Nghiên cứu giải pháp sa thải phụ tải tại HCMUTE với nhiều phương pháp phối hợp

• Tác giả: ThS. Lê Trọng Nghĩa
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Khoa Điện – Điện Tử
• Đề tài: Giải Pháp Sa Thải Phụ Tải Có Xét Đến Việc Phối Hợp Nhiều Phương Pháp
• Loại tài liệu: báo cáo nghiên cứu khoa học
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

• DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• CÁC TỪ VIẾT TẮT
• THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 0.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ở trong và ngoài nước
• 0.2. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.3. Mục tiêu – Cách tiếp cận – Phương pháp nghiên cứu
• 0.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 0.3.2. Cách tiếp cận
• 0.3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.4.1. Đối tượng nghiên cứu
• 0.4.2. Phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Nội dung nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI
• 1.1. Tổng quan về sa thải phụ tải trong hệ thống điện Việt Nam
• 1.2. Tổng quan các kết quả nghiên cứu các chương trình sa thải phụ tải
• 1.2.1. Sa thải phụ tải truyền thống
• 1.2.2. Sa thải phụ tải thích nghi
• 1.2.3. Phương pháp sa thải phụ tải thông minh
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI NHẰM KHÔI PHỤC TẦN SỐ VỀ GIÁ TRỊ CHO PHÉP
• 2.1. Khái niệm điều khiển tần số
• 2.2. Quá trình điều khiển tần số sơ cấp và thứ cấp tổ máy phát điện
• 2.2.1. Tổng quan về đáp ứng tần số của hệ thống điện
• 2.2.2. Quá trình điều chỉnh tần số khi có sự cố trong hệ thống điện
• 2.2.3. Tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu để phục hồi tần số về giá trị cho phép
• 2.2.3.1. Mục đích của việc tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu
• 2.2.3.2. Xây dựng công thức tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu
• 2.2.4. Tính toán kiểm tra trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN VIỆC PHỐI HỢP NHIỀU PHƯƠNG PHÁP
• 3.1. Phân bố lượng công suất sa thải tại các bus tải dựa trên khái niệm khoảng cách pha
• 3.1.1. Khái niệm khoảng cách pha (Phase Electrical Distance PED)
• 3.1.2. Thử nghiệm – kiểm tra phương pháp đề xuất trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn
• 3.2. Phân bố lượng công suất sa thải tại các nút tải dựa trên khái niệm khoảng cách điện áp
• 3.2.1. Khái niệm khoảng cách điện áp (Voltage Electrical Distance - VED)
• 3.2.2. Thử nghiệm – kiểm tra phương pháp đề xuất trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn
• 3.3. Phân bố lượng công suất sa thải tại các nút tải dựa trên hệ số tầm quan trọng của phụ tải
• 3.3.1. Kỹ thuật mờ hóa và luật hoạt động
• 3.3.2. Tổng quan về thuật toán Fuzzy - AHP
• 3.3.3. Khảo sát thử nghiệm trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn IEEE 37 bus 9 máy phát
• 3.4. Phương pháp sa thải phụ tải có xét đến các yếu tố phối hợp nhiều phương pháp
• 3.4.1. Tiêu chí 1: Hệ số tầm quan trọng của phụ tải
• 3.4.2. Tiêu chí 3: VED
• 3.4.3. Hướng phát triển đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giải pháp sa thải phụ tải tại HCMUTE Tổng quan và mục tiêu nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu giải pháp sa thải phụ tải hiệu quả tại HCMUTE (Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh) tập trung vào việc phát triển phương pháp sa thải phụ tải tối ưu, nhằm khôi phục tần số hệ thống điện về mức cho phép sau sự cố. Nghiên cứu này đặc biệt chú trọng đến việc phối hợp nhiều phương pháp, cân nhắc cả yếu tố kỹ thuật và kinh tế. Mục tiêu chính là đề xuất một phương pháp sa thải phụ tải đáp ứng nhanh chóng, chính xác, và giảm thiểu tối đa ảnh hưởng đến người dùng. Việc sử dụng phần mềm Powerworld để mô phỏng và kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu được nhấn mạnh. Giải pháp sa thải phụ tải được xem xét trong bối cảnh thực tiễn của hệ thống điện Việt Nam, nơi mà giới hạn phụ tải tối đa có thể sa thải lên đến 55%. Nghiên cứu cũng đánh giá các phương pháp sa thải phụ tải truyền thống và giải pháp sa thải phụ tải hiện đại, nhằm đề xuất một phương pháp tối ưu hơn.

1.1 Phân tích giải pháp sa thải phụ tải truyền thống và hiện đại

Nghiên cứu phân loại giải pháp sa thải phụ tải thành ba nhóm chính: truyền thống, thích nghi và thông minh (dựa trên trí tuệ nhân tạo). Giải pháp sa thải phụ tải truyền thống, như Under Frequency Load Shedding (UFLS), được đánh giá là có nhược điểm về tính linh hoạt và hiệu quả khi xử lý các sự cố phức tạp. Sa thải phụ tải thích nghi, dựa trên ước tính độ lớn nhiễu loạn và tín hiệu df/dt, cải thiện một phần nhược điểm này. Tuy nhiên, những giải pháp sa thải phụ tải này chưa tối ưu về số lượng phụ tải cần sa thải. Giải pháp sa thải phụ tải thông minh, sử dụng các kỹ thuật như mạng nơron nhân tạo (ANN), logic mờ, thuật toán di truyền (GA), và tối ưu hóa bầy đàn (PSO), được xem như là hướng phát triển tiềm năng. Nghiên cứu cũng đề cập đến những thách thức của việc áp dụng các giải pháp sa thải phụ tải này trong thực tiễn, như yêu cầu về tốc độ xử lý và độ chính xác cao.

1.2 Giảm phụ tải điện và quản lý phụ tải Một góc nhìn đa chiều

Đề tài không chỉ tập trung vào việc sa thải phụ tải, mà còn xem xét giảm phụ tải điện như một phần của quản lý phụ tải tổng thể. Nghiên cứu đề cập đến việc phối hợp nhiều tiêu chí, cả kỹ thuật và kinh tế, trong quá trình phân phối phụ tải. Các tiêu chí kỹ thuật bao gồm khoảng cách pha (PED) và khoảng cách điện áp (VED), giúp đảm bảo ổn định hệ thống. Các tiêu chí kinh tế, như hệ số tầm quan trọng của phụ tải, giúp giảm thiểu tác động kinh tế của việc sa thải phụ tải. Tối ưu hóa phụ tải được đặt ra như một mục tiêu quan trọng, nhằm đảm bảo cả sự ổn định của hệ thống và tối thiểu hóa chi phí. Phân tích phụ tải chi tiết được thực hiện để đánh giá tác động của các phương pháp khác nhau và chọn lựa giải pháp sa thải phụ tải tối ưu.

II. Nghiên cứu sa thải phụ tải tại HCMUTE Phương pháp và kết quả

Phần này trình bày chi tiết phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài. Nghiên cứu kết hợp phương pháp phân tích tài liệu, mô hình hóa, và mô phỏng sử dụng phần mềm Powerworld. Đặc biệt, đề tài tập trung vào việc phát triển một phương pháp sa thải phụ tải mới, kết hợp nhiều tiêu chí kỹ thuật và kinh tế. Kết quả nghiên cứu được trình bày trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn IEEE 37 bus 9 máy phát. Các kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả của phương pháp được đề xuất trong việc khôi phục tần số hệ thống và giảm thiểu tác động đến người dùng. Công nghệ sa thải phụ tải được đề xuất được đánh giá về hiệu quả, tính khả thi, và khả năng áp dụng trong thực tiễn. Ứng dụng sa thải phụ tải được mở rộng để bao gồm nhiều trường hợp sự cố khác nhau.

2.1 Mô hình hóa và mô phỏng sa thải phụ tải HCMUTE

Đề tài sử dụng mô hình hệ thống điện chuẩn IEEE 37 bus 9 máy phát để mô phỏng và kiểm chứng hiệu quả của phương pháp sa thải phụ tải được đề xuất. Việc sử dụng phần mềm Powerworld giúp cho việc mô phỏng trở nên chính xác và hiệu quả. Mô hình sa thải phụ tải được xây dựng dựa trên việc kết hợp các tiêu chí kỹ thuật (PED, VED) và kinh tế (hệ số tầm quan trọng của phụ tải). Kết quả mô phỏng được phân tích chi tiết, cho thấy sự cải thiện đáng kể so với các phương pháp truyền thống. Phân tích phụ tải trong mô hình giúp đánh giá tác động của việc sa thải phụ tải đến các thành phần khác nhau của hệ thống điện.

2.2 Đánh giá hiệu quả và khả năng ứng dụng của giải pháp sa thải phụ tải

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp sa thải phụ tải được đề xuất có hiệu quả cao hơn so với các phương pháp truyền thống trong việc khôi phục tần số hệ thống sau sự cố. Lợi ích sa thải phụ tải bao gồm việc giảm thời gian phục hồi tần số, giảm thiểu ảnh hưởng đến người dùng, và tối ưu hóa chi phí. An toàn điện năng được cải thiện nhờ việc ngăn chặn sự sụp đổ tần số. Thuật toán sa thải phụ tải được đề xuất có thể được áp dụng trong thực tiễn ở các công ty điện lực. Case study sa thải phụ tải trên hệ thống điện chuẩn IEEE 37 bus 9 máy phát cho thấy tính khả thi của phương pháp. Kinh nghiệm sa thải phụ tải được đúc kết trong nghiên cứu này có thể được ứng dụng để xây dựng các giải pháp kỹ thuật sa thải phụ tải, giải pháp phần mềm sa thải phụ tải, và giải pháp năng lượng hiệu quả trong tương lai.