1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải

117 12 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Các Phương Pháp Sa Thải Phụ Tải
Tác giả Đỗ Hữu Kiệt
Người hướng dẫn PGS.TS. Quyền Huy Ánh
Trường học Trường Đại Học
Chuyên ngành Kỹ Thuật Điện
Thể loại luận văn thạc sĩ
Định dạng
Số trang 117
Dung lượng 4,83 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI (40)
    • 1.1 Tổng quan các kết quả nghiên cứu (16)
    • 1.2 Các kỹ thuật sa thải phụ tải đang áp dụng (18)
      • 1.2.1 Sa thải phụ tải dưới tần số (UFLS) (19)
      • 1.2.2 Sa thải phụ tải dưới điện áp (UVLS) (21)
      • 1.2.3 Các hạn chế của các kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống (24)
      • 1.2.4 Sa thải phụ tải thích nghi (25)
      • 1.2.5 Các phương pháp sa thải phụ tải thông minh ILS (Intelligent Load Shedding) (26)
        • 1.2.5.1 Phương pháp ứng dụng mạng neural (ANN) (31)
        • 1.2.5.2 Ứng dụng điều khiển mờ trong sa thải phụ tải (33)
        • 1.2.5.4 Ứng dụng thuật toán di truyền (GA) trong sa thải phụ tải (35)
        • 1.2.5.5 Ứng dụng tối ưu hóa bầy đàn (PSO) trong sa thải phụ tải (36)
        • 1.2.5.6 Ưu và nhược điểm của các kỹ thuật tính toán (37)
    • 1.3 Nhận xét (38)
  • CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN CẤP AHP VÀ MÔ HÌNH MỜ HÓA (112)
    • 2.1 Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP (40)
    • 2.2 Thuật toán AHP (40)
    • 2.3 Mô hình mờ hóa và luật hoạt động (42)
  • CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DƯỚI TẦN SỐ DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY LOGIC VÀ AHP (0)
    • 3.1 Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuật toán AHP (44)
    • 3.2 Kỹ thuật mờ hóa tần số và mờ hóa đồ thị phụ tải (48)
      • 3.2.1 Mờ hóa tần số hệ thống (48)
      • 3.2.2 Mờ hóa đồ thị phụ tải (48)
  • CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT THỬ NGHIỆM TRÊN HỆ THỐNG 37 BUS 9 MÁY PHÁT (0)
    • 4.1 Nghiên cứu trường hợp sự cố mất một máy phát điện trong hệ thống 37 bus, 9 máy phát sử dụng chương trình sa thải phụ tải dựa trên thuật toán Fuzzy logic và AHP (51)
      • 4.1.1 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống làm việc ở trạng thái bình thường (70%) (63)
      • 4.1.2 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 80% tải (70)
      • 4.1.3 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 90% tải (78)
      • 4.1.4 Khảo sát sự cố máy phát trong trường hợp hệ thống đạt 100% tải (85)
      • 4.1.5 Khảo sát sự cố máy phát LAUF69 trong trường hợp hệ thống đạt 83% tải (0)
    • 4.2 Nghiên cứu trường hợp sự cố ngắn mạch tại thanh góp (96)
      • 4.2.1 Ngắn mạch tại thanh góp JO345 (97)
      • 4.2.2 Ngắn mạch tại thanh góp SLACK 345 (104)
    • 4.3 So sánh hiệu quả phục hồi tần số và mức sa thải phụ tải (109)
      • 4.3.1 Phương pháp sa thải theo tần số, theo thứ tự dV/dt tính đến độ nhạy của điện áp (109)
      • 4.3.2 Phương pháp sa thải theo tần số, không theo thứ tự dV/dt tính đến độ nhạy của điện áp (110)
      • 4.3.3 Phương pháp sa thải phụ tải theo các bước dựa trên sự thay đổi tần số (110)
    • 4.4 Kết luận (111)
  • CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI (0)
    • 5.1 Kết luận (112)
    • 5.2 Hướng phát triển đề tài (113)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (114)

Nội dung

Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải

TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI

Tổng quan các kết quả nghiên cứu

Chất lượng điện năng hiện nay là yếu tố quyết định trong việc cung cấp điện cho các ngành công nghiệp và hộ tiêu thụ Khách hàng ngày càng yêu cầu cao hơn, không chỉ về công suất mà còn về độ ổn định của nguồn điện Sự cung cấp tải phải tỷ lệ thuận với khả năng phát của nguồn điện, đồng thời ngành điện cần dự trữ một nguồn đủ lớn để đáp ứng nhu cầu thay đổi Tuy nhiên, hệ thống điện hiện vẫn gặp nhiều nhiễu loạn, dẫn đến tình trạng mất điện chưa được khắc phục.

Các sự cố và nhiễu loạn trong hệ thống điện thường xuất phát từ việc mất điện của máy phát điện hoặc do sự thay đổi đột ngột của tải Khi xảy ra sự cố, hệ thống điện dễ gặp phải tình trạng mất ổn định, với mức độ mất ổn định phụ thuộc vào thời gian và cường độ của các nhiễu loạn.

Tiêu chuẩn đánh giá ổn định chất lượng điện năng trong hệ thống bao gồm tần số và điện áp Sự thay đổi của một trong hai thông số này có thể gây ra mất cân bằng công suất và dẫn đến nhiễu loạn trong hệ thống.

Tần số ảnh hưởng đến công suất tác dụng, trong khi điện áp tác động đến công suất phản kháng Sự bất ổn về tần số hoặc điện áp có thể gây ra nhiễu loạn, và nếu tình trạng này kéo dài, nó sẽ dẫn đến sự tan rã của hệ thống.

Sau khi xảy ra nhiễu loạn, việc khôi phục nhanh chóng các thông số về trạng thái ban đầu hoặc đưa hệ thống về điểm ổn định mới là rất quan trọng để ngăn chặn sự sụp đổ của hệ thống Một trong những phương pháp được lựa chọn là sa thải phụ tải Tuy nhiên, số lượng tải cần ngắt và thời gian cắt là những yếu tố quyết định quan trọng trong việc ổn định hệ thống Do đó, việc lựa chọn phương pháp sa thải phụ tải tối ưu trở thành vấn đề cần thiết và cấp bách.

Nhiều phương pháp đã được phát triển để sa thải phụ tải và phục hồi hệ thống, được áp dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp năng lượng toàn cầu Phần lớn các phương pháp này dựa trên sự suy giảm tần số trong hệ thống.

Việc sa thải tải quá mức gây bất tiện cho khách hàng, do đó các phương pháp truyền thống đã được cải tiến Sự phát triển của kỹ thuật sa thải phụ tải dựa trên tần số và tốc độ thay đổi của tần số giúp dự đoán chính xác hơn lượng phụ tải cần sa thải, từ đó nâng cao độ chính xác trong quá trình này.

Gần đây, sự chú ý đến vấn đề ổn định điện áp trong hệ thống điện đã gia tăng do tình trạng mất điện Giảm điện áp thường là kết quả của sự nhiễu loạn, nhưng cũng có thể do cung cấp không đủ công suất phản kháng Điều này đã thúc đẩy các nhà nghiên cứu phát triển các kỹ thuật nhằm duy trì sự ổn định điện áp.

Để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu trong chương trình sa thải tải, việc lựa chọn thiết bị thu thập dữ liệu hệ thống là rất quan trọng Các bộ phận đo lường pha thường được sử dụng để thu thập dữ liệu thời gian thực, giúp phản ánh đúng các giá trị thực tế.

Sa thải tải dựa trên tiêu chí ưu tiên, nhằm giữ lại những phụ tải quan trọng nhất và duy trì các tải công nghiệp có chi phí cao Do đó, yếu tố kinh tế đóng vai trò quan trọng trong các kế hoạch sa thải tải.

Một phương pháp tiếp cận thông minh thường được áp dụng là kết hợp nhiều bước riêng biệt để xử lý tải Tổng số lượng tải cần sa thải sẽ được chia nhỏ và thực hiện theo thứ tự giảm dần của tần số.

Khi tần số giảm đến điểm nhận đầu tiên, phần trăm tổng phụ tải sẽ được sa thải Nếu tần số tiếp tục giảm và đạt đến điểm nhận thứ hai, tỷ lệ phần của tải còn lại sẽ bị sa thải Quá trình này tiếp diễn cho đến khi tần số tăng trở lại trên giới hạn dưới Số lượng tải bị sa thải ở mỗi bước là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của chương trình.

Giảm tải trong mỗi bước giúp giảm thiểu khả năng sa thải tải quá mức Khi xem xét số lượng tải bị sa thải và lượng tải sa thải ở mỗi bước, cần chú ý đến yêu cầu công suất phản kháng của từng tải Thường thì, các nhiễu loạn như mất một máy phát điện sẽ gây ra điện áp giảm Một phương pháp hiệu quả để phục hồi điện áp là giảm phụ tải công suất phản kháng Do đó, khi tải tiêu thụ công suất phản kháng cao, chúng sẽ được cắt giảm trước tiên, từ đó cải thiện biên độ điện áp.

Các kỹ thuật sa thải phụ tải đang áp dụng

Có nhiều phương pháp sa thải phụ tải và phục hồi hệ thống đã được phát triển và áp dụng trong ngành năng lượng toàn cầu Các kỹ thuật sa thải phụ tải chủ yếu được phân loại thành ba nhóm: kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống, kỹ thuật sa thải phụ tải thích nghi và kỹ thuật sa thải phụ tải thông minh Hình 1.1 cung cấp cái nhìn tổng quan về các kỹ thuật này.

1.2.1 Kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống

Sa thải phụ tải bằng relay tần số hoặc điện áp là phương pháp phổ biến để điều khiển ổn định tần số và điện áp trong lưới điện, giúp duy trì tính ổn định trong các điều kiện cần thiết Khi tần số hoặc điện áp giảm xuống dưới mức đã cài đặt, các relay sẽ phát tín hiệu để cắt giảm từng mức phụ tải, từ đó ngăn chặn sự suy giảm tần số và điện áp cùng với các tác động tiêu cực đi kèm.

1.2.1 Sa thải phụ tải dưới tần số (UFLS)

Sa thải phụ tải dưới tần số (UFLS) là biện pháp quan trọng được áp dụng trong trường hợp sự cố nghiêm trọng, khi tần số giảm nhanh do mất máy phát điện Theo tiêu chuẩn IEEE, UFLS cần được thực hiện nhanh chóng nhằm ngăn chặn tần số hệ thống điện giảm bằng cách giảm tải để đảm bảo cân bằng công suất phát điện hiện có Để thực hiện điều này, giá trị ngưỡng tần số được thiết lập, và giá trị tần số tối thiểu chấp nhận phụ thuộc vào thiết bị trong hệ thống, bao gồm các loại máy phát điện, thiết bị phụ trợ và tuabin Các relay UFLS sẽ được khởi động để sa thải một lượng tải cố định nhằm duy trì sự ổn định cho hệ thống điện.

Các kỹ thuật sa thải phụ tải

Các kỹ thuật sa thải phụ tải thích nghi

Các kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống

Các kỹ thuật sa thải phụ tải thông minh

UFLS sa thải phụ tải dưới tần số

UVLS sa thải phụ tải dưới điện áp

Adaptive Neuro Fuzzy Infernce System (ANFIS)

Hình 1.1: Tổng quan về các kỹ thuật sa thải phụ tải trong hệ thống điện

Phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) được xác định qua các bước cụ thể nhằm ngăn ngừa sự cố tan rã lưới điện khi tần số giảm xuống dưới ngưỡng cho phép Các nhà vận hành hệ thống truyền tải điện châu Âu (ENTSOE) đã đề xuất các bước cần thiết để thực hiện việc sa thải dưới tần số.

 Giai đoạn đầu tiên tự động sa thải phụ tải nên được khởi đầu ở 49 Hz

 Tại 49 Hz, ít nhất 5% tổng mức tải tiêu thụ nên được sa thải

 Một mức 50% tải định mức nên được cắt bằng cách sử dụng relay dưới tần số trong dải tần số từ 49,0-48,0 Hz

 Trong mỗi bước, sa thải không quá 10% tải thì được khuyên cáo

 Thời gian trễ cắt tối đa nên là 350 ms bao gồm cả thời gian vận hành máy cắt

Sa thải phụ tải dưới tần số là biện pháp được nhiều nhà vận hành hệ thống điện áp dụng, bao gồm Hội đồng Điều phối độ tin cậy bang Florida (FRCC), khu vực Đại Tây Dương MAAC, Hội đồng điện tin cậy của Texas ERCOT và Hệ thống điện Việt Nam.

Bảng 1.1: Các bước sa thải tải của FRCC

Tần số sa thải tải (Hz)

Lƣợng tải sa thải (phần trăm tổng tải)

Tổng số lƣợng tải sa thải (%)

Mỗi bước tần số tương ứng với một lượng tải nhất định bị sa thải, với tần số thấp nhất là 58,2Hz và tổng công suất sa thải đạt mức cao nhất là 56%.

Bảng 1.2: Các bước sa thải tải của MAAC

Số lượng phần trăm tổng tải sa thải Tần số cài đặt sa thải tải (Hz)

Bảng 1.3: Chương trình sa thải tải của ERCOT

Tần số sa thải Tải sa thải

59.3 Hz 5% Tải hệ thống (Tổng 5%)

58.9 Hz Cộng thêm 10% tải hệ thống (Tổng 15%)

58.5 Hz Cộng thêm 10% tải hệ thống (Tổng 25%) Đối với các máy phát điện, hoạt động điều tần được thực hiện như sau:

 Tại 49.8 Hz, chế độ khởi động nhanh nhà máy phải được thực hiện và kết nối với lưới điện

Đối với hệ thống điện hoạt động ở tần số 50 Hz (hoặc 60 Hz), tần số tối thiểu được khuyến cáo cho tuabin là 47,5 Hz, nhằm bảo vệ máy phát điện và thiết bị phụ trợ Khi tần số giảm xuống 47,5 Hz, các dịch vụ phụ trợ bắt đầu gặp trục trặc, và tình hình trở nên nghiêm trọng khi tần số đạt 44-46 Hz Việc phát điện ở tần số 47,5 Hz hoặc thấp hơn có thể gây hỏng cánh turbine và giảm tuổi thọ của nó Do đó, việc sa thải phụ tải trong hệ thống điện là cần thiết để ngăn ngừa mất mát máy phát điện, hư hỏng thiết bị và mất điện.

1.2.2 Sa thải phụ tải dưới điện áp (UVLS)

Kỹ thuật UVLS được triển khai nhằm bảo vệ hệ thống điện khỏi sự sụp đổ điện áp, vì nhiều sự cố mất điện lớn trên thế giới thường xuất phát từ vấn đề mất ổn định điện áp Sự mất ổn định này thường xảy ra khi máy phát điện hoặc đường dây bị cắt, hoặc do quá tải Khi đó, nhu cầu công suất phản kháng trong hệ thống truyền tải sẽ thay đổi mạnh mẽ, dẫn đến nguy cơ mất điện nếu không được khôi phục kịp thời Công ty điện lực áp dụng UVLS để ngăn chặn sự mất ổn định điện áp và khôi phục điện áp về mức định mức.

UVLS (Hệ thống giảm tải tự động) được triển khai nhằm bảo vệ hệ thống điện khỏi tình trạng sụp đổ điện áp Khi xảy ra sự cố trên đường dây, sự cố máy phát hoặc gia tăng phụ tải, điện áp hệ thống có thể giảm sút Để duy trì sự ổn định cho điện áp, cần phải sa thải một lượng phụ tải nhất định hoặc điều chỉnh dòng kích từ của máy phát.

Hình 1 2: Sơ đồ phân cấp điều chỉnh tần số trong HTĐ Việt Nam

Vùng tần số dao động cho phép

Vùng điều chỉnh của nhà máy điều tần cấp 1

Vùng điều chỉnh của nhà máy điều tần cấp 1

Tác động của Kỹ sư điều hành HTĐ QG

Tự khởi động theo tần số

Tự động sa thải phụ tải theo tần số

Tác động của Kỹ sư điều hành HTĐ QG

Vùng điều tần của nhà máy điều tần cấp 2

Tự động cắt tổ máy Vùng điều chỉnh của nhà máy điều tần cấp 2

1.2.3 Các hạn chế của các kỹ thuật sa thải phụ tải truyền thống

Các phương pháp điều chỉnh tốc độ và độ chính xác của hệ thống UFLS, UVLS thường gặp hạn chế trong việc cung cấp phương pháp sa thải phụ tải tối ưu Chúng chỉ tuân theo quy tắc định sẵn dựa trên cài đặt của relay dưới tần số hoặc điện áp, dẫn đến việc cắt ra một lượng cố định tải khi tần số lệch khỏi giá trị cho phép Nhược điểm lớn nhất là không ước tính được lượng công suất mất cân bằng, gây ra sa thải quá mức, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và có thể dẫn đến ngưng cung cấp dịch vụ điện, gây thiệt hại cho nền kinh tế Việc sa thải tải quá mức không được ưa chuộng do gây bất tiện cho khách hàng Sự cải tiến trong các phương pháp truyền thống đã thúc đẩy phát triển kỹ thuật sa thải phụ tải dựa trên tần số và tốc độ thay đổi của tần số, giúp dự đoán chính xác hơn lượng phụ tải cần sa thải.

Sau khi đánh giá các thông số cho việc sa thải tải, việc trang bị thiết bị phù hợp để thu thập dữ liệu hệ thống là rất quan trọng nhằm đảm bảo rằng các dữ liệu đưa vào chương trình sa thải phản ánh chính xác các giá trị thực tế Thông thường, các bộ phận đo lường pha được sử dụng để thu thập dữ liệu thời gian thực.

Sa thải phụ tải được thực hiện dựa trên tiêu chí ưu tiên, nhằm đảm bảo rằng các phụ tải quan trọng nhất được giữ lại, trong khi các tải công nghiệp đắt tiền vẫn được duy trì Kinh tế đóng vai trò quan trọng trong kế hoạch sa thải tải Phương pháp tiếp cận thường được sử dụng là chia tổng số lượng tải cần sa thải thành nhiều bước riêng biệt, với việc sa thải diễn ra theo sự suy giảm của tần số Khi tần số giảm đến điểm nhận đầu tiên, một phần trăm nhất định của tổng phụ tải sẽ được sa thải Nếu tần số tiếp tục giảm và đạt đến điểm nhận thứ hai, tỷ lệ phần của tải còn lại sẽ được sa thải Quá trình này tiếp tục cho đến khi tần số tăng trở lại trên giới hạn dưới Số lượng tải bị sa thải trong mỗi bước là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả của chương trình.

1.2.4 Sa thải phụ tải thích nghi

Phương pháp sa thải phụ tải thích nghi dựa vào phương trình chuyển động rotor để ước lượng công suất cần thiết Để xác định sự mất cân bằng công suất trong hệ thống, có thể áp dụng phương trình [12]: t f f.

Công suất mất cân bằng (ΔP) được xác định bởi hằng số quán tính của máy phát (H), tần số định mức (f) và độ thay đổi của tần số (df/dt).

Công thức này áp dụng cho cả hệ thống điện đơn lẻ và hệ thống điện liên kết, cho phép ước lượng sự mất cân bằng công suất khi có sự cố gây ra thay đổi tần số và tốc độ thay đổi tần số (ROCOF) Sau khi ước lượng mất cân bằng công suất, việc sa thải công suất được thực hiện để ổn định tần số hệ thống Relay dựa trên ROCOF là một ví dụ phổ biến về sa thải phụ tải thích nghi, có thể được cải thiện khi sử dụng đồng thời độ lệch tần số và điện áp Phương pháp được đề xuất trong nghiên cứu [13] cho thấy khả năng nâng cao độ tin cậy về ổn định tần số và điện áp, đặc biệt hiệu quả trong các sự cố nghiêm trọng.

Nhận xét

Sa thải phụ tải trong hệ thống điện là một quy trình phức tạp và nhanh chóng, cần thiết để ngăn chặn mất điện hoàn toàn Các sự cố không thể đoán trước trong quá trình vận hành đòi hỏi thời gian thực hiện sa thải rất ngắn Hiện nay, kỹ thuật UFLS truyền thống không còn phù hợp cho các hệ thống điện lớn và phức tạp Những sự cố rã lưới gần đây trên toàn cầu đã làm giảm độ tin cậy của các kỹ thuật UFLS và UVLS, khiến chúng không còn hiệu quả như trước.

Các phương pháp thông thường và một số phương pháp thông minh như Fuzzy logic, di truyền GA, và PSO chủ yếu dựa vào việc sa thải phụ tải dưới điện áp trong điều kiện vận hành ổn định, nhưng không đủ nhanh cho việc sa thải tức thời Hệ thống sa thải phụ tải thực tế cần phản ứng nhanh chóng, và mạng neural có thể cung cấp khả năng tối ưu cho việc này Phương pháp sa thải phụ tải thích nghi sử dụng mạng neural đã được phát triển, cho thấy tốc độ phản ứng của thuật toán ANN nhanh hơn ít nhất 100 lần so với các phương pháp khác.

Trong nhiều nghiên cứu trước đây về mạng nơ-ron nhân tạo (ANN), đầu ra chủ yếu là tổng công suất tác dụng cho việc sa thải phụ tải Tuy nhiên, đầu ra này không phản ánh chính xác số lượng tải cần sa thải trong từng giai đoạn cụ thể Hơn nữa, do tải trong hệ thống điện thường xuyên biến đổi, các thuật toán sa thải phụ tải cần được điều chỉnh và xem xét trong các điều kiện mới hơn để đảm bảo hiệu quả.

Kỹ thuật tính toán sa thải phụ tải thông minh, bao gồm ANN, logic mờ, neurofuzzy ANFIS, thuật toán di truyền (GA), và tối ưu hóa phần tử bầy đàn (PSO), đang được áp dụng hiệu quả trong các hệ thống điện hiện đại, giúp giảm thiểu mất điện và nâng cao độ tin cậy Những công nghệ này cho phép sa thải phụ tải chính xác trong thời gian ngắn, đặc biệt trong các tình huống khẩn cấp, và đã thu hút sự quan tâm nghiên cứu trong những năm gần đây Nghiên cứu này cũng xem xét sự thay đổi của tải trong hệ thống điện, yêu cầu các thuật toán sa thải phụ tải phải được điều chỉnh theo điều kiện mới Mục tiêu là xây dựng một giải thuật dự báo và ngăn ngừa, nhằm thực hiện sa thải phụ tải động phù hợp với các biến đổi cấu hình hệ thống, tải, và các nhiễu loạn đã được xác định, để tránh tình trạng sa thải không đủ hoặc quá mức trong thời gian ngắn.

MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN CẤP AHP

VÀ MÔ HÌNH MỜ HÓA

2.1 Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP

Phương pháp tiếp cận này giúp ra quyết định trong việc tổ chức các đơn vị trong chuỗi giá trị, áp dụng các kỹ thuật của quá trình phân tích hệ thống phân cấp (AHP).

AHP (Analytic Hierarchy Process) là phương pháp hỗ trợ ra quyết định hiệu quả, giúp cân nhắc các phương án và tiêu chí đánh giá một cách tổng hợp Phương pháp này đặc biệt phù hợp cho các tình huống yêu cầu phân tích và định lượng, cho phép đưa ra quyết định khi có nhiều lựa chọn phụ thuộc vào các tiêu chuẩn khác nhau và có sự tương tác phức tạp.

Các bước của thuật toán AHP có thể được trình bày như sau:

Bước 1: Thiết lập mô hình hệ thống phân cấp

PI 4 tiêu chí 4 Đơn vị 1 Đơn vị 2 Đơn vị 3

Hình 2.1: Mô hình mạng phân cấp của việc sắp xếp các đơn vị

Bước 2: Xây dựng ma trận phán đoán

Giá trị của các thành phần trong ma trận phán đoán thể hiện hiểu biết của người sử dụng về tầm quan trọng của mối liên hệ giữa các cặp hệ số.

Ma trận phán đoán có thể được xây dựng dựa trên phương pháp tỷ lệ, cụ thể là "phương pháp tỷ lệ 9" Khi biểu diễn hai chỉ số A và B, mối quan hệ giữa chúng sẽ được thể hiện một cách rõ ràng khi áp dụng "phương pháp tỷ lệ".

 Nếu cả hai chỉ số A và B quan trọng như nhau thì hệ số tỷ lệ sẽ là “1”

 Nếu biểu diễn chỉ số A quan trọng hơn chỉ số B một chút thì hệ số tỷ lệ của

 Nếu biểu diễn chỉ số A quan trọng hơn chỉ số B thì hệ số tỷ lệ của A so với B là “5”

 Nếu biểu diễn chỉ số A quan trọng khá nhiều hơn chỉ số B thì hệ số tỷ lệ của

 Nếu biểu diễn chỉ số A cực kỳ quan trọng hơn chỉ số B thì hệ số tỷ lệ của A so với B là “9”

 Một cách tương tự, “2”, “4”, “6”, “8” là giá trị trung bình của những phán đoán kề cận tương ứng

Để tính toán trị riêng lớn nhất và vector riêng tương ứng của ma trận phán đoán, bạn có thể áp dụng phương pháp lấy căn Phương pháp này giúp xác định trị riêng lớn nhất một cách hiệu quả.

(1) Nhân tất cả các thành phần trong mỗi hàng của ma trận phán đoán. ij i i X

M   , i = 1, …, n; j = 1, …, n (2.1) Ở đây: n là hạng của ma trận phán đoán A, X ij là phần tử của ma trận A

Bằng cách này có được vector riêng của ma trận A,

(4) Tính toán trị riêng lớn nhất  max của ma trận phán đoán

 ( ,j = 1,…, n (2.6) Ở đây: (AW)i đại diện cho thành phần thứ i của vector AW

Bước 4: Sắp xếp phân cấp và kiểm tra tính nhất quán của các kết quả

2.3 Mô hình mờ hóa và luật hoạt động

Lôgic mờ, phát triển từ lý thuyết tập mờ, cho phép thực hiện lập luận xấp xỉ thay vì chính xác như lôgic cổ điển Nó được xem như ứng dụng của lý thuyết tập mờ, giúp xử lý các giá trị thực tế trong những bài toán phức tạp.

M của tam giác số mờ hóa ( , , )

M (2.7) đề cập đến giá trị tối ưu của các số mờ, với l và m là các giá trị quan trọng Trong đó, l là giá trị biên dưới và u là giá trị biên trên Nguyên lý mở rộng của Zadeh được áp dụng cho hai tam giác số mờ hóa để phân tích và xác định các giá trị này.

Hình 2.2: Mô hình cạnh tranh giữa

1 Phép cộng mở rộng được định nghĩa như sau:

2 Phép nhân mở rộng được định nghĩa như sau:

3 Phép nghịch đảo của tam giác số mờ hóa M 1 được định nghĩa như sau:

PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DƯỚI TẦN SỐ DỰA TRÊN THUÂ ̣T TOÁN FUZZY LOGIC VÀ AHP

3.1 Phương pháp sa thải phụ tải dựa trên thuật toán AHP

Phương pháp AHP giúp xác định tầm quan trọng của các đơn vị tải trong hệ thống, từ đó cho phép sa thải những phụ tải kém quan trọng trước, nhằm giảm thiểu thiệt hại.

Bước 1: Xác định các vùng trung tâm tải và các đơn vị tải ở các trung tâm tải

Hình 3.1: Mô hình Fuzzy logic AHP gồm các vùng trung tâm tải và các đơn vị tải

Trong mô hình này, hệ thống có 4 trung tâm tải và có 25 đơn vị tải

Bước 2: Xây dựng mô hình phân cấp Fuzzy logic AHP dựa trên các vùng trung tâm tải và các đơn vị phụ tải xác định ở Bước 1

Luận văn thạc sĩ GVHD: PGS.TS Quyền Huy Ánh

Bước 3 trong mô hình hệ thống phân cấp AHP là xác định các hệ số trọng số quan trọng cho các trung tâm tải và các nút tải thông qua việc sử dụng ma trận phán đoán.

Ma trận phán đoán A-PI và A-LD được xây dựng để thể hiện tầm quan trọng giữa các trung tâm tải và mối quan hệ giữa các tải trong mỗi trung tâm Giá trị của các thành phần trong ma trận này phản ánh kinh nghiệm và tri thức của chuyên gia về tầm quan trọng của mối liên hệ giữa các cặp hệ số.

Ma trận phán đoán A-PI:

Mức quan trọng của trung tâm tải thứ i, ký hiệu là w ki, là một giá trị chưa được xác định Tỷ lệ w ki /w kj thể hiện mức quan trọng tương đối giữa tâm phụ tải thứ i và tâm phụ tải thứ j Giá trị này có thể được xác định dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia hoặc người vận hành hệ thống.

Ma trận phán đoán A-LD:

MÔ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN CẤP AHP VÀ MÔ HÌNH MỜ HÓA

PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI DƯỚI TẦN SỐ DỰA TRÊN THUẬT TOÁN FUZZY LOGIC VÀ AHP

KHẢO SÁT THỬ NGHIỆM TRÊN HỆ THỐNG 37 BUS 9 MÁY PHÁT

Ngày đăng: 01/12/2021, 14:17

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt, Bảo Vệ Rơle & Tự Động Hóa Trong Hệ Thống Điện, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM 2005 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bảo Vệ Rơle & Tự Động Hóa Trong Hệ Thống Điện
Nhà XB: Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM 2005
[2] PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt, TS. Phan Thị Thanh Bình, Ngắn Mạch & Ổn Định Trong Hệ Thống Điện, Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM 2005.TIẾNG NƯỚC NGOÀI Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ngắn Mạch & Ổn Định Trong Hệ Thống Điện
Nhà XB: Nhà xuất bản ĐHQG Tp.HCM 2005. TIẾNG NƯỚC NGOÀI
[14] Seyedi, H., and Sanaye-Pasand, M., “Design of new load shedding special protection schemes for a double area power system,” Amer. J. Appl. Sci., Vol.6, No. 2, pp. 317–327, 2009 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Design of new load shedding special protection schemes for a double area power system
[4] H.Mokhlis, J.A Laghari, A.H.A Bakar, M. Karimi, A Fuzzy Based Under- Frequency Load Shedding Scheme for Islanded Distribution Network Connected with DG Khác
[5] Florida Reliability Coordinating Council, (2001) FRCC standards handbook Khác
[7] Lukic M, Kuzle I, Tesnjak S. An adaptive approach to setting underfrequency load shedding relays for an isolated power system with private generation. 9th Mediterranean Electrotech Conf 1998 Khác
[8] Zin AAM, Hafiz HM, Wong WK. Static and dynamic under-frequency load shedding: a comparison. Int Conf Power Syst Technol 2004 Khác
[9] Mohd Zin AA, Mohd Hafiz H, Aziz MS. A review of under-frequency load shedding scheme on TNB system. Proc Natl Power Energy Conf 2004 Khác
[10] El-Sadek MZ. Preventive measures for voltage collapses and voltage failures in the Egyptian power system. Electr Power Syst Res 1998 Khác
[11] Amraee T, Mozafari B, Ranjbar AM. An improved model for optimal under voltage load shedding: particle swarm approach. IEEE Power India Conf 2006 Khác
[12] Saadat H. Power system analysis. 1st ed. Singapore: McGraw-Hill; 1999 Khác
[13] Tang J, Liu J, Ponci F, Monti A. Adaptive load shedding based on combined frequency and voltage stability assessment using synchrophasor measurements.IEEE T Power Syst 2013 Khác
[15] Haidar AMA, Mohamed A, Al-Dabbagh M, Hussain A. Vulnerability assessment and control of large scale interconnected power systems using neural networks and neuro-fuzzy techniques. Power Eng Conf 2008:1–6 Khác
[16] Haidar AMA, Mohamed A, Hussain A, Jaalam N. Artificial intelligence application to Malaysian electrical power system. Exp Syst Appl 5023–31, 2010 Khác
[17] Hsu CT, Kang MS, Chen CS. Design of adaptive load shedding by artificial neural networks. IET Gener Transm Dis 2005;152:415–21 Khác
[18] Hooshmand R, Moazzami M. Optimal design of adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks in isolated power system. Int J Electr Power 2012;42:220–8 Khác
[19] Moazzami M, khodabakhshian A. A new optimal adaptive under frequency load shedding using artificial neural networks. Iranian Conf on Electr Eng (ICEE) 2010:824–9 Khác
[20] Kottick D, Or O. Neural-networks for predicting the operation of an underfrequency load shedding system. IEEE T Power Syst 1996;11:1350–8 Khác
[21] Novosel D, King RL. Using artificial neural networks for load shedding to alleviate overloaded lines. IEEE T Power Deliver 1994;9:425–33 Khác
[22] Purnomo MH, Patria CA, Purwanto E. Adaptive load shedding of the power system based on neural network. TENCON Proc Comput, Commun, Control Power Eng 2002:1778–81 Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1: Tổng quan về các kỹ thuật sa thải phụ tải trong hệ thống điện - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 1.1 Tổng quan về các kỹ thuật sa thải phụ tải trong hệ thống điện (Trang 19)
Hình 3.4: Kỹ thuật mờ hóa tần số - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 3.4 Kỹ thuật mờ hóa tần số (Trang 48)
Bảng 4.1: Dữ liệu tải trong hệ thống 37 bus khi hệ thống đạt 70%, 80%, 90%, 100% phụ tải cực đại - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.1 Dữ liệu tải trong hệ thống 37 bus khi hệ thống đạt 70%, 80%, 90%, 100% phụ tải cực đại (Trang 53)
Bảng 4.22: Giá trị các hệ số quan trọng của đơn vị tải được tính toán bởi AHP - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.22 Giá trị các hệ số quan trọng của đơn vị tải được tính toán bởi AHP (Trang 60)
Bảng 4.23: Sắp xếp các đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng của phụ tải Wij giảm dần. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.23 Sắp xếp các đơn vị phụ tải theo giá trị hệ số quan trọng của phụ tải Wij giảm dần (Trang 61)
Bảng 4.25: Danh sách các máy phát. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.25 Danh sách các máy phát (Trang 63)
Giá trị tần số khi có sự cố được trình bày ở Hình 4.8 - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
i á trị tần số khi có sự cố được trình bày ở Hình 4.8 (Trang 65)
Hình 4.7: Giá trị tần số sau khi phục hồi - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.7 Giá trị tần số sau khi phục hồi (Trang 65)
Bảng 4.27: Thứ tự sa thải phụ tải - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.27 Thứ tự sa thải phụ tải (Trang 66)
Hình 4.9: Giá trị tần số sau khi phục hồi - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.9 Giá trị tần số sau khi phục hồi (Trang 66)
Hình 4.12: Tần số khi xảy ra sự cố - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.12 Tần số khi xảy ra sự cố (Trang 68)
Hình 4.21: Giá trị tần số sau khi phục hồi - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.21 Giá trị tần số sau khi phục hồi (Trang 76)
Hình 4.24: Tần số khi xảy ra sự cố - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.24 Tần số khi xảy ra sự cố (Trang 78)
Giá trị tần số khi có sự cố được thể hiện ở Hình 4.26 - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
i á trị tần số khi có sự cố được thể hiện ở Hình 4.26 (Trang 79)
Hình 4.29: Giá trị tần số sau khi phục hồi. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.29 Giá trị tần số sau khi phục hồi (Trang 81)
Hình 4.32: Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.32 Các phương án và tổng lượng tải cần sa thải tại các máy phát khi sự cố xảy ra (Trang 84)
Hình 4.35: Biểu diễn giá trị tần số phục hồi sau khi sa thải tải. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.35 Biểu diễn giá trị tần số phục hồi sau khi sa thải tải (Trang 86)
Hình 4.39: Giá trị tần số sau khi phục hồi. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.39 Giá trị tần số sau khi phục hồi (Trang 88)
Hình 4.44: Kỹ thuật mờ hóa tần số - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.44 Kỹ thuật mờ hóa tần số (Trang 93)
Hình 4.43: Tần số hệ thống khi máy phát LAUF69 gặp sự cố ở mức tải 83% - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.43 Tần số hệ thống khi máy phát LAUF69 gặp sự cố ở mức tải 83% (Trang 93)
Bảng 4.48: Chiến lược điều khiển sa thải phụ tải tương ứng các mức tải và tần số - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.48 Chiến lược điều khiển sa thải phụ tải tương ứng các mức tải và tần số (Trang 95)
Hình 4.46: Tần số hệ thống phục hồi sau khi sa thải ở mức tải 83% - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.46 Tần số hệ thống phục hồi sau khi sa thải ở mức tải 83% (Trang 96)
Hình 4.49: Giá trị tần số sau khi cắt giảm tải - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.49 Giá trị tần số sau khi cắt giảm tải (Trang 98)
Bảng 4.51: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.51 Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm (Trang 99)
Hình 4.55: Tần số khi bus JO345 phục hồi. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.55 Tần số khi bus JO345 phục hồi (Trang 103)
Bảng 4.55: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.55 Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm (Trang 105)
Hình 4.58: Mô tả giá trị tần số khi bus SLACK345 mở. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.58 Mô tả giá trị tần số khi bus SLACK345 mở (Trang 106)
Bảng 4.56: Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Bảng 4.56 Số lượng tải và thứ tự tải cần cắt giảm (Trang 107)
Hình 4.61:Tần số khi xảy ra sự cố máy phát LAUF69 - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.61 Tần số khi xảy ra sự cố máy phát LAUF69 (Trang 109)
Hình 4.63: Tần số sau khi cắt giảm tải. - Nghiên cứu các phương pháp sa thải phụ tải
Hình 4.63 Tần số sau khi cắt giảm tải (Trang 110)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN