Luận văn Đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kv Tân Định, 220kv Trảng Bàng và 220kv Mỹ Phước (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kv Tân Định, 220kv Trảng Bàng và 220kv Mỹ Phước (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRỌNG HIẾU ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG VÀ 220KV MỸ PHƯỚC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 S K C0 0 4 7 4 8 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRỌNG HIẾU ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG VÀ 220KV MỸ PHƯỚC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TRỌNG HIẾU ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG VÀ 220KV MỸ PHƯỚC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ CHÍ KIÊN Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
4. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Trọng Hiếu Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 07-03-1975 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 22/2/6 đường 13, tổ 3 khu phố 4, phường Linh Xuân, quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh. Điện thoại cơ quan: 08.22180840 Điện thoại di động: 0937 512 512 Fax: 08.37283696 E-mail: nguyentronghieu7375@yahoo.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ năm 1995 đến năm 2000. Nơi học (trường, thành phố): Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Điện – Điện tử. Môn thi tốt nghiệp: Quản lý dự án, PLC, Chuyên đề thông tin Ngày thi tốt nghiệp: //2000 III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2001 đến 2007 Công ty Truyền Tải Điện 4 CBKT phụ trách đường dây 2007 đến nay Công ty Truyền Tải Điện 4 Điều hành viên trạm điện i
5. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng 10 năm 2015 Nguyễn Trọng Hiếu ii
6. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập tại trường ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, với sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong Khoa Điện và quý thầy cô trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, em đã học tập được rất nhiều kiến thức quí báu và những kinh nghiệm thực tế từ quý thầy cô. Với vốn kiến thức tích luỹ này đã góp phần xây nền tảng cho em vững tin bước vào lĩnh vực kỹ thuật trong tương lai. Xin chân thành cảm ơn TS.Lê Chí Kiên, người Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành luận văn này. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn các anh chị đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã luôn luôn cố gắng tạo điều kiện, giúp đỡ động viên em trong quá trình thực hiện luận văn này. TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 Người thực hiện. Nguyễn Trọng Hiếu iii
7. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu TÓM TẮT Hệ thống điện có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đảm bảo an ninh Quốc gia. Vì vậy việc đảm bảo chất lượng điện năng rất được quan tâm trong vận hành hệ thống điện, nhất là hệ thống điện truyền tải. Trung tâm điều khiển xa là nơi thực hiện nhiệm vụ giám sát, thu thập thông tin và điều khiển thiết bị tại các trạm không người trực. Vì vậy việc thu thập các thông số trạng thái vận hành đòi hỏi phải có độ chính xác cao để đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong vận hành. Số liệu thu thập được tại Trung tâm điều khiển xa từ các máy đo luôn có sự sai số không thể tránh được. Sai số của phép đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có 2 yếu tố chính đó là sai số của chính bản thân máy đo và sai số do đường truyền. Vì vậy đánh giá thông số trạng thái vận hành các trạm biến áp, phát hiện ra những dữ liệu xấu, loại bỏ dữ liệu xấu ra khỏi tính toán, đánh giá thông số trạng thái của dữ liệu thu thập được sau khi đã loại bỏ dữ liệu xấu, nhằm giúp điều hành viên vận hành hệ thống điện từ xa có những nhận định đúng đắn về trạng thái của thiết bị đang vận hành, điều chỉnh công suất lưới, tái cấu trúc lại lưới điện và để điều độ kinh tế lưới điện. Cụ thể là đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kV Tân Định, 220kV Trảng Bàng và 220kV Mỹ Phước (trạm không người trực). Quá trình đánh giá thông số trạng thái vận hành được thực hiện như sau: - Sử dụng những phép đo thô zj từ hệ thống để xác định các ước lượng bình  phương cực tiểu trọng số của các biến trạng thái hệ thống xi .    - Thay thế các ước lượng xi vào phương trình z H x để tính giá trị ước lượng    z j của những phép đo và sai số ước lượng là ej zj z j .  2  Nm e f j - Đánh giá tổng bình phương trọng số  2 . j 1  j iv
8. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu   2 2 - So sánh f với k , , nếu f k , thì các số liệu thu thập được có ít nhất một máy đo bị lỗi (sai số lớn). Thực hiện tính toán lỗi chuẩn hóa của các máy đo. Loại bỏ lỗi chuẩn hóa của máy đo có giá trị lớn nhất và tiến hành đánh giá lại  2 từ đầu, lặp lại các bước trên cho đến khi thỏa điều kiện f  k , . Khi đó các số liệu thu thập được từ các máy đo còn lại là chính xác với độ tin cậy 99.5%. - Quá trình cập nhật các thông số đang vận hành và đánh giá các thông số này như các bước đã nêu trên được diễn ra một cách liên tục. Đánh giá thông số trạng thái vận hành tại các trạm biến áp bằng phương pháp bình phương cực tiểu trọng số có xét đến vị trí và khoảng cách lắp đặt thiết bị đo, đây cũng chính là điểm mới của luận văn. Khi có xét đến vị trí và khoảng cách lắp đặt thiết bị đo sẽ làm cho việc đánh giá các thông số trạng thái vận hành của các trạm biến áp tại Trung tâm điều khiển xa đáng tin cậy hơn. ' '' Phương sai của các phép đo:  i  i  i Trong đó: ' -  i : là phương sai của máy đo '' -  i : là phương sai khi có thêm trọng số (tùy thuộc vào vị trí và khoảng cách của máy đo trên lưới truyền đến trung tâm điều khiển).  Khi  i càng lớn thì f càng nhỏ và càng chính xác. Đánh giá tốt và chính xác các thông số trạng thái vận hành sẽ giúp cho điều hành viên vận hành hệ thống điện từ xa có những nhận định đúng về trạng thái của thiết bị đang vận hành, từ đó có những quyết định đúng đắn trong việc điều chỉnh điện áp, công suất và tái cấu trúc lại lưới điện cho phù hợp. v
9. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu ABSTRACT Electrical systems have a very important role in the economic development and national security. So ensuring power quality are of particular interest in the operation of the power system, particularly the electricity transmission system. Remote control center which carries out the task of monitoring, information gathering and control equipment at the station which is not operated by human. So the collection of parameters operating status requires high precision to ensure the reliability and safety of operation. Data collected at the control center far from the meter is always the inevitable errors. Uncertainty of measurement depends on many factors, including 2 major factors that own errors and errors due to meter line. So assessing operating state parameters of transformer stations, discover bad data, bad data removed from the calculations, evaluation parameters of state data collected after removal bad data help operators operate remote power systems to get good judgment about the state of the operating equipment, adjust power grid, power grid restructuring and to economic moderation grid. Specifically to evaluate parameters operating status of 500kV Tan Dinh substation, 220kV Trang Bang substation and 220kV My Phuoc substation (non-attended substation). The evaluation process parameter operating mode is done as follows: - Use the raw measurements zj from the system to determine the weighted least  squares estimates xi of the system states.    - Substitute the estimates xi in the equation z H x to calculate the estimated    values z j of the measurements and hence the estimated error ej zj z j .  2  Nm e j - Evaluate the weighted sum of squares f  2 . j 1  j vi
10. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu   2 2 - When comparring f with k , , if f k , of the data collected, there is at least one faulty meter (inaccurate). Implementing standardized calculation error of the meter. Eliminate errors by gauge normalized largest value and  2 assessed again, repeat the above steps until satisfactory condition f  k , . Whereas the data collected from the remaining meter with the accuracy of 99.5% reliability. - The process of updating the operating parameters and evaluate parameters such as the aforementioned steps are taking place on an ongoing basis. Assessment parameters operational status at substations with minimum error method takes into account the weight and position distance measuring equipment installation, this is also a new point of the thesis. When considering the location and distance measuring equipment installation will make an assessment of the operational parameters of the state of the substation in the control center far more reliable. ' '' The variance of the measurements  i  i  i : Where: ' -  i : Is the variance of the gauge '' -  i : Is the variance when there is more weight (depending on the location and distance of the transmission grid to gauge on the control center).  When  is larger, f is smaller and more accurated. Good and correct review i of the operating status parameters will help operators operatting remote power systems to have a correct view of the state of the operating-equipment and make, right decisions in adjusting the voltage, capacity and restructure accordingly grid. vii
11. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục viii Danh sách các chữ viết tắt ix Danh sách các hình x Danh sách các bảng xi Chương 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu 1 1.2 Mục đích của đề tài 2 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 4 1.3.1 Nhiệm vụ của đề tài 4 1.3.2 Giới hạn của đề tài 4 1.4 Phương pháp nghiên cứu 4 1.4.1 Phương trình chuẩn tắc NE (NORMAL EQUATION) 4 1.4.2 Phương pháp biến đổi trực giao (ORTHO) 5 1.4.3 Phương pháp hỗn hợp (HYBRID) 6 1.4.4 Phương trình chuẩn tắc có ràng buộc (NE/C) 6 1.4.5 Phương pháp ma trận mở rộng của Hachtel (HACHTEL) 7 1.4.6 Phương pháp bình phương cực tiểu trọng số (WLS) 9 1.4.7 Phương pháp giá trị tuyệt đối cực tiểu trọng số (WLAV) 10 1.4.8 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 11 viii
12. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu Chương 2: PHƯƠNG PHÁP BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU TRỌNG SỐ CÓ XÉT ĐẾN KHOẢNG CÁCH VÀ VỊ TRÍ ĐẶT MÁY ĐO TRÊN HỆ THỐNG (WLS-L&D) 12 2.1. Phương pháp 12 2.2 Tính quan sát được của hệ thống và số đo giả 17 2.3 Kiểm tra dữ liệu xấu 18 Chương 3: XÂY DỰNG LƯU ĐỒ GIẢI THUẬT 38 3.1 Lưu đồ giải thuật 38 3.2 Các bước thực hiện 39 Chương 4: ĐÁNH GIÁ THÔNG SỐ TRẠNG THÁI VẬN HÀNH TRẠM 500KV TÂN ĐỊNH, 220KV TRẢNG BÀNG VÀ 220KV MỸ PHƯỚC 41 4.1 Nhập dữ liệu thông số vận hành 41 4.2 Đánh giá trạng thái vận hành của thiết bị 42 4.3 Kiểm tra, loại bỏ dữ liệu xấu và đánh giá lại thông số vận hành 56 4.4 Xuất kết quả 63 Chương 5: KẾT LUẬN 64 5.1 Kết quả đạt được 64 5.2 So sánh độ tin cậy của phương pháp này với phương pháp không có xét đến vị trí, khoảng cách lắp đặt máy đo 64 5.3 Hướng phát triển của đề tài 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 1: (Menugiaodien.m) 68 PHỤ LỤC 2: (Danhgiathongsovanhanh.m) 75 ix
13. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT KÝ HIỆU VIẾT ĐẦY ĐỦ 1 SCADA Supervisory Control And Data Acquisition 2 HMI Human Machine Interface 3 RTU Remote Terminal Unit 4 NE Normal Equation 5 WLS Weighted Least Squares 6 WLS - L&D Weighted Least Squares Consider Location and Distance 7 SE State Estimation ix
14. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1: Các bước tính toán chính trong đánh giá trạng thái 8 Bảng 2.1: Tóm tắt những dạng còn lại và ma trận tương quan 20 2 Bảng 2.2: Bảng phân bố xác suất  k , 23 Bảng 4.1: Dữ liệu thông số vận hành của các máy đo 41 Bảng 4.2: Kết quả các biến trạng thái đánh giá ước lượng 15 phép đo 51 Bảng 4.3: Kết quả các lỗi đánh giá ước lượng 15 phép đo 52 Bảng 4.4: Lỗi chuẩn hóa của 15 máy đo 55 Bảng 4.5: Kết quả các biến trạng thái đánh giá ước lượng 14 phép đo 58 Bảng 4.6: Kết quả các lỗi đánh giá ước lượng 14 phép đo 59 Bảng 4.7: Lỗi chuẩn hóa của 14 máy đo 62 x
15. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Đường cong xác suất (e) 13 Hình 2.2: Đặc tính tương quan hàm p  2 và phân bố xác suất  2 cho những k , giá trị nhỏ của bậc tự do k 22 Hình 2.3: Sơ đồ hệ thống điện 2 nút 25 Hình 2.4: Sơ đồ mạch tương đương 26 Hình 4.1: Sơ đồ lưới điện 42 xi
16. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu Những năm gần đây việc thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển từ xa ngày càng phổ biến và phát triển, đặc biệt là trong ngành điện. Hệ thống điện có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển kinh tế và đảm bảo an ninh Quốc gia. Vì vậy việc đảm bảo chất lượng điện năng rất được quan tâm trong vận hành hệ thống điện, nhất là hệ thống điện truyền tải. Thông qua hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) các thông tin về trạng thái, các thông số của lưới điện đang vận hành được thu thập và gửi về Trung tâm điều khiển xa hoặc Trung tâm điều độ hệ thống điện. Hệ thống sẽ tự động điều khiển từ xa các thiết bị đóng cắt dựa trên các dữ liệu thu thập được nhằm đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy cho lưới điện. Điều hành viên có thể quan sát các thông số vận hành, trạng thái của các thiết bị nhất thứ và nhị thứ của trạm biến áp trên các màn hình HMI (Human Machine Interface). Thông thường, cửa sổ giám sát sơ đồ nối điện chính của trạm được thể hiện trên một màn hình, các màn hình còn lại dùng để giám sát chi tiết hơn về thiết bị hoặc dùng để truy xuất dữ liệu quá khứ, chạy các ứng dụng Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng cảnh báo về các sự cố, tình trạng bất thường thiết bị, quá tải và các trạng thái nguy hiểm cho các thiết bị đang vận hành. Vận hành hệ thống điện càng lớn đòi hỏi việc giám sát, thu thập, phân tích, xử lý lượng thông tin càng nhiều và càng phức tạp. Độ chính xác của việc thu thập thông số trạng thái vận hành các thiết bị còn tùy thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như các vấn đề về nhiễu, sai số trong hệ thống đo lường, sai số trong tính toán, các thông số mạng như trở kháng của những thiết bị không chính xác so với số liệu được cung cấp bởi nhà sản xuất, vị trí nấc điều thế dưới tải của máy biến áp không đúng Điều này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ tin cậy của những giải pháp đánh giá trạng thái vận hành lưới điện. 1
17. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu Đối với Trung tâm điều khiển xa (giám sát, thu thập thông tin và điều khiển thiết bị tại các trạm không người trực), cần phải có các thông số trạng thái vận hành thật chính xác tại mỗi thời điểm để đảm bảo độ tin cậy và an toàn trong vận hành. Hiện nay tại các trạm biến điện thuộc trung tâm điều khiển xa đang sử dụng các đồng hồ đo công suất tác dụng P, công suất phản kháng Q, điện áp U và dòng điện I được lắp đặt trên các đường dây, các máy biến áp, trên các đường phân phối của nhà máy điện và trên các trạm phân phối của hệ thống. Các đại lượng có tín hiệu tương tự (analog) qua các bộ biến đổi tín hiệu analog thành tín hiệu số (digital), sau đó được đưa đến trung tâm điều khiển. Dữ liệu nhận được ở trung tâm điều khiển được xử lý bằng hệ thống máy tính và được hiển thị trên màn hình HMI. Số liệu thu được luôn có sự sai số tất yếu không thể tránh được từ các phép đo. Nguyên nhân gây sai số có thể do các yếu tố sau: - Sai số của thiết bị đo lường. - Sai số Cosφ giữa lưới điện và hệ thống SCADA. - Sai số do tính toán các thông số P, Q, I, U. - Sai số do CT (máy biến dòng điện), PT (máy biến điện áp). - Sai số do thiết bị đầu cuối có độ ổn định chưa cao, tình trạng các cổng giao tiếp Gateway, RTU (Remote Terminal Unit: thiết bị đầu cuối từ xa) thường xuyên bị treo. - Sai số do tổn thất trên đường dây - Sai số do trục trặc đường truyền. 1.2 Mục đích của đề tài Từ những sai số trên nên ta không biết được số liệu thu thập được hiển thị trên màn hình HMI (Human Machine Interface) là thực sự chính xác hay không. Nếu giá trị của các thông số trạng thái đo được của các thiết bị nằm trong phạm vi cho phép thì không ảnh hưởng đến vận hành, nhưng giá trị thực tế của các thiết bị đến ngưỡng hoặc vượt qua ngưỡng cho phép mà giá trị hiển thị trên màn hình vẫn nằm trong phạm vi cho phép thì sẽ có vấn đề, có thể gây sự cố hoặc hư hỏng thiết bị. Ngược lại, trường hợp giá trị thông số thiết bị thực tế vẫn nằm trong phạm vi cho 2
18. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu phép mà giá trị thu thập hiển thị trên màn hình cảnh báo đến ngưỡng hoặc vượt quá ngưỡng cho phép sẽ dẫn đến những hành động sai trong vận hành và gây hậu quả nghiêm trọng nhất là trong giờ cao điểm. Do đó, để đánh giá trạng thái thực tế tại một thời điểm vận hành, tất nhiên không chỉ dựa trên các thông số thu thập được trên màn hình HMI mà phải kết hợp so sánh, đối chiếu với số liệu đo trực tiếp trên thiết bị tại trạm. Tuy nhiên, số liệu này cũng chưa phải là chính xác, thậm chí sai hoặc thiếu (thiếu điểm đo, hư hỏng hệ thống đo hoặc thiết bị truyền số liệu bị lỗi). Dữ liệu không chính xác là một lý do khiến cho việc giải bài toán trở nên khó khăn và không có hiệu quả đối với các dữ liệu có sai số nhiều. Lời giải của nó rất nhạy đối với sự thay đổi dữ liệu của công suất nút, đồng thời không cho phép sử dụng dư thừa dữ liệu để hạn chế ảnh hưởng của sai số đo. Thông thường điện áp tại cùng một trạm được đo ở nhiều phía của máy biến áp, đường dây trên cả 3 pha, đo công suất tác dụng, công suất phản kháng kèm theo đo dòng điện trên cả 3 pha. Mặt khác, có những thông số không thể đo được như góc lệch điện áp. Trong thực tế đánh giá trạng thái, số phép đo thực tế lớn hơn nhiều so với số dữ liệu đầu vào đòi hỏi, số phương trình lớn hơn số biến trạng thái chưa biết. Sự dư thừa đó là cần thiết, bởi vì các phép đo thỉnh thoảng là thô (xấu). Trực tiếp dùng các đo lường thô sẽ không cho lời giải đúng đắn trạng thái của hệ thống điện, vì vậy cần có một số dạng lọc dữ liệu để có thể sử dụng dữ liệu thô trong tính toán. Đối với hệ thống điện AC các phương trình của các phép đo là phi tuyến và giải pháp lặp được sử dụng trong thủ thuật phân bố luồng công suất Newton Raphson, điều này đã giúp bài toán phân bố công suất trở nên dễ dàng hơn, đưa bài toán phi tuyến trở về thành bài toán gần như tuyến tính. Vì vậy mục đích của đề tài là đánh giá thông số trạng thái vận hành các trạm biến áp, phát hiện ra những dữ liệu xấu, loại bỏ dữ liệu xấu ra khỏi tính toán, đánh giá thông số trạng thái của dữ liệu thu thập được sau khi đã loại bỏ dữ liệu xấu, nhằm giúp điều hành viên vận hành hệ thống điện từ xa có những nhận định đúng 3
19. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu đắn về trạng thái của thiết bị đang vận hành, điều chỉnh công suất lưới, tái cấu trúc lại lưới điện và để điều độ kinh tế lưới điện. Cụ thể là đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kV Tân Định, 220kV Trảng Bàng và 220kV Mỹ Phước (trạm không người trực). 1.3 Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài 1.3.1 Nhiệm vụ của đề tài - Xây dựng lưu đồ giải thuật nhằm phát hiện, nhận diện loại bỏ dữ liệu xấu ra khỏi tính toán và đánh giá về thông số trạng thái của các trạm biến áp. - Giải bài toán, đánh giá thông số trạng thái vận hành trạm 500kV Tân Định, 220kV Trảng Bàng và 220kV Mỹ Phước. - Viết chương trình giải bài toán trên (chạy trên phần mềm matlab). 1.3.2 Giới hạn của đề tài Đề tài chỉ nghiên cứu đánh giá thông số trạng thái vận hành của 3 trạm biến áp, là một phần nhỏ lưới điện truyền tải khu vực Miền Nam - Việt Nam. 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Phương trình chuẩn tắc NE (NORMAL EQUATION) [1] Cho biến z biểu thị các phép đo, x là vectơ biến trạng thái, h là quan hệ toán học giữa các biến đo được và các biến trạng thái, e là vectơ lỗi phép đo. Ta có: z h() x e (1.1) Đánh giá trạng thái vectơ x bằng cách làm cực tiểu hàm bình phương trọng số T J()()() x  z h x W z h x  (1.2) W là ma trận đường chéo (m x n) mà các phần tử của nó là các hệ số trọng số của phép đo. Hệ số trọng số phép đo được tính bằng cách lấy nghịch đảo của việc thay thế các lỗi. Trạng thái được giải quyết bằng hệ thống lặp, tính toán thích hợp cho x trong mỗi phép lặp bằng cách: T G()() x x H x W z (1.3) z z h() x (1.4) 4
20. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu h H() x : là ma trận Jacobian (1.5) x T G()()() x H x WH x : là ma trận lợi suất (1.6) Và x = xk ở bước lặp thứ k. Phương trình (1.4) được gọi là phương trình chuẩn tắc của vấn đề bình phương cực tiểu trọng số tuyến tính và được giải quyết bằng ma trận lợi suất: G U TU (1.7) 1.4.2 Phương pháp biến đổi trực giao (ORTHO) [1] Bình phương cực tiểu trọng số tuyến tính ở mỗi phép lặp là: T J() x  z H x W z H x T     z H x z H x (1.8)   2 z H x   Trong đó HWH: 1/2 và z: W1/2 z Cho Q là ma trận trực giao, , QTQ = I (ma trận đơn vị), khi đó:  R QH (1.9) 0 Với R là ma trận tam giác trên, ta có:  T   T J() x z H x Q Q z H x   2 Q z Q H x (1.10) 2 2 y1 R x y 2 Trong đó:  y1 Q z (1.11) y2 5
21. GVHD: TS. Lê Chí Kiên HVTH: Nguyễn Trọng Hiếu Giá trị nhỏ nhất của (1.10) xảy ra khi: R x y 1 (1.12) Tóm lại, bước thực hiện trước tiên của phương pháp biến đổi trực giao là (1.9)   và (1.11) của H và z , sau đó giải (1.12) và thế ngược lại để tính Q. 1.4.3 Phương pháp hỗn hợp (HYBRID) [1] Xuất phát từ phương trình (1.9)   TTT G H WH H H R R (1.13) Phương pháp hỗn hợp giải quyết các phương trình chuẩn tắc sử dụng các hệ số trực giao: R T R x H TW z (1.14) Có hai bước chính trong phương pháp hybrid. Bước thứ nhất là phép chuyển  đổi trực giao Q trên H (1.9) và bước thứ hai là giải phương trình chuẩn tắc (1.14). 1.4.4 Phương trình chuẩn tắc có ràng buộc ( NE/C) [1] Các phép đo ảo thay thế chính xác các quan hệ số học. Để kết hợp chúng một cách trực tiếp trong phương pháp bình phương cực tiểu trọng số (WLS), việc thành lập công thức đánh giá trạng thái (1.2) phân chia đơn giản hệ số trọng số lớn. Theo kinh nghiệm, nó được giám sát sự khác biệt trong các hệ số trọng số có thể gây ra tình trạng hư hỏng. Những vấn đề sau đây sẽ đưa ra hiệu quả khi phân tích thêm các hệ số trọng số. Hình thành sự phân chia các phép đo phi tuyến z h() x e và các phép đo ảo e( x ) 0. Do đó, ma trận Jacobian được phân chia vào ma trận H và C. Cho tỉ số giữa các hệ số trọng số của các phép đo ảo và các phép đo phi tuyến là r. Khi đó, phương trình (1.3) trở thành: T T T T [ H H rC C ] x H z rC c (1.15) Với r rất lớn, số hạng thứ hai rC T C chiếm ưu thế trong các hệ số ma trận. Tuy nhiên, luôn luôn không có đủ các phép đo ảo để làm cho ma trận C chiếm đầy vị trí 6