Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sụp đổ điện áp trong hệ thống điện
MỤC LỤC
Lời cam đoan 1
Lời Thank 2
Tóm tắt luận văn 3
Mục lục 5
Danh mục các hình vẽ 9
Danh mục các bảng 12
Thuật ngữ viết tắt 13
Chương 1 Giới thiệu chung 15
1.1 Tính cấp thiết của đề tài 15
1.2 Các nội dung chính của luận văn 17
1.2.1 Nghiên cứu các sự cố tan rã HTĐ liên quan đến vấn đề mất ổn định do mất ổn định điện áp 17
1.2.2 Tìm hiểu phương pháp nghiên cúu và biện pháp nâng cao ổn định điện áp 18
1.3 Cấu trúc của luận văn 18
1.4 Giới hạn của luận văn 19
Chương 2: Ổn định điện áp 20
2.1 Phân tích các sự cố tan rã hệ thống điện gần đây 20
2.1.1 Những sự cố tan rã hệ thống điện gần đây trên thế giới 20
2.1.2 Các nguyên nhân của sự cố tan ra hệ thống điện 33
2.1.3 Cơ chế xẩy ra sự cố tan rã hệ thống điện 35
2.1.4 Các dạng ổn định hệ thống điện: 38
2.2 Ổn định điện áp 38
2.2.1 Các định nghĩa về ổn địng điện áp 38
2.2.1.1 Định nghĩa ổn định điện áp 38
2.2.1.2 Sự mất ổn định và sụp đổ điện áp 40
2.2.1.3 An ninh điện áp 41
2.2.2 Các kịnh bản sụp đổ điện áp 41
2.2.2.1 Kịch bản 1 41
2.2.2.2 Kịch bản 2 42
2.2.2.3 Kịch bản 3 42
2.2.2.4 Kịch bản 4 43
2.2.3 Phương pháp nghiên cứu ổn định điện áp 43
2.2.3.1 Hướng tiếp cận dựa trên mô phỏng động 45
2.2.4 Phương pháp phòng ngừa và ngăn chặn sụp đổ điện áp 46
2.2.4.1 Điêù khiển khẩn cấp ULTC 47
2.2.4.2 Xa thải phụ tải 48
2.3 Các đề xuất ngăn chặn các sự cố tan rã hệ thống điện 49
2.4 Kết luận 52
Chương 3 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sụp đổ điện áp trong hệ thống điện 53
3.1 Giới thiệu chung 53
3.2 Phần mềm mô phỏng hệ thống điện – PSS/E 54
3.2.1 Giới thiệu chung 54
3.2.2 Giới thiệu tổng quan về chương trình PSS/E 55
3.2.3 Các thủ tục cơ bản khi tính toán trào lưu công suất 58
3.2.3.1 Kiểm tra dữ liệu 58
3.2.3.2 Chỉnh sửa các số liệu 58
3.2.3.3 Quá trình tính toán với GAUSS-SEIDEL 58
3.2.3.4 Quá trình tính toán với NEWTON-RAPHSON 59
3.2.3.5 Báo cáo kết quả và in ấn 60
3.2.4 Tính toán tối ưu trào lưu công suất 60
3.2.4.1 Hàm mục tiêu 62
3.2.4.2 Các ràng buộc và các điều khiển 62
3.2.4.3 Độ nhạy 63
3.2.4.4 Các mô hình trong tính toán trào lưu công suất thông thường 64
3.2.4.5 Mô phỏng các đại lượng điều khiển trào lưu công suất 67
3.2.5 Tính toán mô phỏng quá trình quá độ, sự cố bằng PSS/E 71
3.2.5.1 Tóm tắt qui trình tính toán mô phỏng sự cố 71
3.3 Mô phỏng động sự sụp đổ điện áp 75
3.3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự sụp đổ điện áp của hệ thống điện “BPA” 75
3.3.1.1 Mô tả hệ thống điện “BPA” 75
3.3.1.2 Ảnh hưởng của các loại phụ tải khác nhau 77
3.3.1.3 Ảnh hưởng của bộ điều áp dưới tải (ULTC) đến sự sụp đổ điện áp 81
3.3.1.4 Ảnh hưởng của bộ giới hạn kích từ (OEL) và ULTC đến sụp đổ điện áp 84
3.3.1.5 Ảnh hưởng của phụ tải động 89
3.3.2 Mô phỏng sự sụp đổ điện áp của hệ thống điện Bắc Âu “Nordic Power System” 92
3.3.2.1 Mô tả hệ thống điện Bắc Âu 92
3.3.2.2 Kịch bản 1 95
3.3.2.3 Kịch bản 2 97
3.3.2.4 Kịch bản 3 99
3.3.2.5 Kịch bản 4 100
3.4 Kết luận 103
Chương 4 Biện pháp ngăn chặn sụp đổ điện áp bằng việc dung rơle xa thải phụ tải theo điện áp thấp 104
4.1 Giới thiệu chung 104
4.2 Lựa chọn các thông số đặt cho rơle 108
4.2.1 Chọn ngưỡng tác động cho rơle UVLS 108
4.2.2 Chọn lượng tải xa thải 113
4.2.3 Lựa chọn thời gian khởi động của rơle UVLS và khoảng thời gian sa thải phụ tải 115
4.2.3.1 Xác định khoảng thời gian sa thải phụ tải của rơle UVLS 115
4.2.3.2 Xác định thời gian bắt đầu khởi động rơle UVLS 115
4.3 Kiểm tra tính hiệu quả bằng mô phỏng động 116
4.3.1.1 Kịch bản 1 116
4.3.1.2 Kịch bản 2 117
4.3.1.3 Kịch bản 3 118
4.3.1.4 Kịch bản 4 119
4.3.1.5 Kịch bản 5 120
4.4 Kết luận 121
Chương 5 Kết luận và kiến nghị 123
5.1 Kết luận 123
5.1.1 Các gợi ý trong việc ngăn chặn tan rã hệ thống điện 123
5.1.2 Các đóng góp cho việc nghiên cứu ổn định điện áp 124
5.2 Các kiến nghị 125
Phụ lục 126
Tài liệu tham khảo 129
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
à sự tăng nhanh chóng của phụ tải [1].Như minh hoạ ở trên, sụp đổ điện áp là do kết hợp của nhiều các nguyên nhân
phức tạp, và điều này gây ra sự tan rã của hệ thống điện.
3.4. KẾT LUẬN:
Trong chương này, tác giả đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự sụp đổ điện
áp như: các loại phụ tải khác nhau, ảnh hưởng của bộ điều áp dưới tải ULTC, và
thiết bị giới hạn kích từ OEL. Sự ảnh hưởng do một loạt các yếu tố gây ra sụp đổ
điện áp đã được phân tích thông qua mô phỏng bằng phần mềm PSS/E đối với hai
hệ thống điện điển hình trên thế giới đó là hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc
Âu.
Các cơ chế xẩy ra sụp đổ điện áp được phân tích, từ đó có thể đưa ra các biện
pháp phòng ngừa sụp đổ điện áp. Và một trong những biện pháp đưa nêu ra nhằm
ngăn chặn sụp đổ điện áp sẽ được nghiên cứu trong chương tiếp theo của luận văn.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ
104
CHƢƠNG 4:
BIỆN PHÁP NGĂN CHẶN SỤP ĐỔ ĐIỆN ÁP BẰNG VIỆC
DÙNG RƠLE XA THẢI PHỤ TẢI THEO ĐIỆN ÁP THẤP
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG:
Trong trường hợp sự cố là không quá nghiêm trọng, hay có đủ công suất phản
kháng dự trữ, các biện pháp phòng ngừa có thể được áp dụng để tránh xẩy ra sụp đổ
điện áp. Tuy nhiên, trong những trường hợp sự cố nặng nề và không có đủ công
suất dự phòng thì các biện pháp phòng ngừa chỉ có thể trì hoãn thời gian xẩy ra sụp
đổ điện áp trong vài phút. Trong những trường hợp này, phải áp dụng các biện pháp
ngăn chặn. Các biện pháp ngăn chặn nhằm khôi phục giá trị điện áp tại các nút về
giá trị ban đầu luôn gây những ảnh hưởng đến máy phát điện/hay phụ tải, vì thế
những biện pháp này chỉ áp dụng khi xẩy ra những sự cố nghiêm trọng trong hệ
thống. Nhiều biện pháp ngăn chặn sụp đổ điện áp đã được nêu ra trong chương 2, và
một trong những phương pháp có hiệu quả đó là dung rơle xa thải phụ tải theo điện
áp thấp (UVLS- undervoltage load shedding). Biện pháp này đã được chứng minh
có hiệu quả cao để ngăn chặn sụp đổ điện áp. Đã có nhiều đề tài nghiên cứu về
phương pháp này, tuy nhiên đây vẫn là phương pháp được quan tâm đến của nhiều
nhà nghiên cứu.
Các mục tiêu chủ yếu của phương pháp này tập chung vào 3 vấn đề sau:
1) Tối thiểu hóa lượng tải bị cắt
2) Xác định vị trí ở đó tải sẽ bị cắt
3) Thời gian thực hiện xa thải phụ tải được mong muốn là càng nhanh càng tốt
(có xem xét đến vấn đề dao động)
Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp nghiên cứu về mặt lý thuyết đều dẫn đến
giải quyết vấn đề về bài toán tối ưu. Hơn nữa, để có được một bài toán tối ưu hoá áp
dụng cho mọi trường hợp thì cần có các mô hình của các thiết bị trong hệ
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ
105
thống điện như: Máy phát điện, phụ tải, các động cơ điện, OEL, ULTC, FACTS,
HVDC, và hệ thống bảo vệ. Trong các HTĐ thực tế thường khá phức tạp nên việc
ngăn chặn sụp đổ điện áp là một nhiệm vụ rất khó khăn. Bên cạnh đó một số thiết
bị/biện pháp không áp dụng được trong thực tế bởi vì quá trình sụp đổ điện áp diễn
ra trong khoảng thời gian rất ngắn. Trái lại, một số phương pháp và những kinh
nghiệm thực tế trong việc thiết kế rơle xa thải phụ tải theo điện áp thấp đã được
chứng minh với khả năng làm việc rất hiệu quả và có độ tin cậy cao để ngăn chặn
sụp đổ điện áp được nêu ra trong các tài liệu: [26], [37], [45]. Ví dụ như , C. W.
Taylor trong tài liệu [26] đã đề xuất việc sử dụng UVLS cho HTĐ Puget Sound
(Vùng Pacific Northwest) đã dùng qui tắc sau:
5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 10% so với điện áp bình
thường trong thời gian 3.5 (s).
5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 8% so với điện áp bình thường
trong thời gian 5 (s).
5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 8% so với điện áp bình thường
trong thời gian 8 (s).
Tác giả trong tài liệu [37] đã thảo luận về hệ thống UVLS dùng trong HTĐ
Hydro-Québec dựa trên các qui luật sau:
Cắt 400 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,94(pu) với khoảng trễ là
11s.
Cắt 400 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,92(pu) với khoảng trễ là
9s.
Cắt 700 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,90(pu) với khoảng trễ 6s.
Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn khác đã được thảo luận trong tài liệu [46].
Tốc độ thay đổi của mô đun điện áp (TEPCO- Nhật Bản)
Đặc tính thời gian ngược theo điện áp thấp (South Africa – Nam Phi)
Giám sát dòng điện trong điều kiện điện áp giảm thấp (Để ngăn chặn quá
trình vận hành ở điện áp thấp khi có ngắn mạch) (TVA)
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ
106
Biện pháp đo lường trên diện rộng điện áp và công suất phản kháng dự trữ
(BC Hydro, and Entergy)
Giám sát trên diện rộng điện áp và câu hình hệ thống điện (Saudi Arabia).
Đo lường trên diện rộng nhiều tiêu chí của trạng thái hệ thống, nguồn công
suất tác dụng và phản kháng, hệ thống đường dây liên lạc cùng với rơ le tần
số thấp (Florida, FALS)
Trên quan điểm điều khiển và giám sát: Hiện nay có hai cơ cấu UVLS đang được
áp dụng trên thế giới: đó là cơ cấu phân tán (phi tập trung) (áp dụng ở công ty Puget
Sound) và cơ cấu tập trung (dùng ở Hydro Quebec, New Mexico utilities [47],
[48]).
Trong cơ cấu phân tán thường có một rơle gắn liền với phụ tải mà có thể bị xa
thải. Khi điện áp đặt vào rơle giảm xuống đến ngưỡng mà có thể dẫn đến nguy cơ
sụp đổ, hay vào vùng nguy hiểm, thì rơle đó sẽ tác động để cắt lượng tải đặt trước.
Triết lý này khá giống với cơ chế hoạt động của rơle xa thải phụ tải theo tần số thấp.
Trong tương lai gần, người ta quan tâm nhiều đến vấn đề quản lý phụ tải, chúng ta
không những điều khiển, giám sát phụ tải mà còn quan tâm đến phụ tải thông minh.
Các khách hàng (phụ tải) sẽ linh hoạt và thông minh trong việc chống lại các sự cố
nguy hiểm như sụp đổ điện áp. Do đó, cơ cấu này được ưa chuộng hơn trong tương
lai với các ưu điểm sau:
Độ tin cậy cung cấp điện của cơ cấu này tăng tỉ lệ thuận với số lượng rơle
được lắp đặt. Sự hư hỏng của một vài rơle sẽ không ảnh hưởng đến sự làm
việc của các rơle khác trong hệ thống rơle xa thải phụ tải. Trong khi đó trong
cơ cấu tập trung thì độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào một số thậm chí
một rơle. Việc hư hỏng các rơle này sẽ dẫn đến hư hỏng hệ thống xa thải phụ
tải, hay cắt quá nhiều lượng tải.
Trong cơ cấu xa thải phụ tải phân tán, lượng tải bị cắt thường được xác định
trong vùng mà khả năng xảy ra mất ổn định điện áp là lớn nhất. Đối với cơ
cấu tập trung, quyết định xa thải phụ tải đư