Tối ưu hóa chế độ hệ thống điện - Chương 4: Phân tích an toàn hệ thống điện

Chương 4 PHÂN TÍCH AN TOÀN HỆ THỐNG ĐIỆN Th.S Phạm Năng Văn Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI EE 4108 TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 1NỘI DUNG
Giới thiệu
Phương pháp dòng điện một chiều (DC power flow)
Đánh giá an toàn hệ thống điện (Security assessment)
Phân tích sự cố dựa trên hệ số phân bố
Phân tích sự cố dựa trên trào lưu công suất
Giới thiệu mất ổn định điện áp trong hệ thống điện
Trào lưu công suất liên tục (CPF)
Khả năng truyền tải sử dụng được (ATC) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 24.1 GIỚI THIỆU
Lý do ngừng vận hành:
Ngừng vận hành có kế hoạch (Scheduled Outages): Bảo dưỡng, sửa chữa và được thực hiện bởi nhân viên vận hành.
Ngừng vận hành không mong muốn (Forced Outages): không theo kế hoạch, không được thực hiện bởi nhân viên vận hành. Nguyên nhân: do thời tiết, quá điện áp sét, cách điện hư hỏng
Cả hai kiểu ngừng vận hành trên đều gây ra các vấn đề đối với hệ thống điện. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 3
Tiêu chuẩn N-1:
Khi sự cố nguồn điện, tần số không được giảm quá thấp, dẫn đến các máy phát khác phải ngừng vận hành không mong muốn.
Sự cố nguồn điện hoặc đường dây đơn không dẫn đến vi phạm giới hạn truyền tải và điện áp nút. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 4
Ba chức năng chính của an toàn HTĐ (System Security)
Giám sát hệ thống (System Monitoring): Xem có phần tử nào với thông số chế độ vi phạm giới hạn vào thời điểm hiện tại không? [Đo lường và truyền dữ liệu (EMS – Energy Management Systems) + Đánh giá trạng thái (State Estimation) + Điều khiển từ xa (supervisory control systems)] = SCADA (Supervisory control and data acquisition system © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 54.1 GIỚI THIỆU
Giám sát hệ thống: nhân viên vận hành thường phải điều hành HTĐ với 4 chế độ. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 6
Trạng thái làm việc bình thường (normal state):
Cân bằng công suất giữa nguồn và tải
Các giới hạn (máy phát, đường dây, ) được thỏa mãn.
Trạng thái phòng ngừa (alert state):
Không có giới hạn bị vi phạm
Tiêu chuẩn an toàn không được thỏa mãn
Trạng thái khẩn cấp (emergency state):
Giới hạn bị vi phạm
Trạng thái khôi phục (restoration state): khôi phục các phụ tải đã bị sa thải. 4.1 GIỚI THIỆU © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 7
Căn cứ theo mức độ an toàn (security degree) 4.1 GIỚI THIỆU © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 8
Thuật toán giám sát, đánh giá và điều khiển an toàn hệ thống điện: 4.1 GIỚI THIỆU © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 9
Ba chức năng chính của an toàn HTĐ (System Security)
Phân tích sự cố (Contingency Analysis): Xem có phần tử nào với thông số chế độ vi phạm giới hạn khi có sự cố các phần tử khác không?
Trào lưu công suất tối ưu có ràng buộc an toàn (Security constrained optimal power flow – SCOPF): hiệu chỉnh các vấn đề nêu trên (quá tải, vi phạm điện áp). Phân tích sự cố (CA) được kết hợp với trào lưu công suất tối ưu (OPF). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 10
So sánh OPF với SCOPF:
OPF © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 11
So sánh OPF với SCOPF:
SCOPF © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 12
Ảnh hưởng của sự cố máy phát:
Ảnh hưởng đến các máy phát khác: mất cân bằng giữa nguồn và tải; tần số hệ thống giảm; nếu tần số giảm quá thấp (do thiếu dự trữ công suất) thì các máy phát khác có thể ngừng vận hành.
Ảnh hưởng đến đường dây truyền tải: do sự thay đổi công suất phát của các máy phát điện khác và mất nguồn hỗ trợ công suất phản kháng nên dòng công suất trên các nhánh thay đổi, dẫn đến nhánh có thể bị quá tải và tổn thất điện áp tăng. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 13
Ảnh hưởng của sự cố đường dây: làm thay đổi dòng công suất trên các đường dây còn lại:
Các đường dây còn lại có thể bị quá tải.
Tổn thất công suất phản kháng tăng trên các đường dây còn lại.
Điện áp nút có thể giảm thấp hơn trị số giới hạn. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 14
Ảnh hưởng của sự cố đường dây: Sự cố đường dây → Tăng dòng công suất trên các đường dây còn lại → Thành phần thứ nhất tăng → Điện áp giảm → Giảm công suất phản kháng sinh ra bởi đường dây và các thiết bị bù → Tăng nhu cầu công suất phản kháng trên các máy phát → Điện áp đầu cực máy phát giảm khi vi phạm giới hạn Qphát → Making everything worse. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 15
Nhân viên vận hành cần phải biết “What if this component is lost?” với mỗi phần tử của hệ thống điện?
Thực hiện AC-PF đối với các sự cố nhánh (đường dây, máy biến áp).
Mô phỏng sự cố máy phát và đáp ứng điều tốc của các máy phát còn lại và thực hiện AC-PF. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU 16
Thuật toán phân tích sự cố đơn giản nhất: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU Khối lượng tính toán rất lớn 17© 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.1 GIỚI THIỆU Source: Power Generation, Operation & Control, 3rd Edition 18 4.2 DC POWER FLOW
Được sử dụng để tính dòng công suất tác dụng.
Coi ảnh hưởng của dòng công suất tác dụng đến điện áp là rất nhỏ.
Phương trình công suất nút tổng quát: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 cos sin sin cos = =  = − + −   = − − −  ∑ ∑ N i i k ik i k ik i k k N i i k ik i k ik i k k P U U G B Q U U G B δ δ δ δ δ δ δ δ 19 4.2 DC POWER FLOW
Bỏ qua thông số điện trở và điện dẫn tác dụng của đường dây, máy biến áp trong mạng điện. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) ( ) 1 1 sin cos = =  = −   = − −  ∑ ∑ N i i k ik i k k N i i k ik i k k P U U B Q U U B δ δ δ δ 20 4.3 DC POWER FLOW
Đối với hầu hết các đường dây, góc truyền tải thường nhỏ (dưới 15o) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) [ ] 1 1 = =  = −  = − ∑ ∑ N i i k ik i k k N i i k ik k P U U B Q U U B δ δ 21 4.3 DC POWER FLOW
Giả sử ảnh hưởng của công suất tác dụng đến điện áp là rất nhỏ. Đồng thời, điện áp các nút có biên độ bằng nhau và bằng 1 pu (điện áp định mức trong đơn vị có tên). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) 1=  = − ∑ N i ik i k k P B δ δ 22 4.2 DC POWER FLOW
Dòng công suất trên đường dây và máy biến áp sử dụng phương pháp DC PF:
Sử dụng các giả thiết:
Nhánh chỉ có điện kháng xik: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) 2cos sin= + −ik i k ik ik ik ik ik iP U U G B G Uδ δ ( )= −ik ik i kP B δ δ ( )1= −ik i k ik P x δ δ 23 4.2 DC POWER FLOW
Ví dụ 4.1 Phân tích CĐXL sử dụng DC PF. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 24 4.2 DC POWER FLOW
Ví dụ 4.1 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 25 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA
Bài toán rất quan trọng trong vận hành và quy hoạch các hệ thống điện.
“Security” được hiểu là hệ thống điện an toàn với các sự cố đã được xác định trước.
Các tiêu chuẩn thông thường khi đánh giá an toàn:
Sự cố 1 phần tử bất kỳ của hệ thống (máy phát, đường dây, máy biến áp, kháng điện) [Tiêu chuẩn N-1]
Sự cố đồng thời 2 mạch của đường dây trên cùng một cột.
Sự cố tổ máy lớn nhất trong 1 khu vực và đường dây liên kết khu vực đó với phần còn lại của hệ thống. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 26
Trong quy hoạch các HTĐ, phân tích độ tin cậy (reliability analysis) là đặc biệt quan trọng. Khi phân tích độ tin cậy, sự cố 1 hoặc nhiều phân tử đồng thời được phân tích chi tiết bằng cách sử dụng lý thuyết xác suất (cường độ hỏng hóc, cường độ phục hồi).
Đánh giá an toàn (security assessment) được biết như là phân tích sự cố (contingency analysis).
Contingency analysis: đánh giá trạng thái của HTĐ sau khi sự cố 1 hoặc nhiều phần tử đã xác định trước. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 27
Xét về mặt vận hành thời gian thực, contingency analysis gồm 2 bước.
Bước 1: Sử dụng mô hình xấp xỉ để lựa chọn loại sự cố được đánh giá “có vấn đề”.
Bước 2: Phân tích chi tiết sự cố ‘có vấn đề” ở bước 1 bằng cách sử dụng PF (thường là Fast Decoupled Power Flow – FDPF). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 28
Ví dụ 4.2 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội Có bao nhiêu sự cố theo tiêu chuẩn N-1 & N-2? 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 29
Ví dụ 4.2: Các sự cố theo tiêu chuẩn N-1 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 30
Ví dụ 4.2: Các sự cố theo tiêu chuẩn N-2 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 31
Ví dụ 4.2: Các sự cố theo tiêu chuẩn N-2 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 32
Ví dụ 4.2: Nhận xét
Các trạng thái 6, 7, 11, 13 blackout. Trạng thái 6 & 13 do thiếu nguồn phát và truyền tải. Các trạng thái 7 & 11 do thiếu nguồn công suất phản kháng.
Các trạng thái 1, 2, 8, 9, 10, 12, 14, 15 xuất hiện vấn đề điện áp giảm thấp. Ngoài ra, trạng thái 2 còn có vấn đề quá tải đường dây 1-3. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.3 GIỚI THIỆU BÀI TOÁN CA 33 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ
Ước lượng mức độ mang tải của đường dây và máy biến áp.
Hệ số phân bố (distribution factors) là các hệ số tuyến tính.
Xấp xỉ dòng công suất tác dụng trên nhánh có được bằng cách lấy hệ số phân bố nhân với công suất của máy phát sự cố hoặc với dòng công suất của nhánh sự cố trong trạng thái bình thường (trước sự cố). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 34
Không thể sử dụng hệ số phân bố để phát hiện các vấn đề bất thường về điện áp (do quan hệ phi tuyến mạnh giữa điện áp & công suất phản kháng).
DC power flow:
Dạng ma trận: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( ) ( ) 1 1 1 = =    = − = −     ∑ ∑ N N i ik i k i k k k ik P B x δ δ δ δ =P Bδ 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.1 Thay đổi công suất nút 35
Ma trận B (số nút – 1) x (Số nút – 1) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1 1 12 1, 1 1 1 212 2 2, 12 2 1 1 11, 1 2, 1 1, 1 1 1 ... 1 1 1 ... . 1 1 1 ≠ − ≠ − − − ≠ −− − − − −    − −       =             − − ∑ ∑ ∑ ⋮ ⋮ ⋮ ⋱ ⋮ k k N k k N N N k NN N N k x x x P x x xP P x x x δ δ δ 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.1 Thay đổi công suất nút 36
DC power flow:
Dạng ma trận: A – ma trận nối nút - nhánh rút gọn đã bỏ hàng tương ứng với nút cân bằng (số nút – 1 x số nhánh) X – ma trận đường chéo của điện kháng các nhánh (số nhánh x số nhánh) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội =T fA XPδ ( ) ( )1= − = −ik ik i k i k ik P B x δ δ δ δ 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 37
Ma trận A được định nghĩa dựa trên lý thuyết Graph: Aij = 0: nhánh j không nối với nút i Aij = 1: dòng điện trong nhánh j đi ra từ nút i Aij = -1: dòng điện trong nhánh j đi vào nút i © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội  =  ijA A 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 38
Ta có:
Sf – ma trận độ nhạy giữa dòng công suất nhánh và công suất nút (Số nhánh x số nút – 1) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1− =   = T f f P X A P AP δ 1 1− − = =  T f fP X A B P S P 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 39
Áp dụng nguyên lý xếp chồng, ta có dòng công suất nhánh sau khi có sự thay đổi của dòng công suất nút:
Hệ số phân bố dịch chuyển công suất nút là sự tăng dòng công suất trên nhánh nối giữa nút m và n sau khi tăng 1 MW công suất bơm vào nút i. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ( )0 0= + − ∆ = ∆ f f f f f P P S P P P S P , ∆ ∆ −∆ = = = ∆ i i mn m n mn mn i i mn P S P x δ δ ρ 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 40
Hệ số phân bố chỉ phụ thuộc vào cấu trúc của mạng điện.
Hệ số phân bố này phụ thuộc vào vị trí nút cân bằng.
Có thể được tính toán off-line sử dụng kỹ thuật ma trận thưa.
Sau khi có được hệ số phân bố, sự thay đổi dòng công suất trên nhánh dễ dàng xác định. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 41
Nếu sự thay đổi công suất nút được “bù” bởi nút cân bằng:
Nếu sự thay đổi công suất nút được “bù” giữa các nhà máy còn lại trong hệ thống (ảnh hưởng của AGC – Automatic Generation Control): © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội ∆ = ∆imn mn iP Pρ ≠ ≠   ∆ = ∆ − ∆ = ∆ −    ∑ ∑i i i i i imn mn i mn j i i mn mn j j i j i P P P Pρ ρ γ ρ ρ γ 1 ≠ =∑ ij j i γ 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 42
Ví dụ 4.3 Phân tích trạng thái hệ thống khi sự cố máy phát sử dụng hệ số phân bố © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 5 là nút cân bằng 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 43
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 44
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 45
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1 2 1 3 1 4 2 5 3 4 4 5 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 2 0 1 0 0 1 0 3 0 0 1 0 1 1 4 − − − − − − = − − − − A 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 46
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1 2 1 3 1 4 2 5 3 4 4 5 0,01 0 0 0 0 0 1 2 0 0,02 0 0 0 0 1 3 0 0 0,01 0 0 0 1 4 0 0 0 0,02 0 0 2 5 0 0 0 0 0,02 0 3 4 0 0 0 0 0 0,02 4 5 − − − − − − − − = − − − − X 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 47
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1 2 3 4 250 100 50 100 1 100 150 0 0 2 50 0 100 50 3 100 0 50 200 4 − − − = − − − − − B 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 48
Ví dụ 4.3 © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 1 1 1 2 3 4 0,4828 0,3448 0,4138 0,3448 1 2 0,1034 0,0689 0,4828 0,0689 1 3 0,4138 0,2759 0,0689 0,2759 1 4 0,4828 0,6552 0,4138 0,3448 2 5 0,1034 0,0689 0,5172 0,0689 3 4 0,5172 0,3448 0,5862 0,6552 4 5 − − − − − − − = = − − − − − − T fS X A B Nhận xét về dấu & trị số của hệ số độ nhạy? 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 49
Ví dụ 4.3 Sự cố máy phát tại nút số 3 (bù bởi nút cân bằng)::
Sự thay đổi dòng công suất trên các nhánh © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội [ ]0 0 1000 0∆ = −TiP [ ]414 483 69 414 517 586∆ = − − − − −TfP 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 50
Ví dụ 4.3 So sánh với tính toán chế độ xác lập © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội Giúp phát hiện các vấn đề 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 51
Ví dụ 4.3 Sự cố máy phát tại nút số 3(bù bởi các máy phát tại nút 4 và 5): hệ số tỷ lệ theo công suất phát định mức
Sự thay đổi dòng công suất trên các nhánh © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội [ ] max 3 4 4 max max 4 5 3 5 0 0 1000 600 1500 0,6 1500 1000 0,4 ∆ = − = = = + + = T i G G G P P P P γ γ [ ]207 441 234 207 559 193∆ = − − − − −TfP 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 52
Ví dụ 4.3 So sánh với tính toán chế độ xác lập © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội Ảnh hưởng AGC – đường dây 1-4 quá tải 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 53
Hệ số độ nhạy của dòng công suất nhánh theo công suất nút như trên thường được gọi là GSF (Generation Shift Factors). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 54
Tổng quát: Hệ số biểu thị sự thay đổi dòng công suất trên nhánh Δfl khi truyền tải ΔP (MW) công suất từ nút i đến nút j được gọi là PTDF (Power Transfer Distribution Factors) © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ , − ∆ = ∆ l i j l f PTDF P 55
Hệ số PTDF KHÔNG phụ thuộc vào vị trí của nút cân bằng.
-1 ≤ PTDFi,j,l ≤ +1
Hệ số PTDF được sử dụng thường xuyên trong các giao dịch song phương của thị trường điện. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 56
Hệ số PTDF dễ dàng xác định từ hệ số GSF © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ , 0 1 1 0 −       +     =      −        ⋮ ⋮ i j l fPTDF S Nút i Nút j 57
Trường hợp ngừng đường dây hoặc máy biến áp, dòng công suất trên các nhánh có thể được tính toán sử dụng định lý bù cho các hệ tuyến tính: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) 58
Dòng công suất tác dụng trên các nhánh: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) ( ) ( ) ( ) 0 ' 1 1' 0 0 ' ' ' 0 0 − − = + ∆ =  ∆ = − ⋯ ⋯ f f f i T f T i ij ij P P S P S X A B P P P Nút i Nút j 59
Hệ số phân bố khi sự cố nhánh: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) ' ' , ,0 ∆ = = − ij ij mn mn mn i mn j ij P S S P ρ 60
Phương pháp khác để mô hình sự cố nhánh là sử dụng nguồn giả tưởng (fictitious injections). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) Pij – dòng công suất trên nhánh ij khi có các nguồn giả tưởng bơm vào nút i và j 61
Khi đó, ta có:
Dòng công suất trên nhánh mn khi sự cố nhánh ij: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) ( )0 0, , , , 0 , ,1 = + ∆ + ∆ = + − ∆ = −∆ = − + ij ij ij i i ij j j ij ij i ij j ij ij i j ij i ij j P P S P S P P S S P P P P S S ( )0 0mn, mn, mn, mn,= + ∆ + ∆ = + −mn mn i i j j mn i j iP P S P S P P S S P 62
Hệ số phân bố:
Trường hợp có nhiều sự cố nhánh đồng thời, phương pháp thực hiện tương tự (giải hệ phương trình có xét sự tương tác giữa các nhánh sự cố).
Phương pháp này được sử dụng trong thực tế vì không phải tính lại các ma trận X, B, A. © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) , , 0 , ,1 −∆ = = − + ij mn i mn jij mn mn ij ij i ij j S SP P S S ρ 63
Hệ số phân bố này thường được gọi là LODF (Line Outage Distribution Factors). © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) , , , 1 1− −   =   −  mn ij i j mn i j ij LODF PTDF PTDF Sự cố nhánh ij Sự thay đổi công suất trên đường dây mn 64
Ví dụ 4.4 Hệ thống điện giống ví dụ 4.3 và đường dây 1-3 bị sự cố. Cách 1: Tính ma trận Sf mới © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) ( ) ( ) ( )1 1' 1 2 3 4 0,5 0,3333 0,3333 0,3333 1 2 1 3 ' ' 0,5 0,3333 0,3333 0,3333 1 4 0,5 0,6667 0,3333 0,3333 2 5 0 0 1 0 3 4 0,5 0,3333 0,6667 0,6667 4 5 − − − − − = = − − − − − − T fS X A B 65
Ví dụ 4.4 Hệ thống điện giống ví dụ 4.3 và đường dây 1-3 bị sự cố. Cách 1: Sự thay đổi dòng công suất trên các nhánh © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) [ ]' 1 2 3 4 0,5 0,3333 0,3333 0,3333 1 2 699 1 3 0 0,5 0,3333 0,3333 0,3333 1 4 699 0,5 0,6667 0,3333 0,3333 2 5 0 0 0 1 0 3 4 0,5 0,3333 0,6667 0,6667 4 5   ∆  − − −  −    = − − −   −    − − f iS P 66
Ví dụ 4.4 Cách 2: Sử dụng nguồn giả tưởng © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG HỆ SỐ PHÂN BỐ 4.4.2 Sự cố nhánh (DD, MBA) 0 13 1 3 1 3,1 1 3,3 0 013 13 1 2,417 1 0,1034 ( 0,4828) − − ∆ = −∆ = − + = = − + − P P P S S P P Cho P130 = 1 và nhân ma trận Sf ban đầu với ma trận ΔPi như dưới đây, ta có ma trận LODF: [ ] [ ]1 30 0 2,417 0 2,417 0∆ = ∆ ∆ = − T TT iP P P 67
Ví dụ 4.4 Ma trận LODF khi sự cố nhánh 1-3: © 2016 Phạm Năng Văn – Đai học Bách Khoa Hà Nội 4.4 CA SỬ DỤNG