CHƯƠNG 8: DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Khái niệm phân loại dự trữ công suất hệ thống Những biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công suất hệ thống Xác định xác suất thiếu hụt công suất hệ thống Xác định công suất dự trữ tối ưu 8.1 Khái niệm phân loại dự trữ công suất hệ thống  Trong hệ thống điện cần thiết phải có lượng dự trữ công suất định để đảm bảo cung cấp an toàn liên tục cho hộ tiêu thụ  Việc xác định cống suất dự trữ cho hệ thống toán tối ưu phức tạp  Công suất dự trữ thường lấy từ 10-15% tổng công suất hệ thống, đồng thời lớn công suất tổ máy lớn hệ thống đề phòng trường hợp tổ máy có cố Phân loại công suất dự trữ  Phân loại dự trữ công suất theo mục đích, công dụng  Dự trữ cố  Dự trữ sửa chữa  Dự trữ đề phòng dự báo không xác  Dự trữ cho nguồn bị giảm nguyên nhân khách quan  Phân loại dự trữ theo chế độ làm việc dự trữ  Dự trữ nóng  Dự trữ nguội 8.2 Những biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công suất hệ thống  Giảm công suất cố phần tử hệ thống  Giảm phụ tải hệ thống (hụt công suất) so với phụ tải cực đại  Sai số dự báo nhu cầu  Xác suất giảm công suất cố: SSC  Dãy xác suất giảm công suất cố Công suất tổ máy đại lượng rời rạc nên đại lượng công suất tác dụng giảm cố dãy rời rạc SC SC SC SC S SC , S , S , S , ., S ε 2ε 3ε nε SC SC SC SC Ta cã : S SC + S + S + S + + S ε 2ε 3ε nε = S SC ε : x¸c suÊt x¶ y sù cè lµm gi¶ m c«ng suÊt ε (MW)  Xác định xác suất giảm công suất cố Xác suất xảy cố tính trung bình loại tổ máy TSC q= TSC + Tlv Trong đó: q : xác suất xảy cố TSC : thời gian từ xảy cố đến đưa vào làm việc Tlv : thời gian làm việc (kể dự phòng nóng)  Xác suất giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại  Dãy xác suất giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại Đại lượng giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại đại lượng biến thiên liên tục Tuy nhiên, để đơn giản hoá phụ tải giảm so với phụ tải cực đại theo bậc khác Mỗi bậc ε (MW) Xác suất giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại: S +S +S pt pt -ε pt -2ε +S pt - 3ε =1 Với S-nεpt: Xác suất phụ tải hệ thống giảm so với phụ tải cực đại nε (MW)  Xác định xác suất giảm phụ tải so với phụ tải cực đại Để xác định xác suất giảm công suất phụ tải so với phụ tải cực đại dùng đồ thị phụ tải khai triển bậc thang hoá, với độ cao bậc ε (MW) Dãy phân bố xác suất giảm công suất phụ tải so với phụ tải cực đại xác định sau P(Mw) T0 ε T1 S 0pt = T2 Pmax Pmin t 8760 h (24) T0 T ; S -ptε = T T ; S -pt2ε = T2 T  Xác suất sai số dự báo Sdb  Dãy xác suất sai số dự báo Sai số dự báo đại lượng biến thiên liên tục − ε − ε ε ε Các khoảng sai số dự báo coi không đổi: Trung bình sai số dự báo - ε(MW) Trung bình sai số dự báo (MW) Trung bình sai số dự báo ε(MW) Dãy xác suất sai số dự báo (khoảng cách ε(MW) ký hiệu sau: db db db db S -dbnε + + S -db3ε + S -db2ε + S -dbε + S db + S + S + S + + S ε 2ε 3ε nε = Sodb: Xác suất sai số dự báo có phạm vi sai số dự báo từ (-ε/2÷ε/2) MW Sεdb: Xác suất sai số dự báo có phạm vi sai số dự báo từ (ε/2÷3ε/2)MW Snεdb: xác suất phụ tải thực tế lớn phụ tải dự báo nε(MW) S-nεdb: Xác suất phụ tải thực tế nhỏ phụ tải dự báo -nε (MW)  Xác định xác suất sai số dự báo Phân bố sai số dự báo phụ tải thực tế tuân theo luật phân bố chuẩn Độ lệch tiêu chuẩn sai số dự báo (σ) ( ∆Pi − ∆P ) σ= n ∆P = Pdb − PttÕ Độ lệch tiêu chuẩn số dự báo σ = * ∑(P dbi n − P) (∆P : sai sè dù b¸o) Xác suất sai số dự báo tuân theo phân phối chuẩn: S db = ε σ e ∫ 2π − −( x −a ) / σ S S db ε a=  ε  −ε  ε  = φ  − φ  = 2φ   2σ   2σ   2σ  = σ 2Π 3ε ∫e ε −( x −a ) / σ 2 dx dx ε Trong đó:  a : kỳ vọng sai số dự báo  x : sai số phụ tải dự báo  e : số tự nhiên (lne= 1) db (-ồ/2; 0; ồ/2) S db ε  3ε   ε  = φ  − φ   2σ   2σ  8.3 Xác định xác suất thiếu hụt công suất hệ thống  Biểu thức tổng quát xác định xác suất xảy thiếu hụt công suất hệ thống ( )( ) SC SC pt pt pt db db db db db (S SC + S ε + S ε + .) S + S -ε + S - ε + + S - ε + S -ε + S + S ε + S ε + = (*)  Mức thiếu hụt công suất hệ thống xác định trường hợp: hệ thống có dự trữ công suất phụ tải cực đại  Khi hệ thống dự trữ phụ tải cực đại, công suất thiếu hụt xảy kiện đồng thời tổng số xác suất thành phần  Khi hệ thống có dự trữ phụ tải cực đại, công suất thiếu hụt xảy kiện đồng thời tổng số xác suất thành phần trừ công suất dự trữ 8.4 Xác định công suất dự trữ tối ưu  Kỳ vọng tổn thất ngừng cung cấp điện  Kỳ vọng tổn thất ngừng cung cấp điện phụ thuộc vào tính chất hộ tiêu thụ, trị số công suất thiếu hụt  Việc phân loại hộ tiêu thụ theo tầm quan trọng hộ phụ thuộc vào quộc gia thời kỳ định  Yêu cầu độ tin cậy việc cung cấp cho hộ khác Bài toán: Giả sử hộ tiêu thụ hệ thống chia thành nhóm hộ tiêu thụ: hộ tiêu thụ loại 1, có công suất ε(MW), với suất tổn thất ngừng cung cấp điện a1 (đ/MWh); Hộ loại 2,3 n, có công suất ε(MW), suất tổn thất ngừng cung cấp điện a2 .an (đ/MWh) Công suất dự trữ lúc phụ tải cực đại rε(MW) Xác định kỳ vọng tổn thất ngừng cung cấp điện hệ thống khoảng thời gian T(h)  Xác định công suất dự trữ tối ưu Giả thiết chi phí để tăng thêm dự trữ ồ(MW) hệ thống b(đ/MWh) (bao gồm chi phí đầu tư chi phí vận hành năm), cần so sánh với kỳ vọng tổn thất giảm tăng dự trữ để xác định mức dự trữ tối ưu Nếu chi phí cho hệ thống để tăng thêm dự trữ lớn so với kỳ vọng tổn thất kinh tế giảm được, việc tăng dự trữ hiệu ngược lại Vòng lặp tiến hành liên tục ngừng việc đưa thêm tổ máy vào đưa bớt tổ máy lợi ∆yT > b tăng dự trữ có lợi  ∆yT < b tăng dự trữ lợi  Tóm tắt bước tiến hành tính toán dự trữ công suất tối ưu  Xác định dãy phân bố xác suất giảm công suất cố: SC SC S SC , S , S ε ε  Xác định dãy phân bố xác suất giảm phụ tải so với phụ tải cực pt pt pt S , S , S đại: -ε -2 ε  Xác định dãy phân bố xác suất sai số dự báo: S -db2ε , S -dbε , S 0db , S εdb , S db 2ε  Xác định dãy phân bố xác suất thiếu hụt công suất : S ε, S2ồ, Skồ  Xác định kỳ vọng tổn thất ngừng cung cấp điện thời gian T(h) : yT .. .8. 1 Khái niệm phân loại dự trữ công suất hệ thống  Trong hệ thống điện cần thiết phải có lượng... nguyên nhân khách quan  Phân loại dự trữ theo chế độ làm việc dự trữ  Dự trữ nóng  Dự trữ nguội 8. 2 Những biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công suất hệ thống  Giảm công suất cố phần tử hệ thống... giảm công suất phụ tải so với phụ tải cực đại xác định sau P(Mw) T0 ε T1 S 0pt = T2 Pmax Pmin t 87 60 h (24) T0 T ; S -ptε = T T ; S -pt2ε = T2 T  Xác suất sai số dự báo Sdb  Dãy xác suất sai