Nghiên cứu bù công suất phản kháng ổn định chất lượng điện năng trong hệ thống điện

Ch ngă1 TỔNGăQUAN 1.1ăGiớiăthiệu Lứi điện phân phối hiện nay liên ṭc ph́t trỉn theo không gian và th̀i gian, ngoài việc đ́p ứng nhu cầu về công sút t́c ḍng cho pḥ t̉i ch́ng cũng c

ṂCăḶC

Quýt đ̣nh giao đề tài

Lý ḷch khoa học i

L̀i cam đoan ii

L̀i ćm ơn iii

T́m tắt iv

Ṃc ḷc vi

Danh śch ćc b̉ng ix

Danh sách các hình x

Ch ngă1:ăTỔNGăQUANă 01

1.1 Gíi thiệu 01

1.2 Sơ lược cac kêt quả nghiên cưu đã công bô 02

1.3 Tính ćp thít c̉a đề tài 05

1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn c̉a đề tài 06

1.5 Ṃc tiêu – kh́ch th̉ - đối tựng nghiên cứu 06

1.5.1 Ṃc tiêu nghiên cứu 06

1.5.2 Kh́ch th̉ nghiên cứu 06

1.5.3 Đối tựng nghiên cứu 06

1.6 Phạm vi nghiên cứu 06

1.7 Phương ph́p nghiên cứu 07

1.8 Ṇi dung lụn văn 07

Ch ngă2ăC ăSỞăLÝăTHUY Tă 09

2.1 Đặc đỉm c̉a lứi điện truyền t̉i 09

2.2 Công sút truyền t̉i giữa hai thanh ći 10

2.3 Gíi hạn ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện 12

2.3.1 Gíi hạn nhiệt 12

2.3.2 Gíi hạn điện ́p 13

2.3.3 Gíi hạn ổn đ̣nh 14

2.3.4 n đ̣nh qú đ̣ 16

2.3.5 n đ̣nh dao đ̣ng bé 18

2.3.6 n đ̣nh điện ́p 19

2.4 Qú tr̀nh phân tích hệ thống phân ćp, thụt tón AHP 21

Ch ngă3: XÂYăD NGăCH NGăTRÌNHăXÁCăĐI ̣NHăVI ̣ăTRÍ BÙ CÔNG SU TăPH̉NăKH́NGăTỐIă Uă 25

3.1 Gíi thiệu 25

3.2 Mô h̀nh tôi ưu điều khỉn bù công suât phản khang 25

3.3 Tính tón hệ số gia trọng bằng AHP 27

3.4 Tính tón tầm quan trọng c̉a cac nut phụ tải theo phương ph́p AHP 28

3.5 Xây dựng thuâ ̣t toan xac đi ̣nh vi ̣ tri bu công suât tôi ưu theo phương phap AHP 31

C h ngă4: MÔăPHỎNGăHỆăTHỐNGăĐIỆNăIEEEă14 NỎTă 33

4.1 Thông số c̉a hệ thống 33

4.2 X́c đ̣nh ṿ trí bù tối ưu 37

4.2.1 Xây dựng va tinh toan ma trâ ̣n phan đoan A -PI va ma trâ ̣n phan đoan PIS-S c̉a hệ thống điện IEEE 14 ńt theo thụt tón AHP 37

4.2.2 Tính tón vector đặc trưng c̉a hai tiêu chí PILvà PIV 44

4.2.3 Tính tón x́c đ̣nh ṿ trí bù tối ưu 47

4.3 Kỉm tra lại ḱt qủ 51

4.3.1 So sanh phương phap bu công suât phản khang dung thuâ ̣t toan AHP va phương phap lâ ̣p trinh tuyên tinh (LP) 52

4.3.2 So sanh phương phap bu công suât phản khang dung thuâ ̣t toan AHP va phương phap điểm nô ̣i (IP) 53

Ch ngă5:ăK TăLUẬN 56

5.1 Ḱt lụn 56

5.2 Hứng nghiên cứu ph́t trỉn 56

T̀IăLỊUăTHAMăKH̉O 58 PḤăḶCă PL1

DANHăMỤCăCÁCăCH ̃ ăVIẾTăTĔ́T

AHP Analytic Hierarchy Process

ANP Analysis Network Process

FACTS Flexible AC Transmission Systems

LBF loss Benefit Factor

IEEE Institute Of Electical and Electronics Engineers

SVC Static Var Compensator

SSSC Static Synchronous Series Compensator

STATCOM Static synchronous

UPFC Unified Power Flow Controller

VBF Voltage Benefit Factor

DANHăMỤCăCÁCăBẢNG

B ng 3.1: Ma tṛn ph́n đón A-PI 28

B ngă4.1: Dữ liệu t̉i và ḿy ph́t hệ thống điện IEEE 14 ńt 33

B ngă4.2: Dữ liệu đừng dây hệ thống điện IEEE 14 ńt 34

B ngă4.3: Ma tṛn ph́n đón A-PI 38

B ngă4.4: Ma tṛn ph́n đón PIs-S cho hệ thống điện IEEE 14 ńt 39

B ngă4.5: Gí tṛ Mic̉a ma tṛn A-PI 39

B ngă4.6: Gí tṛ Mic̉a ma tṛn PIS-S 40

B ngă4.7: Gí tṛ Wi* c̉a ma tṛn A-PI 40

B ngă4.8: Gí tṛ Wi*c̉a ma tṛn PIS-S 40

B ngă4.9: Gí tṛ Wi c̉a ma tṛn A-PI 41

B ngă4.10: Gí tṛ Wi c̉a ma tṛn PIS-S 41

B ngă4.11: Hê ̣ sô đô ̣ lợi LBFi va VBFi của lươi điê ̣n IEEE 14 ńt 44

B ngă4.12: Gí tṛ Wic̉a tiêu chí PILvà PIV 45

B ngă4.13: Danh śch sắp x́p theo thư tự ćc ńt bù công sút ph̉n kh́ng cho mạng IEEE 14 nút 48

B ngă4.14: So sanh phương phap bu theo AHP va phương phap LP 52

B ngă4.15: So sanh phương phap bu theo AHP va phương phap IP 54

DANHăMỤCăHINHăẢNH

Hình 2.1: Mô h̀nh đơn gỉn hệ thống h̀nh tia hai thanh ći 10

Hình 2.2: (a) Hệ thống điện; (b) Đừng cong công sút-góc 15

Hình 2.3: Sự thay đổi ǵc c̉a hệ thống ổn đ̣nh qú đ̣ (a) và hệ thống ḿt ổn đ̣nh (b) 17

Hình 2.4: Đ̣ thay đổi ǵc c̉a hệ thống ổn đ̣nh dao đ̣ng bé (a), hệ thống ổn đ̣nh dao đ̣ng(b), hệ thống ḿt ổn đ̣nh (c) 19

Hình 2.5: Ćc gíi hạn c̉a hệ thống điện 20

Hình 2.6: Mô h̀nh mạng lứi phân ćp c̉a việc sắp x́p ćc đơn ṿ 22

Hình 3.1: Mô h̀nh mạng phân ćp c̉a việc sắp x́p ćc nut bu công suât 29

Hìnhă3.2: Lưu đô thuâ ̣t toan xac đi ̣nh vi ̣ tri bu theo phương phap AHP 32

Hình 4.1: Sơ đồ đơn tuýn hệ thống điện IEEE 14 ńt 36

Hình 4.2: Hệ thống điện IEEE 14 ńt mô phỏng bằng phần mềm powerworld 18 GSO 37

Hìnhă4.3: Mưc đô ̣ quan tro ̣ng giữa ba tiêu chi PIL , PIV , PIS 42

Hìnhă4.4: Mưc đ̣ quan trọng giữa ćc ńt pḥ t̉i theo tiêu chí PIS 43

Hìnhă4.5: Mưc đô ̣ quan tro ̣ng giữa cac nut phụ tải theo độ lợi tổn thât công suât tac ḍng 46

Hìnhă4.6: Mưc đô ̣ quan tro ̣ng giữa cac nut phụ tải theo độ lợi điê ̣n ap 47

Hìnhă4.7: Mưc đô ̣ quan tro ̣ng giữa cac nut phụ tải theo ba tiêu chi PIL , PIV , PIS 49

Hìnhă4.8: Mưc đô ̣ quan tro ̣ng của cac nut khi bu công suât phản khang 50

Hìnhă4.9: Ćc bức tín hành bù theo thụt tón AHP 51

Ch ngă1 TỔNGăQUAN

1.1ăGiớiăthiệu

Lứi điện phân phối hiện nay liên ṭc ph́t trỉn theo không gian và th̀i gian, ngoài việc đ́p ứng nhu cầu về công sút t́c ḍng cho pḥ t̉i ch́ng cũng cần ph̉i đ́p ứng nhu cầu về công sút ph̉n kh́ng Mà nguồn dự trữ công sút ph̉n kh́ng c̉a ḿy ph́t ŕt nhỏ không đ̉ đ̉ đ́p ứng nhu cầu c̉a t̉i Việc truyền t̉i ṃt lựng công sút ĺn d̃n đ́n ćc đừng dây ṿn hành gần gíi hạn cho phép nên hệ thống điện tr̉ nên ŕt dễ ḅ nhiễu loạn và ḿt ổn đ̣nh

Ćc nhiễu loạn trong hệ thống điện thừng do sự cố thay đổi t̉i b́t ng̀ Ć nhiêu gỉi ph́p đực đưa ra đ̉ chống ćc nhiễu loạn trên như điều đ̣ nguồn ph́t điện, cắt gỉm t̉i, xây dựng đừng dây truyền t̉i, bù công sút ph̉n kh́ng Ńu điều đ̣ nguồn ph́t điện lên lứi th̀ sẽ làm tăng chi phí s̉n xút điện mà điều đ́ sẽ không ć ḷi cho kh́ch hàng Ńu cắt gỉm t̉i th̀ sẽ làm ̉nh hửng đ́n hoạt đ̣ng s̉n xút công nghiệp và sinh hoạt, không tạo ra s̉n phẩm ph́t trỉn kinh t́ Còn

ńu m̉ ṛng xây dựng đừng dây truyền t̉i th̀ tốn nhiều th̀i gian, chi phí m̉ ṛng xây dựng đừng dây truyền t̉i ŕt ĺn Như ṿy gỉi ph́p bù công sút ph̉n kh́ng đ̉ c̉i thiện ch́t lựng điện được coi la mô ̣t giải phap hợp ly hơn c̉, bù công sút ph̉n kh́ng còn là biện ph́p gíp chống nghẽn mạch đương dây, gỉm kh̉ năng cắt điện, tăng đ̣ tin c̣y truyền t̉i cho kh́ch hàng, gỉm chi phí s̉n xút điện năng, đ̉m b̉o ḷi ích kinh t́, đồng th̀i tŕnh đực t̀nh trạng đầu cơ tăng gí điện khi ć

sự cố trên đừng dây Do đ́ ch́ng ta cần nghiên cứu, kh̉o śt và xây dựng chương trình bù công sút ph̉n kh́ng trong hệ thống điện nhằm tŕnh hệ thống x̉y ra hiện tựng ḿt ổn đ̣nh

Hai thông số quan trọng nh́t trong việc kh̉o śt bù công sút ph̉n kh́ng là tổn th́t công sút t́c ḍng và biên đô ̣ điện ́p tại ćc nút Điện ́p tại ćc ńt ph̉i luôn

đực duy tr̀ trong gíi hạn cho phép va tổn thât công suât tac dụng c̉a hệ thống điện càng nhỏ càng tốt

C̣ th̉ điện ́p tại ćc ńt cḥu ̉nh hửng c̉a công sút ph̉n kh́ng c̉a t̉i Khi

hệ thống điện không đ́p ứng đực nhu cầu về công sút ph̉n kh́ng c̉a t̉i th̀ điện

́p sẽ ḿt ổn đ̣nh Trong trừng ḥp này th̀ việc bù công sút ph̉n kh́ng tại ćc nút đ̉ cung ćp công sút ph̉n kh́ng cho t̉i ph̉i đực thực hiện đ̉ giữ điện ́p nằm trong gíi hạn ổn đ̣nh cho phép

Sau ćc nhiễu loạn th̀ hệ thống điện ph̉i tr̉ về trạng th́i ban đầu c̉a ń Điều này ŕt quan trọng trong việc duy tr̀ ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện Trong mô ̣t bai toan

bù công sút ph̉n kh́ng hai v́n đề quan tro ̣ng cân giải quyêt đo la x́c đ̣nh ṿ trí

bù tôi ưu và x́c đ̣nh đực ćc bín điều khỉn trong mô hinh bù công sút ph̉n kháng đ̉ tổn th́t công sút t́c ḍng c̉a hệ thống điện là nhỏ nh́t

1.2ăS ăl ợcăcác k tăqu ănghiênăcứuăđưăcôngăbố

Trong những năm gần đây nhiều sự cố ḿt điện x̉y ra như:

- Sự cố hệ thống điện NewYork ngày 28 th́ng 10 năm 1970

- Sự cố hệ thống điện Florida ngày 28 th́ng 11 năm 1982

- Sự cố hệ thống điện Ph́p ngày 19 th́ng 11 năm 1978 và ngày 12 tháng

1 năm 1987

- Sự cố hệ thống điện ̉ bắc Bồ Đào Nha ngày 4 th́ng 8 năm 1982

- Sự cố hệ thống điện Thuy ̣ Đỉn ngày 27 th́ng 11 năm 1983

- Sự cố hệ thống điện Nḥt ngày 23 th́ng 6 năm 1987

Những sự cố này lam cho cac nha nghiên cưu co sự ch́ ý ĺn t́i ćc v́n đề ổn đ̣nh trong hệ thống điện Nguyên nhân gây mât ổn đi ̣ nh ć th̉ do ćc nhiễu loạn hoặc hệ thống điện không cung ćp đ̉ công sút ph̉n kh́ng cho t̉i Điều này làm cho ćc nhà nghiên cứu ngoài ch́ ý đ́n việc duy tr̀ sự ổn đ̣nh trong hê ̣ thông điê ̣n còn ph̉i ch́ ý t́i việc bù công sút ph̉n kh́ng

Qú t̉i ̉ ṃt số ńt ć th̉ gây ra ḿt cân bằng công sút ph̉n kháng điều này

̉nh hửng t́i điện ́p và tổn th́t công sút Việc bù công sút ph̉n kh́ng ph̉i xem xét t́i hai thông số này Bằng ćch bù công sút ph̉n kh́ng th̀ điện ́p tại ćc ńt sẽ đực c̉i thiện và tổn thât công suât cũng sẽ giảm

Việc bù công sút ph̉n kh́ng ph̉i dựa trên ṃt thứ tự ưu tiên ć nghĩa là ch̉ bù

̉ những ńt quan trọng nhât c̉a hệ thống điện

1.2.1 Cácăk tăqu nghiênăcứuăbùăcôngăsútăph năkhángătrongăvƠăngoƠiăn ớc

Ć nhiều phương ph́p kh́c nhau đ̉ bù công sút ph̉n kh́ng nâng cao kh̉ năng

sử ḍng công sút nguồn, an ninh, ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện đã đực ph́t trỉn b̉i ćc nhà nghiên cứu và đưa vao sử ḍng thực t́ trên toàn th́ gíi Sau đây la mô ̣t vai kêt quả đã công bô:

bù tối ưu cho lứi điện phân phối Đồng th̀i đưa ra phương ph́p phân tích đ̣ng theo dòng tiền tệ, dung lựng bù tối ưu và phân chia module ṭ

u điểm: Xây dựng cơ sở dữ liê ̣u dây dẫn , thông sô câu truc lươi điê ̣n phân phôi kêt nôi vao phân mêm PSS /ADEPT đ̉ tính tón, đanh gia mô ̣t cach chinh xac

Đê xuât thực hiê ̣n bu kinh tê băng ćch bù cố đ̣nh ḱt ḥp điều ch̉nh phía hạ ́p cho lươi điê ̣n phân phôi

Nhược điểm: Dùng phương ph́p dò đ̉ x́c đ̣nh ṿ trí bù

[2] Nguyễn Trung, “ Nghiên cứu đánh giá vai trò và lựa chọn thiết bị FACTS

sử dụng cho hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 2015-2020”, năm 2011 Bài nghiên

cứu đưa ra ćch lựa chọn sử ḍng ćc thít ḅ FACTS đ̉ thực hiện việc điều khỉn

dòng công sút và ćc thông số ch́ đ̣ cho qú tr̀nh ṿn hành hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 2015-2020 Qua tính toán, phân tích ćc ch́ đ̣ làm việc c̉a hệ thống điện Việt Nam trên cơ s̉ ṣp đổ điện ́p đã x́c đ̣nh đực ćc ńt nguy hỉm cần quan tâm Sau đ́ lắp đặt SVC tại ćc ńt quan trọng đ́ đ̉ nâng cao đ̣ ổn đ̣nh c̉a hệ thống

u điểm: Nêu nguyên ly câu ta ̣o va vai tro c̉a ṃt số thít ḅ FACTS trong viê ̣c điêu khiển hê ̣ thông điê ̣n Tính tón ćc ch́ đ̣ ṿn hành c̉a lứi điện IEEE 39 ńt Đê xuât sử dụng thiêt bi ̣ FACTS lăp đă ̣t vao hê ̣ thông điê ̣n Viê ̣t Nam

Nhược điểm: Đây chỉ la phương ph́p đề xút , được tinh toan dựa tren phân mêm CONUS Sử dụng phương ph ́p so śnh đ̉ x́c đ̣nh ṿ trí đặt ćc thít ḅ FACTS

[3] Nguyễn Hồng Ánh, Lê Cao Quyền, “Lựa chọn thiết bị bù công suất phản kháng t ối ưu cho lưới điện 500KV Việt Nam”, Tạp chí khoa học công nghệ Đại Học Đà Nẵng số 3(26) năm 2008 Bài b́o sử ḍng phần mềm PSS/E-30 tính toán

trào lưu công sút hệ thống, phân tích đặc tính PV và ổn đ̣nh qú đ̣ T̀ đ́ x́c đ̣nh dung lựng SVC và STATCOM đ̉ nâng cao ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện, thông qua đ́ đ́nh gí đực thít ḅ ph́t công sút ph̉n kh́ng nào ḥp lý hơn

u điểm: Đưa ra giải phap lăp đă ̣t nguôn công suât phản khang hợp ly va dung lượng bu tôi ưu trong viê ̣c phân tich chê đô ̣ xac lâ ̣p va qú đ̣ c̉a hê ̣ thông điê ̣n

500KV Viê ̣t Nam Sử dụng phân mêm PSS/E-30 Đanh gia viê ̣c bu băng STATCOM nâng cao khả năng ổn đi ̣nh động hơn SVC

Nhược điểm: Dùng phương ph́p thay đổi t̀ng ṿ trí bù đ̉ x́c đ̣nh ṿ trí bù hợp ly nhât

[4] Nguyễn Thị Hiên , “Bù công suất phản kháng nâng cao chất lượng điện năng lưới điện nông nghiệp”, Tạp chí khoa học công nghệ nông nghiệp tập 1, số 2/2003.Bài b́o t̀m ra ṃt phương ph́p tính bù công sút ph̉n kh́ng khoa học, tối

ưu dựa trên ch̉ tiêu tối đa ćc tít kiệm vê kinh tê Phương ph́p này ć th̉ ́p ḍng

thụn tiện v́i ćc mạng điện h̉ b́t kỳ Phương ph́p ć xét t́i ̉nh hửng đồng th̀i c̉a nhiều ýu tố kinh t́ kỹ thụt do đ́ nâng cao đực đ̣ chính x́c

u điểm : Đê xuât phương an bu công suât ph̉n kh́ng v̀a đ̉m b̉o ch́t lượng điê ̣n ap vưa co tinh kinh tê Xây dựng mô hinh bu tôi ưu cho phep xac đi ̣nh vi ̣ trí và dung lựng bù sao cho đạt đực hiệu qủ kinh t́ tối đa mà ṽn đ̉m b̉o về điều kiện kỹ thụt c̉a mạng

Nhược điểm: Ch̉ ́p ḍng đực v́i mạng h̀nh tia đơn gỉn , chưa xet tơi sự phân bô ngẫu nhiên của tải

sút t́c ḍng và công sút ph̉n kh́ng trên đừng dây bằng việc lắp đặt UPFC tại ćc đỉm gửi tín hiệu cuối c̉a đừng dây hệ thống truyền t̉i điện Đặc tính điều khỉn dòng công sút c̉a UPFC đực so śnh v́i ćc thít ḅ FACTS kh́c gọi là ḅ bù đồng ḅ tĩnh nối típ (SSSC) Đặc tính c̉a UPFC đực mô phỏng bằng Matlab

u điểm: Tr̀nh bày đực ću tạo nguyên lý hoạt đ̣ng c̉a UPFC và SSSC

Mô phỏng ưu điểm của UPFC trong viê ̣c nâng cao chât lượng điê ̣n ap va giảm tổn thât công suât

Nhược điểm: Ch̉ d̀ng lại ̉ việ c mô phỏng trên thanh cai đơn giản chưa xet tơi hê ̣ thông điê ̣n gôm nhiêu nut va nhiêu may phat

[3] Naveen Goel, R.N Patel, Member, Saji T Chacko “Genetically Tuned STATCOM for Voltage Control a nd Reactive Power Compensation”, IEEE International Journal of Computer Theory and Engineering, Vol 2, No 3, June

2010. Trong bài b́o này STATCOM đực sử ḍng đ̉ ổn đ̣nh điện ́p và bù công sút ph̉n kh́ng Ćc gí tṛ ṭ điện liên ḱt DC và nguồn pin đực tối ưu hó bằng thụt tón di truyền Các ḱt qủ mô phỏng đực quan śt trên ćc t̉i điện dung So śnh việc bù ́p trong ćc điều kiện kh́c nhau cho th́y hiệu qủ c̉a STATCOM ḱt ḥp v́i GA là tốt nh́t, gần v́i gí tṛ điện ́p đ̣nh mức nh́t Mô phỏng đực thực hiện trong Matlab và ḅ chuỷn đổi nguồn ́p

u điểm : ́ng ḍng matlab đ̉ mô phỏng STATCOM Nghiên cưu câu ta ̣o , nguyên ly hoa ̣t đô ̣ng của STATCOM Kêt hợp thuâ ̣t toan di truyên GA va STATCOM để cải thiê ̣n chât lượng điê ̣n ap

Nhược điểm: Chưa ́p ḍng trong mô ̣t hê ̣ thông điê ̣n lơn va co nhiêu rang buô ̣c

vê điê ̣n ap

[4] Hirotaka Yoshida Kenichi Kawata, Yoshikazu Fukuyama Yosuke Nakanishi, “A particle swarm optimization for reactive power and voltage control considering voltage stability ”, IEEE International Conference on Intelligent System Applications to Power Systems (ISAP'99), Rio de Janeiro, April 1999. Bài b́o này đề c̣p đ́n việc tối ưu ṃt phần tử c̉a hệ cho việc điều khỉn điện ́p và công sút ph̉n kh́ng Phương ph́p đề xút x́c đ̣nh ṃt phương ph́p điều khỉn liên ṭc hoặc gín đoạn như gí tṛ hoạt đ̣ng c̉a AVR, ṿ trí phân nh́nh c̉a OLTC

và đ̣ ĺn c̉a thít ḅ bù công sút ph̉n kh́ng Phương ph́p này còn xét đ́n đ̣ ổn

đ̣nh điện ́p sử ḍng kỹ thụt luồng công sút nối típ Sự kh̉ thi c̉a phương ph́p này đực chứng minh bằng mô h̀nh hệ thống điện v́i ćc ḱt qủ đầy trỉn vọng

u điểm: Sử ḍng thụt tón bầy đàn PSO cho bài tón tối ưu Mô phỏng trên

hê ̣ thông điê ̣n 5 ńt và 14 ńt đơn gỉn

Nhược điểm: Ṭp trung vào điều khỉn AVR va cac biên điêu khiển chưa đê xuât viê ̣c xac đi ̣nh vi ̣ tri bu công suât ph̉n kh́ng tối ưu

1.3ăTínhăćpăthi tăcủaăđềătƠi

Khi ṿn hành lứi điện th̀ đ̣ tin c̣y và ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện là những v́n

đề cốt ýu Khi hệ thống điện ṿn hành ̉ trạng th́i qú t̉i th̀ bắt bục ta ph̉i sử ḍng phương ph́p bù công sút ph̉n kh́ng vào ćc ṿ trí quan trọng đ̉ nâng cao kh̉ năng truyền t̉i, ổn đ̣nh điện ́p tại ćc ńt và tŕnh sự cố ṣp đổ điện ́p x̉y ra

Nhưng ćc phương ph́p bù công sút ph̉n kháng hiện nay ć những nhực đỉm là chưa x́c đ̣nh chính x́c ṿ trí bù công sút ph̉n kh́ng tối ưu đ̉ gỉm tổn th́t công suât đên mưc tôi thiểu

Ngoài ra khi ṿn hành ṃt hệ thống điện thực t́ ph̉i đ́p ứng đực ćc nhu cầu sau: đ̣ tin c̣y, chât lựng điện năng và kh̉ năng t̉i liên ṭc Do đ́ ćc nhà qủn lý

và ṿn hành lứi điện ph̉i ch́ ý đ́n ćc nhu cầu này và duy tr̀ hệ thống điện đạt ch́t lựng tốt Ngày nay tḥ trừng điện đang hứng t́i ṃt tḥ trừng cạnh tranh,

các nhà s̉n xút và phân phối điện sẽ ph̉i cạnh tranh v́i nhau đ̉ b́n điện cho khách hàng Do đ́ tính tin c̣y và ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện rât quan tro ̣ng Ṃt hệ thống qú t̉i ć th̉ đực gỉm đực thông qua việc bù công sút ph̉n kh́ng Thụt tón bù công sút ph̉n kh́ng trong nghiên cứu này đã khắc pḥc đực ṃt số nhực đỉm so vơi cac phương phap khac trong việc chọn ṿ trí bù công suât ph̉n kh́ng tối ưu nhât Ń dựa trên ba thông số đo la tổn th́t công sút t́c ḍng, biên đ̣ điện ́p và mức đ̣ quan trọng c̉a ćc nut Hơn nữa nghiên cưu còn kh̉o śt sự ổn đ̣nh và đ̣ nhạy điện ́p tại ćc ńt , xây dựng chương tr̀nh bù công sút ph̉n kh́ng đ̉ c̉i thiện ch́t lựng điện

1.4ăÝănghĩaăkhoaăh căvƠăth cătiễnăcủaăđềătƠi

Ḱt qủ nghiên cứu được sử dụng làm tài liệu tham kh̉o cho ćc học viên cao học ngành “ Kỹ thụt điện ”, ćc nhân viên ṿn hành và điều đ̣ hệ thống điện

1.5ăṂcătiêuă– kháchăthểă- đốiăt ợngănghiênăcứu

- Nghiên cứu ćc phương ph́p bù công sút ph̉n kh́ng

- Phương ph́p bù công sút ph̉n kh́ng dựa trên điện ́p tại ćc ńt, tổn th́t công sút và mức quan trọng c̉a ćc ńt t̉i trong hệ thống điện

- X́c đ̣nh cac thông sô điê ̣n ap tại ćc ńt ḿy ph́t, công suât phản khang bu ta ̣i ćc ńt t̉i và ṿ trí ćc đầu phân ap của may biên ap trong qua trinh bu

- Kh̉o śt trên hệ thống điện IEEE 14 ńt tiêu chuẩn nhằm kỉm chứng hiệu qủ c̉a phương ph́p đề xút

1.7ăPh ngăphápănghiênăcứu

Nghiên cứu tài liệu, tổng ḥp, phân tích, mô h̀nh hó và mô phỏng

1 8ăNộiădungălụnăvĕn

Chương 1: T̉ng quan

Tổng quan về hứng nghiên cứu: Tr̀nh bày ćc ḱt qủ nghiên cứu trong và ngoài nức đã đực công bố Đặt v́n đề và hứng gỉi quýt v́n đề bù công sút ph̉n kh́ng nhằm c̉i thiện ch́t lựng điện năng c̉a hệ thống điện

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Tr̀nh bày lý thuýt về bù công sút ph̉n kh́ng, đă ̣c điểm của lươi điê ̣n truyên t̉i, nguyên tăc truyên công suât giữa hai thanh cai , giơi ha ̣n ổn đi ̣nh của hê ̣ thông điê ̣n và thụt tón AHP

Chương 3: Xây dựng chương trình xác định vị trí bù công suất phản kháng tối ưu

Tr̀nh bày về chương tr̀nh x́c đ̣nh ṿ trí bù công sút ph̉n kh́ng tôi ưu và phương ph́p đề xút

Chương ́: Mô phỏng trên hệ thống điện IEEE 14 nút

Tính tón x́c đ̣nh ṿ trí bù công sút ph̉n kh́ng ć xét t́i tầm quan trọng c̉a ćc ńt t̉i, điện ́p ćc ńt và tổn th́t công sút t́c ḍng c̉a hệ thống

Thử nghiệm chương tr̀nh bù công sút ph̉n kh́ng theo thuâ ̣t toan AHP trên hệ thống IEEE 14 nút, 5 ḿy ph́t bằng phần mềm PowerWorld So sanh kêt quả của phương phap đê xuât vơi phương phap lâ ̣p trinh tuyên tinh va phương phap điểm

nô ̣i

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Việc truyền t̉i công sút ̉ trạng th́i tĩnh ć th̉ ḅ gíi hạn b̉i sự phân bố công sút song song hoặc mạch vòng Việc phân bố đ́ thừng x̉y ra trong hệ thống mạng nhiều ph́t tuýn, ḱt nối hệ thống điện, d̃n đ́n ćc đừng dây ḅ qú t̉i dứi ćc v́n đề về nhiệt hoặc gíi hạn điện ́p

Hệ thống điện làm việc ć sự đồng ḅ đối v́i việc ph́t công sút điện Đ́ là yêu cầu cơ b̉n đ̉ ph́t toàn ḅ công sút c̉a t́t c̉ ćc ḿy ph́t trong ṿn hành hệ thống điện v́i việc duy tr̀ tần số chung

Tuy nhiên, hệ thống điện cḥu t́c đ̣ng c̉a ćc nhiễu loạn, nhiễu loạn ć th̉ là

do sự thay đổi đ̣t ng̣t sự cân bằng công sút t́c ḍng và công sút ph̉n kh́ng trong hệ thống làm hỏng máy phát Kh̉ năng c̉a hệ thống điện pḥc hồi t̀ ćc nhiễu loạn và x́c ḷp tr̉ lại trạng th́i đồng ḅ ḿi dứi ćc điều kiện t́c đ̣ng ng̃u nhiên tr̉ thành việc thít ḱ chính và ćc gíi hạn ṿn hành đối v́i kh̉ năng truyền t̉i Kh̉ năng này thừng là đặc tính gíi hạn ổn đ̣nh hệ thống Kh̉ năng c̉a hệ thống điện đ̉ đ́p ứng nhu cầu pḥ t̉i đực gíi hạn chính bằng hai ch̉ số: phân bố công sút trên ćc đừng dây và ćc gíi hạn ổn đ̣nh c̉a hệ thống điện

2 2ăCôngăsútătruyềnăt iăgi aăhaiăthanhăcái

Trức khi nghiên cứu ćc cơ s̉ c̉a việc điều khỉn hệ thống điện và ćc gíi hạn

ổn đ̣nh, ćc ch̉ số ̉nh hửng đ́n dòng công sút t́c ḍng và ph̉n kh́ng trên hệ thống điện cần ph̉i th̉o lụn Việc truyền t̉i công sút giữa hai thanh ći liên quan đ́n ćc thông số sau đây:

- Điện ́p thanh ći đầu nḥn và đầu ph́t

- Góc công sút giữa hai thanh ći

- Tổng tr̉ nối típ c̉a đừng dây truyền t̉i giữa hai thanh ći

Chúng ta xem xét ṃt hệ thống đơn gỉn h̀nh tia th̉ hiện như H̀nh 2.1 Đừng dây truyền t̉i giữa thanh ći nḥn và ph́t đực th̉ hiện bằng mô h̀nh  tương đương và bỏ qua điện tr̉ c̉a đừng dây đ̉ đơn gỉn trong tính tón

Hình 2.1: Mô hình đơn giản hệ thống hình tia hai thanh cái

Các phương tr̀nh mô t̉ công sút truyền t̉i tại thanh ći ph́t và thanh ći nḥn ć th̉ đực vít dứi dạng:

Công sút t́c ḍng tại đầu ph́t:

Công sút t́c ḍng tại đầu nḥn:

S S

S

X

V X

V V V

Q

2 2

S R

R

X

V X

V V V

Q

2 2

Trong th̀i gian ngắn, công sút t́c ḍng truyền giữa hai thanh ći trong hệ thống điện tỷ lệ v́i ǵc lệch pha giữa hai thanh ći, công sút đầu ph́t và đầu nḥn là bằng nhau và bỏ qua tổn th́t công sút trong hệ thống

Phương tr̀nh truyền công sút ph̉n kh́ng phức tạp hơn phương tr̀nh truyền công sút t́c ḍng như đã th́y t̀ phương trình (2.3) và (2.4) Tuy nhiên, đ̉ đơn gỉn ch́ng ta bỏ qua t́c đ̣ng c̉a công sút điện dung đừng dây Như ṿy phương tr̀nh công sút ph̉n kh́ng đơn gỉn là:

X

V V V

S

cos

2 

X

V V V

R

cos

2 



Ta th́y trong phương tr̀nh (2.6) và (2.7), công sút ph̉n kh́ng truyền t̉i giữa hai đỉm là đực x́c đ̣nh b̉i biên đ̣ điện ́p ̉ hai thanh ći, điện kh́ng nối típ c̉a đừng dây và ǵc công sút giữa hai đỉm

Trong ch́ đ̣ làm việc b̀nh thừng, ǵc công sút giữa hai thanh ći nối v́i nhau nhỏ, v̀ ṿy phương tr̀nh công sút ph̉n kh́ng truyền t̉i ć th̉ đực đơn gỉn thành:

X

V V V

Q S S  S R

X

V V V

T̀ phương tr̀nh (2.8) và (2.9) cho thây ̉ trạng th́i tĩnh công sút ph̉n kh́ng chạy t̀ nơi thanh ći ć điện ́p cao đ́n thanh ći ć điện ́p th́p

T́m lại, công sút t́c ḍng luôn truyền t̀ nơi ć ǵc  cao sang nơi ć ǵc 

th́p, trong khi đ́ công sút ph̉n kh́ng thừng phân bố t̀ nơi ć điện ́p cao đ́n nơi ć điện ́p th́p

2.3 Giớiăhạnă năđịnhăcủaăhệăthốngăđiện

Đ̉ tin c̣y, hệ thống điện ć th̉ ṿn hành ć ćc gíi hạn truyền t̉i công sút Ćc gíi hạn này sẽ ràng bục việc ph́t và truyền công sút t́c ḍng và ph̉n kh́ng trong hệ thống Ćc gíi hạn này đực chia thành 3 dạng: gíi hạn nhiệt, gíi hạn điện ́p và gíi hạn ổn đ̣nh

2.3 1ăGiớiăhạnănhiệt

Ćc gíi hạn nhiệt do kh̉ năng cḥu nhiệt c̉a ćc thít ḅ hệ thống điện Ngay khi công sút truyền gia tăng, biên đ̣ dòng điện gia tăng, d̃n đ́n hư hỏng qú nhiệt Ví ḍ trong ćc nhà ḿy điện, việc ṿn hành liên ṭc ćc thít ḅ ̉ mức gíi

hạn ṿn hành tối đa sẽ d̃n đ́n hư hỏng do nhiệt Việc hư hỏng này ć th̉ là cụn dây stator hoặc cụn dây rotor c̉a ḿy ph́t điện C̉ công sút t́c ḍng và ph̉n kh́ng đều t́c đ̣ng đ́n biên đ̣ dòng điện

Ngoài ra trong hệ thống điện, ćc đừng dây truyền t̉i và thít ḅ liên quan cũng ph̉i ṿn hành ć ćc gíi hạn nhiệt Việc ph̉i thừng xuyên ṿn hành qú t̉i ćc đừng dây trên không làm cho ću tŕc kim loại c̉a dây d̃n ḅ ph́ vỡ, làm gỉm kh̉ năng d̃n điện c̉a ch́ng

Không giống như đừng dây trên không, ćp ngầm và ḿy bín ́p ph̉i pḥ thục vào ćch điện c̉a ch́ng và hơn nữa là không khí làm ḿt lựng nhiệt năng ph́t ra Ćc thít ḅ này đực hạn ch́ dòng điện đ̉ ch́ng mang t̉i ṃt ćch an toàn Đối v́i hai thít ḅ loại này, qú t̉i liên ṭc sẽ làm gỉm tuổi thọ c̉a thít ḅ

do gỉm ćch điện Hầu h́t ćc thít ḅ đều ć gíi hạn qú t̉i cho phép Điều quan trọng là qú t̉i bao nhiêu và qú t̉i bao lâu

2.3 2ăGiớiăhạnăđiệnăáp

Ćc thít ḅ điện c̉a điện lực và khách hàng đực thít ḱ đ̉ hoạt đ̣ng ̉ công sút đ̣nh mức hoặc điện ́p đ̣nh mức Phần ĺn, sự lệch ́p trong th̀i gian dài so v́i mức điện ́p đ̣nh mức ć th̉ gây hại cho đặc tính làm việc c̉a ch́ng Nghiêm trọng hơn nữa là ć th̉ ph́ h̉y thít ḅ

Dòng điện chạy trong đừng dây truyền t̉i gây ra ṃt ṣt ́p ĺn không mong muốn trên đừng dây c̉a hệ thống Điện ́p rơi là nguyên nhân chính gây nên tổn th́t công sút ph̉n kh́ng Tổn th́t này x̉y ra ngay khi ć dòng điện chạy trong hệ thống Ńu công sút ph́t ra t̀ ćc ḿy ph́t điện hoặc ćc nguồn ph́t kh́c không đ̉ đ̉ ćp cho t̉i c̉a hệ thống th̀ điện ́p sẽ ḅ gỉm

Gíi hạn ch́p nḥn là  6% gí tṛ điện ́p đ̣nh mức (Pḥ thục vào tiêu chuẩn cho phép c̉a t̀ng ćp điện ́p và t̀ng quốc gia kh́c nhau)

Hệ thống thừng yêu cầu bù công sút ph̉n kh́ng đ̉ gíp ngăn chặn v́n đề điện ́p th́p Tổng công sút ph̉n kháng bù thừng đực x́c đ̣nh theo gíi hạn

truyền t̉i công sút Hệ thống ć thể truyên tải công sút t́c ḍng th́p hơn mong muốn b̉i v̀ hệ thống không đ́p ứng yêu cầu dự trữ công sút ph̉n kh́ng đ̉ đ̉ bù điện ́p

2.3 3ăGiớiăhạnă năđịnh

n đ̣nh hệ thống điện là kh̉ năng c̉a hệ thống đ̉ duy tr̀ trạng th́i ṿn hành cân bằng trong những điều kiện ṿn hành b̀nh thừng và tr̉ lại trạng th́i cân bằng sau khi cḥu t́c đ̣ng c̉a ćc nhiễu loạn Ḿt ổn đ̣nh trong hệ thống điện đực th̉ hiện dứi nhiều dạng kh́c nhau pḥ thục vào ću tŕc hệ thống và ch́ đ̣ ṿn hành

Thông thừng, ổn đ̣nh là việc duy tr̀ t́t c̉ ćc ḿy ph́t đồng ḅ làm việc đồng ḅ v́i nhau

n đ̣nh trong hệ thống điện đực chia thành hai loại ổn đ̣nh ǵc  và ổn đ̣nh điện ́p

(a)

(b)

Hình 2.2: (a) Hệ thống điện; (b) Đường cong công suất-góc

Xem xét gíi hạn ổn đ̣nh c̉a hệ thống gồm 2 nguồn và hai đừng dây song song v́i nhau T̀ phương tr̀nh (2.1) và (2.2), công sút t́c ḍng truyền giữa hai thanh cái pḥ thục vào góc  Khi x̉y ra sự cố trên đừng dây 1-2 th̀ ḿy cắt 1 và ḿy cắt 2 cắt ra Đỉm ngắn mạch đực cô ḷp

Hệ thống điện đang làm việc ổn đ̣nh tại đỉm 1 v́i ǵc ban đầu 0 th̀ x̉y ra ngắn mạch, đừng công sút c̉a hệ thống ḅ sự cố gỉm xuống đ̣t ng̣t do tổng tr̉ c̉a đừng dây tăng lên, ǵc  0, hệ thống b̉o vệ rơle cắt nhanh sự cố tại đỉm

“ḿy cắt cắt nhanh” Tại đỉm 3 do công sút điện P ĺn hơn công sút cơ PM c̉a tua-bin nên ḿy ph́t bắt đầu hãm tốc cho đ́n đỉm 4 và tr̉ về lại đỉm 5 x́c ḷp ṃt trạng th́i ổn đ̣nh ḿi v́i ǵc ss

Ńu tại 4 ḿy ph́t không đực hãm tốc và típ ṭc trựt dài nữa th̀ làm cho ḿt

áp, góc và tần số sau khi hệ thống cḥu t́c đ̣ng c̉a những nhiễu loạn ĺn hoặc nhỏ

n đ̣nh ǵc là đực chia thành hai dạng: n đ̣nh qú đ̣ và ổn đ̣nh dao đ̣ng bé

2.3.4 Ổnăđịnhăquáăđộ

n đ̣nh qú đ̣ đực đ̣nh nghĩa là kh̉ năng c̉a hệ thống đ̉ duy tr̀ sự đồng ḅ khi cḥu t́c đ̣ng c̉a ćc nhiễu loạn ĺn Ń đực x́c đ̣nh bằng ćch hệ thống đ́p ứng đực ćc nhiễu loạn ĺn Hệ thống đực gọi là ổn đ̣nh qú đ̣ ńu ń ć th̉ vựt qua đực nhiễu loạn ban đầu và tr̉ lại ổn đ̣nh, ngực lại hệ thống là không ổn đ̣nh ńu ń không th̉ vựt qua đực Đối v́i ṃt hệ thống ổn đ̣nh, khi b́t ng̀ x̉y ra ṃt nhiễu loạn ĺn, gí tṛ ǵc hệ thống bắt đầu tăng nhưng đ́n đ̉nh đỉm th̀ ń bắt đầu gỉm làm cho hệ thống ổn đ̣nh qú đ̣ Ḱt qủ là hệ thống đ́p ứng đ̣ lệch ǵc phức tạp rotor máy phát n đ̣nh pḥ thục vào trạng th́i ṿn hành ban đầu c̉a hệ thống và đ̣ ĺn c̉a nhiễu loạn

n đ̣nh qú đ̣ th̉nh thỏng đực gọi là ổn đ̣nh dao đ̣ng ban đầu như việc ḿt

ổn đ̣nh thừng x̉y ra trong ĺc dao đ̣ng ǵc ban đầu

Đ̉ minh họa sự ổn đ̣nh và ḿt ổn đ̣nh c̉a hệ thống, xem H̀nh 2.3, h̀nh này th̉ hiện ǵc lệch c̉a hai hệ thống: ổn đ̣nh qú đ̣ và không ổn đ̣nh qú đ̣, sau ṃt nhiễu loạn ĺn x̉y ra

Hình 2.3: Sự thay đ̉i ǵc của hệ thống ̉n định quá

đ̣ (a) và hệ thống mất ̉n định (b)

Nhiều hệ thống điện ph̉i gíi hạn công sút truyền c̉a ch́ng đ̉ ć ḷi cho ổn đ̣nh qú đ̣ Ńi chung, hệ thống điện v́i đừng dây truyền t̉i dài và nhà ḿy ̉ xa hầu như dễ ḅ ḿt ổn đ̣nh qú đ̣

Phương ph́p đ̉ phân tích gíi hạn qú đ̣ là nghiên cứu sự thay đổi ǵc rotor c̉a t́t c̉ ćc ḿy ph́t điện đồng ḅ ḱt nối v́i hệ thống sau khi hệ thống ḅ t́c đ̣ng b̉i ćc nhiễu loạn ĺn Ta sử ḍng phần mềm tích ḥp trên ḿy tính đ̉ phân tích ổn đ̣nh qú đ̣ c̉a hệ thống

2.3.5 Ổnăđịnhădaoăđộngăbé

n đ̣nh dao đ̣ng bé hoặc ổn đ̣nh nhiễu loạn là kh̉ năng c̉a c̉a hệ thống điện tr̉ lại ổn đ̣nh sau khi cḥu t́c đ̣ng t̀ ćc nhiễu loạn bé n đ̣nh dao đ̣ng là đặc tính liên quan đ́n biên đ̣ và đ̣ dài c̉a ćc nhiễu loạn hệ thống điện Nhiễu loạn điện ́p, tần số, ǵc và dòng công sút ć th̉ đực kích thích b̉i nhiều sự kiê ̣n khác nhau V́n đề này tr̉ nên phức tạp khi hệ thống kích t̀ c̉a ḿy ph́t ḅ sự cố Ćc nhiễu loạn đ́ ć th̉ ph́t trỉn ĺn lên d̃n đ́n hệ thống tr̉ thành nhiễu loạn ḿt ổn đ̣nh

Dao đ̣ng ḿt ổn đ̣nh ć th́ bắt đầu khi biên đ̣ dao đ̣ng công sút nhỏ và vô hại Tuy nhiên, dao đ̣ng này ć th̉ ph́t trỉn ĺn lên d̃n đ́n hệ thống bắt đầu phân chia ra Đừng dây truyền t̉i và ḿy ph́t điện ć th̉ ḅ cắt do ćc dao đ̣ng này Dao đ̣ng ḿt ổn đ̣nh ć th̉ kéo dài hàng gì hoặc ń ć th̉ x̉y ra trong ṃt vài giây sau khi ć nhiễu loạn ĺn Hệ thống ć th̉ pḥc hồi t̀ ćc nhiễu loạn ĺn nhưng ń cũng ć th̉ dần dần chuỷn sang giai đoạn dao đ̣ng ĺn và tr̉ thành dao đ̣ng ḿt ổn đ̣nh H̀nh 2.4 th̉ hiện hệ thống ổn đ̣nh dao đ̣ng bé , lần lựt là dao đ̣ng bé ổn đ̣nh và ḿt ổn đ̣nh

Điện lực ph̉i nghiên cứu hệ thống c̉a họ đ̉ x́c đ̣nh gíi hạn truyền t̉i công sút an toàn Ćc gíi hạn ổn đ̣nh đực x́c đ̣nh bằng ćch sử ḍng công c̣ phần mềm trên máy tính

Sử ḍng ćc thít ḅ b̉o vệ sẽ ć t́c đ̣ng đ̉ gỉm tối thỉu ćc nhiễu loạn ĺn và mạnh Ćc thít ḅ gíi hạn ć th̉ b̉o vệ hệ thống điện ổn đ̣nh đ́ là thít ḅ FACTS, ḅ ổn đ̣nh công sút PSS và ḿy bù đồng ḅ

2.3 6ăỔnăđịnhăđiệnăáp

n đ̣nh điện ́p c̉a hệ thống điện là kh̉ năng ổn đ̣nh c̉a hệ thống đ̉ duy tr̀ đ̣

ĺn biên đ̣ điện ́p ngay khi t̉i đ̣nh mức c̉a hệ thống tăng và việc truyền công sút tác ḍng đ́n ćc t̉i đ́ tăng Ýu tố chính làm ḿt ổn đ̣nh điện ́p là thíu công sút ph̉n kh́ng trong hệ thống

Hình 2.4: Đ̣ thay đ̉i ǵc của hệ thống ̉n định dao đ̣ng bé (a), hệ thống

n đ̣nh điện ́p ć th̉ đực phân loại theo th̀i gian mô phỏng thành hai dạng chính: n đ̣nh điện ́p tĩnh và ổn đ̣nh điện ́p đ̣ng Trong việc xem xét đ̣ng, nghiên cứu t́c đ̣ng c̉a thít ḅ như ḅ đổi ńc c̉a ḿy bín ́p, đ̣ng cơ c̉m ứng, pḥ t̉i, v.v Trong khi nghiên cứu tĩnh xem xét sự thay đổi c̉a pḥ t̉i diễn ra trong ṃt khỏng th̀i gian dài Hầu h́t ćc v́n đề x̉y ra trong hệ thống điện liên quan đ́n ṣp đổ điện ́p đều ̉ trạng th́i tĩnh

Ḿt ổn đ̣nh điện ́p là nguyên nhân chính liên quan đ́n sự ḿt cân bằng công

sút ph̉n kh́ng

Gíi hạn nhiệt luôn luôn cao nh́t và đực quan tâm đối v́i ćc đừng dây truyền t̉i đ́n 100 dặm Gíi hạn điện ́p luôn cao hơn gíi hạn ổn đ̣nh (qú đ̣ hoặc dao đ̣ng bé), gíi hạn ổn đ̣nh điện ́p đực quan tâm đối v́i ćc đừng dây truyền t̉i ć đ̣ dài trung b̀nh t̀ 100 đ́n 300 dặm Ćc gíi hạn bín đổi ổn đ̣nh đ̣ng là th́p nh́t và liên quan đ́n ćc đừng dây truyền t̉i ć đ̣ dài hơn 300 dặm

Hình 2.5: Các giới hạn của hệ thống điện

Bằng ćch sử ḍng ćc ḅ điều khỉn bù công sút ph̉n kháng thích ḥp, th̀ ć th̉ nâng cao công sút truyền t̉i, nghĩa là di chuỷn ćc gíi hạn kh́c c̉a hệ thống điện sang gíi hạn nhiệt

2.4 Quáătrìnhăphơnătíchăhệăthốngăphơnăćp,ăthụtătoánăAHP

Phương ph́p típ c̣n này hỗ tṛ việc ra quýt đ̣nh sắp x́p ćc đơn ṿ trong ćc chuỗi ćc gí tṛ bằng ćch sử ḍng ćc kỹ thụt c̉a qú tr̀nh phân tích hệ thống phân ćp Analytic Hierarchy Process (AHP)

AHP là phương ph́p típ c̣n việc thực hiện ćc quýt đ̣nh Ń tr̀nh bày ćc phương ́n, tiêu chí đ́nh gí cân bằng và thực hiện ṃt ćch tổng ḥp đ̉ đi đ́n ḱt qủ cuối cùng AHP đặc biệt thích ḥp cho ćc trừng ḥp ć liên quan đ́n phân tích đ̣nh tính và đ̣nh lựng Qú tr̀nh phân tích hệ thống Analysis Network Process (ANP) là phần m̉ ṛng c̉a AHP Ń thực hiện ćc quýt đ̣nh khi ć nhiều phương ́n pḥ thục vào tiêu chuẩn v́i nhiều tương t́c

Ćc bức c̉a thụt tón AHP ć th̉ đực tr̀nh bày như sau:

Bước 1: Thiết lập mô hình hệ thống phân cấp

Hình 2.6: Mô hình mạng lưới phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị

Bước 2: Xây dựng ma trận phán đoán

Gí tṛ c̉a ćc thành phần trong ma tṛn ph́n đón ph̉n ́nh tri thức c̉a ngừi

sử ḍng về tầm quan trọng mối liên hệ giữa ćc hệ số

PI1 tiêu

chí 1

Sắp x́p thứ tự

PI2 tiêu chí 2

PI3 tiêu chí 3

PI4 tiêu chí4

Ma tṛn ph́n đón ć th̉ đực dựa trên phương ph́p tỷ lệ như là “ phương ph́p tỷ lệ 9” Trong việc bỉu diễn hai ch̉ số A và B, mối quan hệ giữa ch́ng ć th̉ đực th̉ hiện như sau ńu “ phương ph́p tỷ lệ 9 ” đực sử ḍng:

+ Ńu c̉ A và B quan trọng như nhau th̀ hệ số tỷ lệ sẽ là “1”

+ Ńu bỉu diễn ch̉ số A quan trọng hơn ch̉ số B ṃt ch́t th̀ hệ số tỷ lệ c̉a A

n i

W W W n 

(3) Chuẩn hó vector W*

n i W

W

Tính tón tṛ riêng ĺn nh́t  max c̉a ma tṛn ph́n đón

n j

nW

AW n

j

, ,1,)(

1

max  



̉ đây (AW)iđại diện cho thành phần thứ i c̉a vector AW

Bước ́: Sắp xếp phân cấp và kiểm tra tính nhất quán của các kết quả

Việc sắp x́p phân ćp ć th̉ đực thực hiện theo gí tṛ c̉a ćc thành phần trong vector riêng, đại diện cho tầm quan trọng c̉a mối liên hệ c̉a ćc hệ số tương ứng Ch̉ số nh́t qún c̉a việc sắp x́p phân ćp đực x́c đ̣nh như sau:

Ch ngă3

ṾăTŔăBÙăCÔNGăSU TăPH̉NăKH́NG TỐIă U

3.1 Giớiăthiệu

Chương này tr̀nh bày về qú tr̀nh phân tích phân ćp AHP và cach tinh toan cac ch̉ số đ̣ ḷi điện ́p , đô ̣ lợi tổn thât đ̉ chọn ćc ṿ trí tối ưu đ̉ bù công sút ph̉n kháng (VAR) Phương ph́p này dựa trên viê ̣c cung ćp công sút ph̉n kh́ng cho ćc ńt ýu nơi ć điện ́p th́p Ch́ng ta phân tích ćc gí tṛ đ̣ nhạy: đ̣ ḷi điện

́p VBF và đ̣ ḷi tổn th́t LBF AHP cung ćp ṃt phương tiện hữu ích đ̉ xem xét ćc ýu tố này ṃt ćch toàn diện trong việc lựa chọn và x́p hạng ćc nut cung ćp công sút ph̉n kh́ng

Trên cơ s̉ lựa chọn ćc ṿ trí bù công sút ph̉n kh́ng tôi ưu Mô h̀nh tối ưu điều khỉn công sút ph̉n kh́ng đực xây dựng, trong đ́ ṃc tiêu là gỉm thỉu tổn th́t công sút t́c ḍng c̉a hệ thống điện Công suât phản khang bu ta ̣i cac nut t̉i, ṿ trí đầu phân ́p ḿy bín ́p và điê ̣n ap ta ̣i cac nut may phat đực lựa chọn là ćc bín số điều khỉn

3.2 Mô hình tốiă u điềuăkhiểnăbùăcôngăsuớtăphảnăkháng

Tôi ưu hoa công suât phản khang là ṃt bài tón phi tuýn Nêu xet đên ćc ràng buô ̣c vê an ninh hê ̣ thông, ćc ràng bục về điện ́p ńt th̀ bài tón tối ưu công sút ph̉n kh́ng là ṃt bài tón t ối ưu phức tạp Mô h̀nh bù tối ưu công sút ph̉n kháng ć th̉ đực tuyên tinh hoa băng cac phương phap thông thương va được bỉu diễn như sau:

T S V S Q H M

P L  S S  T LV G  LT T 

Như ṿy:

0 ) , , ,

( Q S V G T V D 

max min QQ S QV G QT G

max min QQ S VV G VT D

max min S S

Trong đ́ SLQ , SLV , SLT là ćc ma tṛn đ̣ nhạy tổn th́t thực trên đừng dây tương ứng v́i công sút ph̉n kh́ng, đ̣ ĺn điện ́p tại ćc ńt ḿy ph́t và đầu phân ́p c̉a ḿy bín ́p SQQ , SQV , SQT là ćc ma tṛn đ̣ nhạy công suât phản kh́ng tại ńt ḿy ph́t tương ứng v́i công sút ph̉n kh́ng tại ćc ńt ḿy ph́t, điện ́p tại ćc ńt ḿy ph́t và ṿ trí ćc đầu phân ́p c̉a ḿy bín ́p SVQ , SVV ,

SVT là ćc ma tṛn đ̣ nhạy điê ̣n ap tại ćc ńt t̉i tương ứng v́i ćc ńt t̉i đ̉ bù công suât phản khang, điện ́p tại ćc ńt ḿy ph́t, ṿ trí ćc đầu phân ́p ḿy bín

áp

Sự tăng c̉a ćc bín số trong ćc phương trình (3.1) – (3.7) ć đực bằng việc tính tón lặp như sau:

k S k

T T

T  

(3.10)

k G G

k G G

k S S

k S S

G G

k G G

k D D

k D D

k T T

k T T

M là hệ số phạt tương ứng trong ćc hàm chức năng, cần ĺn hơn ćc hệ số kh́c trong hàm ṃc tiêu t̀ 10-100 Hs là trọng số c̉a hỗ tṛ VAR hoặc bù, ń ć th̉ đạt đực dựa theo hệ số gia trọng phân ćp thống nh́t được trinh bay trong phần tiêp theo

Điều này ć nghĩa là ṃt ńt v́i gí tṛ HS nhỏ nh́t (Wi ĺn nh́t) là lựa chọn đầu tiên cho việc ṿ trí cung ćp VAR tối ưu Phương tr̀nh (3.1) ć nghĩa là số lựng ṿ trí bù VAR và dung lựng bù tổng yêu cầu càng nhỏ càng tốt

3.3 Tính toánăhệăsốăgiaătr ngăbằngăAHP

Đ̣ ḷi điện ́p (VBF) và đ̣ ḷi tổn th́t (LBF) đực th̉ hiện như sau:

%100

))(( 0







si i

si L L

i

Q

Q P P

%100

))(

i si i

i

Q

V Q V

Ṃt ćch rõ ràng vector riêng PIL và PIV có th̉ đạt đực thông qua việc chuẩn hó ma tṛn Tuy nhiên ŕt kh́ đ̉ đạt đực chính x́c PIS và vector đặc trưng tương ứng Nhưng chúng ta ć th̉ đạt đực ch́ng thông qua việc tạo và tính tón ma tṛn ph́n đón PIStheo ṿ trí ćc ńt t̉i trong lứi điện Ngoài ra ma tṛn ph́n đón A-

PI, đực th̉ hiện trong B̉ng 3.1 là ṃt ví ḍ, cũng ć th̉ đạt đực dựa vào phương ph́p tỷ lệ 9 cho ćc trạng th́i hoạt đ̣ng thực t́ trong hệ thống điện Do đ́ hệ số x́p hạng ḥp nh́t ćc hệ số gia trọng ć th̉ đực tính như sau:

Wi = W(A – PIL)*W(PILSi) + W(A–PIV)*W(PIV– Si) + W(A–PIS)*W(PIS– Si) (3.26)

3.4 Tính toán t ầmăquanătr ngăcủaăcácăńt pḥăt i theoăph ngăphápăAHP

Việc đầu tiên là tính tón ćc hệ số quan trọng c̉a ćc ńt t̉i b̉i AHP Ŕt kh́ đ̉ tính tón chính x́c hệ số quan trọng c̉a mỗi ńt t̉i Lý do là tính quan trọng tương đối c̉a ćc loại ńt t̉i này là không giống nhau, ch́ng liên quan đ́n ćc điều kiện hoạt đ̣ng tḥ trừng năng lựng Theo nguyên lý AHP, ćc hệ số quan

trọng c̉a ćc ńt t̉i ć th̉ đực x́c đ̣nh thông qua việc tính tón ćc ph́n đón

cơ b̉n, ph̉n ́nh sự so śnh và ph́n đón c̉a ṃt chuỗi cặp ćc hệ số Mô h̀nh phân ćp cho việc tính tón ćc hệ số quan trọng c̉a ćc ńt t̉i đực ghi ra trong Hình 3.1, nơi ma tṛn PI bỉu diễn ćc hệ số tiêu chi c̉a viê ̣c xac đi ̣nh ńt bù công

sút ph̉n kh́ng quan trọng nh́t

Hình 3.1: Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các nút bu công suất

Ma tṛn ph́n đón cơ b̉n A-LD c̉a bài tón bù công sút ph̉n kh́ng ć th̉ đực vít như sau:

Dn D Dn

Dn D D

D D D

Dn D D

D D D

W W W

W W W

W W W

W W W

W W W

W W W

LD

A

/

//

/

//

/

//

2 1

2 2

2 1 2

1 2

1 1 1

(3.36)

Trong đ́ WDilà chưa bít, WDi/WDj là thành phần c̉a ph́n đón cơ b̉n A-LD,

mô t̉ tương đối tầm quan trọng ńt pḥ t̉i thứ i đực so śnh v́i ńt t̉i thứ j Gí tṛ c̉a WDi/WDj ć th̉ đạt đực theo kinh nghiệm c̉a ćc kỹ sư điện hoặc ngừi ṿn hành hệ thống sử ḍng ṃt vài phương ph́p cân bằng tỷ lệ ví ḍ phương ph́p

Kn K

Kn

Kn K K

K K K

Kn K K

K K K

W W W

W W W

W W W

W W W

W W W

W W W

PI

A

/

/ /

.

.

/

/ /

/

/ /

2 1

2 2

2 1 2

1 2

1 1 1

(3.37)

Trong đ́ Wki là chưa bít; WKi/WKj là thành phần củ ma trâ ̣n ph́n đón AP-I,

mô t̉ tương đối quan trọng c̉a tiêu chi thư i đực so śnh v́i tiêu chi thứ j Gí tṛ c̉a WKi/WKj cũng ćth̉ đạt đực theo kinh nghiệm c̉a ćc kỹ sư điện hoặc là ćc nhà ṿn hành hệ thống sử ḍng ćc phương ph́p cân bằng tỷ lệ

B̉i ṿy hệ số quan trọng duy nh́t c̉a ńt t̉i Wić th̉ đạt đực t̀ phương tr̀nh sau:

Di kj

i W W

Trong đ́ D iK j nghĩa là ńt t̉i Diđực đ̣nh ṿ trong tiêu chi Kj

Sau khi tính tón ćc hệ số quan trọng c̉a ńt t̉i và ćc tiêu chí x́c đ̣nh ṿ trí

bù công sút ph̉n kh́ng tối ưu thi ḷi ích đạt đực tối đa đực tính tón và ć đực bằng phương ph́p típ c̣n đề xút

3.5 Xơyăd ̣ngăthuơ ̣t toánăxácăđịnhăvịătríăbùăcôngăsú tătốiă uătheoăph ngăphápă AHP

Lưu đô thuâ ̣t tón x́c đ̣nh ṿ trí bù theo AHP được đê xuât ở Hinh 3.2