Chương 3 : SA THẢI TẢI THEO KHOẢNG CÁCH ĐIỆN
4.1 Công cụ chọn tải sa thải theo khoảng cách điện
4.1.1 Giới thiệu cơng cụ
Bằng cách tính tốn khoảng cách từ ma trận tổng dẫn [Ybus] ta hạn chế được khối lượng tính tốn. Ma trận tổng dẫn [Ybus] được dùng trong công cụ để xác định thứ tự sa thải tải có xem xét độ lớn của nguồn và độ lớn của tải liên quan. Ma trận tổng dẫn [Ybus], thông số tải, thông số máy phát được xuất từ chương trình PowerWorld dưới dạng cơ sở dữ liệu.
Chương trình PowerWorld Simulator hỗ trợ xuất rất nhiều thông số của lưới điện mô phỏng ra thành các định dạng khác nhau như: “*.csv”, “*.xlsx”, “*.aux”. Cơng cụ tính tốn chỉ nhận dữ liệu định dạng “*.csv” với “*” là tên của file dữa liệu.
Ta có thể tìm thấy dữ liệu về ma trận [Ybus], thơng số tải, thông số máy phát từ cửa
sổ “Model Explorer” của chương trình PowerWorld với mơ hình lưới điện đã được xây dựng sẵn. (Từ mơ hình lưới điện được xây dựng trước đó, ta vào thanh cơng cụ “Case Information”, nhấn vào nút “Model Explorer dialog” để mở cửa sổ con “Model Explorer”. Tại cửa sổ con “Model Explorer” của chương trình PowerWorld ta tìm ma trận tổng dẫn [Ybus], thông số máy phát tại mục “Generators”, thông số tải tại mục “Loads”. Bằng cách nhấp phải vào bảng thông số chọn “Save As” và chọn dạng file xuất ra là “CSV”, ta xuất dữ liệu từ chương trình mơ phỏng PowerWorld ra và lưu ngồi ổ cững.)
Cơng cụ tính thứ tự sa thải tải được lập trình bằng ngồn ngữ Visual Basic for Applications (VBA) chạy trên Microsoft Excel. Với các hàm xử lý và trình bày số liệu mạnh mẽ, trực quan, phần mềm Microsoft Excel thích hợp để xử lý khối lượng số liệu lớn xuất ra từ chương trình mơ phỏng. Đồng thời phần mềm này cũng được cài trên hầu hết các máy tính cá nhân nên có thể chạy được trên hầu hết các máy tính.
Ngơn ngữ Visual Basic for Applications được tích hợp sẵn trong phần mềm Microsoft Excel khi cài đặt. Đây là ngơn ngữ lập trình thơng dụng và đơn giản để tìm kiếm các đoạn code mẫu phục vụ các u cầu tính tốn khác nhau. Các đoạn code này được chia sẻ trong cộng đồng lập trình VBA trên Internet.
4.1.2 Giao diện chương trình
Cơng cụ tính thứ tự sa thải tải là một file excel với đuôi “*.xlsm”. Đuôi “*.xlsm” là đuôi excel cho phép các câu lệnh hay Macro VBA được lưu tích hợp vào file excel. Cơng cụ tính tốn gồm có 12 trang tính (WorkSheets hay Sheets) và các nút nhấn được tích hợp vào để chạy các câu lệnh VBA xử lý dữ liệu. Các Sheets trong công cụ gồm:
Sheet “YBus” chứa ma trận [Ybus] lấy từ phần mềm PowerWorld Simulators. Sheet “Gen” chứa thông số của máy phát lấy từ phần mềm PowerWorld Simulators.
Sheet “Load” chứa các thông số tải lấy từ phần mềm PowerWorld Simulators. Sheet “ZBus” chứa ma trận [Zbus] được phần mềm tính tốn bằng cách nghịch đảo ma trận [Ybus].
Sheet “XBus” chứa ma trận [Xbus] được lọc từ thành phần ảo của số phức từ ma trận [Zbus].
Sheet “VDis” chứa khoảng cách điện áp giữa các nút được tính dựa vào ma trận [Xbus].
Sheet “PDis” chứa khoảng cách điện pha giữa các nút được tính dựa vào ma trận [Xbus].
Sheet “FilDv” chứa khoảng cách điện áp giữa các nút nguồn và các nút tải được trích xuất từ sheet “VDis”.
Sheet “FilDp” chứa khoảng cách điện pha giữa các nút nguồn và các nút tải được trích xuất từ sheet “PDis”.
Sheet “Result” chứa kết quả tính tốn thứ tự sa thải tải và lượng tải cần sa thải. Trong các Sheets của cịn có các nút nhấn với các chức năng:
Nút “Load” ở Sheet “YBus” dùng để chọn các tập tin dữ liệu từ ổ cứng nhập vào các Sheet “YBus”, “Gen”, “Load”.
Trên các Sheet “Gen” và “Load” cũng có các phím để chọn tập tin dữ liệu tương ứng.
Nút “Calculate” ở Sheet”YBus” và Sheet “Result” dùng để tính tốn dữ liệu lấy từ các Sheet “YBus”, “Gen”, “Load”.
Nút “Sắp xếp ngang” và “Sắp xếp dọc” tại các Sheet “FilDv”, “FilDp” để sắp xếp các dữ liệu đã tính tốn tại các Sheet này theo thứ tự từ lớn tới nhỏ tương ứng với thứ tự của các Bus.
Nút “Main Form” ở Sheet “Result” để hiển thị một giao diện đơn giản thể hiện thứ tự tải, lượng tải cần sa thải tương ứng với bus máy phát được chọn.
Giao diện Form là cửa sổ với các thành phần chính được trình bày như hình 4.2 với các vùng như:
Vùng 1: Vùng nhập liệu với các nút “Input” để đọc cơ sở dữ liệu từ ổ cứng,
khung chọn “Generator” để chọn Bus chứa máy phát được giả định sẽ bị sự cố, khung nhập tổng công suất tải cần sa thải, khung nhập thời gian sẽ sa thải tải. Khi nhập các giá trị này, chương trình sẽ tính lượng cơng suất sa thải cho từng tải theo tổn công suất sa thải đã nhập. Thời gian sa thải sẽ được dùng để tạo ra tập tin dữ liệu cho chương trình PowerWorld Simulator.
Vùng 2: Chứa các nút chức năng để tính tốn khi đã nạp dữ liệu bằng các nút và
điền các thơng số ở vùng 1. Nút “Calculate” để tính tốn sau đó hiển thị các kết quả ở vùng 3, và vùng 4. Nút “Create CSV” để xuất kết quả tính tốn thành tập tin dữ liệu cần thiết để mô phỏng. Nút “Hide Form” để ẩn cửa sổ giao diện đi và trở về thao tác trên cửa sổ của chương trình Excel.
Vùng 3: Hiển thị kết quả tính tốn. Vùng này liệt kê 10 tải các khoảng cách điện
pha gần nhất với máy phát ở khung chọn “Generator”. Các bus tải này được sắp xếp từ trên xuống dưới theo thứ từ khoảng các từ gần tới xa. Công suất tác dụng hiện tại của các tải này và khoảng cách của từng tải tới máy phát cũng được liệt kê. Cột các TextBox “Vùng” thể hiện việc phân vùng các tải theo khoảng cách tới máy phát. vùng số 0 là tải nằm cũng bus với máy phát, các vùng số còn lại (1, 2, 3, 4,…) được chia theo khoảng cách từ gần tới xa.
Vùng 4: Hiển thị các thông số chung cần biết như công suất nguồn bị mất.