Tái cấu hình lưới điện phân phối huyện nam trực – tỉnh nam định để giảm tổn thất công suất

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.....................................................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................6
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................7
CHƢƠNG 1 ................................................................................................................9
TỔNG QUAN VỀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP .................................................9
VÀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP TỈNH NAM ĐỊNH .........................................9
1.1. Tổng quan về lƣới điện phân phối trung áp .....................................................9
1.2. Lƣới phân phối trung áp tỉnh Nam Định ........................................................13
1.2.1. Nguồn cấp điện cho lƣới phân phối trung áp ..........................................14
1.2.2. Hiện trạng lƣới điện phân phối trung áp .................................................16
1.2.2.1. Đƣờng dây trung áp .................................................................................16
1.2.2.2. Trạm biến áp.............................................................................................17
1.2.3. Hiện trạng vận hành lƣới điện trung áp tỉnh Nam Định ........................19
1.2.3.1. Hiện trạng mang tải các đƣờng dây trung thế và TBA. .......................19
1.2.3.2. Hiện trạng tổn thất công suất, tổn thất điện áp và tổn thất điện năng ...19
CHƢƠNG 2 ..............................................................................................................21
BÀI TOÁN TÁI CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ........................................21
2.1. Tổng quan về bài toán tái cấu hình lƣới điện phân phối ................................21
2.2. Các bài toán tái cấu hình LĐPP ở góc độ vận hành: ......................................21
2.3. Một số phƣơng pháp tái cấu hình lƣới điện phân phối ..................................22
2.3.1. Thuật toán cắt vòng kín [1] .....................................................................22
2.3.2. Thuật toán đổi nhánh [2] .........................................................................24
2.2.3. Thuật toán tìm ngƣợc Backtracking [3] ..................................................26
2.3.4. Thuật toán tìm kiếm cấu hình lƣới điện phân phối có tổn thất công suất
nhỏ nhất [4] .......................................................................................................27
2.3.5. Kết luận ...................................................................................................27
CHƢƠNG 3 ..............................................................................................................29
TÍNH TOÁN TRÀO LƢU CÔNG SUẤT ................................................................29
3.1. Xây dựng các hệ phƣơng trình .......................................................................29

1


3.1.1. Hệ phƣơng trình cân bằng dòng nút ........................................................29
3.1.2. Hệ phƣơng trình cân bằng công suất nút ................................................31
3.2. Phƣơng pháp Newton-Raphson .....................................................................33
3.2.1. Cơ sở toán học .........................................................................................33
3.2.1.1. Trƣờng hợp có một ẩn số.........................................................................33
3.2.1.2. Hệ phƣơng trình phi tuyến.......................................................................35
3.2.2. Ứng dụng trong giải tích lƣới điện ..........................................................36
CHƢƠNG 4 ..............................................................................................................41
THU T TOÁN TÌM KIẾM CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI C TỔN
THẤT CÔNG SUẤT NH NHÁT ..........................................................................41
4.1. Thuật toán tìm kiếm cấu hình LĐPP ..............................................................41
4.1.1. Giai đoạn 1 ..............................................................................................41
4.1.2. Giai đoạn 2 ..............................................................................................42
4.1.3. Các bƣớc thực hiện của thuật toán ..........................................................43
4.1.4. Sơ đồ thuật toán ……………………………………………………….44
4.2. Ví dụ tính toán ................................................................................................46
4.2.1. Giai đoạn 1 ..............................................................................................47
4.2.2. Giai đoạn 2 ..............................................................................................52
CHƢƠNG 5 ..............................................................................................................56
TÍNH TOÁN ÁP DỤNG ..........................................................................................56
5.1. Chƣơng trình tính toán. ..................................................................................56
5.1.1. Giai đoạn 1 ..............................................................................................60
5.1.2. Giai đoạn 2: .............................................................................................62
5.2. Tính toán cho một lƣới điện phân phối TP Nam Định. .................................63
5.2.1. Thông số của lưới điện……………………………………………….63
5.2.2. Kết quả tính toán. ....................................................................................71
5.3. Nhận xét: ........................................................................................................74

KẾT LU N VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................77

2


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, những vấn đề đƣợc trình bày trong luận văn này là nghiên
cứu của bản thân tôi dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Trƣơng Ngọc Minh, các kết quả
tính toán trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ một tài
liệu nào. Có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài
nƣớc đã đƣợc xuất bản.
Hà Nội, ngày

tháng 3 năm 2015

Tác giả luận văn

Trịnh Khắc Lâm

3


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

HTĐ

: Hệ thống điện

LĐPP

: Lƣới điện phân phố

MBA

: Máy biến áp

TBA

: Trạm biến áp

DD

: Dây dẫn

ĐDK

: Đƣờng dây trên không

SCADA

: Supervisory Control And Data Acquisition

DMS

: Distribution Management System

4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1: Giải thuật của Merlin và Back..................................................................23
Hình 2.2: Thuật toán đổi nhánh................................................................................25
Hình 3.1: Minh họa phƣơng pháp Newton Raphson................................................34
Hình 3.2: Sơ đồ khối phƣơng pháp Newton Raphson .............................................36
Hình 3.3: Sơ đồ khối PP Newton Raphson tính trào lƣu công suất .........................40
Hình 4.1: Sơ đồ thuật toán tái cấu hình LĐPP giai đoạn 1 ………..........................44
Hình 4.2: Sơ đồ thuật toán tái cấu hình LĐPP giai đoạn 2 ………..........................45
Hình 4.3: Sơ đồ lƣới 5 nút …………………………………..……..........................46
Hình 4.4: Sơ đồ lƣới 5 nút sau khi mở khóa 7……………………..........................50
Hình 4.5: Sơ đồ lƣới 5 nút sau khi mở khóa 7 &3..………………..........................51
Hình 4.6: Sơ đồ lƣới 5 nút sau khi mở khóa 7, 3 & 2.……………..........................52
Hình 4.7: Sơ đồ lƣới 5 nút sau sau khi kết thúc GĐ 1……………..........................53
Hình 4.8: Lƣới hình tia tối ƣu……………………….……………..........................54
Hình 4.9: Lƣới hình tia bất kỳ……………….……….……………........................54
Hình 5.1: Giao diện chính của chƣơng trình………….……………........................56
Hình 5.2: Giao diện nhập dữ liệu nút……….……….……………..........................57
Hình 5.3: Giao diện nhập dữ liệu nhánh...….……….……………..........................58
Hình 5.4: Sơ đồ lƣới điện hiện trạng mạch vòng phân phối trung áp các lộ 473 E3.1,
475 E3.9 và 477 E3.12 huyện Nam Trực….....….………………..........................66
Hình 5.5: Kết quả cuối cùng của bài toán…..……….……………..........................72
Hình 5.6: Sơ đồ lƣới điện sau tái cấu hình….……….……………..........................74

5


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Phạm vi ứng dụng của các bài toán tái cấu hình LĐPP...........................22
Bảng 2.2: So sánh kết quả các phƣơng pháp............................................................28

Bảng 4.1: Dữ liệu các nhánh của lƣới điện 5 nút.....................................................46
Bảng 4.2: Danh sách các khóa điện……………......................................................47
Bảng 4.3: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 1...........................................47
Bảng 4.4: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 2...........................................47
Bảng 4.5: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 3...........................................48
Bảng 4.6: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 4...........................................48
Bảng 4.7: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 5...........................................48
Bảng 4.8: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 6...........................................49
Bảng 4.9: Điện áp tƣơng đối tại các nút khi mở khóa 7...........................................49
Bảng 4.10: Tổn thất công suất của các trƣờng hợp mở khóa trong bƣớc 1..............49
Bảng 4.11: Danh sách các khóa xem xét mở sau bƣớc 1…………………..............50
Bảng 4.12: Tổn thất công suất tác dụng của các TH mở khóa trong bƣớc 2............50
Bảng 4.13: Danh sách các khóa xem xét mở sau bƣớc 2…………………..............51
Bảng 4.14: Tổn thất công suất tác dụng của các TH mở khóa trong bƣớc 3............51
Bảng 4.15: Danh sách khóa mở và các khóa liền kề sau giai đoạn 1………............52
Bảng 5.1: Thông số nút của lƣới điện……....………………………...……............68
Bảng 5.2: Thông số nhánh của lƣới điện…...………………………...……............69
Bảng 5.3: Tổng tổn thất công suất khi mở từng khóa trong vòng lặp thứ nhất.......70
Bảng 5.4: Tổng tổn thất công suất khi mở từng khóa trong vòng lặp thứ hai.........70
Bảng 5.5: Bảng danh sách các khóa đƣợc chọn mở sau giai đoạn 1………...........71

6


MỞ ĐẦU
Trong hệ thống điện, tổn thất công suất và tổn thất điện năng chiếm một
tỷ lệ khá lớn. Ngày nay, việc giảm tổn thất điện năng là mối quan tâm hàng đầu
của Tập đoàn Điện lực Việt Nam và các Tổng Công ty, Công ty Điện lực trực
thuộc. Có nhiều phƣơng pháp đ làm giảm tổn thất điện năng nhƣ: cải tạo lại
lƣới điện, nâng cao điện áp vận hành, giảm truyền tải công suất phản kháng

trên lƣới bằng cách lắp đặt tụ bù tại các vị trí thích hợp …. Tuy nhiên, các biện
pháp này đòi hỏi chi phí lớn và phải có thời gian thực hiện.
Một trong những biện pháp đơn giản, hiệu quả góp phần làm giảm tổn
thất điện năng trên lƣới phân phối trung áp là tái cấu hình lƣới phân phối, do
không đòi hỏi chi phí đầu tƣ cải tạo lƣới điện, khả năng áp dụng đối với lƣới
điện thực tế cao và có th thực hiện đƣợc ngay. Hơn nữa, việc tái cấu hình lƣới
điện còn nâng cao hiệu quả vận hành lƣới phân phối, cân bằng công suất giữa
các tuyến dây, giảm sụt áp cuối đƣờng dây, giảm bớt khả năng quá tải của
đƣờng dây và các thiết bị trên lƣới, giảm thi u số phụ tải bị mất điện khi xảy ra
sự cố.
Xuất phát từ lý do nêu trên, tôi đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu tái cấu hình
lƣới điện phân phối đ giảm tổn thất công suất”.
Mục đích nghiên cứu: Tính toán, phân tích và đề xuất thuật toán tìm kiếm cấu
hình tối ƣu cho lƣới điện phân phối nhằm giảm tổn thất công suất tác dụng.
Đối tƣợng nghiên cứu: Lƣới điện phân phối trung áp nói chung và lƣới điện
phân phối trung áp 22kV và 35kV tỉnh Nam Định nói riêng.
Phƣơng pháp nghiên cứu:
+ Nghiên cứu lý thuyết về tái cầu hình lƣới phân phối trung áp.
+ Thu thập số liệu thực tế từ Công ty Điện lực Nam Định
+ Xử lý số liệu: Số liệu đƣợc xử lý bằng chƣơng trình tính toán trào lƣu công
suất và xác định vị trí đi m mở tối ƣu cho lƣới phân phối đƣợc xây dựng bằng ngôn
ngữ lập trình MATLAB.

7


Trong quá trình thực hiện luận văn, đƣợc sự hƣớng dẫn tận tụy, nhiệt tình của
thầy giáo TS. Trƣơng Ngọc Minh cùng với sự cố gắng của bản thân, tôi đã hoàn
thành luận văn. Tuy nhiên, do thời gian và hi u biết còn hạn chế nên bản luận văn
này không tránh khỏi thiếu sót, tôi rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo và góp ý của các

thầy cô giáo đ nội dung đƣợc hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm và hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo
TS. Trƣơng Ngọc Minh cùng các thầy, cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện trƣờng ĐHBKHN đã giúp đ tôi hoàn thành bản luận văn này.

8


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP
VÀ LƢỚI PHÂN PHỐI TRUNG ÁP TỈNH NAM ĐỊNH
1.1. Tổng quan về lƣới điện phân phối trung áp
1.1.1. Giới thiệu chung về lƣới điện phân phối trung áp
Hệ thống điện (HTĐ) bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đƣờng
dây truyền tải và phân phối điện đƣợc nối với nhau thực hiện nhiệm vụ sản xuất,
truyền tải và phân phối điện năng.
Trong hệ thống điện, lƣới điện phân phối (LĐPP) nhận điện năng từ các trạm
biến áp trung gian hay từ thanh cái trung thế của các TBA 110kV, 220kV của cấp
truyền tải đ cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ.
Cấu trúc của LĐPP rất đa rạng, phức tạp bao gồm nhiều nhánh, nhiều nút, có
khối lƣợng rất lớn và phân bố trên diện rộng. Khối lƣợng đầu tƣ xây dựng LĐPP
chiếm tỉ trọng khá lớn trong toàn bộ HTĐ. Xác suất ngừng cấp điện do sự cố, sửa
chữa, bảo dƣ ng, cải tạo, lắp đặt mới trên LĐPP cũng nhiều hơn trên lƣới truyền tải.
Tính chất phụ tải của LĐPP cũng đa dạng, phức tạp với nhiều các phụ tải từ hộ gia
đình cho đến ti u thu công nghiệp, các khu công nghiệp và khu chế xuất…do đó
cũng gây khó khăn trong việc xây dựng các đồ thị phụ tải đặc trƣng phục vụ cho các
chế độ thống kê tính toán.
LĐPP gồm 2 phần:
- LĐPP trung áp có cấp điện áp từ 6kV đến 35kV, đƣa điện năng từ các các
trạm biến áp trung gian hay từ thanh cái trung thế của các TBA 110kV, 220kV của
cấp truyền tải tới các TBA phân phối hạ áp hay các phụ tải trực tiếp sử dụng cấp

điện áp trung áp.
- LĐPP hạ áp có cấp điện áp 220/380V đƣa điện năng từ các TBA phân phối
tới các thiết bị điện.

9


Tổn thất điện năng trên LĐPP lớn hơn rất nhiều so với lƣới điện truyền tải. Vì
vậy, giảm tổn thất điện năng trên LĐPP có ý nghĩa quyết định trong việc giảm tỷ lệ
tổn thất chung trong toàn bộ HTĐ. Đặc biệt, trong bối cảnh ngày nay, sự căng thẳng
và gia tăng giá nhiên liện trong cân bằng năng lƣợng lại càng khẳng định nhiệm vụ
giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện là một trong các khâu
quan trọng nhất đ tiết kiệm nhiên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế. Khi phân tích tổn
thất điện năng, ta cần phân loại tổn thất. Trong vận hành, khai thác LĐPP có 2 loại
tổn thất là tổn thất kỹ thuật và tổn thất kinh doanh.
- Tổn thất điện năng kỹ thuật: Là tổn thất điện năng gây ra do tổn thất công
suất kỹ thuật trên đƣờng dây và thiết bị điện trên LĐPP. Tổn thất điện năng kỹ thuật
là tiêu hao điện năng tất yếu trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng. Tổn
thất kỹ thuật phụ thuộc vào tính chất dây dẫn và vật liệu cách điện, điều kiện môi
trƣờng, dòng điện và điện áp. Tổn thất này không th bị triệt tiêu mà chỉ có th hạn
chế ở mức độ hợp lý hoặc cho phép.
- Tổn thất điện năng phi kỹ thuật: Là tổn thất điện năng do trộm cắp điện, do
sai số của thiết bị đo đếm điện năng hoặc do lỗi hệ thống quản lý đo đếm điện.
1.1.2. Một số yêu cầu chính đối với lƣới điện phân phối
LĐPP là khâu cuối cùng đƣa điện năng tới phụ tải. Vì vây, LĐPP ảnh hƣởng
tới các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống điện và các hộ tiêu thụ. Một LĐPP nói
chung cần đảm bảo một số yêu cầu nhƣ sau:
 Đảm bảo cung cấp điện cho tất cả các phụ tải và ít gây mất điện cho khách hàng.
 Các thiết bị nhƣ MBA, đƣờng dây, cầu chì…phải đƣợc đảm bảo không bị
quá tải trong chế độ làm việc bình thƣờng.

 Điện áp tại các hộ tiêu thụ phải nằm trong phạm vi cho phép.
 LĐPP vận hành linh hoạt và phù hợp với việc phát tri n lƣới điện trong
tƣơng lai.
 Chi phí vận hành nhỏ nhất.

10


1.1.3. Lƣới phân phối kín vận hành hở
Trên mỗi xuất tuyến của LĐPP ngoài các thiết bị đóng cắt đầu xuất tuyến thì
ngƣời ta còn đặt nhiều thiết bị đóng cắt đ phân đoạn trên trục chính và nhánh rẽ.
Giữa các xuất tuyến với nhau trên mạch vòng cũng đặt các thiết bị đóng cắt vận
hành ở vị trí thƣờng mở, gọi là thiết bị liên lạc. Trong thực tế ngƣời ta thƣờng thiết
kế và xây dựng lƣới điện phân phối tạo thành các mạch vòng kín giữa các xuất
tuyến với nhau nhƣng vận hành hở. Khi cần sửa chữa hoặc có sự cố đƣờng dây điện
thì việc cung cấp điện không bị gián đoạn lâu dài nhờ việc chuy n đổi nguồn cung
cấp bằng thao tác đóng cắt thiết bị liên lạc hay tự động chuy n đổi nhờ các thiết bị
nối mạch vòng.
So với cấu hình hình tia, mạch vòng có nhiều ƣu đi m hơn, song lại phức tạp
về bảo vệ rơle. Cấu hình mạch vòng chỉ thích hợp cho lƣới có số lƣợng trạm trên
mạch vòng ít. Mặt khác cùng với một giá trị vốn đầu tƣ thì hiệu quả khai thác mạch
vòng kín so với mạch hình tia là thấp hơn. Ngoài ra, trong những thập niên gần đây
với sự xuất hiện các thiết bị công nghệ mới và các thiết bị tự động, việc giảm bán
kính cung cấp điện, tăng tiết diện dây dẫn và bù công suất phản kháng nên các
nhƣợc đi m của lƣới hình tia đã đƣợc khắc phục nhiều.
Lý do vận hành hở LĐPP xuất phát từ nét đặc trƣng sau của lƣới điện phân phối:
 Số lƣợng phần tử nhƣ lộ ra, nhánh rẽ, thiết bị bù, phụ tải của LĐPP nhiều
hơn lƣới truyền tải nhiều lần nhƣng vốn đầu tƣ lại thấp hơn.
 Có rất nhiều khách hàng tiêu thụ điện năng với công suất nhỏ nên khi có sự
cố, mức độ thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện ở LĐPP gây ra cũng ít hơn so với

sự cố của lƣới điện truyền tải.
Do những nét đặc trƣng trên, LĐPP cần vận hành hở dù có cấu trúc mạch
vòng vì các lý do nhƣ sau:

11


 Tổng trở của LĐPP vận hành hở lớn hơn nhiều so với vận hành vòng kín
nên dòng ngắn mạch nhỏ khi có sự cố. Vì vậy chỉ cần chọn các thiết bị có dòng
ngắn mạch chịu đựng và dòng cắt ngắn mạch bé nên vốn đầu tƣ giảm đáng k .
 Dễ dàng hơn trong việc thiết kế hệ thống bảo vệ rơ le. Trong vận hành hở,
các rơle bảo vệ lộ ra chỉ cần dùng các loại rơ le đơn giản, rẻ tiền nhƣ rơ le quá dòng,
thấp áp … mà không cần thiết phải trang bị các loại rơ le phức tạp nhƣ định hƣớng,
khoảng cách, so lệch, … nên việc phối hợp bảo vệ rơ le trở nên dễ dàng hơn, nên
vốn đầu tƣ cũng giảm xuống.
 Khi sự cố, do vận hành hở nên sự cố không lan tràn qua các phụ tải khác.
 Do vận hành hở, nên việc điều khi n điện áp trên từng tuyến dây dễ dàng
hơn và giảm đƣợc phạm vi mất điện trong thời gian giải trừ sự cố.
 Dự báo và điều khi n dòng công suất dễ dàng hơn.
 Vận hành đơn giản, linh hoạt.
 Chi phí thấp đầu tƣ xây dựng thấp.
Do đó, LĐPP thƣờng có các đi m mở đ tạo thành lƣới điện vận hành hở khi
cần thiết. Việc tìm đi m mở trên LĐPP thực chất là đi xác định một cấu hình của
LĐPP đ đạt các mục tiêu trong vận hành nhƣ cải thiện chất lƣợng điện áp, cải thiện
độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất công suất tác dụng… Bài toán xác định đi m
mở của lƣới điện phân phối thƣờng đƣợc gọi là bài toán tái cấu hình LĐPP.
1.1.4. Thực trạng lƣới điện phân phối ở Việt Nam
Ở nƣớc ta, phụ tải của LĐPP rất đa dạng và phức tạp, nhất là ở một số khu
vực các phụ tải sinh hoạt, dịch vụ và ti u thủ công nghiệp đa phần cùng trong 1 hộ
phụ tải. Do lịch sử đ lại, LĐPP trung áp tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau: 6, 10,

15, 22, 35 kV, các trạm biến áp trung gian đƣợc xây dựng đã lâu với thiết bị cũ kĩ,
lạc hậu, xuống cấp nhiều. Sự tồn tại nhiều cấp điện áp buộc phải sử dụng nhiều loại
thiết bị phù hợp với từng cấp điện áp với xuất xứ khác nhau, gây trở ngại trong vận
hành nhƣ việc kết nối đ hỗ trợ nguồn điện lẫn nhau khi có sự cố, gây tốn kém trong
công tác dự phòng các thiết bị điện đ sử lý sự cố … Mặt khác, LĐPP tồn tại nhiều
12


cấp điện áp gây khó khăn cho việc thiết lập đƣợc chế độ làm việc kinh tế, quá trình
cải tạo và quy hoạch cũng gặp nhiều trở ngại do thiếu các chỉ tiêu, định mức hợp lý
… dẫn đến thiếu chính xác trong dự báo, lựa chọn thiết bị và lãng phí vốn đầu tƣ,
kèm theo đó là quá trình gia tăng tổn thất, giảm chất lƣợng điện năng.
Từ những bất cập nêu trên, đ thống nhất LĐPP Việt Nam, Bộ năng lƣợng
(nay là Bộ công thƣơng) đã ban hành các quyết định về việc chuy n cấp điện áp
phân phối về 2 cấp điện áp tiêu chuẩn 22kV và 35kV (Quyết định số 149
NL/KHKT ngày 24 tháng 3 năm 1993 về việc chọn cấp điện áp chuẩn lƣới trung áp
cho toàn quốc là 22kV và 35kV; Quyết định số 1867 NL/KHKT ngày 12 tháng 9
năm 1994 ban hành các qui định các tiêu chuẩn kỹ thuật cấp điện áp trung thế). Mặc
dù đã có chủ chƣơng nêu trên nhƣng nhƣng tiến độ thực hiện vẫn còn chậm, thậm
chí có nhiều nơi không th thực hiện đƣợc do sự hạn hẹp của vốn đầu tƣ.
Recloser và cầu dao phụ tải đang dần phổ biến trên LĐPP nhƣng không đƣợc
điều khi n từ xa nên chi phí đóng cắt lớn và thời gian chuy n tải lâu. Do đó gây khó
khăn cho việc điều khi n từ xa và sử dụng hệ thống SCADA/DMS cho LĐPP.
1.2. Lƣới phân phối trung áp tỉnh Nam Định
Tỉnh Nam Định nằm ở phía Nam vùng châu thổ sông Hồng, trải rộng từ 19 052
đến 20030 vĩ độ Bắc và 105055 đến 106035 kinh độ Đông. Địa hình Nam Định chủ
yếu là đồng bằng ven bi n và thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Phía Bắc giáp
tỉnh Hà Nam - Phía Đông giáp tỉnh Thái Bình - Phía Đông Nam và Nam giáp với
bi n Đông - Phía Tây giáp tỉnh Ninh Bình.
Về tổ chức hành chính, Nam Định có 1 thành phố (thành phố Nam Định) và 9

huyện: huyện Mỹ Lộc, huyện Vụ Bản, huyện Ý Yên, huyện Nghĩa Hƣng, huyện
Nam Trực, huyện Trực Ninh, huyện Xuân Trƣờng, huyện Giao Thủy, huyện Hải
Hậu.
Diện tích tự nhiên toàn tỉnh là 1.650 km2, bằng 0,52% diện tích cả nƣớc và
13,2% diện tích của đồng bằng Bắc Bộ.

13


Dân số: Dân số của tỉnh gần 2 triệu ngƣời, mật độ dân số bình quân gần 1.212
ngƣời/km2, cao hơn mật độ bình quân của cả nƣớc và vùng đồng bằng sông Hồng.
Nam Định có dân số năm 2013 là 1.840.514 ngƣời, trong đó dân số nông thôn
chiếm 82%, dân số thành thị chiếm 18%. Quy mô dân số thành thị những năm gần
đây tăng nhanh hơn dân số vùng nông thôn. Đây là chiều hƣớng phù hợp với quá
trình đô thị hoá đang phát tri n.
LĐPP trung áp Nam Định đƣợc Công ty Điện lực Nam Định quản lý, vận
hành. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát tri n mạnh mẽ của kinh tế xã
hội, nhu cầu về điện ngày càng tăng về sản lƣợng điện năng, chất lƣợng điện năng
và độ tin cậy cung cấp điện. Trung bình mỗi năm, thƣơng phẩm của các đƣờng dây
tăng từ 11%-12%, nhƣ vậy cứ khoảng 6-7 năm tổng thƣơng phẩm toàn tỉnh tăng
gấp đôi. Vì vậy, LĐPP cũng không ngừng đƣợc đầu tƣ mở rộng. Vấn đề đặt ra cho
ngành điện nói chung và Công ty Điện lực Nam Định nói riêng hiện nay là với sự
phát tri n của lƣới điện lớn mạnh nhƣ vậy, làm sao đ lƣới điện vận hành an toàn,
ổn định, liên tục đảm bảo chất lƣợng điện năng cung cấp cho khách hàng, đồng thời
phải giảm tổn thất công suất trên LĐPP ở mức thấp nhất đ đem lại hiệu quả kinh tế
cho ngành điện. Cùng với xu thế chung của cả nƣớc, LĐPP trung áp Nam Định đã
đƣợc cải tạo, nâng cấp lên vận hành 2 cấp điện áp tiêu chuẩn 22kV và 35kV. Trong
đó các đƣờng dây 35 kV giữ nguyên cấp điện áp vận hành, các đƣờng dây 6 kV, 10
kV đã đƣợc cải tạo lên 22 kV. Đến cuối năm 2014, Công ty Điện lực Nam Định đã
hoàn thành việc cải tạo lƣới điện 6 kV, 10 kV lên 22 kV, xóa bỏ hoàn toàn các trạm

trung gian 35/10 kV, về đích trƣớc quy hoạch lƣới điện tỉnh Nam Định 6 năm.
1.2.1. Nguồn cấp điện cho lƣới phân phối trung áp
LĐPP trung áp tỉnh Nam Định đƣợc cung cấp nguồn từ các trạm biến áp
(TBA) 110kV trên địa bàn tỉnh Nam Định. Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Nam Định
hiện có 12 trạm biến áp 110kV đang vận hành cấp điện cho LĐPP trung áp, cụ th
nhƣ sau:

14


- Trạm 110 kV Trình Xuyên (E3.1): TBA gồm 2 MBA (MBA): MBA T1
công suất 25 MVA, điện áp 110/35/22 kV; MBA T2 có công suất 40MVA, điện áp
110/35/22kV. Trạm có 5 xuất tuyến 35kV và 6 xuất tuyến 22kV. Hiện trạm đang
mang tải khoảng 65% và dự kiến mang tải khoảng 75% công suất đặt MBA vào
mùa mƣa bão khi các trạm bơm lớn trong khu vực hoạt động.
- Trạm 110kV Phi Trƣờng (E3.4): TBA gồm 2 MBA: MBA T1 công suất 25
MVA - 110/35/6 kV, MBA T2 công suất 25 MVA, điện áp 110/35/22 kV; TBA có
3 xuất tuyến 35kV, 2 xuất tuyến 22kV. Hiện tại, trạm đang vận hành với mức mang
tải khoảng 25% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Mỹ Xá (E3.9): TBA gồm 2 MBA T1 và T2, mỗi MBA có
công suất 40 MVA, điện áp 110/22 kV; TBA có 8 xuất tuyến 22kV. Hiện trạm đang
vận hành khoảng 70% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Mỹ Lộc (E3.14): TBA có 1 MBA T1, công suất 25 MVA, điện
áp 110/35/22kV; TBA có 2 xuất tuyến 35 kV và 2 xuất tuyến 22 kV. Hiện trạm
đang vận hành khoảng 80% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Lạc Quần (E3.8): TBA có 2 MBA T1và T2: MBA T1 công
suất 40MVA, điện áp 110/35/22kV, MBA T2 công suất 25MVA, điện áp
110/35/22kV; TBA có 3 xuất tuyến 35kV và 4 xuất tuyến 22kV. Hiện trạm vận
hành với mức mang tải khoảng 70% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Nghĩa Lạc (E3.10): TBA có 1 MBA T1, công suất 25 MVA,

điện áp 110/35/22kV; TBA có 2 xuất tuyến 35 kV và 1 xuất tuyến 22 kV. Hiện trạm
đang vận hành khoảng 80% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Hải Hậu (E3.11): TBA có 2 MBA: MBA T1 có công suất 25
MVA, cấp điện áp 110/35/10 kV; MBA T2 có công suất 25 MVA, cấp điện áp
110/35/22kV. TBA có 1 xuất tuyến 35 kV, 2 xuất tuyến 22 kV và 4 xuất tuyến 10
kV. Hiện trạm đang vận hành khoảng 70% công suất đặt MBA.

15


- Trạm 110kV Nam Ninh (E3.12): TBA có 2 MBA T1 có công suất 25 MVA,
cấp điện áp 110/35/10 kV và MBA T2 có công suất 25 MVA, cấp điện áp
110/35/22 kV. TBA có 2 xuất tuyến 35 kV và 3 xuất tuyến 22 kV, 4 xuất tuyến 10
kV. Hiện trạm đang vận hành khoảng 70% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Giao Thủy (E3.13): TBA có 2 MBA T1 và T2, công suất mỗi
MBA 25 MVA, điện áp 110/35/22kV. TBA có 1 xuất tuyến 35 kV và 6 xuất tuyến
22 kV. Hiện trạm đang vận hành khoảng 80% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Ý Yên (E3.15): TBA có 1 MBA T1, công suất 40 MVA, điện
áp 110/35/22kV. TBA có 4 xuất tuyến 35 kV và 3 xuất tuyến 22 kV. Hiện trạm
đang vận hành khoảng 80% công suất đặt MBA.
- Trạm 110kV Trực Ninh E3.16: Mới đƣa vào vận hành từ cuối năm 2014,
TBA có 1 MBA T1, công suất 40 MVA, điện áp 110/35/22kV. TBA có 2 xuất
tuyến 35 kV và 4 xuất tuyến 22 kV. Hiện trạm đang vận hành khoảng 80% công
suất đặt MBA.
- MBA T3 trạm 220 kV Nam Định (E3.7): MBA đƣợc đặt trong TBA 220 kV
Nam Định có công suất 25 MVA, điện áp 110/22kV. TBA có 4 xuất tuyến 22 kV.
Hiện trạm vận hành khoảng 80% công suất đặt MBA.
1.2.2. Hiện trạng lƣới điện phân phối trung áp
1.2.2.1. Đƣờng dây trung áp
Đƣờng dây trung áp tỉnh Nam Định hiện nay chủ yếu sử dụng đƣờng dây trên

không, tính đến hết tháng 12 năm 2014, lƣới điện trung áp tỉnh Nam Định gồm 79
lộ, trong đó 17 lộ cấp điện áp 35kV và 62 lộ cấp điện áp 22 kV. Dây dẫn sử dụng
các chủng loại AAL240, AAL120, AAL70, AC95, AC70, AC50 và AC35. Hiện tại,
hầu hết các đƣờng dây trung áp trong tỉnh đều có mạch vòng hỗ trợ. Do yêu cầu
thực tế vận hành, đi m hở của các mạch vòng này thƣờng đặt ở ranh giới các huyện
với nhau. Tổng chiều dài đƣờng dây trung áp toàn tỉnh là 2.149,4 km, trong đó :

16


- Lƣới điện 35kV có 17 đƣờng dây, tổng chiều dài: 527,68 km, chiếm tỷ lệ
24,6% tổng chiều dài đƣờng dây trung áp toàn tỉnh. Lƣới điện 35 kV phân bố trên
địa bàn toàn tỉnh, cung cấp điện cho 641 trạm biến áp 35/0.4 kV với công suất đặt
260.541 kVA. Bán kính cấp điện của lƣới 35 kV nằm trong phạm vi 30 km, dây dẫn
tiết diện chủ yếu là AC95, AC70, AC50. Các tuyến dây 35 kV trong tỉnh đều có kết
nối mạch vòng liên kết với nhau.
- Lƣới điện 22kV có 62 đƣờng dây, tổng chiều dài: 1621,7 km, chiếm tỷ lệ
75,4% tổng chiều dài đƣờng dây trung áp toàn tỉnh. Lƣới điện 22 kV bắt đầu phát
tri n từ năm những năm 2000 trên cơ sở cải tạo nâng cấp các tuyến đƣờng dây 6
kV, 10 kV cũ. Lƣới 22 kV cấp điện cho 2.258 trạm biến áp 22/0.4 kV với tổng công
suất đặt 705.281 kVA. Bán kính cấp điện trung bình của lƣới 22 kV nằm trong
phạm vi 20 km, dây dẫn sử dụng chủ yếu là AAL240, AC95, AC70, AC50. Hầu hết
các tuyến dây 22 kV đều có liên kết mạch vòng với nhau.
1.2.2.2. Trạm biến áp
* Trạm biến áp trung gian
Đến cuối năm 2013, lƣới điện khu vực Nam Định còn: 10 trạm trung gian
35/10 kV với 19 MBA, tổng dung lƣợng 74.900 kVA, cụ th nhƣ sau :
1. Trạm TG Yên Thắng: TBA gồm: 2 MBA công suất 3.200+5.600 kVA –
35/10 kV; 3 xuất tuyến 10kV.
2. Trạm TG Trực Đại: TBA gồm: 2 MBA công suất 3.200+7.500 KVA –

35/10 kV; 3 xuất tuyến 10kV.
3. Trạm TG Trực Nội: TBA gồm: 2 MBA công suất 2x3.200 kVA – 35/10
kV; 3 xuất tuyến 10kV.
4. Trạm TG Cổ Lễ: TBA gồm: 2 MBA công suất 4.800+5.600 kVA – 35/10 kV;
3 xuất tuyến 10kV.
5. Trạm TG Cầu Vòi: TBA gồm: 2 MBA công suất 2x3.200 kVA – 35/10 kV;
3 xuất tuyến 10kV.
17


6. Trạm TG Cổ Giả: TBA gồm: 1 MBA công suất 3.200 kVA – 35/10 kV; 1
xuất tuyến 10kV.
7. Trạm TG Hải Thịnh: TBA gồm: 2 MBA công suất 3.200+4.000 kVA –
35/10 kV; 2 xuất tuyến 10kV.
8. Trạm TG Liễu Đề: TBA gồm: 2 MBA công suất 3.200+5.600 KVA –
35/10 kV; 2 xuất tuyến 10kV.
9. Trạm TG Nghĩa Tân: TBA gồm: 2 MBA công suất 2x3.200 kVA – 35/10
kV; 2 xuất tuyến 10kV.
10. Trạm TG Đông Bình: TBA gồm: 2 MBA công suất 3.200+4.800 KVA –
35/10 kV; 2 xuất tuyến 10kV.
Việc đ vận hành các trạm trung gian với thiết bị cũ kĩ, lạc hậu, xuống cấp,
tồn tại nhiều cấp điện áp buộc phải sử dụng nhiều loại thiết bị phù hợp với từng cấp
điện áp với xuất xứ khác nhau, khả năng mang tải phía 10 kV thấp, khi quá tải
không th thay đƣợc dây dẫn do lực cơ học của cột không chịu đƣợc, tốn thêm nhân
lực vận hành, độ an toàn kém. Do đó trong năm 2014, Công ty Điện lực Nam Định
đã xây dựng thêm các xuất tuyến 35 kV, 22 kV từ các trạm 110 kV cấp điện cho
toàn bộ các phụ tải sau trạm trung gian 35/10 kV, xóa bỏ hoàn toàn 10 trạm trung
gian trên.
* Trạm biến áp phân phối
Tổng số trạm biến áp phân phối trên địa bàn tỉnh Nam Định là 2.899 trạm biến

áp với tổng dung lƣợng 965.822 kVA, MBA chủ yếu sử dụng các gam có công suất
180 kVA, 250 kVA, 320 kVA, 400 kVA, 560kVA và 630kVA. Trong đó:
- Trạm biến áp 35/0,4kV có 641 trạm, tổng dung lƣợng 260.541 kVA, chiếm
tỷ lệ 22% tổng dung lƣợng trạm phân phối toàn tỉnh.
- Trạm biến áp 22/0,4kV có 2.258 trạm, tổng tổng dung lƣợng 705.281 kVA,
chiếm tỷ lệ 78% tổng dung lƣợng trạm phân phối toàn tỉnh.

18


1.2.3. Hiện trạng vận hành lƣới điện trung áp tỉnh Nam Định
1.2.3.1. Hiện trạng mang tải các đƣờng dây trung thế và TBA.
- Đƣờng dây 35 kV: Các đƣờng dây 35 kV không bị quá tải, một số đƣờng
dây 35 kV hiện đang mang tải cao là đƣờng dây 373-E3.15 với Pmax là 15,543 MW,
đƣờng dây 376-E3.4 với Pmax là 14,534 MW, đƣờng dây 374-E3.1 với Pmax là
13,543 MW.
- Đƣờng dây 22 kV: Các đƣờng dây 22 kV không bị quá tải, một số đƣờng dây
22 kV hiện đang mang tải cao là đƣờng dây 477-E3.9 với Pmax là 8,159 MW, đƣờng
dây 472-E3.9 với Pmax là 8,159 MW, đƣờng dây 476-E3.1 với Pmax là 8,118 MW.
- Các trạm biến áp phân phối: Các trạm biến áp phân phối 35/0.4 kV, 22/0.4
kV vận hành với mức mang tải từ 50% đến 90% tải định mức, không có trạm bị quá
tải.
1.2.3.2. Hiện trạng tổn thất công suất, tổn thất điện áp và tổn thất điện năng
Năm 2014, tổn thất chung trên toàn bộ hệ thống lƣới điện phân phối tỉnh Nam
Định là 10,4 %, trong đó tổn thất chung lƣới điện trung thế 35kV, 22kV là 3,99%;
tổn thất lƣới điện hạ thế 0,4 kV là 9,18%, chi tiết nhƣ sau:
TT

Lƣới điện

Điện nhận

Điện thƣơng phẩm

Điện tổn thất

(kWh)

(kWh)

(kWh)

Tỷ lệ tổn thất

1

35 kV

590.042.021

573.643.339

16.398.682

2,78%

2

22kV

837.935.652

797.236.186

40.699.466

4,8 %

3

0,4 kV

996.227.046

904.815.516

91.411.530

9,18%

Tổng

1.427.977.673

1.279.467.995

148.509.678

10,4%

- Lƣới điện 35 kV: Lƣới điện 35 kV có 19 đƣờng dây, cung cấp sản lƣợng
điện 573.643.339 kwh/năm, tổn thất điện năng chung của lƣới 35 kV là 2,78%
- Lƣới điện 22 kV: Lƣới điện 22 kV có 62 đƣờng dây, cung cấp sản lƣợng
điện 797.236.186 kwh/năm, tổn thất điện năng chung của lƣới 35 kV là 4,8%

19


- Lƣới điện hạ thế 0,4 kV: Cung cấp sản lƣợng điện 1.279.467.995 kwh/năm,
tổn thất chung lƣới điện hạ thế là 9,18%

20


CHƢƠNG 2
BÀI TOÁN TÁI CẤU HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
2.1. Tổng quan về bài toán tái cấu hình lƣới điện phân phối
Bài toán tái cấu hình lƣới điện đƣợc thực hiện bằng cách chuy n tải nhờ
đóng, mở thiết bị chuy n mạch. Ta biết rằng khi thay đổi cấu trúc LĐPP thông qua
việc đóng, mở các khóa điện thì sự phân bố dòng, áp trên lƣới cũng thay đổi, dẫn
đến tổn thất trên lƣới cũng thay đổi theo. Mục tiêu của bài toán tái cấu hình LĐPP
là tìm ra cấu hình đảm bảo các yêu cầu của LĐPP có tổn thất công suất tác dụng
nhỏ nhất. Tái cấu hình lƣới không những không đòi hỏi nhiều về vốn đầu tƣ mà còn
giúp giảm tổn thất đáng k khi cân bằng tải giữa các tuyến đƣợc thiết lập. Hơn nữa,
tái cấu hình lƣới điện phân phối còn có th giảm sụt áp trong lƣới và giảm số khách
hàng bị mất điện khi sự cố. Vì vậy, tái cấu hình lƣới điện phân phối có ý nghĩa quan
trọng trong quản lý, vận hành lƣới điện.
Bài toán tái cấu hình có th đƣợc thực hiện với nhiều hàm mục tiêu khác
nhau, nhƣ giảm tổn thất công suất, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đảm bảo dòng ngắn
mạch, v.v. Trong phạm vi luận văn này, bài toán tái cấu hình lƣới điện phân phối

theo hàm mục tiêu giảm tổn thất công suất sẽ đƣợc đề cập.
Hiện nay, các phƣơng pháp thƣờng dùng trong tính toán tái cấu hình LĐPP
đều dựa trên các qui tắc tìm kiếm theo một tiêu chí nào đó đ đạt đƣợc giải pháp tối
ƣu cuối cùng( kết hợp với thuật toán tối ƣu).
2.2. Các bài toán tái cấu hình LĐPP ở góc độ vận hành:
Các bài toán vận hành LĐPP mô tả hàm mục tiêu tái cấu hình lƣới điện nhƣ sau:
- Bài toán 1: Xác định cấu hình lƣới điện theo đồ thị phụ tải trong 1 khoảng
thời gian đ chi phí vận hành nhỏ nhất.
- Bài toán 2: Xác định cấu hình lƣới điện trong 1 khoảng thời gian đ tổn
thất năng lƣợng nhỏ nhất.
- Bài toán 3: Xác định cấu hình lƣới điện tại 1 thời đi m đ tổn thất công
suất nhỏ nhất.

21


- Bài toán 4: Tái cấu hình lƣới điện cân bằng tải (giữa các đƣờng dây, máy
biến thế) đ nâng cao khả năng tải của lƣới điện.
- Bài toán 5: Khôi phục lƣới điện sau sự cố hay cắt điện sửa chữa.
- Bài toán 6: Xác định cấu hình lƣới điện theo nhiều mục tiêu nhƣ: Tổn thất
công suất bé nhất, mức độ cân bằng tải cao nhất, số lần chuy n tải ít nhất, sụt áp
cuối lƣới bé nhất đồng thời xảy ra (hàm đa mục tiêu).

Đặc điểm lƣới điện

Bảng 2.1: Phạm vi ứng dụng của các bài toán tái cấu hình LĐPP
Tên bài toán
Khóa điện đƣợc điều khi n từ xa

1

X

2

3
X

4

Chi phí chuy n tải thấp,
X
X
không mất điện khi chuy n tải
Chi phí chuy n tải cao,
x
X
mất điện khi chuy n tải
Lƣới điện thƣờng xuyên bị quá
X
x
tải
Lƣới điện ít bị quá tải
x
X
Lƣới điện hầu nhƣ không bị quá
X
x
X
tải
Từ bảng trên, ta thấy: Bài toán tái cấu hình LĐPP nhằm giảm

5
x

6

x
x

x

x
x

x

x
tổn thất công

suất tác dụng (bài toán 3) là bài toán quan trọng, làm nền tảng đ giải quyết các bài
toán khác trong hệ thống các bài toán tái cấu hình LĐPP. Vì vậy, luận văn chọn bài
toán này đ nghiên cứu.
2.3. Một số phƣơng pháp tái cấu hình lƣới điện phân phối
2.3.1. Thuật toán cắt vòng kín [1]
Giải thuật của Merlin và Back khá đơn giản: “ Đóng tất cả các khóa điện lại
tạo thành 1 vòng kín, sau đó giải bài toán phân bố công suất và tiến hành mở lần
lƣợt các khóa có dòng điện bé nhất cho đến khi lƣới điện trở thành dạng hình tia”. Ở
đây Merlin và Back cho rằng với mạch vòng, lƣới điện phân phối luôn có mức tổn
thất công suất bé nhất. Vì vậy đ có lƣới điện phân phối vận hành hình tia, Merlin
và Back lần lƣợt loại bỏ những nhánh có tổn thất công suất nhỏ nhất, quá trình sẽ

chấm dứt khi lƣới điện đạt trạng thái vận hành hở. Các giải thuật tìm kiếm nhánh và
22


biên ứng dụng kỹ thuật Heuristic này mất nhiều thời gian do có khả năng sẽ xảy ra
đến 2n cấu hình nếu có n đƣờng dây đƣợc trang bị khóa điện. Hình 2.1 th hiện giải
thuật của Merlin và Back, đã đƣợc Shirmohammadi bổ sung*:

Đọc dữ liệu và khóa điện
Đọc dữ liệu và khóa điện

Đóng tất cả các khóa điện

Giải bài toán phân bố công suất và
thay thế tải bằng các nguồn dòng

Giải bài toán phân bố công suất tối
ƣu
Mở khóa điện có dòng bé nhất

Vi phạm các điều
kiện vận hành

Yes

Đóng khóa điện vừa mở
Mở khóa điện có dòng
bé nhất tiếp theo

No

No

Lƣới điện hình tia?

Yes
Kết quả

Hình 2.1. Giải thuật của Merlin và Back

*

Theo D. Shirmohammadi and H.W. Hong, “Reconfiguration of electric distribution networks for resistive line losses reduction,” IEEE Trans. Power
Del., vol. 4, no. 2, pp. 1492–1498, Apr. 1989

23


Giải thuật này chỉ khác so với các giải thuật gốc của Merlin và Back ở chỗ có
xét đến điện áp ở trạm trung gian và yếu tố liên quan đến dòng điện.
Giải thuật của Merlin và Back đƣợc Shirmohammadi chỉnh sửa, ông là tác giả
đầu tiên sử dụng kĩ thuật bơm vào và rút ra một lƣợng công suất không đổi đ mô
phỏng thao tác thay đổi cấu hình của lƣới điện phân phối hoạt động hở về mặt vật lý
nhƣng về mặt toán học là một mạch vòng. Dòng công suất bơm vào và rút ra là một đại
lƣợng liên tục. Sau khi chỉnh sửa, kỹ thuật này vẫn còn bộc lộ nhiều nhƣợc đi m nhƣ:
 Mặc dù đã áp dụng các kỹ thuật tìm kiếm kinh nghiệm, giải thuật này vẫn
cần nhiều thời gian đ tìm cấu hình giảm tổn thất công suất.
 Tính chất không cân bằng và nhiều pha chƣa đƣợc mô phỏng đầy đủ.
 Tổn thất công suất của MBA chƣa đƣợc xét đến trong giải thuật.
2.3.2. Thuật toán đổi nhánh [2]
Phƣơng pháp kỹ thuật đổi nhánh – Branch exchange methods* đƣợc bắt đầu

với giả thiết là: Lƣới điện phân phối đƣợc vận hành với cấu hình hình tia, một khóa
điện đƣợc đóng lại và đồng thời 1 khóa điện khác trong mạch vòng đƣợc mở ra đảm
bảo cấu hình hình tia của lƣới điện. Mỗi lần thay đổi trạng thái đóng/cắt của một
cặp khóa điện, sự thay đổi tổn thất công suất trên lƣới lại đƣợc đánh giá. Phƣơng
pháp thay đổi nhánh sẽ dừng lại khi không th giảm tổn thất công suất đƣợc nữa.
Đƣợc Civanlar phát tri n năm 1989, phƣơng pháp này yêu cầu sự phân tích
đánh giá dòng công suất trên toàn bộ hệ thống tại thời đi m tính toán. Sự thay đổi tổn
thất nhờ sự thay đổi trạng thái đóng cắt của cặp khóa điện đƣợc tính qua công thức:

Trong đó:


D : Tập các nút tải sẽ đƣợc đổi nhánh.



Ii : Dòng tải tại nút thứ i.

*

Theo S. Civanlar, J. J. Grainger, H. Yin, and S. S. H. Lee, “Distribution feeder
reconfiguration for loss reduction,” IEEE Trans. Power Del., vol. 3, no.
3, pp. 1217–1223, Jul. 1988.

24




Em : Tổn thất điện áp do thành phần điện trở gây ra ở nút m.



En : Tổn thất điện áp do thành phần điện trở gây ra tại nút n.



Rloop : Tổng các điện trở trên vòng kín khi đóng các khóa điện.

Phƣơng pháp này có hạn chế là khối lƣợng tính toán nhiều, trong lƣới điện
lớn, số lƣợng khóa điện nhiều, việc tính toán chế độ trong mỗi lần thay đổi trạng
thái đóng/cắt của cặp khóa điện là rất khó khăn và mất nhiều thời gian.

Giảm số lần thao tác khóa điện bằng cách
xem xét các luật Heuristic

Tính toán tổn thất công suất cho các thao
tác đóng cắt đƣợc đề nghị

Các thao tác đóng
cắt làm giảm tổn
thất công suất?

No
Sai

Đúng
Thực hiện thao tác đóng cắt khóa có mức
độ giảmYes
tổn thất công suất nhất

Phân bố công suất cho lƣới điện mới

Thỏa mãn ĐK quá tải
và độ sụt áp cho
phép?

Sai
Đúng

Kết quả

Hệ thống đƣợc
xem là tối ƣu

Hình 2.2: Thuật toán đổi nhánh

25