Chương 4 KHẢO SÁT, THỬ NGHIỆM NHẰM KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT
4.2 Thử nghiệm phương pháp đề xuất trên mô hình IEEE 37-Bus
Từ sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện, xây dựng mô hình phân cấp giữa các trung tâm tải và các phụ tải trong trung tâm phụ tải. Kết quả của việc xây dựng hệ thống phân cấp mô hình được trình bày trong Hình 4.2.
Tiếp theo, xây dựng ma trận phán đoán cho thấy tầm quan trọng của các tâm tải đối với nhau và tầm quan trọng của các tải trong trung tâm tải. Kết quả xây dựng được trình bày từ Bảng 4.1 đến Bảng 4.5.
Hình 4.2: Mô hình AHP các vùng trung tâm tải và các đơn vị tải cho sơ đồ IEEE 37 Bus
Bảng 4.1: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải LCi
PI
LC1
LC2
LC3
LC4
Bảng 4.2: Ma trận phán đoán các phụ tải Lj ở trung tâm tải LC1
L2
L2 1/1
L3 1/1
L4 1/1
L5 3/1
L6 2/1
L7 3/1
L8 2/1
L9 2/1
Bảng 4.3: Ma trận phán đoán các phụ tải Lj ở trung tâm tải LC2
L10
L11
L12
L13
L14
Bảng 4.4: Ma trận phán đoán các phụ tải Lj ở trung tâm tải LC3
L15
L16
L19
L22
L23
Bảng 4.5: Ma trận phán đoán các phụ tải Lj ở trung tâm tải LC4
L25
L30
L32
L34
L35
L36
L37
Từ các giá trị của ma trận phán đoán, áp dụng thuật toán AHP đã trình bày trong phần 2.2 để tính hệ số tầm quan trọng của phụ tải. Các giá trị thông số của phụ tải và kết quả tính toán hệ số quan trọng của phụ tải được trình bày trong Bảng 4.6:
Bảng 4.6: Giá trị sa thải của tải tương ứng với hệ số quan trọng của tải được tính bằng thuật toán AHP
Trung tâm
tải
LC1
LC1
LC1
LC1
LC1
LC1
LC1
LC1
LC2
LC2
LC2
LC2
LC2
LC3
LC3
LC3
LC3
LC3
LC4
LC4
LC4
LC4
LC4
Để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp đề xuất, các tình huống ngừng hoạt động hoặc ngắt kết nối hệ thống điện của các máy phát điện này được tính toán, mô phỏng
và thử nghiệm các thông số như: tần số, lượng công suất điều khiển sơ cấp, lượng công suất điều khiển thứ cấp và tối thiểu công suất giảm tải. Trong các trường hợp tính toán và
mô phỏng, công suất điều khiển tần số sơ - thứ cấp được thực hiện. Tất cả các trường hợp thử nghiệm đều được mô phỏng trên phần mềm PowerWorld GSO 19.
Trong trường hợp nghiên cứu, máy phát JO345 # 1 (bus 28) bị ngắt kết nối với lưới điện. Áp dụng phương trình (3.10) tính được giá trị tần số ổn định khi máy phát JO345 # 1 (bus 28) ngừng hoạt động là 59,6Hz.
Vì vậy cần thực hiện quá trình điều khiển tần số sơ - thứ cấp để khôi phục tần
số. Việc điều chỉnh tần số chính được thực hiện tự động. Phản ứng của bộ điều tốc tuabin được thực hiện ngay sau khi ngắt máy phát JO345 # 1 (bus 28). Giá trị công suất điều khiển sơ cấp của mỗi tuabin máy phát được thể hiện trong Bảng 4.7.
Bảng 4.7: Giá trị của các thông số và công suất điều khiển sơ cấp của máy phát điện
STT Tên máy phát
1 WEBER69
2 JO345#1
3 JO345#2
4 SLACK345
5 LAUF69
6 BOB69
7 ROGER69
8 BLT138
9 BLT69
Tổng
Vì tần số phục hồi nhỏ hơn giá trị cho phép nên quá trình điều khiển tần
số thứ cấp được thực hiện sau điều khiển sơ cấp. Trong sơ đồ hệ thống điện 9 máy phát IEEE 37 bus, SLACK 345 (SLACK Bus) được chọn làm máy phát điều khiển tần số thứ cấp. Trong trường hợp này, phương trình ứng dụng (3.12) tính toán lượng công suất điều khiển thứ cấp là 10,72MW. Tần số của hệ thống sau khi thực hiện điều khiển thứ cấp được thể hiện trong Hình 4.3.
Như vậy, sau khi thực hiện quá trình điều khiển tần số thứ cấp, tần số khôi phục là 59,66 Hz và chưa trở về giá trị cho phép. Do đó, giải pháp cuối cùng là cắt hoặc giảm tải
để khôi phục tần số về giá trị cho phép. Áp dụng công thức (3.16) tính toán
lượng điện tải giảm xuống tối thiểu để khôi phục tần số về giá trị cho phép.
Hình 4.3: Tần số của hệ thống sau khi thực hiện điều khiển sơ - thứ cấp
P
L S min
PL PL PGi
i 1
n 1 P
PL .D Gi 9.5394 x0.02 187.4 187.59
i 1 R
i
P 1.2216
LS min
Vậy công suất giảm tải tối thiểu của tải trọng tối thiểu là 17,64MW.
Để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp đề xuất, lượng sa thải tải tối
thiểu này được phân bổ cho các nút phụ tải theo hệ số tầm quan trọng của từng.
Bảng phân bố khả năng giảm tải tại xe buýt tải được trình bày trong Bảng 4.6.
17,64MW. Kết quả của mô phỏng tần số và những thiệt hại kinh tế liên quan đến giảm tải được trình bày trong Hình 4.4 và Bảng 4.8.
Bảng 4.8. So sánh thiệt hại kinh tế do sa thải tải dựa trên thuật toán AHP với UFLS
Phương pháp sa thải tải
Lượng sa thải (MW)
Thiệt hại kinh tế ∑PLSiCmi (x103) ($)
Có thể thấy rằng các giá trị tần số ở trạng thái ổn định của cả hai phương pháp giảm tải dựa trên AHP và UFLS đều được khôi phục về giá trị cho phép. Nguyên nhân là do phụ tải cùng công suất. Tuy nhiên, chất lượng đáp ứng tần số của phương pháp UFLS không bằng phương pháp AHP.
Sa thải tải theo phương pháp đề xuất
Sa thải tải theo phương pháp truyền thống
Hình 4.4: Tần suất của hệ thống khi áp dụng phương pháp giảm tải truyền
thống và phương pháp đề xuất
Giải thích cho điều trên là phương pháp UFLS phải đợi tần số giảm xuống dưới ngưỡng đã đặt để tác động giảm tải. Mặc dù chúng đang tỏa ra cùng một lượng sức mạnh, nhưng phương pháp AHP có giá trị sát thương thấp hơn khoảng 5%. Lý do là phương pháp AHP xếp hạng tải và hỗ trợ giảm tải dựa trên
hệ số quan trọng. Điều này đã giúp giảm giá trị thiệt hại do tải trọng. Như vậy, phương pháp tính khả năng giảm tải tối thiểu đã khống chế tần số khôi phục trở
về giá trị cho phép là 59,7Hz và cho thấy hiệu quả của phương pháp đề xuất.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ