Tóm tắt Luận văn Tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng theo tiêu chuẩn IEEE 1366
2.3.1. Phương pháp đồ thị - giải tích
Phương pháp này xây dựng mối quan hệ trực tiếp giữa ĐTC của hệ thống với ĐTC của các PT đã
biết thông qua việc lập sơ đồ ĐTC, áp dụng phương pháp giải tích bằng đại số Boole và lý thuyết xác suất
các tập hợp để tính toán ĐTC. Sơ ñồ ĐTC bao gồm nút và nhánh tạo thành mạng lưới nối liền nút nguồn và
nút tải của sơ ñồ. Trạng thái hỏng của hệ thống là khi nút nguồn bị tách rời với nút tải do hỏng hóc PT.
2.3.2. Phương pháp không gian trạng thái
Phương pháp này áp dụng quá trình Markov để tính xác suất trạng thái và tần suất trạng thái. Quá
trình Markov là mô hình toán học diễn tả quá trình ngẫu nhiên trong đó PT hoặc HT liên tiếp chuyển từ trạng thái này qua trạng thái khác và thỏa mãn điều kiện: Nếu HT đang ở trạng thái nào đó thì sự chuyển trạng thái tiếp theo xảy ra tại các thời ñiểm ngẫu nhiên và chỉ phụ thuộc vào trạng thái đương thời chứ không phụ thuộc vào quá khứ của quá trình. Đối với hệ thống ñiện sự chuyển trạng thái xảy ra khi hỏng hóc hay phục hồi các PT. Giả thiết thời gian làm việc và thời gian phục hồi các PT có phân bố mũ, thì thời gian HT ở các trạng thái cũng phân bố mũ và cường ñộ chuyển trạng thái bằng hằng số và không phụ thuộc vào thời gian.
Tóm tắt nội dung Tóm tắt Luận văn Tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối Thành phố Đà Nẵng theo tiêu chuẩn IEEE 1366, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
ng bị mất. Mục tiêu của bài toán là xác ñịnh số lượng i thiết bị phân ñoạn và vị trí ñặt tối ưu cho i thiết bị phân ñoạn này, sao cho hàm chi phí: Z → min và thoả mãn ñiều kiện ràng buộc: i ≤ n (n là số nút). Thuật toán Hình 4.1: Sơ ñồ khối chương trình tối ưu hóa số lượng và vị trí lắp ñặt DCL phân ñoạn bằng phương pháp quy hoạch ñộng Dựa vào phương trình truy toán quy hoạch ñộng ta có thể giải bài toán tối ưu hoá vị trí và số lượng thiết bị phân ñoạn cho một lưới ñiện phân phối gồm n nút phụ tải gồm 2 quá trình: Quá trình ngược nhằm xác ñịnh lời giải tối ưu có ñiều kiện, nghĩa là xác ñịnh vị trí và số lượng tối ưu TBPĐ cần lắp ñặt, ta bắt ñầu từ bước ñầu tiên với 1 TBPĐ ñược lắp ñặt và lần lượt xét cho ñến bước cuối cùng với n TBPĐ ñược lắp ñặt. Sau khi kết thúc quá trình ngược ta ñược một tập hợp các thông số là các giá trị tối ưu hàm chi phí tính toán cần thiết cho quá trình thuận. Trong quá trình thuận dựa vào các thông số tối ưu về hàm chi phí tính toán ñã biết ở quá trình ngược ta có thể xác ñịnh số lượng và vị trí TBPĐ tối ưu. BEGIN Nạp thông số ñầu vào Nạp dữ liệu vị trí TBPĐ Xác ñịnh hàm cực trị tại bước Dk: fk Tìm phương án tối ưu END Quá trình ngược Quá trình thuận Tính toán giá trị thiệt hại Tính toán giá trị lợi nhuận ν 20 - Lợi ích kinh tế ñược tăng thêm (giá trị lợi nhuận) khi ñặt thêm một thiết bị phân ñoạn ở nhánh β khi ñã có một thiết bị phân ñoạn ở nhánh α: ναβ = Zα – Zβ - Phương trình truy toán quy hoạch ñộng Bellman ở bước tính thứ Di ñối với nhánh α: [ ]),()(min)( 111,...,,X 1-i ανα ηβα −−−= −= iiiii XXff Với Xi là một biến số vectơ mà các phần tử của nó là các nhánh ở bước tính thứ Di : Xi = [α, β,..., η] với i = D0, D1,...,Dn. Sơ ñồ khối chính của chương trình như hình 4.1. Thuật toán chi tiết quá trình thuận và quá trình ngược ñược trình bày như hình 4.2 và 4.3. Nhập vị trí ñặt MC Các nhánh xem xét ñặt DCL X = (α,β,.η) gồm Nnh phần tử Tính hàm mục tiêu Z0 khi chưa ñặt DCL Z0 = (avh+atc)K + Cmñ.Amñ Khởi ñộng k =0 k = k+1 Gán giá trị fk(x) cho các nhánh trong tập X )]x,X()X(f[min)x(f 1k1k1k ,...,x k −−−ηα= ν−= Lưu vị trí DCL ứng với fk(x) Xk Tìm giá trị min của các fk(x) fmin(k) k <= Nnh? fmin(k) >= fmin(k-1)? Lưu kết quả bước k MUCTIEU(k,:) PHUONGANDCL(:,:,k) S Đ S Đ Tìm phương án tối ưu In kết quả Hình 4.2: Thuật toán quá trình ngược 21 Hình 4.3: Thuật toán quá trình thuận 4.3.2. Áp dụng cho lưới phân phối thành phố Đà Nẵng Xuất tuyến 471-E11: Kết quả tính toán số lượng và vị trí ñặt thiết bị phân ñoạn tối ưu: - Số lượng DCL tối ưu cần lắp trên toàn tuyến là: 7 DCL. Hiện nay, trên XT 471-E11 ñã có 6 DCL nên chỉ cần bổ sung thêm 1 DCL. - Vị trí lắp ñặt DCL tối ưu là tại các nhánh 5, 9, 10, 17, 26, 38, 43. - Chi phí tính toán tối ưu: Bao gồm cả chi phí mua mới số lượng DCL lắp thêm, chi phí tháo dỡ, lắp ñặt lại các DCL hiện có và chi phí thiệt hại do mất ñiện. Chi phí tối ưu ñối với XT 471-E11 là 519.680.000 ñồng. - Hiệu quả thực hiện lắp ñặt các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu như bảng 4-1. Bảng 4-1: Hiệu quả thực hiện phương án tối ưu hóa vị trí và số lượng DCL phân ñoạn ñể nâng cao ĐTC của XT 471-E11 XT471-E11 Hiện trạng Sau khi thực hiện tối ưu Chênh lệch % Cải thiện Amñ (kWh) 31.344 29.356 1.988 6% Cth (triệu ñồng) 533 499 34 6% SAIFI (lần/khách hàng,năm) 1,210 1,165 0,045 4% SAIDI (giờ/khách hàng,năm) 1,362 1,272 0,090 7% CAIDI (giờ/1 lần mất ñiện) 1,126 1,092 0,034 3% ASAI 0,9998 0,9999 0,0000 0% Chi phí tối ưu (triệu ñồng) 519 Nhận xét: Từ bảng 4-1, nhận thấy thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 sau khi thực hiện lắp ñặt DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñối với XT 471-E11 ñược cải thiện không ñáng kể. Điều này cho thấy các DCL phân ñoạn trên XT này ñã ñược lắp ñặt với số lượng và vị trí tương ñối phù hợp và ñộ tin cậy của xuất tuyến này là tốt. Do ñó, có thể không cần phải thực hiện biện Đọc số liệu quá trình ngược k: = kopt Đọc số liệu ở bước tính (k-1): + vị trí TBPĐ tại bước k-1 + fmin (k-1) k = k-1 Tìm giá trị min trong ma trận hàm mục tiêu tại bước tính tối ưu cuối cùng kopt k>1? Xuất kết quả số lượng và vị trí tối ưu END Đ S 22 pháp lắp ñặt lại các DCL phân ñoạn ñối với XT 471-E11. Xuất tuyến 477-E12: Kết quả tính toán số lượng và vị trí ñặt thiết bị phân ñoạn tối ưu: - Số lượng DCL tối ưu cần lắp trên toàn tuyến là 21 DCL. Hiện nay, trên XT 477-E12 ñã có 7 DCL nên cần bổ sung thêm 14 DCL. - Vị trí lắp ñặt DCL tối ưu là tại các nhánh 2, 7, 14, 17, 20, 21, 26, 30, 33, 34, 37, 41, 43, 46, 53, 62, 65, 70, 79, 88, 96. - Chi phí tính toán tối ưu ñối với XT 477-E12 là 1.098.500.000 ñồng. - Hiệu quả thực hiện lắp ñặt các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu như bảng 4-2. Bảng 4-2: Hiệu quả thực hiện phương án tối ưu hóa vị trí và số lượng DCL phân ñoạn ñể nâng cao ĐTC của XT 477-E12 XT477-E12 Hiện trạng Sau khi thực hiện tối ưu Chênh lệch % Cải thiện Amñ (kWh) 113.312 58.955 54.357 48% Cth (triệu ñồng) 1.926 1.002 924 48% SAIFI (lần/khách hàng,năm) 5,775 4,128 1,647 29% SAIDI (giờ/khách hàng,năm) 6,630 3,336 3,294 50% CAIDI (giờ/1 lần mất ñiện) 1,148 0,808 0,340 30% ASAI 0,9992 0,9996 0,0004 0,04% Chi phí tối ưu (triệu ñồng) 1.099 Nhận xét: Từ bảng 4-2, nhận thấy thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 sau khi thực hiện lắp ñặt DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñối với XT 477-E12 ñược cải thiện rất nhiều. Điều này cho thấy các DCL phân ñoạn trên XT này ñã ñược lắp ñặt với số lượng và vị trí chưa phù hợp và ñộ tin cậy của xuất tuyến này là thấp. Do ñó, cần phải thực hiện biện pháp lắp ñặt lại các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñề ra ñể nâng cao ñộ tin cậy của XT 477-E12. Xuất tuyến 473-E13: Kết quả tính toán số lượng và vị trí ñặt thiết bị phân ñoạn tối ưu: - Số lượng DCL tối ưu cần lắp trên toàn tuyến là 14 DCL. Hiện nay, trên XT 473-E13 ñã có 1 DCL nên cần bổ sung thêm 13 DCL. - Vị trí lắp ñặt DCL tối ưu là tại các nhánh 2, 5, 13, 17, 24, 31, 36, 39, 40, 43, 46, 47, 62, 67. - Chi phí tính toán tối ưu ñối với XT 473-E13 là 678.250.000 ñồng. - Hiệu quả thực hiện lắp ñặt các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu như bảng 4-3. Bảng 4-3: Hiệu quả thực hiện phương án tối ưu hóa vị trí và số lượng DCL phân ñoạn ñể nâng cao ĐTC của XT 473-E13 XT473-E13 Hiện trạng Sau khi thực hiện tối ưu Chênh lệch % Cải thiện Amñ (kWh) 66.836 35.448 31.388 47% Cth (triệu ñồng) 1.136 603 533 47% SAIFI (lần/khách hàng,năm) 2,787 2,092 0,695 25% SAIDI (giờ/khách hàng,năm) 2,938 1,549 1,389 47% CAIDI (giờ/1 lần mất ñiện) 1,054 0,740 0,314 30% ASAI 0,9997 0,9998 0,0002 0,02% Chi phí tối ưu (triệu ñồng) 678 Nhận xét: Từ bảng 4-3, nhận thấy thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 sau khi thực hiện lắp ñặt DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñối với XT 473-E13 ñược cải thiện rất nhiều. Điều này cho thấy các DCL phân ñoạn trên XT này ñã ñược lắp ñặt với số lượng và vị trí chưa phù hợp và ñộ tin cậy của xuất tuyến này là thấp. Do ñó, cần phải thực hiện biện pháp lắp ñặt lại các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñề ra ñể nâng cao ñộ tin cậy của XT 473-E13. Xuất tuyến 472-E14: Kết quả tính toán số lượng và vị trí ñặt thiết bị phân ñoạn tối ưu: 23 - Số lượng DCL tối ưu cần lắp trên toàn tuyến là 09 DCL. Hiện nay, trên XT 472-E14 ñã có 06 DCL nên cần bổ sung thêm 03 DCL. - Vị trí lắp ñặt DCL tối ưu là tại các nhánh 2, 9, 14, 15, 34, 39, 62, 66, 75. - Chi phí tính toán tối ưu ñối với XT 472-E14 là 1.165.600.000 ñồng. - Hiệu quả thực hiện lắp ñặt các DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu như bảng 4-4. Bảng 4-4: Hiệu quả thực hiện phương án tối ưu hóa vị trí và số lượng DCL phân ñoạn ñể nâng cao ĐTC của XT 472-E14 XT472-E14 Hiện trạng Sau khi thực hiện tối ưu Chênh lệch % Cải thiện Amñ (kWh) 102.420 66.691 35.729 35% Cth (triệu ñồng) 1.741 1.134 607 35% SAIFI (lần/khách hàng,năm) 2,600 2,054 0,546 21% SAIDI (giờ/khách hàng,năm) 3,036 1,944 1,092 36% CAIDI (giờ/1 lần mất ñiện) 1,168 0,945 0,223 19% ASAI 0,9997 0,9998 0,0001 0,01% Chi phí tối ưu (triệu ñồng) 1.165 Nhận xét: Từ bảng 4-4, nhận thấy thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 sau khi thực hiện lắp ñặt DCL phân ñoạn theo phương án tối ưu ñối với XT 473-E13 ñược cải thiện ñáng kể. Điều này cho thấy các DCL phân ñoạn trên XT này ñã ñược lắp ñặt với số lượng và vị trí chưa phù hợp và ñộ tin cậy của xuất tuyến này là thấp. Do ñó, cần phải thực hiện biện pháp lắp ñặt lại các DCL phân ñoạn ñối với XT 473-E13 theo phương án tối ưu ñề ra ñể nâng cao ñộ tin cậy của XT 473- E13. 24 KẾT LUẬN Bảo ñảm chất lượng ñiện năng ñể cung cấp dịch vụ ñiện với chất lượng ngày càng cao, giá cạnh tranh, tập trung ñầu tư cải tạo lưới ñiện phân phối ñể giảm thời gian và số lần ngừng cung cấp ñiện ñể tăng ñộ tin cậy cung cấp ñiện là vấn ñề ngày càng ñược quan tâm bởi cả ngành Điện lẫn khách hàng. Đề tài xây dựng chương trình tính toán thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 cho lưới phân phối. Để ñơn giản cho việc tính toán trong chương trình ta quy ước số sự cố xảy ra trên ñường dây tỷ lệ với chiều dài ñường dây và bỏ qua không tính ñến các biện pháp bảo quản ñịnh kỳ các phần tử như ngừng ñiện bảo quản công tác (ngừng ñiện kế hoạch), ảnh hưởng của thời tiết, nên vẫn chưa giải quyết hết các trạng thái sự cố của các phần tử. Tuy nhiên, chương trình ñã thể hiện ñược cơ bản việc tính toán thiệt hại mất ñiện và các chỉ tiêu ñộ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE 1366 theo ñúng sơ ñồ thuật toán ñã ñược nói ở trên. Kết quả tính toán ñược sử dụng làm cơ sở ñể phân tích, ñánh giá ñộ tin cậy lưới phân phối thành phố Đà Nẵng. Từ ñó ñề xuất phương án tối ưu hóa số lượng và vị trí lắp ñặt TBPĐ ñể nâng cao ñộ tin cậy lưới phân phối thành phố Đà Nẵng.
File đính kèm:
tom_tat_luan_van_tinh_toan_do_tin_cay_luoi_dien_phan_phoi_th.pdf
