Đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500KV tân định, 200KV trảng bàng và 200KV mỹ phước

Vì vậy đánh giá thông số trạng thái vận hành các trạm biến áp, phát hiện ra những dữ liệu xấu, loại bỏ dữ liệu xấu ra khỏi tính toán, đánh giá thông số trạng thái của dữ liệu thu thập đư

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRỌNG HIẾU

ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG

VÀ 220KV MỸ PHƯỚC

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202

S K C0 0 4 7 4 8

Trang 2

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202

VÀ 220KV MỸ PHƯỚC

Trang 3

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

         

Trang 4

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

Họ & tên: Nguyễn Trọng Hiếu Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 07-03-1975 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: kinh

Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 22/2/6 đường 13, tổ 3 khu phố 4, phường Linh Xuân, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh

Điện thoại cơ quan: 08.22180840

Hệ đào tạo: Chính qui

Thời gian đào tạo từ năm 1995 đến năm 2000

Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM

Ngành học: Điện – Điện tử

Môn thi tốt nghiệp: Quản lý dự án, PLC, Chuyên đề thông tin

Ngày thi tốt nghiệp: //2000

III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC:

Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm

2001 đến 2007 Công ty Truyền Tải Điện 4 CBKT phụ trách đường dây

2007 đến nay Công ty Truyền Tải Điện 4 Điều hành viên trạm điện

Trang 5

GVHD: TS Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng 10 năm 2015

Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 6

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, với sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong Khoa Điện và quý thầy cô trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ

CHÍ MINH, em đã học tập được rất nhiều kiến thức quí báu và những kinh nghiệm

thực tế từ quý thầy cô Với vốn kiến thức tích luỹ này đã góp phần xây nền tảng cho

em vững tin bước vào lĩnh vực kỹ thuật trong tương lai

Xin chân thành cảm ơn TS.Lê Chí Kiên, người Thầy đã tận tình hướng dẫn và

giúp đỡ em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các anh chị đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã luôn luôn cố gắng tạo điều kiện, giúp đỡ động viên em trong quá trình thực hiện luận văn này

TP Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015

Người thực hiện

Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 7

TÓM TẮT

Hệ thống điện có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đảm bảo an ninh Quốc gia Vì vậy việc đảm bảo chất lượng điện năng rất được quan tâm trong vận hành hệ thống điện, nhất là hệ thống điện truyền tải Trung tâm điều khiển

xa là nơi thực hiện nhiệm vụ giám sát, thu thập thông tin và điều khiển thiết bị tại các trạm không người trực Vì vậy việc thu thập các thông số trạng thái vận hành đòi hỏi phải có độ chính xác cao để đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong vận hành

Số liệu thu thập được tại Trung tâm điều khiển xa từ các máy đo luôn có sự sai

số không thể tránh được Sai số của phép đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó

có 2 yếu tố chính đó là sai số của chính bản thân máy đo và sai số do đường truyền

Vì vậy đánh giá thông số trạng thái vận hành các trạm biến áp, phát hiện ra những dữ liệu xấu, loại bỏ dữ liệu xấu ra khỏi tính toán, đánh giá thông số trạng thái của dữ liệu thu thập được sau khi đã loại bỏ dữ liệu xấu, nhằm giúp điều hành viên vận hành hệ thống điện từ xa có những nhận định đúng đắn về trạng thái của thiết bị đang vận hành, điều chỉnh công suất lưới, tái cấu trúc lại lưới điện và để điều độ kinh tế lưới điện Cụ thể là đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kV Tân Định, 220kV Trảng Bàng và 220kV Mỹ Phước (trạm không người trực)

Quá trình đánh giá thông số trạng thái vận hành được thực hiện như sau:

- Sử dụng những phép đo thô z j từ hệ thống để xác định các ước lượng bình

phương cực tiểu trọng số của các biến trạng thái hệ thống

j e f

1 2 2



Trang 8

từ đầu, lặp lại các bước trên cho đến khi thỏa điều kiện 2,

k

f 



Khi đó các

số liệu thu thập được từ các máy đo còn lại là chính xác với độ tin cậy 99.5%

- Quá trình cập nhật các thông số đang vận hành và đánh giá các thông số này như các bước đã nêu trên được diễn ra một cách liên tục

Đánh giá thông số trạng thái vận hành tại các trạm biến áp bằng phương pháp bình phương cực tiểu trọng số có xét đến vị trí và khoảng cách lắp đặt thiết bị đo, đây cũng chính là điểm mới của luận văn Khi có xét đến vị trí và khoảng cách lắp đặt thiết bị đo sẽ làm cho việc đánh giá các thông số trạng thái vận hành của các trạm biến áp tại Trung tâm điều khiển xa đáng tin cậy hơn

Phương sai của các phép đo: ' ''

i i

từ xa có những nhận định đúng về trạng thái của thiết bị đang vận hành, từ đó có những quyết định đúng đắn trong việc điều chỉnh điện áp, công suất và tái cấu trúc lại lưới điện cho phù hợp

Trang 9

ABSTRACT

Electrical systems have a very important role in the economic development and national security So ensuring power quality are of particular interest in the operation of the power system, particularly the electricity transmission system Remote control center which carries out the task of monitoring, information gathering and control equipment at the station which is not operated by human So the collection of parameters operating status requires high precision to ensure the reliability and safety of operation

Data collected at the control center far from the meter is always the inevitable errors Uncertainty of measurement depends on many factors, including 2 major factors that own errors and errors due to meter line

So assessing operating state parameters of transformer stations, discover bad data, bad data removed from the calculations, evaluation parameters of state data collected after removal bad data help operators operate remote power systems to get good judgment about the state of the operating equipment, adjust power grid, power grid restructuring and to economic moderation grid Specifically to evaluate parameters operating status of 500kV Tan Dinh substation, 220kV Trang Bang substation and 220kV My Phuoc substation (non-attended substation)

The evaluation process parameter operating mode is done as follows:

- Use the raw measurements z j from the system to determine the weighted least

squares estimates



i

x of the system states

- Substitute the estimates

j e f

1 2 2



Trang 10

assessed again, repeat the above steps until satisfactory condition 2,

k

f 



Whereas the data collected from the remaining meter with the accuracy of 99.5% reliability

- The process of updating the operating parameters and evaluate parameters such as the aforementioned steps are taking place on an ongoing basis

Assessment parameters operational status at substations with minimum error method takes into account the weight and position distance measuring equipment installation, this is also a new point of the thesis When considering the location and distance measuring equipment installation will make an assessment of the operational parameters of the state of the substation in the control center far more reliable

The variance of the measurements ' ''

i i

f is smaller and more accurated Good and correct review

of the operating status parameters will help operators operatting remote power systems to have a correct view of the state of the operating-equipment and make, right decisions in adjusting the voltage, capacity and restructure accordingly grid

Trang 11

MỤC LỤC

Quyết định giao đề tài

Lý lịch khoa học i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Tóm tắt iv

Mục lục viii

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các hình x

Danh sách các bảng xi

Chương 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 4

1.3.1 Nhiệm vụ của đề tài 4

1.3.2 Giới hạn của đề tài 4

1.4 Phương pháp nghiên cứu 4

1.4.1 Phương trình chuẩn tắc NE (NORMAL EQUATION) 4

1.4.2 Phương pháp biến đổi trực giao (ORTHO) 5

1.4.3 Phương pháp hỗn hợp (HYBRID) 6

1.4.4 Phương trình chuẩn tắc có ràng buộc (NE/C) 6

1.4.5 Phương pháp ma trận mở rộng của Hachtel (HACHTEL) 7

1.4.6 Phương pháp bình phương cực tiểu trọng số (WLS) 9

1.4.7 Phương pháp giá trị tuyệt đối cực tiểu trọng số (WLAV) 10

1.4.8 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 11

Trang 12

Chương 2: PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU TRỌNG SỐ CÓ XÉT ĐẾN KHOẢNG CÁCH VÀ VỊ TRÍ ĐẶT MÁY ĐO TRÊN HỆ THỐNG

(WLS-L&D) 12

2.1 Phương pháp 12

2.2 Tính quan sát được của hệ thống và số đo giả 17

2.3 Kiểm tra dữ liệu xấu 18

Chương 3: XÂY DỰNG LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 38

3.1 Lưu đồ giải thuật 38

3.2 Các bước thực hiện 39

Chương 4: ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG VÀ 220KV MỸ PHƯỚC 41

4.1 Nhập dữ liệu thông số vận hành 41

4.2 Đánh giá trạng thái vận hành của thiết bị 42

4.3 Kiểm tra, loại bỏ dữ liệu xấu và đánh giá lại thông số vận hành 56

4.4 Xuất kết quả 63

Chương 5: KẾT LUẬN 64

5.1 Kết quả đạt được 64

5.2 So sánh độ tin cậy của phương pháp này với phương pháp không có xét đến vị trí, khoảng cách lắp đặt máy đo 64

5.3 Hướng phát triển của đề tài 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

PHỤ LỤC 1: (Menugiaodien.m) 68

PHỤ LỤC 2: (Danhgiathongsovanhanh.m) 75

Trang 13

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT KÝ HIỆU VIẾT ĐẦY ĐỦ

1 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition

2 HMI Human Machine Interface

3 RTU Remote Terminal Unit

4 NE Normal Equation

5 WLS Weighted Least Squares

6 WLS - L&D Weighted Least Squares Consider Location and Distance

7 SE State Estimation

Trang 14

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Các bước tính toán chính trong đánh giá trạng thái 8

Bảng 2.1: Tóm tắt những dạng còn lại và ma trận tương quan 20

Bảng 2.2: Bảng phân bố xác suất 2, k 23

Bảng 4.1: Dữ liệu thông số vận hành của các máy đo 41

Bảng 4.2: Kết quả các biến trạng thái đánh giá ước lượng 15 phép đo 51

Bảng 4.3: Kết quả các lỗi đánh giá ước lượng 15 phép đo 52

Bảng 4.4: Lỗi chuẩn hóa của 15 máy đo 55

Bảng 4.5: Kết quả các biến trạng thái đánh giá ước lượng 14 phép đo 58

Bảng 4.6: Kết quả các lỗi đánh giá ước lượng 14 phép đo 59

Bảng 4.7: Lỗi chuẩn hóa của 14 máy đo 62

Trang 15

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Đường cong xác suất (e) 13

Hình 2.2: Đặc tính tương quan hàm  2  p và phân bố xác suất 2, k cho những giá trị nhỏ của bậc tự do k 22

Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống điện 2 nút 25

Hình 2.4: Sơ đồ mạch tương đương 26

Hình 4.1: Sơ đồ lưới điện 42

Trang 16

Chương 1

TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu

Những năm gần đây việc thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển từ xa ngày càng phổ biến và phát triển, đặc biệt là trong ngành điện Hệ thống điện có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đảm bảo an ninh Quốc gia Vì vậy việc đảm bảo chất lượng điện năng rất được quan tâm trong vận hành hệ thống điện, nhất là hệ thống điện truyền tải

Thông qua hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) các thông tin về trạng thái, các thông số của lưới điện đang vận hành được thu thập và gửi về Trung tâm điều khiển xa hoặc Trung tâm điều độ hệ thống điện Hệ thống sẽ

tự động điều khiển từ xa các thiết bị đóng cắt dựa trên các dữ liệu thu thập được nhằm đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cho lưới điện Điều hành viên có thể quan sát các thông số vận hành, trạng thái của các thiết bị nhất thứ và nhị thứ của trạm biến áp trên các màn hình HMI (Human Machine Interface) Thông thường, cửa sổ giám sát sơ đồ nối điện chính của trạm được thể hiện trên một màn hình, các màn hình còn lại dùng để giám sát chi tiết hơn về thiết bị hoặc dùng để truy xuất dữ liệu quá khứ, chạy các ứng dụng… Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng cảnh báo về các

sự cố, tình trạng bất thường thiết bị, quá tải và các trạng thái nguy hiểm cho các thiết bị đang vận hành

Vận hành hệ thống điện càng lớn đòi hỏi việc giám sát, thu thập, phân tích, xử

lý lượng thông tin càng nhiều và càng phức tạp Độ chính xác của việc thu thập thông số trạng thái vận hành các thiết bị còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn

Trang 17

Đối với Trung tâm điều khiển xa (giám sát, thu thập thông tin và điều khiển thiết bị tại các trạm không người trực), cần phải có các thông số trạng thái vận hành thật chính xác tại mỗi thời điểm để đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong vận hành Hiện nay tại các trạm biến điện thuộc trung tâm điều khiển xa đang sử dụng các đồng hồ đo công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, điện áp U và dòng điện I được lắp đặt trên các đường dây, các máy biến áp, trên các đường phân phối của nhà máy điện và trên các trạm phân phối của hệ thống Các đại lượng có tín hiệu tương tự (analog) qua các bộ biến đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số (digital), sau

đó được đưa đến trung tâm điều khiển Dữ liệu nhận được ở trung tâm điều khiển được xử lý bằng hệ thống máy tính và được hiển thị trên màn hình HMI Số liệu thu được luôn có sự sai số tất yếu không thể tránh được từ các phép đo

Nguyên nhân gây sai số có thể do các yếu tố sau:

- Sai số của thiết bị đo lường

- Sai số Cosφ giữa lưới điện và hệ thống SCADA

- Sai số do tính toán các thông số P, Q, I, U

- Sai số do CT (máy biến dòng điện), PT (máy biến điện áp)

- Sai số do thiết bị đầu cuối có độ ổn định chưa cao, tình trạng các cổng giao tiếp Gateway, RTU (Remote Terminal Unit: thiết bị đầu cuối từ xa) thường xuyên

bị treo

- Sai số do tổn thất trên đường dây

- Sai số do trục trặc đường truyền

1.2 Mục đích của đề tài

Từ những sai số trên nên ta không biết được số liệu thu thập được hiển thị trên màn hình HMI (Human Machine Interface) là thực sự chính xác hay không Nếu giá trị của các thông số trạng thái đo được của các thiết bị nằm trong phạm vi cho phép thì không ảnh hưởng đến vận hành, nhưng giá trị thực tế của các thiết bị đến ngưỡng hoặc vượt qua ngưỡng cho phép mà giá trị hiển thị trên màn hình vẫn nằm trong phạm vi cho phép thì sẽ có vấn đề, có thể gây sự cố hoặc hư hỏng thiết bị Ngược lại, trường hợp giá trị thông số thiết bị thực tế vẫn nằm trong phạm vi cho

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	3,74 MB