Luận án Nghiên cứu phương pháp cải tiến sa thải phụ tải trong hệ thống điện

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Ngành:

KỸ THUẬT ĐIỆN

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CẢI TIẾN SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN" tập trung giải quyết những hạn chế của các phương pháp sa thải phụ tải truyền thống, vốn thường bỏ qua nhiều chế độ vận hành và thiếu các tiêu chí kinh tế-kỹ thuật toàn diện. Nghiên cứu này đề xuất một loạt các chiến lược sa thải phụ tải cải tiến nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống điện và giảm thiểu thiệt hại kinh tế trong các tình huống sự cố lớn.

Các đóng góp chính bao gồm:

1. **Phương pháp sa thải phụ tải khẩn cấp kết hợp mạng nơ-ron và AHP:** Phát triển một hệ thống nhận dạng nhanh nhu cầu sa thải phụ tải và phân loại chiến lược bằng mạng nơ-ron và thuật toán AHP. Mô phỏng trên hệ thống IEEE 39 bus 10 máy phát cho thấy phương pháp này giúp khôi phục ổn định tần số nhanh hơn và lượng công suất sa thải ít hơn so với phương pháp UFLS truyền thống.
2. **Sa thải phụ tải dựa trên Fuzzy-AHP:** Đề xuất phương pháp xem xét hệ số tầm quan trọng của phụ tải, sử dụng Fuzzy-AHP để xác định chính xác mức độ quan trọng và ưu tiên sa thải các phụ tải ít quan trọng hơn. Điều này giúp giảm đáng kể thiệt hại kinh tế và đơn giản hóa các chiến lược điều khiển. Kết quả trên hệ thống IEEE 37 bus 9 máy phát cho thấy tần số phục hồi nằm trong giới hạn cho phép.
3. **Tính toán lượng công suất sa thải tối thiểu:** Xây dựng phương pháp tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu có xét đến điều khiển sơ cấp và thứ cấp của tổ máy phát điện, đảm bảo phục hồi tần số về giá trị cho phép với lượng công suất sa thải thấp hơn UFLS truyền thống.
4. **Phân bố sa thải phụ tải theo PED và VED:** Đề xuất phương pháp phân bố lượng công suất sa thải tại các nút tải dựa trên khái niệm Khoảng cách pha điện (PED) và Khoảng cách điện áp (VED). Các thử nghiệm cho thấy thời gian phục hồi góc pha và điện áp tương đương với UFLS truyền thống, dù lượng công suất sa thải ít hơn.
5. **Sa thải phụ tải đa tiêu chí với AHP:** Phương pháp tổng hợp nhiều tiêu chí (tầm quan trọng phụ tải, PED, VED) bằng thuật toán AHP để xác định trọng số tổng hợp. Kết quả cho thấy phương pháp này phục hồi tần số về giá trị cho phép, giảm thiểu công suất cắt và đáp ứng các ràng buộc kinh tế-kỹ thuật.

Nhìn chung, luận án đã đưa ra các kỹ thuật sa thải phụ tải tiên tiến, mang lại hiệu quả vượt trội về ổn định tần số, giảm thiểu công suất cắt và hiệu quả kinh tế so với các phương pháp truyền thống.

Mục lục chi tiết:

• CHƯƠNG MỞ ĐẦU

  • 1. Lý do chọn đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
  • 5. Đóng góp mới về mặt khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án
  • 6. Cấu trúc của luận án

• CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

  • 1.1 Tổng quan về các sự cố hệ thống điện
  • 1.2 Khái quát về điều chỉnh tần số và sa thải phụ tải
  • 1.3 Yếu tố lựa chọn sa thải tải
  • 1.4 Tổng quan các công trình nghiên cứu về sa thải phụ tải
    • 1.4.1 Sa thải phụ tải truyền thống
      • a. Sa thải phụ tải dưới tần số (UFLS) [9], [10] [11]
      • b. Sa thải phụ tải dưới điện áp (UVLS) [16], [17] [18]
    • 1.4.2 Sa thải phụ tải thích nghi [19], [21]
    • 1.4.3 Phương pháp sa thải phụ tải thông minh
      • a. Phương pháp ứng dụng mạng neural (ANN) trong sa thải phụ tải [25], [30], [32], [33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42].
      • b. Ứng dụng điều khiển mờ trong sa thải phụ tải [43], [44], [45], [46], [47]
      • c. Ứng dụng hệ thống suy luận neural-mờ thích nghi (ANFIS) trong sa thải phụ tải [48], [43], [49]
      • d. Ứng dụng thuật toán di truyền (GA) trong sa thải phụ tải [51], [52] [53], [54], [55], [56], [57], [58], [59].
      • e. Ứng dụng thuật toán PSO trong sa thải phụ tải [61], [62]

• CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN KHẨN CẤP SA THẢI PHỤ TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

  • 2.1 Đặt vấn đề
  • 2.2 Phương pháp điều khiển khẩn cấp sa thải phụ tải trong hệ thống điện
    • 2.2.1 Phương pháp sa thải phụ tải đề xuất [63], [64]
    • 2.2.2 Xây dựng tập mẫu và huấn luyện mạng nơ-ron ANN1
    • 2.2.3 Xây dựng chiến lược điều khiển sa thải phụ tải dựa trên thuật toán AHP
    • 2.2.4 Huấn luyện mạng nơ-ron ANN2
    • 2.2.5 Mô phỏng – Kiểm nghiệm phương pháp sa thải phụ tải đề xuất trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn

• Chương 3 PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI TRÊN CƠ SỞ ÁP DỤNG THUẬT TOÁN FUZZY-AHP

  • 3.1 Đặt vấn đề
  • 3.2 Kỹ thuật mờ hóa và luật hoạt động [69]
  • 3.3 Tổng quan về thuật toán Fuzzy – AHP [72]-[74].
  • 3.4 Khảo sát thử nghiệm trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn IEEE 37 bus 9 máy phát
    • 3.4.1 Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải dựa trên việc áp dụng thuật toán AHP
    • 3.4.2 Nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải dựa trên việc áp dụng thuật toán Fuzzy-AHP [76].

• CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN LƯỢNG CÔNG SUẤT SA THẢI TỐI THIỂU CÓ XÉT ĐẾN ĐIỀU KHIỂN SƠ CẤP VÀ THỨ CẤP TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN

  • 4.1 Đặt vấn đề
  • 4.2 Tổng quan về đáp ứng tần số của hệ thống điện
  • 4.3 Quá trình điều chỉnh tần số khi có sự cố trong hệ thống điện
  • 4.4 Điều chỉnh tần số sơ cấp trong hệ thống điện
  • 4.5 Điều chỉnh tần số thứ cấp trong hệ thống điện
  • 4.6 Tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu để phục hồi tần số về giá trị cho phép
    • 4.6.1. Mục đích của việc tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu
    • 4.6.2. Xây dựng công thức tính toán lượng công suất sa thải phụ tải tối thiểu
  • 4.7 Tính toán kiểm tra trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn

• CHƯƠNG 5 PHƯƠNG PHÁP SA THẢI PHỤ TẢI CÓ XÉT ĐẾN VIỆC PHỐI HỢP NHIỀU PHƯƠNG PHÁP

  • 5.1 Đặt vấn đề
  • 5.2 Phân bố lượng công suất sa thải tại các bus tải dựa trên khái niệm PED
    • 5.2.1 Khái niệm khoảng cách pha PED
    • 5.2.2 Thử nghiệm – kiểm tra phương pháp đề xuất trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn
  • 5.3 Phân bố lượng công suất sa thải tại các nút tải dựa trên khái niệm VED
    • 5.3.1 Khái niệm khoảng cách điện áp (Voltage Electrical Distance - VED)
    • 5.3.2 Thử nghiệm – kiểm tra phương pháp đề xuất trên sơ đồ hệ thống điện chuẩn
  • 5.4 Phương pháp sa thải phụ tải có xét đến các yếu tố phối hợp nhiều phương pháp áp dụng thuật toán AHP và hệ chuyên gia
    • 5.4.1 Tiêu chí 1: Hệ số tầm quan trọng của phụ tải
    • 5.4.2 Tiêu chí 2: PED
    • 5.4.3 Tiêu chí 3: VED

• Chương 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

  • 6.1 Các kết luận
  • 6.2 Hướng nghiên cứu phát triển của đề tài