Sử dụng phần mềm pss/adept để tính toán tối ưu tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ĐỂ TÍNH TOÁN TỐI ƢU TỔN THẤT

ĐIỆN NĂNG TRÊN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

USING PSS/ADEPT SOFTWARE TO OPTIMIZE CALCULATION OF

REDUCE POWER LOSS ON THE POWER DISTRIBUTION SYSTEMS

Đỗ Hữu Vĩnh

Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM

TÓM TẮT

Bài báo này được thực hiện nhằm nghiên cứu tái cấu trúc lưới điện phân phối (LĐPP) có xét

đến ảnh hưởng của các tụ bù nhằm để giảm tối ưu tổn thất điện năng. Tuy nhiên, với sự có mặt

của những tụ bù trong mạng phân phối, việc xác định cấu trúc lưới sẽ trở nên phức tạp hơn. Vấn

đề này là bức thiết cần đặt ra để giải quyết tối ưu lưới điện phân phối.

Công trình nghiên cứu các lưới điện mẫu 22 nút và 89 nút, xây dựng giải thuật tái cấu trúc

LĐPP có xét đến ảnh hưởng của các tụ bù giảm tổn thất điện năng. LĐPP có cấu trúc mạch vòng

nhưng vận hành hở hình tia. Với sự tham gia của các tụ bù được tính toán trước tiên vào hệ

thống điện phân phối có các mạch kín, sau đó tái cấu trúc LĐPP. So sánh kết quả với việc tái cấu

trúc LĐPP trước rồi tính toán bù sau.

Từ khóa: Tìm cấu trúc lưới điện phân phối để tổn thất điện năng là bé nhất; Giảm tổn thất điện

năng tối ưu; Bù tối ưu.

SUMMARY:

This paper was carried out to study the restructuring of the distribution networks to consider

the influence of compensating capacitors to minimize power loss. However, in the presence of

capacitor capacitors in the distribution network, determining the grid structure will become more

complex. This problem is an urgent need to solve the power distribution network.

The study of distribution networks of 22 bus and 89 bus, building an algorithm of

distribution networks restructuring considering the influence of compensating capacitors to

reduce power loss. The distribution networks has a loop structure but operates openly. With the

participation of the first calculated capacitor capacitors in the distribution system, there are

closed circuits, then re-structure the distribution networks. Compare the results with the previous

distribution of the distribution networks and calculate the following compensation.

Keywords: Find distribution grid structure to minimize power loss; Reduce optimal power loss;

Compensation of reactive power.

do trên việc nghiên cứu phương pháp để

giảm tổn thất trên lưới phân phối sẽ hứa hẹn

nhiều lợi ích kinh tế.

1. GIỚI THIỆU

Lưới điện phân phối có vai trò quan

trọng trong việc cung cấp điện năng đến hộ

tiêu thụ (ở Việt Nam cấp điện áp thường là

15 hoặc 22 kV), do tổn thất trên lưới phân

phối chiếm 5% - 7% so với 2% - 3% trên

lưới truyền tải nên vấn đề tổn thất trên lưới

phân phối được quan tâm thường xuyên và

còn là một trong những tiêu chí đánh giá vận

hành kinh tế của các Điện Lực. Vì những lý

Có rất nhiều phương pháp để làm giảm

tổn thất công suất trên lưới điện phân phối :

- Nâng cao điện áp vận hành.

- Tăng tiết diện đường dây phân phối

trung áp và hạ áp, nâng cấp hệ thống phân

1

phối một pha thành ba pha, cân bằng tải giữa

các pha trên lưới hạ thế và trung thế

Vấn đề đặt ra là các công ty Điện Lực sẽ

cắt dừng lưới tại vị trí nào, lắp các thiết bị

thao tác ở đâu để có tổn thất công suất là bé

nhất, có điện áp ở cuối lưới trong phạm vi

cho phép đồng thời đảm bảo các thông số

định mức của thiết bị và đường dây cũng như

đảm bảo sự vận hành đúng của các relay bảo

vệ. Vấn đề này đã được giải quyết trong

nhiều nghiên cứu tuy nhiên khi giải quyết bài

toán này các nhà nghiên cứu thường không

quan tâm đến ảnh hưởng của tụ bù lên tái cấu

trúc lưới phân phối, điều này có phần trái

nguợc với thực tế là lưới phân phối luôn có

đặt tụ bù để bù cho lượng công suất kháng bị

hao hụt trên lưới trung thế và phần nào đáp

ứng nhu cầu công suất kháng cho các lưới hạ

thế chưa thật hoàn chỉnh (do chưa bù hạ thế

đúng yêu cầu).

- Đặt tụ bù để nâng cao cosφ của đường

dây.

- Giảm tổn thất trong các MBA ...

Ngoài các phương pháp làm giảm tốn

thất trên, còn một phương pháp khác làm

giảm tổn thất đảm bảo lưới điện phân phối

vận hành kinh tế là tái cấu trúc lưới điện

phân phối bằng việc đóng mở các cặp khóa

đện có sẵn trên lưới phân phối. Điều này làm

giảm đáng kể tổn thất khi đạt được sự cân

bằng công suất giữa các tuyến dây mà không

cần chi phí để cải tạo lưới. Tái cấu trúc lưới

có nhiều mục đích như là cắt giảm tổn thất

công suất, tái cấu trúc để có sự cân bằng tải,

tái cấu trúc để cho hệ thống không vượt qua

các giới hạn cho phép của đường dây, MBA

và các thiết bị bảo vệ, tái cấu trúc để tăng độ

tin cây của hệ thống. tất cả các mục đích trên

đã được khảo sát trong rất nhiều nghiên cứu,

các nhà nghiên cứu cũng đã đưa ra nhiều kết

luận quan trọng. Tuy nhiên, các nhà nghiên

cứu [1-17, 19-32] đã không quan tâm đến

một thiết bị quan trọng và không thể thiếu

trên lưới điện phân phối đó là tụ bù.

2. TỔNG QUAN VỀ TÁI CẤU TRÚC

LĐPP CÓ TỤ BÙ

2.1. Tái cấu trúc lƣới điện có tụ bù.

Khi lưới điện được vận hành hở, tổn thất

năng lượng luôn lớn hơn và chất lượng điện

năng luôn kém hơn một lưới điện được vận

hành kín. Khi có sự cố, thời gian tái lập việc

cung cấp điện của lưới điện vận hành hở sẽ

lâu hơn do cần có thời gian chuyển tải qua

các tuyến dây khác.

Trong khi vì lý do kinh tế, các máy phát

không được chế tạo để có khả năng phát

nhiều công suất kháng đáp ứng nhu cầu của

phụ tải mà chỉ hạn chế. Giải pháp đưa ra là

phải có thêm các nguồn phát công suất kháng

khác nữa để cung cấp công suất kháng cho

phụ tải và làm cho hệ thống vận hành kinh tế

hơn, nguồn phát thường được sử dụng đó là

các tụ bù và máy bù động bộ.

Tuy nhiên, do tính chất khác nhau cơ

bản giữa lưới phân phối và truyền tải là:

- Số lượng phần tử như lộ ra, nhánh rẽ,

thiết bị bù, phụ tải của lưới phân phối nhiều

hơn lưới điện truyền tải từ 5-7 lần nhưng

mức đầu tư chỉ hơn từ 2-2,5 lần [19].

- Có rất nhiều khách hàng tiêu thụ điện

năng với công suất nhỏ và phân bố trên diện

rộng, nên khi có sự cố, mức độ thiệt hại do

gián đoạn cung cấp điện ở lưới điện phân

phối gây ra cũng ít hơn so với sự cố của lưới

điện truyền tải.

Trong lưới phân phối, thường sử dụng tụ

bù làm nguồn cung cấp công suất kháng và

lưới phân phối của Việt Nam không phải là

ngoại lệ.

Lưới điện phân phối thường có cấu trúc

mạng vòng nhưng trạng thái vận hành thông

thường là hình tia, mục đích của cấu trúc

vòng là nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

cho khách hàng bằng cách chuyển tải khi có

sự cố hoặc khi có công tác sửa chữa, cải tạo

lưới điện. Vận hành hình tia để giảm dòng

ngắn mạch và vận hành đơn giản từ đó giảm

đáng kể chi phí đầu tư thiết bị đóng cắt và

bảo vệ ...

Nếu chỉ xem xét giá xây dựng mới lưới

điện phân phối, thì phương án kinh tế là lưới

điện hình tia.

Khi có các tụ bù, độ tin cậy cung cấp

điện của hệ thống phân phối, chất lượng điện

năng cũng như tổn thất công suất sẽ cải thiện

đáng kể. Trạng thái vận hành có tổn thất

công suất bé nhất khi lưới điện phân phối có

một hay nhiều tụ bù. Ở trạng thái này các tụ

2

bù sẽ được chọn kết lưới đã được tính toán là

tối ưu về dung lượng và vị trí.

Trong bài báo này, mục tiêu vận hành

lưới điện phân phối có tụ bù sẽ được đề cập

giải quyết thông qua mô phỏng tái cấu trúc

lưới giảm tổn thất điện năng.

2.2. Các nghiên cứu khoa học về tái cấu

trúc lƣới phân phối.

Khi tiếp cận bài toán tái cấu trúc, các

nhà khoa học thường sử dụng các phương

pháp tìm kiếm tối ưu sẽ cho kết quả tốt hơn,

thường được sử dụng cho bài toán tái cấu

trúc như: Phương pháp Heuristic tối ưu hóa,

Hệ chuyên gia. Hiện nay có hai phương pháp

chính trong nghiên cứu bài toán tái cấu hình

LĐPP.

Hình 2.1: 6 bước đánh giá lưới điện

phân phối của R.E.Lee và C.L.Brooks

R.E.Lee và C.L.Brooks [18] đã xem xét

đến mức độ ảnh hưởng của tụ bù lên tái cấu

trúc lưới nhưng hai ông chưa đưa ra được

công thức tường minh cho vấn đề này mà chỉ

đưa ra mức độ ảnh hưởng dựa trên các vị dụ

định lượng.

+ Thuật toán của Merlin & Back [20]

(kỹ thuật vòng cắt) đại diện cho phương

pháp heuristic kết hợp với kỹ thuật tối ưu.

Năm 1996, Ross Baldick[34] đưa ra giải

thuật xem xét cùng lúc việc thay đổi cấu trúc

lưới và điều khiển bù công suất phản kháng

trên toàn lưới, có kết luận “Tái cấu trúc lưới

và điều khiển bù công suất phản kháng có thể

tiến hành độc lập”.

+ Thuật toán của Civanlar (kỹ thuật đổi

nhánh) đại diện cho phương pháp thuần tuý

heuristic. [9].

Với bài toán tái cấu hình, nhiều nghiên

cứu đã kết luận rằng: Việc kết hợp giữa

heuristic và tối ưu hoá tuy tốn nhiều thời gian

tính toán nhưng lại có khả năng xác định

được cấu hình lưới điện đạt ΔP cực tiểu và

không phụ thuộc vào cấu hình ban đầu. Đại

diện cho nhóm thuật toán này là nghiên cứu

của Merlin & Back và của Civanlar.

Ở nghiên cứu của mình, Thomas E.

McDermott [36] cũng trình bày một hàm tìm

kiếm phi tuyến khá đơn giản để xác định cấu

trúc lưới điện giảm ΔP có xét đến tụ bù. Ở

công thức này tỷ trọng của tụ bù chỉ đóng vai

trò thứ yếu (1/1000) so với lượng công suất

được kết nối. Tuy nhiên, tác giả không giải

thích được lý do có chỉ số này;

Ngoài ra còn có rất nhiều giải thuật tìm

kiếm cấu trúc tối ưu lưới điện đã được

nghiên cứu trong thời gian qua như: thuật

toán của Shirmohammadi và Hong [27],

nhiều giải thuật trí tuệ nhân tạo như hệ thần

kinh nhân tạo (ANN), giải thuật gen (GA) và

hệ chuyên gia (ES) cũng được áp dụng [33],

35], [3], [4], [15].

Nhận xét chung: Các nghiên cứu tại

[18, 33, 34, 36] tuy có quan tâm đến tụ bù

trong tái cấu trúc lưới phân phối nhưng

những kết luận chưa có tính thuyết phục do

nghiên cứu chỉ dựa vào các ví dụ cụ thể,

mang tính định tính hay không giải thích

được lý do đưa ra các chỉ số tác động vào

hàm đánh giá trong quá trình tìm kiếm cấu

trúc giảm tổn thất công suất.

Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây

được giới thiệu ở trên đều không quan tâm

đến ảnh hưởng của tụ bù trong tái cấu trúc

lưới phân phối.

2.4. Phƣơng án giải quyết của bài báo.

Để khắc phục một phần khó khăn trên,

luận văn nghiên cứu tái cấu trúc LĐPP có tụ

bù để giảm thiểu tổn thất điện năng trong

LĐPP từ đơn giản đến phức tạp.

2.3. Nghiên cứu có quan tâm đến tụ bù

trong tái cấu trúc lƣới phân phối

Khi tiếp cận bài toán tái cấu trúc lưới

điện phân phối. Trình tự 6 bước đánh giá lưới

điện phân phối của R.E.Lee và C.L.Brooks

[18] được trình bày tại hình 2.1.

Xây dựng lưu đồ giải thuật giảm thiểu

tổn thất ΔP (hàm F), hàm này chứa thông tin

về LĐPP và của tụ bù. Xuất phát từ cấu hình

3

ban đầu, quá trình tìm kiếm cấu hình có định

hướng tới lưới điện kín, trong đó sẽ đề cập

đến việc:

- Từ kết quả bài toán PBCS ở bước trên,

tính tổn thất lưới điện. Với mỗi vòng độc lập

trong LĐPP kín sẽ tồn tại một giá trị của tổn

thất > 0, khoá điện ưu tiên được chọn đầu

tiên để mở là khoá điện có mức tăng tổn thất

ít nhất (hay nói cách khác: trong tất cả các

vòng độc lập, khoá điện ở vòng thứ j nào đó

cho giá trị của tổn thất bé nhất sẽ là khoá ưu

tiên được mở trước). Ở bước này, trong toàn

LĐPP kín, nếu khoá có dòng bé nhất chạy

qua không trùng với khoá điện đang mở

(khoá MN) thì khi đó cần xác định cặp khoá

điện nào đó có mức giảm tổn thất lớn nhất so

với các vòng còn lại sẽ được ưu tiên mở

trước.

- Nghiên cứu việc tái cấu trúc LĐPP có

tụ bù để giảm tổn thất điện năng

- Xây dựng giải thuật trong việc tái cấu

trúc LĐPP có tụ bù để giảm tổn thất điện

năng

- Kiểm chứng kết quả giải thuật bằng

PSS/ADEPT.

- Đề xuất áp dụng trên vận hành trực

tuyến LĐPP.

3. LƢU ĐỒ GIẢI THUẬT ĐỀ XUẤT

Trình tự các bước thực hiện như sau:

- Xác định tổn thất trong các vòng độc

lập còn lại, nếu còn cặp khoá điện ở vòng thứ

j nào đó có dòng chạy qua khoá điện có giá

trị bé nhất trùng với vị trí khoá đang mở thì

giữ nguyên.

- Xuất phát từ lưới điện kín (đóng tất cả

các khoá điện hiện có trên LĐPP); giải bài

toán phân bố công suất trong LĐPP kín có tụ

bù. Trình tự giải: Thay thế điện kháng bằng

điện trở nhánh tương ứng (do ở LĐPP

R>>X). Đặt điện áp các nguồn bằng nhau về

biên độ và góc pha. Giải bài toán PBCS trên

LĐPP kín.

- Tiến hành mở lần lượt các khoá cho

đến khi lưới điện hoàn toàn hình tia.

Hình 3.1: Lưu đồ thuật toán tái cấu hình LĐPP để giảm tổn thất điện năng

4

4. KIỂM CHỨNG KẾT QUẢ BẰNG

PHẦN MỀM PSS/ADEPT

- Bước 3: Chạy bài toán bù trên lưới điện

kín với số lượng và dung lượng bù ban

đầu. Chạy bài toán phân bổ công suất

lưới điện mạch vòng vận hành hình tia

hiện hữu có tụ bù. Kiểm tra phụ tải và

tổn thất mạch kín.

- Bước 4: Mở các khóa điện bất kỳ để thỏa

điều kiện cho lưới điện vận hành hình

tia.

- Bước 5: Chạy bài toán tái cấu trúc lưới

điện. Chạy bài toán phân bổ công suất

lưới điện. Kiểm tra phụ tải và tổn thất

sau khi tái cấu trúc lưới điện.

- Bước 6: Loại bỏ tất cả các tụ bù trên lưới

và chạy lại bài toán bù sau khi tái cấu

trúc lưới điện. Kiểm tra phụ tải và tổn

thất sau khi tái cấu trúc lưới điện.

- Bước 7: Đánh giá, so sánh các kết quả

thu được.

4.1. Khảo sát trên trên các ví dụ kiểm

chứng.

Để bỏ qua vấn đề so sánh chi phí bù, các

ví dụ sau đây sẽ sử dụng số lượng và dung

lượng bù không đổi qua các bước tái cấu trúc

lưới điện. Tức là chi phí bù trước và sau tái

cấu trúc không đổi.

Trình tự tiến trình thí nghiệm mô phỏng

trên mạng điện nghiên cứu như sau:

- Bước 1: Chạy bài toán phân bổ công suất

lưới điện mạch vòng vận hành hình tia

hiện hữu có tụ bù. Kiểm tra phụ tải và

tổn thất mạch hỡ ban đầu.

- Bước 2: Loại bỏ tất cả các tụ bù và đóng

tất cả các khóa điện để vận hành mạch

kín

Các bước thực hiện tái cấu trục lưới điện phân phối được thực hiện theo hình 4.1

Hình 4.1

Bƣớc 1: Xác định ΔP của mạng điện hiện

4.2. Ví dụ 1

hữu bằng phần mềm PSS/ADEPT, giá trị tổn

thất ΔP là 212,050kW, Công suất đầu nguồn

P=10.082kW, Q=1.878Kvar.

Cho mạng điện phân phối 22 nút có 14

nhánh dây như hình 4.2 và có 30 tụ bù

150Kvar, các thông số lưới được trình bày

tại bảng 4.1. Các khóa đang mở S3, S5, S7,

S8, S10.

Bƣớc 2: Tiếp theo, loại bỏ các tụ bù => đóng

kín lưới điện

Bƣớc 3: Chạy bài toán bù cho mạch kín.

5

Bƣớc 4: Mở các khóa điện để lưới trở thành

Bước 1: Tính tổn thất lưới hiện hữu.

hình tia.

Bước 2: Loại bỏ các tụ bù và mở tối ưu hệ

thống.

Bƣớc 5: Chạy bài toán tái cấu trúc lưới điện

phân phối.

Bước 3: Tái cấu trúc lưới, tính tổn thất.

Bước 4: Bù tối ưu vị trí mới.

Kết quả tái cấu trúc cho lưới điện sau khi bù

mạch kín các khóa điện được mở là: S1, S4,

S7, S8, S11 và có ΔP là 176,850kW, Công

suất đầu nguồn P=10.051kW, Q=1.794Kvar.

Bước 5: Tính tổn thất sau khi bù.

Bước 6: So sánh các kết quả tổn thất ở các

bước 1, bước 3, bước 5.

Bƣớc 6: Tháo tất cả các tụ bù trên lưới =>

chạy lại bài toán bù.

Theo kết quả nghiện cứu của R.E.Lee và

C.L.Brooks [18] thì kết quả ở bước 5 có ΔP

là bé nhất. Sau khi áp dụng tính toán tái cấu

trúc không có bù ở ví dụ 1 các khóa mở là

S1, S4, S5, S7, S8 và chạy bù vị trí mới ta có

Kết quả ΔP ở bước 5 là 177,581kW. Công

suất đầu nguồn P=10052kW, Q=1796Kvar

Xác định ΔP của mạng điện sau khi chạy lại

bù bằng phần mềm PSS/ADEPT, giá trị tổn

thất ΔP là 175,622kW. Công suất đầu nguồn

P=10049kW, Q=1793Kvar.

Bƣớc 7: So sánh các kết quả tính toán.

Thực hiện lại bài toán giảm tổn thất điện

năng bằng phƣơng pháp tái cấu trúc của

R.E.Lee và C.L.Brooks [18].

Hình 4.2

Bảng 4.1 thông số của sơ đồ ví dụ 1

Tổng trở

Công suất tải

Đến

Tụ bù

(Kvar)

Tên nhánh

Từ nút

nút

R(Ω)

0.7046

X(Ω)

P(KW) Q(KW)

NHANH1

NHANH10

NHANH11

NHANH12

2

3

1.119

21

8

22

9

450

150

0.3523 0.5595

2601

276

2019

117

0.05

0.65

9

10

6

Tổng trở

R(Ω) X(Ω)

Công suất tải

Đến

Tụ bù

(Kvar)

Tên nhánh

Từ nút

nút

P(KW) Q(KW)

NHANH13

NHANH14

NHANH2

NHANH3

NHANH4

NHANH5

NHANH6

NHANH7

NHANH8

NHANH9

s9

8

12

10

4

0.05

0.65

315

636

114

210

855

306

11

3

0.3523 0.5595

0.17615 0.27975

2.664 2.2797

600

300

1443

597

5

6

7

2

13

14

15

18

20

16

13

16

2

1650

19

17

1050

300

0.3523 0.5595

1047

2979

951

0

1269

Bảng 4.3 Kết quả ta có bảng so sánh giá trị tổn thất ở các bước ví dụ 1 như sau:

Mạng điện

hiện hữu có bù

Mạng điện

đóng kín có

bù

Sau khi tái

cấu trúc

Mạng điện

kín có bù

Mạng điện sau

khi tái cấu trúc

và chạy bù lại

Kết quả Phƣơng

pháp của

R.E.Lee và

C.L.Brooks[18]

4,6,10,16,17,19, 22

6,7,8,18,19

4,6,7,8,10,16,17,18,22

4,6,8,10,16,17,18,22

Vị trí Bù (nút)

Công suất bù

600, 300, 150, 1650, 300, 3300, 150, 300, 3300, 150, 300,

300,150,1050, 600, 300, 150, 150,

300, 1050, 450

S3, S5, S7, S8, S10

212,050

150, 600

300,600,300,750,750

1950, 300, 750, 300

S1, S4, S5, S7, S8

177,581

(KVAR)

S1, S4, S7, S8,

S11

S1, S4, S7, S8, S11

Khóa mở

Tổn thất (kW)

159,949

176,850

175,622

Công suất nguồn

P=10082kW,

Q=1878Kvar

P=10036kW,

Q=1745Kvar

P=10051kW,

Q=1794Kvar

P=10049kW,

Q=1793Kvar

P=10052kW,

Q=1796Kvar

(kW, kVAr)

4.3 và có các thông số lưới được trình bày tại

bảng 4.4, có 4 tụ bù 300Kvar được đặt tại nút

B30A, B29, B13, B29A. Các khóa đang mở

S32, S33, S34, S35, S36, S37, S38, S40, S45.

4.3. Ví dụ 2

Cho mạng điện phân phối 89 nút, có 49

nhánh dây, 38 tải và 48 khóa điện như hình

7

Hình 4.3: Sơ đồ lưới điện ví dụ 2 cho mạng điện phức tạp

Bảng 4.3 thông số của sơ đồ ví dụ 2

Tổng trở

R(Ω) X(Ω)

Công suất tải

P(kW) Q(kVAr)

Tụ

(Kvar)

bù

Tên nhánh

Từ nút

Đến nút

Line1

S0

B1

0.0922

0.047

Line2

B1

B2A

0.493

0.366

0.2511

0.1864

0.1941

0.707

0.6188

0.2351

0.74

99.99

90

60

39.99

80.01

30

Line3

B2

B3A

Line4

B3

B4A

0.3811

0.819

120

60

Line5

B4

B5A

Line6

B5

B6A

0.1872

0.7144

1.03

60

20.01

99.99

99.999

20.01

30

Line7

B6

B7A

200.01

199.998

60

Line8

B7

B8A

Line9

B8

B9A

1.044

0.74

Line10

Line11

Line12

Line13

Line14

Line15

Line16

Line17

Line18

Line19

Line20

Line21

B9

B10A

B11A

B12A

B13A

B14A

B15A

B16A

B17A

B18A

B19A

B20A

B21A

0.1966

0.3744

1.468

0.065

0.1238

1.155

0.7129

0.526

0.545

1.721

0.574

0.1565

1.3554

0.4784

0.9373

60

B10

B11

B12

B13

B14

B15

B16

B1

45

60

35.01

80.01

9.99

0.5416

0.591

60

300

120

60

0.7463

1.289

60

20.01

0.732

60

0.164

B18

B19

B20

1.5042

0.4095

0.7089

90

39.99

89.991

39.999

8

Tổng trở

R(Ω) X(Ω)

Công suất tải

P(kW) Q(kVAr)

Tụ

(Kvar)

bù

Tên nhánh

Từ nút

Đến nút

Line22

B2

B22A

0.4512

0.3083

Line23

Line24

Line25

Line26

Line27

Line28

Line29

Line30

Line31

Line32

Line33

Line34

Line35

Line36

Line37

Line38

Line39

Line40

Line41

Line42

Line43

Line44

Line45

Line46

Line47

Line48

Line49

S20

B22

B23

B5

B23A

B24A

B25A

B26A

B27A

B28A

B29A

B30A

B31A

B32A

B33

0.898

0.896

0.203

0.2842

1.059

0.8042

0.5075

0.9744

0.3105

0.341

0.5

0.7091

0.7011

0.1034

0.1447

0.9337

0.7006

0.2585

0.963

0.3619

0.5302

0.5

90

50.01

420

200.01

B25

B26

B27

B28

B29

B30

B31

B7

60

24.99

20.01

69.99

600

60

120

600

300

200.01

150

69.99

99.99

210

B8

B34

B11

B17

B24

B26

B39

B40

B41

B39

B44

B45

B46

B45

B49

B43

B39A

B21

B32

B35

B36

90

39.99

B37

0.5

420

200.01

B38

0.5

B40A

B41A

B42A

B44A

B45A

B46A

B47

0.2

0.3

0.2

0.3

90

39.99

20.01

39.99

0.4

0.3

0.5

0.3

0.4

39.99

20.01

B48A

B48

0.4

0.15

0.61

B42

0.61

B19

0.61

B21A

B32A

90

60

39.99

S31

9

Thực hiện các bước tính toán ở ví dụ 2 giống như ví dụ 1 ta có bảng kết quả như

Bảng 4.4.

sau:

Mạng điện hiện

hữu có bù

Mạng điện Sau khi tái cấu trúc

Mạng điện

sau khi tái

cấu trúc và

chạy bù lại

Kết quả Phƣơng

đóng kín có

Mạng điện kín có

bù

pháp

của

R.E.Lee

và

C.L.Brooks[18]

Vị trí Bù

B31, B29, B24,

B29A

B30A, B29, B13, B29A

300, 300, 300, 300

B31, B29, B24, B29A

300, 300, 300, 300

B29A, B28, B11

600, 300, 300

B29A, B11, B38

(nút)

Công suất bù

300, 300, 300,

300

600, 300, 300

(KVAR)

S32,

S6, 8, 13, 16, 27, S6, 8, 13, 27, 29, 32,

S6,8,13,16,27,29,32,46,47

Khóa mở

33,34,35,36,37,38,40,45.

29, 32, 46, 47

35, 46, 47

Tổn thất

(kW)

139,371

75,517

79,378

79,050

79,426

Công suất

nguồn (kW,

kVAr)

4054kW,

3991kW,

3995kW

3994kW

3995kW,

1318kVAr

1205kVAr

1212kVAr

1213kVAr

1215kVAr

Nhận xét chung: qua ví dụ 1, 2 là các lưới

điện có nhiều vòng ảnh hưởng của tụ bù lên

tái cấu trúc lưới điện là không rõ ràng ở kết

quả cuối cùng. Điều này cho thấy đối với

việc bù sau khi tái cấu trúc lưới điện và bù ở

mạch kín trước khi tái cấu trúc ít có sự khác

biệt về tổn thất.

Kết quả phương pháp bù ở lưới phân

phối mạch kín rồi tái cấu trúc lưới có ΔP bé

hơn lưới được tái cấu trúc trước khi bù, tuy

nhiên mức chênh lệch không đáng kể và tùy

theo quy mô và kết cấu lưới.

Luận văn này tiếp cận bài toán tái cấu trúc

lưới điện phân phối có tụ bù với mục tiêu

giảm thiểu tổn thất điện năng (giảm tổn thất

công suất) trên lưới điện. Giải pháp tái cấu

trúc LĐPP được giải quyết trình TOPO trong

PSS/Adapt. Mục tiêu là để giảm thiểu chi phí

về tổn thất và hệ thống được kết nối theo

mạch vòng nhưng vận hành theo hình tia.

5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

5.1. Kết luận

Do đặc điểm cấu trúc của LĐPP thường

có dạng mạch vòng nhưng vận hành hình tia

nhằm vừa thỏa mãn các chỉ tiêu kỹ thuật vừa

đảm bảo được chỉ tiêu về kinh tế. Đồng thời

nó cũng đảm bảo cung cấp điện cho nhiều

loại tải, sự thay đổi liên tục của đồ thị phụ

tải, và nhu cầu phát triển mở rộng của lưới

điện.

Đề tài đã hoàn tất mục tiêu và nhiêm vụ

đặt ra, các kết quả nghiên cứu đều được kiểm

chứng trên các LĐPP mẫu để so sánh các ưu

khuyết điểm với các giải thuật hiện có. Từ

kết quả của việc áp dụng giải thuật vào LĐPP

mẫu và so sánh với kết quả thực hiện với một

một số giải thuật của các tác giả khác ta thấy:

Bài toán tái cấu trúc LĐPP được đưa ra

với nhiều mục tiêu khác nhau như: Cực tiểu

chi phí vận hành, cực tiểu tổn thất trên lưới,

nâng cao khả năng tải của lưới điện,vv… và

được các nhà khoa học trong và ngoài nước

nghiên cứu và áp dụng một cách hiệu quả.

- Tổng mức giảm tổn thất công suất tác dụng

là nhỏ nhất (để ΔPmin)

10

- Thời gian tính toán nhanh.

- Xem xét bài toán tái cấu trúc LĐPP với

nhiều nguồn chính cung cấp.

- Kết quả của giải thuật phù hợp với bài toán

vận hành lưới điện trực tuyến

- Tiếp tục nghiên cứu áp dụng vào vận hành

lưới điện trực tuyến

5.2 Đề xuất hƣớng phát triển của đề tài

- Nghiên cứu sử dụng các giải thuật khác kết

hợp để rút ngắn hơn nữa thời gian và không

gian tìm kiếm.

Tiếp tục xây dựng bài toán tái cấu trúc lưới

điện theo hàm đa mục tiêu trong trường hợp

vận hành trực tuyến và vận hành chống quá

tải sự cố, hồi phục lưới điện sau sự cố.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu tiếng Việt :

[1]. Hồ Văn Hiến “ Hệ Thống Điện Truyền Tải và Phân Phối” Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia

TP. Hồ Chí Minh.

[2]. Phan Đăng Khải và Huỳnh Bá Minh “ Bù Công Suất Phản Kháng Lưới Cung Cấp và Phân

Phối Điện” Nhà Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội.

[3]. Trương Việt Anh “ Hệ Chuyên Gia Mờ Vận Hành Hệ Thống Điện Phân Phối” luận án tiến sĩ

kỹ thuật năm 2004.

2. Tài liệu tiếng Anh :

[4]. Baran. M. E. and F. F. Wu, “Network Reconfiguration in distribution systems for loss

reduction and load balancing”, IEEE Transactions on Power Delivery , 4-2, April

1989, pp. 1401-1407.

[5]. Castro C. A. and Watanabe A.A., “ An Efficient Reconfiguration Algorithm for Loss

Reduction of Distribution System”, Electric Power System Research 19, 1990 137-

144.

[6]. Chang, H.-C. and Ch.-Ch. Kuo, “Network Reconfiguration in Distribution System Using

Simulated Annealing”, Electric Power Systems Research Vol. 29, pp. 227-238, 1994.

[7]. Chen C.S. , and Cho M.Y. “Energy loss reduction by critical switches”, IEEE Trans. on

PWRD, Vol. 8, No. 3, pp. 1246-1253, july 1993.

[8]. Chiang, H.-D. and R. Jean-Jumeau, “ Optimal Network Reconfiguration in Distribution

system”.

[9]. Civanlar, S., J. J. Grainger, Y. Yin and S. S. Lee, “Distribution feeder Reconfiguration for

Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 3-3, July 1988, pp. 1217-

1223.

[10]. Glamocanin, V., “Optimal Loss Reduction of Distribution Network”. IEEE Transactions on

Power System, 5-3. August 1990. pp. 774-781.

[11]. Goswaini, S. K. and S. K. Basu, “ A New Algorithm for The Reconfiguration of

Distribution Feeder for Loss Minimization”, IEEE Transactions on Power Delivery,

7-3, July 1992, pp. 1484-1491.

[12]. Hsu, Y.-Y., J.-H. Yi, S.S. Liu, Y. W. Chen. H. C. Feng and Y. M. Lee, “Transformer and

Feeder Load Balancing Using Heuristic Search Approach”, IEEE Transactions on

Power systems, 8-1, February 1993, pp.184-190.

11

[13]. Hsiao Dong Chiang and Rene fean Jumeau “ Optimal network reconfigurations in

distribution systems “IEEE transactions on power delivery, Vol.5, No .4, November

1990.

[14]. Jeon Y.J. and Kim J.C. “ Network Reconfiguration in Radial Distribution System Using

Simulated Annealing and Tabu Search”. IEEE Power Engineering Society 2000

Winter Meeting.

[15] Jin Cheng Wang, Hsiao Dong Chiang and Gary R Darling “ An efficient algorithm for real

time network reconfiguration in large scale unbanlanced distribution systems” IEEE

transactions on power systems, Vol.11, No .1, February 1996.

[16]. Kim, H., N. Ko and K.-H Jung, “Artificial Neural – Network Based Feeder Reconfiguration

for Loss Reduction in Distribution Systems”, IEEE Transactions on Power Delivery,

8-3, July 1993, pp. 1356-1366.

[17]. Kyung – Hee Jung, Hoyong Kim and Yun seok Ko “ Network reconfiguration algorithm

for automated distribution systems bases on artificial intelligence approach” IEEE

transactions on power delivery, Vol.8, No .4, october 1993.

[18]. Lee. R. E and C. L. Brooks, “A Method and its Application to Evaluate Automated

Distribution Control”. IEEE Transactions on Power Delivery, 3- 3, July 1988, pp.

1232-1240.

[19]. Liu. C-C..S. J. Lee and S.S Venkata, “An Expert System Operation Aid Restoration and

Loss Reduction of Distribution Systems”, IEEE Transactions on Power System, 3-2,

May 1988. pp. 619-626.

[20]. Merlin A. and Back H , “ Search for A Minimal Loss Operating Spaning TreeConfiguration

in Urban Power Distribution Systems”, Proc. Of. 5th Power System Comp. Con..,

Cambridge, UK.., Sept. 1-5, 1975.

[21]. Mesut E . Baran and Felix F . Wu “ Network reconfiguration in distribution system for loss

reduction and load balancing” IEEE transactions on power delivery, Vol.4, No .2,

april 1989.

[22]. MA Kashem – V. Ganapathy and GB jasmon “ Network reconfiguration for load

balancing in distribution networks” IEE Proc- Gener. Transm. Distrib, Vol.146, No

.6, November 1999.

[23]. Marcos A.N Guimaraes, Jorge F.C Lorenzeti and Carlos A. Castro “ Reconfiguration of

distribution systems for voltage sability margin enhencement using tabu search”

2004 international conference on power system technology – Powercon 2004

Singapore, 21-24 November 2004.

[24]. Richard E. Brown “Netwok reconfiguration for improving reliability in distribution system

“.[25]. Shu Hongchun Sun Xiangfei “ A novel approach to distribution network

reconfiguration considering the priority of customers” 2005 IEEE/ PES Transmission

and distribution conference & exhibition : Asia and Pacific Dalian , China.

[26]. Sarfi R. J. , Salama M. M. A. , Chakani A. Y. , “A Survey of The State of the art in

distribution system reconfiguration for system loss reduction”, Electric Power system

research 31-1994, pp. 61-70.

[27]. Shirmohammadi, D. and H. W. Hong, “ Reconfiguration of Electric Distribution for

Resistive Line Loss Reduction”, IEEE Transactions on Power Delivery, 4-2, April

1989. pp. 1492-1498.

12

[28]. Shirmohammadi, Q. Zhou D. and Liu W. H. E, “Distribution Feeder Reconfiguration For

Operation Cost Reduction”, IEEE trans. on Power systems, Vol. 12, No. 2, May

1997.

[29]. Taleski R. and Rajicic D. , “Distribution Network Reconfiguration For Energy Loss

Reduction”, IEEE trans. on Power systems, Vol. 12, No. 1, February 1997.

[30]. Taylor, T. and D. Lubkeman, “Implementation Heuristic Search Strategies for distribution

Feeder Reconfiguration”, IEEE Transactions on Power Deliverry , 5-1, January

1990, pp. 239-246.

[31]. Wagner T.P., Chikhani A. Y., Hackem R. “ Feeder Reconfiguration for Loss Reduction: An

Application of Distribution Automation”, IEEE Transactions on Power Delivery,

Vol. 6, 1991.

[32]. Wu J.S.. Tomsovic K.L and Chen C. S, “A Heuristic Search Approach to Feeder Switching

Operation for Overload, Fault Unbalance Flow and Maintenance”, IEEE Trans.

Power Delivery, Vol.6, 1991, pp. 1579-1585.

[33]. Jiang, D. and R. Baldick, “Optimal Electric Distribution System Switch Reconfiguration

and Capacitor Control,” IEEE Transactions on Power Systems, 11-2, May 1996, pp.

890-897.

[34]. Haque M.H. "Improvement of Power Delivery Efficiency of Distribution Systens through

Loss Reduction", IEEE Power Engineering Society 2000 Winter Meeting.

[35]. Choi J.H. and Kim J.C “Network Reconfiguration at The Power Distribution System with

Dispersed Generations for Loss Reduction” IEEE Power Engineering Society 2000

Winter Meeting.

[36]. Thomas E Mc.Dermott “ A Heutistic Nonlinear Constructive Method for Electric Power

Distribution System Reconfiguration” Ph.D thesis Apruil 23, 1998.

Tác giả chịu trách nhiệm bài viết:

Họ tên: Đỗ Hữu Vĩnh.

Đơn vị: Điện lực Cao Lãnh – Công ty Điện lực Đồng Tháp.

Điện thoại: 094.779.7710.

Email: [email protected].

Xác nhận của GV hƣớng dẫn

Học viên thực hiện

ĐỖ HỮU VĨNH

PGS.TS. TRƢƠNG VIỆT ANH

13

BÀI BÁO KHOA HỌC

THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ

Bài báo khoa học của học viên

có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn

Bản quyền tác phẩm đã được bảo hộ bởi Luật xuất bản và Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam.

Nghiêm cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý

của tác giả và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.

ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2017-2018 của Thư viện Trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.