(Luận văn thạc sĩ) tái cấu hình lưới điện phân phối nâng cao các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.53 MB, 104 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
DƯƠNG ÐÀO THÁI
TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ÐIỆN PHÂN PHỐI
NÂNG CAO CÁC CHỈ SỐ ÐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ÐIỆN
NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN - 60520202
SKC005803
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
DƯƠNG ĐÀO THÁI
TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
NÂNG CAO CÁC CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
Trang 1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
DƯƠNG ĐÀO THÁI
TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
NÂNG CAO CÁC CHỈ SỐ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202
Hướng dẫn khoa học:
PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2018
Trang 2
%Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ
(Dành cho JiảnJ viên phản biện)
Tên đề tài luận văn thạc sỹ:
7iLFҩXKuQK/ѭӟLÿLӋQ3KkQSKӕLQkQJFDRFiFFKӍVӕÿӝWLQFұ\&XQJFҩS ÿLӋQ
MSHV: 1780679
Tên tác Jiả: 'ѬѪ1* ¬27+È,
Khóa: 2017
Ngành: . WKXұWÿLӋQ
Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện: 761JX\ӉQ7Kӏ0L6D
Cơ quDn cônJ tác: .KRD LӋQ LӋQWӱ
Điện thoại liên hệ: 0975800149
I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
/XұQY QJӗPFKѭѫQJFyEӕFөFKӧSOtNӃWFҩXFKһWFKӁ
2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận
văn /XұQY QÿѭӧFWUuQKEj\U}UjQJPҥFKOҥFGӉKLӇX
2.2. Nhận xét đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của người khác có đúng qui
định hiện hành của pháp luật sở hữu trí tuệ
6ӱGөQJYjWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFÿ~QJYӟLTXLÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWU
tWXӋ
2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN
0өFWLrXQJKLrQFӭXU}UjQJSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXSKKӧSYӟLPөFWLrXÿӅUDYjQӝLGXQJQJKLr
QFӭX
2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài
/XұQY
QFKѭDSKkQWtFKWәQJTXDQFiFQJKLrQFӭXWUѭӟFÿyOLrQTXDQWӟLO
QKYӵFFӫDÿӅWjL 2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN
1ӝLGXQJSKKӧSYӟLFKX\rQQJjQK
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề tài
ĈӅWjLFyWKӇiSGөQJYjRWKӵFWLӉQYjOjWjLOLӋXWKDPNKҧRFKRFiFKӑFYLrQFQJFKX\rQQ
JjQK
2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
%әVXQJSKҫQWәQJTXDQ
ĈәLWrQFKѭѫQJ4
II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
10ӝWWURQJQKӳQJPөFWLrXTXDQWUӑQJWURQJWiLFҩXWU~FYjJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWYjQkQJFDRÿӝWL
QFұ\ WҥLVDROXұQY
QFӫDWiFJLҧNK{QJÿӅFұSÿӃQPөFWLrXJLҧPWәQWKҩWF{QJVXkW"9ұ\OLӋXNӃWTXҧFӫDEjL
WRiQFyJLiWUӏWKӵFWLӃQYjiSGөQJYjROѭӟLÿLӋQWKӳWӃÿѭӧFKD\NK{QJ"
29LӋFQkQJFDRÿӝWLQFұ\FXQJFҩSÿLӋQWUrQOѭӟLÿLӋQSKkQSKӕLYjJLҧLWKXұWWӕLѭX362FӫDWiF
JLҧFy FzQÿ~QJÿӕLYӟLOѭӟLÿLӋQFyQKLӅXQ~WWҧLQKLӅXQJXӗQFXQJFҩSKD\NK{QJ"
0
TT
1
2
3
4
5
6
Mục đánh Jiá
7tQKNKRDKӑFU}UjQJPҥFKOҥFNK~FFKLӃWWURQJOXұQY Q
iQKJLiYLӋFVӱGөQJKRһFWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFFy
ÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUtWXӋ
0өFWLrXQJKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJWURQJ/9
7әQJTXDQFӫDÿӅWjL
iQKJLiYӅQӝLGXQJ FKҩWOѭӧQJFӫD/971
iQKJLiYӅNKҧQ QJӭQJGөQJJLiWUӏWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL
0Н± Øг0
(Giảng viên phản biện ghi rõ ý kiến “Tán thành luận văn” hay “Không tán thành luận văn”)
7iQWKjQKOXұQY Q
73+&0QJj\WKiQJQ P
NJười nhận xét
.ê
JKLU}KӑWrQ
761JX\ӉQ7Kӏ0L6D
%Ӝ*,È2'Ө&9¬ Ҥ27Ҥ2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
PHIẾU NHẬN XÉT LUẬN VĂN THẠC SỸ
(Dành cho JiảnJ viên phản biện)
Tên đề tài luận văn thạc sỹ:
7iLFҩXKuQK/ѭӟLÿLӋQ3KkQSKӕLQkQJFDRFiFFKӍVӕÿӝWLQFұ\&XQJFҩS ÿLӋQ
Tên tác Jiả: 'ѬѪ1* ¬27+È,
MSHV: 1780679
Ngành: . WKXұWÿLӋQ
Khóa: 2017
Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện: 3*676+X QK&KkX'X\
Cơ quDn cônJ tác: 7UѭӡQJ ҥLKӑF&{QJQJKӋ7S+ӗ&Kt0LQK
Điện thoại liên hệ: 0938 707 507
I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
+uQKWKӭFYjNӃWFҩXFӫDOXұQY QOjFyWKӇFKҩSQKұQÿѭӧF
2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận
văn /XұQY QWKӇKLӋQÿѭӧFWtQKNKRDKӑF
2.2. Nhận xét đánh giá việc sử dụng hoặc trích dẫn kết quả NC của người khác có đúng qui
định hiện hành của pháp luật sở hữu trí tuệ
+ӑFYLrQÿmWKӵFKLӋQWUtFKGүQFiFWjLOLӋXWKDPNKҧRWKHRÿ~QJTX\ÿӏQK
2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN
0өFWLrXYjSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXOjSKKӧS
2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài
7әQJTXDQFӫDÿӅWjLOjFyWKӇÿѭӧFFKҩSQKұQ
2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN
1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJFӫDOXұQY QOjFyWKӇÿѭӧFFKҩSQKұQ
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề tài
/XұQY QFyJLiWUӏWKӵFWLӉQOLrQTXDQÿӃQEjLWRiQWiLFҩXKuQKOѭӟLSKkQSKӕL
2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
1+ӑFYLrQFҫQFK~êWURQJYLӋFWUuQKEj\GҩXFKҩPKRһFSKҭ\FKRNêKLӋXVӕWKұSSKkQ
2+ӑFYLrQQrQSKkQWtFKFKLWLӃWKѫQFiFNӃWTXҧP{SKӓQJÿҥWÿѭӧF
II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)
1+jPPөFWLrXFӫDEjLWRiQWiLFҩXKuQKOѭӟLSKkQSKӕLWURQJOXұQY QQj\OjJu"
2+ӑFYLrQÿiQKJLiQKѭWKӃQjRYӅNӃWTXҧP{SKӓQJÿҥWÿѭӧFӣ%ҧQJ4.3, trang 57?
0
TT
Mục đánh Jiá
1
2
3
4
5
6
7tQKNKRDKӑFU}UjQJPҥFKOҥFNK~FFKLӃWWURQJOXұQY Q
iQKJLiYLӋFVӱGөQJKRһFWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFFy
ÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳXWUtWXӋ
0өFWLrXQJKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXVӱGөQJWURQJ/9
7әQJTXDQFӫDÿӅWjL
iQKJLiYӅQӝLGXQJ FKҩWOѭӧQJFӫD/971
iQKJLiYӅNKҧQ QJӭQJGөQJJLiWUӏWKӵFWLӉQFӫDÿӅWjL
0Н± Øг0
(Giảng viên phản biện ghi rõ ý kiến “Tán thành luận văn” hay “Không tán thành luận văn”)
7iQWKjQKOXұQY Q
73+&0QJj\WKiQJQ P
NJười nhận xét
.ê
JKLU}KӑWrQ
3*676+X QK&KkX'X\
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ & tên: DƯƠNG ĐÀO THÁI
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 30/10/1978
Nơi sinh: An Giang
Quê quán: TT. Mỹ Luông, H, Chợ Mới, T. An Giang.
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Điện lực Chợ Mới, 24A thị trấn Chợ Mới,
huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang
Điện thoại cơ quan: 02963611972
Điện thoại : 0919097977
Fax: 02963883677
E-mail:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ 10/1998 đến 5/2001
Nơi học (trường, thành phố): Trường Trung học Điện 2 (nay là Trường Cao
đẳng Điện lực) 554 Hà Huy Giáp, P. Thạnh Lộc, Q.12, TP HCM.
Ngành học: Phát dẫn điện
2. Đại học:
Hệ đào tạo: Vừa học vừa làm
Thời gian đào tạo từ 11/2010 đến 4/2015
Nơi học (trường, thành phố): ĐH SPKT TPHCM
Ngành học: Điện công nghiệp
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Theo học phần tín chỉ
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: Khơng
Người hướng dẫn: Khơng
BI. Q TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP
TRUNG HỌC CHUYÊN NGHIỆP VÀ ĐẠI HỌC:
Thời gian
Nơi công tác
Công việc đảm nhiệm
2001 - 2002
2002 - 2015
2015 - nay
LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018
Người cam đoan
Dương Đào Thái
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất gửi
đến Phó Giáo sư Tiến sĩ Trương Việt Anh, người Thầy đã tận tình hướng dẫn em
trong suốt quá trình nghiên cứu để hồn thành luận văn này, bên cạnh đó em cũng
xin gửi lời cảm ơn đến các NCS đã hỗ trợ em trong quá trình nghiên cứu.
Xin cảm ơn quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện Tử của Trường Đại học Sư
Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, những người giảng viên đầy nhiệt huyết, thiện cảm đã
truyền đạt những kiến thức chuyên môn, những kinh nghiệm quý báu, đã giảng dạy
em trong suốt q trình học tập.
Và cuối cùng, tơi xin cảm ơn đến tất cả các đồng nghiệp, bạn bè và đặc biệt
là gia đình đã giúp đỡ tơi về tinh thần, vật chất và công sức trong suốt quá trình
học tập cũng như để hồn thành luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn!
TĨM TẮT
Bài Luận văn trình bày một phương pháp tái cấu hình lưới điện phân phối có
xét đến độ tin cậy cung cấp điện và sử dụng thuật toán bầy đàn (PSO) để xác định
các khóa điện mở trong lưới điện phân phối.
Ngày nay, trong q trình cơng nghiệp hóa, nhu cầu về độ liên tục cung cấp
điện càng được quan tâm. Nhiều khách hàng sẵn sàng trả các chi phí cao hơn để có
độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn.
Vì vậy, trong quá trình cấu hình lại lưới điện phân phối phải nâng cao được
độ tin cậy cung cấp điện và đảm bảo được các yếu tố kỹ thuật trong vận hành. Việc
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống thể hiện qua việc cực tiểu chi phí
vận hành và chi phí ngừng cung cấp điện.
Hàm mục tiêu bài tốn là tính giá trị cực tiểu của chi phí vận hành và chi phí
ngừng cung cấp điện trong năm. Kết quả tính tốn đã chứng minh được lưới điện
phân phối được vận hành hình tia và thuật tốn PSO có khơng gian nghiệm lớn, độ
hội tụ nhanh và có thể áp dụng cho bài tốn tái cấu trúc lưới điện phân phối.
Thông qua các kết quả khảo sát trên lưới điện phân phối từ đơn giản đến
phức tạp đều cho thấy sau khi tái cấu trúc lưới thì chi phí vận hành và chi phí ngừng
cung cấp điện là nhỏ nhất và đảm bảo được sự cung cấp điện cho khách hàng. Điều
này cho thấy tính đúng đắn, hiệu quả của mục tiêu và giải thuật đề ra.
ABSTRACT
The thesis presents a distribution network reconfiguration method considered
of reliability and using Practicle Swarm Optimization (PSO) to commit the tiedswitches on distribution power system.
Nowaday, the demand of uninterrupted energization has a more and more
interest in the process of industrialization. Many customers are ready to pay higher
cost to have reliability energization.
Thus, in the distribution network reconfiguration process, the need of
improving reliability of power supply and ensure the technical elements on the
operation. Improving the reliability of power supply for the system represented by
the minimum operation costs and power interrupted costs.
The objective function of the problem is to minimize the value of operating
and power interrupted costs in year. The calculation results have demonstrated the
distribution grid with radial-structure operation and PSO algorithms have large
experimental space, fast convergence and can be applied to distribution network
reconfiguration problems.
As the analysis results from the simple to complex distribution networks, the
operated cost and outage costs of distribution networksare improved. This shows the
effectiveness and correctness of the proposed objectives and algorithm.
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................................................... 1
1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................................... 4
1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu..................................................................................... 4
1.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................................... 5
1.5. Điểm mới của luận văn.......................................................................................................... 5
1.6. Giá trị thực tiễn của luận văn.............................................................................................. 5
1.7. Kết quả dự kiến......................................................................................................................... 6
1.8. Tên và bố cục của đề tài........................................................................................................ 6
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI...........7
2.1. Tổng quan về lưới phân phối............................................................................................... 7
2.1.1. Định nghĩa và phân loại................................................................................................. 7
2.1.2. Phần tử của lưới điện phân phối................................................................................. 8
2.1.3. Tiêu chuẩn chất lượng lưới phân phối................................................................... 10
2.1.4. Đặc điểm của lưới điện phân phối.......................................................................... 10
2.2. Độ tin cậy trong lưới điện phân phối............................................................................. 13
2.2.1. Các khái niệm về độ tin cậy...................................................................................... 13
2.2.2. Đặc điểm........................................................................................................................... 15
2.3. Khái niệm về trạng thái và hỏng hóc của hệ thống điện........................................ 16
2.4. Bài toán độ tin cậy................................................................................................................ 16
2.5. Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy..................................................................... 17
2.5.1. Phương pháp đồ thị - giải tích.................................................................................. 17
2.5.2. Phương pháp khơng gian trạng thái........................................................................ 18
2.5.3. Phương pháp cây hỏng hóc .....................................................................
2.5.4. Phương pháp đường tối thiểu ..................................................................
2.5.5. Phương pháp cắt lát tối thiểu ....................................................................
2.5.6. Phương pháp mô phỏng Monte-Carlo .....................................................
2.6. Các chỉ số đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE
1366 .......................................................................................................................
2.6.1. Các chỉ số mất điện kéo dài ....................................................................
2.6.2. Chỉ tiêu tần suất mất điện thoáng qua trung bình của hệ thống, MAIFI
(Momentary Average Interruption Frequency Index): .......................................
2.6.3. Điều kiện áp dụng .....................................................................................
2.7. Các nghiên cứu khoa học về bài toán tối ưu cấu trúc LĐPP ..........................
2.7.1. Giới thiệu ..................................................................................................
2.7.2. Giải thuật của Merlin và Back – kỹ thuật vịng kín .................................
2.7.3. Giải thuật của Civanlar và các cộng sự – kỹ thuật đổi nhánh ..................
2.7.4. Thuật toán di truyền – Genetic Algorithm (GA) ......................................
2.7.5. Giải thuật đàn kiến (Ant colony search – ACS) ...................................
2.7.6. Mạng thần kinh nhân tạo (Aritificial Neutral Network – ANN) ..........
2.7.7. Thuật toán bầy đàn (Practicle Swarm Optimization – PSO) ................
2.7.8. Thuật tốn tìm kiếm Tabu (Tabu Search – TS) ....................................
2.7.9. Thuật tốn mơ phỏng luyện kim (Simulated Annealing – SA) ............
2.8. Các nghiên cứu khoa học .............................................................................
2.8.1. Phương pháp cây sự cố - Graph Tree .......................................................
2.8.2. Mơ hình hóa dựa trên tỷ lệ sự cố và thời gian sửa chữa ..........................
2.8.3 Mơ hình hóa cải tiến của Karin Alvehag và Lennart Söder .....................
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT ...........................................................
3.1. Giới thiệu.............................................................................................................................. 45
3.2. Các bài toán trong vận nâng cao độ tin cậy cung cấp điện................................ 45
3.2.1. Bài toán tái cấu hình lưới cực tiểu chi phí vận hành:...................................... 45
3.2.2.
Bài tốn tái cấu hình lưới điện giảm chi phí ngừng điện...........................48
3.2.3. Hàm mục tiêu của bài toán cực tiểu chi phí vận hành và chi phí ngừng
cung cấp điện............................................................................................................................... 50
3.3. Giải thuật tối ưu PSO....................................................................................................... 51
3.4. Phương pháp đề xuất........................................................................................................ 55
CHƯƠNG 4 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG KIỂM CHỨNG KẾT QUẢ....................... 59
4.1. Sử dụng phần mềm Matlab............................................................................................ 62
4.2. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT kiểm chứng lại kết quả................................. 63
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN.............................................................................................................. 66
5.1. Kết luận................................................................................................................................. 66
5.2. Những hạn chế và đề xuất phát triển của đề tài..................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................................ 68
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ĐTC
: Độ tin cậy
LĐPP
: Lưới điện phân phối
EVN
: Tập đoàn Điện lực Việt Nam
HT
: Hệ thống
PT
: Phần tử
SCADA
: Supervisory Control And Data Acquisition
PSS/ADEPT : Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering
Productivity Tool
IEEE
: Institute of Electrical and Electronic Enginneers.
GA
: Genetic Algorithm
ACS
: Ant colony search
ANN
: Aritificial Neutral Network
PSO
: Practicle Swarm Optimization
TS
: Tabu Search
SA
: Simulated Annealing
SAIFI
: System Average Interuption Frequency Index
SAIDI
: System Average Interuption Duration Index
CAIDI
: Customer Average Interuption Duration Index
ASAI
: Customer Service Availability Index
ENS
: Energy Not Supplieed
AENS
: Average Energy Not Supplieed
MAIFI
: Momentary Average Interruption Frequency Index
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1. 1. Lưới điện phân phối........................................................................................................ 1
Hình 2. 1. Vị trí và vai trị của lưới điện phân phối................................................................. 9
Hình 2. 2. Sơ đồ nguyên lý lưới điện phân phối điển hình................................................. 11
Hình 2. 3. Sơ đồ khối hệ thống điện........................................................................................... 12
Hình 2. 4. Thiết bị báo sự cố trên lưới điện hình tia............................................................. 14
Hình 2. 5. Đường cong chi phí về phí tổn mất điện kỳ vọng............................................ 16
Hình 2. 6. Sơ đồ nối tiếp và sơ đồ song song.......................................................................... 17
Hình 2. 7. Sơ đồ hổn hợp................................................................................................................ 18
Hình 2. 8. Mơ hình quản lý khách hàng theo phần tử cấp điện........................................ 24
Hình 2. 9. Giải thuật của MerLin và Back đã được Shirmohammadi chỉnh sửa.......28
Hình 2. 10. Lưu đồ giải thuật của Civanlar và các cộng sự............................................... 30
Hình 2. 11. Sơ đồ chung của phương pháp bầy đàn PSO................................................... 36
Hình 2. 12: Mơ hình phân chia lưới phân phối....................................................................... 39
Hình 2. 13: Mơ hình hai trạng thái của thiết bị....................................................................... 41
Hình 2. 14: Mơ hình theo gió và sét........................................................................................... 43
Hình 3. 1. Sơ đồ đơn tuyến một phát tuyến............................................................................. 46
Hình 3. 2. Đồ thị phụ tải lưới điện của một ngày trong năm............................................. 48
Hình 3. 3. Sơ đồ mạng một nguồn hai phụ tải......................................................................... 48
Hình 3. 4. Sơ đồ mạng điện hai nguồn....................................................................................... 49
Hình 3. 5. Chuyển động của cá thể............................................................................................. 53
Hình 3. 6. Lưu đồ chung cho giải thuật PSO........................................................................... 55
Hình 3. 7. Tái cấu hình lưới điện giảm chi phí vận hành và chi phí ngừng điện.......58
Hình 4. 1. Mạng điện 1 nguồn 33 nút......................................................................................... 59
Hình 4. 2. Độ hội tụ của PSO trong nhiều lần thực hiện..................................................... 63
Hình 4. 3. Cấu trúc ban đầu..................................................................................... 64
Hình 4. 4. Tái cấu hình lại............................................................................................................... 64
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2. 1. Thời gian ngừng điện của phụ tải trong một năm............................................ 13
Bảng 4. 1. Thông số mạng 33 nút................................................................................................ 60
Bảng 4. 2. Thời gian sự cố của lưới điện 33 nút..................................................................... 62
Bảng 4. 3. Bảng so sánh giữa cấu hình ban đầu và cấu hình đề xuất (PSO)...............63
Bảng 4. 4. Bảng so sánh giữa cấu hình ban đầu và cấu hình đề xuất (PSS)................65
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Điện năng là một dạng hàng hóa đặt biệt và giữ vai trị quan trọng trong việc
đảm bảo sự ổn định và phát triển của Kinh tế xã hội, an ninh chính trị của mỗi quốc gia.
Nếu xét về mặt kinh tế, điện năng được cung cấp từ các Công ty Điện lực đến khách
hàng sử dụng điện phải có giá thành rẻ nhất, chất lượng điện phải đảm bảo tốt nhất.
Điều này có ý nghĩa quan trọng và quyết định đến sự tồn tại và phát triển của các Công
ty Điện lực Việt Nam khi tiến hành thị trường hóa ngành điện. Để thực hiện được mục
tiêu này thì các nhà khoa học đã khơng ngừng tìm kiếm và nghiên cứu để đưa ra các
giải pháp mới như tìm kiếm nguồn năng lượng mới như nguồn năng lượng sạch, năng
lượng tái tạo, thiết kế và xây dựng để vận hành lưới điện thơng minh.
Hình 1. 1. Lưới điện phân phối
Bảo đảm chất lượng điện năng để cung cấp dịch vụ điện với chất lượng ngày
càng cao, liên tục, an tồn và hiệu quả ln là mối quan tâm thường xuyên và cấp
Trang 1
thiết đối với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN). Với định hướng phát triển ngành
điện theo hướng đa dạng hóa sở hữu, hình thành thị trường điện trong nước, trong
đó Nhà nước giữ độc quyền ở khâu truyền tải và chi phối trong khâu sản xuất và
phân phối điện, nâng cao chất lượng cung cấp điện là yếu tố quyết định hàng đầu
đối với các Công ty Điện lực khi tham gia vào thị trường bán buôn điện cạnh tranh.
Ngày nay, trong q trình cơng nghiệp hóa, nhu cầu về độ liên tục cung cấp
điện ngày càng được quan tâm. Nhiều khách hàng sẳn sàng trả các chi phí cao hơn
để có độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn. Vì vậy, trong quá trình cấu hình lại lưới điện
phân phối phải nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện và đảm bảo các yếu tố kỹ
thuật trong vận hành.
Với đặc thù lưới điện phân phối của Việt Nam, bài tốn tái cấu hình lưới điện
được đề xuất cho cơng tác vận hành nhằm đi tìm một cấu trúc tối ưu cho lưới điện
ứng với từng mục tiêu riêng lẻ hay cùng nhiều mục tiêu khác nhau. Trong mục đích
đi tìm cấu trúc tối ưu của lưới điện phân phối nhằm giảm chi phí vận hành và chi
phí ngừng cung cấp điện và được trình bày trong đề tài này. Tái cấu hình lưới là một
trong nhiều biện pháp thay đổi chế độ vận hành của lưới điện phân phối để đạt được
các mục tiêu như: giảm tổn thất công suất của lưới điện, cải thiện các hệ số tin cậy
của hệ thống, nâng cao khả năng tải của lưới điện hay cải thiện mức cân bằng pha
trên lưới điện phân phối…
Tuy nhiên, với lưới điện phân phối luôn được cải tạo, nâng cấp và hướng tới
thị trường điện cạnh tranh như ở nước ta thì các mục tiêu giảm tổn thất công suất
của lưới, cân bằng pha… trong nhiều trường hợp vận hành lại có thể khơng thật sự
hiệu quả so với mục tiêu nâng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống thể hiện qua
việc cực tiểu của chi phí vận hành và chi phí ngừng cung cấp điện.
Ngoài nguyên nhân gây mất điện do thiết bị hay lưới, theo thống kê, cịn có
ảnh hưởng của điều kiện môi trường bị ô nhiểm, biến đổi thời tiết theo mùa... Vì
vây, một trong những mục tiêu quan trọng hàng đầu của các Công ty Điện lực là
giảm thời gian ngừng điện do các yếu tố khách quan nêu trên khi thị trường điện
bán lẻ được triển khai.
Trang 2
Lưới điện phân phối là khâu cuối cùng của hệ thống điện, đưa điện năng trực
tiếp đến hộ tiêu dùng. Vì vậy tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải có mối quan hệ
mật thiết và phụ thuộc trực tiếp vào độ tin cậy của lưới điện phân phối. độ tin cậy
của lưới điện phân phối được đánh giá qua nhiều chỉ tiêu khác nhau, trong đó các
chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366 hiện nay
được sử dụng phổ biến trên thế giới.
Do đó, đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối bằng các chỉ tiêu theo tiêu
chuẩn IEEE 1366 đối với lưới điện phân phối cụ thể. Việc giảm chi phí vận hành và chi
phí ngừng cung cấp điện trong lưới điện phân phối sẽ mang lại nhiều lợi ích sau:
Về phía cơng ty Điện Lực:
-
Giảm giá thành điện năng do giảm được chi phí bồi thường thiệt hại cho khác
hàng khi ngừng cung cấp điện.
-
Tăng lợi nhuận cho công ty do tăng lượng điện cung cấp cho khách hàng.
-
Tạo ra khả năng cạnh tranh cao cho các Công ty Điện lực trong thị trường điện
đang ngày được thương mại hóa.
-
Ngồi ra, tái cấu hình lưới điện phân phối có xét đến độ tin cậy cung cấp điện sẽ
giảm được tổn hao công suất trên đường dây và giảm được chi phí vận hành.
-
Giảm được chi phí sản xuất, thiệt hai do việc ngừng cung cấp điện.
-
Đảm bảo được kế hoạch sản xuất, sinh hoạt và giải trí trong đời sống con người.
Đặc biệt là có thể tránh được những ảnh hưởng của việc ngừng cung cấp điện
đến con người như sức khỏe và đời sống con người.
-
Tạo ra một thị trường điện cạnh tranh lành mạnh.
-
Thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế.
-
Tuy nhiên việc cực tiểu chi phí ngừng cung cấp điện hay đánh giá độ tin cậy và
cấu trúc lại lưới điện phân phối là một việc làm khó khăn, phức tạp và có độ
chính xác khơng cao vì những lý do sau:
Trang 3
