Giải pháp hệ thống điện truyền tải bằng giải thuật LFB tại HCMUTE

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM TẠ

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ

1.2. TỔNG QUAN CHUNG VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU

1.3. MỤC TIÊU VÀ CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU

1.4. CÁC KẾT QUẢ TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC ĐÃ CÔNG BỐ

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. LÝ THUYẾT VỀ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

2.2. PHÂN LOẠI ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI

2.3. CÁC THÔNG SỐ QUAN TRỌNG CỦA ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI

2.4. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN

3. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT GAUSS-SEIDEL VÀ NEWTON-RAPHSON DECOUPLE

3.1. PHƯƠNG TRÌNH ĐẠI SỐ PHI TUYẾN

3.2. PHƯƠNG PHÁP GAUSS-SEIDEL

3.3. PHƯƠNG PHÁP NEWTON-RAPHSON

3.4. PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP JACOBI

3.5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG LƯỚI ĐIỆN

3.6. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN TRÀO LƯU CÔNG SUẤT

3.6.1. ĐỘ LỆCH TIÊU CHUẨN HỘI TỤ

3.6.2. PHƯƠNG PHÁP GAUSS-SEIDEL SỬ DỤNG MA TRẬN YNUT

4. CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN LFB (PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRÊN CƠ SỞ DÒNG NHÁNH)

4.1. MÔ HÌNH CHUNG CỦA FACTS VÀ CÁC PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP NHÁNH

4.1.1. MÔ HÌNH CHUNG CỦA FACTS

4.1.2. PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP NHÁNH

4.2. PHÁT TRIỂN MÔ HÌNH DÒNG CÔNG SUẤT LFB

4.2.1. MÔ HÌNH DÒNG CÔNG SUẤT MẠNG PHÂN PHỐI MẠCH VÒNG

4.2.1.1. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG CÔNG SUẤT TỔNG QUÁT

4.2.1.2. PHƯƠNG TRÌNH ĐIỆN ÁP NHÁNH

4.2.1.3. MA TRẬN DÒNG CÔNG SUẤT LFB

4.2.2. TOPO MẠCH VÀ PHƯƠNG PHÁP TỔNG TRỞ MẠCH VÒNG

4.2.3. LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN LFB

5. CHƯƠNG 5: ÁP DỤNG THUẬT TOÁN LFB KHI HỆ THỐNG CÓ THIẾT BỊ FACTS (SVC)

5.1. GIỚI THIỆU VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ FACTS

5.2. MÔ HÌNH MỘT SỐ THIẾT BỊ FACTS

5.3. CÔNG THỨC LFB ÁP DỤNG VỚI CÁC THIẾT BỊ FACTS

5.4. ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT SỬ DỤNG BỘ TCPAR

5.5. ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT SỬ DỤNG BỘ TCSC

5.6. ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT SỬ DỤNG BỘ UPFC

5.7. ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP THANH CÁI SỬ DỤNG SVC VÀ CÁC TÁC DỤNG KHÁC KHI GẮN SVC LÊN LƯỚI

5.7.1. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP VÀ LƯU LƯỢNG CÔNG SUẤT TẠI PHỤ TẢI

5.7.2. GIỚI HẠN THỜI GIAN VÀ CƯỜNG ĐỘ QUÁ ÁP KHI XẢY RA SỰ CỐ

5.7.3. TĂNG KHẢ NĂNG TẢI CỦA ĐƯỜNG DÂY

5.7.4. CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG SAU SỰ CỐ

5.8. KẾT QUẢ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LFB

5.9. KẾT QUẢ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP LFB KHI CÓ SVC

5.9.1. SO SÁNH KẾT QUẢ VỚI THUẬT TOÁN NEWTON RAPHSON

5.9.1.1. SO SÁNH KẾT QUẢ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT GIỮA PHƯƠNG PHÁP NEWTON RAPHSON VÀ PHƯƠNG PHÁP LFB

5.9.1.2. SO SÁNH KẾT QUẢ ĐIỆN ÁP CÁC NÚT GIỮA PHƯƠNG PHÁP NEWTON RAPHSON VÀ PHƯƠNG PHÁP LFB

5.9.1.3. SO SÁNH KẾT QUẢ PHÂN BỐ CÔNG SUẤT GIỮA PHƯƠNG PHÁP NR VÀ PHƯƠNG PHÁP LFB KHI CÓ SVC

5.9.2. SO SÁNH KẾT QUẢ ĐIỆN ÁP CÁC NÚT GIỮA PHƯƠNG PHÁP NR VÀ PHƯƠNG PHÁP LFB KHI CÓ SVC

PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH TÍNH

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

BÀI BÁO KHOA HỌC

I. Giới thiệu về hệ thống điện truyền tải

Hệ thống điện truyền tải đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng cho các khu vực khác nhau. Hệ thống điện không chỉ là một mạng lưới kết nối các thiết bị điện mà còn là một phần thiết yếu trong cơ sở hạ tầng kinh tế. Việc truyền tải điện hiệu quả là cần thiết để đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định. Trong bối cảnh nhu cầu điện năng ngày càng tăng, việc tối ưu hóa giải pháp năng lượng cho hệ thống điện trở nên cấp thiết. Các vấn đề như quá tải, mất ổn định điện áp và góc pha cần được giải quyết để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống.

1.1. Tầm quan trọng của việc phân bố công suất

Phân bố công suất là một trong những yếu tố quan trọng trong việc quản lý hệ thống điện. Việc này không chỉ giúp duy trì hiệu suất truyền tải mà còn đảm bảo rằng điện năng được phân phối một cách hợp lý đến các phụ tải. Các phương pháp truyền thống như Newton-Raphson và Gauss-Seidel đã được sử dụng rộng rãi, tuy nhiên, chúng có những hạn chế nhất định. Giải thuật LFB ra đời như một giải pháp mới, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả phân bố công suất trong hệ thống điện.

II. Giải thuật Line Flow Based LFB

Giải thuật LFB là một phương pháp mới trong việc phân bố công suất, dựa trên dòng nhánh. Phương pháp này có cấu trúc đơn giản hơn so với các phương pháp truyền thống, giúp giảm số vòng lặp và tăng độ tin cậy của kết quả. Việc áp dụng giải thuật LFB cho phép tính toán nhanh chóng và chính xác hơn, đặc biệt trong các hệ thống có nhiều thiết bị FACTS. Công nghệ truyền tải hiện đại yêu cầu các giải pháp linh hoạt và hiệu quả, và LFB đáp ứng được yêu cầu này. Kết quả thử nghiệm cho thấy rằng LFB có thể cải thiện đáng kể cấu hình điện áp và giảm thiểu tổn thất năng lượng.

2.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của LFB

Giải thuật LFB hoạt động dựa trên nguyên lý phân tích dòng công suất trong các nhánh của hệ thống điện. Bằng cách sử dụng ma trận dòng công suất, LFB có thể xác định được điện áp và góc pha tại mỗi nút trong hệ thống. Điều này giúp tối ưu hóa việc quản lý điện năng và đảm bảo rằng các phụ tải nhận được điện năng một cách ổn định. Việc kết hợp LFB với các thiết bị FACTS như SVC cũng mang lại nhiều lợi ích, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của hệ thống điện.

III. Ứng dụng của LFB trong hệ thống điện tại HCMUTE

Tại HCMUTE, việc áp dụng giải thuật LFB đã cho thấy những kết quả khả quan trong việc cải thiện hiệu suất của hệ thống điện. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng LFB không chỉ giúp phân bố công suất hiệu quả mà còn nâng cao độ ổn định của hệ thống. Các thiết bị FACTS được tích hợp vào hệ thống đã giúp điều chỉnh điện áp và cải thiện khả năng tải của đường dây. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhu cầu điện năng ngày càng tăng và sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo.

3.1. Kết quả thực nghiệm và phân tích

Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng việc áp dụng LFB đã giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng và cải thiện độ tin cậy của hệ thống điện. Các số liệu thu thập được cho thấy rằng điện áp tại các nút trong hệ thống ổn định hơn khi sử dụng LFB so với các phương pháp truyền thống. Điều này chứng tỏ rằng LFB là một giải pháp hiệu quả cho việc quản lý điện năng trong các hệ thống điện hiện đại.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE về hệ thống điện truyền tải và giải thuật LFB