Bài giảng Phần mềm tính toán hệ thống điện

EVN
PHẦN MỀM TÍNH TOÁN
HỆ THỐNG ĐIỆN
Ts. NGUYỄN Đăng Toàn
Khoa HTĐ-ĐHĐL
EmaiI: toannd@epu.edu.vn
Tel: 0932282229
limSỈAG P^POWER TECHNOLOGIES, INC/1
	AStawGtPupCompany	SIMPOW J J
Tóm tắt nội dung
Thi: trên máy tính
Nội dung
Giới thiệu chung
Bài toán ttào lưu công suất
POWER WORLD (tính toán cho lưới truyền tải)
PSS/E (tính toán cho lưới truyền tải)
PSS/ADEPT (tính toán cho lưới phân phối)
D0CWIN (Tính toán lưới hạ áp)
EMTP
Giới thiệu chung
Lịch sử phát triển của HTĐ
Năm 1882, Thomas Alva Edison lần đầu thiết lập nhà máy điện ở Mỹ, với tải là 400 bóng đèn, công suât 83 w/lbóng.
Điện áp là 110 V một chiều (dc=dữect current)
Đồng thời ở châu Âu, các HTĐ cũng truyền tải, phân phôi điện năng đên phụ tải cho mục đích sử dụng chung (chiêu sáng các con đường, quảng trường)
Bóng đèn của Edison
■ Năm 1885, Ferranti thiết kết một htđ, bắt đầu từ một nhà máy điện ở
Deptford bên bờ sông Thames để cung cấp điện cho thủ đô London:
Sử dụng dòng điện xoay chiều, Dùng hệ thống cáp ngầm
Điện áp lOkV
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
1. Giới thiệu chung
Lịch sử phát triển của HTĐ (tiếp)
Hai yếu tố quyết định đến sự phát triển của HTĐ hiện nay là:
Sự phát minh MBA (chỉ làm việc với dòng điện xoay chiều)
Sự phát minh của Từ trường quay: =>động cơ và máy phát điện nhiều pha
Cuối cùng, những người ủng hộ htd-AC đã chiên thăng “Cuộc chiên các hệ thông điện”
Phát minh của Tesla (US390721): máy phát điện Dynamo
Ngày nay, HTĐ chủ yếu dùng hệ
thống dòng điện 3 pha xoay chiều
Giới thiệu chung
1. 2 Sự phát triển của HTĐ và sự cần thiết PMTTHTĐ
Cạn kiệt tài nguyên
HTĐ đóng một vai trò
quan trọng và ngày
càng phát triển
Tính toán phức tạp
càn thiết các công cụ tính toán :j (PMTTHTD) ịị
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
1. Giới thiệu chung
Các loại hiện tượng xảy ra trong HTĐ
Càn chọn đúng công cụ, tương ứng vời các hiện tượng càn nghiên cứu
■ Phân loại các hiện tượng theo thời gian
Giới thiệu chung
Vấn đề cần quan tâm khi chọn PMTTHTĐ
Mô hình và phương pháp toán học
Tuyến tính và phi tuyến
Tiêu chuẩn tĩnh và động
Thông số tổng họp và thông số dải
Liên tục và rời rạc
Xác định và không xác định
Các phương pháp phân tích
Phân tích chế độ xác lập: xác định trào lưu công suất, điện áp, tổn thất...
Phương pháp giả xác lập: tính toán ngắn mạch, va sóng hài.
Phân tích động: kiểm ttạ xem HTĐ có mất ổn định, thậm chí sụp đổ điện áp khi ttải qua các kích động và để xác định giới hạn vận hành của HTD
Phân tích quá trình quá độ: mô phỏng sự làm việc theo thời gian thực, baọ gồm các mô hình phi tuyến, sự mất cạn bằng điện kháng, thông so phụ thuộc tần số. .7
Các dạng mô phỏng
Tùy theo mục đích nghiên cứu mà người ta sẽ dùng các mô phỏng khác nhau
Môi trường mô phỏng
Môi trường phụ thuộc thòi gian
Môi trường phụ thuộc tần sô
Các thiết bị trong thư viện
Sự sẵn có của các mô hình thiết bị điện như MPĐ, MBA, kích từ, đường dây..
Sự thân thiện người-máy
Sừ dụng dễ dàng, các tính năng phụ trợ như in ấn, xuất ra file số liệu, kễt qũá..
Sự tuân theo các tiêu chuẩn
Các tiêu chuẩn kỹ thuật và công nghiệp, ví dụ như IEEE, IEC,..
Giới thiệu chung
Một số PMTTHTĐ điển hình
DSA-TOOLS
MATPOWER
PSAT
DSAToo/s'
MICROTRAN T
SIMPOWER SYSTEM
UWPFLOW
PQWeb, SuperHarm,
FENDI
Objectstab
SPIRA
Quickstab
CAPE
DINIS
SPARD
PacDyn
MiPower
HOMER, HYBRID 2	36. TRANSMISSION 2000
1. Giới thiệu chung
1.5 Một số PMTTHTĐ điển hình
■ Các phần mềm:
■ Xem thêm trong báo cáo
□
Thương mại:
Do các công ty phàn mềm phát
1. EMTP-RV
hành, Chính xác, dễ dùng, số lượng mô hình lớn nhưng Đắt tiền,
2. PSCAD
□
Miễn phí:
3. EMPT-ATP
Do các trung tâm nghiên cứu phát triển, số lượng mô hình ít, khó
4. EUROSTAG
dùng, nhưng miễn phí
5. CYME
■ Các tính năng:
□
Quá độ
6. DlgSILENT
điện từ, điện cơ
7. POWERWORLD
□
Các dạng ổn định Góc, tần số, điện áp
8. UWPL0W
□
Các bài toán tối ưu...
9. SIMPOW
□
Các bài toán offline
10	
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toản
11
Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Các vấn đề chung của bài toán trào lưu công suất
cần thiết cho mọi các bài toán khác
Qui hoạch
Thiết kế
Vận hành
Các bài toán nghiên cứu khác
Cho biết các thông tin
u (V), 1(A), 8, p (MW), Q (MVAr) trên các nhánh, tổn thất,...
Là bài toán đại số phi tuyến
F(x)=o
Trong đó X là: u, I, p, Q, 8	
Yêu cầu tính toán các thông số
p, Q, V, 8
Thường biết 2 trong 4 thông số, phải tính 2 thông số còn lại
Các loại nút
Nút cân bằng: cho biết modul V và 8 cần tìm P,Q (nút này thường là nút nhà máy điện)- Slack hay Swing bus. Trong HTĐ thường chỉ có một nút cân bằng
Nút PV: hay còn gọi là nút điều chỉnh điện áp, biết p, V, cần tứih Q, 8. Thường là nút nhà máy điện hoặc nút có máy bù, tụ bù, FACTS
Nút PQ: thường là nút phụ tải, biết PQ, can tnih V và 8, số lượng nút PQ là nhiều nhất trong HTĐ
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	13
Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Mô hình thiết bị
Đường dây
Mô hình đường dây dài và trung bình
Mô hình đường dây hạ áp
Phụ tải
Thông thường,
Động cơ / khác
Máy biến áp
MBA thông thường
Có bộ phận điều áp dưới tải
Máy phát điện
Cơ bản
Chi tiết
Các thiết bị khác
HVDC. FACTS, ....
Chú ý: Mô hình thiết
bị cho mỗi nghiên
cứu khác nhau là
khác nhau
Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Đường dây tải điện
Đ/dtt là thiết bị q/t trong htđ
Có nhiều loại đ/d khác nhau
Trên không/cáp ngầm...
Các thông số cơ bản của đ/d ttên không:
R, G, L,c
L = 2xlO~7ln^(H ỉm)
Ds
D^d^dJ'Xm)
c = y(F/m)
ln —
Trong đó
Deq là k/cách tính toán
d^dị^d^: khoảng cách giữa các pha
r: bán kính dây dẫn
Đường dây cáp ngầm
Cũng có các thông số cơ bản
Có một số tính chất khác:
Các pha đặt gần nhau hơn Được quấn quanh bởi lớp cách điện, tấm chắn kim loại.. Cách điện hiện nay chủ yếu là loại XLPE..
Đường dây ngắn
Z=(R+jX)=(r0+j(ữL)l
MÔ hình mạng hai cửa
V^AVa+BI,
I^CV^D^
Trong đó: A= 1, B=z, c=o, D=1
Vì
Vi = V2+ZI2
11=12
Đường dây trung bình:dùng mô hình 71
Z=(R+jX)
Y=(g+jcoC)
Neu dùng mô hình mạng 2 cửa:
V^AV^B^
I^CV^D^
Trong đó:
A=(l+ZY/2), B=z,
C=Ỳ(l+YZ/4), D=(l+ZY/2)
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
17
Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Đường dây tải điện
■ Ví dụ xét đoạn của đ/cLdài
z=R+jơ)X
y=G+J(0C
■ Một đoạn rất nhỏ
Điện áp:
dV=i.(z.dx) =>i.z=(dV/dx)
Dòng điện:
di=v.y.dx => di/dx = v.y
7 i+di
r. - - dỹ	
--	Lr „
ị V -—-
Ỹs Ỹ+dỸ
í 1
-ydx
1
/	V
-	dx	-►
	 X	*
■ Từ hai p/trình ttên ta có
d2V dx2 d2ỉ dx2
dĩ
zdx
_ dV
= ydx
= yzỸ
= yzĩ
■ Giả sử ta biết Đ/a và d/đ ở
cuối đ/dây (x=0)
VR+ZCĨR _ VR-ZCĨR
ỹ _ R c à e yi + K c « c -yr
2	2
ỹRỊZcdR^ ỹRIZc-ĩRc^
2	2
zc = ì/ĩỉỹ
■ Trong đó
Y = vỹz = a+jp
zc là tổng trở đặc tính
Y là hằng số truyền sóng
Đối với đ/d tải điện thông
thường (G=~o, R«coL)
Y = ự(X+jo>£)jG>C =Ý<0Vĩcfl-ý-^-'|
\	2(Ì>L)
Neu thì
đ/d là không tổn thất, R=o,
Y- j(ữJTc
Khả năng mang tải tự nhiên (natural load or surge impedance load -SIL)
SIL=VO2/ZC(W)
Neu vo là điện áp pha=> công thức trên là SIL pha
Nếu vo là điện áp dây=> công thức trên là SIL 3 pha
Dòng và áp: V =■
/ = ĩRe^
Dòng và áp cùng pha VỚI nhau dọc theo đ/d
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
■ Sơ đồ thay thế hình 7t
Zc=~Z=R+JX
Ye=~Y/2
Nominal Voltage
230 kV
345 kV
500 kV
765 kV
1,100 kV
K (fttan)
0.050
0.037
0.028
0.012
0.005
(Okm)
0.488
0.367
0.325
0.329
0.292
bc=(ữC (psìtm)
3.371
4.518
5.200
4.978
5.544
a (nepers/km)
0.000067
0.000066
0.000057
0.000025
0.000012
p (rad/km)
0.00128
0.00129
0.00130
0.00128
0.00127
Zc(Q)
380
285
250
257
230
SIL (MW)
140
420
1000
2280
5260
Charging MVA/km
- vfrc
0.18
0.54
1.30
2.92
6.71
■ Ví dụ về một số đường dây
□ Đ/dây
Ngắn (80km, <200km) (cóthể biểu diễn bang sơ đồ hình 7t thông thường
Dài (>200km) Phân thành các đ/dây trung bình,
Đ/d 500kV,_với chiều,dài 160km, tính các thông số của sơ đồ thay thế
X=520hm= 0,2pu
B=Y/2=0,lpu
Bc= 160x5.20x 10 -6= 8. 32x 10’4 siemens
Bc= 8. 32x 10’4 250=0.208pu
Đường dây tải điện
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suắt
Nominal Voltage
230 kV
345 kV
5A0 kV
765 kV
1,100 kV
/ị (Q/kni)
Jt£=co2. (O'krHjl ỉ^=(ãC (iisiíin)
0.050
0.4KS
3.371
0.037
0,367
4,518
0.028
0.325
5.200
0.012 tì.329
4.978
0.005
0.292
1544
a (iwpers/kra) [ì (rad/hn)
Ũ.OTOŨ67
O.ŨÚI28
0.000066
0.00 L 29
0.000057
0.00 BO
ũ.00002 s
0.00128
0.000012
0.00127
zc
SỈL (W)
3 Sớ
140
2*5
420
250
1000
257
2280
230
5260
Charging MVA/km
■
0.18
0.54
1.30
2.92
6.71
3®20U	TS.NeuyínĐaneToin
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Đường dây tải điện
Ví dụ : Đường dây ngắn:
Cho một đ/d 220kV, dai 40km, r0= 0,15fì/lkm, L0=l,3263mH/lkm, bỏ qua điện dung, sử dụng mô hình đường dây ngắn để tính điện áp và công suất ở đầu đầu và đầu cuối đường dây, tính điện áp điều chỉnh khi mang tải 381MVA, cos(p=0,8 chậm sau
Với điện áp điều chỉnh =(điện áp không tải ở cuối đường dây- điện ấp đầy tải cuối đường dây)/ điện áp đầy tải cuối đường dây
(trang!46)
■ Các mô hình đường dây khác
Đường dây có tụ bừdọc
Đường dây có kháng bù ngang
Đường dây có tụ bù ngang
Các đường dây có thiết bị bù linh hoạt FACTS và HVDC...
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
23
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
P
Series Compensation
• SVC - Static Var Compensator (Standard for Parallel Compensation)
• STATCOM- Static Synchr. Compensator (Fast SVC, Flicker Compensation)
FSC - Fixed Series Compensation
TCSC - Thyristor Controlled Series Compensation
GPFC - Grid Power Flow Controller (FACTS-B2B)
UPFC - Unified Power Flow Controller
SVC/STATCOM
GPFC/UPFC
Bộ biến đổi
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	25
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Phụ tải điện
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suát
Phụ tải điện
Đóng vai trò quan trọng trong mọi nghiên cứu
Thường dùng mô hình tải tĩnh ZIP
p = p0[Piv2 + p2v + pi] [1+V4f]

■ Trong đó
p, Q: là công suất tác dụng phản kháng tại mọt nút tải
Po, Qo: là công suất tác dụng và phản kháng tại nút tải ở chê độ ban đầu
■ Hoặc là:
p = pn{z(
■ Hoặc là:
V
-|ốv r ,-|2f
3/9/2011
Pl, P2, P3,va <luq?: là các thành phân diên tả điện kháng không đổi, dòng điện không đôi và công suất khống đổi với tổng của chung bằng 1.0.
u kpfAf, Mat là các thành phần phụ tnuọc tan số
■ Trong công thức dưới
Po, Qo là công suất tác dụng và phản kháng tại giá trị điện ap V=1.0(pu)7 ‘
Pv, Qv là hệ số mũ nhạy theo p
TS. Nguyễn Đăng Toàn Q*
27
■ Mô hình tải hỗn hợp
■ Tải chi tiết
□ Động cơ điện
Tính theo % Động cơ lớn
% động động cơ nhỏ
% công suất không đổi
% bóng đèn
% loại khác
■ Ví dụ mô hình CLOAD
Ví dụ về HTĐ BPA
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Ví dụ về sụp đồ điện áp với tải động cơ
■ Các thiết bị
Điều áp dưới tải ULTC (nút 10 và 11)
Giới hạn kích từ OEL (G3)
Tải động cơ ở nút 8
■ Kịch bản sụp đỗ điện áp
□ Khi t=5s, cắt 1 mạch 6 - 7
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Máy biến áp
Ymba
i li
Vx
Trong tính toán trào lưu công suất, MBA được biểu diễn bởi mô hình pi thông thường
Khi tỷ số biến đổi tương đối bằng 1 (đầu phân áp vận hành ở nấc 0) sơ đồ tương đương như hình vẽ
■ Khi dùng đầu phân áp (nấc điều chỉnh khác 0). Lúc đó MBA được mô tả như sau
Ymba
l:a
MBA	Ymba
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
2.2.4 Máy phát điện
SU1>L 34
Khi tính trào lưu công suất: MPĐ như là một nguồn bơm công suất tác dụng và phản kháng
Khi tính toán ổn định, tối ưu, các bài toán khác cần có mô hình chi tiết, đặc tính tiêu hao nhiên liệu, các bộ điều khiển,
Tương tự như vậy đối với FACTS, HVDC
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
35
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Hệ đơn vị tương đối
Một HTĐ bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, do đó cần
có sự biến đổi các đại lượng về một cấp điện áp => dùng
hệ đơn vị tương đối
Định nghĩa
a Đ^L(pu) =(đ/l thục tg)/(đ/l Cơ bản)
Ví dụ
s	x V
(S^) = ^-;VM (Vpu) =
à cb	v	cb
I	z
t đvtđ ( t pu 1 y ’ z đvtđ ( z pu )	ry
Acb	^cb
Thông thường đối với Scb ba pha, Vcb diện áp dây
Đối với HTĐ, gồm có 4 đại lượng Sc„ VcZ(, Zcb I
T = cb . 7	— cb
■” V3V/ ■*
, .(ý-,)2 (kvf(cb) cb s.„ MVA(cb)
cb
■ Trong hệ đơn vị tương đối, giá trị pha và 3 pha là giống nhau, vẫn
■ Thay vào ta có:
dùng các công thức: SCb = VCJ,I cb; Vcb = ZcbIcb
_ 3Vp| _ |VL-Lr
ri*	n*
s cb(3) s cb(3)
■ Neu công suất tải ba pha có thể được tứih theo công thức $cb(3) = 3Vp_cbI p-cb
■ Tổng ữở tải:
7 _ Zp _ Vl-l scb
___ 1.=^
■ Dòng điện tải pha: p 2
pu Zcb |vcb|2 S*cb(3O>)
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	37
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
Hệ đơn vị tương đối
■ Thay đổi các đại lượng cơ bản
Các thông số của MPĐ, MBA được cho bởi các nhà phân phối, thông thường cho bởi hệ đvtđ cơ bản định mức của MPĐ và MBA.
Khi tính toán HTĐ thì thường chọn một đại lượng cơ bản chung, ví dụ Scb=100MVA, Do đó cần phải chọn điện áp cơ bản. Thông thường chọn Vcb cho mỗi cấp là điện áp danh định của mỗi cấp
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
2.2.6 Hệ đơn v| tưo *■*'
Stator base quantities:
3-phase VAtor = volt-ampere rating of machine, VA
= peak phase-to-neutral rated voltage, V
- rated frequency, Hz
= peak line current, A
= 3~phase VAbase
^sbase
'sbase
fbase
ifbase
^ữ/d
L
',tar- A
379720)
7 . ^sbase
tà base
tà m base
^sbase
=	Q
13 base
= Zrfbase’ elec' rad/s
2
= ^base —, mech. rad/s Pf
_ sbase J_J Cubase
= LsbasJsbase’ Wb tums
^nxyen Đăng Toàn
fdbase
Q ifiihase 1-phase VA
7. .. ^kãbasc
^kíịhữse
'fiitw
3 phase VAMr
l/aibase
3-phase VA^ tj ÌĨ .
hfbtUt
'best
2. Các mô hình thiết bị trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suát
2.2.6 Hệ đơn vị tương đối
■ Lợi ích của hệ đvtđ:
■
□ Hệ đvtđ cung cấp giá trị tương
□
đối của các đại lượng s, I, V, z
□
□ Các giá trị trong hệ đvtđ có giá
□
trị nhỏ
□
□ Các giá trị trong đvtđ của MBA,
MPĐ đơn giản không cần quan
tâm đến các phía cao áp, hạ áp,
□
□
□ Rất thuận lợi trong tính toán của
□
một HTĐ phức tạp
□
□ vẫn áp dụng các công thức tính
toán thông thường
3/9/2011	-J'S. Nguyễn Đăng Toản
39
Thông thường chọn đ/a cơ bản chọn riêng cho từng cấp và bằng điện áp tb của các cấp đó Vcb=Vtb
Điện kháng MPĐ
■ Kháng điện
XII	 ^yG
d ZGcb(ZGđm)
V2dmG
qG
o đm
Xk%=^“ xlOO,XKa.= V“"
■ MBA
□ Điện áp NM của MBA
3'1-Kđm
VN% =
^P^xlOO vđm
□ MBA hai cuộn dây
y _ Vn_% v2đm Scb
B1 " 100 sđma v%b
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
2. Các mô hình thiết bi trong nghiên cứu bái toán trào lưu công suất
2.2.6 Hệ đơn vị tương đối
■ Ví dụ 1: cho HTĐ như hình vẽ, Tính các đại lượng ttong hệ đvtđ
Trong đó: Scb=l 00MVA
Vcb=22kV ở phía MPĐ
MPĐ: 90MVA, 22kV, x=18%
Bl: 50MVA, 22/220kV, X=10%
B2: 40MVA, 220/1 lkv,x=6%
B3: 40MVA, 22/110kV, x=6,4%
B4: 40MVA, 110/llkV, x=8%
Lưới HOkV
□ M: 66,5MVA, 10,45kV, x=18,5%
□ Tải: 57MVA, cos(p=0,6 chậm sau, V=10,45kV
□ Zl=48,4 (đ/d 220kV) và Z2=65,43fì
TS. Nguyễn Đăng Toàn
Lưới 220kV
Tính điện áp cơ bả ...  kháng của loại tải “constant current” (MVAr tại v=lpu). IQ = 0. by default.
YP: cs Tác dụng của loại tải “constant admittance” (MW tại v=lpu). IP = 0. by default.
YQ : cs phản kháng của loại tải “constant admittance”” (MVAr tại v=lpu). IQ = 0. by default.
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	93
7. Phàn mèm PSS/E
KHAI BÁO MPĐ
I,ID,PG,QG,QT,QB,VS,IREG,MBASE,ZR,ZX,RT,XT,GTAP,STAT,RMPCT,PT,PB, O1,F1,...,O4,F4
/0
PG Công suất tác dụng của MPĐ; MW. PG = 0. by default.
QG, (QG = 0. by default.), QT/ QB c/s phản kháng max/min
vs Điện áp điều chỉnh (pu). vs = 1. by default.
IREG Bus number (IREG = 0 by default.)
MBASE (MVA): công suất danh định của MPĐ
ZR,ZX Tổng trở phức, ZR = 0. and zx = 1. by default.
RT,XT tổng trở của MBA tăng áp RT+jXT = 0. by default.
GTAP tỉ số cùa MBA tăng áp. GTAP = 1. by default.
STAT Tình trạng làm việc của MPĐ; STAT = 1 by default.
RMPCT % công suất Phản kháng dùng để giữ điện áp tại nút điều khiển, RMPCT = 100. by default.
PT/ PB c/suất tác dụng lớn nhất và nhỏ nhất của MPĐ (MW),PT= 9999. by default, PB = -9999. by default.
.... Các thông số khác đặt giá trị mặc định
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	95
7. Phàn mèm PSS/E
KHAI BÁO NHÁNH (Không có MBA)
I,J,CKT,R,X,B,RATEA,RATEB,RATEC,GI,BI,GJ,BJ,ST,LEN,O1,F1,...,O4, F4
/0
I Từ nút
J Đến nút
CKT Nhánh số, CKT = ’ 1 ’ by default.
R Điện trở (pu)
X Điện kháng (pu) (Một số FACTS thì phải khai báo như là nhánh có điện kháng bằng 0)
B Dung kháng ký sinh (pu) B = 0. by default.
RATEA/ RATEB/ RATEC khả năng mang tải A, B, C; MVA. RATEA/B/C = 0. (bypass check for this branch)
GI,BI là điện dẫn phức tại nút I: GI + jBI = 0. by default.
GJ,BJ là điện dẫn phức tại nút J: GJ + jBJ = 0. by default.
ST Tính trạng của đường dây: ST = 1 by default.
LEN Chiều dài đường dây: LEN = 0. by default.
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
97
7. Phần mềm PSS/E
KHAI BÁO NHÁNH MBA
■ MBA 2 cuộn dây
IJ,K,CKT,CW,CZ,CM,MAG1,MAG2,NMETR,’NAME’,STAT,O1,F1,...,O4,F4
Rl-2,Xl-2,SBASEl-2
WINDV1JÍOMV1,ANG13ATA13ATB13ATC1,COD,CONT3MA,RMI,VMA,VMIJÍTP,TAB,CR,C
X
WINDV2JVOMV2
° 0/	RATIO: 1
Từ nút (I)	R	X	Đền nút (J)
So thứ tự mạch (CKT) Mii-C tai: RATE A
7. Phàn mèm PSS/E
KHAI BÁO NHÁNH MBA
■ MBA 3 cuộn dây:
I,J,K,CKT,CW,CZ,CM,MAG1,MAG2,NMETR,’NAME’,STAT,O1,F1,...,O4,F4
R1-2,X1-2,SBASE1-2,R2-3,X2-3,SBASE2-3,R3-1,X3-1,SBASE3-1,VMSTAR,ANSTAR
WINDV1,NOMV1,ANG1,RATA1,RATB1,RATC1,COD,CONT,RMA,RMI,VMA,VMI,NTP,TAB,CR,C X
WINDV2,NOMV2,ANG2,RATA2,RATB2,RATC2
WINDV3,NOMV3,ANG3,RATA3,RATB3,RATC3
0/
TS. Nguyễn Đăng Toán 99
7. Phần mèm PSS/E
I /J/ K: các nút, các phía của MBA K = 0 by default (MBA 2 cuộn dây)
CKT : MBA so: CKT = ’l’ by default.
cw = 1 by default.
cz xác định đơn vị của điện kháng các cuộn dây, cz = 1 by default (pu)
CM xác định đơn vị của điện kháng từ hóa các cuộn dây. CM = 1 by default (pu)
MAGI, MAG2 : MAGI = Ò.0 and MAG2 = 0.0 by Default
NMETR Code cho việc đo lường NMETR = 2 by default.
NAME Tên cùa MBA, NAME is eight blanks by default.
STAT Tĩnh trạng làm việc của MBA: STAT = 1 by default.
Một số thông số mặc định
Rl-2, Xl;2 Điện trở/điện kháng của cuộn 1-2 khi cz is 1, chúng được biểu diển bởi (pu) của hệ thống đỉện, Mặc định RĨ-2=0.0 nhưng không có giá tri mặc định Xl-2.
SBASE1-2 Công suất của MBA SBASE1-2 = SBASE (the system base MVA) by default.
R2-3, X2;3 Điện trở/điện kháng của cuộn 2-3 khi cz is 1, chúng được biểu diển bời (pu) của hệ thống đỉện, Mặc định R2-3=0.0 nhưng không có giá tri mặc định X2-3
SB ASE2-3 Công suất của cuộn 2-3 SB ASE2-3 = SB ASE (the system base MV A) by default.
Tương tự như cuộn 1-3
COD: code điều khiển của MBA
WINDV1: tỉ số của đầu phân áp
TAP... dải điều chỉnh của tap: 0.9-11
NTP: số đầu phân áp
7. Phàn mèm PSS/E
TRAO ĐỔI CÔNG SUÁT CẤC KHU vực
■ I, ISW, PDES, PTOL, ’ARNAME’
I: Số liệu của khu vực
ISW: Nút cân bằng của khu vực, phải là nút máy phát, mặc định =0
PDES: Mức công suất trao đổi giữa các khu vực, mặc định =0
PTOL: Độ sai lệch tính toán MW,mặc định =10
‘ARNAME’: Tên của vùng
PDES	I (nút cân bằng
(MW)	của khu
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	101
7. Phần mềm PSS/E
MỌT Số CẤC THÔNG số KHẤC
0 / END OF AREA DATA, BEGIN TWO-TERMINAL DC DATA
0 / END OF TWO-TERMINAL DC DATA, BEGIN vsc DC LINE DATA
0 / END OF vsc DC LINE DATA, BEGIN SWITCHED SHUNT DATA
0 / END OF SWITCHED SHUNT DATA, BEGIN IMPEDANCE CORRECTION DATA
0 / END OF IMPEDANCE CORRECTION DATA, BEGIN MULTITERMINAL DC DATA
0 / END OF MULTI-TERMINAL DC DATA, BEGIN MULTI-SECTION LINE DATA
0 / END OF MULTI-SECTION LINE DATA, BEGIN ZONE DATA
0 / END OF ZONE DATA, BEGIN INTER-AREA TRANSFER DATA
0 / END OF INTER-AREA TRANSFER DATA, BEGIN OWNER DATA
0 / END OF OWNER DATA, BEGIN FACTS DEVICE DATA
0 / END OF FACTS DEVICE DATA
7. Phàn mèm PSS/E
THUẬT TOÁN TÍNH LOADFLOW
open savnw I CASE I Bus data I Branch data I Bus subsys I LF output [ XUS I DRAW I
IDEV	OPTN Ijijipjl Control EXEC	STOP'
NEWTON-RAPHSON
PSS/E -C:\PSSE29\EXAMPLE\savnw.sav
File Edit
Powerflow
Open
Solution
POWSR TECHNOLOGIES, INC.
4000 BUS POWER SYS TEH SIMULATOR—PSS/E-Z9.0. 0
INITIATED AT LOAD ELON ENTRY POINT ON HON, AUG 31 2009	9:31
Exacutinv activity CASE
PS5/E PROGRJkH APPLICATION GUIDE EXAMPLE BASE CASE INCLUDING SEQUENCE DATA
CASE C:\PS3E29\EXAHPLE\SA-mw.sav WAS SAVED ON WED, OCT If 2002
DEFAULT OPTIONS MODIFIED; I OPP)
IQPFI
I0PF] I OPS I
top?]
I OPP]
I OPT J
APPLY FUEL COST OBJECTIVE: YES
APPLY ADJUSTABLE BRANCH REACTANCE OBJECTIVE; YES C0HSTPAIH INTERFACE FLOWS: TBS
AUTOMATIC SCALING: YES
DUAL VARIABLE CONVERGENCE CRITERIA: YES
NUMBER OF BAD ITERATIONS, COARSE LIMIT: 10
NUMBER OF BAD ITERATIONS, FINE LIMIT: 20
i' PSS/E - Newton Solutions
Tap adjustment <• Lock taps r Stepping r Direct
Area interchange control
<• Disabled
r Tie lines only
c Tie lines and loads
Var limits
Solution options
r Phase shift adjustment
I? Adjust DC taps
p Adjust switched shunts F Flat start
r Non-divergent solution
Apply automatically r Apply immediately r Ignore c Apply at
IRI: YES
Newton Solutions (N5OL/FN5L/FDN5)
Fault TransAccess OPF 10 Control Misc Subsystem Grid Help
Report ► Limit Checking ►
Linear Network ►
Graphics ►
Gauss-Seidel Solutions (SOLV/MSLV) AC contingency solution (ACCC) N-R solution with inertial/governor redispatch (INLF) Factorize admittance matrix (FACT)
Solution for switching studies (TV'SL) Order network for matrix operations (ORDR)
□i Iterations
Solution method
I Full Newton-Ftaphsun	’ ’
(Fixed slope decoupled Newton-Rauhson
<1000 BUS POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E-2S.0.0
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
103
7. Phần mèm PSS/E
THUẬT TOÁN TÍNH LOADFLOW
GAUSS-SEIDEL
POWER TECHNOLOGIES, INC.
4000 BUS POWER SYSTEM SIMULATQR--PSS/E-29.□
INITIATED AT LOAD FLOW ENTRY POINT ON MON, AUG 31 2009
PSS/E PROGRAM APPLICATION GUIDE EXAMPLE BASE CASE INCLUDING SEQUENCE DATA
CASE C:\PSSE29\EXAMPLE\savnw.sav WAS SAVED ON WED, OCT
DEFAULT OPTIONS MODIFIED:
[OPF] [0PF1 [OPF] [OPF] [OPF] [OPF] [OPF] [OPF] [OPFt
APPLY FUEL COST OBJECTIVE: YES
APPLY ADJUSTABLE BRANCH REACTANCE OBJECTIVE:
CONSTRAIN INTERFACE FLOWS: YES
AUTOMATIC SCALING: YES DUAL VARIABLE CONVERGENCE
NUMBER OF BAD ITERATIONS,
NUMBER OF BAD ITERATIONS,
CRITERIA: YES
COARSE LIMIT:
PRODUCE AN OPF LOG FILE: YES
FINE LIMIT:
20
PRODUCE A DETAILED OPF REPORT: YES
YEÍ
7. Phàn mèm PSS/E
THAY ĐỔI CẤC LỰA CHỌN
PSS/E - C:\PSSE29\EXAMPLE\savnw.sav
File Powerflow Fault Trans Access OPF IO Control Misc Subsystem
Loadflow data t
Changing
Convert
Area Interchange
Branch
Renumber
Equivalence
4000 BUS
Bus & Component FACTS Control Device Imped. Correct Tables Inter-area Transfers Loads
Branch data I
EXEC
INC.
INITIATED AT LOJ
Multi-section Line
Multi Term DC Line
Owner
HON, AUG 31 2009
PSS/E PROGRAM All
BASE CASE INCLUI
DEFAULT OPTIONS
(OPF) APPLY FUI
Plant & Machine
Switched Shunt
Solution Parameters
Winding Transformer
Winding Transformer Two Term DC Line
AVED on wed, oct
Zone
APPLY ADJUSTABLE BRANCH REACTANCE OBJECTIVE: YES CONSTRAIN INTERFACE FLOWS: YES
AUTOMATIC SCALING: YES DUAL VARIABLE CONVERGENCE NUMBER OF BAD ITERATIONS, NUMBER OF BAD ITERATIONS,
CRITERIA: YES
COARSE LIMIT: 10
FINE LIMIT: 20
PRODUCE AN OPF LOG FILE: YES
PRODUCE A DETAILED OPF REPORT:
Hoặc có thể dùng: FNSL OPT, SOLV OPT,...
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	105
7. Phần mềm PSS/E
CÁC CHỨC NĂNG KHÁC...
LIST: Liệt kê số liệu dùng để tính trào lưu công suất
Các tùy chọn của lệnh gồm:
LIST Liệt kê dữ liệu tính toán trào lưu công suất cho tất cả các nút theo phân loại dữ liệu
LIST, ALL Liệt kê tất cả các phân loại dữ liệu
AREA Liệt kê dữ liệu tưong ứng với một khu vực
KV Liệt kê dữ liệu tương ứng với một cấp điện áp
Zone Liệt kê dữ liệu tương ứng vói một khu vực
POUT: In ra kết quả tính trào lưu công suất
Các tùy chọn của lệnh này gồm:
POUT Đưa ra ttào lưu công suất cho nút lựa chọn
POUT, ALL Đưa ra ttào lưu công suất của tất cả các nút
AREA Đưa ra ttào lưu công suất cho một khu vực
KV Đưa ra ttào lưu công suất cho một cấp điện áp
ZONE Đưa ra ttào lưu công suất cho một vùng
7. Phàn mèm PSS/E
CÁC CHỨC NĂNG KHÁC...
EXAM: Liệt kê dữ liệu dùng để tính trào lưu công suất theo một hay nhiều nút đã chỉ ra
Lệnh này gồm các tùy chọn sau:
EXAM Liệt kê các dữ liệu tính trào lưu công suất cho các nút theo
chỉ định
EXAM, ALL Liệt kê tất cả các loại dữ liệu tính toán cho tất cả các nút
, AREA Liệt kê dữ liệu tính toán theo miền area
, KV Liệt kê dữ liệu tính toán tương ứng với cấp điện áp
, Zone Liệt kê dữ liệu tương ứng với một khu vực
GENS: Liệt kê các điều kiện của máy phát điện
- Công suất phát ra
- Giới hạn công suất phản kháng
- Điện áp cần giữ
- Điện áp thực tế...
3/9/2011 TS. Nguyễn Đăng Toàn	107
7. Phần mềm PSS/E
7.7. VÍ DỤ TÍNH TOÁN: HTĐ 2 VÙNG CỦA KUNDUR
7. Phàn mèm PSS/E
Thông số hệ thống
Điện áp MPĐ
20kV, 900MVA,
MPĐ1-2, P=800, Vl=1.03, V2=1.01
MPĐ 4, P=700, V4=1.01
MPĐ 3: Vl=1.03, góc-6.8 độ
Mỗi MBA: có z=0+j0.15 (hệ đơn vị tương đối 900MVA và 20/230kV), tỉ số 1.0
Đường dây có các thông số sau (hệ đơn vị 100MVA,230kV):
r=0.0001 pu/km, xL=0.001 pu/km, bc=0.00175pu/km
Tụ điện: nút 700: 400Mvar,800: 100Mvar,900:400Mvar
Tải
nút: p= 717MW,Q= 50Mvar,
Nút: p= 250MW,Q= 50Mvar,
Nút: p= 1967MW,Q= lOOMvar
^/9/2911 Ts. Nguyễn Đăng Toàn 109
7. Phần mèm PSS/E
0, 100.00	/PSS/E-29.0 FRI, AUG 28 2009
A FOUR MACHINE SYSTEM
NEW ENGLAND SYSTEM
100,GENl ', 200,GEN2 ', 300.GEN3 ', 400/GEN4 ', 500,'TRANl ', 600,'TRAN2 ',
23:29
20.0000, 2,
20.0000, 2,
20.0000, 3,
20.0000, 2, 230.0000,1, 230.0000,1,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
700,'BUSAREAl', 230.0000,1, 710,'LOADBUSl', 230.0000,L 800,'BUSAREA3,230.0000,1, 900,BUSAREA2,230.0000,1’ 1000,TRAN4 ', 230.0000,1, 1100,TRAN3 ', 230.0000,1, 1200,'TCSC ', 230.0000,1,
1,
1,
2,
2,
1,
1,
1,
1,
3,
0.000, 400.000,
0.000, 0.000,
0.000,100.000,
0.000, 400.000, 2,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
2,
2,
3,
1, 1.03000, 0.00000,
1, 1.01000, 0.00000,
1, 1.03000, -6.8000,
1, 1.01000, 0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1,1.00000,0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1,1.00000,0.00000,
1,1.00000,0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1, 1.00000,0.00000,
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
700,T ',1, 1,
1,
717.000,
50.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
710,'l ',1, 1,
1,
250.000,
50.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
900,'l ',1, 2,
1,
1967.000,
100.000,
0.000,
0.000,
0.000,
0.000,
1
1
1
0 / END OF BUS DATA, BEGIN LOAD DATA
0 / END OF LOAD DATA, BEGIN GENERATOR DATA
100/1’, 800.000, 0.0000,9999.000,-9999.000,1.03000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1,100.0, 9999.000,-9999.000 1,1.0000
200/1’, 800.000, 0.0000, 9999.000,-9999.000,1.01000, 0, 900.000, 0.00000, 0.30000, 0.00000, 0.00000,1.00000,1, 100.0,9999.000,-9999.000, 1,1.0000
300/1’,	744.465, 0.0000, 9999.000,-9999.000,1.03000,	0, 900.000, 0.00000,	0.30000,	0.00000,	0.00000,1.00000,1, 100.0,9999.000,-9999.000,
1,1.0000
400/1’,	700.000, 0.0000, 9999.000,-9999.000,1.01000,	0, 900.000, 0.00000,	0.30000,	0.00000,	0.00000,1.00000,1, 100.0,9999.000,-9999.000,
500,
600,’1 ’,
0.00250,
0.02500,
0.04375,
0.00,
0.00,
600,
700/1 ’,
0.00100,
0.01000,
0.01750,
0.00,
0.00,
700,
710/1 ’,
0.00010,
0.00100,
0.00175,
0.00,
0.00,
700,
800/1 ’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
700,
800/2’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
700,
800/3 ’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
800,
900/1 ’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
800,
900/2’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
800,
1200/1 ’,
0.00000,
-0.00001,
0.00000,
0.00,
0.00,
900,
1000/1 ’,
0.00100,
0.01000,
0.01750,
0.00,
0.00,
900,
1200/1 ’,
0.01500,
0.15000,
0.26250,
0.00,
0.00,
1000,
1100/1’
, 0.00250,
0.02500,
0.04375,
0.00,
0.00,
0/ END OF GENERATOR DATA, BEGIN BRANCH DATA
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00,	0.00000,	0.00000,	0.00000,	0.00000,1,
0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1,
0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1,
0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1,
0.00, 0.00000, 0.00000, 0.00000, 0.00000,1,
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0.00, 1,1.0000
0/ END OF BRANCH DATA, BEGIN TRANSFORMER DATA
100, 500, 0/1 ’,1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS 1 ’,1, 1,1.0000
0.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00,0, 0,1.10000,0.90000,1.10000,0.90000, 33,0,0.00000,0.00000
1.00000, 0.000
200, 600, 0/1 ’,1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS2 ’,1, 1,1.0000
0.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00,0, 0,1.10000,0.90000,1.10000,0.90000, 33,0,0.00000,0.00000 1.00000, 0.000
300,1100, 0,T’,1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS3 ’,1, 1,1.0000
0.00000, 0.15000, 900.00
1.00000, 0.000, 0.000, 0.00, 0.00, 0.00,0, 0,1.10000,0.90000,1.10000,0.90000, 33,0,0.00000,0.00000
1.00000, 0.000
400, 1000, 0/1 ’,1,2,1, 0.00000, 0.00000,2,'TRANS4 ',1, 1,1.0000
0.00000, 0.15000, 900.00	_
1.00000, 0.000,0.000, 0.00, 0.00, 0.00,0, 0,1.10000,0.90000,1.10000,0.90000,33,0,0.00000,0.00000 l.OQOoSTOo TS. Nguyễn Đăng Toàn
111
1,1.0000
7. Phần mềm PSS/E
0 ỉ END OF TRANSFORMER DATA, BEGIN AREA DATA
0 / END OF AREA DATA, BEGIN TWO-TERMINAL DC DATA
01 END OF TWO-TERMINAL DC DATA, BEGIN vsc DC LINE DATA
0 / END OF vsc DC LINE DATA, BEGIN SWITCHED SHUNT DATA
01 END OF SWITCHED SHUNT DATA, BEGIN IMPEDANCE CORRECTION DATA
0 / END OF IMPEDANCE CORRECTION DATA, BEGIN MULTI TERMINAL DC DATA
0 / END OF MULTI-TERMINAL DC DATA, BEGIN MULTI-SECTION LINE DATA
0 / END OF MULTI-SECTION LINE DATA, BEGIN ZONE DATA
01 END OF ZONE DATA, BEGIN INTER-AREA TRANSFER DATA
0 / END OF INTER-AREA TRANSFER DATA, BEGIN OWNER DATA
01 END OF OWNER DATA, BEGIN FACTS DEVICE DATA
0 / END OF FACTS DEVICE DATA
Xin chân thành cảm ơn
3/9/2011
TS. Nguyễn Đăng Toàn
113 113