câwp nhâwt mav không câvn phaxi hiêwu chixnh ma trâwn tôxng tr x cuxa hêw thôung mav b *c 7 ang xeut... Chú ý: Với những giả thiết của cơ sở lí thuyết.. Do đó cấp của ma trận tổng trở l
Trang 1T P CHÍ KHOA H C VÀ CÔNG NGH T p 44, s 2, 2006 Tr 84-91
QUY HO�CH L��I TRUY�N T�I CÓ XÉT ��N KH� N�NG QUÁ
T�I B�NG PH�ƠNG PHÁP THU H�P T�NG B��C
NGUY#N LÂN TRÁNG, NGUY#N QUANG MINH
I T V N
Quy ho ch phát tri n h th ng i n trong t ng lai là m t nhi m v r t quan tr!ng c"a
ng #i l$p k& ho ch và thi&t k& cung c p i n Cùng v*i s, phát tri n c"a cu c s ng, nhu c.u s/
d ng n1ng l 2ng i n t1ng lên thì yêu c.u 5t ra i v*i nh6ng nhà ho ch 7nh chi&n l 2c l i càng khó kh1n h n M ng l *i i n ngày càng phát tri n òi h;i ph<i có m t thu$t toán xác 7nh
c u trúc t i u m t cách hi u qu< h n Thu$t toán nhánh và c$n có m t nh 2c i m l*n là ch@ xét cho m t h th ng m*i hoàn toàn BiCu ó ôi khi không thích h2p cho vi c mF r ng t i u
l *i truyCn t<i Thu$t toán 2c trình bày d *i ây khIc ph c 2c nh 2c i m ó Nó cho phép xác 7nh 2c c u trúc t i u c"a l *i truyCn t<i ngay c< khi có s, phát tri n tK m t l *i truyCn t<i ã tMn t i
II C S TOÁN H C C A PH NG PHÁP
V*i quá trình quy ho ch cho l *i i n truyCn t<i ta có nh6ng gi< thi&t sau:
Các nút nguMn và nút t<i trong m ng i n có cùng m t c p i n áp TPc là ta b; qua <nh
h Fng c"a các máy bi&n áp t1ng và h áp; Bi n trF #ng dây cao áp có th b; qua vì nó nh;
h n nhiCu so v*i i n kháng t ng Png; B; qua tSn th t i n áp và công su t, l y i n áp t i các nút Cu bTng 1 ( n v7 t ng i)
1 Ph ¬ng ph¸p thu hÑp dÇn
Trong quá trình quy ho ch ngIn h n ho5c dài h n, m ng l *i i n hi n có sX có nh6ng thay Si và mF r ng, bao gMm nh6ng nhà máy i n m*i và nh6ng trung tâm ph t<i m*i Khi ó
vi c tìm ra m t c u trúc t i u cho m ng i n m*i trên c sF m ng i n hi n có 2c mF r ng
sX là m t v n C c p thi&t M t trong nh6ng ph ng pháp tìm 2c l#i gi<i cho bài toán trên
ó là ph ng pháp “thu h[p l.n l 2t ”
Chi&n l 2c c"a ph ng pháp thu h[p l.n l 2t nh sau: B.u tiên t o nên m t l *i gi< bao gMm toàn b l *i ban u, nh6ng nút c l$p (gMm nh6ng nút nguMn và t<i d, ki&n a vào h
th ng) và nh6ng #ng dây c.n thêm vào (nh6ng #ng dây này là nh6ng #ng dây n i gi6a các nút ã có v*i các nút d, ki&n a vào và có c< nh6ng #ng dây n i các nút có s]n v*i nhau) D,a trên c sF nh6ng d6 li u yêu c.u c"a n1m quy ho ch, l *i gi< ó có th là m t graph .y " (n i t t c< các nút trong h th ng v*i nhau) ho5c c_ng có th là m t ph ng án n i dây nào ó 2c a ra nh ng ch a t i u
M t h th ng gi< nh th& có th thKa nhiCu và không kinh t& Khi ó ta bIt u quá trình
“thu h[p” h th ng l *i i n ó mà v`n <m b<o l *i i n 2c mF r ng v*i s nút m*i và <m b<o tính kinh t& ka thu$t t ng i cho ph ng án 2c ch!n cu i cùng
Ta ti&n hành phân tích ph t<i trên l *i i n <o ó, m!i #ng dây thêm vào 2c so sánh
và sIp x&p thP t, trên c sF tính hi u qu< c"a h th ng và #ng dây Nh6ng #ng dây có hi u qu< th p nh t sX l.n l 2t b7 lo i kh;i h th ng cho t*i khi không còn #ng dây nào có th b7
Trang 2lo i thêm Khi ó có th nói, vi c lo i thêm b t kì #ng dây nào sX làm h th ng b7 quá t<i ho5c
b7 vi ph m các ràng bu c ka thu$t
Ph ng pháp thu h[p l.n l 2t ánh giá liên ti&p hi u qu< c"a m t #ng dây trong h th ng nh# vào giá tr7 dòng công su t truyCn t<i Do có tính &n các y&u t dòng công su t truyCn t<i trên #ng dây và y&u t u t nên ta có 7nh nghaa vC h s hi u qu< c"a #ng dây nh sau:
2
L
L L C
P
trong ó PLlà dòng công su t trên #ng dây L, 2c tính theo công thPc:
ij X
j i ij P
P L = = (xem [2], trang 380)
N&u 5t
ij
X L
B = 1 và = i j ta có: P L = B L
i; j: Góc tr ng thái t i nút i,j t ng Png (góc i n áp); Xij: i n kháng nhánh #ng dây ij;
CLchính là chi phí xây d,ng #ng dây L
B i v*i m ng i n cùng m t c p i n áp và các lo i dây là nh nhau thì chi phí #ng dây t@ l v*i chiCu dài #ng dây, khi ó so sánh tính hi u qu< c"a #ng dây ta có th l y CL= L
Se: là t$p h2p các #ng dây thêm vào h th ng
Khi d.n d.n lo i b; các #ng dây có tính hi u qu< th p i, v`n ph<i gi6 l i m t s #ng dây tuy có hi u qu< th p nh ng có <nh h Fng l*n t*i h th ng ho5c t*i nh6ng #ng dây khác Nh6ng #ng dây này có th chia làm hai lo i:
- Nh6ng #ng dây mà n&u lo i chúng i sX làm m t liên k&t trong h th ng ho5c làm m t
Sn 7nh c"a h th ng;
- Nh6ng #ng dây mà n&u lo i chúng i sX làm #ng dây khác quá t<i ho5c làm t1ng tSn
th t i n áp l*n nh t trong h th ng
Khi ã lo i b; 2c nh6ng #ng dây không c.n thi&t c"a m t ph ng án i dây nào ó ho5c c"a c< m t graph c"a h th ng mF r ng thì ta sX thu 2c m t ph ng án t i u cu i cùng tho< mãn các yêu c.u 5t ra c"a quá trình quy ho ch Ph ng pháp ch!n #ng dây hi u qu< nói trên ch@ dùng lo i b; i các #ng dây thêm vào, nh6ng #ng dây ban u c"a h th ng ph<i 2c gi6 nguyên (xem hình 1) Các b *c c"a thu$t toán nh sau:
B c 1: D6 li u u vào c"a n1m quy ho ch t*i bao gMm:
- S M l *i i n c.n mF r ng nh ng ch a t i u
- Công su t nút t<i, công su t nút nguMn
- Thông s c"a các #ng dây có s]n và thêm vào
- Gi*i h n truyCn t<i c"a các #ng dây
2c thi&t l$p bTng ph ng pháp dòng nhánh
B c 3: Tính vect tr ng thái dùng bi u thPc
[ ] =[Z] [Pn]
Pn: Vect công su t nút c p (n ×1); Z: ma tr$n tSng trF c"a l *i i n
Trang 3D÷ liÖu ®Çu v o
LËp ma trËn tæng trë nót Z cho l íi gi¶
TÝnh c¸c vect¬ tr¹ng th¸i
TÝnh c¸c dßng c«ng suÊt nh¸nh
TÝnh c¸c chØ sè hiÖu qu¶ cña nh÷ng ® êng d©y thªm v o S¾p xÕp theo thø tù t¨ng dÇn
(L = 1, 2 )
L = 1
Bá ® êng d©y thø L, hiÖu chØnh l¹i
HÖ thèng cã bÞ qu¸ t¶i hay m t liên k&t không?
Gi÷ l¹i ® êng d©y thø L, phôc håi l¹i vect¬
§K kiÓm tra tÊt c¶ c¸c ® êng d©y ?
In kÕt qu¶, STOP
L = L +1
HiÖu chØnh ma
trËn tæng trë Z
Kh«ng
Cã
Ch a Råi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Trang 4B c 4: Xác 7nh các dòng công su t nhánh dùng công thPc:
ij
j i
P =
Xij: Bi n kháng c"a #ng dây n i nút i và nút j
loawi ra vng dây cou hiêwu quax thâup nhâut
câwp nhâwt mav không câvn phaxi hiêwu chixnh ma trâwn tôxng tr x cuxa hêw thôung mav b *c 7 ang xeut
[ ]' =[ ] [ ] [ ]+ = + k.Xe k k
[ ] [ ]
) 1 (
1 1
×
+
=
n nj ni
ij ii
j i
j i k
x x
x x
x x
trong ó:
k k k
x +
ji ij jj ii
T k k
xk: Bi n kháng trên #ng dây thP k b7 lo i b; i n i gi6a nút i và nút j (xk= x0k.l)
Trong quá trình hiêwu ch@nh, nêuu zktrF thành vô hawn trong biêxu th uc trên, t uc là –xk+ |k= 0, thì viêwc loawi vng dây th u k ra sX gây m t liên kêut trong h w thôung, khi ó #ng dây sX không 2c lo i b; Ta c_ng có th áp d ng thu$t toán ki m tra tính liên thông (liên k&t) trong m ng
i n xác 7nh vi c cIt b; #ng dây nào ó có làm h th ng m t liên k&t không TPc là i v*i nút t<i thì ph<i có dòng công su t truyCn t*i, n&u không tPc là h th ng sX m t liên k&t
Ng 2c l i dovng công suâut nhánh sX wc tính l i tK vect } ã hi u ch@nh theo công thPc
k k
k.Xe
và kiêxm tra quá t<i nh# biêxu thPc
k
P
trong óu Pk là dòng công suâut truyêvn trên vng dây k, chính là Pij Pk lav kh< n1ng t<i c"a vng dây k Kh< n1ng t<i #ng dây k có th 2c xác 7nh ngay tK u khi xây d,ng #ng dây Ph thu c vào lo i dây, iCu ki n Sn 7nh ng và Sn 7nh nhi t
hiêwu chixnh do vect trawng thaui m ui vav cauc dovng công suâut nhaunh a~ wc tiunh tr uc (b *c 10)
Ng wc l i, nêuu khôui 7 quyêut iwnh vng dây k câvn phaxi gi ~ lawi, ma trâwn tôxng tr x câvn wc
gi ~ nguyên vav vect trawng thaui phaxi wc phuwc hôvi nh tr uc khi loawi vng dây k i (b *c 8); sau ou tiêun havnh phân tiuch trên cauc cauc vng dây khauc
Trang 5Sãc S¬n
ChÌm ViÖt Tr×
B¾c Giang
Tr"ng B¹ch Ho"nh Bå
N§Ph¶ L¹i
VËt C¸ch
§ång Ho"
Th¸i B×nh Nam §Þnh
Nghi S¬n
Mai §éng
Phè Nèi
Nho Quan
Thanh Ho¸
N§ Ninh B×nh
Vinh
H" TÜnh
§i §ång Híi
500kV
T§
Ho" B×nh
Xu©n Mai
H" §«ng
60MW
150MW
140MW
160MW
150MW
120MW
150MW
212MW 220MW
168MW
72MW
90MW
100MW 153MW 100MW
150MW 125MW
90MW
50MW
59MW
1040MW
Hình 2: HT mi(n B*c mùa m.a 2007 /ã m1 r3ng
AC500 /31,5km
AC400 /40 km AC500 /57,5 km AC500 /27 km
AC400 /62,136 km
2×AC330 /44,8 km
AC450 /17,7 km
2.AC400 /54 km
AC400 /80 km
AC400 /28,7 km AC400 /19 km
2×AC500 /55,3 km
AC500 /25 km AC500 /34 km
AC500 /74 km
AC300 /75 km
2.AC300 /25,5 km
k AC300 /70 km
AC300 /60,17 km
AC300 /73 km
AC300 /65,6 km
AC300 /33 km AC500 /23 km
2MW
1500MW
3×114MW
B¾c Ninh VÜnh Yªn
§×nh Vò
N§ H¶i Phßng
N§ U«ng BÝ
300MW
300MW 50MW
80MW
AC300 /70 km
AC300 /73 km
2×AC400 /90 km
2×AC400 /17,89 km
2× AC400 /16,5 km A
AC400 /36 km
60MW
2×AC400 /19 km
AC400 /23 km
AC400 /17 km
AC400 /56 km
2×AC400 /45 km
AC400 /45 km AC400 /39 km
AC500 /23 km
.5ng dây m1 r3ng nh.ng ch.a t:i u 5ng dây s=n có
AC400 /86 km
AC400 /38 km 500kV
500kV
500kV
AC400 /90 km
Th¸c B"
108MW
200MW
Hình 2 HTB miCn BIc mùa m a 2007 ã mF r ng
Trang 6Sãc S¬n
ChÌm ViÖt Tr×
B¾c Giang
Tr"ng B¹ch
Ho"nh Bå
N§Ph¶ L¹i
VËt C¸ch
§ång Ho"
Th¸i B×nh Nam §Þnh
Nghi S¬n
Mai §éng
Phè Nèi
Nho Quan
Thanh Ho¸
N§ Ninh B×nh
Vinh
H" TÜnh
§i §ång Híi
500kV
T§
Ho" B×nh
Xu©n Mai
H" §«ng
60MW
150MW
140MW
160MW
150MW
120MW
150MW
212MW 220MW
168MW
72MW
90MW 100MW
153MW 100MW
150MW 125MW
90MW
50MW
59MW
1040MW
Hình 3: HT mi(n B*c mùa m.a 2007 m1 r3ng t:i u
AC500 /31,5km
AC400 /40 km AC500 /57,5 km AC500 /27 km
AC400 /62, 136 km
2× AC330 /44,8 km
AC450 /17,7 km
2.AC400 /54 km
AC400 /80 km
AC400 /28,7 km AC400 /19 km
2×AC500 /55,3 km
AC500 /25 km AC500 /34 km
AC500 /74 km
AC300 /75 km
2.AC300 /25,5 km
AC300 /70 km AC300 /60,17 km
AC300 /73 km
AC300 /65,6 km
AC300 /33 km 2×AC500 /23 km
2MW
1500MW
3×114MW
B¾c Ninh VÜnh Yªn
§×nh Vò
N§ H¶i Phßng
300MW
300MW 50MW
80MW
T§ T.Quang
AC400 /17,89 km
AC400 /16,5 km
60MW
AC400 /19 km
AC400 /38 km
.5ng dây m1 r3ng t:i u 5ng dây s=n có
500kV
500kV
500kV
108MW
Th¸c B"
200MW
Hình 2 HTB miCn BIc mùa m a 2007 mF r ng t i u
Trang 7Chú ý: Với những giả thiết của cơ sở lí thuyết Một hệ thống có (n + 1) nút ta sẽ chọn một
nút cơ sở với góc trạng thái của nút đó l 0 Do đó cấp của ma trận tổng trở l (n ìn)
Quỏ trỡnh thu h[p s M l *i i n sX k&t thỳc khi khụng cũn #ng dõy nào cú th lo i b; i 2c Lỳc ú ta thu 2c l *i i n t i u so v*i ph ng ỏn l *i i n ban u a ra H th ng
i n sau khi thu h[p v`n <m b<o liờn k&t và khụng b7 quỏ t<i, <m b<o kinh t& h n so v*i s M ban u
2 Ví d? minh họa
S/ d ng s li u h th ng i n 220 kV miCn BIc n1m 2004 gMm 30 nỳt và 36 #ng dõy ( #ng nột liCn trong hỡnh 2) làm c sF B&n mựa m a n1m 2007 h th ng ó 2c bS sung 6 nỳt và cụng su t t<i F cỏc nỳt c_ c_ng ó thay Si D,a theo v7 trớ 7a lớ, tr,c giỏc và kinh nghi m
bS sung thờm m t s #ng dõy m*i cú kh< n1ng ph<i thờm vào <m b<o cung c p i n cho cỏc ph t<i Cú th thờm r t nhiCu #ng dõy m*i, m5c dự chỳng cú th thKa và khụng kinh t& Dựng ch ng trỡnh l$p theo thu$t toỏn ó trỡnh bày F trờn tớnh toỏn cIt b*t cỏc #ng dõy kộm hi u qu< K&t qu< là sau khi thờm vào 28 #ng dõy thỡ ch ng trỡnh ó cho ta bi&t c.n lo i b*t 18 #ng dõy, ch@ c.n gi6 l i 10 #ng dõy S M cu i cựng c_ng trựng v*i k&t qu< khi quy
ho ch bTng cỏc ph ng phỏp khỏc (hỡnh 3)
III KAT LUDN
Ph ng phỏp Thu h p t#ng b c là m t cụng c r t t t quy ho ch mF r ng l *i i n Nú khIc ph c 2c nh6ng nh 2c i m c"a ph ng phỏp Nhỏnh và c*n Tuy nhiờn sau khi ó cú k&t
qu< c.n ph<i xột thờm y&u t tin c$y cung c p i n quy&t 7nh s l c"a m‚i #ng dõy c_ng nh iCu ki n 7a ch t n i cú #ng dõy i qua Vớ d #ng dõy i cIt qua m t con sụng l*n thỡ c.n xột thờm chi phớ v 2t sụng Cỏc k&t qu< tớnh toỏn là thớch h2p cho l *i i n 220
kV trF lờn
TÀI LIFU THAM KHHO
1 S Binato, G C Oliveira - A greedy Randomized Adaptive Search Procedure for
Transmission Expansion Planning, IEEE 9 (5) (2001)
2 X Wang, J R McDonald - Modern Power System Planning, McGRAW-HILL BOOK
COMPANY, 1993
SUMMARY
PLANNING & EXPANDING TRANSMISSION NETWORK USING A SUCCESSIVE
BACKWARD METHOD
When implementing the short or long term network planning, the existing network will be changed and expanded A Successive backward method presented in this paper can be used to find the optimal structure of the network The algorithm of this method is as the followings: At the beginning, lines connected between the existing buses with the new ones will be added to the
Trang 8power transmitted on it For the high voltage network, ignoring the thermal loss, the new line with the highest rate of the transmitted power over the invested fund will be considered as the most effective one When successively eliminating the lines with the lower effectiveness, we must keep some lines that may have a relatively low effectiveness but hold a great influence on the system or other lines The process will be stopped when no more lines can be singled out to
be eliminated
Tr #ng B i h!c Bách khoa Hà N i
