Chuong 6 phan bo cong suat trong htd

11/3/2015 1 Chương 6 1 Các loại nút trong HTĐ 2 Phương pháp toán 3 PBCS dùng phép lặp Gauss Seidel 4 PBCS dùng phép lặp Newton Raphson 1 Phân bố công suất trong HTĐ Bài toán PBCS PBCS xác định giá tr[.]

1 Các loại nút trong HTĐ

2 Phương pháp toán

3 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

1

Phân bố công suất trong HTĐ

Bài toán PBCS

PBCS: xác định giá trị điện áp và góc pha ở các

điểm nút, dòng công suất trên các nhánh và tổn

thất công suất trong mạng điện: U, δ, P, Q

Mục đích của PBCS: áp dụng cho bài toán thiết

kế, vận hành HTĐ, khảo sát hệ thống ở chế độ

trước và sau sự cố, điều chỉnh điện áp và công

suất…

1 Các loại nút trong HTĐ

3

Nút cân bằng : là thanh cái máy phát đáp ứng nhanh chóng

δ0=0)

Nhờ vào bộ điều tốc nhạy, máy phát cân bằng có khả năng

tăng tải hoặc giảm tải kịp thời theo yêu cầu của toàn hệ

thống.

Nút máy phát: là các máy phát khác ngoài máy phát cân

bằng, cho biết trước công suất thực P mà máy phát ra

(định trước vì lý do khả năng phát) và điện áp U ở thanh

cái đó (thanh cái {P, U})

Nút phụ tải: cho biết trước công suất P và Q của phụ tải

yêu cầu (còn gọi là thanh cái {P, Q})

Nếu không có máy phát hay phụ tải ở một nút nào đó thì

coi nút đó như nút phụ tải với P=Q=0.

1 Các loại nút trong HTĐ

4

;

;

; U



M I N M A X

Dòng công suất ở các thanh cái được quy ước theo chiều đi vào thanh cái

Nếu quy ước:

Sự liên quan giữa |V|, , P và Q

Công suất phức quy ước truyền từ nút 1 sang nút 2:

Tách riêng ra CSTD và CSPK:

Sự liên quan giữa |V|, , P và Q

7

Hệ thống truyền tải có R << X, giả thiết R = 0, tức Z = jX ( = 90o)

Kết luận: Với HTĐ có R/X nhỏ thì:

1  = 1- 2ảnh hưởng lớn đến P12

2 1> 2 CSTD truyền từ nút 1 sang 2 và ngược lại

3 CSTD max = |V1|.|V2|/X

4 Chiều truyền CSPK phụ thuộc chính vào độ lệch biên độ điện

áp giữa nút 1 và 2: Q12  |V1|-|V2| ( nhỏ)

2 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

8

Y ii -Y ij

2 Áp dụng cho bài toán PBCS

 Viết lại phương trình dòng điện vào nút k :

.

.

k k

k

n

k

U















1

.

.

1

k k

n

k

n

U





1

1

k k

kk k







Ví dụ dùng phép lặp Gauss - Seidel

11

Giải phương trình phi tuyến bằng phép lặp

x(3)= 2.8966, x(4)= 3.3376, … x(8)= 4

|x| = 0.2222

|x|

3 PBCS dùng Ybus bằng phép lặp Gauss - Seidel

12

 Chọn nút cân bằng là nút 1

1 Chọn giá trị ban đầu:

2 Lặp lần 01 (đối với nút phụ tải P, Q):

(0) 1

k

U  k(0)  0

2 2

( 0)

2

(0)

2

.

2

P jQ





3 3

1

(

3

1

3

2

33

1

P jQ

Y

Y U





 (1)

n

Lặp cho đến khi thỏa: Ui k  Ui k1  

3 Lặp lần 01 (dùng cho nút máy phát P k , U k ): vì chưa biếtQknên

tính gần đúng như sau (k = 0):

1

k

k

kn k

Q

P j

U



1

1

1

1

kk k







= U/k δ/k , ta lấy giá trị Uk δ/kđể tính toán tiếp theo

3 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

Tuy nhiên, trong quá trình lặp thì Q máy phát phải thỏa điều kiện ràng

buộc:

Vì vậy khi tính ra được Q của máy phát thì kiểm tra lại ràng buộc trên

Nếu Qk ≥ Qkmax thì

Nếu Qk ≤ Qkmin thì

Và nút máy phát lúc nàyxem như nút phụ tảivà điện áp được tính

giống như nút phụ tải

max

min

3 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

15

4 Lặp lần thứ n bài toán hội tụ, tiến hành tính toán dòng công suất

trên các nhánh:

12

21

S

12

y

12

' 2

2

y

12

I

21

I

12

1 2

.

' 2

y

 . .

* 1

*

Dòng điện và công suất đi vào đường dây từ nút 1:

3 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

16

4 Lặp lần thứ n bài toán hội tụ, tiến hành tính toán dòng công suất

trên các nhánh:

12

21

S

12

y

12

' 2

2

y

12

I

21

I

12

2 1

.

' 2

y

 . .

* 2

*

Dòng điện và Công suất đi vào đường dây từ nút 2:

4 Lặp lần thứ n bài toán hội tụ, tiến hành tính toán dòng công suất

trên các nhánh:

12

21

S

12

y

12

' 2

2

y

12

I

21

I

.

12 21

12 12

.

 Tổn thất

Đối với nhánh chứa MBA thì bỏ quả ảnh hưởng dung dẫn: '12

0 2

y



3 PBCS dùng phép lặp Gauss - Seidel

5 Tổn thất cả hệ thống điện:

ij

S  S  P j Q

Bài tập 1

19

1 Tính Ybus và điện áp phức tại nút 2 & 3 (4 chữ số sau dấu phẩy, sai số dừng

lặp 5x10-5)

2 Tìm CSTD và CSPK yêu cầu tại nút 1

3 Xác định dòng CS các nhánh và tổn thất đường dây Vẽ dòng PBCS nhánh và

điện áp phức nút

Bài tập 1

20

1 Tính điện áp phức tại nút 2 & 3 (4 chữ số sau dấu phẩy, sai số dừng lặp 5x10-3)

2 Tìm CSTD và CSPK yêu cầu tại nút 1

3 Xác định dòng CS các nhánh và tổn thất đường dây Vẽ dòng PBCS nhánh và

điện áp phức nút

Bài tập 2

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

23

1

k

k

kn k

Q

P j

U



Phương trình công suất nút k

Phương trình dòng tại nút k

*

.

1 1

*

Tổng quát:

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

24

*

1 1

*

1 1

k k kk k kn n

k

P















Góc tính bằng rad

-Với:

1 Chọn giá trị ban đầu:

Chọn nút 1 là nút cân bằng

2 Lần lặp 01:

3 Sai số giữa công suất tính toán và công suất quy định:

qd k

qd k

k k

P Q











(0)

1

k

U  k(0)  0

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

4 Thành lặp ma trận Jacobi:

Tính toán các nút phụ tải: ví dụ nút k, các đạo hàm riêng cũng

tính toán theo giá trị ban đầu

?

?

P

P U















?

?

Q

Q U













 ,

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

27

ví dụ nút k, các đạo hàm riêng cũng tính toán theo giá trị ban đầu

2

2

k qd k

k qd k

P P P

Q Q

U

Q

U

,

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

28

Viết dạng ma trận:

( 0)

2

( 0)

(0)

(0 2

(0)

n

n

n

P

P

Q

Q















)

(0) (0) 2

(0)

n

n

U

U











Xác định các độ lệch:

( 1)

(0)

2

(0)

(0)

(

0)

n

n

n

n

n

U

U

Q

































(0) 2

(0) (0)

(0)

n n

n

P

P Q Q

  









(0)

k



4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

Hiệu chỉnh lại giá trị để lặp lần 02

5 Lặp cho đến khi hội tụ:

( 0) (1) ( 0)

(0)

U  U   U

1

   U  2

3

4 PBCS dùng phép lặp Newton - Raphson

31

6 Tính toán công suất, dòng điện và tổn thất công suất

tương tự như phần tính Gauss – Seidel

12

21

S

12

y

12

' 2

2

y

12

I

21

I