phân tích ổn định điện áp tĩnh của hệ thống điện 500kv miền nam việt nam

LỜI NÓI ĐẦU Ổn định điện áp là một vấn đề đã và đang được nghiên cứu nhiều ở các nước trên thế giới do việc hệ thống điện bị mất ổn định điện áp hay sụp đổ điện áp là một sự cố nghiêm tr

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP TĨNH

CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 500kV

MIỀN NAM VIỆT NAM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS Nguyễn Nhựt Tiến Nguyễn Tấn Đạt (MSSV: 1110981)

Tháng 04/2015

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN

Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2015

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

HỌC KỲ: 2 NĂM HỌC: 2014 – 2015

1 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tấn Đạt MSSV: 1110981

Ngành: Kỹ thuật điện, điện tử Khoá: 37

2 Tên đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh của hệ thống điện miền Nam Việt Nam

Địa điểm thực hiện: Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ

3 Họ tên của người hướng dẫn khoa học (NHDKH) 1: ThS Nguyễn Nhựt Tiến

Họ tên của người hướng dẫn khoa học 2: (nếu có)

4 Mục tiêu của đề tài: Phân tích ổn định điện áp tĩnh của hệ thống điện miền Nam Việt Nam

5 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

Chương I: Giới thiệu và phân loại ổn định trong hệ thống điện

Chương II: Ổn định điện áp

Chương III: Tìm hiểu về phần mềm PSSE

Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSSE để phân tích ổn định điện áp của hệ thống điện miền Nam Việt Nam

Chương V: Kết luận và kiến nghị

6 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài

7 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: (dự trù chi tiết đính kèm, chỉ cần cho LVTN)

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: ThS Nguyễn Nhựt tiến

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tấn Đạt

MSSV: 1110981 Lớp: Kỹ Thuật Điện 2 – Khoá 37

4 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:

b Nhận xét về bản vẽ:

c Nhận xét về nội dung của luận văn:

- Các công việc đã đạt được:

- Những vấn đề còn hạn chế:

d Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

e Kết luận và đề nghị:

Trang 4

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1 Cán bộ phản biện:

5 Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1

Trang 5

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

6 Cán bộ phản biện:

10 Điểm đánh giá:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2

Trang 6

Xin cảm ơn cha mẹ đã động viên trong suốt quá trình học tập và làm luận văn, cảm ơn bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn

Tuy nhiên, kinh nghiệm, kiến thức thực tế còn hạn chế và thời gian thực hiện

đề tài có phần hạn hẹp nên không tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết Thêm nữa, vì phần mềm PSS/E là một phần mềm còn mới nên rất mong quý thầy bỏ qua và góp ý kiến để bài luận văn của em được hoàn thiện hơn

Cuối lời em kính chúc quý Thầy luôn dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công việc

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tấn Đạt

Trang 7

LỜI NÓI ĐẦU

Ổn định điện áp là một vấn đề đã và đang được nghiên cứu nhiều ở các nước trên thế giới do việc hệ thống điện bị mất ổn định điện áp hay sụp đổ điện áp là một

sự cố nghiêm trọng gây thiệt hại rất nặng nề về kinh tế, chính trị và xã hội như sự cố mất điện ở miền Nam Việt Nam (22/05/2013) đã làm mất điện nhiều giờ đối với các tỉnh miền Nam cũng như một số khu vực của Campuchia, hậu quả được xem là rất nghiêm trọng Vì vậy, việc xác định được độ dự trữ công suất của hệ thống điện cũng như xác định điểm tới hạn sụp đổ điện áp là hết sức quan trọng vì nó sẽ giúp có thể đưa ra những biện pháp phù hợp để nâng cao khả năng ổn định điện áp và đảm bảo

độ tin cậy cao cho hệ thống điện

Phân tích ổn định điện áp là một vấn đề quan trọng và phức tạp trong vận hành

hệ thống điện Trong bài luận văn này, em nghiên cứu việc phân tích ổn định điện áp tĩnh của hệ thống điện miền Nam Việt Nam bằng phần mềm PSS/E với số liệu của

hệ thống điện lấy theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020

và mở rộng đến 2030 (quy hoạch VII) Do nguồn điện cung cấp cho miền Nam phụ thuộc vào đường dây 500kV (truyền tải từ miền Bắc và miền Trung vào) nên kịch bản được chọn ở đây là tăng dần công suất truyền tải từ cụm nguồn ĐăkNông, Ninh Thuận về khu vực Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Cửu Long Phần mềm PSS/E có rất nhiều ứng dụng nhưng ở đây sử dụng đường cong PV và QV để có thể tìm ra giới hạn về sụp đổ điện áp cũng như các nút yếu về điện áp để có thể đưa ra các giải pháp cải thiện kịp thời

Nội dung của luận văn bao gồm 5 chương:

Chương I: Giới thiệu và phân loại ổn định trong hệ thống điện

Chương II: Ổn định điện áp

Chương III: Tìm hiểu về phần mềm PSS/E

Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E để phân tích ổn định điện áp của hệ thống điện miền Nam Việt Nam

Chương V: Kết luận và kiến nghị

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Sinh viên thực hiện

Nguyễn Tấn Đạt

Trang 8

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang i

MỤC LỤC

Trang

CHƯƠNG I 1

GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1

1.1 Giới thiệu về ổn định trong hệ thống điện 1

1.1.1 Tổng quan về hệ thống điện 1

1.1.2 Ổn định hệ thống điện 3

1.1.3 Hậu quả của sự cố mất ổn định và những yêu cầu đảm bảo tính ổn định của hệ thống điện 5

1.1.4 Sơ lược về lịch sử phát triển và các phương pháp nghiên cứu ổn định 5

1.2 Phân loại ổn định trong hệ thống điện 6

1.2.1 Ổn định góc rotor 8

1.2.2 Ổn định điện áp 11

1.2.3 Ổn định tần số 12

CHƯƠNG II 13

ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 13

2.1 Các khái niệm cơ bản 13

2.1.1 Đặc tính hệ thống truyền tải 13

2.1.2 Đặc tính của máy phát điện 15

2.1.3 Đặc tính của phụ tải 16

2.1.4 Đặc tính của thiết bị bù 16

2.2 Sụp đổ điện áp 17

2.2.1 Các kịch bản dẫn đến sụp đổ điện áp 17

2.2.2 Đặc điểm chung khi sự cố xảy ra 17

2.3 Phân tích ổn định điện áp sử dụng đường cong P-V và Q-V 17

2.3.1 Đường cong P-V 18

2.3.2 Đường cong Q-V 18

2.4 Phương pháp ngăn ngừa sụp đổ điện áp 19

2.4.1 Phương pháp thiết kế hệ thống 19

2.4.2 Phương pháp vận hành hệ thống 19

CHƯƠNG III 20

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/E 20

3.1 Giao diện 20

3.2 Dữ liệu vào của các thiết bị cơ bản 22

3.2.1 Các thông số của nút (bus) 22

3.2.2 Các thông số của đường dây (Branch) 23

3.2.3 Các thông số của phụ tải (load) 23

3.2.4 Các thông số của máy phát (machine) 24

3.2.5 Các thông số của máy biến áp hai cuộn dây (2 – Winding) 25

Trang 9

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang ii

3.2.6 Các thông số của máy biến áp ba cuộn dây (3 – Winding) 25

3.2.7 Các thông số của Fixed Shunt 26

3.2.8 Các thông số của Switched Shunt 27

3.3 Cách tạo các file subsystem, monitor, contingency 27

3.3.1 Tạo tự động các file subsystem, monitor, contingency 28

3.3.2 Tạo bằng tay các file subsystem, monitor, contingency 28

3.4 Phân tích P-V và Q-V 30

3.4.1 Phân tích P-V 30

3.4.2 Phân tích Q-V 31

CHƯƠNG IV 32

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSSE ĐỂ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM VIỆT NAM 32

4.1 Hiện trạng lưới điện 500kV khu vực miền Nam và những năm tới 32

4.2 Đánh giá ổn định điện áp lưới điện 500 kV khu vực miền Nam 33

4.2.1 Sơ đồ lưới điện 500kV khu vực miền Nam 33

4.2.2 Chế độ vận hành cơ bản (base case) 34

4.2.3 Chế độ sự cố một đường dây 38

4.2.4 Chế độ sự cố một máy phát 43

4.2.5 Chế độ sự cố tăng tải 49

4.2.6 Kết luận và nhận xét 55

CHƯƠNG V 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

Trang 10

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang iii

MỤC LỤC BẢNG

Trang Bảng 4 1 Giá trị điện áp tại các nút 500kV ở chế độ vận hành cơ bản 34 Bảng 4 2.Các đường dây được cắt để tạo sự cố 38 Bảng 4 3.Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi đứt đường dây NPP – Tân Định 41 Bảng 4 4.Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi đứt đường dây ĐăkNông – PleiKu 41 Bảng 4 5 Các nguồn phát được cắt để tạo sự cố 43 Bảng 4 6 Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi mất đi máy phát ở nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) 46 Bảng 4 7 Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi mất đi máy phát ở nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) 46 Bảng 4 8 Các nút được chọn để tăng tải lên 50% 49 Bảng 4 9 Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi tăng 50% tải ở nút Tân Định 51 Bảng 4 10 Thông số điện áp của một số nút có điện áp thấp ở chế độ vận hành khi tăng 50% tải ở nút Hóc Môn 51 Bảng 4 11 Bảng tổng hợp độ dự trữ công suất phản kháng Qmin tại các nút 500kV ứng với các trường hợp đã xét (MVAr) 54

Trang 11

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang iv

MỤC LỤC HÌNH

Trang

Hình 1 1 Các trạng thái làm việc của hệ thống điện 2

Hình 1 2 Đường dây liên kết hai hệ thống 4

Hình 1 3 Sự phân loại các dạng ổn định hệ thống điện [10] 7

Hình 1 4 Sơ đồ hệ thống gồm hai máy điện đồng bộ 8

Hình 1 5 Sơ đồ tương đương 8

Hình 1 6 Mối quan hệ giữa công suất và góc 8

Hình 1 7 Góc lệch δ 10

Hình 1 8 Đặc tính góc quay của rotor [4] 10

Hình 2 1 Đặc tính của hệ thống đơn giản [10] 14

Hình 2 2 Tác động của việc mất khả năng kiểm soát điện áp của máy phát điện trung gian 16

Hình 2 3 Đường cong P-V cơ bản 18

Hình 2 4 Đường cong Q-V cơ bản 18

Hình 3 1 Giao diện chính của phần mềm PSS/E 21

Hình 3 2 Tạo một chế độ làm việc 22

Hình 3 3 Các thông số của nút (bus) 22

Hình 3 4 Các thông số của đường dây (Branch) 23

Hình 3 5 Các thông số của phụ tải (load) 23

Hình 3 6 Các thông số của máy phát (machine) 24

Hình 3 7 Các thông số của máy biến áp hai cuộn dây (2 – Winding) 25

Hình 3 8 Các thông số của máy biến áp ba cuộn dây (3 – Winding) 25

Hình 3 9 Các thông số của Fixed Shunt 27

Hình 3 10 Các thông số của Switched Shunt 27

Hình 3 11 Cách tạo tự động các file subsystem, monitor, contingency 28

Hình 3 12 File subsystem 29

Hình 3 13 File monitor 29

Hình 3 14 File contingency 29

Hình 3 15 Giao diện phân tích P-V 30

Hình 3 16 Giao diện phân tích Q-V 31

Hình 4 1 Sơ đồ lưới điện 500 kV khu vực miền Nam 33

Hình 4 2 Sơ đồ thể hiện điện áp của lưới điện 500kV khu vực miền Nam 35

Hình 4 3 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành cơ bản 36

Hình 4 4 Giá trị Qmin của các nút 500kV ở chế độ vận hành cơ bản 37

Hình 4 5 Đường cong QV của một số nút ở chế độ vận hành cơ bản 38

Hình 4 6 Đường cong PV của nút Di Linh ở nhiều chế độ vận hành khi cắt các đường dây khác nhau 39

Hình 4 7 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi đứt đường dây NPP – Tân Định 40

Trang 12

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang v

Hình 4 8 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi đứt đường dây ĐăkNông – PleiKu 42 Hình 4 9 Giá trị Qmin của các nút 500kV ở chế độ vận hành khi cắt một mạch đường dây lộ kép NPP – Tân Định (Branch1) và cắt đường dây lộ đơn ĐăkNông – PleiKu (Branch2) 43 Hình 4 10 Đường cong PV của nút Mỹ Phước ở nhiều chế độ vận hành khi cắt các máy phát khác nhau 44 Hình 4 11 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi mất đi máy phát ở nhà máy điện hạt nhân (G_NPP) 45 Hình 4 12 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi mất đi máy phát ở nhà máy điện Phú Mỹ (G_Phú Mỹ) 47 Hình 4 13 Giá trị Qmin của các nút 500kV ở chế độ vận hành khi cắt máy phát ở nhà máy điện hạt nhân (Machine1) và máy phát ở nhà máy điện Phú Mỹ (Machine2) 48 Hình 4 14 Đường cong PV của nút Tân Định ở nhiều chế độ vận hành khi tăng 50% tải ở nhiều nút khác nhau 49 Hình 4 15 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi tăng 50% tải ở nút Tân Định 50 Hình 4 16 Đường cong PV của một số nút ở chế độ vận hành khi tăng 50% tải ở nút Hóc Môn 52 Hình 4 17 Giá trị Qmin của các nút 500kV ở chế độ vận hành khi tăng tải 50% ở nút Tân Định (Load1) và Hóc Môn (Load2) 53

Trang 13

SVTH: Nguyễn Tấn Đạt Trang 1

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 Giới thiệu về ổn định trong hệ thống điện

1.1.1 Tổng quan về hệ thống điện

a Các khái niệm cơ bản

Hệ thống điện là tập hợp các phần tử phát, dẫn, phân phối có mối quan hệ tương tác lẫn nhau rất phức tạp, tồn tại vô số các nhiễu tác động lên hệ thống Hệ thống phải được đảm bảo tính ổn định khi có tác động của những nhiễu này

Mỗi phần tử của hệ thống điện được đặc trưng bởi nhiều thông số như là tổng trở, tổng dẫn của đường dây, tỉ số biến áp…Các thông số của các phần tử cũng được gọi là các thông số của hệ thống điện

Tập hợp các quá trình xảy ra trong hệ thống điện và xác định trạng thái làm việc của hệ thống điện trong một thời điểm, thời gian nào đó gọi là chế độ của hệ thống điện

Các quá trình trên được đặc trưng bởi các thông số U, I, P… của hệ thống điện Ta gọi chúng là các thông số chế độ

Các chế độ làm việc của hệ thống điện được chia làm 2 loại chính: chế độ xác lập và chế độ quá độ

Chế độ xác lập là chế độ mà các thông số của hệ thống điện không thay đổi hoặc chỉ thay đổi nhỏ xung quanh các giá trị định mức trong trong một khoảng thời gian ngắn Trong thực tế, không tồn tại chế độ nào mà các thông số chế độ bất biến theo thời gian và hệ thống điện bao gồm một số vô cùng lớn các phần tử, các phần

tử này có các thống số chế độ luôn biến đổi không ngừng

Chế độ xác lập là chế độ làm việc bình thường và lâu dài của hệ thống điện, chế độ sau sự cố khi hệ thống điện được phục hồi và làm việc tạm thời cũng là chế

độ xác lập hay được gọi là chế độ xác lập sau sự cố

Chế độ quá độ là chế độ trung gian chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác Chế độ quá độ thường xảy ra sau những sự cố hoặc sau thao tác đóng cắt các phần tử đang mang công suất

b Cấu trúc của hệ thống điện

Các thành phần cơ bản trong hệ thống điện:

 Hệ thống AC ba pha vận hành ở điện áp không đổi Các thiết bị ba pha được

Trang 14

sử dụng trong việc phát và truyền tải điện năng

 Máy điện đồng bộ được sử dụng trong việc phát điện

 Điện năng được truyền tải đến nơi tiêu thụ với khoảng cách xa

Phân loại hệ thống truyền tải điện: hệ thống truyền tải điện được chia thành

 Hệ thống phân phối: truyền tải điện năng đến nơi tiêu thụ

c Điều khiển hệ thống điện

Một hệ thống điện được thiết kế và vận hành một cách thích hợp phải đáp ứng các điều kiện sau:

 Hệ thống phải đáp ứng được sự thay đổi liên tục của nhu cầu phụ tải về công suất tác dụng và công suất phản kháng

 Hệ thống nên cung cấp năng lượng ở mức chi phí thấp nhất và ít gây tác động đến hệ sinh thái

 Chất lượng điện năng phải đảm bảo các điều kiện về tần số, điện áp không đổi và mức độ tin cậy

Các trạng thái làm việc của hệ thống điện: trạng thái vận hành của hệ thống điện được chia thành các loại:

 Trạng thái làm việc bình thường: tất cả các biến trong hệ thống hoạt động trong giới hạn cho phép và không bị quá tải Hệ thống vận hành an toàn và có khả năng vượt qua sự cố

 Trạng thái cảnh báo: độ an toàn của hệ thống thấp hơn giới hạn cho phép

do sự cố Tuy nhiên, các biến của hệ thống vẫn nằm trong giới hạn cho phép

 Trạng thái khẩn cấp: nếu có sự cố trầm trọng xảy ra khi hệ thống đang trong trạng thái cảnh báo

 Trạng thái nguy hiểm: hệ thống bị mất điện hàng loạt hoặc một phần

 Quá trình khôi phục: tất cả các thiết bị được kết nối lại với lưới và hệ thống phụ tải được phục hồi

Hình 1 1 Các trạng thái làm việc của hệ thống điện

Bình thường Phục hồi

Cảnh báo

Trang 15

d Tiêu chuẩn thiết kế và vận hành ổn định hệ thống điện

Tiêu chuẩn thiết kế đối với trường hợp sự cố: khi xảy ra sự cố 3 pha của máy phát, đường dây truyền tải, máy biến áp hoặc thanh cái thì thời gian khắc phục sự cố cần được xem xét:

 Sự cố pha chạm đất của đường dây truyền tải được khắc phục trong thời gian bình thường

 Sự cố pha chạm đất của đường dây truyền tải, máy biến áp hoặc thanh cái với thời gian khắc phục sự cố bị trì hoãn do sự cố của CB, relay hoặc các kênh tín hiệu

 Sự ngừng hoạt động của các phần tử mà không có sự cố

 Sự cố pha chạm đất của CB được khắc phục trong thời gian bình thường

 Sự ngừng hoạt động của bất kỳ phần tử nào khi không có sự cố

 Sự mất nguồn của thiết bị DC

Đánh giá sự cố: mục tiêu của việc đánh giá sự cố là chỉ ra độ mạnh yếu của hệ thống điện và xác định tầm ảnh hưởng của các sự cố mặc dù xác suất xảy ra các sự

cố là rất thấp

Các sự cố nghiêm trọng trong hệ thống điện:

 Sự cố mất máy phát

 Sự cố mất đường đường dây kết nối từ các nhà máy điện, trạm đóng cắt

 Sự cố mất đường dây truyền tải

 Sự cố ba pha của máy phát, đường dây truyền tải, máy biến áp hoặc thanh cái liên quan tới thời gian khắc phục sự cố

 Việc giảm tải đột ngột ở các trung tâm phụ tải

 Dao động điện tăng dần do nhiễu

 Tác động nhầm của hệ thống bảo vệ như cắt máy phát, sa thải phụ tải hoặc cắt đường dây

Thiết kế hệ thống điện để đảm bảo tính ổn định:

 Dựa vào đặc tính của toàn bộ hệ thống và từng phần tử trong hệ thống

 Ổn định hệ thống phải được xem xét ở các khía cạnh khác nhau

 Mỗi phẩn tử trong hệ thống đều có ảnh hưởng tới tính ổn định Vì thế việc nắm rõ các đặc tính rất cần thiết cho việc phân tích ổn định của hệ thống điện

1.1.2 Ổn định hệ thống điện

Ổn định hệ thống điện là khả năng trở lại vận hành bình thường hoặc ổn định sau khi chịu tác động nhiễu Đây 1à điều kiện thiết yếu để hệ thống có thể tồn tại và vận hành

Điều kiện cần để chế độ xác lập có thể tồn tại là sự cân bằng công suất (khi đó các thông số của hệ mới giữ được không thay đổi) Công suất do nguồn sinh ra phải bằng với công suất do các phụ tải tiêu thụ và công suất tổn thất ở các phần tử của hệ thống điện

Trang 16

độ xác lập này sang chế độ xác lập mới

Mục tiêu khảo sát ổn định của hệ thống điện:

Xét khả năng ổn định của các chế độ vận hành có thể xảy ra đối với hệ thống điện Nếu khả năng đó không đủ yêu cầu thì phải thực hiện các biện pháp tăng cường

để cho hệ thống điện ổn định

Khả năng ổn định của hệ thống điện được thể hiện bằng độ dự trữ ổn định, đây

là đại lượng phản ánh sự so sánh giữa trạng thái ổn định và trạng thái giới hạn ổn định Trạng thái giới hạn ổn định đặc trưng bởi các thông số giới hạn Pgh, Qgh, Ugh,

Giới hạn ổn định là một trong những điều kiện cần để tồn tại chế độ xác lập của hệ thống điện

Hình 1 2 Đường dây liên kết hai hệ thống

Trang 17

 Tần số hệ thống bị thay đổi lớn ảnh hưởng đến các hộ tiêu thụ

 Điện áp giảm thấp, có thể gây ra hiện tượng sụp đổ điện áp tại các nút phụ tải

Hậu quả kéo theo:

 Bảo vệ re1ay tác động nhầm làm cắt thêm nhiều phần tử đang làm việc

 Cắt nối tiếp các nguồn, các phụ tải từng khu vực lớn, có thể dẫn đến trạng thái tan rã hệ thống điện Quá trình này có thể làm ngừng cung cấp điện trong những thời gian dài vì cần phải khôi phục dần lại hoạt động đồng bộ các nguồn phát

Do hậu quả nghiêm trọng của sự mất ổn định, khi thiết kế và vận hành hệ thống điện cần phải đảm bảo các yêu cầu cao về tính ổn định:

 Hệ thống cần có ổn định tĩnh trong mọi tình huống vận hành bình thường

Các yêu cầu trên chính là điều kiện tối thiểu để duy trì quá trình sản xuất và truyền tải điện năng đối với hệ thống điện Ngoài ra, còn hàng loạt những chỉ tiêu mang ý nghĩa chất lượng cần đảm bảo Chẳng hạn giới hạn độ lệch tối đa dao động, thông số trong quá trình quá độ, thời gian tồn tại quá trình quá độ diễn ra đủ ngắn [1]

1.1.4 Sơ lược về lịch sử phát triển và các phương pháp nghiên cứu ổn định

Lý thuyết và phương pháp nghiên cứu ổn định đã có một lịch sử phát triển

tương đối dài, từ những năm 20 của thế kỷ thứ XX Năm 1928 nhà bác học Mỹ R.Park

lần đầu tiên đặt nền móng nghiên cứu ổn định hệ thống điện dựa trên cơ sở thiết lập

hệ phương trinh vi phân quá trình quá độ điện cơ của các máy điện đồng bộ trong hệ tọa độ quay

Trang 18

Gần như đồng thời với Park, một loạt các công trình công bố độc lập của A.A Goriev (Nga) trong những năm 1930 - 1935 về mô hình quá trình quá độ trong các

máy điện quay đã làm phát triển lý thuyết nghiên cứu ổn định của hệ thống điện thêm

một bước (sau này hệ phương trình được gọi tên Park-Goriev)

Mô hình quá trình quá độ của hệ thống điện trong hệ tọa độ quay đã làm đơn giản đáng kể hệ phương trình vi phân mô tả trạng thái quá độ của hệ thống điện Dựa trên cơ sở đó các phương pháp toán về ổn định hệ thống (nói chung) đã được nghiên cứu áp dụng cho hệ thống điện

Trước hết phải kể đến các phương pháp dựa trên khái niệm cân bằng năng 1ượng (còn gọi 1à tiêu chuẩn năng lượng) Phương pháp khá đơn giản, nhận được kết quả đúng và dễ áp dụng trong nhiều trường hợp Tuy nhiên các phương pháp khác sau đó chỉ ra rằng, khái niệm ổn định theo ý nghĩa cân bằng năng lượng là không đầy

đủ, không phát hiện được các hiện tượng mất ổn định do dao động quán tính Hơn nữa phương pháp cân bằng năng lượng không có cơ sở chặt chẽ về phương pháp để

áp dụng đối với hệ thống điện phức tạp

Tiếp sau này, đó là phương pháp ổn định đối với các hệ vật lý nói chung của

AM.Lyapunov được phát triển và áp dụng cho hệ thống điện, đặc biệt là phương pháp dao động bé Chính P.S.Gidanov cũng đã nghiên cứu khá sâu sắc phương pháp dao

động bé đối với ổn định hệ thống điện đơn giản cũng như phức tạp

Dựa trên tiêu chuẩn ổn định chu kỳ IM Markivits cũng đã chứng minh bản

chất của các tiêu chuẩn cân bằng năng 1ượng: chúng chính 1à trường hợp riêng đảm bảo ổn định phi chu kỳ Hạn chế của tiêu chuẩn này (bao hàm cả các tiêu chuẩn năng lượng) là không áp dụng được khi xét đến hiệu quả của các thiết bị tự động điều chỉnh điều khiển [1]

1.2 Phân loại ổn định trong hệ thống điện

Việc phân loại ổn định hệ thống điện ở đây là dựa vào các yếu tố:

 Các đặc tính tự nhiên của sự mất ổn định trong hệ thống điện

 Độ lớn của sự cố

 Thiết bị, quá trình và thời gian phải được xem xét để xác định sự ổn định

 Phương pháp tính toán và dự đoán thích hợp nhất cho sự ổn định

Ổn định hệ thống điện được chia thành: ổn định góc rotor, ổn định tần số và

ổn định điện áp

Trang 19

Hình 1 3 Sự phân loại các dạng ổn định hệ thống điện [10]

Ổn định hệ thống điện

Ổn định góc rotor

- Hệ thống phục hồi trạng thái cân bằng chấp nhận được

-Thời gian nghiên cứu là 3-5s nhưng đối với hệ thống lớn là 10-20s

Ổn định với nhiễu nhỏ

-Gần như ổn định

-Sự cố

Ổn định với nhiễu lớn

-Các sự kiện đóng cắt

-Sự phối hợp của các thiết

bị bảo vệ và điều khiển

Mất ổn định dao động

(không đủ moment giảm sóc, hoạt động điều khiển không ổn định)

Trung hạn

-Sự cố nghiêm trọng

-Sai lệch tần

số và điện áp lớn

-Thời gian nghiên cứu vài phút

Dài hạn

-Tần số hệ thống đồng đều

-Thời gian nghiên cứu trên 10 phút

Trang 20

1.2.1 Ổn định góc rotor

Mối quan hệ giữa công suất và góc

Đặc tính truyền tải công suất của một hệ thống gồm hai máy điện đồng bộ được thể hiện như sau:

Hình 1 4 Sơ đồ hệ thống gồm hai máy điện đồng bộ

Hình 1 5 Sơ đồ tương đương Công suất truyền từ máy phát đến động cơ:

P= EG EM

XT sinδ (1.5) Trong đó:

Máy 2 Máy 1

Trang 21

Ổn định góc rotor đề cập đến khả năng của những máy phát điện đồng bộ đã được liên kết với nhau trong một hệ thống điện để duy trì sự ổn định sau khi chịu tác động của một số nhiễu nào đó Nó phụ thuộc vào khả năng duy trì sự cân bằng giữa moment điện từ và moment cơ học của từng máy điện đồng bộ trong hệ thống điện

Nguyên nhân chính dẫn đến sự mất đồng bộ là sự gia tăng góc dao động của một vài máy phát so với các máy phát còn lại

Sự thay đổi moment điện của máy phát điện đồng bộ trong hệ thống sau sự cố:

∆Te = TS ∆δ + TD ∆ω (1.8) Trong đó:

Ổn định này có các loại dao động sau:

 Dao động cục bộ: là sự dao động của các máy phát tại nhà máy điện với các máy còn lại của hệ thống

 Dao động giữa các khu vực: sự dao động của các máy điện trong một phần của hệ thống với các máy ở các phần khác

Ổn định góc rotor quá độ (sự nhiễu lớn) là khả năng của hệ thống duy trì được

sự đồng bộ chịu tác động của sự cố trầm trọng Nguyên nhân là do sự dao động tăng đáng kể của rotor Sự ổn định tùy thuộc vào trạng thái vận hành ban đầu của hệ thống

và mức độ của sự cố

Khi xảy ra một kích động nào đó thì kích động này tác động lên rotor của máy phát và gây ra ở đó sự mất cân bằng công suất Sự mất cân bằng này tạo ra quá trình quá độ cơ – điện trong máy phát Quá trình này tắt dần tức là sự cân bằng công suất

đã được khôi phục còn quá trình này tiếp tục diễn ra và sự bất cân bằng công suất ngày càng tăng thì hệ thống điện sẽ trở nên mất ổn định

Giả sử một máy phát đang làm việc ở chế độ xác lập thì xảy ra một kích động làm mất sự cân bằng công suất ∆P trên trục rotor

∆P = P0 – P (1.9)

Trong đó:

P0: công suất ban đầu của tuabin

P: công suất điện của máy phát sau khi xảy ra kích động

Công suất ∆P còn gọi là công suất thừa, nó tác động lên rotor và gây ra cho nó một gia tốc:

Trang 22

δ: góc lệch tương đối giữa một trục đồng bộ quay với tốc độ không đổi ω0 và trục rotor của máy phát (hình 1.7)

Trước khi bị kích động rotor của máy phát đang quay với tốc độ đồng bộ ω0,

∆P = 0 và α = 0 nhưng sau khi có kích động, ∆P ≠ 0 nên tốc độ góc của rotor sẽ khác với tốc độ đồng bộ ω0 và α ≠ 0

từ giá trị ban đầu δ0 (t = 0) Nếu hệ thống điện có ổn định thì sau một thời gian bị kích động δ sẽ trở về vị trí ban đầu δ0 hoặc là một giá trị gần nó chấp nhận được (hình 1.8a) Ngược lại nếu hệ thống điện mất ổn định thì góc δ sẽ tăng vô hạn và các thông

số khác cũng sẽ biến đổi không ngừng, hệ thống rơi vào chế độ không đồng bộ (hình 1.8b)

Hình 1 7 Góc lệch δ

Hình 1 8 Đặc tính góc quay của rotor [4]

a/ Góc δ trở về vị trí ban đầu b/ Góc δ tăng vô hạn

ω

Trang 23

Ổn định điện áp là khả năng của một hệ thống điện vẫn duy trì được mức điện

áp ổn định chấp nhận được tại tất cả các nút trong hệ thống điện dưới điều kiện vận hành bình thường và sau khi xảy sự cố

Nó phụ thuộc vào khả năng duy trì / khôi phục lại trạng thái cân bằng giữa nhu cầu phụ tải và khả năng cung ứng cho tải từ hệ thống điện

Một số nguyên nhân dẫn đến sự mất ổn định điện áp: giá trị tải thay đổi, trường hợp mất một số máy phát, đường dây mang phụ tải nặng, đặc tính của cấu trúc lưới,

sử dụng tụ bù quá mức, sự phối hợp yếu kém của các thiết bị trong hệ thống điện, thiếu công suất phản kháng

Sự mất ổn định có thể dẫn đến xảy ra các hình thức giảm hoặc tăng điện áp một số nút Một số hậu quả có thể xảy ra do việc mất ổn định điện áp là mất tải trong một khu vực, hoặc việc ngừng hoạt động của đường dây truyền tải và các trường hợp khác

Ổn định điện áp được chia nhỏ thành hai vấn đề nhỏ hơn tương ứng là: ổn định điện áp khi có sự nhiễu lớn và ổn định điện áp khi có sự nhiễu nhỏ

 Ổn định điện áp khi có sự nhiễu lớn là khả năng của hệ thống điện vẫn duy trì được các giá trị điện áp chấp nhận được sau khi có sự nhiễu lớn chẳng hạn như các

sự cố mất nguồn phát điện, mất máy biến áp, sự cố đứt đường dây truyền tải…Thời gian nghiên cứu có thể kéo dài từ một vài giây đến vài chục phút

 Ổn định điện áp khi có sự nhiễu nhỏ là khả năng của hệ thống điện vẫn duy trì được các giá trị điện áp chấp nhận được sau khi có sự nhiễu nhỏ chẳng hạn như việc thay đổi giá trị tải… Dạng ổn định này chịu tác động bởi các đặc trưng của tải, quá trình này thường diễn ra chậm và liên quan đến điều kiện ổn định tĩnh

Ổn định điện áp còn được phân chia thành hiện tượng ngắn hạn và hiện tượng dài hạn

 Ổn định điện áp ngắn hạn liên quan đến tính chất động của các thành phần tải tác động nhanh như: động cơ cảm ứng, các bộ biến đổi HVDC…Thời gian nghiên cứu có thể diễn ra vài giây

 Ổn định điện áp dài hạn liên quan đến các thiết bị tác động chậm như việc điều chỉnh máy biến áp gần phụ tải, bộ giới hạn quá kích từ của máy phát…Các nguyên nhân dẫn đến mất ổn định: điều chỉnh phụ tải, điểm cân bằng dài hạn bị mất, điểm vận hành ở trạng thái xác lập sau khi sự cố không ổn định Thời gian nghiên cứu có thể kéo dài tới một vài hoặc nhiều phút

Trang 24

Ổn định tần số có thể là một hiện tượng ngắn hạn hay là một hiện tượng lâu dài Tần số không ổn định là do việc điều khiển tuabin hơi quá tốc, việc bảo vệ, điều khiển lò hơi hay lò phản ứng là những hiện tượng dài hạn với nhiều khoảng thời gian khác nhau, có thể đến vài chục phút

Trong sự sai lệch về tần số, biên độ điện áp có thể thay đổi đáng kể Độ lớn điện áp thay đổi, hơn nữa có thể cao hơn tỉ lệ phần trăm so với thay đổi tần số, ảnh hưởng đến sự mất cân bằng giữa tải và nguồn

Trang 25

CHƯƠNG II

ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP

2.1 Các khái niệm cơ bản

Ổn định điện áp là khả năng của một hệ thống điện vẫn duy trì được mức điện

áp ổn định chấp nhận được tại tất cả các nút trong hệ thống điện dưới điều kiện vận hành bình thường và sau khi xảy ra nhiễu loạn

2.1.1 Đặc tính hệ thống truyền tải

Các đặc điểm quan tâm là mối quan hệ giữa công suất tác dụng truyền tải (PR), công suất phản kháng bơm vào nút (Qi) và điện áp cuối đường dây (VR) Các quan hệ này đóng vai trò hết sức quan trọng trong phân tích ổn định điện áp

Ta xét mạng điện đơn giản gồm hai nút (hình 2.1a):

Trang 26

b Tương quan giữa VR, I và PR với ZLN /ZLD

Hình 2 1 Đặc tính của hệ thống đơn giản [10]

Giá trị VR và I khi PR đạt cực đại được gọi là giá trị tới hạn ứng với một giá trị

PR nhất định (PR < PMax) Có hai giá trị ZLD khác nhau, giá trị ZLD bên trái tương ứng với trường hợp vận hành bình thường, đối với giá trị ZLD bên phải tương ứng với trường hợp không ổn định với giá trị dòng điện (I) lớn hơn nhiều và giá trị điện áp (VR) thấp hơn nhiều so với điểm bên trái

Trang 27

Đối với một nhu cầu phụ tải cao hơn so với công suất tối đa, thì việc thay đổi công suất bằng cách thay đổi tải sẽ là không bền vững, tăng tải nhận vào sẽ làm giảm công suất

Nếu tải được cung cấp bởi một máy biến áp với bộ phận tự động điều chỉnh điện áp dưới tải (ULTC), thì việc điều chỉnh để cố gắng nâng cao điện áp tải có thể ảnh hưởng đến việc giảm tác động của ZLD

Từ phương trình (2.7) ta thấy rằng giá trị tối đa PR có thể được tăng bằng cách tăng giá trị điện áp nguồn ES hoặc giảm góc ϕ

2.1.2 Đặc tính của máy phát điện

Bộ AVR của máy phát điện hay còn gọi là bộ tự điều chỉnh điện áp là một bộ phận quan trọng để điều khiển điện áp trong hệ thống điện Trong điều kiện bình thường điện áp đầu ra của máy phát điện được duy trì thường xuyên

Để minh họa tác động của việc mất khả năng kiểm soát điện áp máy phát điện, xem xét hệ thống thể hiện trong hình 2.2a Nó bao gồm một lượng lớn tải (nút vô hạn), với máy phát trung gian cung cấp một phần của tải và điều chỉnh điện áp (V1)

Khi điện áp ở thanh cái trung gian được duy trì, đặc tính P-V được thể hiện bằng đường cong 1(hình 2.2b)

Khi dòng kích từ của máy phát đạt giá trị tới hạn, điện áp V1 không còn được duy trì thì đặc tính P-V được thể hiện bằng đường cong 2 (hình 2.2b)

Điểm vận hành A trên đường cong 1 thì ổn định hơn trên đường cong 2 Những kết quả này cho thấy việc duy trì khả năng kiểm soát điện áp đóng vai trò rất quan trọng trong ổn định điện áp

Trang 28

b Đường cong P-V Hình 2 2 Tác động của việc mất khả năng kiểm soát điện áp của máy phát điện

Bộ điều chỉnh điện áp phân phối và bộ điều chỉnh điện áp dưới tải tại trạm biến

áp sẽ duy trì điện áp tại điểm tiêu thụ không đổi Khi bộ điều chỉnh điện áp dưới tải đạt đến giới hạn điều chỉnh thì điện áp bắt đầu giảm

Khi điện áp thấp hơn 85 – 90%, động cơ cảm ứng sẽ ngừng quay và có dòng phản kháng cao Điều này làm cho điện áp giảm thấp hơn nữa

2.1.4 Đặc tính của thiết bị bù

Tụ bù ngang: được dùng để tăng giới hạn điện áp bằng cách hiệu chỉnh hệ số công suất đầu nhận Tuy nhiên bù ngang có một số hạn chế

 Khi hệ thống bù quá mức thì việc điều chỉnh điện áp bị hạn chế

 Khi giá trị bù vượt quá giá trị tới hạn thì hệ thống dễ mất ổn định điện áp

 Công suất phản kháng của tụ tỉ lệ với bình phương điện áp

Tụ bù điều chỉnh: SVS có khả năng điều chỉnh dung kháng ngõ ra Khi đạt giá trị cực đại thì SVS trở thành tụ bù thông thường

Máy bù đồng bộ: có nguồn điện áp nội nên nó vẫn có thể cung cấp công suất phản kháng khi điện áp xuống thấp

Tụ bù dọc: có khả năng tự điều chỉnh, công suất phản kháng cung cấp bởi tụ

tỉ lệ với bình phương dòng điện và không phụ thuộc vào điện áp

C

Trang 29

Các máy phát gần trung tâm phụ tải ngừng hoạt động

Đường dây truyền tải bị đứt sẽ gây quá tải cho các đường dây lân cận, điều này sẽ làm tăng tổn thất công suất phản kháng trên đường dây

Sự sụt giảm điện áp ở các trung tâm phụ tải lân cận do thiếu công suất phản kháng

Sự sụt giảm điện áp của mạng lưới siêu cao áp ở các trung tâm phụ tải được thể hiện rõ ở hệ thống phân phối

2.2.2 Đặc điểm chung khi sự cố xảy ra

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố sụp đổ điện áp: tăng tải trong hệ thống, mất máy phát hoặc mất đường dây truyền tải Đôi khi, một sự xáo trộn ban đầu tưởng như không có chuyện gì xảy ra có thể dẫn đến các sự kiện liên tiếp mà cuối cùng gây

ra sự sụp đổ hệ thống

Không có khả năng đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng Đa số các trường hợp sụp đổ điện áp liên quan đến điều kiện hệ thống với dòng tải lớn Khi truyền tải công suất phản kháng từ các vùng lân cận là rất khó, bất kỳ sự thay đổi nào cũng có thể làm dừng việc bổ sung công suất phản kháng, từ đó có thể dẫn đến sự sụp đổ điện

áp

Sự chồng chất các tác động của các thiết bị, bộ điều khiển và hệ thống bảo vệ Sụp đổ điện áp bị ảnh hưởng bởi các điều kiện và đặc tính của hệ thống:

 Khoảng cách giữa máy phát và phụ tải

 Sự tác động của ULTC khi điện áp thấp

 Đặc tính tải không có ích

 Sự phối hợp kém giữa thiết bị bảo vệ và thiết bị điều khiển

Vấn đề ổn định điện áp có thể trầm trọng hơn khi sử dụng tụ bù quá mức

2.3 Phân tích ổn định điện áp sử dụng đường cong P-V và Q-V

Trang 30

2.3.1 Đường cong P-V

Hình 2 3 Đường cong P-V cơ bản

Đường cong P-V cơ bản thể hiện sự thay đổi điện áp tại từng nút của hệ thống điện, nó được xem là một hàm của tổng công suất tác dụng truyền đến nút đó Có thể thấy khi càng gần điểm cuối của đường cong thì điện áp sẽ giảm rất nhanh tương ứng khi công suất P tăng lên Khi công suất vượt quá công suất tới hạn thì điện áp giảm rất mạnh khi đó hệ thống sẽ bị sụp đổ điện áp Điểm cuối đường cong được gọi là điểm tới hạn

Đường cong P-V có thể được sử dụng để xác định giới hạn làm việc của hệ thống điện, từ đó không làm mất ổn định điện áp cũng như không làm sụp đổ điện

áp Qua đó còn xác định được độ dự trữ ổn định của hệ thống nhằm mục đích đánh giá sự ổn định điện áp của hệ thống điện

Trang 31

độ dự trữ ổn định điện áp càng thấp và có nguy cơ mất ổn định điện áp

2.4 Phương pháp ngăn ngừa sụp đổ điện áp

2.4.1 Phương pháp thiết kế hệ thống

Bù công suất phản kháng: việc lựa chọn kích cỡ, dung lượng và vị trí của thiết

bị bù nên dựa vào điều kiện vận hành của hệ thống

Việc điều chỉnh điện áp lưới và công suất phản kháng thông qua việc điều chỉnh bộ AVR và bộ kích từ

Phối hợp điều khiển và bảo vệ: việc phối hợp điều khiển và bảo vệ phải dựa trên các nghiên cứu ổn định động Các biện pháp điều khiển tự động bảo vệ nên giảm tình trạng quá tải thay vì cách ly phụ tải khỏi hệ thống

Điều chỉnh máy biến áp: việc điều chỉnh điện áp dưới tải có thể được kiểm soát ở từng vùng hoặc từng khu vực để giảm thiểu nguy cơ dẫn đến sụp đổ điện áp

Xa thải phụ tải: để đối phó với trường hợp khẩn cấp Đây là biện pháp ít tốn kém nhất

2.4.2 Phương pháp vận hành hệ thống

Biên ổn định: khi biên ổn định không thỏa cũng như đã sử dụng nguồn công suất phản kháng và thiết bị điều chỉnh điện áp có sẵn, cần thiết phải giới hạn công suất truyền tải và thêm máy phát

Công suất dự trữ: phải đảm bảo khả năng dự phòng công suất để duy trì ổn định điện áp

Phương thức vận hành: người vận hành phải có khả năng nhận ra các tình huống liên quan đến ổn định điện áp và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời để ngăn ngừa sụp đổ điện áp

Trang 32

CHƯƠNG III

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PSS/E

Phần mềm PSS/E (Power System Simulator for Engineering) là phần mềm mô phỏng hệ thống điện của công ty Power Technologies Inc thuộc Siemens Phần mềm giúp chúng ta mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa các tính năng của hệ thống điện phục

vụ cho công tác vận hành cũng như quy hoạch hệ thống điện Nó sử dụng các phương pháp tính toán hiện đại nhất để:

 Tính toán trào lưu công suất

 Tối ưu hóa trào lưu công suất

 Nghiên cứu các loại sự cố đối xứng và không đối xứng: cho phép tính toán chế độ làm việc của hệ thống ở tình trạng sự cố như ngắn mạch, đứt dây ở bất cứ điểm nào trong hệ thống Phục vụ cho công việc tính toán chỉnh định relay và tự động hóa trong hệ thống điện

 Tương đương hóa hệ thống điện

 Mô phỏng động: chương trình PSS/E cho phép tính toán mô phỏng các chế

độ làm việc của hệ thống khi có các sự cố lớn xảy ra, nhằm khắc phục nguy cơ tan rã

hệ thống điện khi xảy ra mất ổn định

Hiện tại phần mềm đã được phát triển đến phiên bản thứ 33 Để phục vụ mục đích nghiên cứu, đề tài này sử dụng chương trình PSS®E Xplore 33, có thể tải miễn phí từ trang web của công ty Phiên bản này cung cấp đầy đủ các chức năng, tuy nhiên

hệ thống điện mô phỏng không được có số nút vượt quá 50 nút

3.1 Giao diện

Giao diện của phần mềm gồm các thành phần sau (hình 3.1):

 Quản lý dữ liệu kiểu cây (Tree View)

 Quản lý dữ liệu kiểu bảng (Spreadsheet View)

 Quản lý dữ liệu kiểu sơ đồ (Diagram View)

 Cửa sổ hiển thị thông tin ra (Output View): hiển thị các thông tin về quá trình nhập, thay đổi, tính toán dữ liệu và các cảnh báo

 Thanh công cụ (Toolbars)

 Menu chính (Main menu)

 Thanh trạng thái (Status Bar): cung cấp các thông tin về trạng thái làm việc của chương trình

 Cửa sổ con để nhập lệnh (Command Line Interface Window)

Cách tạo một chế độ làm việc của hệ thống điện (working case)

Trang 33

Hình 3 1 Giao diện chính của phần mềm PSS/E

Để tạo một chế độ làm việc, chúng ta chọn File rồi New Khi đó một cửa sổ con hiện ra như hình 3.2a Nếu muốn nhập dữ liệu và quản lý dữ liệu kiểu bảng chúng

ta chọn Network case, nếu muốn nhập dữ liệu và quản lý dữ liệu trên cả bảng và trên

sơ đồ chúng ta chọn Network case and Diagram, nếu muốn nhập dữ liệu theo sơ đồ chúng ta chọn Diagram Sau khi chọn, một cửa sổ mới hiện ra (hình 3.2b) để chúng

ta nhập công suất cơ bản (Base MVA), tần số cơ bản (Base Frequency), đơn vị cho công suất máy biến áp (Units for tranformer ratings) và đơn vị cho một số đại lượng của đường dây (Units for ratings of non-transformer branches) Các dòng Heading line 1 và 2 để nhập những chú thích cho chế độ mà chúng ta tạo

Quản lí dữ

liệu kiểu cây Menu chính Thanh công

cụ

Quản lí dữ liệu kiểu bảng

Quản kí dữ liệu kiểu sơ đồ

Trang 34

a/ Chọn kiểu chế độ làm việc

b/ Nhập số liệu cơ bản Hình 3 2 Tạo một chế độ làm việc

3.2 Dữ liệu vào của các thiết bị cơ bản

Sau khi chuyển các thông số của một hệ thống điện sang dạng tương đối chúng

ta tiến hành nhập dữ liệu vào trong PSS/E

Khi nhập dữ liệu chúng ta phải nhập theo từng phần tử như nút, nhánh, máy phát, máy biến áp, tải hay các thiết bị bù…

3.2.1 Các thông số của nút (bus)

Hình 3 3 Các thông số của nút (bus) Đối với nút (bus) cần nhập các thông số sau:

Trang 35

 Bus Number: Số của nút

 Bus Name: Tên của nút

 Base kV: Điện áp cơ bản của nút nhập dưới dạng có tên

 Area Number/Name: Chỉ nút đó thuộc vào miền nào

 Zone Number/ Name: Chỉ nút thuộc vào vùng nào

 Owner Number/Name: Mã của đơn vị sở hữu

 Code: có 4 loại nút, ứng với mỗi loại nút có một giá trị code khác nhau:

 Nút phụ tải (không có máy phát ) nhập giá trị là 1

 Nút máy phát hoặc nhà máy điện nhập giá trị là 2

 Nút cân bằng (có điện áp không đổi) nhập giá trị là 3

 Nút cô lập (nút đó tách khỏi hệ thống) nhập giá trị là 4

 Voltage (pu): Điện áp của nút ở dạng đơn vị tương đối pu

 Angle (deg): Góc pha của điện áp nút

3.2.2 Các thông số của đường dây (Branch)

Hình 3 4 Các thông số của đường dây (Branch)

Đối với nhánh (branch) cần nhập các thông số sau:

 From Bus Number và To Bus Number : Tên của hai nút nối đường dây

 Id: Được dùng để phân biệt từng nhánh trong trường hợp có nhiều nhánh cùng nối vào hai thanh cái

 Line R (pu): Giá trị điện trở của đường dây

 Line X (pu): Giá trị điện kháng của đường dây

 Charging (pu): Giá trị điện dung dẫn của đường dây

 Rate A, rate B, rate C (MVA): Các mức mang tải cho phép khác nhau của nhánh

 Length: Chiều dài đường dây

3.2.3 Các thông số của phụ tải (load)

Hình 3 5 Các thông số của phụ tải (load)

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	2,11 MB