Chương trình tính toán tối ưu lưới điện phân phối trung áp

Bài viết này giới thiệu chương trình tính toán tối ưu lưới điện phân phối trung áp được xây dựng bằng Matlab cho phép tính toán trực tiếp tổn thất điện năng của lưới điện. Bên cạnh đó, bù tối ưu công suất phản kháng và số lượng, vị trí đặt các thiết bị phân đoạn được tối ưu hóa bằng thuật toán di truyền.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương trình tính toán tối ưu lưới điện phân phối trung áp422 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP Trần Thanh Sơn, Trần Anh Tùng Đại học Điện lực, Hà Nội Tóm tắt: Hiện nay các công ty điện lực chủ yếu sử dụng chương trình PSS/Adept để tính toán lưới điện phân phối. Chương trình này còn tồn tại một số nhược điểm như chưa tính toán trực tiếp được tổn thất điện năng, chưa tính toán được dung lượng bù tối ưu công suất phản kháng và chưa tính toán tối ưu được số lượng và vị trí đặt của các thiết bị phân đoạn trên cơ sở nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Chính vì vậy, bài báo này giới thiệu chương trình tính toán tối ưu lưới điện phân phối trung áp được xây dựng bằng Matlab cho phép tính toán trực tiếp tổn thất điện năng của lưới điện. Bên cạnh đó, bù tối ưu công suất phản kháng và số lượng, vị trí đặt các thiết bị phân đoạn được tối ưu hóa bằng thuật toán di truyền. Cơ sở dữ liệu và giao diện của chương trình được xây dựng phù hợp với người sử dụng tại các công ty điện lực. Chương trình có tiềm năng ứng dụng cao nhằm phục vụ các tính toán thiết kế, quy hoạch và vận hành lưới điện phân phối trung áp. Từ khóa: Tổn thất điện năng; bù tối ưu; Thuật toán di truyền; Thiết bị phân đoạn; Độ tin cậy; Lưới điện phân phối.1. GIỚI THIỆU Tính toán tổn thất điện năng là một trong các nhiệm vụ quan trọng trong hoạtđộng quản lý, phân phối điện của các công ty điện lực. Hiện nay, các tính toán nàythường được thực hiện dựa trên công cụ như PSS/ADEPT. Kết quả tính toán tổn thấtđiện năng hàng năm được phân tích để hiểu rõ các nguyên nhân gây tổn thất nhằm nângcao hiệu quả vận hành lưới điện trong các giai đoạn tiếp theo. Bên cạnh đó, giảm tổn thất điện năng cũng là một trong các nhiệm vụ được ưutiên của các công ty điện lực. Các biện pháp giảm tổn thất điện năng thường được ápdụng như tái cấu trúc lưới điện, tối ưu hóa vận hành, hay bù công suất phản kháng.Trong đó, bù công suất phản kháng là một phương pháp được áp dụng rộng rãi. Tuynhiên, việc tính toán bù tối ưu công suất phản kháng bởi các công ty điện lực thườngchưa chính xác. Ngoài ra, việc cải thiện các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện như SAIDI, SAIFIcũng là một nhiệm vụ quan trọng trong vận hành lưới điện phân phối. Các giải phápthường được áp dụng là phân đoạn lưới, trang bị các recloser. Tuy nhiên, việc tính toánsố lượng và vị trí đặt cũng như chủng loại (liên quan đến giá thành) một cách tối ưu làmột bài toán phức tạp. Chính vì vậy, bài báo này có mục đích giới thiệu một phần mềm giải tích lướiđiện cho phép thực hiện ba nhiệm vụ: PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 423  Tính toán tổn thất điện năng  Tính toán bù tối ưu công suất phản kháng  Tính toán phương án sử dụng tối ưu các thiết bị phân đoạn Phần mềm được viết trên nền tảng Matlab, có giao diện được Việt hóa, cơ sở dữliệu (Input) và kết quả đầu ra (Output) dưới định dạng Excel rất phù hợp với hệ dữ liệucủa các công ty điện lực.2. CÁC GIẢI THUẬT CỦA PHẦN MỀM2.1. Thuật toán dòng điện nút tương đương Thuật toán dòng điện nút tương đương sử dụng các ma trận dòng điện nút – dòngđiện nhánh (DNDN) và dòng điện nhánh điện áp nút (DNAN) để giải bài toán trào lưucông suất của lưới điện phân phối. Lưu đồ thuật toán của phương pháp này được giớithiệu trên Hình 1. Đối với lưới điện phân phối, phụ tải tại nút i được biểu diễn bởi phương trình (1)và dòng điện phụ tải tại nút i được biểu diễn bởi phương trình (2): = + = , ,…, (1) =( / )∗ (2) Đối với mô hình lưới điện phân phối trên Hình 2, dòng điện trên các nhánh có thểđược biểu diễn bởi dòng điện nút tương đương: = + + (3) 2 = 3 + 4 (4) 3 = 4 (5) Hệ phương trình trên được viết lại dưới dạng ma trận: 1 1 1 1 2 2 = 0 1 1 3 (6) 3 0 0 1 4 Đối với lưới điện phân phối có nhiều nhánh rẽ từ đường trục chính, các nút đượcđánh số lần lượt từ nút nguồn cho đến hết nhánh rẽ đầu tiên trên trục chính sau đó lầnlượt đến các nhánh rẽ tiếp theo cho đến nhánh cuối cùng của lưới điện, chỉ số của cácnhánh cũng được quy ước theo cách tương tự.424 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC ...