(Luận văn thạc sĩ) xác định vị trí và dung lượng máy phát phân tán để tổn thất công suất là nhỏ nhất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
LÊ VĂN VŨ

XÁC ÐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN
TÁN ÐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202

SKC005859

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
LÊ VĂN VŨ

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN
ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202

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
LÊ VĂN VŨ

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ VÀ DUNG LƯỢNG MÁY PHÁT PHÂN TÁN
ĐỂ TỔN THẤT CÔNG SUẤT LÀ NHỎ NHẤT

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202
Hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRƯƠNG VIỆT ANH

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2018




%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:
;iFÿӏQKYӏWUtYjGXQJOѭӧQJPi\SKiWSKkQWiQÿӇWәQWKҩWF{QJVXҩWOjQKӓ QKҩW
Tên tác Jiả: /Ç9 19

MSHV: 1790606

Ngành: . WKXұWÿLӋQ

Khóa: 2017

Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện:
3*6764X\ӅQ+X\ÈQK Cơ quDn cônJ tác: .KRD
LӋQ LӋQWӱ Điện thoại liên hệ:

I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
+uQKWKӭFYjNӃWFҩXOXұQY QÿҥW\rXFҫX
2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận
văn ĈҥW\rXFҫX
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
9LӋFVӱGөQJYjWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDQJѭӡLNKiFWKHRÿ~QJTXLÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳ
XWUt WXӋ

2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong LVTN
1JKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyNӃWQӕL'*YjROѭӟ
LÿLӋQ

SKkQSKӕL
ÈSGөQJJLҧLWKXұW362ÿӇJLҧLEjLWRiQWuPYӏWUtYjGXQJOѭӧQJWKtFKKӧSÿӇNӃWQӕL'*QKҵPJLҧ
PWәQ

WKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕL
2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài

ĈҥW\rXFҫX

2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN
1ӝLGXQJYjFKҩWOѭӧQJOXұQY QÿҥW\rXFҫX
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề tài
.ӃWTXҧQJKLrQFӭXFӫDOXұQY
QFyWKӇVӱGөQJOjPWjLOLӋXWKDPNKҧRFKRFiFF{QJÿLӋQOӵFFiFKӑFYLrQ 1&6QJjQK.
WKXұWÿLӋQTXDQWkPÿӃQEjLWRiQJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWURQJOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyVӵ
WKDPJLDFӫDQJXӗQÿLӋQSKkQWiQ

2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
.LӇPWUDFiFWjLOLӋXWKDPNKҧRÿmÿѭӧFWUtFKGүQÿҫ\ÿӫWURQJOXұQY QNK{QJ"
&ҫQQrXFiFNKyNK
QNKLWKӵFKLӋQFiFJLҧLSKiSPjJLҧLWKXұWÿӅ[XҩWWURQJKӋWKӕQJÿLӋQWKӵF


II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ


(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)

1*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩW+uQK3.2)?
2*LҧLWKtFKFKLWLӃWJLҧLWKXұW362+uQK3.17)?

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

0žžžžНžžž±ž ž žžžØžžгž0žžžžžž

(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*6764X\ӅQ+X\ÈQK


%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:
;iFÿӏQKYӏWUtYjGXQJOѭӧQJPi\SKiWSKkQWiQÿӇWәQWKҩWF{QJVXҩWOjQKӓ QKҩW
Tên tác Jiả: /Ç9 19

MSHV: 1790606

Ngành: . WKXұWÿLӋQ

Khóa: 2017

Định hướng: ӬQJGөQJ
Họ và tên nJười phản biện: 761JX\ӉQ9 4X QK
Cơ quDn cônJ tác: ĈҥLKӑF/ҥF+ӗQJ
Điện thoại liên hệ: 0919150171

I. Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Về hình thức & kết cấu luận văn:
/XұQY QGjL55WUDQJJӗP5FKѭѫQJӣFKѭѫQJ1, 2WiFJLҧWUuQKEj\WәQJTXDQYjFѫVӣOêWKX\ӃWFӫDOѭӟL
ÿLӋQSKkQSKӕLQJXӗQÿLӋQSKkQWiQEjLWRiQ[iFÿӏQKFiXWU~FYұQKjQKOѭӟLSKkQSKӕLNӃWKӧSYѫLPi\
SKiWÿLӋQSKkQWiQ9LӋFÿѭDUDP{KuQKWRiQKjPPөFWLrXYjJLҧLWKXұWWtQKWәQWKҩWF{QJVXҩWWUrQ
OѭӟL
ÿLӋQSKkQSKӕLKuQKWLDWtQKWRiQNLӇPWUDPӝWVӕWUѭӡQJKӧSÿѭӧFWUuQKEj\ӣFKѭѫQJ3YjFKѭѫQJ4.
ӃW OXұQYjNLӃQQJKӏÿѭӧFWUuQKEj\WҥLFKѭѫQJ5.

2. Về nội dunJ:
2.1. Nhận xét về tính khoa học, rõ ràng, mạch lạc, khúc chiết trong luận văn

9LӋFWUuQKEj\FKѭDÿѭӧFNK~FWULӃWFKѭDOjPQәLEұWÿѭӧFQӝLGXQJFӫDÿӅWjL

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
&yWKDPNKҧRFiFÿӅWjLNKiFQKѭQJFKѭDWUtFKGүQWRjQEӝWURQJEjLYLӃW
ӅQJKӏQKӳQJWjLOLӋXQjRNK{QJ
WUtFKGүQWURQJWURQJEjLYLӃWWKuFyWKӇEӓUDKRһFÿmÿѭDYjRWKuÿӅQJKӏSKҧLWUtFKGүQKӃW

2.3. Nhận xét về mục tiêu nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu sử dụng trong
LVTN Trung bình

2.4. Nhận xét Tổng quan của đề tài
1JKLrQFӭXYLӋFJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWUrQOѭӟLSKkQSKӕLNKLFyNӃWQӕL'*YjROѭӟLÿLӋQSKkQ
SKӕL
;k\GӵQJKjPÿDPөFWLrXVӱGөQJJLҧLWKXұW362ÿӇJLҧLEjLWRiQWuPYӏWUtYjGXQJOѭӧQJWKtFKKӧSÿӇ
NӃWQӕL'*QKҵPJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩW

ÈSGөQJJLҧLWKXұWYjROѭӟLÿLӋQSKkQSKӕLPүX


2.5. Nhận xét đánh giá về nội dung & chất lượng của LVTN


/XұQY
QQj\WLӃSFұQEjLWRiQ[iFÿӏQKYӏWUtYjF{QJVXҩWPi\SKiWÿLӋQSKkQWiQWUrQOѭӟLÿLӋQSKkQSKӕL
Fy[pWÿӃQFҩXWU~FYұQKjQKOѭӟLÿLӋQYӟLPөFWLrXOjJLҧPWәQWKҩWF{QJVXҩWWiFGөQJWUrQKӋWKӕ
QJSKkQ
SKӕL*LҧLSKiS[iFÿӏQKYӏWUtYjF{QJVXҩWPi\SKiWÿLӋQSKkQWiQWӕLѭXYj[iFÿӏQKFҩXWU~FYұQ
KjQK
ÿѭӧFWKӵFKLӋQULrQJUӁEҵQJKDLJLDLÿRҥQVӱGөQJWKXұWWRiQ362NӃWKӧSYӟLWtQKSKkQEӕF{QJVXҩWEҵ

QJ

SKѭѫQJSKiS
%DFN)RUZDUG7ӯNӃWTXҧFӫDYLӋFiSGөQJWKӱQJKLӋPSKѭѫQJSKiSYjRKӋWKӕQJPҥQJ33

nút.
1KѭӧFÿLӇPFӫDSKѭѫQJSKiSWKӵFKLӋQOjFKѭDWKӵFKLӋQVRViQKÿѭӧFFiFWK{QJVӕWKӵFKLӋQFӫDSKѭѫQJ
SKiSYӟLSKѭѫQJSKiSNӃWKӧSYӏWUtYjF{QJVXҩWPi\SKiWSKkQWiQYӟL[iFÿӏQKFҩXWU~FYұQKjQKKӣFӫD
OѭӟLÿLӋQSKkQSKӕL3KѭѫQJSKiSÿӅ[XҩWFKӍPӟLWKӵFKLӋQWKӱQJKLӋPWUrQOѭӟLÿLӋQ33Q~WFKѭDNLӇP
WUD WUrQOѭӟLÿLӋQWKӵFWӃ

&KҩWOѭӧQJOXұQY QӣPӭFÿӝWUXQJEuQK
2.6. Nhận xét đánh giá về khả năng ứng dụng, giá trị thực tiễn của đề tài
Trung bình

2.7. Luận văn cần chỉnh sửa, bổ sung những nội dung gì (thiết sót và tồn tại):
&KӍQKVӱDOӛLFKtQKWҧÿӝFKtQK[iFFӫDFiFF{QJWKӭFVӱGөQJWURQJOXұQY Q

II. CÁC VẤ0Ề CẦN LÀM RÕ
(Các câu hỏi của giảng viên phản biện)

7URQJPөFWLrXFӫDOXұQY
QFyÿӅFұSÿӃQYҩQÿӅQJKLrQFӭXӭQJGөQJSKѭѫQJSKiSWtQKSKkQEӕF{QJ
VXҩWEҵQJSKѭѫQJSKiS%DFN±)RUZDUG ӅQJKӏWiFJLҧJLҧLWKtFKU}YҩQÿӅQj\

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

0žžžžНžžž±ž ž žžžØžžгž0žžžžžž

(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\ӉQ9 4X QK

LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:
Họ và tên: Lê Văn Vũ,

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 1972

Nơi sinh: Bến Tre

Quê quán: Bến Tre

Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Khu phố 1, Phú Khương, thành phố Bến Tre,
tỉnh Bến Tre.
Điện thoại: 0911 298 007
E-mail:
AI. Q TRÌNH ĐÀO TẠO:

Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy

Thời gian đào tạo từ 09/1993 đến 07/1998

Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Ngành học: Điện KH&CC điện
BI.

Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT

NGHIỆP ĐẠI HỌC:
Thời gian

9/1998–
9/2018


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 27 tháng 9 năm 2018
Người cam đoan

Lê Văn Vũ


LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc gửi đến
Thầy PGS.TS Trương Việt Anh, người Thầy đã tận tình hướng dẫn em trong suốt
q 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.
Em xin chân thành cảm ơn q thầy cô Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP.HCM đã giảng dạy em trong suốt quá trình học tập.
Và cuối cùng, tôi xin cảm ơn đến tất cả các đồng nghiệp, bạn bè và đặc biệt là

gia đình đã giúp đỡ tôi về tinh thần, vật chất và công sức trong suốt q trình học
tập cũng như để hồn thành luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 27 tháng 9 năm 2018

Lê Văn Vũ


MỤC LỤC
Chương 1: TỔNG QUAN............................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................................................... 1
1.2. Các nghiên cứu liên quan đã công bố.............................................................................. 4
1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài........................................................................................ 6
1.4. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................................. 6
1.5. Phương pháp giải quyết bài toán........................................................................................ 6
1.6. Điểm mới của đề tài................................................................................................................ 6
1.7. Giá trị thực tiễn của đề tài..................................................................................................... 7
1.8. Bố cục........................................................................................................................................... 7
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT................................................................................................ 8
2.1. Đặc điểm của lưới điện phân phối..................................................................................... 8
2.2. Các lý do vận hành hình tia lưới điện phân phối......................................................... 8
2.3. Tổng quan về nguồn điện phân tán (DG - Distributed Generation)...................10
2.4. Lợi ích của lưới điện phân phối khi vận hành có kết nối DG..............................16
2.5. Các tác động của DG lên lưới điện phân phối............................................................ 19
2.6. Một số nguồn năng lượng tái tạo thích hợp với cơng nghệ DG..........................20
2.7. Bài toán xác định cấu trúc vận hành lưới điện phân phối kết hợp với máy phát
điện phân tán.................................................................................................................................... 22
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT............................................................................... 24
3.1. Giới thiệu.................................................................................................................................. 24
3.2. Phương pháp đề xuất:.......................................................................................................... 27

3.2.1. Giải thuật tính tổn thất cơng suất trên lưới điện phân phối hình tia...........27
3.2.2. Giải thuật tối ưu bầy đàn (PSO – Particle Swarm Optimization)...............37
3.2.3. Mơ hình tốn................................................................................................................... 42
3.2.4 Hàm mục tiêu................................................................................................................... 44
Chương 4: KIỂM CHỨNG GIẢI THUẬT....................................................................... 466
Chương 5: KẾT LUẬN............................................................................................................... 511
5.1. Kết luận................................................................................................................................... 511
5.2. Hướng phát triển................................................................................................................. 511
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................... 522


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2. 1. Sơ đồ phân loại nguồn điện phân tán.................................................................... 11
Hình 2. 2. Photovoltaic - PV.......................................................................................................... 12
Hình 2. 3. Wind turbine – WT....................................................................................................... 13
Hình 2. 4. Pin nhiên liệu –FC........................................................................................................ 14
Hình 3. 1. Sơ đồ đơn tuyến............................................................................................................. 27
Hình 3. 2. Lưu đồ giải thuật........................................................................................................... 29
Hình 3. 3. Ví dụ về hệ thống 6 bus.............................................................................................. 30
Hình 3. 4. Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 56.................................................................... 30
Hình 3. 5. Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 25.................................................................... 31
Hình 3. 6. Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 24.................................................................... 31
Hình 3. 7. Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 23.................................................................... 32
Hình 3. 8. Tính tổn thất cơng suất cho nhánh 12.................................................................... 33
Hình 3. 9. Cập nhật lại giá trị đường dây.................................................................................. 33
Hình 3. 10. Tính tổn thất trên nhánh 12..................................................................................... 35
Hình 3. 11. Tính tổn thất trên nhánh 24..................................................................................... 35
Hình 3. 12. Tính tổn thất trên nhánh 23..................................................................................... 36
Hình 3. 13. Tính tổn thất trên nhánh 25..................................................................................... 36
Hình 3. 14. Tính tổn thất trên nhánh 56..................................................................................... 37

Hình 3. 15. Chuyển động của cá thể........................................................................................... 41
Hình 3. 16. LĐPP kín và hở........................................................................................................... 42
Hình 3. 17. Lưu đồ giải thuật PSO.............................................................................................. 45
Hình 4. 1. Lưới điện 33 nút, một nguồn.................................................................................... 46
Hình 4. 2. Độ hội tụ của PSO trong quá trình thực hiện..................................................... 49


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4. 1. Thông số mạng 33 nút................................................................................................ 46
Bảng 4. 2. Kết quả thực hiện hai giai đoạn trên LĐPP 33 nút.......................................... 48
Bảng 4. 3. So sánh kết quả thực hiện với các phương pháp trên LĐPP 33 nút..........49


Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Đặt vấn đề
Điện là một dạng năng lượng đặc biệt, vì năng lượng điện khơng thể dễ dàng tích
trữ với lượng lớn, nhưng nhu cầu phụ tải địi hỏi phải đáp ứng cơng suất tại mọi thời
điểm. Điều này đòi hỏi các Nhà quy hoạch năng lượng, các công ty sản xuất và kinh
doanh điện phải tính tốn đến các giải pháp tối ưu việc truyền tải, phân bố công suất
trên hệ thống lưới điện.
Nhu cầu tiêu thụ năng lượng điện tăng một cách nhanh chóng trên tất cả mọi lĩnh
vực, từ nhu cầu thiết yếu của đời sống xã hội đến nhu cầu để phát triển kinh tế, xã hội,
khoa học công nghệ của các quốc gia, và kể cả việc để đảm bảo tốt an ninh chính trị thì
an ninh năng lượng điện cũng được đặt lên hàng đầu.
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị sử dụng điện (đặc biệt là các
thiết bị cơng nghệ cao) ngày càng địi hỏi nguồn điện cung cấp phải đảm bảo về chất
lượng. Vấn đề đặt ra cho các Công ty sản xuất và kinh doanh điện là làm sao vừa đảm
bảo đáp ứng được các vấn đề nêu trên, vừa đảm bảo lợi ích kinh tế cao nhất của nhà
sản xuất, vừa đảm bảo tính cạnh tranh trong điều kiện nguồn lực tài chính có hạn.

Trong khi đó chiều dài, phụ tải của lưới điện phân phối phát triển một cách nhanh
chóng kể cả ở khu vực thành thị lẫn nông thôn, miền núi dẫn đến công suất đỉnh chỉ
xảy ra tại vài giờ trong ngày, lưới điện bị sụt áp, tổn thất truyền tải trên đường dây
tăng, chi phí sản xuất điện tăng theo.
Đã có nhiều giải pháp kỹ thuật được đưa ra, như là nâng công suất các trạm trung
gian, lắp đặt các hệ thống tụ bù, nâng tiết diện dây dẫn, lắp đặt các thiết bị FACTS, lắp
đặt công tơ 3 giá cho khách hàng nhưng cũng chỉ giải quyết được một phần vấn đề
trên. Tái cấu trúc lưới điện phân phối và tối ưu vị trí máy phát điện phân tán là một
trong những giải pháp để giải quyết vấn đề đã đặt ra, nhiều nhà nghiên cứu đã tiến
hành nghiên cứu và thực nghiệm với nhiều phương pháp khác nhau để đi đến tối ưu
nhất về kết cấu lưới điện và vị trí đặt máy phát điện phân tán trên lưới điện phân phối.
Lưới điện phân phối có đặc điểm là vận hành phức tạp, kết cấu hình tia, hình xương
cá, mạch kín nhưng thường vận hành hở, phụ tải phân bố và phát triển ít theo quy hoạch

Trang 1


nên việc tính tốn để xác định vị trí, dung lượng của các DG là khá phức tạp. Vì vậy
việc tìm các phương pháp, giải thuật để giải quyết vấn đề đặt ra là cần thiết, đảm bảo
sao cho bài tồn tính tốn đơn giản nhất, nhanh nhất và có kết quả tốt nhất đối với điều
kiện đã được đặt . Vấn đề đã được sự quan tâm của rất nhiều các nhà khoa học, nhà
nghiên cứu, các nghiên cứu sinh và các tổ chức.
Việc cải tạo nâng cấp đường dây hoặc lắp đặt thêm các trạm biến áp, đường dây
truyền tải và phân phối nhằm đáp ứng nhu cầu của phụ tải trong một số giờ cao điểm
làm cho chi phí vận hành tăng cao và cần phải có vốn đầu tư lớn. Các nghiên cứu đã
chỉ ra rằng nguồn điện phân tán sẽ mang lại nhiều hiệu quả khi áp dụng trên lưới điện
phân phối. Nguồn điện từ các DG sẽ góp phần giảm bớt gánh nặng cơng suất vào giờ
cao điểm, giảm tổn thất trên đường dây, cải thiện chất lượng điện năng, nâng cao độ tin
cậy và thân thiện với môi trường (đối với năng lượng tái tạo). Nó cịn góp phần vào
việc giảm áp lực đầu tư cải tạo lưới điện hiện hữu, giảm chi phí nhiên liệu, chi phí vận

hành, đáp ứng tốt về khả năng dự phịng cho hệ thống và có thời gian ngắn trong việc
đáp ứng nhu cầu cục bộ của từng vùng miền, đặc điểm riêng của phụ tải.
Do đó, các cơng ty điện lực và các DG có sẵn hoặc lắp đặt thêm các DG để hỗ trợ
cho hệ thống điện của họ, giảm công suất điện mua từ hệ thống truyền tải, từ đó có thể
giảm giá điện, đồng thời đối phó với tình huống tăng giá đột biến trong giờ cao điểm
và trì hỗn việc xây dựng thêm đường dây mới. DG là các máy phát có cơng suất nhỏ
hơn 10MW, có giá thành rẽ, dễ vận hành và có thể xây dựng trong một thời gian ngắn.
DG có thể tận dụng các nguồn năng lượng tái tạo sẵn có thân thiện với mơi trường như
thủy năng, phong năng, quang năng... công nghệ DG rất đa dạng: nhiệt điện kết hợp,
quang điện, tuabine gió, pin nhiên liệu, thủy điện công suất nhỏ, máy phát động cơ đốt
trong, microturbine...
Các DG hoạt động độc lập có hiệu quả do chi phí vận hành tăng cao, cơng suất
phát điện lại không ổn định nên độ tin cậy cung cấp điện thấp. Mặc khác, DG có trở
kháng lớn, nên dịng ngắn mạch của nó rất nhỏ, do đó mức độ ảnh hưởng đến lưới điện
phân phối khi nó vận hành song song là rất thấp. Vì vậy, các DG thường được kết nối
trực tiếp với lưới điện phân phối trung áp/ hạ áp.

Trang 2


Sử dụng DG trong lưới điện phân phối sẽ mang lại một số lợi ích sau: giảm tải
trên lưới điện, giảm tổn hao cơng suất và chi phí vận hành trên mạng điện, cải thiện
chất lượng điện và độ tin cậy, bình ổn giá điện, cung cấp các dịch vụ hỗ trợ…
- Về phía điện lực: Giảm tải trên đường dây truyền tải; Giảm tải trên lưới phân

phối; Bình ổn giá điện; Giảm tổn hao công suất trên đường dây; Giảm chi phí vận hành;
- Về phía người tiêu dùng: Cải thiện chất lượng điện; Bình đẳng trong quyền

lợi; Cải thiện độ tin cậy.
- Về mặt thương mại: Tạo một thị trường điện có tính cạnh tranh; Cung cấp các

dịch vụ khác như: công suất phản kháng, công suất dự phịng.
Khi lưới điện phân phối có kết nối các DG, thì khách hàng có thể kiểm sốt giá
thành điện năng và chuyển đổi nguồn điện sao cho họ có lợi nhất. Do đó, các điều độ
viên phải căn cứ vào cấu trúc lưới điện, dung lượng cần truyền tải, giá điện mua từ hệ
thống và từ các DG và các yêu cầu về tác động môi trường và sinh thái... để đưa ra các
phương án thay đổi cấu trúc lưới điện ở từng thời điểm sao cho chi phí vận hành bao
gồm chi phí chuyển tải và tổn thất cơng suất là bé nhất, đồng thời đảm bảo các yêu cầu
về kỹ thuật. Với mục tiêu là tìm giải pháp để giảm tổn thất cơng suất, giảm chi phí vận
hành của lưới điện phân phối trong trường hợp có các DG, đề tài sẽ đề cập đến các
phương pháp có liên quan đến vấn đề “Xác định vị trí, dung lượng máy phát điện
phân tán trên lưới điện phân phối”. Kết quả của bài tốn sẽ góp phần hỗ trợ cho các
công ty điện lực địa phương trong công tác vận hành lưới điện phân phối.
Luận văn này tiếp cận bài tốn xác định vị trí và cơng suất máy phát điện phân
tán trên lưới điện phân phối có xét đến cấu trúc vận hành lưới điện với mục tiêu là
giảm tổn thất công suất tác dụng trên hệ thống phân phối. Giải pháp xác định vị trí và
cơng suất máy phát điện phân tán tối ưu và xác định cấu trúc vận hành được thực hiện
riêng rẽ bằng hai giai đoạn sử dụng thuật tốn di truyền. Trong đó hai giai đoạn, giai
đoạn thứ nhất sử dụng thuật toán di truyền xác định vị trí và cơng suất tối ưu của các
máy phát phân tán trên lưới điện phân phối kín, giai đoạn thứ hai, giải thuật di truyền
được sử dụng để xác định cấu trúc vận hành hở tối ưu của hệ thống.

Trang 3


1.2 Các nghiên cứu liên quan đã cơng bố
Đã có nhiều NCKH về bài tốn tái cấu hình LĐPP giảm tổn thất có kết nối DG
hoặc khơng có kết nối DG cố định. Phương pháp giải chủ yếu: Merlin và Back [1]. Họ
giải quyết bài tốn thơng qua kỹ thuật heuristic rời rạc nhánh-biên. Civanlar et al. [2]
đề xuất một phương pháp trao đổi nhánh. Phương pháp meta-heuristic: GA, PSO, CSA

[3-5] mới đã được đề xuất để giải quyết vấn đề tối ưu hóa để có được một giải pháp tối
ưu tồn cục. Xét vị trí và dung lượng DG trên bài tốn LĐPP hình tia, khơng xét sự
biến đổi cấu hình của LĐPP. Xét cả hai vấn đề cùng lúc: tích hợp cả hai bài tốn tái
cấu hình và vị trí và dung lượng DG để nâng cao hiệu quả của mạng lưới phân phối.
Các tác giả [6]. Nghiên cứu sử dụng phương pháp điểm trong để xác định vị trí
và dung lượng của DG nhằm tối ưu tổn thất lưới phân phối, kết quả áp dụng trên lưới
10 nút và lưới 42 nút đạt được khá tốt. Kết quả tính tốn cho thấy vị trí đặt DG tối ưu
là tại nút có cơng suất tải tiêu thụ lớn nhất trong lưới phân phối. Độ giảm tổn hao trên
lưới phân phối sau khi có DG so với trước khi có DG nhiều hay ít phụ thuộc vào lượng
cơng suất phát ra của DG.
Sự tham gia của DG vào hệ thống phân bố sẽ đạt được một số lợi ích về mặt kỹ
thuật như: giảm tổn hao đường dây, cải thiện chỉ số điện áp, nâng cao chất lượng điện
năng, tăng độ tin cậy trong việc truyền tải và phân phối...
Các tác giả ở tài liệu [7] mô tả cách sử dụng giải thuật di truyền để tìm ra vị trí
đặt và cơng suất phát tối ưu của nguồn phân tán trên mơ hình lưới điện phân phối
22kV. Tổn thất cơng suất được cực tiểu hóa trong khi dạng điện áp đường dây được cải
thiện tốt hơn.
Nghiên cứu áp dụng trên lưới điện 20 nút kết quả đạt dược như sau:
+ Tổng công suất phát của DG là 5,4 +j2,7 (MVA).
+ Vị trí kết nối: 7, 8, 17, 20, 21.
+ Tỷ lệ % giảm tổn thất là 58,46%.
+ Tỷ lệ % tăng điện áp cao nhất 3,32%

Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ tập trung giải quyết trên một lưới điện phân

Trang 4


phối hình tia cố định. Điều này, thực sự chưa phù hợp với bài toán thiết kế và vận hành
lưới điện phân phối vì: LĐPP phải ln chuyển tải để đảm bảo đạt được mục tiêu vận

hành khi sự thay đổi của phụ tải.
Việc kết hợp phương pháp Newton-Raphson trong tính tốn trào lưu cơng suất
lưới điện và giải thuật di truyền giải các bài toán tối ưu tổ hợp đã cung cấp một cách
thức tìm ra các vị trí đặt và công suất phát tốt nhất cho một số lượng nguồn phân tán
DG cho trước trên lưới điện phân phối. Phương pháp này cho phép người vận hành có
thể nghiên cứu một mạng phân phối bất kỳ. Người vận hành có thể sử dụng những
thơng tin về lưới điện phân phối có sẵn để lập kế hoạch cho việc kết nối DG nhằm đạt
mục tiêu giảm tổn thất, cải thiện dạng điện áp như mong muốn. Ngồi ra, nhóm tác giả
César Augusto Peñuela Meneses, Member, IEEE, and José Roberto Sanches
Mantovani, Member, IEEE đã công bố nghiên cứu “Improving the Grid Operation and
Reliability Cost of Distribution Systems With Dispersed Generation” nghiên cứu sử
dụng giải thuật tìm kiếm Taboo để giải quyết bài toán đa mục tiêu nhằm nâng cao độ
tin cậy cung cấp điện khi có kết nối DG vào hệ thống. Nghiên cứu đưa ra một phương
pháp giải quyết tối ưu hàm mục tiêu gồm các chi phí hoạt động của lưới, chi phí hệ
thống bảo vệ, chi phí gián đoạn do ngừng cung cấp điện, chi phí tổn thất cơng suất.
Mơ hình tốn học đề xuất được thử nghiệm trên hệ thống 135 bus trong đó bao
gồm một hệ thống phân phối thực tế 13,8 kV ở Sao Paulo, Brazil. Kết quả mô phỏng
của một hệ thống qua kiểm tra thực tế cho thấy mơ hình đề xuất có thể xác định các tác
động liên quan đến độ tin cậy của hệ thống, hệ thống bảo vệ, và hiệu quả hoạt động
của mạng, tất cả chỉ trong một chương trình. Thơng qua các phương pháp thực hiện,
lợi thế đạt được là khả năng quan sát điện áp và tần số của hệ thống khi có kết nối DG.
Người ta thấy rằng thực hiện kết nối DG như thế này, dẫn đến chi phí hoạt động và chi
phí độ tin cậy sẽ tốt hơn, bởi vì họ sử dụng các mức giá khác nhau được cung cấp bởi
các nguồn phát trên diện rộng. Nó cũng có thể phục vụ nhu cầu phụ tải tăng lên một
cách đột biến. Tuy nhiên, thiết kế này có thể dẫn đến một hệ thống bảo vệ đắt tiền,
cũng như làm giảm tỷ suất lợi nhuận trong việc phối hợp các thiết bị bảo vệ.
Từ những nghiên cứu đã công bố nêu trên, trong khuôn khổ đề tài này chủ yếu tập
trung vào vấn đề giảm tổn thất công suất và nâng cao độ tin cậy lưới phân phối khi có
Trang 5

kết nối DG sử dụng giải thuật PSO, các vấn đề liên quan đến cải thiện điện áp và cải
thiện vận hành lưới thông qua việc thay đổi các thiết bị bảo vệ trên hệ thống sẽ không
được xem xét.
1.3 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu việc: Giảm tổn thất công suất và nâng cao độ
tin cậy hệ thống điện lưới điện phân phối.
-

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp tính phân bố công suất bằng phương pháp
Back – Forward.
- Nghiên cứu việc giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối khi có kết nối DG

vào lưới điện phân phối.
- Xây dựng hàm đa mục tiêu sử dụng giải thuật PSO để giải bài tốn tìm vị trí và
dung lượng thích hợp để kết nối DG nhằm giảm tổn thất công suất.
- Áp dụng giải thuật vào lưới điện phân phối mẫu.
1.4 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào bài tốn giảm tổn thất cơng suất và
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện khi kết nối DG nhằm cực tiểu chi phí vận hành.
1.5 Phương pháp giải quyết bài toán
- Áp dụng các phương pháp giải tích mạng điện xây dựng hàm đa mục tiêu cực

tiểu tổn thất cơng suất khi có DG.
- Sử dụng giải thuật di truyền giải bài toán đa mục tiêu khi có DG.

1.6 Điểm mới của đề tài
- Xây dựng hàm đa mục tiêu giải quyết vấn đề giảm tổn thất công suất và nâng
cao độ tin cậy cung cấp điện khi có kết nối DG.
- Áp dụng giải thuật di truyền tìm vị trí và dung lượng tối ưu khi kết nối DG trên

Trang 6