Chuyên đề Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện

CHUYÊN ĐỀ MÔN HỌC
Phân tích và điều khiển ổn định Hệ Thống Điện
Bài 1:
Ta có:
Tổn thất điện áp trên đường dây:
Bằng phương pháp gần đúng xác định điện áp tại nút phụ tải:
Xác định hệ số dự trữ công suất tác dụng và công suất phản kháng theo điều kiện giới hạn ổn định tĩnh:
giới hạn công suất tác dụng:
Hệ số dự trữ theo P
Giới hạn công suất phản kháng
(MVAr)
Hệ số dự trữ theo Q
Xác định hệ số dự trữ công suất tác dụng và công suất phản kháng theo điều kiện giới hạn ổn định tĩnh khi hệ thống bị đứt 01 đường dây
Giới hạn công suất tác dụng:
Hệ số dự trữ theo P
Giới hạn công suất phản kháng
Hệ số dự trữ theo Q
Bài 2: Xét sơ đồ hệ thống điện như hình vẽ:
Giả thiết các máy phát F1, F2, F3 có TĐK tác động mạnh với điện áp định mức của máy phát là 15,75kV. Thông số MBA như trong bảng 1:
Bảng 1
Tên MBA
Sđm (MVA)
Uc
kV
Uh
kV
Un%
Pcu
kW
Pfe
kW
Io%
Máy biến áp B1
125
230
15,75
14,3
546
82,8
0,2
Máy biến áp B2
360
242
15,75
12,5
375
120
0,2
Máy biến áp B3
200
242
15,75
13
420
96
0,15
Thông số đường dây cho trong bảng 2:
Bảng 2
Tên đường dây
L
Km
Ro
Ω/km
Xo
Ω/km
Bo
1/ Ωkm
Đường dây 2-4
52
0,032
0,360
3,964
Đường dây 1-4
55
0,028
0,281
4,243
Đường dây 1-6
42
0,028
0,281
4,243
Đường dây 4-5
36
0,042
0,480
3,235
Đường dây 5-6
45
0,032
0,360
3,964
Đường dây 5-3
60
0,042
0,480
3,235
Công suất phụ tải như sau:
S3=90+j60 (MVA)
S4=120+j80 (MVA)
S5=65+j40 (MVA)
S6=80+j45 (MVA)
	1. Sử dụng thuật toán GAUSS để biến đổi đẳng trị sơ đồ hệ thống về dạng hình tia gồm 3 nguồn nối với nút phụ tải S5
	2. Sử dụng tiêu chuẩn dQ/dU < 0 để xây dựng miền làm việc cho phép của phụ tải S5 trong mặt phẳng công suất.
Trả lời:
1. Sử dụng thuật toán GAUSS để biến đổi đẳng trị sơ đồ hệ thống về dạng hình tia gồm 3 nguồn nối với nút phụ tải S5
Hình 1: Sơ đồ biến đổi
Thông số lưới điện:
Thông số MBA đẳng trị:
Thông số đường dây
Z2-4 = (Ro+jXo). L = (0,032 + j0,36). 52 = 1,66 + j18,72 (Ω)
Z1-4 = 1,54+15,45j (Ω)
Z1-6= 1,176+11,8j (Ω)
Z4-5= 1,512+17,28j (Ω)
Z5-6= 1,44+16,2j (Ω)
Z5-3= 2,52+28,8j (Ω)
Thông số phụ tải đưa về tổng trở
 = ()+()+() = 0,49-j16,52
= (0,425-j50)+( ) = 0,429-j50,03
 = (0,422-j26,31)+( )+()
 = 0,426-j26,34
 = ()+()+()+()
 = 0,017-0,17j
 = ()+()+()+()
 = 0,014 –j0,15
= ()+()+()
 = 0,014 –j0,14
Ybus = 
0,49-j16,520 0 0 0 
 0 0,429-j50,03 0 0 	 0 
 0 0 0,426-j26,34 0 	 0 
 0 0,017-0,17j 0
 0 0 0,014 –j0,15 
 0 0 0 0,014 –j0,14
Ta có ma trận: 
Trong đó:
là dòng điện được 
bơm vào nút
là điện áp nút 
- Vậy ma trận của bài toán:
Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 V1 I1
Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 V2 I2
Y31 Y32 Y33 Y34 Y35 Y36 . V3 = I3 
Y41 Y42 Y43 Y44 Y45 Y46 V4 0
Y51 Y52 Y53 Y54 Y55 Y56 V5 0 
Y61 Y62 Y63 Y64 Y65 Y66 V6 0
- Ta khử nút 6 trước thì theo phương pháp khử Gauss, ta có:
Bước 1: Chia phương trình (6) cho Y66 sẽ có:
Bước 2: Nhân phương trình trên cho Y16, Y26, Y36, Y46, Y56 và trừ các kết quả lần lượt từ các phương trình từ (1) đến (6), ta có:
- Thay số vào ta có:
 = 0,485-j16,4
 = 0,012-j0,124
Vậy ta có lại ma trận:
 Ybus= 
0,485-j16,4 0 0 
 0 0 0 	 
 0 0 0 	 
 0 
 0 0,012-j0,124 
Hình 2: Khử nút 6
- Ta khử nút 4 trước thì theo phương pháp khử Gauss, ta có:
Bước 1: Chia phương trình (4) cho Y44 sẽ có:
Bước 2: Nhân phương trình trên cho Y14, Y24, Y34, Y54 và trừ các kết quả lần lượt từ các phương trình từ (1) đến (5), ta có:
 - Thay số vào ta có:
 = 0,48-j16,37
 = -0,0013+j0,019 = Y21
 = -0,006+j0,066 = Y51
 = 0,428-j50,01
 = -0,0012+j0,017 = Y52
 = 0,01-j0,104
Vậy ta có lại ma trận:
Ybus= 
 0,48-j16,37 -0,0013+j0,019 0 0 -0,034+j0,057 
-0,0013+j0,019 0,428-j50,01 0 -0,0012+j0,017	 
 0 0 	 
-0,006+j0,066 -0,0012+j0,017 0,01-j0,104
Hình 3: Khử nút 4
2. Sử dụng tiêu chuẩn dQ/dU < 0 để xây dựng miền làm việc cho phép của phụ tải S5 trong mặt phẳng công suất.