I. Giới thiệu
Lưới điện phân phối (LĐPP) đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải điện năng từ các trạm biến áp đến tay người tiêu dùng. Việc tái cấu hình lưới điện nhằm giảm tổn thất điện năng và cải thiện hiệu suất hoạt động của lưới điện là một vấn đề cấp thiết. Bài toán tái cấu hình LĐPP thường gặp nhiều thách thức do tính phi tuyến và kích thước lớn của nó. Các giải thuật tối ưu như thuật toán tìm kiếm Cuckoo (CSA) và thuật toán Runner-Root (RRA) đã được áp dụng để giải quyết vấn đề này. Những giải pháp này không chỉ giúp giảm tổn thất công suất mà còn tối ưu hóa vị trí và công suất của các nguồn điện phân tán (DG).
1.1. Tầm quan trọng của tái cấu hình LĐPP
Tái cấu hình LĐPP là một phương pháp hiệu quả để giảm thiểu tổn thất điện năng. Việc thay đổi trạng thái của các khóa điện trong lưới điện giúp cải thiện độ ổn định và hiệu suất của hệ thống. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các giải thuật tối ưu có thể mang lại những cải tiến đáng kể trong việc quản lý lưới điện. Đặc biệt, việc kết hợp giữa tái cấu hình và tối ưu hóa vị trí của DG có thể tạo ra những cấu hình lưới điện với tổn thất công suất thấp nhất và chất lượng điện áp tốt nhất.
II. Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng các giải thuật metaheuristic để giải quyết bài toán tái cấu hình LĐPP. Các phương pháp như CSA và RRA được áp dụng để tối ưu hóa cấu hình lưới điện. Kết quả từ các thử nghiệm cho thấy CSA có hiệu quả cao hơn so với các phương pháp truyền thống như thuật toán di truyền (GA). Việc áp dụng RRA cũng cho thấy nhiều ưu điểm trong việc giải bài toán đa mục tiêu, bao gồm giảm tổn thất công suất và cân bằng tải giữa các nhánh.
2.1. Giải thuật Cuckoo Search CSA
Giải thuật CSA được phát triển dựa trên tập tính ký sinh của loài chim tu hú. Phương pháp này cho phép tìm kiếm cấu hình tối ưu cho LĐPP bằng cách mô phỏng quá trình sinh sản của các loài chim. Kết quả cho thấy CSA có khả năng hội tụ nhanh và hiệu quả trong việc giảm tổn thất công suất trên các lưới điện có quy mô lớn.
2.2. Giải thuật Runner Root RRA
Giải thuật RRA được lấy cảm hứng từ sự nhân giống của các loài thực vật. Phương pháp này cho phép giải quyết bài toán tái cấu hình LĐPP đa mục tiêu, giúp tối ưu hóa không chỉ tổn thất công suất mà còn các chỉ số khác như độ lệch điện áp và số lần chuyển khóa. Kết quả thử nghiệm cho thấy RRA có nhiều ưu điểm so với GA và CSA trong việc tối ưu hóa cấu hình lưới điện.
III. Kết quả và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng các giải thuật tối ưu đã mang lại những cải tiến rõ rệt trong việc tái cấu hình LĐPP. Các thử nghiệm trên các lưới điện mẫu như 33, 69 và 119 nút cho thấy CSA và RRA đều có khả năng giảm tổn thất công suất và cải thiện chất lượng điện áp. Việc tối ưu hóa vị trí và công suất của DG cũng đã được chứng minh là có ảnh hưởng tích cực đến hiệu suất của lưới điện.
3.1. Ảnh hưởng của DG đến tái cấu hình LĐPP
Nghiên cứu cho thấy rằng việc lắp đặt DG ở vị trí tối ưu có thể giảm thiểu tổn thất điện năng đáng kể. Tuy nhiên, nếu DG được lắp đặt không hợp lý, có thể dẫn đến tình trạng tăng tổn thất điện năng. Do đó, việc xem xét ảnh hưởng của DG trong quá trình tái cấu hình là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả tối ưu cho lưới điện.
3.2. Đánh giá hiệu quả của các giải thuật
Kết quả so sánh giữa các giải thuật cho thấy CSA và RRA đều có khả năng hội tụ nhanh và hiệu quả trong việc giảm tổn thất công suất. Các phương pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của LĐPP mà còn có thể áp dụng cho các hệ thống điện thực tế, như lưới điện trung áp tại huyện Chư Prông, tỉnh Gia Lai.
