Đề tài Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sụp đổ điện áp trong hệ thống điện

anh và có khả năng hội tụ cao. Chúng ta có nhiều lựa chọn cho phương pháp này, tùy theo các lựa chọn như trong hộp thoại Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 60 3.2.3.5. Báo cáo kết quả và in ấn: Sau khi tính toán xong trào lưu công suất, ta có thể xem hoặc in ấn các kết quả như côn suất trên đường dây, điện áp và góc pha tại một nút….bằng một trong số các lệnh sau: POUT, LOUT… Người dùng cũng có thể kiểm tra các vi phạm như điện áp, giới hạn công suất của các máy phát điện … 3.2.4. Tính toán tối ƣu trào lƣu công suất: PSS/OPF là một phần của chương trình PSS/E nhằm mục đích tối ưu hoá hệ thống truyền tải. PSS/OPF hoàn toàn tương thích với phần tính chế độ xác lập.Trong quá trình tính toán chế độ xác lập thông thường người tính toán phải tính toán một loạt các trường hợp một cách có hệ thống để có thể đưa ra một lời giải có thể chấp nhận được. Chương trình PSS/OPF, ngược lại, sẽ trực tiếp thay đổi các thông số điều khiển để xác định giải pháp tốt nhất. Từ một điểm xuất phát nào đó người tính toán có thể có được một lời giải tối ưu đảm bảo các ràng buộc của hệ thống với chi phí nhiên liệu nhỏ nhất. Chương trình PSS/OPF được thiết kế để có thể tính toán một số bài toán thường gặp như sau:  Nghiên cứu phân bố công suất phản kháng Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 61  Nghiên cứu hiện tượng sụp đổ điện áp.  Nghiên cứu giới hạn truyền tải  Tính toán chi phí cận biên Trong quá trình tính toán PSS OPF sẽ đảm bảo những mục tiêu như sau:  Cực tiểu hóa chi phí nhiên liệu cho các tổ máy (than, dầu, khí)  Cực tiểu hoá phát công suất tác dụng và phản kháng  Cực tiểu hoá tổn thất công suất tác dụng và phản kháng.  Cực tiểu hoá điện kháng nhánh có thể thay đổi được  Cực tiểu hoá lượng bù ở các nút có thể thay đổi được.  Giảm lượng trào lưu công suất trao đổi và tuân thủ những ràng buộc sau đây:  Ràng buộc điện áp nút trong một khoảng cố định  Ràng buộc trào lưu công suất nhánh.  Ràng buộc trào lưu công suất trao đổi.  Ràng buộc công suất phát.  Ràng buộc dự trữ công suất.  Ràng buộc của các tụ bù tại các nút điều chỉnh được  Ràng buộc điện kháng các nhánh có điện kháng điều chỉnh được Tối ưu hoá trào lưu công suất khác biệt với bài toán tính toán phân bổ trào lưu công suất thông thường là nó giải bài toán tối ưu với một hàm mục tiêu và các ràng buộc dạng đẳng thức và bất đẳng thức. Các thuật giải cho bài toán tối ưu phi tuyến có thể ở dạng như sau:  Hàm mục tiêu: Tìm cực tiểu của hàm f(x,y) -> Min  Với các ràng buộc: a. Ràng buộc dạng đẳng thức. b. Ràng buộc bất đẳng thức. Trong đó: Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 62  Hàm mục tiêu có thể chứa một hoặc một số hàm như chi phí nhiên liệu, tổn thất truyền tải v.v...  Ràng buộc đẳng thức bao gồm các đại lượng như các phương trình cân bằng công suất, đảm bảo công suất nguồn bơm vào một nút phải bằng tổng trào lưu công suất từ nút đó đi các nhánh.  Ràng buộc bất đẳng thức bao gồm nhiều biến khác nhau như biên độ, góc pha điện áp nút, công suất phát của máy phát chỉ có thể thay đổi trong dải giá trị cực tiểu đến cực đại. Lời giải của bài toán tối ưu hoá trào lưu công suất là tìm lời giải thoả mãn tất cả các ràng buộc hệ thống đồng thời lại đạt được hàm mục tiêu toàn cục. 3.2.4.1. Hàm mục tiêu: Hàm mục tiêu được biểu diễn bằng chi phí là hàm của các biến hệ thống điện. Chẳng hạn, chi phí nhiên liệu dùng để phát điện là hàm của công suất phát của các máy phát đang vận hành. OPF sẽ tự động điều chỉnh công suất phát của các tổ máy trong phạm vi cho phép nhằm tối thiểu hoá chi phí nhiên liệu. Hàm mục tiêu có chứa cả thành phần hiện và thành phần ẩn. Các thành phần hiện trong hàm mục tiêu được nhận biết bởi dữ liệu mô phỏng phụ trợ và được biểu diễn một cách tổng quát là hàm của các biến tối ưu. Các hàm ẩn của hàm mục tiêu được biểu diễn một cách gần đúng cho các thao tác điều khiển liên tục hoặc rời rạc. Các hàm mục tiêu ẩn này được đánh hệ số phạt trọng số bậc hai cho các sai lệch của các biến r(xi - xi0) 2 . Các đại lượng vô hướng "trọng số" hoặc "chi phí", r, có thể gán được. 3.2.4.2. Các ràng buộc và các điều khiển: Rõ ràng là khi giảm công suất của các máy phát đến không sẽ tối thiểu hoá chi phí, nhưng nó không cung cấp điện cho khách hàng. Do đó cần phải tăng cường hàm mục tiêu với các ràng buộc đẳng thức, bao gồm cả các ràng buộc đẳng thức và bất đằng thức. Các ràng buộc bất đẳng thức sẽ xác định cận trên và cận dưới của các biến. Chẳng hạn cho bài toán vận hành kinh tế nhiên liệu, các ràng buộc đẳng thức này sẽ đảm bảo rằng công suất phát của các tổ máy sẽ đáp ứng đủ cho phụ tải và tổn Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 63 thất trong hệ thống. Các phương trình phức hợp của bài toán tính toán trào lưu công suất thông thường cũng được kể đến. Các điều khiển, như công suất phát tác dụng, điện áp đầu cực máy phát, nấc biến áp, góc di pha của máy biến áp v.v... có thể được gán một giá trị cố định hoặc các giới hạn trên và dưới. Các biến phụ thuộc rõ ràng, như biên độ điện áp nút phụ tải và trào lưu công suất nhánh, được gán cận trên và cận dưới. Tuy nhiên cũng có thể xảy ra trường hợp tất cả các ràng buộc không thể thoả mãn đồng thời. Trường hợp này sẽ dẫn đến không thể tìm được phương án. Không giống như bài toán phân bổ trào lưu công suất thông thường, không có hàm mục tiêu cục bộ độc lập tương ứng với mỗi điều khiển. Quá trình giải xem điều chỉnh từng biến điều khiển để tìm kiến trạng thái sao cho thoả mãn tất cả các ràng buộc, thêm vào đó lại tối thiểu hoá hàm mục tiêu. Các ràng buộc được đưa vào và hàm mục tiêu được viết theo các biến. Trong mô hình tính toán có hai loại biến: các biến điều khiển (được gọi là các biến độc lập hay các biến quyết định) và các biến phụ thuộc (được xem như các biến trạng thái). Chúng được nhận biết thông qua cả mô hình tính toán trào lưu công suất thông thường và các dữ liệu phụ trợ cho mô hình tối ưu hoá trào lưu công suất. 3.2.4.3. Độ nhạy: Mỗi một biến, cả biến độc lập và phụ thuộc, có một độ nhạy tương ứng với nó. Các giá trị độ nhạy lượng hoá sự thay đổi mong muốn ở hàm mục tiêu tương ứng với sự thay đổi của biến. Độ nhạy âm chỉ ra rằng một sự tăng giá trị biến sẽ làm giảm giá trị hàm mục tiêu. Giá trị tối ưu cho bất cứ biến nào là mà kết quả là độ nhạy bằng không. Đối với một vài biến, giá trị tối ưu nằm ngoài các giới hạn của biến. Trong trường hợp này, OPF sẽ đưa giá trị về giới hạn và đưa ra giá trị độ nhạy. Kích cỡ liên quan của biên độ độ nhạy hướng sự chú ý đến các ràng buộc hoặc các điều khiển cố định có ảnh hưởng nhiều nhất đến hàm mục tiêu. 3.2.4.4. Các mô hình trong tính toán trào lƣu công suất thông thƣờng: 1. Dữ liệu nút Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 64 Chỉ có nút đang làm việc trong file tính toán trào lưu công suất được nhận biết trong OPF. Các điện dẫn điện kháng của nút đang làm việc cũng được OPF xác định. Biên độ điện áp và góc pha của nút được khởi tạo từ mô hình thông thường. Góc pha của nút cân bằng (loại 3) được cố định ở giá trị ban đầu trong khi góc pha của tất cả các nút khác được phép thay đổi không có giới hạn. Biên độ điện áp và công suất phản kháng phát ra của nút cân bằng có thể thay đổi trong khoảng giới hạn trên và dưới đã xác định. Để mô tả các vấn đề trong đó công suất phát được vận hành sao cho tối thiểu hoá chi phí nhiên liệu, công suất tác dụng phát của nút cân bằng chỉ thay đổi khi mô hình chi phí nhiên liệu được sử dụng. Đối với các trường hợp khác công suất tác dụng của nút cân bằng có thể thay đổi không giới hạn. 2. Dữ liệu phụ tải Mô hình phụ tải trong tính toán trào lưu công suất hoàn toàn được chức năng OPF nhận biết. 3. Dữ liệu máy phát Một hoặc một số máy phát có thể tương ứng với một nút máy phát (mã 2) hoặc nút cân bằng (mã 3), công suất tác dụng và phản kháng phát ra và các giới hạn công suất phản kháng phát được khởi tạo từ dữ liệu mô hình tính toán trào lưu công suất thông thường. Nếu tổng giới hạn dưới của bất cứ nút nào bằng hoặc lớn hơn tổng giới hạn trên thì nút đó sẽ bị chuyển thành nút phụ tải. Các nút xa cho các nút điều khiển điện áp được duy trì cho mục đích tạo báo cáo và một cách tuỳ chọn, để điều khiển điện áp tại chỗ của các thiết bị không tối ưu. OPF thử tất cả các điều khiển tối ưu nhằm thoả mãn tất cả các ràng buộc và dựa trên đó tối thiểu hoá hàm mục tiêu. Công suất cơ bản MVA của máy phát, trở kháng nguồn, trở kháng của máy biến áp tăng áp và tỷ số biến áp bị OPF bỏ qua. Trong tính toán trào lưu công suất thông thường, thao tác điều khiển của máy phát là không liên tục. Các máy phát điều khiển biên độ điện áp từng nút, điện áp này được xem như cố định và công suất phản kháng phát sẽ thay đổi cho đến khi đạt đến giới hạn công suất phản kháng phát, tại điểm đó thì điện áp bắt đầu thay đổi tự Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 65 do theo một hướng và công suất phản kháng phát sẽ cố định ở giới hạn. Nếu điện áp điều khiển quay trở lại điểm đặt thì điện áp một lần nữa lại cố định và công suất phản kháng phát tự do. Biên độ điện áp máy phát là biến điều khiển nó bị thay đổi bởi OPF đến giá trị tối ưu tương ứng với các giới hạn. Cách xử lý thích hợp nhất cho các máy phát không tối ưu là mô hình máy phát thông thường, nhưng mô hình không liên tục này cản trở nghiêm trọng đến độ tin cậy cảu lời giải OPF. OPF không trực tiếp chứa mô hình không liên tục, nhưng gần đúng nó thông qua một trong hai phương pháp: a. Thông qua việc sử dụng chi phí bậc hai đối với bất cứ sai lệch của biên độ điện áp máy phát khỏi giá trị ban đầu. Mặc định hệ số phạt là 100 được sử dụng. Hệ số phạt này cũng có thể thay đổi thông qua tuỳ chọn giải OPF và một điện áp mong muốn có thể được gán như là sai lệch phạt cho các tổ máy điều chỉnh tại chỗ. hoặc b. Thông qua sử dụng ràng buộc bất đẳng thức khống chế tổng lỗi trong điện áp máy phát không tối ưu chống lại đặc tính phát công suất phản kháng. 4. Dữ liệu điều khiển máy biến áp Sắp xếp biến điều khiển được thực hiện cho tất cả các máy biến áp được địng nghĩa trong mô hình dữ liệu tính toán trào lưu công suất, được nhận biết qua nhánh có tỷ số biến áp khác không. Trạng thái tối ưu của máy biến áp được xác định phụ thuộc vào nhánh đó có nằm trong miền hay khu vực được chọn để tối ưu hoá hay không. Các nhánh thuộc quyền sở hữu của miền hoặc khu vực tương ứng với nút không có điểm đo. Các giới hạn trên và dưới của nấc biến áp hoặc góc di pha, và nấc biến áp được thiêt lập như một phần dữ liệu điều chỉnh máy biến áp trong mô hình tính trào lưu công suất. Nút điều khiển và cờ cho phép điều khiển được sử dụng bởi OPF, nhưng các giới hạn giá trị điều khiển (điện áp, trào lưu MW hoặc MVar) chỉ được sử dụng để phân biệt loại mát biến áp, điều khiển nấc hoặc điều khiển góc pha, và sau đó bị bỏ qua. Trạng thái điều khiển được thực hiện theo dữ liệu như với Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 66 PSS/E, các thao tác điều khiển tối ưu được điều chỉnh để đạt được tối ưu toàn cục, không đơn giản là mục tiêu địa phương. Chương trình PSS/E sử dụng mô hình máy biến áp có nấc biến áp như một số phức trong hệ toạ độ cực: tỷ số biến áp là biên độ và di pha là góc. Chỉ có một trong hai thành phần của mỗi máy biến áp được chọn như là điều khiển có sẵn. Khi dải điều chỉnh của máy biến áp (chẳng hạn RMAX-RMIN) vượt quá 1.0 thì góc di pha là biến điều khiển, ngược lại tỷ số biến áp là biến điều khiển. Trong cả hai trường hợp, thành phần kia sẽ bị cố định. Độ nhạy chỉ được tính toán cho biến điều khiển. Do đó, một máy biến áp có góc di pha cố định nhằm biểu diễn tổ đấu dây sao-tam giác được thông báo trong báo cáo tổng kết tỷ số máy biến áp, ngược với báo cáo tổng kết góc di pha máy biến áp. 5. Dữ liệu trao đổi giữa các miền Dữ liệu trao đổi giữa các miền chỉ được sử dụng nếu tuỳ chọn Điều chỉnh trao đổi giữa các miền? được chọn. Trong trường hợp này, một phương trình ràng buộc được sử dụng cho tất cả các bản ghi trao đổi giữa các miền như là một phần của dữ liệu trào lưu công suất trong trường hợp đang khảo sát. 6. Dữ liệu về kháng có đóng cắt Các biến điều khiển shunt nút được nhận biết bởi cả mô hình dữ liệu shunt nút điều chỉnh được trong OPF và mô hình shunt có đóng cắt trong dữ liệu tính toán trào lưu công suất thông thường. Đối với shunt có đóng cắt đã được định nghĩa trong tính toán trào lưu công suất, số nút, phương thức điều khiển, giá trị ban đầu và thông tin đóng cắt cho tám khối được duy trì bởi chương trình. Các giới hạn điện áp mong muốn và số nút điều khiển xa bị bỏ qua. Theo mặc định điện dẫn của shunt có đóng cắt được điều chỉnh liên tục. Các shunt không có đóng cắt và thiết bị Var ở trong các hệ thống con không được chọn tính tối ưu hoá sẽ cố định ở giá trị ban đầu của nó (BINIT). 7. Dữ liệu hiệu chỉnh điện kháng máy biến áp Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 67 Việc hiệu chỉnh điện kháng máy biến áp như một hàm của vị trí nấc biến áp sẽ không có gì thay đổi trong PSS/OPF. Điện kháng của máy biến áp được bắt đầu từ điện kháng đã điều chỉnh và giữ cố định. 3.2.4.5. Mô phỏng các đại lƣợng điều khiển trào lƣu công suất: Phần tính toán chế độ xác lập gắn với điện áp đầu cực máy phát, tỷ số biến áp của các máy biến áp. Những đại lượng điều khiển này sẽ chuyển sang phần tính toán toán OPF, nhưng không phải là cố định mà có thể thay đổi. Phần lớn các đại lượng điều khiển có thể được cố định ở giá trị ban đầu trong những miền của lưới đã xác định trừ phần điện áp máy phát. 1. Các hệ số phạt bậc hai vô hướng Một trọng số phạt bậc hai được sử dụng cho bốn loại điều khiển trào lưu công suất: biên độ điện áp đầu cực máy phát, tỷ số máy biến áp, góc di pha của máy biến áp và điện dẫn của kháng có đóng cắt. OPF sẽ điều chỉnh các điều khiển trên để tìm phương án khả thi và để cân bằng hệ số phạt với các thành phần khác của hàm mục tiêu được chọn. Chi phí bậc hai này chỉ có thể áp dụng tất cả hoặc không, nó không thể lựa chọn để chỉ áp dụng cho các tổ máy không tối ưu. Các hệ số phạt bậc hai toàn cục có dạng như sau:     N i ii xx 1 2 0 (3-1) Trong đó: N = Số biến điều khiển bị phạt ρ = Trọng số phạt bậc hai vô hướng xi = Giá trị hiện tại của biến điều khiển xi0 = Giá trị tham chiếu phạt của biến điều khiển Theo mặc định, biên độ điện áp đầu cực máy phát không được tối ưu bị phạt với trọng số là 100 và trọng số phạt bậc hai đối với máy biến áp và kháng có đóng cắt là 0.0. Các giá trị này được áp dụng tổng thể đến tất cả các biến điều khiển không tối ưu và có thể thay đổi bằng cách sửa đổi phạt cho các điện áp cố định và giá trị hệ số Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 68 phạt bậc hai, một cách tương ứng. Các tham số này có thể truy cập từ cửa sổ các tuỳ chọn giải cho OPF. 2. Phạt giới hạn mềm Không giống như việc phạt bậc hai tổng thể, phạt giới hạn mềm bao gồm một trọng số phạt (chi phí) và giá trị bù, có thể được áp dụng một cách có lựa chọn đối với các biến ràng buộc xác định. Chúng bao gồm các ràng buộc điện áp nút cũng như trào lưu trên nhánh và các luồng công suất trao đổi. Theo mặc định, trọng số phạt giới hạn mềm 1.0 được sử dụng. Các giá trị này có thể được sửa đổi và áp dụng đối với các biến xác định, hoặc một trọng số phạt chung có thể được dùng chung cho toàn bộ hệ thống con bằng cách sử dụng tính năng soạn thảo dữ liệu OPF tương ứng. 3. Xử lý các máy biến áp và các shunt có đóng cắt Với các máy biến áp và các shunt có đóng cắt nằm trong miền và khu vực được chọn để tối ưu hoá, một "chi phí không" phạt bậc hai được áp dụng một cách tự động. Giá trị trọng số phạt này có thể thay đổi được qua sai số tính toán OPF cho "hệ số phạt bậc hai". Các máy biến áp và các kháng đóng cắt không nằm trong hệ thống con được chọn để tối ưu hoá, hoặc chúng được đặt cố định (hoặc trong mô hình trào lưu công suất hoặc thông qua việc đặt "Cố định"), sẽ được xem như là không tối ưu. Trong trường hợp này, các điều khiển đó sẽ cố định ở các giá trị của trường hợp tính toán hiện tại. Các điều chỉnh tỷ số biến áp rời rạc hoặc điều chỉnh shunt có đóng cắt được gần đúng bằng cách thiết lập các điều khiển này như là liên tục. Nếu tuỳ trọn Làm tròn tỷ số biến áp và/hoặc Làm chòn lượng var của shunt có đóng cắt, điều khiển được cố định ở giá trị rời rạc gần nhất và vấn đề được giải quyết từ điều kiện này. 4. Xử lý các điều khiển điện áp máy phát tại chỗ Việc phạt tương tự xử lý cho các tồn tại điều khiển điện áp máy phát, nhưng nó thay đổi phụ thuộc vào việc xử lý được áp dụng cho máy phát được tối ưu hoá hay không được tối ưu hoá. Nếu tuỳ chọn "Treat all generators as non-optimized?" (Xem tất cả các máy phát như không tối ưu) được kích hoạt, thì tất cả các máy phát Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 69 trong hệ thống được xem như không được tối ưu hoá, không phụ thuộc vào việc chúng có nằm trong khu vực được chọn để tính tối ưu hay không. 5. Xử lý các máy phát được tối ưu hoá Các máy phát nằm trong hệ thống con được tối hoá sẽ được xử lý theo các giới hạn phạt biên độ điện áp ở thanh cai điều khiển điện áp. Một trong bốn giới hạn có thể được sử dụng: chỉ báo cáo (không phạt), giới hạn cứng, hoặc giới hạn mềm với chi phí tuyến tính hoặc bậc hai. Các giới hạn cứng đưa một "đại lượng chặn" vào trong hàm mục tiêu. Các giới hạn mềm thì sử dụng một "trọng số phạt giới hạn mềm" kết hợp với một đường hoặc tuyến tính hoặc bậc hai nhằm phạt sự di chuyển của các điều khiển. Chi phí càng cao, thì càng hạn chế các biến vi phạm các giới hạn của chúng. 6. Xử lý các máy phát không được tối ưu hoá Các xử lý thích hợp cho các máy phát không được tối ưu hoá là dùng mô hình điều khiển điên áp "tại chỗ" bởi lời giải trào lưu công suất thông thường. Điều này tuy nhiên lại gặp rắc rối khi mô phỏng trong tối ưu hoá trào lưu công suất. Điện áp được điều khiển có thể là đầu cực máy phát hoặc một nút không phải máy phát. Công suất phản kháng cấp để điều khiển là tổng công suất phản kháng phát của tất cả các tổ máy tham gia điều chỉnh nút. Chú ý về sự không liên tục ở các giới hạn trên và dưới công suất phản kháng phát. Một số phương pháp phạt khác nhau để gần đúng mục tiêu điều khiển tại chỗ tại các máy phát không được tối ưu: a. Phạt giới hạn mềm biên độ điện áp các nút (tuyến tính hoặc bậc hai): Phương pháp phạt giới hạn mềm được sử dụng cho từng nút dựa trên các ràng buộc biên độ điện áp nút được định nghĩa tại các nút điều khiển điện áp tương ứng. Phạt giới hạn mềm sử dụng một thành phần hàm mục tiêu phạt sự trệch của biên độ điện áp điều khiển khỏi khoảng định trước. Có hai các xử lý chi phí giới hạn mềm: tuyến tính và phi tuyến. b. Phạt bậc hai vô hướng: Phương pháp thứ hai để gần đúng mục tiêu điều khiển tại chỗ của các máy phát không tối ưu là nhờ vào một chi phí bậc Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 70 hai vô hướng. Phạt bậc hai vô hướng là sử dụng cho tất cả hoặc không sử dụng; nó không thể lựa chọn để áp dụng cho các tổ máy không tối ưu nhất định. Trừ trường hợp sử dụng phương trình "kẹp", hoặc một giới hạn phạt được sử dụng cho ràng buộc điện áp nút riêng biệt. Trọng số phạt mặc định là 200 có thể sửa đổi được đối với lời giải OPF. Khác với trọng số phạt giới hạn mềm có thể được định nghĩa duy nhất cho các ràng buộc nút riêng biệt, giá trị này được áp dụng như một đại lượng vô hướng cho toàn bộ phương trình phạt bậc hai. c. Phương trình ràng buộc ("kẹp"): Công cụ tính toán cho những máy phát không tối ưu hóa là phương trình "kẹp". Phương trình này quan hệ độ lệch điện áp và công suất phản kháng. (3-2) Trong đó: Q - phát công suất phản kháng V - biên độ điện áp nút được điều khiển Vs - điểm đặt điện áp nút điều khiển N - số lượng máy phát không tối ưu hóa  - sai số kẹp : (Qmax - Q)max(0, (Vs-V))0 (Q - Qmin)max(0, (Vs-V))0 7. Dự phòng phát công suất phản kháng Một thành phần hàm mục tiêu dự phòng phát công suất phản kháng có thể đượcc sử dụng. Thành phần mục tiêu này sẽ ảnh hưởng đến độ lớn của công suất phản kháng phát có thể được dùng làm dự phòng. Tất cả các máy phát đang làm việc là thành viên của hệ thống con được tối ưu hoá sẽ tham gia và mục tiêu này. OPF sẽ điều chỉnh công suất phản kháng phát của các máy phát này để đạt được lời giải và cân bằng chi phí của thành phần mục tiêu này tương quan với các thành phần hàm Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 71 mục tiêu được chọn khác. hàm mục tiêu cho dự phòng công suất phản kháng có dạng như sau:     NGEN i iGENiMAX QQ 1 ,, (3-3) Trong đó: NGEN = Số tổ máy đang hoạt động được tối ưu hoá ρ = hệ số chi phí hàm mục tiêu ở đơn vị chi phí/Mvar. Q MAX = Giới hạn phát công suất phản kháng cực đại Mvar. Q GEN = Công suất phản kháng phát tính bằng Mvar Dự phòng công suất phản kháng phát sẽ có xu hướng tối thiểu hoá bằng cách áp dụng một hệ số chi phí dương trong hàm mục tiêu. Dự phòng công suất phản kháng phát sẽ có xu hướng cực đại hoá bằng cách áp dụng một hệ số chi phí âm trong hàm mục tiêu. Thành phần hàm mục tiêu có thể được áp dụng bằng cách chọn có (Yes) trong tuỳ chọn tối thiểu hoá dự phòng công suất phản kháng phát và hệ số chi phí có thể được gán bằng việc sử dụng trường nhập vào có nhãn chi phí dự phòng công suất phản kháng phát ($/MVAR). Cả hai điều khiển này có thể truy cập từ cửa sổ tuỳ chọn giải OPF. 3.2.5. Tính toán mô phỏng quá trình quá độ, sự cố bằng PSS/E: Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của PSS/E Có rất nhiều các ứng dụng như Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 72 1. Tính toán và mô phỏng dao động công suất trong hệ thống điện, cụ thể là dùng phương pháp tuyến tính hóa hệ thống điện, tính các giá trị riêng, các véc tơ riêng, hệ số tham gia…. 2. Tính toán và mô phỏng quá trình quá độ điện cơ, với các loại sự cố khác nhau như: ngắn mạch tại thanh góp, trên đường dây, đóng cắt đường dây, máy phát… 3. Tính toán và mô phỏng quá trình sụp đổ điện áp, với các loại sự cố khác nhau như: ngắn mạch tại thanh góp, trên đường dây, đóng cắt đường dây, máy phát… 4. Tính toán và mô phỏng sự mở máy của động cơ điện, ứng dụng của FACTS, HVDC, rơle… 3.2.5.1. Tóm tắt qui trình tính toán mô phỏng sự cố: Qui trình tính toán quá trình quá độ/sự cố được tổng kết ngắn gọn như sau: 1. Chuẩn bị các chương trình để chạy mô phỏng động: Chương trình CLOAD4 là một phẩn của PSS/E cùng vời các chương trình con CONET, CONET, USRXXX, USRLOD và USREL cần phải có để chạy các mô phỏng. Các file chương trình lệnh này kết nối chương trình PSS/E với các mô hình trong thư viện của PSS/E, cũng như các mô hình do người dùng tự viết để mô tả các thiết bị, chứa các biến trạng thái và đại số. 2. Biến đổi một HTĐ để dùng cho quá trình mô phỏng Việc biến đổi HTĐ được thiết lập được như sau: a. Lấy một HTĐ đã được giải bởi phương pháp Gauss-Seidel hoặc Newton-Raphson với sai số cho phép. b. Cần đảm bảo rằng các thông số của Máy phát như: MBASE, ZSORCE, XTRAN và GENTAP được xác định rõ các thông số máy của máy phát c. Biến đổi các máy phát thành nguồn dòng bằng lệnh CONG d. Biến đổi các tải thành các dạng khác tải khác bằng lệnh CONL e. Xác định tính rỗng của ma trận, và biến đổi ma trận của HTĐ bằng lệnh ORDR Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 73 f. Tính toán các ma trận tam giác của ma trận tổng dẫn và lưu giữ các ma trận này bằng lệnh FACT g. Giải lại HTĐ bằng phương pháp thế đỉnh bằng lệnh TYSL h. Lưu giữ “HTĐ biến đổi” đã giải xong để phục vụ cho quá trình tính toán sau này. Quá trình này chỉ làm một lần cho mỗi điều kiện vận hành 3. Khởi tạo quá trình