Hàm mục tiêu – Tối đa hóa hàm lợi ích
Trong bối cảnh cấp phát nguồn dữ liệu có so sánh, các hệ thống hỗ trợ quyết định mua/bán cần tìm kiếm giải pháp kinh tế để phục vụ các phụ tải quan trọng với nguồn lực hạn chế trong điều kiện không chắc chắn Để đạt được mục tiêu này, một phương pháp sa thải phụ tải đã được đề xuất, với mô hình toán học của sa thải phụ tải được trình bày cụ thể.
Max H i = ∑ w ij v ij x ij (j=1) hoặc Min (−H i) Trong đó, x ij là biến số quyết định (0 hoặc 1) cho thanh dẫn tải j tại thời gian i; ND(k) là tổng số vị trí tải tại trung tâm phụ tải k; w ij thể hiện độ ưu tiên của phụ tải, cho thấy tầm quan trọng của vị trí phụ tải j tại thời gian i; v ij là giá trị tải hoặc chi phí của phụ tải j tại thời gian i (đơn vị: $/kW).
$/MW); H là hàm lợi ích.
Trong hàm mục tiêu (1.14), biến số quyết định x ij được xác định là 1 khi nhu cầu tải P ij được đáp ứng và 0 khi không được thỏa mãn, dẫn đến việc sa thải phụ tải tại vị trí j vào thời điểm i Hệ thống điện có nhiều loại phụ tải khác nhau, bao gồm phụ tải có tính quyết định, phụ tải quan trọng và phụ tải không quan trọng, với w ij thể hiện tầm quan trọng của từng loại phụ tải Phụ tải quan trọng hơn sẽ có giá trị w ij lớn hơn Mỗi phụ tải cũng có giá trị chi phí riêng v ij, được tính bằng giá tiền/kW tại vị trí phụ tải đó, với đơn vị là $/kW.
Các điều kiện ràng buộc của sự giảm bớt phụ tải
Các điều kiện ràng buộc của sự rút ngắn phụ tải phản ánh tình trạng quá tải của hệ thống, bao gồm công suất giới hạn tại mỗi trung tâm phụ tải và toàn bộ hệ thống Bên cạnh đó, khả năng truyền tải hiện có của các đường dây quan trọng, như đường dây kết nối nguồn hoặc trung tâm tải khác, cũng là yếu tố cần xem xét.
Pij xij j∈K thể hiện nhu cầu phụ tải tại vị trí tải j vào thời gian i P iK là tổng lượng tải trung tâm k có sẵn tại thời điểm i P D đại diện cho tổng phụ tải hệ thống có sẵn tại thời gian i P SK là công suất truyền tải qua đường dây kết nối tâm phụ tải k, trong khi P SKATC thể hiện khả năng truyền tải của đường dây này.
Chú ý rằng phương trình công suất hoặc là định luật dòng Kirchhoff phải được thỏa mãn suốt quá trình sa thải phụ tải.
Trong hệ thống, áp suất tối đa P iTmax phải lớn hơn hoặc bằng áp suất P iT và nhỏ hơn hoặc bằng áp suất tối đa P iTmax Ở đây, n đại diện cho tổng số lượng nút trong hệ thống; G→ω mô tả máy phát G liên quan đến nút ω; T→ω mô tả đường dây truyền tải T liên quan đến nút ω; và j→ω mô tả phụ tải j liên quan đến nút ω.
Hướng dòng công suất được xác định khi công suất vào nút được thỏa mãn, trong khi công suất ra khỏi nút không được thỏa mãn Phương trình (1.19) nêu rõ các điều kiện ràng buộc nhằm đảm bảo an ninh cho lưới điện trong hệ thống.
Quá trình phân tích hệ thống phân cấp - Thuật toán AHP
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH SA THẢI PHỤ TẢI
Chương trình sa thải phụ tải dựa trên tần số và độ nhạy điện áp, không xét đến tầm quan trọng của tải và các điều kiện ràng buộc về giảm bớt phụ tải
Chương trình sa thải tải đề xuất kết hợp tần số và độ nhạy điện áp tại thanh góp để đưa ra quyết định tức thời về số lượng và vị trí tải cần sa thải Các tải được coi là tương đương về tầm quan trọng và các chỉ tiêu kinh tế Phương pháp phát triển chương trình này áp dụng cách tiếp cận từng bước.
Giai đoạn đầu tiên trong quá trình này là đo lường, khi có sự nhiễu loạn do chênh lệch tần số hoặc thay đổi điện áp thanh cái Sự nhiễu loạn này được ghi lại và độ lớn của nó được ước tính thông qua các phương trình chuyển động của rotor, từ đó xác định số lượng tải bị sa thải Khi số lượng tải đã được xác định, các thanh góp sẽ được xếp hạng dựa trên giá trị độ lớn dV/dt của chúng Sự xếp hạng này quyết định thứ tự tải sẽ bị sa thải, với các thanh góp có điện áp giảm nhanh hơn sẽ có giá trị độ lớn dV/dt cao hơn và được xếp ở vị trí cao hơn.
Khi đã xác định thứ tự tải cần sa thải, bước tiếp theo là tính toán lượng tải cần sa thải từ mỗi thanh góp tải Việc này được thực hiện dựa trên một công thức liên quan đến độ nhạy điện áp.
Bước đầu tiên trong quy trình sa thải tải là đo lường và tính toán tốc độ thay đổi tần số Tùy thuộc vào loại rơle, tần số hoặc tốc độ thay đổi tần số sẽ được ghi lại bằng đồng hồ so pha trong hệ thống Đối với các nghiên cứu dưới đây, giá trị trung bình của df/dt được tính tại điểm tần số giảm xuống dưới 59,7 Hz Giá trị tuyệt đối không phản ánh chính xác df/dt tại thời điểm đó, vì vậy mức trung bình của các giá trị từ thời gian xảy ra nhiễu loạn đến khi tần số giảm dưới 59,7 Hz sẽ được xem xét để xác định giá trị chính xác hơn.
Chương 2 trung bình df/dt Giá trị trung bình của sự thay đổi biểu đồ tần số được sử dụng để tính toán biên độ nhiễu loạn ước tính.
Hệ thống ban đầu ở trạng thái ổn định cho phép tính toán các giá trị dQ/dV và độ nhạy điện áp Từ những thông tin này, chúng ta có thể xác định các giới hạn ổn định của điện áp.
Khi xảy ra nhiễu loạn điện áp hoặc tần số, nếu tần số giảm xuống dưới mức 59,7 Hz, quá trình sa thải tải sẽ bắt đầu Giá trị 59,7 Hz được chọn dựa trên khảo sát các kỹ thuật sa thải tải hiện có, được trình bày trong phần tổng quan Tần số tiêu chuẩn để khởi động sa thải tải trong ngành công nghiệp là 59,7 Hz cho hệ thống 60 Hz và 49,7 Hz cho hệ thống khác.
Hz trên hệ thống 50 Hz.
Để ước tính tổng chênh lệch giữa công suất máy phát và công suất phụ tải, cần xác định một số yếu tố quan trọng Đặc biệt, trong trường hợp máy phát đơn, phương trình chuyển động của rotor sẽ đóng vai trò then chốt trong việc tính toán này.
2H df P f o dt Ởđây: f 0 là tần số danh định của hệ thống, P diff là độ chênh lệch giữa công suất phát và công suất phụ tải.
Trong phương trình, ω được thay thế bằng f với ω = 2πf, tạo ra mối quan hệ giữa tần số và độ lệch công suất Mối quan hệ này giúp ước tính độ lớn của sự nhiễu loạn.
Phương trình chuyển động của rotor trong một máy đơn có thể được đơn giản hóa trong hệ thống công suất lớn với nhiều máy phát điện Khi các máy phát điện này cách xa nhau về địa lý, việc giảm số lượng phương trình chuyển động trở nên cần thiết Do đó, các máy phát điện quay đồng thời có thể được liên kết, tạo ra một phương trình chuyển động chung cho rotor.
37 đương duy nhất được thiết lập cho nó Các máy phát điện này được biết như là máy phát điện liên kết.
Trong một hệ thống n máy phát điện trải rộng trên diện tích lớn, tương tự như lưới điện thực tế, khi xảy ra sự cố hoặc nhiễu loạn, tất cả các rotor của máy phát điện sẽ quay đồng bộ Các phương trình chuyển động của từng rotor sẽ được xác định để phân tích hiệu suất và sự ổn định của hệ thống.
Hằng số quán tính H cho mỗi máy được biểu diễn như H 1 , H 2 , H 3 H n Công suất cơ và công suất điện cho mỗi máy được thể hiện như P m1 , P m2 , P m3
P mn và P e1 , P e2 , P e3 P en Các phương trình chuyển động của rotor cho từng máy riêng lẻ: tương tự:
Hằng số quán tính tương đương của hai máy là tổng các quán tính riêng lẻ của mỗi máy.
H eq = Σcác quán tính riêng lẻ của mỗi máy cho tất cả các máy trong hệ thống
Ngoài ra, công suất cơ và công suất điện tương đương được cho là:
P m = Σcông suất cơ riêng lẻ của mỗi máy cho tất cả các máy trong hệ thống
Công suất điện tổng cộng (P e) được tính bằng tổng công suất điện của từng máy trong hệ thống Công thức toán học để biểu diễn điều này liên quan đến hằng số quán tính tương đương.
H eq (H 1 H 2 H 3 H n ) Công suất cơ và công suất điện tương đương được đưa ra như sau:
Khi xác định độ lớn của nhiễu loạn qua các phương trình chuyển động của rotor, vị trí và số lượng tải sa thải từ mỗi thanh góp được quyết định Các thanh góp được xếp hạng theo giá trị dV/dt tại thời điểm phát hiện suy giảm tần số, với thanh góp có độ lớn dV/dt lớn nhất đứng đầu danh sách Sau khi xác định thứ tự, số lượng tải sa thải tại mỗi thanh góp sẽ được quyết định dựa trên độ nhạy điện áp của chúng Thanh góp có độ nhạy điện áp thấp, gần với giới hạn mất ổn định, sẽ sa thải một tải lớn theo giá trị nghịch đảo của độ nhạy điện áp Phân tích QV được thực hiện dựa trên các phương trình cho công suất phản kháng, công suất tác dụng và độ nhạy điện áp.
Chương 2 dQ i 2V ii Y ii cos( ii ) n V j Y ij sin( ij ij ) dV i j1 j #i
Như vậy với mỗi thanh góp, hệ thức dQ/dV liên quan có thể được viết là: dQ 1 dV 1 dQ 2 dV 2 dQ n dV n
Để ước tính số lượng tải cần phải sa thải, cần xem xét giá trị nghịch đảo của độ nhạy điện áp trong tổng tất cả các giá trị nghịch đảo của hệ thống Trong trường hợp điện áp ổn định hơn, giá trị nghịch đảo sẽ nhỏ hơn, dẫn đến việc chỉ cần sa thải một số lượng nhỏ tải Do đó, có thể khẳng định rằng: dV i dQ = i dV i.
Phương trình trên đưa ra một giá trị phân số của độ nhạy điện áp cho mỗi thanh góp.
Ta có, tổng các giá trị dV/dQ của tất cả các thanh góp là: n dV
Phương trình này tính tổng giá trị dV/dQ cho tất cả các thanh góp tải Tải sa thải tại mỗi thanh góp chỉ là một phần nhỏ so với tổng tải yêu cầu để duy trì cân bằng công suất, và phần tải này tỷ lệ thuận với từng thanh góp.
Khi đó, lượng tải được sa thải từ mỗi thanh góp, sẽ dựa vào công thức sau:
Lưu đồ thuật toán sa thải được đề xuất trình bày ở Hình 2.1.
Bắt đầu Đo điện áp thanh góp Đo tần số và mức độ thay đổi của tần số
Kiểm tra tần số và điện áp Nếu
Nếu f
