Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện

pdf
Số trang Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện 27 Cỡ tệp Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện 915 KB Lượt tải Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện 0 Lượt đọc Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện 0
Đánh giá Tóm tắt luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: Phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động thị trường điện
4.2 ( 15 lượt)
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Đang xem trước 10 trên tổng 27 trang, để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề liên quan

Tài liệu tương tự

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRẦN PHƢƠNG NAM PHÂN TÍCH VÀ ĐIỀU KHIỂN CÁC CHẾ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện Mã số: 62.52.50.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2016 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Đinh Thành Việt Ngƣời hƣớng dẫn khoa học 2: GS. TS. Lã Văn Út Phản biện 1: GS. TSKH. Trần Đình Long Phản biện 2: PGS. TS. Võ Ngọc Điều Phản biện 3: GS. TS. Nguyễn Hồng Anh Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấn luận án tốt nghiệp tiến sĩ kỹ thuật cấp Đại học Đà Nẵng họp vào ngày 26 tháng 12 năm 2015 tại Đại học Đà Nẵng. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam, Hà Nội. - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, thị trường điện (TTĐ) trên thế giới đã có những bước phát triển quan trọng. Tại Việt Nam, bắt đầu từ ngày 1/7/2012 thị trường phát điện cạnh tranh đã chính thức vận hành. Trong vận hành TTĐ, vấn đề phân tích và điều khiển các chế độ hệ thống điện (HTĐ) nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động TTĐ là rất quan trọng và có ý nghĩa rất lớn. Trong đó, vấn đề phân tích, đánh giá và điều khiển nghẽn mạch và ổn định điện áp (ÔĐĐA) HTĐ nhằm giúp HTĐ vận hành an toàn và TTĐ vận hành kinh tế cần được quan tâm nghiên cứu. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu và phân tích nghẽn mạch HTĐ trong hoạt động TTĐ. - Nghiên cứu và phân tích ÔĐĐA HTĐ trong hoạt động TTĐ. - Nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS nhằm điều khiển nghẽn mạch cũng như ÔĐĐA HTĐ và phúc lợi TTĐ. - Xây dựng mô hình website giám sát nghẽn mạch cũng như ÔĐĐA HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. - Nghiên cứu xây dựng mô hình giám sát và điều khiển nghẽn mạch cũng như ÔĐĐA HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Hệ số mang tải của đường dây - LUF, chỉ số độ nhạy dV/dQ; giá biên nút LMP và phúc lợi TTĐ; mạng nơron nhân tạo; thiết bị SVC và TCSC; cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin (CNTT) của TTĐ. - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu, phân tích và điều khiển nghẽn mạch cũng như ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ; áp 2 dụng các nghiên cứu này đối với HTĐ mẫu IEEE 39 nút và HTĐ 500kV, 220kV Việt Nam đến năm 2016. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án được thực hiện theo phương pháp nghiên cứu lý thuyết từ các tài liệu, nghiên cứu thực nghiệm và mô hình toán. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƢỜNG ĐIỆN VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN THỊ TRƢỜNG ĐIỆN 1.1. Xu thế xóa bỏ mô hình độc quyền của ngành điện và hƣớng đến thị trƣờng điện cạnh tranh Quá trình cải tổ ngành điện đã và đang diễn ra ở nhiều nước trên thế giới. Tùy thuộc vào đặc điểm hệ thống điện (HTĐ), thể chế chính trị, mục đích cải tổ,... của mỗi nước khác nhau. 1.2. Giới thiệu một số mô hình thị trƣờng điện cạnh tranh Các mô hình thị trường điện được luận án đề cập như: mô hình thị trường phát điện cạnh tranh với một đơn vị mua duy nhất, mô hình bán buôn điện cạnh tranh, mô hình bán lẻ điện cạnh tranh 1.3. Giới thiệu một số thị trƣờng điện trên thế giới và Việt Nam Một số thị trường điện được luận án giới thiệu như: Thị trường điện Châu Á, thị trường điện Châu Úc, thị trường điện Hoa Kỳ, thị trường điện Châu Âu, thị trường điện Việt Nam Thị trƣờng phát điện 2005 2009 Thí điểm Thị trƣờng bán buôn 2014 Hoàn chỉnh 2016 Thí điểm Thị trƣờng bán lẻ 2022 Hoàn chỉnh 2024 Thí điểm Hoàn chỉnh Hình 1.5: Các cấp độ phát triển của TTĐ Việt Nam 3 1.4. Vận hành thị trƣờng điện 1.4.1. Thị trường điện ngày tới và thị trường điện giao ngay SMO ● Kiểm tra các bản chào ● Lập lịch huy động ngày tới Chuẩn bị TTĐ ngày tới (Ngày D-1) GenCo/ DisCo ● Bản chào ngày D ● Lập lịch huy động giờ tới ● Điều độ thời gian thực Thị trƣờng điện giao ngay (Ngày D) ● Xác định giá thị trường và thanh toán Ngày D+1 ● Công bố lại mức công suất sẵn sàng (chỉ trong trường hợp sự cố) ● Vận hành các tổ máy theo lệnh điều độ Hình 1.7: Thị trƣờng điện ngày tới và các ngày tiếp theo 1.4.2. Chào giá, đấu giá và lập lịch huy động trong thị trường điện Đấu giá được căn cứ trên các bản chào của bên mua và bên bán, bản đấu giá được sắp xếp cho các dải công suất có giá từ thấp đến cao đối với đường cung và ngược lại đối với đường cầu. SMO sẽ lập lịch huy động của tất cả các chu kỳ giao dịch ngày tiếp theo. 1.4.3. Phân bố tối ưu công suất trong thị trường điện Mục tiêu của TTĐ là cực tiểu chi phí của các máy phát và cực đại lợi ích của các phụ tải: nG nD i 1 j 1 Min( CGi ( PGi )   BDj ( PDj )) (1.3) 1.4.4. Một số chỉ tiêu kinh tế trong thị trường điện Giá biên nút - LMP tại nút i bao gồm 3 thành ba phần là giá biên tại nút tham chiếu, giá biên tổn thất từ nút tham chiếu đến nút i và giá biên nghẽn mạch từ nút tham chiếu đến nút i: LMPi  i  ref  lossi  congestioni ($ / h) (1.11) 4 Doanh thu của các GenCo hay chi trả của các DisCo được xác định từ giá biên nút và công suất tại nút: RGenCoi ( DisCoj )  LMPi  Pi (1.12) ($ / h) Phúc lợi của các GenCo và DisCo được xác định từ doanh thu và chi phí đối với GenCo hay nhu cầu và chi trả đổi với DisCo: GenCoi  RGenCoi  CGenCoi ($ / h) (1.13) DisCoj  BDisCoj  RDisCoj ($ / h) (1.14) Phúc lợi của thị trường hàng giờ được xác định: nG nD i 1 j 1 h thitruong   GenCoi    DisCoj ($ / h) (1.15) Mặt khác, tổn thất điện năng hàng năm được xác định: A  Pmax  (MWh / năm) (1.16) Chi phí tổn thất điện năng hàng năm được xác định: Y  A  c ($ / năm) (1.17) 1.5. Phân tích và điều khiển các chế độ của hệ thống điện trong hoạt động thị trƣờng điện 1.5.1. Phân tích và điều khiển nghẽn mạch - Các phương pháp phân tích nghẽn mạch: Phân tích nghẽn mạch dựa trên hệ số mang tải của đường dây - LUF, phân tích nghẽn mạch dựa trên giá biên nút - LMP. - Các phương pháp điều khiển và quản lý nghẽn mạch: Sử dụng các biện pháp kinh tế như giá biên nút - LMP, quyền truyền tải tài chính - FTR; Sử dụng các biện pháp kỹ thuật như xây dựng các 5 đường dây mới, nâng cấp chống quá tải cho các đường dây cũ; bố trí thêm các thiết bị bù nhằm tăng khả năng điều khiển hệ thống điện (trong đó bao gồm các thiết bị bù cố định và thiết bị bù FACTS)… 1.5.2. Phân tích và điều khiển ổn định điện áp - Các phương pháp phân tích ổn định điện áp: phân tích trào lưu công suất liên tục CPF, phân tích độ nhạy V-Q. - Các phương pháp điều khiển ÔĐĐA: Điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát điện, điều chỉnh điện áp đầu ra của MBA bằng cách đặt các đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải, sử dụng các thiết bị bù ngang để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây như máy bù đồng bộ, tụ bù cố định và thiết bị bù linh hoạt FACTS… 1.5.3. Sự tác động của điều khiển các chế độ hệ thống điện với một số chỉ tiêu thị trường điện Điều khiển các chế độ HTĐ sẽ làm cho các chỉ tiêu TTĐ trong các công thức 1.11, 1.12 và 1.17 sẽ thay đổi. CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG HOẠT ĐỘNG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN 2.1. Đặt vấn đề Trong các vấn đề phân tích chế độ của HTĐ trong điều kiện TTĐ, vấn đề phân tích và đánh giá ÔĐĐA thông qua chỉ số độ nhạy dV/dQ phải tiến hành khối lượng tính toán lớn trong việc giải hệ phương trình trạng thái hệ thống. HTĐ vận hành trong điều kiện TTĐ sẽ chịu ảnh hưởng không nhỏ từ các yếu tố do thị trường quy định (chào giá, đấu giá, lập lịch huy động…). Cần phải tìm ra một phương pháp phân tích và đánh giá ÔĐĐA mới phù hợp với điều kiện TTĐ. 6 2.2. Ổn định điện áp hệ thống điện Ổn định điện áp gắn liền với khả năng giữ cân bằng công suất các nút tải, đặc biệt là cân bằng công suất phản kháng. 2.3. Phân tích và đánh giá ổn định điện áp hệ thống điện trong hoạt động thị trƣờng điện giao ngay 2.3.1. Sự tác động của yếu tố chào giá thị trường điện đến phân tích và đánh giá ổn định điện áp hệ thống điện Hàm mục tiêu phân bố công suất liên quan các bản chào giá: ng ng i 1 i 1 Min (CGi ( PGi )) D1 Min (ai  bi PGi  ci PGi2 ) (2.4) Hệ phương trình trạng thái từ phương pháp Newton-Raphson: J PV     J QV   V   P   J P  Q    J    Q (2.5) Ma trận J R1 được viết lại: J R1  V Q (2.8) Các phần tử đường chéo của J R1 là độ nhạy V-Q tại các nút. 2.3.2. Mạng nơron nhân tạo đối với kỹ thuật phân tích và đánh giá Mạng nơron Đầu vào p w n  f a b 1 Hình 2.5: Mạng nơron nhân tạo 1 đầu vào 7 Các dạng sai số trong đánh giá chất lượng mạng nơron giữa giá trị mẫu ti (mục tiêu) và giá trị đánh giá ai là: Sai số thực: ei  ti  ai (2.10) Sai số tuyệt đối: ei  ti  ai (2.11) Sai số tuyệt đối trung bình: MAE  Sai số tương đối trung bình: MAPE  1 n  ei n i 1 (2.12) 1 n ei  100 (2.13) n i 1 ti 1 n (2.14)  (ei )2 n i 1 Trong đó: ti là giá trị mẫu (giá trị mục tiêu), ai là giá trị đánh Sai số trung bình bình phương: MSE  giá, n là số mẫu thử. 2.3.3. Thiết kế mạng nơron ứng dụng trong phân tích và đánh giá ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay - Đối với cấu trúc mạng nơron cơ bản: Lớp vào Lớp ẩn . . . . . . Lớp ra PgT Hệ thống SCADA T Qg (dV/dQ)T Pl T QlT . . . . . . VT Hình 2.6: Mô hình mạng MLP với cấu trúc cơ bản - Đối với cấu trúc mạng nơron được luận án đề xuất: Cấu trúc biến đầu vào được luận án đề xuất thêm 1 vectơ CgT (liên quan bản chào giá) so với cấu trúc mạng nơron cơ bản. 8 Lớp vào Lớp ẩn . . . . . . Lớp ra PgT Hệ thống SCADA QgT Pl T Hệ thống chào giá QlT T V (dV/dQ)T . . . . . . CgT Hình 2.7: Mô hình mạng MLP với cấu trúc đề xuất (VSA-PM) 2.3.4. Lưu đồ thuật toán quá trình huấn luyện mạng nơron trong đánh giá ổn định điện áp HTĐ trong hoạt động TTĐ giao ngay Lưu đồ thuật toán được thực hiện theo trình tự các bước: Tạo mạng nơron; tạo tập mẫu học; khởi tạo trọng số, độ lệch, số bước lặp; huấn luyện mạng bằng thuật toán Levenberg - Marquardt; kiểm tra điều kiện dừng; lưu cấu trúc mạng nơron với trọng số và độ lệch mới; thử nghiệm mạng. 2.3.5. Ứng dụng mạng nơron phân tích và đánh giá ổn định điện áp HTĐ IEEE 39 nút trong hoạt động TTĐ giao ngay - Phân tích hiệu suất huấn luyện mạng: Hình 2.11: Sai số MSE: (a) cấu trúc cơ bản, (b) cấu trúc đề xuất
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.