Luận án Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối điện sử dụng các thiết bị D-FACTS

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN SỬ DỤNG CÁC THIẾT BỊ D-FACTS

Ngành:

Kỹ thuật điện

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Việc ứng dụng các thiết bị FACTS (D-FACTS) như DVR và D-Statcom để cải thiện chất lượng điện năng (CLĐN) đã được triển khai rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên, tại Việt Nam, các nghiên cứu về ứng dụng D-FACTS nhằm nâng cao CLĐN trong lưới phân phối còn hạn chế. Luận án này, với đề tài "Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối điện sử dụng các thiết bị D-FACTS", được thực hiện nhằm phát triển các giải pháp nâng cao CLĐN với định hướng ứng dụng thực tiễn tại Việt Nam.

Đối tượng nghiên cứu của luận án là các giải pháp nâng cao CLĐN sử dụng thiết bị D-FACTS và tụ bù công suất phản kháng, tập trung vào hiện tượng sụt áp ngắn hạn (SANH) do ngắn mạch và biến dạng sóng hài từ lò hồ quang điện trong lưới phân phối, có xét đến đặc thù của lưới điện Việt Nam. Thuật toán di truyền (GA) cũng là công cụ nghiên cứu chính. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: xây dựng mô hình và giải bài toán tối ưu vị trí, công suất của DVR và D-Statcom; tối ưu vị trí tụ bù để giảm tổn thất và nâng cao CLĐN; và mô phỏng so sánh tác dụng của DVR, D-Statcom đối với SANH và sóng hài.

Luận án đóng góp mới thông qua việc: (1) xây dựng mô hình mô phỏng động để so sánh và đánh giá tác dụng của DVR và D-Statcom trong việc khắc phục SANH và sóng hài do lò hồ quang điện; (2) xây dựng mô hình và giải bài toán tối ưu vị trí tụ bù nhằm giảm tổn thất và cải thiện CLĐN, có tính đến sóng hài trong lưới phân phối công nghiệp Việt Nam; và (3) xây dựng mô hình và giải bài toán tối ưu chọn vị trí và công suất của DVR, D-Statcom để khắc phục SANH, tập trung vào việc tính toán và đánh giá các đặc trưng của SANH sử dụng mô hình toán đề xuất.

Kết quả mô phỏng trên lưới điện mẫu IEEE 13 nút cho thấy D-Statcom có khả năng cải thiện SANH và sóng hài mang tính hệ thống hơn so với DVR, vốn chủ yếu bù cục bộ. Các mô hình tối ưu hóa vị trí tụ bù bằng GA cũng chỉ ra các vị trí tối ưu để giảm tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp, độ biến dạng sóng hài. Các kết quả này cung cấp tài liệu tham khảo quan trọng để đánh giá và triển khai các giải pháp nâng cao CLĐN trong thực tiễn lưới điện Việt Nam.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết
  • 2. Đối tượng nghiên cứu của Luận án
  • 3. Các mục tiêu nghiên cứu của luận án
  • 4. Phương pháp thực hiện
  • 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
  • 6. Các đóng góp mới của Luận án
  • 7. Nội dung nghiên cứu của Luận án

• Chương 1. TỔNG QUAN CÁC BÀI TOÁN VỀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN

  • 1.1. Tổng quan về chất lượng điện năng và các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trên lưới phân phối
  • 1.2. Tổng quan về nghiên cứu giải pháp sử dụng thiết bị CPD để nâng cao chất lượng điện năng lưới phân phối điện
  • 1.3. Những vấn đề còn tồn tại
  • 1.4. Lựa chọn hướng nghiên cứu của luận án
  • 1.5. Kết luận Chương 1

• Chương 2. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG DVR VÀ D-STATCOM TRONG NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI PHÂN PHỐI

  • 2.1. Đặt vấn đề
  • 2.2. Tóm tắt cấu trúc, nguyên lý vận hành và ứng dụng của DVR
  • 2.3. Tóm tắt cấu trúc, vận hành D-STATCOM và ứng dụng
  • 2.4. Mô phỏng so sánh tác dụng DVR và D-Statcom trong việc khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn
  • 2.5. Mô phỏng so sánh tác dụng DVR và D-Statcom khắc phục sóng hài
  • 2.6. Kết luận chương 2

• Chương 3. ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN TỐI ƯU HÓA VỊ TRÍ TỤ BÙ NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN SÓNG HÀI.

  • 3.1. Đặt vấn đề: Tối ưu vị trí tụ bù dùng GA cho lưới phân phối còn ít đề tài quan tâm
  • 3.2. Tổng quan nghiên cứu về bài toán tối ưu hóa nâng cao CLĐN lưới phân phối sử dụng tụ bù công suất phản kháng.
  • 3.3. Phân tích, lựa chọn phương pháp giải
  • 3.4. Thành lập bài toán tối ưu hóa vị trí dụng tụ bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng trên lưới phân phối ứng dụng thuật toán di truyền (GA)
  • 3.5. Thành lập bài toán tối ưu hóa vị trí tụ điện nhằm giảm tổn thất điện năng (TTĐN) và biến dạng sóng THD trên lưới phân phối ứng dụng thuật toán di truyền (GA)
  • 3.6. Kết luận Chương 3

• Chương 4. TỐI ƯU HÓA VỊ TRÍ ĐẶT VÀ CÔNG SUẤT CÁC THIẾT BỊ CPD NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG DÙNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN (GA)

  • 4.1. Đặt vấn đề
  • 4.2. Tổng quan bài toán cải thiện CLĐN lưới phân phối sử dụng thiết bị CPD nhằm khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn
  • 4.3. Mô hình toán của các thiết bị CPD khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn
  • 4.4. Xây dựng mô hình và giải bài toán lựa chọn vị trí và công suất thiết bị DVR nhằm khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn
  • 4.5. Xây dựng mô hình và giải bài toán lựa chọn vị trí và công suất thiết bị D-Statcom nhằm khắc phục sụt giảm điện áp ngắn hạn.
  • 4.6. Kết luận

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ