Luận văn Xác định vị trí và dung lượng hợp lý của TCSC để chống nghẽn mạch trên đường dây truyền tải

HUTECH
i


B GIÁO DC VÀ ÀO TO
TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM



TÔ VN TRC


XÁC NH V TRÍ VÀ DUNG LNG HP
LÝ CA TCSC  CHNG NGHN
MCH TRÊN NG DÂY TRUYN TI



LUN VN THC S
CHUYÊN NGÀNH: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN
MÃ S : 60 52 50




TP. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012
HUTECH
i


B GIÁO DC VÀ ÀO TO

TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP.HCM




TÔ VN TRC


XÁC NH V TRÍ VÀ DUNG LNG HP
LÝ CA TCSC  CHNG NGHN
MCH TRÊN NG DÂY TRUYN TI

LUN VN THC S
CHUYÊN NGÀNH: THIT B, MNG VÀ NHÀ MÁY IN
MÃ S : 60 52 50


HNG DN KHOA HC: TS. TRNG VIT ANH


TP. H Chí Minh, tháng 06 nm 2012
HUTECH
ii


CÔNG TRÌNH C HOÀN THÀNH TI
TRNG I HC K THUT CÔNG NGH TP. HCM

Cán b hng dn khoa hc : TS. Trng Vit Anh
Cán b phn bin 1: TS. Võ Vit Cng

Cán b phn bin 2: TS. Nguyn Vin Quc


Lun vn thc s đc bo v ti Trng i hc K thut Công ngh
TP. HCM ngày 14 tháng 07 nm 2012.
Thành phn Hi đng đánh giá lun vn thc s gm:
1. TS. Nguyn Thanh Phng Ch tch Hi đng
2. TS. Võ Vit Cng Phn bin 1
3. TS. Nguyn Vin Quc Phn bin 2
4. PGS. TS. Trn Thu Hà U Viên
5. TS. Võ Hoàng Duy Th ký
Xác nhn ca Ch tch Hi đng đánh giá lun vn và Khoa qun lý
chuyên ngành sau khi lun vn đã đc sa cha.

Ch tch Hi đng đánh giá Lun vn Khoa qun lý chuyên ngành
HUTECH
iii


TRNG H K THUT CÔNG NGH TP. HCM
PHÒNG QLKH – TSH
CNG HÒA XÃ HI CH NGHA VIT NAM
c lp - T do - Hnh phúc

Tp. H Chí Minh, ngày … tháng… nm 2012

NHIM V LUN VN THC S

H tên hc viên: Tô Vn Trc Gii tính: Nam.
Ngày, tháng, nm sinh: 10/11/1974 Ni sinh: Bình nh

Chuyên ngành: Thit b, mng và nhà máy đin MSHV:1081031054

I. TÊN  TÀI:
Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn
mch trên đng dây truyn ti.
II. NHIM V VÀ NI DUNG:
- Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên
đng dây truyn ti.
- Xây dng gii thut xác đnh mt ct ti thiu trên graph ca h thng đin.
- Xây dng gii thut xác đnh v trí và dung lng TCSC trên li đin.
- ng dng thc t và so sánh vi mt s công trình nghiên cu v OPF.
III. NGÀY GIAO NHIM V: ngày 15 tháng 09 nm 2011.
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIM V: ngày 15 tháng 06 nm 2012.
V. CÁN B HNG DN: TS. Trng Vit Anh

Cán b hng dn Khoa qun lý chuyên ngành



TS. Trng Vit Anh
HUTECH
iv


LI CAM OAN


Tôi xin cam đoan rng lun vn vi ni dung “Xác đnh v trí và
dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên đng dây
truyn ti” là công trình nghiên cu ca riêng tôi, di s hng dn ca

TS. Trng Vit Anh.
Các s liu, kt qu mô phng nêu trong lun vn là trung thc, có
ngun trích dn và cha đc công b trong các công trình nghiên cu khác.

Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012
Ngi thc hin lun vn


Tô Vn Trc

HUTECH
v


LI CM N

 hoàn thành đ tài lun vn thc s đúng thi hn, bên cnh s
c gng ca bn thân còn có s hng dn nhit tình ca quý thy cô,
cng nh s đng viên ng h ca gia đình và bn bè trong sut quá trình
hc tp nghiên cu và thc hin lun vn.
Xin chân thành bày t lòng bit n sâu sc đn thy TS. Trng
Vit Anh và gia đình đã ht lòng giúp đ và to điu kin tt nht cho tôi
hoàn thành lun vn này.
Xin chân thành bày t lòng bit n đn toàn th quý thy cô
Trng i hc K Thut Công Ngh thành ph H Chí Minh đã
tn tình truyn đt nhng kin thc quý báu cng nh to mi điu kin
thun li cho tôi trong sut thi gian hc tp nghiên cu ti trng.
Xin chân thành bày t lòng bit n đn gia đình, nhng ngi đã
không ngng đng viên, h tr và to mi điu kin tt nht cho tôi trong
sut thi gian hc tp và thc hin lun vn.

Cui cùng, tôi xin chân thành cm n đn các anh ch và các bn
đng nghip đã h tr cho tôi trong sut quá trình hc tp nghiên cu và
thc hin lun vn mt cách hoàn chnh.

Tp. H Chí Minh, ngày 15 tháng 06 nm 2012
Ngi thc hin lun vn


Tô Vn Trc

HUTECH
vi


TÓM TT

Nhng h thng đin hin hu luôn tn ti các nhánh xung yu nht
có kh nng dn đn quá ti thng xuyên. Khi mng li truyn ti đin
b nghn mch đó là mt trong nhng nguyên nhân đy giá thành sn xut
và bán đin tng cao. Bng nhiu gii pháp, các nhà cung cp đin luôn
tìm cách gim chi phí sn xut đin nng khi b s c quá ti v gn vi
chi phí lúc bình thng. Mt trong nhng gii pháp đc đ cp trong ni
dung nghiên cu “ Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ
chng nghn mch trên đng dây truyn ti ” là ng dng tính hiu qu
ca TCSC trong điu khin dòng công sut trên li đ chng quá ti. 
gii quyt bài toán đt ra, ni dung nghiên cu đc trình bày trong sáu
chng.
Nghiên cu lý thuyt mt ct ti thiu, ng dng gii thut max-flow
và Powerworld đ xác đnh tp hp nhng nhánh yu nht ca h thng
đin m ra nhiu hng nghiên cu mi cho bài toán chng quá ti. Ni

dung nghiên cu cng ch ra rng: vn đ trng tâm ca bài toán chng
quá ti là làm sao xác đnh đc đim thng xuyên b quá ti và xác
đnh v trí, dung lng hp lý đt TCSC đ chng nghn mch hiu qu
trên h thng đin.
Tính hiu qu và kh nng ng dng ca gii pháp đã đ xut đc
kim chng trên các h thng đin ba nút, by nút, mi bn nút ca
IEEE và li đin đng bng Sông Cu Long 9 nút. Nhng kt qu rút ra
t các li đin trên cho thy kh nng khoanh vùng, tìm kim tp hp
nhánh xung yu nht, xác đnh v trí và dung lng ca TCSC trong h
thng đin nhanh chóng, chính xác, hiu qu đem li li ích kinh t cao
trong truyn ti h thng đin.
HUTECH
vii


ABSTRACT

The existing electrical systems always existing the weakest
branches can lead to overload regularly. When the power transmission
network will be congestion, that is the reason of price of electricity
production and of selling electricity to rise. In many solutions, the power
suppliers always look for ways to reduce production costs at power
problems same to at normal. One of the solutions mentioned in the
contents of this research is an effective application of TCSC (Thyristor
Controlled Seriers Capacitor) to control of power flow on the grid to
against overload. To solve this problem, content of the research is
presented in six chapters.
Research of minimun cut-set theory, Powerworld and max-flow
algorithms application to determine the set of the electrical system's
weakest branches opens many new ways of research against overload.

The content of the research also indicates that: the key matter of the
effectively anti-overload problem is how to discover the frequently
overload points and to specify the suitable location and capacity to put
TCSC.
The effectiveness and applibility of the solutions proposed were
verified on the power system with three buses, seven ones and fourteen
ones of IEEE and the electricity network with nine ones of Mekong River
Delta. The results drawn from the above networks are that the ability to
localize, to search the set of the weakest branches of power system, and
to specify the suitable location and capacity of TCSC in the power system
quickly, exactly and effectively brings high economic profic in the
transmission of the electricity system.
HUTECH
viii


MC LC

Li cam đoan iv
Li cm n v
Tóm tt vi
Abstract vii

Chng 1: Gii thiu 1
1.1 t vn đ 1
1.2 Mc tiêu và nhim v ca lun vn 2
1.3 Phm vi nghiên cu 3
1.4 Các bc tin hành 3
1.5 im mi ca lun vn 3
1.6 Giá tr thc tin ca lun vn 3

1.7 Ni dung ca lun vn 3
1.8 Tài liu tham kho 4

Chng 2: Tng quan 5
2.1 Nâng cao kh nng truyn ti ca h thng đin 5
2.2 Các công trình nghiên cu trc đây 7
2.2.1 iu đ k hoch ngun phát đin 7
2.2.2 iu đ ti 8
2.2.3 M rng đng dây truyn ti 9
2.3 Các loi thit b Facts 11
2.3.1 SVC (Static Var Compensator) 11
2.3.2 STATCOM (Static Synchronous Compensator) 13
2.3.3 UPFC (Unified Power Flow Controlled) 15
2.3.4 TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) 15
2.4  xut phng án s dng TCSC 18
HUTECH
ix


2.4.1 Gii quyt đ ht quá ti khi tng ti 18
2.4.2 Nhn xét 21
2.5 Nhn xét và đ xut s dng mt ct ti thiu 22
2.5.1 Nhn xét 22
2.5.2  xut s dng mt ct ti thiu 24
2.5.2.1 Gii thiu 24
2.5.2.2 Lý thuyt v mt ct ti thiu dòng công sut cc đi 26
2.6 ng dng trong h thng đin 27
2.7 Nhn xét chung 32

Chng 3: C s lý thuyt 33

3.1 Bài toán nâng cao kh nng ti dùng TCSC 33
3.2 Phân b công sut ti u gia các nhà máy đin 34
3.3 S dng thut toán Min-cut đ xác đnh nhng nhánh ng viên đt TCSC 37
3.4 Xác đnh nhánh đt TCSC đ gim giá thành TCSC 41
3.5 Phát biu lut đt TCSC 42
3.6 Lu đ xác đnh v trí và dung lng TCSC 43

Chng 4: Mô phng ng dng 44
4.1 S đ li đin 3 thanh cái 44
4.2 S đ li đin 7 thanh cái 55
4.3 Kho sát li đin 14 thanh cái 71

Chng 5: Kho sát trên h thng đin Vit Nam 72
Chng 6: Kt lun và hng phát trin đ tài 105
6.1 Kt lun 105
6.2 Hng phát trin đ tài 106
Tài liu tham kho 108
Ph lc 110
HUTECH
x


Danh sách các t vit tt
FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System): h thng
truyn ti đin xoay chiu.
TCSC : Thyristor Controlled Series Capacitor
OPF: Open Packaging Format
ISO: International Organization for Standardization:
IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers
STATCOM (Static Synchronous Compensator) : b bù đng b tnh

SVC (Static Var Compensator) : b bù công sut phn kháng
UPFC (Unified Power Flow Controller): b điu khin dòng chy công sut.
HT : H Thng đin
MAX FLOW: Dòng công sut cc đi
Min-cut: Lát ct cc tiu
BSCL: ng bng Sông Cu Long
Danh mc các bng
STT

Tên bng Trang

1
Bng 2.1: Chi phí đu t trên 1KVAr ca các thit b
FACTS.
22
2 Bng 2.2 : V trí và thông lng ca các lát ct 29
3 Bng 2.3: Các trng hp xy ra v trí lát ct. 30
4 Bng 4.1a: Hot đng ca ph ti ti các nút. 58
5
Bng 4.1b: Kt qu phân b máy phát theo hot đng
ca ti mch 7 bus.
59
HUTECH
xi


6
Bng 4.1c: So sánh góc lch pha nhánh 1-2 và nhánh
1-3.
62

7
Bng 4.2: Gi s hot đng ca ph ti cho mt ngày
làm vic đc tính theo thi gian trong mt
ngày đêm (24 gi)
63
8
Bng 4.3: Kt qu chi phí khi cha điu đ máy phát
đin.
65
9 Bng 4.4: Kt qu chi phí khi điu đ máy phát đin. 66
10 Bng 4.5: Kt qu chi phí và thi gian hoàn vn. 70
11
Bng 4.6: Giá tr XTCSC và t l gim công sut quá
ti trên li đin 14 nút.
71
12 Bng 4.7a: Hot đng ca ph ti ti các nút. 75
13
Bng 4.7b: Kt qu phân b máy phát theo hot đng
ca ti.
76
14
Bng 4.7c: So sánh góc lch pha nhánh 1-2 và nhánh
1-5.
80
15 Bng 4.8: Ph ti tiêu th trong 24 gi 80
16
Bng 4.9: Kt qu chi phí khi cha điu đ máy phát
đin.
81
17 Bng 4.10: Kt qu chi phí khi điu đ máy phát đin.

82
18 Bng 4.11: Kt qu chi phí và thi gian hoàn vn 87
19
Bng 4.12: Giá tr XTCSC và t l gim công sut
quá ti trên li đin 14 nút
88
20 Bng 5.1a: Hot đng ca ph ti ti các nút. 94
21
Bng 5.1b: Kt qu phân b máy phát theo hot đng
ca ti mch 9 bus.
95
22
Bng 5.1c: So sánh góc lch pha nhánh 2-8 và nhánh
8-6.
97
HUTECH
xii


23
Bng 5.2: Gi s hot đng ca ph ti cho mt ngày
làm vic đc tính theo thi gian trong mt
ngày đêm (24 gi)
98
24
Bng 5.3: Kt qu chi phí khi cha điu đ máy phát
đin
100
25 Bng 5.4a: Kt qu chi phí khi điu đ máy phát đin. 100

26 Bng 5.4b: Kt qu chi phí khi điu đ máy phát đin.

101
27 Bng 5.5: Kt qu chi phí và thi gian hoàn vn. 103
28
Bng 5.6: Giá tr XTCSC và t l gim công sut quá
ti trên li đin 14 nút.
104

Danh sách các biu đ, hình nh.
STT

Tên các biu đ, hình nh Trang

1 Hình 2.1a: Ví d 2 nút b nghn mch 8
2
Hình 2.1b: Ví d 2 nút sau khi đc loi b nghn
mch
9
3
Hình 2.2: Nguyên tc điu khin SVC trong n đnh
h thng đin
12
4
Hình 2.3: Dao đng công sut trong trng hp
không có SVC và có SVC
12
5
Hình 2.4: Cu hình c bn nht ca SVC là TCR +
FC.

13
6
Hình 2.5: Cu hình nâng cao ca SVC là TCR + TSC
+ FC
13
7
Hình 2.6: S đ mch điu khin s dng
STATCOM
14
8
Hình 2.7: Nguyên tc điu khin trào lu công sut
ca STATCOM
14
HUTECH
xiii


9 Hình 2.8: S đ nguyên lý điu khin ca UPFC 15
10 Hình 2.9: S đ cu to ca TCSC. 16
11
Hình 2.10: Mô hình đng dây truyn ti có lp đt
TCSC
19
12
Hình 2.11: n gin hoá mô hình TCSC trên nhánh i-
j
19
13 Hình 2.12: Chi phí đu t vn hành theo công sut bù.

23

14 Hình 2.13: Mi quan h gia ngun và ti 25
15
Hình 2.14: S đ mng vi ngun phát (s), ti thu (t)
và hai nút trung gian
26
16
Hình 2.15: Mô hình hoá mng vi mt s lát ct tiêu
biu
27
17 Hình 2.16: Mô hình h thng đin đn gin 28
18
Hình 2.17: Mô hình hoá s đ mng đin truyn ti 2
nút.
28
19
Hình 2.18: V trí và thông lng các lát ct trên s đ
mô hình hóa.
29
19
Hình 2.19: V trí ca lát ct cc tiu trên mng mô
hình hoá.
30
20
Hình 3.1: Mô hình truyn ti đin trên hai nhánh song
song.
33
21 Hình 3.2: Công sut phát ca các nhà máy 35
22
Hình 3.3: Tp hp nhánh xung yu tìm đc t
chng trình max-flow

38
23
Hình 3.4: Lu đ gii thut xác đnh lung công sut
cc đi
40
24
Hình 3.5: Lu đ xác đnh v trí, dung lng TCSC
và công sut nhà máy đin.
46
HUTECH
xiv


25 Hình 4.1: S đ li đin 3 thanh cái. 47
26
Hình 4.2: D liu nhp vào chng trình tính max-
flow cho s đ mô hình hoá.
48
27
Hình 4.3: Danh sách các đng ct yu nht sau khi
chy chng trình.
49
28
Hình 4.4: Danh sách các đng ct ln nht sau khi
chy chng trình.
49
29
Hình 4.5. Mô phng phân b công sut bng
Powerworld
50

30
Hình 4.6: Mô phng v trí lp đt TCSC trên li
bng Powerworld
51
31
Hình 4.7. Thông s đu vào khi ti ti thanh cái 2
tng 20%
52
32 Hình 4.8. Danh sách lát ct khi tng ti ti thanh cái 2.

53
33
Hình 4.9: Thông s nhp vào khi tng ti 2 lên 40%
và 3 lên 50%
53
34
Hình 4.10: Danh sách lát ct khi tng ti 2 lên 40% và
3 lên 50%
54
35
Hình 4.11: Mô phng v trí lp đt TCSC trên li
bng Powerworld
55
36 Hình 4.12: S đ li đin 7 nút 56
37 Hình 4.13: Mô hình hoá li đin 7 nút trên max-flow

57
38
Hình 4.14: Danh sách lát ct ca li đin 7 nút trên
max-flow

57
39
Hình 4.15: Phân b công sut bng Powerworld (ti
100% công sut)
60
40
Hình 4.16: Phân b công sut bng Powerworld (ti
110% công sut )
61
HUTECH
xv


41
Hình 4.17: Phân b công sut bng Powerworld ( ti
120% công sut)
62
42 Hình 4.18: Ph ti mt ngày làm vic. 64
43
Hình 4.19: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 1-3 (ti 100%
công sut)
67
44
Hình 4.20: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 1-3 ( ti 110% công
sut)
68
45
Hình 4.21: Phân b công sut bng Powerworld khi

lp TCSC trên nhánh 1-3 ( ti 120% công
sut)
69
46 Hình 4.22: im hoàn vn khi lp TCSC 70
47 Hình 4.23: S đ li đin 14 nút. 72
48
Hình 4.24: D liu nhp vào chng trình max-flow
đi vi li đin 14 nút
74
49
Hình 4.25: Danh sách lát ct ca li đin14 nút trên
max-flow
74
50
Hình 4.26: Phân b công sut bng Powerworld (ti
100% công sut)
77
51
Hình 4.27: Phân b công sut bng Powerworld (ti
110% công sut )
78
52
Hình 4.28: Phân b công sut bng Powerworld (ti
120% công sut)
79
53 Hình 4.29: Ph ti mt ngày làm vic. 81
54
Hình 4.30: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 1-5 (ti 100% công
sut)

84
HUTECH
xvi


55
Hình 4.31: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 1-5 (ti 110% công
sut)
85
56
Hình 4.32: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 1-5 ( ti 120% công
sut)
86
57 Hình 4.33: im hoàn vn khi lp TCSC 87
58 Hình 5.1: S đ li đin 9 nút 90
59 Hình 5.2: Mô hình hoá li đin 9 nút trên max-flow 92
60 Hình 5.3a: Danh sách lát ct ca li đin 9 nút trên
max-flow
92
61 Hình 5.3b: Danh sách lát ct ca li đin 9 nút trên
max-flow
93
62
Hình 5.4. Phân b công sut bng Powerworld (ti
100% công sut)
96
63
Hình 5.5. Phân b công sut bng Powerworld (ti

105% công sut )
97
64 Hình 5.6: Ph ti mt ngày làm vic. 99
65
Hình 5.7: Phân b công sut bng Powerworld khi
lp TCSC trên nhánh 2-8 (ti 100% công
sut)
100
66
Hình 5.8: Phân b công sut bng Powerworld khi lp
TCSC trên nhánh 2-8 (ti 105% công sut)
102
67 Hình 5.9: im hoàn vn khi lp TCSC 103



HUTECH
1

CHNG 1: GII THIU

1.1. t vn đ
t nc ngày mt phát trin, các ngun tài nguyên thiên nhiên cn kit không
đ đáp ng nhu cu v nng lng đin ngày mt tng trong lnh vc sn xut công
nghip, nông nghip và sinh hot. Trong quá trình tìm kim nhng ngun nng
lng mi thay th thì vic quy hoch và s dng hp lý các ngun nng lng
đin sn có cng là vn đ quan tâm hàng đu ca ngành đin. Do đó vic ng
dng khoa hc k thut chuyên ngành vào qun lý, vn hành h thng đin sao cho
tng chi phí sn xut, truyn ti đin thp nht đ giá thành ti ngi s dng đin
nh nht. iu này là hp lý trong sn xut và tiêu th khi hình thành mt th

trng đin.
Trong quá trình chuyn sang th trng đin thì vn đ quá ti đng dây là
không th tránh khi và làm nh hng đn s n đnh và đ tin cy ca h thng
đin. iu khin quá ti đng dây là chc nng quan trng đ đm bo h thng
truyn ti không b vi phm bt k các ràng buc vn hành nào. Các ràng buc có
th là các gii hn nhit, gii hn đin áp và n đnh. Bt k khi nào các ràng buc
vn hành trong li truyn ti b vi phm thì h thng đc coi là đang  trng thái
quá ti [1].
Các gii pháp đc đa ra đ chng quá ti và nâng cao kh nng truyn ti trên
đng dây có th là các gii pháp nh điu đ ngun phát đin, ct gim ti, xây
dng đng dây truyn ti, bù công sut phn kháng đ gim nghn mch. Nu điu
đ ngun phát đin lên li chng quá ti thì s làm tng chi phí sn xut đin mà
điu đó s không có li cho khách hàng tiêu th. Nu ct gim ti đc đa ra thì s
làm nh hng đn hot đng sn xut công nghip và sinh hot, không to ra sn
phm phát trin kinh t. Nu m rng xây dng đng dây truyn ti đc đa ra
thì tn nhiu thi gian, chi phí m rng xây dng đng dây truyn ti rt ln. Nh
vy gii pháp bù công sut phn kháng s dng thit b FACTS điu khin dòng
công sut trên đng dây còn đc bit đn nh bin pháp chng nghn mch, gim
HUTECH
2

ct đin, tng đ tin cy truyn ti cho khách hàng, gim chi phí sn xut đin nng,
đm bo li ích kinh t, đng thi tránh đc tình trng đu c tng giá đin khi có
s c nghn mch trên đng dây [2]. Trong đó TCSC là mt trong các thit b
FACTS mc ni tip có kh nng trc tip điu khin dòng công sut và nâng cao
kh nng ti trên đng dây.
Do đó các công trình nghiên cu trc đây cng đã đa ra nhiu gii pháp đ
xác đnh v trí đt TCSC trên mng đin bng các gii pháp nh s dng thut toán
di truyn nhm xác đnh đc v trí ti u và gii pháp xác đnh da vào đánh giá
đ nhy h thng… Các phng pháp này thng rc ri, phc tp và phi mt

nhiu thi gian đ chy phân b công sut mi tìm đc v trí ti u nht.
Qua các kt qu ca các công trình nghiên cu trc đây đã đt đc, đ tài
“Xác đnh v trí và dung lng hp lý ca TCSC đ chng nghn mch trên
đng dây truyn ti” vi mc đích xây dng gii thut xác đnh v trí ti u ca
TCSC bng phng pháp mt ct ti thiu, đ nâng cao kh nng truyn ti t đó
gim đc chi phí sn xut đin nng và hn ch nhc đim ca các công trình
nghiên cu trc đây.

1.2. Mc tiêu và nhim v ca lun vn
 Mc tiêu
- Xác đnh v trí và dung lng hp lý Ca TCSC đ chng nghn mch
trên đng dây.
 Nhim v
- Xây dng gii thut xác đnh mt ct ti thiu trên graph ca h thng
đin.
- Xây dng gii thut xác đnh v trí và dung lng TCSC trên li đin.
- ng dng thc t và so sánh vi mt s công trình nghiên cu v OPF.

1.3. Phm vi nghiên cu
- Nghiên cu v mt ct ti thiu và lung công sut cc đi.
HUTECH
3

- S dng TCSC đ điu khin phân b dòng công sut trên li đin.
- Nghiên cu phng pháp xác đnh v trí bù ti u ca TCSC trên li đin
truyn ti.
- ng dng thut toán cho bài toán c th.

1.4. Các bc tin hành
- Thu thp và đc hiu các tài liu liên quan t cán b hng dn, sách, các bài

báo và internet.
- Gii tích và mô phng toán hc dùng phn mm Powerworld.

1.5. im mi ca lun vn
- Xây dng thut toán tìm lung công sut cc đi.
- Xây dng thut toán đ xác đnh v trí hp lý ca TCSC trên li đ nâng
cao kh nng truyn ti.

1.6. Giá tr thc tin ca lun vn
- ng dng cho các mô hình hay li đin bt k.
- ng dng cho các mch IEEE mu trong các bài báo và mng li đin min
nam Vit Nam (li đin đng bng sông Cu Long).
- S dng làm tài liu tham kho khi vn hành li đin vi thit b FACTS.
- S dng làm tài liu tham kho cho bài ging môn hc cung cp đin.

1.7. Ni dung ca lun vn
Ni dung ca lun vn gm 6 chng:
- Chng 1: Gii thiu
- Chng 2: Tng quan
- Chng 3: C s lý thuyt
- Chng 4: Mô phng ng dng

HUTECH
4

- Chng 5: Kho sát trên h thng đin Vit Nam
- Chng 6: Kt lun và hng phát trin

1.8. Tài liu tham kho

HUTECH
5

CHNG 2: TNG QUAN

2.1 Nâng cao kh nng truyn ti ca h thng đin
Trong quá trình vn hành h thng đin trong th trng đin, chi phí ca t
máy phát th i trong nhà máy đin là:


2
0 1 2
( )
i gi i gi i gi i
C P P P
  
  
(2.1)

P
gi
: công sut phát ca t máy th i.

0i
, 
1i
, 
2i
: H s chi phí ca máy phát i.

Do đó tng chi phí ca các nhà máy phát đin đc tính theo biu thc:


( )
G i gi
C C P


(2.2)

Mc tiêu ca các nhà máy sn xut đin nng là tìm cách gim chi phí sn xut
đin sao cho tng chi phí phát đin phi là nh nht:


1
( )
i gi
C Minimum C P


(2.3)

Giá thành đin nng là tng chi phí đ sn xut ra mt đn v đin nng. Giá
đin bao gm các chi phí ngun phát, truyn ti đn ni tiêu th cng vi các chi
phí khác hình thành nên giá bán đin trên th trng. Do đó giá bán đin đc xác
đnh tính t giá thành sn xut đin nng ti thiu C
1
. Trong th trng đin, s
cnh tranh v giá luôn khin các nhà sn xut phi hng đn mc tiêu ti thiu hoá

tng chi phí ca h thng đin, ngha là tìm cách đa tng chi phí phát đin v giá
tr C
1
. iu này đng ngha vi vic gim giá thành sn xut trên mt đn v đin
nng và giá bán đin cng gim theo.
HUTECH
6


Gi s giá tr chi phí phát đin ti thiu là C
1
thì lng công sut phát ca các
nhà máy đin và ph ti có s cân bng theo biu thc:


1
n
Gi D
i
P P


 
(2.4)

P
Gi
: công sut phát ca các nhà máy.
P
D

: công sut ca các ph ti.
Khi có s gia tng ph ti vt quá đ d tr cho phép ca h thng dn đn
đng dây nghn mch trên mt s tuyn đng dây ca mng đin. Ngha là khi
ph ti đin thay đi tng lên mt lng P
L
thì theo biu thc (2.4), đ gii quyt
s c nghn mch trên h thng truyn ti đin cn thay đi công sut phát ca các
t máy trong các nhà máy đin mt lng là P
gi
. Nh vy chi phí cho sn xut ra
mt đn v đin nng trong trng hp này theo biu thc (2.3) s là
'
2 1
( )
i gi
C C P C
 

. Khi chi phí sn xut đin nng tng cao thì giá bán đin đn h
tiêu th cng tng theo. iu này gây bt li cho nhà cung cp trong vic gia tng
doanh s bán hàng trên th trng cng nh nhng n lc cnh tranh th phn.
Bài toán phân b công sut tác dng gia các nhà máy đin đ cc tiu chi phí
sn xut (C
1
). Tuy nhiên bài toán này gp khó khn vì gp gii hn ca các đng
dây ti đin nên phi thay đi công sut phát gia các nhà máy đin đ các đng
dây không còn quá ti. iu này làm cho chi phí tng cao (C
2
) làm cho C
1

< C
2
.
 gim chi phí phát đin t C
2
 C
1
có th nâng cao kh nng ti ca h
thng. Nu không phi tt c các đng dây truyn ti (to thành mch các vòng) b
quá ti hoàn toàn bng cách thay đi góc pha gia nút, các tng tr các nhánh đ
công sut truyn ti phân chia qua các tuyn dây cha b quá ti.
Ngành công ngh đin t vi công sut hin nay, vic sn sut các thit b
FACTS có th thc hin đc. Tuy nhiên, vic xác đnh chính xác v trí đt thit b
HUTECH
7

ht sc khó khn vì phi xác đnh đc nhng nhánh thng xuyên b quá ti mi
đem li hiu qu ca vic đt thit b FACTS.
S lng thit b và công sut thit b đòi hi phi gii bài toán cc đi li
nhun gia chi phí thit b và vic gim chi phí sn sut đin nng.
Nhng phân tích trên đây cho thy: khi có s thay đi ph ti hay s c h
thng đin s dn ti giá bán đin trên th trng tng lên do chi phí sn xut đin
tng. Cho dù vn hành li đin  bt k trng thái nào thì các nhà máy sn xut
đin luôn tìm cách đa các chi phí C
2
tr v gn vi trng thái ban đu nht:
C
2
C
1

.

2.2 Các công trình nghiên cu trc đây
2.2.1. iu đ k hoch ngun phát đin
Phân b công sut ti u (OPF) là k thut quan trng nht đ đt đc các mô
hình phát đin chi phí nh nht trong mt h thng đin vi các điu kin ràng buc
truyn ti và vn hành có sn. Vai trò ca trung tâm vn hành h thng đc lp
(ISO) trong th trng cnh tranh là điu đ đin nng đáp ng hp đng gia các
bên tham gia th trng. Vi xu hng ngày càng tng s lng các hp đng song
phng đc ký kt cho các giao dch th trng đin thì kh nng thiu các ngun
cung cp s dn ti nghn mch mng là không th tránh khi. Trong trng hp
này, qun lý nghn mch (vi c ch OPF) tr thành mt bài toán quan trng.
Nghn mch truyn ti theo thi gian thc đc đnh ngha là điu kin vn hành
mà  đó không đ kh nng truyn ti đ thc hin cùng lúc tt c các giao dch do
xy ra tình trng khn cp không mong mun.  gim nghn mch truyn ti bng
cách đa các ràng buc kh nng truyn ti vào trong quá trình điu đ và lp k
hoch. iu này bao gm tái điu phi ngun phát hoc ct gim ti. Trong tài liu
này, tác gi đã thành lp bài toán OPF vi mc tiêu là cc tiu lng công sut tác
dng (MW) khi điu chnh li k hoch. Theo c ch này, chúng ta cng xem xét s
điu phi các hp đng song phng trong trng hp nghn mch nng n mc dù
HUTECH
8

bit rng bt c s thay đi nào trong mt hp đng song phng là tng ng vi
s thay đi công sut bm vào  c các nút ngi mua ln ngi bán.
iu này dn ti vn hành ngun phát  mt đim cân bng khác đim cân bng
đc xác đnh bi điu kin giá cn biên bng nhau. Các mô hình toán hc giá
truyn ti có th đc kt hp trong c ch điu phi và đt đc tín hiu giá tng
ng. Các tín hiu giá này có th đc s dng đ đnh giá nghn mch và ch cho
nhng ngi tham gia th trng sp xp li công sut bm vào hay ly ra đ tránh

nghn mch.
Ngoài ra, phng pháp điu đ k hoch ngun phát ca tác gi ch xem xét
điu kin ràng buc dòng công sut tác dng trên đng dây truyn ti mà cha
xem xét các điu kin ràng buc khác nh: điu kin ràng buc v đin áp nút, góc
lch pha, xác đnh giá đin ti các nút. ây là nhng điu kin rt quan trng cn
phi đa vào khi điu đ k hoch ngun phát, giúp quá trình vn hành h thng n
đnh và kinh t.

2.2.2. iu đ ti
Trong các h thng phi điu tit, nghn mch trong h thng truyn ti là mt
bài toán ch yu và có th dn ti các đt bin giá. Nghn mch truyn ti xut hin
khi thiu kh nng truyn ti đ đáp ng các yêu cu ca tt c các khách hàng.
Trong các trng thái b nghn mch nng n, nghn mch truyn ti có th đc
gim bt bng cách ct gim mt phn các giao dch không n đnh.



Hình 2.1a: Ví d 2 nút b nghn mch