Nghiên Cứu Sa Thải Phụ Tải Áp Dụng Mạng Nơron, Thuật Toán Ahp Và Fuzzy Logic.pdf

Untitled THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp Hồ Chí Minh, 10 N SKC007546 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH HƯỚNG[.]

1*¬1+ Ӻ7+8Ұ7Ĉ,ӊ1

N*+,Ç1&Ӭ86$7+Ҧ,3+Ө7Ҧ,È3'Ө1*0Ҥ1* 1Ѫ5217+8Ұ772È1$+39¬)8==</2*,&

SKC007546

ƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS QUYỀN HUY ÁNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐỖ NGỌC ẨN

NGHIÊN CỨU SA THẢI PHỤ TẢI

ÁP DỤNG MẠNG NƠRON, THUẬT TOÁN

AHP VÀ FUZZY LOGIC

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

MÃ SỐ HỌC VIÊN: 1580601

BOGIAO Dl)C vA uAo TAO

1RlYCrNGD~ HQCSU'P~ KYTHUAT

THANH PHO HO CHi MINH

Ve vi~c thay doi ten de tai lu~n van tot nghi~p thC;lC51

HI~U TRU'CrNG TRU'O'NG D~I HQC SU' PH~M KYTHU~T TP HO CHi MINH

Can Cll' Quyet dinh so 118/2000/QD-TTg ngay 10 thang 10 nam 2000 cua Thu

tU'ang Chinh phu ve vi~c thay doi to chll'c cua D9-i h9C Quoc gia TP He Chi Minh, tach

Trmyng D9-i h9C SU' ph9-m Ky thu~t TP He Chi Minh tnyc thuQc BQ Giao dl,lC va Dao

t9- 0;

Can Cll' Quyet dinh so 70/2014/QD-TTg ngay 10/12/2014 cua Thu tU'ang

Chinh phu ve ban hanh Dieu l~ trmyng D9-i h9C;

Can Cll' Thong tU' so 15/2014/TT-BGDDT ngay 15/5/2014 cua BQ Giao dl,lC va

Dao t9-0 ve vi~c Ban hanh Qui che dao t9-o trinh dQ th9-C 51;;

Can Cll' vao dan "De nghi thay doi lien quan den lu~n van tot nghi~p" cua h9C

vien;

Xet nhu cau cong tac va khcl nang can bQ;

Xet de nghi cua Trmyng phong Dao t9-0,

QUYETDJNH:

Dieu 1 Doi ten de tai Lu~n van tot nghi~p th9-C51cho:

Ten de tai mai : Nghien c,ru sa thai phlJ tai ap dlJng rnCJ.ngno-ron, thu{)t

toan AHP va Fuzzy Logic

NgmYi hU'ang d~n :PGS TS Quyen Huy Anh

Thai gian thU'c hien: til.' ngay 29/08/2016 den ngay 28/02/2017

Dieu 2 Giao cho Phong Dao t9-0 qUcln ly, thtyc hi~n theo dung Qui che dao t9-0

trinh dQ th9-C51cua BQ Giao d\lc & Dao t9-0 ban hanh.

Dieu 3 Trmyng cac dan vi, phong Dao t9-o, cac Khoa qUcln nganh cao h9C va cac

Ong (Ba) co ten t9-i Dieu 1 chiu trach nhi~m thi hanh quyet dinh nay.

Quygtdjnh co hi~u h!,ckg tit ngay

k~Jj-NO'; nhgn:

- BGH (de biet);

- Nhlf dieu 2, 3;

*LiWUӏWKӵFWLӉQ.ӃWTXҧQJKLrQFӭXFyWKӇVӱGөQJOjPWjLOLӋXWKDPNKҧRFKR1&6KӑFYLrQFDRKӑF 1JjQK.ӻWKXұWÿLӋQWURQJEjLWRiQVDWKҧLSKөWҧLQKҵPGX\WUuәQÿӏQKKӋWKӕQJÿLӋQNKL[XҩWKLӋQVӵFӕ

ÿѭӧFNLӇPFKӭQJWUrQKӋWKӕQJ,(((39EXVYӟL10 máy phát và 19SKөWҧL

Š‹ЮŠŠ…пƒ’Šž’Ž—С–•лŠф—–”À–—Ю

/XұQYăQVӱGөQJWUtFKGүQNӃWTXҧ1&FӫDFiFWiFJLҧNKiFÿ~QJTXLÿӏQKKLӋQKjQKFӫDSKiSOXұWVӣKӳX WUtWXӋ

JKLU}UDYjOҫQOѭӧWOj2, 2, 1, 1SKөWҧL"7ӯÿy69ÿmNӃWOXұQOj³VӕOѭӧQJWҧLEӏVDWKҧLNKLiSGөQJ$+3 ít

KѫQÿiQJNӇNKLiSGөQJSKѭѫQJSKiSWUX\ӅQWKӕQJĈk\OjPӝWѭXÿLӇPQәLEұW´69Km\JLҧLWKtFKU}YҩQ ÿӅQj\"

2 &NJQJӣEҧQJWUrQF{QJVXҩWVDWKҧLNKLiSGөQJ2SKѭѫQJSKiSNKiFQKDXYtGөӣPӭFWҧL95%,

OҫQOѭӧWOj521.3 MW và 495.90:FyPӭFPӭFFKrQKOӋFKFKӍOj4.8%69ELӋQOXұQWKrPYӅѭXÿLӇP này?

3 Trang 92 ³ĈӕLYӟLSKѭѫQJSKiS$+3FăQFӭYjRWUuQKWӵѭXWLrQJLӳDFiFWҧLWURQJEҧQJ4.13YjYLӋFVD WKҧLVӁ

ÿѭӧFWLӃQKjQKWӯWҧLFyÿӝѭXWLrQWKҩSQKҩWFKRÿӃQNKLWҫQVӕÿѭӧFNK{LSKөF´69JLҧLWKtFKYӟLSKѭѫQJ pháp sa

2ѬXQKѭӧFÿLӇPFӫDSKѭѫQJSKiSVDWKҧLSKөWҧLÿӅ[XҩWWURQJOXұQYăQYӟLFiFSKѭѫQJSKiSVDWKҧLSKө WҧLWK{QJPLQKNKiF

LÝ L ỊCH KHOA HỌC

I LÝ L ỊCH SƠ LƢỢC

Ngày, tháng, năm sinh: 05/10/1978 Nơi sinh: Long An

Quê quán: huyện Tân Trụ, tỉnh Long An Dân tộc: Kinh

Chỗ ở riêng: 123/24, Nguyễn Công Trung, phường 3, TP Tân An, tỉnh Long An Điện thoại cơ quan: 072 2210 399

Điện thoại nhà riêng: (084) 09 19 58 72 39 - 09 66 99 55 39

E-Mail: dongocandlla@gmail.com

II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

Hệ đào tạo: Chính qui tập trung

Thời gian đào tạo: từ tháng 09/1996 đến tháng 03/2001

Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

Tên luận văn tốt nghiệp: Thiết kế trạm biến áp 110 kV

Ngày & nơi bảo vệ luận văn tốt nghiệp: Năm 2001 tại Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh

Điện lực Tân An thuộc Công

ty Điện lực Long An (EVN SPC / PC Long An)

- Quản lý kỹ thuật, quản lý vận hành,

quản lý khách hàng

- Thiết kế, giám sát công trình điện có điện áp đến 35 kV

- Đào tạo nhân viên mới

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và

kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác trước đây

Các số liệu, ví dụ và trích dẫn nêu trong Luận văn đảm bảo tính chính xác và tin

L ỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, Em xin kính gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho lớp được hoàn thành khóa học đúng tiến độ Em xin kính gửi lời cảm ơn đến Quý Thầy, Cô trực tiếp giảng

dạy đã truyền đạt cho em những kiến thức khoa học mới

Em xin chân thành cảm ơn Thầy PGS TS Quyền Huy Ánh, Thạc Sĩ Lê Trọng Nghĩa đã tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành Luận văn tốt nghiệp

Em xin cảm ơn những đồng nghiệp đã chia sẻ và động viên em trong suốt quá trình học tâp, nghiên cứu tại Trường

TÓM T ẮT

Trong quá trình vận hành hệ thống điện, một yêu cầu tối quan trọng đặt ra là hệ

thống phải vận hành an toàn, liên tục, đảm bảo cấp điện cho các phụ tải sử dụng điện Trong đó, hai thông số ảnh hưởng đến việc duy trì sự ổn định hệ thống là: điện áp (U, kV) và tần số (f, Hz) của hệ thống

Hai đại lượng trên chỉ được phép dao động xung quanh dãy giá trị qui định trong

suốt quá trình vận hành Tần số của hệ thống chủ yếu bị ảnh hưởng bởi đại lượng công

suất tác dụng trên lưới (P, kW), trong khi điện áp chủ yếu bị ảnh hưởng bởi đại lượng công suất phản kháng (Q, kVAr)

Khi hệ thống có sự mất cân đối cung - cầu thì tần số và / hoặc điện áp sẽ vượt ra ngoài dãy vận hành dẫn đến hệ thống mất ổn định, nếu không có sự can thiệp kịp thời thì có nguy cơ bị rã lưới Việc mất ổn định chỉ diễn ra trong thời gian vài giây, việc rã lưới chỉ xảy ra trong vài phút nhưng để khôi phục lại hệ thống phải mất đến hàng giờ

hoặc có thể kéo dài đến vài tuần

Trong những năm qua, các sự cố đã xảy ra ở khắp nơi trên thế giới, ngay cả đối

với những nước có nền kinh tế phát triển Do đó vấn đề sa thải phụ tải để duy trì cân

bằng cung - cầu và giữ ổn định hệ thống được đưa ra để ứng phó với các trường hợp trên

Ngày nay, cùng với sự phát triển của ngành khoa học máy tính cùng với công nghệ giám sát từ xa, điều khiển từ xa (SCADA) đã cho phép con người theo dõi được công suất sử dụng từ trạm trung gian đến từng hộ tiêu thụ trong thời gian thực Trong

đó con người có thể thao tác đóng cắt hàng loạt thiết bị từ xa trong thời gian rất ngắn (ms)

Luận văn này nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải dưới tần số áp dụng thuật toán Fuzzy - AHP và mạng Nơ ron nhân tạo

Phần thứ nhất giới thiệu tổng quát về phương pháp sa thải phụ tải áp dụng mạng

nơron Việc sa thải theo Fuzzy AHP giúp sa thải phụ tải theo hệ số tầm quan trọng của tải, giảm các thiệt hại khi phải cắt điện, mạng Norơn giúp nhận dạng chiến lược sa

thải qua đó giúp việc sa thải thực hiện ngay sau khi đánh giá mất ổn định hệ thống điện, qua đó giúp thời gian phục hồi tần số nhanh hơn Sự cố sẽ được giải trừ nhanh hơn Hiệu quả của phương pháp đề xuất được kiểm nghiệm trên hệ thống điện chuẩn IEEE 39 bus

Phần tiếp theo áp dụng phương pháp sa thải phụ tải cho một lưới điện với các

phụ tải có điều kiện ràng buộc cụ thể Cuối cùng đưa ra các kết quả và đánh giá hiệu

quả của phương pháp đề xuất và khả năng phát triển

ABSTRACT

During the operation of the power system, a critical requirement is that the system must operate safely, continuously, ensuring the power supply to the load using electricity Of these, two important parameters that affect the maintenance of system stability are the voltage (U, kV) and the frequency (f, Hz) of the system

These two quantities are only allowed to fluctuate around the specified range of values during operation The frequency of the system is mainly affected by the amount

of active power on the grid (P, kW), while the voltage is mainly influenced by the amount of reactive power (Q, kVAr)

When the system has a supply-demand imbalance, the frequency and / or voltage will exceed the operating range leading to system instability, without timely intervention, there is a risk of decay Stabilization occurs only for a few seconds, and decompression occurs only for a few minutes, but it can take up to several hours for the system to be restored or extended for up to several weeks

Over the years, incidents have been occurring all over the world, even in countries with developed economies Therefore the problem of layoffs to maintain balance of supply and demand and stabilization of the system is proposed to cope with the above cases

Nowadays, along with the development of computer science along with remote monitoring technology, remote control (SCADA) has enabled people to monitor the capacity utilization from the intermediate station to each household passive in real time In which humans can manipulate a series of remote devices in very short time (ms)

This thesis studies the method of load shedding under the Fuzzy - AHP algorithm and artificial neural network

The first part provides an overview of the method of load shedding applying artificial neural network and Fuzzzy algorithm - AHP

neural network The Fuzzy AHP dismissal saves extra load by weighting the importance of the load, reducing the damage caused by power failures, and the Noron network identifies the load shedding strategy so that the sheddiing takes place immediately after the strike Price instability of the electrical system, thereby helping

to recover time faster Incidents will be resolved faster The effectiveness of the proposed method is tested on the IEEE 39 bus power systems

Finally, the results and evaluation of the effectiveness of the proposed methodology and the possibility of development are presented

Ho Chi Minh City, August 26, 2017

Do Ngoc An

M ỤC LỤC

Gi ới thiệu 1

1.1 Gi ới thiệu 1

1.2 Tính c ấp thiết của đề tài 4

1.3 M ục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu 4

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 5

1.5 N ội dung nghiên cứu 5

Chương 1 7

TỔNG QUAN 7

CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 7

1.1 Tổng quan các kết quả nghiên cứu 7

1.2 Các phương pháp sa thải phụ tải đang áp dụng 9

1.2.1 Phương pháp sa thải phụ tải truyền thống 10

1.2.1.1 Sa thải phụ tải dưới tần số (Under Frequency Load Shedding - UFLS) 11

1.2.1.2 Sa thải phụ tải dưới điện áp (Under Voltage Load Shedding - UVLS) 17

1.2.1.3 Hạn chế của các phương pháp sa thải phụ tải truyền thống 19

1.2.2 Sa thải phụ tải thích nghi 20

1.2.3 Các phương pháp sa thải phụ tải thông minh (ILS - Intelligent Load Shedding) 22

1.2.3.1 Phương pháp ứng dụng mạng neural (Artificial Neural Network - ANN) trong sa thải phụ tải 27

1.2.3.2 Ứng dụng điều khiển mờ trong sa thải phụ tải (Fuzzy Logic Control - FLC) 29

1.2.3.3 Ứng dụng hệ thống suy luận neural-mờ thích nghi (Adaptive Neuro 31

Fuzzy Infernce System - ANFIS) trong sa thải phụ tải 31

1.2.3.4 Ứng dụng thuật toán di truyền (Genetic Algorithm - GA) trong sa thải phụ tải 31

1.2.3.5 Ứng dụng tối ưu hóa phần tử đám đông (Particle Swarm Optimization - PSO) trong sa thải phụ tải 33

1.2.3.6 Ưu và nhược điểm của các phương pháp tính toán STPT thông minh 34

1.3 Nhận xét 35

Chương 2 38

MÔ HÌNH PHÂN CẤP 38

AHP - THUẬT TOÁN FUZZY AHP VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT MẠNG NƠRON38 2.1 Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP 38

2.1.1 Thuật toán AHP - Analytic Hierarchy Process 38

2.1.2 Kỹ thuật mờ hóa và luật hoạt động [43] 39

2.2 Mô hình Fuzzy - AHP 40

2.3 Lý thuyết mạng nơ-ron nhân tạo (Artificial Neural Network – ANN) 42

2.3.1 Giới thiệu 42

2.3.2 Mô hình toán học của mạng nơ-ron 43

2.3.3 Cấu trúc mạng nơ-ron 44

2.3.4 Các phương pháp huấn luyện mạng nơ-ron 47

2.3.5 Phân loại mạng nơ-ron 50

Chương 3 57

PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY - AHP VÀ MẠNG NƠRON 57

3.1 Phương pháp STPT dựa trên thuật toán Fuzzy – AHP và mạng nơ-ron 57

3.2 Huấn luyện mạng Nơ ron 59

Chương 4 61

KHẢO SÁT, THỬ NGHIỆM NHẰM KIỂM CHỨNG HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT TRONG LUẬN VĂN 61

4.1 Tính toán hệ số tầm quan trọng của tải dựa trên thuật toán Fuzzy - AHP 61

4.2 Quá trình lấy mẫu huấn luyện mạng Neural 77

4.3 Thử nghiệm phương pháp đề xuất trên hệ thống điện chuẩn IEEE 39 bus 10 máy phát 90

4.3.1 Sa thải phụ tải theo phương pháp truyền thống 92

4.3.1.1 Mức tải 65% 99

4.3.1.2 Mức tải 73% 100

4.3.1.3 Mức tải 85% 101

4.3.1.4 Mức tải 95% 102

4.3.2 Sa thải phụ tải theo Fuzzy - AHP 103

4.3.2.1 Mức tải 65% 104

4.3.2.2 Mức tải 73% 105

4.3.2.3 Mức tải 85% 106

4.3.2.4 Mức tải 95% 107

4.3.3 Nhận xét đánh giá 107

Chương 5 109

KẾT LUẬN 109

VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN 109

5.1 Kết luận 109

5.2 Hướng nghiên cứu phát triển 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1 Các phương pháp sa thải phụ tải trong hệ thống điện 10

Hình 1.2 Biểu diễn công suất điện và cơ và theo góc 16

Hình 1.3 Sơ đồ phân cấp điều chỉnh tần số trong HTĐ Việt Nam 17

Hình 1.4 Cấu trúc tổng quát của chương trình ILS 24

Hình 2.1 Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị 38

Hình 2.2 Mô hình cạnh tranh giữa M~1và M~2 40

Hình 2.4 Hình ảnh một tế bào nơ-ron nhân tạo 44

Hình 2.5 Mô hình toán học đơn giản của một mạng nơ-ron 45

Hình 2.7 Cấu trúc mạng nơ-ron nhiều lớp 46

Hình 2.8 Cấu trúc mạng truyền thẳng một lớp 46

Hình 2.9 Cấu trúc mạng truyền thẳng nhiều lớp 47

Hình 2.11 Cấu trúc mạng hồi quy một lớp 48

Hình 2.12 Cấu trúc mạng hồi quy nhiều lớp 48

Hình 2.13 Mô hình huấn luyện mạng nơ-ron có giám sát 49

Hình 2.14 Mô hình huấn luyện mạng không giám sát 50

Hình 3.2 Sơ đồ khối quá trình huấn luyện mạng Nơ ron 59

Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống IEEE 39 Bus 10 máy phát 62

Hình 4.2 Mô hình AHP gồm các vùng trung tâm tải và các đơn

vị tải

63

Hình 4.3 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 67

Hình 4.4 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 68

Hình 4.5 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 68

Hình 4.6 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 69

Hình 4.7 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 69

Hình 4.8 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 70

Hình 4.9 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 70

Hình 4.10 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 72

Hình 4.11 Thiết lập công thức tính hệ số của trung tâm tải 73

Hình 4.12 Quy trình mô phỏng lấy mẫu ngõ vào, ngõ ra 78

Hình 4.13 Giao diện cài đặt các thông số mô hình hệ thống điện

thử nghiệm

79

Hình 4.14 Quy trình cài đặt các thông số chuẩn của hệ thống 80

Hình 4.15 Quy trình kích hoạt các mô hình trong hệ thống điện 80

Hình 4.16 Chạy phân bố tối ưu công suất 81

Hình 4.17 Giao diện thực hiện chạy mô phỏng sự cố 83

Hình 4.18 Mô phỏng sự cố, quá trình lấy mẫu ngõ vào nơ-ron 84

Hình 4.19 Quy trình mô phỏng sa thải, lấy mẫu ngõ ra 85

Hình 4.20 Cấu trúc thiết kế mạng nơ-ron GRNN 86

Hình 4.21 Dữ liệu đầu vào của mạng nơ-ron 86

Hình 4.22 Cấu trúc huấn luyện mạng nơ-ron GRNN 86

Hình 4.23 Giá trị spread chọn huấn luyện mạng nơ-ron GRNN 88

Hình 4.24 Giao diện Guide khi thực hiện sa thải phụ tải thực tế 89

Hình 4.25 Tần số hệ thống trong trường hợp sự cố máy phát tại

Hình 4.29 Cấu trúc của file CSV xuất từ chương trình 97

Hình 4.30 File CSV mẫu hoàn thiện để nạp tải 97

Hình 4.31 Nạp tải vào chương trình từ file CSV 97

DANH SÁCH CÁC B ẢNG

B ảng 1.1 Phạm vi dao động tần số của HTĐ Việt Nam 11

B ảng 1.2 Dải tần số cho phép và số lần cho phép trong trường

hợp sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm trọng hoặc trạng thái

khẩn cấp

12

B ảng 1.3 Các bước sa thải phụ tải của FRCC, tần số 60 Hz 13

B ảng 1.4 Các bước sa thải phụ tải của MAAC, tần số 60 Hz 13

B ảng 1.5 Chương trình sa thải phụ tải của ERCOT, tần số 60

B ảng 1.6 Sơ đồ phân cấp điều độ trong HTĐ Việt Nam 19

B ảng 1.7 So sánh các tính năng của các phương pháp truyền

B ảng 2.2 Sắp xếp tải theo các mức về tầm quan trọng 43

B ảng 4.1 Tổng hợp phân chia trung tâm tải, máy phát và tải 62

B ảng 4.2 Ma trận hệ số chính và phụ của trung tâm phụ tải 64

B ảng 4.3 Ma trận hệ số chính và phụ của trung tâm tải 1, LC1 65

B ảng 4.5 Ma trận hệ số chính và phụ của trung tâm tải 3, LC3 66

B ảng 4.6 Ma trận hệ số chính và phụ của trung tâm tải 4, LC4 67

B ảng 4.7 Giá trị của ma trận trung gian các trung tâm phụ tải 73

B ảng 4.10 Trọng số của các trung tâm tải trong toàn hệ thống 74

B ảng 4.11 Trọng số của các tải trong mỗi trung tâm 74

B ảng 4.12 Giá trị các hệ số quan trọng của đơn vị tải được tính

B ảng 4.13 Sắp xếp các đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan

B ảng 4.15 Giá trị từng bước giảm tải ở mức tải 65% 92

B ảng 4.16 Giá trị từng bước giảm tải ở mức tải 73% 93

B ảng 4.17 Giá trị từng bước giảm tải ở mức tải 85% 94

B ảng 4.18 Giá trị từng bước giảm tải ở mức tải 95% 94

B ảng 4.19 So sánh kết quả ST truyền thống và Fuzzy- AHP 108

GI ỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu

Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, vấn đề đảm bảo cung cấp điện cho phát triển kinh tế xã hội được đặt lên hàng đầu Trong đó việc

vận hành an toàn hệ thống điện trong mọi điều kiện là vấn đề tiên quyết Bên cạnh

đó khi nhu cầu xã hội phát triển, việc mất điện sẽ làm tăng chỉ số SADI (Chỉ số về

thời gian mất điện trung bình của lưới điện - System Average Interruption Duration Index, phút) Việc này ảnh hưởng tới chỉ tiêu chung của ngành Điện Để thực hiện được nhiệm vụ, đòi hỏi hệ thống điện phải vận hành an toàn, liên tục

Tuy nhiên, trên thế giới đã xảy ra những sự cố cho thấy có nhiều lần mất điện nghiêm trọng ở khắp các Châu lục khác nhau Việc mất điện này xảy ra ở

những nước kém phát triển và cũng xảy ra ở những nước có trình độ khoa học kỹ thuật phát triển như: Mỹ, Úc, Canada,…Những sự cố này đã ảnh hưởng đến hàng triệu người dân, gây tổn thất lớn về kinh tế và tác động đến các tầng lớp xã hội Tác động xã hội của việc mất điện, đặc biệt là ở các vùng đô thị, là rất nghiêm trọng, có

thể kể đến như các dịch vụ chăm sóc sức khỏe trong các bệnh viện bị ảnh hưởng,

việc lưu trữ dược phẩm bị ảnh hưởng, các vấn đề về điều khiển giao thông dẫn đến tai nạn, làm gián đoạn mạng internet và các hệ thống thông tin liên lạc khác,

Năm 2013, ở Việt Nam cũng đã xảy ra một vụ sự cố mất điện đường dây 500

kV liên kết Bắc – Nam làm mất điện ở 21 tỉnh, thành phía Nam (từ Bình Thuận đến

Cà Mau) Tổng số Khách hàng bị ảnh hưởng trong sự cố trên vào khoảng 8 triệu và kéo dài trong thời gian 6 giờ Tổng mức thiệt hại trong sự cố mất điện này hiện chưa thống kê được

Tần số (f, Hz) và điện áp (U, kV) là hai tiêu chuẩn quan trọng đánh giá sự ổn định của hệ thống điện Hai giá trị trên chỉ được phép dao động xung quanh dãy giá

hưởng bởi đại lượng công suất tác dụng trên lưới (P, MW), trong khi điện áp chủ yếu bị ảnh hưởng bởi đại lượng công suất phản kháng (Q, MVAr) Nếu một trong hai giá trị này vượt ra khỏi ngưỡng cho phép thì dẫn đến sự mất cân bằng trong hệ

thống và gây nên sự nhiễu loạn

Nếu giá trị công suất phát của hệ thống thấp hơn công suất tiêu thụ của tải thì

tần số giảm và ngược lại Trong trường hợp cân bằng công suất giữa phát và tải trong hệ thống được đảm bảo thì tần số được giữ bằng tần số định mức

Vận hành ổn định của một hệ thống điện yêu cầu tần số và điện áp phải không đổi Trong thực tế, tần số của hệ thống điện không bao giờ ở tình trạng cân bằng do nhu cầu phụ tải thay đổi một cách liên tục Trong một hệ thống điện, công

suất phát ra phải được giữ cân bằng với công suất tiêu thụ, nếu không sẽ xuất hiện

sự thiếu hụt công suất Tần số hệ thống sẽ giảm thấp nếu phụ tải vượt quá công suất phát và sẽ tăng cao khi công suất phát lớn hơn so với nhu cầu phụ tải

Tần số hệ thống tỉ lệ trực tiếp với tốc độ máy phát Vì vậy, việc điều khiển

tần số hệ thống được thực hiện bằng cách điều chỉnh tốc độ máy phát Máy phát thường được trang bị một bộ điều tốc để đo lường và giám tốc độ một cách liên tục Điều khiển tần số một hệ thống điện cách ly có một máy phát là dễ hơn nhiều so với một hệ thống điện liên kết

Khi phụ tải tăng đột ngột trong hệ thống điện cách ly có một máy phát, nhu

cầu năng lượng vượt quá sẽ được cung cấp một cách tức thời bởi quán tính quay của máy phát Tốc độ quay của máy phát sau đó sẽ giảm xuống, dẫn đến mức giảm tương xứng của tần số hệ thống Bộ điều tốc sẽ tác động mở cánh hướng tuabin để tăng tốc độ quay tuabin Tốc độ tuabin tăng sẽ làm tăng tần số hệ thống, vì vậy tần

số có thể được khôi phục về trong phạm vi cho phép

Hình 1 Điều khiển tần số trong hệ thống điện

Khi hệ thống xảy ra tình trạng thiếu nguồn làm tần số giảm thấp Điều này không chỉ ảnh hưởng đến phụ tải mà có thể gây rã lưới (Black Out) nếu không có

biện pháp phòng ngừa hiệu quả và sẽ gây ra những tổn thất nặng nề Việc mất ổn định xảy ra trong thời gian vài phút Nếu không có sự can thiệp thì việc mất điện hệ

thống xảy ra trong thời gian vài giây Để khôi phục lại hệ thống điện sau sự cố phải

trải qua một qui trình có thể mất thời gian đến hàng giờ

Công suất tác dụng ảnh hưởng trực tiếp đến tần số, còn công suất phản kháng ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị điện áp Nên khi có sự bất ổn về tần số hoặc điện áp

sẽ gây ra nhiễu loạn và nếu kéo dài thì dẫn đến tan rã hệ thống Bên cạnh đó, nếu

xảy ra có sự đột ngột tăng phụ tải mà lượng dự trữ của hệ thống không đáp ứng kịp

thời và đầy đủ thì cũng là một nguyên nhân gây nên mất ổn định

Khi xảy ra sự cố hay sự nhiễu loạn kéo dài thì giá trị tần số và giá trị điện áp

tại các nút thay đổi và việc nhanh chóng đưa các giá trị này tiến dần về giá trị ban đầu hoặc tái lập điểm ổn định mới là điều hết sức quan trọng nhằm hạn chế tối đa việc sụp đổ hệ thống Vì thế, cắt giảm phụ tải là phương án bắt buộc phải lựa chọn

để khôi phục lại tình trạng cân bằng của hệ thống

Tuy nhiên, số lượng phụ tải cần cắt giảm và thời điểm cắt cũng là được xem

là yếu tố quan trọng để quyết định trong việc ổn định hệ thống Vì thế, việc lựa

chọn phương pháp sa thải phụ tải tối ưu để ứng phó trong những tình huống nêu trên là vấn đề cần thiết và cấp bách trong tình hình hiện nay

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Vận hành ổn định hệ thống điện luôn là một trong những lợi ích cốt yếu chính liên quan đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật Khi tất cả các điều khiển sẵn có không thể duy trì hệ thống hoạt động ổn định dưới tác động các nhiễu loạn ngẫu nhiên, sa thải phụ tải sẽ được sử dụng như là phương sách cuối cùng để giảm thiểu

sự mất nguồn điện và tải Mặc dù đạt được thành công nhất định, nhưng các kế

hoạch sa thải tải truyền thống chỉ xem xét sự suy giảm tần số, hoặc điện áp trong hệ

thống, trong các trường hợp này kết quả thường kém chính xác; số lượng một bước tải sa thải đôi khi lớn, nó gây ra sa thải tải quá mức, các kế hoạch không có sự linh

hoạt để tăng số lượng các bước sa thải tải [1-3]

Hơn nữa, việc sa thải phụ tải còn chưa xem xét đến yếu tố kinh tế, mức độ quan trọng của phụ tải, mức thay đổi của tải theo thời gian, ngưỡng tần số tác động

của sa thải phụ tải cũng chưa xem xét Vì vậy, việc đề xuất phương pháp sa thải phụ tải có xem xét đến các yếu tố nêu trên là cần thiết

1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu

1.3.1 M ục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải và đề xuất phương pháp sa thải

phụ tải dựa trên sự kết hợp thuật toán uzzy HP và mạng nơron [4]

- Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải áp dụng ở các Công ty Điện lực

1.3.3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp, phân tích, mô hình hóa và mô phỏng trên chương trình Power Word, Mathlab Các bảng số liệu được xử lý, thống kê bằng công cụ Excel

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: Các dạng sự cố, ổn định hệ thống điện và vấn đề sa

thải phụ tải, ANN, và giải thuật AHP, Fuzzy - AHP sử dụng phần mềm PowerWorld và Neuron Toolbook (trong Matlab)

1.4.2 Ph ạm vi nghiên cứu

- Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuật toán AHP và Fuzzy Logic trên cơ

sở xem xét tầm quan trọng của tải, sự suy giảm của tần số phụ tải và các điều kiện ràng buộc

- Khảo sát, tính toán, thử nghiệm sa thải trên mô hình cụ thể của một hệ thống điện IEEE 39 thanh góp 10 máy phát, 19 tải nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp đề xuất trong luận văn

1.5 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu gồm hai phần: Giới thiệu đề tài và phần Nội dung được trình bày như sau:

PH ẦN GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Tổng quan về hướng nghiên cứu: giới thiệu, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp

cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên

cứu Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề, nhằm duy trì ổn định hệ thống điện

PH ẦN NỘI DUNG

Chương 1 Tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải

Chương 2 Mô hình hệ thống phân cấp HP và uzzy – AHP và mạng Nơron Chương 3 Phương pháp sa thải phụ tải dưới tần số áp dụng mạng nơron, thuật toán Fuzzy-AHP và mạng nơron

Chương 4 Khảo sát, thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp đề

xuất trong luận văn

Chương 5 Kết luận và hướng phát triển của đề tài

Chương 1

CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI

1.1 T ổng quan các kết quả nghiên cứu

Chất lượng điện năng và độ tin cậy là điều kiện tiên quyết trong việc cung

cấp điện cho Khách hàng Hiện nay, yêu cầu từ phía Khách hàng ngày càng cao nên

mức độ đòi hỏi hệ thống không những đủ công suất mà còn phải đảm bảo độ ổn định, tin cậy trong vận hành Khả năng phát của nguồn sẽ tỷ lệ thuận với số lượng

tải trong hệ thống

Bên cạnh đó, ngành Điện cũng phải dự trữ một lượng công suất đủ lớn để đáp ứng nhu cầu khi có sự dao động về tải, nhưng yêu cầu đó hiện nay vẫn chưa đảm bảo được do hệ thống điện vẫn còn có nhiều nhiễu loạn và gây nên tình trạng

mất điện

Thông thường, các sự cố hay các sự nhiễu loạn của hệ thống điện là phần lớn

do sự cố mất điện của máy phát điện, hoặc do tải thay đổi bất ngờ (tăng thêm tải)

Tại thời điểm xảy ra các sự cố, hệ thống dễ xảy ra tình trạng mất ổn định Mức độ của sự mất ổn định tùy thuộc vào thời gian và tính chất của các sự nhiễu loạn

Tiêu chuẩn đánh giá ổn định chất lượng điện năng trong hệ thống là giá trị

tần số và điện áp Nếu một trong hai thông số thay đổi sẽ dẫn đến sự mất cân bằng công suất trong hệ thống và gây nên sự nhiễu loạn

và nếu kéo dài sẽ dẫn đến tan rã hệ thống

Sau khi xảy ra các trường hợp nhiễu loạn, việc nhanh chóng đưa các thông số

về thông số ban đầu hoặc đưa hệ thống về điểm ổn định mới là điều hết sức quan

trọng nhằm hạn chế tối đa việc sụp đổ hệ thống Vì vậy, sa thải phụ tải là một trong các phương án bắt buộc phải lựa chọn Tuy nhiên, số lượng tải cần ngắt và thời gian

cắt cũng được xem là yếu tố quan trọng quyết định trong việc ổn định hệ thống Chính vì thế, việc lựa chọn phương pháp sa thải phụ tải tối ưu cũng là vấn đề cần thiết và cấp bách

Hiện nay, trong lĩnh vực vận hành HTĐ có nhiều phương pháp khác nhau để

sa thải phụ tải và phục hồi hệ thống Các phương pháp này đã được phát triển bởi các nhà nghiên cứu và đã được sử dụng trong ngành công nghiệp năng lượng trên toàn thế giới Phần lớn các phương pháp này đều có nguyên tắc chung là dựa trên sự suy giảm tần số trong hệ thống

Việc sa thải tải quá mức cần thiết đã không được ưa chuộng vì nó gây ra sự không hài lòng từ phía Khách hàng Các cải tiến đối với các phương pháp truyền thống đã dẫn đến sự phát triển của phương pháp sa thải phụ tải dựa trên tần số cũng như tốc độ thay đổi của tần số Điều này cho phép dự đoán tốt hơn lượng phụ tải sẽ phải sa thải, và nâng cao độ chính xác của phương pháp

Gần đây, việc mất điện đã gây sự chú ý tới các vấn đề của sự ổn định điện áp trong hệ thống Giảm điện áp có thể là một kết quả của một sự nhiễu loạn Đó là nguyên nhân chính, tuy nhiên, còn có thể do cung cấp không đủ công suất phản kháng Điều này hướng các nhà nghiên cứu tập trung vào phương pháp để duy trì sự

ổn định điện áp của hệ thống

Sau khi xem xét các thông số cho sa thải tải, cần thiết phải có các thiết bị phù

hợp cho việc thu thập dữ liệu hệ thống để các dữ liệu đưa vào cho chương trình sa

thải được chính xác như các giá trị thực tế Thông thường, các bộ phận đo lường pha được sử dụng để thu thập dữ liệu thời gian thực (các đại lượng P, Q, U, I, f, …)

Trong hệ thống, mỗi phụ tải được đặc trưng bởi vị trí đấu nối, tính chất quan

trọng về an ninh, chính trị, quốc phòng, đặc tính dây chuyền công nghệ, khả năng bị thiệt hại về kinh tế khi có sự cố mất điện, Tùy theo tính chất quan trọng này mà

phụ tải được sắp xếp thứ tự ưu tiên nhất định khi áp dụng sa thải Đảm bảo sao cho trong quá trình sa thải có mức thiệt hại thấp nhất mà vẫn duy trì được sự cân bằng

của hệ thống

Khi có tình huống khẩn cấp, việc sa thải tải được dựa trên thứ ưu tiên đó, nghĩa là sa thải những phụ tải ít quan trọng trước, những tải quan trọng sẽ được sa

thải sau cùng (hoặc không sa thải) Vì vậy, phương diện kinh tế đóng một phần quan

trọng trong các kế hoạch sa thải tải Thông thường, một phương pháp tiếp cận thông minh sẽ được sử dụng kết hợp Tổng số lượng của tải phải sa thải được chia thành nhiều bước riêng biệt, nó được sa thải tương ứng theo sự suy giảm của tần số

Ví dụ, khi tần số giảm đến điểm nhận đầu tiên chắc chắn được xác định trước phần trăm của tổng phụ tải được sa thải Nếu có một sự giảm tiếp trong tần số và nó đạt đến điểm nhận thứ hai, tỷ lệ phần của tải còn lại được sa thải Quá trình này sẽ

diễn ra cho đến khi tần số tăng trên giới hạn dưới của nó Số lượng tải bị sa thải trong mỗi bước là một yếu tố quan trọng về hiệu quả của chương trình

Bằng cách giảm tải trong mỗi bước, khả năng sa thải tải quá mức sẽ được giảm thiểu Trong khi xem xét số lượng tải được sa thải và lượng tải sa thải mỗi bước, cần tính đến yêu cầu công suất phản kháng của mỗi tải Thông thường, những nhiễu loạn như mất một máy phát điện gây ra điện áp giảm Một cách hiệu quả để khôi phục lại điện áp là giảm phụ tải công suất phản kháng Do đó, khi tải tiêu thụ

một lượng cao công suất phản kháng, nó sẽ được cắt giảm đầu tiên; biên độ điện áp

có thể được cải thiện

1.2 Các phương pháp sa thải phụ tải đang áp dụng

Có nhiều phương pháp khác nhau để sa thải phụ tải và phục hồi hệ thống đã được phát triển bởi các nhà nghiên cứu và đã được sử dụng trong ngành công

thống, các phương pháp sa thải phụ tải thích nghi, các phương pháp sa thải phụ tải

thông minh Tổng quan về các phương pháp sa thải phụ tải hiện có được trình bày

trong Hình 1.1

- Sa thải phụ tải truyền thống (Conventional Load Shedding)

- Sa thải phụ tải thích nghi (Adaptive Load Shedding)

- Sa thải phụ tải thông minh (ILS - Intelligent Load Shedding)

Luận văn đề xuất mô hình sa thải phụ tải nhằm đảm bảo ổn định đối với mô

hình thực nghiệm trên cơ sở sử dụng phối hợp giải thuật Fuzzy - AHP và mạng nơ

ron nhân tạo ANN Mô hình sa thải phụ tải này cho phép giảm thời gian đưa ra

quyết định, giảm thời gian phục hồi tần số và nâng cao độ ổn định tần số so với

phương pháp truyền thống

1.2.1 Phương pháp sa thải phụ tải truyền thống

Sa thải phụ tải bằng relay tần số (R81), hoặc relay điện áp (R27) là phương

pháp được sử dụng chung nhất cho việc điều khiển ổn định tần số [1-3], ổn định

Artificial Neural Network (ANN)

Adaptive Neuro Fuzzy Infernce System (ANFIS)

Genetic Algorithm

Fuzzy Logic Control (FLC)

Particle Swarm Optimizat ion

Hình 1.1 Các phương pháp sa thải phụ tải trong hệ thống điện

Analytic Hierarchy Process (AHP)

điện áp của lưới điện và duy trì tính ổn định của lưới trong các điều kiện cần thiết Trong các phương pháp sa thải phụ tải thông thường, khi tần số hoặc điện áp dao động ra ngoài giới hạn làm việc đã được cài đặt trước, các relay tần số/điện áp của

hệ thống phát tín hiệu cắt từng mức phụ tải tương ứng, do đó sẽ ngăn cản sự suy

giảm tần số/điện áp và các ảnh hưởng của nó

Thực tế đang áp dụng quá trình STPT tại các Điện lực như sau: khi Điều Độ Viên lưới phân phối ra lệnh cắt giảm phụ tải với một lượng công suất định trước,

Trực ban vận hành sẽ căn cứ vào tình hình vận hành cùa các tuyến đường dây để

thực hiện cắt giảm các tuyến, nhánh tương ứng sao cho đủ lượng công suất yêu cầu Việc này được thực hiện thủ công, thao tác bằng tay tại hiện trường Đồng thời phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn nên tiến trình mất rất nhiều thời gian (bao gồm thời gian tiếp nhận thông tin, cấp phiếu thao tác, di chuyển đến hiện trường và thực hiện thao tác) Trong trường hợp tần số rớt xuống giá trị nguy hiểm thì ngay lập tức các tải 110 kV, 220 kV sẽ bị sa thải Việc này sẽ gây mất điện diện

rộng và khó khăn trong cung ứng điện cho Khách hàng [4]

Hơn nữa các số liệu vận hành phụ tải chưa được cập nhật thường xuyên nên

dẫn đến tình trạng cắt giảm thừa/thiếu so với giá trị mà Điều Độ Viên đã đưa ra Đây cũng là một hạn chế lớn của phương pháp này Đòi hỏi phải có phương pháp khác hiệu quả hơn để đáp ứng yêu cầu mới

1.2.1.1 Sa th ải phụ tải dưới tần số (Under Frequency Load Shedding - UFLS)

Tần số danh định của hệ thống điện Việt Nam là 50 Hz đối với tất cả các cấp điện áp Ở các chế độ vận hành của HTĐ, tần số được phép dao động ở một phạm vi định trước như trong Bảng 1.1

Trong vận hành bình thường, tần số được phép dao động trong phạm vi 50

Hz ± 0,2 Hz Trong trường hợp HTĐ có sự cố đơn lẻ, tần số được phép dao động trong phạm vi 50 Hz ± 0,5 Hz

Bảng 1.1 Phạm vi dao động tần số của HTĐ Việt Nam

Ch ế độ vận hành của HTĐ Dãy t ần số cho phép

Trong trường hợp HTĐ Quốc gia bị sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm trọng hoặc trong trạng thái khẩn cấp, cho phép tần số hệ thống điện dao động trong khoảng từ 47 Hz đến 52 Hz Dải tần số cho phép và số lần cho phép xuất hiện được xác định theo chu kỳ 01 năm hoặc 02 năm được quy định tại Bảng 1.2

Bảng 1.2 Dải tần số cho phép và số lần cho phép trong trường hợp sự cố nhiều

ph ần tử, sự cố nghiêm trọng hoặc trạng thái khẩn cấp

D ải tần số cho phép (Hz) S ố lần cho phép theo chu kỳ thời gian

Với mục đích này, giá trị ngưỡng tần số được thiết lập để bắt đầu sa thải phụ tải dưới tần số Giá trị tần số tối thiểu chấp nhận phụ thuộc vào thiết bị của hệ thống, chẳng hạn như các loại máy phát điện, thiết bị phụ trợ của nó, và tuabin Các relay UFLS được khởi tạo để sa thải một lượng tải cố định trong các bước được xác định trước, khi tần số giảm xuống dưới một ngưỡng định trước nhằm ngăn ngừa sự

số 49 Hz

 Tại tần số 49 Hz, ít nhất 5% tổng mức tải tiêu thụ nên được sa thải

 Một mức 50% tải định mức nên được cắt bằng cách sử dụng relay dưới tần

số trong dải tần số từ 49,0 - 48,0 Hz

 Trong mỗi bước, được khuyến cáo sa thải không quá 10% tải

 Thời gian trễ cắt tối đa nên là 350 ms bao gồm cả thời gian vận hành các máy cắt

Sa thải phụ tải dưới tần số được nhiều nhà vận hành hệ thống điện áp dụng:

Hội đồng Điều phối độ tin cậy bang Florida (Florida Reliability Coordinating

Council - FRCC) [5], Kiểm soát khu vực giữa Đại Tây Dương MAAC, Hội đồng điện tin cậy của Texas (Electric Reliability Council of Texas - ERCOT) [6], Hệ

thống điện Việt Nam,…

Đối với FRCC, việc sa thải theo tần số gồm 9 bước được trình bày như trong

Bảng 1.3 Với mỗi bước, tương ứng với một mức tần số sẽ có một lượng phụ tải nhất định bị sa thải và có thời gian trì hoãn giữa các bước Các tải này được xếp chung một nhóm và có cùng thứ tự ưu tiên

Hệ thống đang vận hành bình thường với tần số định mức 60 Hz, khi tần số suy giảm đến giá trị 59,7 Hz, lúc này rơ le tần số sẽ ghi nhận và sau thời gian trễ 0,28s mà hệ thống chưa khôi phục thì sẽ sa thải 9% tải của hệ thống Tương tự như

vậy đối với các bước từ 2-9

Trong quá trình cắt tải đến bước thứ 8, tần số được khôi phục đến giá trị 59,7

Hz, sau thời gian trì hoãn lũy kế 23,68s, thêm 5% tải bị cắt giảm và tổng tải lũy kế cắt giảm sẽ là 51% Khi thực hiện đến bước thứ 9 mà tần số của hệ thống chưa đạt được giá trị vận hành an toàn thì phải chấp nhận trường hợp xấu nhất là tan rã hệ thống Tần số sa thải thấp nhất ở ngưỡng giá trị 58,2 Hz

Bảng 1.3 Các bước sa thải phụ tải của FRCC, tần số 60 Hz

Bước bước Các

UFLS

Tần số

sa thải phụ tải (Hz)

Thời gian trễ (s)

Lượng phụ tải

sa thải (%)

Lũy kê thời gian trễ (s)

Lũy kế số phụ tải sa thải (%)

Bảng 1.4 Các bước sa thải phụ tải của MAAC, tần số 60 Hz

Phần trăm tổng phụ tải sa thải Tần số cài đặt sa thải phụ tải (Hz)

Còn đối với ERCOT, việc sa thải phụ tải được thực hiện theo 3 giá trị tần

số từ 59,3 đến 58,5 Hz như trong Bảng 1.5 Nhưng tổng số lượng tải bị sa thải lớn nhất là 25%, tần số thấp nhất là 58,5 Hz

Bảng 1.5 Chương trình sa thải phụ tải của ERCOT, tần số 60 Hz

T ần số sa thải Ph ụ tải sa thải, % T ổng phụ tải sa thải, %

ngắn đã gây nguy hiểm cho các thiết bị đang vận hành Mặc khác, Nhà sản xuất cũng đưa ra khuyến cáo về tần số và thời gian làm việc cho máy phát như sau:

+ Tại tần số 49,5 Hz: Không giới hạn thời gian vận hành

+ Tại tần số 49,0 Hz: Thời gian 90 phút

+ Tại tần số 48,5 Hz: Thời gian 10 - 15 phút

+ Tại tần số 48,0 Hz: Thời gian 1 phút

+ Tại tần số 45,0 Hz: Có tổ máy không làm việc được

Đối với các máy phát điện trong hệ thống, hoạt động điều tần được thực hiện như sau, ở mức tần số 50 Hz:

 Tại 49,8 Hz, chế độ khởi động nhanh nhà máy phải được thực hiện và kết nối với lưới điện

 Đối với một hệ thống điện hoạt động ở tần số 50 Hz (hoặc 60 Hz), tần số hoạt động cho phép tối thiểu thường được khuyến cáo theo Nhà sản xuất cho tuabin là 47,5 Hz (57,5 Hz) [7-9] Điều này là cần thiết để bảo vệ máy phát điện và các thiết bị phụ trợ của nó bởi vì các dịch vụ phụ trợ nhà máy điện bắt đầu trục trặc ở một tần số 47,5 Hz; tình hình sẽ trở nên nghiêm trọng vào khoảng 44-46 Hz

 Hơn nữa, hoạt động phát điện tại 47,5 Hz hoặc thấp có thể làm hỏng cánh turbine và làm giảm tuổi thọ của nó Do đó, sa thải phụ tải trong hệ thống điện sẽ giúp ngăn chặn sự mất mát của máy phát điện, hư hỏng thiết bị, và mất điện

Điều kiện xét ổn định các máy phát trong hệ thống:

i/ Điều kiện thứ nhất: Góc lệc rotor giữa hai máy phát bất kỳ không được vượt quá 1800