Luận văn:Nghiên cứu mô hình thiết bị UPFC và ứng dụng tính toán chế độ xác lập hệ thống điện 500kV Việt Nam

B GIÁO DC VÀ ĐÀO TO

ĐI HC ĐÀ NNG

NGUYN VĂN HIU

NGHIÊN CU MÔ HÌNH THIT B UPFC

VÀ NG DNG TÍNH TOÁN CH Đ XÁC LP

H THNG ĐIN 500 KV VIT NAM

Chuyên ngành : Mng và h thng ñin

Mã s : 60.52.50

TÓM TT LUN VĂN THC SĨ K THUT

Đà Nng - Năm 2011

Công trình ñưc hoàn thành ti

ĐI HC ĐÀ NNG

Ngưi hưng dn khoa hc: TS. TRN TN VINH

Phn bin 1: PGS.TS. ĐINH THÀNH VIT

Phn bin 2: PGS.TS. NGUYN HNG ANH

Lun văn ñưc bo v trưc Hi ñng chm Lun văn

tt nghip thc sĩ k thut hp ti Đi hc Đà Nng

vào ngày 15 tháng 12 năm 2011

Có th tìm hiu lun văn ti:

- Trung tâm Thông tin - Hc liu, Đi hc Đà Nng

- Trung tâm Hc liu, Đi hc Đà Nng.

M ĐU

1. Lý do chn ñ tài.

Vi nhiu ưu ñim ni bt như d dàng chuyn ñi sang

dng năng lưng khác, d dàng trong sn xut, vn chuyn và s

dng. Hin nay ñin năng là dng năng lưng ñưc s dng rng rãi

và ph bin nht trên th gii. Ngày nay, h thng ñin Vit Nam ñã

phát trin tương ñi ñ y ñ! v quy mô ln công ngh, t" 3 h thng

ñin ñc lp B#c, Trung, Nam trưc ñây, ñn nay Vit Nam ñã có

ñưng dây 500kV hai mch liên kt các h thng ñin khu v$c thành

h thng ñin hp nht Vit Nam. Cùng vi s$ phát trin mnh m%

c!a k thut ñin t, công nghip ch to các linh kin bán dn công

sut ln và k thut ño lưng ñiu khin trong h thng ñin, các

thit b& bù dc và bù ngang ñiu ch'nh nhanh b(ng thyristor hay

tri#c ñã ñưc )ng dng và mang li hiu qu cao trong vic nâng

cao n ñ&nh cht lưng ñin áp cũng như ñiu khin dòng công

sut c!a h thng ñin. Các thit b& thưng dùng là: thit b& bù

tĩnh có ñiu khin (SVC), thit b& bù dc có ñiu khin (TCSC),

thit b& ñiu khin dòng công sut (UPFC). Các thit b& này cho

phép chúng ta vn hành h thng ñin mt cách linh hot, hiu

qu. Vic nghiên c)u thit b& ñiu khin dòng công sut UPFC vi

vic nâng cao n ñ&nh và kh năng truyn ti c!a h thng ñin Vit

Nam là rt c n thit. Nh(m m+ ra mt hưng mi trong vic áp dng

các phương pháp ñiu ch'nh, ñiu khin hot ñng c!a h thng ñin.

Bn lun văn s% nghiên c)u mô hình thit b& UPFC và áp dng tính

toán ch ñ xác lp h thng ñin 500 kV Vit Nam.

2. Đi tưng và phm vi nghiên c u.

- Đi tưng nghiên c)u: Nguyên lý làm vic và mô hình thit b&

UPFC.

- Phm vi nghiên c)u: Tính toán ch ñ xác lp c!a h thng ñin có

s dng UPFC b(ng phương phương pháp Newton-Raphson. Áp

dng tính toán ch ñ xác lp h thng ñin 500 kV Vit Nam.

3. M!c tiêu và nhim v! nghiên c u.

- Nghiên c)u nguyên lý làm vic và mô hình thit b& UPFC

- Xây d$ng thut toán tính toán ch ñ xác lp c!a h thng ñin có s dng

thit b& UPFC.

- ,ng dng thut toán mi xây d$ng tính toán ch ñ xác lp h

thng ñin 500kV năm 2015 có s dng thit b& UPFC.

4. Phương pháp nghiên c u.

- Trên cơ s+ lý thuyt phương pháp Newton-Raphson và mô hình tính

toán c!a thit b& UPFC, tin hành xây d$ng thut toán tính toán ch

ñ xác lp c!a h thng ñin có s dng thit b& UPFC.

- Tính toán mt s sơ ñ mu ñ kim tra tính ñúng ñ#n c!a thut toán.

- Thu thp s liu c!a h thng ñin 500 kV Vit Nam ñ tính ch ñ

xác lp khi có UPFC.

5. Tên ñ tài.

NGHIÊN C,U MÔ HÌNH THI-T B. UPFC VÀ ,NG DNG TÍNH

TOÁN CH- Đ XÁC L/P H0 TH1NG ĐI0N 500 KV VI0T NAM

6. B c!c lu#n văn.

Lun văn ñưc b cc như sau:

M+ ñ u

Chương 1. Tng quan v vn ñ s dng thit b& FACTS

trong h thng ñin.

Chương 2. Nguyên lý làm vic và mô hình c!a thit b& UPFC

trong bài toán tính toán ch ñ xác lp c!a h thng ñin.

Chương 3. Tính toán ch ñ xác lp c!a h thng ñin có s

dng UPFC b(ng phương phương pháp Newton-Raphson.

Chương 4. ,ng dng tính toán ch ñ xác lp c!a h thng ñin

500kV năm 2015 có s dng thit b& UPFC

Kt lun và kin ngh&

Chương 1

T$NG QUAN V% VN Đ% S& DNG THIT B FACTS

TRONG H THNG ĐIN

1.1. Khái quát s' hình thành và phát tri(n c)a h thng truyn

t*i ñin xoay chiu linh hot (FACTS).

1.2 C+u hình và các thi,t b- cơ b*n c)a FACTS

1.3 Phân loi thi,t b- FACTS

1.3.1 Thit b bù ngang (Shunt Devices)

1.3.1.1 SVC (Static Var Compensator)

1.3.1.2 STATCOM

1.3.2 Thit b bù dc (Series Devices)

1.3.2.1 TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor)

1.3.2.2 SSSC (Static Synchronous Series Compensator)

1.3.3 Thit b bù ni tip-song song

1.3.3.1 DFC (Dynamic Flow Controller)

1.3.3.2 UPFC (Unified Power Flow Controller)

1.3.3.3 IPFC (Interline Power Flow Controller )

1.3.3.4 GUPFC (Generalize Unified Power Flow Controller)

Chương 2

NGUYÊN LÝ LÀM VIC VÀ MÔ HÌNH C.A THIT B UPFC

TRONG BÀI TOÁN TÍNH TOÁN CH Đ XÁC LP C.A

H THNG ĐIN

2.1 C+u to và nguyên lý làm vic c)a thi,t b- UPFC

Thit b& bù UPFC là s$ kt hp c!a hai b bin ñi ni tip

và song song, ñưc xem như mt dng ngun áp ñng b, to nên

ñin áp V

ñ2t ni tip vào ñưng dây truyn ti. Đin áp này có t n

s cơ bn b(ng t n s c!a h thng ñin, biên ñ ñin áp ñiu ch'nh ñưc

trong phm vi

max

pq pq

V V≤ ≤ và góc pha γ ñưc ñiu ch'nh trong

phm vi

≤

V ch)c năng, UPFC cho phép ñiu khin ñng thi trào lưu

công sut tác dng, phn kháng và c biên ñ ñin áp ti nút ni vi

UPFC. Trong cu trúc thit b& bù UPFC thì s$ trao ñi công sut tác

dng ñưc th$c hin b+i nút ñin áp phát V

c!a h thng, như ñưc

minh ha + hình 2.2

Hình 2.2 Nguyên lý làm vic cơ bn ca thit b bù UPFC.

Thit b& UPFC có cu to gm hai máy bin áp m#c song

song và m#c ni tip, ñưc ni vi 2 b ngh&ch lưu áp, m#c theo kiu

lưng t$a lưng vi 1 t DC chung như hình 2.3.

Hình 2.3 Cu trúc ca thit b UPFC bi hai b nghch lưu áp

dùng chung t DC ñu lưng ta lưng.

2.2 Mô hình tính toán

D$a vào cu to và nguyên lý làm vic c!a thit b& UPFC,

chúng ta nghiên c)u mt mô hình c th như sau:





































}=0

































Hình 2.4 Sơ ñ tương ñương ca UPFC

Đ xây d$ng mô hình tính toán c!a UPFC, trưc ht ta xét h

thng gm 2 ngun ni vi nhau thông qua tng tr+ Z

như hình v%:

Hình 2.5. Sơ ñ mng 2 nút

2.3 K,t lu#n

D$a vào vic phân tích mô hình tính toán và tính dòng công

sut truyn ti trên ñưng dây ta có:

Công sut truyn ti trên ñưng dây như sau:

Khi không có thit b& UPFC:

kcal

= V

+ V

cos (θ

- θ

) + B

sin(θ

- θ

)] (2.71)

kcal

= -V

+ V

sin (θ

- θ

) + B

cos(θ

- θ

)] (2.72)

Khi l#p ñ2t thit b& UPFC vào ñưng dây, công sut ti các

nút ñưc tăng thêm mt lưng là:

[

]

[ ]

)sin(.)cos(..

)sin(.)cos(...

)sin(.)cos(.....

vrkvrvrkvrvrk

crkkmcrkkmcrk

mkkmmkkmmkkmkvrkk

BGVV

BGVVGVGVP

δθδθ

θθθθ

−+−+

−+−+−−=

(2.73)

[

]

[ ]

)cos(.)sin(...

)cos(.)sin(.....

vrkvrvrkvrvrk

crkkmcrkkmcrk

mkkmmkkmmkkmkvrkk

BGVV

BGVVBVBVQ

δθδθ

θθθθ

−−−+

−−−++=

(2.74)

[

]

[ ]

)sin(.)cos(...

)sin(.)cos(....

kmmkkmmkkm

crmmkcrmmkcrmmkmm

BGVV

BGVVGVP

θθθθ

δθδθ

−+−+

−+−+−= (2.75)

[

]

[ ]

)cos(.)sin(...

)cos(.)sin(....

crmmkcrmmkcrm

kmmkkmmkkmmkmm

BGVV

BGVVBVQ

δθδθ

θθθθ

−−−+

−−−+=

(2.76)

Như vy, ta thy r(ng, khi có l#p ñ2t thit b& UPFC thì lưng

công sut ti m4i nút thay ñi. Lưng công sut này ta xem như ñưc

cung cp b+i UPFC bơm vào các nút k và m.

Mô hình tính toán c!a thit b& UPFC như hình sau:

Mô hình trên hình 2.5 và các công th)c + biu th)c t" (2.73)

ñn (2.76) ñưc s dng ñ thay th thit b& UPFC trong các sơ ñ

tính toán các bài toán gii tích mng ñin.

Nút m

Nút k

kUPFC

+jQ

kUPFC

mUPFC

+jQ

mUPFC

Hình 2.7 Mô hình tính toán thit b UPFC

Chương 3

TÍNH TOÁN CH Đ XÁC LP C.A H THNG ĐIN CÓ

S& DNG UPFC B/NG PHƯƠNG PHÁP

NEWTON-RAPHSON

3.1 Tính trào lưu công su+t b2ng phương pháp Newton-Raphson

3.1.1 Phương pháp Newton-Raphson

3.1.2 Tính trào lưu công sut bng phương pháp Newton-Raphson

Áp dng phương pháp Newton-Raphson ñ gii bài toán trào

lưu công sut thì phương trình có dng như sau:

[

]

)(.

)(

)()( iii

xFJX

−

−=∆

(3.9)

)()()1( iii

∆

(3.10)

Trong ñó X là vectơ các bin chưa bit: biên ñ

và góc pha



  



)(

∆











∆

∆













∂

∂∂

∂

−=













∆

(3.31)

Ma trn Jacobian có th lên ñn cp (nb-1) x (nb-1) và các

ph n t c!a ma trn có dng:











∂

(3.32)

vi: k = 1,....,nb và m = 1,....,nb

3.2 Tính trào lưu công su+t b2ng phương pháp Newton-Raphson

khi xét ñ,n thi,t b- UPFC.

3.2.1 Các biu thc cơ bn

3.2.2 Phương trình ñ lch

3.2.3 Thut toán.

Hi t

Tính công sut truyn

trên các nhánh

Tính tn tht công sut

trong mng trên các nhánh

Kt thúc



Tính công sut nút :

Nut

Tính dòng ñin nút :

= Y

Bus

B#t ñ u

Nhp s liu ban ñ u c!a mng ñin

k = 0

Tính :

1+k

= V

∆

1+k

= θ

∆

Cp nht các giá tr& : V

1+k

, θ

1+k

k = k +1

Gii phương trình tìm :

∆

Lp phương trình :

∆

M = - J.

∆

Lp ma trn Jacobian

Hình 3.3 Sơ ñ thut toán tính phân b công sut bng phương pháp

Newton-Raphson

Luận văn:Nghiên cứu mô hình thiết bị UPFC và ứng dụng tính toán chế độ xác lập hệ thống điện 500kV Việt Nam

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi