Tin Ung Dung Thay Toan
-
Upload
ngohungnb92 -
Category
Documents
-
view
100 -
download
9
description
Transcript of Tin Ung Dung Thay Toan
PHẦN MỀM TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ðIỆN
Ts. NGUYỄN ðăng ToảnKhoa HTð-ðHðL
TS. Nguyễn ðăng Toản 22/23/2011
Tóm tắt nội dung
Thi: trên máy tính
Nội dung Giới thiệu chung
Bài toán trào lưu công suất
POWERWORLD (tính toán cho lưới truyền tải)
PSS/E
PSS/ADEPT
DOCWIN (Tính toán lưới hạ áp)
TS. Nguyễn ðăng Toản 32/23/2011
1.1 Lịch sử phát triển của HTð
Năm 1882, Thomas Alva Edison lần ñầu thiếtlập nhà máy ñiện ở Mỹ, với tải là 400 bóng ñèn, công suất 83 W/1bóng.
ðiện áp là 110 V một chiều (dc=direct current) ðồng thời ở châu ÂU, các HTð cũng truyền tải,
phân phối ñiện năng ñến phụ tải cho mục ñích sửdụng chung (chiếu sáng các con ñường, quảngtrường)
1. Giới thiệu chung
Năm 1885, Ferranti thiết kết một htñ, bắt ñầu từ một nhà máy ñiện ởDeptford bên bờ sông Thames ñể cung cấp ñiện cho thủ ñô London: Sử dụng dòng ñiện xoay chiều, Dùng hệ thống cáp ngầm ðiện áp 10kV
http://www.wikipedia.com/
Bóng ñèn của Edison
TS. Nguyễn ðăng Toản 42/23/2011
1.1 Lịch sử phát triển của HTð (tiếp)
Hai yếu tố quyết ñịnh ñến sự phát triểncủa HTð hiện nay là: Sự phát minh MBA (chỉ làm việc với dòng
ñiện xoay chiều) Sự phát minh của Từ trường quay: =>ñộng cơ
và máy phát ñiện nhiều pha
Cuối cùng, những người ủng hộ htd-AC ñã chiến thắng “Cuộc chiến các hệ thốngñiện”
1. Giới thiệu chung
Phát minh của Tesla (US390721): máy phát ñiện Dynamo
Ngày nay, HTð chủ yếu dùng hệthống dòng ñiện 3 pha xoay chiều
http://www.wikipedia.com/
TS. Nguyễn ðăng Toản 52/23/2011 5
1. 2 Sự phát triển của HTð và sự cần thiết PMTTHTð
IPP
ðường dâyLiên lạc
Hệ thốngkhác
MV/LV
Tải côngnghiệpTải công
nghiệp
HV/MV
Tải dândụng
HV/MV
MV/LV
Tòa nhà
Hạt nhân
Than
Thủy ñiện
Cạn kiệt tài nguyênthiên nhiên
Phi ñiều tiết
Nguồn
Truyền tải
Phân phối
HTð ñóng một vai tròquan trọng và ngày
càng phát triển
ðiện phân tán
Tải tăng
Áp lực môi trường
IPP
Tính toán phức tạp
Cần thiết cáccông cụ tính toán
(PMTTHTð)
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 62/23/2011
1.3 Các loại hiện tượng xảy ra trong HTð
Phân loại các hiện tượng theo thời gian
Quá ñiệệệện áp do sét
Quá ñiệệệện áp do ñóng/cắắắắt ñ/d
Cộộộộng hưởởởởng tầầầần sốốốố thấấấấp
ỔỔỔỔn ñịịịịnh quá ñộộộộ/dao ñộộộộng bé
Chếếếế ñộộộộ ñộộộộng dài hạạạạn
ðiềềềều chỉỉỉỉnh ñ/d liên lạạạạc
ðiềềềều chỉỉỉỉnh tảảảải ngày
10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 0.1 1 10 102 103 104 105 106 107
Khoảng thời gian (giây: s)
1µµµµs , ởởởở tầầầần sốốốố 50Hz Khoảảảảng 1 chu kỳỳỳỳ 1s 1 phút 1 giờờờờ 1 ngày
Quá ñộ ñiện từ
Quá ñộ ñiện cơ
Bài toán offline
PSS/E,EUROSTAG, DIGISLENT…EMTP_RV,
PSCAD,….
Cần chọn ñúng công cụ, tương ứng với các hiện tượng cần nghiên cứu
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 72/23/2011
1.3 Các loại hiện tượng xảy ra trong HTð
Ví dụ: khi nghiên cứu ổn ñịnh các phần tử trong HTð
MBA tự ñộng ñiều áp dưới tải
Giới hạn kích từ
Chế ñộ ñộng do vận hành
ðiều chỉnh dòng công suất trên ñ/d liên lạc
0.1 1 10 100 1000 10000Khoảảảảng thờờờời gian (giây: s)
Ổn ñịnh ngắn hạn Ổn ñịnh dài hạnỔn ñịnh trung hạn
SVC
Quán tính ñộng của MPð
Q/tr ñộng của MPð/kích từ
ðóng cắt tụ ñiện
Q/tr ñộng của ñộng cơ ñiện
ðiều khiển bộ tua bin-máy phát
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 82/23/2011
1.4 Vấn ñề cần quan tâm khi chọn PMTTHTð
Các dạng mô phỏng Tùy theo mục ñích nghiên cứu mà
người ta sẽ dùng các mô phỏng khácnhau
Môi trường mô phỏng Môi trường phụ thuộc thời gian Môi trường phụ thuộc tần sô
Các thiết bị trong thư viện Sự sẵn có của các mô hình thiết bị
ñiện như MPð, MBA, kích từ, ñườngdây..
Sự thân thiện người-máy Sử dụng dễ dàng, các tính năng phụ
trợ như in ấn, xuất ra file số liệu, kếtquá..
Sự tuân theo các tiêu chuẩn Các tiêu chuẩn kỹ thuật và công
nghiệp, ví dụ như IEEE, IEC, ..
Mô hình và phương pháp toán học Tuyến tính và phi tuyến Tiêu chuẩn tĩnh và ñộng Thông số tổng hợp và thông số dải Liên tục và rời rạc Xác ñịnh và không xác ñịnh
Các phương pháp phân tích Phân tích chế ñộ xác lập: xác ñịnh trào lưu
công suất, ñiện áp, tổn thất… Phương pháp giả xác lập: tính toán ngắn
mạch, và sóng hài. Phân tích ñộng: kiểm tra xem HTð có mất
ổn ñịnh, thậm chí sụp ñổ ñiện áp khi trảiqua các kích ñộng và ñể xác ñịnh giới hạnvận hành của HTð
Phân tích quá trình quá ñộ: mô phỏng sựlàm việc theo thời gian thực, bao gồm cácmô hình phi tuyến, sự mất cân bằng ñiệnkháng, thông số phụ thuộc tần số…
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 92/23/2011
1.5 Một số PMTTHTð ñiển hình
1. EMTP-RV
2. PSCAD
3. EMPT-ATP
4. PSS@NETOMAC
5. NEPLAN
6. PSS/E-ADEPT
7. PSLF
8. EUROSTAG
9. SKM
10. CYME
11. DIgSILENT
12. SIMPOW
13. POWERWORLD
14. EDSA
15. IPSA
16. ETAP
17. ASPEN
18. Easy Power
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 102/23/2011
1.5 Một số PMTTHTð ñiển hình
19. DSA-TOOLS
20. MATPOWER
21. PSAT
22. MICROTRAN
23. SIMPOWER SYSTEM
24. UWPFLOW
25. PQWeb, SuperHarm,
26. FENDI
27. HOMER, HYBRID 2
28. ObjectStab
29. SPIRA
30. Quickstab
31. CAPE
32. DINIS
33. SPARD
34. PacDyn
35. MiPower
36. TRANSMISSION 2000
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 112/23/2011
1.5 Một số PMTTHTð ñiển hình
Các phần mềm: Thương mại:
Do các công ty phần mềm pháthành, Chính xác, dễ dùng, sốlượng mô hình lớn nhưng ðắt tiền,
Miễn phí: Do các trung tâm nghiên cứu phát
triển, số lượng mô hình ít, khódùng, nhưng miễn phí
Các tính năng: Quá ñộ
ñiện từ, ñiện cơ
Các dạng ổn ñịnh Góc, tần số, ñiện áp
Các bài toán tối ưu… Các bài toán offline
Xem thêm trong báo cáo
1. EMTP-RV
2. PSCAD
3. EMPT-ATP
4. EUROSTAG
5. CYME
6. DIgSILENT
7. POWERWORLD
8. UWPLOW
9. SIMPOW
10. ….
1. Giới thiệu chung
TS. Nguyễn ðăng Toản 122/23/2011
2.1 Các vấn ñề chung của bài toán trào lưu công suất
Cần thiết cho mọi các bài toán khác Qui hoạch
Thiết kế
Vận hành
Các bài toán nghiên cứu khác
Cho biết các thông tin U (V), I(A), δ, P (MW), Q (MVAr) trên các nhánh, tổn thất,…
…..
Là bài toán ñại số phi tuyến F(x)=0
Trong ñó x là: U, I, P, Q, δ…..
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 132/23/2011
2.1 Các vấn ñề chung của bài toán trào lưu công suất
Yêu cầu tính toán các thông số P, Q, V, δ
Thường biết 2 trong 4 thông số, phải tính 2 thông số còn lại
Các loại nút Nút cân bằng: cho biết modul V và δ cần tìm P,Q ( nút này thường là
nút nhà máy ñiện)- Slack hay Swing bus. Trong HTð thường chỉ cómột nút cân bằng
Nút PV: hay còn gọi là nút ñiều chỉnh ñiện áp, biết P, V, cần tính Q, δ. Thường là nút nhà máy ñiện hoặc nút có máy bù, tụ bù, FACTS
Nút PQ: thường là nút phụ tải, biết PQ, cần tính V và δ, số lượng nútPQ là nhiều nhất trong HTð
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 142/23/2011
2.2 Mô hình thiết bị
ðường dây
Mô hình ñường dây dài vàtrung bình
Mô hình ñường dây hạ áp
Phụ tải
Thông thường,
ðộng cơ / khác
Máy biến áp MBA thông thường
Có bộ phận ñiều áp dưới tải
Máy phát ñiện
Cơ bản
Chi tiết
Các thiết bị khác
HVDC. FACTS, ….
2. Bài toán trào lưu công suất
Chú ý: Mô hình thiếtbị cho mỗi nghiêncứu khác nhau là
khác nhau
TS. Nguyễn ðăng Toản 152/23/2011
ðƯỜNG DÂY TẢI ðIỆN
GB
XR
GB
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 162/23/2011
ð/dtt là thiết bị q/t trong htñ Có nhiều loại ñ/d khác nhau
Trên không/cáp ngầm…
Các thông số cơ bản của ñ/dtrên không: R, G, L,C
( )
)/(
ln
2
)(
)/(ln102
3/1
7
mF
r
D
kC
mdddD
mHD
DxL
eq
cabcabeq
s
eq
=
=
= −
π
Trong ñó Deq là k/cách tính toán
dab,dbc,dca: khoảng cách giữacác pha
r: bán kính dây dẫn
ðường dây cáp ngầm Cũng có các thông số cơ bản
Có một số tính chất khác: Các pha ñặt gần nhau hơn ðược quấn quanh bởi lớp
cách ñiện, tấm chắn kim loại .. Cách ñiện hiện nay chủ yếu là
loại XLPE..
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 172/23/2011
ðường dây ngắn Z=(R+jX)=(r0+jωL)l
Mô hình mạng hai cửa V1=AV2+BI2
I1=CV2+DI2
Trong ñó: A= 1, B=Z, C=0, D=1
Vì V1 = V2+ZI2
I1 = I2
ðường dây trung bình:dùngmô hình π
Z=(R+jX)
Y=(g+jωC)
Nếu dùng mô hình mạng 2 cửa: V1=AV2+BI2
I1=CV2+DI2
Trong ñó: A=(1+ZY/2), B=Z,
C=Y(1+YZ/4), D=(1+ZY/2)
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 182/23/2011
Ví dụ xét ñoạn của ñ/d dài z=R+jωX
y=G+JωC
Một ñoạn rất nhỏ ðiện áp:
dV=i.(z.dx) =>i.z=(dV/dx)
Dòng ñiện: di=V.y.dx => di/dx = V.y
Từ hai p/trình trên ta có
Giả sử ta biết ð/a và d/ñ ởcuối ñ/dây (x=0)
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 192/23/2011
Trong ñó
ZC là tổng trở ñặc tính
γ là hằng số truyền sóng
ðối với ñ/d tải ñiện thôngthường (G=~0, R<<ωL)
Nếu ñ/d là không tổn thất, R=0, thì và
Khả năng mang tải tự nhiên(natural load or surge impedance load -SlL) SIL=Vo
2/ZC (W)
Nếu V0 là ñiện áp pha=> công thứctrên là SIL pha
Nếu V0 là ñiện áp dây=> công thứctrên là SIL 3 pha
Dòng và áp:
Dòng và áp cùng pha với nhau dọctheo ñ/d
C
LZ
C= LCjωγ =
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 202/23/2011
Sơ ñồ thay thế hình π Ze=~Z=R+JX Ye=~Y/2
ð/dây Ngắn (<80km) (có thể bỏ qua Ye Trung bình (>80km, <200km) ( có thể
biểu diễn bằng sơ ñồ hình π thôngthường
Dài (>200km) Phân thành các ñ/dâytrung bình,
Ví dụ về một số ñường dây
ð/d 500kV, với chiều dài 160km, tínhcác thông số của sơ ñồ thay thế
X=52Ohm= 0,2pu B=Y/2=0,1pu BC= 160x5.20x 10 -6= 8. 32x 10-4
siemens BC= 8. 32x 10-4 250=0.208pu
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 212/23/2011
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 222/23/2011
Ví dụ : ðường dây ngắn:
Cho một ñ/d 220kV, dai 40km, r0= 0,15Ω/1km, L0=1,3263mH/1km, bỏ qua ñiện dung, sử dụng mô hình ñườngdây ngắn ñể tính ñiện áp và công suất ở ñầu ñầu và ñầu cuốiñường dây, tính ñiện áp ñiều chỉnh khi mang tải 381MVA, cosϕ=0,8 chậm sau
Với ñiện áp ñiều chỉnh =(ñiện áp không tải ở cuối ñường dây-ñiện áp ñầy tải cuối ñường dây)/ ñiện áp ñầy tải cuối ñườngdây
(trang146)
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 232/23/2011
Các mô hình ñường dây khác ðường dây có tụ bù dọc
ðường dây có kháng bù ngang
ðường dây có tụ bù ngang
Các ñường dây có thiết bị bù linh hoạt FACTS và HVDC…
2.2.1 ðường dây tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 242/23/2011
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 252/23/2011
Ví dụ về HVDC link
Thanh
góp
AC
MC MBA
Cầu chỉnh/nghịch lưu
Bộ
lọc
ðiện cực
Bộ lọcxoaychiều
Bộ biến ñổi
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 262/23/2011
2.2.2 Phụ tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 272/23/2011
ðóng vai trò quan trọng trong mọinghiên cứu
Thường dùng mô hình tải tĩnh ZIP
Hoặc là:
Hoặc là:
Trong ñó P, Q: là công suất tác dụng phản
kháng tại một nút tải P0, Q0: là công suất tác dụng và
phản kháng tại nút tải ở chế ñộban ñầu
p1, p2, p3 và q1, q2, q3: là cácthành phần diễn tả ñiện khángkhông ñổi, dòng ñiện không ñổivà công suất không ñổi với tổngcủa chúng bằng 1.0.
kpf∆f, kqf∆f là các thành phần phụthuộc tần số
Trong công thức dưới P0, Q0 là công suất tác dụng và
phản kháng tại giá trị ñiện ápV=1.0(pu),
Pv, Qv là hệ số mũ nhạy theo P và Q.
20 1 2
20 1 2
3 1
3 1
p
q
P P p V p V p k f f
Q Q q V q V q k f f
= + + + ∆
= + + + ∆
( ) ( )
( ) ( )
2
0 0 0
2
0 0 0
/ /
/ /
p p p
q q q
P P Z V V I V V P
Q Q Z V V I V V Q
= + +
= + +
00 0
Pv Pf
V fP P
V f
=
0
0 0
Qv Qf
V fQ Q
V f
=
2.2.2 Phụ tải ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 282/23/2011
Ví dụ: ảnh hưởng của phụ tai ZIP ñến ổn ñộ sụt áp 0.91
VO
LTA
GE
MA
GN
ITU
DE
(P
U)
0.86
0.87
0.89
0.90
0.88
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 292/23/2011
2.2.2 Phụ tải ñiện
Mô hình tải hỗn hợp Tính theo % ðộng cơ lớn
% ñộng ñộng cơ nhỏ
% công suất không ñổi
% bóng ñèn
% loại khác
…
Ví dụ mô hình CLOAD
Tải chi tiết ðộng cơ ñiện
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 302/23/2011 30
Ví dụ về sụp ñổ ñiện áp với tải ñộng cơ
Ví dụ về HTð BPA
11
G1
Vùng tảiVùng Phát
G2
G3
ULTC
1
2
5 6
37
8
9 10C8
C9C7C6
C5
P, Q
Các thiết bị ðiều áp dưới tải ULTC (nút 10 và 11) Giới hạn kích từ OEL (G3) Tải ñộng cơ ở nút 8
Khoảng t.gian quá ñộ
Tác dộng của ULTC (t=35 s)
Sụp ñổ ñiện áp(t=80s)
Tác ñộng của bộ OEL(t=65s)
ðiện áp nút 11
Công suất phản kháng của G3
Kịch bản sụp ñổ ñiện áp Khi t=5s, cắt 1 mạch 6 - 7
0 5 35 65 80 100(s)
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 312/23/2011
2.3 Máy biến áp2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 322/23/2011
Trong tính toán trào lưucông suất, MBA ñược biểudiễn bởi mô hình pi thôngthường
Khi tỷ số biến ñổi tương ñốibằng 1 ( ñầu phân áp vậnhành ở nấc 0) sơ ñồ tươngñương như hình vẽ
Khi dùng ñầu phân áp (nấcñiều chỉnh khác 0). Lúc ñóMBA ñược mô tả như sau
MBA
i j i j
yMBA
1:a
i j
yMBA
MBAya
1a
−
MBA2y
a
a1
−
i
yMBA
x
j
Vj
Vx
MBA
i j
IjIi
2.2.3 Máy biến áp2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 332/23/2011
Giả thiết MBA không có bùpha
Dòng ñiện Ii ñược tính nhưsau
Thay Vx vào ta có
ðồng thời ta có
Thay vào ta có
Viết dưới dạng ma trận
2.2.3 Máy biến áp2. Bài toán trào lưu công suất
j*
i
jx
IaI
Va
1V
−=
=
( )xiti VVyI −=
−= jiti V
a
1VyI
i*j Ia
1I −=
j2t
i*t
j Va
yV
a
yI +−=
−
−
=
j
i
2t
*t
tt
j
i
V
V
a
y
a
ya
yy
I
I
TS. Nguyễn ðăng Toản 342/23/2011
2.2.4 Máy phát ñiện2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 352/23/2011
Khi tính trào lưu công suất: MPð như là một nguồnbơm công suất tác dụng và phản kháng
Khi tính toán ổn ñịnh, tối ưu, các bài toán khác cần cómô hình chi tiết, ñặc tính tiêu hao nhiên liệu, các bộñiều khiển,
Tương tự như vậy ñối với FACTS, HVDC
2.2.4 Máy phát ñiện và HVDC, FACTS2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 362/23/2011
2.3 Tổng trở, tổng dẫn và ma trận tổng dẫn
Tổng trở: Cho ñường dây : z=r+jx
Tổng dẫn: y=1/z=1/(r+jx)=g+jb
Ma trận tổng dẫn
Ví dụ ( page:191)
Phương trình: Inút=Ynút.Vnút
ijjiij
n
0jijii
yYY
ij voiyY
−==
≠=∑=
1 2
3
4
I1 I2y20=-j1,25y10=-j1
y12=-j2,5
y23=-j5
y34=-j12,5
y13=-j5
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 372/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Là phương pháp lặp dùng ñể tính toán nghiệm của pt ñại số phi tuyến: f(x)=0
Biến ñổi dưới dạng: x=g(x)
Nếu gọi x(k) là nghiệm dự ñoán ban ñầu, thì nghiệm tạibước lặp tiếp theo là:
x(k+1) =g(x(k) )
Nghiệm cuối cùng nhận ñược khi mà sai số giữa haibước lặp nhỏ hơn sai số ε cho phép
| x(k+1) - x(k) |≤ ε
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 382/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Ví dụ: Tính nghiệm của pt f(x)=x3-6x2+9x-4=0 Giải: Biến ñổi về dạng x=g(x), x=-1/9x3+6/9x2+4/9 Pt thực ra có 3 nghiệm, trong ñó x12=1, x3=4, nếu giả sử lấy giá trị ban ñầu là
x(0)=2 Thì x(1)= g(2)=-1/9(2)3+6/9(2)2+4/9=2,222 Bước lặp tiếp theo: x(2)= g(x(1))= g(2,222)=-
1/9(2,222)3+6/9(2,222)2+4/9=2,5173 Tương tự như vậy ñến bước lặp tiếp theo: 2,8966, 3,7398, 3,9568, 3,9933 và
4,000 Như vậy: G-S cần nhiều bước lặp ñể ñạt ñến sai số cần thiết, và nghiệm phụ
thuộc vào giá trị dự ñoán ban ñầu, ( nếu x(0)=6 thì có thể không hội tụ Người ta có thể tăng tốc bằng hệ số α: x(k+1) =x(k) + α [g(x(k) )- x(k) ]
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 392/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Nếu có n phương trình và n biến f1(x1, x2,…, xn)=c1
f2(x1, x2,…, xn)=c2
... (*) fn(x1, x2,…, xn)=cn
Cách giải tương tự, khi biến ñổi thành hệ pt x1=c1+g1(x1, x2,…, xn) x2=c2+g2(x1, x2,…, xn) … (**) xn=cn+gn(x1, x2,…, xn)
Quá trình lặp diễn ra tương tự với giá trị ban ñầu: (x1(0), x2
(0),…, xn(0)) và giá
trị bước lặp tiếp theo tính bởi (**) (x1(1), x2
(1),…, xn(1))
Cũng có thể dùng hệ số tăng tốc α: xi(k+1) =xi
(k) + α[xi_tinh toan(k+1)–xi
(k) ]
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 402/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Tính toán cho HTð Phương trình cần bằng theo ñịnh luật Kirchoff 1
Công suất tác dụng và phản kháng
Thay vào ta có
Phương trình trên dùng ñể tính toán trong Gauss-seidel
.
.Ii
Vi V1
V2
Vn
yi0
yi1
yi2
yin
∑∑==
≠−=n
1jjij
n
0jijii ij VyyVI
*i
iii
*iiii
V
jQPI
IVjQP
−=
=+
ij VyyVV
jQPI j
n
1jij
n
0jiji*
i
iii ≠−=
−= ∑∑
==
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 412/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Khi tính toán trào lưu công suất, ta phải giải hệ phương trìnhphi tuyến, với mỗi nút có hai biến chưa biết, nếu dùng Gauss-seidel thì ta giải cho Vi
Với yij là tổng dẫn nhánh, Pisch, Qi
sch là c/s tác dụng và phảnkháng tại nút i. Nếu là nút máy phát thì Pi
sch, Qisch là công
suất bơm vào nút I có giá trị dương, còn nút phụ tải thì Pisch,
Qisch là công suất lấy từ nút i , có giá trị âm
ij voiy
VyV
jQP
Vij
)k(j
n
1jij)k(*
i
schi
schi
)1k(i ≠
+−
=∑
∑=+
ij voiy
VyV
jQP
Vij
)k(j
n
1jij)k(*
i
schi
schi
)1k(i ≠
+−
=∑
∑=+
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 422/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Sau khi tính ñược Vi thì ta có thể tính ñược công suất tại cácnút
Lưu ý là: nên phương trình trên trở thành
ij voiVyyVVImQ
ij voiVyyVVRP
)k(j
n
1jij
n
0jij
)k(i
)k(*i
)1k(i
)k(j
n
1jij
n
0jij
)k(i
)k(*i
)1k(i
≠
−−=
≠
−=
∑∑
∑∑
==
+
==
+
ijijijii yY,yY −==∑
ij voiij voiVYYVVImQ
ij voiVYYVVRP
)k(j
n
ij1j
ijii)k(
i
)k(*i
)1k(i
)k(j
n
ij1j
ijii)k(
i
)k(*i
)1k(i
≠≠
+−=
≠
+=
∑
∑
≠=
+
≠=
+
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 432/23/2011
2.4 Phương pháp tính toán: Gauss-Seidel
Các chú ý: Ở ñiều kiện làm việc bình thường thì ñiện áp của các nútxấp xỉ 1(hoặc gần với nút cân bằng), ñiện áp các nút tải thường nhỏhơn ñiện áp nút cân bằng một chút tùy thuộc vào công suất phảnkháng của tải, các góc pha của nút tải cũng nhỏ hơn góc pha của nútcân bằng
ðối với nút P-Q, thì Pisch và Qi
sch là biết trước, ðối với nút P-V thìchỉ Pi
sch và modul |Vi| là biết trước, cần phải tính Qi(k+1) và sau ñó
tính Vi(k+1) tuy nhiên thì phần |Vi| biết trước, chỉ phần ảo của Vi giữ
lại, còn phần thực cần tính sao cho
Ví dụ (page211)
( ) ( )
( )2)1k(i
2
i)1k(
i
2
i
2)1k(i
2)1k(i
fVe
Vfe
++
++
−=
=+
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 442/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
ðược dùng rộng rãi ñể tính toán nghiệm của phương trình ñạisố phi tuyến f(x)=c
Nếu gọi x(0)là nghiệm ban ñầu, và ∆x(0) là sai số từ nghiệmñúng khi ñó ta có
f(x(0)+ ∆x(0) )=c
Khai triển theo chuỗi Taylor ta có
Nếu coi ∆x(0) là rất nhỏ thì các thành phần bậc cao có thể bỏqua lúc ñó ta có
( ) ( ) c...xdx
fd
!2
1x
dx
dfxf
2)0(
)0(
2
2)0(
)0()0( =+∆
+∆
+
( ))0()0()0()0(
)0( xfcc voi xdx
dfc −=∆∆
≈∆
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 452/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Từ ñây ta có
Thuật toán Newton-Raphson ñược tổng kết nhưsau
Có thể rút gọn như sau
Quá trình lặp kết thúc khi |x(k+1) - x(k) |≤ ε
Tốc ñộ hội tụ khá nhanh khinghiệm dự ñoán ban ñầu gầnvới nghiệm chính xác
(Ví dụ page 201)
)0(
)0()0()0()0()1(
dx
df
cxxxx
∆+=∆+=
( )
)k()k()1k(
)k(
)k()k(
)k()k(
xxx
dxdf
cx
xfcc
∆+=
∆=∆
−=∆
+
)k()k(
)k()k()k(
dx
dfj
xjc
=
∆=∆
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 462/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Ví dụ: Tính nghiệm của pt f(x)=x3-6x2+9x-4=0
Giả sử giá trị ban ñầu x(0)=6, Tính ñạo hàm bậc mộtdf(x)/dx = 3x2-12x+9
Do ñó, kết quả của bước lặpthứ nhất:
Tương tự, ta có kết quả ởcác bước lặp tiếp theo
( ) ( ) ( )[ ]
( ) ( )
1111.145
50
dxdf
cx
4596.126.3dx
df
5046.96.660)x(fcc
)0(
)0()0(
2)0(
23)0()0(
−=−=
∆=∆
=+−=
−=−+−−=−=∆
8889,4111,16xxx )0()0()1( =−=∆+=
000,40126,9
0095,00011,4xxx
0011,42914,9
3748,00405,4xxx
0405,45797,12
9981,22789,4xxx
2789,4037,22
4431,138889,4xxx
)4()4()5(
)3()3()4(
)2()2()3(
)1()1()2(
=−=∆+=
=−=∆+=
=−=∆+=
=−=∆+=
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 472/23/2011
Với một hệ thống n ẩn cũng tương tự
Mỗi bước lặp phải tính lại ma trận J ( ma trậnJacobian)
Tốc ñộ hội tụ nhanh
Khả năng hội tụ phụ thuộc vào ñiểm dự ñoán nghiệmban ñầu
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 482/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Xét hpt mô tả HTð
Viết dưới dạng tọa ñộ cực
Công suất phức là
Thay Ii ta có
Công suất phức
Các giá trị P, Q là
P/t trên là một tập các p/t ñạisố phi tuyến
∑=
=n
1j
jiji VYI &&&
( )∑=
+∠=n
1j
jijjiji VYI δθ&
i*
iii IVjQP &&=−
( ) ( )∑=
+∠−∠=−n
1j
jijjijiiii VYVjQP δθδ
( )∑=
+−=n
1j
jiijijjii cosYVVP δδθ
( )∑=
+−−=n
1j
jiijijjii sinYVVQ δδθ
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 492/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Sử dụng khai triển chuỗi Taylor, bỏ qua các ñạo hàm bậc caota có kết quả sau:
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
∂
=
)k(
n
2
)k(n
2
)k(
n
n)k(
2
n
)k(
n
2)k(
2
2
)k(
n
n)k(
2
n
)k(
n
2)k(
2
2
)k(
n
n)k(
2
n
)k(
n
2)k(
2
2
)k(
n
n)k(
2
n
)k(
n
2)k(
2
2
)k(n
2
)k(n
2
V
V
V
Q
V
Q
V
Q
V
Q
V
P
V
P
V
P
V
P
PP
PP
Q
Q
P
P
)k(
)k(
)k(
)k(
∆
∆
δ∆
δ∆
δδ
δδ
δδ
δδ
∆
∆
∆
∆
M
M
L
MOM
L
L
MOM
L
L
MOM
L
L
MOM
L
M
M
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 502/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
ở ñây giả sử nút 1 là nút cân bằng Ma trận jacobian cung cấp một mối liên hệ tuyến tính giữa
∆δ(k), ∆|V|(k) với sự thay ñổi ∆Pi(k) và ∆Qi
(k)
Viết dưới dạng ngắn gọn ta có:
ðối với nút P-V, thì giả sử có m nút PV, m ptrình bao gồm∆Q, ∆V tương ứng với các cột của ma trận Jacobian sẽ bị bỏñi, và ta có: n-1 ràng buộc về P, n-1-m ràng buộc về Q
Bậc của ma trận Jacobian là: (2n-2-m) x(2n-2-m)
=
VJJ
JJ
Q
P
43
21
∆
δ∆
∆
∆
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 512/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Bậc của J1 là (n-1)x(n-1)
Bậc của J2 là (n-1)x(n-1-m)
Bậc của J3 là (n-1-m)x(n-1)
Bậc của J4 là (n-1-m)x(n-1-m)
Các giá trị của J1,
( )
( ) ji voi sinYVVP
sinYVVP
jiijijji
j
i
n
1j
jiijijji
i
i
≠+−−=∂
∂
+−=∂
∂∑
≠
δδθδ
δδθδ
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 522/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Các giá trị của J2,
Các giá trị của J3,
( )
( ) ji voi cosYVV
P
cosYVcosYVV2V
P
jiijiji
j
i
jiij
ij
ijjijijji
i
i
≠+−=∂
∂
+−+=∂
∂∑
≠
δδθ
δδθθ
( )
( ) ji voi cosYVVQ
cosYVVQ
jiijijji
j
i
n
1j
jiijijjii
i
≠+−−=∂
∂
+−=∂
∂∑
≠
δδθδ
δδθδ
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 532/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Các giá trị của J4,
Các giá trị ∆Pi(k) và ∆Qi
(k) là sai số giữa giá trị ñịnh ñịnh trướcvà giá trị tính toán
( )
( ) ji voi sinYVV
Q
sinYVsinYVV2V
Q
jiijiji
j
i
jiij
ij
ijjijijji
i
i
≠+−−=∂
∂
+−−−=∂
∂∑
≠
δδθ
δδθθ
)k(i
chotruoci
)k(i
)k(i
chotruoci
)k(i
QQQ
PPP
−=
−=
∆
∆
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 542/23/2011
2.5 Phương pháp tính toán: Newton Raphson
Góc và ñiện áp sẽ ñược tính
Quá trình tính toán tiếp tục cho ñến khi:
)k(i
)k(i
)1k(i
)k(i
)k(i
)1k(i
VVV ∆
δ∆δδ
+=
+=
+
+
ε∆
ε∆
≤
≤
)k(i
)k(i
Q
P
2. Bài toán trào lưu công suất
TS. Nguyễn ðăng Toản 552/23/2011
3. Phần mềm tính toán Powerworld
PowerWorld Simulator (Simulator) là một gói công cụ ñượcthiết kế trên nền tảng: Với lõi của chương trình là một giải pháp tính toán trào lưu công suất
một cách tin cậy, cho phép giải bài toán ñến 100.000 nút, dễ sử dụng, giao diện thân thiện.
Powerworld cho phép người dùng quan sát các thiết bị, hay chế ñộ làmviệc qua các màu khác nhau. Việc thay ñổi các thông số của HTð nhưmáy phát, MBA, ñường dây, tụ ñiện …một cách rất dễ dàng qua giaodiện ñồ họa, bởi một số ít các nhấp con chuột.
Các bài toán tối ưu, ngắn mạch, ổn ñịnh tính ñiện áp … Powerworld chứng tỏ tính ưu việt trong việc phân tích HTð và
có tính minh họa, dễ hiểu ñặc biệt cho những kỹ sư không phảilà chuyên ngành hệ thống ñiện. Cho nên rất hữu dụng trongviệc giảng dạy và nghiên cứu.
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 562/23/2011
3. Phần mềm tính toán Powerworld
Cài ñặt
Các thanh công cụ
Ví dụ tính toán Trào lưu công suất
Ngắn mạch trong HTð
Tính toán quá trình quá ñộ
…
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 572/23/2011
3.1 Thông tin về tệp
Thông tin chính về tệp Thanh công cụ truy cập nhanh
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 582/23/2011
3.2 Thông tin HTð :Case infomation
Khi chạy chương trình: Với các thông tin online về
HTð như dòng công suất, dòng công suất trên các nhánh, MPð, giá trị ñiện áp, giá trị vềgiá chi phí nhiên liệu ….
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 592/23/2011
3.2 Thông tin HTð :Case infomation
Khi chỉnh sửa số liệu Với các thông tin tĩnh, ban
ñầu, và người dùng có thể nhấpchuột vào các biểu tượng ñểthay ñổi các thông tin về hệthống ñiện
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 602/23/2011
3.3 Thông tin HTð :Case infomation
Các thông tin về case
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 612/23/2011
3.3 Thông tin HTð :Case infomation
Các thông tin về trao ñổi công suất giữa các khu vực
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 622/23/2011
3.3 Thông tin HTð :Case infomation
Chức năng giám sát lượng giới hạn công suất trên cácnhánh
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 632/23/2011
3.3 Thông tin HTð :Case infomation
So sánh các thông tin về trào lưu công suấtgiữa các trường hợp nghiên cứu khác nhau
So sánh các thông tin về trào lưu công suấtgiữa các trường hợp nghiên cứu khác nhau
Các lựa chọn về giải thuật tính trào lưucông suất ñối với HTð AC và DC, các lựachọn khi tính toán online các chế ñộ, ñặtmàu hiển thị cho các chế ñộ online, ….
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 642/23/2011
3.3 Thông tin HTð :Case infomation
Xem các thông tin của từng nút cụ thể như ñiện áp, nối các nhánh …
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 652/23/2011
3.4 Một số chức năng ở chế ñộ DRAW
Draw
Hộp thoạichức năng vẽ
màu
Vẽ màu cho các lựa chọn khác nhau như: Vùng, miền, các nút, trạm biến áp
Chức năng chèn thêm các ñối tượng như ðường dây, MPð, MBA, tải … vào HTð ñang nghiên cứu.
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 662/23/2011
3.4 Một số chức năng ở chế ñộ DRAW
Vẽ cácphần từ
Các lựachọn về kết
nối HTð
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 672/23/2011
3.4 Một số chức năng ở chế ñộ DRAW
Các chức năng khác khi tao cáctrường,vẽ các biểu ñổ hình bánh ñể môtả phần trăm của lượng công suất tải…
Một số chức năng khác như ñịnh dạng, sao chép và phóngto thu nhỏ…
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 682/23/2011
3.5 Một số chức năng của trực tuyến Onliners
Onliners
Lựa chọn các chức năng cho việc chạyonline, lựa chọn các chức năng hiển thị thiếtbị, lựa chọn cách hiển thị, phối hợp miền,
nhấn mạnh các ñối tượng cần quan tâm, cáccách nhìn thực tế …
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 692/23/2011
3.5 Một số chức năng của trực tuyến Onliners
Các lựa chọn về miên bao giữa các cùng miền, hiểnthị lựa chọn màu cho các miền ñịa lý, hoặc theo giá
trị ñiện áp ….
Công cụ GIS
Liệt kê các theo từng các thiết bị
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 702/23/2011
3.5 Một số chức năng của trực tuyến Onliners
Các lựa chọn màu cho các lớp , xem hệ thống ñiện theo3D hoặc 2D
Các chức năng về quan sát, phóng to thu nhỏ htñ
Một số chức năng về mô hình ñộng
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 712/23/2011
3.6 Các công cụ :TOOLS
Tools
Chức năng cho phép tính toán kết quả tại một thờiñiểm bất kỳ dùng phương pháp Newton-Raphson
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 722/23/2011
3.6 Các công cụ :TOOLS
Các lụa chọn về việc mô phỏng
Các lựa chọn về giải thuật bài toán phân bố trào lưucông suất
Phân tích các sự cố ngẫu nhiên
Phân tích ñộ nhạy khi một yếu tố trong hệ thốngthay ñổi, ví dụ như công suất tải của một nút, ñiện
áp,…
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 732/23/2011
3.6 Các công cụ :TOOLS
Các chức năng về tính toán ngắn mạch
Các chức năng về tính toán ổn ñịnh ñiệnáp dựa trên tính toán ñường cong PV, QV
Tính toán các bài toán về trao ñổi công suất
Các thông tin về ổn ñịnh
3. Phần mềm Power World
TS. Nguyễn ðăng Toản 742/23/2011
4. Phần mềm tính toán hạ áp DOCWIN- ABB
Phần mềm tính toán, lựa chọn thiết bị hạ áp
Thông tin tại http://www.abb.com/
4. Phần mềm DOC WIN
TS. Nguyễn ðăng Toản 752/23/2011
5. Phần mềm PSS/Adept
Hai tài liệu tham khảo
PSS/Adept Course
ÁP DỤNG PSS/ADEPT 5.0 TRONG LƯỚI ðIỆN PHÂN PHỐI
5. PSS/adept
TS. Nguyễn ðăng Toản 762/23/2011
6. PSS/E6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 772/23/2011
6.1 TÓM TẮT MODUL LOADFLOW
Dòng lệnh
Cửa số chính
Các chức năng fileChỉnh sửa thông số HTð
Tính toán trào lưu công suất
Tính toán ngắn mạch
Tối ưu hóa trào lưu công suất
ðiều khiển vào ra
Một số chức năng khác
Giám sát quản lýTransmission system
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 782/23/2011
6.2 Các lệnh chính trong modul LF Load flow data input
READ TREA RDCH MCRE RETI CASE PSEB EXEC ROPF Data base interaction
SAVE CASE SHOW Load flow data output
RAWD RWCM RWMA RWOP Load flow data reporting
LIST EXAM SIZE OUTS SHNT BRCH REGB TREE ALPH BUSN FIND PRTI PSEB EXEC DIFF CMPR LSTO
Load flow data changing CHNG RDCH MBID CHTI EDTR SCAL CNTB TPCH TFLG ECDI SPLT JOIN LTAP DSCN RECN MOVE PURG FLAT MODR GCAP BGEN PSEB EXEC
Load flow solution SOLV MSLV FNSL FDNS NSOL ORDR FACT TYSL INLF ACCC PSEB EXEC NOPF
Load flow solution reporting POUT LOUT LAMP SUBS SHNT AREA ZONE OWNR TIES TIEZ INTA INTZ DRAW DIFF GDIF CMPR MTDC
Load flow solution limit check RAT3 RATE OLTL OLTR TLST VCHK GENS GEOL GCAP ACCC
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 792/23/2011
Những file do người sử dụngñưa vào: ñầu vào chochương trình
Những file tạo ra từ máytính: ñầu ra, hay kết quả
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 802/23/2011
6.3 Sơ ñồ khối về số liệu ñầu vào cho LF
Thông số chung
Số liệu NÚT
Số liệu TẢI
Số liệu MPð
Số liệu ð/d
Số liệu MBA
Trao ñổi khu vực
ð/dây 2 cực DC
Chỉnh lưu cho DC
Tụ ñóng cắt
Bù ñiện kháng MBA
Nhiều cực DC
ð/dây với nhiều phần
Sô liệu vùng
Trao ñổi liên vùng
Cơ quan quản lý
FACTS
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 812/23/2011
6.3 Sơ ñồ khối về số liệu ñầu vào cho LF
IC, SBASE
Trong ñó IC Change code:
0 - base case (i.e., clear the working case before adding data to it)
1 - add data to the working case
IC = 0 by default.
SBASE System base MVA. SBASE = 100. by default
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 822/23/2011
KHAI BÁO NÚT
I, ’NAME’, BASKV, IDE, GL, BL, AREA, ZONE, VM, VA, OWNER 0/
I :Bus số (1 to 99997). NAME: tên bus, không quá 8 ký tự, (8 ký tự trắng: mặc ñịnh). BASKV: ñiện áp cơ bản (BASKV = 0: mac ñịnh). IDE Loai bus
1 – Nút tải (mặc ñịnh) 2 – Máy phát, bù 3 – Cân bằng 4 – Bus ñộc lập
GL Bù công suất tác dụng (GL = 0 mặc ñịnh) BL (MVAR)bù phản kháng BL >0 => Tụ ,BL<0=> kháng (BL = 0: mặc ñịnh). AREA khu vực: AREA = 1 Mặc ñịnh ZONE vùng số. ZONE = 1 by default. VM: modul ñiện áp (pu). VM = 1. by default. VA góc pha, (degree). VA = 0. by default. OWNER cơ quan số. OWNER = 1 by default.
~
CP+jQ
VM/_VA
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 832/23/2011
KHAI BÁO TẢI I, ID, STATUS, AREA, ZONE, PL, QL, IP, IQ, YP, YQ, OWNER 0/
I Bus số (1 to 99997), ID Tải số bao nhiêu của nút, ID = ’1’ by default. STATUS: tình trạng của tải STATUS = 1 by default. AREA/ZONE/OWNER PL :CSTác dụng của loại tải “constant MVA”; (MW). PL = 0. by default. QL :CS phản kháng của “constant MVA”; (Mvar). QL = 0. by default.
IP : CS Tác dụng của loại tải “constant current” (MW tại V=1pu). IP = 0. by default. IQ : CS phản kháng của loại tải “constant current” (MVAr tại V=1pu). IQ = 0. by
default. YP: CS Tác dụng của loại tải “constant admittance” (MW tại V=1pu). IP = 0. by
default. YQ : CS phản kháng của loại tải “constant admittance”” (MVAr tại V=1pu). IQ = 0.
by default.
( ) ( )
( ) ( )
2
0 0 0
2
0 0 0
/ /
/ /
p p p
q q q
P P Z V V I V V P
Q Q Z V V I V V Q
= + +
= + +
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 842/23/2011
KHAI BÁO MPð
~
~
P+jQ
VM/_VAG1
G2
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 852/23/2011
KHAI BÁO MPð
I,ID,PG,QG,QT,QB,VS,IREG,MBASE,ZR,ZX,RT,XT,GTAP,STAT,RMPCT,PT,PB,O1,F1,...,O4,F4
/0 PG Công suất tác dụng của MPð; MW. PG = 0. by default. QG, (QG = 0. by default.), QT/ QB c/s phản kháng max/min VS ðiện áp ñiều chỉnh (pu). VS = 1. by default. IREG Bus number (IREG = 0 by default.) MBASE (MVA): công suất danh ñịnh của MPð ZR,ZX Tổng trở phức , ZR = 0. and ZX = 1. by default. RT,XT tổng trở của MBA tăng áp RT+jXT = 0. by default. GTAP tỉ số cùa MBA tăng áp. GTAP = 1. by default. STAT Tình trạng làm việc của MPð; STAT = 1 by default. RMPCT % công suất Phản kháng dùng ñể giữ ñiện áp tại nút ñiều khiển, RMPCT = 100.
by default. PT/ PB C/suất tác dụng lớn nhất và nhỏ nhất của MPð (MW),PT= 9999. by default, PB
= -9999. by default. …. Các thông số khác ñặt giá trị mặc ñịnh
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 862/23/2011
KHAI BÁO NHÁNH (Không có MBA)6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 872/23/2011
KHAI BÁO NHÁNH (Không có MBA)
I,J,CKT,R,X,B,RATEA,RATEB,RATEC,GI,BI,GJ,BJ,ST,LEN,O1,F1,...,O4,F4
/0 I Từ nút J ðến nút CKT Nhánh số , CKT = ’1’ by default. R ðiện trở (pu) X ðiện kháng (pu) (Một số FACTS thì phải khai báo như là nhánh có ñiện
kháng bằng 0) B Dung kháng ký sinh (pu) B = 0. by default. RATEA/ RATEB/ RATEC khả năng mang tải A, B, C; MVA. RATEA/B/C =
0. (bypass check for this branch) GI,BI là ñiện dẫn phức tại nút I: GI + jBI = 0. by default. GJ,BJ là ñiện dẫn phức tại nút J: GJ + jBJ = 0. by default. ST Tính trạng của ñường dây: ST = 1 by default. LEN Chiều dài ñường dây: LEN = 0. by default.
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 882/23/2011
KHAI BÁO NHÁNH MBA
MBA 2 cuộn dây I,J,K,CKT,CW,CZ,CM,MAG1,MAG2,NMETR,’NAME’,STAT,O1,F1,...,O4,F4
R1-2,X1-2,SBASE1-2
WINDV1,NOMV1,ANG1,RATA1,RATB1,RATC1,COD,CONT,RMA,RMI,VMA,VMI,NTP,TAB,CR,CX
WINDV2,NOMV2
0/
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 892/23/2011
KHAI BÁO NHÁNH MBA
MBA 3 cuộn dây: I,J,K,CKT,CW,CZ,CM,MAG1,MAG2,NMETR,’NAME’,STAT,O1,F1,...,O4,F4
R1-2,X1-2,SBASE1-2,R2-3,X2-3,SBASE2-3,R3-1,X3-1,SBASE3-1,VMSTAR,ANSTAR
WINDV1,NOMV1,ANG1,RATA1,RATB1,RATC1,COD,CONT,RMA,RMI,VMA,VMI,NTP,TAB,CR,CX
WINDV2,NOMV2,ANG2,RATA2,RATB2,RATC2
WINDV3,NOMV3,ANG3,RATA3,RATB3,RATC3
0/
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 902/23/2011
I /J/ K: các nút, các phía của MBA K = 0 by default (MBA 2 cuộn dây) CKT : MBA số: CKT = ’1’ by default. CW = 1 by default. CZ xác ñịnh ñơn vị của ñiện kháng các cuộn dây, CZ = 1 by default (pu) CM xác ñịnh ñơn vị của ñiện kháng từ hóa các cuộn dây. CM = 1 by default (pu) MAG1, MAG2 : MAG1 = 0.0 and MAG2 = 0.0 by Default NMETR Code cho việc ño lường NMETR = 2 by default. NAME Tên cùa MBA, NAME is eight blanks by default. STAT Tình trạng làm việc của MBA: STAT = 1 by default. Một số thông số mặc ñịnh R1-2, X1-2 ðiện trở/ñiện kháng của cuộn 1-2 khi CZ is 1, chúng ñược biểu diển bởi (pu)
của hệ thống ñiện, Mặc ñịnh R1-2=0.0 nhưng không có giá trị mặc ñịnh X1-2. SBASE1-2 Công suất của MBA. SBASE1-2 = SBASE (the system base MVA) by default. R2-3, X2-3 ðiện trở/ñiện kháng của cuộn 2-3 khi CZ is 1, chúng ñược biểu diển bởi (pu)
của hệ thống ñiện, Mặc ñịnh R2-3=0.0 nhưng không có giá trị mặc ñịnh X2-3 SBASE2-3 Công suất của cuộn 2-3 SBASE2-3 = SBASE (the system base MVA) by
default. Tương tự như cuộn 1-3 COD: code ñiều khiển của MBA WINDV1: tỉ số của ñầu phân áp TAP… dải ñiều chỉnh của tap: 0.9-11 NTP: số ñầu phân áp
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 912/23/2011
TRAO ðỔI CÔNG SUẤT CÁC KHU VỰC
I, ISW, PDES, PTOL, ’ARNAME’
0/ I: Số liệu của khu vực
ISW: Nút cân bằng của khu vực, phải là nút máy phát, mặc ñịnh =0
PDES: Mức công suất trao ñổi giữa các khu vực, mặc ñịnh =0
PTOL: ðộ sai lệch tính toán MW,mặc ñịnh =10
‘ARNAME’: Tên của vùng
Khu vực IIKhu vực I
PDES
(MW)
I (nút cân bằngcủa khu vực)
~
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 922/23/2011
MỘT SỐ CÁC THÔNG SỐ KHÁC
0 / END OF AREA DATA, BEGIN TWO-TERMINAL DC DATA0 / END OF TWO-TERMINAL DC DATA, BEGIN VSC DC LINE DATA0 / END OF VSC DC LINE DATA, BEGIN SWITCHED SHUNT DATA0 / END OF SWITCHED SHUNT DATA, BEGIN IMPEDANCE
CORRECTION DATA0 / END OF IMPEDANCE CORRECTION DATA, BEGIN MULTI-
TERMINAL DC DATA0 / END OF MULTI-TERMINAL DC DATA, BEGIN MULTI-SECTION LINE
DATA0 / END OF MULTI-SECTION LINE DATA, BEGIN ZONE DATA0 / END OF ZONE DATA, BEGIN INTER-AREA TRANSFER DATA0 / END OF INTER-AREA TRANSFER DATA, BEGIN OWNER DATA0 / END OF OWNER DATA, BEGIN FACTS DEVICE DATA0 / END OF FACTS DEVICE DATA
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 932/23/2011
6.4 THUẬT TOÁN TÍNH LOADFLOW
NEWTON-RAPHSON
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 942/23/2011
6.4 THUẬT TOÁN TÍNH LOADFLOW
GAUSS-SEIDEL
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 952/23/2011
THAY ðỔI CÁC LỰA CHỌN
Hoặc có thể dùng: FNSL OPT, SOLV OPT, ...
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 962/23/2011
CÁC CHỨC NĂNG KHÁC…
LIST: Liệt kê số liệu dùng ñể tính trào lưu công suất Các tùy chọn của lệnh gồm: LIST Liệt kê dữ liệu tính toán trào lưu công suất cho tất cả các nút theo phân loại dữ
liệu LIST, ALL Liệt kê tất cả các phân loại dữ liệu AREA Liệt kê dữ liệu tương ứng với một khu vực KV Liệt kê dữ liệu tương ứng với một cấp ñiện áp Zone Liệt kê dữ liệu tương ứng với một khu vực
POUT: In ra kết quả tính trào lưu công suất Các tùy chọn của lệnh này gồm: POUT ðưa ra trào lưu công suất cho nút lựa chọn POUT, ALL ðưa ra trào lưu công suất của tất cả các nút AREA ðưa ra trào lưu công suất cho một khu vực KV ðưa ra trào lưu công suất cho một cấp ñiện áp ZONE ðưa ra trào lưu công suất cho một vùng
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 972/23/2011
CÁC CHỨC NĂNG KHÁC…
EXAM: Liệt kê dữ liệu dùng ñể tính trào lưu công suất theo một hay nhiềunút ñã chỉ ra Lệnh này gồm các tùy chọn sau: EXAM Liệt kê các dữ liệu tính trào lưu công suất cho các nút theo chỉ ñịnh EXAM, ALL Liệt kê tất cả các loại dữ liệu tính toán cho tất cả các nút , AREA Liệt kê dữ liệu tính toán theo miền area , KV Liệt kê dữ liệu tính toán tương ứng với cấp ñiện áp , Zone Liệt kê dữ liệu tương ứng với một khu vực
GENS: Liệt kê các ñiều kiện của máy phát ñiện - Công suất phát ra - Giới hạn công suất phản kháng - ðiện áp cần giữ - ðiện áp thực tế…
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 982/23/2011
6.7. VÍ DỤ TÍNH TOÁN: HTð 2 VÙNG CỦA KUNDUR6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 992/23/2011
Thông số hệ thống
ðiện áp MPð 20kV, 900MVA, MPð1-2, P=800, V1=1.03, V2=1.01 MPð 4, P=700, V4=1.01 MPð 3: V1=1.03, góc -6.8 ñộ
Mỗi MBA: có z=0+j0.15 (hệ ñơn vị tương ñối 900MVA và 20/230kV), tỉ số1.0
ðường dây có các thông số sau (hệ ñơn vị 100MVA,230kV ): r=0.0001 pu/km, xL=0.001 pu/km, bC=0.00175pu/km
Tụ ñiện: nút 700: 400Mvar,800: 100Mvar,900:400Mvar Tải
nút: P= 717MW,Q= 50Mvar, Nút: P= 250MW,Q= 50Mvar, Nút: P= 1967MW,Q= 100Mvar
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 1002/23/2011
0, 100.00 / PSS/E-29.0 FRI, AUG 28 2009 23:29A FOUR MACHINE SYSTEMNEW ENGLAND SYSTEM
100,'GEN1 ', 20.0000, 2, 0.000, 0.000, 1, 1, 1.03000, 0.00000, 1200,'GEN2 ', 20.0000, 2, 0.000, 0.000, 1, 1, 1.01000, 0.00000, 1300,'GEN3 ', 20.0000, 3, 0.000, 0.000, 2, 1, 1.03000, -6.8000, 1400,'GEN4 ', 20.0000, 2, 0.000, 0.000, 2, 1, 1.01000, 0.00000, 1500,'TRAN1 ', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 1, 1, 1.00000, 0.00000, 1600,'TRAN2 ', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 1, 1, 1.00000, 0.00000, 1700,'BUSAREA1', 230.0000,1, 0.000, 400.000, 1, 1, 1.00000, 0.00000, 1710,'LOADBUS1', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 1, 1, 1.00000, 0.00000, 1800,'BUSAREA3', 230.0000,1, 0.000, 100.000, 3, 1, 1.00000, 0.00000, 1900,'BUSAREA2', 230.0000,1, 0.000, 400.000, 2, 1, 1.00000, 0.00000, 1
1000,'TRAN4 ', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 2, 1, 1.00000, 0.00000, 11100,'TRAN3 ', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 2, 1, 1.00000, 0.00000, 11200,'TCSC ', 230.0000,1, 0.000, 0.000, 3, 1, 1.00000, 0.00000, 1
0 / END OF BUS DATA, BEGIN LOAD DATA700,'1 ',1, 1, 1, 717.000, 50.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 1710,'1 ',1, 1, 1, 250.000, 50.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 1900,'1 ',1, 2, 1, 1967.000, 100.000, 0.000, 0.000, 0.000, 0.000, 1
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 1012/23/2011
0 / END OF LOAD DATA, BEGIN GENERATOR DATA100,'1 ', 800.000, 0.0000, 9999.000, -9999.000,1.03000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1, 100.0, 9999.000, -9999.000,
1,1.0000200,'1 ', 800.000, 0.0000, 9999.000, -9999.000,1.01000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1, 100.0, 9999.000, -9999.000,
1,1.0000300,'1 ', 744.465, 0.0000, 9999.000, -9999.000,1.03000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1, 100.0, 9999.000, -9999.000,
1,1.0000400,'1 ', 700.000, 0.0000, 9999.000, -9999.000,1.01000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1, 100.0, 9999.000, -9999.000,
1,1.00000 / END OF GENERATOR DATA, BEGIN BRANCH DATA500, 600,'1 ', 0.00250, 0.02500, 0.04375, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000600, 700,'1 ', 0.00100, 0.01000, 0.01750, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000700, 710,'1 ', 0.00010, 0.00100, 0.00175, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000700, 800,'1 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000700, 800,'2 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000700, 800,'3 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000800, 900,'1 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000800, 900,'2 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000800, 1200,'1 ', 0.00000, -0.00001, 0.00000, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000900, 1000,'1 ', 0.00100, 0.01000, 0.01750, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.0000900, 1200,'1 ', 0.01500, 0.15000, 0.26250, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.00001000, 1100,'1 ', 0.00250, 0.02500, 0.04375, 0.00, 0.00, 0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1, 0.00, 1,1.00000 / END OF BRANCH DATA, BEGIN TRANSFORMER DATA
100, 500, 0,'1 ',1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS1 ',1, 1,1.00000.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00, 0, 0, 1.10000, 0.90000, 1.10000, 0.90000, 33, 0, 0.00000, 0.000001.00000, 0.000
200, 600, 0,'1 ',1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS2 ',1, 1,1.00000.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00, 0, 0, 1.10000, 0.90000, 1.10000, 0.90000, 33, 0, 0.00000, 0.000001.00000, 0.000
300, 1100, 0,'1 ',1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS3 ',1, 1,1.00000.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00, 0, 0, 1.10000, 0.90000, 1.10000, 0.90000, 33, 0, 0.00000, 0.000001.00000, 0.000
400, 1000, 0,'1 ',1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS4 ',1, 1,1.00000.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00, 0, 0, 1.10000, 0.90000, 1.10000, 0.90000, 33, 0, 0.00000, 0.000001.00000, 0.000
TS. Nguyễn ðăng Toản 1022/23/2011
0 / END OF TRANSFORMER DATA, BEGIN AREA DATA0 / END OF AREA DATA, BEGIN TWO-TERMINAL DC DATA0 / END OF TWO-TERMINAL DC DATA, BEGIN VSC DC LINE DATA0 / END OF VSC DC LINE DATA, BEGIN SWITCHED SHUNT DATA0 / END OF SWITCHED SHUNT DATA, BEGIN IMPEDANCE CORRECTION DATA0 / END OF IMPEDANCE CORRECTION DATA, BEGIN MULTI-TERMINAL DC DATA0 / END OF MULTI-TERMINAL DC DATA, BEGIN MULTI-SECTION LINE DATA0 / END OF MULTI-SECTION LINE DATA, BEGIN ZONE DATA0 / END OF ZONE DATA, BEGIN INTER-AREA TRANSFER DATA0 / END OF INTER-AREA TRANSFER DATA, BEGIN OWNER DATA0 / END OF OWNER DATA, BEGIN FACTS DEVICE DATA0 / END OF FACTS DEVICE DATA
6. Phần mềm PSS/E
TS. Nguyễn ðăng Toản 1032/23/2011 103
Xin chân thành cảm ơn