Nhằm giúp các bạn chuyên ngành Điện - Điện tử có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và ôn thi, mời các bạn cùng tham khảo chuyên đề môn học Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện. Nội dung tài liệu cung cấp cho các bạn những câu hỏi bài tập có đáp án về điều khiển ổn định hệ thống điện. Hy vọng tài liệu giúp các bạn đạt kết quả cao trong kỳ thi sắp tới.
Trang 1CHUYÊN Đ MÔN H CỀ Ọ
Phân tích và đi u khi n n đ nh H Th ng Đi nề ể ổ ị ệ ố ệ
Bài 1:
Ta có:
31 , 8 2
600 0277 , 0 2
.
R R
3 , 84 2
600 281 , 0 2
.
X X
T n th t đi n áp trên đ ổ ấ ệ ườ ng dây:
) ( 9 90 750
3 , 84 720 31 , 8 900
U
X Q R P U
dm
1 B ng ph ằ ươ ng pháp g n đúng xác đ nh đi n áp t i nút ph t i: ầ ị ệ ạ ụ ả
) ( 1 , 659 9 , 90
U U
U t
2 Xác đ nh h s d tr công su t tác d ng và công su t ph n kháng theo đi u ị ệ ố ự ữ ấ ụ ấ ả ề
ki n gi i h n n đ nh tĩnh: ệ ớ ạ ổ ị
gi i h n công su t tác d ng: ớ ạ ấ ụ
sin 6 , 6672 3
, 84
750 750 sin
.
.
X
U E
P Dm
H s d tr theo P ệ ố ự ữ
% 4 , 641
% 100 900
900 6 , 6672
% 100
0
0
P
P P
K Dm P
0 0
6 , 6672
900 arcsin arcsin
Dm
P P
Gi i h n công su t ph n kháng ớ ạ ấ ả
8 , 1634 98
, 0 3 , 84 4
750 cos
4
2 0
2 2
X
U
H s d tr theo Q ệ ố ự ữ
% 05 , 127
% 100 720
720 8 , 1634
% 100
0
0
Q
Q Q
K Dm Q
3 Xác đ nh h s d tr công su t tác d ng và công su t ph n kháng theo đi u ị ệ ố ự ữ ấ ụ ấ ả ề
ki n gi i h n n đ nh tĩnh khi h th ng b đ t 01 đ ệ ớ ạ ổ ị ệ ố ị ứ ườ ng dây
6 , 168 600 281 , 0
X X
Gi i h n công su t tác d ng: ớ ạ ấ ụ
sin 3 , 3336 sin
6 , 168
750 750 sin
.
.
X
U E
P Dm
H s d tr theo P ệ ố ự ữ
% 7 , 270
% 100 900
900 3 , 3336
% 100
0
0
P
P P
K Dm P
0 0
3 , 3336
900 arcsin arcsin
Dm
P P
Gi i h n công su t ph n kháng ớ ạ ấ ả
Trang 2) (
56 , 722 94 , 0 6 , 168 4
720 cos
4
2 0
2
2
MVAr X
U
Q Dm
H s d tr theo Q ệ ố ự ữ
% 35 , 0
% 100 720
720 56 , 722
% 100
0
0
Q
Q Q
K Dm Q
Bài 2: Xét s đ h th ng đi n nh hình v :ơ ồ ệ ố ệ ư ẽ
F2 B2
S4
S6
1
2
3 4
5
6
Gi thi t các máy phát F1, F2, F3 có TĐK tác đ ng m nh v i đi n áp đ nh m c c a ả ế ộ ạ ớ ệ ị ứ ủ máy phát là 15,75kV. Thông s MBA nh trong b ng ố ư ả 1:
B ng 1 ả
(MVA) kVUc UhkV Un% PcukW kWPfe Io%
Thông s đ ố ườ ng dây cho trong b ng 2: ả
B ng 2 ả
Tên đường dây L
Km
Ro /km
Ω
Xo /km
Ω
Bo 1/ kmΩ
Công su t ph t i nh sau: ấ ụ ả ư
S3=90+j60 (MVA)
S4=120+j80 (MVA)
Trang 3S6=80+j45 (MVA)
1. S d ng thu t toán GAUSS đ bi n đ i đ ng tr s đ h th ng v d ng ử ụ ậ ể ế ổ ẳ ị ơ ồ ệ ố ề ạ hình tia g m 3 ngu n n i v i nút ph t i S ồ ồ ố ớ ụ ả 5
2. S d ng tiêu chu n dQ/dU < 0 đ xây d ng mi n làm vi c cho phép c a ử ụ ẩ ể ự ề ệ ủ
ph t i S ụ ả 5 trong m t ph ng công su t ặ ẳ ấ
Tr l i:ả ờ
1. S d ng thu t toán GAUSS đ bi n đ i đ ng tr s đ h th ng v ử ụ ậ ể ế ổ ẳ ị ơ ồ ệ ố ề
d ng hình tia g m 3 ngu n n i v i nút ph t i Sạ ồ ồ ố ớ ụ ả 5
F1
F2
F3
2
6
24 B2
Z 16
Z 56
Z 6
Hình 1: S đ bi n đ iơ ồ ế ổ
Thông s lố ưới đi n:ệ
Thông s MBA đ ng tr :ố ẳ ị
) 10 125 (
230 546
2 3
2 2
2 1
đm
đm N B
S
U P
) ( 061 , 0 ) 10 125 (
230 100
3 ,
14
2 2
1
đm
đm N B
S
U U X
) ( 00017 ,
0 ) 10 360 (
242 375
2 3
2 2
2 2
đm
đm N B
S
U P R
) ( 02 , 0 ) 10 360 (
242 100
5 ,
12
2 2
2
đm
đm N B
S
U U X
) ( 00061 ,
0 ) 10 200 (
242 420
2 3
2 2
2 3
đm
đm N B
S
U P R
) ( 038 , 0 10 200 (
242 100
13
2 2
3
đm
đm N B
S
U U X
Thông s đố ường dây
Z24 = (Ro+jXo). L = (0,032 + j0,36). 52 = 1,66 + j18,72 ( )Ω
Z14 = 1,54+15,45j ( )Ω
Z16= 1,176+11,8j ( )Ω
Trang 4Z45= 1,512+17,28j ( )Ω
Z56= 1,44+16,2j ( )Ω
Z53= 2,52+28,8j ( )Ω
Thông s ph t i đ a v t ng trố ụ ả ư ề ổ ở
) ( 46 , 203 2
, 305 80
120
80 120
230
2 2
2 2
2
2
Q P
jQ P U
) ( 26 , 363 3
, 590 40
65
40 65
230
2 2
2 2
2
2
Q P
jQ P U
) ( 5 , 282 3
, 502 45
80
45 80
230
2 2
2 2
2
2
Q P
jQ P U
053 , 0 004 , 0 j18,72
+ 1,66
1 1
24
Z
y
064 , 0 006 , 0 15,45j +
1,54
1 1
14
Z
y
084 , 0 008 , 0 11,8j + 1,176
1 1
16
Z
y
057 , 0 005 , 0 17,28j +
1,512
1 1
45
Z
y
06 , 0 005 , 0 16,2j + 1,44
1 1
56
Z
y
034 , 0 003 , 0 28,8j + 2,52
1 1
53
Z
y
38 , 16 483 , 0 061 , 0 0018 , 0
1 1
1
j Z
y
B B
50 425
, 0 02 , 0 00017 ,
0
1 1
2
j Z
y
B B
31 , 26 422
, 0 038 , 0 00061 ,
0
1 1
3
j Z
y
B B
0011 , 0 0017 , 0 3 , 271 9
, 406
1 1
3
j Z
y
0015 , 0 0022 , 0 46 , 203 2
, 305
1 1
4
j Z
y
Trang 50007 , 0 0012 , 0 26 , 363 3
, 590
1 1
5
j Z
y
00085 ,
0 0015 , 0 5 , 282 3
, 502
1 1
6
j Z
y
16 14 1
1
,
= (0 , 483 j16 , 38)+(0 , 006 j0 , 064)+(0 , 008 j0 , 084) = 0,49j16,52
24 2
2
,
Y B = (0,425j50)+( 0 , 004 j0 , 053) = 0,429j50,03
53 3 3
3
,
= (0,422j26,31)+( 0 , 0017 j0 , 0011)+(0 , 003 j0 , 034)
= 0,426j26,34
Y 4,4 y4 y14 y24 y45
= (0 , 0022 j0 , 0015)+(0 , 006 j0 , 064)+(0 , 004 j0 , 053)+(0 , 005 j0 , 057) = 0,0170,17j
56 45 53 5
5
,
Y
= (0 , 0012 j0 , 0007)+(0 , 003 j0 , 034)+(0 , 005 j0 , 057)+(0 , 005 j0 , 06) = 0,014 –j0,15
56 16 6
6
,
Y = (0 , 0015 j0 , 00085)+(0 , 008 j0 , 084)+(0 , 005 j0 , 06) = 0,014 –j0,14
064 , 0 006 , 0 )
1 , 4 ( 4
,
Y
084 , 0 008 , 0 )
1 , 6 ( 6
,
Y
053 , 0 004 , 0 )
2 , 4 ( 4
,
Y
034 , 0 003 , 0 )
3 , 5 ( 5
,
Y
057 , 0 005 , 0 )
4 , 5 ( 5
,
Y
06 , 0 005 , 0 )
5 , 6 ( 6
,
Y
Ybus =
0,49j16,520 0 0 0 , 006 j0 , 064 0 0 , 008 j0 , 084
0 0,429j50,03 0 0 , 004 j0 , 053 0 0
0 0 0,426j26,34 0 0 , 003 j0 , 034 0
0 , 006 j0 , 064 0 , 004 j0 , 053 0 0,0170,17j 0 , 005 j0 , 057 0
0 0 0 , 003 j0 , 034 0 , 005 j0 , 057 0,014 –j0,15
06
,
0
005
,
0 , 008 j0 , 084 0 0 0 0 , 005 j0 , 06 0,014 – j0,14
Trang 6Ta có ma tr n: ậ
bus bus bus Y U
Trong đó:
là dòng đi n đ ệ ượ c
b m vào nút ơ
là đi n áp nút ệ
V y ma tr n c a bài toán: ậ ậ ủ Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 V1 I1 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 V2 I2 Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 . V3 = I3
Y41 Y42 Y43 Y44 Y45 Y46 V4 0
Y51 Y52 Y53 Y54 Y55 Y56 V5 0
Y61 Y62 Y63 Y64 Y65 Y66 V6 0
Ta kh nút 6 trử ước thì theo phương pháp kh Gauss, ta có:ử
Bước 1: Chia ph ng trình (6) cho Y ươ 66 s có: ẽ
6 66 6 5 66
65 4 66
64 3 66
63 2 66
62 1
66
Y U U Y
Y U Y
Y U Y
Y U Y
Y U
Y
Y
Bước 2: Nhân ph ng trình trên cho Y ươ 16 , Y 26 , Y 36 , Y 46 , Y 56 và tr các k t qu l n ừ ế ả ầ
l ượ ừ t t các ph ươ ng trình t (1) đ n (6), ta có: ừ ế
0 0
0
2 1
6 5 4 3 2 1
2
1
I I I
I I I I I I
I
I I I
n bus
n
bus
V
V V
V
2 1
Trang 76 66
16 1 5 66
16 65
15
4 66
16 64 14 3
66
16 63 13 2
66
16 62 12 1
66
16
61
11
) (
) (
) (
) (
) (
I Y
Y I U Y
Y
Y
Y
U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
6 66
26 2 5 66
26 65
25
4 66
26 64 24 3
66
26 63 23 2
66
26 62 22 1
66
26
61
21
) (
) (
) (
) (
) (
I Y
Y I U Y
Y
Y
Y
U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
6 66
36 3 5 66
36 65
35
4 66
36 64 34 3
66
36 63 33 2
66
36 62 32 1
66
36
61
31
) (
) (
) (
) (
) (
I Y
Y I U Y
Y
Y
Y
U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
6 66
46 4 5 66
46 65
45
4 66
46 64 44 3
66
46 63 43 2
66
46 62 42 1
66
46
61
41
) (
) (
) (
) (
) (
I Y
Y I U Y
Y
Y
Y
U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
6 66
56 5 5 66
56 65
55
4 66
56 64 54 3
66
56 63 53 2
66
56 62 52 1
66
56
61
51
) (
) (
) (
) (
) (
I Y
Y I U Y
Y
Y
Y
U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
Thay s vào ta có:ố
j0,14
0,014
) 084 , 0 008 , 0 ).(
084 , 0 008 , 0 ( ) j16,52
0,49
(
66
16 61 11
11
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,485j16,4
21 66
16 62 12
Y
Y Y
Y
Y
31 66
16 63 13
Y
Y Y
Y
Y
41 66
16 64 14
Y
Y Y
Y
Y
51 66
16 65 15
j0,14
0,014
) 11 , 0 011 , 0 ).(
055 , 0 005 , 0 (
Y
Y Y
Y
Y
Trang 8
0,429
66
26 62 22
22
Y
Y Y
Y
Y
32 66
26 63 23
Y
Y Y
Y
Y
42 66
26 64 24
Y
Y Y
Y
Y
52 66
26 65 25
Y
Y Y
Y
Y
j26,34
0,426
66
36 63 33
33
Y
Y Y
Y
Y
43 66
36 64 34
Y
Y Y
Y
Y
53 66
36 65 35
Y
Y Y
Y
Y
0,17j
0,017
66
46 64 44
44
Y
Y Y
Y
Y
54 66
46 65 45
Y
Y Y
Y
Y
j0,14
0,014
) 06 , 0 005 , 0 ).(
06 , 0 005 , 0 ( ) j0,15
0,014
(
66
56 65 55
55
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,012j0,124
V y ta có l i ma tr n:ậ ạ ậ
Ybus=
0,485j16,4 0 0 0 , 006 j0 , 064 0 , 0039 j0 , 04
0 0,429 j50,03 0 0 , 004 j0 , 053 0
0 0 0,426 j26,34 0 0 , 003 j0 , 034
0 , 006 j0 , 064 0 , 004 j0 , 053 0 0,017 0,17j 0 , 005 j0 , 057
0 , 0039 j0 , 04 0 0 , 003 j0 , 034 0 , 005 j0 , 057 0,012j0,124
Trang 9F2
F3
2
1
Z 15
Z 4
Z 5 Z 3
Ta kh nút 4 trử ước thì theo phương pháp kh Gauss, ta có:ử
Bước 1: Chia ph ng trình (4) cho Y ươ 44 s có: ẽ
4 44
6 44
46 5 44
45 4 3 44
43 2 44
42 1
44
Y
U Y
Y U Y
Y U U Y
Y U Y
Y U
Y
Y
Bước 2: Nhân ph ng trình trên cho Y ươ 14 , Y 24 , Y 34 , Y 54 và tr các k t qu l n l ừ ế ả ầ ượ ừ t t các ph ươ ng trình t (1) đ n (5), ta có: ừ ế
4 44
14 1 5 44
14 45 15 3
44
14 43 13 2
44
14 42 12 1 44
14
41
Y
Y I U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
4 44
24 1 5 44
24 45 25 3
44
24 43 23 2
44
24 42 22 1
44
24
41
Y
Y I U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
4 44
34 1 5 44
34 45 35 3
44
34 43 33 2
44
34 42 32 1
44
34
41
Y
Y I U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Y
4 44
54 1 5 44
54 45 55 3
44
54 43 53 2
44
54 42 52 1
44
54
41
Y
Y I U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y Y Y U Y
Y
Y
Thay s vào ta có:ố
0,17j
0,017
) 04 , 0 0039 , 0 ).(
064 , 0 006 , 0 ( ) j16,4
0,485
(
44
14 41 11
11
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,48j16,37
0,17j
0,017
) 064 , 0 006 , 0 ).(
053 , 0 004 , 0 ( 0
44
14 42 12
12
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,0013+j0,019 = Y21
31 44
14 43 13
Y
Y Y
Y
Y
0,17j
0,017
) 078 , 0 008 , 0 ).(
057 , 0 005 , 0 ( ) 04 , 0 0039 , 0
(
44
14 45 15
15
j j
j Y
Y Y
Y
Y
Trang 100,17j
0,017
) 053 , 0 004 , 0 ).(
053 , 0 004 , 0 ( ) j50,03
0,429
(
44
24 42 22
22
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,428j50,01
32 44
24 43 23
Y
Y Y
Y
Y
0,17j
0,017
) 053 , 0 004 , 0 ).(
057 , 0 005 , 0 ( 0
44
24 45 25
25
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,0012+j0,017 = Y52
j26,34
0,426
44
34 43 33
33
Y
Y Y
Y
Y
53 44
34 45 35
Y
Y Y
Y
Y
0,17j
0,017
) 057 , 0 005 , 0 ).(
057 , 0 005 , 0 ( ) j0,124
0,012
(
44
54 45 55
55
j
j Y
Y Y
Y
Y
= 0,01j0,104
V y ta có l i ma tr n:ậ ạ ậ
Ybus=
0,48j16,37 0,0013+j0,019 0 0 0,034+j0,057
0,0013+j0,019 0,428j50,01 0 0,0012+j0,017
0 0 0,426 j26,34 0 , 003 j0 , 034
0,006+j0,066 0,0012+j0,017 0 , 003 j0 , 034 0,01j0,104
F1
F2
F3
2
Z 25
Z B2
Z 12
Z 53
Hình 3: Kh nút 4ử
Trang 112. S d ng tiêu chu n dQ/dU < 0 đ xây d ng mi n làm vi c cho phép c a ử ụ ẩ ể ự ề ệ ủ
ph t i S ụ ả 5 trong m t ph ng công su t ặ ẳ ấ