TÓM TẮT VỀ BÀI TOÁN QUY HOẠCH TỤ ĐIỆN Có một số cách biểu thị hàm mục tiêu trong bài toán quy hoạch tụ điện tối ưu Sau đây là một cách viết phổ biến về dạng Hàm tính toán tổng chi phí quy hoạch tối ưu[.]
Trang 1TÓM TẮT VỀ BÀI TOÁN QUY HOẠCH TỤ ĐIỆN
Có một số cách biểu thị hàm mục tiêu trong bài toán quy hoạch tụ điện tối ưu
Sau đây là một cách viết phổ biến về dạng Hàm tính toán tổng chi phí quy hoạch tối ưu tụ điện quy dẫn
trong một năm : CΣ = C
V + C ∆A Tụ + C ∆A ; ($/năm)
Trong đó :
C
V – chi phí quy dẫn tính toán vốn đầu tư V lắp đặt tụ điện
Với α
j – hệ số xét đến chi phí quy dẫn khấu hao và hoàn vốn đầu tư đặt tụ điện hàng năm
V
j – Suất Vốn đầu tư cho một đơn vị công suất tụ điện ($/MVAr)
Q
bù j - Công suất (MVAr) tụ điện bù tại nút thứ (j)
N – tổng số nút trong phạm vi lưới điện đang xét đặt tụ bù VAR
Giả thiết rằng tại các nút thứ (j) đều có các trị số V
j và α
j giống như nhau thì có thể tính được ;
C ∆Α Tụ - chi phí quy dẫn tính toán tổn thất điện năng trong tụ điện
Với ∆P
*j - hệ số xét tỉ lệ tổn hao MW theo MVAr công suất đặt tụ điện
T
max j - thời gian sử dụng công suất cực đại tại nút thứ j (xét rằng việc tính toán quy hoạch
tụ điện theo đồ thị phụ tải cực đại của hệ thống, được tính toán quy dẫn vận hành liên tục trong khoảng thời gian một năm)
G ∆Aj − Giá tiền tổn thất điện năng tại điểm nút thứ (j)
Giả thiết rằng tại các nút thứ (j) đều có trị số ∆P
*j , T maxj và G ∆Aj giống như nhau thì có thể tính được :
C ∆A – chi phí quy dẫn tính toán tổn thất điện năng truyền tải trong hệ thống mạng lưới điện ( sau khi có đặt
tụ điện)
; ( $/năm )
với ∆P
k - tổn thất công suất truyền tải trên nhánh (k) sau khi đã đặt tụ điện
Nh – tổng số nhánh trong hệ thống điện đang được khảo sát quy hoạch tụ điện
τ
max k - thời gian tổn thất công suất cực đại trên nhánh (k) và có thể tính với giả thiết là τ
max gần giống
như nhau trên các nhánh k
Như vậy là tổng tổn hao truyền tải công suất MW của hệ thống điện sau khi đặt tụ điện (một
dạng hàm số phụ thuộc phi tuyến vào biến Q
bù j )
Trang 2
Áp dụng tính toán quy hoạch tụ điện với mục tiêu cực tiểu tổng chi phí tính toán (CΣ →Μin ) sao cho thỏa mãn một hệ thống các điều kiện ràng buộc được đặt ra
Như vậy dẫn đến giải tìm Qbj thỏa mãn hệ phương trình sau đây :
( )
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
∂
∂ ∑
N
j Q
Q C
bj bj
1
0
Có thể biểu thị hệ phương trình trên ở dạng ma trận :
[A ].[Q b ] = [B ] ;
Với [A] là ma trận vuông có dạng đối xứng, gồm có các phần tử a(ij) chỉ phụ thuộc vào sơ đồ tính toán thay thế của lưới điện; [B] là ma trận cột, gồm có các phần tử b(i) phụ thuộc vào cấu trúc sơ đồ lưới điện, chế độ được khảo sát và các chỉ số kinh tế - kỹ thuật được áp dụng
Mỗi phần tử của ma trận [ A , ] cấp (N×N) được tính toán như sau :
;
∑
=
+
= Nh
Im ki Im kj
Re ki Re k
ij R C C C C
a
1
Với C Re ij +j C Im ij là các phần tử của ma trận hệ số phân bố dòng điện mô phỏng cấu trúc không đồng nhất của một hệ thống điện N nút
R k là điện trở của nhánh thứ (k)
Mỗi phần tử của ma trận B được tính như sau :
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−
=
=
=
Nh
k
i N
Im j ki
Im N
Re j ki
Re k
i R C Q C C Q C d
b
1 1
Với Q j là công suất phản kháng trước khi đặt thiết bị bù VAR tại nút thứ (j )
max
ñm max
*
U T P G V d
τ
×
×
×
× Δ
× +
× α
=
2
2
; (trong hệ đơn vị tương đối lấy Ui=1) Tính toán được dung lượng tụ điện tối ưu cần đặt tại nút thứ (i) :
[Q b ] = [ A ] -1 [B ] ;
Các nghiệm Q bj phụ thuộc vào trị số d i , được xác định theo điều kiện điện áp các nút xấp xỉ định
mức (lấy Uj=1) và các nghiệm Q bj còn phải thỏa mãn điều kiện ràng buộc : (Q j min ≤Q bj ≤Q j max)
Bài toán quy hoạch tụ điện áp dụng đại lượng Q bj là số không âm (xét theo công suất của tụ điện),
do đó thông thường thay thế điều kiện ràng buộc nêu trên bằng điều kiện ràng buộc Q bj > 0 ;