Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
7 Đánh giá phân tích mức độ chính xác của phương pháp NSTC so với các phương pháp khác khi tính toán GHÔĐ

7 Đánh giá phân tích mức độ chính xác của phương pháp NSTC so với các phương pháp khác khi tính toán GHÔĐ

Tải bản đầy đủ - 0trang

phương pháp góc CS  tính độ dài của giá trị đạo hàm có

hướng) nhưng cũng chỉ mang tính chất định tính tìm nút yếu

mà khơng lượng hóa được khoảng cách đến trạng thái GHƠĐ.

Luận án cũng tiến hành tính tốn GHƠĐ theo những phương

pháp này để làm rõ được tính ưu việt của phương pháp NSTC

khi lượng hóa khá chính xác (bằng MW) trạng thái GHƠĐ và

mức dự trữ ổn định của từng nút trong hệ thống.

Các sơ đồ tính tốn trình bày trong luận án gồm: sơ đồ đơn

giản 3 Bus, Ward & Hale 6 Bus, IEEE 14 Bus, IEEE 39 Bus và

Miền Tây Nam Bộ 138 Bus. Sự đa dạng của các loại sơ đồ trên

cho phép kiểm chứng tính tốn bằng tính tay (sơ đồ 3 nút) và

chương trình (tính lặp bằng phần mềm CONUS-7.3 đối với các

sơ đồ còn lại), đồng thời cho phép so sánh kết quả tính tốn với

các nghiên cứu trên thế giới (thông qua các sơ đồ mẫu Ward &

Hale 6 Bus, IEEE 14, 39 Bus) và kiểm tra khả năng áp dụng

vào bài toán thực tế tại Việt Nam (sơ đồ HTĐ Miền Tây 2016).

Đối với sơ đồ 3 Bus, gồm 2 nút nguồn, 1 nút tải đấu nối

hình tam giác. Sơ đồ này được tính tốn bằng tay.

Thơng số: Z12= j0.20; Z23=

j0.25; Z13= j0.50

P3+jQ3 = 100 + j30 (MVA) ;

||U2|| = 1.00 pu = const

Giả thiết nút 1 là nút cân

bằng: U1=1.00 pu = const;

1= 0o = const



P2+jQ2



U2(2)



U1(1)



Z12



2



P1+jQ1



1



Z1



Z23

3



3



U3(3)

P3+jQ3



Hình 2.9



Sau khi xây dựng được hệ phương trình CĐXL và tính tốn

bằng tay, kết quả GHƠĐ CS nút là:

Pm2 = 515.8 MW; Pm3 = 363.5 MW; Qm3 = 138.1 MVAr

Luận án cũng tiến hành tính tốn GHƠĐ khi trạng thái đầu

thay đổi để kiểm chứng sự hội tụ của kết quả tính tốn. Minh

họa kết quả tính Qm3 khi trạng thái đầu Q 3 thay đổi được thể

hiện trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Khi trạng thái ban đầu Q3 khác nhau

Q3 (MVAr)

Qm3 (MVAr)



0

139



10

139



50

137



80

136



100

135



120

134



130

133



133

133



18



Nếu tính tốn theo phương pháp lặp (bằng tay) theo kịch

bản tương đương (tăng dần CSTD hoặc CSPK nút tải 3, hoặc

tăng dần CS phát nút nguồn 2) cho đến khi hệ mất ổn định. Kết

quả trạng thái GHÔĐ như sau: P2GH = 684 MW; P3GH = 264

MW; Q3GH = 133 MVAr.

Khi trạng thái vận hành ban đầu của P2, P3 và Q3 thay đổi

tăng dần, phương pháp NSTC cũng cho kết quả tính GHƠĐ hội

tụ về các giá trị trên, thể hiện trạng thái ban đầu càng nặng nề,

phương pháp NSTC cho kết quả càng chính xác.

Sơ đồ Ward & Hale 6 Bus:

Đây là sơ đồ mà hai tác giả Liancheng Wang and Adly A

Girgis đã tính tốn trong nghiên cứu đề xuất chỉ tiêu góc  để

đánh giá ổn định HTĐ. Luận án tiến hành so sánh kết quả của

phương pháp đề xuất với kết quả tính tốn như bảng 2.6:

Bảng 2.6 Các kết quả tính tốn sơ đồ Ward & Hale 6-Bus

Số liệu tính tốn

Nút



Thơng

số



Chế

độ đầu



3

5

6

3

5

6



P3

P5

P6

Q3

Q5

Q6



0.55

0.3

0.5

0.13

0.18

0.05



GHƠĐ CS nút

Tính

lặp

theo

[32]

1.26

0.94

1.32

0.72

0.71

0.8



Theo

NSTC



Phương

pháp của

[32]



1.201

0.898

1.26

0.486

0.52

0.498



1.3866

1.0643

1.5064

2.2225

2.1739

2.6598



Độ lệch của

NSTC so với

tính lặp [32]



Độ lệch của chỉ

tiêu theo [32] so

với tính lặp [32]



-4.68%

-4.47%

-4.54%

-32.50%

-26.76%

-37.75%



10.05%

13.22%

23.48%

208.68%

206.18%

232.48%



Trong ví dụ này sai số của phương pháp NSTC đề xuất

trong luận án được cải thiện hơn rất nhiều so với phương pháp

đề xuất trong [32]. Nguyên nhân là do công thức dự báo quá

đơn giản đề xuất trong [32]. Sau khi xác định được góc cơng

suất αi, các tác giả đề xuất lấy trị số công suất tỉ lệ với cosα làm

giá trị đo độ xa khoảng cách đến giới hạn (ở trị số tương đối):

Ddi=||fi||.Cosi. Khi α tiến tới 90o thì Dd tiến tới 0, nhưng do

quan hệ phi tuyến (không tỉ lệ) của Dd với công suất nút nên

sai số sẽ lớn khi điểm dự báo nằm xa giới hạn.

Tính toán áp dụng cho sơ đồ IEEE 14 Bus:

Để thấy rõ được hiệu ứng của việc đặt bù CSPK đối với

GHƠĐ CS nút, luận án đã tính tốn cho sơ đồ IEEE14 Bus

trong trường hợp khơng bù và có bù. Dung lượng bù tại các nút

3, 6, 8 lần lượt là: 40 MVAr, 24 MVAr và 24 MVAr. Kết quả

19



chi thấy, sau khi đặt tụ bù tại 3 nút là 3, 6, 8, điện áp của tất cả

các nút đều được nâng cao, đạt ~ 1.0 pu (xem thêm phụ lục).

Tính tốn GHƠĐ cho kết quả CS giới hạn tại mỗi nút cũng

được cải thiện, nâng lên trung bình từ 20-30%.

Áp dụng tính tốn cho sơ đồ IEEE 39 Bus

Sau khi tính tốn chế độ xác lập HTĐ, sử dụng phương pháp

NSTC, xác định được công suất giới hạn các nút. Ngồi ra,

luận án cũng tính tốn cơng suất giới hạn nút bằng phương

pháp lặp để đối chiếu kết quả. Những nút có giới hạn cơng suất

tác dụng thấp là 26, 28, 18 (P gh chỉ đạt khoảng 3,6-3,9 pu), gới

hạn CSPK thấp là 12, 7, 8 (chỉ đạt từ 5,5 đến 7,7 pu). Theo

[32], với hệ số tải là 2,2 các nút yếu về CSPK là 12,7,8 trùng

với nhận định của luận án. Tuy nhiên, tác giả của [32] không

thể đưa ra được CSPK giới hạn của 3 nút trên là bao nhiêu. Vì

vậy, phương pháp NSTC có nhiều ưu điểm hơn, khơng những

chỉ ra nút yếu mà còn tính được giới hạn CSTD và CSPK một

cách nhanh chóng với độ chính xác khá cao.

Tính tốn áp dụng cho HTĐ Miền Tây Nam bộ:

Mô phỏng lưới điện Miền Tây gồm 138 nút và 288 nhánh,

các cấp điện áp 500 – 220 – 110 kV. Kết quả tính tốn giới hạn

công suất nút tải theo phương pháp NSTC khá sát với kết quả

tính theo phương pháp lặp thơng thường. Nếu xét sai lệch tính

theo hệ số dự trữ phần trăm (Kdt%) khá nhỏ, các nút ở xa nguồn

chỉ sai lệch 0-3%. Độ chính xác cao của phương pháp NSTC

trong trường hợp này có thể giải thích được bởi sơ hệ thống

đang vận hành có độ dự trữ ổn định thấp.Việc xác định các nút

yếu (có giá trị dự trữ ổn định MW-MVAr thấp) của phương

pháp NSTC cũng khá chính xác nếu so sánh với phương pháp

lặp.

Các ví dụ áp dụng thử cho các sơ đồ đơn giản cũng như

phức tạp đã cho thấy phương pháp NSTC có độ chính xác cao

hơn đáng kể so với các phương pháp hiện có, đặc biệt khi tính

cho những nút nguy hiểm gần với GHƠĐ. Do đó thuật tốn rất

phù hợp ứng dụng cho các bài tốn thực tế liên quan đến phân

tích ổn định HTĐ phức tạp, phục vụ các mục đích khác nhau.



20



3 NÂNG CAO ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG ĐIỀU

KIỆN HOẠT ĐỘNG CỦA THỊ TRƯỜNG ĐIỆN



Luận án xem xét khía cạnh giới hạn truyền tải của các giao

dịch song phương trong TTĐ: một nút nguồn cho trước có khả

năng cấp thêm được bao nhiêu MW tới một nút tải cho trước

trên quan điểm ổn định HTĐ. Việc lựa chọn những giao dịch

song phương có dự trữ ổn định lớn và tránh những giao dịch đã

gần đạt ngưỡng ổn định chính là một cách để nâng cao ổn định

HTĐ dựa trên việc thay đổi phương thức vận hành.

Luận án đề xuất thuật tốn và chương trình tính giới hạn

truyền tải song phương bằng phương pháp NSTC, lập ma trận

truyền tải song phương giữa 1 cặp nút nguồn – tải bất kỳ trong

HTĐ, áp dụng tính tốn thử cho sơ đồ Ward & Hale 6 Bus,

IEEE 14 Bus, IEEE 39 Bus, HTĐ 500-220-110 kV Miền Tây

138 Bus và HTĐ 500-220 kV Việt Nam 122 Bus.

Kết quả tính tốn đối với sơ đồ Ward & Hale 6 bus như sau:

Phụ tải\Nguồn

L3

L5

L6



G1

65.1

59.8

76.0



G2

31.6

61.0

33.6



Giới hạn truyền tải song phương

tăng thêm (Pspt)



Phụ tải\Nguồn

L3

L5

L6



G1

54.2

66.6

60.3



G2

36.5

67.0

40.2



Ma trận hệ số dự trữ ổn định (Kdt%)



Kết quả tính tốn Pghn và Pspt cho thấy, đối với các giao

dịch song phương của thị trường, phụ tải tại nút 3 nhận điện từ

nhà máy điện nút 1 có ưu thế về mặt truyền tải hơn so với nhận

điện từ nhà máy điện 2 do Giới hạn truyền tải công suất nút

Pghn lớn hơn (120,1 MW so với 86,6 MW), giới hạn CS truyền

tải song phương Pspt lớn hơn (65,1 MW so với 31,6 MW),

mức dự trữ ổn định so với trạng thái ban đầu cũng cao hơn

(54,2% so với 36,5%). Phụ tải nút 5 nếu mua điện thêm từ nút

nguồn 2 sẽ có lợi hơn so với nút nguồn 1, được lượng hóa bằng

giá trị Pghn, cũng như Pspt cao hơn. Nút tải 6 cũng thể hiện các

giao dịch song phương với nguồn 1 sẽ có lợi hơn đáng kể về

giới hạn cơng suất truyền tải, do dung lượng truyền tải MAX

lớn hơn rất nhiều so với nhận điện từ nguồn 2.

Tương tự, kết quả mơ phỏng tính tốn giới hạn truyền tải

song phương tăng thêm cho các HTĐ IEEE 14 Bus và IEEE 39

21



Bus cũng mang lại kết quả hợp lý. Ví dụ sơ đồ IEEE 39 Bus có

ma trận dự trữ ổn định như sau:

Bảng 3.9 Ma trận dự trữ Kdt% của HTĐ IEEE 39 Bus

Tải\Nguồn

Ppt-1

Ppt-3

Ppt-4

Ppt-7

Ppt-8

Ppt-12

Ppt-16

Ppt-18

Ppt-20

Ppt-21

Ppt-23

Ppt-27

Ppt-28

Ppt-29



G1

28.3

38.0

23.0

55.1

26.5

98.1

31.5

61.4

11.1

37.1

40.2

39.1

48.9

36.6



G2

5.2

34.5

25.8

60.4

29.8

98.5

30.8

59.2

10.8

36.5

39.6

35.8

44.9

32.8



G3

5.6

37.2

28.4

59.4

28.9

98.8

34.2

61.8

12.4

39.9

42.9

38.6

47.3

35.0



G4

3.3

30.4

15.7

38.9

13.5

97.6

39.5

59.7

46.0

45.6

48.9

37.5

45.4

33.2



G5

1.9

20.0

9.5

28.2

8.2

96.8

25.1

47.4

40.2

31.0

34.5

25.6

34.4

23.4



G6

3.6

31.8

16.7

40.3

14.3

97.7

41.2

61.1

16.9

59.6

71.7

39.0

46.8

34.6



G7

2.1

21.5

10.4

29.9

9.0

96.9

27.0

49.4

9.6

39.7

58.2

27.3

36.2

25.0



G8

5.7

37.1

17.5

41.8

15.3

97.7

30.2

61.1

10.5

35.9

39.0

42.3

55.0

42.9



G9

1.8

17.9

7.7

24.4

6.8

96.3

16.8

43.0

5.3

21.5

24.6

27.9

68.8

71.3



G10

11.4

51.3

26.7

52.7

23.4

98.2

39.9

70.4

15.2

45.3

47.9

51.7

60.9

49.2



Dựa trên số liệu trong bảng, có thể tìm ra nhiều phương thức

khơng nên được thực hiện, ví dụ như phụ tải 1 khơng nên mua

thêm điện từ các nhà máy điện G2 đến G9, mà chỉ nên mua từ

nhà máy điện G1 hoặc G10. Thực tế là phụ tải L1 đã đủ lớn,

gần với GHÔĐ. Tương tự, phụ tải 8 không nên mua thêm điện

từ các nguồn G5, G7, G9 vì mức dự trữ truyền tải còn rất thấp

(dưới 10%), Pspt cũng chỉ còn 38-51 MW. Thay vào đó, L8

nên mua điện từ nhà máy G2, G3 thì sẽ được nhiều cơng suất

hơn và tốt hơn cho ổn định HTĐ.

Đối với HTĐ Miền Tây và HTĐ 500-220 kV Việt Nam,

luận án cũng ứng dụng phương pháp NSTC để xây dựng ma

trận truyền tải song phương giữa cặp nguồn – tải bất kỳ. Nhận

thấy, phụ tải càng gần nguồn điện thì giới hạn truyền tải song

phương Pspt càng lớn, công suất giao dịch càng được nhiều.

Ngược lại, các phụ tải càng xa nguồn thì Pspt càng giảm.

Đối với các nhà máy điện có vị trí tương đối như nhau thì

nhà máy điện phát lên cấp điện áp cao hơn sẽ có Pspt cao hơn.

Ví dụ, NĐ Dun Hải 3 phát lên 500 kV nên có giới hạn truyền

tải song phương đến phụ tải cao hơn NĐ Duyên Hải 1 phát lên

220 kV.

Qua các tính tốn trên, có thể nhận thấy nhờ khả năng tính

tốn nhanh các giới hạn truyền tải chỉ qua một lần quét,

phương pháp NSTC và thuật tốn đề xuất của luận án có thể

nhanh chóng xây dựng được ma trận giới hạn truyền tải song

22



phương tăng thêm tối đa giữa các cặp nhà máy điện – phụ tải

điện bất kỳ, làm nguồn dữ liệu tham khảo tốt cho công tác vận

hành điều độ HTĐ và hoạt động giao dịch của TTĐ.

4 NGHIÊN CỨU MỞ RỘNG ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP

NSTC TRONG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH HTĐ



Dựa trên những ưu điểm về phương pháp tính GHƠĐ,

phương

pháp

NSTC có khả

năng đưa ngay ra

dự báo GHƠĐ với

xuất phát điểm là

các thơng số vận

hành hiện tại (có

thể thu thập từ các

PMU hoặc từ

Hình 4.5

chương

trình).

Ngồi ra, dựa vào lịch huy động ngắn hạn (giờ tới, ngày tới),

phương pháp có thể xây dựng được biểu đồ dự báo mức dự trữ

ổn định tại từng nút trong HTĐ, giúp cho người vận hành hệ

thống có cái nhìn sâu về ổn định và luôn chủ động sẵn sàng

đưa ra phương thức phù hợp khi xảy ra sự cố.

Luận án tiến hành tính tốn thử nghiệm cho sơ đồ Ward &

Hale 6 Bus với biểu đồ phụ tải biến thiên trong 24 giờ. Kết quả

tính tốn mức dự trữ ổn định CS nút như hình 4.5.

Kết quả cho thấy, hệ số dự trữ công suất các nút rất nhậy

theo sự biến động công suất. Khi vận hành với phụ tải cơ sở (k

= 1.0) hệ số dự trữ công suất các nút khá cao (đều lớn hơn

100%), tuy nhiên khi phụ tải tăng thêm 20% (k=1.2) hệ số dự

trữ đã xuống dưới 50%. Hình 4.5 đã chỉ ra phạm vi nguy hiểm

cần cảnh báo ổn định cho hệ thống nếu vận hành theo đồ thị

phụ tải giả thiết. Từ 10h đến 12h, các nút 3, 5 và 6 đều có hệ số

dự trữ nằm dưới giới hạn cho phép (20%).

5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1

Kết luận về những đóng góp khoa học của luận án



1. Các HTĐ hiện đại đều có sơ đồ phức tạp, hoạt động ngày

càng đa dạng theo những cơ chế khác nhau của TTĐ. Giới hạn

23



truyền tải công suất ngày càng có xu hướng tiến sát hơn đến

GHƠĐ. Nghiên cứu các phương pháp tính tốn cho phép đánh

giá nhanh, thuận tiện, hiệu quả các giới hạn công suất truyền

tải có ý nghĩa rất lớn trong quản lý vận hành.

2. Các tiêu chuẩn đánh giá ổn định HTĐ thường rất phức

tạp, hiện dang có rất ít các phương pháp đáp ứng được nhu cầu

quản lý vận hành. Luận án đã đề xuất phương pháp NSTC

(NSTC) cho phép tính tốn nhanh GHƠĐ của cơng suất nút và

giới hạn truyền tải song phương tăng thêm giữa một cặp nguồn

- tải bất kỳ. Phương pháp có độ chính xác cao hơn các phương

pháp cùng loại (nhóm tính tốn dự báo nhanh theo thơng tin

trạng thái hiện hành) nên có triển vọng ứng dụng tốt trong quản

lý vận hành HTĐ (vể phương diện ổn định), đặc biệt là trong

điều kiện hoạt động của TTĐ.

3. Luận án đã xây dựng được chương trình tính tốn giới

hạn ƠĐT theo phương pháp NSTC. Chương trình tính tốn

GHƠĐ có vai trò là một mơ đun bổ sung cho chương trình tính

tốn chế độ xác lập, nhằm phân tích đánh giá GHƠĐ cơng suất

tương ứng với các phương thức truyền tải khác nhau. Các ứng

dụng vào các sơ đồ ví dụ và HTĐ Việt Nam đã bước đầu khẳng

định khả năng ứng dụng hiệu quả vào thực tế và độ tin cậy của

phương pháp tính.

4. Thuật tốn của phương pháp NSTC dự báo nhanh GHƠĐ

trên cơ sở thơng tin của trạng thái hiện hành nên cũng mở ra

khả năng ứng dụng trong cảnh báo và điều khiển các đặc trưng

ổn định của HTĐ phức tạp. Tuy nhiên, vấn đề còn cần được

nghiên cứu phối hợp khả năng thu thập và truyền thông tin

đồng bộ trên diện rộng của HTĐ.

5.2



Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo



Đề tài luận án vẫn cần tiếp tục được nghiên cứu, hoàn thiện

theo các hướng sau:

- Nâng cấp chương trình tính tốn GHƠĐ theo tiêu chí

ƠĐT, để có thể ứng dụng thực sự vào thực tế, xét đến nhiều

phần tử phức tạp hơn như: hệ thống truyền tải điện một chiều

HVDC; thiết bị FACTS; ...



24



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

7 Đánh giá phân tích mức độ chính xác của phương pháp NSTC so với các phương pháp khác khi tính toán GHÔĐ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×