Luận văn Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải (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 ÐỖ HỮU KIỆT NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ÐIỆN – 60520202 S K C0 0 4 8 9 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ HỮU KIỆT NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ HỮU KIỆT NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS QUYỀN HUY ÁNH Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3/2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Đỗ Hữu Kiệt Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/3/1987 Nơi sinh: Long An Quê quán: Châu Thành – Long An Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 237/7 ấp 7, xã Phước Tân Hưng, huyện Châu Thành, tỉnh Long An. Điện thoại cơ quan: 0723. 832066 Điện thoại nhà riêng: 0723. 665950; 0935 986 998 Fax: 0723. 832 066 E-mail: huukiet.sct.qlnl@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Đại học: Hệ đào tạo: chính quy Thời gian đào tạo: từ 09/2005 đến 03/2010. Nơi học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh. Ngành học: Điện khí hóa và Cung cấp điện. Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho cao ốc FICO. Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 30/01/2012 tại khoa Điện-Điện Tử trường đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh. Người hướng dẫn: TS. Võ Viết Cường. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Từ Phòng Quản lý năng lượng – 01/05/2011 - Sở Công Thương tỉnh Long Chuyên viên đến nay An. Long An, ngày tháng 3 năm 2016 Đỗ Hữu Kiệt i
5. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh 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 năm 2016 Đỗ Hữu Kiệt HVTH: Đỗ Hữu Kiệt iii
6. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh LỜI CẢM ƠN Kính gửi lời cảm ơn đến cha mẹ và tất cả người thân trong gia đình đã động viên, ủng hộ tạo điều kiện tốt nhất cho con hoàn thành tốt trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn:  Thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh, Khoa Điện - Điện Tử, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ tôi hoàn thành khoá luận tốt nghiệp cũng như trong suốt quá trình công tác, giảng dạy, nghiên cứu và học tập tại trường.  Cảm ơn tập thể quí thầy cô trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, trường đại học Bách Khoa Tp.HCM đã hỗ trợ, tận tâm giảng dạy giúp đỡ tôi hoàn thành tốt chương trình học tập.  Cảm ơn những người bạn, những đồng nghiệp đã luôn sát cánh chia sẻ những khó khăn và động viên trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 Đỗ Hữu Kiệt HVTH: Đỗ Hữu Kiệt iv
7. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh TÓM TẮT Vận hành ổn định hệ thống điện luôn là một trong những lợi ích cốt yếu chính liên quan đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Khi tất cả các điều khiển sẵn có không thể duy trì hệ thống hoạt động ổn định dưới tác động các nhiễu loạn ngẫu nhiên, sa thải phụ tải sẽ được sử dụng như là phương sách cuối cùng để giảm thiểu sự mất nguồn điện và tải. Mặc dù đạt được thành công nhất định, nhưng các kế hoạch sa thải tải truyền thống có số lượng tải cần sa thải ở một bước đôi khi lớn quá mức cần thiết. Hơn nữa, việc sa thải phụ tải còn chưa xem xét đến yếu tố kinh tế, mức độ quan trọng của phụ tải, mức thay đổi của tải theo thời gian, ngưỡng tần số tác động của sa thải phụ tải cũng chưa xem xét. Vì vậy, việc đề xuất phương pháp sa thải phụ tải có xem xét đến các yếu tố nêu trên là cần thiết. Phần thứ nhất của nghiên cứu trong đề tài là nghiên cứu tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải. Tiếp theo là nghiên cứu đề xuất chương trình sa thải phụ tải có xét đến tầm quan trọng và vị trí của phụ tải, chi phí phụ tải, và các điều kiện ràng buộc. Phương pháp sử dụng cho chương trình sa thải phụ tải có xét đến tầm quan trọng và vị trí của phụ tải, chi phí phụ tải, và các điều kiện ràng buộc dựa trên thuật toán phân tích hệ thống phân cấp AHP và Fuzzy Logic để xử. Thuật toán Fuzzy Logic và AHP trợ giúp việc ra các quyết định duy trì hay sa thải phụ tải và tính toán các hệ số quan trọng của mỗi phụ tải, có thể đại diện cho tầm quan trọng của các loại phụ tải khác nhau. Phần mềm PowerWorld được sử dụng để mô phỏng sự nhiễu loạn. Hệ thống thử nghiệm được sử dụng là hệ thống 37 bus 9 máy phát. HVTH: Đỗ Hữu Kiệt iv
8. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh ABSTRACT Operating power system stability is always one of the key benefits relating to economic indicators - techniques. When all available control system unable to maintain stable operation under the influence of random perturbations, layoffs load will be used as a last resort in order to minimize the loss of power and load . Despite certain success, but the layoff plan load traditional required number of downloads in a sack sometimes big steps overkill. Moreover, the dismissal of the load was not considered economic factors, the degree of importance of the load, the load level changes over time, the threshold frequency of layoffs impact load is not considered. Therefore, the proposed method of firing load having regard to the factors mentioned above are needed. The first part of the study the research topic is an overview of methods load layoffs. Next is the research program proposed layoffs load considering the importance and position of the load, the load cost, and the binding conditions. The method used to load programs have sacked considering the importance and position of the load, the load cost, and the binding conditions based on analysis algorithm hierarchy AHP and Fuzzy Logic to handle the wide variety of systems. AHP Fuzzy Logic algorithm and assist in decisions to maintain or sack load and calculates the importance of each factor of the load, which may represent the importance of different types of loads. PowerWorld software is used to simulate turbulence. Test system used is the 37 bus system generator 9. HVTH: Đỗ Hữu Kiệt v
9. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Lời cảm tạ iii Tóm tắt iv Mục lục vii Danh sách các từ viết tắt x Danh sách các hình xi Danh sách các bảng xiv Giới thiệu đề tài 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI 1.1 Tổng quan các kết quả nghiên cứu 4 1.2 Các kỹ thuật sa thải phụ tải đang áp dụng 6 1.2.1 Sa thải phụ tải dưới tần số (UFLS) 7 1.2.2 Sa thải phụ tải dưới điện áp (UVLS) 9 1.2.3 Các hạn chế của các kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống 11 1.2.4 Sa thải phụ tải thích nghi 11 1.2.5 Các phương pháp sa thải phụ tải thông minh ILS (Intelligent Load Shedding) 13 1.2.5.1 Phương pháp ứng dụng mạng neural (ANN) trong sa thải phụ tải 18 1.2.5.2 Ứng dụng điều khiển mờ trong sa thải phụ tải 20 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt vi
10. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh 1.2.5.3 Ứng dụng hệ thống suy luận neural-mờ thích nghi (ANFIS) trong sa thải phụ tải 21 1.2.5.4 Ứng dụng thuật toán di truyền (GA) trong sa thải phụ tải 21 1.2.5.5 Ứng dụng tối ưu hóa bầy đàn (PSO) trong sa thải phụ tải 24 1.2.5.6 Ưu và nhược điểm của các kỹ thuật tính toán sa thải phụ tải thông minh 24 1.3 Nhận xét 25 CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN CẤP AHP VÀ MÔ HÌNH MỜ HÓA 2.1 Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP 28 2.2 Thuật toán AHP 28 2.3 Mô hình mờ hóa và luật hoạt động 30 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DƯỚI TẦN SỐ DỰA TRÊN THUÂṬ TOÁ N FUZZY LOGIC VÀ AHP 3.1 Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuật toán AHP 32 3.2 Kỹ thuật mờ hóa tần số và mờ hóa đồ thị phụ tải 36 3.2.1 Mờ hóa tần số hệ thống 36 3.2.2 Mờ hóa đồ thị phụ tải 36 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT THỬ NGHIỆM TRÊN HỆ THỐNG 37 BUS 9 MÁY PHÁT 4.1 Nghiên cứu trường hợp sự cố mất một máy phát điện trong hệ thống 37 bus, 9 máy phát sử dụng chương trình sa thải phụ tải dựa trên thuật toán Fuzzy logic và AHP 39 4.1.1 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống làm việc ở trạng thái bình thường (70%) 51 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt vii
11. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh 4.1.2 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 80% tải 58 4.1.3 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 90% tải 66 4.1.4 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 100% tải 73 4.1.5 Khảo sát sự cố máy phát LAUF69 trong trường hợp hệ thống đạt 83% tải 81 4.2 Nghiên cứu trường hợp sự cố ngắn mạch tại thanh góp 84 4.2.1 Ngắn mạch tại thanh góp JO345 85 4.2.2 Ngắn mạch tại thanh góp SLACK 345 92 4.3 So sánh hiệu quả phục hồi tần số và mức sa thải phụ tải 97 4.3.1 Phương pháp sa thải theo tần số, theo thứ tự dV/dt tính đến độ nhạy của điện áp 97 4.3.2 Phương pháp sa thải theo tần số, không theo thứ tự dV/dt tính đến độ nhạy của điện áp 98 4.3.3 Phương pháp sa thải phụ tải theo các bước dựa trên sự thay đổi tần số 98 4.4 Kết luận 99 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận 100 5.2 Hướng phát triển đề tài 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 102 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt viii
12. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ANN: Artificial Neural Network AHP: Analytic Hierarchy Process ILS: Intelligent Load Shedding UFLS: Under Frequency Load Shedding PSO: Particle Swarm Optimization GA: Genetic Algorithm IEEE: Institute of Electrical and Electronic Enginneers FLC: Fuzzy Logic Controller ANFIS: Adaptive neuro fuzzy inference system UPFC: Unifield Power Flow Controller FACTS: Flexible Alternating Current Transmission System HVTH: Đỗ Hữu Kiệt ix
13. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Trang Hình 1.1: Tổng quan về các kỹ thuật sa thải phụ tải trong hệ thống điện 8 Hình 1.2: Sơ đồ phân cấp điều chỉnh tần số trong HTĐ Việt Nam 11 Hình 1.3: Cấu trúc tổng quát của chương trình ILS 17 Hình 2.1: Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị 28 ~ ~ Hình 2.2: Mô hình cạnh tranh giữa M1 và M 2 31 Hình 3.1: Mô hình Fuzzy logic AHP gồm các vùng trung tâm tải và các đơn vị tải 32 Hình 3.2: Mô hình hệ thống phân cấp AHP 33 Hình 3.3: Lưu đồ các bước sử dụng phương pháp Fuzzy logic AHP để sa thải phụ tải 35 Hình 3.4: Kỹ thuật mờ hóa tần số 36 Hình 3.4: Kỹ thuật mờ hóa đồ thị phụ tải 37 Hình 4.1 Sơ đồ khảo sát sự cố hệ thống 38 Hình 4.2: Sơ đồ hệ thống 37 bus 9 máy phát 39 Hình 4.3: Sơ đồ hệ phân vùng phụ tải 39 Hình 4.4: Tần số hệ thống trong trường tần số thấp hơn giá trị cho phép 41 Hình 4.5 Sơ đồ khảo sát sự cố máy phát 50 Hình 4.6: Tần số khi xảy ra sự cố 51 Hình 4.7: Giá trị tần số sau khi phục hồi 52 Hình 4.8: Tần số khi xảy ra sự cố 52 Hình 4.9: Giá trị tần số sau khi phục hồi 53 Hình 4.10: Tần số khi xảy ra sự cố 54 Hình 4.11: Giá trị tần số sau khi phục hồi 55 Hình 4.12: Tần số khi xảy ra sự cố 55 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt x
14. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh Hình 4.13: Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra 57 Hình 4.14: Tần số khi xảy ra sự cố khi tải đạt 80% 58 Hình 4.15: Biểu diễn giá trị tần số phục hồi sau khi sa thải tải 59 Hình 4.16: Tần số khi xảy ra sự cố 59 Hình 4.17: Giá trị tần số sau khi phục hồi. 60 Hình 4.18: Tần số khi xảy ra sự cố 61 Hình 4.19: Giá trị tần số sau khi phục hồi 62 Hình 4.20: Tần số khi xảy ra sự cố 62 Hình 4.21: Giá trị tần số sau khi phục hồi 63 Hình 4.23: Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra 64 Hình 4.24: Tần số khi xảy ra sự cố 65 Hình 4.25: Biểu diễn giá trị tần số phục hồi sau khi sa thải tải 66 Hình 4.26: Tần số khi xảy ra sự cố 66 Hình 4.27: Giá trị tần số sau khi phục hồi 67 Hình 4.28: Tần số khi xảy ra sự cố 67 Hình 4.29: Giá trị tần số sau khi phục hồi 68 Hình 4.30: Tần số khi xảy ra sự cố 69 Hình 4.31: Giá trị tần số sau khi phục hồi 70 Hình 4.32: Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra 71 Hình 4.34: Tần số khi xảy ra sự cố 72 Hình 4.35: Biểu diễn giá trị tần số phục hồi sau khi sa thải tải 73 Hình 4.36: Tần số khi xảy ra sự cố 73 Hình 4.37: Giá trị tần số sau khi phục hồi 74 Hình 4.38: Tần số khi xảy ra sự cố 75 Hình 4.39: Giá trị tần số sau khi phục hồi 76 Hình 4.40: Tần số khi xảy ra sự cố 76 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt xi
15. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh Hình 4.41: Giá trị tần số sau khi phục hồi 77 Hình 4.42: Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra 79 Hình 4.43: Tần số hệ thống khi máy phát LAUF69 gặp sự cố ở mức tải 83% 81 Hình 4.44: Kỹ thuật mờ hóa tần số 81 Hình 4.45: Kết quả mờ hóa đồ thị phụ tải khi hệ thống vận hành ở mức 83% phụ tải cực đại 82 Hình 4.46: Tần số hệ thống phục hồi sau khi sa thải ở mức tải 83% 84 Hình 4.47: Sơ đồ khảo sát tại thanh góp 84 Hình 4.48: Giá trị tần số khi xảy ra sự cố 86 Hình 4.49: Giá trị tần số sau khi cắt giảm tải 86 Hình 4.50: Giá trị tần số khi gặp sự cố 87 Hình 4.51: Giá trị tần số sau khi cắt giảm tải 88 Hình 4.52: Tần số khi bus JO345 mở 89 Hình 4.53: Tần số khi bus JO345 phục hồi 89 Hình 4.54: Tần số khi bus JO345 mở 90 Hình 4.55: Tần số khi bus JO345 phục hồi 91 Hình 4.56: Tần số khi bus SLACK 345 mở 92 Hình 4.57: Tần số khi bus SLACK 345 phục hồi 93 Hình 4.58: Mô tả giá trị tần số khi bus SLACK 345 mở 94 Hình 4.59: Mô tả giá trị tần số sau khi sa thải tải 94 Hình 4.60: Tổng hợp các phương án và số lượng tải cần sa thải khi có sự cố thanh góp 96 Hình 4.61: Tần số khi xảy ra sự cố máy phát LAUF69 97 Hình 4.62: Tần số sau khi cắt giảm tải 97 Hình 4.63: Tần số sau khi cắt giảm tải 98 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt xii
16. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 1.1: Các bước sa thải tải của FRCC 9 Bảng 1.2: Các bước sa thải tải của MAAC 10 Bảng 1.3: Chương trình sa thải tải của ERCOT 10 Bảng 1.4: So sánh các tính năng của các phương pháp truyền thống và thông minh 19 Bảng 1.5: Ưu và nhược điểm của các kỹ thuật tính toán sa thải phụ tải thông minh 26 Bảng 3.1: Kết quả tính toán tổng hợp các trường hợp mờ hóa tần số hệ thống 36 Bảng 3.2: Kết quả tính toán tổng hợp các trường hợp mờ hóa đồ thị phụ tải 37 Bảng 3.3: Chiến lược điều khiển 37 Bảng 4.1: Dữ liệu tải trong hệ thống 37 bus khi hệ thống đạt 70%, 80%, 90%, 100% phụ tải cực đại 41 Bảng 4.2: Ma trận phán đoán trung tâm phụ tải. 42 Bảng 4.3: Ma trận phán đoán các phụ tải ở trung tâm tải 1 42 Bảng 4.4: Ma trận phán đoán các phụ tải ở trung tâm tải 2 43 Bảng 4.5: Ma trận phán đoán các phụ tải ở trung tâm tải 3 43 Bảng 4.6: Ma trận phán đoán các phụ tải ở trung tâm tải 4 43 Bảng 4.7: Giá trị Mi của ma trận các trung tâm phụ tải 44 Bảng 4.8: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 44 Bảng 4.9: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 2 44 Bảng 4.10: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 3 44 Bảng 4.11: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 4 45 * Bảng 4.12: Giá trị Mi của ma trận trung tâm phụ tải 45 * Bảng 4.13: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 1 45 * Bảng 4.14: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 2 45 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt xiii
17. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh * Bảng 4.15: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 3 46 * Bảng 4.16: Giá trị Mi của ma trận các tải ở trung tâm phụ tải 4 46 Bảng 4.17: Các giá trị Wkj của ma trận trung tâm phụ tải 46 Bảng 4.18: Các giá trị Wdi của các tải ở trung tâm phụ tải 1 47 Bảng 4.19: Các giá trị Wdi của các tải ở trung tâm phụ tải 2 47 Bảng 4.20: Các giá trị Wdi của các tải ở trung tâm phụ tải 3 47 Bảng 4.21: Các giá trị Wdi của các tải ở trung tâm phụ tải 4 47 Bảng 4.22: Giá trị các hệ số quan trọng của đơn vị tải được tính toán bởi AHP 48 Bảng 4.23: Sắp xếp các đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng của phụ tải Wij giảm dần 49 Bảng 4.24: Thứ tự sa thải phụ tải theo hệ số quan trọng 50 Bảng 4.25: Danh sách các máy phát 51 Bảng 4.26: Thứ tự sa thải phụ tải 52 Bảng 4.27: Thứ tự sa thải phụ tải 54 Bảng 4.28: Thứ tự sa thải phụ tải 55 Bảng 4.29: Trình bày thời gian, giá trị phục hồi của tần số tại các máy phát 57 Bảng 4.30: Thứ tự sa thải phụ tải 59 Bảng 4.31: Thứ tự sa thải phụ tải 61 Bảng 4.32: Thứ tự sa thải phụ tải 62 Bảng 4.33: Thứ tự sa thải phụ tải 64 Bảng 4.34: Trình bày thời gian, giá trị phục hồi của tần số tại các máy phát 65 Bảng 4.35: Thứ tự sa thải phụ tải 66 Bảng 4.36: Thứ tự sa thải phụ tải 68 Bảng 4.37: Thứ tự sa thải phụ tải 69 Bảng 4.38: Thứ tự sa thải phụ tải 70 Bảng 4.39: Trình bày thời gian, giá trị phục hồi của tần số tại các máy phát 71 Bảng 4.40: Thứ tự sa thải phụ tải 74 Bảng 4.41: Thứ tự sa thải phụ tải 75 Bảng 4.42: Thứ tự sa thải phụ tải 76 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt xiv
18. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS. Quyền Huy Ánh Bảng 4.43: Thứ tự sa thải phụ tải 77 Bảng 4.44: Trình bày thời gian, giá trị phục hồi của tần số tại các máy phát 78 Bảng 4.45: Tổng hợp các chiến lược điều khiển 80 Bảng 4.46: Kết quả tính toán tổng hợp các trường hợp mờ hóa tần số hệ thống 82 Bảng 4.47: Kết quả tính toán tổng hợp các trường hợp mờ hóa đồ thị phụ tải 82 Bảng 4.48: Chiến lược điều khiển sa thải phụ tải tương ứng các mức tải và tần số 80 Bảng 4.49: Thứ tự sa thải phụ tải 83 Bảng 4.50: Thứ tự sa thải phụ tải theo hệ số quan trọng 85 Bảng 4.51: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 87 Bảng 4.52: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 88 Bảng 4.53: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 89 Bảng 4.54: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 91 Bảng 4.55: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 93 Bảng 4.56: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm 95 Bảng 4.57: Tổng hợp thời gian, giá trị tần số được phục hồi sau khi sa thải tải 95 Bảng 4.58: Bảng tổng hợp các phương pháp sa thải phụ tải 99 HVTH: Đỗ Hữu Kiệt xv
19. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Giới thiệu Giá trị của tần số và điện áp là tiêu chuẩn đánh giá ổn định chất lượng điện năng trong hệ thống. Nếu một trong hai giá trị này vượt ra khỏi ngưỡng cho phép thì dẫn đến sự mất cân bằng trong hệ thống và gây nên sự nhiễu loạn. Khi tần số giảm thì công suất phát của hệ thống thấp hơn công suất tải và ngược lại. Khi cân bằng công suất trong hệ thống được đảm bảo thì tần số được giữ bằng tần số định mức. Khi hệ thống xảy ra tình trạng thiếu nguồn làm tần số giảm thấp. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến phụ tải mà có thể gây rã lưới nếu không có biện pháp phòng ngừa hiệu quả. Công suất tác dụng ảnh hưởng trực tiếp đến tần số, còn công suất phản kháng ảnh hưởng trực tiếp đến giá trị điện áp. Nên khi có sự bất ổn về tần số hoặc điện áp sẽ gây ra nhiễu loạn và nếu kéo dài sự nhiễu loạn đó thì dẫn đến tan rã hệ thống. Bên cạnh đó, nếu xảy ra có sự đột ngột tăng tải mà lượng dự trữ của hệ thống không đáp ứng kịp thời và đầy đủ thì cũng là một trong những nguyên nhân gây nên tan rã hệ thống. Khi xảy ra sự cố hay sự nhiễu loạn kéo dài thì giá trị tần số và giá trị điện áp tại các nút thay đổi và việc nhanh chóng đưa các giá trị này tiến dần về giá trị ban đầu hoặc tái lập điểm ổn định mới là điều hết sức quan trọng nhằm hạn chế tối đa việc sụp đổ hệ thống. Vì thế, việc ngắt giảm phụ tải là phương pháp được lựa chọn. Tuy nhiên, số lượng tải cần ngắt và thời gian cắt cũng là được xem là yếu tố quan trọng để quyết định trong việc ổn định hệ thống. Vì thế, việc lựa chọn phương pháp sa thải phụ tải tối ưu là vấn đề cần thiết và cấp bách. Việc nghiên cứu sa thải có 3 mảng nghiên cứu lớn: HVTH: Đỗ Hữu Kiệt 1
20. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh - Sa thải phụ tải truyền thống (conventional load shedding). - Sa thải phụ tải thích nghi (adaptive load shedding) - Sa thải phụ tải thông minh ILS (Intelligent Load Shedding). 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Vận hành ổn định hệ thống điện luôn là một trong những lợi ích cốt yếu chính liên quan đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Khi tất cả các điều khiển sẵn có không thể duy trì hệ thống hoạt động ổn định dưới tác động các nhiễu loạn ngẫu nhiên, sa thải phụ tải sẽ được sử dụng như là phương sách cuối cùng để giảm thiểu sự mất nguồn điện và tải. Mặc dù đạt được thành công nhất định, nhưng chỉ xem xét sự suy giảm tần số, hoặc điện áp trong hệ thống, trong các trường hợp này kết quả thường kém chính xác; số lượng một bước tải sa thải đôi khi lớn, nó gây ra sa thải tải quá mức, các kế hoạch không có sự linh hoạt để tăng số lượng các bước sa thải tải [1-3]. Hơn nữa, việc sa thải phụ tải còn chưa xem xét đến yếu tố kinh tế, mức độ quan trọng của phụ tải, mức thay đổi của tải theo thời gian, ngưỡng tần số tác động của sa thải phụ tải cũng chưa xem xét. Vì vậy, việc đề xuất phương pháp sa thải phụ tải có xem xét đến các yếu tố nêu trên là cần thiết. 1.3 Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải và đề xuất phương pháp sa thải phụ tải dưới tần số dựa trên thuâṭ toán AHP và thuật toán mờ hóa Fuzzy [4]. 1.3.2 Cách tiếp cận - Nghiên cứu các loại sự cố trong hệ thống điện, về mất ổn định, sa thải phụ tải. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải trong vận hành hệ thống điện, các thuật toán AHP, Fuzzy Logic. - Nghiên cứu chiến lược sa thải phụ tải ở các công ty điện lực. HVTH: Đỗ Hữu Kiệt 2
21. Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh 1.3.3 Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu tài liệu, tổng hợp, phân tích, mô hình hóa và mô phỏng. 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: Các dạng ngắn mạch, ổn định hệ thống điện và sa thải phụ tải. 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu - Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuâṭ toán AHP và Fuzzy Logic trên cơ sở xem xét tầm quan trọng của tải, sự suy giảm của tần số phụ tải và các điều kiện ràng buộc. - Khảo sát, tính toán, thử nghiệm trên mô hình hệ thống IEEE 37 thanh góp 9 máy phát, nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp đề xuất. 1.5 Nội dung nghiên cứu PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan về hướng nghiên cứu: giới thiệu, tính cấp thiết; mục tiêu; cách tiếp cận; phương pháp nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu. Đặt vấn đề và hướng giải quyết vấn đề, nhằm duy trì ổn định hệ thống điện. PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Tổng quan các phương pháp sa thải phụ tải. Chương 2: Mô hình hệ thống phân cấp AHP. Chương 3: Phương pháp sa thải phụ tải dưới tần số dựa trên thuâṭ toán Fuzzy Logic và AHP. Chương 4: Khảo sát, thử nghiệm nhằm kiểm chứng hiệu quả phương pháp đề xuất. Chương 5: Kết luận và hướng phát triển đề tài. HVTH: Đỗ Hữu Kiệt 3
22. S K L 0 0 2 1 5 4