Giáo trình Áp dụng PSS/ADEPT 5.0 trong lưới điện phân phối

dây dài Hiệu chỉnh đường dây dài phải được áp dụng cho [r1(H), x1(H), b1(H)] và [r0(H), x0(H), b0(H)] để thu được các thông số tập trung của đường dây [R1(H), X1(H), G1(H), B1(H)] và [R0(H), X0(H), G0(H), B0(H)] như sau: (31) Thông số tập trung tương đương được tính như sau: (32) với: 132 R1 = điện trở thứ tự thuận X1 = điện kháng thứ tự thuận B1 = tổng dẫn nhánh thứ tự thuận R0 = điện trở thứ tự không X0 = điện kháng thứ tự không B0 = tổng dẫn nhánh thứ tự không G0 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự không G1 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự thuận II.1.6. Máy biến áp Có hai mô hình sóng hài cho máy biến áp: Mô hình IEEE Mô hình tự tạo (custom) Máy biến áp IEEE Tổng trở rò được cho bởi: (34) Máy biến áp tùy ý Tổng trở rò được cho bởi: (33) Tổng trở nối đất, nếu có, được tính giống nhau cho tất cả các mô hình của máy biến áp: (35) với: R1 = điện trở X1 = điện kháng H = bậc của hài C3 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt máy biến áp C4 = hệ số mũ điện kháng máy biến áp C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất II.2. Tính toán sóng hài II.2.1. Tổng dẫn và tổng trở Mỗi biểu diễn tuyến tính của lưới điện mô hình hóa từng phần tử bằng một tổng dẫn tính ở tần số hài tương ứng. Nguồn của sóng hài được xem như không hấp thu bất cứ sóng hài dòng điện nào. Ở mỗi tần số, ma trận tổng dẫn và thừa số sử dụng kỹ thuật thao tác trên ma trận thưa. Sự thừa số hoá ở mỗi tần số là cần thiết vì tổng dẫn của mỗi phần tử thay đổi theo tần số. Ma trận tổng dẫn được tính theo số pha. Các phần tử mô tả bởi dữ liệu chuỗi được chứa trong ma trận con 3x3 (trong phân tích 3 pha). Bậc của ma trận được tính lúc bắt đầu phép tính. Ở mỗi tần số, từng hàng của ma trận tổng trở được tính bằng cách sử dụng ma trận tổng dẫn được thừa số hóa. Dòng điện đơn vị được đẩy vào: I(f) = [0 0 0... 0 1 0 0... 0] Vector V(f) được giải cho: Y(f)×V(f) = I(f) Tổng trở tương đương Thevenin ở nút “k” và tần số “f” được cho bởi: Zkk(f) = Vk(f) Tổng trở giữa nút “k” và nút “j” ở tần số “f” là: Zkj(f) = Vj(f) Điện áp và dòng điện Nếu nguồn sóng hài dòng điện được xét đến trong lưới điện, biên độ và góc pha dòng điện tại mỗi tần số được tính tương ứng với loại thiết bị và việc giải cùng phương trình tổng dẫn sẽ cho điện áp tại nút cần tìm. Dòng điện trên đường dây được tính bởi: Ijk = [Y] × [ Vk - Vj ]t Với [Y] là ma trận tổng dẫn của đường dây giữa nút “j” và “k”. Độ nhạy 134 Biến thiên tổng dẫn của một thành phần lưới điện trong một khoảng giá trị, thay đổi ma trận tổng trở [Z] của lưới điện bằng một lượng tăng thêm [dZ] mà có thể xác định được từ ma trận tổng dẫn của thành phần được sửa đổi, [dY]: [Znew] = [Zold + dZ] = [Y + dY]-1 với [Zold] = [Y]-1 là ma trận tổng trở cơ bản, được tính từ [Y], ma trận tổng dẫn cơ bản. [dY] = [A]t ×[y]×[A] là ma trận tổng dẫn của các thành phần được sửa đổi. [y] là một đại lượng vô hướng hoặc một ma trận, thành phần của [A] là 0, -1, or 1. Bất cứ thành phần nào của ma trận tổng trở được sửa đổi có thể được tính bởi: [Znew] = [Zold]×[A]×{[y]-1 + [A]t ×[Zold]×[A]}-1×[A]t ×[Zold] Phương trình này dùng để tính tổng trở được sửa đổi và độ nhạy của điện áp nút để thay đồi của các thành phần nhánh. II.2.2. Tính toán sóng hài Phần tính toán sóng hài trước tiên sẽ tính phân bố công suất ở tần số cơ bản. Kết quả của phần phân bố công suất cơ bản sẽ là nền của điện áp nút và dòng điện nhánh được sử dụng để tính các chỉ số sóng hài về sau. Sau đó, với mỗi tần số sóng hài có sự tồn tại của nguồn sóng hài tương ứng trong lưới điện, kết quả phân bố công suất trực tiếp được tìm bằng phương pháp đẩy dòng. Các tần số sóng hài được xem xét đều là tần số có bậc thấp, từ 2 đến 15, cộng với hài đặc trưng từ 17 đến 73. Tổng trở của các thành phần được điều chỉnh dựa trên tần số hài và loại thành phần. Với tần số hài bội ba, một tổng trở thứ tự không được hiệu chỉnh tương ứng với tần số và mạng thứ tự không được sử dụng. Từ kết quả tính phân bố công suất sóng hài tìm được các thành phần hài của điện áp nút và dòng điện nhánh, sau đó tất cả các chỉ số sóng hài cũng được tính tương tự. Đại lượng THD và IHD của nút được so sánh với giới hạn của nó, giới hạn này do người sử dụng nhập vào ở phần Bus Editor, nếu không thỏa giới hạn thì hình lá cờ được thêm vào trong phần báo cáo dạng văn bản kế bên nút tương ứng trong phần Thông tin Sóng hài. Kết quả tính phân bố công suất sóng hài sẽ cho ra báo cáo dạng văn bản chứa dữ liệu vào của hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, thông tin sóng hài trong 135 hệ thống, và bảng điện áp nút và dòng điện nhánh với tất cả các thành phần sóng hài. Các kết quả này cũng có thể được xem trực tiếp từ sơ đồ đơn tuyến sử dụng chương trình Harmonic Load Flow Slider và Harmonic Display Options Editor. Cùng với báo cáo dạng văn bản và sơ đồ đơn tuyến, đồ thị điện áp nút và dòng điện nhánh cũng có dưới dạng điện áp và dòng điện trong miền thời gian và phổ sóng hài dưới dạng biểu đồ hình thanh. Một vấn đề rất được quan tâm khi phân tích sóng hài là điều kiện cộng hưởng trong lưới điện. Vì sự có mặt của cả hai thành phần điện cảm và điện dung trong lưới điện, ở một số tần số nhất định, điều kiện cộng hưởng có thể xảy ra ở một số nút. Nếu cộng hưởng xảy ra ở một nút có dòng điện hài được bơm vào hệ thống thì quá áp và quá dòng xuất hiện. Chương trình Phân tích tần số là công cụ tốt nhất để khảo sát vấn đề cộng hưởng của lưới điện. Chương trình này tính toán và vẽ đồ thị biên độ và góc pha của tổng trở điểm lái nút trong khoảng tần số do người sử dụng chỉ định; do đó, có thể xác định dễ dàng bất kỳ điều kiện cộng hưởng song song nào và tần số trigger của nó. Phần phân tích tần số sóng hài cũng cho phép người sử dụng hiệu chỉnh thông số mạch lọc sóng hài và thử lại kết quả cuối cùng. Khoảng tần số cần phân tích được nhập vào bởi người sử dụng, có thể bắt đầu từ tần số cơ bản đến tần sô cao nhất mà người sử dụng muốn. Kết quả phân tích tần số được xuất ra báo cáo dạng văn bản có chứa dữ liệu đầu vào hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, và một bảng các tổng trở điểm lái nút. Kết quả cũng có dưới dạng sơ đồ đơn tuyến và đồ thị. Hết chương ! CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU 137 CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU Bài toán tính dung lượng bù quan trọng trong quá trình quản lý, vận hành lưới điện bởi những lợi ích ưu thế của nó mang lại: Nâng cao khả năng tải của dây dẫn, giảm công suất nguồn, giảm được tổn thất điện năng lưới điện,.. Với đặc điểm của lưới điện trung thế các Điện lực khu vực của Công ty Điện lực 2, trãi rộng trên địa bàn lớn với chiều dài mỗi phát tuyến trung bình (có thể lớn hơn 10km). Do vậy, theo định tính, tổn thất cuối đường dây lớn, nhu cầu công suất kháng cao và cải thiện điện áp cho lưới. Trước đây, Công ty Điện lực 2 chưa có công cụ mạnh, các phần mềm chuyên dùng để tính các bài toán này. Thường sử dụng các biểu thức tính tay, do vậy độ chính xác chưa cao. Phần mền PSS/ADEPT với chức năng tính toán xác định vị trí bù tôi ưu trên lưới, có thể áp dụng để tính toán cho lưới điện trên địa bàn. Có thể đánh giá rằng, việc áp dụng phần mềm này, sẽ mang lại hiệu quả thiết thực. Đặc biệt việc áp dụng thành công bài toán tính dung lượng bù sẽ giúp Điện lực xác định nhu cầu công suất kháng cho toàn lưới, kiểm tra các vị trí bù hiện hữu và phục vụ công rà soát đánh giá tổng thể bài toán bù theo đặc thù riêng của lưới điện do các Điện lực khu vực quản lý. Bài toán này giúp Điện lực áp dụng ngay các kết quả tính toán từ PSS/ADEPT vào công tác cụ thể đang triển khai tại Điện lực. 138 I. Lý thuyết bù cho lưới phân phối: Để tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến, ta phải dựa vào phát tuyến đó để xét xem có bao nhiêu nhánh lớn cần bù. Nếu phát tuyến không có nhánh rẽ lớn thì việc tính toán bù chỉ xét trên phát tuyến đó mà thôi. Còn nếu phát tuyến đó có nhiều nhánh lớn thì ta phải tiến hành tính toán bù trên các nhánh đó coi như các nhánh rẽ đó là một phát tuyến mới. Sau đây là cách tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến: Xác định dung lượng bù tổng cho từng phát tuyến: QbùΣ = P (tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr). Dung lượng bù tổng của phát tuyến: Qbù max= Pmax(tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr). Dung lượng bù ở tải cực tiểu (bù nền): Qbù min = Qbù nền = Pmin(tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr). Dung lượng bù ở tải cực đại (ứng động): Qbù ưđ = Qbùmax - Qbù min (KVAr). Trong đó: Công suất tác dụng của phát tuyến là: Pmax= 3 .U.Imax cosϕ1 (KW) Pmin= 3 .U.Imin cosϕ1 (KW) Imaxvà Imin xác định từ đồ thị phụ tải của phát tuyến: Hệ số công suất yêu cầu trên phát tuyến: cosϕ2=0,95 ⇒ = − = − = tgϕ ϕϕ2 2 1 1 21 1 0 95 0 95 0 328 cos cos , , , Xác định hệ số phụ tải của phát tuyến: +β ϕmax max max .cos = ∑ = ∑ S S P S tt ñm ñm 1 +β ϕmin min min .cos = ∑ = ∑ S S P S tt ñm ñm 1 Trong đó: + S Ptt max maxcos = ϕ1 139 +S Ptt min mincos = ϕ1 +S Sñmi i 1 n ñm∑ = =∑ : Công suất đặt của các máy biến áp trên phát tuyến Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu: + Trường hợp đặt một vị trí: + Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến: ΔP= 3.c.α.x1[(2 - x1)+λ.x1 - c] Đạo hàm ΔP theo x1 và cho bằng không: ∂Δ ∂ α λ λ λ P x c x x c c 1 1 13 2 1 0 2 2 1 = − + − + − = = −− . . [( . ) ( )] ( ) suy ra x1 Để đơn giản trong việc tính toán, ta áp dụng công thức tỷ số bù tối ưu ở trường hợp tổng quát: c n = + 2 2 1 Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/3 Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng không: I2=0 λ=0, α=1. Vậy vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x1 2 3 = chiều dài phát tuyến. + Trường hợp đặt hai vị trí: + Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến: ΔP=3.c.α.{[x1(2 - x1)+λ.x1 - 3c]+x2[(2-x2)+x2.λ - c]} Đạo hàm ΔP theo x1,x2 và cho bằng không: 140 Suy ra x1 ∂Δ ∂ α λ λ ∂Δ ∂ α λ λ λ λ P x c x x c x P x c x x c x o c x c 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 2 3 1 0 3 2 1 2 3 2 1 2 2 1 = − + − + − = = − + − + − = ⎧ ⎨ ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ = −− = −− ⎧ ⎨ ⎪⎪ ⎩ ⎪⎪ . . [( . . ) ( )] . . [( ) . ( )] ( ) ( ) Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/5 Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đưởng dây bằng không I2=0 λ=0, α=1. Vậy, vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x1 2 5 4 5 = = vaø x2 chiều dài phát tuyến. II. Phương pháp tính xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 CAPO đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tế nhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền phải bỏ ra để lắp đặt tụ bù). CAPO chọn nút cho tụ bù thứ n để số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Đồ thị phụ tải được sử dụng trong PSS/ADEPT để cung cấp cho ta sự mô hình hóa các biến thiên phụ tải theo thời gian, nhiệt độ hoặc các yếu tố khác. Khi đặt các tụ bù ứng động, CAPO cũng tính luôn độ tăng của nấc điều chỉnh tụ bù ứng với từng đồ thị phụ tải. II.1. Thiết lập các thông số kinh tế lưới điện cho CAPO Các thông số kinh tế lưới điện được sử dụng trong quá trình tính toán vị trí đặt tụ bù tối ưu. Để thiết lập các thông số kinh tế này, chọn Network>Economics từ trình đơn chính. Bảng các thông số kinh tế sẽ hiện ra trên màn hình. Giá điện năng tiêu thụ, cP, tính bằng đơn vị /kWh. Nhìn vào đơn vị ta có thể thấy đây là năng lượng “thực”. Ở Mỹ thường sử dụng đơn vị tiền tệ là dollar, tuy nhiên cả PSS/ADEPT và CAPO đều không bắt buộc đơn vị tiền tệ phải sử dụng, chúng ta có thể sử dụng bất cứ đơn vị tiền tệ nào miễn sao đảm bảo tính nhất quán giữa các biến số. 141 Giá điện năng phản kháng tiêu thụ, cQ, cũng có đơn vị tuỳ chọn giống với giá điện năng tiêu thụ. Giá trị này (cũng như các giá trị khác) sẽ được đặt là 0 nếu không có giá trị trên thực tế. Giá công suất thực lắp đặt, dP, là giá của công suất phát phải trả để thay thế tổn hao hệ thống. Hiện tại CAPO không sử dụng giá trị này. Giá công suất phản kháng lắp đặt, dQ, giống với giá công suất thực lắp đặt. Hiện tại CAPO cũng không sử dụng giá trị này. Tỷ số trượt giá, r, được sử dụng để quy đổi số tiền tiết kiệm được và chi phí từ tương lai về thời điểm hiện tại. Nếu nguồn tài chính của việc mua và lắp đặt tụ bù được vay từ ngân hàng thì tỷ số trượt giá sẽ bằng hoặc gần bằng lãi suất cho vay của ngân hàng. Khi đã sử dụng tỷ số trượt giá CAPO không tính đến thuế và những yếu tố khác. Sau khi các thông số kinh tế đã được giải thích, ta sẽ biết các phương trình được CAPO sử dụng để tính toán. Hình 65 Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO Tỷ số lạm phát, i, là sự tăng giá điện năng và tiền bảo trì tụ bù hàng năm. Lưu ý là tỷ số này tính bằng đơn vị tương đối (pu) chứ không phải phần trăm (%). Thông thường giá trị này trong khoảng 0.02 đến 0.08 cho 1 năm. Thời gian tính toán, N, là khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm được từ việc lắp tụ bù bằng với tiền lắp đặt và bảo trì tụ bù (nghĩa là thời gian hoàn vốn). Nếu thực tế có chính sách là đầu tư phải hoàn vốn trong 5 năm thì giá trị này được đặt là 5. 142 Giá lắp đặt tụ bù cố định, cF, có đơn vị là /kvar của kích cỡ tụ bù; giá trị này cần được tính để phù hợp với thực tế của người sử dụng. Có thể nó sẽ bao gồm cả tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động, v.v Giá lắp đặt tụ bù ứng động, cQ, giống với tụ bù cố định, tuy nhiên có thể tụ bù ứng động sẽ có giá cao hơn, vì vậy nó được để thành giá trị riêng. Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định, mF, là tiền để duy trì hoạt động của tụ bù hàng năm. Tỷ giá này tính bằng /kvar-yr. Tiền bảo trì tăng theo tỷ số lạm phát. Tỷ giá bảo trì tụ bù ứng động, mS, giống với tụ bù cố định. Vì tiền bảo trì này cao hơn nên nó được để riêng. II.2. Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO Các tính toán kinh tế trong CAPO được giải thích ở đây ứng với 1 tụ bù cố định ở 1 đồ thị phụ tải đơn. Giả sử CAPO đang tính toán lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF. Tất cả các nút hợp lệ trong lưới điện được xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất; giả sử công suất thực tiết kiệm được là xP (kW) và công suất phản kháng tiết kiệm được là xQ (kvar). Năng lượng tiết kiệm và quá trình bảo trì diễn ra trong một khoảng thời gian, vì vậy chúng ta sử dụng một đại lượng thời gian tương đương, gọi là Ne: (1) Như vậy giá trị của năng lượng tiết kiệm được là: SavingsF = 8760 Ne x (xP x cP + xQ x cQ) (2) Giá trị của chi phí mua tụ bù là: CostF = sF x (cF + Ne x mF) (3) Nếu tiền tiết kiệm được lớn hơn chi phí, CAPO sẽ xem xét đến tụ bù thứ (n+1), nếu tiền tiết kiệm được nhỏ hơn thì CAPO bỏ qua tụ bù thứ n và ngừng tính toán. II.3. Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO PSS/ADEPT cho phép chúng ta sửa đổi các tuỳ chọn trong phần tìm vị trí tụ bù tối ưu. Các bước để sửa các tùy chọn cho CAPO: - Bước 1: Chọn Analysis>Options từ trình đơn chính. Bảng các tuỳ chọn sẽ hiện ra - Buớc 2: Chọn thẻ CAPO. 1 1 1 nN n iNe r= +⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑ 143 Nếu chúng ta không mua bản quyền phần CAPO thì thẻ này sẽ không hiện ra. Hình 66 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO - Buớc 3: Chọn tuỳ chọn mà chúng ta muốn cho phép phân tích CAPO: Loại đấu nối: chọn tụ có loại đấu nối phù hợp: sao hoặc tam giác. Loại đấu nối có thể chọn cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động trên tất cả các nút trong lưới điện. Chọn loại đồ thị phụ tải: có thể chọn bất cứ loại đồ thị phụ tải nào trong quá trình tính toán: đánh dấu vào ô tương ứng trước tên loại đồ thị. Những đồ thị phụ tải này có sẵn cho một khoảng thời gian xác định và đươc sử dụng trong quá trình tính toán để xác định tính khả thi của việc đặt một tụ bù lên lưới điện. Vì phép phân tích CAPO dựa trên thời gian là từng năm nên khoảng thời gian dùng để tính toán là phân số của năm trên đồ thị phụ tải. Thường thì tổng thời gian tính toán của tất cả đồ thị phụ tải mà chúng ta sử dụng trong CAPO là 1.0; tuy nhiên điều này không phải là bắt buộc. Ví dụ nếu thiết bị của chúng ta chỉ hoạt động 10 tháng trong 1 năm thì CAPO vẫn có thể chạy được. Số dải tụ cho phép: đây là số tụ cố định và ứng động mà chúng ta có thể có để đặt lên lưới (ví dụ như là số tụ đang có trong kho). Ban đầu thì số tụ này được đặt bằng 0. Nếu vẫn để số tụ này là 0 thì khi chạy CAPO chúng ta sẽ thấy trên phần Xem Tiến trình câu thông báo “Không có tụ nào để đặt lên lưới”. Kích thước tụ 3 pha: là tổng độ lớn dải tụ 3 pha tính bằng kvar cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động đặt trên lưới. Ví dụ: nếu thiết lập là đăt 1 dải tụ cố định 100 144 kvar thì chương trình sẽ đặt các tụ cố định 100 kvar cho đến khi tìm được điều kiện tối ưu. Tương tự như vậy cho tụ bù ứng động. Các nút hợp lệ: chọn các nút hợp lệ tại đó có thể đặt tụ cố định và ứng động bằng cách đánh dấu vào ô trước tên của nút. Ban đầu tất cả các nút trong lưới điện đều phù hợp để đặt các dải tụ cố định và ứng động. (tất cả các ô đều được đánh dấu sẵn) Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút liên tiếp nhau: nhấn chuột vào nút đầu tiên, nhấn và giữ phím Shift, nhấn chuột vào nút cuối cùng trong dãy các nút mà ta muốn chọn. Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút không liên tiếp nhau: nhấn và giữ nút Ctrl, nhấn chuột vào ô bên cạnh các nút muốn chọn. II.4. Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu Đầu tiên, tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh của máy biến áp và nấc chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới. Các nấc chỉnh này được lưu lại cho từng trường hợp. Các máy biến áp và tụ bù này sẽ không được điều chỉnh nữa khi CAPO chạy. Trước hết CAPO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải. Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Vì có rất nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm này sẽ được xem như là tổng trọng số của từng trường hợp phụ tải, trong khi đó hệ số trọng lượng là thời gian tính toán của mỗi trường hợp phụ tải. Tụ bù sẽ không được đặt tại nút đang xem xét trong những trường hợp sau: Tiền tiết kiệm được không bù đắp được chi phí bỏ ra. Khi có nhiều trường hợp phụ tải thì tiền tiết kiệm được tính tương tự như ví dụ đơn giản ở trên, hệ số trọng lượng lúc này là tổng trọng số của tất cả các trường hợp. Không còn tụ bù cố định thích hợp để đóng lên lưới. (thực tế có thể kiểm tra điều này cho tất cả các nút trước khi tính toán, vì vậy chỉ nêu lên ở đây cho đầy đủ). Vượt quá giới hạn trên của điện áp cho phép trong một trường hợp tải nào đó (giới hạn điện áp này được thiết lập trong thẻ General của bảng Analysis Options Property). Các tụ bù cố định được đặt lên lưới cho đến khi một trong các trường hợp trên xảy ra; khi đó việc đặt tụ bù cố định kết thúc và chương trình chuyển qua đặt tụ bù ứng động. Quá trình này thực sự diễn ra phức tạp hơn, do đó trước khi bắt đầu xem xét thì một số chú thích được nêu ra ở đây. Nếu chỉ có một trường hợp phụ tải được xem xét thì có thể sẽ không phải đặt tụ bù ứng động sau khi đặt xong tụ bù cố định. 145 Điều này là không đúng trong ít nhất 4 trường hợp sau: - Chỉ còn một vài tụ bù cố định và vẫn có thể tiết kiệm được khi cắt hết các tụ bù cố định này ra. - Những nút phù hợp cho việc đặt tụ bù ứng động lại khác với các nút phù hợp với tụ bù cố định. - Thiết lập giá tiền của tụ bù ứng động rẻ hơn tụ bù cố định, khi đó sau khi tụ bù cố định được đặt lên lưới thì vẫn có thể tiết kiệm chi phí nếu đặt tụ bù ứng động. - Thiết lập độ lớn của tụ bù ứng động nhỏ hơn tụ bù cố định. Những nút phù hợp (cho tụ bù ứng động) trên lưới được xem xét để tìm nút cho ra số tiền tiết kiệm lớn nhất trong tất cả các trường hợp. Có 2 sự tinh tế trong quá trình tính toán này. Một là, nếu đặt tụ bù ứng động gây ra quá điện áp trong một trường hợp tải nào đó thì tụ bù này sẽ được cắt ra trong suốt quá trình tính toán. Hai là, nếu tụ bù gây ra chi phí quá cap cho một trường hợp tải nào đó thì nó cũng được cắt ra khỏi lưới trong trường hợp tải đó. Chỉ thực hiện việc tính tiền tiết kiệm được trong các trường hợp tải mà tụ bù được đóng lên lưới. Việc tính toán được thực hiện đến khi: - Tiền tiết kiệm không bù đắp được chi phí cho tụ bù ứng động. - Không còn tụ bù ứng động để đóng lên lưới. Để tham khảo, tất cả các phương trình có trong quá trình tính toán CAPO sẽ được liệt kê bên dưới. Chi phí của tụ bù, bao gồm tiền lắp đặt và bảo trì, được liệt kê cho loại tụ bù cố định trước. Công thức là tương tự cho tụ bù ứng động. CostF = sF x (cF + Ne x mF) (4) Nếu có nhiều trường hợp phụ tải, sẽ có nhiều biến cần được định nghĩa hơn. Giả sử có K trường hợp phụ tải trong CAPO, mỗi trường hợp có khoảng thời gian là dk. Gọi switchk là trạng thái đóng cắt của tụ bù ứng động, switchk = 1 nghĩa là tụ bù đóng lên lưới trong suốt trường hợp tải và = 0 là tụ bù được cắt ra. Tiền tiết kiệm cho mỗi tụ bù cố định (luôn được đóng vào lưới) là tổng tiền tiết kiệm của tất cả các trường hợp tải. (5) Tiền tiết kiệm cho tụ bù ứng động cũng liên quan đến lịch đóng cắt của tụ. (6) Để hoàn tất ta xét đến phương trình tính Ne: 1 1 8760 K K F k k k k Savings Ne cP xP cQ xQ = = ⎛ ⎞= × × × + ×⎜ ⎟⎝ ⎠∑ ∑ 1 1 8760 K K S k k k k k k Savings Ne cP switch xP cQ switch xQ = = ⎛ ⎞= × × × × + × ×⎜ ⎟⎝ ⎠∑ ∑ 146 (7) Nói tóm lại, CAPO đặt tụ bù cố định lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng. Sau đó tụ bù ứng động được đặt lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng tương ứng của tụ bù ứng động. Tổng chi phí của quá trình tối ưu là chi phí lắp đặt và bảo trì của tất cả các tụ đã được đóng lên lưới; chi phí tiết kiệm tổng là tổng của các chi phí tiết kiệm thu lại được của từng tụ bù. CAPO có thể đặt nhiều tụ bù cố định và/hoặc nhiều tụ bù ứng động tại mỗi nút. PSS/ADEPT sẽ gộp các tụ bù này thành một tụ bù cố định và/hoặc một tụ bù ứng động. Tụ bù ứng động đơn sẽ có nấc điều chỉnh tương ứng và lịch đóng cắt tụ sẽ biểu diễn các bước đóng cắt của từng tụ bù đơn. II.5. Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu Để chạy bài toán phân tích vị trí đặt tụ bù tối ưu ta có thể thực hiện một trong 2 cách sau: - Chọn Analysis>CAPO từ trình đơn chính. - Nhấp chuột vào nút CAPO trên thanh công cụ Analysis. Nếu ta không có bản quyền phần CAPO thì nút này sẽ không tồn tại. Trong quá trình tối ưu hoá, các thông báo được viết ra trong cửa sổ “Progress View” cho ta biết độ lớn và loại dải tụ được đặt cũng như nút tương ứng và tổn thất hệ thống. Khi quá trình tối ưu hóa thực hiện xong, sơ đồ mạng điện với các tụ bù cần đặt lên lưới được vẽ lại với độ lớn của dải tụ và ký hiệu “FX” cho tụ bù cố định và “SW” cho tụ bù ứng động cần đặt lên lưới. Hình biểu diễn một sơ đồ lưới điện mẫu và cửa sổ “Progress View” sau khi thực hiện xong tối ưu hoá. II.6. Report sau khi phân tích và tính toán Để có bảng báo cáo kết quả dạng bảng chứa các tham số đầu và kết quả phân tích, chọn Report>Capacitor Placement Optimization từ trình đơn chính. 1 1 1 nN n iNe r= +⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑ 147 Hình 67 Kết quả tính toán CAPO Hết chương ! CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 149 CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY Hiện nay, trong các Công ty Điện lực đang theo dõi mất điện, thống kê số vụ, thời gian mất điện nhưng chưa áp dụng các chỉ số cụ thể để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện. Các số liệu báo cáo như 347 vụ/278.66 giờ sự cố, 1094 vụ/859.34 giờ cắt điện đột xuất,... chưa thể hiện được mức độ, phạm vi mất điện, trình độ quản lý lưới điện. Các công ty điện lực trên thế giới thường xây dựng một số chỉ số định lượng cụ thể để đánh giá. Các thông số báo cáo như bình quân khách hàng khu vực sinh hoạt bị mất điện 3 vụ/năm, 120 phút/năm,... sẽ cụ thể, dễ hiểu, dễ đánh giá hơn. Mục tiêu của báo cáo là giới thiệu các chỉ số này, cách đánh giá (dự đoán) và thống kê các chỉ số trên lưới điện. Mỗi đơn vị (Công ty Điện lực hoặc Hiệp hội điện lực) tự xây dựng các chỉ tiêu để đánh giá. Các tổ chức điện lực uy tín như IEEE, EEI (Edison Electric Institue), EPRI (Electric Power Reasearch Institute) và CEA (Canadian Electric Association) xây dựng nhiều chỉ số được nhiều đơn vị áp dụng. Trong đó, hệ thống chỉ số của IEEE là phổ biến nhất. Các chỉ số tin cậy của hệ thống truyền tải như BPII (Bulk Power Interruption Index), BPECI (Bulk Power Energy Curtailment Index), MPBCI (Modified Bulk Power Curtailment Index),... không nằm trong phạm vi báo cáo này. Theo IEEE, các chỉ số tin cậy (Reliability Index - RI) của lưới phân phối bao gồm SAIFI, SAIDI, CAIDI, ASAI, ASUI, ENS và AENS. Chương này trình bài lý thuyết và nhiều ví dụ về độ tin cậy và phương pháp tính. Cách triển khai giải bài toán độ tin c