Phần mềm lưới điện LFE

“Tìm hiểu phần mềm Lưới điện LFE, ứng dụng để mô phỏng phân bố dòng công suất lưới điện 110 kV Bình Thuận khi có sự tham gia của nguồn điện gió”

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 5

1.1 Tổng quan về ổn định trong hệ thống điện 5

2.2 Hướng dẫn sử dụng 24

2.2.1 Hai cách nhập dữ liệu 24

2.2.2Vẽ sơ đồ lưới điện 27

2.2.3 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nút 30

2.2.4 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nhánh 33

2.2.5 Thay đổi tùy chọn tính toán 36

2.2.6Menu tính toán (Run) 38

2.2.7Hiển thị - ghi đĩa – xuất dữ liệu và kết quả 39

3.1 Tổng quan lưới điện Bình Thuận 45

3.2 Mục tiêu quy hoạch 47

3.2.1 Giai đoạn 2006 - 2010 - Đến năm 2010: Công suất cực đại Pmax = 182 MW, điện thương phẩm 884 triệu kWh - Tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân hàng năm là 17,6%/năm; trong đó: điện phục vụ nông - lâm - thủy sản tăng 19,7%; công nghiệp - xây dựng tăng 25,2%/năm; thương mại - dịch vụ tăng 24,1%; quản lý và tiêu dùng dân cư tăng 13,3%/năm; phụ tải khác tăng 17,7% - Điện năng thương phẩm bình quân đầu người đến năm 2010 là 712 kWh/người/năm 47 3.2.2 Giai đoạn 2010 - 2015

- Đến năm 2015: Dự báo công suất Pmax = 363 MW, điện thương phẩm 1.886

triệu kWh.

- Tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân hàng năm là 16,4%/năm, trong đó: công nghiệp - xây dựng tăng 21,6%/năm; quản lý và tiêu dùng dân cư tăng 11,7%/năm.

- Điện năng thương phẩm bình quân đầu người đến năm 2015 là 1.410

kWh/người/năm 47

3.3 Quy hoạch phát triển nguồn và lưới điện 47

3.3.1 Nguồn điện Giai đoạn 2006-2010 : xây dựng mới 8 nhà máy thủy điện với tổng công suất đặt là 390,5 MW, bao gồm: nhà máy thủy điện Đại Ninh ( 300 MW, vận hành 2007 ); Bắc Bình ( 33 MW, 2007 ); Đan Sách ( 6 MW, 2007 ); La Ngâu ( 36 MW, 2008 ); thủy điện nhỏ Sông Dinh ( 5 MW, 2009 ); Kao Êt ( 4,5 MW, 2009 ); Bom Bi ( 4 MW, 2010 ); Suối Tỵ ( 2 MW, 2010 ) 3.3.2 Lưới điện truyền tải 47

3.3.3 Lưới điện hạ thế (Giai đoạn 2006-2010) - Xây dựng mới 1.272,7 km đường dây hạ thế; - Công tơ : lắp đặt mới 54.503 cái 50

3.3.4 Vốn đầu tư 50

3.4 Phát triển điên gió ở Bình Thuận 50

3.4.1 Tiềm năng điện gió 51

3.4.2 Quy hoạch phát triển điện gió ở Bình Thuận 52

4.1 Vẽ sơ đồ lưới điện 53

4.2 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nút 55

4.3 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nhánh 57

4.4 Chạy chương trình mô phỏng 59

4.5 Phân bố dòng công suất lưới điện 110 kV Bình Thuận khi có sự tham gia của nguồn điện gió 62

4.6 Nhận xét kết quả 66

Theo định nghĩa độ lệch điện áp bằng: 66

cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của phụ tải cũng trở nên không tốt Nói cách khác, độ lệch điện áp càng lớn thì chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của thiết bị dùng điện càng thấp 67MỤC LỤC………

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, nền kinh tế nước ta đã có bước phát triển vượt bậc, hội nhập với khu vực và thế giới Cùng với đó, hệ thống điện Việt Nam cũng liên tục phát triển và

mở rộng nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng Lưới điện truyền tải Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ những năm 1960 Sau nửa thế kỷ hình thành

và phát triển, đến nay lưới điện truyền tải đã lớn mạnh với hàng vạn km đường dây và hàng trăm trạm biến áp

Do sự tăng lên về quy mô và sự phức tạp trong hệ tống điện Việt Nam với sự trao đổi công suất lớn giữa miền Bắc và miền Nam thông qua đường dây liên kết

từ Bắc vào Nam, vấn đề tối ưu trong quy hoạch và khai thác hệ thống trở nên cần thiết Để đảm bảo chất lượng cung cấp điện , sự an toàn và kinh tế trong các điều kiện vận hành khác nhau, điều khiển tối ưu là cần thiết Vì vậy, đồ án môn học này nhằm trình bày ứng dụng của chương trình lưới điện LFE để mô phỏng phân

bố dòng công suất lưới điện 110 kV Bình Thuận khi có sự tham gia của nguồn điện gió nói riêng và của hệ thống điện Qua đó hướng tới mục đích là điều độ kinh tế, điều khiển điện áp, công suất để tránh nguy cơ mất ổn định hệ thống

Qua thời gian học tập, em được giao đề tài môn học: “Tìm hiểu phần mềm Lưới điện LFE, ứng dụng để mô phỏng phân bố dòng công suất lưới điện 110

kV Bình Thuận khi có sự tham gia của nguồn điện gió” Trong thời gian thực

hiện đề tài, được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong khoa

KT & CN Trường ĐH Quy Nhơn và trực tiếp là thầy Nguyễn Duy khiêm em đã

hoàn thành xong đề tài đồ án môn học của mình Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thực tiễn chưa có nên đồ án môn học không thể tránh khỏi sai sót Rất mong sự quan tâm,chỉ bảo của các thầy cô để em rút ra kinh nghiệm cho bản thân

Em xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó!

Quy Nhơn, Ngày 15 tháng 01 năm 2014.

Sinh viên

Hà Anh Tuấn

Ổn định hệ thống điện là khả năng hệ thống điện đang làm việc ở trạng thái vận hành ban đầu có thể tự quay trở lại trạng thái vận hành cân bằng mới sau chịu tác động của các kích động tự nhiên Trạng thái cân bằng mới này có thể là trạng thái ban đầu hoặc một trạng thái mới có các biến trạng thái thay đổi nhưng toàn bộ hệ thống vẫn được duy trì ở trạng thái vận hành lâu dài Một hệ thống điện ổn định là hệ thống làm việc với các điều kiện vận hành có sự cân bằng giữa các kích động tự nhiên và các tác động chống lại nó.

Hệ thống điện là một hệ thống phi tuyến, nó luôn được vận hành trong điều kiện

mà các biến trạng thái của hệ thống thay đổi liên tục, chẳng hạn như phụ tải, công suất phản kháng phát ra ở các máy phát, cấu trúc của hệ thống, các tham số vận hành của hệ thống… Khi chịu một kích động tạm thời, sự ổn định của hệ thống phụ thuộc đặc tính tự nhiên của các kích động đó cũng như điều kiện vận hành ban đầu của hệ thống Các kích động này có thể là kích động lớn hoặc kích động

bé Chẳng hạn đối với các kích động bé, như sự thay đổi liên tục của phụ tải, hệ thống phải thích nghi ngay với các thay đổi đó Hệ thống phải có khả năng vận hành thích ứng với các thay đổi của yêu cầu phụ tải, đồng thời cũng phải có khả năng chống lại các kích động tự nhiên như ngắn mạch trên đường dây truyền tải hay mất một số máy phát

Sau một kích động tạm thời, nếu hệ thống điện vẫn ổn định, nó sẽ tiến đến một trạng thái vận hành cân bằng, toàn bộ hệ thống lúc này không có thay đổi Mặt khác, nếu hệ thống không ổn định, nó sẽ dần rơi vào trạng thái ngừng hoạt động; ví dụ như quá trình tăng góc lệch rotor máy phát điện hoặc quá trình giảm biên độ điện áp nút Điều kiện vận hành không ổn định điện áp có thể mất điện hoặc ngừng cung cấp điện hoàn toàn trong một phạm vi lớn của hệ thống điện Khả năng chống lại các kích động của hệ thống điện đòi hỏi nhiều thiết bị

Ví dụ như khi có một sự cố tại một phần tử quan trọng nào đó trong mạng lưới thì phần tử đó sẽ được cô lập nhờ các rơle bảo vệ, điều này sẽ gây ra các biến đổi của dòng phân bố công suất trong hệ thống, điện áp tại các nút và tốc độ rotor của các

áp của máy phát và mạng lưới truyền tải; sự biến đổi tốc độ rotor máy phát sẽ kích thích khởi động các máy điều tốc và sự biến đổi của điện áp, của tần số sẽ tác động đến hệ thống phụ tải với các mức độ khác nhau tùy thuộc theo đặc tính của mỗi loại phụ tải đó Thêm vào đó, các thiết bị dùng để bảo vệ từng thiết bị điện riêng có thể có những đáp ứng khác nhau khi hệ thống biến đổi và gây nên việc đi cắt thiết bị, do đó làm yếu tính ổn định của hệ thống và nghiêm trọng hơn

có thể dẫn đến mất ổn định hệ thống Vì thế, sự mất ổn định điện áp trong hệ thống có thể xuất hiện trong nhiều trường hợp khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc

hệ thống, phương thức vận hành và các dạng kích động khác nhau

Theo cách hiểu cổ điển, vấn đề ổn định chính là duy trì vận hành đồng bộ trong hệ thống Vì hệ thống điện phần lớn bao gồm các máy phát và động cơ đồng bộ, điều kiện cần thiết để hệ thống vận hành đảm bảo là sự đồng bộ của tất

cả các phần tử có trong hệ thống Quan điểm về sự ổn định này bị chi phối bởi quan hệ giữa góc lệch rotor máy phát và góc lệch công suất

Sự mất ổn định cũng có thể xuất hiện mà không cần có hiện tượng mất đồng bộ trong hệ thống.Ví dụ như một hệ thống gồm có một máy phát cung cấp điện cho một động cơ cảm ứng, cũng sẽ mất ổn định vì sự sụp đổ của điện áp nút phụ tải Loại mất ổn định này cũng có thể xuất hiện trong trường hợp phụ tải được phân

bố đều một vùng lớn trong một hệ thống điện rộng Trong trường hợp máy phát hoặc phụ tải quan trọng không cân xứng với hệ thống, việc điều khiển máy phát

và động cơ sơ cấp cũng quan trọng chẳng khác gì việc điều khiển và bảo vệ hệ thống Vì nếu không thực hiện điều khiển một cách hợp lý thì tần số hệ thống sẽ trở nên mất ổn định, lúc đó máy phát hoặc phụ tải sẽ bị cắt ra và có thể dẫn đến hiện tượng mất điện hoàn toàn trong hệ thống Đây là một trường hợp mà hệ thống cần tác động cho các phần tử vận hành đồng bộ nhưng chính điều đó lại làm hệ thống mất ổn định

Như vậy ta thấy rằng, sự ổn định trong hệ thống điện là một vấn đề rộng, trong đó có nhiều yếu tố chi phối và nó cũng có nhiều dạng khác nhau Để hiểu đúng bản chất và phân tích sự ổn định trong hệ thống điện, ta cần tìm hiểu các dạng ổn định và nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến dạng ổn định đó

1.2 Ổn định điện áp trong hệ thống điện

1.2.1 Định nghĩa:

Ổn định điện áp là khả năng duy trì điện áp tại tất cả các nút trong hệ thống nằm trong một phạm vi cho phép (tuỳ thuộc vào tính chất mỗi nút mà phạm vi dao động cho phép của điện áp sẽ khác nhau) ở điều kiện vận hành bình thường

dòng công suất tác dụng, công suất phản kháng cùng với điện dung, điện kháng của mạng lưới truyền tải.

Trong những điều kiện vận hành bình thường, điện áp V của một nút bất kỳ tăng lên khi cung cấp thêm công suất phản kháng Q vào nút đó Hệ thống không

ổn định về điện áp nếu như điện áp V của bất kỳ nút nào trong hệ thống giảm xuống khi công suất phản kháng Q bơm vào nút đó tăng lên Như vây hệ thống sẽ

ổn định khi dV/dQ> 0 (độ nhạy V-Q dương) tại mọi nút và sẽ không ổn định khi dV/dQ< 0 (độ nhạy V-Q âm) tại mỗi nút bất kỳ

Mất ổn định điện áp về bản chất chỉ là một vấn đề cục bộ, tuy nhiên nó có thể ảnh hưởng mở rộng cho toàn hệ thống Sụp đổ điện áp là hiện tượng phức tạp của

sự không ổn định điện áp, đó là kết quả của một chuỗi các sự kiện không ổn định điện áp dẫn đến điện áp hạ thấp tại từng phần của hệ thống, rồi gây ra sụp đổ điện

áp từng phần hay toàn cục trong hệ thống điện

Hiện tượng mất ổn định điện áp có thể xảy ra trong nhiều trường hợp khác nhau Ta có thể minh họa hiện tượng này trong trường hợp đơn giản như sau: Mô hình mạng lưới 2 nút bao gồm nguồn điện áp không đổi (ES) cung cấp cho tải (ZLD) thông qua đường dây có trở kháng (ZLN)

Hình 1.2: Mô hình đơn giản minh họa cho hiện tượng mất ổn định U

Biểu thức cho dòng điện I% trong hình 1.2:

S

LD LN

E I

= +

Biên độ của dòng điện sẽ là:

( cos cos ) 2 ( sin sin ) 2

S

E I

Z F

= trong đó:

Z E Z F

Công suất tác dụng cung cấp cho tải:

E Z

F Z ÷ φ

Đồ thị của I, VR và PR được biểu diễn như hình 1.3

Theo đồ thị thì khi yêu cầu về tải tăng lên ứng với ZLD giảm thì PR sẽ tăng nhanh chóng trong thời điểm đầu, sau đó tăng chậm trước khi tiếp cận điểm PRmax; nếu khi đó tải vẫn tiếp tục tăng thì PR sẽ giảm Như vậy sẽ tồn tại một điểm có giá trị

Hình 1.3: Đường đặc tính của hệ thống đơn giản.

Công suất truyền tải lớn nhất khi điện áp rớt trên đường dây bằng với biên độ

VR, ứng với khi ZLN/ZLD = 1 trên đồ thị Nếu như PR tăng thì I sẽ tăng đồng thời

VR sẽ giảm; tuy nhiên sự tăng của I lớn hơn sự giảm của VR vì thế PR sẽ tăng nhanh chóng Khi ZLD tiếp cận ZLN thì lượng I tăng là không đáng kể so với sự giảm của VR cho nên PR tăng chậm lại Khi ZLD nhỏ hơn ZLN thì ngược lại, sự giảm VR lớn hơn sự tăng I nên làm cho PR giảm dần

Ứng với một giá trị của PR (PR < PRMAX) sẽ có hai điểm vận hành có thể được tìm tương ứng là hai giá trị khác nhau của ZLD Điều này được thể hiện trong hình 1.3 với vị trí PR = 0,8 Theo đó thì điểm nằm bên trái tương ứng với điểm vận hành bình thường; còn các điểm nằm bên phải có dòng điện lớn hơn đồng thời điện áp lại bé hơn nhiều so với điểm bên trái, do đó đây là điểm không làm việc Trạng thái vận hành tới hạn tương ứng với công suất truyền tải lớn nhất Việc chỉ diễn ra quá trình sụt giảm điện áp đơn thuần hay hệ thống sẽ mất ổn định tùy thuộc vào đặc tính tải Với đặc tính tải tĩnh có trở kháng không đổi thì hệ thống sẽ

ổn định tại cấp điện áp và công suất bé hơn giá trị cực đại Với các đặc tính khác,

tải điện và đặc tính tải) Nếu tải được cung cấp bởi máy biến áp có bộ điều áp dưới tải, bộ điều áp này sẽ làm điện áp duy trì được ở mức cho phép Nó sẽ làm giảm ảnh hưởng của ZLD Đây mô hình đơn giản và rõ ràng nhất về hiện tượng mất ổn định điện áp.

1.2.2 Giới thiệu các đặc tính đường cong để nghiên cứu ổn định điện áp:

Mất ổn định điện áp có thể ảnh hưởng mở rộng đến toàn hệ thống vì nó phụ

thuộc vào quan hệ giữa công suất tác dụng truyền tải P, công suất phản kháng Q bơm vào nút và điện áp cuối đường dây V Các quan hệ này đóng vai trò hết sức quan trọng trong phân tích ổn định điện áp và thường được thể hiện dưới dạng các đường cong trên đồ thị

Nhờ các đường cong này ta sẽ phân tích sự ổn định của hệ thống Trong phân tích

ổn định điện áp ta thường dùng hai loại đường cong cơ bản: đường cong P-V và đường cong Q-V

Để xây dựng đường cong, ta xét ở mạng đơn giản 2 nút như hình 1.2 ở trên:

Hình 1.4: Mô hình đơn giản minh họa cho hiện tượng mất ổn định U

Giả sử V% R = V R∠ 0

Lúc đó E% S được biểu diễn dưới dạng:

E%S = ∠ =E S θ E S(cos θ + jsin ) θ

trong đó: θ là góc lệnh pha giữa V% R và E% S

Có thể biển diển quan hệ V% R và E% S bằng công thức như sau:

Phương trình trên chính là phương trình biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng V,

P ,Q trên mặt phẳng tọa độ 3 chiều (V,P,Q) như hình 1.4

Hình 1.5 : Không gian (V,P,Q) biểu diễn quan hệ giữa các đại lượng

Từ hình 1.4, ta có thể chiếu các họ đường cong đó lên các mặt phẳng tương ứng

để nhận được từng loại đường cong P-V, Q-V Đường C chính là quỹ tích các điểm tới hạn của đường cong

Đây là biểu đồ tổng quát mô tả mối liên hệ chung của các đại lượng V, P, Q nhưng trong thực tế ta thường xét riêng biệt từng loại đường cong để phân tích ổn định Trên cơ sở đó ta xét từng loại đường cong phục vụ cho việc phân tích ổn định điện áp sau này

a Đường cong P-V:

Khi chiếu đường cong trong không gian (V,P,Q) xuống mặt phẳng (V,P) ta sẽ thu được đường cong P-V Khi phân tích về sự ổn định điện áp thì quan hệ giữa công suất tác dụng truyền tải P và điện áp cuối V rất được quan tâm Quá trình phân tích ổn định của hệ thống bao gồm việc giải quyết bài toán phân bố công suất trong hệ thống, từ kết quả của bài toán đó ta thu được sự phân bố công suất

2

2, 5 3, 5

Hình 1.6 : Dạng đường cong P-V cơ bản

Hình 1.5 là dạng tiêu biểu nhất của đường cong P-V Nó biểu diễn sự thay đổi điện áp tại từng nút được xét như là một hàm của tổng công suất tác dụng truyền đến nút đó Ta có thể thấy rằng tại điểm “đầu gối” của đường cong P-V, điện áp

sẽ giảm rất nhanh khi có sự tăng lên của phụ tải Bài toán trào lưu công suất sẽ không hội tụ nếu công suất vượt quá điểm này, điều này tương ứng với hệ thống

sẽ trở thành không ổn định Điểm này được gọi là điểm giới hạn (hay điểm tới hạn) Như vậy, đường cong này có thể được sử dụng để xác định điểm làm việc tới hạn của hệ thống để không làm mất ổn định hoặc sụp đổ diện áp, từ đó xác định độ dự trữ ổn định dùng làm chỉ số để đánh giá sự ổn định điện áp của hệ thống Tóm lại, điểm làm việc nằm trên điểm tới hạn thì hệ thống ồn định, còn nằm dưới thì hệ thống sẽ mất ổn định

b Đường cong Q-V:

Sự ổn định điện áp được quyết định bởi sự thay đổi công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q tác động như thế nào đến điện áp tại các nút Tầm ảnh hưởng của đặc tính công suất phản kháng của thiết bị nhận cuối (phụ tải hay thiết

bị bù) được biểu diễn rõ ràng trong quan hệ đường cong Q-V Nó chỉ ra độ nhạy

và biến thiên của nút điện áp đối với lượng công suất phản kháng bơm vào hoặc

tiêu thụ Hình 1.6 chỉ ra dạng tiêu biểu của đường cong Q-V Từ hình 1.6 ta có thể thấy rằng, giới hạn ổn định điện áp chính là tại điểm có đạo hàm dQ/dV bằngkhông Điểm này còn được định nghĩa là lượng công suất phản kháng nhỏ nhất để vận hành ổn định

Trong điều kiện bình thường, hệ thống vận hành ổn định thì nếu tăng công suất phản kháng Q bơm vào nút thì điện áp nút sẽ tăng theo, tương ứng trên hình

là phần bên phải của điểm tới hạn Còn nếu ngược lại, công suất phản kháng bơm vào tăng mà điện áp nút giảm thì đó là trạng thái không ổn định (điểm vận hành ở bên trái điểm tới hạn)

Hình 1.7 : Dạng đường cong Q-V điển hình

1.2.3 Những nguyên nhân gây nên sự mất ổn định điện áp trong hệ thống:

Hệ thống có thể rơi vào trạng thái mất ổn định điện áp vì những nguyên nhân sau:

 Xuất hiện những kích động nhỏ trong hệ thống như yêu cầu công suất phụ tải thay đổi hay thay đổi đầu phân áp tại các trạm biến áp… Những kích động nhỏ này không có tính chất đột biến mà nó diễn ra từ từ trong hệ thống

 Những kích động lớn như việc mất tải đột ngột vì một lý do nào đó; tình trạng quá tải trên đường dây hoặc sự cố thay đổi cấu trúc mạng lưới Những kích động này có tính đột biến, thay đổi tình trạng làm việc hệ thống trong một thời gian ngắn

Hệ thống ổn định

Giới hạn ổn định Biên độ điện áp

Hệ thống không

ổn định

 Các điều kiện vận hành của hệ thống như: khoảng cách giữa nguồn và phụ tải xa, điều chỉnh đầu phân áp các máy biến áp, đồ thị phụ tải không thuận lợi, sự phối hợp giữa các thiết bị và bảo vệ chưa hiệu quả.

 Tình trạng mất ổn định điện áp có thể trầm trọng thêm bởi việc sử dụng quá nhiều tụ bù trong hệ thống

1.2.4 Phân loại ổn định điện áp:

Người ta phân loại ổn định điện áp theo hai hướng dựa trên nguyên nhân tác động gây mất ổn định điện áp:

 Ổn định điện áp khi xuất hiện kích động lớn:

Ổn định điện áp khi xuất hiện kích động lớn đề cập đến khả năng của hệ thống có thể kiểm soát được điện áp sau các kích động lớn như sự cố hệ thống, mất một máy phát hoặc một mạch ngẫu nhiên Khả năng này có thể được xác định nhờ đặc tính hệ thống phụ tải và sự tương tác của điều khiển, bảo vệ liên tục hay rời rạc Việc xác định sự ổn định sau các kích động lớn yêu cầu cần phải giải quyết bài toán phi tuyến tính động của hệ thống trong từng khoảng thời gian đủ lớn để thu được tương tác của các phần tử trong hệ thống như ULTC (bộ điều chỉnh điện áp của máy biến áp) và giới hạn trường điện từ máy phát

Tiêu chuẩn của ổn định điện áp sau các kích động lớn là khi xuất hiện các kích động lớn thì hệ thống vẫn vận hành và duy trì điện áp tại các nút ở trạng thái

ổn định mới có thể chấp nhận được

 Ổn định điện áp khi có các kích động bé:

Ổn định điện áp khi có các kích động bé là khả năng của hệ thống có thể kiểm soát được điện áp tại các nút nếu có các kích động như sự biến thiên (tăng thêm) của hệ thống phụ tải Tình trạng ổn định này được xác định thông qua đặc tính phụ tải, điều khiển liên tục hay rời rạc trong các khoảng thời gian ngắn Trạng thái ổn định ban đầu khi hệ thống vận hành cũng chính là yếu tố chủ yếu góp phần làm cho hệ thống mất ổn định khi có các kích động bé Vì thế nên,

phương pháp phân tích tĩnh có tác dụng xác định giới hạn ổn định, các yếu tố ảnh hưởng đến mất ổn định hệ thống trong trạng thái vận hành ban đầu.

Tiêu chuẩn đánh giá ổn định điện áp khi có kích động bé là: Tại điều kiện vận hành ban đầu của các nút trong hệ thống, biên độ điện áp nút tăng lên khi công suất phản kháng bơm vào chính nút đó tăng lên Hệ thống là không ổn định nếu biên độ điện áp nút giảm xuống khi công suất phản kháng bơm vào nút tăng lên Nói cách khác, hệ thống ổn định nếu độ nhạy Q-V là dương tại tất cả các nút

và không ổn định nếu độ nhạy Q-V là âm tại nút bất kỳ trong hệ thống Mất ổn định điện áp không phải là vấn đề đơn thuần Thông thường thì mất

ổn định điện áp và góc (góc lệch rotor) liên quan chặc chẽ với nhau Cái này có thể dẫn đến cái kia và sự khác biệt thường không rõ ràng Tuy nhiên, sự khác biệt giữa ổn định điện áp và ổn định góc lệch là rất quan trọng để hiểu được lý do cơ bản của vấn đề để mà phát triển các thiết kế mạng lưới thích hợp và vận hành an toàn

1.3 Các phương pháp phân tích ổn định điện áp

Để thuận lợi cho việc khỏa sát trong phần này, ta xây dựng lại các đặc tính P-V, Q-V và phân tích chúng ứng với các biến đổi của hệ thống

 PR là công suất tác dụng và QR là công suất phản kháng truyền đến

nút phụ tải qua đường dây

 X là điện kháng của đường dây truyền tải Ở đây ta coi đường dây có điện trở nhỏ nên ZLN ≈ jX

 ß = tanφ

Giả sử V S = 1, X = 0,5 pu; ta có thể biểu diễn quan hệ giữa VR và PR bằng đường cong P-V được minh họa như hình sau:

Hình 1.8: Đường cong P-V ứng với hệ số công suất cosφ = 1

(φ = 0 ,β = tanφ = 0 )

Vì đường cong P-V dựa trên quan hệ đẳng thức bậc hai nên ứng với một giá trị PR

ta có hai gía trị của VR Tương ứng trên đồ thị là hai vị trí: điểm A và điểm B

Trong đó, điểm A biểu diễn cho điểm vận hành ổn định của hệ thống và điểm B biểu diễn cho điểm vận hành không ổn định (tại điểm này hệ thống không thể vận hành bình thường) Như vậy ta chỉ cần quan tâm đến điểm A vì đây là điểm vận hành bình thường của hệ thống

Điểm C trong đồ thị chính là điểm tới hạn Nếu công suất tác dụng truyền tải trên đường dây vượt quá giá trị này thì sẽ gây ra sụp đổ điện áp Như vậy khoảng cách

từ điểm A đến điểm C (từ điểm vận hành đến điểm tới hạn) chính là độ dự trữ ổn định điện áp của đường cong P-V Độ dự trữ này càng lớn thì nút càng ổn định điện áp, nghĩa là nếu có các biến động như tăng tải, mất một đường dây truyền tải… thì khả năng mất ổn định sẽ thấp hơn so với nút có độ dự trữ thấp

Điểm tới hạn C

Dự trữ ổn định

Ta khảo sát trường hợp có sự cố trên đường dây truyền tải thì ảnh hưởng thế nào đến sự ổn định điện áp bằng cách khảo sát các biến đổi của đường cong P-V trong trường hợp này.

Dưới đây là mô hình của hệ thống gồm 2 nút và 2 đường dây truyền tải đơn giản:

Giả sử 2 đường dây có điện kháng khác nhau (X1 = 1,2 p.u; X2 = 0,8 p.u) Vì hai đường dây song song nên điện kháng tổng bằng X = 0,5 p.u Như vậy đường cong P-V ở trường hợp này giống hình 1.8 Khi có biến động làm mất đi một đường dây truyền tải thì đường cong P-Vsẽ thay đổi theo

Hình 1.9 : Đường cong P-V khi mất đường dây X = 0,8 p.u

Đồ thị hình 1.9 cho thấy, khi mất đường dây có điện kháng nhỏ hơn (X= 0,8pu) thì đường cong P-V sẽ biến đổi từ đường 1 thành đường 2, còn điểm làm việc ban đầu (điểm A) sẽ thành điểm B trên đường cong mới Tại trạng thái mới này hệ thống vẫn ở trạng thái ổn định điện áp, tuy nhiên bây giờ thì độ dự trữ ổn định đã giảm xuống (khoảng cách từ điểm vận hành đến điểm tới hạn mới đã bé lại)

Hình 1.10 : Đường cong P-V khi mất đường dây X = 1,2 p.u.

Đồ thị hình 1.10 biểu diễn sự biến đổi họ đường cong P-V khi mất đường dây có điện kháng lớn (X = 1,2 p.u) Lúc này ta thấy điểm làm việc biến đổi từ diểm A thành điểm C và tiếp cận với điểm tới hạn rất gần Tại đây, hệ thống vẫn có thể vận hành nhưng chỉ cần có một biến động nhỏ (chẳng hạn tăng tải) thì sẽ dễ dàng gây ra sụp đổ điện áp

Hai trường hợp trên ứng với giá trị PR nhỏ để khi hệ thống đang vận hành bình thường nếu có sự cố mất một đường dây truyền tải thì vẫn có thể làm việc được (điểm làm việc mới chưa vượt điểm giới hạn) Tuy nhiêu nếu như điểm làm việc ban đầu có PR lớn hơn thì khi có sự cố bất kỳ đường dây nào cũng sẽ gây sụt đổ điện áp Điều này có thể minh họa như hình sau:

Hình 1.11 : Các đường cong P-V với P R lớn lúc bình thường và khi sự cố.

Trong hình 1.11, đường cong 1 ứng với lúc làm việc bình thường; đường cong 2 ứng với lúc mất đường dây X = 0,8 và đường cong 3 ứng với lúc mất đường dây

X = 1,2 Ta có thể nhận ra, với điểm A làm việc ban đầu của hệ thống thì khi có

sự cố mất bất kỳ đường dây nào thì nào cũng gây sụp đổ điện áp

Các đường cong P-V ta xét trên là với β = tanφ = 0, có nghĩa là ta chưa xét ảnh hưởng của hệ số công suất tải Bên cạnh đó, đường cong P-V cũng phụ thuộc vào

hệ số tải Hình 1.12 biếu diễn các họ đường cong ứng với các hệ số tải khác nhau

Hình 1.12 : Các họ đường cong P-V ứng với các hệ số tải khác nhau

( lag: tính cảm; lead: tính dung )

Hình 1.13: Các họ đường cong Q-V ứng với các giá trị P R

CHƯƠNG 2 TÌM HIỂU PHẦN MỀM LƯỚI ĐIỆN LFE

Hiện nay có nhiều phần mềm giải bài toán Phân bố dòng (Power Flow Calculation software, Power System Load Flow software), cho phép tình toán chế

độ làm việc xác lập của lưới điện từ đơn giản đến phức tạp một cách chính xác , tuy nhiên cách dung cũng như bản thân chúng có nhiều điểm khác nhau Việc lựa chọn sử dụng chương trình nào đáp ứng nhu cầu của mỗi người dung là rất quan trọng, giúp tránh lãng phí thời gian công sức

LFE là một phần mềm tính phân bố dòng chạy trên hệ điều hành Windows, có giao diện trực quan và đơn giản dễ sử dụng Do định hướng chính là phục vụ mục đích học tập và nghiên cứu nên chương trình theo sát những nội dung lí thuyết cơ bản trong lĩnh vực này, thường được giới thiệu trong các sách vở, chương trình đào tạo về Phân tích Hệ thống điện

2.1.Tổng quan về chương trình lưới điện LFE

 Giải bài toán dung một trong các thuật toán lặp:

 Newton-Raphson đầy đủ,

 Newton-Raphson tách biến

 Gauss-SeidelThuật toán Newton có thể được khởi tạo bằng vài bước Gauss-Seidel Thuật toán Gauss-Seidel có thể dùng hệ số tăng tốc

 Dữ liệu nút xét 3 loại chuẩn:

 Loại 1 (nút cân bằng: nút nguồn cho U và góc)

 Loại 2 (nút PV: nút nguồn điều chỉnh điện áp, cho P và U

 Loại 3 (nút PQ: nút tải hay nguồn không điều chỉnh, cho P và Q)

Có thể đánh số các nút một cách bất kì (dùng số nguyên dương bất kì),

nhưng sau khi kết thúc phải bao gồm các số liên tục (bắt đầu từ 1) Lưới điện có thể bao gồm các phần cô lập (mỗi phần cần có ít nhất một nút loại 1)

 Nút PV có thể chịu ràng buộc về giới hạn nguồn Q(gọi là nút PVQ)

 Nhánh được nhập liệu như đường dây biểu diễn bởi mạch Pi đối xứng (đường dây dài-thông số rải- cần chuyển trước về mạch Pi tương đương hay tách thành một số đường dây ngắn) Nhánh Pi thông số tập trung

có thể coi như đường dây có độ dài bằng 1, nhưng nếu nhánh Pi là không đối xứng (ví dụ biểu diễn máy biến áp) , hoặc nhánh sun của nó

có chứa điện dẫn G thì các nhánh sun này cần chuyển tới loại phần tử

chỉ có 1 nhánh, nhưng có thể có nhiều mạch (giống nhau) (xem Hướng dẫn sử dụng chương trình về cách biểu diễn các nhánh song song).

 Nhánh máy biến áp có thể kèm theo phần tỉ số biến áp khác thường (off-nominal) Tỉ số biến áp này có thể là thực hay phức, cho phép mô

tả cả các máy biến áp điều chỉnh (Regulating Transformer) đặt trong lưới (điều chỉnh biên độ hay góc pha điện áp, hay cả hai)

 Chương trình cũng cho phép tính lập các ma trận nút Y và Z

*Tổng quan về vào-ra và trợ giúp của chương trình:

 Cấu hình lưới có thể lập bằng cách vẽ sơ đồ lưới rồi tự động chuyển sang bảng để nhập dữ liệu nút và nhánh Cũng có thể hoàn toàn nhập liệu dùng 2 bảng này, trực tiếp vào dữ liệu khi chạy chương trình hay lập ngoài chương trình dùng một phần mềm xử lí văn bản

 Dữ liệu vẽ lưới điện có thể được ghi đĩa cùng với các dữ liệu khác để gọi lại về sau Nếu không thì sau khi đọc 2 bảng dữ liệu, chương trình

có thể vẽ các nhánh lưới điện một cách tự động Dữ liệu có thể được xuất ra sơ đồ lưới

 Kết quả được xuất ra hai biểu mẫu và trên sơ đồ, sau đó ghi đĩa ở dạng văn bản Cũng có thể ghi đĩa các kết quả tính toán trung gian, phục vụ mục đích nghiên cứu Có thể biểu diễn trên đồ thị điện áp nút và góc pha hay đặc tính hội tụ của phương pháp lặp Một số tiện ích cho phép tính toán nhanh một dãy bài toán với sự thay đổi nhỏ dữ liệu, chẳng hạn như làm nặng phụ tải hay đóng cắt các nhánh của lưới Việc chỉnh sửa dữ liệu khi loại bỏ một số nút, nhánh của lưới cũng có thể tiến hành

tự động nhanh chóng

 Dữ liệu và kết quả tính toán có thể được xuất sang bảng tính Excel, từ

đó cũng dễ dàng chuyển sang Matlab Bảng dữ liệu lập trong Excel

cũng có thể chuyển trở lại dạng văn bản (tệp TXT) để nhập vào

chương trình

 Chương trình khá trực quan và dễ dàng sử dụng Các biểu mẫu nhập liệu đều được cài đặt phần trợ giúp Chương trình sử dụng tiếng Anh nhưng khá đơn giản, tuy nhiên phần trợ giúp là bằng tiếng Việt Ngoài

ra cũng có nhiều trợ giúp trực tuyến khi nhập liệu và chạy chương trình; đặc biệt chương trình thường xuyên giám sát, điều khiển quá trình nhập dữ liệu và báo lỗi nếu dữ liệu không hợp thức hoặc sai nhằm hạn chế tối đa các lỗi nhầm lẫn có thể dẫn đến kết quả sai, đôi khi rất khó phát hiện

* Download cài đặt: Version 6.7.10

- Phiên bản 6.6 có thể mô phỏng máy biến áp với tỉ số biến áp thực hay phức bất

kì, như vậy cũng có thể mô phỏng máy biến áp điều chỉnh (môđun hay pha) trong lưới điện Thay đổi trong tệp dữ liệu: Dữ liệu về Transformer Tap Setting nếu có thì cần bổ sung vào cuối hàng giá trị góc pha của tỉ số biến áp (thông số thứ nhất

là môđun của tỉ số biến áp đã sử dụng trong phiên bản trước)

- Phiên bản 6.7 cho phép xuất dữ liệu và kết quả tính toán tới Microsoft Excel.Tải tệp nén dưới đây về máy tính, giải nén và chạy trình Setup để cài đặt chương trình Đây là phiên bản dùng thử, tính cho lưới tối đa 30 nút

Nếu máy tính của bạn dùng hệ điều hành cũ hơn, như Windows XP thì có thể cần tải tệp LFE67T_XP

Link tải: https://sites.google.com/site/phanmemluoidien/phan-mem-load-flow

2.2 Hướng dẫn sử dụng

2.2.1 Hai cách nhập dữ liệu.

Có 2 cách nhập liệu, cùng với tùy chọn Có/Không vẽ lưới điện.

2.2.1.1Nhập dữ liệu khi chạy chương trình.

Hình 2.1 Cửa sổ chính Network Diagram

Trên cửa sổ chính Network Diagram

Menu Data/Bus Data : nhập liệu cho Nút

Data/Branch Data: nhập liệu cho Nhánh

*Menu Options/Not Drawing Network cho phép chọn không hay có vẽ lưới điệnNếu sử dụng tùy chọn Có vẽ lưới điện (mặc định):

Cần vẽ sơ đồ lưới trước rồi mới mở 2 biểu mẫu nhập liệu nói trên- cấu hình nút

và nhánh đã vẽ trên sơ đồ sẽ được cập nhật vào biểu mẫu Khi muốn xóa

nút/nhánh, cần thực hiện trên sơ đồ lưới rồi mở lại biểu mẫu dữ liệu để cập nhật thay đổi

Nếu chọn Không vẽ lưới điện:

- Mở 2 biểu mẫu này và trước tiên nhấn nút Nb of Buses và Nb of Branches để nhập số nút và nhánh, rồi nhập tiếp các dữ liệu khác của nút và nhánh Việc xóa hay thêm nút/nhánh sẽ thực hiện ngay từ biểu mẫu

Cách nhập liệu không vẽ lưới điện có thể thích hợp khi lưới điện có số nút lớn Khi khối lượng dữ liệu là lớn, để tránh mất mát dữ liệu đang nhập do sự cố nào

đó hay để tạm thời chỉ nhập một phần dữ liệu, ta có thể ghi đĩa sau khi nhập xong từng phần dữ liệu Vì lệnh ghi đĩa dữ liệu chỉ khả dụng sau khi đã khẳng định (nhấn nút OK) dữ liệu mà không có lỗi, nên để làm việc này thực hiện như sau:

+ Đánh số nút từng lưới điện con dùng các số liên tục, trong đó lưới con thứ nhất đánh số từ 1 và bao gồm ít nhất một nút loại 1 và một nút loại 3.

+ Trước tiên nhập liệu cho lưới con thứ nhất: Chỉ khai báo số nút-nhánh của lưới con này và nhập liệu cho nó

+ Kết thúc nhập liệu cho lưới con thứ nhất, nhấn nút OK để khẳng định dữ liệu cho nó rồi thực hiện việc ghi đĩa

+ Để tiếp tục nhập liệu, gọi lại tệp dữ liệu từ đĩa và khai báo lại số nút-nhánh

để bổ sung thêm nút-nhánh cho lưới con tiếp theo (đánh số nút tiếp theo) Dữ liệu cho phần lưới đã nhập không bị mất

- Nếu đã (hay đang) nhập dữ liệu Nút/Nhánh lại muốn vẽ lưới điện, thì cần ghi đĩa dữ liệu rồi gọi lại tệp dữ liệu và vẽ lưới điện (xem cách nhập liệu thứ hai

“Nhập tệp dữ liệu” dưới đây)

2.2.1.2 Nhập tệp dữ liệu từ ngoài.

Sử dụng menu File/Load Data để nhập một tệp dữ liệu (tệp có đuôi LFD) Tệp dữ liệu ngoài có thể không chứa hay có chứa dữ liệu về vẽ sơ đồ lưới điện: Khả năng thứ nhất xảy ra khi người dùng tự lập tệp này ngoài chương trình; còn nếu dùng chương trình để lập tệp này (khi ghi đĩa dữ liệu, dùng menu File/Save Data), thì có thể ghi cả dữ liệu về vẽ sơ đồ lưới vào tệp (trường hợp có vẽ sơ đồ) Khi nhập tệp, nếu có dữ liệu vẽ lưới điện thì lưới sẽ được vẽ tự động, các dữ liệu khác được cập nhật vào 2 biểu mẫu dữ liệu nút và nhánh, cũng như 2 biểu mẫu dữ liệu (nếu có) về giới hạn Q ở nút PV và đầu phân áp khác thường (off-nominal) Người dùng nhấn nút OK các biểu mẫu để xác nhận chúng trước khi tiến hành tính toán, hoặc tiếp tục chỉnh sửa thêm (kể cả chỉnh sửa trên sơ đồ lưới điện)

Trường hợp tệp không chứa dữ liệu vẽ lưới điện, đồng thời chương trình đang đặt tùy chọn Có vẽ lưới điện, thì sau khi nhập tệp ta vẽ lưới như sau: Vẽ các nút của lưới rồi từ menu tắt của một nút bất kì (nhấn chuột phải trên nút đề mở menu tắt), chọn lệnh Vẽ nhánh từ dữ liệu nhánh (Draw branches from branch data) Các nhánh của lưới sẽ được vẽ tự động

bằng các số từ 1, không ngắt quãng, nên chỉ số được gán tự động này sẽ theo nguyên tắc gán số bé nhất còn thiếu.

Chẳng hạn nhấn kép 3 lần ta sẽ được 3 nút theo thứ tự 1,2,3 Sau đó giả

sử nút 2 bị xóa hay bị đổi tên thành 5 thì khi nhấn kép lần nữa ta sẽ được nút với chỉ số 2, rồi tiếp theo là 4, 6,7

Di chuyển nút bằng cách nhấn trái chuột trên nút và kéo Các nhánh nối với nút sẽ di chuyển theo

Xóa nút: dùng lệnh trong menu tắt của nút như nói sau đây

2.2.2.2 Menu tắt của nút

Hhình 2.2 Menu tắt của nút

Nhấn phải trên một nút bất kì sẽ mở menu tắt của nút, cho phép chọn các lệnh sau:

1 Xóa nút hiện tại (Delete Busbar): Các nhánh nối với nút này cũng

bị xóa tự động Tiếp theo cần đánh số lại các nút sao cho liên tục không gián đoạn Chương trình cho phép thực hiện nhanh việc này theo cách

“dồn các nút phía sau lên” (xem mục “Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nút / Chỉnh sửa và khẳng định dữ liệu”)

Chú ý xóa nút có thể tạo ra lưới con cô lập; khi đó mỗi lưới con cần có

ít nhất một nút cân bằng

2 Thay đổi chỉ số nút (Rename Busbar)

3 Lập các nhánh đường dây nối với nút hiện tại (Create line

branches)

4 Lập các nhánh máy biến áp nối với nút hiện tại (Create transformer branches) : Nhánh máy biến áp thật ra chỉ khác nhánh đường dây ở kí hiệu máy biến áp trên nhánh, còn không có gì khác về tính toán! Xem thêm mục “Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nhánh” )

5 Xóa 1 nhánh nối với nút hiện tại (Delete a branch): Chú ý xóa nhánh có thể tạo ra lưới con cô lập; khi đó mỗi lưới con cần có ít nhất một nút cân bằng

6 Thay đổi kích thước (hình vẽ) nút (Resize busbar): Chỉ có ý nghĩa trình bày

7 Vẽ đoạn kéo dài nút (Expand busbar): Chỉ có ý nghĩa trình bày

8 Vẽ các nhánh từ dữ liệu nhánh (Draw branches from Branch Data): Xem “Hai cách nhập dữ liệu / Nhập tệp dữ liệu từ ngoài”

9 Xóa bỏ toàn bộ lưới điện (Remove the hold network)

Một số trong các lệnh này sẽ được chỉ dẫn thêm dưới đây

2.2.2.3 Vẽ (hay xóa) nhánh đường dây hay máy biến áp.

Để vẽ một (hay một số) nhánh nối với một nút (sẽ được chọn là nút đầu nhánh-

ý nghĩa nêu dưới đây), mở menu tắt của nút này, chọn lệnh số 3 hay 4 nêu trên Trong hộp thoại mở ra, gõ chỉ số các nút từ đó cần tạo nhánh nối với nút này (phân cách chỉ số các nút bởi dấu phảy) và nhấn OK

Nút đầu nhánh sẽ được gán là nút thứ nhất trong biểu mẫu dữ liệu nhánh cũng như biểu mẫu kết quả tính toán nhánh sau khi chạy chương trình Các giá trị dòng

song trước các nhánh nối giữa cùng cặp nút hay thêm vào một nút giả ở giữa nhánh để tách nó thành hai nhánh ! Nếu các nhánh song song là giống nhau thì chuyển thành các mạch (Circuits) của nhánh.

2.2.2.4 Các lệnh thay đổi hình dáng nút.

2 lệnh 6,7 trong menu tắt của nút nêu ở trên chỉ phục vụ việc trình bày sơ đồ lưới, không có ý nghĩa đối với tính toán

*Thay đổi kích thước nút (Resize Busbar):

Nhấn lệnh này trong menu tắt của nút sẽ chuyển sang chế độ thay đổi kích thước hình vẽ nút: Khi kéo nút sẽ không di chuyển nó mà lại kéo dài hình vẽ (thanh góp) nút Có thể kéo dài theo hướng dọc hay ngang Nhấn lại lệnh này để trở về chế độ di chuyển nút

*Vẽ đoạn kéo dài nút:

Đó là các đoạn thẳng vuông góc với thanh góp nút, tạo các điểm nối nhánh thay cho nối thẳng vào thanh góp nút

Nhấn chuột phải trên thanh góp nút tại vị trí muốn tạo đường kéo dài và chọn lệnh 7 trong menu tắt nêu trên Đoạn thẳng kéo dài xuất hiện, ta cũng có thể kéo

nó sang hướng bên kia của thanh góp hoặc thay đổi độ dài của nó bằng cách nhấn chuột trái trên đầu mút của nó và kéo

Khi nhấn chuột phải vào đầu mút của đoạn kéo dài sẽ mở menu tắt chứa 3 lệnh cho phép tiếp tục quá trình thay đổi hình dáng trình bày của nút như sau: -Lệnh Vẽ đoạn kéo dài (tiếp theo) (Expand): Vẽ tiếp đoạn mới nối từ mút đoạn

cũ Sau đó kéo chuột trên mút đoạn mới sẽ có thể tạo cho nó hướng vuông góc với đoạn kéo dài cũ, cũng như thay đổi độ dài Như vậy có thể tạo đường kéo dài

từ một nút, gồm nhiều đoạn vuông góc với nhau và có độ dài tùy ý (tất cả chúng đều được coi thuộc về nút này)

-Lệnh Xóa (Delete): Xóa đoạn kéo dài.

-Lệnh nối nhánh (Connect Branch): Dùng để chuyển một nhánh có sẵn đang nối

với nút này vào nối tại điểm mút hiện tại

Lưu ý: Nếu về sau ta lại di chuyển nút thì mọi đường kéo dài của nó sẽ bị mất, các nhánh trở lại nối trực tiếp vào thanh góp Vì thế cần xác định xong vị trí các nút rồi mới tiến hành thay đổi cách trình bày nút như trên

2.2.3 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nút

Menu Data / Bus Data sẽ mở biểu mẫu Bus Data Cấu hình lưới đã vẽ trên sơ đồ (nếu có) sẽ được cập nhật vào biểu mẫu, hoặc- trong trường hợp không vẽ lưới điên- nhấn nút Nb of Buses để nhập số nút Trợ giúp cho biểu mẫu có thể truy cập bằng nút “?”

2.2.3.1 Bảng dữ liệu nút.

Hình 2.3 Bảng dữ liệu nút

tùy chọn xác định trong menu Options/ Calculation Options) Đây là dữ liệu đã cho nếu là nút loại 2 (nút PV) hay nút loại 1 (cân bằng), hoặc là giá trị khởi tạo cho tính toán lặp nếu là nút loại 3 (nút PQ) Bỏ trống được coi

là U = 1

3 Góc điện áp (Angle) (độ): Giá trị đã cho đối với nút loại 1, hay giá trị khởi tạo cho phép lặp, đối với loại nút khác Bỏ trống được coi là Góc = 0

4 P nguồn (Generation P) (MW): công suất tác dụng phát vào nút

5 Q nguồn (Generation Q) (MVAr): công suất phản kháng phát vào nút

6 P tải (Load P) (MW): công suất tác dụng của tải ở nút

7 Q tải (Load Q) (MVAr): công suất phản kháng của tải ở nút

8 Loại (Type): 3 loại 1, 2 và 3 (lần lượt ứng với nút cho U và góc, nút PV

và nút PQ) Cần có ít nhất một nút loại 1 cho mỗi lưới con cô lập Nút loại

1 và 2 được hiển thị màu đỏ trong các biểu mẫu và cả trên sơ đồ (sau khi thực hiện tính phân bố dòng)

9 G: Điện dẫn đặt ở nút (phần tử nối sun) (mS hay p.u)

10.B: Điện nạp đặt ở nút (nối sun) (mS hay p.u); B>0 nếu tính dung, B<0 nếu tính cảm Nút có chứa G hay B được hiển thị màu xanh lam trong biểu mẫu và trên sơ đồ

11.K: Hệ số tăng giảm tải: Phụ tải P và Q ở nút được nhân lên K lần (chú

ý nếu để trống ô này sẽ có nghĩa K=0 tức là không có phụ tải ở nút) Để nhập cùng một giá trị K cho tất cả các nút, nhấn nút K

2.2.3.2 Biểu mẫu dữ liệu Q giới hạn nút PV

Nếu có ràng buộc về giới hạn của công suất phản kháng ở một số nút PV thì nhấn nút MVAr limits at some PV buses để mở biểu mẫu nhập dữ liệu này, sau khi nhập vào số nút PV có ràng buộc này Nếu không có ràng buộc nào thì cần nhấn nút này để nhập 0 cho số nút

Chú ý nếu gán ràng buộc Q cho nút không phải loại 2 (nút PV), sẽ báo lỗi khi

OK biểu mẫu nút

Nút PVQ (nút PV với ràng buộc Q) được hiển thị với màu nâu đỏ trong các biểu mẫu và trên sơ đồ.

2.2.3.3 Chỉnh sửa và khẳng định dữ liệu nút.

Phím Delete trên bàn phím dùng để xóa dữ liệu trong ô hiện tại, hoặc gõ dữ liệu mới để thay thế dữ liệu cũ Phím Backspace để xóa 1 kí tự trong khi nhập liệu cho ô

Nếu muốn thay đổi về cấu trúc nút (thêm, bớt nút, thay đổi chỉ số nút) của một lưới điện đã nhập dữ liệu:

- Nếu có vẽ sơ đồ lưới: Cần tiến hành các thao tác này trên sơ đồ lưới rồi mở lại biểu mẫu nút Trong đó thao tác xóa nút khá phức tạp vì yêu cầu đánh số nút lại cho liên tục; tuy nhiên có thể thực hiện tự động việc chỉnh sửa lại chỉ số nút theo cách dồn chỉ số phía sau lên để lấp vào chỗ trống do nút bị xóa Cách tiến hành theo các bước sau:

+ Xóa các nút muốn xóa từ sơ đồ lưới Các dòng tương ứng ở biểu mẫu nút cũng bị xóa theo Các nhánh liên quan cũng được xóa tự động trên sơ đồ và trong biểu mẫu Dữ liệu nhánh (xem mục dưới) Đánh số nút trở nên không liên tục do

đó nút OK ở các biểu mẫu Nút, Nhánh cũng như các tính toán bị cấm

+ Truy cập lại biểu mẫu Nút dùng menu Data/Bus data, khi đó trong biểu mẫu các nút đánh số phía sau các nút bị xóa sẽ được dồn lên (đánh số lại nhưng thứ tự không đổi) Đồng thời chỉ số nút trên sơ đồ cũng được thay đổi tự động theo cách này Nếu chấp nhận cách đánh số mới này thì có thể OK biểu mẫu nút mà không cần sửa chữa các dữ liệu đã nhập, cũng như không cần thay đổi thủ công chỉ số của một số nút trên sơ đồ

+ Tiếp theo truy cập lại biểu mẫu dữ liệu Nhánh dùng menu Data/Brach data, khi đó tên các nút của nhánh trong biểu mẫu này cũng được tự động cập nhật theo cách đánh số mới OK biểu mẫu này và bây giờ có thể tiến hành tính toán

Cách chỉnh sửa dữ liệu tự động như trên cho phép thực hiện nhanh thao tác xóa (một số) nút của một lưới đã được nhập liệu để xây dựng lưới điện mới Tuy nhiên chỉ số nút của một số nút sẽ bị thay đổi Để dễ dàng nhận dạng các nút, có thể hiển thị thông số Định danh Nút (Bus Name) trên sơ đồ

- Nếu không vẽ sơ đồ lưới: Nhấn lại nút Nb of Buses trong biểu mẫu và nhập số nút mới nếu muốn tăng thêm nút (nút thêm vào được đánh số sau cùng) Nếu nhấn nút này và nhập số nút ít hơn thì các nút ở cuối bảng sẽ bị xóa, vì thế nếu muốn xóa nút thì nên nhấn vào hàng tương ứng và dùng lệnh menu Edit/Delete

Kết thúc nhập liệu trong biểu mẫu thì nhấn nút OK để khẳng định và gán giá trị vào các biến của chương trình Một số lỗi nhập dữ liệu sẽ được chương trình thông báo Chú ý nút OK sẽ không hoạt động nếu có một số sự thay đổi nào đó ở chỗ khác đòi hỏi khởi tạo lại biểu mẫu dữ liệu: Hãy nhấn lại menu Data/ Bus Data.

Nút Hide để ẩn biểu mẫu Để hiển thị dữ liệu trên sơ đồ lưới, xem mục “Hiển thị / Ghi đĩa dữ liệu và kết quả”

2.2.4 Nhập dữ liệu vào biểu mẫu dữ liệu nhánh.

Menu Data / Branch Data sẽ mở biểu mẫu Branch Data Cấu hình lưới đã vẽ trên sơ đồ (nếu có) sẽ được cập nhật vào biểu mẫu, hoặc, trong trường hợp không

vẽ lưới điên, nhấn nút Nb of Branches để nhập số nhánh Trợ giúp cho biểu mẫu

có thể truy cập bằng nút “?”

Hình 2.4 Bảng dữ liệu nhánh

2.2.4.1 Bảng dữ liệu nhánh

Cột đầu có thể nhập chỉ số nhánh (không dùng trong tính toán) Cột 2 & 3 là tên hai nút của nhánh (nút đầu nhánh đặt ở cột 2) Nếu có vẽ lưới điện thì mọi thay đổi nhánh cần thực hiện trên sơ đồ, rồi mở lại biểu mẫu

Lưu ý là mỗi nhánh được mô tả như là một đường dây với độ dài và các thông

số trên đơn vị dài (nhánh Pi đối xứng thông số tập trung coi như đường dây có độ dài đơn vị; với mạch Pi không đối xứng thì tổng dẫn ngang chuyển thành loại phần tử tổng dẫn đặt ở nút- xem phần dữ liệu nút Nhánh máy biến áp 2 cuộn dây biểu diễn như mạch Pi không đối xứng, máy biến áp 3 cuộn dây biểu diễn như 3 nhánh máy biến áp 2 cuộn dây- xuất hiện thêm 1 nút trung gian)

8 cột tiếp theo cho phép nhập các thông số sau:

1 Số mạch của đường dây (Circuits): Không thể bằng 0

2 Độ dài (km): Không thể bằng 0

3 Điện trở đơn vị R0 (Ohm/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch

4 Điện kháng đơn vị X0 : (Ohm/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch Ít nhất

vị có tên (một lựa chọn ở trong menu Options/ Calculation Options/

General)

7 T: Một kí tự bất kì để đánh dấu nhánh máy biến áp (chỉ có ý nghĩa trình bày): Thông số này không thay đổi được nếu chọn Có vẽ lưới điện (cần thay đổi kiểu nhánh từ sơ đồ lưới rồi gọi lại biểu mẫu)

8 S: Trạng thái của nhánh: Nhập 0: nhánh bị cắt; kí tự khác hay bỏ trống: nhánh làm việc Nhấn nút S=1 để nhập giá trị 1 cho mọi nhánh Chú ý nếu cắt nhánh tạo ra các lưới con cô lập thì mỗi lưới con cần có nút cân bằng riêng (nút loại 1) để có thể tính được phân bố dòng