Ả Ả
Ệ Ệ
GI I TÍCH H TH NG ĐI N Ệ Ố GI I TÍCH H TH NG ĐI N Ệ Ố NÂNG CAO NÂNG CAO
CH
NG 2: MA TR N T NG TR
ƯƠ
Ậ Ổ
Ở
ố
ệ ệ ử
ng ĐH Bách Khoa
Tr
ề Võ Ng c Đi u ọ B Môn H Th ng Đi n ệ ộ Khoa Đi n – Đi n t ệ ườ
1
Ma tR n T ng Tr Nút ổ
ậ
ở
Đ nh nghĩa:
Thành l p ma tr n tr c ti p
ị
ế ậ ậ
3.
ự ậ ổ ị ẫ ả ệ
ệ ặ ỏ
ứ ơ
ạ ậ ạ ư
2
ậ c u tiên l a ch n. - Ngh ch đ o ma tr n t ng d n nút là công vi c đòi h i ỏ n l c n ỗ ự - Đ i v i các m ng có kích c nh ho c trung bình, vi c ỡ ố ớ thành l p ma tr n tr c ti p đ t n công s c h n. ỡ ố ế ậ - Đ i v i các m ng l n, l p trình ma tr n th a v i k ố ớ ớ ỹ ậ thu t kh Gauss đ ử ậ ự ớ ượ ư ự ọ
Thành L p Ma Tr n T ng Tr Nút ậ
ậ
ổ
ở
Các k thu t lý thuy t graph đ
c dùng đ gi i thích ế ậ ỹ ượ ể ả
3
quá trình xây d ng. ự
Thành L p Ma Tr n T ng Tr Nút ậ
ậ
ổ
ở
Xây d ng c s cho m ng và ma tr n
4
ơ ở ự ạ ậ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
Tr
ng h p: ườ ng h p có thêm m t nút m i, có 2 tr ộ ợ ớ ườ ợ
Thêm nút m i n i nút Thêm nút m i n i nút có s n ớ ố ẵ ớ ố
5
Ref.
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ẵ
p
M ng nguyên th y ủ
ạ
pI
p
qI q
pqZ
0
Reference
1) Thêm m t đ ộ ườ n i m t nút m i q v i m t nút có s n p. ớ ớ ộ ng dây m i n i v i nút có s n p hay ớ ố ớ ẵ ố ộ
ẽ ệ ạ
6
ở Dòng đi n Iệ q ch y vào m ng nút p s làm tăng đi n áp ở ả q*Zpp 0 b i đi n áp: I nguyên th y ủ Vp ệ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
+
V
++ ...
Z
(
I
I
++ ...
)
IZ 11 p
p
p
pp
q
IZ pm
m
+
p
V
= 0 V
p
ZI q
pp
* Đi n th t ế ạ ệ = i nút p cũ: + IZ 22 p
0 b i đi n áp I ệ
qZpp
Vp s l n h n giá tr Vp ơ ẽ ớ ị ở
=
+
+
V
V
p
pq
ZI q
pp
pq
* Đi n th t ệ
=
zI q +
+
0 p ++ ...
z
)
IZ 11 p
V q
IZ 22 p
IZ pm
m
ZI ( q
pp
pq
pV 0
i nút q m i ớ ế ạ = + zI V q q +
ph i thêm vào Zorig là hàng p, c t p và ờ ả ộ
pp + zpq.
7
* Giá tr m i bây gi ị ớ trên đ ph n t ng chéo là Z ầ ử ườ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
8
c thành l p * Ma tr n m i đ ậ ớ ượ ậ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ỡ ớ ệ : * Quy t c th c hi n ự ắ s m ng có s n có ma tr n Znut v i kích c mxm, ậ ả ử ạ
ố
ố ậ
v trí m i nh sau: ớ
- Gi ẵ trong đó m là s nút. - Khi có m t nút m i q n i vào nút cũ p thì ma tr n Znut ớ ộ có kích c là (m+1)x(m+1). ỡ - Các ph n t ầ ử ở ị ớ ộ ớ
ộ ớ ớ
ớ ộ ớ ố ớ ớ ố
ầ
ậ
9
ớ m i trên đ ầ ử ớ ườ đi m m i t ớ ớ ậ + Ph n t th p trên đ t ử ứ n i t ố ừ ể ng chéo c a ma tr n cũ (Z ể ể ớ ư + C t m i m+1 v i các hàng 1…m = v i c t p trong ma tr n cũ, trong đó p là nút mà nhánh m i n i vào. ậ + Hàng m i m+1 v i các c t 1…m = v i hàng p trong ma tr n cũ, v i p là nút mà nhánh m i n i vào. ng chéo (m+1,m+1) = ph n ườ pp) + t ng tr ổ ở ủ pq), v i q là đi m m i. i đi m p (Z ớ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ng dây m i n i v i nút reference hay
10
2) Thêm m t đ ớ ố ớ ộ ườ n i m t nút m i q v i nút reference ớ ộ ố ớ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
nut v i kích c mxm,
ớ ỡ ậ
ố
ố ậ
ớ
ộ
+ Hàng m i th m+1 v i các c t 1…m = 0 (= hàng ớ ộ ớ
ng chéo (m+1,m+1) = t ng
i đi m reference (Z m i trên đ ườ ể ớ ớ ổ 0q), v i q là ớ
11
ệ : * Quy t c th c hi n ự ắ s m ng có s n có ma tr n Z - Gi ẵ ả ử ạ trong đó m là s nút. - Khi có m t nút m i q n i vào nút reference thì ma tr n ớ ộ Znut có kích c là (m+1)x(m+1). ỡ - Các ph n t v trí m i nh sau: ầ ử ở ị ư + C t m i th m+1 v i các hàng 1…m = 0 (= c t ớ ứ ớ ộ c a nút reference). ủ ứ c a nút reference). ủ + Ph n t ầ ử ớ tr n i t đi m m i t ở ố ừ ể đi m m i. ớ ể
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
Tr
Nhánh m i n i 2 nút có s n Nhánh m i n i nút có s n và Ref.
ớ ố
ớ ố
ẵ
ẵ
12
ng h p không có thêm nút m i, có 2 tr ng h p: ườ ợ ớ ườ ợ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
p
1) Thêm m t đ ng dây m i n i v i 2 nút có s n ộ ườ ớ ố ớ ẵ
I
I
p
qp
pI
qpI
pqz
qI
Original network with bus and the p q reference node extracted
I +
I
q
qp
Reference
q
0
-
13
* Trường hợp này dòng điện bơm vào mạng từ nút q là Iq+Iqp thay vì Iq. Tương tụ, dòng điện bơm vào mạng từ nút p là IpIqp thay vì Ip.
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
=
+
+
+
* Điện áp tại nút thứ i trong hệ thống
I
++ ...
)
m
V i =
IZ 11 i +
( IZ ip +
I +
-
++ ... IZ 22 i ++ ...
) qp ++ ...
qp I
(
Z
IZ im Z
)
IZ ip
p
IZ ( iq q IZ im
q
p IZ iq
m
IZ 11 i
IZ 22 i
iq
qp
ip
-
* T
+
+
++ ...
++ ...
Z
(
I
V
)
IZ 11 p
IZ 22 p
IZ pm
IZ pp
pq
qp
m
q
p
p
pp
=
+
+
+
ng t ươ = , đ + - ự iện áp tại nút thứ p và q trong hệ thống IZ Z pq
++ ...
++ ...
I
(
Z
Z
)
V q
IZ 11 q
IZ 22 q
IZ qp
p
IZ qq
q
IZ qm
m
qp
qp
=
=
+
-
V
z
I
= = > 0
z
I
V
p
V q
pq
qp
pq
qp
p
V q
- -
+
* Kh dòng đi n I
Z
Z
(
Z
Z
)
I
(
Z
Z
)
I
1 p
p
pp
q
pq
- - -
q 1 +
Z
(
Z
1 2 Z
z
qp ) I
pp
pq
pq
qp
14
ử = (0 + ệ qp ++ ) ... I + -
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
15
Ma tr n sau khi thành l p v i nhánh m i thêm vào: ậ ậ ớ ớ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ớ ỡ ệ : * Quy t c th c hi n ự ắ s m ng có s n có ma tr n Znut v i kích c mxm, ậ ả ử ạ
ố
ữ ậ ẵ
- Gi ẵ trong đó m là s nút. - Khi có m t nhánh m i n i gi a 2 nút có s n thì ma tr n ộ Znut t m th i ạ - Các ph n t ớ ố ỡ ớ ư
+ C t m i th m+1 v i các hàng 1…m = t ng tr c t ở ộ
ờ có kích c là (m+1)x(m+1). v trí m i nh sau: ầ ử ở ị ớ ứ ớ ộ q (Ziq, i = 1…m) – t ng tr c t p (Z ở ộ ớ ổ ip, i = 1…m). ổ ộ ổ ứ ớ
ở
ng chéo (m+1,m+1) = Z + Ph n t ầ ử ớ + Hàng m i th m+1 v i các c t 1…m = t ng tr ở pj, j = 1…m). ll,
pp + Zqq - 2Zpq.
hàng q (Zqj, j = 1…m) – t ng tr hàng p (Z ổ m i trên đ ườ ớ
16
cho hàng m+1 và c t m+1 trong đó Zll = zpq (m i thêm) + Z - Dùng phép kh Kron ử ộ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ộ ườ ng dây m i n i gi a 1 nút có s n và ữ ớ ố ẵ
17
2) Thêm m t đ nút reference (chu n)ẩ
Thêm M t Đ ng Dây M i ớ ườ
ộ
ớ ệ : * Quy t c th c hi n ự ắ s m ng có s n có ma tr n Znut v i kích c mxm, ậ ả ử ạ ỡ
ố
ữ ẵ
ờ có kích c là (m+1)x(m+1). ỡ
- Gi ẵ trong đó m là s nút. - Khi có m t nhánh m i n i gi a 1 nút có s n p và nút ộ ref. thì ma tr n Znut - Các ph n t
ổ
c t p (Z ộ
ớ ố t m th i ạ ậ v trí m i nh sau: ư ớ ầ ử ở ị + C t m i th m+1 v i các hàng 1…m = - t ng tr ở ớ ứ ớ ộ ip, i = 1…m). ứ ớ + Hàng m i th m+1 v i các c t 1…m = - t ng tr ở ộ ổ ớ
hàng p (Zpj, j = 1…m).
ll,
+ Ph n t ng chéo (m+1,m+1) = Z ầ ử ớ ườ
pp (t
ma tr n). m i trên đ ớ
18
ừ cho hàng m+1 và c t m+1 trong đó Zll = zp0 (m i thêm) + Z - Dùng phép kh Kron ử ậ ộ
Nh c L i Phép Kh Kron
ử
ắ
ạ
* Phép kh Kron ử ỏ ộ ệ ụ ể
ụ ẫ ậ
19
dùng đ kh b m t h tr c (hàng & c t) ử ộ trong m t ma tr n trong khi v n còn duy trì tác d ng s ố ộ c a h tr c đó. ệ ụ ủ
Các Quy T c Xây D ng Zbus
ự
ắ
Quy t c 1ắ
: Thêm m t nhánh m i n i gi a m t nút m i p ớ ố ữ ộ ớ ộ
ẵ ậ ố
ắ ầ ạ ẵ
ạ ậ ớ ỡ ộ
ng chéo m i đ và nút reference (chu n)ẩ - B t đ u v i ma tr n m ng có s n (mxm), m là s nút ạ ớ c a m ng có s n. ủ - T o ra m t ma tr n m i có kích c (m+1)x(m+1) v i ớ c l p ớ ượ ắ + Các hàng và c t ộ ngoài đ ườ
ằ ầ
trên đ ng chéo (m+1)x(m+1) đ c l p ượ ắ
p0.
20
vào t ng tr thành ph n z đ y b ng s 0. ố + Ph n t ầ ử ở ổ ườ ầ
Các Quy T c Xây D ng Zbus
ự
ắ
: Thêm m t nhánh m i n i gi a nút cũ p và ộ ữ ớ ố
ớ ậ ẵ ạ ố
ẵ
ạ ậ ỡ ộ ớ
Quy t c 2ắ nút m i q.ớ - B t đ u v i ma tr n m ng có s n (mxm), m là s nút ắ ầ c a m ng có s n. ạ ủ - T o ra m t ma tr n m i có kích c (m+1)x(m+1) v i ớ c l p ớ ượ ắ i hàng p (v i hàng m i) và ớ
m i đ + Các hàng và c t ộ ngoài đ ườ
ng chéo ớ ạ ằ
ớ trên đ ng chéo (m+1)x(m+1) đ
ườ ầ ớ ổ c l p ượ ắ pq (m i thêm) + t ng tr trên ở
pp.
21
đ y b ng cách sao chép l ầ c t p (v i c t m i). ớ ộ ộ + Ph n t ầ ử ở ổ ng chéo Z vào t ng tr thành ph n z đ ườ
Các Quy T c Xây D ng Zbus
ự
ắ
Quy t c 3ắ
: Thêm m t nhánh m i n i gi a nút cũ p và ớ ố ữ ộ
ố ớ ậ ạ ẵ
ẵ ắ ầ ạ
ớ ộ ậ ạ ỡ
ng chéo ườ
nút reference. - B t đ u v i ma tr n m ng có s n (mxm), m là s nút c a m ng có s n. ủ - T o ra m t ma tr n m i có kích c (m+1)x(m+1) v i ớ c l p ớ ượ ắ ớ + Các hàng và c t ộ ngoài đ ạ ừ m i đ i tr hàng p (v i hàng m i) và ớ
ầ ằ ừ ộ
ng chéo (m+1)x(m+1) đ c l p ượ ắ ườ
22
đ y b ng cách sao chép l tr c t p (v i c t m i). ớ ộ + Ph n t ầ ử vào t ng tr z ổ - Th c hi n phép th Kron cho hàng và c t th m+1 ự ớ trên đ ở p0 + Zpp. ử ứ ệ ộ
Các Quy T c Xây D ng Zbus
ự
ắ
Quy t c 4ắ
: Thêm m t nhánh m i n i gi a 2 nút cũ p và ớ ố ữ ộ
ố ớ ẵ ậ ạ
ẵ ắ ầ ạ
ộ ớ ậ ạ ỡ
m i đ + Các hàng và c t ộ ngoài đ ườ
q. - B t đ u v i ma tr n m ng có s n (mxm), m là s nút c a m ng có s n. ủ - T o ra m t ma tr n m i có kích c (m+1)x(m+1) v i ớ c l p ớ ượ ắ i hàng q tr hàng p (v i hàng ớ ng chéo ừ ằ
ạ ớ ộ ầ ớ ớ
đ y b ng cách sao chép l m i) và c t q tr c t p (v i c t m i). ừ ộ trên đ ng chéo (m+1)x(m+1) đ c l p ượ ắ
ườ ở pq + Zpp + Zqq – 2Zpq.
23
ộ + Ph n t ầ ử vào t ng tr z ổ - Th c hi n phép th Kron cho hàng và c t th m+1 ự ử ứ ệ ộ
Các B c Xây D ng Zbus
ướ
ự
ng trình n i 1 nút m i đ u tiên v i ầ ớ ầ ố ớ
1) Đ u tiên b t đ u t ắ ẩ ừ ươ nút chu n quan t ng tr Za ổ ẩ ] =
]
ph ở [ Z
] [ I
[ V 1
1
a
ớ ầ ẩ ộ
tiên; gi 2) Sau đó thêm m t nút m i n i v i nút chu n ho c nút m i đ u ớ ố ớ ặ s nút th hai n i v i nút chu n qua Zb ố ớ ả ử ứ ẩ
1
ø Ø ø Ø ø Ø
=œ
Z a 0
0 Z
I I
œ Œ œ Œ Œ
b
V 1 V 2
2
ß º ß º ß º
ng h p đã nêu ữ ư ố ườ ợ
24
cho đ n nhánh cu i cùng. 3) Thêm nh ng nút khác vào gi ng nh các tr ố ế
Ví dụ
Ví d 1ụ : Th c hi n xây d ng Zbus (hay Znut) tr c ti p ự
ự ự ế ệ
cho m ng sau: ạ
Th t 3
25
các đ ng dây thêm vào: 1-0, 2-0, 1-3, 1-3 và 2- ứ ự ườ
Ví dụ
26
Ví dụ
27
Ví dụ
Ví d 2ụ : Th c hi n xây d ng Zbus hay Znut tr c ti p ự
ự ự ế ệ
4
cho m ng sau: ạ
(5)
2.0j
125.0j
(6)
(2)
25.0j
4.0j
(3)
3
1
2
25.1j
(4)
25.1j
(1)
0
28
Zbus
Ví dụ
1
Tr
ườ
ng h p 1 ợ
1
1
[
]
[ ] V =
j 25.1
] [ I
1
1
1
25.1j
[
=
1
]25.1 j
Z bus
1,
j0.25 n i vào bus 1, có Tr
ng
ậ
ớ ổ
ở ủ
ố
ườ
:
Thành l p bus 2 v i t ng tr c a nó h p 2ợ
2
1
25.0j
2
1
ø Ø
Z bus
2,
j 25.1 j 25.1
j 25.1 j 5.1
1 = 2
œ Œ
25.1j
trên chính là t ng c a
S ố j1.50
ở
ủ j1.25 và j0.25 .
ổ
29
ß º
Ví dụ
j0.4: có Tr
ế ế
ở
ố
ớ
ườ
ng h p ợ
K ti p, n i nút m i 3 vào nút 2 qua tr kháng 2
3
2
1
4.0j
25.0j
j 25.1
j 25.1
j 25.1
1
3
2
ø Ø
j 25.1
j 50.1
j 50.1
1 = 2
Z bus
3,
25.1j
œ Œ
œ Œ
3
j 25.1
j 50.1
j 90.1
Zpq (j0.4)
ở
ổ
ủ Z22 (j1.50) c a ma tr n cũ và ủ
ậ
S ố j1.90 trên chính là t ng c a c a nhánh m i n i 2, nút 2 và 3. ớ ố ủ
30
œ Œ ß º
Ví dụ
nút 3 vào nút chu n, có
Tr
:
Thêm t ng tr ổ
ở j1.25 n i t
ố ừ
ẩ
ườ
ng h p 3 ợ
p
3
2
1
1 j 25.1
j 25.1
j 25.1
j 25.1
ø Ø
2
œ Œ
=
Z bus
4,
œ Œ
3
j 25.1 25.1 j
j 50.1 50.1 j
j 50.1 90.1 j
j 50.1 90.1 j
œ Œ
p
j 25.1
j 50.1
j 90.1
j
15.3
œ Œ
4.0j
25.0j
3
1
Trong đó j3,15 chính là t ng ổ c aủ
2
Z +
33
pqZ
25.1j
25.1j
31
ß º
Ví dụ
Sau khi lo i b hàng p c t p:
ạ ỏ
ộ
1
3
2
1
j
.0
75397
j
.0
65476
j
.0
49603
ø Ø
=
2
j
.0
65476
j
.0
78571
j
.0
59524
Z bus
5,
œ Œ
œ Œ
j
.0
49603
j
.0
59524
j
.0
75397
3
j
j
=
=
œ Œ ß º
j 25.1
j
.0
75397
Z new (11
)
)25.1)(25.1( 15.3
j
j
=
=
-
j 50.1
j
.0
78571
Z new (22
)
j )50.1)(50.1( 15.3
j
j
=
=
=
-
Z
Z
j 50.1
j
.0
59524
(23
new
)
(32
new
)
j )90.1)(50.1( 15.3
j
32
-
Tr
ng
ổ
ở
ớ
ườ
Ví dụ Thêm t ng tr Zpq = j0.20 gi a nút cũ 3 và nút m i 4, có ữ : h p 2ợ
4
1
2
3
1
j
.0
75397
j
.0
65476
j
.0
49603
j
.0
49603
ø Ø
2
j
.0
65476
j
.0
78571
j
.0
59524
j
.0
59524
œ Œ
=
Z bus
6,
œ Œ
j
.0
49603
j
.0
59524
j
.0
75397
j
.0
75397
3
œ Œ
j
.0
49603
j
.0
59524
j
.0
75397
j
.0
95397
œ Œ
4
2.0j
4
ng chéo chính
ầ ử ằ
ườ
n m trên đ Ph n t Z44 là t ng c a Z33 và Zpq ủ ổ
25.0j
1
3
2
25.1j
25.1j
33
ß º
Ví dụ ữ
Cu i cùng thêm Zpq = j0.125 vào gi a 2 nút cũ là 2 và 4: Có Tr
ng h p 4 ợ
ố ườ
=
=
=
Z
Z
.0
65476
j
.0
49603
.0
15873
- -
25
22
24
Z = =
j = =
j = -=
- -
15 Z Z
12 Z Z
14 Z Z
.0 78571 j .0 59524
j
.0 59524 j .0 75397
j
.0 j j .0
19047 15873
35
32
34
-=
=
- -
Z
j
.0
35873
Z
j
.0
45
= =
42 +
j +
- -
59524 =
95397 +
+
Z Z
44 2 Z
j .0{(
.0
78571
95397
.0(2)
59524
)}
j
125.0
55
22
44
24
.0 bZ
4
Z Z .0j=
67421
2.0j
.0j
125
1
3
25.0j
4.0j
2
25.1j
25.1j
34
- -
Ví dụ
Ma tr n m i: ậ
ớ
q
ø Ø
6,busZ
j j
œ Œ
œ Œ
œ Œ -
œ Œ - œ Œ
q
j
.0
15873
j
.0
19147
j
.0
15873
j
.0
35873
j
.0 15873 .0 19047 j .0 15873 j .0 35873 .0 67421
35
œ Œ - - ß º
Ví dụ
Sau khi lo i b hàng q c t q:
ạ ỏ
ộ
3
1
2
4
1
ø Ø
2
j j
.0 .0
71660 60992
j j
.0 .0
60992 73109
j j
.0 .0
53340 64008
j j
.0 .0
58044 69659
œ Œ
Z bus
œ Œ
= 3
œ Œ
4
j j
.0 .0
53340 58049
j j
.0 .0
64008 69659
j j
.0 .0
71660 66951
j j
.0 .0
66951 76310
œ Œ
36
ß º
Bài T p T Làm
ự
ậ
Vi Thành l p ma tr n Zbus có k đ n ph n t
ế t thu t toán xây d ng ma tr n Zbus. ự
37
h c m ậ ể ế ậ ậ ậ ầ ử ỗ ả
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Đ thành l p m i quan h gi a các ph n t
ầ ử ố
ệ ữ ng đ trong ma ng Thevenin, hãy xem ươ ể ậ ổ ở ươ
Ví d : Xem xét m t h th ng có 2 nút. Có th th y r ng
ậ tr n Zbus và t ng tr t xét m t ví d sau. ụ ộ
ụ ể ấ ằ
t là Va ầ ượ ở ạ
38
ộ ệ ố các đi n áp h m ch c a các nút a và b l n l ủ ệ và Vb.
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Ma tr n t ng d n đ ậ ổ
Đ nh th c ma tr n trên
ẫ ượ c thành l p nh sau: ậ ư
39
ứ ậ ị
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
c thành l p d a trên ngh ch đ o ma ự ả ậ ị
Ma tr n Zbus đ ậ ậ ổ
Sau khi th c hi n bi n đ i ổ
ượ tr n t ng d n nút: ẫ
40
ự ệ ế
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Bây gi
ờ ẽ
ổ ợ ủ
T
i hình v , ma tr n t ng tr Thevenin xem xét l ở ậ ổ ạ nhìn vào m ch t h p song song c a Zaa i đi m a là t ể ạ ạ và Zab + Zbb, t c là: ứ
ng t ươ ự ổ ượ ằ ở
, t ng tr Thevenin có đ i nút b là t h p song song c a Zbb, và c b ng cách nhìn ủ ổ ợ
41
vào h th ng t ạ ệ ố Zaa+Zab, t c là: ứ
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Vì th , các t ng tr
đi m quan sát c a 2 nút là t ng ủ ổ ế
ủ
ở ở ể ổ tr Thevenin c a chúng. ở ổ ờ
ở Bây gi ố xem xét t ng tr Thevenin khi nhìn vao h ệ ữ ổ
ẽ h p song song c a Zab và Zaa+Zbb, t c ổ ợ ủ ứ
42
th ng gi a 2 nút a và b. T hình v , rõ ràng t ng tr ở ừ Thevenin là t là:
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
T giá tr c a Zbus, vi ị ủ
So sánh hai ph
ừ t l i: ế ạ
43
ươ ng trình cu i: ố
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Nh đã th y trong ví d trong m i quan h V = Zbus*I, các đi n áp nút Vi, i = 1,…n là các đi n áp h m ch.
ư ụ ệ ấ ố
Gi
ở ạ ệ
i các nút 1,…, k-1 và k+1, ệ ả ử ạ ơ
s dòng đi n b m vào t ệ ắ ạ ở nút k. T ng tr ở ổ
…, n là 0 khi khi x y ra ng n m ch ả i nút k: Thevenin t ạ
ứ ủ
th,a, Zth,b và Zth,ab cho th y r ng ấ ằ m i nút chính là t ng tr ở ở ỗ
T các công th c c a Z ừ t ng tr đi m quan sát ổ Thevenin.
44
ở ể ổ
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
tìm t ng tr Thevenin gi a 2 nút j và k c a m t ổ ở ộ
Bây gi ờ ệ ố
ủ 0 và các ệ
0 sao cho:
h th ng. Ký hi u các đi n áp h m ch là V dòng đi n t ng ng đ ứ ệ ươ ệ ượ ữ ở ạ c ký hi u là I ệ
D s dòng đi n thay đ i m t l ng I sao cho các
Gi ả ử ệ
So sánh hai ph
ộ ượ D V. Thì: đi n áp thay đ i m t l ổ ng ộ ượ ệ ổ
45
ng trình trên, ta có: ươ
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
D s r ng các dòng đi n thêm vào ệ Ik và D
t các nút k và j trong khi dòng đi n gi ờ ả ử ằ c b m vào l n l ơ Ij ệ
Bây gi ượ ơ Ph
ổ
46
ng trình c a c vi đ ầ ượ b m vào các nút khác v n không đ i. ủ D V đ ẫ ượ t l i: ế ạ ươ
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Do đó, có th vi
47
c 2 ph ng trình nh sau: t đ ể ế ượ ươ ư
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Vì Zjk = Zkj, m ng có th đ
48
c v l ể ượ ạ i: ẽ ạ
T ng Tr Thevenin và Ma Tr n Zbus
ậ
ổ
ở
Quan sát th y r ng đi n áp h m ch gi a các nút k và j:
Dòng đi n ng n m ch qua hai nút này: ạ
ấ ằ ở ạ ữ ệ
Trong th i gian ng n m ch, Vk – Vj = 0. Thay th các
ệ ắ
ế ạ
K t qu này gi ng nh đã d n ra trong ví d . ụ ư
ắ ờ giá tr c a Vj và Vk: ị ủ
49
ế ẫ ả ố
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
ầ
Khi toàn b ma tr n Zbus không c n tính cho tính toán ậ
c tính riêng l n u ma tr n c a Zbus đ ẻ ế ượ
thì các ph n t Ybus đ ượ
ậ
ma tr n Zbus b ng ằ hàng m b ng 1 ằ
50
ậ ộ ầ ử ủ c th a s hóa. ố ừ Xem xét vi c trích ra m t hàng m t ừ ộ ệ cách nhân v i m t vector có ph n t ầ ử ộ khác là 0: còn các ph n t ớ ầ ử
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Ma tr n tr n trích ra th c ch t là m t vector
Do tích c a Ybus và Zbus là ma tr n đ n v nên:
ự ậ ậ ấ ộ
51
ủ ậ ơ ị
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
N u ma tr n tam giác d ậ ế c a Ybus có s n thì: ủ
i L và ma tr n tam giác trên U ướ ậ
ẵ
bus
c a Z ầ ử ủ ể
T đây rõ ràng r ng các ph n t ươ
(m) có th xác ng trình tuy n tính trên ế
ằ c b ng cách gi ượ ằ
52
ừ đ nh đ ả ị s d ng các phép kh thu n và thay th ngh ch. ử ụ i ph ậ ử ế ị
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
Gi
(m) c n đ ầ
bus ệ ố
s ch có vài ph n t trong Z c tính, gi ỉ ầ ử ượ ả
ả ử s c n tính z33 và z43 trong h th ng có 4 nút, cách ử ầ th c hi n nh sau. ự ư ệ
53
- S d ng k t qua phân tích th a s hóa: ử ụ ừ ế ố
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
(3) theo 2 b
- Th c hi n gi ự ệ c:ướ i Z ả bus
54
trong đó:
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
- Thay th thu n, cho k t qu : ả ậ ế ế
N u tính t
- Và thay th ngh ch đ có k t qu c t 3 c a Zbus: ả ộ ủ ể ế ế ị
55
t c các ph n t ế ấ ả : ầ ử
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
ụ ự ọ : đ c
Ví d t ụ
56
- Ví d 8.6 trang 308 sách c a Stevenson. ủ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
ụ ự ọ : đ c
Ví d t ụ
57
- Ví d 8.6 trang 308 sách c a Stevenson. ủ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
Bi n đ i này nh m b m toàn công su t, t c là v n duy ổ c m i quan h trong ma tr n t ng tr nút.
ẫ ằ ả
Công su t ph c:
ế trì đ ấ ứ ở ậ ổ ượ ệ ố
Gi
ứ ấ
ả ử ầ s c n chuy n đ i dòng đi n nút I t ổ ệ ớ i dòng đi n m i ớ ệ
58
ể Inew s d ng ma tr n bi n đ i C: ử ụ ế ậ ổ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Vi c chuy n đ i này đ ể
ng h p ệ ượ c th c hi n trong tr ệ ươ ợ
ố ổ ể ộ
M i quan h đi n áp và dòng đi n trong tr
ạ
i Zbus(new). ệ ệ ng h p cũ ợ ườ ệ
ự khi mu n chuy n nút refrence sang m t nút khác và yêu c u tính l ầ ố và m i:ớ
ả ề ể ỏ ể
Ph i tìm đi u ki n đ th a mãn đ Vnew và Zbus(new) sao cho công su t v n không bi n đ i khi dòng đi n thay đ i.ổ ấ
Công su t ph c v i thay th V: ứ
ệ ấ ẫ ệ ế ỗ
59
ế ớ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
Thay th I = CInew vào công su t:
Sau khi bi n đ i: ổ
ế ấ
Rút ra m i quan h gi a Zbus và Zbus(new) ệ ữ
ế
60
ố
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Thay th các giá tr m i vào công su t ph c: ị ớ
T ban đ u, có:
ứ ế ấ
M i quan h gi a V và Vnew ệ ữ
ừ ầ
61
ố
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
T th t công su t đ
Th c hi n SL + SL*, k t qu : ả
c phân ra nh sau: ổ ấ ấ ượ ư
ự ế ệ
Khi Zbus đ i x ng, có th vi ố ứ
T n th t công su t th c ự
t: ể ế
62
ấ ấ ổ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
Xem xét m t ví d h th ng có 4 nút, chuy n nút
ể ụ ệ ố
ộ nút n sang nút 4.
Theo quan h Kirchhoff:
ừ Quan h dòng và áp: refrence t ệ
63
ệ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Vi
Tính Zbus(new) theo ma tr n chuy n đ i C:
ế t theo quan h m i: ệ ớ
64
ể ậ ổ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Nhân ma tr n theo 2 b
c: ậ ướ
- B c 1: ướ
65
- B c 2: ướ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ừ
ử
ầ
Xác đ nh đ
Đi n áp trong h m i: ệ ớ
c Zbus(new) ị ượ
66
ệ
Tính Các Ph n T Zbus T Ybus
ử
ừ
ầ
Thu t toán: Khi m t nút k trong Zbus hi n h u đ ch n làm reference m i, thu toán nh sau: ớ
c ậ ữ ệ ộ ượ
67
ư ậ ọ