Phương pháp điểm nội tối ưu phân bố công suất trong hệ thống điện AC DC song song

Nhằm giải quyết bài toán quản lý vận hành tối ưu hệ thống, Luận Án này giải quyết bài toán tối ưu phân bố công suất trong mạng AC/DC song song.. Để tìm hiểu sâu hơn về hệ thống HVDC, Luậ

-

TRẦN QUỐC TUẤN

PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM NỘI TỐI ƯU PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN AC/DC SONG SONG

Chuyên ngành : Thiết bị, mạng và nhà máy điện

Mã Ngành: 60 52 50

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 6 năm 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Vũ Phan Tú

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngày tháng năm

Tp HCM, ngày tháng năm 200

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN QUỐC TUẤN Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 30-09-78 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Thiết Bị Mạng Và Nhà Máy Điện MSHV: 01806513

I- TÊN ĐỀ TÀI:

PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM NỘI TỐI ƯU PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN AC/DC SONG SONG

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1 Tính phân bố công suất mạng AC/DC với ma trận Jacobi đầy đủ 2 Tính tối ưu phân bố công suất mạng AC/DC song song bằng phương pháp điểm nội đối ngẫu cơ bản dự đoán hiệu chỉnh 3 Xây dựng giao diện cho phân tích mô phỏng hệ thống trên phần mềm Matlab

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 21 – 01 – 2008

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 – 06 – 2008

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): TS VŨ PHAN TÚ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN (Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

Ngày tháng năm

TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH

(Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vụ này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh LV)

những lời nhận xét quí báu

Xin cảm ơn cơ quan tôi đặc biệt ban lãnh đạo Công ty thủy điện Đa Nhim Hàm Thuận Đa Mi, chú Phi Anh, anh Oánh đã tạo điều kiện cho

tôi được trau dồi nâng cao kiến thức

Xin cảm ơn những người bạn đồng nghiệp luôn giúp đỡ tôi đặc biệt

là vợ chồng anh Minh Thắng

Cảm ơn Pinkit! Em là người cho anh nghị lực và niềm tin, luôn bên

anh, ủng hộ và giúp đỡ anh trong những lúc anh gặp khó khăn

Với tất cả tấm lòng chân thành, xin cảm ơn quí thầy cô trường Đại

Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, đặc biệt TS Vũ Phan Tú người thầy

đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, đề xuất những ý tưởng hay để em hoàn thành luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 30/07/2008

Trần Quốc Tuấn

TÓM TẮT

Truyền tải HVDC là xu thế phát triển của các tập đoàn điện lực trên toàn thế giới trong thế kỷ 21, nhằm liên kết các vùng, lãnh thổ hay các quốc gia lại với nhau làm tăng hiệu quả sử dụng nguồn, tăng độ tin cậy Nhằm giải quyết bài toán quản lý vận hành tối ưu hệ thống, Luận Án này giải quyết bài toán tối ưu phân bố công suất trong mạng AC/DC song song

Trước tiên Luận Án trình bày sơ lược về lịch sử phát triển mạng truyền tải

HVDC, so sánh điểm mạnh và yếu của nó với hệ thống HVAC Luận Án cũng giới

thiệu các công trình xây dựng tiêu biểu qua đó cho một cái nhìn tổng quan về hệ

thống truyền tải HVDC

Để tìm hiểu sâu hơn về hệ thống HVDC, Luận Án mô tả chi tiết các bộ phận cấu thành nên một trạm truyền tải HVDC như bộ chuyển đổi, máy biến áp, bộ lọc, đường dây…, trình bày mô hình liên kết giữa hệ thống truyền tải HVDC và HVAC

chủ yếu cho tính toán phân bố công suất Đồng thời Luận Án cũng đưa ra mô hình

điều khiển cho đường dây HVDC, thành lập và tính ma trận Jacobi đầy đủ cho tính

toán phân tích phân bố công suất

Tiếp theo là lý thuyết về bài toán tối ưu Luận Án trình bày sơ lược các phương pháp giải, sau đó lập mô hình toán học tổng quát giải cho bài toán tối ưu

bằng phương pháp điểm nội đối ngẫu cơ bản dự đoán hiệu chỉnh Áp dụng lý

thuyết này giải giải bài toán tối ưu phân bố công suất trong hệ thống điện với hàm đối tượng cực đại hoá lợi nhuận

Cuối cùng Luận Án mô tả chương trình phân tích hệ thống cũng như các mô

hình mô phỏng của các phần tử trong hệ thống điện, các mô hình dữ liệu cho phân tích tối ưu và mô hình cho các phần tử khác Phần này cũng mô tả các bước tính của giải thuật Newton Raphson cho phân bố công suất và giải thuật điểm nội cho tính toán tối ưu được xây dựng trong chương trình

CC Constant Current Control

CCC Capacitor Commutated Converter

CEA Constant Extintion Angle

CIA Constant Ignition Angle

DAS Dual Affine Scaling

DC Direct Current

DG Distributed Generation

FACTS Flexible AC Transmission Systems

GRTS Ground Return Transfer Switch

GTO Gate Turn-Off Thyristor

HPP Hydro power plant

HSNBS High-Speed Neutral Bus Switch

HSGS High-Speed Ground Switch

HVDC High Voltage Direct Current

IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor

IPM Interior Point Method

KKT Karush – Kuhn – Tucker

LVDC Low voltage direct current

MRTB Metallic Return Transfer Breaker

MVDC Medium Voltage Direct Current

OPF Optimal Power Flow

PDIPA Primal-Dual Interior Point Algorithm

PCPDIPA Predictor-Corrector Primal-Dual Interior Point Algorithm

PF Power Flow

PI Proportional Integral

PSAT Power System Analysis Toolbox

PWM Pulse Width Modulation

QP Quadratic Program

STATCOM Static Compensator

VDCOL Voltage Dependent Current Order Limit

VSC Voltage Source Converter

MỤC LỤC

Chương I:   TỔNG QUAN  

I   ĐẶT VẤN ĐỀ 5  

II   SƠ LƯỢC MẠNG TRUYỀN TẢI CAO ÁP MỘT CHIỀU 5  

II.1   LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN MẠNG TRUYỀN TẢI HVDC 5  

II.2   MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG – THUẬN LỢI CỦA HVDC 7  

II.3   CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TIÊU BIỂU 14  

III   PHẠM VI NGHIÊN CỨU – ĐIỂM MỚI 19  

III.1   ĐỀ TÀI LIÊN QUAN 19  

III.2   PHẠM VI NGHIÊN CỨU 21

III.3   ĐIỂM MỚI 21

Chương II: MÔ HÌNH TRUYỀN TẢI HVDC  

        LIÊN KẾT VỚI HVAC  

I   TRẠM VÀ ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI HVDC 22  

I.1   CÁC CẤU HÌNH TRẠM TRUYỀN TẢI HVDC 22  

I.1.1   KẾT NỐI ĐƠN CỰC 22  

I.1.2   KẾT NỐI LƯỠNG CỰC 22  

I.1.3   KẾT NỐI ĐỒNG CỰC 24  

I.1.4   CÁC KIỂU LIÊN KẾT BỘ CHUYỂN ĐỔI 24  

I.2   CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA MỘT HỆ THỐNG HVDC 26  

I.2.1   TRẠM TRUYỀN TẢI 26  

I.2.2   PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN TẢI 29  

I.2.3   ĐIỆN CỰC 31  

II   MÔ HÌNH HỆ THỐNG HVDC 33  

II.1   MÔ HÌNH BỘ BIẾN ĐỔI 33  

II.1.1   NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 33  

II.1.2   QUAN HỆ GIỮA 2 ĐẠI LƯỢNG A.C VÀ D.C 35  

II.2   ĐẶC TÍNH ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG HVDC 37  

II.2.1   ĐẶC TÍNH ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN: 37  

II.2.1.1   Sự chọn lựa cơ bản cho bộ điều khiển 37  

II.2.1.2   Đặc tính điều khiển 38  

II.2.2   ĐẶC TÍNH ĐIỀU KHIỂN BỔ SUNG 40  

II.2.2.1   Giới hạn dòng 40  

II.2.2.2   Giới hạn góc kích 41  

II.2.2.3   Tóm tắt các nguyên tắc điều khiển cơ bản 41  

III   LỜI GIẢI PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 42  

III.1   CÁC PHƯƠNG TRÌNH LIÊN HỆ GIỮA HVDC VÀ HVAC 42  

III.2   BIỂU DIỄN LỜI GIẢI PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 44  

III.3   BIỂU DIỄN CÁC ĐẠI LƯỢNG TRONG HỆ ĐƠN VỊ 46  

Chương III:           BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT   I   CƠ SỞ TOÁN HỌC 47  

II   BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG AC 50  

II.1   CÁC PHƯƠNG TRÌNH LIÊN HỆ 50  

II.2   GIẢI BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 51  

II.3   LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 53  

III   BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG MẠNG AC/DC 55  

III.1   MÔ HÌNH BỘ ĐIỀU KHIỂN VÀ ĐƯỜNG DÂY HVDC 55  

III.2   LỜI GIẢI BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 57  

III.3   GIẢI THUẬT 59  

Chương IV:          BÀI TOÁN TỐI ƯU PHÂN BỐ CÔNG SUẤT          CỰC ĐẠI HÓA LỢI NHUẬN   I   BÀI TOÁN TỐI ƯU PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 60  

I.1   LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ LÝ THUYẾT CƠ BẢN 60  

I.2   CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN OPF 62  

I.2.1   SƠ LƯỢC CÁC PHƯƠNG PHÁP 62  

I.2.2   PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM NỘI 66  

I.2.2.1   Tỷ lệ affine (PAS) 67  

I.2.2.2   Phương pháp điểm nội đối ngẫu affine (DAS) 68  

I.2.2.3   Phương pháp điểm nội sử dụng bước tiến Newton 70  

I.2.2.4   Phương pháp điểm nội thừa số chặn logarithm (Barrier) 72  

I.2.2.5   Phương pháp điểm nội thừa số Lagrange 72  

I.2.2.6   Phương pháp điểm nội đối ngẫu cơ bản dự đoán hiệu chỉnh 72  

II   HÀM ĐỐI TƯỢNG – CỰC ĐẠI HOÁ LỢI NHUẬN 79  

II.1   HÀM CHI PHÍ PHÁT VÀ GIAO DỊCH ĐIỆN NĂNG 79  

II.2   HÀM CỰC ĐẠI CÔNG SUẤT TRUYỀN TẢI 80  

II.3   HÀM ĐỐI TƯỢNG ĐA MỤC TIÊU 81  

II.4   HÀM LAGRANGE TỔNG QUÁT 82  

Chương V:           CHƯƠNG TRÌNH PHÂN TÍCH HỆ THỐNG   I   MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG 83  

I.1   MÔ HÌNH HỆ THỐNG HVDC 83  

I.2   DỮ LIỆU CHO BÀI TOÁN TỐI ƯU 85  

I.2.1   NGUỒN CUNG CẤP 86  

I.2.2   MÁY PHÁT DỰ TRỮ 87  

I.2.3   ĐỘ TĂNG - GIẢM CỦA CÔNG SUẤT NGUỒN 88  

I.2.4   PHỤ TẢI 88  

I.2.5   ĐỘ TĂNG - GIẢM CỦA PHỤ TẢI 89  

I.2.6   ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 90  

II   CHƯƠNG TRÌNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 92  

II.1   CÀI ĐẶT CHUNG 92  

II.2   TRÌNH TỰ XỬ LÝ 93  

III   CHƯƠNG TRÌNH TỐI ƯU PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 95  

III.1   CÀI ĐẶT VÀ GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG 95  

III.2   TRÌNH TỰ XỬ LÝ 96  

Chương VI:   KẾT QUẢ - NHẬN XÉT  

I   KẾT QUẢ KIỂM TRA MẠNG AC 118 NÚT 98  

II   KẾT QUẢ KIỂM TRA MẠNG 24 NÚT 102  

III   KẾT LUẬN 107  

IV   ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 108  

PHỤ LỤC A CÁC PHẦN TỬ CỦA MA TRẬN Jdc A1-A2 PHỤ LỤC B: ĐẠO HÀM RIÊNG PHẦN HÀM LAGRANGE B1-B8 PHỤ LỤC C: MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN C1-C10 PHỤ LỤC D: DỮ LIỆU VÀ KẾT QUẢ D1-D45 TÀI LIỆU TRÍCH DẪN (CITED REFERENCES) i-vi

PHỤ LỤC

A

CÁC PHẦN TỬ CỦA MA TRẬN JDC

Xem các biến nằm trong giới hạn điều khiển và kiểu điều khiển là điều khiển

dòng điện Các phần tử của ma trận Jacobian JDC được tính như sau:

I d

f K I

∂

∂

I d

f K I

∂

21

Chú ý: Các phần tử không tính mặc định là bằng zero Các biến vi phạm giới

hạn điều khiển thì đạo hàm riêng phần theo biến đó bằng zero

PHỤ LỤC

B

ĐẠO HÀM RIÊNG PHẦN HÀM LAGRANGE

Hàm Lagrange tổng quát cho hàm đối tượng cực đại hoá lợi nhuận xã hội như sau:

S min min S min

S max max S max

D max min D min

D max max D max

Gmin min Gmin

G max max Gmax

ij max ij max ij ij max

ji max ji max ji ji max

n

i n

Trong đó ( ) ; ;

( )

h y h s

h y h s

μ μ μ

P Q f

V V V

h P h P

Mô hình hình pi cho đường dây và máy biến áp dịch pha

Phương trình mô tả cho máy biến áp dịch pha

tps = atr + jati = ae jφ , đặt tps2 = atr2 + ati2

Dòng nhánh chảy từ nút i đến nút j được tính:

2

i j

i

j j

b B

a g b

tps

g B a

Giải hệ (B.1) bằng phương pháp điểm nội

Bước tiến Newton " Newton Direction": J X Δ = −Δ F

Xấp xỉ Newton hệ (B.1)

(3) (4)

g h

qonp V

δ δ

Ma trận Jacobi Jg ở đây được thành lập dựa trên phương trình ràng buộc

công suất P, Q trong hệ thống Nó bao gồm cả hai thành phần AC và DC chính vì vậy mà ma trận này được gọi là ma trận Jacobi đầy đủ Ma trận Jh là

ma trận Jacobi của các ràng buộc bất phương trình khác

( B.2)

.

1 1 1 1 1

1 1 1

h

ij ji

J

J J

Thay ∆s từ phương trình (3) của hệ (B.2) vào phương trình (4), tính ∆µ theo

∆y và thế giá trị này vào phương trình (1) ta được hệ B.3

Giải hệ (B.3), ta được bước tiến Newton

Phương pháp điểm nội dự đoán hiệu chỉnh Mehrotra

¾ Bước ước lượng dự đoán: xem µs = 0, ước lượng Newton cho hệ (B.1), ta

được hệ (B.4) như sau:

Giải hệ (B.4) ta được ∆y, ∆µ, ∆ρ, và ∆s ước lượng

¾ Bước ‘centering’ ước lượng lại µs

Với β là hệ số ‘centering’, gap* và gâp lần lược tính theo (4.35) và (4.38)

¾ Bước hiệu chỉnh ‘corrector’: tính đại lượng hiệu chỉnh gs với các đại lượng được ước lượng ở trên ta được: gs = µ+ (∆µ∆s – µs)/s thay vào (B.2) giải ra

tìm hướng tiến thực của các biến

( B.3)

( B.4)

PHỤ LỤC

C

MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

1 Bus

Bus được định nghĩa trong cấu trúc chương trình như sau:

1 con : dữ liệu bus

2 n : tổng số bus

3 int : chỉ số bus

4 Pg : công suất thực bơm vào mạng bởi máy phát

5 Qg : công suất kháng bơm vào mạng bởi máy phát

6 Pl : công suất thực tiêu thụ bởi tải

7 Ql : công suất kháng tiêu thụ bởi tải

8 island : chỉ số bus đứng tách biệt

Bảng 1: Định dạng dữ liệu bus (Bus.con)

† 3 V0 Biên độ điện áp ban đầu p.u

† 4 θ0 Góc pha điện áp ban đầu rad

† 5 Ai Số miền (không dùng ) int

† 6 Ri Số vùng (không dùng ) int ( ký hiệu †: Option thêm)

¾ Các trường Pg, Qg, Pl và Ql sử dụng trong lời giải phân bố công suất

¾ Công suất tiêu thụ bởi shunt không tính gộp vào trường Pl và Ql do tổng trở shunt được tính vào ma trận tổng trở

¾ Trường island phụ thuộc vào sự can thiệp của máy cắt Nếu một bus bị tách khỏi lưới sau khi một hay nhiều máy cắt can thiệp, kết quả island được quản

lý chính xác bởi phân tích miền thời gian Điều này có nghĩa là chỉ có những bus làm cho bài toán hội tụ mới được tính trong vector island Định nghĩa island vector được xác định trong hàm liên kết

¾ Chương trình được lập trình hướng đối tượng nên bất kỳ thiết bị tiêu chuẩn nào cũng có thể nối vào bus ở bất kỳ số và loại nào Ngoại trừ máy phát cân bằng là duy nhất cho mỗi bus

2 ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI AC – MÔ HÌNH Π

Mô hình đường dây hình Π được mô tả như Hình 2 Phương trình công suất

đường dây như sau:

Hình 2: Mô hình đường dây mạch hình π

1 con: dữ liệu đường dây truyền tải

2 n: tổng số đường dây

3 Y: ma trận tổng dẫn của mạng

4 from: chỉ số của Bus đường dây bắt đầu

5 to: chỉ số của Bus đường dây kết thúc

6 u: trạng thái kết nối

Cấu trúc đường dây như sau:

1 con: dữ liệu đường dây

2 n: tổng số đường dây AC

3 bus1: chỉ số Bus k bắt đầu

4 bus2: chỉ số Bus m kết thúc

Bảng 2: Định dạng dữ liệu đường dây AC (Line.con)

† 13 Imax Giới hạn dòng max p.u

† 14 Pmax Giới hạn công suất hữu công p.u

† 16 u Trạng thái kết nối {0, 1}

3 MÁY BIẾN ÁP

3.1 MÁY BIẾN ÁP 2 CUỘN DÂY

Máy biến áp 2 cuộn dây được mô hình tương đương chỉ có kháng trở nối tiếp không có tổn thất lõi thép Bảng 3.1 mô tả định dạng dữ liệu máy biến áp (BA)

Tỷ số điện áp thứ cấp/sơ cấp KT dùng để phân biệt đường dây và MBA Đường dây KT = 0

3.2 MÁY BIẾN ÁP 3 CUỘN DÂY

Máy biến áp 3 cuộn dây được mô hình là 3 máy biến áp 2 cuộn dây nối Y như hình 3 Chương trình sẽ tính toán dữ liệu MBA 3 cuộn dây trước khi chạy phân bố công suất (PBCS) Thêm một bus vào cấu trúc Bus và 3 đường dây mới vào cấu trúc Line Định dạng dữ liệu MBA 3 cuộn dây cho phép đặt tổng trở MBA theo quan hệ sau:

Hình 3: Mô hình tương đuơng MBA 3 cuộn dây

MBA 3 cuộn dây được định nghĩa trong cấu trúc Twt, chương trình sẽ xóa ma

trận Twt.con sau khi xử lý Bảng 3.2 cho định dạng dữ liệu

Bảng 3.1: Định dạng dữ liệu MBA (Line.con)

† 13 Imax Giới hạn dòng max p.u

† 14 Pmax Giới hạn công suất hữu công p.u

† 15 Smax Công Suất biểu kiến p.u

Bảng 3.2 Định dạng dữ liệu MBA 3 cuộn dây (Twt.con)

1 - Số BUS cuộn thứ nhất nối vào int

2 - Số BUS cuộn thứ hai nối vào int

3 - Số BUS cuộn thứ ba nối vào int

† 16 Imax1 Giới hạn dòng cuộn thứ nhất p.u

† 17 Imax2 Giới hạn dòng cuộn thứ hai p.u

† 18 Imax3 Giới hạn dòng cuộn thứ ba p.u

† 19 Pmax1 Giới hạn công suất thực cuộn thứ nhất p.u

† 20 Pmax2 Giới hạn công suất thực cuộn thứ hai p.u

† 21 Pmax3 Giới hạn công suất thực cuộn thứ ba p.u

† 22 Smax1 Giới hạn công suất biểu kiến cuộn thứ nhất p.u

† 23 Smax2 Giới hạn công suất biểu kiến cuộn thứ hai p.u

† 24 Smax3 Giới hạn công suất biểu kiến cuộn thứ ba p.u

4 Máy phát cân bằng (Slack Generator)

Máy phát cân bằng được mô hình với biên độ điện áp và góc pha không đổi

như sau:

V = V0 (C4.1)

θ = θ0

Giả định θ0 là góc chuẩn của hệ thống Bảng 4 mô tả dữ liệu của máy phát cân

bằng, dữ liệu này cũng được sử dụng trong tính toán PBSC và PBCS tối ưu

Trong trường hợp mô hình bus cân bằng phân tán (nhiều bus cân bằng) 2

thông số bắt buộc P0 và γ tuân theo phương trình:

P = −(1 + γkG)P0 (C4.2) với kG là biến bus cân bằng phân tán Nếu không khai báo, γ được mặc định

bằng 1

Bảng 4: Định dạng dữ liệu máy phát cân bằng (SW.con)

† 6 Qmax Công suất kháng max p.u

† 7 Qmin Công suất kháng min p.u

† 8 Vmax Giới hạn điện áp max p.u

† 9 Vmin Giới hạn điện áp min p.u

† 10 P0 Công suất kháng dự đoán p.u

suất kháng bị vi phạm, trong General Settings có set ‘enforced PV reactive limits ’ thì máy phát PV được chuyển thành bus PQ như sau:

P = −Pg (C5.3)

Q = −Qmax,min

Sau khi giải bài toán PBCS, các bus PQ được chuyển lại thành các bus PV, giả

sử V0 = V ở bus mà máy phát PV nối vào Ở một bus có thể có nhiều máy phát

PV tuy nhiên trong quá trình bước tính ban đầu bài toán PBCS, chương trình định nghĩa ở một bus chỉ duy nhất một máy phát PV hổn hợp Bỏ qua các máy phát PV thụ động

Máy phát PV được định nghĩa trong cấu trúc PV, như sau:

1 con: dữ liệu máy phát PV

2 n: tổng số máy phát

3 bus: số bus mà máy phát nối vào

4 pq: dữ liệu bus PQ nội ( khi xét giới hạn công suất kháng của máy phát):

(a) con: dữ liệu tải PQ

(b) n: tổng số tải PQ

(c) bus: số bus mà tải PQ nối vào

5 u: trạng thái kết nố

6 store: copy dữ liệu máy phát

Bảng 5: Định dạng dữ liệu máy phát PV (PV.con)

† 6 Qmax Công suất kháng Maximum p.u

† 7 Qmin Công suất kháng Minimum p.u

† 8 Vmax Điện áp Maximum p.u

† 9 Vmin Điện áp Minimum p.u

6 PQ Generator

Máy phát PQ là máy phát có công suất vô công và hữu công không đổi

P = −Pg (C6.1)

Q = −Qg

Điện áp máy phát nằm trong giới hạn xác định (Vmin,Vmax), nếu vi phạm máy

phát PQ được chuyển thành tổng trở không đổi như sau:

với Vlim là Vmax hay Vmin phụ thuộc vào bài toán Mặc định 0.8 <Vlim<1.2 p.u

Bảng 6 mô tả định dạng dữ liệu máy phát PQ Nếu z = 0, không kiểm soát giới

hạn điện áp Chương trình chuyển máy phát PQ thành tải PQ bên trong

PL = −Pg (C6.3)

QL = −Qg

Bảng 6: Định dạng dữ liệu máy phát PQ (PQgen.con)

P = PL (C7.1)

Và điện điện áp nằm trong giới hạn cho trước Nếu giới hạn điện áp bị vi phạm,

tải PQ được chuyển thành tổng trở không đổi như sau:

với Vlim là Vmax hay Vmin tùy vào bài toán Mặc định 1.2 >Vlim >0.8 p.u Bảng

7.1 Định dạng dữ liệu tải PQ Nếu If z = 0, không kiểm soát giới hạn điện áp

Tại một bus có thể có nhiều tải PQ tuy nhiên ở bước ‘initialization’ bài toán

PBCS chương trình xhỉ xem duy nhất có một tải hỗn hợp ở mỗi bus Không xét

tải PQ thụ động Tải PQ có thể được chuyển thành tổng trở không đổi sau khi

thực hiện PBCS

Tải PQ được định nghĩa trong cấu trúc PQ, như sau:

1 con : dữ liệu tải PQ

2 n : tổng số tải PQ

3 bus : bus mà tải nối vào

4 gen : 1 nếu là máy phát PQ, 0 loại khác

5 P0 : công suất thực ban đầu (dùng với tải không theo qui ước)

6 Q0 : công suất kháng ban đầu (dùng với tải không theo qui ước)

7 u : trạng thái kết nối

8 store : lưu dữ liệu

Bảng 7.1: Định dạng dữ liệu tải PQ (PQ.con)

† 8 z cho phép chuyển thành tổng trở {0, 1}

(C7.2)

7.2 Shunt

Tổng trở Shunt được mô tả bởi phương trình sau:

Q = bV2

Và được tính trong ma trận tỗng dẩn Y Dung dẫn b âm cho tải cảm, dương cho

tải dung Shunts dược định nghĩa trong cấu trúc Shunt, như sau:

1 con : dữ liệu tổng trở shunt

2 bus : bus mà shunt nối vào

3 g : vector cột của điện dẫn ở mỗi bus mạng

4 b : vector cột của dung dẫn ở mỗi bus mạng

5 u : trạng thái kết nối

Bảng 7.2: Định dạng dữ liệu tải shunt (shunt.con)

PHỤ LỤC

D

Slack Bus

Bus Sn Vn V0 θ0 Qmax Qmin Vmax Vmin P0 γ

SW.con = [

1 100 230 1.02 0 2.4 0 1.1 0.95 4.7321 1;

];

PV Bus

Bus Sn Vn Pg V0 Qmax Qmin Vmax Vmin P0 γ

int MVA KV p.u p.u p.u p.u p.u p.u p.u

PQ.con = [

13 100 138 1.188 0.242 1.05 0.95 1 1;

'Bus01'; 'Bus02'; 'Bus03'; 'Bus04'; 'Bus05';

'Bus06'; 'Bus07'; 'Bus08'; 'Bus09'; 'Bus10';

'Bus11'; 'Bus12'; 'Bus13'; 'Bus14'; 'Bus15';

'Bus16'; 'Bus17'; 'Bus18'; 'Bus19'; 'Bus20';

'Bus21'; 'Bus22'; 'Bus23'; 'Bus24'};