GIỚI THIỆU
Tổng quan các công trình nghiên cứu
1.2.1 Tổng qu n phương pháp quy hoạch nguồn:
Quy hoạch mở rộng nguồn phát là bước đầu tiên quan trọng trong quy hoạch dài hạn, cần xác định thời điểm, vị trí và mục đích đặt nhà máy phát Nghiên cứu trong [1] đề xuất việc tích hợp nguồn năng lượng tái tạo bằng mô hình cây quyết định, cho phép mô phỏng sự không chắc chắn trong bài toán quy hoạch Bài báo cũng phân tích khả năng cạnh tranh lâu dài khi kết hợp nguồn năng lượng tái tạo với nguồn truyền thống, nhằm cải thiện độ tin cậy hệ thống, giảm tổn thất và chi phí Trong [2], quy hoạch mở rộng nguồn phát dài hạn sử dụng hệ thống động và giải thuật di truyền, cung cấp phương pháp giúp quản lý thị trường phát triển kế hoạch đầu tư nguồn phát dài hạn.
Bài viết so sánh ba đối thủ cạnh tranh và cung cấp cái nhìn sâu sắc về các giải pháp bền vững hơn Nghiên cứu độ nhạy được tiến hành nhằm hỗ trợ các nhà đầu tư và cơ quan quản lý nhà nước trong việc theo dõi sự phát triển của nhu cầu điện và giá điện Nghiên cứu đã ứng dụng và so sánh các kỹ thuật meta-heuristic trong bài toán quy hoạch mở rộng nguồn phát, đề xuất quy trình lập bản đồ ảo và hệ số phạt để nâng cao hiệu quả của các kỹ thuật này Chín kỹ thuật heuristic đã được áp dụng cho ba trường hợp thử nghiệm nhằm giải quyết bài toán cực tiểu chi phí GEP Kết quả cho thấy hiệu quả của các kỹ thuật meta-heuristic được cải thiện khi tích hợp quy trình lập bản đồ ảo và hệ số phạt, giúp khắc phục hạn chế của quy hoạch động Giải pháp tối ưu hóa đạt được trong thời gian hợp lý, trong đó phương pháp heuristic lai thể hiện hiệu quả tốt hơn, giúp tránh các cực tiểu địa phương trong bài toán có kích thước lớn.
1.2.2 Tổng qu n phương pháp dùng thiết bị Facts:
Trong bài toán TEP, việc mở rộng hệ thống điện thông qua việc thêm thiết bị Facts giúp tăng khả năng truyền tải Nghiên cứu đã chỉ ra rằng thiết bị Facts có thể khắc phục vấn đề điện áp thấp và nghẽn mạch trong các dự án truyền tải, với mục tiêu tối thiểu hóa tổng chi phí xây dựng và vận hành hệ thống tương lai Các mô phỏng trên hệ thống Garver 6 nút cho thấy một số ứng viên dễ bị tổn thương trong trường hợp trì hoãn, như quá tải và đứt đường dây Việc thêm nhiều đường dây không nhất thiết làm cho hệ thống mạnh mẽ hơn, mà phụ thuộc vào cách bố trí hợp lý Hệ thống điện quy mô lớn thường mạnh mẽ hơn so với hệ thống nhỏ và việc sử dụng thiết bị Facts có hiệu quả trong việc loại bỏ nghẽn mạch và điện áp thấp, đảm bảo độ tin cậy và an ninh cho hệ thống điện Tuy nhiên, bài báo cũng nêu rõ nhược điểm của TCSC, có thể gây quá điện áp trên đường dây lắp đặt.
Thiết bị FACTS nâng cao khả năng điều khiển hệ thống điện và tăng cường khả năng truyền tải công suất, là giải pháp hiệu quả cho các dự án trì hoãn Bài báo đề xuất phương pháp quy hoạch mở rộng mạng lưới điện trong điều kiện không chắc chắn, so sánh giữa đầu tư vào đường dây truyền tải và thiết bị FACTS Sự kết hợp này mang lại linh hoạt trong đầu tư cho cả quy hoạch ngắn hạn và dài hạn Phương pháp LSM được áp dụng để tối ưu hóa các kế hoạch mở rộng, cải thiện khả năng thích nghi với các kịch bản tương lai không chắc chắn Cuối cùng, đạt được sự cân bằng tối ưu giữa đầu tư vào đường dây truyền tải và thiết bị FACTS, đảm bảo tiến độ phát triển hệ thống truyền tải phù hợp với thị trường điện.
1.2.3 Tổng qu n phương pháp thêm đường dây mới:
Trong nghiên cứu [6], mục tiêu là tìm ra cấu trúc tối ưu với chi phí đầu tư thấp nhất và loại bỏ nghẽn mạch đường dây bằng cách sử dụng thuật toán xấp xỉ ngoài Kết quả cho thấy hiệu quả của mô hình này trong hệ thống điện 39 nút Để mở rộng hệ thống truyền tải, nghiên cứu [7] đề xuất sử dụng giải thuật heuristic nhằm tối thiểu hóa chi phí kéo thêm đường dây mới do sự phát triển của phụ tải trong tương lai Giải pháp này cho thấy độ chính xác cao hơn so với phương pháp thêm dây ngẫu nhiên, và hiệu quả của thuật toán được chứng minh qua việc tích hợp phân tích độ nhạy để xem xét chi phí các nhánh dây trong hệ thống Garver 6 nút.
Nghiên cứu về 5 thuật bầy đàn tiến hóa rời rạc đã chỉ ra rằng mô hình đề xuất đạt được giải pháp chất lượng tốt hơn với ít đàn hơn và ít lặp lại hơn so với các thuật toán bầy đàn cổ điển Bài báo trình bày quy hoạch mở rộng mạng lưới truyền tải để giảm thiểu tác động từ sự cố mất điện, đề xuất kéo thêm đường dây mới và tính toán cho các vấn đề kinh tế liên quan Mô hình không chắc chắn về sự cố có chủ đích được xây dựng dựa trên các giả thuyết phân tích khả năng xảy ra sự cố, với phương pháp hỗn hợp nguyên bộ phân phi tuyến Kết quả cho thấy phương pháp này cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà quy hoạch mạng lưới, giúp cân bằng giữa giảm thiểu thiệt hại và chi phí đầu tư Hơn nữa, quy hoạch mở rộng truyền tải trong môi trường phi quy chế hóa cần những tiêu chí và cách tiếp cận mới, bao gồm việc giới thiệu công cụ xác suất mới và xác định các tiêu chí theo cơ chế thị trường Phương pháp này khuyến khích cạnh tranh giữa các bên tham gia, đảm bảo mọi khách hàng đều có cơ hội tiếp cận nguồn điện giá rẻ, đồng thời giảm thiểu bất ổn trong hệ thống điện.
Bài báo này trình bày kế hoạch mở rộng truyền tải điện trong bối cảnh thị trường năng lượng tự do, nhấn mạnh việc đánh giá rủi ro và chi phí liên quan đến đầu tư, hoạt động, tắc nghẽn và độ tin cậy của hệ thống Phương pháp được áp dụng cho hệ thống thử nghiệm 30 nút IEEE, sử dụng thuật toán di truyền kết hợp với lập trình tuyến tính để giải quyết các vấn đề phức tạp Kế hoạch mở rộng được đề xuất nhằm tạo ra môi trường công bằng cho tất cả các thành viên thị trường, đồng thời so sánh kết quả giữa mô hình truyền thống và mô hình mới Bài báo cũng đề cập đến thách thức trong quy hoạch truyền tải khi ngành điện được tự do hóa, với sự tham gia của các công ty khác nhau trong lĩnh vực phát điện, truyền tải và phân phối.
Bảy phương pháp được đề xuất có hai đặc điểm quan trọng: đầu tiên, chúng chấp nhận mục tiêu quy hoạch định hướng thị trường nhằm tối đa hóa giá trị hiện tại từ việc mở rộng, phù hợp với mục tiêu bãi bỏ quy định; thứ hai, GA là một phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy để tối ưu hóa các mục tiêu quy hoạch Phương pháp này đã được thử nghiệm trên hệ thống IEEE 14 bus và mô hình NEM đơn giản, với kết quả phân tích so sánh với thông tin từ các hệ thống thực tế So với các phương pháp truyền thống, phương pháp đề xuất cho thấy khả năng tạo ra quy hoạch mở rộng với chi phí xây dựng thấp hơn và doanh thu truyền tải cao hơn Công việc tiếp theo sẽ kiểm tra phương pháp này trên các hệ thống quy mô lớn và so sánh với các phương pháp khác để đánh giá hiệu quả và tác động kinh tế lâu dài Hơn nữa, phương pháp sẽ được mở rộng để điều chỉnh quy hoạch truyền tải theo tốc độ phát triển phụ tải theo thời gian.
1.2.4 Tổng qu n phương pháp quy hoạch nguồn kết hợp lắp đặt thêm đường dây mới:
Mô hình quy hoạch hệ thống điện truyền tải được chia thành hai loại: mô hình tĩnh và mô hình động Mô hình tĩnh thường được sử dụng cho quy hoạch trong một giai đoạn duy nhất, không xem xét đầu tư vốn lắp đặt thiết bị qua nhiều thời điểm, mà chỉ xác định một phương án tối ưu cho một năm Ngược lại, mô hình động, như được trình bày trong tài liệu [13], áp dụng phương pháp đơn hình để quy hoạch phát triển mở rộng hệ thống điện, xem xét nhiều giai đoạn đầu tư qua các năm nhằm xác định phương án phát triển tối ưu cho từng giai đoạn Các thông số cấu trúc của hệ thống điện bao gồm các yếu tố liên quan đến nguồn phát và đường dây truyền tải điện chính, cùng với mức công suất máy phát và sản lượng điện năng tối ưu của các nhà máy.
Chi phí của hệ thống điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chi phí nhiên liệu, chi phí lắp đặt tổ máy và đường dây, cùng với khấu hao thiết bị và tổn thất điện truyền tải hàng năm Tối ưu hóa cấu trúc hệ thống điện thường thuộc về bài toán đa mục tiêu với hàm mục tiêu phi tuyến Việc tuyến tính hóa hàm mục tiêu và các phương trình ràng buộc giúp áp dụng thuật toán quy hoạch tuyến tính, từ đó tối ưu hóa cấu trúc hệ thống điện Chương trình sử dụng phương pháp đơn hình cho phép tính toán chi phí tối thiểu và đảm bảo các điều kiện ràng buộc về công suất truyền tải, đồng thời xem xét mức dự trữ công suất và nhiên liệu Kết quả nghiên cứu đã thiết kế tối ưu hóa cấu trúc hệ thống điện lực, bao gồm quy hoạch công suất nguồn máy phát và thiết kế đường dây truyền tải điện, với sự chú ý đến điều phối kinh tế công suất và các ràng buộc kỹ thuật của hệ thống.
Mở rộng hệ thống lưới truyền tải điện với 30 nút giúp loại bỏ tình trạng nghẽn mạch, đồng thời tối ưu hóa chi phí đầu tư cho đường dây Phương pháp được đề xuất đảm bảo đáp ứng đầy đủ các ràng buộc cần thiết.
Tìm hiểu giải thuật heuristic lai
Tìm hiểu chương trình tính phân bố công suất
Mô hình toán học cho bài toán TEP đã được xây dựng, sử dụng phần mềm Matlab và thuật toán heuristic lai để tối ưu hóa giải pháp, nhằm giảm thiểu chi phí kéo thêm.
9 đường dây mới Ứng dụng tính toán bài toán TEP trên hệ thống điện chuẩn IEEE 30 nút
Các phương pháp nghiên cứu sẽ được vận dụng trong luận văn này là:
Thu thập các tài liệu liên quan đến luận văn nghiên cứu
Sử dụng mô hình lý thuyết mạch điện trong xây dựng thuật toán
Mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm Matlab
Phân tích kết quả mô phỏng và đƣa ra nhận xét
Xác định vị trí nghẽn mạch trong hệ thống điện là bước quan trọng để tìm ra vị trí tối ưu cho giải pháp kéo đường dây Việc này giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống điện và đảm bảo cung cấp điện ổn định.
Chương 1: Giới thiệu lý do và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Chương 2: Tổng quan về mô hình hóa hệ thống truyền tải điện trong bài toán mở rộng, các phương pháp giải đã được áp dụng cũng như giới thiệu về giải thuật heuristic lai
Chương 3: Phương pháp luận, toán hóa mô hình để giải bài toán quy hoạch mở rộng hệ thống truyền tải
Chương 4: ết quả mô phỏng hệ thống truyền tải 30 nút IEEE
Chương 5: Đưa ra kết luận và hướng phát triển của đề tài.
Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu sẽ được vận dụng trong luận văn này là:
Thu thập các tài liệu liên quan đến luận văn nghiên cứu
Sử dụng mô hình lý thuyết mạch điện trong xây dựng thuật toán
Mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm Matlab
Phân tích kết quả mô phỏng và đƣa ra nhận xét.
ết quả
Xác định vị trí nghẽn mạch trong hệ thống điện là bước quan trọng để tìm ra điểm tối ưu cho giải pháp kéo đường dây Việc này giúp cải thiện hiệu suất hoạt động của hệ thống điện và đảm bảo cung cấp điện ổn định.
Chương 1: Giới thiệu lý do và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Chương 2: Tổng quan về mô hình hóa hệ thống truyền tải điện trong bài toán mở rộng, các phương pháp giải đã được áp dụng cũng như giới thiệu về giải thuật heuristic lai
Chương 3: Phương pháp luận, toán hóa mô hình để giải bài toán quy hoạch mở rộng hệ thống truyền tải
Chương 4: ết quả mô phỏng hệ thống truyền tải 30 nút IEEE
Chương 5: Đưa ra kết luận và hướng phát triển của đề tài.
TỔNG QUAN
Tổng quan mô hình hóa hệ thống truyền tải điện trong bài toán mở rộng lưới
Trong tính toán ở chế độ xác lập, việc lựa chọn mô hình nguồn điện phù hợp phụ thuộc vào vai trò và công suất của nhà máy điện trong hệ thống điện.
Mô hình nguồn điện công suất nhỏ thích hợp cho các máy phát không trang bị thiết bị điều chỉnh điện áp, chủ yếu là các trạm phát điện có công suất nhỏ.
Mô hình nguồn điện có công suất vừa và lớn là nhà máy điện duy trì điện áp thông qua thiết bị điều chỉnh điện áp Việc này được thực hiện bằng cách điều chỉnh công suất phản kháng từ nguồn phát Tuy nhiên, khoảng điều chỉnh điện áp này có giới hạn, do ảnh hưởng của dòng phần ứng, dòng kích từ và điều kiện làm việc ổn định trong chế độ kích từ.
Mô hình máy bù đồng bộ và tụ bù
Mô hình nút cân bằng là một khái niệm quan trọng trong lưới điện, xuất phát từ tổn thất công suất không thể dự đoán trong quá trình tính toán chế độ Khi chọn nguồn điện làm nút cân bằng, chỉ số suất điện áp và góc pha thường được thiết lập bằng 0, mà không đưa ra công suất phát Công suất phát của nút cân bằng sẽ được xác định thông qua điều kiện cân bằng công suất, bao gồm cả công suất phụ tải và tổn thất trong mạng lưới.
Tùy theo tính chất của mạng điện và mục đích của việc tính toán chế độ, mô hình phụ tải điện có các dạng:
Phụ tải được xác định bởi công suất không đổi là một mô hình chính xác cho các thiết bị có khả năng điều chỉnh điện áp Giả thiết này cho rằng điện áp tại tất cả các nút trong mạng điện đều đạt mức điện áp định mức.
Phụ tải đƣợc mô hình hóa bằng tổng trở hay tổng dẫn
Phụ tải được mô hình hóa bằng các đường đặc tính tĩnh
2.1.3 Mô hình các phần tử thụ động:
Tất cả các đường dây trong hệ thống điện được đặc trưng bởi các thông số như điện trở, điện kháng, điện dung và điện dẫn Điện kháng và điện dung chịu ảnh hưởng từ trường và điện trường xung quanh dây dẫn Những thông số này là cần thiết để phát triển mô hình đường dây truyền tải phục vụ cho phân tích hệ thống điện Việc tính toán chính xác mức độ ảnh hưởng của các thông số đường dây khá phức tạp, do đó, tùy thuộc vào yêu cầu về độ chính xác của mô hình và mục đích nghiên cứu, có thể sử dụng mô hình đường dây hình hoặc mô hình thông số rải.
Mô hình đường dây hình cho các đường dây điện áp từ 100kV trở lên thường không xem xét sự phân bố đồng đều của các thông số Thay vào đó, có thể sử dụng các thông số tập trung như điện trở tác dụng, cảm kháng, điện dẫn tác dụng và dung dẫn của đường dây để phân tích chế độ xác lập của mạng điện.
Mô hình đường dây thông số rải là cần thiết cho việc tính toán chế độ xác lập của các đường dây siêu cao áp, đặc biệt là những đường dây có điện áp lớn hơn hoặc bằng 330kV.
12 chiều dài lớn hơn 250-300km và có thể mô phỏng nhiều trạng thái hoạt động của đường dây đặc biệt là hiện tượng truyền sóng và phản xạ sóng
Các loại máy biến áp phổ biến trong các trạm điện bao gồm máy biến áp hai cuộn dây, máy biến áp ba cuộn dây và máy biến áp tự ngẫu Những thiết bị này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của mạng lưới và hệ thống điện.
Tụ bù mắc nối tiếp với đường dây (bù dọc) nhằm giảm điện kháng của đường dây đƣợc thay bằng dung kháng
Các bài toán quy hoạch mở rộng lưới truyền tải được xây dựng dựa trên phương pháp toán hóa mô hình, nhằm tìm ra giải pháp tối ưu thông qua việc áp dụng các giải thuật phù hợp với các ràng buộc đã xác định Mỗi bài toán bao gồm các biến, hàm mục tiêu và các ràng buộc cụ thể.
Hàm mục tiêu là một hàm liên quan đến các biến, được sử dụng để tối ưu hóa bài toán mở rộng lưới, tập trung vào việc giảm thiểu chi phí đầu tư và chi phí vận hành.
Ràng buộc trong các mô hình toán về mở rộng lưới bao gồm các điều kiện xây dựng, giới hạn trên và dưới của các biến, cũng như công suất của nguồn Các ràng buộc chủ yếu tập trung vào việc kiểm soát quá tải đường dây và đảm bảo cân bằng công suất.
Mô hình tối ƣu hóa có dạng đầy đủ nhƣ sau:
Cực tiểu hàm mục tiêu: C(x) Ràng buộc: g(x) f(x)=a Trong đó: x: biến quyết định
C(x): hàm mục tiêu f(x): phương trình cân bằng g(x): phương trình ràng buộc
Các biến quyết định có thể là số thực hoặc số nguyên, và các hàm C, g có thể là liên tục hoặc rời rạc Chúng có thể mang tính tuyến tính hoặc phi tuyến, đồng thời có thể rõ ràng hoặc không rõ ràng.
Các hàm mục tiêu bao gồm: cực tiểu chi phí vận hành, cực tiểu tổn thất công suât tác dụng… [14]
2.2 Tổng qu n các phương pháp đã được áp dụng: Để giải bài toán quy hoạch lưới điện thì ta giải các bài toán về quy hoạch tuyến tính, quy hoạch động, thuật toán nhánh và cận, phương pháp hình học Tuy nhiên cũng còn có một số hạn chế trong tính toán khi ứng dụng vào thực tế Các phương pháp để giải bài toán có sự tác động qua lại giữa các biến Tuy nhiên, số lƣợng các biến rất lớn và các ràng buộc rất phức tạp nên các cộng cụ tối ƣu hóa sẽ khó giải quyết cho những bài toán tối ưu lớn Một số phương pháp thường sử dụng trong quy hoạch mở rộng lưới truyền tải được trình bày bên dưới.
Tổng quan các phương pháp đã được áp dụng
2.2.1 Phương pháp tìm kiếm Tabu:
Thuật toán tìm kiếm Tabu hoạt động bằng cách bắt đầu từ một giải pháp ban đầu và di chuyển giữa các giải pháp láng giềng nhằm giảm giá trị của hàm mục tiêu Nó điều chỉnh các khu phố của giải pháp đã tìm thấy, giúp khám phá những khu vực chưa được khai thác trong không gian tìm kiếm Các yếu tố khác nhau có thể được lưu trữ trong bộ nhớ, với nhiều loại danh sách Tabu, bao gồm danh sách chứa các giải pháp truy cập gần đây hoặc các giải pháp bị loại trừ do một thuộc tính cụ thể Trong quá trình thăm dò, có nguy cơ bỏ lỡ các giải pháp chất lượng tốt, do đó tiêu chuẩn nguyện vọng được áp dụng để cho phép ghi đè trạng thái Tabu của một giải pháp và đưa nó vào các thiết lập cho phép.
Tabu tìm kiếm là một phương pháp hiệu quả trong việc khám phá không gian giải pháp, với đặc điểm nổi bật là không chấp nhận giải pháp mới nếu nó dẫn đến các con đường đã được điều tra Điều này giúp đảm bảo rằng các khu vực mới trong không gian giải pháp được khám phá, nhằm tránh các cực tiểu địa phương và hướng đến việc tìm ra giải pháp tối ưu.
Thuật toán Genetic Algorithm (GA) là một phương pháp tối ưu hóa hiệu quả cho bài toán phân bổ công suất trong mạng điện lớn, được phát minh bởi Holland vào đầu những năm 1975 GA hoạt động dựa trên nguyên lý tìm kiếm toàn cục ngẫu nhiên, mô phỏng quá trình chọn lọc tự nhiên, với quần thể các giải pháp được mã hóa dưới dạng chuỗi nhị phân gọi là nhiễm sắc thể Kết quả của thuật toán được thể hiện qua các ký hiệu mã hóa, giúp tối ưu hóa việc phân bổ công suất trong hệ thống điện.
Nhiễm sắc thể, hay còn gọi là NST, đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa giải pháp bằng cách trao đổi thông tin và sử dụng các toán tử mượn từ gen tự nhiên Hàm mục tiêu được sử dụng để tính toán là nhằm tối thiểu hóa chi phí đầu tư, đồng thời đảm bảo các ràng buộc như công suất máy phát, điện áp các nút và tụ bù nằm trong giới hạn cho phép Thời gian tính toán có thể được rút ngắn bằng cách phân chia các ràng buộc thụ động trong giới hạn mềm thông qua bài toán dòng công suất truyền thống Kết quả được so sánh với các phương pháp khác như thuật toán di truyền (GA) và phương pháp EP, trong đó GA nổi bật với tính đơn giản, khả năng tổng quát hóa và khả năng tìm ra nhiều kết quả đồng thời, nâng cao khả năng tìm kiếm kết quả tối ưu toàn cục GA có ưu điểm chính là tìm ra kết quả gần tối ưu trong thời gian ngắn hơn so với các phương pháp dò tìm ngẫu nhiên khác như Simulated Annealing hay quy hoạch động Tuy nhiên, GA cũng phụ thuộc nhiều vào hàm tương thích, tỉ lệ lai và đột biến, cũng như sơ đồ mã hóa các bit và độ dốc của không gian dò tìm.
Thuật toán di truyền sở hữu một mô hình toán học tổng quát hơn phương pháp tìm kiếm Tabu, với hàm mục tiêu tập trung vào chi phí sản xuất và truyền tải.
Giải thuật Tối ưu hóa Bầy kiến (ACO) được phát triển dựa trên hành vi tìm kiếm thực phẩm của kiến Ban đầu, những con kiến khám phá ngẫu nhiên khu vực xung quanh tổ cho đến khi phát hiện nguồn thực phẩm Sau khi đánh giá số lượng và chất lượng thực phẩm, chúng mang một phần trở về tổ và để lại pheromone trên đường đi Sự hiện diện của pheromone làm tăng khả năng các con kiến khác chọn tuyến đường này Nếu con kiến tìm thấy thực phẩm, nó sẽ quay lại và tiếp tục tăng cường dấu vết pheromone, tạo thành một con đường rõ ràng Tuy nhiên, theo thời gian, pheromone sẽ bay hơi, làm giảm độ rõ của con đường.
Thuật toán tối ưu hóa đàn kiến (ACO) sử dụng mô hình kiến nhân tạo để giải quyết các bài toán tối ưu hóa khó khăn Khi kiến thực tế di chuyển, chúng để lại dấu vết pheromone trên các tuyến đường, với xác suất thấp hơn cho những tuyến đường dài hơn do sự bay hơi theo thời gian ACO mô phỏng quá trình này, cho phép một thuộc địa kiến nhân tạo hợp tác để xây dựng giải pháp tối ưu Thiết kế của ACO dựa trên sự hợp tác, nơi các kiến nhân tạo giao tiếp gián tiếp thông qua stigmergy, tương tự như pheromone tự nhiên Mặc dù kiến nhân tạo có sự trừu tượng hơn so với kiến thực tế, nhưng chúng có thể mang lại hiệu quả cao hơn trong việc tìm kiếm giải pháp tối ưu.
Hiện nay, xu hướng chuyển đổi từ hệ thống điện tập trung sang hệ thống điện không tập trung đang diễn ra trên toàn cầu Điều này đòi hỏi các phương pháp quy hoạch mở rộng hệ thống điện cần được điều chỉnh để phù hợp với sự phát triển mới này.
Phương pháp ernel – Oriented là phương pháp được xây dựng trên cơ sở lý thuyết trò chơi
Các đối tượng tham gia vào hệ thống điện được xem như người chơi trong trò chơi mở rộng lưới điện, nơi quyết định của họ ảnh hưởng đến việc xây dựng thêm đường dây nhằm tối đa hóa lợi nhuận cá nhân Để giải quyết vấn đề này, phương pháp kernel-Oriented dựa trên lý thuyết trò chơi hợp tác sẽ là nền tảng cho các thỏa thuận giữa các bên liên quan.
Trong trò chơi 17, người chơi tham gia vào các cuộc đàm phán theo hình thức xoay vòng Sau mỗi vòng đàm phán, một liên kết mới sẽ được hình thành, có thể có hoặc không có liên kết nào Trò chơi được chia thành ba giai đoạn rõ ràng.
Tính toán và gửi đi các chảo hàng liên kết
Phân chia chi phí và các quy tắc kết thúc
Phương pháp DE (Differential Evolutions) là một thuật toán tiến hóa được Storn và Price giới thiệu vào năm 1997, nổi bật với khả năng giải quyết các bài toán tối ưu không tuyến tính với nhiều ràng buộc DE vượt trội hơn các phương pháp tiến hóa khác nhờ vào cấu trúc đơn giản, gọn gàng, ít thông số điều khiển và điểm hội tụ cao.
Thuật toán Tối ƣu Bầy Đàn (PSO) là một phương pháp tối ưu hóa dựa trên trí tuệ bầy đàn, giúp tìm kiếm giải pháp cho các bài toán tối ưu hóa trong không gian tìm kiếm Khác với các thuật toán tiến hóa quần thể như giải thuật di truyền (GA), PSO tập trung vào sự tương tác giữa các cá thể trong quần thể để khám phá không gian tìm kiếm hiệu quả hơn PSO được mô phỏng từ hành vi của đàn chim khi bay tìm thức ăn, và được giới thiệu lần đầu vào năm 1995 bởi James Kennedy và Russell C Eberhart tại một hội nghị IEEE.
Thuật toán có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực yêu cầu giải quyết bài toán tối ưu hóa Để hiểu rõ về thuật toán PSO, chúng ta có thể xem xét một ví dụ đơn giản liên quan đến quá trình tìm kiếm thức ăn của một đàn chim trong không gian tìm kiếm.
Đàn chim trong không gian ba chiều tìm kiếm thức ăn theo cách ngẫu nhiên, nhưng sau một thời gian, một số cá thể trong đàn phát hiện ra nguồn thức ăn và gửi tín hiệu cho những cá thể khác Tín hiệu này nhanh chóng lan truyền, giúp cả đàn điều chỉnh hướng bay về nơi có nhiều thức ăn nhất Cơ chế này cho phép đàn chim sử dụng trí tuệ và kinh nghiệm tập thể để nhanh chóng xác định vị trí có nguồn thức ăn Mô hình sinh hoạt này đã được áp dụng trong tính toán để phát triển thuật toán Tối ưu hóa Tập hợp (PSO), một ví dụ điển hình của quá trình phỏng sinh học trong các lĩnh vực khoa học khác Thuật toán này được xây dựng dựa trên việc mô phỏng các quá trình sinh học, được gọi là thuật toán phỏng sinh học.
Phương pháp Simulated Annealing (SA) là một thuật toán tối ưu hóa xác suất được phát minh bởi Kirkpatrick và cộng sự vào năm 1983, cùng với Cerny vào năm 1985 SA được xem như một sự mở rộng của phương pháp Monte Carlo, nhằm khảo sát các trạng thái và trạng thái đông lạnh của hệ thống vật thể Tên gọi và cảm hứng của phương pháp này đến từ quá trình nung trong luyện kim, một kỹ thuật xử lý nhiệt nhằm thay đổi cấu trúc vi mô của vật liệu Sau khi được đun nóng, vật liệu sẽ được làm lạnh từ từ, tạo ra một cấu trúc đồng nhất với những thay đổi trong các thuộc tính như cường độ và độ cứng.
Giải thuật heuristic lai
Luận văn này tập trung vào việc giải quyết bài toán quy hoạch mở rộng mạng lưới truyền tải thông qua việc áp dụng giải thuật heuristic lai, bao gồm heuristic lùi và heuristic tiến Quy hoạch truyền tải được xem như một quá trình quy hoạch động, thường được giải quyết bằng các mô hình quy hoạch tĩnh đơn giản hoặc mô hình quy hoạch động giả lập, sẽ được phân tích trong nghiên cứu này Trong quy hoạch mở rộng truyền tải truyền thống, giả định rằng các đường dây truyền tải mới sẽ có các đặc điểm kỹ thuật tương tự như đường dây hiện hữu, điều này có thể không phản ánh đúng thực tế Người quy hoạch có khả năng lựa chọn các loại đường dây mới có thể được lắp đặt song song với các đường dây hiện tại Việc xác định dự báo tải dựa trên dữ liệu quá khứ và tốc độ tăng trưởng được cho là sẽ tiếp tục trong tương lai gần, tuy nhiên, cần xem xét một số yếu tố không chắc chắn khi thực hiện quy hoạch mở rộng.
Khi một đường dây hoạt động ở mức tối đa khả năng truyền tải công suất, tình trạng này được gọi là nghẽn mạch Điều này có thể dẫn đến việc truyền công suất qua đường dây gặp khó khăn, và nếu có sự cố xảy ra, khả năng gây thiệt hại cho toàn bộ hệ thống là rất cao, dẫn đến mất điện và gián đoạn dòng công suất đến các phụ tải và người tiêu dùng Khi đóng hoặc ngắt một đường dây thông qua các thiết bị đóng ngắt, dòng công suất phân phối trên toàn bộ đường dây sẽ bị thay đổi, làm ảnh hưởng đến tổng dẫn ma trận Zbus và Ybus.
Để ngăn chặn hiện tượng quá điện áp do dòng điện trên đường dây vượt ngưỡng cho phép, cần kiểm soát điện áp không để quá cao hoặc quá thấp Việc này rất quan trọng vì điện áp không ổn định có thể làm hỏng cách điện và dẫn đến sụt đổ điện áp, gây ra sự rã lưới trong toàn bộ hệ thống.
Sử dụng các thuật toán heuristic giúp mở rộng mạng lưới điện, tối ưu hóa khả năng truyền tải công suất tối đa trong khi đảm bảo hệ thống điện hoạt động ổn định, tin cậy và bền vững.
Khởi tạo mạng lưới liên kết với các đường dây truyền tải hiện có, giải thuật heuristic sẽ tiến hành lựa chọn các đường ứng viên và thêm từng đường dây vào lưới Quá trình này lặp lại miễn là các điều kiện hệ thống được thỏa mãn Hàm chi phí được tính toán sau mỗi bước, và lựa chọn hàm chi phí thấp nhất làm điểm khởi đầu cho bước tiếp theo, cho đến khi có một điểm vi phạm điều kiện ràng buộc Nhờ đó, giải pháp tốt nhất với chi phí đầu tư thấp nhất sẽ được xác định mà không có vi phạm.
Hình 2 1: Giải thuật heurictic tiến
Giải thuật heuristic lùi trái là phương pháp ngược lại với giải thuật heuristic tiến, trong đó tất cả các đường dây ứng viên ban đầu được đưa vào mạng lưới và sẽ bị loại bỏ từng bước cho đến khi có vi phạm xảy ra Người quy hoạch cần thiết lập mạng lưới ban đầu trong khu vực khả thi, không có vi phạm, và sau đó loại bỏ một số đường dây nhất định với chi phí thấp nhất để đảm bảo các điều kiện ràng buộc được giữ nguyên.
Số lượng đường dây ứng viên thường cao hơn so với con số thực tế yêu cầu, và thời gian thực hiện của thuật toán heuristic lùi thường dài hơn so với các thuật toán heuristic tiến Tuy nhiên, khi bắt đầu từ vùng khả thi, các giải pháp của thuật toán heuristic lùi sẽ trở nên khả thi hơn qua quá trình thực hiện, mang lại kết quả thuận lợi hơn so với các giải thuật heuristic tiến.
Trong phương pháp lùi, các ứng viên có chi phí thấp nhất thường bị loại bỏ đầu tiên, trong khi phương pháp tiến chọn các đường dây ứng viên hiệu quả nhất từ điểm bắt đầu bên ngoài khu vực khả thi Kết quả là, quá trình lùi dẫn đến việc chọn lựa các ứng viên hợp lý hơn so với phương pháp tiến.
Hình 2 2: Giải thuật heuristic lùi
Việc áp dụng giải thuật heuristic tiến không hiệu quả khi trạm biến áp mới được cung cấp gần các nút, trong khi không gian tìm kiếm rất lớn cho hệ thống quy mô lớn Nếu giải thuật heuristic lùi được thử nghiệm, cần xác định cách thực hiện cho hệ thống quy mô lớn Do đó, sự kết hợp giữa hai giải thuật heuristic tiến và lùi là cần thiết và được thực hiện như sau:
Bước đầu tiên trong quy trình là lập kế hoạch và khởi tạo mạng lưới bằng cách áp dụng giải thuật heuristic lùi Tiếp theo, giải thuật heuristic tiến sẽ được triển khai để xác định giải pháp tối ưu cho vấn đề.
Hình 2 3: Giải thuật tìm kiếm tiến, tìm kiếm lùi
Hình 2.4 minh họa bài toán quy hoạch mở rộng mạng lưới quy mô nhỏ, sử dụng hệ thống thử nghiệm Garver 6 nút Đây là bước đệm quan trọng để triển khai hệ thống IEEE 30 nút, được áp dụng trong luận văn này.
Hình 2 4: Giải thuật heurictic lai (tiến-lùi)
Xét hệ thống garver như trong biểu đồ dưới đây:
Hình 2 5: Hệ thống thử nghiệm Garver
Hệ thống thử nghiệm Garver được áp dụng với N là số đường dây hiện hữu (6 đường dây), M là số đường dây ứng viên (10 đường dây trong trường hợp này), và K là số đường dây ứng viên khả thi cho mỗi đường dây.
- Tất cả liên kết hệ thống khả thi
- Số trung bình ngẫu nhiên cho mỗi liên kết
- Tổng số các dòng tải không khả thi cho tất cả các liên kết trong điều kiện bình thường và điều kiện tự do
Từ phương trình đã nêu, có tối đa 59x10^3 liên kết, tuy nhiên, không phải tất cả các liên kết này đều khả thi do có thể xảy ra vi phạm ở các điều kiện bình thường và điều kiện N-1 Hơn nữa, thời gian thực hiện của giải pháp cũng rất cao nếu số lượng liên kết lớn.
Khi đối mặt với 25 lượng ứng viên, việc giảm thời gian xử lý là cần thiết Để đạt được điều này, có ba phương pháp sẽ được áp dụng, trong đó một phương pháp quan trọng là giảm số lượng đường dây ứng viên Tất cả các ứng viên có thể (APC) sẽ được xem xét trong quá trình này.
Trong bước này, chúng ta cần tạo ra tất cả các ứng viên khả thi giữa hai trạm biến áp, bao gồm cả đường dây hiện hữu và đường dây mới Tất cả các ứng viên khả thi (AFC) sẽ được xác định và phân tích để đảm bảo tính khả thi của các giải pháp được đề xuất.
PHƯƠNG PHÁP LUẬN
Phương trình toán các thành phần hệ thống điện
3.2.1 Phương trình dòng công suất:
Trong hệ thống điện, một nút điển hình được phân tích, trong đó đường dây truyền tải được thay thế bằng mô hình hình, với trở kháng được biểu diễn theo hệ đơn vị tương đối.
Hình 3 1: Mô hình khảo sát một nút bất kỳ trong hệ thống
Mô hình toán học cho bài toán phân bố công suất được thể hiện qua hệ phương trình đại số phi tuyến, và phương pháp lặp được sử dụng để giải quyết vấn đề này, như được mô tả trong phương trình 3.3: ̇∑ ̇ ∑ ̇ (j (3.3).
3.2.2 Phương trình công suất trên đường dây và các tổn thất:
Sau khi giải lặp để xác định điện áp và góc pha tại các nút, bước tiếp theo là tính toán dòng công suất và tổn thất công suất trên đường dây Trong hệ thống có hai nút i và j, việc phân tích này sẽ giúp đánh giá hiệu suất hoạt động của đường dây.
Hình 3 2: Mô hình đường dây truyền tải để tính phân bố công suất trên đường dây
Dòng trên đường dây ̇ , đo tại nút i và chiều (+) từ i sang j được tính như phương trình 3.4: ̇ = ̇+ ̇ = ( ̇- ̇)+ ̇ (3.4)
Tương tự cho trường hợp dòng ̇ đo tại nút j và chiều dương từ j đến i được tính như phương trình 3.5: ̇= ̇ + ̇ = ( ̇- ̇)+ ̇ (3.5)
Công suất phức ̇ từ nút i đến nút j và ̇ từ nút j đến j đƣợc biển diễn bằng hai phương trình 3.6 và 3.7 dưới đây: ̇ ̇ (3.6) ̇ ̇ (3.7)
Tổn thất công suất trên đường dây i-j là tổng đại số các thành phần công suất được xác định từ 3.6 và 3.7 được biểu diễn bằng phương trình 3.8 dưới đây: ̇ = ̇ + ̇ (3.8)
Bài toán phân bố công suất
Bài toán phân bố công suất, hay còn gọi là phân bố dòng tải, đóng vai trò quan trọng trong phân tích hệ thống điện, cần thiết cho quy hoạch hệ thống điện hiện tại và tương lai Mục tiêu của bài toán là xác định biên độ và góc pha của điện áp tại mỗi nút, cũng như công suất tác dụng và phản kháng trên từng đường dây Để giải quyết bài toán này, hệ thống được giả định hoạt động ở trạng thái cân bằng, với bốn thông số chính tại mỗi nút: giá trị điện áp, góc pha, công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q.
Phương pháp Newton-Raphson là một giải pháp hiệu quả cho bài toán phi tuyến liên tục, nhờ vào số lần lặp ít và ước lượng ban đầu được xác định thông qua khai triển Taylor Đặc biệt, phương trình phân bố công suất dưới dạng tọa độ cực được thể hiện qua phương trình 3.9.
Tách phần thực phần ảo được biển diễn bằng hai phương trình 3.10 và 3.11:
Khai triển Taylor 2 cho các phương trình thành phần thực và ảo dựa trên các biến gán ban đầu, đồng thời không xét đến các phần tử bậc cao hơn, sẽ cho phép chúng ta sắp xếp kết quả dưới dạng phương trình tuyến tính 3.12.
(3.12) Phương trình 3.13 được rút gọn từ ma trận 3.12 như sau:
Thành phần đường chéo và ngoài đường chéo của J 1 được biểu diễn bằng 2 phương trình 3.14 và 3.15 dưới đây:
Thành phần đường chéo và ngoài đường chéo của J 2 được cho trong 2 phương trình 3.17 và 3.18 nhƣ sau:
Thành phần đường chéo và ngoài đường chéo của J 3 được cho trong 2 phương trình 3.19 và 3.20 dưới đây:
Thành phần đường chéo và ngoài đường chéo của J 4 được cho trong 2 phương trình 3.21 và phương trình 3.22 như sau:
Các giá trị cần tính và giá trị đạt được tính, được gọi là phần dư công suất, được xác định thông qua hai phương trình 3.23 và 3.24 dưới đây.
Giá trị xấp xỉ cho bước lặp kết tiếp của điện áp nút thể hiện bằng 2 phương trình 3.25 và 3.26 dưới đây là:
Phương pháp Newton-Raphson có ưu điểm nổi bật là tốc độ hội tụ cao, cho phép tính toán cho các sơ đồ điện tương đối phức tạp và tải lớn Phương pháp này cũng có khả năng sử dụng các kết quả trung gian để xác định chế độ cho phép và chế độ tối ưu của hệ thống điện.
Phương pháp Newton-Raphson có nhược điểm là thuật toán phức tạp, yêu cầu bộ nhớ lớn Tốc độ lặp và khả năng hội tụ của phương pháp này phụ thuộc nhiều vào giá trị khởi tạo được chọn.
Trong quá trình tối ưu hóa, việc ràng buộc cân bằng tải và giới hạn truyền tải của đường dây phải được đảm bảo không bị vi phạm.
Hàm mục tiêu
3.4.1 Hàm phạt vi phạm điện áp nút: Để đánh giá được việc thêm đường dây có cải thiện được chất lượng điện áp tại các nút hay không, có vi phạm giới hạn điện áp cho phép trên hệ thống điện hay không, một hàm chi phí gia tăng đƣợc thêm vào khi điện áp tại các nút bị vi phạm Điều đó đồng nghĩa với việc hiệu quả của phương án lắp đặt hiện tại chưa thỏa mãn yêu cầu bài toán đặt ra
Hàm phạt điện áp được trình bày như trong phương trình 3.27 bên dưới:
Trong đó: k vi : là hệ số phạt điện áp tại nút thứ i, k vi đƣợc tính nhƣ sau:
Hằng số phạt tổng P pv trong vi phạm điện áp phụ thuộc vào mục tiêu của bài toán Nếu yêu cầu ổn định điện áp được đặt lên hàng đầu, hệ số P pv sẽ có giá trị lớn, ngược lại, khi ổn định không quan trọng, giá trị này sẽ giảm.
N: số nút trong hệ thống
V max : điện áp lớn nhất cho phép tại nút i
V min : điện áp nhỏ nhất cho phép tại nút i
V ref : là điện áp tham chiếu, giá trị V ref được tính theo công thức dưới:
3.4.2 Hàm phạt vi phạm công suất truyền trên nhánh:
Mỗi đường dây điện được thiết kế để hoạt động với công suất định mức tối đa, đảm bảo vận hành bình thường Khi công suất truyền tải vượt quá mức này, sẽ xảy ra tác động bảo vệ từ các thiết bị bảo vệ, dẫn đến tổn hại cho hệ thống điện và đường dây do quá nhiệt Để đánh giá khả năng chống nghẽn mạch của đường dây, hàm chi phí phạt công suất cần được xem xét như trong phương trình 3.28.
Trong đó: k pi : là hệ số phạt công suất tại nhánh thứ i, k pi đƣợc tính nhƣ sau:
Hằng số phạt tổng P pp trong vi phạm công suất phụ thuộc vào mục tiêu của bài toán Khi yêu cầu chống nghẽn mạch trở nên quan trọng, giá trị P pp sẽ tăng lên, ngược lại, nếu yêu cầu này giảm, hệ số P pp sẽ nhỏ hơn.
P i : là công suất tại nhánh thứ i
P max,i : là công suất định mức tại nhánh thứ i n br : là số nhánh trong hệ thống
3.4.3 Hàm chi phí xây dựng đường dây mới:
Hàm chi phí xây dựng đường dây mới được xác định bằng tổng chi phí của các đường dây bổ sung vào hệ thống Phương trình 3.29 dưới đây trình bày rõ ràng hàm chi phí xây dựng này.
Số nhánh đường dây thứ i được thêm vào hệ thống điện được ký hiệu là 34 k Li, trong đó k Li = 0 nếu nhánh i không được thêm vào lưới và k Li = 1 khi có một nhánh thứ i được thêm vào lưới Tổng số nhánh có khả năng thêm vào lưới được biểu thị bằng n c.
3.4.4 Hàm mục tiêu c a bài toán: Để đánh giá hiệu quả xây dựng đường dây mới các yếu tố chi phí xây dựng đường dây, chi phí phạt vi phạm điện áp và vi phạm công suất phải đƣợc tính toán đồng thời, vì các thông số này đều ảnh hướng tới chất lượng và ổn định hệ thống điện Như vậy hàm mục tiêu sẽ là tổng các hàm trên Hàm mục tiêu được tính toán dựa trên phương trình 3.30 bên dưới:
Ràng buộc
3.5.1 Phương trình dòng tải: Đối với hầu hết các phương pháp quy hoạch bình thường đều sử dụng chương trình phân tích dòng tải, cố gắng tránh bất cứ sự lo lắng về vấn đề điện áp không đƣợc đảm bảo và khó khăn trong việc hội tụ Chương trình phân tích được trình bày như phương trình 3.31 dưới đây:
: Góc pha điện áp của nút i và nút j
P Gi : Công suất phát tại nút i
P Di : Công suất nhu cầu tại nút i
B ij : Phần ảo thành phần ij trong ma trận tổng dẫn Y ij
Trong quy hoạch, đặc tính truyền tải công suất đóng vai trò quan trọng, do đó cần kiểm tra xem đường dây truyền tải có vi phạm công suất hay không Điều này được thể hiện qua phương trình 3.32.
L e : Tập các đường dây hiện hữu
L c : Tập các đường dây ứng viên b k : Ma trận tổng dẫn đường dây
3.5.3 Giới hạn phân bố công suất truyền tải:
Ràng buộc này giúp các nhà quy hoạch xác định chính xác vị trí và số lượng đường dây mới cần thiết, đồng thời được tích hợp vào bài toán quy hoạch mở rộng để tối đa hóa số lượng và vị trí các mạch mới lắp đặt Điều này là cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế về tác động môi trường và các vấn đề kinh tế.
L c được cho trong phương trình 3.33 dưới đây:
L c : Tập các ứng viên khả thi
L cmax : Tập lớn nhất các ứng viên khả thi cho mỗi đường dây
Ràng buộc điện áp giúp người quy hoạch biết được vị trí nút nào quá áp, nút nào sụt áp Điện áp V i được cho trong phương trình 3.34 dưới đây:
V i : Điện áp tại nút thứ i
V imin : Điện áp nhỏ nhất tại nút thứ i
V imax : Điện áp cực đại tại nút thứ i
Ràng buộc công suất giúp người quy hoạch biết được nhánh nào bị quá tải Công suất nhánh P i được cho trong phương trình 3.35 dưới đây:
P ij : Công suất tác dụng tại nhánh từ i đến j
P ijmax : Công suất tác dụng lớn nhất tại nhánh từ i đến j
Lưu đồ thuật toán
Hàm mục tiêu sẽ được giải quyết bằng giải thuật heuristic lai, bao gồm giai đoạn lùi và giai đoạn tiến, như thể hiện trong sơ đồ thuật toán hình 3.3 Giải thuật này tìm kiếm các vị trí để thêm đường dây mới, nhằm tối ưu hóa chi phí và đảm bảo không vi phạm ràng buộc Từ những phương án khả thi, sẽ so sánh để tìm ra phương án thêm đường dây mới với chi phí tối thiểu, đồng thời đáp ứng các ràng buộc kinh tế và kỹ thuật Nguyên lý hoạt động được trình bày theo từng bước cụ thể.
Bươc 2: Tăng tải toàn hệ thống
Bước 3: Chạy chương trình phân bố công suất pf
Bước 4: Nếu hệ thống không nghẽn mạch (S) thì tiến đến bước 11 dừng chương trình
Nếu hệ thống nghẽn mạch (Đ) thì đến bước 5
Bước 5: Thêm tất cả đường dây ứng viên vào hệ thống điện hiệu hữu
Bước 6: Chạy chương trình lùi
Bước 7: Nếu có phương án tốt hơn (Đ), quay về bước 6, tăng n=n+1, chạy đến khi không có phương án tốt hơn (S) thì đến bước 8
Bước 8: Chạy chương trình tiến
Bước 9: Nếu có phương án tốt hơn (Đ), quay về bước 8, tăng n=n+1, chạy đến khi không có phương án tốt hơn (S) thì đến bước 10
Bước 10: Kiểm tra xem biến thứ n có lớn hơn hoặc bằng tổng số bước lặp đã thiết lập trước N hay không Nếu n chưa đạt đến N (S), quay lại bước 6 để tiếp tục chạy lùi Nếu n lớn hơn N (Đ), chuyển sang bước 11.
Tăng tải toàn hệ thống
Thêm tất cả các đường dây ứng viên vào hệ thống
Gọi chương trình tiến n=n+1 Tốt hơn n>=N ết thúc
Hình 3 3: Sơ đồ thuật toán lai
Mô hình hệ thống thử nghiệm
Để minh chứng cho giải thuật tối ưu đã đề xuất, mô hình hệ thống IEEE 30 nút được sử dụng làm mô hình đánh giá Các thông số cơ bản của mô hình này được trình bày chi tiết trong các bảng 3.1, 3.2, 3.3 Ý nghĩa của các thông số đã được giải thích cụ thể trong phần 3.7 của chương 3.
Bảng 3.1 trình bày các thông số của hệ thống được đánh giá, bao gồm 30 nút với các giá trị cơ bản về công suất P, Q và loại nút, như được thể hiện chi tiết trong hình.
Bảng 3 1: Thông số nút trong hệ thống IEEE 30 nút
Bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin
Bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin
Bảng 3.2 trình bày trạng thái của 41 nhánh trong hệ thống điện, kết nối từ nút fbus đến nút tbus Mỗi hàng trong bảng cung cấp thông tin chi tiết về các thông số cơ bản của từng đường dây, bao gồm r, x, b, rate A và rate.
B, rate C lần lƣợt là điện trở, điện kháng, dung dẫn, công suất định mức trên pha A, pha B và pha C
Bảng 3 2: Thông số nhánh trong hệ thống IEEE 30 nút fbus tbus r x b rate
C ratio angle status ang min ang max
C ratio angle status ang min ang max
Bảng 3.3 trình bày trạng thái các nhánh có thể được thêm vào hệ thống điện, bao gồm 41 nhánh kết nối từ nút fbus đến nút tbus Mỗi hàng trong bảng thể hiện các thông số cơ bản của từng đường dây như r, x, b, rate A và rate.
B, rate C lần lƣợt là điện trở, điện kháng, dung dẫn, công suất định mức trên pha A, pha B và pha C
Bảng 3 3: Thông số nhánh có thể thêm vào trong hệ thống IEEE 30 nút fbus tbus r x b rate
C ratio angle status ang min ang max
Bảng 3 4: Chi phí đường dây hiện hữu và ứng viên
No fbus tbus Length cost
No fbus tbus Length cost
No fbus tbus Length cost
Hệ thống thử nghiệm bao gồm: 30 nút, 6 máy phát và 41 đường dây Sơ đồ hệ thống thử nghiệm IEEE 30 nút như hình dưới đây:
Hình 3 4: Sơ đồ hệ thống IEEE 30 nút
