Luận văn thạc sĩ: Xác định vị trí sự cố trên lưới điện 11022kV Cần Thơ bằng biến đổi wavelet

• Tác giả: Duong Tan Lieu
• Người hướng dẫn: TS. Vu Phan Tu
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Thiết Bị, Mạng Và Nhà Máy Điện
• Đề tài: Xác Định Vị Trí Sự Cố Trên Lưới Điện 110/22KV Cần Thơ Bằng Biến Đổi Wavelet
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Hướng nghiên cứu của luận văn
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Điểm mới của luận văn
• 1.5. Giá trị thực tiễn của luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BIẾN ĐỔI WAVELET
• 2.1. Cơ sở toán học
• 2.2. Biến đổi Wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transform - DWT)
• 2.3. Kỹ thuật phân tích đa phân giải (Multi Resolution Analysis - MRA)
• 2.4. Biến đổi Wavelet tĩnh (Stationary Wavelet Transform - SWT)
• 2.5. Một số ứng dụng của Wavelet trong hệ thống lưới điện
• 2.5.1. Những ứng dụng chính của Wavelet
• 2.5.2. Ứng dụng trong bảo vệ hệ thống điện
• 3. CHƯƠNG 3: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN LƯỚI ĐIỆN
• 3.1. Phương pháp giải tích dựa vào phương trình Telegrapher
• 3.2. Ưu và khuyết điểm chính của phương pháp Telegrapher
• 3.3. Phương pháp sử dụng thiết bị phát sóng kết hợp biến đổi Wavelet
• 3.4. Ưu điểm và khuyết điểm chính của phương pháp
• 3.5. Phương pháp biến đổi Wavelet
• 3.5.1. Giới thiệu phương pháp Wavelet trong việc xử lý tín hiệu số
• 3.5.2. Đặc điểm chính của phương pháp biến đổi Wavelet
• 3.5.3. Giải thích giải thuật lọc nhiễu
• 3.5.4. Ý nghĩa của giải thuật lọc nhiễm
• 4. CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ LƯỚI ĐIỆN 110KV TRÊN KHÔNG THỰC TẾ
• 4.1. Khảo sát mô hình lưới điện 110kV trên không đơn giản
• 4.2. Kết quả mô phỏng
• 4.3. Các dạng sóng điện áp, dòng điện đầu phát và nhận
• 4.3.1. Các dạng sóng điện áp đầu phát tại vị trí khác nhau
• 4.3.2. Thực hiện biến đổi Wavelet
• 4.4. Minh họa kết quả tính toán vị trí sự cố của lưới điện
• 4.4.1. Xác định vị trí sự cố vị trí sự cố của lưới điện
• 4.4.2. Sai số phần trăm so với chiều dài của lưới điện
• 4.4.3. Ảnh hưởng của các vị trí ngăn mạch khác nhau
• 4.4.4. Ảnh hưởng của các loại ngắn mạch khác nhau
• 4.5. Khảo sát lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.5.1. Lý lịch đường dây của lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.5.2. Mô phỏng lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.5.3. Các thông số vận hành của lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.5.4. Kết quả mô phỏng lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.6. Ảnh hưởng của các loại ngăn mạch và các vị trí ngăn mạch khác
• 4.7. Ảnh hưởng của điện trở ngắn mạch khác nhau
• 4.8. Khảo sát các sự cố đã xảy ra trên lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.8.1. Công tác ứng trực xử lý sự cố trong quản lý vận hành
• 4.8.2. Kết quả truy tìm sự cố trên lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.8.3. Chi phí thiệt hại khi sự cố trên lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.8.4. Thông số vận hành của lưới điện 110kV Cần Thơ trước thời điểm xảy ra sự cố
• 4.9. Ứng dụng phương pháp biến đổi Wavelet tính toán vị trí sự cố trên lưới điện 110kV Cần Thơ
• 4.10. So sánh kết quả tính toán vị trí sự cố ngắn mạch
• 4.11. So sánh kết quả khoảng trụ tương ứng vị trí sự cố ngắn mạch
• 5. CHƯƠNG 5: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ LƯỚI ĐIỆN 22KV TRÊN KHÔNG THỰC TẾ
• 5.1. Khảo sát trên lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.2. Lý lịch đường dây của lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.3. Mô phỏng lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.4. Các thông số vận hành của lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.5. Kết quả mô phỏng lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.6. Khảo sát các sự cố đã xảy ra trên lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.6.1. Công tác ứng trực xử lý sự cố trong quản lý vận hành
• 5.6.2. Kết quả truy tìm sự cố trên lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.6.3. Chi phí thiệt hại khi sự cố trên lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.6.4. Thông số vận hành của lưới điện 22kV Cần Thơ trước thời điểm xảy ra sự cố
• 5.7. Ứng dụng phương pháp biến đổi Wavelet tính toán vị trí sự cố trên lưới điện 22kV Cần Thơ
• 5.8. So sánh kết quả tính toán vị trí sự cố ngắn mạch
• 5.9. So sánh kết quả khoảng trụ tương ứng vị trí sự cố ngắn mạch
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN
• 6.1. Hướng nghiên cứu mở rộng đề tài
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• Phụ lục 1A. Bảng chiết tính kinh phí lưới điện 110kV
• Phụ lục 1B. Bảng chiết tính kinh phí lưới điện 22kV
• Phụ lục 2A. Bảng tổng kê vị trí trụ theo role 21 lưới điện 110kV
• Phụ lục 2B. Bảng tổng kê vị trí trụ theo role R50/51 lưới điện 22kV

I. Giới thiệu về lưới điện 110 22kV Cần Thơ

Lưới điện 110/22kV là hệ thống phân phối điện năng từ các trung tâm phụ tải lớn đến các khu vực tiêu thụ nhỏ hơn. Sự phát triển kinh tế xã hội dẫn đến sự gia tăng quy mô và độ phức tạp của hệ thống này. Sự cố lưới điện là vấn đề không thể tránh khỏi, gây gián đoạn cung cấp điện và thiệt hại kinh tế. Cần Thơ, một khu vực có địa hình phức tạp, đặc biệt cần các giải pháp hiệu quả để xử lý sự cố.

1.1. Nguyên nhân sự cố

Các nguyên nhân chính bao gồm sét đánh, thiết bị hỏng, quá tải và xâm phạm hành lang an toàn. Sự cố gây ra sự giảm điện áp đột ngột, tạo ra sóng truyền (Traveling Waves) lan truyền với tốc độ cao.

1.2. Tầm quan trọng của việc xác định sự cố

Việc xác định vị trí sự cố chính xác giúp giảm thời gian gián đoạn điện, đặc biệt trong các khu vực khó tiếp cận. Điều này đòi hỏi các phương pháp hiện đại như biến đổi wavelet để phân tích tín hiệu.

II. Phương pháp biến đổi wavelet

Biến đổi wavelet là công cụ mạnh mẽ trong xử lý tín hiệu, đặc biệt trong việc phân tích các tín hiệu không ổn định và nhiễu. Phương pháp này được ứng dụng để xác định vị trí sự cố trên lưới điện 110/22kV.

2.1. Cơ sở toán học

Biến đổi wavelet dựa trên nguyên lý phân tích đa phân giải (MRA), cho phép phân tích tín hiệu ở các mức độ chi tiết khác nhau. Kỹ thuật wavelet giúp lọc nhiễu và xác định các đặc điểm quan trọng của tín hiệu.

2.2. Ứng dụng trong hệ thống điện

Wavelet được sử dụng để phân tích tín hiệu điện từ các thiết bị giám sát, giúp xác định vị trí sự cố chính xác hơn so với các phương pháp truyền thống.

III. Xác định vị trí sự cố bằng wavelet

Phương pháp xác định vị trí sự cố bằng biến đổi wavelet tập trung vào việc phân tích sóng truyền từ điểm sự cố. Kết hợp với phần mềm mô phỏng như Matlab-Simulink, phương pháp này mang lại độ chính xác cao.

3.1. Phương pháp đo trở kháng

Phương pháp này dựa trên việc đo trở kháng sau khi xảy ra ngắn mạch. Tuy nhiên, nó bị ảnh hưởng bởi sai số thiết bị và độ chính xác thấp.

3.2. Phương pháp đo sóng truyền

Phương pháp này sử dụng kỹ thuật wavelet để phân tích sóng truyền, giúp giảm thiểu sai số và tăng độ chính xác. Đây là phương pháp được ưa chuộng trong nghiên cứu hiện đại.

IV. Ứng dụng thực tế tại Cần Thơ

Nghiên cứu được áp dụng trên lưới điện 110/22kV Cần Thơ, một khu vực có địa hình phức tạp và nhiều thách thức trong quản lý sự cố. Kết quả cho thấy phương pháp biến đổi wavelet mang lại hiệu quả cao.

4.1. Mô phỏng và kết quả

Sử dụng phần mềm Matlab-Simulink, nghiên cứu mô phỏng các tình huống sự cố và xác định vị trí chính xác. Kết quả cho thấy sai số giảm đáng kể so với phương pháp truyền thống.

4.2. Giá trị thực tiễn

Phương pháp này giúp giảm thời gian tìm kiếm sự cố, tiết kiệm chi phí và nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Đây là giải pháp hữu ích cho quản lý lưới điện tại Cần Thơ và các khu vực tương tự.