Luận án Nghiên cứu phương pháp xác định giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định hệ thống điện phức tạp, ứng dụng vào hệ thống điện Việt Nam

2 và d3 của nút 2 và nút 3 trong quá trình tăng CSPK nút 3. Trên đồ thị cũng thể hiện thay đổi điện áp U3 và góc công suất nút a3, là góc giữa véc tơ pháp tuyến của mặt cong Q3 với véc tơ tiếp tuyến của đường cong tạo bởi 2 mặt P2, P3.
Hình 2.11 Diễn biến các góc d2, d3 và a0 khi Q3 thay đổi
Nhận thấy, khi CSPK nút tải 3 tăng dần, các góc d2 và d3 thay đổi nhỏ (quỹ đạo gần với đường nằm ngang), trong khi điện áp U3 giảm nhanh từ 0.93 đến 0.53 ở gần giới hạn. Điều này phù hợp với lý thuyết đã trình bày ở các mục trên khi giả thiết CSPK nút 3 chủ yếu làm thay đổi điện áp nút trong khi có tác động nhỏ đến góc pha của các nút trong hệ thống. Góc công suất a3 đặc trưng cho mức độ ổn định thay đổi mạnh, rất dốc ở khoảng gần đến giới hạn, và đạt ~90o tại giới hạn ổn định (133 MVAr). Tính phi tuyến của của đặc tính góc công suất α cũng cho thấy sử dụng trực tiếp giá trị của nó (hay trị số cosα) không đủ đặc trưng cho độ xa của chế độ hiện hành đến chế độ giới hạn (không tỉ lệ với công suất tính bằng MVAr). 
Hình 2.12 minh họa sự thay đổi của các góc công suất a1(ứng với P2), a2 (ứng với P3) và a3 (ứng với Q3) khi tăng dần trị số CSPK Q3.
Hình 2.12 Diễn biến các góc công suất nút a1, a2 và a3 khi CSPK nút 3 thay đổi
Kết quả trên đồ thị cho thấy, khi hệ đạt gần với trạng thái giới hạn ổn định, tất cả các góc công suất a1, a2 và a3 đều tăng mạnh và đạt 90o ở 134 MVAr. Điều này cũng hoàn toàn phù hợp với lý thuyết vì khi đạt trạng thái giới hạn ổn định tĩnh, định thức Jacobi =0, tất cả các góc công suất đều phải bằng 90o(kể cả nút nguồn, ứng với P2).
Tính toán giới hạn CSTD phụ tải tại nút 3
Tương tự cách thực hiện trong mục trên, nhưng cho tăng dần công suất tải P3 của nút 3 từ chế độ đầu lên đến 300 MW và giải hệ phương trình CĐXL HTĐ theo (2.30). Mỗi lần giải hệ phương trình đều tiến hành tính và kiểm tra dấu của định thức Jacobi, nhằm tìm chính xác giới hạn công suất P3 theo điều kiện ổn định (lúc Det(J)=0).
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.3.
Bảng 2.3 Diễn biến thông số chế độ HTĐ và định thức Jacobi khi tăng dần CSTD phụ tải P3
P3(MW)
100
150
200
210
220
230
240
250
260
264
265
270
U3(pu)
0.93
0.90
0.86
0.85
0.83
0.82
0.79
0.77
0.72
0.67
0.67
0.67
d3 (độ)
-6.29
-10.21
-14.72
-15.76
-16.86
-18.08
-19.44
-21.08
-23.44
-25.83
-25.88
-26.08
Det(J)
172.2
146.7
107.8
97.9
87.0
74.9
61.2
44.7
21.8
0.120
-0.010
-0.001
Từ bảng kết quả trên (của phương pháp giải tích trực tiếp), nhận thấy định thức Jacobi chuyển dấu âm khi P3 đạt 265 MW, do đó, giới hạn ổn định tĩnh đối với CSTD nút tải 3 nằm giữa (264 - 265) MW. Ta lấy gần đúng P3gh=264 MW (tương ứng khi Det(J)=0.12).
Trong trường hợp này, tính theo phương pháp NSTC với chế độ đầu P3 = 100 MW (mục 2.3.2) ta nhận được giới hạn Pm3 =383MW (sai số ≈27%). Sai số tương đối lớn có thể giải thích bởi 2 nguyên nhân: Giá trị P3 trong chế độ đầu được tính là 100 MW, ở khá xa giới hạn thực là 264 MW. Nguyên nhân khác là do trong thực tế giá trị điện áp nút 3 có suy giảm khi tăng P3 từ 100 MW lên 264 MW, trong khi phương pháp NSCT đã giả thiết sự thay đổi của U3 theo P3 là nhỏ, bỏ qua.
Hình 2.13 thể hiện sai số của phương pháp NSTC khi chế độ đầu P3 gần với giới hạn 264 MW. Khi P3 ban đầu tiến đến giới hạn thì kết quả P3gh tính theo phương pháp NSTC cũng giảm dần về trị số đúng là 264 MW. (Trên hình cũng vẽ đường cong biến thiên trị số Det(J) nhằm kiểm tra vị trí đúng của giới hạn công suất P3 theo điều kiện ổn định.
Hình 2.13 Công suất giới hạn Pm3 và |J| tương ứng với sự thay đổi của CSTD tải P3
Kết quả cũng cho thấy trị số định thức ma trận Jacobi suy giảm nhanh khi tăng CS tải P3 và đi qua giá trị 0 ở trạng thái giới hạn ổn định P3=264 MW.
Sự thay đổi các góc công suất nút a1 (đặc trưng cho CSTD P2), a2 (đặc trưng cho CSTD P3) và a3 (đặc trưng cho CSPK Q3) khi tăng dần công suất P3 được thể hiện trong đồ thị hình 2.14.
Hình 2.14 Diễn biến các góc công suất ai khi thay đổi CSTD tải P3
Tính toán giới hạn CSTD của nguồn phát tại nút 2
Theo giả thiết ban đầu của bài toán, nút 2 là nút nguồn P-V, tức là nguồn máy phát điện bơm vào nút 2 có khả năng giữ được mô đun điện áp U2 = const = 1.0 pu, còn CSTD điều chỉnh theo yêu cầu. Giới hạn CSTD nguồn phát tại nút 2 sẽ được xác định theo kịch bản tăng dần công suất phát P2 cho đến khi hệ mất ổn định tĩnh, trong khi giữ nguyên CSTD của phụ tải nút 3. Nút cân bằng là thanh cái NMĐ 1. Thực chất trong kịch bản này khi P2 tăng thì công suất phát của NMĐ 1 sẽ giảm. Biến động này có khả năng dẫn đến hệ thống bị mất ổn định. 
Tính toán được thực hiện với việc tăng dần CSTD nguồn phát P2 từ 70 MW đến 750 MW, mỗi lần tính đều kiểm tra định thức Jacobi để tìm ra chế độ giới hạn đúng theo điều kiện Det(J) = 0. Tổng hợp kết quả thông số chế độ và định thức Jacobi nhận được như bảng 2.4.
Bảng 2.4 Thông số chế độ khi tăng dần công suất phát P2
P2 (MW)
70
100
200
300
400
450
500
550
600
650
680
683
684
685
U3 (pu)
0.93
0.93
0.92
0.91
0.89
0.88
0.86
0.83
0.80
0.74
0.67
0.63
0.63
0.63
d2 (độ)
-3.08
1.54
6.18
11.00
16.17
18.99
22.04
25.46
29.51
34.98
41.40
43.81
43.85
43.87
Det(J)
170.8
172.5
165.8
150.8
127.3
112.4
95.3
75.8
53.6
27.4
5.4
0.057
0.006
0.000
Kết quả cho thấy định thức Jacobi suy biến tại P2 = 685 MW, HTĐ đạt trạng thái giới hạn ổn định khi P2gh=684 MW.
Trong trường hợp này kết quả tính toán CSTD giới hạn nút 2 theo phương pháp NSTC trong phần trên (mục 2.3.2) nhận được Pm2=515,8 MW. Sai số đến -24% (theo hướng nhỏ hơn). Sai số lớn có thể được giải thích do chế độ đầu P2 = 70 MW nằm rất xa giới hạn 684 MW. Ngoài ra, giả thiết trạng thái nguồn trong các trường hợp không hoàn toàn giống nhau. Khi tính toán giới hạn theo phương pháp NSTC, các máy phát được giả thiết tiến tới giới hạn ở chế độ (P,Q) nghĩa là điện áp thanh cái nguồn có thể giảm dần so với giá trị đầu khi tăng công suất P2, làm giảm thêm công suất giới hạn. Trong tính toán giải tích trực tiếp (tính lặp) theo mô hình (2.30) điện áp thanh cái được giả thiết giữ được không đổi từ chế độ đầu cho đến giới hạn, vì thế kết quả P2gh nhận được lớn hơn.
Trong thực tế, tùy thuộc vào vị trí máy phát trong sơ đồ và cấu trúc của TĐK (quyết định giới hạn điều chỉnh điện áp), chế độ nguồn có thể thay đổi trong quá trình tăng công suất phát. Khi P2 tăng, lúc đầu U2 giữ được không đổi, khi TĐK hết giới hạn điều chỉnh thì U2 bắt đầu giảm, kéo theo sự sụt giảm trị số công suất giới hạn. Như vậy, trị số giới hạn thực của CSTD phát nằm giữa 2 giả thiết trên (nút nguồn (P,Q) và nút nguồn (P,V) lý tưởng). Về nguyên tắc, nếu không tính lặp sẽ không có khả năng dự báo chính xác được lúc TĐK hết giới hạn. Chính vì thế, để nhận giới hạn an toàn, phương pháp NSTC chọn mô hình (P,Q) cho nút nguồn khảo sát (các nguồn còn lại có thể là (P,V) hoặc (P,Q) tùy theo trạng thái đang vận hành). Thực tế nếu trạng thái nút khảo sát là nút nguồn nguy hiểm (gần giới hạn) thì nó cũng đang ở trạng thái hết giới hạn điều chỉnh điện áp. Khi đó phương pháp NSTC đảm bảo độ chính xác cao. 
Hình 2.15 thể hiện kết quả tính toán định thức Jacobi và kết quả tính giới hạn P2 theo phương pháp NSTC với các giá trị đầu khác nhau của P2.
Hình 2.15 Diễn biến giới hạn CSTD Pm2 tương ứng với các giá trị của P2
Từ đồ thị trên nhận thấy, khi hiện trạng công suất tác dụng của nguồn P2 càng gần với giới hạn ổn định thì công suất Pm2 tính theo phương pháp NSTC càng sát với kết quả tính toán theo phương pháp trực tiếp (P2gh=684 MW).
Diễn biến góc công suất a1, a2 và a3 khi tăng dần công suất phát P2 được thể hiện trong đồ thị hình 2.16.
Hình 2.16 Sự thay đổi các góc công suất ai khi công suất nguồn P2 tăng dần
Nhận thấy góc công suất a1 và a2 ít thay đổi trong khoảng 0-500 MW, khi tiến gần đến giới hạn ổn định, giá trị góc công suất tăng mạnh và đạt giới hạn ở 90o (P2=684 MW). Đây cũng là trạng thái định thức Jacobi của hệ phương trình CĐXL suy biến Det(J)= 0.
Ví dụ áp dụng phương pháp ngoại suy tiệm cận với sơ đồ HTĐ phức tạp
Trong mục này sẽ trình bày các ví dụ áp dụng phương pháp NSTC cho sơ đồ HTĐ phức tạp, nhằm tiếp tục kiểm chứng độ chính xác của phương pháp NSTC đồng thời minh họa khả năng áp dụng phương pháp này trong việc xác định giới hạn công suất nút theo điều kiện ổn định, tìm kiếm nút yếu, đánh giá độ dự trữ ổn định hệ thống.
Các sơ đồ được lựa chọn để tính toán là những sơ đồ mẫu IEEE và sơ đồ thực tế HTĐ Việt Nam. Các sơ đồ HTĐ mẫu được sử dụng là sơ đồ Ward & Hale 6-Bus [26] và IEEE 14-Bus . Sơ đồ tính cho HTĐ Việt Nam là lưới điện Miền Tây Nam bộ năm 2016 [5]. Hệ thống điện Miền Tây bao gồm 138 nút và 288 nhánh, có 3 cấp điện áp 500 kV, 220 kV và 110 kV. Đây là khu vực lưới điện có cấu trúc được coi là khá yếu về mặt ổn định do phạm vi cấp điện trải rộng, số nguồn cấp điện ít, các đường dây 110kV chủ yếu là mạch đơn, hình tia, chiều dài lớn.
Như đã trình bày trong mục 2.2.5, với sơ đồ HTĐ phức tạp, để xác định các giới hạn công suất theo điều kiện ổn định bằng phương pháp NSTC cũng cần xây dựng các chương trình tính toán. Chương trình sẽ cho phép xác định các chỉ số giới hạn ổn định theo hàng loạt các kịch bản khác nhau dựa trên thông tin về trạng thái hiện hành của HTĐ.
Trong luận án đã thiết lập chương trình (trên ngôn ngữ Delphi) theo cấu trúc hình 2.8. Chương trình được thiết lập như một mô đun bổ sung của chương trình CONUS đang sử dụng của bộ môn HTĐ trường ĐHBK Hà Nội. Sau khi tính toán CĐXL bằng chương trình CONUS toàn bộ số liệu về trạng thái hiện hành và ma trận Jacobi được chuyển tiếp sang mô đun chương trình. Tiếp theo là thuật toán xác định các trị số giới hạn công suất tương ứng với phương pháp NSTC. Kết quả tính toán cho các sơ đồ ví dụ tiếp sau là sản phẩm tính toán của mô đun chương trình này.
Một thuận lợi là trong chương trình CONUS đã có sẵn chức năng tính toán giới hạn công suất truyền tải theo điều kiện ổn định bằng phương pháp lặp liên tiếp (cho mỗi kịch bản được thiết lập).Chương trình cũng đã được ứng dụng thực tế khi luận chứng sự cần thiết và tính toán khả năng truyền tải của đường dây liên kết 500 kV Bắc Nam, kết nối thủy điện Hòa Bình với trạm Phú Lâm. Để so sánh đánh giá sai số của phương pháp NTSC, trong luận án sử dụng chức năng này. Một vài sơ đồ mẫu còn được sử dụng làm ví dụ tính toán theo phương pháp khác, luận án cũng lấy các kết quả trong các công bố này để so sánh, đặc biệt là kết quả trong [32] cùng dựa trên khái niệm góc công suất nút α.
Sơ đồ Ward & Hale 6-Bus
Sơ đồ Ward & Hale gồm 6 nút, trong đó có 2 nút nguồn (nút 1 và nút 2), 3 nút tải (3,5,6), hai tụ bù tĩnh lắp tại nút 4 và 6. Có 2 nhánh máy biến áp là nhánh 4-3 và 6-5 (hình 2.17). Chi tiết thông số của sơ đồ được thể hiện rõ trong phụ lục luận án.
Hình 2.17 Sơ đồ Ward & Hale 6-Bus
Kết quả tính toán trạng thái xác lập đầu của sơ đồ thể hiện trong bảng 2.5 (tính bằng chương trình CONUS).
Bảng 2.5 Kết quả tính toán thông số chế độ ban đầu HTĐ Ward & Hale
Nút
Pphát (MW)
Qphát (MVAr)
Ptải (MW)
Qtải (MVAr)
Điện áp (pu)
Góc pha (độ)
1
97.7
28.1
0.0
0.0
1.0
0.0
2
50.0
41.8
0.0
0.0
1.10
-8.0
3
0.0
0.0
55.0
13.0
0.839
-14.8
4
0.0
0.0
0.0
0.0
0.929
-11.3
5
0.0
0.0
30.0
18.0
0.872
-14.9
6
0.0
0.0
50.0
5.0
0.892
-14.1

Kết quả nhận được theo phương pháp NSTC đề xuất trong luận án (tính bằng chương trình):
*Ketqua tinh toan:
 Th.so Alpha PQ0 PQm DPQ D Kdt
 - (do) (MW) (MW) (MW) (%) (%) 
 Ppt 3 82.7 55.00 120.14 65.14 54.2 118.4
 Ppt 5 79.0 30.00 89.83 59.83 66.6 199.4
 Ppt 6 79.5 50.00 126.04 76.04 60.3 152.1
 Png 2 68.3 50.00 105.42 55.42 52.6 110.8
 Qpt 3 79.1 13.00 48.67 35.67 73.3 274.4
 Qpt 5 67.9 18.00 52.25 34.25 65.6 190.3
 Qpt 6 73.2 5.00 49.86 44.86 90.0 897.2
Ở đây, tất cả các kịch bản thay đổi (tăng thêm) công suất nút đều được tính toán, với các trị số giới hạn của CSTD hoặc CSPK (cột PQm). Khoảng cách giữa chế độ đầu (PQ0) đến chế độ giới hạn được tính toán (cột DPQ), từ đó xác định chỉ tiêu dự trữ ổn định (theo kịch bản nút). Nút có hệ số dự trữ thấp có thể coi là nút yếu. Ở đây D% là khoảng cách tương đối của công suất nút đến trị số giới hạn: D% = (DPQ/PQm).100%.
Tiếp theo, có thể sử dụng chức năng tính lặp liên tiếp của chương trình CONUS lần lượt tính giới hạn công suất cho từng kịch bản thay đổi công suất các nút. Kết quả dùng làm chuẩn để so sánh sai số của các phương pháp NSTC. Tuy nhiên, như đã giới thiệu ở trên, sơ đồ Ward & Hale cũng được sử dụng trong công trình [32] để đánh giá sai số của một phương pháp dự báo đề xuất. Để cùng chuẩn so sánh, ở đây lấy kết quả tính lặp của công trình [32]. Bảng 2.6 so sánh kết quả của 3 phương pháp: tính lặp liên tiếp bằng chương trình của [32] (lấy làm chuẩn), phương pháp NSTC của luận án và phương pháp dự báo đề xuất trong [32]. 
Bảng 2.6 Các kết quả tính toán sơ đồ Ward & Hale 6-Bus (Sbase=100MVA)
Số liệu tính toán
Giới hạn ổn định CS nút
Độ lệch của NSTC so với tính lặp [32]
Độ lệch của chỉ tiêu theo [32] so với tính lặp [32]
Nút
Thông số
Chế độ đầu
Tính lặp theo [32]
Theo NSTC
Phương pháp của [32]
3
P3
0.55
1.26
1.201
1.3866
-4.68%
10.05%
5
P5
0.3
0.94
0.898
1.0643
-4.47%
13.22%
6
P6
0.5
1.32
1.26
1.5064
-4.54%
23.48%
2
PG
0.5
không tính
1.054
không tính
N/A
N/A
3
Q3
0.13
0.72
0.486
2.2225
-32.50%
208.68%
5
Q5
0.18
0.71
0.52
2.1739
-26.76%
206.18%
6
Q6
0.05
0.8
0.498
2.6598
-37.75%
232.48%
Nếu lấy kết quả tính lặp của chương trình CONUS làm chuẩn kết quả nhận được như bảng sau:
Số liệu tính toán
Giới hạn CS nút
So sánh sai số
Nút
Thông số
Chế độ đầu
Tính lặp theo CONUS
DPQ
PQm
Độ lệch của NSTC so với tính lặp CONUS
Độ lệch của chỉ tiêu theo [32] so với tính lặp CONUS
3
P3
0.55
0.975
0.651
1.201
23.18%
42.22%
5
P5
0.3
0.7
0.598
0.898
28.28%
52.04%
6
P6
0.5
0.988
0.76
1.26
27.53%
52.47%
2
PG
0.5
1.46
0.554
1.054
-27.80%
N/A
3
Q3
0.13
0.55
0.357
0.486
-11.64%
304.09%
5
Q5
0.18
0.492
0.343
0.52
5.69%
341.85%
6
Q6
0.05
0.492
0.449
0.498
1.22%
440.61%
Nhận xét, thảo luận: 
1) Sai số của các phương pháp dự báo (ngoại suy theo trạng thái hiện hành) nói chung đều lớn. Đây là khó khăn cố hữu gặp phải do tính phức tạp của mô hình HTĐ trong khi mong muốn có kết quả dự báo nhanh, tính toán đơn giản. Những đề xuất khác nhau chỉ hy vọng kết quả khả dĩ hữu ích cho các ứng dụng thực tế (không đòi hỏi độ chính xác cao). Hiện nay các kết quả nghiên cứu theo hướng này còn rất khiêm tốn.
2) Trong ví dụ này sai số của phương pháp NSTC đề xuất trong luận án được cải thiện hơn rất nhiều so với phương pháp đề xuất trong [32] (cùng dựa trên khái niệm góc công suất). Lý do có thể dựa vào để giải thích kết quả này là do công thức dự báo quá đơn giản đề xuất trong [32]. Sau khi xác định được góc công suất αi, các tác giả đề xuất lấy trị số công suất tỉ lệ với cosα làm giá trị đo độ xa khoảng cách đến giới hạn (ở trị số tương đối):
	 .
Khi α tiến tới 90o thì Dd tiến tới 0, nhưng do quan hệ phi tuyến (không tỉ lệ) của Dd với công suất nút nên sai số sẽ lớn khi điểm dự báo nằm xa giới hạn. 
3) Để kiểm tra lại sai số phương pháp NSTC khi chế độ đang vận hành gần hơn với giới hạn ổn định, ta tiến hành tính toán với giả thiết phụ tải các nút của sơ đồ tăng thêm 20%. Xuất phát từ chế độ này phương pháp NSTC tính được giới hạn công suất các nút như bảng sau:
Bảng 2.7 Kế quả tính toán giới hạn ổn định sơ đồ Ward&Hale khi công suất tải tăng 20%
 Th.so Alpha PQ0 PQm DPQ D Kdt
 - (do) (MW) (MW) (MW) (%) (%) 
 Ppt 3 84.6 66.00 94.48 28.48 30.1 43.2
 Ppt 5 81.7 36.00 65.94 29.94 45.4 83.2
 Ppt 6 82.2 60.00 93.64 33.64 35.9 56.1
 Png 2 71.5 50.00 89.00 39.00 43.8 78.0
 Qpt 3 82.9 15.00 33.33 18.33 55.0 122.2
 Qpt 5 75.2 21.00 38.65 17.65 45.7 84.0
 Qpt 6 79.7 6.00 28.35 22.35 78.8 372.6
Bảng 2.8 So sánh kết quả tính GHÔĐ theo phương pháp lặp (CONUS) và NSTC
Số liệu tính toán
Giới hạn ổn định CS nút khi tải tăng 20%
Độ lệch của NSTC so với tính lặp CONUS
Nút
Thông số
Chế độ đầu
Tính lặp theo CONUS
Theo NSTC
3
P3
0.66
0.832
0.9448
13.55%
5
P5
0.36
0.55
0.6594
19.89%
6
P6
0.60
0.772
0.9364
21.29%
2
PG
0.5
1.302
0.89
-31.64%
3
Q3
0.15
0.312
0.3333
6.82%
5
Q5
0.21
0.405
0.3865
-4.56%
6
Q6
0.06
0.263
0.2835
7.79%

Từ bảng trên có thể thấy sai số nhỏ hơn đáng kể (so với kết quả tính lặp của chương trình CONUS). Thực ra số liệu cho ban đầu của sơ đồ mẫu tương ứng với chế độ rất non tải của hệ thống (xét theo tổng trở các nhánh đường đường dây). Cũng vì thế sai số của phương pháp NSTC và các phương pháp dự báo khác đều khá lớn.
Tính toán áp dụng cho hệ thống điện IEEE 14-Bus
Trong ví dụ này ta áp dụng phương pháp NSTC để đánh giá hiệu quả bù CSPK đến hệ số dự trữ ổn định hệ thống. Sơ đồ HTĐ IEEE 14-Bus được thể hiện trên hình 2.19. Các số liệu chi tiết được cho trong Phụ lục 2.
13.8 kV
66 kV
Hình 2.18 Sơ đồ HTĐ IEEE 14-Bus
Sơ đồ này cũng được nhiều tác giả sử dụng để nghiên cứu hiệu quả bù CSPK. Phương án bù được xem xét đặt tại các nút 3, 6, 8 nhằm cải thiện điện áp lưới 13,8 kV và nâng cao ổn định. Ở đây, ta kiểm tra hiệu quả cải thiện ổn định thông qua tính toán hệ số dự trữ ổn định các nút bằng phương pháp NSTC.
Trước hết ta tính toán xác định chỉ tiêu ổn định cho hệ thống không bù.
Thông số trạng thái chế độ xác lập của hệ thống nhận được như sau:
Bảng 2.9 Thông số trạng thái chế độ xác lập HTĐ IEEE 14 Bus
 Nut U Pf Qf Pt Qt Delta
 3 0.9510 0.0000 0.0000 0.9420 0.1900 -0.2784
 4 0.9550 0.0000 0.0000 0.4780 -0.0390 -0.2233
 5 0.9620 0.0000 0.0000 0.0760 0.0160 -0.1902
 6 0.8900 0.0000 0.0000 0.1120 0.0750 -0.3407
 9 0.8800 0.0000 0.0000 0.2950 0.1660 -0.3579
 10 0.8730 0.0000 0.0000 0.0900 0.0580 -0.3644
 11 0.8770 0.0000 0.0000 0.0350 0.0180 -0.3569
 12 0.8720 0.0000 0.0000 0.0610 0.0160 -0.3676
 13 0.8670 0.0000 0.0000 0.1350 0.0580 -0.3706
 14 0.8520 0.0000 0.0000 0.1490 0.0500 -0.3957
 7 0.9040 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.3091
 8 0.9040 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 -0.3091
 2 1.0500 0.4000 2.1230 0.0000 0.0000 -0.1162
 1 1.0000 2.1340 -0.9950 0.0000 0.0000 0.0000
Có thể nhận thấy điện áp các nút xa nguồn giảm khá thấp, dưới 0.9 pu như nút 6, 9, 10 - 14. Để điện áp khu vực lưới phân phối gồm các nút trên được cải thiện, cần thiết phải đặt bù CSPK tại một số nút. Phương pháp NSTC đề xuất trong luận án có thể đưa ra các gợi ý đặt bù trên quan điểm cải thiện giới hạn ổn định tĩnh HTĐ, thông qua việc đặt bù CSPK tại những nút yếu nhất trong hệ thống.
Tính toán giới hạn CSTD và CSPK theo tiêu chí ổn định tĩnh HTĐ bằng phương pháp NSTC được kết quả như bảng sau:
Bảng 2.10 Kết quả tính toán giới hạn công suất nút case IEEE 14-Bus
Bus
Th.so
Alpha
PQ0
PQm
Kdt%
2
Png-2
78.8
0.400
6.276
93.6%
3
Ppt-3
75.0
0.942
3.106
69.7%
4
Ppt-4
86.5
0.478
2.669
82.1%
5
Ppt-5
85.8
0.076
2.932
97.4%
6
Ppt-6
85.6
0.112
1.300
91.4%
7
Ptg-7
85.5
0.000
1.470
100.0%
8
Ptg-8
78.9
0.000
1.264
100.0%
9
Ppt-9
86.7
0.295
1.332
77.9%
10
Ppt-10
85.6
0.090
1.201
92.5%
11
Ppt-11
82.6
0.035
1.164
97.0%
12
Ppt-12
80.9
0.061
1.055
94.2%
13
Ppt-13
84.6
0.135
1.099
87.7%
14
Ppt-14
79.2
0.149
1.030
85.5%
3
Qpt-3
61.7
0.190
1.428
86.7%
4
Qpt-4
84.7
-0.039
0.944
104.1%
5
Qpt-5
83.9
0.016
1.061
98.5%
6
Qpt-6
85.5
0.075
0.374
80.0%
7
Qtg-7
85.3
0.000
0.385
100.0%
8
Qtg-8
78.5
0.000
0.328
100.0%
9
Qpt-9
86.7
0.166
0.451
63.2%
10
Qpt-10
85.4
0.058
0.341
83.0%
11
Qpt-11
82.3
0.018
0.302
94.0%
12
Qpt-12
79.9
0.016
0.278
94.2%
13
Qpt-13
84.2
0.058
0.319
81.8%
14
Qpt-14
78.3
0.050
0.299
83.3%
Kết quả tính toán giới hạn ổn định đã chỉ ra các nút yếu (có dự trữ thấp) về mặt ổn định là 3, 9, 6. Việc quan sát nút yếu không chỉ căn cứ vào dự trữ ổn định theo công suất phản kháng (nút 9, 6), mà còn căn cứ vào dự trữ công suất tác dụng (nút 3). Đây chính là 3 nút đặt bù CSPK trong sơ đồ gốc (đặt bù tại nút 9 được thay bằng nút 8 là nút trung gian của máy biến áp cho thuận lợi).
Để thấy rõ được hiệu ứng của việc đặt bù CSPK đối với giới hạn ổn định CS nút, cần tính toán lại giới hạn ổn định CSTD và CSPK các nút sau khi bù. Dung lượng bù tại các nút 3, 6, 8 lần lượt là: 40 MVAr, 24 MVAr và 24 MVAr. Kết quả tổng hợp tính toán các chỉ số trước và sau khi đặt bù được thể hiện trong bảng:
Bảng 2.11 So sánh các chỉ số giới hạn ổn định trước và sau khi đặt bù
Bus
Th.so
Alpha
PQ0
PQgh (trước bù)
PQgh (sau bù)
CS giới hạn tăng thêm
Kdt% (trước bù)
Kdt% (sau bù)
2
Png-2
78.8
0.400
6.276
6.3