Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao - Giới thiệu phần mềm phân bố công suất - Võ Ngọc Điều

Nội dung text: Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao - Giới thiệu phần mềm phân bố công suất - Võ Ngọc Điều

1. GIẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN NÂNG CAO PHẦN KẾT: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PHÂN BỐ CÔNG SUẤT Võ Ngọc Điều Bộ Môn Hệ Thống Điện Khoa Điện – Điện tử Trường ĐH Bách Khoa 1
2. Chương Trình PowerWorld ❖ PowerWorld® Simulator (Simulator) là chương trình được thiết kế mô phỏng và phân tích hệ thống điện dựa trên giao tiếp đồ họa. ❖ Chương trình mô phỏng có thể giải bài toán phân bố công suất cho các hệ thống tới 100,000 nút. ❖ Dựa trên giao tiếp đồ họa, các thông số các phần tử trong hệ thống có thể được nhập trực tiếp. ❖ Chương trình đồ họa cho phép người sử dụng quan sát trực tiếp phân bố công suất trên sơ đồ đơn tuyến. ❖ Chương trình có các công cụ để điều độ kinh tế, phân tích các giao dịch kinh tế trong thị trường điện, tính toán hệ số phân bố công suất truyền tải, phân tích ngắn mạch, phân tích sự cố 2
3. Chương Trình PowerWorld ❖ Ngoài ra, còn có một số công cụ thêm vào: ➢ Voltage Adequacy and Stability Tool (PVQV): cho phép người sử dụng phân tích đặc tính ổn định điện áp của một hệ thống. ➢ Optimal Power Flow Tool (OPF): tính toán cực tiểu hàm chi phí thỏa mãn các ràng buộc hệ thống sử dụng quy hoạch tuyến tính. ➢ Security Constrained Optimal Power Flow Tool (SCOPF): cũng giống như OPF nhưng SCOPF xem xét thêm các sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành và bảo đảm rằng ngoài vấn đề cực tiểu chi phí không để xảy ra tình trạng sự cố mà khôn g có tiên liệu. 3
4. Chương Trình PowerWorld ➢ Optimal Power Flow Reserves (OPFR): được sử dụng để phục vụ các dịch vụ kèm theo trong thị trường điện. ➢ Available Transfer Capability Analysis Tool (ATC): xác định công suất thực tối đa có thể truyền giữa hai phần của một hệ thống điện mà không có sự vi phạm nào. ➢ Topology Processing: cho phép giải các bài toán có mô hình topo, công cụ này hữu ích cho những người quy hoạch để chạy trong thời gian thực. ➢ Transient Stability (TS): cho phép phân tích đáp ứng động của hệ thống đối với một sự cố trong hệ thống. 4
5. Chương Trình PowerWorld 5
6. Chương Trình PowerWorld Sơ đồ mô phỏng và kết quả Line Z = 0.1j 0.941 pu One 1.000 pu Two -7.469 Deg 170.0 MW 200 MW 100 MVR 68.2 MVR Line Z = 0.1j Line Z = 0.1j Three 1.000 pu 30 MW 63 MVR 6
7. Phần Mềm PSS/ADEPT ❖ PSS/ADEPT (The Power System Simulator / Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là sản phẩm của công ty phần mềm Shaw Power Technologies. ❖ Phần mềm được xây dựng nhằm phục vụ cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện, để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. ❖ Hiện tại Tổng Công ty Điện lực TP. HCM đang sử dụng phiên bản 5.0. 7
8. Phần Mềm PSS/ADEPT ❖ Tính năng: - Với giao diện đồ họa trực quan, PSS/ADEPT cho phép người dùng thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực tiếp trên màn hình. - Khả năng tính toán không hạn chế số nút do tận dụng các tính năng quản lý bộ nhớ rất mạnh của HĐH Window. Vấn đề này không phụ thuộc vào khả năng của phần mềm mà phụ thuộc vào cấu hình phần cứng. - Có thể trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác cùng chạy trên môi trường Windows như Excel, Access . - Các module và tiện ích hỗ trợ của PSS/ADEPT rất đầy đủ cho công tác quản lý lưới phân phối. 8
9. Phần Mềm PSS/ADEPT ❖ Các module: ➢ Tính toán trào lưu công suất (Load Flow): phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất thực và công suất phản kháng cũng như góc pha trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể. ➢ Tính ngắn mạch (Short Circuit): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới hoặc một nút được chọn, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha. ➢ Tính toán khởi động động cơ (Motor Starting Analysis - MSA): tính dòng điện điện áp và cho biết độ sụt áp tại tất cả các nút và nhánh trong mạng điện khi khởi động một động cơ trong mạng điện. 9
10. Phần Mềm PSS/ADEPT ➢ Xác định vị trí đặt tụ bù (Optimal Capacitor Placement - CAPO): tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất. ➢ Phân tích điểm dừng tối ưu (Tie Open Point Optimization - TOPO): tìm ra những điểm dừng có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha. ➢ Phân tích độ tin cậy trên lưới điện (Distribution Reliability Analysis - DRA): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI ➢ Phân tích sóng hài (Harmonics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới. 10
11. Phần Mềm PSS/ADEPT ❖ Các tiện ích hỗ trợ ➢ Line constants: Hỗ trợ người dùng tính toán thông số của đưòng dây dẫn trên không. Nó có giao diện đồ họa cho phép thiết kế sơ đồ hành lang lưới điện và nhập số liệu về dây dẫn, khoảng cách tương quan giữa các dây, độ võng ➢ Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ: PSS/ADEPT cung cấp một thư viện thiết bị bảo vệ rất phong phú dưới dạng tập tin cơ sở dữ liệu Access đầy đủ thông tin của nhiều hãng lớn trên thế giới (Cooper, Bundy, Chance, Westinghouse ) bao gồm recloser, cầu chì và relay. ➢ Công cụ báo cáo: Đây là công cụ hỗ trợ người dùng lập report báo cáo về tất cả các thông tin liên quan đến lưới điện đang phân tích. 11
12. Phần Mềm PSS/ADEPT ❖ Giao diện của chương trình PSS/ADEPT 12
13. Matlab Toolbox: Matpower ❖ Matpower là một toolbox sử dụng trong chương trình Matlab để giải các bài toán phân bố công suất và phân bố công suất tối ưu. ❖ Mục đích của toolbox nhằm phục vụ cho công tác giảng dạy và nghiên cứu. ❖ Matpower là chương trình miễn phí được phát triển tại ĐH Cornell (Mỹ), có thể download tại: ❖ Cài đặt: - Download tại địa chỉ trên - Giải nén và đặt các file vào một thư mục - Đặt đường dẫn trong Matlab đến thư mục co các file. 13
14. Matlab Toolbox: Matpower ❖ Các file dữ liệu được sử dụng trong Matpower là một file dạng Matlab được format theo một định dạng có sẵn. ❖ Thực thi phân bố công suất: Dùng lệnh: runpf(‘tenfile’) trong đó, tenfile.m là tên file chứa dữ liệu của hệ thống cần thực hiện phân bố công suất. ❖ Thực thi phân bố công suất tối ưu: Dùng lệnh: runopf(‘tenfile’) trong đó, tenfile.m cũng giống như trong thực thi phân bố công suất, nhưng có thêm những thông số cần cho bài toán phân bố công suất tối ưu. 14
15. Matlab Toolbox: Matpower ❖ Format file dữ liệu: 15
16. Matlab Toolbox: Matpower 16
17. Matlab Toolbox: Matpower 17
18. Matlab Toolbox: Matpower 18
19. Matlab Toolbox: Matpower 19
20. Matlab Toolbox: Matpower Ví dụ: Hệ thống chuẩn IEEE 14 nút 20
21. Matlab Toolbox: Matpower Dữ liệu đầu vào 21
22. Matlab Toolbox: Matpower Hiển thị kết quả: 22
23. Matlab Toolbox: Matpower Hiển thị kết quả: Điện áp và công suất nút 23
24. Matlab Toolbox: Matpower Hiển thị kết quả: Phân bố công suất trên đường dây 24