Nghiên cứu định vị sự cố trên đường dây phân phối 22kV bằng phương pháp wavelet

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

1. MỞ ĐẦU

1.1. Lý do chọn đề tài

1.2. Tổng quan các hướng nghiên cứu hiện nay

1.3. Mục tiêu nghiên cứu

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.5. Hướng tiếp cận của đề tài

1.6. Giá trị thực tiễn của luận văn

1.7. Điểm mới của luận văn

2. CHƯƠNG 1: CÁC LOẠI SỰ CỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ

2.1. Các loại sự cố ngắn mạch trên lưới điện

2.1.1. Ngắn mạch một pha chạm đất

2.1.2. Ngắn mạch hai pha chạm nhau

2.1.3. Ngắn mạch hai pha cùng chạm đất

2.1.4. Ngắn mạch ba pha cùng chạm đất

2.2. Các phương pháp xác định vị trí sự cố phổ biến

2.2.1. Phương pháp dựa trên trở kháng

2.2.2. Phương pháp giải tích dựa vào phương trình Telegrapher

2.2.2.1. Tổng quan phương pháp

2.2.2.2. Ưu điểm và khuyết điểm chính của phương pháp

2.2.3. Phương pháp sử dụng thiết bị phát sóng kết hợp biến đổi Wavelet

2.2.3.1. Tổng quan phương pháp

2.2.3.2. Ưu điểm và khuyết điểm chính của phương pháp

2.2.3.3. Phép biến đổi Clarke, Fourier và Wavelet

2.2.3.3.1. Phép biến đổi Clarke (Clarke transform)

2.2.3.3.2. Phép biến đổi Fourier (Fourier transform)

2.2.3.3.2.1. Biến đổi Fourier

2.2.3.3.2.2. Biến đổi Fourier thời gian ngắn - STFT

2.2.3.3.3. Phép biến đổi Wavelet

3. CHƯƠNG 2: ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA TRÊN PHÉP ĐO MỘT ĐẦU CÁC SÓNG TRUYỀN

3.1. Phương pháp chủ động phát xung vào đầu đường dây

3.2. Phương pháp phân tích sóng lan truyền từ điểm sự cố

3.2.1. Phương pháp đo lường hai đầu (Double Ended)

3.2.2. Phương pháp đo lường một đầu (Single Ended)

3.2.3. Phân tích đường dây không nhánh rẽ

3.2.4. Phân tích đường dây có nhánh rẽ

3.2.5. Áp dụng phương pháp đo lường một đầu cho tuyến đường dây trung áp 22kV trên địa bàn huyện Long Hồ tỉnh Vĩnh Long

3.2.5.1. Mô tả tuyến đường dây

3.2.5.2. Sự cố và khảo sát sóng tới và các sóng phản xạ

4. CHƯƠNG 3: ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA TRÊN PHÂN TÍCH SÓNG LAN TRUYỀN SỬ DỤNG WAVELET RỜI RẠC

4.1. Mô phỏng và xác định sự cố cho đường dây không nhánh rẽ

4.1.1. Mô hình đường dây cần mô phỏng sử dụng MATLAB/Simulink

4.2. Phương pháp mô phỏng và xác định sự cố

4.3. Mô phỏng sự cố

4.4. Phương pháp sóng truyền tại một đầu (single-Ended)

4.5. Mô hình, mô phỏng và xác định sự cố cho đường dây có nhánh rẽ - tuyến đường dây trung áp 22kV trên địa bàn huyện Long Hồ tỉnh Vĩnh Long

4.5.1. Mô hình đường dây cần mô phỏng sử dụng MATLAB/Simulink

4.5.2. Mô phỏng sự cố sử dụng MATLAB/Simulink

4.5.3. Mô phỏng, tính toán phân loại và xác định khoảng cách sự cố

4.5.3.1. Thu nhận tín hiệu điện áp sự cố trong hệ quy chiếu (abc) tại Bus A

4.5.3.2. Biến đổi điện áp từ hệ quy chiếu (abc) sang (αβ0)

4.5.3.3. Phân loại sự cố

4.5.3.4. Biến đổi Wavelet rời rạc (DWT)

4.5.3.5. Xác dịnh khoảng cách chênh lệch giữa sóng tới và các sóng phản xạ

4.5.3.6. So sánh kết quả tính toán và mô phỏng trên từng đoạn

4.5.4. Nhận xét

KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu về luận văn và các phương pháp định vị sự cố

Luận văn thạc sĩ này nghiên cứu về "Định vị sự cố trên đường dây phân phối 22kV sử dụng phương pháp biến đổi Wavelet". Đề tài này xuất phát từ thực tế vận hành hệ thống điện phân phối, nơi sự cố thường xuyên xảy ra do nhiều nguyên nhân như sét đánh, cây cối ngã đổ, động vật, hay các hoạt động thi công xây dựng. Việc xác định nhanh chóng và chính xác vị trí sự cố là rất quan trọng để giảm thiểu thời gian gián đoạn cung cấp điện và đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy. Luận văn đã khảo sát các phương pháp định vị sự cố hiện có, bao gồm phương pháp dựa trên trở kháng và phương pháp dựa trên phân tích sóng lan truyền. Các phương pháp truyền thống thường gặp khó khăn khi áp dụng cho lưới phân phối do cấu trúc phức tạp, nhiều nhánh rẽ dẫn đến hiện tượng phản xạ và khúc xạ sóng phức tạp. Luận văn tập trung vào phương pháp phân tích sóng quá độ lan truyền trên đường dây, kết hợp với phép biến đổi Wavelet để xử lý tín hiệu và định vị sự cố. Phương pháp này được kỳ vọng sẽ khắc phục được những hạn chế của các phương pháp truyền thống, mang lại hiệu quả cao hơn trong việc định vị sự cố trên lưới điện phân phối 22kV.

II. Phương pháp biến đổi Wavelet và ứng dụng trong định vị sự cố

Luận văn đã trình bày tổng quan về phép biến đổi Clarke, Fourier và Wavelet. Biến đổi Clarke được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu từ hệ tọa độ abc sang hệ tọa độ αβ0, giúp đơn giản hóa việc phân tích tín hiệu. Biến đổi Fourier giúp phân tích tín hiệu trong miền tần số, tuy nhiên hạn chế khi xử lý tín hiệu phi tĩnh. Biến đổi Wavelet là công cụ mạnh mẽ trong xử lý tín hiệu, cho phép phân tích tín hiệu ở cả miền thời gian và miền tần số. "Trong bài nghiên cứu này sử dụng phương pháp đo một đầu để thu tín hiệu sóng quá độ sự cố tại vị trí đầu nguồn. Xác suất các đoạn và vị trí sự cố tiềm ẩn được tính toán dựa trên sự khác nhau của các đường truyền sóng tới và các sóng phản xạ." Luận văn đã áp dụng phép biến đổi Wavelet rời rạc (DWT) để phân tích tín hiệu sóng quá độ thu được tại đầu nguồn. Việc phân tích này giúp xác định thời gian đến của sóng tới và các sóng phản xạ, từ đó tính toán khoảng cách đến vị trí sự cố. Ưu điểm của phương pháp này là chỉ cần đo lường tại một đầu đường dây, giảm thiểu chi phí và độ phức tạp của hệ thống đo lường.

III. Mô phỏng và đánh giá kết quả

Luận văn đã thực hiện mô phỏng đường dây phân phối 22kV trên địa bàn huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long bằng phần mềm MATLAB/Simulink. Mô hình mô phỏng bao gồm cả đường dây không nhánh rẽ và đường dây có nhánh rẽ để đánh giá tính hiệu quả của phương pháp đề xuất. "Cụ thể sẽ mô phỏng và phân tích sự cố lưới điện một phát tuyến 22kV trên địa bàn huyện Long Hồ bằng phần mềm MATLAB." Các trường hợp sự cố khác nhau như ngắn mạch một pha chạm đất, hai pha chạm nhau, ba pha chạm đất đã được mô phỏng. Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp biến đổi Wavelet có thể định vị sự cố với độ chính xác khá cao. Luận văn cũng đã so sánh kết quả tính toán với kết quả mô phỏng để đánh giá độ chính xác và tin cậy của phương pháp. Việc sử dụng dữ liệu thực tế từ lưới điện huyện Long Hồ giúp tăng tính thực tiễn của nghiên cứu.

IV. Kết luận và giá trị thực tiễn

Luận văn đã chứng minh tính khả thi của phương pháp định vị sự cố trên đường dây phân phối 22kV sử dụng biến đổi Wavelet. Phương pháp này có ưu điểm là chỉ cần đo lường tại một đầu nguồn, dễ dàng triển khai trong thực tế. Kết quả mô phỏng cho thấy độ chính xác của phương pháp khá phù hợp với thực tế. "Từ quá trình mô phỏng cho thấy kết quả đạt được khá phù hợp với thực tế và làm cơ sở quan trọng để đưa ra các giải pháp nhằm phân loại và định vị sự cố trên lưới trung áp." Luận văn đề xuất giải pháp kết hợp phương pháp biến đổi Wavelet với các phương pháp hiện có để nâng cao hiệu quả định vị sự cố trên lưới điện phân phối. Ứng dụng của nghiên cứu này giúp giảm thời gian tìm kiếm vị trí sự cố, nhanh chóng khắc phục sự cố, giảm thiểu thiệt hại kinh tế do gián đoạn cung cấp điện, đồng thời nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện phân phối.

Luận văn thạc sĩ: Định vị sự cố trên đường dây phân phối 22kV sử dụng phương pháp biến đổi wavelet