Nghiên cứu phương pháp LFB trên lưới điện phân phối hình tia có thiết bị TCSC để điều chỉnh điện áp

Vi c đạt được chất lượng đi n năng đảm bảo cung cấp đi n cho khách hàng đồng th i đủ khả năng đáp ứng cao những đột bi n trên h th ng đi n do những bi n động trên h th ng trong đi u ki n

LÝ LỊCH KHOA H C

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

1 Họ & tên : H QUANG KH I Phái: Nam

2 NgƠy tháng năm sinh : 09-01-1977

- Thời gian đƠo t o : 09/1997 đến 07/ 2002

- N i học : Trường Đ i Học Bách Khoa HƠ Nội

- NgƠnh học : Kỹ Thu t Điện

- Tên đ án : Thiết kế động c không đ ng bộ ba pha rô to l ng sóc P = 0,75kW; điện áp U /  = 220/380V; 2p = 4; I mở máy / I đm  6; Mmở máy / M đm 1,5; Mmax / M đm  1,8; µ = 75%; cos = 0,8

- NgƠy & n i b o vệ đ án t t nghiệp: Tháng 06/2002 t i Trường Đ i Học Bách Khoa HƠ Nội

- Người hướng d n: TS Bùi Văn Thi Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử Khoa Điện

3 Trình độ ngo i ngữ (biết ngo i ngữ gì, m c độ): Anh Văn B1 Khung Châu Âu

III QUÁ TRÌNH CỌNG TÁC CHUYểN MỌN KỂ T KHI TỐT NGHIỆP

Cán bộ Kỹ thu t

07/2003÷12/2004 Yueh Chiang Canned Food

Company - Long An

Cán bộ Kỹ thu t - Ph Trách Phần Điện - Điện l nh

11/2004 đến nay Công Ty Truyền T i Điện 4 V n hƠnh Tr m biến áp

PH N 1

CHƯƠNG 1 T NG QUAN

1.1 T ng quan chung v lĩnh vực nghiên c u,các kết qu trong và ngoài

n c đƣ công b

Nhu cầu phụ tải ngày càng tăng, cùng với sự phát tri n hằng ngày, hằng gi

của khoa học công ngh , đòi h i chất lượng đi n năng cũng phải đạt yêu cầu của phụtải Vi c đạt được chất lượng đi n năng đảm bảo cung cấp đi n cho khách hàng đồng th i đủ khả năng đáp ứng cao những đột bi n trên h th ng đi n do những

bi n động trên h th ng trong đi u ki n ổn định tĩnh như quá tải do mất cân bằng công suất trên lưới giữa phát và nhận dẫn đ n sụt áp, thay đổi góc pha dẫn đ n mất

ổn định h th ng có nguy cơ h th ng vận hành mất an toàn Thi t bị FACTS ra đ i đáp ứng yêu cầu đó một cách linh hoạt và nhanh chóng

Hi n nay, các nước phát tri n đặc bi t là các nước có h th ng đi n ổn định tương đ i cao, đòi h i chất lượng đi n áp đầu ra luôn ổn định t t, đảm bảo cho các

tải có độ nhạy cao làm vi c ổn định Vi c đưa thi t bị FACTS vào h th ng đ ổn định đi n áp nhanh là công vi c rất cần thi t cho lưới đi n

Thi t bị h th ng truy n tải đi n xoay chi u linh hoạt còn gọi là FACTS (Flexible Alternate Current Transmission Systems) được vận hành có vai trò dẫn đầu trong vi c đi u khi n một cách hi u quả trào lưu công suất trên đư ng dây và

cải thi n ch độ đi n áp của mạng h th ng đi n Những thi t bị mới này có th gia tăng một cách đáng tin cậy và một cách hi u quả đ n h th ng truy n tải và phân

ph i Chúng đưa ra những đi u khi n và linh hoạt rất lớn trong vận hành Thông thư ng trào lưu công suất được phân tích bằng phương pháp Newton- Raphson và thuật toán nhanh Decoupled đã được đi u chỉnh đ n k cả mô hình thi t bị FACTS trong h th ng truy n tải

Những đ i tượng chính của thi t bị FACTS được lắp đặt trên đư ng dây phân

ph i là cải thi n ch độ đi n áp, h s công suất chuẩn, và giảm bớt tổn thất trên

đư ng dây Đư ng dây phân ph i có tỷ s R/X cao, ảnh hư ng đ n vấn đ hội tụ trong bài toán tính toán phân b công suất, ổn định đi n áp truy n th ng

Như trước đây đ tính toán phân b công suất trên đư ng dây ta sử dụng phương pháp Newton-Raphson truy n th ng Vi c tính toán này gặp rất khó khăn là tìm ma trận Jacobian Một phương pháp khác được sử dụng đ tính toán phân b công suất, đó là Line Flow Basic method gọi tắt là phương pháp giải bài toán phân

b công suất dựa vào trào lưu công suất trên đư ng dâyLFB

Đ i với lưới đi n phân ph i ta sử dụng phương pháp LFBđ tính toán ổn định

đi n áp.Đ tài đang được nghiên cứu là “Sử dụng phương pháp LFB trên lưới

điện phân phối hình tia có thiết bị TCSC để điều chỉnh điện áp”.

Đây là một phương pháp tính phân b công suất hữu dụng và rất ti n íchcho

vi c tính toán phân b công suất hi n nay

1.2 M c đích nghiên c u

1 Phương pháp LFB được sử dụng đ giải bài toán tính toán phân b công

suất lưới phân ph i hình tia có gắn thi t bị FACTS là TCSC đ đi u chỉnh đi n áp

2 Phương pháp này được sử dụng đ tính toán thay vì tính toán bằng phương pháp Newton-Raphson Đây là phương pháp tính toán toán b qua ma trận nghịch đảo Jacobian, nên vi c tính toán ngắn gọn hơn Tuy nhiên đây là phương pháp mới nên có ki m chứng lại bằng phương pháp Newton-Raphson

1.3 Nhi m v c a đ tài và gi i h n c a đ tài

-Giới thi u các phương pháp tính toán phân b công suấtLFB

- Tìm hi u Thi t bị h th ng truy n tải đi n xoay chi u linh hoạt còn gọi là FACTS (Flexible Alternate Current Transmission Systems) là TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitors) còn gọi là Bộ bù n i ti p đi u khi n bằng Thyristor -Nghiên cứu phương pháp tính toán phân b công suất bằng phương pháp Newton-Raphson

-Nghiên cứu phương pháp tính toán phân b công suất bằng phương pháp LFB (Line Flow Basic)

- Ki m chứng phương pháp LFB bằng phương pháp phân b công suất Newton Raphson

-Sử dụng phần m m Matlab đ vi t chương trình tính toán phân b công suất trên lưới đi n phân ph i hình tia có gắn thi t bị TCSC đ đi u chỉnh đi n áp trên lưới đi n mẫu 16 nút 15 nhánhcho hai phương pháp trên

- Chọn vị trí đặt TCSC

- Đánh giá k t quả sau khi đặt thi t bị TCSC

Tuy nhiên, do th i gian có hạn vi c khảo sát thực hi n trên lưới đi n mẫu

 Tích hợp d dàng các thi t bị FACTS như TCSC, SVC, TCVR,

 Không tính toán các hàm lượng giác

 Đ i với cấu trúc hình tia và tính toán phân b công suất thông thư ng (không xét thi t bị FACTSvà không có DG) hoàn toàn có th tính dòng công suất tác dụng và phản kháng trên nhánh và đi n áp tại các nút bằng phép th theo chi u thoái và theo chi u ti n mà không cần phải nghịch đảo ma trận

 Tính toán được giá trị đi n kháng

 Tính toán phân b công suất trên lưới nhi u nguồn

1.6 Giá tr thực ti n c a đ tài

- Phương pháp LFB giảm bớt các thủ tục tính toán trong bài toán phân b công suất có đặt thi t bị FACTS là TCSC

- Áp dụng phương pháp LFB trên lưới thực t với bài toán phân b công suất với lưới phân ph i nhi u nguồn được thực hi n d dàng với nhi u thi t bị TCSC trong h th ng và ước lượng được hi u quả mang lại của thi t bị FACTS

1.7 Phác th o nội dung lu n văn

Luận văn gồm 3 phần:

- Phần 1: Giới thi u tổng quan

- Phần 2: Cơ s lý thuy t

- Phần 3: K t luận

PH N 2

CHƯƠNG 2

2.1 BÙ CÔNG SU T PH N KHÁNG LƯ I PHÂN PHỐI

2.1.1Vai trò c a l i phân ph i trong h th ng đi n

2.1.1.1T ng quát

H th ng đi n (HTĐ) bao gồm các nhà máy đi n, trạm bi n áp, các đư ng dây truy n tải và phân ph i đi n được n i với nhau thành h th ng làm nhi m vụ truy n tải và phân ph i đi n năng

HTĐ phát tri n không ngừng theo không gian và th i gian đ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của phụ tải Tùy theo mục đích nghiên cứu, HTĐ được phân chia thành các phần h th ng tương đ i độc lập nhau

*V mặt quản lý, vận hành, HTĐ được phân thành:

 Các nhà máy đi n do các nhà máy đi n quản lý

 Lưới đi n siêu cao áp( ≥ 220 kV) và trạm khu vực do các công ty truy n tải

quản lý

Hình 2.1Minh h ọa về sản xuất ,vận chuyển và sử dụng điện

 Lưới truy n tải 110 kV và phân ph i do các công ty đi n lực quản lý, dưới

đó là các đi n lực

*V mặt đi u độ chia thành hai cấp:

 Đi u độ qu c gia

 Đi u độ địa phương

*V mặt nghiên cứu tính toán, HTĐ được phân chia thành:

 Lưới h th ng 500kV

 Lưới truy n tải (35,110, 220kV)

 Lưới phân ph i trung áp (6, 10, 15, 22, 35kV)

 Lưới phân ph i hạ áp (0,4kV; 0,22kV)

Lưới phân ph i thực hi n nhi m vụ phân ph i đi n cho một địa phương (một thành ph , quận, huy n ) có bán kính cung cấp đi n nh , dưới 50 km

2.1.1 2 L i phân ph i hi n nay c a Vi t Nam

Do lịch sử phát tri n, lưới đi n Vi t Nam, lưới đi n phân ph i tồn tại nhi u

cấp đi n áp khác nhau như 6, 15, 22, 35kV

Từ năm 1993, Bộ Năng Lượng có quy t định s : 149 NL/KHKT ngày 24/03/1993 chuy n đổi các cấp đi n áp v 22 kV, Vi t Nam hi n nay chỉ có cấp

đi n áp 22 kV

Nghiên cứu vi c bù công suất phản kháng đ giảm tổn thất đi n năng, cải thi n

đi n áp, h s công suất, hạn ch dao động đi n áp lớn do các phụ tải tiêu thụ công

suất phản kháng, ảnh hư ng của các sóng hài bậc cao, nhằm cải thi n chất lượng cung cấp đi n và tăng hi u quả kinh t là công vi c đang được ngành đi n quan tâm

B ảng 2.1 Khối lượng xây dựng lưới điện truyền tải và phân phối toàn quốc đến năm 2010

STT L i đi n Đ ng dây (km) Tr m biến áp

1 Lưới truy n tải(66, 110, 220 kV) 7047 6364,25

7,7959

Nguồn: IEE- Viện Năng lượng

2.1.1 3 Đặc đi m chung c a l i phân ph i

Lưới phân ph i có một s đặc đi m chung như sau:

1 Ch độ vận hành bình thư ng của lưới phân ph i là vận hành h , hình tia

hoặc dạng xương cá Đ tăng cư ng cung cấp đi n, đôi khi cũng có cấu trúc mạch vòng nhưng vận hành h

2 Trong mạch vòng các xuất tuy n được liên k t với nhau bằng DCL, hoặc thi t bị n i mạch vòng(Ring Main Unit) các thi t bị này vận hành vị trí m , trong trư ng hợp cần sửa chữa hoặc sự c đư ng dây thì vi c cung cấp đi n không bị gián đoạn lâu dài nh vi c chuy n đổi nguồn cung cấp bằng các thao tác đóng cắt DCL phân đoạn hoặc tự động chuy n đổi nh thi t bị n i mạch vòng

3 Phụ tải của lưới phân ph i đa dạng và phức tạp, nhất là Vi t Nam các phụ

tải sinh hoạt và dịch vụ, ti u thủ công nghi p đa phần chung một hộ phụ tải

So với mạng hình tia, mạng hình vòng có chất lượng đi n t t hơn, đó chính là

lý do tồn tại mạch vòng, song lại gây phức tạp v vấn đ bảo v rơ le Cấu trúc

mạch vòng chỉ thích hợp cho những mạng Trung áp/ Hạ áp có công suất lớn và có

s lượng trạm trên mạch vòng ít Hi u quả khai thác mạch vòng kín thấp hơn mạng hình tia

Ngoài ra, chất lượng phục vụ của mạng hình tia đã liên tục được cải thi n,

vi c xuất hi n của các thi t bị có công ngh mới và các thi t bị tự động, vi c giảm bán kính cung cấp đi n và tăng ti t di n dây dẫn và bù công suất phản kháng, do

vậy chất lượng đi n của mạng hình tia đã được cải thi n nhi u

K t quả của các nghiên cứu và th ng kê từ thực t vận hành đã đưa đ n k t

luận nên vận hành lưới phân ph i theo dạng hình tia b i các lý do:

 Vận hành đơn giản hơn;

 Trình tự phục hồi lại k t cấu lưới sau sự c d dàng hơn;

 Ít gặp khó khăn trong vi c cắt đi n cục bộ

Với các lý do trình bày trên, sau đây ta sẽ xem xét vi c bù công suất phản khángtrên lưới h và các ứng dụng của vi c bù công suất phản kháng

)(t I t

Với dòng chu kỳ i(t) đã cho, ta tìm được trị s dòng không đổi I tương đương

v mặt tiêu tán, sao cho năng lượng tiêu tán trong th i gian một chu kỳ là bằng nhau, nghĩa là trong một mạch đơn giản thuần tr :

dt t i R T I R A

T

) (

0

2 2





Trị s dòng không đổi I tương đương v mặt tiêu tán với dòng chu kỳ i(t) được

gọi là giá trị hi u dụng của dòng chu kỳ Như vậy có th vi t:

)sin(

2)(t  I t

Từ (2.2) ta xét các phần tử có R,L,C Kỹ thuật đi n đã chứng minh là phản ứng

một nhánh n i ti p R-L-C đ i với kích thích đi u hòa ch độ xác lập:

)2/sin(

2)2/sin(

2sin

2

)sin(

t U

t U

t U u

C L

X R C

L R

U  2  (  1 / ) 2  2  (  ) 2  (2.5)

hay: 2 2

X R I

X X U

U U

X R

Ta xem xét sự tiêu thụ năng lượng xảy ra trong mạng đi n có tải là đi n tr

và đi n kháng:

 Mạng đi n được cung cấp b i đi n áp:uU msint

 Dòng đi n i l ch pha với u một góc :iI msin(t)

hay iI m(sint.cossin.cost)

)2/sin(

.sin(

cos.sincos

.sin

t I

t I

i

i

i

m m

m

Như vậy dòng đi n i là tổng của hai thành phần: 'i có biên độ I mcos cùng pha

với đi n áp; 'i có biên độ I msinchậm pha với đi n áp một góc /2cùng pha với

đi n áp

Công suất tương ứng với hai hành phần i và i'' là:

 cos

UI

P gọi là công suất tác dụng

Hình 2.2 M ạch R, L,C nối tiếp và véc tơ điện áp



 sin

của tr kháng

Năng lượng tích lũy trong đi n dung gọi là năng lượng tĩnh đi n, dấu của nó luôn được đảo ngược với năng lượng đi n từ

Theo qui ước:

 Năng lượng đi n từ là năng lượng phản kháng dương

 Năng lượng tĩnh đi n là năng lượng phản kháng âm

cung cấp cho phụ tải không nhất thi t phải lấy từ nguồn mà có th cung cấp trực

ti p cho phụ tải đi n( tụ đi n, máy bù đồng bộ)

2.1.3 M c đích xem xét c a đ tài

Trong đ tài tác giả đi u chỉnh giá trị P, Q trên lưới phân ph i bằng cách thay đổi tổng tr trên đư ng dây, cụ th là thay đổi dung kháng –jxC, tức gián ti p làm

giảm tổng tr chung trên h th ng đ cải thi n giá trị đi n áp trên lưới

2.2 T NG QUAN V MÁY PHÁT PHÂN TÁN DG TRÊN H Ệ THỐNG ĐIỆN

2.2.1Gi i thi u v máy phát phân b

Máy phát phân tán DG là một giải pháp sử dụng công ngh quy mô nh đ sản xuất đi n gần với khách hàng của đi n lực Công ngh DG thư ng bao gồm môđun máy phát đi n(và đôi khi là năng lượng tái tạo), nó cung cấp một s lợi ích ti m năng Trong nhi u trư ng hợp, máy phát đi n phân ph i có th cung cấp đi n với chi phí thấp hơn với độ tin cậy và an ninh năng lượng cao hơn và ít hậu quả v môi trư ng hơn các máy phát đi n truy n th ng

Ngược lại vớivi c sử dụng mộtvài trạmphát đi nquy mô lớnnằm xatrung tâm

phụ tải-phương phápđược sử dụng trongcác mô hìnhđi n lựctruy n th ng-h

th ngDGsử dụngrất nhi u,nhưngcác nhà máynh và có th cung cấp năng lượngtại

chỗvới rất ítsự phụ thuộc vàolướitruy n tảivàphân ph i Công ngh DGmang lạikhả năngcung cấp đi n từmột phần của1kWđ n khoảng100MW Khả năng đáp ứng nguồn thư ng có th đạthơn1.000MW

Vi c tập trungcác nhà máy đi ncủa h th ng nàycó nhi u bất lợi Ngoài cácvấn đ v khoảng cách truy n tải, các h th ng nàylàm tăngphát thảikhí nhà kính,sản sinh chất thải hạt nhân, thi u hi u quả vàtổn thất đi n năngtrênđư ng dây truy n tảidài, phân tán tác độngmôi trư ngnơi mà cácđư ng dây đi nđược xây dựng, và các vấn đ liên quan đ nan toàn

Khi DGđặt gần hoặc tại nơi của ngư i sử dụng đi n, bài toán đư ng dây tuy n

tải tr nên lỗi th i Máy phát phân ph i (DG) thư ng được sản xuất b i các

mô-đun chuy n đổi năng lượng nh như tấm pin mặt tr i, các đơn vị này có th độc lập

hoặc tích hợp vào lưới đi n có sẵn

Phát đi nDGdi n ra trênhaimức:mức tại chỗvà mức xa Nhà máy đi ntại chỗnhưtua bin gió,sản xuấtnăng lượng địa nhi t, h th ngnăng lượng mặt tr i, và

một s nhà máy đi n thủynhi t.Các nhà máynày có xu hướnglà nh hơn và íttập trunghơn so vớicác nhà máyvới mô hình truy n th ng Tần suất sản xuất đi n năng thư ng xuyên hơnvàchi phí hi u quảvàđáng tin cậy hơn Sản xuất đi n tại chỗ DGthư ngcó tính đ n cácđi u ki n tại chỗ, thư ngsản xuấtít gây tổn hạimôi trư ng Các loại DG trên lưới đi n:

Hình 2.3 a) Mô hình lưới điện cổ điển; b) Mô hình lưới điệntương lai DG

b) a)

Hình 2.5 T ấm pin năng lượng mặt trời hỗ trợ

ngu ồn cho một trường cấp 2 ở Fairbanks,

Alaska, Mỹ.

Hình 2.6M ột máy phát điện

300kW tuabin nh ỏ,thí nghiệm ở OakRidge, Tennessee, Mỹ.

2.2.3 DGtrên l i đi n phân ph i

Một h th ng đi n được gọi là lớn, được tích hợp phức tạp gồm các máy phát

đi n lớn, một mạng lưới truy n tải, lưới đi n phân ph i, máy phát đi n phân ph i và tải, được k t n i tại các đi m được gọi là các nút

Hình2.8Minh h ọa lưới điện có DGvà các thành phần liên kết với nhau.

2.2.4S ự độc l p và k ết n i v i DG trên l i đi n

Nguồn đi ncung cấp đi ngần tảithư ng là một máy phát đi n nh được k t n i

trực ti p đ n tải và chỉ phục vụ cho tải đó Loại phát đi n này được gọi là máy phát

đi n phân ph i (DG) Vi c xác định "sự độc lập" ngụ ý rằng loại máy phát đi n không th cung cấp đi n cho những tải khác mà chỉ cho một tải mà nó được n i

Hình 2.9 C ấu trúc liên kết lưới phân phối

 Sự độc lập DG có th giảm đượctải cho lưới đi n phân ph i, tuy nhiên sẽ gia tăng sự bi n động của phụ tải này khi DG vận hành không ổn định

 Vi c liên k t với DG có th bơm công suất vào lưới đi n phân ph i Vi c bơm công suất này đã thay th một lượngcông suất mà lưới đi n phân ph i sẽ nhận

từ lưới đi n truy n tải Tuy nhiên, vi c k t n i DG có th làm trào lưu công suất

chạy trong lưới theo hướng ngược lại với trào lưu công suất thông thư ng từ đầu nguồn của lưới đi n phân đ n cu i của các nhánhliên k t cu i Trào lưu công suất này ngược và làm đảo ngược đi n áp nút trong mạng lưới phân ph i nâng cao an toàn và độ tin cậy cần quan tâm

Trong đ tài, DG đưa vào lưới vận hành như một nút PV, đó nó sẽ tăng đi n

áp tại nút như một nút nguồn, đồng th i cung cấp đi n cho tải tại nơi DG đặt vào

CHƯƠNG 3

3.1BÙ CÔNG SU T PH N KHÁNG CHO LƯ I ĐIỆN

Quá trình truy n tải đi n xoay chi u trên đư ng dây siêu cao áp liên quan đ n

quá trình truy n sóng đi n từ dọc đư ng dây Đi n trư ng của đư ng dây ít thay đổi

trong quá trình vận hành vì đi n áp trên đư ng dây ít thay đổi trong quá trình vận

hành vì đi n áp trên đương dây được đi u khi n trong giới hạn cho phép (thư ng là

± 5%), tuy nhiên từ trư ng lại thay đổi trong phạm vi khá rộng theo sự thay đổi của

dòng đi n tải của đư ng dây

Giá trị trung bình cho một chu kỳ năng lượng đi n trư ng được tính trên một

đơn vị chi u dài của một pha đư ng dây là:

Trị s trung bình cho một chu kỳ năng lượng từ trư ng tính trên một đơn vị

chi u dài của một pha đư ng dây khi dòng đi n tải I là:

Q M 3. 2 (3.4)

Công suất phản kháng do đư ng dây sinh ra được xác định như là hi u giữa

công đi n trư ng và công suất từ trư ng:

l I L l

C.U Q

3

f f

C.U

I L l C.U

Khi công suất phản kháng của đư ng dây bằng 0, ta có:

Z

U C

L U

Do đó đư ng dây tải dòng đi n tự nhiên ITN Đ i với đư ng dây dài hữu hạn,

hi n tượng này xảy ra khi đi n tr phụ tải tác dụng bằng tổng tr sóng XC của

đư ng dây Đây là ch độ tải công suất tự nhiên Trong trư ng hợp này, đư ng dây siêu cao áp không tiêu thụ hay phát thêm công suất phản kháng

C

f TN

lại hi u quả cao là bù dọc và bù ngang trên đư ng dây siêu cao áp

Các đư ng dây siêu cao áp có chi u dài lớn thư ng được bù thông s thông qua các thi t bị bù dọc và bù ngang Mục đích chủ y u của vi c đặt thi t bị bù là nâng cao khả năng tải của đư ng dây và sang bằng đi n áp phân b dọc đư ng dây Hơn nữa, bù thông s còn nâng cao tính ổn định tĩnh, ổn định động và giảm dao động công suất làm cho vi c vận hành h th ng đi n một cách linh hoạt và hi u

quả hơn Đây là bi n pháp cần thi t, đặc bi t là những đư ng dây có chi u dài lớn, đặc bi t là những đư ng dây có chi u dài 1/4 bước sóng như đư ng dây truy n tải

đi n siêu cao áp 500kV Bắc –Nam Vi t Nam hi n nay

3.2 BÙ D C TRểN ĐƯ NG DÂY

Trị s cảm kháng XL lớn trên đư ng dây làm ảnh hư ng xấu đ n hàng loạt các

chỉ tiêu kinh t -kỹ thuật quan trọng của đư ng dây như: góc l ch pha giữa đầu và

cu i đư ng dây lớn, tổn thất công suất và đi n năng trên đư ng dây cao, tính ổn định đi n áp tại các trạm giữa và cu i đư ng dây kém Bù dọc là giải pháp làm tăng đi n dẫn liên k t( giảm đi n kháng XL của đư ng dây ) bằng dung kháng XC

của tụ đi n Giải pháp này thực hi n bằng cách mắc n i ti p ti p tụ đi n vào đư ng dây Qua đó giới hạn truy n tải của đư ng dây theo đi u ki n ổn định tĩnh được

nâng lên Hơn nữa, giới hạn ổn định động cũng tăng lên một cách gián ti p do nâng cao thêm đư ng cong công suất đi n từ

Khi mắc thêm tụ n i ti p vào đư ng dây thì đi n kháng tổng của mạch tải đi n

sẽ giảm xu ng còn (XL-XC) Giả sử góc l ch  giữa dòng đi n tải I và đi n áp cu i

đư ng dây U2 không đổi thì đi n áp U1 đầu đư ng dây và góc l ch pha  giữa véc

tơ đi n áp giữa hai đầu đư ng dây giảm xu ng khá nhi u Qua đó ta thấy hi u quả

của bù dọc như sau:

3.2.1 n đ nh đi n áp

- Giảm lượng sụt áp với một công suất truy n tải

- Đi m sụp đổ đi n áp được dịch chuy n xa hơn

3.2.2 n đ nh v góc l ch 

- Làm giảm góc l ch  trong ch độ vận hành bình thư ng, qua đó nâng cao độ

ổn định tĩnh của h th ng đi n

- Làm tăng giới hạn công suất truy n tải của đư ng dây

-Trước khi bù dọc, hình 3.1, công suất truy n tải trên đư ng dây là:

Hình 3.1 Đường dây khi không có tụ bù Hình 3.2Đường dây khi có tụ bù

sin2 1

X

U U

- Sau khi bù dọc, hình 3.2, công suất truy n tải trên đư ng dây là:

sin2 1 '

C

X

U U

X

U U

X

X X

3.2.3Gi m t n th t công su t vƠ đi n năng

- Dòng đi n chạy qua tụ C sẽ phát ra một lượng công suất phản kháng bù lại

phần tổn thất trên cảm kháng của đư ng dây

- Đặc trưng cho mức độ bù dọc trên đư ng dây là h s bù dọc Kc:

%100

x X

3 3 BỐ NGANG TRểN ĐƯ NG DÂY

Bù ngang được thực hi n bằng cách lắp kháng đi n có công suất c định hay các kháng đi n có th đi u khi n tại các thanh cái của trạm bi n áp Kháng bù ngang này có th đặt phía cao áp hay phía hạ áp của máy bi n áp Khi đặt phía cao áp thì có th n i trực ti p song song với đư ng dây hoặc n i qua máy cắt được

đi u khi n bằng khe h phóng đi n

Dòng đi n IL của kháng bù ngang sẽ khử dòng đi n IC của đi n dung đư ng dây phát ra do chúng ngược chi u nhau Nh đó mà công suất phản kháng do

đư ng dây phát ra sẽ bị tiêu hao một lượng đáng k và qua đó có th hạn ch được

hi n tượng quá áp cu i đư ng dây

Vi c lựa chọn dung lượng và vị trí đặt của kháng bù ngang có ý nghĩa rất quan trọng đ i với một ch độ vận hành của đư ng dây cao áp trong h th ng đi n như

ch độ vận hành non tải, không tải của đư ng dây

- ch độ không tải, phía nguồn khép mạch, phía tải h mạch thì các nguồn phát vẫn phải phát công suất tác dụng rất lớn đ bù vào tổn thất đi n tr của đư ng dây và máy bi n áp Đ khắc phục sự quá áp,và quá tải máy phát ta phải đặt kháng

bù ngang tại một s đi m trên đư ng dây

- ch độ non tải ( Ptải< PTN ), thì công suất phản kháng trên đư ng dây thừa

và đi v hai phía của đư ng dây Đ đảm bảo được trị s cos cho phép của máy phát, ta phải đặt kháng bù ngang đầu đư ng dây đ tiêu thụ công suất phản kháng -Trong ch độ tải cực ti u, công suất phản kháng do đư ng dây sinh ra rất

lớn(đ i với đư ng dây siêu cao áp 500kV với Q0 1MVar/km) nên ta phải đặt các kháng đi n bù ngang phân b dọc theo đư ng dây đ tiêu thụ lượng công suất phản kháng này Thông thư ng khoảng cách giữa các kháng bù ngang từ 200- 500 km

- Công suất phản kháng của đư ng dây phát ra trong ch độ không tải được tính gần đứng như sau:

l b U

Trong đó: Uđm: đi n áp định mức của đư ng dây

ủa đư ng dây

- Đ i với đư ng dây siêu cao áp có đi n áp từ 330 ÷ 750kV thì ta có th sử

dụng các quan h gần đúng như sau:

0 0

6 0

3 0

10.07,

Như vậy công suất phản kháng của đư ng dây siêu cao áp phát ra là:

TN C

%100

%100

C L C

L

C

Q

Q I

I

Trong đó:

QL: Công suất phản kháng của bù ngang

QC: Công suất phản kháng của đi n dung đư ng dây phát ra

3.4 PHÂN LO I CÁC THI T B Ị TRUY N T I ĐIỆN XOAY CHI U LINH HO T

Các thi t bị FACTS có th phân ra làm b n loại:

- Thi t bị đi u khi n n i ti p (Series Controller): loại thi t bị này cho phép

thay đổi tổng tr đư ng dây bằng tụ đi n, đi n kháng, hoặc bi n đổi nguồn có tần

s bằng tần s lưới nh thi t bị bán dẫn công suất V nguyên lý, tất cả các thi t bị

đi u khi n n i ti p chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng bi n đổi

- Thi t bị đi u khi n song song (Shunt Controller): loại thi t bị này cho phép

thay đổi tổng tr , thay đổi nguồn hoặc k t hợp cả hai Tất cả các thi t bị đi u khi n song song bù dòng đi n vào h th ng tại đi m nút

- Thi t bị đi u khi n k t hợp n i ti p với n i ti p (Combined Series-Series

Controller): đây là sự k t hợp các thi t bị đi u khi n n i ti p riêng rẽ, có cùng cách

thức đi u khi n được sử dụng trong h th ng nhi u dây dẫn hoặc có th là thi t bị

đi u khi n hợp nhất Trong những thi t bị đi u khi n n i ti p, công suất phản kháng

được bù độc lập cho mỗi đư ng dây, tuy nhiên công suất tác dụng giữa các đư ng dây được trao đổi qua nguồn liên k t Khả năng chuy n công suất tác dụng của các thi t bị đi u khi n n i ti p -n i ti p hợp nhất tạo ra sự cân bằng cả công suất tác dụng và công suất phản kháng trong các dây dẫn, tận dụng t i đa h th ng truy n

tải

- Thi t bị đi u khi n k t hợp n i ti p với song song (Combined Series-Shunt

Controller): đây là sự k t hợp các thi t bị đi u khi n song song và n i ti p riêng rẽ được đi u khi n k t hợp hoặc đi u khi n hợp nhất dòng năng lượng với các phần tử

n i ti p và song song V nguyên lý, những thi t bị đi u khi n song song và n i ti p

k t hợp bù dòng đi n vào h th ng với những phần tử đi u khi n song song và bù

đi n áp trên đư ng dây với những phần tử n i ti p

3.5 M T S Ố THI T BỊ FACTS

3.5.1 Thi ết b bù d c đi u khi n b ng Thyristor (TCSC)

TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator) là thi t bị FACTS còn

gọi là Bộ bù n i ti p đi u khi n bằng Thyristor Loại thi t bị này cho phép thay đổi

tổng tr trên đư ng dây bằng tụ đi n, đi n kháng hoặc bi n đổi nguồn có tần s

bằng tần s lưới nh thi t bị đi n tử công suất bán dẫn V nguyên lý, tất cả các thi t bị đi u khi n n i ti p chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng bi n đổi

TCSC được định nghĩa như một bộ bù đi n kháng đi n dung, nó bao gồm một ngân hàng tụ đi n n i ti p chuy n hướng b i bộ đi n kháng đi u khi n Thyristor trong vi c sắp x p đ cung cấp một bi n đi n kháng đi n dung bằng phẳng Nghiên cứu trào lưu công suất trạng thái tĩnh, TCSC có th được xem xét như một tụ bù

tĩnh hoặc một bộ đi n kháng tương ứng như một đi n kháng-jx Cvới một bộ bù n i

ti p nhánh l đặc trưng cho thông s đi n dung tương đương n i ti p được k t n i

Trong hầu h t các trư ng hợp, đi n nạp song song của nhánh thư ng được không chú ý B i vậy, bộ tụ bù tĩnh của TCSC sẽ n i ti p một cách trực ti p với tr kháng

đư ng dây

TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitors) là thi t bị tr kháng nhanh của

đư ng dây và hoạt động trong đi u ki n ổn định của h th ng đi n Nó được tổng

hợp từ một hay nhi u TCSC, mỗi mô đun bao gồm hai thành phần cơ bản:

 Thành phần cảm kháng có th thay đổi được đi n dung nh bộ đi u chỉnh van Thyristor

 Thành phần đi u khi n bao gồm các thi t bị đi n tử như van Thyristor ki u

cổng ngắt GTO(Gate Turn Off Thyristor),…

Ngoài ra, TCSC còn có một s thi t bị phụ như bộ lọc tần s f nhằm lọc b các sóng hài bậc cao, thi t bị đóng ngắt phục vụ các ch độ vận hành của TCSCtrong các ch độ khác nhau của h th ng đi n

Chức năng chính của TCSC bao gồm:

 Làm giảm nguy cơ sụt áp trong ổn định tĩnh

 Giảm sự thay đổi đi n áp

 Tăng khả năng truy n tải của đư ng dây

 Giảm góc làm vi c  làm tăng khả năng tải của đư ng dây

 Hạn ch hi n tượng cộng hư ng tần s thấp trong mạng đi n

Ngoài ra, TCSC còn có nhi u tính năng khác có th tăng tính linh hoạt trong

vận hành các đư ng dây siêu cao áp nói riêng và h th ng đi n nói chung Tùy theo yêu cầu của từng loại đư ng dây cụ th và chức năng của chúng trong từng h

th ng đi n cụ th mà ta có th áp dụng phương pháp, mạch đi u khi n TCSC cho phù hợp với các ch độ vận hành trong h th ng đi n

3.5.2Thi ết b bù tĩnh đi u khi n b ng Thyristor (SVC)

SVC (Static Var Compensator) là thi t bị bù ngang dùng đ phát hoặc tiêu

thụ công suất phản kháng có th đi u chỉnh bằng cách tăng hay giảm góc m của Thyristor, được tổ hợp từ hai thành phần cơ bản:

-Thành phần cảm kháng đ tác động v mặt công suất phản kháng (có th phát

hoặc tiêu thụ công suất phản kháng tùy theo ch độ vận hành)

- Thành phần đi u khi n bao gồm các thi t bị đi n tử như như van Thyristor

ki u cổng ngắt GTO (Gate Turn Off Thyristor), Tri ắc có cực đi u khi n, h th ng

đi u khi n góc m dùng bộ vi đi u khi n (8051, VAR, )

SVC được cấu tạo từ ba phần tử chính:

 Kháng đi u chỉnh bằng Thyristor (TCR- Thyristor Controlled Reactor): có chức năng đi u chỉnh liên tục công suất phản kháng tiêu thụ

 Kháng đóng m bằng Thyristor (TSR- Thyristor Switched Reactor): có chức năng tiêu thụ công suất phản kháng, đóng cắt nhanh bằng Thyristor

 Bộ tụ đóng m bằng Thyristor (TSC- Thyristor Switched Capacitor): có

chức năng phát công suất phản kháng tiêu thụ, đóng cắt nhanh bằng Thyristor

SVC cho phép nâng cao khả năng tải của đư ng dây một cách đáng k mà không cần dùng đ n những phương ti n đi u khi n đặc bi t và phức tạp trong vận hành Các chức năng chính của SVC bao gồm:

 Đi u khi n đi n áp tại nút có đặt SVC có th c định giá trị đi n áp

 Đi u khi n trào lưu công suất phản kháng tại nút được bù

 Giới hạn th i gian và cư ng độ quá đi n áp khi xảy ra sự c (mất tải, ngắn

 Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự c trong h th ng đi n như ngắn

mạch, mất tải đột ngột

Ngoài ra, SVC còn có chức năng phụ mang lại hi u quả khá t t cho quá trình vận hành h th ng đi n như:

 Làm giảm nguy cơ sụt áp trong ổn định tĩnh

 Tăng khả năng tải của đư ng dây

 Giảm góc làm vi c  làm tăng cư ng khả năng tải của đư ng dây

 Giảm tổn thất công suất đi n năng

3.5.3 Thi ết b bù ngang (hay bù tĩnh đ ng bộ) đi u khi n b ng Thyristor (STATCOM)

STATCOM (Static Synchronous Compensator) là sự hoàn thi n của SVC, bao gồm các bộ tụ đi n được đi u chỉnh bằng các thi t bị đi n tử như van Thyristor

ki u cổng kích ngắt GTO So với SVC, nó có ưu đi m là k t cấu gọn nhẹ hơn, không đòi h i di n tích lớn như SVC và đặc bi t là nó đi u khi n linh hoạt và hi u

quả hơn

Các tính năng của STATCOM cũng gi ng như của SVC nhưng khả năng đi u

chỉnh, đi u khi n các thông s của STATCOM mức cao hơn, bao gồm:

 Đi u khi n đi n áp tại nút có đặt STATCOM có th c định giá trị đi n áp

 Đi u khi n trào lưu công suất phản kháng tại nút được bù

 Giới hạn th i gian và cư ng độ quá đi n áp khi xảy ra sự c (mất tải, ngắn

mạch, ) trong h th ng đi n

 Tăng cư ng tính ổn định trong h th ng đi n

 Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự c trong h th ng đi n như ngắn mạch, mất tải đột ngột

Ngoài ra, STATCOM còn có đặc đi m nổi trội so với SVC như sau:

 Có khả năng vận hành trong ch độ sự c và ti p tục đi u khi n khi loại trừ

sự c

 Có th phát công suất phản kháng khi đi n áp thanh cái nh hơn đi n áp lưới

và ngược lại, tiêu thụ công suất phản kháng khi đi n áp thanh cái lớn hơn đi n áp lưới

Sơ đồ nguyên lý Bi ểu đồ hoạt động

3.5.4 Thi ết b đi u khi n dòng công su t h p nh t (UPFC)

UPFC( Unified Power Flow Controller) là các thi t bị bù đa chức năng đ

đi u khi n đi n áp tại các thanh cái độc lập, dòng công suất tác dụng P và phản kháng Q trên các đư ng dây truy n tải, đặc bi t là trên các đư ng dây siêu cao áp

n i giữa các h th ng đi n nh UPFC là thi t bị làm cho lưới đi n làm vi c rất linh hoạt và hi u quả

V nguyên lý cấu tạo, UPFC được hi u như sự k t hợp thi t bị bù dọc làm thay đổi góc pha (Static Synchoronuos Series Compensator) với thi t bị bù ngang STATCOM Nó được cấu tạo từ hai bộ chuy n đổi (converter) đi u khi n ki u cổng kích ngắt GTO Mỗi một bộ chuy n đổi gồm có ki u cổng kích ngắt GTO và máy

bi n áp trung gian đi n áp thấp

Máy bi n áp n i với bộ chuy n đổi qua thanh cái làm vi c( Buswork) và máy

cắt được mô tả như trên hình 3.7 Mỗi bộ chuy n đổi có th ngừng hoạt động vì bất

cứ nguyên nhân nào đó, bộ chuy n đổi (converter) còn lại có th đi u khi n vận hành độc lập

UPFC có ba ch độ vận hành, bao gồm:

 Ch độ 1: Ch độ đi u khi n tr kháng XC

; jX.I

UΔ 2

sinδ X X

X X

|.IjU

U - sinδ X

.exp

|U

|

U.2.sin

|U

Đường dây

δ 2cos sinδ X

X : đi n kháng của đư ng dây truy n tải

 : góc l ch pha giữa đi áp đầu và cu i của đư ng dây

Trong ba ch độ vận hành trên của UPFC thì ch độ 2 và ch độ 3 có ưu đi m hơn ch độ 1 vì có th đi u khi n dòng công suất tác dụng P ngay cả khi góc pha rất nh Trong ch độ 1, n u dòng thành phần bù dọc(Series Compensator) giảm thì

khả năng đi u khi n của UPFC cũng giảm theo Hơn nữa, trong ch độ 1 và ch độ

2, công suất của thành phần bù ngang (Shunt Compensator) có th giảm t i thi u vì dòng công suất đi qua liên k t đi n một chi u (DC link) gần như bằng 0

Ngoài ra, thành phần bù ngang có th đi u khi n đồng th i cả dòng công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q trên đư ng dây

3.5.5 Thi ết b đi u khi n góc pha b ng Thyristor (TCPAR)

TCPAR (Thyristor Controlled Phase Angle Regulator) là thi t bị ứng dụng Thyristor đ đi u chỉnh góc pha của đi n áp pha trên đư ng dây Nó có tác dụng

đi u khi n dòng công suất trên đư ng dây

Véc t đi n áp

U B

U A

U T

V mặt cấu tạo, TCPAR như một máy bi n áp ba cuộn dây mắc song song với

đư ng dây truy n tải và có th đi u chỉnh góc l ch pha của đi n áp Uf trên đư ng dây

Các chức năng chính của TCPAR tương tự như các thi t bị bù có đi u khi n khác nhưng chức năng của nó là đi u chỉnh góc pha của đi n áp trên đư ng dây

Khả năng đi u khi n trào lưu công suất trên đư ng dây rất cao, một s tính năng của TCPAR bao gồm:

 Đi u khi n trào lưu công suất phản kháng tại nút được bù

 Tăng cư ng tính ổn định tĩnh của h th ng đi n

 Tăng cư ng tính ổn định động của h th ng đi n

 Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự c trong h th ng đi n như ngắn mạch, mất tải đột ngột

 Có khả năng vận hành trong ch độ sự c và ti p tục đi u khi n khi loại trừ

Sơ đồ cấu tạo

3.6NH N XÉT CHUNG

Trong thực t vận hành, tùy theo yêu cầu đi u chỉnh đi n áp, trào lưu công

suất, nâng cao ổn định hay giảm dao động công suất trên đư ng dây mà ta lựa chọn các thi t bị hợp lý dựa trên khả năng của chúng

Vì vậy hợp nhất h th ng đi n mang lại nhi u hi u quả tổng hợp Tuy nhiên,vẫn có nhi u vấn đ kỹ thuật cần giải quy t, đó là vấn đ bù công suất phản kháng và đi u khi n trên h th ng đi n có ý nghĩa quy t định trong vi c giữ ổn định

đi n áp và nâng khả năng tải trên đư ng dây

Vi c lắp đặt các thi t bị bù dọc và bù ngang có đi u khi n bằng Thyristor là xu hướng rất được quan tâm trên th giới cũng như Vi t Nam hi n nay, vì các thi t bị này làm tăng mức độ tin cậy và tính kinh t trong vận hành h th ng đi n lên rất nhi u

Các thi t bị bù dọc và bù ngang có đi u khi n bằng Thyristor có khả năng đi u

chỉnh gần như tức th i thông s của chúng Vi c ứng dụng các thi t bị nói trên trong h th ng đi n làm nâng cao khả năng giữ ổn định đi n áp và giảm dao động công suất, đặc bi t là các h th ng đi n hợp nhất có truy n tải bằng các đư ng dây cao áp

Các thi t bị có đi u khi n bằng Thyristor mang lại hi u quả rất cao khi th i

đi m tác động và giá trị dung lượng bù phù hợp cho từng ch độ vận hành của h

th ng đi n trước sự c , sự c và phục hồi sau sự c

Sau đây là bảng so sánh các tính năng của một vài thi t bị bù có đi u khi n

bằng Thyristor:

Bảng 3.1 So sánh các tính năng của một vài thiết bị bù có điều khiển bằng

Thyristor

Tên thi ết b

Đi u ch nh trƠo l u công su t

Đi u ch nh

đi n áp

n đ nh tĩnh

n đ nh động

Ch ng dao động công

Đây là công vi c rất quan trọng khi vận hành h th ng đi n có các thi t bị bù

dọc và bù ngang có đi u khi n bằng Thyristor

Trong đ tài, tác giả nghiên cứu một thi t bị cụ th trên lưới phân ph i là TCSC, đây là một trư ng hợp cụ th được nghiên cứu với phương pháp LFB này

CHƯƠNG 4

4 1 PHƯƠNG PHÁP LFB

4.1.1 Mô hình thi ết b FACTS v i phơn đo n đ ng dây chung

Hình 4.1trình bày mô hình tổng quát của một đoạn đư ng dây có thi t bị FACTS ki u n i ti p và song song

Một máy bi n th với thông s góc pha và vị trí nấc Các thông s r l và x l là

đi n tr và đi n kháng của nhánh l , i và j là s nút phát và nút nhận của nhánhl ; và

4.1.2 Thành l p công th c vàm ô hình trƠo l u công su t m ng phân ph i hình tia LFB

4.1.2 1 Ph ng trình t ng quát cân b ng công su t

Sử dụng một ma trận tỷ l A với s hàng tương ứng với tất cả các nút khác nút

h th ng, cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng được vi t lại:

0H.V-A'.mQ

-

A’ : một ma trận nút tỷ l nút thay th với tất cả các giá trịẰ-1Ằ trong A thay là

0, chúng được tạo ra đ d dàng chứa đựng tổn thất đư ng dây trong phương trình cân bằng công suất khi sử dụng những véc tơ của nhánh tổn thất đi n áp l và m

H: là ma trận đư ng chéo, phần tử đư ng chéo của nó là phần tử đi n dung

V : bình phương độ lớn đi n áp của nút nút i

N u phân tán những máy phát có sẵn trong h th ng đi n phân ph i, tương ứng với những nút máy phát được phân loại thành hai ki u tức là., bơm vào nútPQ công suất không đổi hoặc đi u khi n đi n ápnút PV Lấy nlà tổng s nút vànpv và

npq là nút tương ứng Cho một nút h th ng, tổng s nút bi n là:

1nn

S chưa bi t trong (4.2)thì giảm từ n - 1đ nn - n pv - 1, và phương trình được

vi t lại như sau:

0.VH-.mA'Q

-.q

1 1 1 GL

đây, tất cả ký hi u với chỉ s dưới 1 là ma trận thích hợp hoặc chỉ là véc tơ nút PQ nào đó

l l i i i

l

V

jq p V

j

i

x x j r jq p V t

0 ] ) ( )[

( ]

) ( [

2

2 2 2

t

V V q x x p r

Chia (4.7) với Vj2 và đặt s l2 = p l2 + q l2 và 2 2 2

) +x + (x =r

z l l l c , ta nhận được:

l l

i l c l l l

t

V q x x p r

V phải của (4.8) được vi t vớik l = s2l (r2l +x2l )/V j2 Đó là tổng của phương trình

đi n áp đư ng dây l Tổng độ lớn đi n áp chưa bi t sẽ giảm đ n (n-1) - n pv khi phân chia những máy phát được thi t lập như nút đi u khi n đi n áp

Nguồn

Mức nguồn

Mức 1

Mức 3 Mức 2

Mức 4

Vì đi n áp của một nút PV được bi t, giá trị được chuy n đ n phía bên phải

của (4.8) Phương trình của (4.8) được vi t thành một ma trận mẫu như sau:

)

(2

1

T C T

T

V A k V A A Xq

V : là véc tơ đi n áp bình phương của những nút PV và nút h th ng

  : là ma trận đư ng chéo được sắp x p bằng với l với những giá trị của

một cân bằng chuy n đổi nhánh rẽ của giá trị nấc A 1+ và A 1- đạt được khi đặt A 1

tương ứng, các giá trị âm và dương trong A 1là 0

 R, X : là ma trận đư ng chéo của đi n tr và đi n kháng

 k : véc tơ đặc trưng cho v phải của (4.8) cho tất cả các đư ng dây

l A

V A Q P

V q p

A A X

R

A

A

pv T C GL GL

T T

2 1

, 1 2

2 1 1 1

'(

2

2

00

00

(4.10)

Đây là phương trình trào lưu công suất LFB Tổng s chưa bi t là:

pv

pv - = (n- ) - n ) + n -n

Phương trình (5.10)được vi t dưới dạng đặc trưng như sau:

2 1 2

y y x

y là véc tơ công suất bơm vào không đổi và nút đi n áp PV;

2

y là một bi n véc tơ tổn thất trên nhánh, các công suất bơm vào và thi t bị

bù trên nhánh Phân tích trào lưu công suất lặp được bắt đầu với véc tơ y2 đặt

mức 0 Sử dụng bài toán véc tơ x trong một lần lặp, v phải của(4.12)được thực

hi n ngay b i véc tơ tính toán y2 và bổ sung đ n véc tơ y1

Vi c thành lập công thức LFB cho vi c k t n i vào h th ng th hi n khả năng đáp ứng t t độ hội tụ trong quá trình lặp, ngay cả khi h th ng có những khuy t

đi m cao

4.1.3 Qui lu t c a s đ m ng phơn ph i hình tia

Sơ đồ mạng phân ph i hình tia có một cấu trúc câykhông có các vòng lặp Tổng s dòng bằng s lượng của nút trừ đi một Khi các mô hìnhmẫu của ma trận tỷ

l phụ thuộc vào thứ tự của những đư ng dây và những nút, ma trận tỷ l trong (4.10)có mộtcấu trúc phụ thuộc vào thứ tự sắp x p các đư ng dây được đọctừ dữ

li u Hơn nữa, ma trậntỷ l vuông và không kỳ dị Bằng cách sắp x p lại các đư ng một cách thích hợp, ma trận tỷ l có th được thực hi n hoàn toàn trên đư ngchéo BFS và tìm ki m chuyên sâu là hai mô hình khác nhaucủa phương pháp tìm

ki m đồ thị câyđược sử dụng rộng rãi, đâyBFS được lựa chọn đ tìm ki m đồ thị mạng phân ph i hình tia trongmô hình LFB Ý tư ng cơ bản của BFS là đ chỉ ra

đi m ngoài càng nhi u nút càng t t trước khi đi sâu vào một cây Đi u nàycó nghĩa

là chúng đ n tất cả các nút li n k trước khi đi vào một s khác Mô tả ngắn gọn của BFSđ đánh s lại nút và nhánh được tóm tắt trong ba bước sau đ xây dựng một cây BFS t i ưu

1 Bắt đầu tại nút nguồn như mức đầu tiên và tải ra đ n nút thấp hơn như các mức ti p theo

2 Cùng cấp, tất cả s nút được sắp x p liên ti p

3 S nhánh thì tương tự như s nút được ghi bất cứ mức nào, s nhánh ít hơn s nút "phía trên"

Hình 4.4 S ắp xếp tùy ý ma trận tỷ lệ

V í d v sử d ng thu t toán BFS

Được minh họa bằng cách sử dụngh th ng phân ph i hình tia với 13 nút và

12 nhánh được hi n thị trong hình 4.2 Những đư ng dây chỉ có tr kháng n i ti p Các nút được đánh s tùy ý Đây làví dụ sơ đồ mạng lưới phân ph i được vẽ lại trong hình 4.3 với s nút theo thứ tự bắt đầu từ 1 Mặc dù đây, s 1 được đưa ra

đ chỉ nút nguồn , những s khác bao quanh là tùy ý được đưa ra trong danh sách

dữ li u ban đầu.Các trào lưu trong trong nhánh luôn luôn định hướng đi từ nút nguồn, và do đó hướngmũi tên được b qua

Ma trận tỷ l trong hình 4.3, bao gồm nút nguồn (tên ban đầu là 650) được gọi

là nút 1, được hi n thị trong hình 4.4.Đ phù hợp với phương trình trào lưu tải LFB của các phần sau,các hàng của ma trận có liên quan đ nnhững nút và các cột của nó

đ n những nhánh Vi c đánh s lại BFS được áp dụng đ nmạng nhánhthử nghi m 13nút

T i ưu cây BFS của IEEE củacác mạng nhánh thử nghi m 13nútđược th hi n trong hình 4.6 Vi c sắp x p lại ma trận tỷ l của nó, bao gồm cảnút nguồn, được

th hi n trong hình 4.7

Sau đó, hàng tương ứng tính từ nút nguồn sẽ bị xóa kh i hình4.6, ma trậnnúttỷ

l A tr thành ma trậnba góc (tam giác)trong(4.13)