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.