DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Khái niệm và phân loại dự trữ công suất trong hệ thống  Trong hệ thống điện cần thiết phải có lượng dự trữ công suất nhất định để đảm bảo cung cấp an toàn và liên tục cho hộ tiêu thụ

CHƯƠNG 8: DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TRONG HỆ

THỐNG ĐIỆN

1 Khái niệm và phân loại dự trữ công suất trong hệ

thống

2 Những biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công

suất trong hệ thống

3 Xác định xác suất thiếu hụt công suất hệ thống

4 Xác định công suất dự trữ tối ưu

8.1 Khái niệm và phân loại dự trữ công suất

trong hệ thống

 Trong hệ thống điện cần thiết phải có lượng dự trữ

công suất nhất định để đảm bảo cung cấp an toàn

và liên tục cho hộ tiêu thụ

 Việc xác định đúng cống suất dự trữ cho hệ thống

là bài toán tối ưu phức tạp

 Công suất dự trữ thường được lấy từ 10-15% tổng

công suất hệ thống, đồng thời lớn hơn công suất của tổ máy l ớ n nhất trong hệ thống đề phòng trường hợp tổ máy này có sự cố

 Phân loại dự trữ công suất theo mục đích, công dụng

 Dự trữ sự cố

 Dự trữ sửa chữa

 Dự trữ đề phòng dự báo không chính xác

 Dự trữ cho nguồn bị giảm do nguyên nhân khách quan

 Phân loại dự trữ theo chế độ làm việc của dự trữ

 Dự trữ nóng

 Dự trữ nguội

Phân loại công suất dự trữ

8.2 Những biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt

công suất trong hệ thống

 Giảm công suất vì sự cố các phần tử trong hệ thống

 Giảm phụ tải hệ thống (hụt công suất) so với phụ tải

cực đại

 Sai số dự báo nhu cầu

 Dãy xác suất giảm công suất vì sự cố

Công suất của các tổ máy là đại lượng rời rạc nên đại lượng công suất tác dụng giảm vì sự cố cũng là một dãy rời rạc

(MW) suÊt

c«ng m

gi¶

lµm cè

sù

ra y x¶

suÊt x¸c

: S

S

S

S

S S

: cã

Ta

S , ,

S , S

, S

,

S

SC

SC n

SC 3

SC 2

SC

SC 0

SC n

SC 3

SC 2

SC

SC

0

ε

1 ε

ε ε

ε ε

ε ε

ε ε

= +

+ +

+ +

 Xác suất giảm công suất vì sự cố: SSC

 Xác định xác suất giảm công suất vì sự cố

Xác suất xảy ra sự cố tính trung bình đối với từng loại tổ máy

Trong đó:

q : xác suất xảy ra sự cố

TSC : thời gian từ khi xảy ra sự cố đến khi đưa vào làm việc được

Tlv : thời gian làm việc (kể cả dự phòng nóng)

lv SC

SC

T T

T q

+

=

 Dãy xác suất giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại Đại lượng giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại là đại lượng biến thiên liên tục Tuy nhiên, để đơn giản hoá phụ tải giảm so với phụ tải cực đại theo từng bậc khác nhau Mỗi bậc

là ε (MW)

Xác suất giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại:

Với S-nεpt: Xác suất phụ tải hệ thống giảm so với phụ tải cực đại

là nε (MW)

 Xác suất giảm phụ tải hệ thống so với

phụ tải cực đại

1 S

S S

 Xác định xác suất giảm phụ tải so với phụ tải cực đại

Để xác định xác suất giảm công suất của phụ tải so với phụ tải cực đại dùng đồ thị phụ tải khai triển đã được bậc thang hoá, với độ cao mỗi bậc là ε (MW)

ε

P(Mw)

T0

T1

T2

Pmin

Pmax

t

8760 h (24)

T

T S

;

T

T S

;

T

T

2 -1

pt -0

pt

Dãy phân bố xác suất giảm công suất phụ tải so với phụ tải cực đại được xác định như sau

 Dãy xác suất sai số do dự báo

Sai số dự báo là đại lượng biến thiên liên tục

Các khoảng trong đó sai số dự báo coi như không đổi: Trung bình sai số dự báo - ε(MW)

Trung bình sai số dự báo 0 (MW)

Trung bình sai số dự báo ε(MW)

0

ε

2

3

2

1

2

2 3

Dãy xác suất sai số dự báo (khoảng cách ε (MW) được

ký hiệu như sau:

Sodb : Xác suất sai số dự báo có phạm vi sai số dự báo từ (-ε/2÷ε/2) MW

Sεdb : Xác suất sai số dự báo có phạm vi sai số dự báo từ (ε/2÷3ε/2)MW

Snεdb : xác suất phụ tải thực tế lớn hơn phụ tải dự báo là n ε (MW)

S-nεdb : Xác suất phụ tải thực tế nhỏ hơn phụ tải dự báo -nε (MW)

1

n

db 3

db 2

db

db 0

db

-db 2

-db 3

-db

n

 Xác định xác suất sai số do dự báo

Phân bố của sai số dự báo phụ tải trong thực tế tuân theo luật phân bố chuẩn Độ lệch tiêu chuẩn của sai số dự báo (σ)

Độ lệch tiêu chuẩn của số dự báo

n

) P P

( i 2

σ = ∆ − ∆ ( P : sai sè dù b¸o)

−

=

∆ P Pdb P

( )

n

P

Pdbi

=

2

*

σ

Xác suất sai số dự báo tuân theo phân phối chuẩn:

Trong đó:

 a : kỳ vọng sai số dự báo a= 0 (-ồ/2; 0; ồ/2)

 x : sai số phụ tải dự báo

 e : cơ số tự nhiên (lne= 1)

( )

∫

−

−

−

ε

2 ε

σ 2 0

2 2

2 σ

1

dx

e π

Sdb x a /













=











 −

−













=

σ 2

ε φ

2 σ

2

ε φ

σ 2

ε φ

0

db

S

e

Sdb ∫ − x−a /

Π

ε 3

2 ε

σ

2 ε

2 2

2 σ 1













−













=

σ

ε φ

σ

ε φ

ε

2 2

3

db

S

 Biểu thức tổng quát xác định xác suất xảy ra thiếu hụt

công suất của hệ thống

 Mức thiếu hụt công suất của hệ thống được xác định

trong 2 trường hợp: hệ thống có hoặc không có dự trữ công suất tại phụ tải cực đại

 Khi hệ thống không có dự trữ ở phụ tải cực đại, thì

công suất thiếu hụt do xảy ra 3 sự kiện đồng thời sẽ bằng tổng các chỉ số dưới của 3 xác suất thành phần

 Khi hệ thống có dự trữ ở phụ tải cực đại, thì công suất

thiếu hụt do xảy ra 3 sự kiện đồng thời sẽ bằng tổng các chỉ số dưới của 3 xác suất thành phần trừ đi công suất

dự trữ

8.3 Xác định xác suất thiếu hụt công suất hệ thống

) S

S

(SSC0 + εSC + SC2ε + pt0 + pt-ε + -pt2ε + + db-2ε + -dbε + db0 + εdb + 2dbε + =

 Kỳ vọng của tổn thất khi ngừng cung cấp điện

 Kỳ vọng tổn thất do ngừng cung cấp điện phụ thuộc

vào tính chất của hộ tiêu thụ, và trị số công suất thiếu hụt

 Việc phân loại các hộ tiêu thụ theo tầm quan trọng

của các hộ phụ thuộc vào từng quộc gia và từng thời kỳ nhất định

 Yêu cầu độ tin cậy đối với việc cung cấp cho các hộ

cũng rất khác nhau

8.4 Xác định công suất dự trữ tối ưu

Bài toán:

Giả sử các hộ tiêu thụ trong hệ thống được chia

thành các nhóm hộ tiêu thụ: hộ tiêu thụ loại 1, có công suất ε (MW), với suất tổn thất do ngừng cung cấp điện là a1 (đ/MWh); Hộ loại 2,3 n, có công suất ε (MW), suất tổn thất do ngừng cung cấp điện là

a2 an (đ/MWh) Công suất dự trữ lúc phụ tải cực đại là r ε (MW) Xác định kỳ vọng tổn thất khi ngừng cung cấp điện của hệ thống trong khoảng thời gian T(h).

 Xác định công suất dự trữ tối ưu

Giả thiết chi phí để tăng thêm dự trữ ồ(MW) của hệ thống là

b(đ/MWh) (bao gồm cả chi phí đầu tư và chi phí vận hành trong năm), cần so sánh với kỳ vọng tổn thất giảm được do tăng dự trữ để xác định mức dự trữ tối ưu

Nếu chi phí cho hệ thống để tăng thêm dự trữ lớn hơn so với

kỳ vọng tổn thất kinh tế giảm được, thì việc tăng dự trữ không

có hiệu quả và ngược lại

Vòng lặp được tiến hành liên tục và ngừng khi việc đưa thêm

tổ máy vào hoặc đưa bớt tổ máy ra không có lợi

 ∆yT > b tăng dự trữ có lợi

∆yT < b tăng dự trữ không có lợi

 Tóm tắt các bước tiến hành tính toán dự trữ công suất tối ưu

 Xác định dãy phân bố xác suất giảm công suất vì sự cố:

 Xác định dãy phân bố xác suất giảm phụ tải so với phụ tải cực đại:

 Xác định dãy phân bố xác suất sai số dự báo:

 Xác định dãy phân bố xác suất thiếu hụt công suất : Sε, S2ồ,

Skồ

 Xác định kỳ vọng tổn thất do ngừng cung cấp điện trong thời gian T(h) : yT

S , S

,

SSC0 SCε SC2ε

pt 2

-pt

-pt

0 , S , S

db 2

db db

0

db

-db 2

- , S , S , S , S