Luận văn tính toán phân tích Ổn Định tĩnh của hệ thống Điện việt nam theo tiêu chuẩn mất Ổn Định phi chu kỳ

Cân bằng lực, cân bằng công suất tác dụng và phản kháng tương ứng với các diều kiện cần cho sự tỒn tại chế dộ xác lập, còn hệ thống có duy trì được chế độ xác lập lâu dài hay không khi

PHUNG VIET ANH

TINH TOAN PHAN TiCH ON ĐỊNH TĨNH

CUA HE THONG DIEN VIET NAM

THEO TIEU CHUAN MAT ON DINH PHI CHU KY

Chuyên ngành: Hệ thống diện

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS LA VAN UT

Tà Nội - 2004

MUC LUC

Trang phụ bìa

MỤC LỤC

Chương | - TONG QUAN VE CAC PHUONG PHAP PHAN TICH

ON PINE TINH TRONG HỆ THÔNG ĐIỆN

1.1 Khai niém vé dn dinh tinh

1.2 Các phương pháp phân tích ỗn định tĩnh 7

Chương 2 - NGIIÊN CỨU ỒN DỊNII TĨNH II THONG DIN

SỬ DỤNG TIỂU CHUẨN MAT ON DINU PII CHU KỲ 18

2.1 Phân tích bn định tĩnh của hệ thống điện cấu trúc phức tạp

2.2 Tiêu chuẩn mắt én định phi chu kỳ (tiêu chuẩn Gidanov) 26

2.3 Sử dụng tiêu chuẩn mắt ổn định phi chu kỳ trong các

2.4 Sử dụng tiều chuẩn thực dụng Markovits vào tính toán

én định tĩnh cúa hệ thống điện nhận ông suất 34

Chuong 3 - UNG DUNG TIEU CHUAN MAT ÔN ĐỊNH PHI CHU KY

'VÀO TĨNH TOÁN ÔN PINH TINH HE THONG BIEN VIRT NAM 40

3.1 Các đặc điểm của hệ thống điện Việt Nam 4

3.2 Tính toán chế độ xác lập hệ thống điện Việt Nam năm 2004 4

3.3 Tính toán ôn định tinh cho hệ thông điện Việt Nam năm 2004

vả xây dựng miễn công suất làm việc ôn định cho nút Phú Lâm 50 Chương 4 - NGHIÊN CÚU LIỆU QUÁ CỦA SVC TRONG

NANG CAO ÔN ĐỊNH TĨNH HỆ THÔNG ĐIÊN VIỆT NAM 58 4.1 Thiết bị bù ngang có điều khiển (§VU) 59

của hệ thống điện Việt Nam

KÉT LUẬN CHUNG

TAI LIEU THAM KHAO

PUL LYC

MODAU

1 Hiện trạng của HTĐ Việt Nam và vấn để dánh giá phan tich 6n dinh

hệ thông qua các giai đoạn phát triển

Củng với quá trình dỗi mới và phát triển kinh tế đất nước trong nhiều nằm

qua HTD Viết Nam có những bước phát triển vượt bậc Từ quy mê công suất

trên dưới 5000 MIW váo những năm 90, năm 2004 tổng quy mô công suất nguồn toản quốc đã lên trên 10.000 MW Dự kiến dến năm 2010 sẽ lên tới

trên 20.000 MW và đến năm 2020 sẽ vào khoảng 40000 MW Như vậy tốc độ

tăng trưởng có kich cỡ trên dưới 15% mỗi năm tỉnh dến năm 2010

VỀ lưới điện, việc xây dựng xong và đưa vào vận hành dường day SCA

500 kV Bac - Trung - Nam đầu năm 1995 là một bước phát triển mới trên con

đường mở rộng quy mỗ truyền tải và liền kết hệ thống Từ dó HLĐ Việt Nam trở thành HID hợp nhất với đầy đú các đặc trung của hệ thông lớn Mệt mặt, TITĐ hợp nhất cho phép khai thác tối đa các ưu điểm vận hành kinh tế (vận hành phối hợp các nguồn thuỷ nhiệt điện, tối ưu hoá công suất nguồn ), mặt

khác cho phép nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Việc hợp nhất hệ thống còn

là tiễn đề thuận lợi cho việc phát triển gác loại nguồn điện công suất lớn (ở bất

cứ vì trí nào, ở mọi quy mồ công suất) và mở rộng nhanh chóng pham vì lưới

điện phân phối, điện khí hoá đất nước

Tuy nhiên hệ thống lớn cũng mang các đặc trưng hoạt đồng phức Lạp Các

guá trình quá độ diễn ra sau sự cố, các hiện tượng điện từ, điện cơ xuất hiện

bởi những kích động nhỏ ngẫu nhiên có thé din dén hệ thống mắt ốn định và

gay ra những hậu quả nặng nề

NMTD Sơn La, NMND Quảng Ninh, Mông Dương, Cần Thơ với tông

chiều dài lên đến trên 5000 km IIệ thống tái điện 500 kV trở thành trục xương sống của lưới truyền tải, nỗi liền các trung tâm phụ tải với các nha may

có các tổ máy công suất lớn Vấn để tỉnh toán ổn định, xác định giới hạn

truyền tái cho lưới trở thánh những nội dung cần được đặc biệt quan tâm Việc nghiên cứu ổn định của H'I'Đ hợp nhất còn liên quan đến việc quy

hoạch, lựa chọn vả áp đụng các trang thiết bị mới nhằm hiện đại hoá ITTĐ

Việt Nam, nâng cao dộ tin cậy và khả năng vận hành kinh tế cho HT

2 Lý do chọn để tài và mục đích nghiên cứu

'Việc nghiên cứu phân tích én định sơ đồ HTD Việt Nam qua các giai

đoạn là một nội dung hÉt sức quan trọng và có ý nghĩa cấp thiết Tuy nhiên,

để nghiên cứu có hiệu quă và đáp ứng được các yêu cầu mong muốn cần phải

có các phương pháp thích hợp Van đề đặt ra không phải chỉ là đánh giá hệ

thống có ổn định hay không ổn dịnh của các sơ đỗ hệ thống cụ thể trong một trạng thải vận hảnh nhất định mà vấn để côn là ở việc xác định các giới hạn

chế độ vận hành khác nhau Cần tìm ra các yếu tế có ảnh hưởng trực tiếp đến

giới hạn vận hành ôn định, các biện pháp hiệu quả cải thiện chỉ tiểu dn định

pháp rât tiện dụng vả hiệu quả khi phần tích ồn định của HD phức tạp.

Các kết quả nghiên cứu đều hướng tới việc áp dụng tinh toán phân tích

các đặc trưng Ổn định cúa HTĐ Việt Nam, tương ứng với các giai phát triển

tệ thống đến năm 2010 Một số tỉnh toán phân tích cững nhằm vào việc đánh

giả hiệu quả các phương tiện và thiết bị nâng cao én định cho hệ thống điện

Việt Nam

3 Nội dung luận văn

'Với mục tiêu nêu trên, luận văn được thực hiện theo bỗ cục nội dung như sau:

" Chương 1: TỔng quan về các phương pháp phân tích én định

tĩnh trong hệ thống điện

"_ Chương 2: Nghiên cứu ôn định tĩnh hệ thống điện sử dụng tiêu

chuẩn mắt Ôn định phi chu ky

" Chương 3: Ứng dụng tiêu chuẩn mắt ốn định phi chu kỳ vào

tính toán ôn định tĩnh hệ thống điện Việt Nam

"Chương 4: Nghiên cứu hiệu quá của 8VC trong nâng cao dn

định tĩnh hệ thông điện Việt Nam

Tae gid xin chân thành cảm ơn các thây giáo vả cô giáo trong Bộ môn

TIệ thống diện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các anh chị công tác tại

Trung tâm điều độ Quốc gia - Tổng Công ty Diện lực Việt Nam đã giúp

đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian tác giả thực hiện luận văn Đặc

biết tác giả xin bày tổ lòng biết ơn sâu sắc với Thay pido GSTS La Văn Út

người đã quan tâm, tận tỉnh hướng dẫn giúp tác giá xây dựng vả hoàn thánh

luận văn nay

ON DINH TINH TRONG HE THONG DIEN

1.1 Khải niệm về ôn định tĩnh

Khái niệm ổn định của các hệ thẳng động nói chung và hệ thống diện nói

riêng được được đưa ra xuất phát từ các nhận biết về đặc tính của trạng thái

cân bing C6 trang thái cân bằng bền (én dinh) va trang thai cần bằng không

bền (không Sn định) Trang thái cân bằng a) (hỉnh 1.1) của hòn bi chuyển động tự do trên bề mặt là trạng thái cần bằng không bền bởi chỉ với một kích

động nhỏ làm lệch khỏi trạng thái cân bằng hon bi sé chuyển động tiếp tục ra

xa (sau khi đã hết kích động) Trạng thái cân bằng b) (hinh 1.1) ngược lại, sau

kích động nó luôn quay trở lại vị trí cân bằng ban đầu

un

Với hệ thống đơn giản gồm một máy phát được nối với hệ thống công

suất vô cùng lớn qua một dường đây (hình 1.2) cũng tổn tại 2 trạng thái cân

bing a va b Thật vậy, nếu coi công suất tua-bin là không đối còn công suất máy phát có dạng

P(8)= Bang =P, sind (Ly

Xe

trong đó: Xu-Xy Xgl Xp/2

Cac điểm cân bằng a và b ứng với các trị số góc lệch ồm và ð„;

Su — arcsin(PzEPm); Šð¿z — 180? - arcsm (P/Pm)

Tuy nhiên chỉ có điểm cân bằng ø lá Ôn định và tạo nên CĐXL, Thật vậy,

giả thiết xuất hiện một kích động ngẫu nhiên làm lệch góc ö khỏi giá trị ỗ„:

một lượng A8 > 0 (sau đỏ kích động triệt tiểu) Khi đỏ theo các đặc tính công,

suất, ở vị trí mới công suất điện từ (hšm) F(6) lén hơn công suất co (phát

động) Dạ, do đó máy phát quay chậm lại, góc lệch ð giảm di, trở về giá trị Ba Khi Aö < 0 hiện tượng điễn ra theo tương quan ngược lại Fr > F(8), may phat quay nhanh lên, trị số góc lệch 8 tăng, cũng trở về Sm Diém z như vậy dược coi là có tỉnh chất cần bằng bên, hay nói khác đi có tính Ổn định tĩnh

Xét điểm cân bằng b với giả thiết A& > 0, tương quan công suất sau kích

động sẽ lá Dạ > P(B), làm góc B tiếp Lục tăng lên, xa dần trị số Š„; Nếu Að < 0

tương quan công suất ngược lại làm giảm góc 5, nhưng cũng lại làm lệch xa hơn trạng thái cân bằng Nhu vay tai diém cin bing b, dù chỉ tần tại một kích

động nhö (sau đó kích động triệt tiêu) thông số hệ thông cũng thay dỗi liên tục lệch xa khỏi trị số ban đầu Vi thể điểm cân bằng b bị coi là không ẩn định

Cũng vì những ý nghĩa trên én định tĩnh còn được gọi là én định với kích

động bé , hay dn dịnh điểm cân bằng,

Hình 1.2: Hệ thông điện don giản và đặc tính công suất của hệ thống,

Nếu xét nút phụ tải và tương quan cân bằng công suất phẩn kháng ta cũng,

có tính chất tương tự Chẳng hạn, xét hệ thống điện hình 1.3 Nút tải được

cung cắp từ những nguễn phát xa Đặc tính công suất phản kháng nhận được

từ các đường đây về đến nút U có đạng :

QU) = - U/Äm + (Ei/ Xui cos Bị q2)

Điện áp nút U phụ thuộc tương quan van bing võng suất phản kháng,

'Tổng công suất phát Qr() = #Q¡(U) cân bằng với công suất tải Q, tại các

điểm c và đ như trên hình 1.3 b, ứng với các điện dp Us va Un Nếu giữ được

cân bằng công suất điện áp nút U sẽ không đổi, còn nếu Qy > Qị điện áp nút ting lên, khi Qp « Q( diện áp nút U giảm xuống (thể hiện đặc tính vật lý của

nút tải, chứa các động cơ) Phân tích tương tự như trường hợp công suất tác

dụng của máy phát, để thấy được chỉ có điểm cân bằng ở là ấn dịnh Với điểm

cân bằng e sau một kicb động nhỏ ngẫu nhiên điện áp L) sẽ xa dần trị số Us nghĩa là điểm cân bằng c không ổn định.

Hình 1.3: Hệ thống nhiều nguồn cung cấp công suất phân kháng cho tai

và đặc tỉnh công suất phán kháng,

Như vậy, trong các vỉ dụ trên khái niềm về ôn định tĩnh đều liên quan

đến đặc tính của điểm cân bằng Cân bằng lực, cân bằng công suất (tác dụng

và phản kháng) tương ứng với các diều kiện cần cho sự tỒn tại chế dộ xác lập,

còn hệ thống có duy trì được chế độ xác lập lâu dài hay không (khi thường

au khác -

xuyên số các kích động nhỏ ngẫu nhiên) còn phụ thuộc và một yêo

yêu cầu về tính bền vững (én định) của hệ thống tại điểm cân bằng, Như vậy

đặc tính én định còn là điêu kiện đủ của CDXL

1.2 Các phương pháp phân tích 6n dinh tinh

1.2.1 Khái niệm cỗ diễn về ấn dịnh tĩnh và tiêu chuẩn năng lượng

Nói đến các phương pháp phân tích ổn định hệ thống điện, trước hết phải

kế dến phương pháp tiêu chuẩn năng lượng Đây lả phương pháp phân tích

đựa trên khái niệm cổ điện vé ến định hệ thống vật lý nói chung Theo đó,

hoạt động của một hệ thống vật lý bất kỳ đều có thể mô tả như một quá trinh

trao dỗi năng lượng giữa nguồn phát và nơi tiêu thụ Chế độ xác lập diễn ra

không thay đổi Khi có những kích động làm lệch thông số trạng thái, sẽ xảy

ra biến động ở cả năng lượng nguồn phát và năng lượng tiểu thụ phụ thuộc

vào đặc tỉnh vật lý của nguỗn va tai Khai mém n dinh cổ diễn cho rằng, nếu

biến động làm cho năng lượng phát của nguồn lớn hơn năng lượng tiêu thụ

tính theo hướng làm lệch xa thêm thông số trạng thái thì hệ thông không én định, trong trường hợp ngược lại hệ thẳng sẽ ẳn định I3ễ hiểu được khái niệm

nảy nếu đề ý rằng một hệ thống khi thoát khỏi trạng thái cần bằng nguân năng

lượng dược giải phóng (tăng lên liên tục) trong khi tiêu thụ và tổn thất không,

tăng (hoặc tăng ít), năng lượng thừa có thể đưa hệ thống vào trang thai chuyến

động hỗn loạn (mắt ôn định) Trong trường hợp ngược lại (thiểu năng lượng)

hệ thống sẽ nhanh chóng rơi vào trạng thái đứng yên (ốn định)

Về toán học, có thể mô tá điều kiện ổn định hệ thống theo tiêu chuẩn năng lượng như sau

Trong d6, AW = AWp-AWy 1a higu cdc sé gia nang lượng nguén phat va

14i Géu thy, ATTA sé gia thang số trạng thái hệ thông

Xét với những khoảng thời gián ngắn, (1.3) có thể viết dưới dạng vi phân

av ali

Với mỗi hệ thống đã cho, xét những điểm nút trao đổi năng lượng khác

nhau có thể nhận dược hàng loạt biểu thức cụ thể đạng (1.4) Đó chính là cáo

biểu thức cụ thể của tiêu chuẩn năng lượng để kiểm tra tính én định của một

tệ thông Quan hệ giữa các thông số năng lượng W và các thông số trạng thái

1Í dược gọi là các đặc tính công suất Một công việc quan trọng khi áp dụng

phương pháp tiểu chuẩn năng lượng là phải thiết lập dược các quan hệ đặc

tính công suất

Đối với các hệ thống điện, các thông số năng lượng là P, Q và áo thông

số trạng thải là ä, U Để đánh giá tính Šn định của hệ thống điện thường xét

tiêu chuẩn db/d8 déi với các nút nguồn và đQ/4U đối với các nút tải

Tho tiêu chuẩn năng lượng, hệ thống dign sé én dinh néu théa man (1.6)

hoặc (1.7) tại mọi nút trong hệ thông

Ưu điểm của phương pháp nghiên phân lích én dịnh tĩnh hệ thống diện bằng tiêu chuẩn năng lượng là don giản và khá hiệu quả Ngoài ra phương

pháp tiêu chuẩn năng lượng còn đem lại một cách nhìn trực quan về tính dn

dinh của một hệ thống điện đơn gián Tuy nhiên phương pháp nảy có nhược

điểm là chưa thể hiện đây đủ các yếu tố dặc trưng ch tính ốn định hệ thông

như yếu tố quan tính và động năng chuyển động của hệ thống, ngoai ra các

tiêu chuẩn được thiết lập cũng không có tính chặt chẽ, khó kiểm tra khi dẳng, thời có nhiễu thông số hệ thống cùng biến thiên

1.2.2 Phương pháp cia Lyapunov

Sự phát triển cúa lý thuyết Ôn định hiện đại dựa trên khái niệm hệ thống

chuyển động có quán tính đã khắc phục được một nhược điểm lớn của phương pháp phân tích ổn định dựa trên lý thuyết én định cổ điển Phương

pháp của I„yapunov là một phương phảp phân tích én dịnh hệ thắng diện bằng

lý thuyết Ổn định hiện đại

Xét một hệ thống với giả thiết là hệ thống cô lập, không chịu tác động của ngoại lực Hệ phương trình vi phân mô tả trạng thái của hệ thống có dạng;

Diễm cân bằng œ ~ (0h, O42, Om) Ứng với nghiệm của hệ phương trình

đại số

Điểm cân bằng œ được coi là hoàn toàn xác định Nêu tại thới điểm ban

dầu t— 0, hệ thống có xj — 0, % — O thì các thông số trạng thải hệ thống xị sẽ

tiếp tục không thay đổi Nếu tại t — Ú, š, — O mA xi- & + 0; thì sau đó các

thông số trạng thái hệ thống sẽ thay đổi Dạng quĩ đạo chuyển động diễn ra

khác nhau phụ thuộc vào tính chất hệ thống

Theo khái niệm ồn định của Lyapunov, hệ thống én dinh nếu cho trước một số £ tùy ý có thế tìm được một số õ nhỏ tùy ý khác sao cho: khi

khối vị trí cân bằng Từc nói một cách khác, hệ thống vật lý được xem 1a én

định nếu dưới tác đông của những kích đông ngẫu nhiên nhỏ, thông số hệ

thống bị lệch ra khỏi điểm cân bằng sẽ không tự chuyển động ra xa vô hạn Ngược lại hệ thông bị coi là mắt n định

Lyapunov cũng đưa ra khái niệm về ổn định tiệm cận, theo đẻ hệ thống

được gọi là 6n định tiêm cận nếu |x,Œ)—œ4|—>Ù khi #—>œ Khi hệ thông én

định tiệm cận thì né ổn định với trị số bất kỳ của kích động ban dau va qui

đạo của chuyển động cuối củng sẽ đưa hệ thống trở về vị trí cân bằng œ

11

Như vậy về nguyên tắc, để đánh gia dn định của hệ thống phải tìm được

các nghiệm biển thiên thco thời gian của hệ phương trình vi phân (1.8) với

các diều kiện % = 0 vả x,= É¿ z 0 tại t= 0

Để đơn giản hóa tránh việc phải giải hệ phương trình vi phân (1.8),

Lyapunov đã đưa ra hai phương pháp được gọi là phương pháp thứ nhất và

phương pháp thứ hai của Lyapunov hay phương pháp trực tiếp và phương

pháp xấp xÏ bậc nhất

4) Phương pháp thứ nhất cúa Lyapunov (phương pháp xấp xí bậc nhất}

Phương pháp thứ nhất của Lyapunov được sử dụng phổ biến trong hệ

thống điện, đặc biệt để phân tích Ổn định tĩnh của hệ thông điện có điều chỉnh

Hệ phương trình vi phân chuyển dộng được xấp xí hóa thành hệ phương,

trình vi phân tuyến tính hệ số hằng Dễ thực hiện việc này, xấp xỉ

đQ4 xa xa) bằng chuỗi Taylor

“ĐÃ &, -a) ley 5z

221tr

*

(1.10)

chỉ giữ lại các thành phần vi phân bậc nhật trong xấp xỉ theo (1.8) có được hệ

phương trinh vi phân tuyến tính hóa:

'ay nhiên do các sai khác của hệ thống chuyển đông theo hệ phương

trình tuyến tính hóa (1.11) sa với hệ thẳng ban đầu (1.8) nên Lyapunov dua ra

cdc qui tie sau:

- Nếu hệ thông chuyển động theo hệ phương trình tuyển tính hóa ổn định

tiệm cận thì hệ thống ban dầu cũng ấn dịnh tiệm cận

- Nếu hệ thông chuyến động theo hệ phương trình tuyến tính hóa không,

ẩn định thì hệ thẳng ban đầu cũng không ỗn định

- Trong gác trường hop con lại phương pháp xấp xỉ bậc nhất không kết luận được tính ôn định của hệ thống

Để phân tích tỉnh ổn định của các hệ thống lớn, tính ổn dịnh của hệ thống, chuyển đông theo hệ phương trình tuyến tính hóa được xác định theo nhiều

tiêu chuẩn gián tiếp giải trên máy tính Các tiêu chuẩn này đựa trên qui tắc

xác dịnh dấu nghiệm của phương trình dặc trưng của hệ thống ứng với (1.11)

- Nếu trong các nghiệm của phương trình đặc trưng (1.12) có ít nhất một

nghiệm có phần thực đương thi hé thong không ổn định

- Nếu phương trình dặc trưng có nghiệm với phần thực bằng 0, các nghiềm còn lại có phần thực âm thì hệ thống ở trong trạng thái giới hạn

Để xét dâu nghiệm phương trình đặc trưng có thể sứ dụng nhiều tiêu

chuẩn, phương pháp gián tiếp như tiêu chuẩn đại số Hurwitz, tiêu chuẩn tần

số Mikhailov, phương pháp chia miền én định theo thông số,

b) Phương pháp thứ bai của Lyapunov (phương pháp trực tiếp)

Phương pháp thứ hai nghiên cứu tính ỗn định của hệ thống một cách trực

tiếp thông qua việc sử đụng những hàm phủ hợp V được xác định từ không

gian trạng thái (hệ phương trình vị phân quá trình quá độ) của hệ thống Hàm

13

V (ham Lyapunov) cn phai đảm bảo có những tính chất nhật định, nhờ đó có

thể nghiên cửu được tính én dinh của hệ thống thco các qui tắc sau

- Hệ thống ỗn định nếu tổn tại một hàm V có đấu xác định, đồng thời đạo hàm toàn phần theo thời gian của hàm V phủ hợp với (1.8) là một hàm

không đổi dẫu vả ngược dấu với hàm V hoặc lả một hảm đẳng nhất bằng 0

trong suốt thời gian chuyển động của hệ thống

- Hệ thống ổn định tiệm cận nếu tồn tại một hảm V có dấu xác định, đồng thời dạo hàm toàn nhần theo thởi gian của hàm V có xét tới (1.8) cũng lả

một hàm có đấu xác định và ngược dấu với hàm V trong suết thời gian

chuyển dộng của hệ thông,

về nguyên thc, phuwong phap truce tiép ca Lyapunov rất hiệu quả, khing

định được uhắo

là hệ thống ổn định nếu tim được hàm V với các tính

chất pha hop ‘Tuy nhiên do phương pháp dựa trên việc thiết lập hàm không, theo qui tắc chặt chế, trong khi việc tìm được hảm V phù hợp lại là điều kiện

đủ để hộ thông ổn định nên sẽ không thé đưa ra được kết luận đốt với các hệ

thống không ổn định Dối với một số hệ thống, ví đụ các hệ thống cơ khí, có

thể đã dàng thiết lập được biếu thức hàm V theo các qui tắc cho trước, nhưng

trong nhiều trường hợp khác, trong đó có hệ thống điện, không phải lúc nào

cũng tìm được hảm V phủ hợp Vì vậy việc áp dụng phương pháp này trong

phân tích ôn định tĩnh hệ thông điện cho đến nay còn hạn chế và vẫn dang

được tiếp tục nghiên cứu

1.2.3 Một số phương pháp phân tích ấn dịnh tĩnh diện án

Trong quá khử, việc phân tích đánh giá ồn định tĩnh điện áp thông qua

các chương trình tính toán chú yếu đựa vào việc xác định én định thông qua

việc tính toán các đường cong U-P và Q-U tại các nút đã chọn nhật định Các đường cong này thường được xây dựng thông qua việc tính toán một số lượng

lớn các chế độ xác lập của hệ thống Các phương pháp này tốn thời gian và ít

đem lại các thông tin có ich cho việc tìm hiểu chỉ tiết nguyên nhân dẫn dến

cdc van dé 6n định trơng hệ thống Hơn nữa những quá trình này tập trung vào phân tỉch các nút riêng lễ vả do đó có thé dẫn tới làm lệch lạc cách nhìn

nhận về trạng thái ôn dịnh của cả hệ thống Các nút đưa vào phân tỉch đặc tính

U-P và Q-U phải được chọn một cách cin thận và để có được một hình ảnh

toàn điện vỀ hệ thẳng thường yêu cầu phải tỉnh toán phân tích một số lượng

lớn các đường đặc tính

liên nay một số phương pháp mới đã được sử đụng nhằm phân tích ổn

dịnh tĩnh diện áp của hệ thống diện, như phương pháp phân tích đô nhạy L.-Q,

phương pháp phân tích phương thức Q-U Các phương pháp nảy có ưu điểm

là đem lại những thông tin toàn diện hơn về én dinh điện áp trong một bức

tranh toàn cảnh hệ thống và cho thầy rõ các khu vực có van dé vé mat ỗn định

điện áp

4) Phương pháp phân tích độ nhạy U-Q

Với việc áp dụng phương pháp Newton - Raphson vào giải tích hệ thông

điện, nhận được ma trận Jacobian theo biéu thức sau:

Có thể thấy các phần tử trong ma tran Jacobian biểu diễn độ nhạy giữa

công suất với những thay đổi điện áp tại nút

On dinh diện áp của hệ thống chịu ảnh hưởng bởi cả công suất tác dụng,

và công suất phản kháng, tuy nhiên tại mỗi thời điểm có thể giữ P không đối

và đánh giá én định điện áp bằng cách theo đối mối quan hệ giữa Q và U Miặc dù những thay đổi của công suất tác dụng đã được bỏ qua ở đây, song tác

động của P tới ổn định điện áp có thể được đánh giá dựa vào việc nghiên cứu

các mối quan hệ Q-U tại oác điểm làm việc kháu nhau oủa hệ thông

Theo (1.14), dang thời cho AP — 0, thu được biểu thức sau

AQ — [Jan - Jaa lps" Jee] AU

Ma trận Jz'được gọi là Jacobian U-Q thu gọn với phần tử đường chéo

thứ ¡ của ma trận là độ nhạy U-Q cúa nút ¡ Độ nhạy L-Q tại một nút cho biết

đô đốc của đặc tính U-Q của nút đó tại điểm làm việc đang xét

Tỉnh ổn định tĩnh điện áp của hệ thông được xác định như sau:

- Nếu độ nhạy U-Q tại mọi nút mang đầu dương thì hệ thống én dịnh Độ

nhạy cảng nhỏ thì hệ thống càng ổn định.

- Nếu độ nhạy LUI-Q của chỉ một nút mang dầu âm thì hệ thống không én

định Độ nhạy cảng âm thi hé théng cảng mắt Ổn định

Đ) Phương pháp phân tích phương thức Q-U

Phương pháp phân tích phương thức Q-U là một sự phát triển của

phương pháp phân tích dé nhay U-Q Ngoai các ưu diểm đã nói ở trên,

phương pháp phân tich phương thức Q-U còn có một điểm mạnh nữa là cung

cấp thêm các thông tin liễn quan tới cơ chế xảy ra mắt ấn dịnh điện áp trong

hệ thống

Các tính chất về ôn định tĩnh điện áp của hệ thống có thể được xác định

bằng cách tỉnh toán các trị riêng và vectơ riêng của ma trận Jacobian thu gon

1z cho bởi biểu thức (1.16)

Tạ cũng có thể được biểu diễn dưới dang sau

Trong d6, Sem) thax lần lượt là ma trận voctơ riêng bên phải, ma trận

vectơ riêng bên trái của Jạ và A@s› là ma trận đường chéo với các phần tử trên đường chéo là các trị riêng của Pa

V6i &, ny lần lượt là các vectơ riêng bên phải và veotơ riêng bên trái cũa

1z tương ứng với trị riêng ¡ (7 ~— l,ø)

'Pheo tính chất của ma trận vectơ riêng bên phải và ma trân veotơ riêng,

bến trải (các ma trận phương thức): šn —I <> WEF

Da đó từ (1.19) suy ra được: Tạ” =šA“Ị (120)

Kết hợp với (1.18) thu được biểu thức:

17

AU-A2n AQ (1.21) hay au => Hag #4 (1.22)

Từ (1.21) và do š1= rị có thể viết

Trong đỏ: u=nAU 1a veete cia nhiing thay di dién 4p phuong thitc,

g-NAQ là vectơ của những thay déi công suất phan kháng phương thức

Sự khác biệt giữa (1.24) và (1.18) là ở chỗ A1! là một ma trận đường chéo

trong khi Jp thông thường không phải là ma trận đường chéo Do đó, có thể

viết biểu thức sau cho phương thức thử ¡

- Niễu À¡ — 0 thi xảy ra sụp dỗ diện áp tại phương thức thứ ¡ đo bắt kỳ thay dỗi nào trong công suất nhân kháng của phương thức nảy đều dẫn đến sự thay

đỗi đến vô hạn của điện áp phương thức

Do trị số A¡ dương cảng nhỏ thì điện áp phương thức thứ ¡ cảng gân tới trang thai mất Ổn định nên phương pháp này có thể xác định được mức độ ôn

định của hệ thẳng và biết được có thể tăng phụ tải thêm bao nhiều hoặc có thể ting cong suất truyền tải tới mức nảo Sử dụng phương pháp này cũng cho

phép xác định được miền ốn định điện áp của hệ thống và sự tham gia của các

thành phần vào mỗi phương thức

CHUONG 2:

NGHIEN CUU ON DINH TINH HE THONG DIEN

SU DUNG TIEU CHUAN MAT ON DINH PHI CHU KY

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ máy tính diện tử và các lý

thuyết điều khiển phân tích số, một phương pháp dược sử dụng phổ biến trong,

việc nghiên cứu, phân tích tính Ên định của hệ thống điện phức tạp là phương pháp thứ nhất của Lyapunov (hay con gọi là phương pháp dao động bé hoặc

phương pháp xắp xỉ bậc nhất) Phương pháp nảy có thể được dùng cho cả các

xmỗ hình hệ thống điện đơn giản hóa và các hệ thống điện có cấu trúc phức tap

với mô hình dầy đủ xét đến quá trình quá độ điện từ và quá trình quá độ trong

các thiết bị tự động điều chỉnh

Trong phân tích ôn định tĩnh của hệ thông điện theo mô hình đơn giản

hóa có thể sử dụng các tiêu chuẩn thực dụng gần đúng Các tiều chuẩn thực

dựng không có khả năng phân Lích đầy đủ tính én định của hệ thống, nhưng

chủng vẫn dược sử dụng rộng rãi trong nhiều trường hợp bởi có thể đưa ra

những kết luận về các đặc trưng ỗn định quan trọng của hệ thống chỉ bằng

những tỉnh toán đơn giản Tiêu chuẩn mắt én định phi chu kỳ (hêu chuẩn thực

đựng Gidanov) là một trong số các tiểu chuẩn đó Về bản chất, tiêu chuẩn mat

ổn định phi chu kỳ đã được xây dựng đựa trên cơ sở lý thuyết phương pháp

thir nhat cua Lyapunov

19

2.1 Phân tích ổn định tinh của hệ thông điện cầu trúc phức tạp

thco nhương nháp thứ nhất cửa [.yapmov

Trong phạm vị luận văn, chỉ xem xét việc áp dụng phương pháp thứ nhất

ciia Lyapunov với các hệ thống diễn đơn piắn hóa có cầu trúc phức tạp với

mô hình phụ tải là tổng trở hằng và phụ tải theo đặc tính tĩnh

»_ Hệ thếng điện phức tạp với mô hình phụ tải là tổng trở hằng

Khi các phụ tải trong hệ thống dược thay thế bằng các tổng trở hằng, có

thể sử dựng phép đẳng trị hóa để đưa hệ thống về sơ đồ đơn giản hơn chỉ bao

pm các nút nguồn Sau khi dẳng trị, công suất tác dựng của các nút có thể được xác định theo biểu thức

P=Evy, sing, — DEE

‘Trong đó, Hị là suất điên đông của máy phát tại nút i, ya⁄⁄œ-90® là điện

dẫn riêng của nút i, vụ⁄⁄œ-90° lá điện dẫn tương hỗ giữa nút i va nut j, 614

góc lệch giữa góc quay rôto máy phát tại nút ¡ và góc pha máy phát nút cơ sở

Giả sử chọn nhả máy thứ n làm nhà máy cân bằng có góc pha lam góc cơ

sở Dặc tính công suât tác dụng P¡ sẽ phụ thuộc vào (n-1) góc lệch tương đối

Chia hai về phương trình thứ ¡ của (2.5) cho 'Tu/@, trừ phương trình thứ

n vảo các phương trình còn lại sẽ nhận được hệ phương trình sau

OA AS HAAS, +4 )Aổ,= 0

PAS, A6 La,VÀ + — tg, yd, = 0 ae ụ (2.6)

d'A6, So di tyh BF dey ASL - - erie ¡0 -

Phương trình đặc trưng của hệ thống tương ứng với hệ phương trình

tuyến tính héa (2.6) được biểu diễn như sau:

21

đụ or Bena PF | dy yen)

'Irong đó các hệ sé Ay duoc tinh theo cae hệ sé ay Phuong trinh cho

phép tính toán bằng số để đánh gid tinh dn định của hệ thống Do đa thức về trái của (2.7) chỉ chứa các thành phần bậc chấn của p, đặt ~—p? sẽ được phư-

ong trinh sau:

Khi (2.8) có tất cả các nghiệm x;¡ dều là nghiệm thực va âm thì tất cã các nghiềm p của (2.7) đều lä nghiệm thuần ảo

P—0Ww— NỈ Xe, PT JW— lý x;: Em T

To dá hệ thẳng tương ứng với hệ phương trình (2.5) Ổn dịnh Góc lệch

tương đếi của rôto mỗi máy phát so với nút cơ sở sẽ đao động theo biểu thức

sau

Að(— 5C? smG#t | ø) ?— 1n

a 'Irong đó các hing sé Ci, @ phu thuéc vào các điểu kiện đầu của hệ phương thống Như vậy các póc lệch rôto dao động chu kỳ bảo toán với các tân số riêng vụ khác nhau Đó là trường hợp bỏ qua không tính tới hệ số cân kpi, trong trường hợp có xét tới lực căn thi hệ thống sẽ đao dộng ổn định và

tất din

Khi (2.8) có r nghiệm thực đương và (n-1-r) nghiệm thực âm thì (2.7) có

r cắp nghiệm thực và có (n-1-r) cặp nghiệm thuần áo có dạng,

Đị=A EM Py= = Je I=Ìr

ĐT CN + Ba — iv, im TA

Góc lệch tương đi của rôto mỗi máy phát so với nút cơ sở sẽ dao động,

theo biểu thức sau:

A8S@)— Net +C*z)+ Sc sinv,it+y,) i- La

Do thanh phan e” ting truéng vé han khi t ting nén góc lệch rồto tương

đối của mỗi máy phat luc nay dao động chu kỳ tăng tới vô cùng, hệ thống,

tương ứng với hệ phương trình (2.5) mắt ỗn định

Qua đây có thể thay ring hé théng chi én dinh khi tất cả các nghiệm của

(2.8) đều thực và âm Với việc sử đụng kết luận nảy cỏ thể xác định được tính

én dinh của hệ thống điền

» IIệ thống điện phức tạp với mô hình phụ tải thay đổi theo đặc tính

tĩnh

Khi xét đến đặc tính tĩnh của phụ tải tức để cập đến tỉnh chất thay đối thoo điện áp và tần số của công suất phụ tải Trong trưởng hợp nảy phụ tải không được thay thé bằng tổng trở cố định mả mút tải dược coi là nơi tiêu thụ

công suất theo quan hệ hàm với điện áp nút và tần số

23

Với phụ tải thay đổi theo đặc tính tĩnh, cần sử đụng mô hình phi tuyến và

không thể biển đổi dẳng trị hệ thống về đạng đơn giản gồm toàn các nút

nguồn

Trong phạm vi mục này, chỉ xét đến sự thay đổi của công suất phụ tải

theo điện áp nút và coi tần số không đổi Các đặc tỉnh tĩnh phụ tãi có dạng

nhưsau Pụ=Pw/U) , Qu= Qaữ)

Xét hệ thống có n nút, trong đó có F nút phát, bỏ qua mômen cần trong,

các máy phát hệ thống Hệ phương trình vĩ phần quá trình quá độ hệ thống có

Hệ gễm cỏ n phương trình cân bằng công suất tác dụng và n phương

trình cân bằng công suất phần khang các nút

Giả sử chọn mit 1 có nhà máy làm nút cân bằng, Các biến trạng thái của

hệ thống lúc này là (B, ð¿a, Da, Uegs, , Ủy) Đặc tính công suất các nút

là hảm phụ thuộc vào các biến trạng thái của hệ thống

Pi - Pi(da, Soa, Urn, Upe, , Ue), ila

Q¡= Qiốa, Bá, Uen, Dp, , Ua) , —l,n

khi các suất điện động máy phát đã được cho thì công suất phản kháng

của các máy phát là hoàn toàn xác định bởi các biển trạng thải Do đó có thé xét riêng, không đưa vào hệ phương trình quả trình quá độ các phương trình

cân bằng công suất phan kháng nút phát Hệ phương trinh vi phân quá trình

quá độ của hệ thống lúc này được biểu điễn như sau

trình thử 1 sẽ nhận được hệ phương trình sau

FM Ady 11,5, bu AUyg Là LRVAU T0, in Ể

|

462A, + +e„Að, + dyer yAU rn — td AU, — 8, AU, 0, fF 4+hn

#A, L 1£„A, L fguyAUp 1 ƒ/XAO, 8g AU, =0

L

(2.12)

Trong đó, các hệ số a,b, ¢, d,e,f, g được xác định như sau:

Tựa trên (n-T) phương trình cuỗi của (2.12) có thể xác định được các

biến (Bmip ổma, Uẽn, Ủpia, , Ua) theo cae bién (8:, , 6):

Cane + Sirsa - Ômngse—8egan) đơn, AU en

Thay các biến (Bru, , ỗạa, Uru, Upsz, , Us) tim được vảo F phuong

trình đầu của (2.12) có được hệ phương trình:

Trong đó các hệ số Bụ được xác định theo hệ sé Ay

To đa thức về trải của (2.14) chỉ chứa các thành phần bậc chẵn của p, dit

x=p? sẽ được phương trinh:

37

2.2 Tiêu chuẩn mắt én định phi chu kỳ (tiêu chuẩn Gidanov)

'Liêu chuẩn mất ổn định phi chu kỳ (tiêu chuẩn Gidanov) lả một trong

những tiêu chuẩn thực dụng được dùng trong việo nghiên cứu và đánh giá ôn dinh nh của hệ thống diễn thco mô hình don giãn Mặc dủ khi áp dụng liều

chuẩn này, sai số của miền ốn định tìm được lớn hơn sai số khi áp dụng

phương pháp thir nhat cua Lyapunov (phương pháp xắp xỉ bậc nhất) vá không phân tích dược hoàn toàn day đủ tính ôn định của hệ thống, nhưng tiểu chuẩn

nảy vẫn được sử dụng trong nhiều trường hợp do yêu cầu tỉnh toán đơn giân

mà vẫn đạt độ chính xác cao Tiêu chuẩn này có thể được áp dụng rất hiệu quả cho hệ thống điện dơn giản hóa có cấu trúc phức tạp bất kỳ Một ưu điểm

nổi bật của phương pháp sử dụng tiêu chuẩn mit én định phi chu ky trong

phan tích tỉnh ổn dịnh của hệ thống điện là có thể sử dụng ngay số liệu tính

toán chế độ xác lập để đánh giá sơ bộ về ốn định tĩnh của hệ thông

Tiêu chuẩn mắt Ổn định phi chu kỳ đã được Œidanov xây dựng dựa trên

cơ sở lý thuyết đánh giá én định hệ thống điện theo phương pháp thứ nhất của

Lyapunov bằng tiêu chuẩn IIurwitz

XéL hệ thống với phương trình đặu trưng có dạng như sau

Ma trận Ilurwitz được thiết lập đựa trên các hệ SỐ âm của phương trình đặc trưng,

đặc trưng từ ay đến aa, các hàng của ma trận được điền đầy lần lượt bởi 0 hoặc các hệ số cúa phương trình đặc trưng có chỉ số toàn chẵn hoặc toàn lẻ

Dựa trên ma trận Hurwitz, xác định được các định thức Hurwitz:

Tiêu chuẩn ITurwitz phát biểu như sau: hệ thống sẽ ấn định nếu tất cả các

hệ số của phương trình đặc trưng và các dmh thire Hurwitz déu mang dấu

đương

Về bản chất, tiêu chuẩn Hurwitz có mục đích kiểm tra đấu phương trình

đặc trưng của hê thống vả điều kiện để hệ thống ến định theo tiêu chuẩn

Hurwitz cũng chính là điều kiện để tất cả các nghiệm của phương trình đặc

trưng cú phần thực mang dấu âm

Giả thiết dang xét hệ thống diện dang ở chế dé làm việc én dinh, khi dé

dựa trên tiêu chuẩn Hurwitz có duoc: ay > 0, A> 0 (vdim=0.n,k=1n) Tit

29

từ thay đổi các thông số chế độ về hưởng làm mắt dn định của hệ thống Khi

tệ thống vẫn con én định thi am, Ay vẫn đương, lúc hệ thống chuyến qua giới hạn từ trạng thải ồn địmh sang trạng thái mật én định thì một định thức

Tlurwitz nao đó sẽ đổi dấu Lương ứng với việc phần thực một nghiệm nào đó

của phương trình đặc trưng sẽ đối sang dấu đương Hurwitz đã chứng minh

được rằng nghiệm đầu tiên đổi dẫu phần thực tương ứng với định thức cắp n

đối đầu Vỉ A„T—def)—a,xA„,, nên Ay đổi đầu tương đương với aa hoặc Àu+

đổi dấu

Giả sử phương trình dặc trưng I3{p)~0 2.16) có các nghiệm pị, P¿ , Pa,

trong đó các nghiệm pị, ,pav là nghiệm phức, các nghiệm pza, ,pa là

nghiệm thực Khi đỏ (2.16) có thể dược biểu diễn đưới dạng,

đa] as(G | JÑ.(©n-]Êt)(Œ2 JB2X(G2-]Bà) (0 L]Ê) (Gá-JP‡)paenpaea Da

‘Ti (2.17) co thé thay, aq chi déi déu khi cé m6t nghiém thực của phương trình đặc trưng đổi dau

Mặt khác công thức của Orlando biểu diễn mối quan hé gitfa Ava với các

nghiệm của phương trình đặc trưng có dạng như sau:

set,

A,=CÐ T ø'T]J0,+m) (2.18)

sản Be

Trong đó, pị, px là các nghiệm phức của phương trình đặc trưng Theo

(2.18), nhận thấy Aa+ chỉ đổi dấu khi phần thực của cặp nghiệm phức chuyển

sang giá trị dương

Như vậy, nếu hệ thống mắt ổn định theo dang phi chủ kỳ tức xuất hiện

một nghiệm thực đương thì sự đổi dấu sẽ xảy ra ở hệ số an của phương trình

đặc trưng Nếu hệ thống mất ổn định theo đạng chu ky tức xuất hiện một

nghiệm có phần thực đương thì sự đối đầu sẽ xây ra ở dinh thitc Ana

xX

(a

(b)

Hồnh 2.L: Cỏe dạng mất ổn định cửa thụng số

(a) Mất én định dạng phi chu kỳ

Vì vậy để xét giới hạn ốn định tĩnh của hệ thông chỉ cần theo dõi đầu của

hệ số a„ và định thức A„x Tại thời diễm dầu tiên mà một trong hai thông số

này đổi đấu sẽ nhận được giới hạn ổn định của hệ thống Việc xét đầu A„i khá

khó khăn bởi nó có biểu thức phức tạp, trong khi việc tính toán vả xét đấu của

ay lai rat dem piân, nên tiêu chuẩn mắt Ổn dịnh phi chu kỳ đã bỏ qua việc xét dấu A¿i mà chí xét đầu a„

Một chú ý khi sử dụng tiêu chuẩn mắt ổn dinh phi chu ky la viée thay déi các thông số phải dược thực hiện từ từ theo những bước dũ nhỏ, nếu không sẽ

31

có khả năng bỏ qua các khoảng hẹp thông số gây mắt ôn định hệ thống và như

vậy sẼ mắc phải một sai số lớn

Do chỉ xé dấu aq trong khì bổ quá không xét dấu A„¡, tiêu chuẩn

Gidanov chỉ phát hiện được các mắt ôn định phi chu kỳ mà bỏ qua không phát

hiện được các mắt ôn định dạng chu ky

Tuy nhiên trong hệ thống điện thực tế, mắt ấn định dang chu ky va mat

én dinh dang phi chu ky vé co bản xây ra do các nguyên nhân khác nhau Từ

cấu trúc hệ phương trình chuyên động quá độ của hệ thống có thể phân ra làm

hai nhóm thông số: nhóm thông số hệ thống và nhóm thông số của các bộ tự động điều chỉnh Nếu hệ thống bị mat én định bởi nguyên nhân do các thông

số hệ thống gây ra thì mất ổn định có dạng phi chu kỳ, nếu bởi nguyên nhân

do các thông số của thiết bị tự động điều chính gây ra thì mất én dịnh có dang chu ky Vì không phát hiện được các mắt ôn định dạng chu kỳ nên tiêu chuẩn

mất ổn định phi chu kỳ không áp đụng được trong việc nghiên cửu, phân tích

ẩn định của các hệ thẳng có tự động diều chỉnh Đây cũng là một nhược điểm

quan trọng của phương pháp dủng tiêu chuẩn mắt ôn định phi chu kỷ Mặc đà

vậy tiêu chuẩn mất ôn định phi chu kỳ lại rất thích hợp và có thể sử dụng

thuận lợi cho việc nghiên cứu én định tĩnh dỗi với các mô hình đơn giản hóa

quá trình quá độ trong hệ thẳng điện, tức không xét đến các quá trình quá độ

điện từ và diễn biến bên trong các bộ tự động điều chỉnh

2.3 Sử dụng tiêu chuẩn mất ổn định phi chu kỳ trong các

chương trình tính toán chế độ xác lập

Về bản chất, các phần mềm tính toán chế độ xác lập hệ thống điện lả các chương trình sử dụng thuật toán để giải hệ phương trình ân bằng công suất:

"Trong nhiều trường hợp, tọa độ cực được sử dụng để đơn gián hỏa phần

tính toán và thuận tiên khi hiển thị kết quả

33

Các hệ phương trình trên có dang phi tuyến rổ rệt Có nhiều thuật toán dé

giải hệ phương trình phi tuyển, trong dó thuật toán Ncwlon - Raphson là một

thuật toán được sử dụng phổ biển để giải hệ phương trinh phi tuyến trong tinh toán chế độ xác lập hệ thống điện

Khi sử dụng thual toan Newton - Raphsơn để tỉnh chế độ xác lập

F(X)-G

Đặt : WOO — G - FỢO — 0

(2 22)

Cho nghiệm gần đúng ban đầu X®, biểu điễn ma trận W(X) đưới dang

khai triển chuỗi Taylor ở lần cận X®)

WOO = WOKĐ) ¡ W'OOLO-XẾ 11/2 WOO OKO L

Xét hệ phương trình vi phân quá trình quá độ (2.11) Dễ dang nhận thay

aA khi chờ = ˆ — 0 tức ở chế độ xác lập thì phương trình (2.11) trở thành

(2.25) Nói cách khác, Jacobian trong sẽ chính là ma trận đặc trưng của hệ

thống sau khi thay p = 0

Mặt khác, hệ số tự do của phương trình đặc trưng của phương trình vì phân chuyển động của hệ thống a„ có thể nhận được bằng cách thay p — 0 vào

phương trình đặc trưng Do đó an sẽ bằng định thức Tacobian của hệ phương

trình chế độ xác lập hệ thẳng

Như vậy trong chương trình tính chê độ xác lập, để đánh giả tính ấn định

tinh của hệ thẳng bằng tiêu chuẩn mắt ổn định phi chu ky chỉ phải xác định thêm dấu của định thức Jacobi ở bước lặp cuổi cùng khi lời giải hội tạ Điều

này rất thuận tiện bởi trong chương trình đã tính sẵn các dao ham thành phần

của Jacobian

Việc có được đánh giá sơ bộ về tính én định của hê thông thông qua

những tính toán Lương đối đơn giản sử dụng cơ sở dữ liệu của chế độ xác lập

là một ưu diễm lớn của tiêu chuẩn mắt ôn dính phi chu kỳ Đây cũng là lý

vỉ sao tiêu chuẩn này được sử đụng khá phổ biến trong các chương trình tính

toán chế độ xác lập hệ thẳng điện

2.4 Sử đụng tiêu chuẩn thực dựng Markovits vào tính toán én

định tĩnh của hệ thông điện nhận công suất

Các tiên chuẩn năng lượng đưa ra đưới dạng m xuất phát trực tiếp từ

khái niệm cổ điển về én định hệ thống vật lý Áp dụng vào hệ thông điện có

\ V

các tiêu chuẩn én dinh

đổ

Markovits di chimg minh duge ring tw ti@u chuẩn mắt ổn định phi chu

kỹ có thể được suy ra hai tiêu chuẩn trên Hai tiêu chuẩn nảy cùng với một số

tiêu chuẩn khác gọi chung là tiêu chuẩn thực dụng Marl:ovits đã được sử dụng

để phân tích tỉnh Ổn định của hệ thống

Tưới đây sẽ phân tích tính Ổn định tĩnh của hệ thống nhận công suất sử

dụng tiêu chuẩn thực dụng Markovits

Py = Bpygsinchy + Bel y¥y_8i(5—04, =P, +P.(5) (2.26)

Oy — Bey, 60804, — EU, ¥, cO8S— M4.) Oy + Q,(9)

Trong đó, yạ¡⁄⁄64¡-90! là điện dẫn riêng của nút 1, vụyZ/œ2-900 là diện

dẫn tương hỗ giữa nút 1 (thanh góp phụ tải địa phương) và nút 2 (thanh góp

điểm cân bằng theo tiêu chuẩn năng lượng là = Đựa trên đặc tính

công suất phát hình 2.3 đễ đáng nhận thấy rằng diém lam việc cân bằng ổn

định khi góc lệch rôto tại đó ở>ở„,, tại ở— đ„ hệ thống ở giới hạn ổn định

và hệ thống mắt ổn định khi ở <Z„ Trong đó, 8y lả góc lệch rôte ứng với cực Liễu của công suat may phat Py,

Hônh 2.3: Đặc tổnh cụng suất phốt và điểm là m việc của hệ thống

Từ hinh 2.3 có thể thây rằng sự thay đối công suất phụ tâi địa phương là

một yêu tổ quan trọng quyết định tỉnh Ổn định tĩnh của hệ thống Khi Pụ - Px

= Đam = ErUyna thì hệ thống ở giới hạn n định Việc tăng thêm công suất

phụ tải hoặc giảm công suất turbin đều có thể dẫn đến mắt ôn định trong hệ

thống điện

Đối với hệ thẳng cấu trúc đơn giản loại II, do máy phát phát thiểu công,

suất nên điện áp thanh góp phụ tải địa phương bị thay đổi mạnh khi xây ra

mắt cần bằng công suất phản kháng trong hệ thống Do đó én định điện áp

theo tiêu chuẩn năng lượng aa <0 cfing déng mét vai tro quan trong khi 7

nghiên cứu ổn định tĩnh của hệ thống điện loại này

37

‘Trong dé, QQr là công suất phản kháng của máy phát cấp cho phụ tâi, Qn

là công suất phản kháng phụ tải nhận từ hệ thông qua đường dây tính tại nút

tải, Qị là oông suất phản kháng của phụ tải Giá thiết Qr và Qì không thay đối

'Lheo tiêu chuẩn năng lượng áp đụng cho én định điện áp, hệ thống ôn

định khi thỏa mãn điều kiện

Công suất phản kháng phụ tải nhận từ đường đây Qp có thể được xác

đỉnh theo công thức sau:

định khi U>Usa, trong 46 gid tri Lạ, ứng với trưởng hợp “TẾ — 0, công suất

phan kháng cung cấp tới phụ tải đạt trị số cực đại Q„

Honh 2.4: Bae Linh cụng suất phản không

và điểm là m viêc của hê théng