Chủ yếu áp dụng đối với 2 lộ 473 và lộ 474, tuy nhiên có kể thêm các liên kết mạch vòng đối với lộ 471 và 478. Sơ đồ mô tả lưới như thể hiện trên hình 1.6 được trích suất từ sơ đồ tổng thế hình 1.5.
Mô phỏng giải tích lưới điện nhằm cung cấp dữ liệu cho thực hiện mục tiêu của đề tài là nâng cao chất lượng điện áp và hiệu quả vận hành lưới điện lộ 473 và 474 Mộc
Châu có xét đến các trạm bù tụ điện và phát triển mới nguồn phát điện turbine gió WTG. Kết quả nghiên cứu sao cho vừa đảm bảo tính thực tiễn, chi tiết đồng thời có tính tổng quát để áp dụng được một cách tương tự đối với các lộ khác trong toàn lưới điện 22 kV Mộc Châu.
Hình 1. 5 Sơ đồ lưới điện 22 kV lộ 473, 474 Mộc Châu
Kết luận chương 1
Những vấn đề được giới thiệu tại chương 1 đã cung cấp một số thông tin cơ bản về cấu trúc của một hệ thống điện nói chung và tổng quan về một lưới điện 22 kV trong thực tế trên địa bàn huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La, một lưới điện trung thế với những nét đặc trưng của thuộc khu vực miền núi. Định hướng nghiên cứu, mục tiêu và những nội dung chính của một đồ án tốt nghiệp thạc sỹ ngành kỹ thuật điện có định hướng sâu thêm về lĩnh vực hệ thống điện.
CHƯƠNG 2
CÔNG CỤ TOÁN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG
2.1 Giới thiệu chung
Nhiệm vụ chính của một hệ thống điện hiện đại là đảm bảo cung cấp điện với chất lượng cao nhất cho mọi khách hàng. Đây là một vấn đề kỹ thuật phức tạp,với các yêu cầu kỹ thuật phải đảm bảo như đã giới thiệu trong chương 1, mục 1.2. Hơn nữa, do tính chất cạnh tranh của các doanh nghiệp cung cấp điện trong giai đoạn bãi bỏ quy định độc quyền, thì chi phí truyền tải phải được giữ ở mức thấp nhất có thể.
Đối với một hệ thống lớn, rất nhiều bài toán đặt ra cần phải sử dụng đến các nghiên cứu về phân bố công suất. Mục tiêu chính của nghiên cứu giải tích lưới điện là để xác định tình trạng hoạt động ổn định của mạng điện. Các trạng thái ổn định có thể được xác định bằng cách phân tích một tập hợp các điều kiện liên quan như: Tải, công suất truyền tải và điện áp tại tất cả các nút trên toàn mạng cả về độ lớn và góc pha.
Ngoài việc kiểm soát phân bố công suất trong một hệ thống điện phức tạp, các yêu cầu khác cũng cần phải được cập nhật liên tục như quá điện áp nút và dòng điện tải và tổn thất trên đường dây hay trong máy biến áp có nằm trong giới hạn cho phép hay không. Nếu biên độ điện áp tại một số điểm trên lưới vượt ra ngoài giới hạn, những giải pháp khắc phục cần phải được thực hiện điều chỉnh điện áp trở lại trong phạm vi quy định. Tương tự như vậy, nếu dòng điện trong một đường truyền vượt quá khả năng tải của đường dây, khi đó hệ thống tự động hóa hay các bảo vệ phải tác động ngay trước khi tiếp diễn đến giới hạn nguy hiểm.
Bài toán phân bố dòng công suất, để xác định trạng thái điện áp ở tất cả các nút của mạng, dòng điện làm việc và tổn thất trong mỗi đường dây cũng như các máy biến áp được biểu diễn bởi các phương trình đặc trưng cho hệ thống điện tổ hợp thành một hệ phương trình phi tuyến. Phương pháp giải các lớp bài toán này chủ yếu bằng các thuật toán tính lặp. Thông dụng nhất là các thuật toán Newton-Raphson và Gauss-Seidel được giải bởi các phần mềm chuyên dụng ETAP, một phần mềm đang chiếm ưu thế trong hoạt động điện lực hiện nay.
2.2 Công cụ toán học và phần mềm ứng dụng
2.2.1Các biến số và phân loại bus (nút), [3] [4] [5]
Trong giải tích lưới điện, thông thường mỗi nút (bus) được mô tả bằng bốn đại lượng: Công suất tác dụng P (MW), công suất phản kháng Q (MVAr), biên độ điện áp nút và góc pha điện áp nút. Trong đó có thể chọn bất kỳ ra 2 hai đại lược là biến độc lập, 2 đại lượng còn lại sẽ là biến phụ thuộc được xác định bởi các phương trình ràng buộc chính tắc. Tuy nhiên về mặt kỹ thuật, sự lựa chọn các biến độc lập ở một nút có thể dựa trên khả năng nhận biết sẵn có tại nút đó. Một cách khác có thể chọn bất kỳ cho 2 biến trạng thái và 2 biến còn lại được xem như biến điều khiển. Theo quan điểm này, trong một hệ thống điện bất kỹ sẽ được phân biệt ra 04 loại bus đặc trưng. Cụ thể là:
Bus cân bằng (swing): tại nút này cho biết giá trị độ lớn điện áp U và góc pha
điện áp δ. Từ đó hai đại lượng P,Q sẽ được xác định tương ứng. Khi nghiên cứu một
lưới điện cụ thể, nhất thiết phải chỉ định ít nhất một nút cân bằng (thường chỉ một) đó là nút có khả năng đáp ứng đủ lượng công suất cân bằng trong mọi tráng thái vận hành của lưới điện đó.
Bus máy phát (generator buses, hay voltage-controlled Buses): còn gọi là nút PU, tại nút này cho biết trước công suất tác dụng P và độ lớn điện áp U. Từ đó hai đại lượng góc pha điện áp δ và công suất kháng Q sẽ được xác định tương ứng.
Bus phụ tải ( Load buses ): hay còn gọi là nút PQ , tại nút này cho biết trước công suất P và Q của các phụ tải. Từ đó hai đại lượng góc pha điện áp δ và điện áp U sẽ được xác định tương ứng.
Bus PF Control: loại bus ít được xét đến. Trong đó, P và PF% là lược đặt trước trong kV và khi biên độ điện áp U và góc pha δ là biến điều khiển.