Thiết kế và cải tạo mạng điện sử dụng phần mềm powerworld

Muốn tính toán thông ốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ều ệp s d ng trong công th c là đi n áp đ nh m c phía cao áp.ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U ứ phía nà

Trang 1

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU 8

DANH MỤC ĐỒ THỊ 10

LỜI NÓI ĐẦU 11

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM NGUỒN ĐIỆN 12

1.1 Giới thiệu chung về mạng điện 12

1.1.1 Sơ đồ địa lí 12

1.1.2 Số liệu về mạng điện 12

1.1.3 Số liệu máy biến áp 18

1.1.4 Nhận xét chung: 21

1.2 Cân bằng công suất trong hệ thống điện 22

1.2.1 Cân bằng công suất tác dụng 22

1.2.2 Cân bằng công suất phản kháng 23

CHƯƠNG 2 : XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NGUỒN ĐIỆN 25

2.1 Mô hình cơ bản bài toán trào lưu công suất tối ưu OPF 27

2.1.1 Công thức tổng quát của bài toán 27

2.1.2 Đặc tính tiêu hao nhiên liệu của các máy phát 27

2.1.3 Hàm mục tiêu 28

2.1.4 Các ràng buộc cơ bản trong bài toán OPF 28

2.1.5 Phương pháp giải 32

2.2 Mô hình cơ bản bài toán phân bố công suất tối ưu ED 32

2.2.1 Công thức tổng quát của bài toán 32

2.2.2 Phương pháp giải bài toán: 33

2.3 Xác định sơ bộ chế độ vận hành của nguồn điện 33

2.3.1 Chế độ phụ tải cực đại 33

2.3.2 Chế độ sự cố tổ máy 37

2.4 Tổng kết: 40

CHƯƠNG 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ VÀ CẢI TẠO MẠNG ĐIỆN 41

3.1 Trình tự thiết kế và cải tạo mạng điện 41

3.2 Hàm chi phí vòng đời tính cho 1km đường dây 41

3.3 Phương pháp khoảng chia kinh tế 45

Trang 2

đi n ệp

3.3.2 Chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây 220kV không phân pha 47

3.4 Các chỉ tiêu kĩ thuật của dây 49

3.5 Trình tự chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây mới 49

3.6 Phương pháp cải tạo mạng điện 51

3.7 Bài toán phân tích chế độ xác lập của mạng điện 53

3.7.1 Phân loại nút trong mạng điện 53

3.7.2 Hệ phương trình công suất nút 54

3.7.3 Giải tích chế độ xác lập bằng phương pháp Newton Raphson 57

3.7.4 Giới hạn công suất phản kháng máy phát điện 62

3.8 Bài toán phân tích sự cố hệ thống điện 62

3.9 Điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện 64

3.9.1 Tiêu chuẩn độ lệch điện áp so với điện áp định mức 64

3.9.2 Các phương pháp điều chỉnh điện áp 64

3.9.3 Điều chỉnh điện áp bằng đầu phân áp máy biến áp 65

3.9.4 Thuật toán Newton Raphson khi có máy biến áp điều áp dưới tải 70

3.9.5 Điều chỉnh điện áp bằng tụ bù ngang 73

3.10 Bài toán tính dung lượng tụ bù ngang 74

3.11 Đánh giá kinh tế các phương án 75

3.12 Giới thiệu phần mềm Power World 77

3.12.1 Giới thiệu chung 77

3.12.2 Sơ lược các đối tượng trên sơ đồ 1 sợi 77

3.12.3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Power World để tính toán chế độ xác lập 78

3.12.4 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Power World phân tích chế độ sự cố 83

3.12.5 Hướng dẫn sử dụng module Time Step Simulation trong phần mềm Power World .85

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ CẢI TẠO MẠNG ĐIỆN 90

4.1 Xác định cấp điện áp cho phụ tải 18 90

4.2 Phương án cấp điện từ thanh góp 220kV của trạm biến áp T2 90

4.2.1 Lựa chọn tiết diện dây dẫn 90

4.2.2 Lựa chọn công suất máy biến áp 91

4.2.3 Phân tích và cải tạo mạng điện trong chế độ làm việc bình thường 92

4.2.4 Phân tích và cải tạo mạng điện trong chế độ sự cố N-1 94

4.3 Phương án cấp điện từ thanh góp cao áp của nhà máy điện 3 109

Trang 3

4.4 Phương án cấp điện từ thanh góp 220kV của trạm biến áp T7 128

4.5 Tổng kết các phương án cải tạo 150

4.5.1 Cấp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu nối với trạm T2 150

4.5.2 Câp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu nối vào thanh góp cao áp của nhà máy điện 3 151

4.5.3 Cấp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu với trạm T7 152

4.6 Tính toán kinh tế, lựa chọn phương án cải tạo 153

4.6.1 Cấp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu nối vào trạm T2 153

4.6.2 Cấp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu nối vào thanh góp cao áp nhà máy điện 3 155

4.6.3 Cấp điện cho phụ tải 18 bằng đường dây 220kV đấu nối vào trạm T7 158

4.6.4 Tổng kết 161

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ĐIỂN HÌNH CỦA MẠNG ĐIỆN, CÂN BẰNG CHÍNH XÁC CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 167

5.1 Chế độ phụ tải cực đại 167

5.2 Chế độ sự cố 1 máy phát 169

5.2.1 Sự cố 1 máy phát nhà máy nhiệt điện 1 169

CHƯƠNG 6 : CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN 177

6.1 Tổng vốn đầu tư cho mạng điện 177

6.2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện 178

6.3 Tổn thất điện năng trong mạng điện 179

6.4 Tính giá thành truyền tải điện năng 179

Trang 4

đi n ệp

6.4.1 Chi phí vận hành hàng năm 179

6.4.2 Giá thành truyền tải điện năng 179

6.4.3 Giá thành xây dựng 1 MW công suất phụ tải cực đại 180

TÀI LIỆU THAM KHẢO 182

Trang 5

DANH M C HÌNH VẼ ỤC LỤC

Hình 1-1 Sơ đồ địa lý 12

Hình 1-2 Đồ thị phụ tải ngày đêm của phụ tải 14

Hình 1-4 Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây 19

Hình 1-5 Sơ đồ thay thế máy biến áp tự ngẫu 20

Hình 2-1 Đặc tính vào ra của các máy phát nhiệt điện 28

Hình 3-1 Đồ thị hàm chi phí vòng đời đường dây 110kV - 1 mạch, sử dụng cột thép 45

Hình 3-2 Trình tự chọn tiết diện dây dẫn cho đường dây mới 50

Hình 3-3 Lưu đồ thuật toán cải tạo 52

Hình 3-4 Tổng trở tương đương nhánh 55

Hình 3-5 Lưu đồ thuật toán phương pháp Newton Raphson giải tích CĐXL hệ thống điện 61

Hình 3-6 Lưu đồ thuật toán phân tích sự cố N-1 trong hệ thống điện 63

Hình 3-7 Nguyên lý bộ điều áp dưới tải của máy biến áp 67

Hình 3-8 Mô hình đơn giản máy biến áp có điều áp dưới tải 67

Hình 3-9 Sơ đồ thay thế máy biến áp điều áp dưới tải 68

Hình 3-10 Sơ đồ thay thế nhánh bất kỳ trong hệ thống điện 68

Hình 3-11 Sơ đồ thay thế hình pi của máy biến áp điều áp dưới tải 69

Hình 3-12 Mô hình tổng quát máy biến áp 70

Hình 3-13 Thông số bus 79

Hình 3-14 Thông số máy phát 80

Hình 3-15 Thông số tải 81

Hình 3-16 Thông số đường dây 82

Hình 3-17 Thông số máy biến áp 83

Hình 3-18 Bảng phân tích sự cố (1) 84

Hình 3-21 Bảng New Timepoints Dialog 86

Hình 3-22 Bảng số liệu trong thẻ Summary 86

Hình 3-23 Bảng lựa chọn cách giải trong thẻ Summary 87

Hình 3-24 Bảng lựa chọn thêm cột số liệu công suất tác dụng phụ tải tại các nút 88

Hình 3-25 Bảng lựa chọn hiển thị kết quả 89

Hình 3-26 Bảng kết quả hiển thị chi phí vận hành của nhà máy điện 89

Hình 4-1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV (ban đầu) 92

Hình 4-2 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T2 (ban đầu) 93

Hình 4-3 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV sau cải tạo

(T2-220kV) 95

(T2-220-2) 96

(T2-220-3) 97

Trang 6

đi n ệp

(T2-220-4) 98

(T2-220-5) 99

Hình 4-8 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV (sau cải tạo chế độ sự cố N-1) 100

Hình 4-9 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV (sự cố 1 tổ máy của NMĐ1) 101

Hình 4-13 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV (sau điều chỉnh điện áp chế độ bình thường) 107

Hình 4-14 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp nhà máy điện 3 110

Hình 4-15 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy điện 3 (ban đầu) 111

Hình 4-16 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy 3 sau cải tạo (NM3-220-1) 113

Hình 4-20 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy 3 (sau cải tạo chế độ sự cố N-1) 117

Hình 4-21 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy 3 (chế độ sự cố 1 tổ máy nhà máy điện 1) 118

Hình 4-25 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy 3 (sau điều chỉnh điện áp chế độ bình thường) 124

Hình 4-26 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp nhà máy 3 (sau điều chỉnh điện áp chế độ sự cố đường dây 13-18) 127

Hình 4-27 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 129

Trang 7

Hình 4-28 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7

(ban đầu) 130

Hình 4-29 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau cải tạo chế độ bình thường lần 1) 131

Hình 4-30 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau cải tạo chế độ bình thường lần 1) 132

Hình 4-31 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau cải tạo chế độ bình thường lần 2) 133

Hình 4-32 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau cải tạo chế độ bình thường lần 2) 134

Hình 4-33 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao 220kV-T7 sau cải tạo (T7-220-1) 136

Hình 4-34 Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp cao áp 220kV-T7 sau cải tạo (T7-220-2) 137

Hình 4-38 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau cải tạo) 141

Hình 4-39 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sự cố 1 tổ máy của NMĐ1) 142

Hình 4-43 Sơ đồ mô phỏng Power World khi cấp điện cho phụ tải 18 tại thanh góp 220kV-T7 (sau điều chỉnh điện áp ở chế độ bình thường) 148

Hình 4-44 Sơ đồ nguyên lý mạng điện kết thúc cải tạo (T2-220kV) 150

Hình 4-45 Sơ đồ nguyên lý mạng điện kết thúc cải tạo (NM3-220kV) 151

Hình 4-46 Sơ đồ nguyên lý mạng điện kết thúc cải tạo (T7-220kV) 152

Hình 4-47 Bảng kết quả tính toán OPF (T2) 155

Hình 4-48 Bảng kết quả tính toán OPF (NM3) 158

Hình 4-49 Bảng kết quả tính toán OPF (T7) 161

Hình 5-1 Sơ đồ mô phỏng Power World trong chế độ phụ tải cực đại 168

Hình 5-2 Sơ đồ mô phỏng Power World trong chế độ sự cố 1 tổ máy nhà máy điện 1 170

Trang 8

đi n ệp

Trang 9

DANH M C B NG BI U ỤC LỤC ẢNG BIỂU ỂU

Bảng 1-1 Số liệu phụ tải điện 13

Bảng 1-2 Thông số đơn vị dây dẫn đường dây (cột 110kV) 17

Bảng 1-3 Thông số đơn vị dây dẫn đường dây (cột 220kV) 17

Bảng 1-4 Thông số các nhánh đường dây để nhập chương trình Power World 18

Bảng 1-5 Thông số máy biến áp 21

Bảng 2-1 Công suất phát của nhà máy điện theo từng chế độ 40

Bảng 3-1 Hệ số phụ thuộc vào số mạch đường dây 42

Bảng 3-2 Suất vốn đầu tư cho 1 mạch đường dây 110kV sử dụng cột thép 43

Bảng 3-3 Suất vốn đầu tư đường dây tải điện 1 mạch không phân pha 220kV 43

Bảng 3-4 Chi phí vòng đời của 1km đường dây 110kV sử dụng cột thép 44

Bảng 3-5 Chi phí vòng đời của 1 km đường dây 220kV không phân pha 44

Bảng 3-6 Chọn tiết diện dây dẫn đường dây 110kV 1 mạch 46

Bảng 3-10 Chọn tiết diện dây dẫn đường dây 220kV 1 mạch không phân pha 47

Bảng 3-14 Thông số điều chỉnh của MBA điều chỉnh dưới tải 65

Bảng 4-1 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (T2-220kV) 94

Bảng 4-2 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (T2-220kV-1) 95

Bảng 4-5 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (T2-220-4) 98

Bảng 4-6 Điện áp các nút trong chế độ bình thường, trước khi điều chỉnh điện áp (T2-220kV) .105

Bảng 4-7 Chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp truyền tải trong chế độ bình thường 105

Bảng 4-8 Điện áp các nút trong chế độ làm việc bình thường sau khi điều chỉnh điện áp (T2-220kV) 105

Bảng 4-9 Điện áp các nút trong chế độ làm việc bình thường sau khi đặt tụ bù (T2-220kV)106 Bảng 4-10 Điện áp các nút trong chế độ sự cố 1 phần tử 108

Bảng 4-11 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (NM3-220kV) 112

Bảng 4-12 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (NM3-220kV-1) 113

Bảng 4-15 Điện áp các nút trong chế độ bình thường, trước khi điều chỉnh điện áp (NM3-220kV) 122

Bảng 4-16 Chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp truyền tải trong chế độ bình thường 122

Trang 10

đi n ệp

Bảng 4-17 Điện áp các nút trong chế độ làm việc bình thường sau khi điều chỉnh điện áp

(NM3-220kV 123

Bảng 4-18 Điện áp các nút trong chế độ sự cố N-1, trước khi điều chỉnh điện áp (NM3-220kV) 125

Bảng 4-19 Chọn đầu phân áp cho các máy biến áp truyền tải trong chế độ sự cố N-1 (NM3-220) 125

Bảng 4-20 Điện áp các nút trong chế độ sự cố đường dây 13-18 (sau khi điều chỉnh đầu phân áp máy biến áp) 125

Bảng 4-21 Mức độ mang tải của các phần tử vi phạm trong sự cố N-1 (T7-220kV) 135

Bảng 4-26 Điện áp các nút trong chế độ bình thường, trước khi điều chỉnh điến áp (NM3-220kV) 146

Bảng 4-27 Chọn đầu phân áp cho các trạm biến áp truyền tải trong chế độ bình thường (T7-220kV) 146

Bảng 4-28 Điện áp các nút trong chế độ bình thường,sau khi điều chỉnh đầu phân áp của các máy biến áp (T7-220kV) 147

Bảng 4-29 Danh mục công việc cải tạo (T2-220kV) 150

Bảng 4-30 Danh mục công việc cải tạo (NM3-220kV) 151

Bảng 4-31 Danh mục công việc cải tạo (T7-220kV) 152

Bảng 4-32 Vốn đầu tư (T2-220kV) 153

Bảng 4-33 Vốn đầu tư (NM3-220kV) 155

Bảng 4-34 Vốn đầu tư (T7-220kV) 158

Bảng 4-35 Tổng kết chi phí vòng đời các phương án cải tạo 165

Bảng 5-1 Cân bằng chính xác công suất phản kháng trong chế độ phụ tải cực đại 167

Bảng 5-2 Cân bằng chính xác công suất phản kháng trong chế độ sự cố 1 máy phát nhà máy điện 1 169

Bảng 6-1 Tổng hợp vốn đầu tư toàn mạng điện 177

Bảng 6-2 Các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật 180

Trang 11

DANH M C Đ TH ỤC LỤC Ồ THỊ Ị

Đồ thị 4-1 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện khi đấu nối phụ tải 18 vào trạm T2

154

Đồ thị 4-2 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện khi đấu nối phụ tải 18 vào thanh góp cao áp nhà máy điện 3 157

Đồ thị 4-3 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện khi đấu nối phụ tải 18 vào trạm T7 .160

Đồ thị 4-4 Tổn thất công suất tác dụng trong mạng điện trong 3 phương án cải tạo mạng điện .162

Đồ thị 4-5 Công suất phát của nhà máy 1 trong các phương án cải tạo 163

Đồ thị 6-1 Tổn thất công suất trong mạng điện 179

Trang 12

đi n ệp

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là dạng năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các lĩnhvực hoạt động kinh tế và đời sống của con người Nhu cầu sử dụng điện ngày càngcao, chính vì vậy chúng ta cần xây dựng thêm các hệ thống điện nhằm đảm bảo cungcấp điện cho các hộ tiêu thụ Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các mạng điện

và các hộ tiêu thụ điện được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện quátrình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng

Đồ án tốt nghiệp “Thiết kế và cải tạo mạng điện sử dụng phần mềmPowerWorld” giúp sinh viên áp dụng được những kiến thức đã học để thực hiện đượcnhững công việc đó Tuy là trên lý thuyết nhưng công việc thiết kế đã phần nào giúpcho sinh viên hiểu được hơn thực tế đồng thời có những khái niệm cơ bản trong việcquy hoạch và thiết kế mạng lưới điện và cũng là bước đầu tiên tập dượt để có nhữngkinh nghiệm cho công việc sau này Việc thiết kế và cải tạo mạng lưới điện phải đạtđược những yêu cầu về kỹ thuật đồng thời giảm tối đa được vốn đầu tư trong phạm vicho phép là nhiệm vụ quan trọng đối với nền kinh tế của nước ta hiện nay

Nhờ sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo và mọi người quan tâm nên em đãhoàn thành đồ án này Tuy đã nỗ lực rất nhiều nhưng do thiếu kinh nghiệm thực tế vàkiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong nhậnđược các ý kiến đánh giá, chỉ bảo của các thầy cô giáo để em được mở rộng, nâng caokiến thức

Qua đây em xin chân thành cảm ơn các thầy, các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ

Thống Điện, đặc biệt là thầy giáo Phạm Năng Văn đã tận tình giúp đỡ em trong thời

gian vừa qua Em rất mong muốn sẽ tiếp tục nhận được sự giúp đỡ của các thầy, côgiáo trong quá trình công tác sau này

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Hưng

Trang 13

CH ƯƠNG 1 NG 1 PHÂN TÍCH Đ C ĐI M NGU N ĐI N ẶC ĐIỂM NGUỒN ĐIỆN ỂU Ồ THỊ ỆN

1.1 Gi i thi u chung v m ng đi n ới thiệu chung về mạng điện ệu chung về mạng điện ề mạng điện ạng điện ệu chung về mạng điện

1.1.1 S đ đ a lí ơ đồ địa lí ồ địa lí ịa lí

7 8

3

9

18 10

Hình 1-1 Sơ đồ địa lý

1.1.2 S li u v m ng đi n ố liệu về mạng điện ệu chung về mạng điện ề mạng điện ạng điện ệu chung về mạng điện

Hệ thống điện gồm 4 nguồn và 14 phụ tải, trong đó phụ tải ở nút 18 là phụ tải mới(phụ tải loại 1) Điểm đấu của phụ tải 18 có cấp điện áp 110kV Các nguồn điện đều là nhàmáy nhiệt điện

1.1.2.1 S li u ngu n đi n ố liệu về mạng điện ệu chung về mạng điện ồ địa lí ệu chung về mạng điện

o Công suất định mức: 3x200 MW

o Hệ số công suất định mức: 0,85

Trang 14

1.1.2.2 S li u ph t i đi n ố liệu về mạng điện ệu chung về mạng điện ụ tải điện ải điện ệu chung về mạng điện

Bảng 1-1 Số liệu phụ tải điện

Trang 15

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 60

Hình 1-2 Đồ thị phụ tải ngày đêm của phụ tải

Dựa vào đồ thị phụ tải, ta tính được thời gian sử dụng công suất cực đại:

24

1 max

max

7292,7

i i i

2 max



Trang 16

4 2,8

12

2,8 4,5

4 3

Trang 17

C m kháng trên 1km đải tạo lưới ường dây:ng dây:

 

4 0

D : Kho ng cách trung bình hình h c gi a các pha (m).ải tạo lưới ọc giữa các pha (m) ữa các pha (m)

Đ i v i đốt nghiệp ới ường dây:ng dây 1 m ch:ạo lưới

Trang 18

đi n ệp

V y ta có thông s dây d n:ật điện 1 - K56 ốt nghiệp ẫn trên 1km đường dây:

Bảng 1-2 Thông số đơn vị dây dẫn đường dây (cột 110kV)

Ti t di nết kế và cải tạo lưới ệp

Dung d n đ n vẫn trên 1km đường dây: ơn ị(S/km)km)

Bảng 1-3 Thông số đơn vị dây dẫn đường dây (cột 220kV)

Ti t di nết kế và cải tạo lưới ệp

Trang 19

330 790 0,0851 0,42504 0,43931 2,67298 2,58293

Bảng 1-4 Thông số các nhánh đường dây để nhập chương trình Power World

C pấp

áp(kV)

dài(km)

trở

đ n vơn ị( /km)kmΩ/km))

vị( /km)km)Ω/km)

Dung

d n đ nẫn trên 1km đường dây: ơnvị( S/km)km)μS/km)

Dòng

chophépngoà

i tr iờng dây:(A)

Trang 20

đi n ệp

1.1.3 S li u máy bi n áp ố liệu về mạng điện ệu chung về mạng điện ến áp

Máy bi n áp là ph n t trung gian gi a các lết kế và cải tạo lưới ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ữa các pha (m) ưới i có đi n áp khác nhau, cho nênệpcác thông s c a máy bi n áp có th quy đ i v b t c phía nào Mu n tính toán thôngốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ều ấp ứ phía nào Muốn tính toán thông ốt nghiệp

s máy bi n áp v phía nào ta ch c n s d ng Uốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ều ỉ cần sử dụng U ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U đm c a phía lưới i đi n đó đ tính toán,ệp ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thôngtrong khuôn kh đ án, chúng ta quy đ i thông s máy bi n áp v phía cao áp, đi n ápổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ồ án tốt nghiệp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ều ệp

s d ng trong công th c là đi n áp đ nh m c phía cao áp.ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U ứ phía nào Muốn tính toán thông ệp ị ứ phía nào Muốn tính toán thông

1.1.3.1 Máy bi n áp 2 cu n dây ến áp ộn dây

Các thông s c a máy bi n áp 2 cu n dây:ốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ột một

U : Đi n áp ng n m ch, tính theo % đi n áp đ nh m c.ệp ắn mạch (kW) ạo lưới ệp ị ứ phía nào Muốn tính toán thông

S đ thay th c a máy bi n áp 2 cu n dây:ơn ồ án tốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ết kế và cải tạo lưới ột một

Trang 21

Hình 1-3 Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây

Trong đó:

2 3

1.1.3.2 Máy bi n áp t ng u ến áp ự ngẫu ẫu

Các thông s c a máy bi n áp 2 t ng u:ốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ự ngẫu: ẫn trên 1km đường dây:

 : T n th t công su t tác d ng gi a cu n cao và cu n trung khi ng nổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ấp ụng U ữa các pha (m) ột một ột một ắn mạch (kW)

m ch, tính theo dung lạo lưới ược:ng đ nh m c.ị ứ phía nào Muốn tính toán thông

Trang 22

U : Đi n áp ng n m ch, tính theo % đi n áp đ nh m cệp ắn mạch (kW) ạo lưới ệp ị ứ phía nào Muốn tính toán thông

S đ thay th máy bi n áp t ng u:ơn ồ án tốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới ết kế và cải tạo lưới ự ngẫu: ẫn trên 1km đường dây:

Hình 1-4 Sơ đồ thay thế máy biến áp tự ngẫu

Trong đó:

2 3

Trang 23

1.1.3.3 Tính toán c th ụ tải điện ể

Ta có b ng thông s các máy bi n ápải tạo lưới ốt nghiệp ết kế và cải tạo lưới :

Bảng 1-5 Thông số máy biến áp

Hđm (kV)

P

ΔP 0 (kW )

Đi n tr (Ω)) ệp ở Đi n kháng (Ω)) ệp Đi n ệp

d n ẫn trên 1km đường dây:

tác

d ng ụng U (µS)

Đi n ệp

d n ẫn trên 1km đường dây:

ph n ải tạo lưới kháng (µS)

Trang 24

đi n ệp

4 1

Các ph t i đ u là ph t i lo i 1, có t m quan tr ng l n, không đụng U ải tạo lưới ều ụng U ải tạo lưới ạo lưới ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ọc giữa các pha (m) ới ược:c đ m tể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp

đi n, t ng công su t tiêu th c a ph t i trong ch đ c c đ i:ệp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ụng U ụng U ải tạo lưới ết kế và cải tạo lưới ột một ự ngẫu: ạo lưới

T ng công su t đ nh m c c a ngu n l n h n khá nhi u so v i t i (k c ph t iổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ị ứ phía nào Muốn tính toán thông ồ án tốt nghiệp ới ơn ều ới ải tạo lưới ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới ụng U ải tạo lưới

s 18) nên ta th y s b h th ng đi n đ m b o đốt nghiệp ấp ơn ột một ệp ốt nghiệp ệp ải tạo lưới ải tạo lưới ược:c yêu c u v công su t c a cácần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ều ấp

ph t i.ụng U ải tạo lưới

Kho ng cách truy n t i nh nh t trên s đ là 36,06km, t t c m i đải tạo lưới ều ải tạo lưới ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây ấp ơn ồ án tốt nghiệp ấp ải tạo lưới ọc giữa các pha (m) ường dây:ng dây

đ u là đều ường dây:ng dây trên không, s d ng dây nhôm lõi thép.ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U

1.2 Cân b ng công su t trong h th ng đi n ằng công suất trong hệ thống điện ất trong hệ thống điện ệu chung về mạng điện ố liệu về mạng điện ệu chung về mạng điện

Đi n năng có đ c đi m là không th d tr đệp ặt ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ự ngẫu: ữa các pha (m) ược:c Ph t i yêu c u đ n đâu thì hụng U ải tạo lưới ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ết kế và cải tạo lưới ệp

th ng đi n đáp ng đ n đó, do đó công su t phát c a các nhà máy đi n ph i luôn thayốt nghiệp ệp ứ phía nào Muốn tính toán thông ết kế và cải tạo lưới ấp ệp ải tạo lưới

đ i theo nhu c u công su t tác d ng P c a ph t i, đi n áp c a các nhà máy đi n ph iổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ấp ụng U ụng U ải tạo lưới ệp ệp ải tạo lưới luôn thay đ i đ đáp ng nhu c u công su t ph n kháng Q c a ph t i.ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ứ phía nào Muốn tính toán thông ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ấp ải tạo lưới ụng U ải tạo lưới

Công su t tác d ng và công su t ph n kháng c a ngu n đi n ph i luôn cân b ngấp ụng U ấp ải tạo lưới ồ án tốt nghiệp ệp ải tạo lưới ằng

v i công su t yêu c u c a ph t i trong m i th i đi m v n hành.ới ấp ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U ải tạo lưới ọc giữa các pha (m) ờng dây: ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ật điện 1 - K56

1.2.1 Cân b ng công su t tác d ng ằng công suất trong hệ thống điện ất trong hệ thống điện ụ tải điện

T ng công su t tác d ng có th phát c a nhà máy đi n ph i l n h n ho c b ngổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ụng U ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ệp ải tạo lưới ới ơn ặt ằngcông su t tác d ng yêu c u c a h th ng, bi u th c cân b ng công su t tác d ng cóấp ụng U ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ệp ốt nghiệp ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ứ phía nào Muốn tính toán thông ằng ấp ụng U

d ng:ạo lưới

dm i

4

max 1

Trang 25

Ta th y t ng công su t ngu n phát l n h n công su t yêu c u nên ngu n đi n đáp ngấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ồ án tốt nghiệp ới ơn ấp ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ồ án tốt nghiệp ệp ứ phía nào Muốn tính toán thông

đ công su t tác d ng theo yêu c uấp ụng U ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên

1.2.2 Cân b ng công su t ph n kháng ằng công suất trong hệ thống điện ất trong hệ thống điện ải điện

T ng công su t ph n kháng có th phát c a nhà máy đi n ph i l n h n ho cổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ải tạo lưới ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ệp ải tạo lưới ới ơn ặt

b ng công su t ph n kháng yêu c u c a h th ng, bi u th c cân b ng công su t ph nằng ấp ải tạo lưới ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ệp ốt nghiệp ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ứ phía nào Muốn tính toán thông ằng ấp ải tạo lưới

max

4 1

Q : T ng công su t ph n kháng d tr ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ải tạo lưới ự ngẫu: ữa các pha (m)

Tính toán c th ta đụng U ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ược:c:

Trang 26

Trong tính toán s b có th l y t n th t công su t ph n kháng trên đơn ột một ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ấp ấp ải tạo lưới ường dây:ng dây

H s công su t c a ph t i t dùng trong nhà máy l y b ng 0,8.ệp ốt nghiệp ấp ụng U ải tạo lưới ự ngẫu: ấp ằng

Trang 27

CH ƯƠNG 1 NG 2 : XÁC Đ NH S B CH Đ V N HÀNH C A NGU N ĐI N Ị ƠNG 1 Ộ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NGUỒN ĐIỆN Ế ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NGUỒN ĐIỆN Ộ CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA NGUỒN ĐIỆN ẬN HÀNH CỦA NGUỒN ĐIỆN ỦA NGUỒN ĐIỆN Ồ THỊ ỆN

Trong chương này, chúng ta cần hoàn thành 2 nhiêm vụ như sau:

Để giải quyết trọn vẹn 2 nhiệm vụ này, chúng ta cần xét đến bài toán lựa chọn tổ máy vậnhành UC (Unit Commitment) Trong thị trường bán buôn điện cạnh tranh, việc tính toán chiphí phát điện sao cho thấp nhất là rất cần thiết để khi tham gia vào việc mua bán điện, chàogiá và phát điện, lợi nhuận thu được là tối đa Để làm được điều đó, các nhà máy điện cầnphải tính toán đưa ra kế hoạch vận hành các tổ máy phát một cách hợp lý Điều này góp phầnkhông những nâng cao tính kinh tế trong vận hành mà còn đóng góp vào tính chính xác vàhợp lí khi quy hoạch, thiết kế hệ thống điện

Khi đã xác định được số tổ máy vận hành của các nhà máy điện thì bài toán trên sẽ trở thànhbài toán trào lưu công suất tối ưu OPF (Optimal Power Flow) Đây là bài toán quan trọng nhấttrong quy hoạch và vận hành hệ thống điện Mục tiêu của bài toán là xác định công suất pháttác dụng của các tổ máy sao cho chi phí sản phí sản xuất của toàn hệ thống là cực tiểu, trong

đó các ràng buộc phải thỏa mãn có thể kể đến như: giới hạn công suất phát của tổ máy, giớihạn điện áp nút, cân bằng công suất nút, giới hạn truyền tải trong mạng điện

Bài toán trào lưu công suất tối ưu là trường hợp tổng quát của bài toán phân bố tối ưu côngsuất ED (Economic Dispatch) Xét một hệ thống điện có N tổ máy đang vận hành với các đặctính chi phí sản xuất của từng tổ máy đã biết trước Mục tiêu của bài toán là xác định côngsuất phát của các tổ máy sao cho tổng chi phí sản xuất của toàn hệ thống là nhỏ nhất, thỏamãn ràng buộc giới hạn công suất phát của các tổ máy và cân bằng công suất toàn hệ thống.Như vậy ta có thể thấy rằng, bài toán OPF là sự kết hợp của bài toán ED và giới hạn truyền tảitrong mạng điện, tức là khi không xét đến lưới điện thì bài toán ED chính là dạng đơn giảncủa bài toán OPF

Ta có sơ đồ thuật toán chung thiết kế và cải tạo mạng điện như sau:

Trang 28

đi n ệp

- Dữ liệu máy phát điện

- Dữ liệu phụ tải điện

- Đặc tính chi phí sản xuất của máy phát điện

Xác định công suất phát của các

nhà máy điện (không xét lưới điện)

Phân tích CĐXL (N-0)

Vi phạmLập phương án cải tạo

- Tính tổn thất điện năng trong mạng điện

N Y

Đánh giá kinh tế các phương án để chọn phương án tối ưu

Trang 29

2.1 Mô hình c b n bài toán trào l u công su t t i u OPF ơ đồ địa lí ải điện ư ất trong hệ thống điện ố liệu về mạng điện ư

2.1.1 Công th c t ng quát c a bài toán ức tổng quát của bài toán ổng quát của bài toán ủa bài toán

2, 3, , m) để cực tiểu hàm tổng chi phí sản xuất của hệ thống

Phần dưới đây sẽ giải thích tóm tắt về các ràng buộc nói trên

1 Hệ phương trình trào lưu công suất phải được thỏa mãn (đây là ràng buộc đẳng thứccủa bài toán tối ưu)

3 Ràng buộc về điện áp nhằm giữ điện áp các nút trong hệ thống gần với giá trị địnhmức, do đó giúp giữ điện áp của các hộ tiêu thụ điện; điện áp không được quá cao hoặc quáthấp

4 Ràng buộc về dòng công suất truyền tải trên đường dây liên quan đến giới hạn nhiệt

và giới hạn ổn định tĩnh

5 Bài toán trên chỉ xem xét công suất phát tác dụng và biên độ điện áp nút của mỗimáy phát là các biến điều khiển Nó có thể được mở rộng thêm các biến điều khiển khác nhưgóc pha của máy biến áp dịch pha, đầu phân áp của máy biến áp

6 Cực tiểu tổng chi phí sản xuất của hệ thống với các ràng buộc đẳng thức và bất đẳngthức là một bài toán quy hoạch phi tuyến

2.1.2 Đ c tính tiêu hao nhiên li u c a các máy phát ặc tính tiêu hao nhiên liệu của các máy phát ệu chung về mạng điện ủa bài toán

Đối với các tổ máy nhiệt điện, đặc tính vào - ra được gọi là đặc tính tiêu hao nhiên liệuhoặc đặc tính chi phí nhiên liệu Đơn vị của tiêu hao nhiên liệu là MBTu/h (BTu là đơn vị

nhiệt của Anh, British thermal units) Đơn vị của chi phí nhiên liệu là $/h (đồng/h) Công suất

Trang 30

đi n ệp

Bên cạnh chi phí nhiên liệu, chi phí vận hành của tổ máy phát còn bao gồm chi phínhân công, chi phí bảo dưỡng, chi phí vận chuyển nhiên liệu Các chi phí này được coi là mộtthành phần cố định trong chi phí vận hành vì rất khó biểu diễn các chi phí này theo công suấtphát của các tổ máy phát

Nói chung, một hệ thống nhiệt điện bao gồm nồi hơi (boiler), turbine hơi (steamturbine) và máy phát điện (generator) Đầu vào và đầu ra của nồi hơi tương ứng là nhiên liệu

và thể tích hơi Đầu vào của hệ turbine - máy phát là thể tích hơi và đầu ra là công suất điện.Đặc tính vào - ra của các tổ máy nhiệt điện không phải là một hàm tuyến tính Đặc tính vào -

ra được sử dụng rộng rãi nhất có dạng như sau:

2

C    P   P

Hình 2-5 Đặc tính vào ra của các máy phát nhiệt điện

Các hệ số của đặc tính vào ra có thể được xác định bằng cách dựa vào:

- Các thí nghiệm về hiệu suất của máy phát

- Hồ sơ vận hành của máy phát

- Dữ liệu thiết kế máy phát được cung cấp bởi nhà sản xuất

2.1.3 Hàm m c tiêu ụ tải điện

Thông thường, hàm mục tiêu của bài toán trào lưu công suất tối ưu (OPF) là cực tiểutổng chi phí sản xuất của hệ thống, được diễn tả như sau:

Trang 31

2.1.4 Các ràng bu c c b n trong bài toán OPF ộn dây ơ đồ địa lí ải điện

Trong bài toán OPF, các ràng buộc bao gồm:

o Cân bằng công suất trong hệ thống điện

o Giới hạn dòng công suất trên các đường dây: dòng công suất trên đường dây phải nhỏhơn giá trị cực đại cho phép theo điều kiện phát nóng hoặc điều kiện ổn định tĩnh, việcxét giới hạn dòng công suất trên đường dây có thể bỏ qua tổn thất công suất truyền tảihoặc xét chính xác phải xét được cả lượng công suất tổn thất vào giới hạn truyền tải vàcân bằng công suất trong hệ thống điện

o Giới hạn về điện áp nút, điện áp các nút phải nằm trong giới hạn cho phép

o Giới hạn về công suất phát của các tổ máy nhiệt điện

o Giới hạn về góc pha giữa vec tơ điện áp hai nút đầu và cuối đường dây (điều kiện ổnđịnh của hệ thống điện)

Các ràng buộc trên làm cho bài toán trở nên rất phức tạp và phải dùng các thuậttoán khó hơn, trong đó bao gồm cả tính toán chính xác phân bố dòng công suất trên lưới điện.Không phải lúc nào và với mọi hệ thống điện đều phải tính đến tất cả các giới hạn trên, tùytình hình cụ thể mà một hạn chế nào đó được tính đến Tùy theo nhu cầu, bài toán OPF có thểbao gồm các biến điều khiển và các ràng buộc khác nhau Các biến điều khiển của bài toánOPF có thể là:

Dưới đây là mô hình tổng quát của bài toán OPF, với hàm mục tiêu là cực tiểu chiphí sản xuất của hệ thống sao cho thỏa mãn các ràng buộc thông thường của hệ thống

2.1.4.1 H ph ệu chung về mạng điện ươ đồ địa lí ng trình trào l u công su t, gi i h n công su t truy n t i trên ư ất trong hệ thống điện ới thiệu chung về mạng điện ạng điện ất trong hệ thống điện ề mạng điện ải điện

đ ường dây ng dây

- Ràng buộc cân bằng công suất nút:

N

k 1 N

- Ràng buộc giới hạn công suất truyền tải trên đường dây:

Trang 32

2.1.4.2 Gi i h n công su t phát ới thiệu chung về mạng điện ạng điện ất trong hệ thống điện

Ràng buộc bất đẳng thức công suất tác dụng và công suất phản kháng của các máyphát được mô tả như sau:

2.1.4.3 Gi i h n đi n áp nút ới thiệu chung về mạng điện ạng điện ệu chung về mạng điện

Ràng buộc bất đẳng thức này đảm bảo điện áp tại các nút khác nhau trong hệ thốngđiện được giữ trong vùng giới hạn cho trước Điện áp tại các nút máy phát (nút PV) được giữtại giá trị cố định Điện áp tại các nút (nút PQ) phải nằm trong vùng giới hạn được xác địnhbởi nhân viên vận hành

Trang 33

2.1.4.4 Gi i h n các ngu n h tr công su t ph n kháng ới thiệu chung về mạng điện ạng điện ồ địa lí ỗ trợ công suất phản kháng ợ công suất phản kháng ất trong hệ thống điện ải điện

Ràng buộc này chỉ cần thiết trong trường hợp nhân viên vận hành hệ thống điện phảiđưa ra các quyết định về tối ưu hóa công suất phản kháng tại các nút tải Kết quả là hàm mụctiêu cần phải được mở rộng để bao gồm thêm chi phí liên quan đến công suất phản kháng đểphạt vì sử dụng quá nhiều công suất phản kháng

2.1.4.5 Gi i h n dòng công su t trên các ph n t c a m ng đi n ới thiệu chung về mạng điện ạng điện ất trong hệ thống điện ần tử của mạng điện ử của mạng điện ủa bài toán ạng điện ệu chung về mạng điện

Công suất lớn nhất có thể truyền tải trên đường dây được xác định theo giới hạn nhiệthoặc giới hạn ổn định (tổng trở sóng của đường dây) Ràng buộc này cùng với ràng buộc điện

áp nút, ràng buộc giới hạn công suất phát của nhà máy điện sẽ đảm bảo cho hệ thống điện vậnhành an toàn

Ràng buộc này có thể được viết theo các cách sau:

suất biểu kiến lớn nhất truyền tải được trên đường dây (hoặc máy biến áp)

Như vậy, các biến chưa biết của bài toán OPF (theo Dommel và Tinney) bao gồm:

- Biên độ điện áp tại các nút PQ

- Góc pha điện áp tại tất cả các nút (trừ nút cân bằng)

- Công suất phản kháng bơm vào nút PV

Tương tự, các biến đã biết của bài toán OPF bao gồm:

- Biên độ điện áp và góc pha điện áp tại nút cân bằng

- Biên độ điện áp tại nút PV

Trang 34

đi n ệp

- Công suất tác dụng bơm vào nút PV, PQ

- Công suất phản kháng bơm vào nút PQ

Các biến đã biết có thể phân chia thành 2 nhóm, hoặc được điều khiển bởi nhân viênvận hành hoặc cố định Ví dụ, công suất tác dụng và biên độ điện áp nút PV có thể coi là biếnđiều khiển Biên độ điện áp và góc pha nút cân bằng, công suất phụ tải các nút PQ là các biến

cố định

2.1.5 Ph ươ đồ địa lí ng pháp gi i ải điện

Trào lưu công suất tối ưu là bài toán quy hoạch toán học rất lớn và rất khó giải Dướiđây, sẽ trình bày tóm tắt một số phương pháp để giải bài toán này:

diễn bằng ma trận B hoặc hệ số phạt có thể được tính toán riêng bằng trào lưucông suất Rất nhiều chương trình phân bố tối ưu công suất on-line chuẩn sửdụng phương pháp này để giải OPF

dụng khi OPF có ràng buộc bất đẳng thức

ràng buộc bất đẳng thức

giải được phát triển đầy đủ nhất Phương pháp giải này dễ dàng giải được cácbài toán OPF có ràng buộc bất đẳng thức Hàm mục tiêu và các ràng buộc phituyến được tuyến tính hóa khi giải bằng LPOPF

phương pháp được phát triển đầy đủ và được sử dụng rộng rãi để giải OPF

2.2 Mô hình c b n bài toán phân b công su t t i u ED ơ đồ địa lí ải điện ố liệu về mạng điện ất trong hệ thống điện ố liệu về mạng điện ư

2.2.1 Công th c t ng quát c a bài toán ức tổng quát của bài toán ổng quát của bài toán ủa bài toán

Xét m t h th ng đi n g m N t máy phát đi n đang v n hành v i nhu c u côngột một ệp ốt nghiệp ệp ồ án tốt nghiệp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ệp ật điện 1 - K56 ới ần tử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên

su t ph t i Pấp ụng U ải tạo lưới D Đ c tính chi phí s n xuât c a t ng t máy là Cặt ải tạo lưới ừ hình trên ta tính được: ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông i(PGi) M c tiêu c a bàiụng Utoán là phân b công su t phát c a các nhà máy đi n sao cho t ng chi phí phát đi n c aốt nghiệp ấp ệp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ệpcác nhà máy là nh nh t mà v n đ m b o các đi u ki n ràng bu c kĩ thu t Do đó, bàiỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây ấp ẫn trên 1km đường dây: ải tạo lưới ải tạo lưới ều ệp ột một ật điện 1 - K56toán t i u đốt nghiệp ư ược:c thành l p v i hàm m c ti u sau:ật điện 1 - K56 ới ụng U ệp

Các ràng bu c kĩ thu t đ i v i bài toán t i u:ột một ật điện 1 - K56 ốt nghiệp ới ốt nghiệp ư

Trang 35

2.2.2 Ph ươ đồ địa lí ng pháp gi i bài toán: ải điện

Đ gi i bài toán phân b t i u công su t gi a các nhà máy đi n có xét đ n gi i h nể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới ốt nghiệp ốt nghiệp ư ấp ữa các pha (m) ệp ết kế và cải tạo lưới ới ạo lưới công su t phát c a các t máy, ta s d ng phấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên ụng U ươnng pháp nhân t Lagrangeử trung gian giữa các lưới có điện áp khác nhau, cho nên

L IC P

Trang 36

đi n ệp

Trong đó:

i i

i

dC IC

dP



: suất tăng chi phí sản xuất của tổ máy thứ i

2.3 Xác đ nh s b ch đ v n hành c a ngu n đi n ịa lí ơ đồ địa lí ộn dây ến áp ộn dây ận xét chung: ủa bài toán ồ địa lí ệu chung về mạng điện

2.3.1 Ch đ ph t i c c đ i ến áp ộn dây ụ tải điện ải điện ự ngẫu ạng điện

- Đ đ m b o d tr công su t trong m ng đi n, các nhà máy ph i v n hành s các tể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới ải tạo lưới ự ngẫu: ữa các pha (m) ấp ạo lưới ệp ải tạo lưới ật điện 1 - K56 ốt nghiệp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thôngmáy sao cho:

P n

V y trong ch đ ph t i c c đ i, đ đ m b o d tr công su t trong m ng đi n thì taật điện 1 - K56 ết kế và cải tạo lưới ột một ụng U ải tạo lưới ự ngẫu: ạo lưới ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới ải tạo lưới ự ngẫu: ữa các pha (m) ấp ạo lưới ệp

ph i v n hành t t c 13 t máyải tạo lưới ật điện 1 - K56 ấp ải tạo lưới ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông

Ta gi i bài toán phân b t i u công su t gi a các nhà máy đi n trong ch đ ph t iải tạo lưới ốt nghiệp ốt nghiệp ư ấp ữa các pha (m) ệp ết kế và cải tạo lưới ột một ụng U ải tạo lưới

c c đ i:ự ngẫu: ạo lưới

Hàm m c tiêu ụ tải điện : T ng chi phí s n xu t c a toàn h th ng là nh nh t, đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới ấp ệp ốt nghiệp ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây ấp ược:c bi uể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông

Trang 37

L IC P

Trang 38

đi n ệp

1 1 2 2 3 3 4 4

600 0,4.600 240 800

0,4.800 320 600

0,4.600 240 600

P P P P P P P P

P

P P

Giả sử tất cả các tổ máy đều không làm việc tại giới hạn

- Đi u ki n (3) đều ệp ược:c th a mãn ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây

- T đi u ki n (1) ta có: ừ hình trên ta tính được: ều ệp IC1  IC2  IC3  IC4  , k t h p v i đi u ki n (2), ta tìmết kế và cải tạo lưới ợc: ới ều ệp

máy s 1 và 4 làm vi c t i công su t phát gi i h n b ng 600MW và th c hi n phân bốt nghiệp ệp ạo lưới ấp ới ạo lưới ằng ự ngẫu: ệp ốt nghiệp

t i u công su t gi a các nhà máy s 2 và 3 b ng cách cân b ng su t tăng chi phí s nốt nghiệp ư ấp ữa các pha (m) ốt nghiệp ằng ằng ấp ải tạo lưới

- Ta xét đi u ki n t i u: ều ệp ốt nghiệp ư

Điều kiện 1:

Trang 39

2 2 2 2

3

0 0

G

L IC P

800 0,4.800 320 600

P P P P

P P P

Giả sử các nhà máy 2 và 3 không làm việc tại giới hạn

- T đi u ki n (4) ta có: ừ hình trên ta tính được: ều ệp 2  2  3  3  0

- Đi u ki n (3) đều ệp ược:c th a mãn ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây

- T đi u ki n (1) ta có: ừ hình trên ta tính được: ều ệp IC2  IC3 , k t h p v i đi u ki n (2), ta tìm đết kế và cải tạo lưới ợc: ới ều ệp ược:c PG2

=526,87MW; PG3=419,79MW Ki m tra đi u ki n gi i h n công su t phát, ta th y r ngể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ều ệp ới ạo lưới ấp ấp ằng

3 nhà máy đ u th a mãn đi u ki n.ều ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây ều ệp

- Xác đ nh công su t phát c a các t máy tham gia v n hành:ị ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ật điện 1 - K56

P = 200MW (chi m 100% công su t t máy)ết kế và cải tạo lưới ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông

Trang 40

đi n ệp

P1 t máy ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông =

G2 2

140

n  3  MW (chi m 70% công su t t máy)ết kế và cải tạo lưới ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông

2.3.2 Ch đ s c t máy ến áp ộn dây ự ngẫu ố liệu về mạng điện ổng quát của bài toán

Do trong ch đ ph t i c c đ i, t t c các t máy đ u ph i v n hành đ đ mết kế và cải tạo lưới ột một ụng U ải tạo lưới ự ngẫu: ạo lưới ấp ải tạo lưới ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ều ải tạo lưới ật điện 1 - K56 ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới

b o d tr công su t trong m ng đi n nên ch đ s c , t t c các t máy cũng ph iải tạo lưới ự ngẫu: ữa các pha (m) ấp ạo lưới ệp ở ết kế và cải tạo lưới ột một ự ngẫu: ốt nghiệp ấp ải tạo lưới ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ải tạo lưới

được:c huy đ ng tham gia vào v n hành.ột một ật điện 1 - K56

2.3.2.1 S c 1 t máy c a nhà máy nhi t đi n s 1 ự ngẫu ố liệu về mạng điện ổng quát của bài toán ủa bài toán ệu chung về mạng điện ệu chung về mạng điện ố liệu về mạng điện

Ti n hành gi i bài toán phân b t i u công su t phát c a các nhà máy đi nết kế và cải tạo lưới ải tạo lưới ốt nghiệp ốt nghiệp ư ấp ệp

tươnng t nh trong ch đ ph t i, ta đự ngẫu: ư ết kế và cải tạo lưới ột một ụng U ải tạo lưới ược:c: PG1=551,86MW; PG2=409MW; PG3

Tính toán tươnng t nh trong ch đ ph t i c c t i, ta đự ngẫu: ư ết kế và cải tạo lưới ột một ụng U ải tạo lưới ự ngẫu: ải tạo lưới ược:c: PG2=638MW; PG3

=508,7MW Ki m tra đi u ki n gi i h n công su t phát, ta th y r ng nhà máy s 2 và 3ể quy đổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ều ệp ới ạo lưới ấp ấp ằng ốt nghiệp

đ u th a mãn.ều ỏ nhất trên sơ đồ là 36,06km, tất cả mọi đường dây

- Xác đ nh công su t phát c a các t máy tham gia v n hànhị ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông ật điện 1 - K56

159,5

n  4  MW (chi m 79,8% công su t t máy)ết kế và cải tạo lưới ấp ổi về bất cứ phía nào Muốn tính toán thông

Định dạng
Số trang	193
Dung lượng	5,9 MB