2.1 BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ưu CÓ RÀNG BUỘC AN
2.1.2 Các chức năng chính của an ninh hệ thống điện
An ninh hệ thống điện có thể được chia thành ba chức năng chính được thực hiện trong trưng tâm điều khiển vận hành:
- Hệ thống giám sát.
- Phân tích sự cố
- Phân bố công suất tối ưu có ràng buộc an ninh.
♦♦♦ Hệ thống giám sát:
- Hệ thống giám sát cung cấp cho người vận hành của hệ thống điện những thông tin cập nhật phù hợp về các điều kiện của hệ thống điện. Nói chung, nó là chức năng quan trọng nhất của ba chức năng nêu trên. Hệ thống đo đạc những giá trị từ xa và truyền về trung tâm xử lý, được gọi hệ thống đo đạc từ xa, nó có thể theo dõi điện áp, dòng điện, dòng công suất và tình trạng của bộ đóng ngắt, và các thiết bị chuyển mạch trong mỗi trạm biến áp trên hệ thống mạng điện truyền tải.
- Ngoài ra, các thông tin quan trọng như tần số, đầu ra máy phát và vị trí máy biến áp cũng được đo đạc từ xa. Với rất nhiều thông tin đo đạc từ xa cùng một thời điểm, không có người vận hành nào có thể kiểm tra tất cả thông tin truyền đến. Vì vậy, máy tính thường được cài đặt tại các trung tâm xứ lý để thu thập các dữ liệu từ xa, xử lý chúng, và đặt chúng trong cơ sở dữ liệu mà từ đó người vận hành có thể hiển thị thông tin trên màn hình hiển thị lớn.
Quan trọng hơn, máy tính có thể kiểm tra thông tin vượt quá giới hạn
Chương 2: Tổng quan
8
truyền đến và báo động cho vận hành viên trong tình trạng quá tải hay quá áp.
- Hệ thống thường kết hợp với các hệ thống điều khiển giám sát cho phép người vận hành kiểm soát bộ phận đóng cắt và ngắt kết nối thiết bị chuyển mạch và biến áp chỉnh định từ xa. Các hệ thống này thường được gọi là hệ thống SCADA.
❖ Phân tích sự cố
- Phân tích sự cố (CA) là một dạng “Phân tích an ninh” được áp dụng trong kiểm soát hệ thống điện. Với mục đích phân tích hệ thống điện để xác định các quá tải và các sự cố xẩy ra. Trong hệ thống điện, có nhiều vấn đề có thể gây ra những sự cố nghiêm trọng trong khi thời gian không đủ để người vận hành có thể xử lý.
- Phân tích sự cố là phân tích điều kiện bất thường trong hệ thống điện. Nó đặt toàn bộ hệ thống hoặc một phần hệ thống điện trong các điều kiện bắt buộc. Sự cố bất ngờ xẩy ra có thể do dây truyền tải bất ngờ bị mất điện (outage), máy phát bị dừng hoặc đột ngột thay đổi, việc thay đổi các giá trị của tải. Phân tích sự cố bất ngờ cung cấp các công cụ cho việc quản lý, thiết lập,phân tích, tổng hợp các báo cáo của sự cố bất ngờ và các vi phạm liên quan.
❖ Phân bố công suất có ràng buộc an ninh (SCOPF).
- Phân phối công suất tối ưu có ràng buộc an ninh (SCOPF) là một dạng đặc biệt của OPF , là sự kết hợp của phân tích sự cố bất ngờ (CA) và phân bố công suất tối ưu (OPF) . Nó được tính toán với trong các điều kiện ràng buộc, cả trong điều kiện hoạt động bình thường (cơ sở) và trong điều kiện xẩy ra sự cố, chẳng hạn khi bị ngắt điện hoặc thiết bị bị hỏng.
- Những ràng buộc về mặt an ninh cho phép OPF quyết định hoạt động của hệ thống điện theo cách thức an toàn (Wood e Wollenberg,1996) . Nghĩa là SCOPF buộc hệ thống phải được vận hành nếu sự cố xảy ra , các điện áp và dòng công suất vẫn nằm ửong giới hạn. Với sự cố mất điện, SCOPF thường xem xét mất điện một lần (n - 1 trường hợp), mặc dù trong một số trường
Chuong 2: Tổng quan
9
hợp nhất định như mất điện nghiêm trọng hai lần (n - 2 trường hợp) có thể được phát triển.
- Trong các giải pháp của SCOPF, mục tiêu chính là để giảm thiểu tổng chi phí điều hành của hệ thống và đảm bảo việc duy trì an ninh hệ thống. Trong OPF, khi tải ít, máy phát điện chi phí rẻ nhất luôn được chọn để chạy đầu tiên. Khi tăng tải, máy phát điện chi phí đắt hơn sẽ được đưa vào. Như vậy, chi phí vận hành đóng một vai trò rất quan trọng trong các giải pháp của OPF.
Hình 2.1 : Đồ thị input-output của máy phát tiêu biểu.
Chương 2: Tổng quan
10
Hĩnh 2.2 : Đồ thị chỉ phí gia tăng tiêu biểu 2.1.3 Các trạng thái vận hành của hệ thống điện
Có 4 ửạng thái vận hành của hệ thống điện, gồm các trạng thái sau:
- Điều độ tối ưu (Optimal Dispatch): là ửạng thái của hệ thống trước khi xẩy ra sự cố.
- Sau khi xẩy ra sự cố (Post contingency): là ửạng thái của hệ thống sau khi có một sự cố xẩy ra. Chúng ta giả định rằng trạng thái này có vi phạm an ninh (dây truyền tải, máy biến áp, điện áp nút... vượt quá giới hạn).
- Điều độ an ninh (Secure dispatch): là ttạng thái mà hệ thống không có sự cố mất điện nhưng việc hiệu chỉnh các thông số vận hành có tính đến các vi phạm an ninh.
- An ninh sau sự cố (Secure post-contingency): là ttạng thái của hệ thống khi sự cố được áp dụng với các ừạng thái vận hành cơ sở và các sự điều chỉnh.
2.2 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI Uu CÓ RÀNG BUỘC AN NINH
2.2.1 Network model and interior point (NMIP) [11]
Phương pháp này được đại học Estadual de São Paulo thực hiện năm 2009 và đã được kiểm ưa thực tế tại lưới điện của Brazil. Đóng góp chính của phương pháp này là phát triển một mô hình hiệu quả ưong việc tối ưu hoá công suất có ràng buộc an