- Giới thiệu tổng quan về lưới điện phân phối. - Giới thiệu về lưới điện phân phối. - Đặc điểm và yêu cầu của lưới điện phân phối. - Các thiết bị phân đoạn trên lưới phân phối. - Tổn thất trên lưới điện phân phối. - Các biện pháp giảm tổn thất công suất, bài toán tái cấu trúc. - 14 CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN, MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 16 2.1 Tiếp cận bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối. - 16 2.1.1 Mô hình bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối. - 18 2.1.3 Các mục tiêu khi xét đến bài toán tái cấu trúc lưới điện. - 20 2.2 Một số phương pháp nghiên cứu bài toán tái cấu trúc lưới điện. - 28 2.2.2.1 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện phân phối sử dụng giải thuật di truyền (GA. - 29 2.2.2.2 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện sử dụng giải thuật Ant colony system (ACS. - 30 2.2.2.3 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện sử dụng giải thuật Particle Swarm Optimization (PSO. - 35 CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU THUẬT TOÁN ARTIFICIAL BEE CONOLY (ABC), ÁP DỤNG CHO BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN. - 37 3.1 Thuật toán Artificial Bee Colony (ABC. - 37 3.1.1 Ý tưởng của thuật toán. - 53 3.1.3 Thuật toán. - 56 3.1.4 Các tính năng và ứng dụng của thuật toán ABC. - 60 3.2 Áp dụng thuật toán Artificial Bee Colony (ABC) cho bài toán tái cấu trúc lưới điện. - 61 3.2.1 Hàm mục tiêu của bài toán tái cấu trúc. - 61 3.2.2 Sơ đồ thuật toán của bài tái cấu trúc lưới điện phân phối. - 62 CHƯƠNG 4: KIỂM TRA THUẬT TOÁN TRÊN LƯỚI ĐIỆN MẪU IEEE VÀ TRÊN LƯỚI THỰC TẾ. - 66 4.1 Kiểm tra thuật toán trên sơ đồ lưới điện chuẩn của IEEE. - Kiểm tra thuật toán trên các ví dụ mẫu và lưới điện thực tế. - Kiểm tra trên lưới điện Civanlar 3 nguồn. - Kiểm tra trên lưới điện Civanlar 2 nguồn. - Sơ đồ lưới điện đơn giản 16 2 Hình 2.2. - Các bước đánh giá lưới điện phân phối của R.E Lee và C.L Brook 19 3 Hình 2.3. - Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp mạch vòng vận hành hở 22 4 Hình 2.4. - Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp hình tia 23 5 Hình 2.5 Giải thuật của Merlin và Back. - Lưới điện phân phối bao gồm lưới điện trung áp và lưới điện hạ áp. - Đến tháng 6 năm 2007, lưới điện phân phối đã cung cấp điện cho 525 huyện trong tổng số 536 huyện trên 64 tỉnh thành phố. - Vấn đề tổn thất trên lưới phân phối liên quan chặt chẽ đến các vấn đề kỹ thuật của lưới điện từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. - Do đó trên cơ sở các số liệu về tổn thất có thể đánh giá sơ bộ chất lượng vận hành của lưới điện phân phối. - Mặc dù tỷ lệ tổn thất trên lưới điện phân phối đã giảm đáng kể trong thời gian qua, nhưng mức giảm tổn thất này vẫn còn rất khiêm tốn. - Nghiên cứu tổng quan về lưới điện phân phối. - Tóm tắt giới thiệu một vài phương pháp cơ bản cho bài toán tái cấu tìm điểm mở tối ưu hoá phương thức vận hành lưới điện phân phối, nhằm giảm tổn thất công suất, đảm bảo điện áp trong giới hạn cho phép, nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng. - Tìm hiểu một số phương pháp áp dụng trí tuệ nhân tạo trong bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Đề xuất phương pháp mới cho bài toán tái cấu trúc lưới điện, áp dụng thuật toán đàn ong –Artificial Bee Colony (ABC. - Kiểm tra độ chính xác của thuật toán trên một số lưới điện mẫu của IEEE. - Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu vấn đề lựa chọn điểm mở tối ưu hoá tìm phương thức vận hành lưới điện phân phối theo hàm mục tiêu tổng thất công suất trên lưới phân phối là nhỏ nhất 4và đảm bảo chất lượng điện năng (tái cấu trúc lưới điện). - Trình bày bài toán tái cấu trúc và giới thiệu một số phương pháp cơ bản cho bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Tìm hiểu thuật toán Artificial Bee Colony (ABC), và áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối, dựa trên nguyên tắc hệ thống mạch vòng và yêu cầu vận hành hình tia, nhằm mục đích giảm tổn thất công suất, đảm bảo điện áp, nâng cao chất lượng điện năng của hệ thống điện. - Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu mô hình lưới điện phân phối, có cấu trúc theo kiểu cầu dao phân đoạn và có nhiều phân đoạn liên kết giữa các đường trục. - Nghiên cứu, giới thiệu một số phương pháp tái cấu trúc lưới điện phân phối nhằm nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện. - Nghiên cứu, tìm hiểu thuật toán Artificial Bee Colony (ABC), đề xuất giải thuật áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới điện - Xây dựng chương trình Artificial Bee Colony (ABC) cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối. - Kiểm tra thuật toán trên bài toán mẫu của IEEE, và tính toán trên lưới điện thực tế của điện lực Đống Đa. - Xây dựng chương trình sử dụng thuật toán ABC để áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Bố cục luận văn: Luận văn được trình bày trong 5 chương: Chương 1: Đặc điểm lưới điện phân phối, bài toán tái cấu trúc lưới điện Chương 2: Bài toán tái cấu trúc lưới điện, tìm hiều một vài phương pháp xác định tái cấu trúc lưới điện phân phối. - 5Chương 3: Giới thiệu thuật toán ABC, áp dụng cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối. - 6CHƯƠNG 1 ĐẶC ĐIỂM LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI, VÀ BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN 1.1 Giới thiệu tổng quan về lưới điện phân phối. - Đến tháng 6 năm 2005, lưới điện phân phối đã cung cấp điện cho 525 huyện trong tổng số 536 huyện trên 64 tỉnh thành phố. - 1.1.2 Các đặc điểm và yêu cầu của lưới điện phân phối a. - Một số đặc điểm chính của lưới điện phân phối. - Phương án vận hành của lưới điện phân phối thường được thay đổi thường xuyên khi có yêu cầu để đảm bảo cho phụ tải luôn được cấp điện. - Do đó trên lưới điện phân phối thường có nhiều các thiết bị đóng cắt hơn so với lưới tuyền tải. - Tổng trở của lưới điện phân phối vận hành hở lớn hơn nhiều so với vận hành vòng kín nên dòng ngắn mạch bé khi có sự cố. - Từ các đặc trưng của lưới điện và yêu cầu kỹ thuật trong lưới phân phối, do đó lưới điện phân phối được thiết kế kín nhưng vận hành hở. - Các yêu cầu đối với lưới điện phân phối. - Khi thiết kế lưới điện phân phối vận hành dễ dàng linh hoạt và phù hợp với việc phát triển lưới điện trong tương lai. - Trong lưới điện phân phối trung áp của Việt Nam DCLTĐ chưa được sử dụng rộng rãi. - 1.2 Tổn thất trên lưới điện phân phối. - Tổn thất kỹ thuật: Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy biến áp phân phối. - 1.3 Các biện pháp giảm tổn thất công suất và bài toán tái cấu trúc. - Có thể liệt kê các biện pháp chính giảm tổn thất kỹ thuật trong lưới điện phân phối như sau: 14 1. - Nâng cao điện áp vận hành của lưới điện. - Tái cấu trúc lưới điện. - Không chỉ vậy, tái cấu trúc lưới điện phân phối còn có thể nâng cao khả năng tải của lưới điện, giảm sụt áp cuối lưới và giảm số khách hàng bị mất điện khi sự cố. - Tái cấu trúc lưới điện có vị trí rất quan trọng trong quản lý, vận hành lưới điện. - Hiện nay bài Bài toán tái cấu trúc lưới điện theo hàm mục tiêu giảm tổn thất công suất đang được nhiều người tập trung nghiên cứu, tìm ra các phương pháp giải quyết khác nhau cho bài toán tái cấu trúc. - 16CHƯƠNG 2 BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN MỘT VÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1 Tiếp cận bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối 2.1.1 Mô hình bài toán tái cấu trúc lưới điện. - 2.1.1.1 Ví dụ mô hình lưới điện đơn giản. - Một lưới điện phân phối đơn giản gồm có 2 nguồn và nhiều khoá điện. - Vì vậy, việc tìm một giải thuật “Tái cấu trúc lưới phân phối để giảm tổn thất trong điều kiện tải không đối xứng” là hết sức cần thiết và giúp các điều độ viên trong quá trình vận hành lưới điện nhằm giảm chi phí vận hành. - 2.1.1.2 Mô hình toán học bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối Để giải quyết bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối, trước tiên phải xây dựng hàm mục tiêu. - Với mô tả trên, tái cấu trúc hệ thống lưới điện phân phối là bài toán qui hoạch phi tuyến rời rạc . - 2.1.2 Các giả thiết trong bài toán tái cấu trúc a. - Nhóm tác giả này thực hiện bài toán tái cấu trúc theo trình tự 6 bước đánh giá lưới điện phân phối được trình bày tại hình 2.2. - 20Tác giả M.H.HaQue trong nghiên cứu của mình [10] sau khi nghiên cứu ảnh hưởng của việc không xét đến các thiết bị bù trong bài toán tái cấu trúc và cũng kết luận được rằng “ Có thể bỏ qua các thiết bị bù công suất phản kháng trên lưới điện khi giải quyết bài toán xác định cấu trúc lưới điện phân phối. - Độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối được xem là không đổi khi cấu trúc lưới thay đổi. - Đây cũng là một mục tiêu để nghiên cứu trong bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Sơ đồ bảo vệ lưới điện phân phối trung áp mạch vòng vận hành hở 23I I0TBP§CÇu ch× tù r¬i0IITBP§H¹ ¸ pCao ¸ pTrung ¸ p Hình 2.4. - Trong luận văn này, tác giả tập trung tìm hiểu và đề xuất phương pháp tái cấu trúc nhằm giảm tổn thất công suất trên lưới phân phối bằng cách sử dụng thuật toán ABC 2.2 Một số tổng hợp phương pháp nghiên cứu bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Ở đây Merlin và Back cho rằng với mạch vòng, lưới điện phân phối luôn có mức tổn thất công suất bé nhất. - Khác với giải thuật khác giải thuật của Civanlar dựa trên kinh nghiệm (heuristic) để tái cấu trúc lưới điện phân phối, lưu đồ mô tả giải thuật được trình bày tại hình vẽ 2.6. - Mục đích chính của các thuật toán tìm kiếm lời giải, là tìm ra lời giải tối ưu cho bài toán trong thời gian nhỏ nhất. - Dưới đây đề tài có tìm hiểu và trình bày tóm tắt một số thuật toán sử dụng các giải thuật tối ưu áp dụng trí tuệ nhân tạo để giải quyết bài toán tái cấu trúc lưới điện: 2.2.2.1 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện phân phối sử dụng giải thuật di truyền (GA) [26] Thuật giải di truyền (Genetic Algorithm) là một trong những kỹ thuật tìm kiếm lời giải tối ưu đã đáp ứng được yêu cầu của nhiều bài toán và ứng dụng. - 3 [6] đã đề xuất việc áp dụng giải thuật ACS này cho bài toán tái cấu trúc. - 332.2.2.3 Phương pháp tái cấu trúc lưới điện phân phối sử dụng giải thuật Particle Swarm Optimization (PSO) [25] Giải thuật PSO [26] là một dạng tiến hóa từ thuật toán di truyền (Genetic algorithm (GA) và thuật toán đàn kiến (Ant colony algorithm). - Từ việc nghiên cứu giải thuật PSO và mô hình bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối, nhóm tác giả Xiaoling Jin, Jianguo Zhao, Ying Sun, Kejun Li, Bqin Zhang [25] đã đề xuất việc áp dụng giải thuật PSO cho bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Giải thuật Particle Swarm Optimization (PSO) 2.3 Kết luận và nhận xét: Thông qua việc tìm hiểu mô hình bài toán tái cấu trúc lưới điện và nghiên cứu các hướng tiếp cận khác nhau cho bài toán tái cấu trúc lưới điện. - Đặc điểm của bài toán tái cấu trúc lưới điện có không gian nghiệm lớn, số lượng bước giải nhiều, đặc biệt là ma trận trạng thái các khóa của lưới điện lớn. - Do đó việc giải bài toán tìm kiếm cấu trúc lưới điện tối ưu cần tìm phương pháp sao cho vừa tìm được nghiệm tối ưu vừa có tốc độ giải nhanh chóng. - Sau khi tìm hiểu thuật toán Artificial bee conoly, và tìm hiểu các bài báo về vấn đề tái cấu trúc, tác giả đã đề xuất việc áp dụng thuật toán ABC để giải quyết bài toán tái cấu trúc lưới điện được đề cập trong luận văn này. - 37CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU THUẬT TOÁN ARTIFICIAL BEE CONOLY ÁP DỤNG CHO BÀI TOÁN TÁI CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN 3.1. - Thuật toán Artificial Bee Colony (ABC) [3] 3.1.1. - Các bước chính của thuật toán là. - (2006) đề xuất một thuật toán tối ưu hóa lấy ý tưởng từ hành vi tìm kiếm thức ăn của ong mật trong tự nhiên, được gọi là Bee Algorithm. - Thuật toán cũng được áp dụng để tổ hợp và tối ưu hóa chức năng. - Các bước thực hiện của thuật toán Artificial bee colony: 1
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt