Luận Văn Thạc Sĩ HCMUTE: Mở Rộng Lưới Truyền Tải Bằng Giải Thuật Meta Heuristic

• Tác giả: Ngô Hiếu Toàn
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử
• Đề tài: Mở Rộng Lưới Truyền Tải Bằng Giải Thuật Meta Heuristic
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• TRANG TỰA
• TRANG QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI
• LÝ LỊCH CÁ NHÂN
• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của luận văn
• 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu
• 1.3. Tổng quan phương pháp quy hoạch nguồn
• 1.4. Tổng quan phương pháp dùng thiết bị Facts
• 1.5. Tổng quan phương pháp thêm đường dây mới
• 1.6. Tổng quan phương pháp quy hoạch nguồn kết hợp lắp đặt thêm đường dây mới
• 1.7. Mục tiêu của luận văn
• 1.8. Nhiệm vụ của luận văn
• 1.9. Phạm vi của luận văn
• 1.10. Phương pháp nghiên cứu
• 1.11. Nội dung của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan mô hình hóa hệ thống Truyền tải điện
• 2.2. Mô hình tải
• 2.3. Mô hình nguồn phát điện
• 2.4. Mô hình đường dây
• 2.5. Mô hình máy biến áp
• 2.6. Mô hình tụ bù dọc
• 2.7. Mô hình bài toán
• 2.8. Thuật toán tối ưu hóa bầy đàn PSO
• 2.8.1. Giới thiệu về thuật toán tối ưu hóa bầy đàn
• 2.8.2. Lịch sử phát triển của giải thuật tối ưu hóa bầy đàn
• 2.8.3. Khái quát hóa giải thuật tối ưu hóa bầy đàn
• 2.8.4. Các khái niệm trong giải thuật PSO
• 2.8.5. Các bước trong việc xây dựng giải thuật PSO
• 2.8.6. Lưu đồ giải thuật PSO
• 2.8.7. Những vấn đề cần quan tâm khi xây dựng giải thuật PSO
• 2.9. Đặc điểm và ứng dụng của giải thuật PSO
• 2.10. Các phương pháp đã được áp dụng
• 2.10.1. Phương pháp ACO
• 2.10.2. Phương pháp SA
• 2.10.3. Phương pháp tìm kiếm Tabu
• 2.10.4. Phương pháp DE
• 2.10.5. Phương pháp GA
• 2.10.6. Phương pháp Keruel-Oriented
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN
• 3.1. Các đại lượng mô tả hệ thống
• 3.2. Các loại nút trong hệ thống điện
• 3.3. Ma trận tổng dẫn nút Ybus và ma trận tổng trở nút Zbus
• 3.4. Phương trình toán các thành phần hệ thống điện
• 3.5. Phương trình dòng công suất
• 3.6. Phương trình công suất trên đường dây và các tổn thất
• 3.7. Mô tả bài toán cực tiểu chi phí vận hành và chi phí mở rộng lưới bằng giải thuật PSO
• 3.8. Mô tả bài toán với giải thuật PSO
• 3.9. Hàm mục tiêu
• 3.10. Phương trình dòng tải
• 3.11. Giới hạn truyền tải
• 3.12. Giới hạn phân bố công suất truyền tải
• 3.13. Ràng buộc điện áp
• 3.14. Ràng buộc công suất
• 3.15. Mô hình hệ thống thử nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 4.1. Kết quả phân bố công suất cho lưới điện hiện có
• 4.2. Kết quả phân bố công suất tại 100% tải
• 4.3. Kết quả phân bố công suất tại 120% tải
• 4.4. Thực thi chương trình mở rộng phụ tải
• 4.5. Kết quả phân bố công suất cho lưới điện sau mở rộng
• 4.6. Kết quả phân bố công suất tại 110% tải
• 4.7. Kết quả phân bố công suất tại 120% tải
• 4.8. Kết quả phân bố công suất tại 130% tải
• 4.9. Kết quả phân bố công suất tại 140% tải
• 4.10. Kết quả phân bố công suất tại 145% tải
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Các vấn đề đã thực hiện được trong luận văn
• 5.2. Các vấn đề chưa thực hiện được
• 5.3. Các kiến nghị và hướng phát triển của đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu

Luận văn 'Mở Rộng Lưới Truyền Tải Bằng Giải Thuật Meta Heuristic' của Ngô Hiếu Toàn tại HCMUTE tập trung vào việc tối ưu hóa quy hoạch mở rộng lưới điện truyền tải. Lưới truyền tải là một phần quan trọng trong hệ thống điện, đảm bảo cung cấp điện năng ổn định cho nhu cầu ngày càng tăng. Việc mở rộng lưới điện không chỉ giúp giảm nghẽn mạch mà còn nâng cao hiệu suất lưới điện. Luận văn đề xuất sử dụng giải thuật meta heuristic, cụ thể là PSO, để giải quyết bài toán này. Mục tiêu chính là tìm ra cấu trúc tối ưu cho lưới điện với chi phí đầu tư thấp nhất. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp này có tính khả thi cao và có thể áp dụng rộng rãi trong thực tiễn.

1.1. Tính cấp thiết của luận văn

Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng đang tạo ra áp lực lớn lên hệ thống điện. Việc phát triển lưới điện phải gắn liền với chiến lược phát triển kinh tế - xã hội. Công nghệ truyền tải cần được cải tiến để đảm bảo cung cấp điện liên tục và ổn định. Việc mở rộng lưới điện truyền tải là cần thiết để đáp ứng nhu cầu này. Luận văn chỉ ra rằng việc tối ưu hóa lưới điện không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh các nguồn năng lượng tái tạo ngày càng được sử dụng nhiều hơn.

II. Tổng quan các phương pháp quy hoạch

Luận văn đã tổng hợp và phân tích các phương pháp quy hoạch mở rộng lưới điện hiện có. Các phương pháp này bao gồm việc thêm nhà máy phát điện, sử dụng thiết bị FACTS và kéo thêm đường dây mới. Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Việc thêm nhà máy phát điện có thể giảm tổn thất nhưng chi phí đầu tư cao. Sử dụng thiết bị FACTS giúp nâng cao độ ổn định nhưng không giải quyết được vấn đề nghẽn mạch khi phụ tải tăng cao. Kéo thêm đường dây mới là phương pháp được ưu tiên trong luận văn, mặc dù chi phí xây dựng cao, nhưng mang lại hiệu quả lâu dài cho hệ thống.

2.1. Phương pháp thêm đường dây mới

Phương pháp kéo thêm đường dây mới được xem là giải pháp tối ưu cho việc mở rộng lưới điện. Luận văn chỉ ra rằng việc này không chỉ giúp tăng công suất truyền tải mà còn khắc phục được các hạn chế của các phương pháp khác. Mặc dù chi phí đầu tư cao, nhưng về lâu dài, việc mở rộng lưới điện sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Luận văn cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng giải thuật meta heuristic để tối ưu hóa chi phí và cấu trúc lưới điện.

III. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng giải thuật meta heuristic để giải quyết bài toán quy hoạch mở rộng lưới điện. Cụ thể, phương pháp PSO được áp dụng để tìm ra cấu trúc tối ưu cho lưới điện. Hệ thống điện IEEE 30 nút được sử dụng để mô phỏng và đánh giá kết quả. Kết quả cho thấy phương pháp này có khả năng tối ưu hóa chi phí mở rộng lưới điện một cách hiệu quả. Việc áp dụng PSO giúp cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống điện, đồng thời giảm thiểu chi phí đầu tư.

3.1. Mô hình hóa hệ thống điện

Mô hình hóa hệ thống điện là bước quan trọng trong nghiên cứu. Luận văn đã xây dựng các mô hình tải, nguồn phát điện, đường dây và máy biến áp. Các mô hình này giúp phân tích và đánh giá hiệu suất của lưới điện trong các điều kiện khác nhau. Việc sử dụng mô hình hóa giúp xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lưới điện, từ đó đưa ra các giải pháp tối ưu hơn cho việc mở rộng lưới điện.

IV. Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp PSO đã đạt được hiệu quả cao trong việc tối ưu hóa chi phí mở rộng lưới điện. Các kết quả phân bố công suất cho lưới điện hiện có và sau khi mở rộng đều cho thấy sự cải thiện rõ rệt. Luận văn đã chỉ ra rằng việc áp dụng giải thuật meta heuristic không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Kết quả này có thể được áp dụng trong thực tiễn để cải thiện hiệu suất của lưới điện.

4.1. Phân tích kết quả

Kết quả phân tích cho thấy rằng việc mở rộng lưới điện bằng cách kéo thêm đường dây mới đã giúp giảm nghẽn mạch và nâng cao hiệu suất truyền tải. Các mô phỏng cho thấy rằng chi phí đầu tư ban đầu có thể cao, nhưng lợi ích lâu dài từ việc cải thiện độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống điện là rất lớn. Luận văn khẳng định rằng việc áp dụng giải thuật meta heuristic là một bước tiến quan trọng trong việc tối ưu hóa quy hoạch mở rộng lưới điện.

V. Kết luận

Luận văn đã chứng minh rằng việc mở rộng lưới điện truyền tải bằng giải thuật meta heuristic là một giải pháp khả thi và hiệu quả. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp PSO có thể tối ưu hóa chi phí và cấu trúc lưới điện một cách hiệu quả. Luận văn cũng chỉ ra rằng việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa hiện đại là cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng. Từ đó, luận văn khuyến nghị cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp tối ưu hóa mới để cải thiện hiệu suất của hệ thống điện trong tương lai.

5.1. Đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo

Luận văn đề xuất cần tiếp tục nghiên cứu các phương pháp tối ưu hóa khác để cải thiện hiệu suất lưới điện. Việc áp dụng các công nghệ mới và các giải thuật tối ưu hóa hiện đại sẽ giúp nâng cao khả năng đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tương lai. Đồng thời, cần nghiên cứu thêm về việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện để đảm bảo tính bền vững và hiệu quả trong việc cung cấp điện năng.