I. Giới thiệu
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc tối ưu độ dự trữ trong quy hoạch hệ thống truyền tải điện. Điện năng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt trong bối cảnh nhu cầu điện ngày càng tăng. Hệ thống truyền tải điện cần được quy hoạch và mở rộng để đáp ứng nhu cầu này. Nghiên cứu này nhằm giải quyết vấn đề tối ưu hóa hệ thống điện thông qua việc xác định độ dự trữ tối ưu, đảm bảo tính ổn định và kinh tế của hệ thống.
1.1 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là tối ưu hóa độ dự trữ trong quy hoạch hệ thống truyền tải điện bằng cách sử dụng thuật toán cận biên và nhánh. Hàm mục tiêu là tối thiểu tổng chi phí đầu tư, đồng thời đáp ứng yêu cầu phụ tải dài hạn và xác định độ dự trữ nút thanh cái tối ưu.
1.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện các nhiệm vụ chính: đánh giá độ tin cậy hệ thống điện bằng phương pháp xác suất ngẫu nhiên, ứng dụng thuật toán cận biên và nhánh để giải bài toán quy hoạch lưới điện, xây dựng phương pháp xác định độ dự trữ nút thanh cái tối ưu, và đánh giá độ ổn định hệ thống sau quy hoạch bằng phần mềm PowerWord.
II. Đánh giá độ tin cậy hệ thống điện
Độ tin cậy hệ thống điện là khả năng hệ thống đáp ứng yêu cầu phụ tải và cung cấp điện năng liên tục, chất lượng cao với chi phí thấp nhất. Nghiên cứu sử dụng phương pháp xác suất ngẫu nhiên để đánh giá độ tin cậy, bao gồm các chỉ số như LOLP, LOLE, và EENS. Hệ thống điện được chia thành ba cấp độ: hệ thống nguồn (HLI), hệ thống truyền tải (HLII), và hệ thống phân phối (HLIII).
2.1 Khái niệm cơ bản
Độ tin cậy được định nghĩa là khả năng hệ thống hoạt động đúng chức năng trong điều kiện vận hành nhất định. Các phần tử trong hệ thống điện có thể ở trạng thái làm việc hoặc không làm việc, và việc đánh giá độ tin cậy dựa trên các sự kiện hỏng hóc và phục hồi của các phần tử này.
2.2 Phương pháp đánh giá
Phương pháp xác suất ngẫu nhiên được sử dụng để đánh giá độ tin cậy hệ thống điện, bao gồm việc tính toán các chỉ số như tần suất ngừng cung cấp điện, thời gian ngừng cung cấp, và cắt tải. Phương pháp này cho phép đánh giá toàn diện hơn so với phương pháp xác định.
III. Quy hoạch hệ thống truyền tải điện
Quy hoạch hệ thống truyền tải điện là quá trình xác định vị trí, công suất và thứ tự ưu tiên đầu tư các đường dây truyền tải để đáp ứng nhu cầu phụ tải dài hạn với chi phí thấp nhất. Nghiên cứu sử dụng thuật toán cận biên và nhánh để giải bài toán quy hoạch, với hàm mục tiêu là tối thiểu tổng chi phí đầu tư và điều kiện ràng buộc là độ dự trữ nút thanh cái.
3.1 Thuật toán cận biên và nhánh
Thuật toán cận biên và nhánh được áp dụng để giải bài toán quy hoạch hệ thống truyền tải điện. Thuật toán này giúp tìm ra giải pháp tối ưu bằng cách phân nhánh và loại bỏ các phương án không khả thi, đảm bảo tối thiểu hóa chi phí đầu tư.
3.2 Hàm mục tiêu và ràng buộc
Hàm mục tiêu của bài toán quy hoạch là tối thiểu tổng chi phí đầu tư, bao gồm chi phí xây dựng và vận hành. Điều kiện ràng buộc bao gồm việc đáp ứng nhu cầu phụ tải và xác định độ dự trữ nút thanh cái tối ưu để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống.
IV. Tối ưu độ dự trữ
Tối ưu độ dự trữ là quá trình xác định mức độ dự trữ tối ưu trong hệ thống truyền tải điện để đảm bảo độ tin cậy và tính kinh tế. Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định độ dự trữ nút thanh cái tối ưu và kiểm tra độ ổn định hệ thống sau quy hoạch bằng phần mềm PowerWord.
4.1 Xác định độ dự trữ tối ưu
Phương pháp xác định độ dự trữ nút thanh cái tối ưu được xây dựng dựa trên việc đánh giá chi phí đầu tư và chi phí mất điện. Kết quả là một đường cong tổng chi phí, từ đó xác định điểm tối ưu của độ dự trữ.
4.2 Kiểm tra độ ổn định hệ thống
Sau khi quy hoạch, độ ổn định của hệ thống truyền tải điện được kiểm tra bằng phần mềm PowerWord. Kết quả cho thấy hệ thống đạt được độ ổn định điện áp và khả năng tải sau khi áp dụng độ dự trữ tối ưu.
V. Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện trên hệ thống điện IEEE-RTS và hệ thống điện tỉnh Hậu Giang. Kết quả cho thấy việc áp dụng độ dự trữ tối ưu giúp giảm chi phí đầu tư và cải thiện độ tin cậy của hệ thống. Đặc biệt, nghiên cứu đề xuất các giải pháp quy hoạch cụ thể cho hệ thống điện tỉnh Hậu Giang đến năm 2020.
5.1 Hệ thống điện IEEE RTS
Nghiên cứu áp dụng phương pháp tối ưu hóa độ dự trữ trên hệ thống điện IEEE-RTS. Kết quả cho thấy việc tối ưu hóa giúp giảm chi phí đầu tư và cải thiện độ tin cậy của hệ thống.
5.2 Hệ thống điện tỉnh Hậu Giang
Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quy hoạch cụ thể cho hệ thống điện tỉnh Hậu Giang đến năm 2020, bao gồm việc mở rộng các tuyến đường dây và tối ưu hóa độ dự trữ để đáp ứng nhu cầu phụ tải dự đoán.
VI. Kết luận
Nghiên cứu đã đạt được mục tiêu tối ưu hóa độ dự trữ trong quy hoạch hệ thống truyền tải điện, giúp giảm chi phí đầu tư và cải thiện độ tin cậy của hệ thống. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong thực tế để quy hoạch và mở rộng hệ thống truyền tải điện tại Việt Nam, đặc biệt là tại hệ thống điện tỉnh Hậu Giang.
6.1 Kết quả đạt được
Nghiên cứu đã xác định được độ dự trữ nút thanh cái tối ưu, giúp giảm chi phí đầu tư và cải thiện độ tin cậy của hệ thống truyền tải điện. Kết quả được kiểm chứng trên hệ thống điện IEEE-RTS và hệ thống điện tỉnh Hậu Giang.
6.2 Hướng phát triển
Hướng phát triển tiếp theo của nghiên cứu là áp dụng phương pháp tối ưu hóa độ dự trữ trên các hệ thống điện quy mô lớn hơn và tích hợp các yếu tố môi trường vào quy hoạch hệ thống.
