Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao - Chương 4: Giới thiệu phần mềm phân bố công suất - Võ Ngọc Điều

1GIẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN NÂNG CAOVõ Ngọc Điều Bộ Môn Hệ Thống ĐiệnKhoa Điện – Điện tửTrường ĐH Bách KhoaPHẦN KẾT: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PHÂN BỐ CÔNG SUẤT2Chương Trình PowerWorldPowerWorld® Simulator (Simulator) là chương trình được thiết kế mô phỏng và phân tích hệ thống điện dựa trên giao tiếp đồ họa.Chương trình mô phỏng có thể giải bài toán phân bố công suất cho các hệ thống tới 100,000 nút.Dựa trên giao tiếp đồ họa, các thông số các phần tử trong hệ thống có thể được nhập trực tiếp.Chương trình đồ họa cho phép người sử dụng quan sát trực tiếp phân bố công suất trên sơ đồ đơn tuyến. Chương trình có các công cụ để điều độ kinh tế, phân tích các giao dịch kinh tế trong thị trường điện, tính toán hệ số phân bố công suất truyền tải, phân tích ngắn mạch, phân tích sự cố 3Chương Trình PowerWorldNgoài ra, còn có một số công cụ thêm vào: Voltage Adequacy and Stability Tool (PVQV): cho phép người sử dụng phân tích đặc tính ổn định điện áp của một hệ thống. Optimal Power Flow Tool (OPF): tính toán cực tiểu hàm chi phí thỏa mãn các ràng buộc hệ thống sử dụng quy hoạch tuyến tính. Security Constrained Optimal Power Flow Tool (SCOPF): cũng giống như OPF nhưng SCOPF xem xét thêm các sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành và bảo đảm rằng ngoài vấn đề cực tiểu chi phí không để xảy ra tình trạng sự cố mà khôn g có tiên liệu. 4Chương Trình PowerWorldOptimal Power Flow Reserves (OPFR): được sử dụng để phục vụ các dịch vụ kèm theo trong thị trường điện.Available Transfer Capability Analysis Tool (ATC): xác định công suất thực tối đa có thể truyền giữa hai phần của một hệ thống điện mà không có sự vi phạm nào.Topology Processing: cho phép giải các bài toán có mô hình topo, công cụ này hữu ích cho những người quy hoạch để chạy trong thời gian thực.Transient Stability (TS): cho phép phân tích đáp ứng động của hệ thống đối với một sự cố trong hệ thống.5Chương Trình PowerWorld6Chương Trình PowerWorldSơ đồ mô phỏng và kết quả7Phần Mềm PSS/ADEPTPSS/ADEPT (The Power System Simulator / Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là sản phẩm của công ty phần mềm Shaw Power Technologies.Phần mềm được xây dựng nhằm phục vụ cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện, để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối.Hiện tại Tổng Công ty Điện lực TP. HCM đang sử dụng phiên bản 5.0.8Phần Mềm PSS/ADEPTTính năng: - Với giao diện đồ họa trực quan, PSS/ADEPT cho phép người dùng thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực tiếp trên màn hình. - Khả năng tính toán không hạn chế số nút do tận dụng các tính năng quản lý bộ nhớ rất mạnh của HĐH Window. Vấn đề này không phụ thuộc vào khả năng của phần mềm mà phụ thuộc vào cấu hình phần cứng. - Có thể trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác cùng chạy trên môi trường Windows như Excel, Access. - Các module và tiện ích hỗ trợ của PSS/ADEPT rất đầy đủ cho công tác quản lý lưới phân phối.9Phần Mềm PSS/ADEPTCác module: Tính toán trào lưu công suất (Load Flow): phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất thực và công suất phản kháng cũng như góc pha trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể. Tính ngắn mạch (Short Circuit): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới hoặc một nút được chọn, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha. Tính toán khởi động động cơ (Motor Starting Analysis - MSA): tính dòng điện điện áp và cho biết độ sụt áp tại tất cả các nút và nhánh trong mạng điện khi khởi động một động cơ trong mạng điện.10Phần Mềm PSS/ADEPT Xác định vị trí đặt tụ bù (Optimal Capacitor Placement - CAPO): tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. Phân tích điểm dừng tối ưu (Tie Open Point Optimization - TOPO): tìm ra những điểm dừng có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha. Phân tích độ tin cậy trên lưới điện (Distribution Reliability Analysis - DRA): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI Phân tích sóng hài (Harmonics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới.11Phần Mềm PSS/ADEPTCác tiện ích hỗ trợ Line constants: Hỗ trợ người dùng tính toán thông số của đưòng dây dẫn trên không. Nó có giao diện đồ họa cho phép thiết kế sơ đồ hành lang lưới điện và nhập số liệu về dây dẫn, khoảng cách tương quan giữa các dây, độ võng Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ: PSS/ADEPT cung cấp một thư viện thiết bị bảo vệ rất phong phú dưới dạng tập tin cơ sở dữ liệu Access đầy đủ thông tin của nhiều hãng lớn trên thế giới (Cooper, Bundy, Chance, Westinghouse) bao gồm recloser, cầu chì và relay. Công cụ báo cáo: Đây là công cụ hỗ trợ người dùng lập report báo cáo về tất cả các thông tin liên quan đến lưới điện đang phân tích.12Phần Mềm PSS/ADEPTGiao diện của chương trình PSS/ADEPT13Matlab Toolbox: MatpowerMatpower là một toolbox sử dụng trong chương trình Matlab để giải các bài toán phân bố công suất và phân bố công suất tối ưu.Mục đích của toolbox nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu.Matpower là chương trình miễn phí được phát triển tại ĐH Cornell (Mỹ), có thể download tại:ài đặt: - Download tại địa chỉ trên - Giải nén và đặt các file vào một thư mục - Đặt đường dẫn trong Matlab đến thư mục co các file.14Matlab Toolbox: MatpowerCác file dữ liệu được sử dụng trong Matpower là một file dạng Matlab được format theo một định dạng có sẵn.Thực thi phân bố công suất: Dùng lệnh: runpf(‘tenfile’) trong đó, tenfile.m là tên file chứa dữ liệu của hệ thống cần thực hiện phân bố công suất.Thực thi phân bố công suất tối ưu: Dùng lệnh: runopf(‘tenfile’) trong đó, tenfile.m cũng giống như trong thực thi phân bố công suất, nhưng có thêm những thông số cần cho bài toán phân bố công suất tối ưu.15Matlab Toolbox: MatpowerFormat file dữ liệu:16Matlab Toolbox: Matpower17Matlab Toolbox: Matpower18Matlab Toolbox: Matpower19Matlab Toolbox: Matpower20Matlab Toolbox: MatpowerVí dụ:Hệ thống chuẩn IEEE 14 nút21Matlab Toolbox: MatpowerDữ liệu đầu vào22Matlab Toolbox: MatpowerHiển thị kết quả: 23Matlab Toolbox: MatpowerHiển thị kết quả: Điện áp và công suất nút24Matlab Toolbox: MatpowerHiển thị kết quả: Phân bố công suất trên đường dây