LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI - PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

491
lượt xem 78
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'lưới điện truyền tải và phân phối - phân bố công suất trong hệ thống điện', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI - PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG ViỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ MÔN HỌC: LƯỚI TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI MÃ MÔN: 401018 CHƯƠNG V: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐiỆN TH: GV. NGUYỄN TRUNG THĂNG 02 Jan 2011 1
Chương 5: Phân bố công suất trong hệ thống điện 5.1 Mở đầu 5.2 Ma trận Ybus, Zbus 5.3 Định nghĩa bài toán phân bố công suất . 5.4 Phân loại các điểm nút trong hệ thống điện 5.5 Các phương trình cơ bản . 5.6 Phân bố công suất dùng Ybus và phép lặp Gauss-Seidel 5.7 Phân bố công suất bằng phép lặp Newton-Raphson 5.8 Phương pháp phân lập nhanh (fast decouple) 02 Jan 2011 2
1. Mở đầu 1. - Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong quy hoach, thiết kế phát triển hệ thống trong tương lai nhằm xác định chế độ vận hành tốt nhất của hệ thống hiện hữu. - Trong chương này sẽ đưa ra các mô hình toán học của mạng điện, các phương pháp toán số chọn lọc và các phương pháp phân bố công suất. 02 Jan 2011 3
& I1 5.2 Ma trận Ybus, Zbus CHO HỆ THỐNG 4 NÚT 2 Dòng 1 điện y12 vào nút & & I1 I2 & & 2 1 U1 U2 y13 y 23 y 24 Điệ + n + & y 20 U2 & áp y10 U1 3 4 nút y34 - - & & 4 U4 U3 + + y30 y 40 & & 3 U3 U4 - - Nguồn, tải (a) (b) Hình (a) : sơ đồ đơn tuyến hình (b): sơ đồ thay thế 02 Jan 2011 4
5.2 Ma trận Ybus, Zbus Phương trình dòng điện: [I]=[Y].[U] Ma trận trên có thể viết lại dưới dạng: & & � � �11 Y14 � U1 � � Y Y12 Y13 I1 �� &� � & Y Y22 Y23 Y24 � U 2 � I2 � � �21 .� = & & � � �31 Y34 � U 3 � � Y Y32 Y33 I3 �� &� � & Y Y42 Y43 Y44 � U 4 � I4 � � �41 � 02 Jan 2011 5
5.2 Ma trận Ybus, Zbus 5.2 Ma Các phần tử trong ma trận được tính như sau: Trong đó: Mỗi phần tử Yii (i=1, 2, 3, 4) Y11 = y10 + y12 + y13 Y22 = y20 + y12 + y 23 + y 24 trên đường chéo chính của ma trận Y33 = y30 + y13 + y23 + y34 gọi là tổng dẫn nút đầu vào của nút i Y44 = y40 + y24 + y34 Mỗi phần tử Yii (i=1, 2, 3, 4) Y12 = Y21 = − y12 trên đường chéo chính của ma trận Y13 = Y31 = − y13 Y14 = Y41 = − y14 = 0 gọi là tổng dẫn nút đầu vào của nút i Y23 = Y32 = − y 23 Y24 = Y42 = − y 24 Y34 = Y43 = − y34 02 Jan 2011 6
5.3 Định nghĩa bài toán phân bố công suất 5.3 Khảo sát phân bố công suất thường áp dụng cho hệ thống ba pha cân bằng. Khảo sát phân bố công suất đòi hỏi có tổng trở đường dây và máy biến áp, đầu phân áp của máy biến áp, điện dung đường dây, số liệu công suất của nguồn và phụ tải. Cơ sở lý thuyết của bài toán phân bố công suất dựa trên hai định luật Kirchoff về dòng điện tại nút và điện thế mạch vòng. Mục đích:  phục vụ cho thiết kế và vận hành hệ thống điện,  khảo sát hệ thống ở chế độ trước và sau sự cố,  điều chỉnh điện áp và công suất, vận hành kinh tế hệ thống điện… 02 Jan 2011 7
5.4 Các loại điểm nút trong hệ thống điện Thanh cái cân bằng:  Là thanh cái máy phát điện đáp ứng nhanh chóng với sự thay đổi của phụ tải. Đối với thanh cái cân bằng, cho trước giá trị điện áp U và góc pha chọn làm chuẩn. U ,δ0 Thanh cái máy phát:  Cho biết trước công suất thực P mà máy phát ra và điện U của thanh cái đó. Thanh cái máy phát còn gọi là thanh cái P,U U ,P0 02 Jan 2011 8
5.4 Các loại điểm nút trong hệ thống điện 5.4 Thanh cái phụ tải:  Cho biết công suất P và Q của phụ tải yêu cầu. Thanh cái phụ tải còn gọi là cái P, Q. Dòng công suất ở các thanh cái được quy ước theo chiều đi vào thanh cái. − ( Ppt , Q pt ) Nếu không có máy phát hay phụ tải ở một nút nào đó thì coi nút  đó như nút phụ tải với P = Q = 0. 02 Jan 2011 9
5.5 Các phương trình cơ bản 1. PT điểm nút cho nút k: . . . . I = YK 1 U1 + YK 2 U 2 YKn U n Pt tổng quát [] .  .   = Y I U TC    Với: . I : Là dòng điện điểm nút YTC : Là tổng dẫn thanh cái Theo quy ước chiều dòng điện vào nút là (+) ra nút là (-) 02 Jan 2011 10
5.5 Các phương trình cơ bản 5.5 2. Phương trình điện áp mạch vòng. Phương trình tổng quát: . . . . E K = Z K 1 I 1 + Z K 2 I 2  Z Kn I n Ma trận tổng quát: .  .  E1  Z11Z12  Z1K I1  I.  .   E2  = Z 21 Z 22  Z 2 K  2  Với:              Z K Là ma trận tổng E  Z K 1 Z K 2  Z KK I .  .  K  K trở thanh cái    02 Jan 2011 11
5.5 Các phương trình cơ bản -Trường hợp tổng quát đối với thanh cái K trong n thanh cái (không kể thanh cái cân bằng). - Chẳng hạn K là nút phụ tải, công suất đưa vào thanh cái K là: PK + jQK ( ) PK − jQK . . - Dòng IK = − YK U K . UK - Yk là dung dẫn của đường dây tập trung ờ thanh cái hoặc ở tụ điện của thanh cái K. 02 Jan 2011 12
5.5 Các phương trình cơ bản 3.Phương trình công suất nút: Với phương trình nút đã tính ở trên: . . . . I K = YK 1 U 1 + YK 2 U 2 YKn U n Có thể tính công suất đi vào nút K từ phương trình: . . SK = K I K U 02 Jan 2011 13
5.6 Phân bố công suất dùng ma trận Zbus bằng 5.6 phép lặp Gauss - Seidel Thuật toán lặp Gauss-Seidel gồm các bước • (0) • ( 0) • (0) 1) Giả thiết các điện áp ban đầu U 1 , U 2 ,..., U n • (1) 2) Tính U 1 theo các điện áp giả thiết ban đầu    Pi − jQi • • (1) n • = U chuân + ∑z 1i  − yi Ui  U1 •  U ( 0 )*  i =1   i • (1) 3) Thay giá trịU 1 vào trở lại phương trình trên để tính lại • (1) U 1 (coi như một bước phụ, bước này không bắt buộc). 02 Jan 2011 14
5.6 Phân bố công suất dùng ma trận Zbus bằng phép lặp Gauss - Seidel Thuật toán lặp Gauss-Seidel gồm các bước • (1) • (1) 4) Tính U 2trong đó sử dụng U 1 vừa tính được ở bước 3. • (1) • (1) Tương tự tính U 3 ,..., U n 5) Lặp lại các bước từ 2 đến 4, luôn luôn dùng các kết quả điện áp vừa tính được. Tiếp tục quá trình tính lặp này cho đến khi sai số giữa hai lần lặp đạt độ chính xác ε cho trước. Bài toán khi đó được xem như hội tụ. Quá trình trên đây chỉ thích phối hợp đối với thanh cái phụ tải ở đó Pi và Qi của phụ tải tại thanh cái i hoàn toàn biết trước. 02 Jan 2011 15
5.6 Phân bố công suất dùng ma trận Zbus bằng phép lặp Gauss - Seidel Như vậy: •  •*  P − jQ • ( ) n Uk  • U k 1 + Z kk y k − U chuân − ∑ Z ki  i • i − y i U i  Pk − jQk = Z kk     Ui  i =1    i≠k •*    P − jQ • • •* n Uk  • • U k − U chuân − ∑ Z ki  i • i − y i U i  Pk − jQk = y k U U k + Z kk     Ui  i =1    i≠k 02 Jan 2011 16
5.7 Phân bố công suất bằng Newton - Raphson 5.7 Bước 1: Với điện áp và góc pha (thông thường δ =0) được cố định tại thanh góp cân bằng , giá trị |V|, δ tại các thanh góp PQ và giá trị δ tại các thanh góp PV. Các thông số điện áp ban đầu còn thiếu được yêu cầu. Bước 2: Tính ∆ Pi (cho thanh góp PQ và PV) và ∆ Qi (cho thanh góp PQ). Nếu tất cả các giá trị này thấp hơn sai số yêu cầu thì ngừng quá trình lặp. Tính P 1,Q1 Bước 3: Nếu tiêu chuẩn hội tụ không thỏa mãn, ước lượng các phần tử của ma trận Jacobean. Bước 4: hiệu chỉnh biên độ điện áp và góc pha. Bước 5: Cập nhật giá trị biên độ điện áp và góc pha bằng cách cộng các giá trị sai số và các giá trị trước đó và quay trở lại bước 2. 02 Jan 2011 17