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