BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN QUANG HƯNG SO SÁNH CHI PHÍ KHI LỰA CHỌN THIẾT BỊ LỌC SÓNG HÀI THỤ ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện - Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Xuân Tùng Hà Nội - 2014 MỤC LỤC Chương mục Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Phân loại chất lượng điện 1.2 Khái niệm sóng hài 11 1.3 Các số đánh giá sóng hài hệ thống điện 12 1.4 Nguồn phát sinh sóng hài hệ thống điện 13 1.5 Ảnh hưởng sóng hài tới thiết bị hệ thống điện 17 CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP LOẠI TRỪ SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 21 2.1 Tổng quan giải pháp loại trừ sóng hài hệ thống điện 21 2.2 Các lọc sóng hài thụ động 22 2.2.1 Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp 22 2.2.2 Bộ lọc thụ động kiểu song song 22 2.3 Các lọc sóng hài tích cực 23 2.3.1 Các lọc sóng hài tích cực kiểu song song 23 2.3.2 Các lọc sóng hài tích cực kiểu nối tiếp 24 2.4 Các lọc hỗn hợp (kiểu lai ghép) 25 2.5 So sánh lọc thụ động lọc chủ động 25 2.6 Các loại lọc thụ động phổ biến 26 2.7 Hướng nghiên cứu luận văn 30 CHƯƠNG LỰA CHỌN THAM SỐ CHO BỘ LỌC CỘNG HƯỞNG ĐƠN NHIỀU NHÁNH THEO ĐIỀU KIỆN CHI PHÍ NHỎ NHẤT 32 3.1 Qui trình tính tốn thiết kế lọc thụ động kiểu cộng hưởng đơn 32 3.2 Xây dựng ràng buộc cho toán lựa chọn tham số tối ưu cho lọc cộng hưởng đơn nhiều nhánh 36 3.2.1 Đặt vấn đề 36 3.2.2 Xác định chi phí cho tụ kháng lọc 38 3.2.3 Xây dựng hàm mục tiêu ràng buộc 42 3.2.4 Phương pháp giải toán tối ưu 44 CHƯƠNG TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM VÀ KẾT LUẬN 46 4.1 Các thơng số đầu vào q trình tính toán kiểm nghiệm 46 4.1.1 Phương pháp so sánh, đánh giá hiệu thuật toán đề xuất 46 4.1.2 Số liệu đầu vào phục vụ tính tốn 46 4.2 Giới thiệu phần mềm Matlab cơng cụ tính tốn tối ưu có sẵn 48 4.2.1 Giới thiệu phần mềm Matlab 48 4.2.2 Công cụ tính tốn tối ưu Matlab 51 4.3 Kết tính tốn dựa Matlab nhận xét 52 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 55 5.1 Kết luận 55 5.2 Hướng nghiên cứu tương lai 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 PHỤ LỤC 58 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, không chép Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí, báo trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tác giả Trần Quang Hưng LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn nhiệt tình TS Nguyễn Xuân Tùng, giảng viên Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện, Trường đại học Bách khoa Hà Nội - Người chịu trách nhiệm hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Từ đáy lịng mình, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy tham gia giảng dạy khóa học, thầy cô Viện Điện, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành khóa học Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cán hành Viện Điện Viện Đào tạo Sau đại học giúp đỡ q trình học tập trường Lời cuối cùng, tơi chân thành cảm ơn động viên gia đình, bạn bè, người tạo điều kiện nhiều cho suốt chặng đường học tập qua Trần Quang Hưng TÓM TẮT NỘI DUNG Một vấn đề chất lượng điện phổ biến hệ thống điện sóng hài sụt áp ngắn hạn Sóng hài sinh lan truyền hệ thống việc sử dụng tải phi tuyến, thiết bị điện tử công suất như: máy biến áp, máy điện quay; thiết bị hồ quang phóng điện (lị hồ quang điện, đèn phóng điện); thiết bị điện tử công suất (các nghịch lưu, biến tần)… Sóng hài hệ thống điện gây nhiều vấn đề thiết bị có lõi từ gây phát nóng mức, gây rung động thiết bị quay, làm tải dây trung tính nhiều vấn đề khác cho thiết bị điều khiển Giải pháp loại trừ sóng hài hệ thống điện chia ba nhánh chính: sử dụng lọc thụ động; sử dung lọc tích cực lọc lai ghép hai dạng Bộ lọc tích cực lọc lai ghép có khả loại trừ hầu hết sóng hài phát sinh, nhiên giá thành thiết bị có đắt chi phí bảo dưỡng, tuổi thọ thiết bị vấn đề cần xem xét Luận văn sâu phân tích việc sử dụng thiết bị lọc sóng hài thụ động (gồm thành phần R, L, C) để loại trừ sóng hài hệ thống điện Trong luận văn tìm hiểu qui trình tính tốn thiết kế lọc loại sâu nghiên cứu lựa chọn thơng số tối ưu để cực tiểu hóa chi phí sử dụng đồng thời nhiểu lọc cộng hưởng đơn đảm bảo yêu cầu nâng cao hệ số cơng suất Do q trình tốn tốn phức tạp với nhiều số liệu nên luận văn sử dụng phần mềm MATLAB để hỗ trợ tính toán Về mặt cấu trúc luận văn chia thành chương  Chương 1: Giới thiệu chung chất lượng điện năng, tập trung vào phần sóng hài Các nguyên nhân gây sóng hài, ảnh hưởng sóng hài tới hệ thống thiết bị trình bày chương  Chương 2: Giới thiệu giải pháp loại trừ sóng hài hệ thống điện Chương sâu phân tích ưu nhược điểm giải pháp sử dụng thiết bị lọc thụ động chủ động Với thiết bị lọc thụ động, luận văn giới thiệu cấu trúc loại lọc thụ động phổ biến, đặc tính làm việc lọc Đồng thời đề xuất hướng nghiên cứu chuyên sâu luận văn  Chương 3: Tìm hiểu qui trình tính toán thiết kế lọc thụ động làm việc đơn lẻ làm sở để tính tốn thiết kế cho trường hợp nhiều lọc cộng hưởng đơn ghép làm việc Chương đề xuất cách thức lựa chọn tối ưu tham số lọc cộng hưởng đơn có nhiều nhánh với nhiệm vụ loại trừ đồng thời nhiều sóng hài bù cơng suất phản kháng  Chương 4: Áp dụng tính toán, kết luận đề xuất hướng nghiên cứu tương lai  Chương 5: Kết luận đề xuất hướng nghiên cứu tương lai DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng biểu Trang Bảng 1.1.1 Phân loại tượng liên quan đến chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn IEEE 1159 - 1995 Bảng 1.3.1 Tiêu chuẩn điện áp theo Thông tư 12 32 13 Bảng 1.4.1 Dạng sóng dịng điện, phổ tầnvà tổng độ méo sóng hài số tải phi tuyến khác 17 Bảng 2.1.1 Phổ tần dòng điện sử dụng chỉnh lưu 12 xung 21 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình vẽ Trang Hình 1.2.1 Phân tích Fourer sóng bị méo dạng 11 Hình 1.2.2 Sóng méo dạng phân tích Furier tương ứng 12 Hình 1.4.1 Điện áp sin qua tải phi tuyến tạo dịng điện khơng sin 14 Hình 1.4.2 Sóng hài sinh tượng bão hòa mạch từ máy biến áp 15 Hình 1.4.3 Dạng sóng phổ dòng pha A máy biến áp hoạt động điều kiện áp 10% điện áp định mức 15 Hình 1.4.4 Dịng điện máy lạnh với THD=6,3% 15 Hình 1.4.5 Dòng điện điều hòa với THD=10,5% 16 Hình 1.4.6 Dạng sóng điện áp & dòng pha A chỉnh lưu 16 Hình 2.1.1 Mạch chỉnh lưu có sử dụng cuộn kháng điều hịa 21 Hình 2.2.1 Bộ lọc thụ động nối tiếp 22 Hình 2.2.2 Bộ lọc thụ động song song 23 Hình 2.3.1 Bộ lọc tích cực bù ngang 24 Hình 2.3.2 Bộ lọc tích cực bù dọc 24 Hình 2.4.1 Bộ lọc hỗn hợp thơng dụng 25 Hình 2.6.1 Cấu hình loại lọc thụ động phổ biến 27 Hình 2.6.2 Đặc tính tổng trở theo tần số lọc cộng hưởng đơn 28 Hình 2.6.3 Đặc tính tổng trở loại lọc thụ động phổ biến 30 Hình 3.1.1 Sơ đồ khối q trình tính tốn lọc cộng hưởng đơn 36 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ SÓNG HÀI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Phân loại chất lượng điện Từ kỷ XX người ta nghiên cứu đưa khái niệm "chất lượng điện ", trở thành khái niệm gây tranh cãi ngày nhiều bất đồng việc sử dụng khái niệm này, cách định nghĩa áp dụng cho xác Trong nhiều tài liệu châu Âu Mỹ, "chất lượng điện năng" hiểu chất lượng sản phẩm điện nhà cung cấp phân phối cho hộ sử dụng Có thể phân loại vấn đề chất lượng điện cách sơ bao gồm:  Mất cân dòng điện & điện áp  Sụt giảm điện áp, điện áp  Chớp nháy điện áp  Quá độ điện áp  Sóng hài Theo tiêu chuẩn IEEE 1159 - 1995, tượng chất lượng điện phân loại sau: Bảng 1.1.1 Phân loại tượng liên quan đến chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn IEEE 1159 - 1995 Thời gian tồn Loại Dải tần Biên độ Quá độ 1.1 Quá độ xung 1.1.1 Nanosecond < 50 ns 1.1.2 Microsecond 50 ns – ms 1.1.3 Milisecond > ms o Thành phần hài bậc 13: Ih13= 6.5 [A] #1 #2 Vmes RRL 0.7 [MW] Nguon 0.3 [MVAR] Tai tuyen tinh Com Bus Pulse Bridge 0.8 [ohm] 2000.0 [uF] 37.0 [ohm] 7th #2 AO 0.974 [H] 0.417 [uF] 0.497 [H] 26.6 [ohm] 11th 0.417 [uF] 16.9 [ohm] 0.201 [H] 0.417 [uF] 14.4 [ohm] 0.145 [H] 0.417 [uF] 13th #1 AM GM KB Tai phi tuyen 5th Bo loc bac cong huong don bac 5, 7, 11, 17 Hình 4.1.1 Sơ đồ lưới điện cần lắp đặt lọc u cầu: tính tốn tham số cho lọc sóng hài bậc 5; bậc 7; bậc 11; bậc 13 Chi tiết bước tính tốn sau: Bước 1: Xác định lượng CSPK hệ lọc cần đảm bảo để nâng hệ số công suất Lượng CSPK lọc cần phát để nâng hệ số công suất từ 0.633  0.85 tải 30MVA là: Qyeu cau = 7.42 MVar Giá trị 7.42 MVar lượng CSPK thực cần, có thêm kháng lượng cơng suất phản kháng phát hệ tụ - kháng khác Bước 2: Lựa chọn tần số cộng hưởng lọc hệ số chất lượng Lựa chọn tần số cộng hưởng: chọn thấp từ 3-15% tần số sóng hài cần loại trừ  chọn giá trị tần số cộng hưởng thấp 5%  tần số cộng hưởng là: 47 Sóng hài Tần số cộng hưởng lựa chọn (hi) Bậc Bậc Bậc 11 Bậc 13 4.75 6.65 10.45 12.35 Ví dụ với sóng hài bậc tần số 250 Hz lọc bậc tính tốn cộng hưởng tần số 4.75*50= 237.5Hz Hệ số chất lượng Q lọc lựa chọn mức trung bình Q=40 Bước 3: Đề xuất hệ số giá tiền, chi phí cho tụ kháng Chi phí cố định chi chí phụ thuộc cho tụ kháng thay đổi tùy theo hãng sản xuất chất lượng sản phẩm Tuy nhiên với mục đích minh họa q trình tính tốn giả thiết sử dụng giá trị sau:  CDC =1.000.000 (đồng)  CDL =1.500.000 (đồng)  PTC = 150.000 (đồng/kVar)  PTL = 110.000 (đồng/kVar)  Pv=10.38 (hệ số qui đổi dòng tiền thời gian tại, với r=0.05 N=15 năm)  kc=0.4 (kW/Mvar)  c=700 (đồng/kWh)  Q=40  V=35kV 4.2 Giới thiệu phần mềm Matlab cơng cụ tính tốn tối ưu có sẵn 4.2.1 Giới thiệu phần mềm Matlab MATLAB chương trình phần mềm lớn dành cho tính tóan kỹ thuật ta dùng MATLAB để:  Tính tốn 48  Phát triển thuật tóan  Thu thập liệu  Mơ hình mơ  Phân tích liệu  Vẽ đồ thị  Giao diện đồ họa MATLAB tên viết tắt từ “MATrix LABoratory” Như tên phần mềm cho thấy, phần cốt lõi phần mềm liệu lưu dạng array (ma trận) phép tính tóan ma trận, giúp việc tính tóan MATLAB nhanh thuận tiện so với lập trình C hay FORTRAN Đặc biệt, khả tính tóan MATLAB dễ dàng mở rộng thông qua toolbox Toolbox tập hợp hàm MATLAB (M-file) giúp giải tóan cụ thể MATLAB gồm phần chính:  Development Environment: cơng cụ giúp ta sử dụng hàm tập tin MATLAB Nó bao gồm: MATLAB desktop, Command Window, a command history, an editor, debugger, browsers for viewing help, the workspace, files, the search path  MATLAB Mathematical Function Library: tập hợp hàm tóan học sum, sine, số học, v.v  MATLAB Language (scritp): ngơn ngữ lập trình bậc cao  Graphics: công cụ giúp hiễn thị liệu dạng đồ thị Ngịai cịn cho phép xây dựng giao diện đồ họa  MATLAB Application Program Interface (API): thư viện cho phép ta sử dụng hức tính tóan MATLAB chương trình C hay FORTRAN Giao diện 49 Command Window: Đây cửa sổ làm việc MATLAB Tại ta thực tòan việc nhập liệu xuất kết tính tóan Dấu nháy >> báo hiệu chương trình sẵn sàng cho việc nhập liệu Ta kết thúc việc nhập liệu cách nhấn phím Enter MATLAB thực thi dòng lệnh mà ta nhập vào Command Window trả kết Command Window Command History: Lưu lại tất lệnh mà ta nhập vào Command Window Ta xem lại tất lậnh cách dùng scroll bar, hay thực lại lệnh cách nhấp kép lên dịng lệnh Ngịai ta cịn cut, paste, delete lệnh Workspace browser: MATLAB liệu lưu biến Workspace browser liệt kê tất biến mà ta sử dụng MATLAB Nó cung cấp thơng tin kích thước, loại liệu Ta truy cập trực tiếp vào liệu cách nhấn kép vào biến để hiễn thị Array editor Launch pad: cho phép người dùng truy cập nhanh vào Toolbox, phần Help Editor: dùng để sọan thảo debug M-file MATLAB Current Directory Browser: xem file thư mục hành 50 Hình 4.2.1 Giao diện Matlab Hình 4.2.2 Giao diện của sổ soạn thảo lệnh 4.2.2 Công cụ tính tốn tối ưu Matlab Matlab cung cấp nhiều cơng cụ có sẵn phục vụ cho việc tính tốn tối ưu hàm thiết lập, Bộ cơng cụ tối ưu hóa cho phép:  Tối thiểu phi tuyến không ràng buộc (Unconstrained nonlinear minimization)  Tối thiểu phi tuyến có ràng buộc (Constrained nonlinear minimization)  Quy họach tuyến tính tồn phương (Quadratic and linear programming)  Và nhiều công cụ khác Trong luận văn sử dụng cơng cụ tính tốn tìm cực tiểu hàm phi tuyến có ràng buộc (constrained nonlinear minimization) Lệnh cho phép thực tính tốn “fmincon” 51 Hàm fmincon cho phép tìm cực tiểu hàm phi tuyến đa biến có ràng buộc, cấu trúc hàm sau: Lệnh thực hiện: [x,fval] = fmincon(fun,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub) Khi lệnh thực hiện, Matlab tìm giá trị nhỏ hàm “fun” với giả thiết nghiệm ban đầu x0 (x0 vec tơ) Các ràng buộc gồm có:  Thỏa mãn bất đẳng thức A.x≤b; Nếu khơng có điều kiện ràng buộc đặt A=[] & b=[] tập rỗng  Thỏa mãn ràng buộc đẳng thức Aeq.x=beq Nếu khơng có điều kiện ràng buộc đặt Aeq=[] & beq=[] tập rỗng  lb ub: giới hạn biến cần tìm  fval: giá trị cực tiểu hàm tìm sau trình tính tốn 4.3 Kết tính tốn dựa Matlab nhận xét Các số liệu hàm tối ưu đưa vào mơi trường Matlab để tính tốn, chi tiết dòng lệnh thể phần phụ lục Kết tính tốn cơng cụ tính tốn tối ưu Matlab sau: 52 Bậc sóng hài 11 13 Thông số Phân bố Phân bố tối ưu Q5 (MVar) 1.855 4.7634 C5 (µF) 4.6065 11.8288 L5 (mH) 97.4862 37.9641 Chi phí 2.9299e+009 2.9683e+009 Q7 (MVar) 1.855 1.4072 C7 (µF) 4.7111 3.5739 L7 (mH) 48.6332 64.1091 Chi phí 8.7200e+008 7.4550e+008 Q11 (MVar) 1.855 0.6831 C11 (µF) 4.7760 1.7588 L11 (mH) 19.4270 52.7546 Chi phí 6.6935e+008 3.1020e+008 Q13 (MVar) 1.855 0.5663 C13 (µF) 4.7885 1.4619 L13 (mH) 13.8728 45.4405 Chi phí 6.4050e+008 2.4639e+008 5.1117e+009 4.2704e+009 Chi phí tính tốn phương án Chênh lệch chi phí tính tốn 16.4586 % hai phương án Đồ thị biểu diễn chi phí tính tốn cho loại lọc theo phương án phân bố phân bố tối ưu 53 3.50E+09 Chi phí tính tốn cho loại lọc 3.00E+09 2.50E+09 2.00E+09 Phân bố 1.50E+09 Phân bố tối ưu 1.00E+09 5.00E+08 0.00E+00 Bậc Bậc Bậc 11 Bậc 13 Nhận xét: Kết tính tốn cho thấy phương pháp phân bố lượng công suất phản kháng cần phát cho lọc có chi phí tính tốn lớn nhiều so với phương án phân bố tối ưu Giải pháp phân bố tối ưu có chi phí tính tốn thấp tới 16% so với phân bố đơn giản Các tham số tính tốn mang tính chất minh họa, giá trị thay đổi tùy theo tình với giá trị cụ thể 54 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 5.1 Kết luận Luận văn nghiên cứu tượng chất lượng điện năng, tập trung chủ yếu sóng hài hệ thống điện Các nguyên nhân, nguồn phát sóng hài, ảnh hưởng sóng hài đến thiết bị hệ thống điện phân tích chi tiết Các giải pháp loại trừ sóng hài trình bày cách tổng hợp bao gồm nhiều phương thức dùng lọc thụ động, lọc tích cực lọc lại ghép nhiều giải pháp khác liên quan đến hệ thống Giải pháp loại trừ sóng hài lọc thụ động đề xuất nội dung luận văn Đây giải pháp có chi phí thấp, lọc dễ dàng bảo trì lắp đặt sử dụng phổ biến Tuy nhiên lọc loại có số nhược điểm gây nên tượng cộng hưởng song song với hệ thống, đặc tính lọc lọc thay đổi tùy theo hệ thống (tổng trở hệ thống), thiết bị bị già hóa theo thời gian làm đặc tính lọc bị biến đổi Trong cơng nghiệp lọc công hưởng đơn (single tuned filter) sử dụng phổ biến nhất, luận văn tập trung nghiên cứu lọc Luận văn trình bày qui trình cần thiết để tính tốn lựa chọn lọc cộng hưởng đơn làm tiền đề cho việc tính tốn có nhiều lọc cộng hưởng đơn làm việc Với trường hợp cần lắp đặt nhiều lọc cộng hưởng đơn với tần số cộng hưởng khác vấn đề nảy sinh cực tiểu hóa chi phí cho hệ lọc Luận văn xây dựng mối liên hệ lượng công suất phản kháng lọc cần phát tham số phần tử lọc, từ tìm chi phí tính tốn cần thiết cho lọc riêng lẻ Khi ghép nhiều lọc đơn với điều kiện ràng buộc tổng công suất phản kháng hệ lọc phải lượng CSPK yêu cầu phụ tải để nâng cao hệ số công suất 55 Dựa ràng buộc hàm chi phí tính tốn xây dựng, luận văn sử dụng cơng cụ tính tốn tối ưu Matlab để tìm cực tiểu chi phí Hàm Matlab sử dụng hàm “fmincon” Kết tính tốn cho thấy rằng, với số liệu ví dụ trình bày phương án phân bố tối ưu công suất phản kháng cho lọc đem lại chi phí tính tốn nhỏ tới 16% so với phương án tính tốn phân bố đơn giản 5.2 Hướng nghiên cứu tương lai Luận văn dừng nghiên cứu lọc cộng hưởng đơn, nhiên nhiều loại lọc thụ động với cấu hình khác, loại lọc hướng nghiên cứu luận văn tương lai Thêm vào đó, tương lai luận văn sâu nghiên cứu trường hợp công suất tụ liên tục mà biến rời rạc Đây trạng thực tế nhà sản xuất tụ thường sản xuất theo gam công suất cố định khó để đặt hàng tụ với tham số 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Zubair Ahmed Memon, Mohamm Aslam Uquaili Harmonics Mitigation of Industrial Power System Using Passive Filters Mehran University Research Journal of Engineering & Technology April, 2012, Vol 31, 2 An Investigation on the Selection of Filter Topologies for Passive Filter Applications Alexandre B Nassif, Wilsun Xu, Walmir Freitas 3, s.l : IEEE Transactions on Power Delivery, 2009, Vol 24 Rosa, Francisco C De La Harmonics and Power Systems s.l : CRC Press, 2008 Ewald Fuchs, Mohammad A S Masoum Power Quality in Power Systems and Electrical Machines s.l : Elsevier Academic Press , 2008 ISBN: 978-0123695369 Lê Trọng Vinh, Trần Minh Tồn Giáo trình phương pháp tính Matlab s.l : Nhà xuất Bách Khoa, Hà Nội 57 PHỤ LỤC Phụ lục trình bày câu lệnh sử dụng Matlab để tính tốn cho ví dụ Chương luận văn clc clear all close all format short % Bac song hai can loai tru h5=4.75; h7=6.65; h11=10.45; h13=12.35; % Dien ap dinh muc cua mang dien v=35000; % Bien cac phan song hai I5=60.3; I7=17.3; I11=8; I13=6.5; % Chi phi cho tu va khang KCcodinh=2E6; KCphuthuoc=150; KLcodinh=2.5E6; KLphuthuoc=250; % Gia 1kWh dien nang ton that c=0.7; % He so chat luong cua bo loc Q=40; % he so ton hao cong suat bo tu kc=0.4E-3; % Tong luong CSPK yeu cau Qyeucau=7.42E6; % He so qui doi dong tien ve thoi gian hien tai Pv=10.38; % Cac he so cua bo loc bac m5=3*h5^2*v/(h5^2-1); A05=m5; A5=1/(3*v^2); B5=9*I5^4*v^2/(h5^2); C5=I5^2+3*I5^2/h5^2; n5=3; D05=n5; D5=1/(9*(h5^2-1)^2); E5=I5^4*v^4*h5^2/(h5^2-1)^2; F5=(h5^2*v^2*I5^2+v^2*I5^2)/(3*(h5^2-1)^2); 58 % Cac he so cua bo loc bac m7=3*h7^2*v/(h7^2-1); A7=1/(3*v^2); B7=9*I7^4*v^2/(h7^2); C7=I7^2+3*I7^2/h7^2; n7=3; D7=1/(9*(h7^2-1)^2); E7=I7^4*v^4*h7^2/(h7^2-1)^2; F7=(h7^2*v^2*I7^2+v^2*I7^2)/(3*(h7^2-1)^2); % Cac he so cua bo loc bac 11 m11=3*h11^2*v/(h11^2-1); A11=1/(3*v^2); B11=9*I11^4*v^2/(h11^2); C11=I11^2+3*I11^2/h11^2; n11=3; D11=1/(9*(h11^2-1)^2); E11=I11^4*v^4*h11^2/(h11^2-1)^2; F11=(h11^2*v^2*I11^2+v^2*I11^2)/(3*(h11^2-1)^2); % Cac he so cua bo loc bac 13 m13=3*h13^2*v/(h13^2-1); A13=1/(3*v^2); B13=9*I13^4*v^2/(h13^2); C13=I13^2+3*I13^2/h13^2; n13=3; D13=1/(9*(h13^2-1)^2); E13=I13^4*v^4*h13^2/(h13^2-1)^2; F13=(h13^2*v^2*I13^2+v^2*I13^2)/(3*(h13^2-1)^2); %====================================================================% Thiet lap ham fun = @(x) ((KCcodinh+KCphuthuoc*(m5*sqrt(A5*x(1)^2+B5*x(1)^2+C5))+(Pv*8760*kc*x(1)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n5*sqrt(D5*x(1)^2+E5*x(1)^-2+F5)))+ (Pv*8760*c*(x(1)^2/(3*v^2)+I5^2)*h5*v^2/((h5^2-1)*Q*x(1)))+ (KCcodinh+KCphuthuoc*(m7*sqrt(A7*x(2)^2+B7*x(2)^2+C7))+(Pv*8760*kc*x(2)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n7*sqrt(D7*x(2)^2+E7*x(2)^-2+F7)))+ (Pv*8760*c*(x(2)^2/(3*v^2)+I7^2)*h7*v^2/((h7^2-1)*Q*x(2)))+ (KCcodinh+KCphuthuoc*(m11*sqrt(A11*x(3)^2+B11*x(3)^2+C11))+(Pv*8760*kc*x(3)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n11*sqrt(D11*x(3)^2+E11*x(3)^-2+F11)))+ (Pv*8760*c*(x(3)^2/(3*v^2)+I11^2)*h11*v^2/((h11^2-1)*Q*x(3)))+ (KCcodinh+KCphuthuoc*(m13*sqrt(A13*x(4)^2+B13*x(4)^2+C13))+(Pv*8760*kc*x(4)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n13*sqrt(D13*x(4)^2+E13*x(4)^-2+F13)))+ (Pv*8760*c*(x(4)^2/(3*v^2)+I13^2)*h13*v^2/((h13^2-1)*Q*x(4)))); % Cac rang buoc 59 constr = @(x) sum(x); Aeq = [1 1 1]; beq = Qyeucau; lb = zeros(1,4); % Nghiem khoi dau va cac lua chon tinh x0 = [200;200;200;200]; options = optimset('Algorithm','interior-point'); % Lenh tinh toan tim cuc tieu [x, fval] = fmincon(fun,x0,[],[],Aeq,beq,lb,[],[],options); % Hien thi ket qua disp('Cong suat cua moi bo loc theo tinh toan phan bo toi uu (MVar)') disp(['x = ']);disp(x*10^-6) disp('Ham chi phi tinh toan theo phan bo toi uu'); disp(fval) Q5=x(1); Q7=x(2); Q11=x(3); Q13=x(4); disp('Chi phi tinh toan cho tung bo loc theo phan bo toi uu') K5TU=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m5*sqrt(A5*x(1)^2+B5*x(1)^2+C5))+(Pv*8760*kc*x(1)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n5*sqrt(D5*x(1)^2+E5*x(1)^-2+F5)))+ (Pv*8760*c*(x(1)^2/(3*v^2)+I5^2)*h5*v^2/((h5^2-1)*Q*x(1))) K7TU=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m7*sqrt(A7*x(2)^2+B7*x(2)^2+C7))+(Pv*8760*kc*x(2)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n7*sqrt(D7*x(2)^2+E7*x(2)^-2+F7)))+ (Pv*8760*c*(x(2)^2/(3*v^2)+I7^2)*h7*v^2/((h7^2-1)*Q*x(2))) K11TU=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m11*sqrt(A11*x(3)^2+B11*x(3)^2+C11))+(Pv*8760*kc*x(3)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n11*sqrt(D11*x(3)^2+E11*x(3)^-2+F11)))+ (Pv*8760*c*(x(3)^2/(3*v^2)+I11^2)*h11*v^2/((h11^2-1)*Q*x(3))) K13TU=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m13*sqrt(A13*x(4)^2+B13*x(4)^2+C13))+(Pv*8760*kc*x(4)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n13*sqrt(D13*x(4)^2+E13*x(4)^-2+F13)))+ (Pv*8760*c*(x(4)^2/(3*v^2)+I13^2)*h13*v^2/((h13^2-1)*Q*x(4))) % Tinh toan voi truong hop luong CSPK duoc chia deu cho cac bo loc x(1)=Qyeucau/4; x(2)=x(1); x(3)=x(1); x(4)=x(1); disp('Chi phi tinh toan cho tung bo loc theo phan bo deu') K5PBD=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m5*sqrt(A5*x(1)^2+B5*x(1)^2+C5))+(Pv*8760*kc*x(1)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n5*sqrt(D5*x(1)^2+E5*x(1)^-2+F5)))+ (Pv*8760*c*(x(1)^2/(3*v^2)+I5^2)*h5*v^2/((h5^2-1)*Q*x(1))) K7PBD=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m7*sqrt(A7*x(2)^2+B7*x(2)^2+C7))+(Pv*8760*kc*x(2)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n7*sqrt(D7*x(2)^2+E7*x(2)^-2+F7)))+ (Pv*8760*c*(x(2)^2/(3*v^2)+I7^2)*h7*v^2/((h7^2-1)*Q*x(2))) 60 K11PBD=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m11*sqrt(A11*x(3)^2+B11*x(3)^2+C11))+(Pv*8760*kc*x(3)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n11*sqrt(D11*x(3)^2+E11*x(3)^-2+F11)))+ (Pv*8760*c*(x(3)^2/(3*v^2)+I11^2)*h11*v^2/((h11^2-1)*Q*x(3))) K13PBD=(KCcodinh+KCphuthuoc*(m13*sqrt(A13*x(4)^2+B13*x(4)^2+C13))+(Pv*8760*kc*x(4)*c))+ (KLcodinh+KLphuthuoc*(n13*sqrt(D13*x(4)^2+E13*x(4)^-2+F13)))+ (Pv*8760*c*(x(4)^2/(3*v^2)+I13^2)*h13*v^2/((h13^2-1)*Q*x(4))) KQ_phan_bo_deu =(K5PBD+K7PBD+K11PBD+K13PBD); disp('Ham chi phi tinh toan theo phan bo deu'); disp(KQ_phan_bo_deu) Hieu_qua=100*(KQ_phan_bo_deu-fval)/KQ_phan_bo_deu % Tham so cua cac phan tu cua cac bo loc (C: mF; L; mH) disp('Tham so cua cac phan tu voi phan bo toi uu') Xc5=(h5^2*v^2/(h5^2-1))/Q5; C5=1E6/(2*pi*50*Xc5) XL5=Xc5/h5^2; L5=XL5*1000/(2*pi*50) Xc7=(h7^2*v^2/(h7^2-1))/Q7; C7=1E6/(2*pi*50*Xc7) XL7=Xc7/h7^2; L7=XL7*1000/(2*pi*50) Xc11=(h11^2*v^2/(h11^2-1))/Q11; C11=1E6/(2*pi*50*Xc11) XL11=Xc11/h11^2; L11=XL11*1000/(2*pi*50) Xc13=(h13^2*v^2/(h13^2-1))/Q13; C13=1E6/(2*pi*50*Xc13) XL13=Xc13/h13^2; L13=XL13*1000/(2*pi*50) disp('Tham so cua cac phan tu voi phan bo deu') Xc5=(h5^2*v^2/(h5^2-1))/x(1); C5=1E6/(2*pi*50*Xc5) XL5=Xc5/h5^2; L5=XL5*1000/(2*pi*50) Xc7=(h7^2*v^2/(h7^2-1))/x(2); C7=1E6/(2*pi*50*Xc7) XL7=Xc7/h7^2; L7=XL7*1000/(2*pi*50) Xc11=(h11^2*v^2/(h11^2-1))/x(3); C11=1E6/(2*pi*50*Xc11) XL11=Xc11/h11^2; L11=XL11*1000/(2*pi*50) Xc13=(h13^2*v^2/(h13^2-1))/x(4); C13=1E6/(2*pi*50*Xc13) XL13=Xc13/h13^2; L13=XL13*1000/(2*pi*50) 61 ... thành phần hài bậc 3n 3, bậc 6, bậc )  Sử dụng lọc sóng hài: giải pháp thường sử dụng phổ biến phụ tải Các lọc sóng hài chia lọc sóng hài thụ động lọc sóng hài chủ động, lọc sóng hài kiểu lai... phần chi phí lọc Bộ lọc thường yêu cầu thiết kế với chi phí nhỏ đảm bảo hiệu lọc sóng hài cung cấp lượng CSPK cần thiết Chi phí cho lọc ngồi chi phí đầu tư cho thiết bị cịn cần xét tới chi phí. .. lọc thụ động kiểu song song Cấu hình lọc thụ động bù ngang Hình 2.2.2 22 Tải Thanh tổng Nguồn HT Tải phi tuyến L Ih C Bộ lọc Hình 2.2.2 Bộ lọc thụ động song song Bộ lọc thụ động LC bù ngang thiết