xây dựng giải thuật tái cấu trúc lưới điện phân phối giảm tổn thất công suất có xét đến ảnh hưởng của các tụ bù
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.12 MB, 61 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỀ TÀI NCKH CẤP BỘ
XÂY DỰNG GIẢI THUẬT TÁI CẤU TRÚC
LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
GIẢM TỔN THẤT CƠNG SUẤT
CĨ XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TỤ BÙ
S
K
C
0
0
3
9
5
9
MÃ SÔ: B2006-22-04
S KC 0 0 1 9 7 4
Tp. Hồ Chí Minh, 2007
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐIỆN - BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
XÂY DỰNG GIẢI THUẬT
TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT
CÓ XÉT ĐẾN ẢNH HÛNG CỦA CÁC TỤ BÙ
ĐỀ TÀI CẤP BỘ
MÃ SỐ : B2006 - 22 - 04
NGƯỜI THỰC HIỆN
CNĐT: TS. TRƯƠNG VIỆT ANH
Th.S NGUYỄN TRỌNG MINH
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2007
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
TĨM TẮT ĐỀ TÀI
1.
Đề tài nghiên cứu và giải quyết bài tốn tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét
đến ảnh hưởng của tụ bù và đưa đã xây dựng được công thức tường minh về sự
ảnh hưởng của tụ trong bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối.
2.
Giá trị dịng cơng suất cần chuyển tải tại mỗi vịng để tổn thất công suất tác dụng
là nhỏ nhất. Giá trị này được tính khá đơn giản bằng cách giải bài tốn phân bố
cơng suất mạch kín có xét đến ảnh hưởng của tụ.
3.
Dựa vào công thức (2-31) cho thấy mức độ ảnh hưởng của tụ bù lên bài toán
chuyển tải là rất bé, phù hợp với các kết luận và kết quả mang tính định tính
trong [18, 33, 34, 36] đã đề cập.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
1
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
MỤC LỤC
CHƯƠNG 0 :
Giới thiệu Đề tài.
I.
Đặt vấn đề
________________________________________________ 5
II.
Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
1. Mục tiêu
____________________________ 7
_______________________________________________ 7
2. Nhiệm vụ _______________________________________________ 7
III. Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
_________________ 7
IV. Điểm mới của luận án
_______________________________________ 7
V.
_______________________________________ 7
Bố cục của đề tài
CHƯƠNG I :
I.
Giới thiệu tổng quát.
Giới thiệu _________________________________________________ 8
1. Đặc điểm của lưới phân phối
_______________________________ 8
2. Các bài tốn tái cấu trúc lưới ở góc độ vận hành
______________ 10
__________________________________ 10
3. Các nghiên cứu hiện tại
3.1 Các nghiên cứu giải bài toán 1, 2, 4, 5, 6
3.2 Các nghiên cứu giải bài toán 3
_____________________ 10
_____________________________ 11
3.2.1 Giải thuật heuristic kết hợp giải thuật tối ưu
_____________ 11
a. Giải thuật của Merlin và Back ___________________________ 11
b. Các giải thuật khác
___________________________________ 12
3.2.2 Các giải thuật thuần túy dựa trên heuristics
a. Giải thuật của Civanlar và các cộng sự
b. Một số giải thuật khác
_____________ 12
____________________ 13
________________________________ 14
3.2.3 Các giải thuật dựa trên trí tuệ nhân tạo
________________ 14
3.3 Nghiên cứu có quan tâm đến tụ bù trong tái cấu trúc lưới _________ 15
4. Kết luận
_______________________________________________ 16
CHƯƠNG II : Cơ Sở Toán Học.
I.
Các qui ước
_______________________________________________ 17
1. Các qui ước của lưới phân phối tổng qt ______________________ 18
2. Mơ tả tốn học ___________________________________________ 18
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
2
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
II
Xây dựng bài tốn
__________________________________________ 18
1. Tính tốn cho mạng một vịng _______________________________ 18
1.1
Tụ đặt sau khóa mở MN ________________________________ 18
1.2
Trường hợp tụ đặt ở trước khóa mở MN ____________________ 21
1.3
Trường hợp có nhiều tụ trong mạng 1 vịng _________________ 22
1.4
Tính chất _____________________________________________ 24
2. Tính tốn cho mạng điện phức tạp có nhiều vịng ________________ 25
2.1
Xây dựng cơng thức mạng phức tạp nhiều vịng và nhiều tụ
___ 25
2.2
Xây dựng cơng thức tính toán các giá trị Pj, Qj
2.3
Hàm độ lệch suất tăng tổn thất cơng suất tác dụng F
2.4
Tính chất _____________________________________________ 29
______________ 26
_________ 29
CHƯƠNG III : Xây dựng giải thuật và kiểm chứng trên ví dụ mẫu
I.
Xây dựng giải thuật
_________________________________________ 31
1. Đánh giá các thông số của hàm F
____________________________ 31
2. Xác định dịng cơng suất nhánh trên mạch kín
_________________ 31
2.1
Bằng cách giải bài tốn phân bố cơng suất trên mạch kín ________ 31
2.2
Bằng cách sử dụng công suất bơm vào và rút ra _______________ 32
3. Trình tự giảm hàm F _______________________________________ 32
3.1
Điều kiện đảm bảo lưới điện có cấu trúc hình tia ______________ 32
3.2
Điều kiện giảm hàm F ___________________________________ 32
4. Lưu đồ giải thuật
II.
_________________________________________ 32
Tính tốn một vài ví dụ kiểm chứng
____________________________ 34
1. Mạng một vịng ___________________________________________ 34
2. Tính tốn kiểm chứng một vài ví dụ cho mạng nhiều vịng
_______ 39
CHƯƠNG IV : Áp dụng tính tốn cho lưới điện thực tế ở Điện Lực Bến Tre.
1.
Giới thiệu về Bến Tre
2.
Giới thiệu về lưới điện Bến Tre ________________________________ 44
3.
Tái cấu trúc lưới điện Bến Tre
CHƯƠNG V : Kết Luận.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
_______________________________________ 44
________________________________ 45
_______________________________________ 48
3
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
PHỤ LỤC.
1.
Phụ lục 1 __________________________________________________ 49
2.
Phụ lục 2 __________________________________________________ 52
TÀI LI ỆU THAM KHẢO.
1.
Tài liệu tiếng Việt
__________________________________________ 55
2.
Tài liệu tiếng Anh
__________________________________________ 55
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
4
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
I. Đặt vấn đề :
Lưới điện phân phối có vai trị quan trọng trong việc cung cấp điện năng đến hộ tiêu
thụ (ở Việt Nam cấp điện áp thường là 15 hoặc 22 kV), do tổn thất trên lưới phân phối
chiếm 5% - 7% so với 2% - 3% trên lưới truyền tải nên vấn đề tổn thất trên lưới phân
phối được quan tâm thường xuyên và còn là một trong những tiêu chí đánh giá vận
hành kinh tế của các Điện Lực. Vì những lý do trên việc nghiên cứu phương pháp để
giảm tổn thất trên lưới phân phối sẽ hứa hẹn nhiều lợi ích kinh tế.
Có rất nhiều phương pháp để làm giảm tổn thất công suất trên lưới điện phân phối :
-
Nâng cao điện áp vận hành.
-
Tăng tiết diện đường dây phân phối trung áp và hạ áp, nâng cấp hệ thống phân
phối một pha thành ba pha, cân bằng tải giữa các pha trên lưới hạ thế và trung thế
-
Đặt tụ bù để nâng cao cosϕ của đường dây.
-
Giảm tổn thất trong các MBA …
Ngoài các phương pháp làm giảm tốn thất trên, còn một phương pháp khác làm giảm
tổn thất đảm bảo lưới điện phân phối vận hành kinh tế là tái cấu trúc lưới điện phân
phối bằng việc đóng mở các cặp khóa đện có sẵn trên lưới phân phối. Điều này làm
giảm đáng kể tổn thất khi đạt được sự cân bằng công suất giữa các tuyến dây mà
khơng cần chi phí để cải tạo lưới. Tái cấu trúc lưới có nhiều mục đích như là cắt giảm
tổn thất công suất, tái cấu trúc để có sự cân bằng tải, tái cấu trúc để cho hệ thống
không vượt qua các giới hạn cho phép của đường dây, MBA và các thiết bị bảo vệ, tái
cấu trúc để tăng độ tin cây của hệ thống… tất cả các mục đích trên đã được khảo sát
trong rất nhiều nghiên cứu, các nhà nghiên cứu cũng đã đưa ra nhiều kết luận quan
trọng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu [1-17, 19-32] đã không quan tâm đến một thiết
bị quan trọng và không thể thiếu trên lưới điện phân phối đó là tụ bù.
Trong thực tế, tất cả các tải điều tiêu thụ công suất phản kháng, cụ thể:
-
Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 đến 65 % công suất kháng
-
MBA tiêu thụ khoảng 22 đến 25 % công suất kháng
-
Đường dây tải điện và các phụ tải khác tiêu thụ khoảng 10%
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
5
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
Trong khi vì lý do kinh tế, các máy phát khơng được chế tạo để có khả năng phát
nhiều cơng suất kháng đáp ứng nhu cầu của phụ tải mà chỉ hạn chế. Giải pháp đưa ra
là phải có thêm các nguồn phát công suất kháng khác nữa để cung cấp công suất kháng
cho phụ tải và làm cho hệ thống vận hành kinh tế hơn, nguồn phát thường được sử
dụng đó là các tụ bù và máy bù động bộ.
Trong lưới phân phối, thường sử dụng tụ bù làm nguồn cung cấp công suất kháng và
lưới phân phối của Việt Nam không phải là ngoại lệ
Lưới điện phân phối thường có cấu trúc mạng vịng nhưng trạng thái vận hành thơng
thường là hình tia, mục đích của cấu trúc vịng là nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
cho khách hàng bằng cách chuyển tải khi có sự cố hoặc khi có cơng tác sửa chữa, cải
tạo lưới điện. Vận hành hình tia để giảm dịng ngắn mạch và vận hành đơn giản từ đó
giảm đáng kể chi phí đầu tư thiết bị đóng cắt và bảo vệ …
Vấn đề đặt ra là các công ty Điện Lực sẽ cắt dừng lưới tại vị trí nào, lắp các thiết bị
thao tác ở đâu để có tổn thất cơng suất là bé nhất, có điện áp ở cuối lưới trong phạm vi
cho phép đồng thời đảm bảo các thông số định mức của thiết bị và đường dây cũng
như đảm bảo sự vận hành đúng của các relay bảo vệ… Vấn đề này đã được giải quyết
trong nhiều nghiên cứu tuy nhiên khi giải quyết bài toán này các nhà nghiên cứu
thường không quan tâm đến ảnh hưởng của tụ bù lên tái cấu trúc lưới phân phối, điều
này có phần trái nguợc với thực tế là lưới phân phối luôn có đặt tụ bù để bù cho lượng
cơng suất kháng bị hao hụt trên lưới trung thế và phần nào đáp ứng nhu cầu công suất
kháng cho các lưới hạ thế chưa thật hoàn chỉnh (do chưa bù hạ thế đúng yêu cầu).
Như vậy, khi thay đổi cấu trúc vận hành, sẽ xuất hiện các dịng cơng suất phản kháng
có giá trị lớn trên lưới do các tụ bù được lắp tập trung trên lưới trung thế cung cấp cho
các phụ tải hạ thế nằm rải rác trên lưới. Đây chính là lý do làm tăng tổn thất cơng suất
và làm giảm ý nghĩa của việc tái cấu trúc lưới điện giảm tổn thất công suất tác dụng.
Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của tụ bù lê bài toán này đến đâu cần phải có những
cơng thức tốn học cụ thể để có thể đánh giá một cách định lượng rõ ràng, trong khi đó
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
6
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
những nghiên cứu trước đây [18, 34, 36] hay của Ross Baldick [33] được xem là
nghiên cứu khá kỹ lưỡng về vấn đề này cũng chỉ mang tính chất định tính. Vì vậy, nội
dung của đề tài sẽ tập trung giải quyết bài tốn tái cấu lưới giảm có tính đến ảnh hưởng
của tụ bù và đưa ra một công thức tính tốn cụ thể mức độ ảnh hưởng các tụ bù lến
mức giảm tổn thất công suất tác dụng khi thực hiện tái cấu trúc lưới.
II. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài:
1. Mục tiêu :
Xây dựng một giải thuật tái cấu trúc lưới điện phân phối giảm tổn thất cơng suất tác
dụng có xét đến ảnh hưởng của tụ bù trên lưới.
2. Nhiệm vụ:
1.
Xây dựng hàm toán học mô tả suất giảm tổn thất công suất tác dụng do tái cấu
trúc lưới có xét đến ảnh hưởng của tụ bù trên lưới và khảo sát tính chất của hàm
số này.
2.
Xây dựng giải thuật tái cấu trúc lưới giảm tổn thất cơng suất tác dụng có xét đến
tụ bù.
3.
Kiểm tra kết quả đạt được trên các ví dụ mẫu và ứng dụng vào lưới điện phân
phối tỉnh Bến Tre.
III. Phạm vi nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu :
Phạm vi nghiên cứu trong đề tài xoay quanh bài toán tái cấu trúc trên lưới điện phân
phối có cấu trúc mạch vịng nhưng vận hành hình tia có xét đến tụ bù.
Phương pháp nghiên cứu là sử dụng phương pháp giải tích tốn học và mơ phỏng để
xây dựng và giải quyết bài toán.
IV. Điểm mới của đề tài :
Đề tài xét đến tác động của tụ bù khi trong tái cấu trúc lưới điện phân phối giảm tổn
thất công suất tác dụng bằng cách đưa ra công thức tường minh về sự ảnh hưởng này
cũng như khảo sát các tính chất của nó.
V. Bố cục của đề tài :
-
Chương 0: Giới thiệu đề tài
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
7
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
-
Chương I: Giới thiệu tổng quát về lưới điện phân phối
-
Chương II: Cơ sở toán học
-
Chương III: Xây dựng giải thuật và kiểm chứng trên ví dụ mẫu
-
Chương IV: Áp dụng tính tốn cho lưới điện thực tế ở Điện Lực Bến Tre
-
Chương V: Kết luận
-
Phụ lục và tài liệu tham khảo
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
8
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
I. Giới thiệu :
1. Đặc điểm của lưới phân phối :
Lưới điện phân phối dùng để chuyển tải điện năng từ các trạm biến áp trung gian (ở
Việt Nam thường là các trạm 110/15-22 kV) đến các phụ tải. Đường dây truyền tải có
thể vận hành vịng hoặc hở nhưng đường dây phân phối ln vận hành hở (hình tia).
Trong thực tế các đường dây phân phối đều có cấu trúc vòng với các phát tuyến trong
cùng trạm trung gian hoặc có thể với các phát tuyến ở các trạm trung gian khác nhưng
trạng thái vận hành bình thường ln hở vì những lý do sau :
-
Khi có sự cố dịng ngắn mạch bé vì thế ta có thể chọn các thiết bị có dịng chịu
đựng ngắn mạch và dịng cắt ngắn mạch bé điều này làm giảm đáng kể chi phí
đầu tư.
-
Trong vận hành hở thì các relay trang bị cho các phát tuyến chỉ là các loại relay
đơn giản như là q dịng hay relay thấp áp… khơng cần thiết phải trang bị các
relay phức tạp đắt tiền như so lệch, khoảng cách … nên việc phối hợp dễ dàng
hơn và mức độ đầu tư giảm.
-
Chỉ cần dùng các loại như FCO, LBFCO để bảo vệ các nhánh rẽ và phối hợp với
các recloser để tránh các sự cố thống qua.
-
Do vận hành hở nên khi có sự cố nó khơng gây ra sự cố diện rộng, và việc điều
khiển điện áp trên từng phát tuyến cũng dễ dàng hơn.
Cấu trúc vòng với các phát tuyến dùng để chuyển tải khi có sự cố, cơng tác, hoặc khi
bị q tải trên lưới để đảm bảo sự cung cấp điện liên tục cho khách hàng, tăng độ tin
cây của hệ thống. Việc khôi phục lưới điện được thực hiện thông qua việc thao tác
đóng cắt các cặp khóa điện.
Một đường dây phân phối có nhiều phụ tải khác nhau như là : điện sinh hoạt, sản
xuất... các phụ tải này có các thời gian tải đỉnh khác nhau, phân bố không đồng đều và
luôn thay đổi theo từng giờ, ngày, tuần và theo từng mùa. Vì vậy trên các đường dây
đồ thị phụ tải khơng đều và thường có sự chênh lệch là nguyên nhân gây ra quá tải và
tăng tổn thất trên lưới phân phối.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
9
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
Để chống quá tải, giảm tổn thất trên đường dây các điều độ viên phải tiến hành những
thao tác chuyển tải bằng cách đóng cắt các khóa điện (LBS, recloser, DS ) trên lưới để
đảm bảo hệ thống vận hành kinh tế nhất.
Phụ tải phát triển và thay đổi liên tục nên tùy tình hình thực tế sẽ có những mục tiêu
vận hành lưới phù hợp với tình hình cụ thể. Tuy nhiên trong bất cứ trường hợp nào thì
việc vận hành lưới điện phân phối phải luôn thỏa mãn các điều kiện sau : lưới điện
phải vận hành hở, tất cả các phụ tải phải được cung cấp điện liên tục và với sụt áp nằm
trong phải vi cho phép, các hệ thống bảo vệ relay phải đảm bảo hoạt động tốt, các thiết
bị: đường dây, MBA và các thiết bị khác phải vận hành trong phạm vi cho phép.
2. Các bài tốn tái cấu trúc lưới ở góc độ vận hành [3]:
-
Bài toán 1 :
Xác định cấu trúc lưới điện theo đồ thị phụ tải trong một thời đoạn
để chi phí vận hành bé nhất.
-
Bài tốn 2 :
Xác định cấu trúc lưới điện không thay đổi trong thời đoạn khảo
sát để tổn thất năng lượng bé nhất.
-
Bài toán 3 :
Xác định cấu trúc lưới điện tại một thời điểm để tổn thất cơng suất
bé nhất.
-
Bài tốn 4 :
Tái cấu trúc lưới điện cân bằng tải để nâng cao khả năng tải của
lưới điện.
-
Bài tốn 5 :
Khơi phục lưới điện sau sự cố hay cắt điện sửa chữa.
-
Bài toán 6 :
Xác định tái cấu trúc lưới theo nhiều mục tiêu như : tổn thất công
suất bé nhất, mức độ cân bằng tải cao nhất, số lần chuyển tải ít
nhất, sụt áp cuối lưới bé nhất.
3. Các nghiên cứu khoa học hiên tại :
3.1 Các nghiên cứu giải bài toán 1, 2, 4, 5, 6.
Nghiên cứu giải bài toán 1 của C.S.Chen và M.Y. [7], Shirmohammadi [28]. Giải bài
toán 2 của Rubin Taleski [29]. Giải bài toán 4 của Tim Taylor [30], H.Yuan-Yih Hsu
[12]. Giải bài toán 5 của Liu [19], Tomsovic [32]. Giải bài toán 6 của Baran [4].
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
10
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
3.2 Các nghiên cứu giải bài toán 3 :
Bài toán 3 là một bài toán quan trọng, được xem như một modul chính để giải quyết
các bài tốn tái cấu trúc lưới khác. Điều này được chứng minh qua các giải thuật của
các nghiên cứu từ trước đến nay. Có nhiều phương pháp giải bài toán 3 nhưng theo
các nghiên cứu [26, 28, 29 ] chỉ có giải thuật heuristic kết hợp giải thuật tối ưu và giải
thuật thuần heuristic mới thực sự mang hiệu quả cao vì dễ tìm được cấu trúc lưới tối
ưu.
3.2.1 Giải thuật heuristic kết hợp giải thuật tối ưu :
Kết hợp giữa giải thuật heuristics và giải thuật tối ưu hoá để giải bài toán 3 là
S.K.Goswaimi [11], V.Glamocanin[10], Merlin và Back [20], Shirmohammadi [27],
T.P.Wagner [31],... Việc kết hợp hai giải thuật này để giải bài tốn tiêu tốn nhiều thời
gian tính tốn nhưng lại có khả năng xác định được cấu trúc lưới điện đạt cực tiểu tồn
cục và khơng phụ thuộc vào cấu trúc lưới ban đầu.
a. Giải thuật của Merlin và Back – kỹ thuật vịng kín
Giải thuật của Merlin và Back [20] đơn giản:”Đóng tất cả các khố điện lại-tạo thành
một lưới kín, sau đó giải bài tốn phân bố cơng suất và tiến hành mở lần lượt các khố
có dịng chạy qua bé nhất cho đến khi lưới điện dạng hình tia”.
Merlin và Back cho rằng lưới điện phân phối luôn có mức tổn thất cơng suất bé nhất
với mạch vịng. Vì vậy để có lưới điện phân phối vận hành hình tia, Merlin và Back
lần lượt loại bỏ những nhánh có tổn thất cơng suất nhỏ nhất, q trình sẽ chấm dứt khi
lưới điện đạt được trạng thái vận hành hở. Các giải thuật tìm kiếm nhánh và biên ứng
dụng luật heuristic này mất rất nhiều thời gian do có khả năng xảy ra đến 2n cấu trúc
nếu có n đường dây được trang bị khố điện.
Hình 1.1 thể hiện giải thuật của Merlin và Back, đã được Shirmohammadi [27] bổ
sung. Giải thuật này chỉ khác so với giải thuật nguyên thủy của Merlin và Back ở chỗ
có xét đến điện thế ở các trạm trung gian và yếu tố liên quan đến dòng điện. Sau khi
chỉnh sửa, kỹ thuật này vẫn còn bộc lộ một số nhược điểm:
-
Giải thuật tiêu tốn nhiều thời gian để tìm ra cấu trúc giảm tổn thất công suất.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
11
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
-
Tính chất không cân bằng và nhiều pha chưa được mô phỏng đầy đủ.
-
Tổn thất của thiết bị trên đường dây chưa được xét đến trong giải thuật.
Đọc dữ liệu lưới điện và khoá điện
Đón g tất cảø khoá điện
Giải bài toán phân bố côn g suất và
thay thế tải bằn g các các nguồn dòn g
Giải bài toán phân bố côn g suất tối ưu
Mở khoá điện có dòn g bé nhất
Vi phạm
các điều kiện vận
hàn h
Khôn g
Khôn g
Có
Đón gkhoá điện vừa mở
Mở khoá điện có dòn g bé nhất tiếp theo
Lưới điện hình tia
Có
Xuất kết quả
Hình 1.1: Giải thuật của Merlin và Back được Shirmohammadi [27] chỉnh sửa
b. Các giải thuật khác :
Các nhà nghiên cứu đã và đang nỗ lực để tìm kiếm kỹ thuật kết hợp giữa hai giải thuật
heuristic và giải thuật tối ưu, nếu kết hợp thành cơng thì nó sẽ cho ra một giải thuật
tính tốn với mức độ chính xác chấp nhận được và giảm đáng kể thời gian tính tốn.
Đã có các nghiên cứu kết hợp giữa hai giải thuật này : Liu và các công sự [19],
Glamocanin [10], Wagner và các cộng sự [31], Goswami và Basu [11], Chang [6],
JeanJumeau [8], Jeon các cộng sự [14], các giải thuật của các nhà nghiên cứu về lý
thuyết thì có tính khả thi nhưng khi áp dụng vào thực tế thì đều có những khó khăn
nhất định.
3.2.2 Các giải thuật thuần túy dựa trên heuristics.
Các giải thuật này có cùng đặc điểm là sử dụng các công thức thực nghiệm để đánh giá
mức độ giảm tổn thất liên quan đến thao tác đóng cắt và giới thiệu một số qui luật
nhằm giảm số lượng xem xét các khóa điện. Các qui tắc heuristics dựa trên giả định
rằng việc giảm tải trên thiết bị và nguồn phát đồng nghĩa với giảm tổn thất. Mặc dù đã
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
12
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
có nhiều nghiên cứu theo hướng này nhưng vẫn chưa có giải thuật nào tỏ ra thực sự
khả thi trên lưới điện phân phối lớn.
a. Giải thuật của Civanlar và các cộng sự – kỹ thuật đổi nhánh.
Lưu đồ mô tả giải thuật được trình bày tại hình 1.2.
Civanlar đã đưa ra 2 qui luật để giảm số lượng khóa điện cần xem xét :
-
Nguyên tắc chọn khóa đóng : việc giảm tổn thất chỉ có thể đạt được nếu như có
sự chênh lệch đáng kể về điện áp tại khố đang mở.
-
Nguyên tắc chọn khóa mở : việc giảm tổn thất chỉ đạt được khi thực hiện chuyển
tải ở phía có độ sụt áp lớn sang phía có sụt áp bé hơn.
Mức giảm tổn thất công suất tác dụng khi có sự thay đổi trạng thái của một cặp khóa
điện trong quá trình tái cấu trúc được trình bày tại công thức (1-1)
*
∆P(t ) = Re ⎧⎨2 ⎡ ∑ I i (E M − E N ) ⎤ ⎫⎬ + R loop ∑ I i
⎢
⎥⎦ ⎭
i
D
i∈D
∈
⎣
⎩
Trong đó
D
Ii
EM
EN
Rloop
2
(1-1)
: Tập các nút tải được dự kiến chuyển tải
: Dòng điện tiêu thụ của nút thứ i
: Tổn thất điện áp do thành phần điện trở gây ra tại nút M
: Tổn thất điện áp do thành phần điện trở gây ra tại nút N
: Tổng các điện trở trên vịng kín khi đóng khố điện đang mở.
Biểu thức (1-1) tỏ ra chính xác khi ứng dụng cho các lưới mẫu nhỏ nhưng chưa được
kiểm chứng ở lưới điện lớn [26]
Kỹ thuật đổi nhánh thể hiện ở q trình thay thế 1 khóa mở bằng 1 khố đóng trong
cùng một vịng để giảm tổn thất cơng suất. Vịng được chọn để đổi nhánh là vịng có
cặp khố đóng/mở có mức giảm tổn thất cơng suất lớn nhất. Q trình được lặp lại cho
đến khi không thể giảm được tổn thất nữa.
Giải thuật Civanlar có những ưu điểm sau :
-
Xác định phương án tái cấu trúc có mức tổn thất nhỏ một cách nhanh chóng.
-
Việc xác định dịng tải tương đối chính xác.
Tuy nhiên, giải thuật cũng còn nhiều nhược điểm cần khắc phục:
-
Mỗi bước tính tốn chỉ xem xét 1 cặp khóa điện trong 1 vòng.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
13
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
-
Chỉ giải quyết được bài toán giảm tổn thất, chưa giải quyết được bài tốn cực tiểu
hóa hàm mục tiêu.
-
Việc tái cấu trúc lưới phân phối còn phụ thuộc vào cấu trúc xuất phát ban đầu.
Giảm số lần thao tác khoá điện
bằn g cách xem xét các luật heuristic
Tính toán tổn thất côn g suất cho
các thao tác đón g cắt được đề nghị
Các thao tác
đón g cắt làm giảm tổn
thất côn g suất
Khôn g
Có
Thực hiện thao tác đón g/cắt có
mức độ giảm tổn thất côn g suất nhất
Phân bố côn g suất cho lưới điện mới
Khôn g
Kiểm tra
quá tải và độ sụt áp
cho phép
Hệ thốn g được
xem là tối ưu
Có
Chọn thao tác đón g/cắt kế tiếp
Hình 1.2 : Lưu đồ giải thuật của Civanlar và các cộng sự [9].
Mặc dù có một số khuyết điểm cần phải khắc phục nhưng giải thuật của Civanlar và
các cộng sự được đánh giá rất cao.
b. Một số giải thuật khác
Tiếp theo Civanlar thì cịn có các nhà nghiên cứu khác cũng đưa ra giải thuật thuần túy
dựa trên heuristics : Baran và Wu [4], Castro và Watanabe [5], các nghiên cứu này cố
gắng tìm kiếm giải thuật để khắc phục những nhược điểm trong giải thuật của Civanlar
nhưng khi khắc phục được một số nhược điểm của giải thuật Civanlar thì chính giải
thuật của họ cũng có nhiều nhược điểm cần phải khắc phục.
3.2.3 Các giải thuật dựa trên trí tuệ nhân tạo :
Gần đây, trí tuệ nhân tạo đã trở nên phổ biến đưa đến sự nở rộ của nhiều kỹ thuật như:
hệ thần kinh nhân tạo (ANN), giải thuật gen (GA) và hệ chuyên gia (ES) đã được ứng
dụng để tái cấu trúc hệ thống. Sử dụng ANN trong tái cấu trúc lưới phân phối có Kim
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
14
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
và các cộng sự [16], Joon-Ho Choi [36] tái cấu trúc lưới bằng giải thuật gien, Taylor
và Lubkeman [30] tái cấu trúc lưới bằng hệ chuyên gia.
Nhận xét: các nghiên cứu trước đây ở 3.1 và 3.2 được giới thiệu ở trên đều không
quan tâm đến ảnh hưởng của tụ bù trong tái cấu trúc lưới phân phối.
3.3 Nghiên cứu có quan tâm đến tụ bù trong tái cấu trúc lưới phân phối :
Khi tiếp cận bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối. Trình tự 6 bước đánh giá lưới
điện phân phối của R.E.Lee và C.L.Brooks [18] được trình bày tại hình 1.3.
Bướ c 1
Đá nh giá hệ thố ng hiệ n hữ u
Phâ n bố trà o lưu cô ng suấ t
Bướ c 2
Loạ i bỏ tấ t cả tụ bù và khoá
Tá i cấ u trú c hệ thố ng
Phâ n bố trà o lưu cô ng suấ t
Bướ c 4
Xá c định dung lượ ng và
và tổn thất
Bướ c 3
So sánh kết quả tải
điệ n mở tố i ưu củ a hệ thố ng
Bướ c 6
Lợ i ích thu đượ c
vị trí tụ bù mớ i
Bướ c 5
Đá nh giá hệ thố ng
Phâ n bố trà o lưu cô ng suấ t
Hình 1.3: 6 bước đánh giá lưới điện phân phối của R.E.Lee và C.L.Brooks
R.E.Lee và C.L.Brooks [18] đã xem xét đến mức độ ảnh hưởng của tụ bù lên tái cấu
trúc lưới nhưng hai ông chưa đưa ra được công thức tường minh cho vấn đề này mà
chỉ đưa ra mức độ ảnh hưởng dựa trên các vị dụ dịnh lượng.
Năm 1996, Ross Baldick[34] đưa ra giải thuật xem xét cùng lúc việc thay đổi cấu trúc
lưới và điều khiển bù công suất phản kháng trên tồn lưới, có kết luận “Tái cấu trúc
lưới và điều khiển bù cơng suất phản kháng có thể tiến hành độc lập”.
Ở nghiên cứu của mình, Thomas E. McDermott [36] cũng trình bày một hàm tìm kiếm
phi tuyến khá đơn giản để xác định cấu trúc lưới điện giảm ∆P có xét đến tụ bù. Ở
cơng thức này tỷ trọng của tụ bù chỉ đóng vai trị thứ yếu (1/1000) so với lượng công
suất được kết nối. Tuy nhiên, tác giả khơng giải thích được lý do có chỉ số này.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
15
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
4. Kết luận :
Các nghiên cứu tại [18, 33, 34, 36] tuy có quan tâm đến tụ bù trong tái cấu trúc lưới
phân phối nhưng những kết luận chưa có tính thuyết phục do nghiên cứu chỉ dựa vào
các ví dụ cụ thể, mang tính định tính hay khơng giải thích được lý do đưa ra các chỉ số
tác động vào hàm đánh giá trong quá trình tìm kiếm cấu trúc giảm tổn thất công suất.
Trong chương 2, đề tài sẽ đưa ra công thức tường minh về mức độ ảnh hưởng của tụ
lên vấn đề tái cấu trúc lưới giảm tổn thất công suất tác dụng trên lưới phân phối.
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
16
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
I. Các qui ước
1. Các qui ước của lưới phân phối tổng quát để xây dựng bài toán :
Cho lưới điện phân phối như hình 2.1:
NHÁ NH
M
N
P2,Q 2
M
Vòng 3
P1,Q 1
N
PK,Q K
M
N
ĐOẠ N
Vòng k-1
N
M
Nguồn L
Vòng K
Vòng 2
NÚT
Nguồn i
Nguồn 2 Nguồn 3
Vòng 1
Nguồn 1
M
N
NGÃ 3
P3Q3
Pk-1 ,Q k-1
Hình 2.1: Lưới điện phân phối tổng quát
Gọi n là số nhánh của lưới điện phân phối, trên nhánh thứ i (i=1..n) :
Pi, Qi là công suất tác dụng và công suất phản kháng của nhánh thứ i.
-
Ri là điện trở nhánh thứ i.
Gọi K là số khóa cần mở để đảm bảo lưới điện phân phối vận hành hình tia, mỗi vịng
sẽ có một khóa mở ( j=1…k), như vậy trên lưới sẽ có K vịng độc lập, tập các vòng
độc lập phải thoản mãn qui ước sau :
-
Mỗi vòng độc lập chỉ đi qua duy nhất một khóa mở.
-
Chiều dương là chiều ngược chiều kim đồng hồ như hình 2.1.
Vjh : tập các nhánh giao giữa vòng j và vòng h, Vjj là tập các nhánh thuộc vòng j và
Rjloop là điện trở của vòng j.
Pj, Qj là dịng cơng suất giả định bơm vào / rút ra tại khóa mở MNj (j=1…k)
MNj : là nhánh có khóa mở của vịng thứ j
Chỉ số Aij thể hiện sự tương quan giữa chiều vòng j và chiều phân bố công suất tự
nhiên của nhánh thứ i trong lưới điện hở :
-
Aij= 1 chiều của vòng j cùng chiều với Pi và Qi
-
Aij= -1 chiều của vòng j ngược chiều với Pi và Qi
-
Aij= 0 khi nhánh thứ i khơng thuộc vịng j
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
17
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
2. Mơ tả tốn học :
Cho lưới điện như hình 2.2 : vòng đang mở tại MN, PMN=0 v à QMN=0. Xác định khóa
mở để cơng suất tác dụng bé nhất :
A
B
P AB,Q AB
Nguồn
O
M
N
P j,Q j
Hình 2.2 : Lưới điện phân phối đơn giản
Việc chuyển tải đoạn NB thuộc tuyến ON sang nhận điện tuyến dây OM tương ứng
thao tác đóng khóa MN và mở khóa AB trên nhánh AB tương ứng về mặt vật lý và xét
về mặt toàn học dịng cơng suất trên đoạn AB có PAB=0, QAB=0. Vì vậy nếu chỉ xét về
mặt toán học hàm tổn thất cơng suất tác dụng, có thể mơ tả thao tác chuyển tải trên
bằng cách rút ra một lượng công suất Pj, Qj từ nhánh OM, đồng thời bơm vào nhánh
ON cùng một lượng cơng suất Pj, Qj sao cho dịng cơng suất chảy qua nhánh AB có
PAB=0, QAB=0
Với các qui ước và mơ tả tốn học trên, trong đơn vị tương đối Uđm=1, tổn thất công
suất tác dụng sau khi chuyển tải theo [3] khi khơng có tụ bù sẽ là:
∆P sau =
∑ (P − P
i∈ON
+ (P
2
MN
+Q
2
MN
i
MN
) 2 Ri +
∑ (P + P
i∈OM
i
MN
2
) Ri +
∑ (Q
i∈ON
i
− QMN ) 2 Ri +
∑ (Q
i∈OM
) RMN
i
+ QMN ) 2 Ri
(2-1)
Cũng theo [3], lượng công suất cần chuyển tải là:
⎧
Qi Ri
∑OC(Qi − Qbu ) Ri + i∈∑CNQi Ri − i∈∑
⎪
bu
i
∈
OM
⎪Q j =
⎪
R loop
⎨
∑ Aih Pi Ri
⎪
i∈Vh
⎪
i ≠ MN
⎪ Pj = −
R loop
⎩
(2-2)
II Xây dựng bài tốn chuyển tải có xét đến ảnh hưởng của tụ bù:
1. Tính tốn cho mạng một vịng :
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
18
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
1.1 Tụ đặt sau khóa mở MN :
Xét lưới điện như hình 2.3, tụ bù đặt sau khóa mở MN:
Hình 2.3 : Lưới điện phân phối có tụ đặt sau khóa mở MN
Tổn thất cơng suất cho một vịng trước khi chuyển tải (khoá MN mở)
∑P
∆Ptruoc =
i
i =Vh
i ≠ MN h
2
Ri +
∑ (Q
i∈OC
i
− Qbu ) 2 Ri +
∑Q
i∈CN
2
i
Ri +
∑Q
i∈OM
2
i
Ri
(2-3)
Tổn thất công suất sau chuyển tải (Bơm/rút lượng công suất Pj và Qj vào khoá MN)
∆Psau =
+
∑ (Q
i∈OC
i
∑ (P + A
i∈Vh
i ≠ MN h
i
ih
− Qbu − Q j ) 2 Ri +
∑ (Q
i∈CN
i
− Q j ) 2 Ri +
∑ (Q
i∈OM
i
+ Q j ) 2 Ri + ( Pj2 + Q 2j ) RMN
2
Pj ) Ri
(2-4)
Về mặt toán học, tái cấu trúc lưới cực tiểu tổn thất cơng suất tác dụng có thể mô tả
dưới dạng cực tiểu ∆P với biến số là giá trị dịng cơng suất bơm/rút lượng cơng suất là
Pj và Qj vào khố MN. Lấy đạo hàm theo dịng cơng suất bơm vào rút ra tại khóa mở
MN để tìm cực tiểu ∆P:
⎧ ∂∆Psau
bu
bu
bu
= −2 ∑ (Qi − Qbu − Q bu
j ) Ri − 2 ∑ (Qi − Q j )Ri + 2 ∑ (Qi + Q j ) Ri + 2Q j RMN
⎪
bu
i∈CN
i∈OM
i∈OC
⎪ ∂Q j
⎨ ∂∆P
sau
⎪
= 2 ∑ Aih ( Pi + Aih Pj ) Ri + 2Pj Ri
bu
⎪ ∂Pj
i∈Vh
i ≠ MNh
⎩
(2-5)
⎧∂∆Psau
bu
bu
bu
bu
⎪ bu = −2 ∑(Qi − Qbu )Ri + 2 ∑Qj Ri − 2 ∑Qi Ri + 2 ∑Qj Ri + 2 ∑Qi Ri + 2 ∑Qj Ri + 2Qj RMN
∂
Q
i∈OC
i∈OC
i∈CN
i∈CN
i∈OM
i∈OM
⎪ j
⎨∂∆P
sau
⎪ bu
= 2 ∑ Aih Pi Ri + 2 ∑Pj Ri + 2Pj Ri
⎪ ∂Pj
i∈V
i∈Vh
i ≠MNh
i ≠MNh
⎩
(2-6)
Để ∆P cực tiểu :
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
19
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
⎧ ∂ ∆ P sau
⎪ ∂ Q bu
j
⎪
⎨
⎪ ∂ ∆ P sau
⎪ ∂ P jbu
⎩
= 0
= 0
Ta có :
⎧ bu loop
⎪Q j R − ∑ (Qi − Qbu ) Ri − ∑ Qi Ri + ∑ Qi Ri = 0
⎪
i∈OC
i∈CN
i∈OM
⎨
loop
⎪ ∑ Aih Pi Ri + Pj R = 0
h
⎪⎩ii∈≠VMNh
Tương đương :
⎧
(Qi − Qbu ) Ri + ∑ Qi Ri − ∑ Qi Ri
∑
⎪
bu
i∈CN
i∈OM
⎪Q j = i∈OC
loop
⎪
R
⎨
∑ Aih Pi Ri
⎪
i∈Vh
⎪
i ≠ MN
⎪ Pj = −
R loop
⎩
(2-7)
So sánh (2-2) và (2-7)
⎧
Qi Ri
Qbu Ri
∑ONQi Ri − i∈∑OCQbu Ri − i∈∑
∑
⎪
bu
∈
∈
i
OM
i
oc
⎪Q j =
= Qh −
R loop
R loop
⎪
⎨
⎪
Pi Ri
∑ Pi Ri − i∈∑
⎪
i∈ON
OM
= Ph
⎪Pj =
loop
R
h
⎩
(2-8)
Trong đó :
-
Ph, Qh là dịng cơng suất bơm vào rút ra tại khóa mở MN để tổn thất cơng suất tác
dụng là bé nhất trong trường hợp tái cấu trúc lưới khơng quan tâm đến tụ bù cho
mạng một vịng.
-
Pj, Qj là dịng cơng suất bơm vào rút ra tại khóa mở MN để tổn thất công suất tác
dụng là bé nhất trong trường hợp tái cấu trúc lưới có quan tâm đến tụ bù (tụ đặt
sau khóa mở MN theo ngược chiều kim đồng hồ).
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
20
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
1.2 Trường hợp tụ đặt ở trước khóa mở MN :
Xét lưới điện như hình 2.4, tụ bù đặt sau khóa mở MN:
Hình 2.3 : Lưới điện phân phối có tụ đặt trước khóa mở MN
Tổn thất cơng suất sau chuyển tải (Bơm/rút lượng cơng suất Pj và Qj vào khố MN)
∆P =
∑ (P + A
i∈Vh
i ≠ MN h
i
ih
Pj ) 2 Ri +
∑ (Q
i∈ON
i
− Q j ) 2 Ri +
∑ [(Q
i∈OC
i
− Qbu ) + Q j ] 2 Ri +
∑ (Q
i∈CM
i
+ Q j ) 2 Ri
+ ( Pj2 + Q 2j ) RMN
Về mặt toán học, tái cấu trúc lưới cực tiểu tổn thất cơng suất tác dụng có thể mơ tả
dưới dạng cực tiểu ∆P với biến số là giá trị dịng cơng suất bơm/rút lượng cơng suất là
Pj và Qj vào khố MN. Lấy đạo hàm theo dịng cơng suất bơm vào rút ra tại khóa mở
MN để tìm cực tiểu ∆P:
⎧ ∂∆P
⎪ ∂Q = −2 ∑ (Qi − Q j )Ri + 2 ∑ [(Qi − Qbu ) + Q j ]Ri + 2 ∑ (Q i +Q j ) Ri + 2Q j RMN = 0
i∈ON
i∈OC
i∈CM
⎪ j
⎨ ∂∆P
⎪
= 2 ∑ Aih ( Pi + Aih Pj ) Ri + 2 Pj RMN = 0
⎪ ∂Pj
i∈Vh
i ≠ MN
⎩
(2-9)
Tương đương :
⎧∂∆P
⎪ ∂Q = − ∑Qi Ri + ∑Q j Ri + ∑(Qi − Qbu )Ri + ∑Q j Ri + ∑ Qi Ri + ∑Q j Ri + Q j RMN = 0
i∈ON
i∈ON
i∈OC
i∈OC
i∈CM
i∈CM
⎪ j
(2-10)
⎨∂∆P
⎪
= ∑ Aih (Pi + Aih Pj )Ri + Pj RMN = 0
⎪ ∂Pj i∈Vh
i ≠ MN
⎩
Tương đương :
⎧ ∂∆P
loop
=0
⎪ ∂Q = − ∑ Qi Ri + ∑ Qi Ri − ∑ Qbu Ri + ∑ Q i Ri +Q j R
i
∈
ON
i
∈
OC
i
∈
OC
i
∈
CM
j
⎪
⎨ ∂∆P
⎪
= ∑ Aih Pi Ri + ∑ Pj Ri + Pj RMN = 0
⎪ ∂Pj i∈Vh
i∈Vh
i ≠ MN
i ≠ MN
⎩
Tương đương :
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
21
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
⎧ ∂∆P
= − ∑ Qi Ri + ∑ Qi Ri − ∑ Qbu Ri +Q j R loop = 0
⎪
∂
Q
i∈ON
i∈OM
i∈OC
⎪ j
⎨ ∂∆P
⎪
= ∑ Aih Pi Ri + Pj R loop = 0
⎪ ∂Pj
i∈V h
i ≠ MN
⎩
⎧
⎪
⎪⎪ Q j =
⎨
⎪
⎪P =
⎪⎩ j
∑Q
i∈ ON
∑
i∈ ON
Ri −
i
Pi R i −
R
∑
i∈ OM
∑
i∈ OM
loop
Qi Ri +
R loop
Pi R i
∑Q
i∈ OC
bu
Ri
= Qh +
∑Q
i∈ OC
bu
Ri
R loop
= Ph
(2-10)
1.3 Trường hợp có nhiều tụ trong mạng 1 vịng :
Xét sơ đồ đơn giản ở hình 2.5
hình 2.5
Nhánh 4 và 5 dịng cơng suất Q khơng thay đổi khi có tụ nhưng nhánh 1, 2 và 3 dịng
cơng suất bị thay đổi do hai tụ đứng sau nó. Như vậy dễ thấy dịng cơng suất Q qua
nhánh thứ i chỉ thay đổi phụ thuộc vào những tụ đứng sau nhánh thứ i tính về nguồn
Hình vẽ 2.6 mơ tả bài trốn 1 vịng có nhiều tụ bù ở tại các vị trí khác nhau,
hình 2.6
Nếu gọi
∑Q
buαi
là tổng tất cả các dung lượng tụ bù đứng sau nhánh i hướng từ
nguồn về khóa mở MN, cơng thức tổng qt cho trường hợp có nhiều tụ trong 1 vịng :
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
22
Đề tài cấp bộ – Tái cấu trúc lưới điện phân phối có xét đế ảnh hưởng của tụ bù
∆P =
∑ (P + A
i∈Vh
i ≠ MN h
i
ih
Pj ) 2 Ri +
∑ (Q − ∑ Q
i∈ON
i
buαi
− Q j ) 2 Ri +
∑ (Q − ∑ Q
i∈OM
i
buαi
2
+ Q j ) Ri
+ ( Pj2 + Q 2j ) RMN
(2-12)
Đạo hàm (2-11) theo dòng công suất Pj và Qj
⎧ ∂∆P
⎪ ∂Q = −2 ∑ (Qi − ∑ Qbuαi − Q j )Ri + 2 ∑ (Qi − ∑ Qbuαi + Q j ) Ri + 2Q j R MN = 0
i∈ON
i∈OM
⎪ j
⎨ ∂∆P
⎪
= 2 ∑ Aih ( Pi + Aih Pj ) Ri + 2 Pj RMN = 0
⎪ ∂Pj
i∈Vh
i ≠ MN
⎩
(2-13)
Tương đương :
⎧ ∂∆P
⎪ ∂Q = − ∑ (Qi − ∑ Qbuαi − Q j )Ri + ∑ (Qi − ∑ Qbuαi + Q j ) Ri + Q j RMN = 0
i∈ON
i∈OM
⎪ j
⎨ ∂∆P
= ∑ Aih ( Pi + Aih Pj ) Ri + Pj RMN = 0
⎪
⎪ ∂Pj i∈Vh
i ≠ MN
⎩
Tương đương :
⎧∂∆P
⎪ ∂Q = − ∑(Qi − ∑Qbuαi )Ri + ∑Q j Ri + ∑ (Qi − ∑Qbuαi )Ri + ∑Q j Ri + Q j RMN = 0
i∈ON
i∈ON
i∈OM
i∈OM
⎪ j
⎨∂∆P
= ∑ Aih Pi Ri + ∑ Pj Ri + Pj RMN = 0
⎪
⎪ ∂Pj i∈Vh
i∈Vh
i ≠ MN
i ≠MN
⎩
(2-14)
Tương đương :
⎧ ∂∆P
⎪ ∂Q = − ∑ (Qi − ∑ Qbuαi )Ri + ∑ (Qi − ∑ Qbuαi )Ri + Q j Rloop = 0
i∈ON
i∈OM
⎪ j
⎨ ∂∆P
= ∑ Aih Pi Ri + Pj R loop = 0
⎪
⎪ ∂Pj i∈Vh
i ≠ MN
⎩
Tương đương :
⎧
(Qi − ∑ Qbuαi )Ri
∑ (Qi − ∑ Qbuαi )Ri − i∈∑
⎪Q = i∈ON
OM
⎪ j
Rloop
⎪
⎨
⎪
Pi Ri
∑ Pi Ri − i∈∑
⎪
i∈ON
OM
⎪ Pj =
Rhloop
⎩
Tương đương :
Chủ nhiệm: TS. Trương VIệt Anh
23
