Tài liệu Xác định khôi phục tái cấu hình cấp điện sau sự cố thông qua phần mềm pssapept

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG XÁC ĐỊNH KHÔI PHỤC TÁI CẤU HÌNH CẤP ĐIỆN SAU SỰ CỐ THÔNG QUA PHẦN MỀM PSS/ADEPT Mã số:TR:2020-09/KCN Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Sang Đồng Nai, tháng 05 năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG XÁC ĐỊNH KHÔI PHỤC TÁI CẤU HÌNH CẤP ĐIỆN SAU SỰ CỐ THÔNG QUA PHẦN MỀM PSS/ADEPT Mã số:TR:2020-09/KCN Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Văn Sang Đồng Nai, tháng 05 năm 2020 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA XÁC ĐỊNH KHÔI PHỤC TÁI CẤU HÌNH CẤP ĐIỆN SAU SỰ CỐ THÔNG QUA PHẦN MỀM PSS/ADEPT TT Họ và tên Học vị, học hàm Cơ quan công tác 1 Nguyễn Văn Sang Thạc sỹ Khoa Công nghệ 2 Đào Phương Tùng Thạc sỹ Khoa Công nghệ MỤC LỤC Tóm tắt Mục lục Danh sách các chữ viết tắt Danh sách các hình Danh sách các bảng Chương 1: GIỚI THIỆU ......................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài ....................................................................... 4 1.3 Phạm vi thực hiện của đề tài …........................................................................ 5 1.4 Phương pháp giải quyết vấn đề ....................................................................... 5 1.5 Điểm mới của đề tài.......................................................................................... 5 1.6 Giá trị thực tiễn của đề tài ................................................................................ 5 1.7 Bố cục của luận văn ......................................................................................... 6 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHÔI VÀ TÁI CẤU HÌNH KHÔI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................... 7 2.1. Giới thiệu lưới điện phân phối ........................................................................ 7 2.1.1 Đặt điểm của lưới điện phân phối . ……………………….………..……7 2.1.2 Các lý do vận hành hở lưới điện phân phối ............................................... 9 2.1.3 Mục đích tái cấu trúc lưới điện………………………………………..... 11 2.1.4 Các bài toán tái cấu hình cho lưới điện phân phối .................................. 14 2.2 Bài toán xác định cấu trúc khôi phục cung cấp điện LĐPP .......................... 16 Chương 3: KHÔI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN SAU SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NHÁNH ............................................................................................ 26 3.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 26 3.2 Hàm mục tiêu khôi phục cung cấp điện ......................................................... 26 3.3 Phương pháp tiếp cận ..................................................................................... 27 3.4. Lưu đồ thuật toán của giải pháp đề nghị ....................................................... 28 3.5. Ví du .............................................................................................................. 31 Chương 4: VÍ DỤ KIỂM CHỨNG ...................................................................... 35 4.1. Mạng 1 nguồn -33 nút mẫu IEEE ................................................................. 35 4.1.1 Vận hành ở điều kiện bình thường ........................................................... 38 4.1.2 Khôi phục khi có sự cố ............................................................................. 41 Chương 5: KẾT LUẬN ........................................................................................ 53 5.1 Kết luận .......................................................................................................... 53 5.2 Hướng phát triển của đề tài ............................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG (dùng cho Báo cáo tổng kết đề tài) 1. Thông tin chung: - Tên đề tài: “Xác định khôi phục tái cấu hình cung cấp điện sau sự cố thông qua phần mềm PSS/ADEPT” - Mã số: TR:2020-09/KCN - Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Văn Sang Email: [email protected] Điện thoại: 0333149197 - Đơn vị quản lý về chuyên môn (Khoa, Tổ bộ môn): Khoa Công nghệ, Bộ môn Điện. - Thời gian thực hiện: Từ 10/2020 đến 03/2021 2. Mục tiêu: Mục tiêu của đề tài là tập trung xây dựng phương pháp heuristic để chuyển những phụ tải gây quá tải các nhánh dây sau khi cô lập nhánh bị sự cố với số lần chuyển khóa là ít nhất.Nhiệm vụ của đề tài: Xây dựng giải thuật: Xác định chính xác các khóa trong vòng có chứa khóa bị sự cố và đánh giá mức độ quá tải của các nhánh dây trong các vòng có liên quan, từ đó xác định trình tự các bước chuyển tải để khôi phục cung cấp điện với yêu cầu giảm quá tải các nhánh. Kiểm chứng khả năng của giải thuật trên các LĐPP mẫu 33 nút của IEEE nhằm chứng tỏ khả năng của giải thuật thông qua phần mềm PSS - ADEPT. 3. Nội dung chính: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan về lưới điện phân phối và tái cấu hình khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối. Chương 3: Khôi phục cung cấp điện sau sự cố bằng phương pháp đổi nhánh Chương 4: Ví dụ kiểm chứng Chương 5: Kết luận 4. Kết quả chính đạt được (khoa học, đào tạo, kinh tế-xã hội, ứng dụng, ...) -Giải thuật tái cấu hình khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối đề xuất có thể áp dụng vào điều kiện thực tế Việt Nam trong vận hành lưới điện phân phối hay đào tạo các điều độ viên vận hành lưới điện phân phối - Làm tài liệu tham khảo chuyên sâu cùng lĩnh vực cho sinh viên đại học hay học viên cao học MỞ ĐẦU 1. Tổng quan đề tài Trong chương này em giải quyết trình tự các vấn đề: Giới thiệu về đặt điểm, mục đích tái cấu trúc, các lý do phải vận hành hở trong lưới điện phân phối. Các bài toán tái cấu trúc cho lưới điện phân phối.Các nghiên cứu khoa học về lưới phân phối.Giới thiệu rỏ về bài toán tái cấu trúc khôi phục cung cấp điện cho lưới phân phối, về hệ thống điện, sự hình thành bài toán khôi phục và hướng thực hiện đề tài. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là tập trung xây dựng phương pháp heuristic để chuyển những phụ tải gây quá tải các nhánh dây sau khi cô lập nhánh bị sự cố với số lần chuyển khóa là ít nhất.Nhiệm vụ của đề tài: - Xây dựng giải thuật: Xác định chính xác các khóa trong vòng có chứa khóa bị sự cố và đánh giá mức độ quá tải của các nhánh dây trong các vòng có liên quan, từ đó xác định trình tự các bước chuyển tải để khôi phục cung cấp điện với yêu cầu giảm quá tải các nhánh. - Kiểm chứng khả năng của giải thuật trên các LĐPP mẫu 33 nút của IEEE nhằm chứng tỏ khả năng của giải thuật thông qua phần mềm PSS - ADEPT. - Cung cấp giáo trình cho sinh viên học tập. 3. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng giải thuật thuần heuristic, cụ thể là giải thuật của Civanlar và các cộng sự [24] kỹ thuật đổi nhánh và kết hợp với điều kiện chống quá tải, để giải bài toán tái cấu hình khôi phục cung cấp điện trong quá trình xảy ra sự cố. TÓM TẮT Trong cuộc sống hiện nay của xã hội loài người nhu cầu về việc sử dụng điện là rất cần thiết, nó ảnh hưởng rất lớn đến sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người.Vì thế việc đãm bảo cung cấp điện thường xuyên và liên tục trở nên cấp bách. Vì lý do trên em đã quyết định lựa chọn đề tài cho luận văn Thạc sĩ của mình là: Tái cấu trúc khôi phục cung cấp điện cho lưới phân phối. Lưới điện phân phối của nước ta hiện nay chưa phát triển mạnh về công nghệ và kỹ thuật, trong quá trình vận hành còn tổn hao quá nhiều về Công suất tiêu thụ, Điện năng tiêu thụ, Chi phí vận hành quá cao…Khi sảy ra sự cố thì số lượng khách hàng tiêu thụ điện bị mất điện rất nhiều và thời gian khắc phục sự cố kéo dài…Để giải quyết trọn vẹn các vấn đề trên là một bài toán lớn cần phải giải quyết. Đó là thách thức và là khó khăn lớn cho ngành điện nước ta hiện nay. Trong luận văn này em sẽ nghiên cứu và xây dựng một giải thuật tái cấu trúc khôi phục lại cung cấp điện cho lưới điện phân phối đang vận hành sảy ra sự cố, trong thời gian khôi phục lại cung cấp điện nhanh nhất cho lưới điện, số lượng khách hàng sử dụng điện bị mất điện trong thời gian giải trừ sự cố là ít nhất và đảm bảo lưới điện không bị quá tải. Sau đây em xin tóm tắt sơ lược luận văn: Luận văn này gồm có 05 chương Chương 1: Giới thiệu đề tài Trong chương này em giới thiệu sơ lược về vấn đề phải giải quyết cho lưới điện phân phối về mặt kỹ thuật, về góc độ vận hành, các vấn đề cần khôi phục hệ thống điện phân phối, giới hạn về mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài, phạm vi thực hiện đề tài, phương pháp giải quyết bài toán tái cấu trúc lưới, nội dung giải quyết bài toán nêu lên điểm mới của đề tài, giá trị thực tiễn của đề tài. Chương 2: Tổng quan về lưới điện phân phối và tái cấu hình khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối Trong chương này em giải quyết trình tự các vấn đề: Giới thiệu về đặt điểm, mục đích tái cấu trúc, các lý do phải vận hành hở trong lưới điện phân phối. Các bài toán tái cấu trúc cho lưới điện phân phối.Các nghiên cứu khoa học về lưới phân phối.Giới thiệu rỏ về bài toán tái cấu trúc khôi phục cung cấp điện cho lưới phân phối, về hệ thống điện, sự hình thành bài toán khôi phục và hướng thực hiện đề tài. Chương 3: Khôi phục cấp điện sau sự cố bằng phương pháp trao đổi nhánh Trong chương này em giới thiệu bài toán tái cấu trúc khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối và phương pháp tiếp cận bài toán khôi phục cung cấp điện, vấn đề cần giải quyết trong bài toán thông qua hàm mục tiêu. Sau cùng là các ví dụ kiểm chứng. Chương 4 : Ví dụ kiểm chứng Thử nghiệm với mạng 1 nguồn - 33 nút mẫu của IEEE dùng phần mềm PSS-ADEPT Chương 5: Kết luận Trong chương này em khẳng định lại hiệu quả của giải thuật giải quyết bài toán, kết quả kiểm chứng và đề suất một số phương pháp khác… Cuối cùng là phần tài liệu tham khảo trong suốt quá trình giải quyết vấn đề trong luận văn. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt DG LĐPP PSS-ADEPT SCADA TOPO Tiếng Anh Distributed generation Tiếng Việt Nguồn điện máy phát Lưới điện phân phối Là phần mềm phân tích lưới điện phân phối. The Power System Simulator/Advanced Distribution Supervisory Control and Hệ thống giám sát hệ thống Data Acquisition System điện Tie Open Point Optimization Phân tích điểm dừng tối ưu DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống điện ......................................................................... 2 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý lưới điện phân phối điển hình ...................................... 8 Hình 2.2 Các chế độ vận hành của lưới điện phân phối ....................................... 10 Hình 2.3 Ví dụ cho sự cố mạng 3 nguồn mẫu IEEE ............................................ 14 Hình 2.4 Lưới điện đơn giản của Civanlar .......................................................... 20 Hình 2.5 Các trạng thái vận hành lưới điện phân phối ......................................... 24 Hình 3.1 Lưu đồ giải thuật ................................................................................... 30 Hình 3.2 Mạng 3 nguồn trạng thái bình thường .................................................. 31 Hình 3.3 Khi sự cố, mở K10,K12 và K8 ............................................................ 32 Hình 4.1 Lưới điện 33 nút ................................................................................... 35 Hình 4.2 Lưới điện khi vận hành bình thường .................................................... 38 Hình 4.3 Mở 2-3, đóng 8-21 và đóng 25-29 ........................................................ 42 Hình 4.4 Cấu hình lưới khi đóng 12-22 ............................................................... 43 Hình 4.5 Cấu hình lưới khi đóng 9-15 ................................................................. 44 Hình 4.6 Cấu hình lưới khi đóng 18-33 ............................................................... 46 Hình 4.7 Khôi phục bằng TOPO ........................................................................ 48 Hình 4.8 Dòng điện nhánh, khôi phục bằng phương pháp đề nghị ...................... 51 Hình 4.9 Dòng điện nhánh, khôi phục TOPO ..................................................... 52 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Phạm vi ứng dụng của bài toán tái cấu trúc .......................................... 15 Bảng 4.1 Dữ liệu hệ thống và các thông số cho lưới điện phân phối 33 nút ....... 36 Bảng 4.2 Số liệu của lưới điện .......................................................................... ..39 Bảng 4.3 Tổn thất các nhánh trong vòng kín khi đóng 8-21 và đóng 25-29 ....... 41 Bảng 4.4 Tổn thất trên các nhánh trong vòng kín khi đóng 12-22 ...................... 42 Bảng 4.5 Tổn thất trên các nhánh trong vòng kín khi đóng 9-15 ........................ 43 Bảng 4.6 Tổn thất trên các nhánh trong vòng kín khi đóng 18-33 ...................... 44 Bảng 4.7 Tổn thất do cấu hình khôi phục bằng phương pháp đề nghị ................ 46 Bảng 4.8 Tổn thất do cấu hình khôi phục bằng TOPO ....................................... 49 MỤC LỤC Tóm tắt Mục lục Danh sách các chữ viết tắt Danh sách các hình Danh sách các bảng Chương 1: GIỚI THIỆU ......................................................................................... 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài ....................................................................... 4 1.3 Phạm vi thực hiện của đề tài …........................................................................ 5 1.4 Phương pháp giải quyết vấn đề ....................................................................... 5 1.5 Điểm mới của đề tài.......................................................................................... 5 1.6 Giá trị thực tiễn của đề tài ................................................................................ 5 1.7 Bố cục của luận văn ......................................................................................... 6 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHÔI VÀ TÁI CẤU HÌNH KHÔI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...................... 7 2.1. Giới thiệu lưới điện phân phối ........................................................................ 7 2.1.1 Đặt điểm của lưới điện phân phối . ……………………….………..……7 2.1.2 Các lý do vận hành hở lưới điện phân phối ............................................... 9 2.1.3 Mục đích tái cấu trúc lưới điện………………………………………..... 11 2.1.4 Các bài toán tái cấu hình cho lưới điện phân phối .................................. 14 2.2 Bài toán xác định cấu trúc khôi phục cung cấp điện LĐPP .......................... 16 Chương 3: KHÔI PHỤC CUNG CẤP ĐIỆN SAU SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐỔI NHÁNH ............................................................................................ 26 3.1 Giới thiệu ...................................................................................................... 26 3.2 Hàm mục tiêu khôi phục cung cấp điện ......................................................... 26 3.3 Phương pháp tiếp cận ..................................................................................... 27 3.4. Lưu đồ thuật toán của giải pháp đề nghị ....................................................... 28 3.5. Ví du .............................................................................................................. 31 Chương 4: VÍ DỤ KIỂM CHỨNG ...................................................................... 35 4.1. Mạng 1 nguồn -33 nút mẫu IEEE ................................................................. 35 4.1.1 Vận hành ở điều kiện bình thường ........................................................... 38 4.1.2 Khôi phục khi có sự cố ............................................................................. 41 Chương 5: KẾT LUẬN ........................................................................................ 53 5.1 Kết luận .......................................................................................................... 53 5.2 Hướng phát triển của đề tài ............................................................................ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Điện là một dạng năng lượng đặc biệt, vì năng lượng điện không thể dễ dàng tích trữ với lượng lớn, nhưng nhu cầu phụ tải đòi hỏi phải đáp ứng công suất tại mọi thời điểm. Điều này đòi hỏi các nhà quy hoạch năng lượng, các công ty sản xuất và kinh doanh điện phải tính toán đến các giải pháp tối ưu việc truyền tải, phân bố công suất trên hệ thống lưới điện. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng điện tăng một cách nhanh chóng trên tất cả mọi lĩnh vực, từ nhu cầu thiết yếu của đời sống xã hội đến nhu cầu để phát triển kinh tế, xã hội, khoa học công nghệ của các quốc gia, và kể cả việc để đảm bảo tốt an ninh chính trị thì an ninh năng lượng điện cũng được đặt lên hàng đầu. Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, các thiết bị sử dụng điện ngày càng đòi hỏi nguồn điện cung cấp phải đảm bảo về chất lượng. Vấn đề đặt ra cho các Công ty sản xuất và kinh doanh điện là làm sao vừa đảm bảo đáp ứng được các vấn đề nêu trên, vừa đảm bảo lợi ích kinh tế cao nhất của nhà sản xuất, vừa đảm bảo tính cạnh tranh trong thị trường điện. Trong khi đó chiều dài, phụ tải của lưới điện phân phối (LĐPP) phát triển một cách nhanh chóng kể dẫn đến công suất đỉnh chỉ xảy ra tại vài giờ trong ngày, lưới điện bị sụt áp, tổn thất trên đường dây tăng, chi phí sản xuất tăng theo. Đối với nước ta đang trong giai đoạn phát triển thì yêu cầu về việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, ổn định là một vấn đề phải được ưu tiên hàng đầu đối với ngành điện.Trên thực tế hệ thống lưới điện của nước ta đang trong giai đoạn nâng cấp, cải tạo do hệ thống điện đã cũ, lạc hậu, xuống cấp và chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển của xã hội. Sự gián đoạn cung cấp điện luôn xảy ra thường xuyên do nhiều nguyên nhân có cả nguyên nhân khác quan và nguyên nhân chủ quan. - Nguyên nhân chủ quan như: cắt điện bảo trì, nâng cấp, đấu nối đường dây xây dựng mới; hệ thống chưa được bảo trì định kỳ một cách toàn diện, chưa phát hiện kịp thời những vị trí có nguy cơ gây sự cố dẫn đến hư hỏng các phần tử của hệ thống; việc nâng cấp - xây dựng mới các đường dây và trạm chậm chạp dẫn đến không đáp ứng kịp nhu cầu của tải, gây quá tải; do bất cẩn hoặc thực hiện sai quy trình trong quá trình thao tác trên hệ thống điện dẫn đến sự cố, tai nạn về điện… 2 - Nguyên nhân khách quan như: khí hậu, thiên tai, sét; thiếu vốn để đầu tư; nhân lực quản lý vận hành thiếu; hành lang an toàn bị xâm phạm; tai nạn giao thông… Hình 1.1. Sơ đồ khối hệ thống điện Cho dù nguyên nhân nào đi nữa thì việc cô lập, cách ly khu vực có sự cố, tìm ra nguyên nhân, xử lý sự cố, khôi phục cung cấp điện một phần hay hoàn toàn cho lưới điện luôn luôn cần phải được thực hiện nhanh chóng, an toàn để kịp thời cung cấp điện trở lại, hạn chế thiệt hại do mất điện gây ra. Việc khôi phục cung cấp điện một phần là một quá trình quan trọng với nhiều yêu cầu như: an toàn, giảm thiểu số khách hàng bị mất điện, không bị quá tải trên đường dây, điện áp nằm trong phạm vi cho phép, thời gian khôi phục ngắn nhất, giới hạn công suất nguồn không bị vi phạm, giảm thiểu tổn hao. Quá trình này được thực hiện bằng việc thao tác đóng/mở các khóa điện, đặc biệt là khóa liên kết mạch vòng, các nguồn, đây là trường hợp đặc biệt của việc tái cấu hình lưới điện. Do việc thao tác đóng/mở các khóa điện với nhiều mục tiêu nên quá trình này phức tạp cần phải có các giải thuật tối ưu để hỗ trợ. Như vậy, việc khôi phục cho lưới điện phân phối bằng giải thuật tái cấu hình nhằm xác định các nhánh đường dây bị cô lập, có nguồn thấp hơn nhánh sự cố là công việc quan trọng góp phần nâng cao năng lực cung cấp điện. 3 Quá trình khôi phục cung cấp điện một phần nhằm cung cấp điện trở lại cho các nhánh đường dây không sự cố nhưng bị cô lập, phía sau nguồn của nhánh sự cố trong thời gian đơn vị quản lý vận hành xác định nguyên nhân, sửa chữa và khôi phục cung cấp điện hoàn toàn cho toàn hệ thống, đưa hệ thống trở về tình trạng hoạt động bình thường, ổn định, lâu dài. Quá trình khôi phục cung cấp điện luôn phải đảm bảo số lượng khách hàng mất điện là ít nhất, không gây ra quá tải đường dây và số lượng khóa chuyển tải là bé để đảm bảo thời gian ngừng cung cấp điện là nhất. Điều này có thể thực hiện bằng việc tái cấu hình lưới.Lưới điện phân phối (LĐPP) đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện đến hộ tiêu thụ. Vì lý do kỹ thuật, nó luôn được vận hành theo kiểu hình tia (hở), mặt dù được thiết kế theo kiểu mạch vòng để tăng độ tin cậy trong quá trình cung cấp điện. Trong quá trình cung cấp điện lưới điện có thể có khả năng bị một sự cố nào đó trên các nhánh sẽ làm mất điện và gây ảnh hưởng rất nghiêm trọng đến:Các hộ tiêu thụ điện khi xét đến mặt kinh tế và xã hội; Công ty điện lực khi xét đến lợi nhuận bán điện, nếu trong thị trường điện, công ty điện lực còn phải đền bù cho khách hàng của mình theo giá trị năng lượng ngừng cung cấp, đây là một khoản đền bù lớn. Do đó, nghiên cứu các biện pháp khôi phục cung cấp điện cho hệ thống điện nói chung mạng lưới phân phối nói riêng là vấn đề rất cần thiết và hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích kinh tế. Trong những năm gần đây, có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề khôi phục cung cấp điện cho LĐPP nói riêng, cũng như trong các chương trình nghiên cứu về hệ thống điện nói chung. Có rất nhiều công trình nghiên cứu được đăng tải lên các tạp chí uy tín, các bài báo đã khảo sát vấn đề này một cách cẩn thận và đánh giá toàn diện vấn đề khôi phục cung cấp điện [1…19]. Trong nhiều năm qua với sự phát triển mạnh mẽ của ngành hệ thống điện, các nhà nghiên cứu và các kỹ sư quan tâm chủ yếu đến hệ thống phát và truyền tải điện năng hơn LĐPP. Điều này là do sự phức tạp của LĐPP như quá nhiều phụ tải, nhiều khóa điện. Ngoài ra, do LĐPP có cấu trúc mạch vòng nhưng vận hành hình tia để giảm dòng ngắn mạch mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng ở mức độ nhất định, nên không thể áp dụng các biện phát khôi phục cung cấp điện cho phụ tải bằng các giải thuật trên lưới truyền tải 4 mà phải có giải thuật cô lập nhánh sự cố và chuyển tải qua tuyến dây khác. Vì vậy, giải thuật khôi phục cung cấp điện cho LĐPP khá phức tạp, đòi hỏi số lần chuyển trạng thái các khóa điện là ít nhất nhằm đảm bảo thời gian ngừng cung cấp điện và số lượng khách hàng bị mất điện là ít nhất. Khi việc ứng dụng công nghệ thông tin trong LĐPP trở nên rẻ tiền, đặc biệt là hệ thống SCADA hoàn thiện trong những năm gần đây thì sự yêu cầu khôi phục cung cấp điện nhanh chóng trên LĐPP được đòi hỏi một cách cấp thiết hơn nữa. Có nhiều phương pháp để khôi phục cung cấp điện trên LĐPP như các giải thuật thuần Heuristic được trình bày trong các nghiên cứu [1-3, 5, 10, 21], hay sử dụng cơ sở tri thức [4,6-10,12]. Các mạng nơron hay các thuật toán meta heuristic như giải thuật di truyền cũng như lý thuyết mờ cũng được áp dụng để giải bài toán này [12, 20]. Đối với các phương pháp tiếp cận heuristic, là thước đo bằng trực giác, để hạn chế không gian tìm kiếm, chủ yếu dựa vào kiến thức và kinh nghiệm của các chuyên gia vận hành trên LĐPP thực tế được biên dịch thành các chương trình máy tính. Tuy nhiên, điều này cho thấy có những khó khăn lớn trong việc ứng dụng vào các LĐPP khác vì tính chuyên gia của chương trình và kích thước của phần mềm lớn cũng như thuật toán phức tạp. Đối với các chương trình sử dụng hệ chuyên gia, về cơ bản bao gồm hai thành phần chính là cơ sở tri thức và phương pháp suy diễn. Cho đến nay, phương pháp tiếp cận hệ chuyên gia có thể được coi là phương pháp tiếp cận thành công để giải quyết vấn đề này trên LĐPP, nhưng không chắc rằng phương pháp này luôn luôn có thể tìm thấy một cấu hình tối ưu về số lần chuyển khóa. Tuy nhiên, việc đảm bảo số lần chuyển tải cũng như số lượng khách hàng bị mất điện là ít nhất để thời gian khôi phục lưới là ít nhằm giảm thiểu chi phí đền bù cho khách hàng chưa được đề cập rõ ràng trong các nghiên cứu trên. Trong luận văn này sẽ trình bày một giải thuật heuritic nhằm giảm thiểu số lần chuyển khóa mà vẫn đảm bảo số lượng khách hàng bị mất điện là ít nhất với hàm chống quá tải trên các nhánh. 1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài 5 Mục tiêu của đề tài là tập trung xây dựng phương pháp heuristic để chuyển những phụ tải gây quá tải các nhánh dây sau khi cô lập nhánh bị sự cố với số lần chuyển khóa là ít nhất.Nhiệm vụ của đề tài: - Xây dựng giải thuật: Xác định chính xác các khóa trong vòng có chứa khóa bị sự cố và đánh giá mức độ quá tải của các nhánh dây trong các vòng có liên quan, từ đó xác định trình tự các bước chuyển tải để khôi phục cung cấp điện với yêu cầu giảm quá tải các nhánh. - Kiểm chứng khả năng của giải thuật trên các LĐPP mẫu 33 nút của IEEE nhằm chứng tỏ khả năng của giải thuật thông qua phần mềm PSS - ADEPT. 1.3. Phạm vi thực hiện của đề tài Nghiên cứu bài toán tái cấu hình trên LĐPP có cấu trúc mạch vòng nhưng vận hành hình tia để có khả năng chuyển tải khi có một nhánh bị sự cố, không xét đến các máy phát điện phân tán. Trong nghiên cứu này có chỉ ra các nhánh quan trọng mà khi sự cố trên các nhánh này có thể phải sa thải phụ tải vì khả năng cung cấp điện của các nhánh còn lại không đủ cung cấp cho tất cả các phụ tải như ban đầu. 1.4. Phương pháp giải quyết vấn đề Sử dụng giải thuật thuần heuristic, cụ thể là giải thuật của Civanlar và các cộng sự [24] kỹ thuật đổi nhánh và kết hợp với điều kiện chống quá tải, để giải bài toán tái cấu hình khôi phục cung cấp điện trong quá trình xảy ra sự cố. 1.5. Điểm mới của đề tài Hướng giải quyết bài toán là dùng các giải thuật thuần heuristic có cải tiến khi đánh giá các vòng có liên quan đến nhánh sự cố hay quá tải và hàm đánh giá quá tải nhánh so với [24], điều này làm giảm thiểu số lần chuyển đổi trạng thái khóa điện nên tiết kiệm nhiều thời gian khôi phục cung cấp điện ít nhất có thể. 1.6. Giá trị thực tiễn của đề tài - Giải thuật tái cấu hình khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối đề xuất có thể áp dụng vào điều kiện thực tế Việt Nam trong vận hành lưới điện phân phối hay đào tạo các điều độ viên vận hành lưới điện phân phối 6 - Làm tài liệu tham khảo chuyên sâu cùng lĩnh vực cho sinh viên đại học hay học viên cao học. 1.7. Bố cục của luận văn Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan về lưới điện phân phối và tái cấu hình khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối. Chương 3: Khôi phục cung cấp điện sau sự cố bằng phương pháp đổi nhánh Chương 4: Ví dụ kiểm chứng Chương 5: Kết luận