3.5. Tự động điều chỉnh dung lƣợng bù công suất phản kháng
3.5.2. Xây dựng đồ thị phụ tải ngày đặc trƣng
Đồ thị phụ tải đặc trưng hay còn gọi là đồ thị phụ tải mẫu đƣợc hiểu là đồ thị phụ tải biểu thị đặc điểm biến đổi chung của phụ tải trong khoảng thời gian ngày đêm, phản ánh đầy đủ các tính chất của nhóm thụ điện mà nó đại điện. Đồ thị biểu thị sự biến thiên của phụ tải trong khoảng thời gian ngày đêm gọi là đồ thị phụ tải hàng ngày. Đây là dạng đồ thị phụ tải cơ bản nhất vì thông qua đó có thể xây dựng đƣợc đồ thị phụ tải hàng tháng, hàng năm v.v. Đồ thị phụ tải đặc trƣng cho phép xác định một cách chính xác và tin cậy các tham số về chế độ làm việc của mạng điện.
3.5.2.1. Thu thập và xử lý thông tin về đồ thị phụ tải 1. Thu thập thông tin
Thông tin về đồ thị phụ tải có thể thu thập bằng cách đo đếm trực tiếp hoặc gián tiếp. Số ngày tối thiểu cần thiết để lấy số liệu đƣợc xác định theo yêu cầu của mức tin cậy
)2
( . s
n k (3.49)
Trong đó:
s – sai số cho phép, lấy trong khoảng từ 5 10%, tức s = 0,05 0,1;
- hệ số tán xạ, phụ thuộc vào độ tin cậy cần thiết, với xác suất tin cây 95%
97% có thể lấy trong khoảng 1,5 2;
kv – hệ số biến động của thông tin thu thập mẫu.
) (
) (
P M
kv P (3.50)
(P) - độ lệch chuẩn của các phép đo phụ tải M(P)=P – kỳ vọng toán của các phép đo phụ tải.
Để thuận tiện cho quá trình xử lý và tính toán, các thông tin về phụ tải đƣợc thu thập đồng thời với các tham số chế độ khác. Khi đo đếm cần phải phân phụ tải của các ngày theo các đặc tính nhƣ sau: ngày làm việc, ngày chủ nhật, ngày nghỉ tết, lễ, ngày đầu tuần, ngày cuối tuần vv.
2. Xử lý số liệu
Việc xử lý số liệu, tính toán và xây dựng đồ thị phụ tải đƣợc thực hiện dựa trên các quy luật xác suất thống kê. Trước hết số liệu sau khi thu thập cần được xử lý sơ bộ để loại bỏ những sai số có thể xuất hiện trong các phép đo và sắp xếp trong các bảng biểu thích hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý tiếp theo. Có thể coi sự phân bố xác suất của phụ tải tuân theo qui luật phân phối dạng chuẩn.
f(p) =
)2
p (p 2 1
2 e
1 ; (3.51)
Giá trị của phụ tải ở giờ thứ i đƣợc xác định nhƣ sau:
P'i = Pi + Pi , kW (3.52) Trong đó:
Pi - kỳ vọng toán của phụ tải ở giờ thứ i.
Pi- giá trị hiệu chỉnh tính tới sai số của phép đo.
Pi ni ; (3.53)
Nhƣ vậy, ứng với chuỗi thời gian ti biến thiên từ 1 đến 24 ta sẽ có chuỗi số liệu phụ tải Pi tương ứng.
Tiếp theo cần xử lý loại bỏ ảnh hưởng của các yếu tố tác động theo quy luật nhƣ ngày nghỉ lễ, nghỉ cuối tuần vv. Để làm điều đó một cách hiệu quả nhất, ta qui phụ tải các ngày khác nhau về một dạng đồng nhất. Trên cơ sở phân tích các đặc điểm của các ngày ta cần phân loại chúng theo các nhóm thích hợp và chọn ngày làm việc làm cơ sở, sau đó xác định các hệ số qui đổi của các ngày tương ứng theo biểu thức
kij =
ij iLV
p
P ; (3.54)
Trong đó:
kij - hệ số qui đổi của phụ tải ở giờ thứ i ngày loại j.
Pij- kỳ vọng toán của phụ tải giờ thứ i, ngày loại j PiLV- kỳ vọng toán phụ tải giờ thứ i ngày làm việc.
Khi đã có các hệ số quy đổi, ta nhân các số liệu đo đếm trong các ngày cho hệ số qui đổi tương ứng để nhận được các giá trị phụ tải qui về chế độ ngày làm việc.
Pi = kij Pij, kW ; (3.55) Nhƣ vậy ta sẽ nhận đƣợc n giá trị phụ tải ở mỗi giờ mà chúng chỉ khác nhau bởi thành phần dao động ngẫu nhiên của phụ tải. Giá trị của phụ tải trong suốt thời gian khảo sát đƣợc biểu thị bởi ma trận:
P P P
P P P
P P P
n n
n
1 1 1 2 1
2 1 2 2 2
24 1 24 2 24
. . .
. . .
. . .
...
...
... ... ... ...
...
(3.56)
Với cách làm trên chúng ta đã tính đến các yếu tố ảnh hưởng của các ngày khác nhau trong tuần đồng thời làm tăng dãy số quan sát liên tục. Điều đó cho phép tính tới hàng loạt các yếu tố ảnh hưởng khác đối với đồ thị phụ tải và sẽ làm tăng độ tin cậy của đồ thị. Từ dãy số trên theo biểu thức (4.6) ta xác định đƣợc phụ tải tính toán của mỗi trong số 24 h giờ và biểu thị các giá trị tìm đƣợc trên hệ trục toạ độ ta sẽ nhận đƣợc đồ thị phụ tải ngày đêm mong muốn.
3.5.2.2. Xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng
Trên cơ sở số liệu đã đƣợc xử lý thống kê, biểu diễn mối quan hệ giữa phụ tải và thời gian trên hệ trục toạ độ với trục tung là phụ tải và trục hoành là thời gian ta sẽ nhận đƣợc đồ thị phụ tải hàng ngày (hình 4.5). Đồ thị phụ tải đƣợc xây dựng theo phương pháp trên có thể coi là đồ thị phụ tải đặc trưng của mạng điện.
Nó cho phép ta áp dụng cho các mạng điện khác có tính chất tương tự. Để làm được điều đó đồ thị phụ tải cần được chuyển sang hệ đơn vị tương đối. Ta chọn công suất cơ bản là giá trị cực đại của phụ tải PM. Phụ tải giờ thứ i trong hệ đơn vị tương đối sẽ là:
Hình 3.13: Đồ thị phụ tải hàng ngày
P Q
24
P
Q
M i
i P
P* P và
M i
i Q
Q* Q ; (3.57)
3.5.2.3. Kiểm định và đánh giá độ tin cậy của đồ thị phụ tải.
Người ta thường đánh giá độ chính xác của đồ thị phụ tải thông qua hệ số điền kín đồ thị. Hệ số điền kín đồ thị của nhóm tải j đƣợc xác định nhƣ sau:
Mj i
ij
dkj P
P
k 24
24
1 (3.58)
Trong đó:
Pij - phụ tải ở giờ thứ i của nhóm tải j.
PMj - phụ tải cực đ ại của nhóm j.
Hệ số điền kín đồ thị tổ ng hợp của toàn mạng điện đƣợc xác định theo biểu thức:
M j nj
nj dkj dk
P P k k
1
. ; (3.58)
Trong đó:
M - số nhóm tải;
Pnj - tổng công suất định mức của nhóm tải j.
Hệ số điền kín tính toán đƣợc xác định nhƣ sau:
kdk = k dk + k ; (3.59)
k - độ lệch trung bình bình phương c ủa hệ số điền kín đồ thị.
So sánh giá trị hệ số điền kín đồ thị tại đầu nguồn, nơi cung cấp điện cho mạng quan sát và dựa vào độ lệch giữa các giá trị này để đánh giá sai số và mức độ tin cậy của đồ thị phụ tải.
Để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thu thập và xử lý số liệu, việc lắp đặt công tơ điện tử tại các nút, kết hợp với hệ thống truyền thông tin từ xa là hết sức cần thiết. Điều đó có ý nghĩa đối với bài toán vận hành kinh tế lưới điện nói chung và