Luận Văn Thạc Sĩ: Điều Khiển Điện Áp và Công Suất Phản Kháng với Máy Phát Phân Bố DG

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Mục tiêu của đề tài

1.2. Phạm vi nghiên cứu

1.3. Nội dung luận văn

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

2.1. Độ sụt áp trong lưới phân phối

2.2. Điều khiển điện áp bằng bộ điều áp dưới tải OLTC

2.3. Điều khiển công suất phản kháng bằng các bộ tụ bù

2.4. Một số phương pháp tối ưu áp dụng trong điều khiển điện áp và công suất phản kháng

2.4.1. Phương pháp quy hoạch động (Dynamic programming)

2.4.2. Phương pháp tính toán tiến hóa (Evolutionary computing methods)

2.4.3. Kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (Artificial intelligence techniques)

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP QUY HOẠCH ĐỘNG MỜ TRONG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

3.1. Mô hình toán học vấn đề điều khiển điện áp và công suất phản kháng

3.2. Phương pháp quy hoạch động mờ (FDP)

3.2.1. Hàm mục tiêu vấn đề điều khiển điện áp và công suất phản kháng

3.2.2. Các hàm liên thuộc

3.2.2.1. Hàm liên thuộc đối với biến mờ AfW¿,|[

3.2.2.2. Hàm liên thuộc đối với biến mờ đ0Sốt

3.2.2.3. Hàm liên thuộc đối với biến mờ Ploss

3.2.2.4. Hàm liên thuộc đối với biến mờ Nrap

3.2.2.5. Hàm liên thuộc đối với biến mờ Nog

4. CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP FDP VÀO TUYẾN ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI DZ 473 E11

4.1. Tổng quan đường dây 473 E11

4.2. Giới thiệu phát tuyến dz 473

4.3. Số liệu phụ tải các trạm của tuyến DZ 471 E11

4.4. Các thông số tính toán và thực hiện tính toán mô phỏng phương pháp FDP vào điều khiển điện áp và công suất phản kháng

4.5. Các kết quả tính toán mô phỏng

5. CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG KHI CÓ SỰ THÂM NHẬP MÁY PHÁT PHÂN BỐ DG

5.1. Tổng quan về năng lượng gió

5.2. Tác động của tuabin gió lên độ sụt áp đường dây

5.3. Hệ thống phát điện dùng năng lượng gió điều khiển theo phương thức tốc độ không đổi – tần số không đổi

5.4. Mô phỏng điều khiển điện áp và công suất phản kháng khi có sự thâm nhập của tuabin gió

5.4.1. Các thông số tính toán

5.4.2. Các kết quả tính toán mô phỏng

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI

6.1. Những kết quả nghiên cứu đã đạt được

6.2. Đánh giá về kết quả tính toán cụ thể

6.2.1. Những điều giải quyết được

6.2.2. Những điều chưa giải quyết được

6.3. Hướng phát triển tiếp của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu chung

Luận văn tập trung vào điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống phân phối điện, đặc biệt khi có sự tham gia của máy phát phân bố DG. Mục tiêu chính là tối ưu hóa việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng thông qua phương pháp quy hoạch động mờ (FDP), nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao chất lượng điện áp. Luận văn cũng nghiên cứu tác động của máy phát phân bố DG đến hệ thống điện, đặc biệt là máy phát điện năng lượng gió loại không đồng bộ lồng sóc (SCIG).

1.1 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của luận văn là tìm hiểu và áp dụng phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) để giải quyết bài toán điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong mạng phân phối. Phương pháp này giúp xác định vị trí tối ưu của các đầu phân áp và trạng thái đóng ngắt của các tụ bù, từ đó giảm thiểu dao động điện áp, nâng cao hệ số công suất, và cải thiện đồ thị điện áp trên lưới phân phối.

1.2 Phạm vi nghiên cứu

Luận văn tập trung vào việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong mạng phân phối, đặc biệt khi có sự tham gia của máy phát phân bố DG. Nghiên cứu bao gồm việc áp dụng phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) và mô phỏng trên đường dây phân phối thực tế để chứng minh tính hiệu quả của phương pháp. Phần mềm MATLAB được sử dụng để thực hiện các tính toán mô phỏng.

II. Tổng quan về các phương pháp điều khiển điện áp và công suất phản kháng

Chương này giới thiệu các phương pháp điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống phân phối. Các thiết bị chính được sử dụng bao gồm bộ điều áp dưới tải (OLTC), tụ bù, và bộ điều chỉnh điện áp (SVR). Các phương pháp điều khiển được chia thành hai loại chính: điều khiển off-line và điều khiển theo thời gian thực (on-line).

2.1 Độ sụt áp trong lưới phân phối

Độ sụt áp là một vấn đề quan trọng trong hệ thống phân phối điện. Công thức tính độ sụt áp trên đường dây được trình bày, với các yếu tố như điện trở, điện kháng, và công suất tác dụng, phản kháng. Việc kiểm soát độ sụt áp giúp duy trì chất lượng điện áp trong phạm vi cho phép.

2.2 Điều khiển điện áp bằng bộ điều áp dưới tải OLTC

Bộ điều áp dưới tải (OLTC) là thiết bị quan trọng trong việc điều chỉnh điện áp trên lưới phân phối. OLTC có thể thay đổi tỷ lệ điện áp của máy biến áp để bù vào sự sụt giảm điện áp. Nguyên lý hoạt động của OLTC và các thông số kỹ thuật liên quan được trình bày chi tiết.

2.3 Điều khiển công suất phản kháng bằng các bộ tụ bù

Các tụ bù được sử dụng để bơm công suất phản kháng vào hệ thống, giúp tăng điện áp và giảm độ sụt áp. Các phương pháp điều khiển tụ bù bao gồm điều khiển theo thời gian, điện áp, và công suất phản kháng. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào đặc điểm của hệ thống.

III. Phương pháp quy hoạch động mờ trong điều khiển điện áp và công suất phản kháng

Chương này trình bày phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) để giải quyết bài toán điều khiển điện áp và công suất phản kháng. Phương pháp này kết hợp giữa quy hoạch động và logic mờ để tối ưu hóa việc điều khiển các thiết bị như OLTC và tụ bù. Mô hình toán học và các hàm mục tiêu được xây dựng để đảm bảo giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao chất lượng điện áp.

3.1 Mô hình toán học

Mô hình toán học của bài toán điều khiển điện áp và công suất phản kháng được xây dựng dựa trên các ràng buộc về điện áp, công suất, và nhiệt độ. Các hàm mục tiêu được định nghĩa để tối ưu hóa việc điều khiển các thiết bị trong hệ thống.

3.2 Phương pháp quy hoạch động mờ FDP

Phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) được áp dụng để giải quyết bài toán điều khiển. Phương pháp này sử dụng các tập mờ để xác định vị trí tối ưu của các đầu phân áp và trạng thái đóng ngắt của các tụ bù. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp FDP hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống.

IV. Áp dụng phương pháp FDP vào tuyến đường dây phân phối DZ 473 E11

Chương này trình bày việc áp dụng phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) vào tuyến đường dây phân phối DZ 473 E11. Các thông số kỹ thuật của đường dây và phụ tải được mô tả chi tiết. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp FDP giúp giảm thiểu tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp so với phương pháp truyền thống.

4.1 Tổng quan đường dây DZ 473 E11

Tuyến đường dây DZ 473 E11 được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu. Các thông số kỹ thuật của đường dây, bao gồm điện trở, điện kháng, và phụ tải, được trình bày chi tiết. Đường dây này được chọn vì đại diện cho các đặc điểm điển hình của hệ thống phân phối điện.

4.2 Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) giúp giảm thiểu tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp so với phương pháp truyền thống. Các chỉ số như tổn thất công suất, hệ số công suất, và đồ thị điện áp được cải thiện đáng kể.

V. Phối hợp điều khiển điện áp và công suất phản kháng khi có sự thâm nhập của máy phát phân bố DG

Chương này nghiên cứu tác động của máy phát phân bố DG đến việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống phân phối. Đặc biệt, máy phát điện năng lượng gió loại không đồng bộ lồng sóc (SCIG) được sử dụng làm đối tượng nghiên cứu. Kết quả mô phỏng cho thấy sự tham gia của DG làm thay đổi đáng kể việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng.

5.1 Tác động của máy phát phân bố DG

Sự tham gia của máy phát phân bố DG làm thay đổi đáng kể việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống phân phối. Các thông số như độ sụt áp, tổn thất công suất, và hệ số công suất được phân tích chi tiết.

5.2 Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy sự tham gia của máy phát phân bố DG làm thay đổi đáng kể việc điều khiển điện áp và công suất phản kháng. Các chỉ số như tổn thất công suất, hệ số công suất, và đồ thị điện áp được cải thiện đáng kể so với trường hợp không có DG.

VI. Kết luận chung và hướng phát triển đề tài

Luận văn đã trình bày phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) để giải quyết bài toán điều khiển điện áp và công suất phản kháng trong hệ thống phân phối. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp FDP hiệu quả hơn so với các phương pháp truyền thống. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài là nghiên cứu sâu hơn về tác động của các loại máy phát phân bố DG khác nhau đến hệ thống điện.

6.1 Những kết quả đạt được

Luận văn đã đạt được các kết quả quan trọng trong việc áp dụng phương pháp quy hoạch động mờ (FDP) để giải quyết bài toán điều khiển điện áp và công suất phản kháng. Các chỉ số như tổn thất công suất, hệ số công suất, và đồ thị điện áp được cải thiện đáng kể.

6.2 Hướng phát triển tiếp theo

Hướng phát triển tiếp theo của đề tài là nghiên cứu sâu hơn về tác động của các loại máy phát phân bố DG khác nhau đến hệ thống điện. Đồng thời, việc áp dụng các công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và học máy cũng là một hướng nghiên cứu tiềm năng.

Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Điều Khiển Điện Áp và Công Suất Phản Kháng Khi Có Máy Phát Phân Bố DG