Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE: Tái Cấu Hình Lưới Điện Phân Phối Nâng Cao Độ Tin Cậy Cung Cấp Điện

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

1.3. Phương pháp nghiên cứu

1.4. Điểm mới của luận văn

1.5. Giá trị thực tiễn của luận văn

1.6. Kết quả dự kiến

1.7. Tên và bố cục của đề tài

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

2.1. Tổng quan về lưới phân phối

2.2. Định nghĩa và phân loại. Phần tử của lưới điện phân phối

2.3. Tiêu chuẩn chất lượng lưới phân phối

2.4. Đặc điểm của lưới điện phân phối

2.5. Độ tin cậy trong lưới điện phân phối

2.6. Các khái niệm về độ tin cậy

2.7. Khái niệm về trạng thái và hỏng hóc của hệ thống điện. Bài toán độ tin cậy

2.8. Một số phương pháp đánh giá độ tin cậy. Phương pháp đồ thị - giải tích

2.9. Phương pháp không gian trạng thái

2.10. Phương pháp cây hỏng hóc

2.11. Phương pháp đường tối thiểu

2.12. Phương pháp cắt lát tối thiểu

2.13. Phương pháp mô phỏng Monte-Carlo

2.14. Các chỉ số đánh giá độ tin cậy của lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366

2.15. Các chỉ số mất điện kéo dài

2.16. Chỉ tiêu tần suất mất điện thoáng qua trung bình của hệ thống, MAIFI (Momentary Average Interruption Frequency Index)

2.17. Điều kiện áp dụng

2.18. Các nghiên cứu khoa học về bài toán tối ưu cấu trúc LĐPP

2.19. Giải thuật của Merlin và Back – kỹ thuật vòng kín

2.20. Giải thuật của Civanlar và các cộng sự – kỹ thuật đổi nhánh

2.21. Thuật toán di truyền – Genetic Algorithm (GA)

2.22. Giải thuật đàn kiến (Ant colony search – ACS)

2.23. Mạng thần kinh nhân tạo (Aritificial Neutral Network – ANN)

2.24. Thuật toán bầy đàn (Practicle Swarm Optimization – PSO)

2.25. Thuật toán tìm kiếm Tabu (Tabu Search – TS)

2.26. Thuật toán mô phỏng luyện kim (Simulated Annealing – SA)

2.27. Các nghiên cứu khoa học. Phương pháp cây sự cố - Graph Tree

2.28. Mô hình hóa dựa trên tỷ lệ sự cố và thời gian sửa chữa

2.29. Mô hình hóa cải tiến của Karin Alvehag và Lennart Söder

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT

3.1. Các bài toán trong vận nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

3.2. Bài toán tái cấu hình lưới cực tiểu chi phí vận hành

3.3. Bài toán tái cấu hình lưới điện giảm chi phí ngừng điện

3.4. Hàm mục tiêu của bài toán cực tiểu chi phí vận hành và chi phí ngừng cung cấp điện

3.5. Giải thuật tối ưu PSO. Phương pháp đề xuất

4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG KẾT QUẢ

4.1. Sử dụng phần mềm Matlab

4.2. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT kiểm chứng lại kết quả

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN

5.1. Những hạn chế và đề xuất phát triển của đề tài

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

DANH SÁCH CÁC BẢNG

I. Nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối

Luận văn tập trung vào tái cấu hình lưới điện phân phối nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Độ tin cậy là yếu tố then chốt trong ngành điện, đặc biệt trong bối cảnh công nghiệp hóa và thị trường hóa. Khách hàng ngày càng đòi hỏi cung cấp điện liên tục, sẵn sàng trả phí cao hơn để đảm bảo an toàn lưới điện. Tái cấu hình lưới điện là giải pháp tối ưu, giảm thiểu chi phí vận hành và chi phí do giảm sút lưới điện. Luận văn đề cập đến việc tối ưu hóa cấu trúc lưới điện để đạt được mục tiêu này. Việc cải thiện độ bền lưới điện là trọng tâm. Quản lý lưới điện thông minh hỗ trợ trong quá trình này. Giải pháp tổng cường độ tin cậy điện năng được nghiên cứu kỹ lưỡng.

1.1. Phân tích hiện trạng và thách thức

Hiện trạng lưới điện phân phối Việt Nam cho thấy nhu cầu nâng cao độ tin cậy cung cấp điện rất lớn. Các chỉ số mất điện, tần suất mất điện, thời gian mất điện cần được cải thiện đáng kể. Phân tích lưới điện hiện tại cho thấy nhiều điểm yếu, gây ra giảm sút lưới điện và ảnh hưởng đến an ninh năng lượng. Quản lý năng lượng hiện nay chưa tối ưu, dẫn đến chi phí vận hành cao và tổn thất điện năng. Nguồn điện phân tán và năng lượng tái tạo chưa được tích hợp hiệu quả vào hệ thống. Mở rộng lưới điện cần được lập kế hoạch bài bản hơn. Luận văn nhấn mạnh vào việc áp dụng các công nghệ lưới điện thông minh, bao gồm công nghệ IoT và phân tích dữ liệu lớn, để giải quyết những thách thức này. Tự động hóa lưới điện cũng là một hướng đi quan trọng. Điều khiển lưới điện cần được cải thiện để phản ứng nhanh chóng với sự cố. An toàn lưới điện cần được đảm bảo tuyệt đối. Khả năng phục hồi lưới điện sau sự cố là yếu tố quan trọng cần được cải thiện.

1.2. Phương pháp tiếp cận đề xuất

Luận văn đề xuất một phương pháp tái cấu hình lưới điện phân phối dựa trên thuật toán bầy đàn (PSO). PSO là một thuật toán tối ưu hóa mạnh mẽ, có khả năng tìm kiếm không gian nghiệm lớn và hội tụ nhanh. Mục tiêu chính là giảm chi phí vận hành và chi phí ngừng cung cấp điện. Hàm mục tiêu được xây dựng dựa trên các chỉ số độ tin cậy của lưới điện theo tiêu chuẩn IEEE 1366. Mô hình hóa lưới điện được thực hiện sử dụng phần mềm Matlab và PSS/ADEPT. Phân tích dữ liệu được thực hiện chi tiết để đánh giá hiệu quả của phương pháp. Tối ưu hóa lưới điện được thực hiện dựa trên các ràng buộc kỹ thuật và vận hành. Kiểm chứng kết quả được thực hiện trên các mô hình lưới điện từ đơn giản đến phức tạp. Phương pháp này giúp cải thiện độ bền lưới điện, giảm tổn thất điện năng, và nâng cao an toàn lưới điện. Việc tích hợp năng lượng tái tạo vào lưới điện cũng được xem xét trong phương pháp này. Thiết kế lưới điện sẽ được tối ưu hơn, giúp giảm chi phí đầu tư. Quản lý nhu cầu phản ứng được xem xét để đảm bảo cung cấp điện ổn định.

II. Ứng dụng công nghệ và mô phỏng

Luận văn sử dụng công nghệ lưới điện thông minh và các phần mềm mô phỏng để kiểm chứng hiệu quả của phương pháp đề xuất. Phân tích lưới điện được thực hiện dựa trên dữ liệu lớn và các thuật toán tiên tiến. Hệ thống SCADA đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập và xử lý dữ liệu. Mô hình hóa lưới điện được xây dựng chi tiết, phản ánh chính xác đặc điểm của lưới điện phân phối Việt Nam. Học máy có thể được sử dụng để dự đoán các sự cố và tối ưu hóa quá trình phục hồi lưới điện. An ninh năng lượng được đảm bảo thông qua các biện pháp phòng ngừa và ứng phó sự cố hiệu quả.

2.1. Mô hình hóa và phân tích

Mô hình hóa lưới điện là bước quan trọng trong quá trình nghiên cứu. Luận văn sử dụng phần mềm Matlab và PSS/ADEPT để xây dựng các mô hình lưới điện với độ chính xác cao. Phân tích lưới điện bao gồm phân tích tải, phân tích dòng điện, và phân tích độ tin cậy. Dữ liệu đầu vào bao gồm thông số kỹ thuật của thiết bị, thông tin về phụ tải, và dữ liệu về sự cố. Kết quả phân tích cho thấy hiệu quả của phương pháp tái cấu hình lưới điện trong việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Mô hình toán học được xây dựng dựa trên các nguyên lý vật lý và kỹ thuật điện. Thuật toán PSO được sử dụng để tìm kiếm giải pháp tối ưu. Kết quả mô phỏng cho thấy giảm chi phí vận hành và chi phí ngừng cung cấp điện đáng kể. Phân tích độ nhạy được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến kết quả.

2.2. Kiểm chứng và đánh giá

Việc kiểm chứng kết quả là cần thiết để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của nghiên cứu. Luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để kiểm chứng lại kết quả thu được từ Matlab. So sánh kết quả từ hai phần mềm cho thấy sự nhất quán và độ chính xác cao. Đánh giá hiệu quả của phương pháp được thực hiện dựa trên các chỉ số độ tin cậy của lưới điện. Kết quả kiểm chứng cho thấy phương pháp đề xuất có hiệu quả trong việc nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Phân tích nhạy cảm được thực hiện để đánh giá tác động của các yếu tố không chắc chắn đến hiệu quả của phương pháp. So sánh với các phương pháp khác cho thấy sự vượt trội của phương pháp đề xuất. Đánh giá kinh tế được thực hiện để tính toán lợi ích kinh tế của việc áp dụng phương pháp này. Tối ưu hóa chi phí là một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu. Báo cáo kết quả được trình bày rõ ràng và dễ hiểu.

Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE: Giải Pháp Tái Cấu Hình Lưới Điện Phân Phối Để Nâng Cao Độ Tin Cậy Cung Cấp Điện