Luận văn Ứng dụng lý thuyết tập mờ giải quyết bài toán tối ưu hóa bù công suất phản kháng trong lưới phân phối

4 SỐ 7 T. V. VƯƠNG XLPE 24KV 3*240 CU 60 0.006 0.007 13 HUẾ 1 TRIỆU VIỆT VƯƠNG 1 XLPE 24KV 3*240 CU 242 0.024 0.029 14 TR. V. VƯƠNG 1 34 TUỆ TĨNH XLPE 24KV 3*240 CU 205 0.020 0.024 15 34 TUỆ TĨNH TUỆ TĨNH 1 XLPE 24KV 3*300 AL 133 0.017 0.049 16 TUỆ TĨNH 1 141 BÀ TRIỆU XLPE 24KV 3*240 CU 126.5 0.012 0.015 17 141 BÀ TRIỆU NGÂN HÀNG Á CHÂU XLPE 24KV 3*240 CU 154 0.015 0.018 18 NGÂN HÀNG Á CHÂU NG.BỈNH KHIÊM 1 XLPE 24KV 3*240 CU 259 0.025 0.031 19 NG.BỈNH KHIÊM 1 CTY ĐỆ NHẤT 53 Q.TRUNG XLPE 24KV 3*240 CU 240 0.024 0.029 20 CTY ĐỆ NHẤT 53 Q.TRUNG 48T.NHÂN TÔNG XLPE 24KV 3*240 CU 240 0.024 0.029 21 48T.NHÂN TÔNG VIỆN Y.H CỔ TRUYỀN XLPE 24KV 3*240 CU 220 0.022 0.026 22 VIỆN Y.H CỔ TRUYỀN NG.BỈNH KHIÊM 2 XLPE 24KV 3*240 CU 118 0.012 0.014 23 NG.BỈNH KHIÊM 2 23 NG ĐÌNH CHIỂU XLPE 24KV 3*240 CU 250 0.025 0.030 24 23 NG ĐÌNH CHIỂU TRẦN NHÂN TÔNG XLPE 24KV 3*240 CU 150 0.015 0.018 25 TRẦN NHÂN TÔNG NH CHÈO HÀ NỘI XLPE 24KV 3*240 CU 185 0.018 0.022 26 NH CHÈO HÀ NỘI NG.BỈNH KHIÊM 3 XLPE 24KV 3*240 CU 170 0.017 0.020 27 TRẦN NHÂN TÔNG CÔNG VIÊN 4 XLPE 24KV 3*240 CU 305 0.030 0.036 28 HUẾ 1 CHỢ HÔM XLPE 24KV 3*240 CU 100 0.010 0.012 29 VIỆN MẮT 16 BÙI THỊ XUÂN XLPE 24KV 3*120 CU 140 0.027 0.018 Bảng 4.2. Các thông đường dây Như đã đề cập (các mục 3.3. và 3.4.), bài toán được đặt ra là xác định vị trí và dung lượng tối ưu các tụ bù để hàm tiết kiệm hàng năm là lớn nhất và đảm bảo ràng buộc điện áp nằm trong phạm vi cho phép. Các số liệu về thông số trạm, thông số cáp ở bảng 4.1 và 4.2 được tham khảo ở tài liệu [6]. Từ công suất định mức của các trạm biến áp, tính được các công suất của tải. Trong các tính toán đó, , hệ số tải ktải [4]. Điện dung của cáp so với đường dây trên không thường lớn hơn một vài lần nhưng có thể bỏ qua vì các lý do: Chiều dài cáp không lớn, thường dưới 1 km Cấp điện áp 10 kV Ngay cả khi tính đến điện dung của cáp thì chúng cũng chỉ khoảng 1% của phụ tải phản kháng của đoạn cáp đó (Theo tài liệu [4], điện dung của 1 km cáp XLPE-24KV-3*240 là 0.3 , tức là 1 km cáp này ở điện áp 10 kV, tần số 50 Hz sẽ cung cấp cho lưới lượng công suất phản kháng vào khoảng 11 kVAr), nên lượng công suất phản kháng này ít có ảnh hưởng với lưới. Hình 4.2. Sơ đồ mô phỏng lưới điện khi chưa bù Quá trình tính toán và kết quả Trình tự tính toán thực hiện theo lưu đồ thuật toán (hình 3.2). Xác định các vị trí thích hợp để đặt tụ bù Chạy mô phỏng mạch điện (hình 4.2) với SimPowerSystems trong môi trường MATLAB, tính toán chế độ xác lập khi chưa bù, xác định được dòng điện các nhánh và điện áp các nút. Điện áp tất cả các nút của lưới đều thỏa mãn điều kiện điện áp cho phép theo ràng buộc điện áp (3.15) Xác định tổn thất công suất trên các đoạn đường dây và toàn bộ lưới được theo công thức (3.3 và 3.4), dùng MS Excel. Kết quả tính toán ghi ở (bảng 4.3). Xác định chỉ số PLI: Thực hiện bù hết phụ tải phản kháng cho từng nút phụ tải và tính lại chế độ xác lập của lưới cho từng trường hợp. Xác định được dòng điện, tổn thất công suất tác dụng trên từng đường dây theo công thức (3.3), tổn thất công suất tác dụng của toàn lưới theo công thức (3.4). Các kết quả tính toán dòng điện (bảng 4.4a, 4.4b, 4.4c), tổn thất công suất (bảng 4.5a, 4.5b, 4.5c). Sử dụng phương pháp mờ, xác định chỉ số PLI cho từng nút theo công thức (3.13). Thực hiện tính toán chỉ số CSI cho từng nút nhờ chương trình FIS Editor (đã mô tả ở mục 3.4.2.2) trong môi trường MATLAB. Căn cứ vào kết quả tính toán, nút bù thích hợp được xắp xếp theo thứ tự giảm dần xét theo chỉ số CSI (bảng 4.6). ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN TRỞ (Ω) ĐIỆN KHÁNG (Ω) DÒNG ĐIỆN (A) TRẠM (NÚT) ĐIỆN ÁP PHA NÚT TỔN THẤT CÔNG SUẤT (KW) (V) (p.u) 01_02 0.115 0.140 708.40 2 5937.37 0.979 172.62 02_03 0.024 0.029 273.07 3 5927.38 0.978 5.31 03_04 0.005 0.006 244.28 4 5925.52 0.977 0.93 04_05 0.028 0.019 91.75 5 5922.42 0.977 0.72 05_06 0.006 0.007 73.49 6 5921.76 0.977 0.10 06_07 0.012 0.014 55.23 7 5920.77 0.977 0.11 07_08 0.013 0.009 36.97 8 5920.18 0.977 0.05 08_09 0.020 0.024 28.75 9 5919.31 0.976 0.05 04_10 0.020 0.024 76.69 10 5923.19 0.977 0.35 10_11 0.022 0.026 47.92 11 5921.60 0.977 0.15 11_12 0.035 0.043 36.51 12 5919.64 0.976 0.14 12_13 0.006 0.007 18.26 13 5919.47 0.976 0.01 02_14 0.024 0.029 338.29 14 5924.99 0.977 8.14 14_15 0.020 0.024 291.24 15 5916.13 0.976 5.11 15_16 0.017 0.049 283.03 16 5903.94 0.974 4.16 16_17 0.012 0.015 254.35 17 5899.21 0.973 2.41 17_18 0.015 0.018 246.17 18 5893.59 0.972 2.74 18_19 0.025 0.031 234.81 19 5884.53 0.971 4.20 19_20 0.024 0.029 206.22 20 5876.98 0.969 3.00 20_21 0.024 0.029 149.59 21 5871.50 0.969 1.58 21_22 0.022 0.026 141.44 22 5866.81 0.968 1.29 22_23 0.012 0.014 112.94 23 5864.77 0.967 0.44 23_24 0.025 0.030 94.86 24 5861.17 0.967 0.66 24_25 0.015 0.018 83.56 25 5859.26 0.967 0.31 25_26 0.018 0.022 29.36 26 5858.45 0.966 0.05 26_27 0.017 0.020 18.07 27 5857.99 0.966 0.02 25_28 0.030 0.036 28.90 28 5857.95 0.966 0.07 01_29 0.010 0.012 51.26 29 5936.60 0.979 0.08 04_30 0.027 0.018 18.27 30 5924.93 0.977 0.03 Bảng 4.3. Các thông số ở chế độ xác lập khi chưa bù Đường dây Khi chưa bù BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DÒNG ĐIỆN TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY (A) 01_02 708.40 692.67 698.45 688.79 702.06 702.06 702.07 705.54 698.48 698.47 02_03 273.07 273.24 263.19 254.11 266.73 266.73 266.73 270.18 263.22 263.21 03_04 244.28 244.43 244.40 225.48 237.94 237.95 237.95 241.39 234.47 234.45 04_05 91.75 91.81 91.80 91.84 85.66 85.66 85.66 88.90 82.62 91.80 05_06 73.49 73.53 73.52 73.56 73.51 67.51 67.51 70.65 64.67 73.52 06_07 55.23 55.26 55.25 55.28 55.25 55.25 49.45 52.43 46.98 55.25 07_08 36.97 36.99 36.98 37.00 36.98 36.98 36.98 34.24 30.00 36.99 08_09 28.75 28.77 28.76 28.78 28.76 28.76 28.76 28.76 23.02 28.77 04_10 76.69 76.74 76.73 76.77 76.72 76.72 76.72 76.70 76.73 67.80 10_11 47.92 47.95 47.95 47.97 47.94 47.94 47.94 47.93 47.95 47.95 11_12 36.51 36.53 36.53 36.55 36.52 36.52 36.52 36.52 36.53 36.53 12_13 18.26 18.27 18.26 18.27 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.27 02_14 338.29 338.50 338.42 338.56 338.37 338.37 338.37 338.33 338.42 338.42 14_15 291.24 291.42 291.35 291.47 291.31 291.31 291.31 291.27 291.35 291.35 15_16 283.03 283.21 283.14 283.25 283.10 283.10 283.10 283.06 283.14 283.14 16_17 254.35 254.51 254.45 254.55 254.42 254.42 254.42 254.38 254.45 254.45 17_18 246.17 246.32 246.26 246.36 246.23 246.23 246.23 246.19 246.26 246.26 18_19 234.81 234.95 234.90 234.99 234.86 234.86 234.86 234.83 234.90 234.90 19_20 206.22 206.35 206.31 206.39 206.28 206.28 206.28 206.25 206.31 206.31 20_21 149.59 149.68 149.65 149.71 149.62 149.62 149.62 149.60 149.65 149.65 21_22 141.44 141.53 141.49 141.55 141.47 141.47 141.47 141.45 141.49 141.49 22_23 112.94 113.01 112.99 113.03 112.97 112.97 112.97 112.96 112.99 112.99 23_24 94.86 94.92 94.89 94.93 94.88 94.88 94.88 94.87 94.89 94.89 24_25 83.56 83.61 83.59 83.63 83.58 83.58 83.58 83.57 83.59 83.59 25_26 29.36 29.38 29.37 29.38 29.36 29.36 29.36 29.36 29.37 29.37 26_27 18.07 18.08 18.07 18.08 18.07 18.07 18.07 18.07 18.07 18.07 25_28 28.90 28.92 28.92 28.93 28.91 28.91 28.91 28.91 28.92 28.92 01_29 51.26 51.29 51.28 51.30 51.27 51.27 51.27 51.27 51.28 51.28 04_30 18.27 18.28 18.28 18.29 18.28 18.28 18.28 18.27 18.28 18.28 Bảng 4.4a. Dòng điện nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) Đường dây BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 DÒNG ĐIỆN TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY 01_02 704.43 702.07 702.07 692.29 705.54 698.58 705.57 704.49 698.66 689.41 02_03 269.07 266.74 266.74 273.25 273.10 273.18 273.10 273.11 273.18 273.28 03_04 240.29 237.95 237.96 244.44 244.31 244.38 244.31 244.32 244.38 244.47 04_05 91.77 91.78 91.78 91.81 91.76 91.79 91.76 91.77 91.79 91.82 05_06 73.50 73.51 73.51 73.54 73.50 73.52 73.50 73.50 73.52 73.54 06_07 55.24 55.24 55.24 55.26 55.23 55.25 55.23 55.23 55.25 55.27 07_08 36.97 36.98 36.98 36.99 36.97 36.98 36.97 36.97 36.98 37.00 08_09 28.76 28.76 28.76 28.77 28.75 28.76 28.75 28.76 28.76 28.77 04_10 72.81 70.70 70.70 76.74 76.70 76.72 76.70 76.71 76.72 76.75 10_11 44.17 42.29 42.29 47.96 47.93 47.94 47.93 47.93 47.94 47.96 11_12 36.52 31.21 31.21 36.53 36.51 36.52 36.51 36.52 36.52 36.54 12_13 18.26 18.26 14.61 18.27 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.27 02_14 338.34 338.37 338.37 322.34 335.40 328.46 335.43 334.34 328.54 319.60 14_15 291.28 291.31 291.31 291.47 288.34 281.43 288.37 287.28 281.51 272.69 15_16 283.07 283.10 283.10 283.25 283.07 273.22 280.16 279.07 273.31 264.51 16_17 254.39 254.42 254.42 254.55 254.39 254.53 251.48 250.39 244.65 235.96 17_18 246.20 246.23 246.23 246.36 246.20 246.33 246.22 242.21 236.47 227.82 18_19 234.84 234.86 234.86 234.99 234.84 234.97 234.85 234.88 225.12 216.53 19_20 206.26 206.28 206.28 206.39 206.26 206.37 206.27 206.29 206.40 188.15 20_21 149.61 149.62 149.62 149.70 149.61 149.69 149.62 149.63 149.72 149.87 21_22 141.46 141.47 141.47 141.55 141.46 141.54 141.47 141.48 141.56 141.71 22_23 112.96 112.97 112.97 113.03 112.96 113.02 112.97 112.98 113.04 113.16 23_24 94.87 94.88 94.88 94.93 94.87 94.92 94.88 94.89 94.94 95.03 24_25 83.57 83.58 83.58 83.62 83.57 83.62 83.58 83.58 83.63 83.72 25_26 29.36 29.36 29.36 29.38 29.36 29.38 29.36 29.37 29.38 29.41 26_27 18.07 18.07 18.07 18.08 18.07 18.08 18.07 18.07 18.08 18.10 25_28 28.91 28.91 28.91 28.93 28.91 28.92 28.91 28.91 28.93 28.96 01_29 51.27 51.27 51.27 51.30 51.27 51.28 51.27 51.27 51.28 51.30 04_30 18.28 18.28 18.28 18.28 18.27 18.28 18.27 18.27 18.28 18.29 Bảng 4.4b. Dòng điện nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) Đường dây BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 DÒNG ĐIỆN TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY 01_02 705.61 698.74 702.24 704.54 699.83 704.55 702.26 698.63 690.83 702.06 02_03 273.10 273.18 273.14 273.11 273.16 273.11 273.14 273.18 273.26 266.72 03_04 244.31 244.37 244.34 244.32 244.36 244.32 244.34 244.38 244.45 237.94 04_05 91.76 91.79 91.77 91.77 91.78 91.77 91.77 91.79 91.82 91.78 05_06 73.50 73.52 73.51 73.50 73.51 73.50 73.51 73.52 73.54 73.51 06_07 55.23 55.25 55.24 55.23 55.24 55.23 55.24 55.25 55.26 55.24 07_08 36.97 36.98 36.98 36.97 36.98 36.97 36.98 36.98 36.99 36.98 08_09 28.75 28.76 28.76 28.76 28.76 28.76 28.76 28.76 28.77 28.76 04_10 76.70 76.72 76.71 76.71 76.72 76.71 76.71 76.72 76.75 76.72 10_11 47.93 47.94 47.94 47.93 47.94 47.93 47.94 47.94 47.96 47.94 11_12 36.51 36.52 36.52 36.52 36.52 36.52 36.52 36.52 36.54 36.52 12_13 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.26 18.27 18.26 02_14 335.46 328.62 332.09 334.40 329.70 334.40 332.11 328.51 338.53 338.37 14_15 288.41 281.59 285.04 287.34 282.66 287.35 285.06 281.48 291.44 291.31 15_16 280.20 273.38 276.83 279.13 274.45 279.14 276.85 273.28 283.23 283.10 16_17 251.52 244.73 248.16 250.45 245.79 250.46 248.18 244.62 254.53 254.42 17_18 243.33 236.55 239.97 242.26 237.60 242.27 239.99 236.44 246.34 246.23 18_19 231.97 225.20 228.61 230.90 226.25 230.91 228.63 225.09 234.97 234.87 19_20 203.39 196.65 200.04 202.32 197.69 202.33 200.06 196.54 206.37 206.28 20_21 146.75 140.15 143.44 145.69 141.16 145.69 143.46 140.05 149.69 149.62 21_22 141.48 132.03 135.30 137.54 133.03 137.55 135.32 131.93 141.54 141.47 22_23 112.98 113.07 106.86 109.06 104.66 109.07 106.88 103.61 113.02 112.97 23_24 94.88 94.96 94.92 90.99 86.70 91.00 88.85 85.70 94.92 94.88 24_25 83.58 83.65 83.62 83.60 75.52 79.72 77.61 74.56 83.62 83.58 25_26 29.37 29.39 29.38 29.37 29.39 25.88 24.47 29.40 29.38 29.36 26_27 18.07 18.09 18.08 18.07 18.09 18.08 14.47 18.09 18.08 18.07 25_28 28.91 28.94 28.93 28.92 28.94 28.92 28.93 23.16 28.92 28.91 01_29 51.27 51.28 51.27 51.27 51.28 51.27 51.27 51.28 41.04 51.27 04_30 18.27 18.28 18.28 18.27 18.28 18.27 18.28 18.28 18.28 14.62 Bảng 4.4c. Dòng điện nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) Đường dây Khi chưa bù BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY (kW) 01_02 172.62 165.04 167.80 163.20 169.54 169.54 169.55 171.23 167.82 167.81 02_03 5.31 5.31 4.93 4.59 5.06 5.06 5.06 5.19 4.93 4.93 03_04 0.93 0.93 0.93 0.79 0.88 0.88 0.88 0.91 0.86 0.86 04_05 0.72 0.72 0.72 0.72 0.63 0.63 0.63 0.67 0.58 0.72 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.08 0.08 0.09 0.08 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.08 0.09 0.08 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.03 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.03 0.05 04_10 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.27 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 8.14 8.15 8.15 8.16 8.15 8.15 8.15 8.14 8.15 8.15 14_15 5.11 5.12 5.12 5.12 5.11 5.11 5.11 5.11 5.12 5.12 15_16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 16_17 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 17_18 2.74 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.75 2.74 2.75 2.75 18_19 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 19_20 3.00 3.00 3.00 3.01 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 20_21 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 21_22 1.29 1.30 1.29 1.30 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 1.29 22_23 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 23_24 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 24_25 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 25_28 0.07 0.07 0.07 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 214.81 207.28 209.64 204.59 211.36 211.35 211.33 213.22 209.36 209.50 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 7.52 5.16 10.22 3.44 3.46 3.47 1.59 5.455 5.30 Bảng 4.5a. Tổn thất CS nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) Đường dây BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY (kW) 01_02 170.69 169.55 169.55 164.86 171.23 167.87 171.24 170.72 167.91 163.49 02_03 5.15 5.06 5.06 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 03_04 0.90 0.88 0.88 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 04_05 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.31 0.30 0.30 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 10_11 0.13 0.12 0.12 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.10 0.10 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 8.14 8.15 8.15 7.39 8.00 7.68 8.01 7.95 7.68 7.27 14_15 5.11 5.11 5.11 5.12 5.01 4.77 5.01 4.97 4.78 4.48 15_16 4.16 4.16 4.16 4.16 4.16 3.87 4.07 4.04 3.87 3.63 16_17 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.41 2.35 2.33 2.23 2.07 17_18 2.74 2.75 2.75 2.75 2.74 2.75 2.74 2.66 2.53 2.35 18_19 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 4.20 3.86 3.57 19_20 3.00 3.00 3.00 3.01 3.00 3.01 3.00 3.00 3.01 2.50 20_21 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 21_22 1.29 1.29 1.29 1.30 1.29 1.30 1.29 1.29 1.30 1.30 22_23 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 23_24 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 24_25 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 25_28 0.07 0.07 0.07 0.08 0.07 0.07 0.07 0.07 0.08 0.08 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 212.65 211.34 211.34 206.34 213.18 208.99 213.06 212.31 208.30 201.81 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 2.160 3.467 3.469 8.460 1.623 5.811 1.744 2.495 6.505 12.99 Bảng 4.5b. Tổn thất CS nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) Đường dây BÙ HẾT PHỤ TẢI PHẢN KHÁNG TẠI TỪNG TRẠM (NÚT) 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC ĐƯỜNG DÂY (kW) 01_02 171.26 167.94 169.63 170.74 168.47 170.75 169.64 167.89 164.16 169.54 02_03 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.31 5.06 03_04 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.88 04_05 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 8.01 7.68 7.85 7.96 7.73 7.96 7.85 7.68 8.15 8.15 14_15 5.01 4.78 4.90 4.98 4.82 4.98 4.90 4.78 5.12 5.11 15_16 4.07 3.88 3.98 4.04 3.91 4.04 3.98 3.87 4.16 4.16 16_17 2.35 2.23 2.29 2.33 2.25 2.33 2.29 2.23 2.41 2.41 17_18 2.68 2.53 2.61 2.66 2.56 2.66 2.61 2.53 2.75 2.75 18_19 4.10 3.86 3.98 4.06 3.90 4.06 3.98 3.86 4.20 4.20 19_20 2.92 2.73 2.82 2.89 2.76 2.89 2.82 2.73 3.01 3.00 20_21 1.52 1.39 1.45 1.50 1.41 1.50 1.45 1.38 1.58 1.58 21_22 1.29 1.13 1.18 1.22 1.14 1.22 1.18 1.13 1.30 1.29 22_23 0.44 0.44 0.40 0.41 0.38 0.41 0.40 0.37 0.44 0.44 23_24 0.66 0.66 0.66 0.61 0.55 0.61 0.58 0.54 0.66 0.66 24_25 0.31 0.31 0.31 0.31 0.25 0.28 0.27 0.25 0.31 0.31 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.03 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02 25_28 0.07 0.08 0.08 0.07 0.08 0.07 0.08 0.05 0.07 0.07 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.05 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 212.78 207.71 210.20 211.85 208.27 211.82 210.07 207.35 206.38 211.45 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 2.03 7.09 4.61 2.95 6.54 2.99 4.74 7.46 8.43 3.36 Bảng 4.5c. Tổn thất CS nhánh đường dây khi bù hết phụ tải PK ở từng trạm (nút) STT NÚT TỔN THẤT CSTD (∆P∑) (KW) LƯỢNG GIẢM TỔN THẤT CS (POWER SAVING) (KW) CHỈ SỐ PLI ĐIỆN ÁP NÚT (p.u) CHỈ SỐ CSI 1 20 201.81 12.99 1.0000 0.9694 0.584 2 4 204.59 10.22 0.7565 0.9775 0.503 3 28 207.35 7.46 0.5147 0.9663 0.412 4 25 208.27 6.54 0.4342 0.9665 0.379 5 14 206.34 8.46 0.6026 0.9774 0.358 6 22 207.71 7.09 0.4828 0.9678 0.358 7 29 206.38 8.43 0.5996 0.9793 0.356 8 19 208.30 6.51 0.4312 0.9707 0.315 9 27 210.07 4.74 0.2761 0.9663 0.306 10 23 210.20 4.61 0.2647 0.9674 0.283 11 2 207.28 7.53 0.5209 0.9794 0.279 12 16 208.99 5.81 0.3704 0.9739 0.270 13 3 209.64 5.16 0.3136 0.9778 0.250 14 9 209.36 5.44 0.3382 0.9764 0.250 15 10 209.50 5.30 0.3259 0.9771 0.250 16 7 211.33 3.47 0.1655 0.9767 0.235 17 12 211.34 3.47 0.1649 0.9765 0.235 18 13 211.34 3.47 0.1651 0.9765 0.235 19 5 211.36 3.44 0.1627 0.9769 0.234 20 6 211.35 3.46 0.1640 0.9768 0.234 21 30 211.45 3.36 0.1555 0.9774 0.231 22 26 211.82 2.99 0.1227 0.9664 0.229 23 24 211.85 2.95 0.1199 0.9668 0.227 24 21 212.78 2.03 0.0388 0.9685 0.203 25 18 212.31 2.50 0.0797 0.9722 0.193 26 11 212.65 2.16 0.0503 0.9768 0.160 27 17 213.06 1.74 0.0138 0.9731 0.128 28 15 213.18 1.62 0.0032 0.9759 0.091 29 8 213.22 1.59 0.0000 0.9766 0.083 Bảng 4.6. Các chỉ số tính toán sắp xếp theo chỉ số CSI giảm dần Xác định dung lượng bù tối ưu Bù cho từng nút theo thứ tự chỉ số CSI giảm dần, với dung lượng bù tăng dần theo từng bước nguyên kVAr. Sau mỗi lần tăng dung lượng bù theo bước kVAr, cần phải kiểm tra ràng buộc điện áp và sự gia tăng của hàm tiết kiệm tổng hằng năm. Bù cho nút 20 với dung lượng bù tăng dần theo từng bước nguyên kVAr. Kết quả tính toán gồm có: tổn thất công suất, lượng giảm tổn thất CSTD, tiết kiệm (bảng 4.7a, 4.7b và hình 4.3) và điện áp tại các nút theo dung lượng bù nút 20 (bảng 4.8a, 4.8b). Hình 4.3. Quan hệ hàm tiết kiệm theo dung lượng bù nút 20 Dung lượng bù tối ưu cho nút 20 được xác định là 3900 kVAr, khi tiết kiệm đạt giá trị lớn nhất là 32903.3 USD (hình 4.3) và điện áp tất cả các nút nằm trong phạm vi cho phép (bảng 4.8a, 4.8b) theo ràng buộc điện áp (3.15). Tiếp tục tính bù cho nút 4, là nút tiếp theo (thứ tự sắp xếp theo chỉ số CSI). Đường dây Khi chưa bù BÙ TRẠM (NÚT) 20 THEO BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY 01_02 172.62 168.23 164.01 159.95 156.06 152.35 148.80 145.43 142.22 02_03 5.31 5.31 5.31 5.32 5.32 5.32 5.33 5.33 5.34 03_04 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.93 0.94 04_05 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 8.14 7.71 7.31 6.95 6.63 6.34 6.08 5.87 5.69 14_15 5.11 4.80 4.51 4.26 4.04 3.85 3.68 3.55 3.45 15_16 4.16 3.89 3.66 3.45 3.26 3.10 2.97 2.87 2.79 16_17 2.41 2.24 2.09 1.96 1.84 1.75 1.68 1.62 1.58 17_18 2.74 2.55 2.37 2.22 2.09 1.98 1.90 1.84 1.80 18_19 4.20 3.88 3.60 3.36 3.16 2.99 2.87 2.78 2.74 19_20 3.00 2.74 2.52 2.34 2.19 2.07 2.00 1.95 1.95 20_21 1.58 1.58 1.58 1.59 1.59 1.59 1.60 1.60 1.60 21_22 1.29 1.30 1.30 1.30 1.30 1.31 1.31 1.31 1.31 22_23 0.44 0.44 0.44 0.44 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 23_24 0.66 0.66 0.66 0.66 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 24_25 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 0.31 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02 25_28 0.07 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.08 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 214.81 208.46 202.51 196.93 191.73 186.91 182.47 178.41 174.75 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 6.35 12.29 17.87 23.07 27.90 32.34 36.40 40.06 Tiết kiệm (USD) 4820.2 9245.6 13299.9 16981.6 20285.5 23210.5 25753.5 27899.5 Bảng 4.7.a Tổn thất CSTD theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 20 Đường dây BÙ TRẠM (NÚT) 20 THEO BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500 4800 5100 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY 01_02 139.19 136.33 133.65 131.14 128.81 126.66 124.69 122.90 121.29 02_03 5.34 5.34 5.35 5.35 5.36 5.36 5.36 5.37 5.37 03_04 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 04_05 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.73 0.73 0.73 0.73 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 5.54 5.43 5.36 5.33 5.33 5.37 5.45 5.57 5.72 14_15 3.38 3.34 3.33 3.36 3.41 3.50 3.62 3.77 3.96 15_16 2.74 2.71 2.71 2.74 2.80 2.88 2.99 3.13 3.30 16_17 1.57 1.57 1.59 1.63 1.69 1.77 1.87 1.99 2.13 17_18 1.78 1.79 1.83 1.88 1.96 2.07 2.20 2.35 2.53 18_19 2.73 2.76 2.83 2.95 3.10 3.29 3.52 3.80 4.11 19_20 1.98 2.05 2.15 2.29 2.47 2.69 2.95 3.24 3.57 20_21 1.60 1.61 1.61 1.61 1.62 1.62 1.62 1.62 1.63 21_22 1.31 1.32 1.32 1.32 1.32 1.33 1.33 1.33 1.33 22_23 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.46 0.46 23_24 0.67 0.67 0.67 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 24_25 0.31 0.31 0.31 0.31 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 25_28 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 171.46 168.55 166.04 163.92 162.19 160.86 159.93 159.40 159.28 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 43.35 46.25 48.77 50.89 52.61 53.94 54.87 55.40 55.53 Tiết kiệm (USD) 29673.8 31069.5 32070.1 32683.2 32903.3 32726.9 32153.0 31179.1 29805.1 Bảng 4.7.b Tổn thất CSTD theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 20 Nút (Trạm) Khi chưa bù BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 20 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 ĐIỆN ÁP CÁC NÚT (p.u) 2 0.9794 0.9798 0.9801 0.9805 0.9808 0.9812 0.9815 0.9819 0.9823 3 0.9778 0.9781 0.9785 0.9788 0.9792 0.9795 0.9799 0.9802 0.9806 4 0.9775 0.9778 0.9782 0.9785 0.9789 0.9792 0.9796 0.9799 0.9803 5 0.9769 0.9773 0.9777 0.9780 0.9784 0.9787 0.9791 0.9794 0.9798 6 0.9768 0.9772 0.9775 0.9779 0.9783 0.9786 0.9790 0.9793 0.9797 7 0.9767 0.9770 0.9774 0.9777 0.9781 0.9784 0.9788 0.9792 0.9795 8 0.9766 0.9769 0.9773 0.9776 0.9780 0.9783 0.9787 0.9791 0.9794 4 0.9764 0.9768 0.9771 0.9775 0.9778 0.9782 0.9786 0.9789 0.9793 10 0.9771 0.9774 0.9778 0.9781 0.9785 0.9788 0.9792 0.9796 0.9799 11 0.9768 0.9772 0.9775 0.9779 0.9782 0.9786 0.9789 0.9793 0.9796 12 0.9765 0.9768 0.9772 0.9775 0.9779 0.9783 0.9786 0.9790 0.9793 13 0.9765 0.9768 0.9772 0.9775 0.9779 0.9782 0.9786 0.9789 0.9793 14 0.9774 0.9778 0.9782 0.9787 0.9791 0.9795 0.9800 0.9804 0.9808 15 0.9759 0.9764 0.9769 0.9774 0.9779 0.9784 0.9789 0.9794 0.9799 16 0.9739 0.9745 0.9751 0.9758 0.9764 0.9770 0.9776 0.9782 0.9789 17 0.9731 0.9738 0.9744 0.9751 0.9758 0.9764 0.9771 0.9777 0.9784 18 0.9722 0.9729 0.9736 0.9743 0.9750 0.9757 0.9764 0.9771 0.9778 19 0.9707 0.9715 0.9723 0.9731 0.9738 0.9746 0.9754 0.9762 0.9770 20 0.9694 0.9703 0.9712 0.9720 0.9729 0.9738 0.9746 0.9755 0.9764 21 0.9685 0.9694 0.9703 0.9711 0.9720 0.9729 0.9737 0.9746 0.9755 22 0.9678 0.9686 0.9695 0.9704 0.9712 0.9721 0.9729 0.9738 0.9747 23 0.9674 0.9683 0.9692 0.9700 0.9709 0.9717 0.9726 0.9735 0.9743 24 0.9668 0.9677 0.9686 0.9694 0.9703 0.9711 0.9720 0.9729 0.9737 25 0.9665 0.9674 0.9682 0.9691 0.9700 0.9708 0.9717 0.9726 0.9734 26 0.9664 0.9673 0.9681 0.9690 0.9698 0.9707 0.9716 0.9724 0.9733 27 0.9663 0.9672 0.9680 0.9689 0.9698 0.9706 0.9715 0.9723 0.9732 28 0.9663 0.9672 0.9680 0.9689 0.9697 0.9706 0.9715 0.9723 0.9732 29 0.9793 0.9796 0.9800 0.9803 0.9807 0.9811 0.9814 0.9818 0.9821 30 0.9774 0.9777 0.9781 0.9784 0.9788 0.9791 0.9795 0.9798 0.9802 Bảng 4.8a. Điện áp các nút theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 20 Nút (Trạm) BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 20 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500 4800 5100 ĐIỆN ÁP CÁC NÚT (p.u) 2 0.9826 0.9830 0.9833 0.9837 0.9840 0.9844 0.9848 0.9851 0.9855 3 0.9810 0.9813 0.9817 0.9820 0.9824 0.9828 0.9831 0.9835 0.9838 4 0.9807 0.9810 0.9814 0.9817 0.9821 0.9824 0.9828 0.9832 0.9835 5 0.9801 0.9805 0.9809 0.9812 0.9816 0.9819 0.9823 0.9826 0.9830 6 0.9800 0.9804 0.9807 0.9811 0.9815 0.9818 0.9822 0.9825 0.9829 7 0.9799 0.9802 0.9806 0.9809 0.9813 0.9817 0.9820 0.9824 0.9827 8 0.9798 0.9801 0.9805 0.9808 0.9812 0.9816 0.9819 0.9823 0.9826 4 0.9796 0.9800 0.9803 0.9807 0.9811 0.9814 0.9818 0.9821 0.9825 10 0.9803 0.9806 0.9810 0.9813 0.9817 0.9821 0.9824 0.9828 0.9831 11 0.9800 0.9804 0.9807 0.9811 0.9814 0.9818 0.9821 0.9825 0.9829 12 0.9797 0.9800 0.9804 0.9808 0.9811 0.9815 0.9818 0.9822 0.9825 13 0.9797 0.9800 0.9804 0.9807 0.9811 0.9814 0.9818 0.9822 0.9825 14 0.9812 0.9817 0.9821 0.9825 0.9830 0.9834 0.9839 0.9843 0.9847 15 0.9803 0.9808 0.9813 0.9818 0.9823 0.9828 0.9833 0.9838 0.9843 16 0.9795 0.9801 0.9807 0.9814 0.9820 0.9826 0.9832 0.9839 0.9845 17 0.9791 0.9797 0.9804 0.9811 0.9817 0.9824 0.9831 0.9837 0.9844 18 0.9786 0.9793 0.9800 0.9807 0.9814 0.9821 0.9828 0.9836 0.9843 19 0.9778 0.9786 0.9794 0.9802 0.9810 0.9818 0.9826 0.9834 0.9842 20 0.9772 0.9781 0.9790 0.9798 0.9807 0.9816 0.9825 0.9833 0.9842 21 0.9763 0.9772 0.9781 0.9789 0.9798 0.9807 0.9815 0.9824 0.9833 22 0.9755 0.9764 0.9773 0.9781 0.9790 0.9799 0.9808 0.9816 0.9825 23 0.9752 0.9761 0.9769 0.9778 0.9787 0.9796 0.9804 0.9813 0.9822 24 0.9746 0.9755 0.9763 0.9772 0.9781 0.9789 0.9798 0.9807 0.9816 25 0.9743 0.9752 0.9760 0.9769 0.9778 0.9786 0.9795 0.9804 0.9813 26 0.9741 0.9750 0.9759 0.9768 0.9776 0.9785 0.9794 0.9802 0.9811 27 0.9741 0.9749 0.9758 0.9767 0.9775 0.9784 0.9793 0.9802 0.9810 28 0.9741 0.9749 0.9758 0.9767 0.9775 0.9784 0.9793 0.9802 0.9810 29 0.9825 0.9828 0.9832 0.9836 0.9839 0.9843 0.9846 0.9850 0.9854 30 0.9806 0.9809 0.9813 0.9816 0.9820 0.9823 0.9827 0.9831 0.9834 Bảng 4.8b. Điện áp các nút theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 20 Bù cho nút 4 với dung lượng bù tăng dần theo từng bước nguyên kVAr (khi dung lượng bù tối ưu ở nút 20 là 3900 kVAr). Kết quả tính toán gồm có: tổn thất công suất, lượng giảm tổn thất CSTD, tiết kiệm (bảng 4.9 và hình 4.4) và điện áp tại các nút theo dung lượng bù nút 4 (bảng 4.10). Hình 4.4. Quan hệ hàm tiết kiệm theo dung lượng bù nút 4 Dung lượng bù tối ưu cho nút 4 là 1800 kVAr, khi tiết kiệm đạt giá trị lớn nhất là 36467.6 USD (hình 4.4) và điện áp tất cả các nút nằm trong phạm vi cho phép (Bảng 4.10) theo ràng buộc điện áp (3.15). Tiếp tục tính bù cho nút 28, là nút tiếp theo (thứ tự sắp xếp theo chỉ số CSI). Đường dây Khi nút 20 bù tối ưu (kVAr) BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 4 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯƠNG BÙ (N x 300 kVAr) 3900 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY (kW) 01_02 128.81 126.56 124.48 122.59 120.86 119.32 117.96 116.77 115.77 02_03 5.36 5.00 4.68 4.40 4.15 3.94 3.77 3.64 3.54 03_04 0.94 0.87 0.81 0.75 0.71 0.67 0.64 0.62 0.61 04_05 0.72 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.36 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 5.33 5.33 5.34 5.34 5.35 5.35 5.35 5.36 5.36 14_15 3.41 3.42 3.42 3.42 3.42 3.43 3.43 3.43 3.44 15_16 2.80 2.80 2.80 2.80 2.81 2.81 2.81 2.81 2.81 16_17 1.69 1.69 1.69 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 1.70 17_18 1.96 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.97 1.98 18_19 3.10 3.10 3.10 3.10 3.11 3.11 3.11 3.11 3.12 19_20 2.47 2.48 2.48 2.48 2.48 2.48 2.49 2.49 2.49 20_21 1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 1.62 1.63 21_22 1.32 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 1.33 22_23 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.46 0.46 23_24 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 0.68 24_25 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 0.32 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 25_28 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 162.19 159.53 157.09 154.88 152.89 151.12 149.58 148.26 147.17 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 52.61 55.27 57.71 59.92 61.92 63.69 65.23 66.55 67.64 Tiết kiệm (USD) 32903.3 34053.0 34981.4 35684.8 36170.2 36431.9 36467.6 36282.5 35866.5 Bảng 4.9. Tổn thất CSTD theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 4 Nút (Trạm) Khi nút 20 bù tối ưu (kVAr) BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 04 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 3900 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 ĐIỆN ÁP CÁC NÚT (p.u) 2 0.9840 0.9844 0.9848 0.9851 0.9855 0.9859 0.9862 0.9866 0.9870 3 0.9824 0.9828 0.9833 0.9837 0.9842 0.9846 0.9850 0.9855 0.9859 4 0.9821 0.9825 0.9830 0.9835 0.9839 0.9844 0.9848 0.9853 0.9857 5 0.9816 0.9820 0.9825 0.9829 0.9834 0.9839 0.9843 0.9848 0.9852 6 0.9815 0.9819 0.9824 0.9828 0.9833 0.9837 0.9842 0.9847 0.9851 7 0.9813 0.9818 0.9822 0.9827 0.9831 0.9836 0.9840 0.9845 0.9850 8 0.9812 0.9817 0.9821 0.9826 0.9830 0.9835 0.9839 0.9844 0.9849 4 0.9811 0.9815 0.9820 0.9824 0.9829 0.9833 0.9838 0.9843 0.9847 10 0.9817 0.9822 0.9826 0.9831 0.9835 0.9840 0.9844 0.9849 0.9854 11 0.9814 0.9819 0.9823 0.9828 0.9833 0.9837 0.9842 0.9846 0.9851 12 0.9811 0.9816 0.9820 0.9825 0.9829 0.9834 0.9839 0.9843 0.9848 13 0.9811 0.9815 0.9820 0.9825 0.9829 0.9834 0.9838 0.9843 0.9847 14 0.9830 0.9833 0.9837 0.9841 0.9844 0.9848 0.9852 0.9855 0.9859 15 0.9823 0.9827 0.9831 0.9834 0.9838 0.9842 0.9845 0.9849 0.9852 16 0.9820 0.9824 0.9827 0.9831 0.9834 0.9838 0.9842 0.9845 0.9849 17 0.9817 0.9821 0.9825 0.9828 0.9832 0.9835 0.9839 0.9843 0.9846 18 0.9814 0.9818 0.9821 0.9825 0.9829 0.9832 0.9836 0.9840 0.9843 19 0.9810 0.9813 0.9817 0.9821 0.9824 0.9828 0.9832 0.9835 0.9839 20 0.9807 0.9811 0.9814 0.9818 0.9822 0.9825 0.9829 0.9833 0.9836 21 0.9798 0.9802 0.9805 0.9809 0.9813 0.9816 0.9820 0.9823 0.9827 22 0.9790 0.9794 0.9797 0.9801 0.9805 0.9808 0.9812 0.9816 0.9819 23 0.9787 0.9790 0.9794 0.9798 0.9801 0.9805 0.9809 0.9812 0.9816 24 0.9781 0.9784 0.9788 0.9792 0.9795 0.9799 0.9803 0.9806 0.9810 25 0.9778 0.9781 0.9785 0.9788 0.9792 0.9796 0.9799 0.9803 0.9807 26 0.9776 0.9780 0.9783 0.9787 0.9791 0.9794 0.9798 0.9802 0.9805 27 0.9775 0.9779 0.9783 0.9786 0.9790 0.9794 0.9797 0.9801 0.9804 28 0.9775 0.9779 0.9783 0.9786 0.9790 0.9794 0.9797 0.9801 0.9804 29 0.9839 0.9843 0.9846 0.9850 0.9854 0.9857 0.9861 0.9865 0.9868 30 0.9820 0.9824 0.9829 0.9834 0.9838 0.9843 0.9847 0.9852 0.9857 Bảng 4.10. Điện áp các nút theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 4 Bù cho nút 28 với dung lượng bù tăng dần theo từng bước nguyên kVAr (khi dung lượng bù tối ưu ở nút 20 và nút 4 tương ứng là 3900 kVAr và 1800 kVAr). Kết quả tính toán gồm có: tổn thất công suất, lượng giảm tổn thất CSTD, tiết kiệm (bảng 4.11 và hình 4.5) và điện áp tại các nút theo dung lượng bù nút 28 (bảng 4.12). Hình 4.5. Quan hệ hàm tiết kiệm theo dung lượng bù nút 28 Khi tăng dung lượng bù nút 28 theo từng bước nguyên kVAr (nút 20 và nút 4 đã được bù tối ưu), không có sự gia tăng tiết kiệm (Hình 4.5) và điện áp tất cả các nút lưới thỏa mãn ràng buộc điện áp (3.15) nên quá trình tính toán kết thúc. Đường dây Khi nút 20 và 4 bù tối ưu (kVAr) BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 28 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯƠNG BÙ (N x 300 kVAr) 5700 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 TỔN THẤT CSTD TRÊN CÁC NHÁNH ĐƯỜNG DÂY (kW) 01_02 117.96 116.89 116.00 115.30 114.79 114.47 114.33 114.39 114.64 02_03 3.77 3.77 3.78 3.78 3.78 3.79 3.79 3.79 3.79 03_04 0.64 0.64 0.64 0.64 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 04_05 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 0.73 05_06 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 06_07 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 07_08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 08_09 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 04_10 0.35 0.35 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 0.36 10_11 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 11_12 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 12_13 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 02_14 5.35 5.40 5.48 5.59 5.75 5.95 6.18 6.45 6.77 14_15 3.43 3.52 3.64 3.79 3.98 4.20 4.45 4.73 5.05 15_16 2.81 2.89 3.01 3.15 3.31 3.51 3.74 3.99 4.27 16_17 1.70 1.78 1.88 2.00 2.14 2.30 2.48 2.69 2.91 17_18 1.97 2.08 2.21 2.36 2.54 2.74 2.97 3.22 3.50 18_19 3.11 3.30 3.54 3.81 4.13 4.49 4.89 5.33 5.82 19_20 2.49 2.70 2.96 3.25 3.59 3.96 4.37 4.82 5.31 20_21 1.62 1.44 1.29 1.17 1.10 1.06 1.06 1.09 1.17 21_22 1.33 1.17 1.04 0.95 0.89 0.86 0.87 0.92 0.99 22_23 0.45 0.39 0.34 0.31 0.29 0.30 0.32 0.37 0.43 23_24 0.68 0.56 0.48 0.44 0.44 0.48 0.56 0.67 0.83 24_25 0.32 0.26 0.22 0.20 0.21 0.25 0.30 0.38 0.48 25_26 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 26_27 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 25_28 0.08 0.05 0.07 0.14 0.25 0.41 0.62 0.88 1.19 01_29 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 04_30 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 Tổng tổn thất CSTD (∆P∑) (kW) 149.58 148.71 148.44 148.77 149.72 151.28 153.45 156.26 159.69 Lượng giảm tổn thất CSTD (kW) 65.23 66.10 66.37 66.03 65.09 63.53 61.35 58.55 55.12 Tiết kiệm (USD) 36467.6 35834.9 34604.0 32769.1 30329.7 27274.5 23606.1 19315.6 14398.3 Bảng 4.11. Tổn thất CSTD theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 28 Nút (Trạm) Khi nút 20 và 4 bù tối ưu (kVAr) BÙ TẠI TRẠM (NÚT) 04 THEO CÁC BƯỚC NGUYÊN CỦA DUNG LƯỢNG BÙ (N x 300 kVAr) 5700 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 ĐIỆN ÁP CÁC NÚT (p.u) 2 0.9862 0.9866 0.9870 0.9873 0.9877 0.9880 0.9884 0.9887 0.9891 3 0.9850 0.9854 0.9858 0.9861 0.9865 0.9868 0.9872 0.9875 0.9879 4 0.9848 0.9852 0.9855 0.9859 0.9863 0.9866 0.9870 0.9873 0.9877 5 0.9843 0.9847 0.9850 0.9854 0.9857 0.9861 0.9865 0.9868 0.9872 6 0.9842 0.9846 0.9849 0.9853 0.9856 0.9860 0.9863 0.9867 0.9871 7 0.9840 0.9844 0.9848 0.9851 0.9855 0.9858 0.9862 0.9865 0.9869 8 0.9839 0.9843 0.9847 0.9850 0.9854 0.9857 0.9861 0.9864 0.9868 4 0.9838 0.9842 0.9845 0.9849 0.9852 0.9856 0.9859 0.9863 0.9867 10 0.9844 0.9848 0.9852 0.9855 0.9859 0.9862 0.9866 0.9869 0.9873 11 0.9842 0.9845 0.9849 0.9852 0.9856 0.9860 0.9863 0.9867 0.9870 12 0.9839 0.9842 0.9846 0.9849 0.9853 0.9856 0.9860 0.9864 0.9867 13 0.9838 0.9842 0.9845 0.9849 0.9853 0.9856 0.9860 0.9863 0.9867 14 0.9852 0.9856 0.9860 0.9865 0.9869 0.9873 0.9878 0.9882 0.9886 15 0.9845 0.9850 0.9855 0.9860 0.9865 0.9870 0.9875 0.9880 0.9885 16 0.9842 0.9848 0.9854 0.9861 0.9867 0.9873 0.9879 0.9886 0.9892 17 0.9839 0.9846 0.9852 0.9859 0.9866 0.9872 0.9879 0.9886 0.9892 18 0.9836 0.9843 0.9850 0.9857 0.9864 0.9872 0.9879 0.9886 0.9893 19 0.9832 0.9839 0.9847 0.9855 0.9863 0.9871 0.9879 0.9887 0.9895 20 0.9829 0.9838 0.9846 0.9855 0.9864 0.9873 0.9881 0.9890 0.9899 21 0.9820 0.9829 0.9839 0.9848 0.9858 0.9867 0.9877 0.9886 0.9896 22 0.9812 0.9822 0.9832 0.9842 0.9853 0.9863 0.9873 0.9883 0.9894 23 0.9809 0.9819 0.9830 0.9840 0.9851 0.9861 0.9872 0.9883 0.9893 24 0.9803 0.9814 0.9825 0.9837 0.9848 0.9859 0.9871 0.9882 0.9894 25 0.9799 0.9811 0.9823 0.9835 0.9847 0.9858 0.9870 0.9882 0.9894 26 0.9798 0.9810 0.9822 0.9833 0.9845 0.9857 0.9869 0.9881 0.9893 27 0.9797 0.9809 0.9821 0.9833 0.9844 0.9856 0.9868 0.9880 0.9892 28 0.9797 0.9810 0.9823 0.9835 0.9848 0.9861 0.9874 0.9887 0.9900 29 0.9861 0.9865 0.9868 0.9872 0.9875 0.9879 0.9883 0.9886 0.9890 30 0.9847 0.9851 0.9854 0.9858 0.9862 0.9865 0.9869 0.9872 0.9876 Bảng 4.12. Điện áp các nút theo các bước nguyên của dung lượng bù tại nút 28 Nhận xét: Dung lượng bù tối ưu được xác định tại các vị trí nút 20 và nút 4 tương ứng là 3900 kVAr (1800 kVAr). Tổn thất công suất tác dụng khi bù tối ưu là: 149.58 kW, so với tổn thất ban đầu khi chưa bù là 214.81 kW, đã giảm được 65.23 kW. Nếu lấy USD/kW, USD/kWh, USD/kVAr [9], [10] thì số tiền tiết kiệm 1 năm tính được là: 15632.91 USD ( quy đổi ra VNĐ: 36467.6 x 17000 = 619949200 VNĐ). Theo trình phương pháp đã trình bày, hoàn có thể giải quyết bài toán tối ưu hóa bù công suất phản kháng cho toàn bộ lưới hạ áp của trạm TG Trần Hưng Đạo, tuy nhiên bài toán sẽ có quy mô lớn hơn và sẽ tốn nhiều thời gian để tìm lời giải tối ưu. Trạm TG T.Hưng Đạo Lộ 972E12 1 2 11 3 4 10 13 12 14 15 19 16 17 18 20 9 8 7 6 5 21 22 26 23 24 25 28 27 29 30 Hình 4.6. Sơ đồ lưới với vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu Qbù.4 = 1800 kVAr Qbù.20 = 3900 kVAr Với các mô hình lưới phân phối tổng quát hơn, chẳng hạn tải thay đổi theo thời gian, cần có thêm sự đầu tư nghiên cứu để điều chỉnh và phát triển phương pháp tính toán cho phù hợp, chặt chẽ và khả thi. Các chỉ tiêu tính toán Kết quả Tổn thất CSTD khi không bù (kW) 214.81 Điện áp nút thấp nhất khi chưa bù (p.u) V28 = 0.9663 Điện áp nút cao nhất khi chưa bù (p.u) V2 = 0.9794 Dung lượng bù tối ưu (kVAr) Qbù.20 = 3900 Qbù.4 = 1800 Tổn thất CSTD khi đã bù tối ưu (kW) 149.58 Lượng giảm tổn thất CSTD khi bù tối ưu (kW) 65.23 Điện áp nút thấp nhất khi đã bù tối ưu (p.u) V28 = 0.9790 Điện áp nút cao nhất khi đã bù tối ưu (p.u) V2 = 0.9855 Tiết kiệm khi đã bù tối ưu (USD) 15632.91 Tiết kiệm khi đã bù tối ưu (VNĐ) 619949200 Bảng 4.13. Tổng hợp các kết quả tính toán Hình 4.7. Sơ đồ mô phỏng lưới điện với vị trí và dung lượng tụ bù tối ưu KẾT LUẬN Đánh giá đề tài dựa trên các mục tiêu đã đề ra Đề tài đã giải quyết được các mục tiêu đã đề ra, đó là: Giải quyết bài toán tối ưu hóa bù công suất phản kháng (vị trí đặt và dung lượng của thiết bị bù công suất phản kháng) trong lưới phân phối trên cơ sở ứng dụng lý thuyết tập mờ nhằm đảm bảo mục tiêu cực tiểu hóa hàm chi phí và cải thiện chất lượng điện năng. Phương pháp và thủ tục tính toán đơn giản, khả thi, dễ dàng trong sử dụng, thời gian tính toán nhanh nhanh chóng, kết quả đáng tin cậy, đặc biệt có thể dễ dàng thực hiện trên các máy tính cá nhân là các ưu điểm của phương pháp được đề cập trong đề tài. Khả năng áp dụng của đề tài Đề tài có thể được sử dụng trong tính toán quy hoạch, thiết kế xây dựng và vận hành lưới phân phối tại Điện lực các địa phương, là nơi có trách nhiệm trực tiếp quản lý và vận hành lưới phân phối. Các hướng phát triển của đề tài Đề tài có thể được phát triển theo hướng: áp dụng lý thuyết tập mờ để xác định các vị trí thích hợp đặt thiết bị bù kết hợp với thuật giải di truyền để xác định dung lượng bù tối ưu tại các vị trí thích hợp khi các phụ tải được xét biến đổi theo thời gian (theo các mùa trong năm và các khoảng thời gian trong ngày). Đây là bài toán quy hoạch phi tuyến tương đối phức tạp nhưng mang tính thời sự đang được phát triển, nghiên cứu ứng dụng ở trong nước và trên thế giới. Đối với nước ta, với đặc điểm của lưới phân phối đa phần là cũ kỹ, lạc hậu, phụ tải biến đổi lớn theo mùa và theo các khoảng thời gian trong ngày thì việc tính toán chính xác trong quy hoạch phát triển lưới phân phối càng trở nên quan trọng và có ý nghĩa thực tế. Vì vậy, việc nghiên cứu xây dựng và phát triển một chương trình tính toán riêng ứng dụng các phương pháp nêu trên là vấn đề cần thiết, mang tính thực tế cao, có khả năng ứng dụng tốt trong công tác quy hoạch, thiết kế xây dựng và vận hành lưới phân phối. Kiến nghị Như đã đề cập, việc nghiên cứu và tính toán tối ưu hóa bù công suất phản kháng trong lưới phân phối ở nước ta cần được quan tâm một cách đúng mức trong các công tác quy hoạch, thiết kế xây dựng và vận hành lưới phân phối nhằm giảm thiểu tổn thất công suất, tổn thất năng lượng để góp phần giảm tới mức thấp nhất chi phí vận hành, tiết kiệm năng lượng, mang lại lợi ích lớn nhất cho nền kinh tế. TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: [1]. Trần Bách, (2005), “Lưới điện và Hệ thống điện”, tập 1, NXB KHKT. [2]. Phan Đăng Khải, Huỳnh Bá Minh, (2000), “Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện”, NXB KHKT. [3]. Phan Xuân Minh, Nguyễn Doãn Phước, (2006), “Lý thuyết điều khiển mờ”, NXB KHKT. [4]. Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, (2000 ), “Thiết kế cấp điện”, NXB KHKT. [5]. Bùi Minh Trí, (2006), “Tối Ưu Hóa”, NXB KHKT. [6]. Điện lực Hai Bà Trưng, (2008), “Sơ đồ nguyên lý lưới điện”. II. TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG ANH: [7]. T. S. Abdel-Salam, A. Y. Chikhani, R. Hackam, (1994), “A New Technique for Loss Reduction Using Compensting Capacitors Applied to Distribution Systems With Varying Load Condition”, IEEE T-PWRD, Vol.9, No. 2, pp.819-827. [8]. M. Chis, M. M. A. Samala, S. Jayaram, (1997), “Capacitor Placement in Distribution Systems Using Heuristic Search Strategies”, IEE Proc.-Gener. Transm. Distrib., Vol. 144, No. 3, pp. 225-230. [9]. C. Chin, W. M. Lin, (1994), “Capacitor Placements for Distribution Systems with Fuzzy Algorithm”, Proceedings of the 1994 Region 10 Ninth Annual Intenational Conference, 1994, pp. 1025-1029. [10]. H. N. Ng, M. M. A. Samala, A. Y. Chikhani, (1996), “Capacitor Placement in Distribution Systems Using Fuzzy Technique”, Canadian Conference on Volume 2, Issue , 26-29 May 1996, pp. 790-793. [11]. M. M. A. Samala, A. Y. Chikhani, (1993), “A Simplified Network Approach to The VAR Control Problem For Radial Distribution Systems”, IEEE T-PWRD, Vol.8, No. 3, pp. 1529-1535. [12]. M. Damodar Reddy, V. C. Veera Reddy, (2008), “Capacitor Placement Using Fuzzy and Particle Swarm Optimization Method for Maximum Annual Savings”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, Vol.3, No. 3, pp. 25-30. [13]. M. Damodar Reddy, V. C. Veera Reddy, (2005), “Optimal Capacitor Placement Using Fuzzy and Real Coded Genetic Algorithm for Maximum Saving”, Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2005-2008 JATIT, pp. 219-226. [14]. George J. Klir, Bo Yuan, (1995), “Fuzzy Sets and Fuzzy Logic-Theory and Applications”, Prentice Hall PTR. [15]. Kwang Y. Lee and Mohamed A. El-Sharkawi, (2008), “Modern Heuristic Optimization Techniques Theory and Applications to Power Systems”, John Wiley & Sons. [16]. J.A. Momoh SM, K.Tomsovic, (1995), "Overview and Literature Survey of Fuzzy Set Theory in Power Systems", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 10, No.3, pp 1676-1680 [17]. K. Tomsovic, M.Y. Chow, (2000) “Tutorial on Fuzzy Logic Applications in Power Systems”, Prepared for the IEEE-PES Winter Meeting in Singapore January. [18]. Fuzzy Logic Toolbox™ 2 – User’s Guide, The Mathworks™. [19]. SymPowerSystems™ 4 – User’s Guide, The Mathworks™.