Tối ưu cấu trúc vận hành lưới điện phân phối: Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu Khoa học cấp Trường

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Tối ưu cấu trúc vận hành lưới điện phân phối

Mã số đề tài: 20/1.6CNĐ02

Chủ nhiệm đề tài: Dương Thanh Long

Đơn vị thực hiện: Khoa Công Nghệ Điện

1

LỜI CÁM ƠN

Tôi gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo Nhà trường, Phòng Quản lý Khoa

học và Hợp tác quốc tế, ban chủ nghiệm Khoa Công nghệ Điện của Đại Học Công

nghiệp Tp.HCM đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đề tài này. Tôi cũng xin

chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô và Sinh Viên Khoa công Nghệ Điện của Đại Học

Công nghiệp Tp.HCM đã đóng góp những ý kiến quý báo cho tôi thực hiện đề tài

này.

2

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................1

DANH SÁCH CÁC HÌNH...............................................................................4

DANH SÁCH CÁC BẢNG..............................................................................6

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG .....................................................................7

PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .15

Chương 1 TỔNG QUAN TỐI ƯU CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

...................................................................................................................................16

1.1. Giới thiệu...................................................................................................16

1.2. Bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối ..................................................18

Chương 2 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG THUẬT TOÁN TỐI ƯU BƯỚM

ĐÊM CHO BÀI TOÁN TỐI ƯU CẤU TRÚC VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN

PHỐI GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT .............................................................21

2.1. Giới thiệu...................................................................................................21

2.2. Hàm mục tiêu của bài toán tối ưu cấu trúc vận hành lưới điện phân phối 22

2.4.1. Lưới điện 33 nút...........................................................................28

2.4.2. Lưới điện 69 nút...........................................................................33

Chương 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETAP TÍNH TOÁN CẤU TRÚC

VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...............................................38

3.1 Giới thiệu phần mềm ETAP.......................................................................38

3.1.1 Khái niệm về ETAP ......................................................................38

3.1.2 Các thanh công cụ trong ETAP.....................................................38

3.2 Các chức năng phân bố công suất trong ETAP.........................................43

3.2.1 Thanh công cụ (Load Flow Toolbar) ............................................43

3

3.2.2 Các tùy chỉnh trường hợp phân tích..............................................44

2.2.3 Tùy chọn hiển thị ..........................................................................47

3.3 Ứng dụng ETAP tính tổn thất công suất cho cấu trúc LĐPP 33 nút.........50

3.4 Ứng dụng ETAP tính tổn thất công suất cho cấu trúc LĐPP 69 nút..........59

Chương 4 KẾT LUẬN ...................................................................................66

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................67

PHẦN III. PHỤ LỤC ĐÍNH KÈM...............................................................72

4

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1. 1. Lưới điện phân phối 16 nút......................................................................19

Hình 2. 1. Lưu đồ các bước MSA cho bài toán tối ưu cấu trúc vận hành lưới điện phân

phối............................................................................................................................28

Hình 2. 2. Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối 33 nút............................................29

Hình 2. 3. Điện áp trước và sau khi tối ưu cấu trúc trên lưới điện 33 nút.. ..............31

Hình 2. 4. Dòng điện trước và sau khi tối ưu cấu trúc trên lưới điện 33 nút.. ..........31

Hình 2. 5. Đặc tuyến hội tụ của MSA và PSO trên lưới điện 33 nút........................33

Hình 2. 6. Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối 69 nút............................................34

Hình 2. 7. Điện áp trước và sau khi tối ưu cấu trúc trên lưới điện 69 nút. ...............35

Hình 2. 8. Dòng điện trước và sau khi tối ưu cấu trúc trên lưới điện 69 nút. ...........36

Hình 2. 9. Đặc tuyến hội tụ của MSA và PSO trên lưới điện 69 nút........................37

Hình 3. 1. Thanh công cụ File...................................................................................39

Hình 3. 2. Thanh công cụ Edit ..................................................................................40

Hình 3. 3. Thanh công cụ view .................................................................................41

Hình 3. 4. Thanh công cụ tools.................................................................................41

Hình 3. 5. Thanh công cụ Project..............................................................................42

Hình 3. 6. Thanh công cụ Load Flow .......................................................................43

Hình 3. 7. Cửa sổ Edit Study Case............................................................................44

Hình 3. 8. Trang info.................................................................................................44

Hình 3. 9. Trang loading ...........................................................................................45

Hình 3. 10. Tùy chỉnh sai số .....................................................................................46

Hình 3. 11. Trang Alert.............................................................................................47

5

Hình 3. 12. Tùy chọn hiển thị ...................................................................................48

Hình 3. 13. Cửa sổ Output Report Manager .............................................................49

Hình 3. 14. Sơ đồ mạng điện 33 nút mô phỏng trên ETAP ......................................50

Hình 3. 15. Sơ đồ mạng điện 33 nút mô phỏng trên ETAP (tt) ................................51

Hình 3. 16. Thông số Power Grid .............................................................................52

Hình 3. 17. Thông số Transmission Line - Info........................................................52

Hình 3. 18. Thông số Transmission Line..................................................................53

Hình 3. 19. Thông số Lumped Load .........................................................................53

Hình 3. 20. Thông số Load Flow Study Case ...........................................................54

Hình 3. 21. Kết quả tính phân bố công suất..............................................................55

Hình 3. 22. Kết quả tính phân bố công suất (tt)........................................................56

Hình 3. 23. Xem báo cáo chi tiết tổn thất .................................................................57

Hình 3. 24. Kết quả chạy phân bố công suất lưới điện 33 nút với các khóa điện

(7,9,14,28,32) mở, những khóa điện còn lại đóng ...................................................60

Hình 3. 25. Kết quả chạy phân bố công suất lưới điện 33 nút với các khóa điện

(7,9,14,28,32) mở, những khóa điện còn lại đóng (tt) .............................................61

Hình 3. 26. Kết quả chạy phân bố công suất lưới điện 69 nút với các khóa điện

(69,70,14,57,61) mở..................................................................................................60

Hình 3. 27. Kết quả chạy phân bố công suất lưới điện 69 nút với các khóa điện

(69,70,14,57,61) mở (tt)............................................................................................61

Hình 3. 28. Kết quả chạy phân bố công suất lưới điện 69 nút với các khóa điện

(69,70,14,57,61) mở (tt)............................................................................................62

6

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2. 1. Kết quả tối ưu trên lưới điện phân phối 33 nút........................................30

Bảng 2. 2. So sánh hiệu quả của MSA với PSO trên lưới điện 33 nút .....................32

Bảng 2. 3. Kết quả tối ưu trên lưới điện phân phối 69 nút........................................34

Bảng 2. 4. So sánh hiệu quả của MSA với PSO trên lưới điện 69 nút .....................36

Bảng 3. 1. Kết quả tổn thất công suất lưới điện 33 nút với các khóa điện (7,9,14,28,32)

mở..............................................................................................................................58

Bảng 3. 2. So sánh kết quả tổn thất công suất tính bằng ETAP và giải thuật MSA cho

lưới điện 33 nút với các khóa điện (7,9,14,28,32) mở..............................................59

Bảng 3. 3. Kết quả tổn thất công suất lưới điện 69 nút với các khóa điện

(69,70,14,57,61) mở..................................................................................................63

Bảng 3. 4. Kết quả tổn thất công suất lưới điện 69 nút với các khóa điện

(69,70,14,57,61) mở (tt)............................................................................................63

Bảng 3. 5. So sánh kết quả tổn thất công suất tính bằng ETAP và giải thuật MSA cho

lưới điện 69 nút với các khóa điện (69,70,14,57,61) mở..........................................65