Nghiên cứu xây dựng thuật toán tính toán ổn định quá độ của hệ thống điện

- ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN HIỆN ĐẠI VÀ CÁC YÊU CẦU LIÊN QUAN ĐẾN ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN.
- SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VIÊT NAM VÀ CÁC VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐỘNG .
- 204.VẤN ĐỀ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH HTĐ KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG IIXÂY DỰNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN .
- Các bước xây dựng hệ thống DSA.
- XÂY DỰNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG DSA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM .
- Nhiệm vụ và tính năng yêu cầu hệ thống DSA.
- Phương pháp giải quyết bài toán của hệ thống DSA.
- Thiết kế định hướng hệ thống DSA trong hệ thống điện Việt Nam.
- Cấu hình phần cứng hệ thống đánh giá ổn định động.
- Các thành phần chính của hệ thống DSA.
- Cấu hình phần mềm hệ thống DSA.
- Ví dụ biểu đồ thuật toán vận hành online hệ thống DSA.
- Vận hành off-line hệ thống DSA.
- 382.2.4.7 Các phần mềm chức năng ứng dụng hệ thống DSA.
- 39KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG III THUẬT TOÁN MÔ HÌNH ĐẲNG TRỊ MỘT MÁY PHÁT TRONG TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN-PHƯƠNG PHÁP SIME .
- Đánh giá khả năng ổn định của hệ thống dựa vào đặc tính của OMIB.
- Điều kiện ổn định.
- THUẬT TOÁN TÍNH-TOÁN ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN THEO PHƯƠNG PHÁP SIME .
- ÁP DỤNG THUẬT TOÁN XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐÁNH GIÁ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN .
- 66KẾT LUẬN CHƯƠNG CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG PHẦN MỀM XÂY DỰNG TỪ THUẬT TOÁN PHƯƠNG PHÁP SIME ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM NĂM SỰ CỐ NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY 500kV HOÀ BÌNH-SƠN LA phương pháp kinh điển.
- Những thay đổi này làm phức tạp thêm nhiều cho các bài toán phân tích và điều khiển hệ thống điện.
- SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VIÊT NAM VÀ CÁC VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐỘNG.
- Hệ thống 500kV đã làm thay đổi đáng kể về 5mặt cấu trúc hệ thống điện Việt Nam [1], [3].
- Dựa trên lý thuyết hiện đại về tính toán phân tích ổn định động của HTĐ phức tạp, nghiên cứu đặc điểm cụ thể các trang thiết bị và sơ đồ đầy đủ của HTĐ Việt Nam xây dựng thuật đánh giá ổn định quá độ hệ thống điện khi có sự cố theo phương pháp SIME.
- Ứng dụng các phương tiện phần mềm kết hợp máy tính hiệu năng cao để xác định các thông số của bài toán phân tích ổn định động của thống điện, bước đầu đánh giá phân tích một số đặc trưng động của hệ thống điện Việt Nam.
- Dự kiến sử dụng kết hợp chương trình tính toán phân tích hệ thống PSS/E-29.
- Dựa trên các tài liệu tham khảo trong nước và nước ngoài về tính toán, phân tích ổn định động của hệ thống điện, từng bước xây dựng thuật đánh giá ổn định theo phương pháp mô hình đẳng trị một máy phát.
- 8 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH ĐỘNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1.
- ỔN ĐỊNH ĐỘNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Ổn định động hay ổn định quá độ (Transient Stability) của hệ thống điện (HTĐ) là ổn định của hệ thống sau những kích động lớn.
- Điều kiện để hệ thống có ổn định động đó là.
- Chính điều kiện 2 dẫn đến yêu cầu phải áp dụng các phương pháp phân tích ổn định động của hệ thống điện.
- Tuy nhiên để đánh giá ổn định động trong hệ thống nhiều máy phát, cần phải xác định biến thiên góc lệch tương đối giữa các máy phát với nhau hoặc so với góc lệch trung bình của hệ thống [2.
- Hệ thống ổn định khi tất cả các góc lệch tương đối dao động trong phạm vi hữu hạn.
- Nghiên cứu tính toán phân tích ổn định hệ thống điện, đặc biệt quan tâm đến các kích động làm hệ thống mất ổn định.
- Ngoài ra, diễn biến QTQĐ của hệ thống điện nhiều máy khi mất ổn định rất phức tạp, thể hiện qua nhiều dạng khác nhau.
- Do vậy yêu cầu về ổn định của hệ thống có cấu trúc phức tạp cao hơn và bài toán ổn định có vai trò quan trọng hơn.
- 11 Để đưa ra phương pháp đánh giá ổn định động của hệ thống điện nhanh và chính xác, thì ta cần chú ý đến các phương trình và hệ phương trình cơ bản sau [2.
- Để giải hệ phương trình vi phân của hệ thống điện, phương pháp tích phân số thường được sử dụng phổ biến và hiệu quả [2], [4].
- Phương pháp tích phân số được áp dụng phổ biến để nghiên cứu ổn định động hệ thống điện.
- VẤN ĐỀ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH HTĐ Nâng cao ổn định là mục tiêu của quá trình đánh giá ổn địnhhệ thống điện, đảm bảo hệ thống điện thỏa mãn các điều kiện đạt các sau [9.
- Giữ được QTQĐ của hệ thống điện ổn định trong các tình huống sự cố nặng nề.
- 22KẾT LUẬN CHƯƠNG 1  Tổng quan về phương pháp và các tài liệu nghiên cứu phân tích ổn định động của hệ thống điện đã cho thay đổi đáng kể về quan điểm và phương pháp nghiên cứu về lĩnh vực này: 1.
- 23CHƯƠNG II XÂY DỰNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1.
- Đặt vấn đề Hệ thống điện (HTĐ) trên thế giới những năm gần đây tiếp tục phát triển với quy mô ngày càng lớn, có sự liên kết giữa các khu vực rộng lớn với nhau và vận hành trong một thị trường điện có các yêu cầu thương mại và công nghệ khắt khe [14].
- Để đảm bảo tính linh hoạt của hệ thống trên thì nó cần phải có phương pháp đánh giá ổn định nhanh và chính xác.
- Kích thước hệ thống.
- Kết nối các hệ thống với nhau.
- Các bước xây dựng hệ thống DSA trực tuyến 2.1.3.
- Đại diện nhóm thứ hai là OMASES của châu Âu [17], hệ thống điều khiển bảo vệ khu vực rộng sử dụng cách tiếp cận của SPIDS (Strategic Power Infrastructure Defense System) do Viện Nghiên cứu Điện lực (EPRI) cùng Bộ Quốc phòng Mỹ phối hợp nghiên cứu triển khai [18], hệ thống giám sát ổn định động khu vực rộng của 27KEPCO (Hàn Quốc) [19], của Trung Quốc [20].
- Vì vậy, nghiên cứu xây dựng/trang bị hệ thống đánh giá ổn định động hoàn chỉnh là một nhiệm vụ khá quan trọng cần triển khai sớm trong ngành điện.
- XÂY DỰNG CẤU HÌNH CHUNG HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ GIÁM SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG DSA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 2.2.1.
- Hệ thống DSA ở chế độ trực tuyến.
- Ổn định điện áp.
- Ổn định quá độ.
- Hệ thống DSA ở chế độ off-line.
- Phục hồi hệ thống phân tích.
- Tính cơ động: giao diện về dữ liệu thích ứng với mọi hệ thống EMS.
- Dự phòng: tăng độ tin cậy đối với hệ thống DSA, có thể sử dụng khi cần tăng khả năng tính toán của hệ thống.
- Cấu hình phần cứng hệ thống đánh giá ổn định động Hệ thống đánh giá ổn định động làm việc trong môi trường phân tán theo mô hình Server/Client.
- Cấu hình của hệ thống tối thiểu bao gồm (xem hình 2.3): 1) Server dữ liệu 2) Web server 3) Các server tính toán TSA/VSA cho chế độ online (ít nhất 1 server) và chế độ off-line (ít nhất 1 server): Tính toán ổn định quá độ và ổn định điện áp.
- 5) Mạng LAN kết nối các thiết bị của hệ thống DSA, có thể tích hợp vào EMS hiện hữu.
- Cấu hình hệ thống DSA Một số đặc điểm của hệ thống * Sử dụng mô hình server/client.
- Tất cả các chức năng nằm trong DSATools thích hợp cho khả năng đánh giá ổn định của hệ thống điện (xác định ổn định cho một hệ thống mà trong đó các khoảng giới hạn của các biến cố được xác định) và có khả năng chuyển đổi phân tích.
- Đánh giá ổn định điện áp (VSAT).
- Đánh giá ổn định quá độ (TSAT).
- Phần mềm có khả năng đánh giá hoạt động của hệ thống điện dựa vào các tiêu chuẩn liên quan đến ổn định động, hệ thống hãm, ổn định điện áp và tần số, độ dự trữ ổn định.
- Phần mềm này cung cấp một giao diện duy nhất điểm giữa hệ thống SCADA / EMS và các ứng dụng DSATools trực tuyến đánh giá ổn định.
- Các thành phần chính của hệ thống DSA Về cơ bản, phần mềm hệ thống đánh giá ổn định động thực hiện chức năng đánh giá ổn định quá độ TSA và ổn định điện áp VSA.
- Toàn bộ hoạt động hệ thống DSA được kích hoạt bởi 6 chế độ.
- Vận hành off-line hệ thống DSA Nó liên quan đến hồ sơ dữ liệu ngày trước đó.
- Hệ thống ổn định: Bảo mật máy tính là một vấn đề quan trọng trong thời gian phát triển và thực hiện một dự án.
- (vi) cài đặt các thông số hệ thống.
- Xây dựng hệ thống đánh giá ổn định động hệ thống điện DSA cần thiết chủ yếu cho công tác thiết kế lẫn vận hành HTĐ.
- Các nhiệm vụ tiếp theo của nghiên cứu là thiết kế và triển khai các thuật toán chi tiết đánh giá ổn định quá độ và ổn định điện áp - phần lõi của hệ thống.
- Với sự phát triển nhanh của hệ thống điện dẫn đến việc đánh giá ổn định của hệ thống cũng phức tạp hơn.
- Do đó cần phải xây dựng hệ thống DSA có khả năng tính toán và phân tích hệ thống điện theo thời gian thực.
- Một trong những phương pháp phân tích hệ thống điện đảm bảo được những yêu cầu của hệ thống DSA là Phương pháp một máy phát đẳng trị SIME (SIngle Machine Equivalent).
- PHƯƠNG PHÁP SIME SIME là phương pháp dựa trên phương pháp diện tích mở rộng để đánh giá ổn định hệ thống điện.
- Trong hệ thống điện có n máy phát, khi có sự cố để đánh giá khả năng ổn định của hệ thống ta chia các máy phát đó làm 2 nhóm a) Nhóm Critical (tới hạn) là nhóm có khả năng gây mất ổn định của hệ thống.
- b) Nhóm non- Critical (không tới hạn) là nhóm ít gây ảnh hưởng đến khả năng ổn định của hệ thống.
- Để đánh giá khả năng ổn định của hệ thống thì ta khảo sát đặc tính của máy phát đẳng trị tương đương.
- Tại thời điểm t=t0 hệ thống có một kích thích (giả sử đó là ngắn mạch 3 pha).
- Khi đó tất cả các thông số trên của máy phát đều thay đổi làm ảnh hưỏng đến khả năng ổn định của hệ thống điện.
- Theo như phần trên ta thấy để đánh giá được khả năng ổn định của hệ thống điện thì ta phải mô phỏng máy phát đẳng trị của 2 nhóm máy phát (non-Critial và 48Critical), bằng một máy phát đẳng trị tương đương (OMIB).
- Từ những đặc tính của máy phát đẳng trị này ta sẽ đánh giá khả năng ổn định của toàn bộ hệ thống điện.
- Đánh giá khả năng ổn định của hệ thống dựa vào đặc tính của OMIB Theo tiêu chuẩn diện tích thì ta có điều kiện để hệ thống ổn định và mất ổn định như sau [2.
- Các vùng diện tích Bằng phương pháp SIME thì ta có điều kiện để hệ thống ổn định và hệ thống không ổn định như sau .
- Thời điểm hệ thống điện mất ổn định auauuP.
- Khi năng lượng này càng lớn thì tuabin sẽ đạt được một tốc độ rất lớn trong thời gian ngắn dẫn đến mất ổn định của hệ thống điện.
- 52 Như trên ta đã xét khả năng ổn định của hệ thống bằng phương pháp SIME tại thời điểm t=tu.
- Bằng phương pháp SIME ta có thể xác định được độ dự trữ ổn định của hệ thống theo công thức sau u dec acc u1AA *M (3.21)2η.
- thoả mãn điều kiện mất ổn ổn định theo phương pháp SIME. →Như vậy cả 2 phương pháp đánh giá đều cho kết quả hệ thống không ổn định với thời gian giải trừ sự cố là CT=0.7s 643.3.2.
- >⎩Như vậy góc lệch tương đối giữa các máy phát lớn nhất 00max14200 360∆δ= >nên hệ thống không ổn định trong trường hợp thời gian giải trừ sự cố là CT=0.5s.
- phương pháp SIME Dễ thấy khi phân tích hệ thống điện bằng phương pháp SIME cũng cho kết luận hệ thống không ổn đinh (tín hiệu FSU).
- khả năng mất ổn định của hệ thống được thể hiện rõ qua các đặc điểm sau.
- thoả mãn điều kiện mất ổn ổn định theo phương pháp SIME. →Như vậy cả 2 phương pháp đánh giá đều cho kết quả hệ thống không ổn định với thời gian giải trừ sự cố là CT=0.5s.
- Như vây khi đánh giá khả năng ổn định của hệ thống khi có sự cố như trên cũng cho kết quả tương đương với các phương pháp kinh điển.
- 77KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 Qua những ví dụ về nhứng sự cố điển hình trong hệ thống điện Việt Nam ta thấy.
- Thời gian phân tích đanhg giá ổn định hệ thống nhanh.
- Là phương pháp đánh giá thích hợp các hệ thống điện có quy mô khác nhau ( có quy mô lớn hay nhỏ, đơn giản hay phức tạp.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt