Tái cấu trúc lưới điện giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

TÓM TẮT Luận văn này trình bày một giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối LĐPP nhằm giảm chi phí vận hành có xét đến việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện bằng cách ngoài tổn hao n

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất của em gửi đến Tiến Sĩ Trương Việt Anh, người Thầy đã tận tụy hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Chân thành cảm ơn quí thầy cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM và Trường Đại Học Bách khoa TP.HCM đã giảng dạy em trong suốt hai năm học

Và cuối cùng, xin cảm ơn đến tất cả các đồng nghiệp, bạn bè và đặc biệt là người vợ yêu dấu đã giúp đỡ tôi về tinh thần, vật chất và công sức trong suốt quá trình học tập cũng như để hoàn thành luận văn này

Xin trân trọng cảm ơn !

TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 09 năm 2012

Nguyễn Phú Cần

TÓM TẮT

Luận văn này trình bày một giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối (LĐPP) nhằm giảm chi phí vận hành có xét đến việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện bằng cách ngoài tổn hao năng lượng, chi phí vận hành, hàm mục tiêu còn sử dụng thêm

số liệu nguyên nhân và thời gian khắc phục sự cố của các công ty điện Thông qua các kết quả khảo sát trên LĐPP từ đơn giản đến phức tạp và đặc biệt trên LĐPP của thành phố Cà Mau đều cho thấy sau khi tái cấu hình lưới (TCHL), thời gian ngừng cung cấp điện và điện năng ngừng cung cấp giảm đáng kể và từ đó nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng Điều này cho thấy tính đúng đắn, hiệu quả của hàm mục tiêu và giải thuật

ABSTRACT

This thesis presents an algorithm to re-configure the distribution grid to reduce operating costs, taking into account improving the reliability of power supply by external energy loss, operating costs, the objective functionuse more electrical

area in the distribution grid These indicators are statistics from the raw data and time troubleshooting of power companies Through the survey results on the distribution grid from simple to complex, and especially on the city's distribution grid Mau showed after network reconfiguration, time to stop the power supply and powerstop providing significantly reduced and thereby improve the reliability of power supply to customers This shows the correctness and efficiency of the objective function and algorithm

M CăL C

Quyết định giao đề tài

Lý lịch khoa học i

Lời cam đoan iii

Lời cảm ơn iv

Tóm tắt v

Mục lục vi

Danh sách các chữ viết tắt x

Danh sách các hình xi

Danh sách các bảng xii

Ch ngă1 Gi iăThi uăLu năVĕn 01

1.1 Đặt vấn đề 01

1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn 02

1.3 Phạm vi nghiên cứu 02

1.4 Phương pháp giải quyết bài toán 03

1.5 Điểm mới của luận văn 03

1.6 Giá trị thực tiễn của luận văn 04

1.7 Bố cục của luận văn 05

Ch ngă2: T ngăquan v ăl iăđi năphơnăph i 06

2.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối 06

2.1.1 nh hưởng đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của hệ thống điện 07

2.1.2 Cấu trúc lưới điện 08

2.2 Hiện trạng và đặc điểm của lưới điện phân phối ở Việt Nam 09

2.3 Các bài toán tái cấu hình lưới điện ở góc độ vận hành 10

2.4 Độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải 11

2.5 Các nghiên cứu khoa học 12

2.5.1 Bài toán xem xét tác động của môi trường 12

2.5.1.1 Phương pháp cây sự cố - Grap tree 13

2.5.1.2 Mô hình của Peng Wang và Roy Billinton 15

2.5.1.2 Mô hình cải tiến của Karin Alvehag và Lennart Söder 16

2.5.2 Bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối 18

2.5.2.1 Mô hình toán học lưới điện phân phối 18

2.5.2.2 Phương pháp Heuristic và tối ưu hóa 20

2.5.2.3 Các giải thuật heuristic hiện đại 23

2.5.2.3.a Thuật toán di truyền - Genetic Algorithm (GA) 24

2.5.2.3.b Phương pháp logic mờ - Fuzzy Logic 26

2.5.2.3.c Mạng thần kinh nhân tạo - Artificial Neural Network (ANN) 27

2.5.2.3.d Hệ chuyên gia 27

2.5.2.3.e Phương pháp bầy đàn - Particle Swarm Method (PSM) 28

2.5.2.3.f Phương pháp tìm kiếm TABU - Tabu Search Method (TS) 28

2.5.2.3.g Phương pháp mô phỏng luyện kim - (SA) 29

2.5.2.3.h Phương pháp tối ưu Kiến - Ant Colony Optimization Method 30

2.5.2.3.k Mô phỏng cây tăng trưởng – PGSA 31

2.6 Hướng nghiên cứu của luận văn 31

Ch ngă3: Ph ngăphápăti păc n 33

3.1 Đặt vấn đề 33

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy 34

3.2.1 Các phần tử của hệ thống điện 34

3.2.2 Vị trí máy phát dự phòng 36

3.2.3 Sự biến đổi tải theo thời gian 36

3.2.4 Điều kiện môi trường 37

3.3 Xây dựng mô hình, mô hình hóa hệ thống phân phối 37

3.3.1 Mô hình nguồn 37

3.3.2 Mô hình tải 40

3.3.3 Mô hình cường độ hỏng hóc và thời gian sửa chữa 40

3.3.4 Mô hình phân chia sơ đồ lưới điện 42

3.4 Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá độ tin cậy hệ thống cung cấp điện 45

3.4.1 Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện 45

3.4.2 Các phương pháp tính toán độ tin cậy cung cấp điện 49

3.5 Mô hình toán để TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCCĐ 51

3.5.1 Cực tiểu chi phí vận hành Closs 53

3.5.2 Cực tiểu chi phí bồi thường do ngừng điện gây ra 53

3.5.3 Cực tiểu chi phí chưa kiểm soát Cdiff 56

3.5.4 Hàm đa mục tiêu 56

3.6 Xây dựng giải thuật tối ưu hai giai đoạn 58

Ch ngă4: Th căhi nătínhătoán 61

4.1 LĐPP mạch vòng của Roy Billinton Test System 61

4.1.1 Mô tả hệ thống 61

4.1.2 Thực hiện tính toán cho hệ thống 62

4.1.3 Thực hiện tính toán theo giải thuật 63

4.2 Mô hình 5 khu vực để tính toán giải thuật 64

4.2.1 Mô tả hệ thống 64

4.2.2 Thiết lập các ma trận 66

4.2.3 Thực hiện tính toán cho lưới điện hiện hữu 67

4.2.4 Thực hiện tính toán theo giải thuật 67

4.3 Áp dụng tính toán trên lưới điện Thành phố Cà Mau 69

4.3.1 Giới thiệu lưới điện thành phố Cà Mau 69

4.3.2 Một số số liệu các phát tuyến 71

4.3.2.1 Thông tin các phát tuyến 71

4.3.2.2 Số liệu sự cố điển hình của Điện lực Thành phố Cà Mau 71

4.3.3 Kiểm tra giải thuật trên lưới điện Thành phố Cà Mau 73

4.4 Một số đề xuất cho lưới điện Thành Phố Cà Mau 74

4.5 Kết luận 80

Ch ngă5: K tălu năvƠăđ ăxu t 81

5.1 Kết luận 81

5.2 Những hạn chế và hướng phát triển của đề tài 82

TÀIăLI UăTHAMăKH O 84

PH ăL CăLĐPPăROYăBILLINTONăTESTăSYSTEM 88

PH ăL CăTệNHăPSS/ADEP LĐPP 5ăKHUăV C 89

PH ăL CăLĐPPăTPăCÀăMAU 90

PH ăL CăPH NăM MăTệNHăA NĐ , T NĐ KHUăV C 91

DANH SÁCH CỄCăCH̃ăVIẾTăT́T

ĐTCCCĐ: độ tin cậy cung cấp điện

LĐPP: lưới điện phân phối

λ: cường độ hỏng hóc

r: thời gian sửa chữa

GA: thuật toán di truyền

Fuzzy Logic: phương pháp logic mờ

ANN: phương pháp mạng thần kinh nhân tạo

PSO: phương pháp bầy đàn

TS: phương pháp bảng tìm kiếm

SA: phương pháp mô phỏng luyện kim

PGSA: phương pháp mô phỏng cây tăng trưởng

SAIDI: thời gian mất điện trung bình của lưới điện phân phối

SAIFI: số lần mất điện trung bình của lưới điện phân phối

CAIDI: thời gian trung bình của một lần mất điện

ASAI: độ sẵn sàng cung cấp điện

ENS: nâng lượng không thể cung cấp

MAIFI: số lần mất điện trung bình thoáng qua của lưới phân phối

khác

vực khác

Ctotal: tổng chi phí cho việc tái cấu hình lưới điện

Closs: chi phí do tổn thất khi TCHLĐ

Cdiff: chi phí chưa thể kiểm soát

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1 Tổn thất điện năng của EVN 07

Hình 2.2a Sơ đồ lưới điện hình tia 08

Hình 2.2b Sơ đồ cung cấp điện mạch vòng vận hành hình tia 09

Hình 2.3 Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp LĐTA khu vực miền Nam 09

Hình 2.4 Mô hình quản lý khách hàng theo phần tử cấp điện 12

Hình 2.5 Mô hình phân chia lưới phân phối 13

Hình 2.6 Hai trạng thái của thiết bị 15

Hình 2.7 Mô hình theo gió và sét 17

Hình 2.8 Mô hình của một hệ thống mờ 26

Hình 2.9 Sơ đồ chung của một PSO 28

Hình 2.10 Minh họa tìm kiếm bằng TS 29

Hình 3.1 Nguồn dự phòng trong lưới điện phân phối 33

Hình 3.2 Mô hình xét độ tin cậy của hệ thống điện 34

Hình 3.3a Đường cong Bathtub điển hình 35

Hình 3.3b Đường cong Bathtub của 2 TB 35

Hình 3.4 Thống kê sự cố trong một năm 37

Hình 3.5 Đồ thị phụ tải ngày theo thời gian 38

Hình 3.6a Sự cố thoáng qua năm 2010 & đầu năm 2011 của EVN SPC 40

Hình 3.6b Sự cố vĩnh cửu năm 2010 & đầu năm 2011 của EVN SPC 40

Hình 3.7 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện với phân miền khu vực 42

Hình 3.8 Sơ đồ tải cung cấp từ một nguồn 53

Hình 3.9 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện hình tia 54

Hình 3.10 Minh họa chi phí bồi thường và lợi nhuận của ngành điện 58

Hình 3.11 Lưu đồ TCHL giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao ĐTCCĐ 59 Hình 4.1 Lưới điện Roy Billinton Test System 62

Hình 4.2 Sơ đồ nối điện của 5 khu vực 65

Hình 4.3 Sơ phân chia khu vực lưới điện Thành phố Cà Mau 70

DANH SÁCH CÁC B NG

Trang

Bảng 2.1 Tỷ trọng các thành phần phụ tải năm 2011 của EVN 6

Bảng 2.2 Khối lượng LĐPP và tổng dung lượng trạm của EVN SPC 10

Bảng 2.3 Phạm vi ứng dụng của các bài toán tái cấu hình lưới 11

Bảng 3.1 Chi phí thiệt hại của khách hàng ngừng cung cấp điện (k$/kW) 55

Bảng 3.2 Thống kê chi phí thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện 56

Bảng 4.1 Số liệu đường dây cung cấp điện 61

Bảng 4.2 Các giá trị độ tin cậy của các nút tải 62

Bảng 4.3 Kết quả các bước thực hiện giải thuật 63

Bảng 4.4 Kết quả cho trước và sau khi TCHLĐ 64

Bảng 4.5 Số liệu chiều dài, khách hàng, thời gian sửa chữa 66

Bảng 4.6 Một số liệu của lưới điện trước khi TCHLĐ 67

Bảng 4.7 Tổng hợp các chỉ số sau khi tái cấu hình 69

Bảng 4.8 Số liệu cơ bản các phát tuyến cung cấp điện TP Cà Mau 71

Bảng 4.9 Thống kê theo loại sự cố 72

Bảng 4.10 Thống kê sự cố và thời gian khắc phục theo mùa 72

Bảng 4.11 Số liệu chiều dài, khách hàng, thời gian sửa chữa 73

Bảng 4.12 Lợi nhuận tính toán chuyển tải theo các số liệu thực tế 73

Bảng 4.13 Bảng tính TNĐ, ANĐtheo mùa mưa của 7 tháng đầu năm 2012 74

Bảng 4.14 Lợi nhuận do chuyển tải và giá tăng cho khách hàng 76

Bảng 4.15 Lợi nhuận do chuyển tải và giá tăng cho khách hàng 76

Bảng 4.16 Lợi nhuận do chuyển tải và giá tăng cho khách hàng 77

Bảng 4.17 Các thông số sau khi tái cấu hình có đầu tư 78

Bảng 4.18 Thiệt hại loại khách hàng theo thời gian 79

Hiện tại, khi mà các nguồn nguyên nhiên liệu từ hóa thạch đã dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường, các quốc gia đang tập trung nghiên cứu các loại năng lượng mới và các phương án tái cấu hình lưới điện phân phối Xét ở góc độ dựa vào nền tảng cơ sở vật chất hay các kết cấu lưới điện hiện có, thì phương án tái cấu hình lưới điện sẽ tốt hơn Phương án tái cấu hình lưới hiện tại có khá nhiều nghiên cứu

đã được công bố, điểm khác nhau cơ bản của các giải thuật là xây dựng mô hình tìm kiếm để có được dòng công suất tối ưu trên các nhánh, chi phí là tối ưu, thời gian hội tụ, kết quả trả về, thời gian tính toán, khả năng áp dụng thực tế và tính chính xác

có thể chấp nhận được của các kết quả nêu trên

Đối với hệ thống điện phân phối thì việc nghiên cứu để nâng cao độ tin cậy thật

sự không phải là một vấn đề đơn giản, bởi lẽ do mức độ phân bố của lưới điện phân phối là rộng khắp và dày đặc do đó hệ thống điện phân phối sẽ phải đối mặt với hàng loạt mối nguy hiểm, đặc biệt phải kể đến là do tác động của điều kiện thời tiết khắc nghiệt với hai nguyên nhân chính là gió và sét Chẳng những thế, sự tác động của các yếu tố thời tiết là rất khó kiểm soát, chúng ta chỉ có thể thống kê qua kết quả của nhiều để làm cơ sở phân tích Do đó, việc cần phải xây dựng mô hình tác

động của điều kiện thời tiết để nhằm nâng cao độ tin cậy là điều hết sức cần thiết bởi lẽ nó sẽ cho chúng ta những quyết định quan trọng trong cải tạo, đầu tư và vận hành tốt nhất cho khách hàng như: giảm thời gian ngừng điện, điện năng không thể cung cấp, nâng cao công suất truyền tải,.v.v Cho đến thời điểm hiện nay, đã có một

số nghiên cứu đã được công bố, các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xem xét tác động của hai yếu tố chính là cường độ gió và cường độ sét, sau đó được kiểm chứng qua mô phỏng và các khu vực có điều kiện thời tiết khắc nghiệt

chi phí vận hành có xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, nhằm mục đích giảm

gồm doanh nghiệp bán điện (EVN), các doanh nghiệp sản xuất, dịch vụ, thương mại

4 Đánh giá lại phương pháp thực hiện, đề xuất những hướng nghiên cứu nhằm phát triển tốt hơn vấn đề đang quan tâm

5 Kiểm chứng những vấn đề đề xuất trên phần mềm PSS/ADEPT 5.16

6 Lập trình phần mềm để tính toán theo cho các khu vực khác nhau ( phần mềm sẽ áp dụng cho sơ đồ thực tế )

1.3 PH M VI NGHIÊN C U

kiện môi trường chẳng hạn như các yếu tố cường độ gió, cường độ sét, các thiết bị,

vị trí nguồn dự phòng v.v., và sự thay đổi của các yếu tố này theo thời gian như

đây chúng ta sử dụng các phương pháp sau:

1 Sử các phương pháp toán học hiện đại như giải thuật tìm kiếm, gien, quan hệ

mờ đặc biệt là giải thuật hueristic kết nối để giải quyết bài toán tái cấu hình lưới giảm tổn thất công suất tác dụng

2 Sử dụng quan hệ mờ để xây dựng hàm mục tiêu lợi nhuận bằng cách tái cấu

hệ số ảnh hưởng theo thời gian đã được đưa vào xem xét

2 Đề xuất và ứng dụng giải thuật heuristic kết nối để tìm ra cấu hình lưới điện phân phối tối ưu theo hàm mục tiêu đã xây dựng

3 Kết hợp được những giá trị thực tế vận hành vào hàm mục tiêu, từ đó đánh giá được kết quả thực tế đang vận hành và so sánh được với cấu hình đề xuất

4 Đưa các giá trị phụ thuộc vào thời gian khó kiểm soát vào hàm mục tiêu xem xét, tức là biến các biến không thể kiểm soát được thành những biến có thể kiểm soát được

5 Đưa ra những phương pháp dự đoán nhằm đưa ra các phương án vận hành tối ưu có thể cho những trường hợp khác nhau của lưới điện

1 Xây dựng giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối tối ưu chí phí xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện được chứng minh bằng lý thuyết lẫn kết quả tính toán cho thấy một lưới điện có cấu hình đúng sẽ nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện, giảm được chi phí vận hành hệ thống điện phân phối

và dẫn đến giảm được giá thành điện năng cung cấp đến khách hàng sử dụng điện

2 Góp phần vào các nghiên cứu liên quan đến các bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối

3 Làm tài liệu tham khảo cho công tác nghiên cứu và vận hành lưới điện phân phối

4 Góp phần là cơ sở để các Công ty điện lực xem xét kết hợp với phương án điều độ tuần do trung tâm điều độ quốc gia ban hành, nhằm chọn ra phương

án vận hành tối ưu cho Công ty của mình

5 Là tiêu chí quan trọng trong việc xem xét các phương án cải tạo ( sửa chữa lớn ), kết lưới, đầu tư xây dựng nhằm đạt được mục tiêu điều hành trong đầu

tư của các Công ty điện lực

6 Ra quyết định xử lý trong những tình huống bình thường và đột xuất như các điều độ viên, luôn đảm bảo các quy định nghiêm ngặt trong công tác điều độ của ngành điện quy định

7 Tạo những tình huống giả định để nhằm nâng cao cho các điều độ viên có kinh nghiệm và góp phần đào tạo các điều độ viên mới

8 Tra cứu, tìm kiếm, truy xuất các quả theo yêu cầu nghiệp vụ một cách nhanh chóng

Chương 1: Giới thiệu về luận văn

văn

Chương 3: Phương pháp tiếp cận

Phụ lục và tài liệu tham khảo

CH NGă2

trạm biến thế trung gian ( thường là các trạm: 110/22 kV, 110/35/22 kV, 35/22 kV) đến khách hàng Đường dây truyền tải thường được vận hành mạch vòng hay mạch

Nhờ cấu hình vận hành hở mà hệ thống relay bảo vệ chỉ cần sử dụng loại relay quá dòng Để tái cung cấp điện cho khách hàng sau sự cố, hầu hết các tuyến dây đều có các mạch vòng liên kết với các đường dây kế cận được cấp điện từ một trạm biến áp trung gian khác hay từ chính trạm biến áp có đường dây bị sự cố Việc khôi phục lưới được thực hiện thông qua các thao tác đóng/cắt các cặp khoá điện nằm trên các mạch vòng, do đó trên lưới phân phối có rất nhiều khoá điện

Một đường phân phối theo [2] có hai loại phụ tải là phụ tải dân dụng (là phụ tải điện thuộc thành phần phụ tải Sinh hoạt dân dụng ) và phụ tải phi dân dụng ( là phụ tải điện thuộc các thành phần phụ tải Công nghiệp-Xây dựng, Thương nghiệp-Khách sạn-Nhà hàng, Nông-Lâm-Thủy sản và Các hoạt động khác), các phụ tải này được phân bố không đồng đều giữa các đường dây Mỗi loại tải lại có thời điểm đỉnh tải khác nhau và luôn thay đổi trong ngày, trong tuần, trong tháng và trong từng mùa Vì vậy, trên các đường dây đồ thị phụ tải không bằng phẳng và luôn có

sự chênh lệch công suất tiêu thụ Điều này gây ra quá tải đường dây, ảnh hưởng tuổi thọ thiết bị và làm tăng tổn thất trên lưới điện trung áp

Bảng 2.1.Tỷ trọng các thành phần phụ tải năm 2011 của EVN [8]

Công

nghiệp, Xây

dựng

Thương nghiệp, Nhà hàng, Khách sạn tiêu dùng Quản lý, Hoạt động

khác

Nông, lâm nghiệp, thủy sản

Để chống quá tải đường dây và giảm tổn thất, các điều độ viên sẽ thay đổi cấu

lưới Vì vậy, trong quá trình thiết kế, các loại khoá điện (Recloser, LBS, DS, LTD.v.v.) sẽ được lắp đặt tại các vị trí có lợi nhất để khi thao tác đóng/cắt các khoá này vừa có thể giảm chi phí vận hành và vừa giảm tổn thất năng lượng Hay nói cách khác, hàm mục tiêu trong quá trình vận hành lưới điện phân phối là cực tiểu chi phí vận hành bao gồm cả chi phí chuyển tải và tổn thất năng lượng

Bên cạnh đó, trong quá trình phát triển, phụ tải liên tục thay đổi, vì vậy xuất hiện nhiều mục tiêu vận hành lưới điện phân phối để phù hợp với tình hình cụ thể Tuy nhiên, các điều kiện vận hành lưới phân phối luôn phải thoả mãn các điều kiện:

- Cấu hình vận hành là hình tia và hở

- Tất cả các phụ tải đều phải được cung cấp điện, sụt áp trong phạm vi cho phép

- Các hệ thống bảo vệ relay, thiết bị đóng cắt phải thay đổi cho phù hợp với thực

tế

- Các phát tuyến đường dây, máy biến áp và các thiết bị khác không bị quá tải

- Do là cầu nối trực tiếp giữa nguồn và khách hàng, do đó nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ

- Tổn thất điện năng chiểm tỉ lệ lớn trong tổng tổn thất của hệ thống bao gồm: tổn thất lưới truyền tải, phân phối, hạ áp [8]

- Vốn đầu tư cho mạng phân phối cũng chiếm tỷ trọng lớn: nếu chia theo tỷ lệ vốn đầu tư theo thống kê cho thấy nếu đầu tư cho mạng cao áp là 1, thì mạng trung áp từ 1,5-:-2, hạ áp từ 2-:-2,5 lần

- Xác suất ngừng cung cấp điện do sự cố, sửa chữa bảo dưỡng theo kế hoạch cải tạo, lắp đặt trạm mới trên lưới điện trung áp cũng nhiều hơn so với lưới truyền tải

- Là khu vực khó xác định phương án vận hành hơn so với lưới truyền tải, và là nơi chịu tác động nhiều nhất từ các điều kiện môi trường, thiết bị, nguồn dự phòng,.v.v

- Lưới điện phát triển nhanh, trải rộng; các hộ phụ tải đa dạng, đan xen

- Chế độ vận hành bình thường lưới điện phân phối là vận hành hở Các sơ đồ lưới điện thường gặp là: hình tia, hình tia có nguồn dự phòng (lưới điện kín vận hành hở) Các sơ đồ trên có những ưu điểm như: vận hành đơn giản; trình tự phục hồi lại kết cấu sau sự cố dễ dàng hơn; ít gặp khó khăn trong việc lập kế hoạch cắt điện cục bộ Một số sơ đồ cung cấp điện thường sử dụng như các hình 2.2a, 2.2b

Thanh c¸i

Hình 2.2a: Sơ đồ lưới điện hình tia

Thanh c¸i

Hình 2.2b: Sơ đồ cung cấp mạch vòng vận hành hình tia

Với các đặc điểm trên, việc nghiên cứu LĐPP rất phức tạp, đòi hỏi phương

pháp, mô hình nghiên cứu phù hợp để giải quyết các bài toán kinh tế-kỹ thuật

NAM

LĐPP của Việt Nam tồn tại 3 cấp điện áp (35, 22, 15)kV, trong đó lưới 35kV có

Đối với miền Nam trong thời gian vừa qua lưới 22kV các tỉnh phát triển mạnh

mẽ, nếu không tính hai khu vực TP.Hồ Chí Minh và tỉnh Đồng Nai, lưới 22kV khu

lưới 15->22kV cơ bản là rất thuận lợi Trong một vài năm tới lưới 15kV cơ bản

Hình 2.3: Biểu đồ tỷ trọng các cấp điện áp LĐPP khu vực miền Nam

Trong những năm gần đây, Tổng Công ty điện lực Miền Nam đã đẩy mạnh phát triển LĐPP, bình quân trong giai đoạn 5 năm từ 2007 đến 2011 phát triển trung bình hơn 1.500 km đường dây phân phối và hơn 2.000 MVA dung lượng trạm biến áp [9]

Bảng 2.2 Khối lượng LĐPP và tổng dung lượng trạm của EVN SPC

V NăHÀNH

giảm tổn thất công suất của lưới điện, cải thiện thời gian tái lập, cải thiện các hệ số tin cậy của hệ thống, cải thiện khả năng tải của lưới điện, cải thiện tình trạng không cân bằng tải, tối thiểu công suất tổn thất, giảm thiểu tổn thất của hệ thống lưới điện

- Bài toán 1: Xác định cấu hình lưới điện theo đồ thị phụ tải trong 1 thời đoạn để chi phí vận hành bé nhất

- Bài toán 2: Xác định cấu hình lưới điện không thay đổi trong thời đoạn khảo sát

để tổn thất năng lượng bé nhất

- Bài toán 3: Xác định cấu hình lưới điện tại 1 thời điểm để tổn thất công suất bé

nhất

- Bài toán 4: Tái cấu hình lưới điện cân bằng tải (giữa các đường dây, máy biến

- Bài toán 5: Khôi phục lưới điện sau sự cố hay cắt điện sửa chữa

- Bài toán 6: Xác định cấu hình lưới theo nhiều mục tiêu như: tổn thất công suất

bé nhất, mức độ cân bằng tải cao nhất, số lần chuyển tải ít nhất, sụt áp cuối lưới

- Bài toán 7: Xác định cấu hình lưới giảm chi phí vận hành xét đến nâng cao độ tin cậy cung cấp điện (Bài toán xét trong luận văn)

Các bài toán xác định cấu hình vận hành của một lưới điện phân phối cực tiểu tổn thất năng lượng hay cực tiểu chi phí vận hành thoả mãn các điều kiện kỹ thuật vận hành luôn là bài toán quan trọng và kinh điển trong vận hành hệ thống điện

Bảng 2.3 Phạm vi ứng dụng của các bài toán tái cấu hình lưới

Chi phí chuyển tải thấp, không

Hiện nay thì bán kính cấp điện là rất lớn, phụ tải rải rác, lưới điện cũ nát, nhiều tuyến dây trung áp bị quá tải, công tác quản lý, vận hành và quản lý kinh doanh còn chưa hợp lý nên độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ phụ tải ở mức thấp

quan tâm đúng mức Việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện chủ yếu phục vụ công

về độ tin cậy cung cấp điện

Hiện nay, để đánh giá độ tin cậy lưới điện truyền tải và phân phối trong hệ thống điện Việt Nam, các báo cáo thống kê kỹ thụât của EVN thường sử dụng các suất sự cố như: suất sự cố thoáng qua và vĩnh cửu cho các đường dây siêu cao áp, cao áp, trung áp và hạ thế; suất sự cố vĩnh cửu tính theo số trạm và số ngăn lộ quy đổi Các chỉ tiêu này là tiêu chí để đánh giá hoàn thành kế hoạch của các đơn vị và

để so sánh giữa năm này với năm khác, chưa phản ánh đầy đủ về độ tin cậy cung cấp điện, chưa đánh giá được mức độ ảnh hưởng của các sự cố đến quá trình vận

phục sự cố Mặt khác, về mặt quản lý nhà nước đã ban hành [2] thông tư số

cậy cung cấp điện trong hệ thống điện phân phối nhưng vẫn không thể hiện rõ chỉ

số độ tin cậy ở mức độ nào là hợp lý, không những thế EVN vẫn chưa thật sự chú tâm và rút kinh nghiệm để chỉ đạo rút kinh nghiệm nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng và mọi việc chỉ trong giai đoạn ghi nhận Mô hình tính toán độ tin cậy cung cấp điện theo mô hình phần tử cấp điện được các Tổng Công ty Điện lực thường được áp dụng như sau:

Thời tiết biến đổi liên tục theo mùa, năm do đó ảnh hưởng rất lớn đến hệ thống điện phân phối đặc biệt trong điều kiện thời tiết biến đổi nhiều trong những năm gần đây Chính lý do trên nên để kiểm soát tác động của thời tiết đến hệ thống điện phân phối không phải là một điều đơn giản, nếu chúng ta kiểm soát được các tác động của yếu tố thời tiết tác động điều đó cũng có nghĩa là giảm thời gian gián đoạn, tăng thời gian cung cấp cho các khách hàng, nâng cao độ tin cậy của hệ thống nói chung

Những nghiên cứu hiện tại, để kiểm soát tác động của yếu tố thời tiết chủ yếu xoay quanh xem xét hai yếu tố tốc độ gió, cường độ sét tác động đến hệ thống điện

để từ đó mô phỏng đồng thời đưa ra phương án vận hành tối ưu với mục đích chính

là giảm thời gian ngừng cung cấp điện

Năm 2007 Dan Zhu [32] đã sử dụng phương pháp chia hệ thống điện thành nhiều phần nhỏ để tính toán các hệ số tin cậy:

Trong đó:

- S: khu vực cung cấp điện mà chúng ta quan tâm (segment of interest S)

- Tập hợp NSSL bao gồm các phân đoạn mà không thể được chuyển đi từ đường dẫn liên tục giữa S và nguồn ban đầu

- SL bao gồm các phân đoạn có thể được chuyển đi từ các phân đoạn liên quan

- Tập hợp NSL bao gồm các phân đoạn mà không thể chuyển đi từ các phân đoạn liên quan của S

đoạn này, nó có thể để khôi phục lại công suất để S là một nguồn thay thế

- Đối với các thiết lập NSAF, nếu các phân đoạn không thuộc về thiết lập này, các phân đoạn liên quan của S không thể được tạm thời khôi phục từ một nguồn

cấp khác thay thế

- Tập hợp SF bao gồm tất cả các phân đoạn có thể được phân lập từ nguồn S và

trong quá trình tái lập)

- Tập hợp NSF bao gồm tất cả các phân đoạn có thể được phân lập từ nguồn S và

Sau khi đã mô hình hóa hệ thống phân phối, để ĐTCCCĐ Dan Zhu đã chia tác động của môi trường theo hai khía cạnh: tác động của bảo và cường độ sét đến hệ thống phân phối Đối với bảo, bằng số liệu thống kê khoảng mười năm của vùng Vigrinia tác giả phân chia bảo theo nhiệt độ và gió ( nhiệt độ cao, nhiệt độ cao và

theo tiêu chí trên Đối với sét, bằng cách tương tự tác giả cũng tổng hợp và chia theo các cấp độ dòng sét 10, 20, 30, 40, 50 kA để tính toán độ tin cậy và thời gian mất điện Trên cơ sở những tiêu chí ở trên, Dan zhu đã mô phỏng để chọn ra phương án vận hành hợp lý

Nhận xét: Thực chất đối với cách nghiên cứu này về ưu điểm có thể thấy lưới điện thực chất là kết hợp của các hàm boolean, nên quá trình mô phỏng trên máy tính khá thuận lợi, tính toán sẽ cho kết quả nhanh chóng đáp ứng được nhu cầu đánh

giá trạng thái vận hành Về nhược điểm: chưa có phương pháp mô hình hóa rõ ràng cho các trường hợp ảnh hưởng của thời tiết, thực chất ở đây chỉ dựa vào tốc độ gió, nhiệt độ, cường độ sét rồi lấy làm cơ sở mô phỏng sẽ dẫn đến có nhiều sai xót khi ra quyết định, mặc khác phương pháp cũng chưa xem xét cụ thể thể gian sự cố cũng như thời gian khôi phục, năng lượng không được cung cấp là bao nhiêu do đó không có cơ sở để xem xét đánh giá về hiệu quả kinh tế

Năm 2002 Peng Wang và Roy Billinton [33] đã nghiên cứu phân chia thời tiết thành hai trạng thái: bình thường và không bình thường, từ đó chỉ ra rằng độ tin cậy của lưới điện phân phối trên không sẽ là hàm của hai trạng thái nêu trên Từ quan điểm trên, tất cả các thiết bị trên lưới sẽ được chia thành hai trạng thái theo tỷ

lệ sự cố và trạng thái phục hồi như sau:

Hình 2.6: Hai trạng thái của thiết bị

Để xem xét tác động của thời tiết, các thông số trên đã được đưa vào hệ số ảnh hưởng như sau:

a.ăC ngăđ ăh ngăhóc

λ(t)= ω(t) x λn,

Trong đó:

- ω(t) là trọng số tải biến đổi theo thời tiết

- λn là cường độ sự cố trong điều kiện bình thường

b.ăTh iăgianăsửaăch a

r(t)= ωω(t) x ωd(d) x ωh(t) x r

Trong đó:

- ωω(t): hệ số biến đổi trong điều kiện sự cố

- ωd(d): hệ số biến đổi theo điều kiện ngày

- ωh(t): hệ số biến đổi theo điều kiện giờ

- r: hệ số thời gian sửa chữa phụ thuộc vào điều kiện bình thường

c.ăNĕngăl ngăkhôngăcungăc păchoăt iăvƠăchiăphíădoăm tăđi năgơyăra

Năng lượng không cung cấp cho tải được định nghĩa là: ENSij = Lijrij

Chi phí do mất điện gây ra được định nghĩa là: COSTij = cijLij

Trong đó:

- rij: thời gian sự cố, chúng có thể bao gồm các điều chỉnh cần thiết

- Lij: điểm tải trung bình

- cij: hàm chi phí do sự cố gây ra

d.ăNh năxétăv ăph ngăpháp

Năm 2011 Karin Alvehag và Lennart Söder [34] bằng cách sử dụng mô hình thời tiết hai trạng thái bình thường và bất thường, đồng thời dựa trên thông số đầu vào là gió và sét, tác giả đã mô hình hóa các thông số như sau:

a.ăC ngăđ ăh ngăhóc

λ (ω(t), Ng(t)) = λhw(ω(t) )+ λl(Ng(t)) + λn(ω(t),Ng(t))

Trong đó:

- λhw(ω(t)): cường độ sự cố suốt thời gian tốc độ gió lớn

- λl(Ng(t)): cường độ sự cố suốt thời gian sét

- λl(Ng(t)): cường độ sự cố trong điều kiện bình thường

Hình 2.7: Mô hình theo gió và sét

Sự cố theo A-C được định nghĩa như sau:

Vùng sét A: Ng > 0

Gió lớn B: ω(t) ≥ ωcrit

Thời tiết bình thường C: (ω(t) < ωcrit)∩(Ng = 0 )

Môăhìnhăc ngăđ s ăc ătrongăkho ngăth iăgianăgióăl n

λwind(ω(t)) = ( 1e2ω(t) – 3)λnorm

Trong đó:

- ω(t): tốc độ gió tại thời điểm t

- α, 1, 2, 3 : các hệ số tỷ lệ

- ωcrit : ngưỡng giới hạn của gió

rcomp(t) = fd(t)*fh(t)*rc

Trong đó:

- fω(ω(t), Ng(t)): hệ số trong suốt thời gian bất thường

- fh(t): hệ số biến đổi theo giờ

- fd(t): hệ số biến đổi theo ngày

- rc: hệ số phụ thuộc thời gian phục hồi

- rnorm: hệ số phụ thuộc trong điều kiện thời tiết bình thường

- Mô hình không đưa ra được đánh giá chi phí ảnh hưởng, và cũng chỉ như chưa đưa ra mức độ cải thiện các thông số như thế nào

Mục đích của bài toán tái cấu hình lưới điện phân phối là tìm cấu hình hoạt động hình tia để tổn thất công suất tác dụng, phản kháng, chi phí là ít nhất ở lưới điện phân phối ở những điều kiện hoạt động bình thường mà hệ số độ tin cậy là cao nhất

Để xác định cấu hình lưới phân phối theo các bài toán thì đầu tiên phải xây dựng mô hình toán học cho lưới phân phối Tùy theo từng bài toán mà ta tiến

tối ưu chi phí và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống

Vấn đề tái cấu hình hệ thống cũng tương tự như việc tính toán phân bố công

suất tối ưu Tuy nhiên, tái cấu hình yêu cầu một khối lượng tính toán lớn do có

 

n 1 i

n 1

- n: Số nút tải có trên lưới

- Cij: Hệ số trọng lượng của tổn thất trên nhánh ij

- Lij: Tổn thất của nhánh nối từ nút i đến nút j

- Sij: Dòng công suất trên nhánh ij

- Dj: Nhu cầu công suất điện tại nút j

- ∆Vij: Sụt áp trên nhánh ij

- Stf : Dòng công suất trên đường dây ft

- tf : Có giá trị là 1 nếu đường dây ft làm việc, là 0 nếu đường dây ft không làm

việc

giản hoá hàm mục tiêu bằng cách xét dòng công suất nhánh chỉ có thành phần công suất tải và điện áp các nút tải là hằng số Biểu thức (2-2) đảm bảo cung cấp

đủ công suất theo nhu cầu của các phụ tải Điều kiện chống quá tải tại trạm trung gian và sụt áp tại nơi tiêu thụ được trình bày qua (2-3) và (2-4) Biểu thức (2-5) đảm bảo rằng các trạm biến thế hoạt động trong giới hạn công suất cho phép,

lớn, ngay cả khi sử dụng các giả thiết như:

- Không xét đến thiết bị bù công suất phản kháng

- Thao tác đóng/cắt để chuyển tải, không gây mất ổn định của hệ thống điện

- Điện áp tại các nút tải không thay đổi và có giá trị gần bằng Uđm

- Khi giải bài toán phân bố công suất trên lưới hình tia, bỏ qua tổn thất công suất

- Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện trung áp được xem là không đổi khi cấu hình lưới thay đổi

tìm kiếm Tabu v.v

Một số phương pháp đã được đề xuất để giải quyết vấn đề tái cấu hình Trong năm 1975, Merlin và Back [12] đề xuất một phương pháp heuristic có ràng

khóa điện được mở ra sau đó tại từng thời điểm cho đến khi đạt được một cấu hình

của phương pháp này là:

- Cấu hình lưới cuối cùng là độc lập với trạng thái ban đầu của các khóa điện

- Quá trình thực hiện phương pháp này dẫn đến tối ưu hoặc gần tối ưu theo các hàm mục tiêu

- Tải được giả định hoàn toàn là tải tác dụng và được cung cấp bởi các nguồn

hiện tại sẽ không thay đổi trong quá trình thực hiện tái cấu hình

- Sụt áp trên lưới được cho là không đáng kể

- Các hạn chế khác của lưới điện cũng được bỏ qua

Shirmomohammadi và Hong [13] đã cải tiến phương pháp của Merlin và Back

này khắc phục được tất cả các nhược điểm chính của Merlin và Back

khóa mở bằng 01 khoá đóng trong cùng một vòng để giảm tổn thất công suất

nữa

- Nhanh chóng xác định phương án tái cấu hình có mức tổn thất nhỏ hơn bằng

- Việc xác định dòng tải tương đối chính xác

Tuy nhiên, giải thuật cũng còn nhiều nhược điểm cần khắc phục:

- Mỗi bước tính toán chỉ xem xét 01 cặp khóa điện trong 01 vòng

- Chỉ đáp ứng được nhu cầu giảm tổn thất, chứ chưa giải quyết được bài toán cực tiểu hóa hàm mục tiêu

- Việc tái cấu hình hệ thống phụ thuộc vào cấu hình xuất phát ban đầu

hai phép tính gần đúng cho dòng công suất và sụt áp trong quá trình chuyển tải Công suất tính toán trên nhánh theo Bran và Wu chỉ gồm thành phần công suất phụ

định ngay trong giải thuật chứ không phải sau khi kết thúc bài toán Baran còn

đủ sâu để xác định cấu hình cực tiểu tổn thất công suất

đề tái cấu hình lưới phân phối Các quy tắc đã được phát triển với mục tiêu giảm thiệt hại trực tiếp và thực hiện một nỗ lực lượng tử hóa phù hợp việc lựa chọn

(SEM) là phương pháp tuần tự mở các khóa điện (SSOM) cho bài toán tái cấu hình lưới để giảm tổn thất

Hai lợi thế chính của nó là:

- Nhanh chóng tìm ra cấu hình lưới tối ưu hoặc gần tối ưu

- Khối lượng tính toán ít hơn

hàng ngày có thể được thực hiện Việc chuyển đổi các khóa điện được thực hiện bằng tay và tự động để tái cấu hình lưới cho các nghiên cứu theo mùa trong khi

tái cấu hình được thực hiện liên tục theo thời gian đòi hỏi các thiết bị trên lưới phân phối phải được tự động hóa Ngoài việc tái cấu hình để giảm tổn thất, vấn

đề tối ưu hóa còn được xem xét ở khía cạnh vận hành được phân tích kỹ lưỡng

tổn thất và cân bằng tải khi tải trên lưới biến đổi

phát triển các giải thuật dựa trên việc mô phỏng kỹ thuật anneling Giải thuật của Jean Jumeau đề cập cả mục tiêu giảm tổn thất công suất và cân bằng tải, tạo thành một hàm đa mục tiêu Mặc dù giải thuật được chứng minh rất chặt chẽ về

mặt toán học nhưng giải thuật cần rất nhiều thời gian để giải các bài toán thực tế Năm 2000 Jeon cùng các cộng sự của mình giới thiệu một chiến lược tìm

kiếm TABU sử dụng kỹ thuật chuyển đổi nhánh để tái cấu hình lưới điện phân phối Mặc dù sử dụng TABU cho lưới điện kiểm chứng nhưng Jeon thực sự gặp

Gần đây, trí tuệ nhân tạo đã trở nên phổ biến đưa đến sự nở rộ của nhiều kỹ

đã được ứng dụng để tái cấu hình hệ thống Mặc dù việc sử dụng các kỹ thuật dựa trên cơ sở của trí tuệ nhân tạo đã tỏ ra có giá trị trong nhiều ứng dụng, nhưng

đáng kể thời gian tính toán

a Thu t toán di truy n-Genetic Algorithm(GA)

nhận xét thế giới tự nhiên: quá trình tiến hoá tự nhiên là quá trình tối ưu nhất, hoàn

nguyên tắc “càng về sau” càng tốt hơn Quá trình đó cứ tiếp diễn cho đến khi tìm được lời giải tối ưu trong thời gian cho phép Mục tiêu chính của giải thuật di truyền

thời gian cho phép Giải thuật di truyền tuy dựa trên tính ngẫu nhiên nhưng ngẫu

hơn) thế hệ trước Giải thuật này thích hợp cho việc tìm kiếm các bài toán có không

mạng phân phối điện với số lượng khóa vô cùng lớn nên không gian nghiệm của bài

cơ bản: lai ghép, đột biến, sinh sản, chọn lọc tự nhiên

Quá trình lai ghép:

- Chọn ngẫu nhiên hai hay nhiều cá thể trong quần thể Giả sử chiều dài của nhiễm sắc thể cha – mẹ đều là m

- Tìm điểm lai bằng cách tạo ngẫu nhiên một con số từ 1 đến m-1.Như vậy, điểm

và m2 Hai chuỗi nhiễm sắc thể con lúc này sẽ là m11+m22 và m21+m12

- Đưa hai chuỗi nhiễm sắc thể con vào quần thể để tiếp tục quá trình tiến hóa

Quá trình đột biến

- Chọn một số ngẫu nhiên k từ khoảng 1 ≥ k ≥ m

- Thay đổ giá trị của gen thứ k

- Đưa nhiễm sắc thể con vào quần thể để tham gia quá trình tiến hóa tiếp theo

- Tạo số ngẫu nhiên f có giá trị trong đoạn từ o đến fm

Quá trình ch ọn lọc

- Sắp xếp quần thể theo thứ tự độ thích nghi giảm dần

- Loại bỏ các cá thể cuối dãy, chỉ chọn lại n cá thể tốt

của di truyền học tự nhiên hoặc quá trình tiến hóa của các cơ quan với chức năng

tối ưu hóa Các tính năng đơn giản của GA làm cho nó phù hợp cho nhiều đối tượng khác nhau cho vấn đề tối ưu hóa Các vấn đề trong việc sử dụng GA dựa

- Đối với mạng phân phối, khi đóng một khóa điện sẽ tạo một vòng kín Thuật

mở “tốt nhất” để cực tiểu tổn thất cho mạch hở Mở một khóa điện trong mỗi

- Mỗi gien biểu diễn một khóa mở trong vòng, độ dài của chuỗi bằng số vòng

- Nếu chuỗi có cùng một gien thì mạng có một vòng, mỗi gien trong chuỗi khác nhau

- Nếu chuỗi có hai hay nhiều gien là khóa điện thông thường trong hai vòng khác

điện, điện áp, thời gian tính toán và sự hội tụ… Vì vậy phải xét các điều kiện này

j j jn

1

paloss/

1f

hệ thống kiểm soát mờ đối với các phương pháp truyền thống là: khả năng mô hình

hóa định lượng các khía cạnh của kiến thức và quá trình lý luận của con người,

chất của vấn đề tái cấu hình và những thỏa mãn giải thuật tối ưu hóa đa mục

đặc tính hội tụ một hiệu quả do một đột biến được điều chỉnh bằng cách sử dụng logic mờ

trong nỗ lực tái cấu hình hệ thống nhằm cực tiểu hóa tổn thất [16] Nhằm tránh

hai ANN sẽ được sử dụng để phân tích mức độ tải và sau đó thực hiện tái cấu hình

các kết quả tính toán nhanh vì không cần xem xét trạng thái đóng ngắt riêng rẽ trong giải thuật tổng thể Tuy nhiên, ANN cũng chỉ có thể tìm ra được trạng thái

d H chuyên gia

dụng hệ chuyên gia Có thể nói, hệ chuyên gia đã phối hợp được cách sử dụng các

giải thuật kết hợp heuristics và tối ưu hóa cũng như các giải thuật thuần túy heuristic với các luật bổ sung dựa trên các điều kiện ràng buộc trong vận hành Taylor và Lubkeman [16] đưa ra một hệ chuyên gia tái cấu hình hệ thống phân phối

cơ bản của họ như tránh quá tải máy biến áp, quá tải đường dây và độ sụt áp không

bình thường, các tác giả khẳng định rằng nếu thỏa mãn các điều kiện này sẽ dẫn đến tối thiểu hóa tổn thất

Eberhart và Kennedy đã đề xuất phương pháp tối bầy đàn thông minh vào năm

đi ngắn nhất Nền tảng của phương pháp gồm các bước sau:

- Chọn bước di chuyển từ các nơi gần nhất

- Đi về phía đích

- Đi đến trung tâm của bầy

Từ những ý tưởng trên, sơ đồ của phương pháp PSO như sau:

Tóm lại phương pháp này được lấy cảm hứng từ các hành vi xã hội của

một đàn chim di cư cố gắng để đến được một điểm đến không được biết trước Mỗi giải pháp là một con chim trong đàn và được gọi như là một "phần tử"

nhân tạo [16] Không giống như một số giải thuật khác chẳng hạn như gen hay

luyện kim, nó không liên quan đến những hiện tượng sinh học hay vật lý Giải thuật bảng tìm kiếm được đề cập bởi Fred Glover đầu những năm 1980 và đã được ứng

điện đại dùng để giải quyết các vấn đề của bài toán tái cấu hình lưới điện phân

định nghĩa cho cấu hình hiện tại, mỗi bước di chuyển tiếp theo sẽ chọn ra cấu hình

- X không gian tìm kiếm

Các thuật toán mô phỏng luyện kim lần đầu tiên được đề xuất bởi Scott

Kirkpatrick, C Daniel Gelatt, Cerny và Mario P Vecchi vào năm 1983 dựa trên

mô hình của quá trình xử lý tinh thể do Metropolis đề cập đến vào năm 1953[16]

nhiên phân tán các phân tử trong một trạng thái năng lượng cao Khi quá trình

giảm nhiệt độ để cấp độ tiếp theo Khi nhiệt độ đủ thấp, cấu hình hệ thống đạt đến trạng thái cơ bản hoặc điểm mà tại đó năng lượng của các chất rắn được

Các trạng thái vật lý của Quá trình Luyện kim cũng tương tự như việc xác định

gần như toàn bộ hoặc toàn phần giải pháp tối ưu cho các vấn đề tối ưu hoá Ý

tưởng cơ bản là bắt đầu với cấu hình nguyên tử hiện hành Cấu hình này tương đương với các giải pháp hiện thời của một vấn đề tối ưu hoá Năng lượng của các

ứng với cực thiểu của hàm chi phí

h.ăPh ngăphápăt i u Ki n - Ant Colony Optimization Method

đó Carpento và Chicco trình bày một ứng dụng mới của giải thuật tìm kiếm của đàn kiến cho bài toán tối ưu tái cấu hình lưới điện phân phối với mục tiêu cực tiểu

Phương pháp này dựa trên hoạt động tìm kiếm thức ăn của một đàn kiến Ban đầu, số con kiến bắt đầu từ tổ kiến để đi tìm đường đến nơi có thức ăn Từ tổ kiến

sẽ có rất nhiều con đường khác nhau để đi đến nơi có thức ăn, nên 1 con kiến sẽ

(hay còn gọi là dấu chân kiến để lại) Sau 1 thời gian lượng dấu chân

(pheromone) của mỗi chặng đường sẽ khác nhau Do sự tích lũy dấu chân của mỗi chặng đường cũng khác nhau đồng thời với sự bay hơi của dấu chân ở đoạn đường kiến ít đi Sự khác nhau này sẽ ảnh hưởng đến sự di chuyển của những

với việc đoạn đường đó là ngắn nhất từ tổ kiến đến nơi có thức ăn Từ khi Giải thuật kiến trở thành một lý thuyết vững chắc trong việc giải các bài toán tìm kiếm

tối ưu toàn cục đã có nhiều ứng dụng thực tế cho giải thuật này như: tìm kiếm các trang web cần tìm trên mạng, kế hoạch sắp xếp thời khóa biểu cho các y tá trong bệnh viện, cách hình thành các màu khác nhau dựa vào các màu tiêu chuẩn có

giải có nghiệm là tối ưu nhất trong không gian nghiệm đó với thời gian cho phép hay không tìm ra cấu hình tối ưu hơn thì dừng Phương pháp này cũng rất thích hợp để giải bài toán tái cấu hình để có thể tìm ra trong các cấu hình có thể của mạng

PGSA là một thuật toán tìm kiếm ngẫu nhiên mới và hiệu quả cao, được lấy

cảm hứng từ quá trình tăng trưởng của tính hướng quan của thực vật Nhìn vào phạm vi cho phép của lập trình số nguyên như môi trường phát triển của cây và xác định xác suất để phát triển một nhánh mới trên các nút khác nhau của một cây theo

triển quá trình của một cây, phát triển nhanh chóng đối với các nguồn ánh sáng (giải pháp tối ưu toàn cục )