GIAI TICH HE THONG DIEN NANG CAO - PHẦN KẾT GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

1. 1
GIẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆNGIẢI TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN
NÂNG CAONÂNG CAO
Võ Ngọc Điều
Bộ Môn Hệ Thống Điện
Khoa Điện – Điện tử
Trường ĐH Bách Khoa
PHẦN KẾT: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM
PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

2. 2
Chương Trình PowerWorld
 PowerWorld® Simulator (Simulator) là chương trình
được thiết kế mô phỏng và phân tích hệ thống điện dựa
trên giao tiếp đồ họa.
 Chương trình mô phỏng có thể giải bài toán phân bố
công suất cho các hệ thống tới 100,000 nút.
 Dựa trên giao tiếp đồ họa, các thông số các phần tử
trong hệ thống có thể được nhập trực tiếp.
 Chương trình đồ họa cho phép người sử dụng quan sát
trực tiếp phân bố công suất trên sơ đồ đơn tuyến.
 Chương trình có các công cụ để điều độ kinh tế, phân
tích các giao dịch kinh tế trong thị trường điện, tính toán
hệ số phân bố công suất truyền tải, phân tích ngắn
mạch, phân tích sự cố …

3. 3
Chương Trình PowerWorld
 Ngoài ra, còn có một số công cụ thêm vào:
 Voltage Adequacy and Stability Tool (PVQV):
cho phép người sử dụng phân tích đặc tính ổn định điện
áp của một hệ thống.
 Optimal Power Flow Tool (OPF): tính toán cực
tiểu hàm chi phí thỏa mãn các ràng buộc hệ thống sử
dụng quy hoạch tuyến tính.
 Security Constrained Optimal Power Flow Tool
(SCOPF): cũng giống như OPF nhưng SCOPF xem xét
thêm các sự cố có thể xảy ra trong quá trình vận hành
và bảo đảm rằng ngoài vấn đề cực tiểu chi phí không để
xảy ra tình trạng sự cố mà khôn g có tiên liệu.

4. 4
Chương Trình PowerWorld
 Optimal Power Flow Reserves (OPFR): được sử
dụng để phục vụ các dịch vụ kèm theo trong thị trường
điện.
 Available Transfer Capability Analysis Tool
(ATC): xác định công suất thực tối đa có thể truyền giữa
hai phần của một hệ thống điện mà không có sự vi phạm
nào.
 Topology Processing: cho phép giải các bài toán có
mô hình topo, công cụ này hữu ích cho những người quy
hoạch để chạy trong thời gian thực.
 Transient Stability (TS): cho phép phân tích đáp ứng
động của hệ thống đối với một sự cố trong hệ thống.

5. 5
Chương Trình PowerWorld

6. 6
Chương Trình PowerWorld
Line Z = 0.1j
Line Z = 0.1j Line Z = 0.1j
One Tw o1 .0 0 0 pu
0 .9 4 1 pu
200 MW
100 MVR
170.0 MW
68.2 MVR
-7 .4 6 9 Deg
Thr ee 1 .0 0 0 pu
30 MW
63 MVR
Sơ đồ mô phỏng và kết quả

7. 7
Phần Mềm PSS/ADEPT
 PSS/ADEPT (The Power System Simulator / Advanced
Distribution Engineering Productivity Tool) là sản phẩm của
công ty phần mềm Shaw Power Technologies.
 Phần mềm được xây dựng nhằm phục vụ cho các kỹ sư và
nhân viên kỹ thuật trong ngành điện, để thiết kế và phân tích
lưới điện phân phối.
 Hiện tại Tổng Công ty Điện lực TP. HCM đang sử dụng phiên
bản 5.0.

8. 8
Phần Mềm PSS/ADEPT
 Tính năng:
- Với giao diện đồ họa trực quan, PSS/ADEPT cho phép
người dùng thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các
mô hình lưới điện một cách trực tiếp trên màn hình.
- Khả năng tính toán không hạn chế số nút do tận dụng các
tính năng quản lý bộ nhớ rất mạnh của HĐH Window. Vấn đề
này không phụ thuộc vào khả năng của phần mềm mà phụ
thuộc vào cấu hình phần cứng.
- Có thể trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác cùng chạy
trên môi trường Windows như Excel, Access….
- Các module và tiện ích hỗ trợ của PSS/ADEPT rất đầy đủ
cho công tác quản lý lưới phân phối.

9. 9
Phần Mềm PSS/ADEPT
 Các module:
 Tính toán trào lưu công suất (Load Flow): phân tích và tính
toán điện áp, dòng điện, công suất thực và công suất phản
kháng cũng như góc pha trên từng nhánh và từng phụ tải cụ
thể.
 Tính ngắn mạch (Short Circuit): tính toán ngắn mạch tại tất
cả các nút trên lưới hoặc một nút được chọn, bao gồm các loại
ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha.
 Tính toán khởi động động cơ (Motor Starting Analysis -
MSA): tính dòng điện điện áp và cho biết độ sụt áp tại tất cả
các nút và nhánh trong mạng điện khi khởi động một động cơ
trong mạng điện.

10. 10
Phần Mềm PSS/ADEPT
 Xác định vị trí đặt tụ bù (Optimal Capacitor Placement -
CAPO): tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và
tụ bù ứng động sao cho đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
 Phân tích điểm dừng tối ưu (Tie Open Point Optimization -
TOPO): tìm ra những điểm dừng có tổn hao công suất nhỏ
nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng
3 pha.
 Phân tích độ tin cậy trên lưới điện (Distribution Reliability
Analysis - DRA): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới
điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI…
 Phân tích sóng hài (Harmonics): phân tích các thông số và
ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới.

11. 11
Phần Mềm PSS/ADEPT
 Các tiện ích hỗ trợ
 Line constants: Hỗ trợ người dùng tính toán thông số của
đưòng dây dẫn trên không. Nó có giao diện đồ họa cho phép
thiết kế sơ đồ hành lang lưới điện và nhập số liệu về dây dẫn,
khoảng cách tương quan giữa các dây, độ võng …
 Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ: PSS/ADEPT cung cấp một thư
viện thiết bị bảo vệ rất phong phú dưới dạng tập tin cơ sở dữ
liệu Access đầy đủ thông tin của nhiều hãng lớn trên thế giới
(Cooper, Bundy, Chance, Westinghouse…) bao gồm recloser,
cầu chì và relay.
 Công cụ báo cáo: Đây là công cụ hỗ trợ người dùng lập
report báo cáo về tất cả các thông tin liên quan đến lưới điện
đang phân tích.

12. 12
Phần Mềm PSS/ADEPT
 Giao diện của chương trình PSS/ADEPT

13. 13
Matlab Toolbox: Matpower
 Matpower là một toolbox sử dụng trong chương trình
Matlab để giải các bài toán phân bố công suất và phân
bố công suất tối ưu.
 Mục đích của toolbox nhằm phục vụ cho công tác giảng
dạy và nghiên cứu.
 Matpower là chương trình miễn phí được phát triển tại
ĐH Cornell (Mỹ), có thể download tại:
http://www.pserc.cornell.edu/matpower/
 Cài đặt:
- Download tại địa chỉ trên
- Giải nén và đặt các file vào một thư mục
- Đặt đường dẫn trong Matlab đến thư mục co các file.

14. 14
Matlab Toolbox: Matpower
 Các file dữ liệu được sử dụng trong Matpower là một file
dạng Matlab được format theo một định dạng có sẵn.
 Thực thi phân bố công suất:
Dùng lệnh: runpf(‘tenfile’)
trong đó, tenfile.m là tên file chứa dữ liệu của hệ thống
cần thực hiện phân bố công suất.
 Thực thi phân bố công suất tối ưu:
Dùng lệnh: runopf(‘tenfile’)
trong đó, tenfile.m cũng giống như trong thực thi phân bố
công suất, nhưng có thêm những thông số cần cho bài
toán phân bố công suất tối ưu.

15. 15
Matlab Toolbox: Matpower
 Format file dữ liệu:

16. 16
Matlab Toolbox: Matpower

17. 17
Matlab Toolbox: Matpower

18. 18
Matlab Toolbox: Matpower

19. 19
Matlab Toolbox: Matpower

20. 20
Matlab Toolbox: Matpower
Ví dụ:
Hệ thống chuẩn
IEEE 14 nút

21. 21
Matlab Toolbox: Matpower
Dữ liệu đầu vào

22. 22
Matlab Toolbox: Matpower
Hiển thị kết quả:

23. 23
Matlab Toolbox: Matpower
Hiển thị kết quả: Điện áp và công suất nút

24. 24
Matlab Toolbox: Matpower
Hiển thị kết quả: Phân bố công suất trên đường dây