ỨNG DỤNG MATLAB LẬP TRÌNH TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA CÔNG NGHỆ ặ Độc lập Tự do Hạnh phúcBộ MỒN KỸ THUẬT ĐIỆNNHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẨN1. Cán bộ hướng dẫn:2. Đề tài: ứng dụng MATLAB lập trình tính toán phân bố công suất chohệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long.3. Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Minh MSSV: 10911294. Lớp: Kỹ Thuật ĐiệnTRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA CÔNG NGHỆ ặ Độc lập Tự do Hạnh phúcBộ MỒN KỸ THUẬT ĐIỆNNHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẨN1. Cán bộ hướng dẫn:2. Đề tài: ứng dụng MATLAB lập trình tính toán phân bố công suất chohệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long.3. Sinh viên thực hiện: Phạm Ngọc Minh MSSV: 10911294. Lớp: Kỹ Thuật Điện

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

_ •_

ỨNG DỤNG MATLAB LẬP TRÌNH TÍNH TỎÁN PHÂN BỐ CồNG SUẤT CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP

Cần Thơ, ngày 09 tháng 01 năm 2013

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

HỌC KỲ II NĂM HỌC 2012 - 2013

2 Tên đề tài: ứ n g dụng MATLAB lập trình tính toán phân bố công suất cho hệ công cho hệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long.

3 Đia điểm thưc hiên: Bô môn Kỹ T huât Điên - K hoa Công Nghê - T rường Đai

Học Cần Thơ.

4 Họ tên của người hướng dẫn khoa học (NHDKH): Kỹ sư.T rần Anh Nguyện

5 Mục tiêu của đề tài: Viết chương trình Matlab tính toán phân bố công suất và

tần thất trên hệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long dựa trên

phương pháp lặp Fast Decoupled, đồng thời hướng đến khả năng áp dụng

vào các hệ thống điện khác nhau trong thực tế.

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

A MỞ ĐÀU

B NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MATLAB

CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

CHƯƠNG 3: VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ CÔNG

SUẤT

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÊ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG

SUẤT CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP TH ựC TẾ

CHƯƠNG 5: KIỂM TRA LẠI CHƯƠNG TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ (Ký tên và ghi rõ họ tên)

cho nên cần có được sử hổ trợ của cán bộ hướng dẫn cũng như các thầy trong Bộmôn để em có thể hoàn thành được đề tài này

Ý KIẾN CỦA NHDKH

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

B ộ MỒN KỸ THUẬT ĐIỆN

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẨN

1 Cán bộ hướng dẫn:

2 Đề tài: ứng dụng MATLAB lập trình tính toán phân bố công suất cho

hệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long.

5 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của LVTN:

b Nhận xét về bản vẽ:

c Nhận xét về nội dung của LVTN:

❖ Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

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

3 Sinh viên thực hiện: Lê Việt Tuấn (MSSV: 1091225)

Lớp: Kỹ Thuật Điện 2 - Khóa 35

4 Nội dung nhận xét:

a Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh:

bệ Nhận xét về bản vẽ:

cệ Nhận xét về nội dung của tiểu luận:

Các công việc đã đạt được:

LỜI NÓI ĐÀU

Cùng với sự đổi mới và phát triển của đất nước trong giai đoạn hiện nay, nền kinh tế của nước nhà đang tăng trưởng mạnh Đảng và chính phủ rất quan tâm đến mọi mặt của xã hội, trong đó vấn đề truyền tải điện năng cững nhận được sự quan tâm đặc biệt của nhà nước cũng như các tổ chức, thu hút nhiều dự án đầu tư và các công trình phát triển nhằm giải quyết một cách tốt nhất vấn đề về độ tin cậy của hệ thống điện nói chung và vấn đề cung cấp đầy đủ điện năng cho nhân dân cả về chất lẫn lượng nói riêng Do đó, vấn đề cấp thiết bây giờ là phải luôn vận hành hệ thống điện tốt nhất dưới điều kiện cân bằng pha bình thường và điều kiện ổn định, muốn đạt được như vậy thì

hệ thống điện phải đảm bảo được các yêu cầu như sau:

• Nguồn điện (generation) cung cấp thỏa mãn yêu cầu công suất phụ tải và lượng công suất tổn thất trên hệ thống

• Độ lớn điện áp nút phải được duy trì gần với giá trị quy định

• Vận hành máy phát (generator) cung cấp công suất tác dụng và công suất phản kháng xác định tới hệ thống nằm trong giới hạn cho phép

• Tất cả đường dây truyền tải và máy biến áp điều không ở trạng thái quá tảiễBài toán khảo sát phân bố công suất áp dụng cho hệ thống điện ba pha cân bằngdựa trên sơ đồ tương đương một pha Thông thường sử dụng hệ đơn vị tương đối Khảo sát phân bố công suất đòi hỏi các số liệu về hệ thống khá chi tiết cả giá trị và góc lệch pha

Giải bài toán phân bố công suất cho chúng ta giá trị điện áp (biên độ diện áp) và góc pha (góc điện áp) của các điểm nút, dòng công suất trên các nhánh và tổn thất công suất trong mạng điện Bài toán này phục vụ cho công tác thiết kế và vận hành hệ thống, điều chỉnh điện áp và công suất, tối ưu hóa kinh tế vận hành hệ thống, v.v

LỜI CẢM ƠN

cso&CŨIsosd

Trong quá trình học tập thì luận văn tốt nghiệp cũng luôn là sự tổng hợp kiến thức vốn có của mỗi sinh viên trong quá trình học tập, cũng là cơ hội để mỗi sinh viên kiểm chứng lại kiến thức của mình trước khi bước vào môi trường làm việc Dưới sự hướng dẫn của quý thầy, cô trong bộ môn thì sinh viên sẽ có thêm kiến thức cũng như kỹ năng của mỗi sinh viên

Sau hơn 14 tuần thực hiện, đến nay luận văn của em cũng cơ bản hoàn thành Nhân đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Anh Nguyện, lời cảm

ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn chu đáo, nhiệt tình của thầy và cũng như cảm ơn quý thầy, cô đã dạy cho em những kiến thức vô cùng quý báu

Em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy trong Bộ môn Kỹ Thuật Điện - Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học cần Thơ đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành luận văn này

Nhân đây em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã giúp đỡ và động viên

em trong suốt quá trình học

Tuy nhiên, vì kiến thức còn hạn hẹp, cũng như không có kinh nghiệm thực

tế và thời gian làm luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự thông cảm và nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của quý thầy,

cô để luận văn của em hoàn thiện hơn

Sinh Viên Thực Hiện

Phạm Ngọc Minh

MỤC LỤC CBHD: Trần Anh Nguyện

M ỤC LỤC

LỜI NÓI Đ Ầ U i

LỜI CÁM Ơ N ii

MỤC LỤC iii

MỤC LỤC HÌNH VÀ HÌNH VẼ vii

MỤC LỤC BẢNG BIÊU ix

A MỞ ĐẦU 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN c ứ u VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI 1

3 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀ I 2

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MATLAB 1.1 GIAO ĐIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH 3

1.2Ễ CÁC PHÉP TOÁN - TÊN BIẾN - CÁC HÀM c ơ BẢ N 5

1.2.1 Các phép toán 5

1.2.2 Cách đặt tên biến 5

1.2.3 Điều khiển vào r a 5

1.2.4 Một số hàm toán học cơ bản 6

1.3 SỐ PHỨC TRONG MATLAB 7

1.3.1 Nhập số phức 7

1.3.2 Các phép toán cơ bản với số phức 7

1.4 MA TRẬN VÀ ỨNG DỤNG 7

1.4.1 Ma trận 7

1.4.2 Các phép toán với ma trận trong Matlab 8

1.4.3 ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình 8

1.5 CẤU TRUC ĐIỀU KIỆN 10

1.5.1 Cấu trúc if-end 10

1.5.2 Cấu trúc if-elseif-else-end 11

1.6 CẤU TRÚC LẶP 12

1.6.1 Cấu trúc for-end 12

1.6.2 Cấu trúc while-end 12

MỤC LỤC CBHD: Trần Anh Nguyện

1.7 GIAO DIỆN ĐỒ HỌA GUIDE TRONG MATLAB 13

1.8 LIÊN KÉT GIỮA MATLAB VA MICROSOFT EXCEL 15

1.8.1 Các tiện ích của liên k ết 15

1.8.2 Chuyển dữ liệu từ Excel sang Matlab 16

1.8.3 Chuyển dữ liệu từ Matlab sang Excel 17

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 2.1 GIỚI THIỆU 19

2.2 MÔ HÌNH NÚT LƯỚI ĐIỆN 19

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH LƯỚI ĐIỆN 24

2.3.1 Phương pháp lặp GAUSS-SEIDEL (G S) 24

2.3.1.1 Giải phương trình bằng phương pháp lặp G S 25

2.3.1.2 Giải phương hệ trình bằng phương pháp lặp GS 26

2.3.1.3 Áp dụng GS vào giải tích lưới điện 28

2.3.2 Phương pháp lặp NEWTON-RAPSHON (NR) 31

2.3.2.1 Sơ lược về phương pháp lặp N R 31

2.3.2.2 Giải phương trình bằng phương pháp lặp N R 31

2.3.2.3 Giải phương hệ trình bằng phương pháp lặp N R 32

2.3.2.4 Áp dụng NR vào giải tích lưới đ iện 34

2.3.3 Phương pháp lặp FAST-DECOUPLED (FD) 38

2.3.3.1 Sơ lược về phương pháp lặp FD 38

2.3.3.2 Áp dụng FD vào giải tích lưới điện 41

2.3.3.3 Mô hình hóa phương pháp FD giải tích lưới điện 45

2.3.3.4 Ví dụ áp dụng FD vào giải tích lưới điện 46

CHƯƠNG 3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 3.1 KHÁI QUÁT VỀ CHƯƠNG TRÌNH 49

3.1.1 Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp F D 49

3.1.2 Các thông số đầu v ào 50

3.2 CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON TRONG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VIẾT THEO PHƯƠNG PHÁP FD 52

3.2.1 Chương trình con đổi sang đơn vị tương đối Busdata 52

3.2.2 Chương trình con đổi sang đơn vị tương đối Linedata 53

3.2.3 Chương trình con đổi sang đơn vị tương đối Tranformerdata 54

3.2.4 Chương trình con tạo ma trận Ybus 55

MỤC LỤC CBHD: Trần Anh Nguyện

3.2.5 Chương trình con tính toán phân bố công suất trên hệ thống truyền tải cao

áp Đồng Bằng Sông Cửu Long bằng phương pháp Fast Decouple 57

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐẺ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO HỆ THỐNG TRUYÈN TẢI CAO ÁP THựC TẾ 4.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 'Ế 60

4.2 NHẬN XÉT KÉT QUẢ TÍNH TOÁN 61

4.3 NHẬN XÉT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 62

CHƯƠNG 5 KIỂM TRA LẠI CHƯƠNG TRÌNH BẰNG PHẦN MÈM POWERWORLD 5.1 NHẬP CÁC THÔNG SỐ TỪ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI THựC TẾ VÀ XUẤT RA KẾT QUẢ Ể 64

5.1.1 Một số lưu ý trong quá trình nhập thông số vào PowerWorld 64

5.1.2 Kết quả mô phỏng sau khi chạy PowerWorld 67

5.1.3 Ma trận Ybus của PowerWorld 68

5.1.4 Kết quả tại các Bus 69

5.1.5 Kết quả trên đường dây và MBA 70

5.1.6 Tổng hợp các thông số của máy phát, phụ tải, tổn thất trên toàn hệ thống „ằẾẾằ’ằẾẾ , Ếằ! Ếằ"ẾẾằằ' Ế 70

5.2 SO SÁNH KẾT QUẢ MÔ PHỎNG POWERWORLD VỚI KÉT QUẢ TỪ CHƯƠNG TRÌNH MATLAB 71

5.2.1 Một số thông số ma trận Y bus 71

5.2.2 Các thông số tại 10 Bus đầu 72

5.2.3 Thông số công suất truyền trên đường dây và qua M BA 73

5.2.4 Công suất phát, phụ tải và tổn thất công suất trông hệ thống 74

C.KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHU LUC• • Chương trình con đổi sang đom vị tương đối Busdata 78

Chương trình con đổi sang đơn vị tương đối Linedata 78

MỤC LỤC CBHD: Trần Anh Nguyện

Chương trình con đổi sang đơn vị tương đối Tranformerdata 79Chương trình con tạo ma trận Y bus 80Chương trình con tính toán phân bố công suất và tổn thất trên hệ thống điện bằngphương pháp Fast Decoupled 83Chương trình con phân bố công suất trên đường dây và MBA 88Chương trình con xuất tất cả các kết quả đã tính toán được 90

MỤC LỤC HÌNH CBHD: Trần Anh Nguyện

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1: Các cửa sổ làm việc chỉnh của Matlab 3

Hình 1.2: Menu File > New > M -file 4

Hình 1.3: Cửa sổ M -file 4

Hình 1.4: Cửa sổ GUIDE -M A T L A B 13

Hình 1.5: Vùng không gian làm việc của GUI 14

Hình 1.6: File.m của chương trình Matlab tạo ra 14

Hình 1.7: Hướng dẫn thiết lập Excel Link tại thư mục HELP của MATLAB 15

Hình 1.8: Các tiện ích của Excel L ỉn k-M a tla b 15

Hình 1.9 : Ma trận dữ liệu từ bảng tỉnh Excel 16

Hình 1.10: Yêu cầu đặt tên biến (tên ma trận) khi đưa dữ liệu vào Matlab 16

Hình 1.11: Ket quả chuyển dữ liệu từ bảng tỉnh Excel vào M atlab 17

Hình 1.12: Dữ liệu ma trận tại phần mềm M atlab 17

Hình 1.13: Yêu cầu khai bảo tên biến (tên ma trận) lẩy ra từ M atlab 18

Hình 1.14: Ket quả chuyển dữ liệu từ Matlab ra bảng tỉnh Excel 18

Hình 2.1: Hệ thong điện đom g iả n 21

Hình 2.2: Các tỉnh chất cơ bản về điện của thiết bị điện trên hệ thong 21

Hình 2.3: Mô hình mạng của hệ thong điện 22

Hình 2.4: Sơ đồ tổng quát liên kết tại nút thứ ỉ trong mạng điện 23

Hình 2.5: Sơ đồ khối thuật toán thành lập ma trận Ybus 24

Hình 2.6: So sánh sổ điểm dao động trong quá lặp theo các phương pháp 38

Hình 2.7: Sơ đồ thay thế của đường dây 43

Hình 2.8: Sơ đồ thay thế của MBA khỉ đầu phân áp ở mức 0 43

Hình 2.9: Sơ đồ thay thế của MBA khỉ đầu phân áp ở mức khác 0 44

Hình 2.10: Lưu đồ phương pháp Fast Decouple 45

Hình 2.11: Sơ đồ lưới điện 3 Bus 46

Hình 2.12: Mô hình Ybus của lưới điện 3bus 46

Hình 3.1: Ma trận Busdata 50

Hình 3.2: Ma trận Lỉnedata 51

Hình 3.3: Ma trận Tranformerdata 51

Hình 3.4: Ma trận Busdata đã được đổi sang đơn vị tương đoi 52

Hình 3.5: Ma trận Lỉnedata đã được đổi sang đơn vị tương đổi 53

Hình 3.6: Ma trận Tranformerdata đã được đổi sang đơn vị tương đổi 54

Hình 3.7: Ma trận Ybus trong M atlab 55

Hình 3.8: Ma trận Ybus trong Matlab (tt) 56

Hình 3.9: Ma trận Ybus trong Matỉab (ít) 56

Hình 3.10: Ket quả tính toán bằng chương trình Fast Decoupled 57

MỤC LỤC HÌNH CBHD: Trần Anh Nguyện

Hình 4: Sơ đồ đơn tuyển hệ thống điện vùng ĐBSCL 60

Hình 5.1: Nhập thông số cho Máy Phát gắn vào Slack Bus 64

Hình 5.2: Nhập thông sổ cho Slack Bus 65

Hình 5.3: Nhập thông sổ cho đường dây 66

Hình 5.4: Nhập thông sổ cho Máy Biến Á p 66

Hình 5.5: Sơ đồ mô phỏng bang PowerWorld 67

Hình 5.6: Ma trận Ybus trong PowerWorld 68

Hình 5.7: Ma trận Ybus trong PowerWorld (ít) 68

Hình 5.8: Ma trận Ybus trong PowerWorld (tt) 69

Hình 5.9: Ket quả tỉnh toán tại các Bus của PowerWorld 69

Hình 5.10: Ket quả tỉnh toán trên đường dây và MBA của PowerWorld 70

Hình 5.11: Công suất phát, phụ tải và ton that công suất trong hệ thong được tỉnh toán bang PowerWorld 70

Hình 5.12: Một sổ thông so ma trận Ybus trong PowerWorld 71

Hình 5.13: Một sổ thông so ma trận Ybus trong Matlab 71

Hình 5.14: Thông sổ 10 Bus đầu trong PowerWorld 72

Hình 5.15: Thông sổ 10 Bus đầu trong M atlab 72

Hình 5.16: Thông số công suất truyền trên đường dây và MBA của 4 Bus trong PowerWorld 73

Hình 5.17: Thông số công suất truyền trên đường dây và MBA của 4 Bus trong Matlab 73

MỤC LỤC BẢNG CBHD: Trần Anh Nguyện

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng phân loại nút frong hệ thống điện 20

Bảng 2.2: So sánh kích thước ma trận Jacobian theo các phương p h á p 38

Bảng 4.1: Công suất phát, phụ tải và ton that công suất frong hệ thong được tỉnh toán bằngM atlab 61

Bảng 4.2: Thong kê đường dây vận hành quá tải 62

Bảng 5: So sánh công suất phát, phụ tải và tổn thất công suất trong hệ thống 74

Bảng 6: Ỷ nghĩa của các biển trong MFile “Dulỉeudauvao.m ” 78

Bảng 7: Ỷ nghĩa của các biến trong MFile “donvỉtuongdoỉ.m ” 79

Bảng 8: Ỷ nghĩa của các biến trong MFile “Ybus.m” 82

Bảng 9: Ỷ nghĩa của các biển trong MFile “FD.m ” 86

Bảng 10: Ỷ nghĩa của các biến trong MFile “phanbocongsuat.m ” 89

Bảng 11: Ý nghĩa của các biến trong MFile “xuatketqua.m” 91

MỞĐẦU CBHD: Trần Anh Nguyện

A MỞ ĐÀU

1 GIỚI THIỆU CHUNG

Nhiệm vụ của phân bố công suất là tính toán các thông số chế độ làm việc, chủ yếu là dòng điện và điện áp tại mỗi nút của mạng điện Việc xác định các thông số chế

độ mạng điện rất có ý nghĩa khi thiết kế, vận hành và điều khiển hệ thống điện

Ngoài ra, tính toán phân bố công suất sẽ tìm được tổn thất công suất trên các nhánh rẽ và của toàn mạng, từ đó xác định được tổn thất điện năng, làm cơ sở để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Thêm vào đó, tính toán phân bố công suất còn xác định được khả năng đáp ứng công suất của nguồn cho phụ tải, khả năng tải của máy biến áp trung gian hoặc lưới truyền tải Từ đó có các phương án cung cấp điện, vận hành thích hợp

Tính toán phân bố điện áp tại các nút của mạng điện phân phối sẽ xác định được tổn thất điện áp trên các nhánh và điện áp tại các nút tải Kết quả tính toán nhằm phục

vụ công tác quy hoạch, thiết kế và vận hành mạng điện

■ Trong quy hoạch, thiết kế, tổn thất điện áp dùng để lựa chọn hoặc kiểm tra dây dan

■ Trong vận hành tổn thất điện áp dùng để tính toán điều chinh điện áp

Tính toán phân bố công suất xác định được phân bố dòng điện trên các nhánhễ Dòng điện nhánh cũng là một thông số quan trọng, dùng để kiểm tra dây dẫn và các thiết bị theo điều kiện phát nóng

2 MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN c ứ u CỦA ĐÈ TÀI

Viết chương trình Matlab tính toán phân bố công suất và tổn thất trên hệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long Chương trình xây dựng với mục tiêu chính: hướng đến khả năng ứng dụng trong tính toán cho hệ thống điện trên thực tế

Quá trình thực hiện chương trình chú trọng các vấn đề sau:

□ Có thể thực hiện tính toán phân bố công suất và tổn thất trên các hệthống điện khác nhau

□ Đom giản hóa khâu nhập dữ liệu, rút ngắn các bước tính tay để giảmthiểu sai số, kết quả tính toán đảm bảo yêu cầu chính xác

□ Dễ dàng sử dụng

□ Có thể kiểm được tra kết quả tính toán trên các phần mềm khác

(Powerworld), qua đó làm tăng tính tiện ích, giảm thiểu sai sót.

MỞĐẦU CBHD: Trần Anh Nguyện

Để thực hiện được các yêu cầu trên thì cần có phương pháp tính toán phùhọp

Quá trình thực hiện, em khảo sát phương phân lập nhanh (Fast Decoupled method) áp dụng trong giải tích hệ thống điện Đưa ra mô hình hóa và viết chương

trình ứng dụng theo phương pháp này

Trên cơ sở thực hiện chương trình sẽ xác định phương pháp tính toán phù họp cho tính toán phân bố công suất và tổn thất trên hệ thống truyền tải cao áp Đồng Bằng Sông Cửu Long

3 KẾT CẤU CỦA ĐÈ TÀI

A MỞ ĐẦU

B NỘI DUNG

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

CHƯƠNG 3 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÊ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP THựC TẾ

CHƯƠNG 5 KIÊM TRA LẠI CHƯƠNG TRÌNH BẰNG PHẦN MỀM POWERWORLD

c KÉT LUẬN

NỘI DUNG - CHƯƠNG j ễ- TÔNG QUANMATLAB CBHD: Tran Anh Nguyện

B NỘI DUNG

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN M ATLAB

Matlab (Matrix laboratory) là chương trình lập trình ứng dụng được sử dụng

trong nhiều lĩnh vực như điện, điện tử, điều khiển tự độngử Matlab có thể giải quyết được nhiều bài toán đặc biệt là các bài toán về ma trận

Sau khi cài đặt phần mềm thành công, lần đầu tiên khởi động Matlab, giao diện chương trình sẽ xuất hiện gồm nhiều khung làm việc (Workspace, Command History, Current Directory, Command Window, )

Fill Edit 3 :k g Parallel Desktop W ndiw H:lp

File Edit Debug Parallel Desktop Window Help

0 0 1 Í % Í ? 1 Í I EjS l l 1 © ' 1 CurrentDirectofy.| D:\LuanVanT0tN 9hiep\LuanVan PBCS_Pham Ngoe Minh\Hoan Chinh Nhat\matlabV4(hD anchinhnhst) T |Q S l

■ Shortcut! [i] Howto Add 3 What1! New

k ► D; > LuarVanTotNghiep ► LuanVan PBCS_Pham NgoeMinh ► Hoan Chinh Nhat ► matlabV4Choan chinh nhat) >

Hình 1.1: Các cửa số làm việc chính của Matlab

• Command window, cửa số đế nhập các lệnh và dữ liệu, đồng thời là nơi xuất

các kết quả tính toán

CHƯƠNG 1: TONG QUANMATLAB CBHD: Tran Anh Ngưỵện

• Command history, cửa sổ lưu trữ các lệnh đã thực thi cùng với thời gian sử

dụng

• Workspace : cho biết các thư mục đang lưu trữ.

Vào menu File > New > M-file, lúc này sẽ có một cửa sổ mới xuất hiện

' Editor - D:\Luan Van Tot NghiepUuan Van PBCS_Pham Ngoe MĩnhVHoan Chinh Nhat\matlabV4[hc Ịĩỉĩẽ ] Edit Text Go Cell Tools Debug Desktop W indow Help

New Open Ctrl + O Open Selection Ctrl+D Close Editor

M-File Function M-File Class M-File Figure Variable Model GUI Deployment Project

sau:

E ditor - O:\Luan Van Tot Nghiep\Luan Van PBCS_Pham Ngoe M inh \H oa n Chinh N h at\m a tla bV 4[h oa n chinh n ha t)\D ulieudauvao.m

File Edit Text Go Cell Tools Debug] Desktop W in d o w Help

! D Ổ I * % * - > V Open M-Files when Debugging % w 1 0 ® Stack: 1 Base f x

-tfB r i

ỊU UíH - 1.0 1 + *

Step Step In Step O ut

S e t/M o d ify C o nd itio n al Breakpoint.,

16

8 Exit Debug Mode Shift+F5 □ □ □

Hình 1.3: Cửa sổ M-file

Mỗi một file hàm của MATLAB (M file) đều được bắt đầu với khai báo như

Function [tên kết quả] = tên hàm (danh sách các biến)

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

File.m thường lấy tên là tên của hàm

Phần thân của chương trinh trong hàm là các lệnh của MATLAB thực hiện việc tính toán giá trị của đại lượng được nêu trong phần tên kết quả theo các biến được nêu trong phần danh sách các biến Các biến chỉ có tác dụng nội trong hàm vừa được khai báo Tên của các biến được ngăn cách nhau bằng dấu phẩy

Ví dụ: tạo hàm giải phương trình bậc hai, tên tập tin hàm được đặt là bachai.m

Các toán tô quan hệ: <, <=, >, >=, == (bằng), =~ (khác)

Các toán tô logic: & (and), I (or), ~ (not)

Các hằng: pi, j, inf (vô cùng), NaN (không xác định)

1.2.2 Cách đăt tên biến•

Matlab có những quy định về tên biến: tên biến phải bắt đầu bằng chữ và

với chữ thường

1.2.3 Điều khiển vào ra

o Các lệnh sau dùng để đưa số liệu vào và ra:

o Nhập dữ liệu : input (cúpháp: tên biến = ỉnput(‘chuổỉ hiển thị’)).

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

o Hiển thị nội dung của mảng hay chuổi: dỉsp (cú pháp dispậên biển hoặc

tên chuổi cần hiển thị)

o Điều khiển xuất kết quả tính toán : format

• format short (5 so)

Ví dụ: 50.833

• format short g (chính xác hơn format short và format short e)

Vi du: 50.833

o Lưu dữ liệu: save (cú pháp: save ‘tên file ’ ‘tên biến ’ ‘kiểu định dạng ’)

o Lệnh dưa dữ liệu ra file hoặc màn hình: jp rin tf

vi dụ:

» R=45:

» fp rin tf(‘Dien tich = %7.3f mA2 \n’, pi*RA2)

Giải thích; - Có %7.3f thì hiện thị ít nhất 7 ký tự với 3 chữ số thập phân

Kết quả hiển thị:

Dien tich = 6361.725 mA2

o Zệnh xóa màn hình trong Command Window: clc, tạo giao diện “thoáng mát”

và “tươi mới” cho mỗi lần chạy

của lần chạy trước không gây ảnh hưởng đến lần chạy sau Nếu bạn không muốn xóa

hết tất cả các biến đã gán mà chỉ muốn xóa một vài biến, ví dụ biến a và biến b, khi đó

câu lệnh trở thành:

clear a b

(clear, a, b đều cách nhau một khoảng trang)

1.2.4 Môt số hàm toán hoc Ctf bản• •

Ví du: Hàm làm tròn round.

» round(1.4)

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

asn =

» round(l.ó)

asn =

2

Trong các hàm lượng giác trên thì biến X có đơn vị là radian nếu X có đom vị

là độ thì ta phải đổi sang radian

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

»A=zeros(m ,n) (ma trận A gồm toàn các phần tử 0, cỏ m hàng n cột)

»A=ones(m ,n) (ma trận A gồm toàn các phần tử 1)

❖ Địa chỉ mảng: Để truy xuất đến phần tử nằm ở hàng i cột j của ma trận A ta

dùng lệnh:

» A (ỉ,j)

» A (:,Ỉ) (Truy xuất tất cả các phần tử của cột ỉ)

» A (Ỉ,:) (Truy xuất tất cả các phần tử của hàng ỉ)

1.4.2 Các phép toán vói ma trận trong Matlab

» X = A *B Khi nhân theo mảng thì A, B phải cùng kích thước Với phép nhân

này thì các phần tử của hai ma trận này được nhân tương ứng với nhau

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

Nghiệm của hệ phương trình tuyến tính có thể xác định thông qua các phép toán ma trận

" auXj + a12x 2 + + alnx n - ỗj

Hệ (1.1) biểu diển dưới dạng ma trận:

A-1.A.X = A-1.B hay X = A-1.B

Lúc này ta sử dụng hàm: inv(A) để xác định ma trận nghịch đảo A"1 , như

vậy nghiệm của hệ là:

»X= inv(A)*B

Tuy nhiên khi det(A)=0 việc xác đinh ma trận nghịch đảo A"^ không chính xác Khi đó Matlab sẽ giải hệ (1.2) bằng một hàm được lập trình sẵn và cho kết quả tin cậy hơn:

Yii: tổng dẫn riêng của nút i, bằng tổng các tổng dẫn nối vào nút i

Yij: tổng dẫn tương hổ giữa nút i và j, bằng tổng các tổng dẫn nối giữa hai nút i và j nhưng ngược dấu, n = (số nút) -1 Trong đó điện thế của một nút bất kì được chọn làm chuẩn

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

u là vectơ điện thế tại các nút Trừ thế của nút chọn làm chuẩn, có dạng:

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

Ví dụi Trong M-file, bạn gõ đoạn code sau, đây là một chương trình xếp loại học lập dựa vào điểm số trung bình bạn nhập ban đầu

dỉem=ỉnput(‘Hay nhap vao diem so trung bỉnh: ’);

CHƯƠNG 1: TỒNG QUANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

Bước tăng có thể được mặc định bằng 1 hoặc có giá trị dương hay âm nhưng

phải phù hợp với giá trị của chỉ số đầu và chỉ số cuối Cho biến <bỉểnchỉsố> chạy từ giá trị <chisổđầu> đến giá trị <chỉsốcuổỉ> với giá trị của <bướctăng> (<chisốđầu>,

<bướctăng>, <chỉsốcuốỉ> đều là các giá trị do bạn đưa vào) Nếu bạn không ghi

<bướctăng> thì Matlab sẽ ngầm hiểu <bướctãng>=1.

CHƯƠNG 1: TỒNG QUẢNMATLAB CBHD: Trần Ảnh Nguyện

1.7ẵ GIAO DIỆN ĐỒ HỌA GUIDE TRONG MATLAB

GUI cung cấp các công cụ có khả năng liên kết các môi trường tính toán và đồ họa làm tăng tính trực quan và sinh động của vấn đề

Để khởi động GUI, từ của sổ Command Windown ta gõ lệnh guide, khi đó cửa

sổ GUI xuất hiện:

@sníỉ Sfelii

C re a te N e w © U I Ị O p e n E x is tin g QUI

G U ID E te m p la te s

^ B la n k G U I (D e fa u lt)

♦ GUI w ith U ic o n tro ls

GUI w ith A xes a n d M enu

M o da l Q u e s tio n D ia lo g

BLANK

I I Save on sta rtu p as:

H e lp

Hình 1.4: Cửa sổ GUIDE - MATLAB

Muốn tạo một GUI ta chọn hộp ‘Create New GUI’ Không gian làm việc xuất

hiện:

CHƯƠNG ; ễ- TÔNG QUANMATLAB CBHD: Tran Anh Nguyện

gian thiết kế.

Hình 1.5: Vùng không gian làm việc

Một số công cụ (đối tượng) của GUI như:

- Push button: tạo nút ấn

- Edit text : tạo khung, tại khung này cho phép truy xuất dữ liệu

- Static text : cho phép hiển thị chuổi văn bản

- Popup menu: tạo menu đổ xuống

- Axes: tạo hệ trụ tọa độ, cho phép hiển thị các hình vẽử

Để xây dựng GUI ta click chuột và kéo các đối tượng cần sử dụng vào vùng không gian thiết kể Mỗi đối tượng GUI có hai thuộc tính quan trọng:

Thuộc tính String: hiển thị một chuổi kiểu văn bản ‘text ’ ngay trên vị trí đặt đối

tượng

Thuộc tính Tag: tên của đối tượng, tên Tag do người lập trình đặt

Sau khi đã xác định thuộc tính cho các đối tượng, ta click RUN để kiểm tra kết quả Lúc này Matlab sẽ tự động tạo hai file có phần mở rộng là file.m và file.fig File.m

chứa các chương trình con ‘callback’ mà người lập trình sẽ yêu cầu Matlab thực hiện

khi click vào đối tượng File.fig chứa giao diện của GUI vừa tạo ra

E d ito r - D ỉ\L u a n V a n T-ot N g h ie p M u a n V a n PB C S_Pham N g o e M in h \H o a n C h in h ,M K at\m a tla b V -4fhcian cKinh nh.alONphanbcieian-gsuat.m

File Edit T ex t Go Cell T o o ls D e b u g D es ktop W in d o w H e lp

* 7 c » I & m - 1 * % ■ » fir* I v t i - m m m m m I s t a c

Cano Suat tr e n Tuna Day

CHƯƠNG 1: TỒNG QUẢNMATLAB CBHD: Trần Ảnh Nguyện

1.8 LIÊN KẾT GIỮA MATLAB VÀ MICROSORFT EXCEL

Matlab có khả năng liên kết với các phần mềm: Microsoft Office, C++, Visual Basic

Với Microsoft Ofice 2003, Malab có thể liên kết với Excel thông qua tính năng

Excel Link do đó có thể trao đổi dữ liệu (dạng ma trận) qua lại giữ hai phần mềm.

Để sử dụng tính năng này cần thiết lập cấu hình Excel L ink của phần mềm Excel Với Matlab tính năng Excel Link chứa trong hộp công cụ Tool Box Các bước

hướng dẫn thiết lập được trình bày khá cụ thể trong thư mục Help (Excel Link) của Matlab

File Edit View Go Favorites

Title: Configuring Excel to Work with Excel Link:: Getting started (Excel Link)

Configuring Exce l to W ork with Excel Link

Once you have installed Excel Link, you are ready to configure Excel You n

1 Start Microsoft Excel.

2 Pull down the Tools menu, select Add-Ins and click Browse.

3 Find and selBữt the Excel Link add-in e x c l l i n k x l a under

< m a tlá b > /t o o l b o x / e x l i n k Click OK.

Throughout this document the notation < represents the.M ATLAB root directory, the directory where MATLAB is installed on your system.

Back in 1he A d d-In s window, make sure there is a check in the box for Excel Link for use with MATLAB and click OK The Excel Link add-in loads now and with

4 ba ck in th e Add-Ins window, make SI

each subsequent invocation of Excel.

5 W atch for the appearance of the MATLAB C om m an d W in d o w button on the W indows taskbar.

Note The MATLAB desktop does not start automatically at this time If yau want tũ run the desktop, enter the d e s k to p command in the Command Window

6 W atch for the appearance of the Excel Urik toolbar on your Excel worksheet.

Send data to Refrl eve Execute MAT LAB

: 75 psges contain the words: e

Hình 1.7: Hướng dẫn thiết lập Excel Link tại thư mục HELP của MATLAB

1.8.1 Các tiện ích của liên kết

Sau khi thiết lập liên kết, trên thanh công cụ (Tool bars) của Excel xuất hiện các

Hình 1.8: Các tiện ích của Excel Link - Matỉab.

CHƯƠNG 1: TONG QUANMATLAB _ CBHD: Tmn Anh Nguyện

♦> Chức năng như sau:

đưa vào Matlab phải được đặt tên biển (variable)

Matlab phải được khai báo đúng tên biển

1 8 2 Chuyển dữ liệu từ Excel sang M atlab:

Từ bảng tính Excel ta có các dữ liệu (dạng ma trận) như hình 1.13:

s ta rtm a tla b p u tm a trix g e tm a trix e v a ls trin g _

loại như sau xuất

Hình 1.10: Yêu cầu đặt tên biến (tên ma trận) khi đưa dữ liệu vào Matlab.

Ta đặt tên biển là ‘KHOALUAN’ sau đó click OK Lúc này tại cửa sổ Command Windown của Matlab ta gõ lệnh ‘KHOALUAN’ thì các dữ liệu này sẽ hiện ra màn hìnhễ

CHƯƠNG 1: TỎNG ỌỤANMATLAB CBHD: Trần Anh Nguyện

© a riiriỄ O Ể I 'lY im íìn v File E dit V ie w W in d o w H e lp

Hình 1.11: Ket quả chuyển dữ liệu từ bảng tinh Excel vào Matlab.

i ềj.5 ễ Chuyển d ữ liệu từ M atlab sang Excel:

Muốn chuyển dữ liệu sang Excel thì biến cần đưa ra phải tồn tại trong Matlab

Chẳng hạn tại Matlab ta có biến ‘DONGDIEN’:

Hình ỉ 12: Dữ liệu ma trận tại phần mềm Matlab

CHƯƠNG Ị Ề - TỒNG QUANMATLAB CBHĐ: Trần Anh Nguyện

Để lấy biến này ra bảng tính Excel ta click vào ‘geừnaứix’ trên thanh công cụ

củã E xcel, lúc này chương trình yêu cầu nhập tên biến cần lấy ra bảng tính Excel

Csrca-jDDNGDIEN

Hình 1.13: Yêu cầu khai báo tên biển (tên ma trận) lấy ra từ Matlab

Ta nhập vào ‘DONGDỈEN’ Và chọn OK, lúc này trên bảng tính Excel sẽ xuất hiện dữ liệu của biến ‘DONGDIEN’ chuyển từ Matlab ra Excel.

i ^ãil |rti| Mể>Hr»lĩv ffR ifM i

tg H File Edit V ie w in s e rt F o rm a t J ể jo ls D ata W in d o w H elp

Hình 1J4: Ket quả chuyển dữ lỉệu từ Matỉab ra bảng tính Excel

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Trong chương này sẽ đưa ra các mô hình toán học của mạng điện, các phương pháp toán số chọn lọc và các phương pháp phân bố công suất

Khảo sát phân bố công suất thường áp dụng cho hệ thống ba pha cân bằng Khảo sát phân bố công suất đòi hỏi có tổng trở đường dây và máy biến áp, đầu phân áp của máy biến áp, điện dung đường dây, số liệu công suất của nguồn và phụ tải Cơ sở

lý thuyết của bài toán phân bố công suất dựa trên hai định luật Kirchoff về dòng điện tại nút và điện thế mạch vòng

2.2 MÔ HÌNH NÚT CỦA LƯỚI ĐIỆN

Hệ thống điện là một hệ thống phức tạp gồm nhiều phần tử phi tuyến, tuyến tính được sắp xếp theo một trình tự nhất định để cung cấp, liên lạc và truyền tải công suất

từ nơi sản xuất tới nơi tiêu thụ cuối cùng Hệ thống có thể phân thành hai loại phần tô chủ yếu là phần tử thụ động là phần tử hấp thụ công suất tò nguồn (phụ tải); phần tô tích cực là phần tử sinh ra công suất điện (nhà máy điện) Trong hệ thống điện có rất nhiều điểm nút (bus) là giao điểm các phát tuyến

Nhiệm vụ của đường dây và nút lưới điện là vận chuyển điện năng từ nhà máy điện tới nơi tiêu thụ Giải tích đường dây tải điện đi xa là thiết lập những quan hệ nhằm xác định những thông số của chế độ đường dây dài trong các chế độ vận hành khác nhau

đường dây cũng như góc s giữa các vectơ điện áp ở hai đầu đường dây.

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Phân loại các điểm nút trong hệ thống điện:

□ Nút phụ tải (Load bus) - [P,Q]

Biết: Công suất thực p và công suất kháng Q cấp cho tải

Chưa biết: Biên độ và góc điện áp

#i _IVil^i

Sdí = Pdì + j Qdì

□ Nút nguồn (Generator bus) - [P,U] hay [P,V]

Biết: Công suất thực p phát vào hệ thống và biên độ điện áp V

Chưa biết: Công suất kháng và góc điện áp

□ Nút cân bằng (Slack bus, Swing bus hoặc Reference bus) - [U, Ỏ]

Biết: Biên độ và góc điện áp

Chưa biết: Công suất thực và công suất kháng

• Phải có 1 MF làm nút chuẩn và bù công suất vào hệ thống do bởi tổn thất

#i

S r e f - ỉ 1 r e f + jQ r e f

IVil = 1.0 or 1.05

Việc phân loại nút được thực hiện như sau:

Bảng 2.1: Bảng phân loại nút trong hệ thống điện

Loại Bus

Các thông số

đã biết

Các thông số chưa biết

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Chủ v: Nếu một máy phát có đủ nguồn công suất để bảo đảm một mức

điện áp nào đó, nó được xử lý như là một nút điều tiết điện áp

Trong phần này cung cấp một phương pháp đơn giản xác định ma trận tổng dẫn nút từ cấu trúc cơ bản của những thiết bị điện trong mạng Phương pháp phân tích cơ bản là lý thuyết mạch (graph theory) và trạng thái đa kết nối của nhiều mạng

Xét một mạng điện đom giản có 3 nút và 3 dây dẫn Các tổng trở trên từng đường dây và các dòng điện đưa vào các nút như trình bày ở Hình 2.1

Hình 2.1: Hệ thống điện đơn giản

Các đặc tính cơ bản của đường dây được trình bày ở Hình 2.2

Hình 2.2: Các tính chất cơ bản về điện của thiết bị điện trên hệ thống

Mô hình hóa các đặc tính cơ bản về điện của thiết bị điện trở thảnh mô hình mạng để xác định tổng dẫn nút của mạng được trình bài ở Hình 2.3

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Hình 2.3: Mô hình mạng của hệ thống điện

Áp dụng định luật KCL tại các Bus 1,2 và 3 ta có:

Ii = In + I12 + Ii3 =ynVi + yi2(Vi - V2) + yi3(V1 - v 3)

h = I22 +121 + h ĩ = y 22*^2 + Y2i(V2 - Vi) + y23(V2 - V3)

13 = 133 + I3 2 + I31 = 7 3 3 ^ 3 + y 32( V 3 - V 2 ) + y 3l ( V 3 - V i )

Rút gọn biểu thức (2.1) ta được:

Ii= (yn + yi2+ yi3)Vi - yi2V2 - yi3V3

h= - y2iVi + (y2i + yi2 + Ỵ23)V2- y23V3

Ij=- y3jVj - y32V2 + (y3! + y32 + Y33)V3

Biểu diễn biểu ứiức (2.2) ở dạng ma trận ta được:

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TÍNH PHẤN BỒ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Hình 2.4: Sơ đồ tổng quát liên kết tại nút thứ ỉ trong mạng điện

■ Phần tò trên đường chéo chính có tổng dẫn nối nút thứ i là:

■ Phần tử ngoài đường chéo chính có tổng dẫn tương hỗ giữa nút thứ i và thứ jlà:

( 2 6 )

i j t j i * j i ± j

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

Hình 2.5: Sơ đồ khối thuật toán thành lập ma trận Ybus

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH LƯỚI ĐIỆN

2.3.1 Phương pháp lặp GAUSS - SEIDEL (GS)

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

2.3.1.1 Giải phương trình bằng phưtmg pháp lặp GS

❖ Các bước lặp:

- Chọn một hàm và sắp xếp lại theo dạng X = g(x) (có thể có nhiều cách sắp xếp)

- Tìm sự cải tiến giá trị của X thông qua vòng lặp, tức là x^k+ l)= g ( x ^ )

- Lời giải tìm được khi sự khác biệt giữa hai vòng lặp nhỏ hơn một giá trị chotrước: |x ^ " ^ - x ^ |< e

❖ Hệ số tăng tốc

- Có thể cải thiện tốc độ hội tụ thông qua hệ số tăng tố c :: a>l

- Bước lặp được hiệu chỉnh như sau:

JC[5]= 3.739 JC[6] = 3.967 JC[7]= 3.998 Jt[8] = 4.000

CHƯƠNG 2: CẢC PHƯƠNG PHẢP TỈNH PHẨN BÓ CÔNG SUẤT CBHD: Trần Anh Nguyện

2.3.1.2 Giải hệ phương trình bằng phương pháp lặp GS

♦♦♦ Xem xét hệ n phương trình như sau:

- Quá trình lặp diễn ra cho đến khi thỏa mãn điều kiện:

❖ Ví dụ 3: Dùng phương pháp Gauss Seidel giải hệ phương trình sau:

r2 X1+ X 1X 2 - ì = 0 2Xỉ + XỉX 2 - \ = 0

- Ý tưởng:

x ịkì = 0.5

-X iỉ ) =-0.5 +