I. Giới thiệu luận văn
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc xác định vị trí và dung lượng TCSC để đảm bảo an ninh thị trường điện. Với sự chuyển dịch từ hệ thống điện độc quyền sang thị trường cạnh tranh, việc quản lý nghẽn mạch và tối ưu hóa hệ thống điện trở nên cấp thiết. Thiết bị bù dọc TCSC được nghiên cứu như một giải pháp hiệu quả để giảm nghẽn mạch và tăng độ ổn định của lưới điện. Luận văn đề xuất phương pháp mặt cắt tối thiểu để xác định vị trí tối ưu của TCSC, đồng thời áp dụng bài toán OPF để quản lý công suất và đảm bảo an ninh hệ thống.
1.1. Đặt vấn đề
Thị trường điện cạnh tranh mang lại nhiều lợi ích như giảm giá điện và tăng hiệu quả đầu tư. Tuy nhiên, nó cũng đặt ra thách thức lớn về an ninh hệ thống điện, đặc biệt là vấn đề nghẽn mạch. Nghẽn mạch không chỉ ảnh hưởng đến độ ổn định mà còn làm méo dạng thị trường, gây tăng giá điện cục bộ. Thiết bị FACTS, đặc biệt là TCSC, được xem là giải pháp hữu hiệu để quản lý nghẽn mạch và tối ưu hóa dòng công suất.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ
Luận văn nhằm tìm hiểu các giải pháp chống nghẽn mạch, trình bày nguyên lý hoạt động của TCSC, và áp dụng bài toán OPF để quản lý nghẽn mạch. Phương pháp mặt cắt tối thiểu được sử dụng để giảm không gian tìm kiếm vị trí đặt TCSC, đồng thời xác định dung lượng phù hợp để nâng cao khả năng tải của hệ thống.
II. Tổng quan về thị trường điện và thiết bị FACTS
Chương này phân tích các mô hình thị trường điện trên thế giới và tại Việt Nam, đồng thời đề cập đến vấn đề nghẽn mạch và giải pháp sử dụng thiết bị FACTS. Thị trường điện cạnh tranh đòi hỏi sự quản lý hiệu quả để đảm bảo an ninh và ổn định hệ thống. FACTS, đặc biệt là TCSC, được nghiên cứu như một công cụ quan trọng để điều khiển dòng công suất và giảm nghẽn mạch.
2.1. Mô hình thị trường điện
Các mô hình thị trường điện bao gồm độc quyền điều tiết, hãng mua điện độc quyền, cạnh tranh bán buôn và cạnh tranh bán lẻ. Tại Việt Nam, lộ trình phát triển thị trường điện được chia thành ba giai đoạn, từ chuẩn bị cạnh tranh đến thị trường bán lẻ điện cạnh tranh.
2.2. Thiết bị FACTS và TCSC
Thiết bị FACTS được sử dụng để điều khiển điện áp, phân bố công suất và giảm tổn thất phản kháng. TCSC là một trong những thiết bị quan trọng, giúp tăng khả năng truyền tải và giảm nghẽn mạch. Việc xác định vị trí và dung lượng tối ưu của TCSC là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả vận hành hệ thống.
III. Phương pháp mặt cắt tối thiểu và dòng công suất cực đại
Chương này trình bày cơ sở lý thuyết về mặt cắt tối thiểu và dòng công suất cực đại, đồng thời ứng dụng chúng trong việc xác định vị trí và dung lượng của TCSC. Phương pháp này giúp giảm thiểu không gian tìm kiếm và tối ưu hóa chi phí vận hành hệ thống điện.
3.1. Cơ sở lý thuyết
Mặt cắt tối thiểu là phương pháp toán học được sử dụng để xác định các điểm yếu trong hệ thống điện, từ đó tìm ra vị trí tối ưu để lắp đặt TCSC. Dòng công suất cực đại được tính toán để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả.
3.2. Ứng dụng trên lưới điện
Phương pháp này được áp dụng trên lưới điện bảy nút và hệ thống IEEE, cho thấy hiệu quả trong việc giảm nghẽn mạch và tăng khả năng truyền tải công suất.
IV. Xác định vị trí và dung lượng TCSC
Chương này tập trung vào việc xác định vị trí và dung lượng TCSC thông qua bài toán OPF. Sử dụng phần mềm Matpower, luận văn mô phỏng trên hệ thống IEEE 6 nút và IEEE 30 nút để đánh giá hiệu quả của phương pháp đề xuất.
4.1. Mô hình tĩnh của TCSC
Mô hình tĩnh của TCSC được xây dựng để mô phỏng hoạt động của thiết bị trong hệ thống điện. Bài toán OPF được áp dụng để tối ưu hóa phân bố công suất và đảm bảo an ninh hệ thống.
4.2. Kết quả mô phỏng
Kết quả mô phỏng trên hệ thống IEEE cho thấy việc lắp đặt TCSC tại vị trí tối ưu giúp giảm nghẽn mạch và tăng hiệu quả vận hành hệ thống điện.
V. Kết luận và hướng phát triển
Luận văn kết luận rằng việc sử dụng TCSC là giải pháp hiệu quả để đảm bảo an ninh thị trường điện. Phương pháp mặt cắt tối thiểu và bài toán OPF đã chứng minh tính khả thi trong việc xác định vị trí và dung lượng tối ưu của TCSC. Hướng phát triển tiếp theo là nghiên cứu ứng dụng TCSC trên các hệ thống điện quy mô lớn hơn và trong điều kiện vận hành thực tế.
