Nội dung

GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB MỞ ĐẦU GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 1 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB A. MỞ ĐẦU 1. GIỚI THIỆU CHUNG Việc xác định các thông số chế độ của mạng điện phân phối như dòng, áp, công suất rất có ý nghĩa trong công tác thiết kế, vận hành, điều khiển mạng điện. Tính toán trào lưu công suất sẽ tìm được tổn thất công suất trên các nhánh rẽ và của toàn mạng, từ đó xác định được tổn thất điện năng, làm cơ sở để đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Tính toán trào lưu công suất còn xác định được khả năng đáp ứng công suất của nguồn cho phụ tải, khả năng tải của máy biến áp trung gian hoặc lưới truyền tải. Từ đó có các phương án cung cấp điện, vận hành thích hợp. Tính toán phân bố điện áp tại các nút của mạng điện phân phối, sẽ xác định được tổn thất điện áp trên các nhánh và điện áp tại các nút tải. Kết quả tính toán nhằm phục vụ công tác quy hoạch, thiết kế và vận hành mạng điện. .Trong quy hoạch, thiết kế, tổn thất điện áp dùng để lựa chọn hoặc kiểm tra dây dẫn. .Trong vận hành tổn thất điện áp dùng để tính toán điều chỉnh điện áp. Ngoài ra, tính toán trào lưu công suất còn xác định được phân bố dòng điện trên các nhánh. Dòng điện nhánh cũng là một thông số quan trọng, dùng để kiểm tra dây dẫn và các thiết bị theo điều kiện phát nóng. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 2 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 2. MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Xây dựng chương trình MATLAB tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối. Chương trình được xây dựng với mục tiêu chính: hướng đến khả năng ứng dụng trong tính toán thực tế. Quá trình thực hiện chương trình chú trọng các vấn đề sau: 1. Có thể thực hiện tính toán cho mạng điện phân phối có n nút. 2. Đơn giản hóa khâu nhập dữ liệu, rút ngắn các bước tính tay để giảm thiểu sai số, kết quả tính toán đảm bảo yêu cầu chính xác. 3. Dễ dàng sử dụng. 4. Có thể trình bày kết quả tính toán trên các phần mềm khác như MICROSOFT EXCEL, qua đó làm tăng tính tiện ích. Trong quá trình thực hiện, em khảo sát hai phương pháp lặp Gauss – Seidel và Newton – Rapshon áp dụng trong giải tích hệ thống điện, đưa ra mô hình hóa và viết chương trình ứng dụng theo hai phương pháp này. Trên cơ sở thực hiện chương trình sẽ xác định phương pháp tính toán phù hợp cho mạng điện phân phối. 3. KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI 1. Tổng quan MATLAB. 2. Phương pháp tính toán phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối. 3. Viết chương trình MATLAB để phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối. 4. Ứng dụng chương trình để tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện thực tế. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 3 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB NỘI DUNG GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 4 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MATLAB GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 5 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MATLAB Matlab (Matrix laboratory) là chương trình lập trình ứng dụng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như điện, điện tử, điều khiển tự động…Matlab có thể giải quyết được nhiều bài toán đặt biệt là các bài toán về ma trận. 1.1. GIAO DIỆN CỦA CHƯƠNG TRÌNH Các cửa sổ làm việc chính của Matlab gồm có: Help – Demo Mfile Cửa sổ Current Directory Cửa sổ Command Windown Cửa sổ Command History Hình 1.1. Các cửa sổ làm việc chính của Matlab Command windown: cửa sổ để nhập các lệnh và dữ liệu, đồng thời là nơi xuất các kết quả tính toán. Command history: cửa sổ lưu trữ các lệnh đã thực thi cùng với thời gian sử dụng. Current directory: cho biết các thư mục đang lưu trữ. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 6 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Help (demo): trợ giúp thông tin về phần mềm. Mfile: cửa sổ để viết các lệnh lập trình, có phần mở rộng là file.m. Hình 1.2. Cửa sổ Mfile 1.2. CÁC PHÉP TOÁN – TÊN BIẾN – CÁC HÀM CƠ BẢN 1.2.1.Các phép toán Các phép toán đại số: +, -, *,^, /, \ (chia trái), ' phép chuyển vị ma trận hay liên hợp phức. Các toán tử quan hệ: <, <=, >, >=, == (bằng) , =~ (khác). Các toán tử logic: & (and), | (or), ~ (not). Các hằng: pi, j, inf (vô cùng), NaN (không xác định). GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 7 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.2.2. Cách đặt tên biến Matlab có những quy định về tên biến: tên biến phải bắt đầu bằng chữ và không chứa các kí tự đặt biệt như @, %, /,…Ngoài ra Matlab còn phân biệt chữ hoa với chữ thường. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 8 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.2.3. Điều khiển vào ra Các lệnh sau dùng để đưa số liệu vào và ra: Nhập dữ liệu : input (cú pháp: tên biến = input(‘chuổi hiển thị’)). Hiển thị nội dung của mảng hay chuổi : disp (cú pháp disp(tên biến hoặc tên chuổi cần hiển thị). Điều khiển xuất kết quả tính toán : format Lưu dữ liệu : save (cú pháp: save ‘tên file’ ‘tên biến’ ‘kiểu định dạng’). 1.2.4. Một số hàm toán học cơ bản Hàm căn bậc hai của x :sqrt(x) Hàm sin của x :sin(x) Hàm cos của x :cos(x) Hàm chuyển từ chuổi sang số : str2num(x) Hàm chuyển từ số sang chuổi : num2str(x) Trong các hàm lượng giác trên thì biến x có đơn vị là radian nếu x có đơn vị là độ thì ta phải đổi sang radian. 1.3. SỐ PHỨC TRONG MATLAB 1.3.1. Nhập số phức Để nhập số phức z=3+j4 ta có thể nhập từ của sổ Command Windown hoặc từ Mfile: Nhập dưới dạng đại số: >> z=3+j*4 Nhập dưới dạng cực: >> z=5*exp(j*45*pi/180) 1.3.2. Các phép toán cơ bản với số phức Lấy môđun số phức z :abs(z) Lấy acgumen số phức z :angle(z) GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 9 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Lấy phần thực số phức z :real(z) Lấy phần ảo số phức z :imag(z) Số phức liên hợp :conj(z) Các phép toán khác như +, -, *, / cũng giống như số thực. 1.4. MA TRẬN VÀ ỨNG DỤNG 1.4.1. Ma trận Ma trận là một mảng các số liệu gồm có m hàng và n cột:  a11 a A  21  .   a m1 a12 a22 . am 2 ... ... a1n  a 2 n  .   ... a mn  Có các cách nhập ma trận: . Nhập ma trận từ bàn phím (liệt kê). . Nhập từ file dữ liệu. . Tạo ma trận từ các hàm có sẵn, các hàm tự tạo. Nhập ma trận A theo kiểu liệt kê: >> A=[1 2 3 4; 5 6 7 8 9]; Nhập ma trận nhờ các hàm tự tạo: >>A=zeros(m,n) (ma trận A gồm toàn các phần tử 0, có m hàng n cột). >>A=ones(m,n) (ma trận A gồm toàn các phần tử 1) Địa chỉ mảng: Để truy xuất đến phần tử nằm ở hàng i cột j của ma trận A ta dùng lệnh: >>A(i,j) >>A(:,i) (Truy xuất tất cả các phần tử của cột i) >>A(i,:) (Truy xuất tất cả các phần tử của hàng i) GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 10 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.4.2 Các phép toán với ma trận trong Matlab Phép cộng trừ hai ma trận: >>X=A+B (X=A-B). Các ma trận A, B phải cùng kích thước. Phép nhân hai ma trận: >>X=A*B. Số cột của A phải bằng với số hàng của B. Nhân theo mảng: >>X=A.*B. Khi nhân theo mảng thì A, B phải cùng kích thước. Với phép nhân này thì các phần tử của hai ma trận này được nhân tương ứng với nhau. Phép chia ma trận: Nếu X*B=A thì X=A/B Nếu A*X=B thì X=A\B (phép chia trái). Chia theo mảng: >>X=A./B Phép lũy thừa ma trận: >>X=A^p (p là một số nguyên dương) . Ma trận X có được bằng cách nhân các ma trận A với nhau p lần. >>X=A.^B Phép nghịch đảo ma trận: >>X=inv(A) 1.4.3. Ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình Nghiệm của hệ phương trình tuyến tính có thể xác định thông qua các phép toán ma trận. Xét hệ:  a1 2 x 2  ... .  a1n x n b  a11 x1   a 22 x 2  ... .  a 2 n x n   a 2 1 x1  . ... ... ...... ... ... .. ... ... ..... ... .... .. ... .   a n1 x1  a n 2 x 2  ... .  a nn x n   (1.1) GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 11 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Hệ (1.1) biểu diển dưới dạng ma trận:  a11 a  21  .   an1 a12 a22 . an 2 .... a1n   x1   b1  .... a2 n   x2   b2   .  .   .      .... ann   xn   bn  hay A.X=B (1.2) Với A là ma trận hệ số, B và X là các vectơ cột. Nhân cả hai vế của hệ (1.2) với A-1 ta được: A-1.A.X = A-1.B hay X = A-1.B Lúc này ta sử dụng hàm: inv(A) để xác định ma trận nghịch đảo A-1 , như vậy nghiệm của hệ là: >>X=inv(A)*B Tuy nhiên khi det(A)=0 việc xác định ma trận nghịch đảo A-1 không chính xác. Khi đó Matlab sẽ giải hệ (1.2) bằng một hàm được lập trình sẵn và cho kết quả tin cậy hơn: >>X=A\B Giải hệ phương trình tuyến tính còn được ứng dụng để giải mạch điện thông qua phương pháp xây dựng ma trận tổng dẫn nút: Y. U=J Y là ma trận tổng dẫn của mạch điện, có dạng: Y  Y11 Y  21  .   Yn1 Y12 Y22 . Yn 2 .... .... .... Y1n  Y2 n  .   Ynn  ( nn ) Yii: tổng dẫn riêng của nút i, bằng tổng các tổng dẫn nối vào nút i. Yij: tổng dẫn tương hổ giữa nút i và j, bằng tổng các tổng dẫn nối giữa hai nút i và j nhưng ngược dấu, n = (số nút) -1. Trong đó điện thế của một nút bất kì được chọn làm chuẩn. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 12 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB U là vectơ điện thế tại các nút. Trừ thế của nút chọn làm chuẩn, có dạng: U     1      2        n  (1n ) J là vec tơ dòng điện bơm vào nút. Trừ dòng bơm vào nút chọn làm chuẩn, có dạng: J    J 1  J   2       J n  (1n ) Giải hệ phương trình Y.U=J ta sẽ tìm được điện thế các nút, khi đã xác định được điện thế các nút ta sẽ tính được dòng điện và công suất chảy qua các nhánh. Việc giải hệ này rất đơn giản với Matlab, ta sử dụng lệnh: >> U=Y\J Hoặc: >> U=inv(Y)*J GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 13 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.5. CẤU TRÚC ĐIỀU KIỆN Cấu trúc điều kiện là một cấu trúc cơ bản trong lập trình. 1.5.1. Cấu trúc if-end Cú pháp: if lệnh 1; lệnh 2; ……… lệnh n; end Sơ đồ khối của cấu trúc if – end như hình 1.3: Begin Điều kiện Sai đúng Khối lệnh End Hình 1.3. Sơ đồ khối cấu trúc if-end Khi biểu thức điều kiện đúng thì Matlab thực thi lệnh. Nếu sai thì thực thi các lệnh phía sau end. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 14 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.5.2. Cấu trúc if-elseif-else-end Cú pháp: if ; elseif ; else ; end Sơ đồ khối của cấu trúc if-elseif-else-end như hình 1.4: Begin Điều kiện 1 Đúng Sai Điều kiện 2 Đúng Khối lệnh 1 Sai Khối lệnh 3 Khối lệnh 2 End Hình 1.4. Sơ đồ khối cấu trúc if-elseif-end Nếu điều kiện 1 đúng thì thực hiện khối lệnh 1, nếu sai Matlab sẽ kiểm tra biểu thức điều kiện 2. Nếu điều kiện 2 sai thì Matlab sẽ thực hiện các lệnh nằm trong khối lệnh 3. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 15 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.6. CẤU TRÚC LẶP 1.6.1. Cấu trúc for-end Cú pháp: for =:: ; end Sơ đồ khối của cấu trúc for-end như hình 1.5: Begin k:=csđầu k<=cs cuối sai đúng Khối lệnh k:=k+bướctăng End Hình 1.5. Sơ đồ khối cấu trúc for-end Bước tăng có thể được mặc định bằng 1 hoặc có giá trị dương hay âm nhưng phải phù hợp với giá trị của chỉ số đầu và chỉ số cuối. Phát biểu for-end khi số vòng lặp đã xác định. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 16 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.6.2. Cấu trúc while-end Cú pháp: While ; end Sơ đồ khối như hình 1.6: Begin Điều kiện Sai đúng Khối lệnh End Hình 1.6. Sơ đồ khối cấu trúc while-end Phát biểu while-end khi chưa xác định rõ số vòng lặp, quá trình lặp chỉ kết thúc cùng với điều kiện đi kèm. Nếu điều kiện kiểm tra không rõ ràng thì chương trình có thể không thoát ra được. Trong trường hợp này nhấn tổ hợp phím Ctrl+C để dừng chương trình. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 17 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.6.3. Cấu trúc switch-case Cú pháp: switch case case ............ case otherwise end Nếu giá trị của biểu thức đứng sau switch trùng với giá trị thử i thì Matlab sẽ thực hiện khối lệnh i rồi chuyển sang các lệnh đứng sau end. Trong trường hợp giá trị của biểu thức đứng sau switch không trùng với giá trị thử nào thì Matlab sẽ thực thi các lệnh đứng sau otherwise. 1.7. ĐỒ HỌA 2D TRONG MATLAB 1.7.1. Lệnh vẽ Đồ họa 2D ta dùng lệnh: plot. 1.7.2. Đặc tả kiểu đường vẽ Ta có thể dùng các kiểu đường vẽ khác nhau khi vẽ hình. Ví dụ: vẽ hàm y=x^2. Nguyên tắc : vẽ từng điểm và nối chúng lại với nhau. Lệnh vẽ >> x=[-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4] %tạo ra mảng x : >>y=x.^2 %tạo ra mảng y >>plot(x,y,'--' ) %vẽ bằng đường nét đứt. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 18 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Các kiểu đường vẽ xác định như sau: Đường liền : - Đường nét đứt : -- Đường chấm chấm: : Đường chấm gạch : -. 1.7.3. Đặc tả kích thước, màu của đường vẽ và kiểu đánh dấu của điểm Kích thước đường vẽ được xác định bằng các hàm: Độ rộng đường thẳng :LineWidth Màu của khối đánh dấu :MarkerFaceColor Màu các cạnh của khối đánh dấu :MarkerEdgeColor Kích thước khối đánh dấu :MarkerSize Màu của đường vẽ xác định bằng các tham số: Red :r Green :g Blule :b Cyan :c Mangeta :m Yellow :y Black :k White :w Kiểu của điểm xác định bằng các tham số: Vòng tròn :o Hình vuông : s Dấu sao :* Điểm :. Ngũ giác :p Chữ thập :x 1.7.4. Thêm đường vẽ vào đồ thị Để thêm đường vẽ vào đồ thị mà vẫn giữu nguyên đồ thị cũ ta dùng lệnh hold on. 1.7.5. Đặt các thông số cho trục Ta có thể quy định giá trị của các trục theo ý riêng. Để thực hiện ta dùng lệnh axis. Cú pháp:axis ([ xmin , xmax , ymin , ymax]) GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 19 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.8. GIAO DIỆN ĐỒ HỌA GUIDE TRONG MATLAB GUI cung cấp các công cụ có khả năng liên kết các môi trường tính toán và đồ họa làm tăng tính trực quan và sinh động của vấn đề. Để khởi động GUI, từ của sổ Command Windown ta gõ lệnh guide, khi đó cửa sổ GUI xuất hiện: Hình 1.7. Cửa sổ GUIDE – MATLAB Muốn tạo một GUI ta chọn hộp ‘Create New GUI’. Không gian làm việc xuất hiện: RUN Xem thuộc tính. Các công cụ (đối tượng GUI). Vùng không gian thiết kế. Hình 1.8. Vùng không gian làm việc của GUI. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 20 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Một số công cụ (đối tượng) của GUI như: . Push button: tạo nút ấn. . Edit text : tạo khung, tại khung này cho phép truy xuất dữ liệu. . Static text : cho phép hiển thị chuổi văn bản. . Popup menu: tạo menu đổ xuống. . Axes: tạo hệ trụ tọa độ, cho phép hiển thị các hình vẽ…. Để xây dựng GUI ta click chuột và kéo các đối tượng cần sử dụng vào vùng không gian thiết kế. Mỗi đối tượng GUI có hai thuộc tính quan trọng: Thuộc tính String: hiển thị một chuổi kiểu văn bản‘text’ ngay trên vị trí đặt đối tượng. Thuộc tính Tag: tên của đối tượng, tên Tag do người lập trình đặt. Sau khi đã xác định thuộc tính cho các đối tượng, ta click RUN để kiểm tra kết quả. Lúc này Matlab sẽ tự động tạo hai file có phần mở rộng là file.m và file.fig. File.m chứa các chương trình con ‘callback’ mà người lập trình sẽ yêu cầu Matlab thực hiện khi click vào đối tượng. File.fig chứa giao diện của GUI vừa tạo ra. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 21 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Hình 1.9. File.m do chương trình Matlab tạo ra. Hình 1.10. File.fig do người dùng thiết kế GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 22 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.9 LIÊN KẾT GIỮA MATLAB VÀ MICROSORFT EXCEL Matlab có khả năng liên kết với các phần mềm: Microsoft Office, C++, Visual Basic... Với Microsoft Ofice 2003, Malab có thể liên kết với Excel thông qua tính năng Excel Link do đó có thể trao đổi dữ liệu (dạng ma trận) qua lại giữ hai phần mềm. Để sử dụng tính năng này cần thiết lập cấu hình Excel Link của phần mềm Excel. Với Matlab tính năng Excel Link chứa trong hộp công cụ Tool Box. Các bước hướng dẫn thiết lập được trình bày khá cụ thể trong thư mục Help (Excel Link) của Matlab. Hình 1.11: Hướng dẫn thiết lập Excel Link tại thư mục HELP của MATLAB GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 23 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.9.1. Các tiện ích của liên kết Sau khi thiết lập liên kết, trên thanh công cụ (Tool bars) của Excel xuất hiện các tiện ích. Hình1.12: Các tiện ích của Excel Link – Matlab. Chức năng như sau: . Startmatlab : khởi động Matlab từ Excel. . Putmatrix : đưa ma trận từ bảng tính của Excel vào Matlab. Ma trận đưa vào Matlab phải được đặt tên biến (variable). . Getmatrix : lấy ma trận từ Matlab ra bảng tính Excel. Ma trận lấy ra từ Matlab phải được khai báo đúng tên biến. . Evalstring : chạy các lệnh Matlab. 1.9.2. Chuyển dữ liệu từ Excel sang Matlab: Từ bảng tính Excel ta có các dữ liệu (dạng ma trận) như hình 1.13: Hình 1.13 : Ma trận dữ liệu từ bảng tính Excel. Để đưa dữ liệu vào Matlab trước hết ta đánh dấu (bôi đen) phần dữ liệu GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 24 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB cần thực thi, click ‘startmatlab’ để khởi động Matlab, tiếp theo click ‘putmatrix’. Lúc này chương trình yêu cầu ta đặt tên biến cho các dữ liệu này, hộp hội thoại như sau xuất hiện: Hình 1.14: Yêu cầu đặt tên biến (tên ma trận) khi đưa dữ liệu vào Matlab. Ta đặt tên biến là ‘KHOALUAN’ sau đó click OK. Lúc này tại cửa sổ Command Windown của Matlab ta gõ lệnh ‘KHOALUAN’ thì các dữ liệu này sẽ hiện ra màn hình. Hình 1.15: Kết quả chuyển dữ liệu từ bảng tính Excel vào Matlab. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 25 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.9.3. Chuyển dữ liệu từ Matlab sang Excel: Muốn chuyển dữ liệu sang Excel thì biến cần đưa ra phải tồn tại trong Matlab. Chẳng hạn tại Matlab ta có biến ‘DONGDIEN’: Hình 1.16: Dữ liệu ma trận tại phần mềm Matlab Để lấy biến này ra bảng tính Excel ta click vào ‘getmatrix’ trên thanh công cụ của Excel , lúc này chương trình yêu cầu nhập tên biến cần lấy ra bảng tính Excel. Hình 1.17: Yêu cầu khai báo tên biến (tên ma trận) lấy ra từ Matlab GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 26 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Ta nhập vào ‘DONGDIEN’. Và chọn OK, lúc này trên bảng tính Excel sẽ xuất hiện dữ liệu của biến ‘DONGDIEN’ chuyển từ Matlab ra Excel. Hình 1.18: Kết quả chuyển dữ liệu từ Matlab ra bảng tính Excel. Các dữ liệu chuyển ra nằm tại cột C và bắt đầu từ hàng 6 của bảng tính Excel. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 27 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 28 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1 MÔ HÌNH NÚT CỦA LƯỚI ĐIỆN Ta xét lưới điện đơn giản như hình 2.1. Tổng trở được tính đổi sang hệ đơn vị tương đối: ~ G1 ~ z10 G2 z20 z12 1 2 z13 z23 3 z34 4 Hình 2.1 Sơ đồ tương đương như hình 2.2: tổng trở thay bằng tổng dẫn theo công thức: yij  1 1  zij rij  jxij các nguồn s.đ.đ được thay bằng các nguồn dòng tương đương. Nút 0 (nút đất) được chọn làm nút quy chiếu. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 29 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB y10 I1 y20 I10 y12 I12 I2 I20 1 2 I13 I23 y13 y23 3 I34 y34 4 Hình 2.2. Sơ đồ tương đương Giả thuyết chiều các dòng điện như hình vẽ. Áp dụng định luật KS1 cho các nút ta được:   I 1   I 2  0  0   I  10  I  I  12  20  I  I   I  I  13  13  12 I 23   23  I 34   I 34   I 1   I 2  0  0     y10 U 1  y12 (U   y 20 U  1  U  2  y12 (U .  y13 (U  3   y 34 (U 1 U  U )  y13 (U 3  1  U . 1 )  y 23 (U )  y 23 (U  4   U   2  2  3 U  3 )  2  U 3 )  2 )  y 34 (U  3  U 4 ) ) Biến đổi ta được:   I 1   I 2  0  0  ( y10 ( y 20 ( y13    y12 y1 2 y 23   y 34 U   y13 ) U  1 y 23 ) U y3 4 )U  y12 U  y34 U 3  y 1 3U 3 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân  30 y13 U 3  1    4 2  2    y1 2 U    y 23 U 3  1  y23 U   2  y34 U 4   I 1   I 2  0   0   Y U 11 1  Y 1     SVTH: Huỳnh Quang Thịnh Y21 U Y 1  31 U 1  Y  Y GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Tại (2.1): Y11 = y10+y12+y13 Y22 = y20+y12+y23 Y33 = y13+y23+y34 Y44 = y34 Y12 = Y21 = - y12 Y13 = Y31 = -y13 Y23 = Y32 = -y23 Y34 = Y43 = -y34 Hệ (2.1) có thể viết lại:   I   I   I   I   1  Y 11 U  1  Y 12 U  2 3   Y21 U Y 31   Y2 2 U  Y 13 U U 1  Y32 U Y41 U 1  Y4 2 U   Y 14 U 3  2   4  2  1  2  Y23 U Y 33  Y24 U U  Y43 U 4  3  2 4  3   Y34 U 4  3  Y44 U 4          I 1  I 2  I 3  I 4              Trong đó: Y14 = Y41 = 0 vì nút 1 và nút 4 không nối với nhau, tương tự ta cũng có Y24 = Y42 = 0 và I3 = I4 = 0. Tổng quát: nếu lưới điện có n nút thì hệ phương trình nút có dạng:    Y Y12  I 1   11  I 2   Y21 Y22   . .  .   .  .   .    .  .   .  I n   Yn1 Yn 2   ....... ....... . . . ......  Y1n   U 1    Y2 n   U 2  .  .    .  .    .  .    Ynn   U n    (2.2) hay I bus Y busU bus (2.3) Trong đó: Ibus : vectơ dòng điện bơm vào các nút. Quy ước chiều dòng điện đi vào nút có giá trị dương, dòng điện đi ra khỏi nút có giá trị âm. Ubus : vectơ điện áp tại các nút. Ybus : ma trận tổng dẫn nút. Các phần tử của ma trận Ybus gồm có: . Các phần tử nằm ngoài đường chéo chính: Y ij = Yji là tổng dẫn tương hổ giữa nút i và nút j, có giá trị Yij = Yji = -yij. . Các phần tử nằm trên đường chéo chính: Yii là tổng dẫn riêng của GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 31 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh Y 11 Y21 Y31 Y41 Y 12 Y22 Y32 Y42 GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB nút i, bằng tổng các tổng dẫn nối vào nút i Yii = ∑yij = -∑Yij (j = 1:n, j≠i). Nếu biết được vectơ Ibus ,với Ybus đã có, ta sẽ tính được điện áp tại các nút bằng phương pháp nghịch đảo ma trận: Ubus = [Ybus]-1.Ibus. (2.4) Với Matlab việc tìm nghiệm của (2.3) được thực hiện hiệu quả hơn bằng phép chia ma trận: Ubus = Ybus\Ibus. (2.5) GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 32 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Thuật toán thành lập ma trận Ybus biểu diễn bằng sơ đồ khối: Begin Nhập ro, x0, L k:=1 k:=k+1 Tính các phần tử nằm ngoài đường chéo chính của Ybus - phần tử nằm trên hàng thứ k j ≠ i. đúng k>RB nên tổng tổn thất CSPK lớn hơn nhiều so với tổng tổn thất CSTD. Nhánh 81 và nhánh 73 là các nhánh không tải, do đó công suất trên các nhánh này rất nhỏ: Snhánh 81 = 5,65.10-9 + j6,78.10-10 KVA Snhánh 73 =3,14.10-8 + j2,5.10-8 KVA GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 81 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 4.3. NHẬN XÉT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Phương pháp NR với sai số công suất yêu cầu ε = 0.001pu cho kết quả tính toán đảm bảo: Sphat = 0.14005 + 0.096423i pu Stai = 0.14005 + 0.096424i pu Ssaiso = -2.2836*10-7 – j*3.4969*10-7 pu Số bước lặp NR cần thực hiện là 2 bước. Phương pháp GS với sai số điện áp chọn ban đầu ε = 0.00001pu cho kết quả tính toán với sai số lớn: Sphat = 0.006229 + 0.014063i pu Stai = 0.13902 + 0.094842i pu Ssaiso = -0.13279 - 0.08078i pu Số bước lặp GS cần thực hiện là 21 bước. Khi giảm ε = 10-7 pu thì sai số giảm đi: Sphat = 0.1242 + 0.096284i pu Stai = 0.13984 + 0.096101i pu Ssaiso= -0.015639 + 0.00018339i pu Tuy nhiên số bước lặp mà GS thực hiện ứng với sai số này là 45529 bước. Vì vậy thời gian lặp tăng lên đáng kể, khoảng 100s. Nếu tiếp tục giảm ε xuống còn ε = 10-9 pu thì sai số giảm khá thấp nhưng không tốt bằng NR: Sphat = 0.14009 + 0.096693i pu Stai = 0.14014 + 0.096548i pu Ssaiso = - 4.982*10-5 + 0.00014451i pu. Tương ứng với ε = 10-9 pu thì GS cần 146960 bước lặp và thời gian lặp cũng rất lớn, khoảng 240s. Như vậy khác với khi tính toán lưới 21 nút, ở lưới 82 nút khi ta giảm giá trị của ε của GS xuống còn ε = 10-9 pu thì thời gian lặp tăng đáng kể, do số vòng lặp khá lớn. Với NR hầu như không có thay đổi. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 82 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB . Qua cơ sở lý thuyết (các trang 115 – 120 – 121 sách: Tính Toán Phân Tích Hệ Thống Điện ‘ Đỗ Xuân Khôi’) và thực hiện chương trình cho mạng 21 nút, 82 nút em có nhận xét về 2 phương pháp GS, NR: Phương pháp GS mặc dù chương trình hóa đơn giản, yêu cầu lưu trữ nhỏ nhưng khi kích thước lưới điện thay đổi, với cùng một giá trị ε chọn ban đầu thì sai số tính toán (Ssaiso) khác nhau và có sự thay đổi đáng kể. Tốc độ hội tụ của GS không cao (GS hội tụ tuyến tính εi+1 = kn.εi). Khi kích thước lưới tăng lên, muốn lặp GS cho sai số bé thì phải giảm giá trị ε, lúc này số bước lặp cần thực hiện khá lớn vì vậy càng kéo dài thời gian lặp (ở mạng 82 nút). Phương pháp NR mặc dù chương trình hóa phức tạp, không gian lưu trữ lớn hơn GS nhưng tốc độ hội tụ cao hơn (NR hội tụ bật hai ε i+1 = kq.εi2, số bước lặp từ 2 – 5 bước và không phụ thuộc vào kích thước lưới điện), sai số tính toán khá bé, thời gian lặp cũng đảm bảo yêu cầu. Khi kích thước lưới thay đổi, phương pháp NR vẫn đảm bảo tốc độ hội tụ cao, sai số cũng như thời gian lặp không có biến động lớn. Nhược điểm của NR là quá trình lặp có thể phân kì nếu sai số của xấp xĩ ban đầu lớn (tức là chọn giá trị nghiệm ban đầu xa nghiệm chính xác). Tuy nhiên với HTĐ, trong điều kiện vận hành bình thường, độ lớn điện áp tại các nút thường gần với giá trị Uđm (1.0+j0 pu) hoặc lân cận giá trị điện áp tại nút cân bằng. Vì vậy chọn các giá trị ban đầu của điện áp là Ui(0) = Uđm (i = 1:n) sẽ đảm bảo lặp NR tốt. Do những đặc điểm nêu trên nên sử dụng phương pháp NR rất có hiệu quả cho tính toán lưới điện lớn, đặc biệt là mạng điện phân phối với nhiều nút, nhiều nhánh rẽ. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 83 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB KẾT LUẬN GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 84 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB KẾT LUẬN Việc ứng dụng các phần mềm tính toán vào sản xuất đã góp phần rút ngắn thời gian tính toán và tăng độ chính xác. Hiện nay các phần mềm tính toán của nước ngoài với đầy đủ các tính năng và tiện ích. Nhưng các phần mềm này thường viết bằng tiếng anh nên khó sử dụng, giá thành cũng rất cao. Nếu sử dụng các phiên bản free hay crack thì một số chức năng quan trọng bị khóa, không thể sử dụng, do đó chỉ dùng ở một số đơn vị nhất định. Chương trình tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối, với giao diện đơn giản, dễ dàng sử dụng và quan trọng là vẫn đảm bảo đầy đủ các môđun tính toán dòng, áp, công suất, tổn thất công suất, tổn thất điện áp. Chương trình được viết theo phương pháp Newton – Rapshon, là một phương pháp được sử dụng khá phổ biến trong lập trình, kết quả tính toán đảm bảo độ chính xác, tính ổn định cao. Với khả năng liên kết giữa MICROSOFT EXCEL và MATLAB đã tạo thuận lợi cho việc xuất nhập các dữ liệu tính toán, làm tăng khả năng ứng dụng thực tiển. Bên cạnh đó chương trình có thể phát triển để thực hiện tính toán cho lưới điện 110, 220KV có thông số tập trung, bằng cách lập trình thêm các chương trình con để tính CSPK do dung dẫn đường dây sinh ra và một số thay đổi khác. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 85 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian thực hiện đề tài, cùng với sự giúp đở của thầy cô giáo và các bạn em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tuy đã cố gắn hết sức nhưng do trình độ hiểu biết còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện chắc chắn em không thể tránh khỏi thiếu sót, do đó em rất mong nhận được sự góp ý và chỉ bảo của thầy cô cùng các bạn. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Văn Lân người đã tận tình hướng dẫn, giúp đở em trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 86 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Ngọc Hải (2008) – Bài giảng môn học TIN HỌC ỨNG DỤNG – Trường CĐ Điện Lực Miền Trung. [2,517] Bùi Ngọc Thư (2007) – Mạng Cung Cấp và Phân Phối Điện – Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội. [3,115,120] Đỗ Xuân Khôi (1998) – Tính Toán Phân Tích Hệ thống Điện – Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội. [4] Trần Bách (2004) – Lưới Điện và Hệ Thống Điện (Tập I) – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội. [5] Lê Kim Hùng – Giải Tích Mạng – Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng. [6] Lập Trình Matlab và Ứng Dụng – Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội. [7] Ứng Dụng Matlab Trong Tính Toán Kỹ Thuật (Tập I) – Nguyễn Hoài Sơn – Đỗ Thanh Việt – Bùi Xuân Lâm (2002) – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP HCM. GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 87 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB PHỤ LỤC GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 88 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 1. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp viết cho mạng điện phân phối viết theo phương pháp Newton – Rapshon. %***PHUONG PHAP NEWTON - RAPSHON***% data %file du lieu Scb=100;%MVA Ucb=Udm;%KV typebus=(busdata(:,5)); chieudai=linedata(:,4)*10^-3; linedata(:,5)=linedata(:,5).*chieudai;linedata(:,6)=linedata(:,6).*chieudai; n=length(busdata(:,1));%xac dinh so nut cua mang dien Rb=busdata(:,6);Xb=busdata(:,7);Zb=Rb+j*Xb; tsobien=busdata(:,8);DP0=busdata(:,9);DQ0=busdata(:,10); Sphutai=busdata(:,2);cosphi=busdata(:,3); P=Sphutai.*cosphi;Q=zeros(n,1); for e=1:n if cosphi(e)~=0 Q(e)=sqrt(Sphutai(e)^2-P(e)^2); else Q(e)=Sphutai(e);%xac dinh cong suat cac tu bu end end DP0=DP0*10^-3;DQ0=DQ0*10^-3;%MVA P=P*10^-3;Q=Q*10^-3;%MVA DSb=((P.^2+Q.^2)/Udm^2).*Zb;%MVA P=P+real(DSb)+DP0;Q=Q+imag(DSb)+DQ0;%MVA P=P/Scb;Q=Q/Scb; Icb=Scb/(sqrt(3)*Ucb);%KA Zcb=Ucb^2/Scb;%OM GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 89 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB buoclap=0; nh=length(linedata(:,1));%xac dinh so nhanh cua mang dien tinhmatranYbus Y=abs(Ybus);t=angle(Ybus);d=zeros(n,1);U=busdata(:,4); U=U/Ucb;DC=100;eps=0.001; %----------------xac dinh Pcho va Qcho--------------------------% tinhCScho %chuong trinh con xac dinh CS cho %==========MAIN PROGRAM==========% format short g; while DC>eps buoclap=buoclap+1; tinhdolechCS %chuong trinh con tinh do lech cong suat %======THANH LAP MA TRAN JACUBIU=========% %--------thanh lap ma tran J1-----------% tinhJ1 %--------------thanh lap ma tran J2---------------% tinhJ2 %--------------thanh lap ma tran J3-----------------% tinhJ3 %----------------thanh lap ma tran J4--------------% tinhJ4 %============MA TRAN JACUBIU=========% J=[J1 J2;J3 J4]; chuanhoamatranJ %chuong trinh con xoa cac vecto 0 %--------tinh nghien cua he phuong trinh---------% DX=J\DC1; GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 90 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB %------------xac dinh d(k+1)---------------% f=1; for e=2:n d(e)=d(e)+DX(f); f=f+1; end %-----------xac dinh |U|(k+1)-------% f=n; for e=2:n if typebus(e)==3 U(e)=U(e)+DX(f); f=f+1; end end Unut=U';DC=max(abs(DC1)); end %-----xac dinh CSPK cac nut P-V------------% for e=1:n if typebus(e)==2 Q(e)=0; for f=1:n Q(e)=Q(e)-U(e)*U(f)*Y(e,f)*sin(t(e,f)-d(e)+d(f)); end end end %--------xac dinh CS nut P-q---------% U=U.*exp(j*d);%dien ap U bieu dien o dang luong giac GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 91 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Snut(1)=0; for e=1:n Snut(1)=Snut(1)+Ybus(1,e)*U(e); end Snut(1)=conj(conj(U(1))*Snut(1)); P(1)=real(Snut(1));Q(1)=imag(Snut(1)); %------------dong dien chay tren cac nhanh-----------% for e=1:n for f=1:n if e~=f I(e,f)=Ybus(e,f)*(U(e)-U(f)); end end end %*******thu gon ma tran I**********% Inhanh=zeros(nh,1); for e=1:nh Inhanh(e)=I(linedata(e,2),linedata(e,3)); end %-----------cong suat truyen tai tren cac nhanh-----------% for e=1:n for f=1:n if f~=e S(e,f)=U(e)*conj(I(e,f)); end end end GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 92 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB %*******thu gon ma tran S**********% Snhanh=zeros(nh,2); for e=1:nh Snhanh(e,1)=S(linedata(e,2),linedata(e,3)); Snhanh(e,2)=S(linedata(e,3),linedata(e,2)); end %-------ton that cong suat tren tong tro duong day---------% for e=1:n for f=1:n if f~=e DSdz(e,f)=S(e,f)+S(f,e); end end end %******thu gon ma tran DSdz*******% DSnhanh=zeros(nh,1); for e=1:nh DSnhanh(e)=DSdz(linedata(e,2),linedata(e,3)); end DStong=sum(DSnhanh); %------------can bang cong suat-----------% Sphat=Snut(1);Stai=-DStong;Qbu=0; for e=2:n if typebus(e)==2 Snut(e)=P(e)+j*Q(e); Sphat=Sphat+Snut(e); else Snut(e)=P(e)+j*Q(e); GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 93 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB if Snut(e)>0; Stai=Stai+Snut(e); else Qbu=Qbu-imag(Snut(e)); %xac dinh cong suat bu vao luoi end end end Ssaiso=Sphat+j*Qbu-Stai; %*************Xac dinh cac thong so dau ra******** %*********dong - ap **********% %dong nhanh Inhanh=abs(Inhanh)*Icb*10^3; %A %dien ap nut Unut=abs(Unut)*Ucb; Unut=Unut';%KV %dien ap tai Utai=zeros(n,1); Ut(1)=Unut(1);Pnut=real(Snut)*Scb;Qnut=imag(Snut)*Scb; for e=2:n Delta_Ub(e)=(Pnut(e)*Rb(e)+Qnut(e)*Xb(e))/Unut(e)*10^-3; Ut(e)=Unut(e)-Delta_Ub(e); end k=tsobien'; for e=1:n if k(e)~=0 Utai(e)=Ut(e)/k(e); end end GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 94 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB %cong suat phat Pphat=real(Sphat)*Scb*10^3;Qphat=imag(Sphat)*Scb*10^3; Qbu=Qbu*Scb*10^3; %tong cong suat phu tai Ptaitong=real(Stai)*Scb*10^3; Qtaitong=imag(Stai)*Scb*10^3; %cong suat truyen tai tren cac nhanh Pnhanh=real(Snhanh)*Scb*10^3;Qnhanh=imag(Snhanh)*Scb*10^3; %ton that cong suat tren cuon day MBA DPtmba=real(DSb);DPtmba=sum(DPtmba)*10^3;%KW DQtmba=imag(DSb);DQtmba=sum(DQtmba)*10^3;%KVAr %ton that cong suat khong tai MBA DPktmba=sum(DP0)*10^3;%KW DQktmba=sum(DQ0)*10^3;%KVAr %ton that cong suat duong day DPnhanh=abs(real(DSnhanh));DPnhanh=DPnhanh*Scb*10^3;%KW DQnhanh=abs(imag(DSnhanh));DQnhanh=DQnhanh*Scb*10^3;%KVAr DPnhanhtong=sum(DPnhanh);DQnhanhtong=sum(DQnhanh); %ton that cong suat tong DPtong=DPtmba+DPktmba+DPnhanhtong; DQtong=DQtmba+DQktmba+DQnhanhtong; %****cac thong so khac********% nut=busdata(:,1);nhanh=linedata(:,1);Sphutai;cosphi;chieudai=chieudai*1 0^3;nutdau=linedata(:,2);nutcuoi=linedata(:,3); Ssaiso=abs(Ssaiso)*Scb*10^3; %KVA GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 95 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 3. Danh sách biến của chương trình. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Tên biến n nh buoclap nut nutdau nutcuoi nhanh Unut Utai DU Inhanh Pphat Qphat Qbu Ptaitong Qtaitong Pnhanh Qnhanh DPnhanh DQnhanh DPnhanhtong DQnhanhtong DPtmba DQtmba DPktmba DQktmba DPtong DQtong Sphutai Ý NGHĨA tổng số nút tổng số nhánh số bước lặp ma trận cột các nút ma trận cột nút đầu các nhánh ma trận cột cuối đầu các nhánh ma trận cột các nhánh ma trận cột điện áp nút ma trận cột điện áp tải tổn thất điện áp trên các nhánh ma trận cột dòng nhánh CS phát của nút cân bằng công suất CS phát của nút cân bằng công suất tổng CS bù trong lưới tổng CS tiêu thụ trong lưới tổng CS tiêu thụ trong lưới ma trận cột CS nhánh ma trận cột CS nhánh ma trận cột tổn thất CS nhánh ma trận cột tổn thất CS nhánh tổng tổn thất CS trên các nhánh tổng tổn thất CS trên các nhánh tổn thất có tải MBA tổn thất có tải MBA tổn thất không tải MBA tổn thất không tải MBA tổng tổn thất CS trong lưới tổng tổn thất CS trong lưới ma trận cột phụ tải các nút Phụ lục 4: Thông số đường dây xuất tuyến 472E14. Nhánh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Nút đầu 1 2 3 4 2 6 6 8 8 10 Nút cuối 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân L(m) 92 73 323 268 439 26.7 145 224 85 845 96 r0(Ω/km) 0.0118 0.0323 0.145 0.118 0.072 0.0104 0.0238 0.0418 0.0164 0.165 x0(Ω/km) 0.021 0.0316 0.139 0.091 0.132 0.0093 0.0435 0.0528 0.0164 0.221 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nhánh 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 11 12 10 14 10 8 17 17 19 20 21 22 23 24 25 26 26 25 29 Nút đầu 29 31 31 24 34 34 36 37 38 39 40 41 42 41 44 44 38 47 48 48 50 51 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Nút cuối 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 228 306 103 213 388 487 259 200 450 100 708 98 518 120 100 40 133 385 60 L(m) 180 136 59 128 200 147 100 444 353 120 52 295 45 35 278 125 33 40 249 60 50 49 97 0.047 0.118 0.051 0.103 0.112 0.146 0.115 0.034 0.0711 0.129 0.116 0.0165 0.117 0.032 0.0524 0.021 0.137 0.103 0.023 r0(Ω/km) 0.048 0.099 0.056 0.022 0.097 0.025 0.041 0.075 0.137 0.141 0.146 0.155 0.0461 0.031 0.123 0.0655 0.0467 0.0467 0.0797 0.0102 0.0885 0.0257 0.033 0.132 0.0123 0.108 0.012 0.146 0.0777 0.068 0.145 0.0322 0.2203 0.029 0.155 0.0504 0.0455 0.018 0.061 0.162 0.026 x0(Ω/km) 0.0756 0.057 0.02 0.038 0.087 0.044 0.03 0.133 0.153 0.052 0.024 0.134 0.0204 0.0159 0.0945 0.057 0.0299 0.012 0.0822 0.018 0.015 0.0223 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Nhánh 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 52 51 54 54 56 57 58 59 59 Nút đầu 58 62 63 63 65 65 67 68 68 62 71 72 72 71 75 76 76 78 78 80 80 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Nút cuối 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 390 256 10 60 180 185 274 60 120 L(m) 192 278 140 50 133 50 60 20 55 241 120 236 40 521 95 30 207 86 100 56 264 98 0.2044 0.0435 0.00524 0.0102 0.0306 0.088 0.065 0.0306 0.0307 r0(Ω/km) 0.0315 0.0703 0.0478 0.0127 0.0589 0.019 0.00984 0.0105 0.0234 0.0395 0.0629 0.0597 0.0178 0.1145 0.04978 0.049 0.134 0.068 0.0524 0.0392 0.0433 0.1775 0.0768 0.00455 0.018 0.054 0.028 0.0644 0.0235 0.0413 x0(Ω/km) 0.0576 0.09 0.09 0.0161 0.056 0.016 0.018 0.0091 0.019 0.0723 0.0386 0.1074 0.013 0.1634 0.0285 0.0136 0.0621 0.029 0.03 0.025 0.0792 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 5. Dữ liệu tại các nút Nút 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nút 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 S (KVA) 0 0 250 320 75 0 560 0 560 320 100 320 400 400 320 320 0 400 0 250 50 400 320 0 0 0 560 320 320 S (KVA) 400 0 400 400 0 320 50 320 0 400 Rb (OM) 0 0 30.98 22.69 146.28 0 11.73 0 11.73 22.69 106.48 22.69 18.15 18.15 22.69 22.69 0 18.15 0 30.98 232.32 18.15 22.69 0 0 0 11.73 22.69 22.69 Rb (OM) 18.15 0 18.15 18.15 0 22.69 232.32 22.69 0 18.15 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân Xb (OM) 0 0 96.8 76.63 290.4 0 43.21 0 43.21 76.63 217.8 76.63 60.5 60.5 76.63 76.63 0 60.5 0 96.8 435.6 60.5 76.63 0 0 0 43.21 76.63 76.63 Xb (OM) 60.5 0 60.5 60.5 0 76.63 435.6 76.63 0 60.5 99 DP0 (KW) 0 0 0.75 0.9 0.34 0 1.3 0 1.3 0.9 0.38 0.9 1.05 1.05 0.9 0.9 0 1.05 0 0.75 0.28 1.05 0.9 0 0 0 1.3 0.9 0.9 DP0 (KW) 1.05 0 1.05 1.05 0 0.9 0.28 0.9 0 1.05 DQ0(KVAr) 0 0 3.75 4.8 1.425 0 7.84 0 7.84 4.8 1.5 4.8 6 6 4.8 4.8 0 6 0 3.75 1.35 6 4.8 0 0 0 7.84 4.8 4.8 DQ0(KVAr) 6 0 6 6 0 4.8 1.35 4.8 0 6 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Nút 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 400 0 100 250 0 75 400 320 0 400 180 0 50 250 0 180 320 30 0 0 250 S (KVA) 400 0 0 750 0 50 0 0 750 400 0 0 400 0 250 0 320 0 320 0 18.15 0 106.48 30.98 0 146.28 18.15 22.69 0 18.15 49.3 0 232.32 30.98 0 49.3 22.69 403.3 0 0 30.98 Rb (OM) 18.15 0 0 7.74 0 232.32 0 0 7.74 18.15 0 0 18.15 0 30.98 0 22.69 0 22.69 0 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 60.5 0 217.8 96.8 0 290.4 60.5 76.63 0 60.5 134.4 0 435.6 96.8 0 134.4 76.63 645.3 0 0 96.8 Xb (OM) 60.5 0 0 35.5 0 435.6 0 0 35.5 60.5 0 0 60.5 0 96.8 0 76.63 0 76.63 0 100 1.05 0 0.38 0.75 0 0.34 1.05 0.9 0 1.05 0.58 0 0.28 0.75 0 0.58 0.9 0.2 0 0 0.75 DP0 (KW) 1.05 0 0 1.6 0 0.28 0 0 1.6 1.05 0 0 1.05 0 0.75 0 0.9 0 0.9 0 6 0 1.5 3.75 0 1.425 6 4.8 0 6 2.7 0 1.35 3.75 0 2.7 4.8 1.05 0 0 3.75 DQ0(KVAr) 6 0 0 8.25 0 1.35 0 0 8.25 6 0 0 6 0 3.75 0 4.8 0 4.8 0 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 81 82 320 0 22.69 0 76.63 0 0.9 0 4.8 0 Các phụ tải có cùng hệ số công suất cosφ = 0,85. Các MBA có cùng tỷ số biến 22/0,4KV. Phụ lục 6. Công suất phát và tổn thất công suất trong lưới. CS phát: CS tải: CSPK bù: Tổn thất: Phương pháp tính: NEWTON - RAPSHON P phát: 14005.37 KW Q phát: 8742.341 KVAr P tải: 14005.39 KW Q tải: 9642.376 KVAr Q bù tổng: 900 KVAr DP đường dây: 103.9199 DP tải máy biến áp: 240.7531 DP không tải MBA: 43.72 Tổng: 388.393 DQ đường dây: 158.457 DQ tải máy biến áp: 808.6406 DQ không tải MBA: 236.22 Tổng: 1203.318 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 101 KW KW KW KW KVAr KVAr KVAr KVAr SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 7: Phân bố điện áp nút xuất tuyến 472E14. NÚT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 NÚT 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 U nút (KV) 22 21.99854 21.99844 21.99723 21.99709 21.95722 21.95721 21.95289 21.9525 21.95268 21.94403 21.94358 21.94257 21.95251 21.95203 21.95209 21.89803 21.89734 21.89107 21.85797 21.85121 21.77179 21.77034 21.72448 21.7238 21.72357 21.72354 21.72329 21.7188 U nút (KV) 21.71876 21.71823 21.71793 21.71817 21.72258 21.72218 21.72013 21.71823 21.69667 21.69113 21.69009 21.68981 21.68879 21.68877 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân U tải (KV) 0 0 0.399954 0.399932 0.399928 0 0.399205 0 0.39912 0.399122 0.398964 0.398957 0.398939 0.399119 0.399111 0.399112 0 0.398116 0 0.3974 0.397275 0.395833 0.395807 0 0 0 0.394957 0.394951 0.39487 U tải (KV) 0.394869 0 0.394854 0.394858 0 0.394931 0.394892 0.39486 0 0.394367 0.394348 0 0.394323 0.394324 102 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 NÚT 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 21.68979 21.68963 21.68958 21.69615 21.69565 21.69511 21.69537 21.69438 21.69435 21.69308 21.68972 21.68972 21.68947 21.68741 21.68407 21.6833 21.68327 U nút (KV) 21.68318 21.68214 21.67928 21.67882 21.67923 21.6792 21.67916 21.6791 21.67909 21.67906 21.68076 21.68059 21.68008 21.68059 21.67505 21.6748 21.67478 21.67386 21.67377 21.67377 21.67373 21.67377 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 0 0.394338 0.394339 0.394458 0 21 0.394443 0 0.394423 0.394402 0 0.39434 0.394337 0.394298 0 0 0.394224 U tải (KV) 0.394222 0 0 0.394143 0 0.394148 0 0 0.394148 0.394148 0 0 0.394166 0 0.394074 0 0.394069 0 0.394051 0 0.39405 0 103 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 8: Phân bố dòng điện, tổn thất điện áp và tổn thất công suất trên các nhánh xuất tuyến 472E14. Nhánh Nút đầu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 1 2 3 4 2 6 6 8 8 10 11 12 10 14 10 8 17 17 19 20 21 22 23 24 25 26 26 25 29 29 31 31 24 34 34 36 37 38 39 40 41 42 41 Nút cuối Dòng(A) DU (KV) DP nhánh DQ nhánh 2 433.2742 0.001663 0.611388 1.088063 3 17.80533 0.000102 0.002243 0.002194 4 10.90704 0.001226 0.016715 0.016023 5 2.081874 0.000144 0.000411 0.000317 6 415.4836 0.047502 16.36915 30.0101 7 15.43503 9.96E-06 0.000198 0.000177 8 400.0637 0.004982 1.657008 3.028564 9 15.43834 0.000403 0.006695 0.008457 10 60.2519 0.000206 0.015182 0.015182 11 22.6737 0.009152 0.215034 0.288015 12 19.90017 0.000451 0.012731 0.008939 13 11.05339 0.001037 0.013235 0.014805 14 19.89176 0.000186 0.006236 0.001504 15 8.84337 0.000487 0.005147 0.005397 16 8.843346 0.000669 0.010195 0.001092 17 324.4685 0.056511 22.45681 22.45681 18 11.07622 0.00069 0.010962 0.007407 19 313.4103 0.008254 2.003811 4.007622 20 313.4103 0.03945 9.428224 19.22774 21 306.48 0.007058 3.63509 0.907364 22 305.0766 0.093145 22.93139 43.54987 23 293.9596 0.001665 0.419186 0.736751 24 285.0626 0.049669 14.77466 19.57326 25 62.83031 0.00078 0.045477 0.071626 26 21.09743 0.000254 0.006997 0.006076 27 15.60102 2.99E-05 0.000613 0.000526 83 7.942534 7.22E-05 0.000907 0.000404 29 42.44081 0.005433 0.214282 0.337027 30 11.16726 4.03E-05 0.000516 0.000584 31 22.33525 0.000624 0.012931 0.020366 32 11.1677 0.000301 0.005038 0.0029 33 11.16757 6.79E-05 0.001236 0.000441 34 222.2849 0.002164 0.41742 0.720999 35 8.936923 0.000403 0.004648 0.004169 84 213.364 0.000879 0.160473 0.282432 37 216.1425 0.001902 0.574626 0.420458 85 207.2078 0.021591 3.806195 6.749652 39 45.46006 0.005708 0.299831 0.334848 40 34.27858 0.001071 0.059644 0.021996 41 23.09655 0.000308 0.01215 0.001997 42 9.802956 0.001026 0.013182 0.011396 43 6.996764 2.75E-05 0.000305 0.000135 44 13.29364 2.81E-05 0.000575 0.000295 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 104 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Nhánh 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 Nút đầu Nút cuối Dòng(A) DU (KV) DP nhánh DQ nhánh 44 45 2.111379 0.000158 0.000457 0.000351 44 46 11.18229 0.00021 0.003071 0.002673 38 47 166.1438 0.000527 0.12762 0.08171 47 48 157.196 0.000525 0.138478 0.035583 48 49 11.17944 0.000552 0.007441 0.007674 48 50 146.0164 0.000314 0.039145 0.069079 50 51 140.9703 0.001096 0.263809 0.044713 51 52 8.411266 2.43E-05 0.000267 0.000232 52 53 6.995374 0.001279 0.011703 0.010163 51 54 132.559 0.005188 0.587042 1.036432 54 55 5.047528 6.07E-07 4.01E-06 3.48E-06 54 56 127.5115 0.000274 0.029852 0.05268 56 57 118.5611 0.002294 0.232274 0.409895 57 58 117.7087 0.003483 0.676695 0.215312 58 59 18.18412 0.00079 0.017667 0.017504 59 60 6.998538 2.81E-05 0.00027 0.000207 59 61 11.18558 0.00012 0.001383 0.00186 58 62 99.52452 0.002173 0.179719 0.328628 62 63 54.46609 0.002995 0.17393 0.22267 63 64 20.93088 0.000517 0.008795 0.01656 63 65 33.5352 5.96E-05 0.002142 0.002716 65 66 1.416881 2.65E-05 4.72E-05 4.49E-05 65 67 32.11835 6.91E-05 0.00294 0.002476 67 68 32.11829 6.85E-05 0.001827 0.003342 68 69 20.93066 1.01E-05 0.000276 0.000239 68 70 11.18771 3.21E-05 0.000483 0.000392 62 71 45.05852 0.00155 0.057981 0.106128 71 72 11.18719 0.000172 0.002834 0.001739 72 73 11.18716 0.000562 0.00529 0.009517 72 74 2.5E-09 7.67E-15 1.26E-23 0 71 75 33.87139 0.006099 0.20532 0.293006 75 76 26.87024 0.000254 0.010243 0.005865 76 77 8.956454 2.37E-05 0.000354 9.82E-05 76 78 17.91377 0.000949 0.026704 0.012375 78 79 8.956877 9.86E-05 0.001407 0.0006 78 80 8.956895 9.37E-05 0.001261 0.000722 80 81 8.956896 4.04E-05 0.000528 0.000337 80 82 9.15E-11 4.77E-15 1.58E-25 6.31E-25 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 105 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 9: Công suất truyền tải trên các nhánh xuất tuyến 472E14. Nhánh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Nhánh 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 N.đầu 1 2 3 4 2 6 6 8 8 10 11 12 10 14 10 8 17 17 19 20 21 22 23 24 25 26 26 25 29 N.đầu 29 31 31 24 34 34 36 37 38 39 40 41 42 41 N.cuối 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 83 29 30 N.cuối 31 32 33 34 35 84 37 85 39 40 41 42 43 44 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân P nhánh (KW) -14005.4 14004.76 -560.76 560.7582 -343.508 343.491 -65.7905 65.79005 -13444 13427.63 -484.9 484.9002 -12942.7 12941.07 -484.907 484.9002 -1892.76 1892.745 -712.571 712.3564 -624.776 624.7637 -347.063 347.05 -624.762 624.7556 -277.706 277.7005 -277.711 277.7005 -10563.4 10540.95 -347.061 347.0499 -10193.9 10191.88 -10191.9 10182.45 -9965.21 9961.571 -9917.57 9894.638 -9547.58 9547.163 -9269.47 9254.692 -2081.73 2081.685 -762.609 762.6022 -484.899 484.8988 -277.703 277.7025 -1319.08 1318.863 -347.049 347.0486 P nhánh (KW) -694.116 694.1026 -347.054 347.0493 -347.051 347.0494 -7172.95 7172.531 -277.704 277.6997 -6894.83 6894.666 -6850.35 6849.779 -6572.06 6568.25 -1412.15 1411.853 -1064.81 1064.748 -717.699 717.6866 -304.843 304.8297 -217.25 217.25 -412.843 412.8426 106 Q nhánh (KVAr) -8742.34 8741.253 -381.856 381.8538 -233.908 233.8921 -44.309 44.3087 -8359.4 8329.388 -330.836 330.8355 -7998.55 7995.524 -330.844 330.8355 -1290.77 1290.756 -485.286 484.9982 -426.32 426.3109 -236.728 236.7131 -426.303 426.3015 -189.588 189.5831 -189.584 189.583 -6373.91 6351.451 -236.72 236.713 -6114.73 6110.726 -6110.73 6091.501 -5943.54 5942.633 -5912.72 5869.169 -5632.46 5631.728 -5442.15 5422.574 -1120.58 1120.512 -220.428 220.4222 -330.836 330.8351 110.4135 -110.414 -900.084 899.7468 -236.714 236.713 Q nhánh (KVAr) -473.45 473.4296 -236.715 236.7123 -236.712 236.7118 -4302 4301.276 -189.587 189.5829 -4111.69 4111.406 -4380.83 4380.41 -4190.84 4184.09 -961.445 961.1102 -724.393 724.371 -487.658 487.656 -206.635 206.6237 -147.945 147.9449 -281.024 281.0235 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Nhánh 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 44 44 38 47 48 48 50 51 52 51 54 54 56 57 58 59 59 N.đầu 58 62 63 63 65 65 67 68 68 62 71 72 72 71 75 76 76 78 78 80 80 83 84 85 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 N.cuối 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 28 36 38 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân -65.7903 65.78983 -347.052 347.0487 -5155.62 5155.488 -4877.79 4877.654 -347.056 347.0485 -4530.58 4530.536 -4373.68 4373.413 -261.242 261.2413 -217.261 217.2497 -4112.15 4111.565 -156.88 156.8797 -3954.69 3954.656 -3676.96 3676.725 -3650.29 3649.617 -564.317 564.2996 -217.25 217.2498 -347.049 347.0479 P nhánh (KW) -3085.28 3085.102 -1687.4 1687.227 -648.099 648.0903 -1039.13 1039.125 -43.9799 43.97981 -995.147 995.1441 -995.14 995.1385 -648.093 648.0928 -347.049 347.0487 -1397.7 1397.645 -347.057 347.0543 -347.053 347.0474 6.53E-9 -6.5E-09 -1050.59 1050.386 -833.14 833.1295 -277.7 277.6999 -555.43 555.4029 -277.701 277.6999 -277.702 277.7003 -277.7 277.6997 1.21E-9 -1.2E-09 -277.703 277.7 -6894.67 6894.312 -6568.25 6567.745 107 -44.309 44.3086 -236.715 236.7127 -3521.74 3521.658 -3332.06 3332.024 -236.721 236.7129 -3095.33 3095.262 -2988.72 2988.671 -177.895 177.8947 -147.956 147.9454 -2810.8 2809.768 -106.518 106.5177 -2703.25 2703.198 -2513.61 2513.205 -2495.13 2494.916 -384.678 384.6604 -147.946 147.9453 -236.715 236.7131 Q nhánh (KVAr) -2110.26 2109.929 -1156.09 1155.867 -444.612 444.5949 -711.256 711.2534 -29.9391 29.9391 -681.313 681.3105 -681.312 681.3088 -444.594 444.594 -236.713 236.7126 -953.839 953.7325 -236.723 236.7217 -236.723 236.7132 9.37E-08 -9.4E-08 -717.008 716.715 -568.767 568.7609 -189.582 189.5815 -379.178 379.1656 -189.582 189.5819 -189.583 189.5826 -189.583 189.5824 -3.2E-09 3.21E-09 -189.584 189.5823 -4411.41 4410.781 -4484.09 4483.198 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB Phụ lục 10. Thông số đường dây lưới 21 nút. Nhánh 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Nút đầu 1 2 3 4 2 6 7 6 9 10 11 12 10 10 15 16 17 16 19 20 Nút cuối 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 L(m) 60 200 400 230 300 120 130 90 260 132 290 120 400 200 80 200 210 200 200 200 r0 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.35 0.35 0.27 0.27 0.35 0.35 0.35 0.35 0.27 0.27 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 x0 0.143 0.143 0.143 0.143 0.143 0.15 0.15 0.143 0.143 0.15 0.15 0.15 0.15 0.143 0.143 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 DP0 0 DQ0 0 Phụ lục 11. Dữ liệu tại các nút lưới điện 21 nút. Nút 1 S phụ tải 0 Rb 0 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân Xb 0 108 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 0 150 300 400 0 230 140 150 0 230 400 400 240 230 0 140 160 450 230 230 0 4.35 6.7 3.7 0 6.7 4.35 4.35 0 6.7 3.7 3.7 6.7 6.7 0 4.35 4.35 6.7 6.7 6.7 0 10.2 15.6 10.6 0 15.6 10.2 10.2 0 15.6 10.6 10.6 15.6 15.6 0 10.2 10.2 15.6 15.6 15.6 0 0.6 0.9 1.05 0 0.75 0.6 0.6 0 0.75 1.05 1.05 0.75 0.75 0 0.6 0.6 1.8 0.75 0.75 0 3 4.8 6 0 3.75 3 3 0 3.75 6 6 3.75 3.75 0 3 3 7.84 3.75 3.75 Các phụ tải có cùng hệ số công suất cosφ=0,7. MBA có cùng tỷ số biến 15/0,4KV. Phụ lục 12. Kết quả PBCS lưới 21 nút. PHÂN BỐ CÔNG SUẤT P phát: 2908.601 KW Q phát: 3057.731 KVAr Tổng CS tiêu thụ: P tải: 2908.601 KW Q tải: 3057.731 KVAr Sai số tính toán: S sai số: 0.000152 KVA Tổn thất công suất: DP đường dây: 10.93383 KW DP tải máy biến áp: 28.31756 KW DP không tải MBA: 13.35 KW DP tổng: 52.60139 KW DQ đường dây: 5.684782 KVAr DQ tải máy biến áp: 70.2032 KVAr DQ không tải MBA: 68.14 KVAr DQ tổng: 144.028 KVAr ĐIỆN ÁP NÚT - ĐIỆN ÁP PHỤ TẢI - CÔNG SUẤT PHỤ TẢI NÚT U nút (KV) U tải (KV) S(KVA) cos phi 1 15 0.4 0 0 2 14.99511 0.39987 0 0 3 14.99172 0.399776 150 0.7 4 14.98614 0.399622 300 0.7 5 14.9843 0.399574 400 0.7 6 14.97574 0.399353 0 0 Tổng công suất phát: GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 109 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 7 8 9 10 11 12 13 14 NÚT 15 16 17 18 19 20 14.97467 14.97424 14.97059 14.9565 14.95322 14.94762 14.94647 14.95418 U nút (KV) 14.94878 14.94735 14.94654 14.94436 14.94214 14.94103 0.399318 0.39931 0.399213 0.39884 0.398746 0.398596 0.398565 0.398771 U tải (KV) 0.398634 0.398593 0.398571 0.398503 0.39845 0.398421 230 140 150 0 230 400 400 240 S(KVA) 0 140 160 450 230 230 0.7 0.7 0.7 0 0.7 0.7 0.7 0.7 cos phi 0 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU 1. Giới thiệu chung 2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu 3. Kết cấu đề tài B. NỘI DUNG CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN MATLAB 1.1. Giao diện của chương trình 1.2. Các phép toán – tên biến – các hàm cơ bản 1.2.1. Các phép toán 1.2.2. Cách đặt tên biến 1.2.3. Điều khiển vào ra 1.2.4. Một số hàm toán học cơ bản 1.3. Số phức trong Matlab 1.3.1. Nhập số phức 1.3.2. Các phép toán cơ bản với số phức 1.4. Ma trận và ứng dụng 1.4.1. Ma trận 1.4.2. Các phép toán với ma trận trong Matlab 1.4.3. Ứng dụng ma trận vào giải hệ phương trình 1.5. Cấu trúc điều kiện 1.5.1. Cấu trúc if - end 1.5.2. Cấu trúc if - elseif - else - end 1.6. Cấu trúc lặp 1.6.1. Cấu trúc for - end 1.6.2. Cấu trúc while - end 1.6.3. Cấu trúc switch case 1.7. Đồ họa 2D trong Matlab 1.7.1. Lệnh vẽ GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 110 1 2 3 3 4 5 6 7 7 7 8 8 8 8 8 9 9 10 10 13 13 14 15 15 16 17 17 17 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB 1.7.2. Đặt tả kiểu đường vẽ 1.7.3. Đặt tả kích thước, màu của đường vẽ, điểm 1.7.4. Thêm đường vẽ vào đồ thị 1.7.5. Đặt tả các thông số trục 1.8. Giao diện đồ họa GUIDE trong MATLAB 1.9. Liên kết giữa MATLAB và MICROSORT EXCEl 1.9.1. Các tiện ích của liên kết 1.9.2. Chuyển dữ liệu từ Excel sang Matlab 1.9.3. Chuyển dữ liệu từ Matlab sang Excel CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 2.1. Mô hình nút của lưới điện 2.2. Các phương pháp giải tích lưới điện 2.2.1. Phương pháp lặp GAUSS - SEIDEL (GS) 2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp GS 2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp GS 2.2.1.3. Áp dụng GS vào giải tích lưới điện 2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp GS giải tích lưới điện 2.2.2. Phương pháp lặp NEWTON-RAPSHON (NR) 2.2.1.1. Giải ph.trình bằng phương pháp lặp NR 2.2.1.2. Giải hệ ph.trình bằng phương pháp lặp NR 2.2.1.3. Áp dụng NR vào giải tích lưới điện 2.2.1.4. Mô hình chương trình hóa ph.pháp NR giải tích lưới điện CHƯƠNG 3. VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MATLAB TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN PHÂN PHỐI 3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình 3.2. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện 17 18 18 18 19 22 23 23 25 27 28 33 33 33 34 35 39 40 40 41 43 47 48 49 phân phối viết theo phương pháp GS 3.2.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp 54 GS 3.2.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công 54 suất và điện áp viết theo phương pháp GS 3.2.2.1. Chương trình con tạo ma trận Ybus 3.2.2.2. Chương trình con tính điện áp các nút tải 3.2.2.3. Chương trình con tính CSPK và điện áp nút PV 3.3. Chương trình con tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện 55 55 56 57 phân phối viết theo phương pháp NR 3.3.1. Giới thiệu khái quát về chương trình con viết theo phương pháp 58 NR 3.3.2. Các chương trình con trong chương trình tính phân bố công 58 suất và điện áp viết theo phương pháp NR 3.3.2.1. Chương trình con xác nhận dấu của công suất tại các nút 59 59 GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 111 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh GIẢI TÍCH MẠNG BẰNG MATLAB PQ và các nút PV 3.3.2.2. Chương trình con tính độ lệch công suất 3.3.2.3. Chương trình con thành lập ma trận Jacobi 3.4. Chương trình con chứa giao diện điều khiển 3.5. Xuất kết quả tính toán PBCS và điện áp từ MATLAB sang EXCEL 3.6. Sử dụng chương trình tính phân bố công suất và điện áp cho mạng điện phân phối có 21 nút 3.7. Đặc điểm phương pháp và áp dụng cho bài toán giải tích lưới điện CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ TÍNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP CHO MẠNG ĐIỆN THỰC TẾ 4.1. Tổng quan về mạng điện tính toán 4.2. Nhận xét kết quả tính toán 4.3. Nhận xét phương pháp tính toán C. KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo Phụ lục GVHD: Th.S Nguyễn Văn Lân 112 60 61 67 67 69 73 74 75 76 77 79 82 83 SVTH: Huỳnh Quang Thịnh