Tối thiểu lượng công suất sa thải phụ tải có xét đến yếu tổ điều khiển sơ cấp máy phát điện

T I THI U L

NG CÔNG SU T SA TH I PH T

U KHI N S C

N Y U

T

N

3

Nguy n Tr ng Tín¹, Quy n Huy Ánh², Lê Tr

i h m K thu t TP.HCM

TÓM T T

xu t ph ng pháp tính toán l ng công su t sa th i ph t i t i thi

u khi n s c p c a t n trong h th n. Ph

toán l ng công su t sa th i ph t

thi u h t công su t ngu n phát do s c máy phát ho

n

y u t

xu t tính

m b o khôi ph c t n s v ph m vi cho phép khi có s

i d n quá t i trong h th ng

c th nghi m trên s h th n chu n IEEE

n. Hi u qu c a ph

xu

ng minh hi u qu c a ph

xu t.

T khóa: Sa th i ph t i, t i u hóa sa th i ph t

u khi n s c p,

nh t n s .

ABSTRACT

This article proposed an optimal load shedding calculation method based on the analysis of the primary

control of the generators to maintain the stability in the power system. The proposed method is calculate

the amount of load shedding to restore the frequency to the allowable range when the generators is lost,

the imbalance between the active-power generation and consumption leading to overload in the power

system. The effectiveness of the proposed method is tested on the 37 bus system 9 generator IEEE testing

system that demonstrate the effectiveness of the proposed method.

Keywords: load shedding, optimal load shedding, primary control, frequency stability.

các nh h ng c a nó [1]. Sa th i ph t i

1. Gi i thi u

Các s c trong h th

các s c thoáng qua, tuy nhiên, có nh ng s

c l n ví d nh m t m n,

ho c có s t ng t trong h th ng

n gây suy gi m t n s nghiêm tr

d

th

i t n s

c nhi u nhà v n hành h

u ph

n th ng là

n áp d ng: H

tin c y bang Florida (FRCC) [1], H

n tin c y c a Texas ERCOT [2], H th ng

n Vi t Nam [3],.. Vi t Nam ph n l n

dùng ph ng pháp sa th i ph t i theo tr s

b ng r -le 81. Khi t n s gi

ng

m

u

i v

nh

ph

u tiên ch c ch

a t ng ph t

nh tr

c sa th i. N u

c

p

n l

nghiên c

có m t s gi m ti p trong t n s

t

y g n

m nh n th hai, t l ph n c a t i còn

c sa th i. Quá trình này di n ra ti p

l

t

n khi t n s

i h n d

i

c a nó.

Ph n l n các ph ng pháp sa th i ph

Bên c nh ph ng pháp sa th i truy n

th ng s d ng relay sa th i ph t i d i t n

n áp, ph ng pháp sa th i ph t i thích

nghi s d ng ph ng trình chuy ng

c l ng công su t c n sa th i. S

m t cân b ng công su t trong h th ng có th

t i truy n th ng d a trên s suy gi m t n s .

Sa th i ph t i truy n th ng b ng relay sa

th i d i t n s UFLS (Under Frequency

s

Load Shedding), ho c d

n áp UVLS

(Under Voltage Load Shedding) là ph ng

pháp th ng

khi n khôi ph c

áp c a l

gi m xu ng d i ng ng làm vi

t, các relay sa th i d i t n s

c s d ng cho vi

nh t n s ,

n. Khi t n s ho

u

n

n áp

c

có

[4]:

c b ng cách s d ng ph ng trình sau

(1)

n áp

c a h th ng phát tín hi u c t t ng m c t i

ng công su t m t

cân b ng, H là h ng s quán tính c a máy

phát, f là t n s nh m

c

nh trong các b

n s suy gi m t n s

nh tr c,

n áp và

thay i c a t n s (Hz/s).

2. Nguyên lý ho

ng c

pháp sa th i ph t i truy n th ng

Khi h th ng b m t nhi u lo n (s c )

gây ra s

i trong t n s

c

Khi x y ra m t công su t phát-ph t i

i c a t n s (ROCOF: Rate Of

Change Of Frequency). B ng cách áp d ng

các giá tr trong bi u th c (1), s m t cân

trong h th

t n s , s s t gi m này ph thu

c a l ng công su t quá t i và h ng s quán

tính c a h th ng. L ng t i sa th i có th

b ng l ng công su t m t cân b ng gi a

công su t phát và công su t tiêu th nh m

n s d

n s s t gi m

l n

b ng công su t có th

c tính m t cân b ng công su

c sa th c th c hi

c

c tính. Sau khi

ng công

nh

su

t n s h th

n.

tránh s s

h th ng có th x y ra.

G

i ph t i

u này thì t ng l ng t i

thông minh (Intelligent Load Shedding -

xu t b i các nhà nghiên c u.

sa th i LD trong ch ng trình sa th i d

i

t n s truy n th

th c sau [11]:

c trình bày theo công

g pháp này là m t t p h p các k thu t

c áp d

b

c trí thông minh

c

i. Các thành ph n chính c a

(2)

Trong công th c (2), L là t l quá t i

tri th c, danh

sách nhi u lo n và các công c tính toán sa

th i ph t i thông minh. Nh ng k thu t này

bao g m các m ng neural nhân t o (ANN)

[5-6], h th ng suy lu n neural-m thích

u khi n logic m

trên m t nút trong h th

toán nh sau [12]:

c tính

L = công su t quá t i trung bình trong h

n v t

(FLC) [8], thu t toán Genetic (GA) [9] và

thu t toán t

i

Nh ng k thu t này có th d dàng gi i quy t

(3)

nh ng v

các h th

phi tuy

c tiêu trong

ng không

là t n s t i thi u cho phép: khi v n

hành tr ng thái nh là 59.8 Hz và t n s

t i thi u khi v n hành tr là 57

Hz.

th

c gi i quy t b

ng v i t

mong mu

c.

chính xác ch p nh

H s d là h s gi m công su t t i, h s

n lo i s c gây m t nh

M

th i m

khi có th

i ph t i t t nên sa

ng công su t t i t i thi u ngay

ng th i th a mãn t t c các

c a nó. H s

c tính toán

u ki n ràng bu

h th

truy n th ng yêu c u ph i t n th i gian thu

th p d li u ph t nh k và có th sa th i

duy trì

nh t n s

i ph t i

(4)

3. Ph ng pháp tính toán l

m

th

ng công su t t i quá nhi u ho c sa

ph c h i t n s

Trong ch

công su t b

nh, quan h t n s và

u t c tu [14]:

th sa th i các t i không c n thi t.

ng công su t sa th i ph t i t i thi u

(5)

nh m duy trì t n s

ph m vi cho phép.

h

th

n trong

(8)

Bi u th c (8) là quan h t n s - công su t

ch

c

c a

là Hz và

là

MW.

B qua các t n th t và s ph thu c t i

c a t n s , trong ch

công su t ngõ ra c a tu c bin b

c a t i, áp d ng bi u th c (8) v i

ng

.

(9)

Hình 1: Quan h công su t t n s c a tu c

bin

u t c trong ch

nh.

T công th

suy gi m

t n s trong ch

n có t n s

nh. Trong h th ng

i t n s ,

u ra

i công

gi m t n s cho

)

i công su

phép là 0.3Hz

(

c a tu c bin, và

su t tham chi

c g i là h ng

u ch nh R trong

Trong h

i

s

u ch nh. H ng s

i t n s cho phép

i (pu).

bi u th

cong

d

ng

và

c th hi n trong

trong h

Hình 1.

c

Khi có b t k máy phát nào trong h

n b s s thì các máy phát còn l i

là Hz,

là MW.

c l y trong h

ng th i l y theo

th

s t

Do

pu.

và

ng

ng công su t b thi u h t. Công su t

i là công su u khi n

công su

p

p c a m i máy phát. Giá tr công su t

Quan h t n s - công su t trong ch

nh m i khu v c c a h th n liên

k t có th nh b ng

thông qua bi u th c (5) cho m i t h p tu c

a m i máy phát ph thu c vào

h ng s

u ch nh c a m i b

u t c R.

y, t công th c (9) lúc này m i

i t n s cho phép và

bin máy phát c a khu v

là gi ng nhau cho m

ng

quan h gi

.

ng công su t sa th i t i thi u

c

tính theo công th

xu t

(10)

(11)

T công th c trên suy ra:

(6)

là t

i

là t ng

t cho

công su

a tu c bin và

i công su t tham chi

trong khu v c. T

sau:

Công su t sa th i t

i công su

c a tu c bin.

:

u ra

(7)

l ch t n s cho phép.

Thay bi u th c (7) vào bi u th c (6),

c:

xu t

ng công su t m t cân b ng

n.

4.

trong h th

4.1

Ti n hành th nghi m mô hình gi i thu t

sa th i ph t xu h th ng

n chu n IEEE 37 bus 9 máy phát trình bày

Hình 4 [14]. Th c hi n mô ph ng trên

ph n m m PowerWorld, xét s c m t các

c 2:

c 3:

suy gi m t n s

máy phát trong h th

c th c hi

n. Quá trình tính

trình bày

N u |

| <

Hz, không th c hi n sa

Hình 3.

th i.

N u |

| >

Hz, th c hi

c 4.

máy phát

Hình 3:

c u trúc ho

th i ph t

ng mô hình sa

xu t.

Trong quá trình mô ph ng ti n hành

t n s d a trên quan sát t n s c a

n n m trong giá tr ph m vi cho

. Trong quá trình mô ph ng,

i t n s c a các nút trong h

h th

phép

th

n

nh ng m c t

v n hành.

bao quát các ch

Hình 2: L

i thuât tinh toán

l

ng công su t sa th i ph t i t i u

Hình 4:

h th

n IEEE

37 bus 9 máy phát.

t

i pháp phân ph i công

v i giá tr

Khi h th

(PEAR138

su

n chính là giá tr c a chúng.

t ng t m t m t máy phát

ng công

su t c a h th ng

khi ch y mô ph ng l y m u ti

theo các thông s chu n c a h th

n có quy mô l

c

t

n 37

ng công

bus 9 máy phát và th c hi n kích ho t các h

su t sa th i t

t n s h th

n

th ng t

kích t

công su t t

c a h th

u ch

u ch nh t n s

u ch nh

y phân b

n

n m trong vùng cho phép (

).

T công th c (11):

n 37 bus 9 máy s d ng mô

u khi n kích t s d ng

mô hình IEEET1. B

d ng mô hình TGVO1.

u t c tu c bin s

Hình 5:

Giá tr chu n c a h

R=0.05 p.u. Khi t t c máy phát có cùng h

kh i b

u t c tu c bin

s

u ch nh

s

u ch

i, n u có hi

n trong h

ng t

t ng t hay

ng công su t này s chia

i công su t cho các

Hình 6: T n s sau khi áp d ng gi i thu

m

s

xu t - m c t i 60%.

u t

máy phát còn l i theo t l thu n v i giá tr

c a chúng. Hình 12 th hi n m

c a b u t c tu

kh i

n ph bi n

c s d ng v i tên g i là mô hình

TGOV1. Kh i

ó s là

b ng

s

không. Các giá tr

là

Hình 7: Công su

ng

sa gi i thu

xu t - m c t i 60%.

4.2

ng h p nghiên c u ph n

n liên k t t n s 60 Hz bao

trên: H th

g m m t khu v c có 9 máy phát. H ng s

u ch nh c a m R=0.05 p.u ng

Hình 8: Góc l ch rotor sau khi áp d ng gi i

thu xu t - m c t i 60%.

B ng 1: B ng t ng h

pháp sa th i ph t i.

5. K t lu n

xu t m t công th c m i

ng t i sa th i t i thi u khi có

Giá

Th i tr t n

Giá

tr

Công

su t

sa

th i

(MW)

s c c a các máy phát gây m t cân b ng

công su t trong h th

gian

s

n

ph c ph c

d

ng công su t d phòng c a các

u khi

nh m khôi ph c t n s

ng

h i (s)

h i

(Hz)

pháp

máy phát

p

ng sa th i là t

v giá tr cho phép

138,4

4

công su t sa th i là t

th i ph

t i

7,65

59,9

pháp truy n th ng khác. K t qu th nghi m

i ph t xu t áp d ng

n 37 bus 9 máy phát cho

ng t i sa th i là t

pháp truy n th ng. C th , khi áp d ng

xu t trên h th ng 37

truy n th ng [1]

cho h th

th i ph t i d a

trên relay sa th i

i t n có k t

77,87 4,933 59,836

10,60

ng h p ki m tra là

h p b

tu c bin

u t c

m

ng t i sa th i

c gi m 57,2% so v

ph t i d a trên relay sa th

i

i t n.

33,3

59,7

th

xu t

8

xu t thì có kh

ng

tính toán nhanh chóng và các k t qu tính

c phù h p v i k t qu mô ph ng.

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

Bảnquyềntác phẩm đã được bảo hộ bởiLuậtxuất bảnvà LuậtSở 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 2018-2019 của Thư viện Trường Đại học

Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.