Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 1 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 1](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-1_FttAdMMUAc.jpg)
Trang 1
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 2 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 2](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-2_4akpPMVNnA.jpg)
Trang 2
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 3 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 3](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-3_telqDj35d7.jpg)
Trang 3
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 4 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 4](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-4_RzFS2PLStx.jpg)
Trang 4
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 5 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 5](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-5_rCCrR9jewk.jpg)
Trang 5
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 6 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 6](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-6_GCnITFgp3g.jpg)
Trang 6
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 7 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 7](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-7_O9XhFdDGaD.jpg)
Trang 7
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 8 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 8](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-8_uWsc0hyPAn.jpg)
Trang 8
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 9 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 9](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-9_HboedLhjA6.jpg)
Trang 9
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 10 Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối trang 10](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/image/2024/03/02/304/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta-trang-10_U96qPaA8kB.jpg)
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối
![Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối Luận án Xây dựng thuật toán trí tuệ nhân tạo cho bài toán tái cấu trúc lưới điện phân phối](https://s1.thuvienluanvan.org/d2fndtiye73ondva/thumb/2024/03/02/luan-an-xay-dung-thuat-toan-tri-tue-nhan-tao-cho-bai-toan-ta_pcxfkHEUDD.jpg)
đã hoàn toàn hình tia, tiến hành kiểm tra điều kiện vận hành là điều kiện vi phạm sụt áp và quá tải, nếu trường đúng thì mở các khóa có dòng điện bé nhất tiếp theo trong vòng kín, trường hợp sai thì kiểm tra điều kiện dòng qua khóa nhỏ nhất và quá trình này thực hiện với tất cả các vòng độc lập Qúa trình kết thúc khi tất cả các vòng độc lập được kiểm tra và lưới điện ở trạng thái hình tia Hình 2.7 Sơ đồ thuật toán tái cấu trúc lưới điện có DG và tụ bù tìm P bé nhất Ta nhận thấy, thuật toán đề xuất được thực hiện qua 2 giai đoạn, trong giai đoạn thứ nhất việc giải bài toán phân bố công suất chỉ cần thực hiện 1 lần, đây là ưu điểm nổi bật của thuật toán đề xuất, vì đã giảm được việc phải tính nhiều lần khi giải bài toán tái cấu trúc (ở hầu hết các nghiên cứu trước đây). Trong giai đoạn 2 với mức giảm G lớn nhất sẽ cho độ giảm P là lớn nhất, các bước giảm của G tiếp theo sẽ cho độ giảm P là không đáng kể nên chỉ có tác dụng chỉ ra được cấu hình lưới điện phân phối có P tăng ít nhất mà thôi (so với lưới điện kín), nhưng nó mang ý nghĩa khi vận hành lưới điện phân phối trong thời gian rất dài. Nhờ có điểm khác biệt này mà các thành phần dòng điện Ip và Iq của các DG và tụ điện được xét ảnh hưởng lên MN MN thành phần IP và IQ còn lại trong suốt quá trình lặp. Thuật toán này có các đặc điểm sau: Hàm mục tiêu trình bày trong phần này có xét đến yếu tố điện trở của vòng độc lập. Đây là hàm mục tiêu mới (các nghiên cứu trước đây thường là giảm trực tiếp hàm P = I2R, hoặc chỉ đơn thuần đi tìm nhánh có dòng bé nhất). Hàm G có ý nghĩa như là một chỉ tiêu so sánh nên việc tìm cấu hình lưới điện phân phối có mức tăng P ít nhất thực chất đã được đưa về bài toán xác định hàm suất tăng tổn thất công suất (hàm G) trên phạm vi toàn lưới điện phân phối. Điều này đã giúp thuật toán mạnh hơn và nhanh hơn trong việc tìm cấu hình tối ưu có mức P tăng ít nhất so với lưới kín. Hàm G vừa xét được giá trị tổn thất P, vừa xét đến yếu tố điện trở của lưới điện phân phối (Rvòng), do đó xét được độ ảnh hưởng qua lại giữa các khoá điện với kết nối của DG và tụ điện đến toàn lưới điện phân phối. Đây là sự khác biệt so với các nghiên cứu trước đây. Bởi vì nếu bỏ qua yếu tố điện trở chúng ta thường lựa chọn những nhánh có dòng bé nhất trong lưới điện phân phối để mở trước, điều này dẫn đến có thể phải mở những khoá điện ở phía xa nguồn, mà trong thực tế những khoá điện này thường không được mở (vì nếu mở chúng thì những phụ tải phía sau sẽ không có điện). Do đó việc tìm P tối ưu cho phép tránh được cực tiểu địa phương và không mất thời gian kiểm tra lại xem tất cả các phụ tải có được cấp điện hay không. Ngoài ra nó còn có ý nghĩa khi so sánh giá trị hàm G khi trong lưới điện phân phối có rất nhiều cặp khoá cạnh tranh (để lựa chọn cặp khoá nào mở trước, cặp khoá nào mở sau). Trong trường hợp khoá điện có dòng bé nhất chạy qua không trùng với khoá điện mở hiện trạng, hàm G sẽ chọn các cặp cùng vòng để giảm tối đa không gian tìm kiếm, nghĩa là vừa thoả mãn lưới điện phân phối cuối cùng sẽ là hình tia, vừa giảm được tổn thất công suất. Điều này sẽ tránh được khó khăn mà [65], [75] cũng như các nghiên cứu khác đã gặp phải khi lưới điện phân phối có số tổ hợp khoá mở quá lớn. 2.3 Mô phỏng và đánh giá kết quả nghiên cứu 2.3.1 Mô phỏng kết quả nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của tụ bù đến tái cấu trúc lưới điện phân phối. a. Khảo sát trên lưới điện phân phối đơn giản Hình 2.8 Sơ đồ lưới điện đơn giản xét ảnh hưởng tụ bù Xét lưới điện phân phối đơn giản tại hình 2.8, công suất tải, tụ bù và thông số cấu trúc được trình bày tại bảng 2.3. Khảo sát giá trị tổn thất P trên tất cả các cấu trúc vận hành có thể của lưới điện phân phối hình 2.8 như tại bảng 2.4 Tại TH1 và TH2, cấu trúc lưới điện phân phối có P bé nhất lần lượt mở khoá điện tại nhánh N4 và N5 Bảng 2.3 Thông số lưới điện và tụ bù Bảng 2.4 Kết quả cấu trúc lưới điện So sánh cấu trúc vận hành của lưới điện phân phối giữa việc dùng giải thuật xác định cấu trúc có P bé nhất không xét đến ảnh hưởng của tụ bù của [10] và giải thuật đề nghị, kết quả được nêu tại bảng 2.2 Mức chênh lệch P giữa 2 cấu trúc lưới điện phân phối của 2 lần khảo sát tại TH1 là 1,3kW và TH2 là 4,6kW. Giải thuật tại [10] chỉ tìm được cấu trúc lưới điện phân phối có P bé nhất khi bỏ qua các tụ bù trên lưới. Trong khi đó, nếu dùng (2.8) để tính dòng cần chuyển tải như giải thuật đề nghị đã thực sự chỉ ra này không phải là cấu trúc trúc lưới điện phân phối có P bé nhất khi có tính đến các tụ bù. b. Khảo sát trên lưới điện phân phối phức tạp Hình 2.9 Sơ đồ lưới điện phân phối 3 nguồn Xét lưới điện phân phối 3 nguồn tại [17], các tụ bù được lắp tại các nút 5, 6, 9, 11, 12, 14, 16 với dung lượng lần lượt là 1.1, 1.2, 1.2, 0.6, 3.7, 1.8, 1.8MVAr. Cấu trúc lưới điện phân phối có P bé nhất được xác định bằng giải thuật đề nghị là 19, 17, 26. Cấu trúc này hoàn toàn tương tự cấu trúc nêu tại [17,54,61]. Khảo sát trên lưới điện phân phối 1 nguồn phức tạp của Baran&Wu [11]. Cấu trúc có P bé nhất được xác định bởi nhiều nghiên cứu [54,61] là mở các khoá 37, 7, 9, 14, 32. Tổn thất P chưa gắn tụ là 30.0 kW. Tiến hành lắp tụ vào các vị trí hợp lý để giảm P tại các nút B4 (400kVar), B8 (400kVar), B16 (200kVar), B23 (200kVAr), B27 (300kVAr), khi đấy P giảm còn 26,6 kW. Sử dụng giải thuật đề nghị để tìm cấu trúc lưới điện phân phối giảm P có xét đến các tụ bù. Kết quả cũng cho cấu trúc lưới điện phân phối tương tự như các giải thuật nêu tại [8,9]. Thay đổi vị trí, dung lượng, số lượng tụ bù tại các vị trí mới: B4 (200kVar), B8 (200kVar), B12 (200kVar), B16 (100kVar), B20 (200kVAr) B23 (100kVAr), B27 (150kVAr), B30 (200kVAr) Tiến hành tương tự các khảo sát như trên, cấu trúc lưới vẫn không thay đổi và có P = 25,5 kW c. Nhận xét Qua các khảo sát trên lưới điện phân phối đơn giản và phức tạp có tụ bù, cấu trúc lưới điện có P bé nhất có xét đến tụ bù được xác định bằng các giải thuật nêu tại [10,17,24] hay như giải thuật đề nghị có thể không thay đổi hoặc thay đổi rất ít vì những lý do như sau: - Đối với lưới điện phân phối đơn giản, ít vòng, mức độ ảnh hưởng của tụ bù lên quá trình tái cấu trúc lưới lớn, cần phải xem xét và sử dụng giải thuật đề nghị để có cấu trúc lưới thực sự có P bé nhất - Đối với lưới điện phân phối phức tạp có nhiều vòng lồng nghép với nhau, mức độ ảnh hưởng của tụ bù lên quá trình tái cấu trúc lưới không thể hiện rõ ràng, các kết quả tương tự nhau. Có thể sử dụng giải thuật tái cấu trúc lưới không xét đến tụ bù mà vẫn cho kết quả tốt. - Cả 2 nhận xét trên dễ nhận thấy tại biểu thức (2.8) và (2.14). Đối với lưới điện phân phối đơn giản giá trị Qbù ảnh hưởng trực tiếp lên dòng thành phần công suất kháng cần chuyển tải và đủ lớn để làm thay đổi trạng thái khoá điện tối ưu theo nhận xét tại (2.9). Trong khi đấy, lưới điện phân phối phức tạp, nhiều vòng lồng ghép, tổng các thành phần điện trở nhánh tương hỗ giữa các vòng bị giảm theo biểu thức (2.14) nên mức độ ảnh hưởng của Qbù bị giảm đáng kể. - Những biểu hiện này phù hợp với các nghiên cứu mang tính định tính của R.E.Lee và C.L.Brooks [24], hay của Broadwater[10] nhưng đã được giải thích cụ thể bằng biểu thức toán tường minh và có tính định lượng tại nghiên cứu này. 2.3.2 Mô phỏng kết quả nghiên cứu của thuật toán đề xuất Xét lưới điện phân phối 16 nút có 21 nhánh; có 6 khoá đang mở; có 2 máy phát DG do G.Celli đề xuất tại [39] mô tả ở hình 2.7, thông số sơ đồ lưới điện [39]. Điện áp danh định của lưới điện là 6 kV. Hình 2.10 Sơ đồ lưới điện 16 nút – IEEE Trong lưới điện phân phối có 2 DG công suất lần lượt là 450kW (nút 9) và 630kW (nút 13). Quá trình tìm cấu hình vận hành để P nhỏ nhất được khảo sát trong 2 trường hợp: không kết nối DG và có kết nối DG. Ở đây giả thiết đồ thị phụ tải các nút đều tuân theo đồ thị phụ tải chung của hệ thống và các nút được tính toán cho trường hợp tải cực đại. Các trường hợp khác tính toán tương tự. Kết quả tìm kiếm cấu hình tối ưu sẽ được so sánh với kết quả của [39] và đối chiếu với trình TOPO trong PSS/ADEPT 5.0 để kiểm chứng ưu điểm của thuật toán. a. Mô tả quá trình tìm kiếm cấu hình lưới điện khi không có DG - Lưới điện phân phối hình tia ban đầu [39] có các khoá mở K21, K17, K18, K20, K10, K19. Tổn thất công suất ban đầu được tính bằng PSS/ADEPT 5.0: Pbanđầu = 171,6kW. - Tiến hành đóng tất cả các khoá điện trên lưới điện phân phối, giải bài toán phân bố công suất. Có 6 vòng độc lập (V) đi qua các khoá điện bao gồm: V1 (K1, K2, K21, K6), V2 (K3, K4, K17, K15, K14), V3 (K3, K4, K5, K18, K16, K15, K14), V4 (K14, K15, K20, K8, K7, K21), V5 (K7, K8, K10, K12, K11), V6 (K7, K8, K9, K19, K13, K12, K11). - Sau khi giải bài toán phân bố công suất trên lưới điện phân phối kín, thuần trở. Tiến hành tính hàm G và G ở giai đoạn 1 theo thuật toán đề xuất. Hàm G thay đổi ( G1 = 18342) sau lần lặp 1 khi xét vòng độc lập V1 (đóng K21 và mở K2). Hàm G tiếp tục thay đổi ở lần lặp 2 ( G3 = 25,49) khi xét vòng độc lập 3 (đóng 18 và mở 16). Các vòng độc lập khác không làm thay đổi G. Tổn thất công suất ở giai đoạn 1 lúc này là: Pgđ1 = 92,3kW. Sau khi kết thúc giai đoạn 1, các khoá điện mở là: K2, K10, K16, K17, K19, K20 (bảng 2.5). Tiến hành giai đoạn 2, lúc này cấu hình của lưới điện phân phối có các khóa mở là: K2, K17, K16, K20, K10, K19. Lần lượt giải bài toán phân bố công suất khi đóng từng khóa đang mở và mở khóa có dòng bé nhất chạy qua. Kết quả như sau: + Đóng K2: Vòng độc lập 1 có dòng I2 bé nhất (41.1A) + Đóng K17: Vòng độc lập 2 có dòng I17 (30.9A) + Đóng K16: Vòng độc lập 3 có dòng I16 bé nhất (8.1A) + Đóng K20: Vòng độc lập 4 có dòng I20 bé nhất (30.5A) + Đóng K10: Vòng độc lập 5 có dòng I10 bé nhất (9.6A) + Đóng K19: Vòng độc lập 6 có dòng I19 bé nhất (11.1A) - Vậy sau giai đoạn 2, các khóa mở của lưới điện phân phối sẽ là: K2, K17, K16, K20, K10, K19, hoàn toàn trùng khớp với kết quả giai đoạn 1, với P = 92.3kW. Bảng 2.5. Quá trình phân bố phụ tải giai đoạn 1 lưới điện 16 nút không có DG b. Mô tả quá trình tìm kiếm cấu hình lưới điện khi có 2 DG tại nút 9 và nút 13 - Lưới điện phân phối hình tia ban đầu [39] có các khoá mở K21, K17, K18, K20, K10, K19. Tổn thất công suất ban đầu được tính bằng PSS/ADEPT: Pbanđầu = 120.5kW. - Giải bài toán phân bố công suất trên lưới điện phân phối kín, thuần trở. Tiến hành giảm hàm G giai đoạn 1 theo thuật toán đề xuất. Hàm G thay đổi sau lần lặp 1 ( G1 = 14024) khi xét vòng độc lập V1 (đóng K21 và mở K2: P1 = 67,5kW) và lần lặp 2 ( G2 = 14,59) khi xét vòng độc lập V3 (đóng K18 và mở K5: P2 = 68,4kW) bảng 2.6. Tổn thất P lần lặp 2 tăng bởi hàm P chỉ thực sự giảm khi biểu thức (2.10) và (2.11) đồng thời bằng 0. - Tiến hành giai đoạn 2, lúc này cấu hình của lưới điện phân phối có các khóa mở là: K2, K17, K5, K20, K10, K19. Lần lượt giải bài toán phân bố công suất khi đóng từng khóa đang mở và mở khóa có dòng bé nhất chạy qua. Kết quả như sau: + Đóng K21: Vòng độc lập 1 có dòng I2 bé nhất (33.6A) + Đóng K17: Vòng độc lập 2 có dòng I17 (21.7A) + Đóng K5: Vòng 3 có dòng I18 bé nhất (11.35A) đóng K5 mở K18, P3 = 67,5kW. + Đóng K20: Vòng độc lập 4 có dòng I20 bé nhất (29.12A) + Đóng K10: Vòng độc lập 5 có dòng I10 bé nhất (18.57A) + Đóng K19: Vòng độc lập 6 có dòng I19 bé nhất (18.95A) Vậy sau giai đoạn 2, các khóa mở của lưới điện phân phối sẽ là: K2, K17, K18, K20, K10, K19, nên tổn thất công suất từ Pgđ1 = 68,4kW giảm còn Pgđ2 = 66,3kW. Bảng 2.6. Quá trình phân bố phụ tải giai đoạn 1 của lưới điện 16 nút có 2 DG c. Mô tả quá trình tìm kiếm cấu hình lưới điện khi có 1 máy phát DG tại nút 9 - Lưới điện phân phối hình tia ban đầu [39] có các khoá mở K21, K17, K18, K20, K10, K19. Tổn thất công suất ban đầu được tính bằng PSS/ADEPT là: Pbanđầu = 166.9kW. - Giải bài toán phân bố công suât trên lưới kín, thuần trở. Tiến hành tính hàm G (gđ1) theo thuật toán đề xuất. Hàm G thay đổi sau lần lặp 1 ( G1 = 18244,8) khi xét vòng độc lập V1 (đóng K21 và mở K2, P1 = 89.8kW). Các vòng khác không làm giảm hàm G (bảng 2.7). - Tiến hành giai đoạn 2, lúc này cấu hình của lưới điện phân phối có các khóa mở là: K2, K17, K18, K20, K10, K19. Lần lượt giải bài toán phân bố công suất khi đóng từng khóa đang mở và mở khóa có dòng chạy qua. Kết quả như sau: + Đóng K2: Vòng độc lập 1 có dòng I2 bé nhất (39.48A) + Đóng K17: Vòng độc lập 2 có dòng I17 (30.88A) + Đóng K18: Vòng 3 có dòng I16 bé nhất (8.06A) đóng K18 mở K16, P3 = 85.8kW + Đóng K20: Vòng độc lập 4 có dòng I20 bé nhất (41.63A) + Đóng K10: Vòng độc lập 5 có dòng I10 bé nhất (18.57A) + Đóng K19: Vòng độc lập 6 có dòng I19 bé nhất (18,96A) - Vậy sau giai đoạn 2, các khóa mở của lưới điện phân phối sẽ là: K2, K17, K16, K20, K10, K19, nên tổn thất công suất từ Pgđ1 = 89.8kW giảm còn Pgđ2 = 83.7kW. d. Mô tả quá trình tìm kiếm cấu hình lưới điện khi có 1 máy phát DG tại nút 13 - Lưới điện phân phối hình tia ban đầu [39] có các khoá mở K21, K17, K18, K20, K10, K19. Tổn thất công suất ban đầu được tính bằng PSS/ADEPT là: Pbanđầu = 125.2kW. - Giải bài toán phân bố công suất trên lưới điện phân phối kín, thuần trở. Tiến hành tính hàm G giai đoạn 1 theo thuật toán đề xuất. Hàm G thay đổi sau lần lặp 1 ( G1 = 14822) khi xét vòng độc lập V1 (đóng K21 và mở K2: P1 = 74.3kW) và lần lặp 2 ( G2 = 1,2) khi xét vòng độc lập V3 (đóng K18 và mở K5: P2 = 75.2kW) - bảng 2.8 Giá trị P ở lần lặp 2 tăng bởi hàm P chỉ thực sự giảm khi biểu thức (2.10) và (2.11) đồng thời bằng 0. - Tiến hành giai đoạn 2, lúc này cấu hình của lưới điện phân phối có các khóa mở là: K2, K17, K5, K20, K10, K19. Lần lượt giải bài toán phân bố công suất khi đóng từng khóa đang mở và mở khóa có dòng bé nhất chạy qua. Kết quả như sau: + Đóng K2: Vòng độc lập 1 có dòng I2 bé nhất (35,5A) + Đóng K17: Vòng độc lập 2 có dòng I17 (21,7A) + Đóng K5: Vòng độc lập 3 có dòng I18 bé nhất (11,3A) đóng K5 mở K18, P3 = 74,3kW + Đóng K20: Vòng độc lập 4 có dòng I20 bé nhất (23,5A) + Đóng K10: Vòng độc lập 5 có dòng I10 bé nhất (9,6A) + Đóng K19: Vòng độc lập 6 có dòng I19 bé nhất (11,1A) - Vậy sau giai đoạn 2, các khóa mở của lưới điện phân phối sẽ là: K2, K17, K18, K20, K10, K19, nên tổn thất công suất từ Pgđ1 = 75,2kW giảm còn Pgđ2 = 74,3kW. Bảng 2.7. Quá trình phân bố phụ tải giai đoạn 1 lưới điện 16 nút có DG nút 9 Bảng 2.8. Quá trình phân bố phụ tải giai đoạn 1 lưới điện 16 nút có DG nút 13 e. Đánh giá kết quả mô phỏng: Sau khi thực hiện mô phỏng trên lưới điện mẫu và so sánh với một số phương pháp nghiên cứu khác được tổng hợp trong bảng 2.9. Nhận xét thấy trong trường hợp không có DG, khi có cả hai DG tham gia (trong đó DG1 phát 450 kW, DG2 phát 630kW) hoặc trong trường hợp 1 trong 2 DG phát thì phương pháp đề xuất và phương pháp tính theo module Topo trong phần mềm PSS/ADEPT cho kết quả tương tự nhau và tốt hơn phương pháp G.Celli. Bảng 2.9. Kết quả tổng kết khảo sát trên lưới điện phân phối 16 nút P DG1 nút DG2 nút TT Khoá mở PP Ghi chú (kW) 9 (kW) 13 (kW) 1 2, 8, 9, 15, 16, 20 144.17 G. Celli [51] 0 0 2 2, 17, 16, 20, 10, 19 92.3 TOPO 0 0 Không có DG 3 2, 17, 16, 20, 10, 19 92.3 PP đề xuất 0 0 4 2, 8, 10, 15, 18, 20 76.1 G. Celli [51] 450 630 Có cả 2 5 2, 17, 18, 20, 10, 19 66.3 TOPO 450 630 DG 6 2, 17, 18, 20, 10, 19 66.3 PP đề xuất 450 630 7 2, 8, 10, 15, 16, 20 102.6 G. Celli [51] 450 0 DG1 làm 8 2, 17, 16, 20, 10, 19 83.7 TOPO 450 0 việc và DG2 nghỉ 9 2, 17, 16, 20, 10, 19 83.7 PP đề xuất 450 0 10 2, 9, 10, 15, 18, 20 82.9 G. Celli [51] 0 630 DG1 nghỉ 11 2, 17, 18, 20, 10, 19 74.3 TOPO 0 630 và DG2 làm việc 12 2, 17, 18, 20, 10, 19 74.3 PP đề xuất 0 630 Xét ví dụ trên lươi điện mẫu IEEE với lưới điện 1 nguồn 33 nút của Baran, thông số được thể hiện trong [11], sử dụng 4 DG [11]. Bảng 2.10. Thông số các DG [11] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 1 2 3 4 5 7 8 10 11 12 13 14 16 17 6 9 15 18 19 20 21 22 Hình 2.11. Sơ đồ mạng 1 nguồn 33 nút có 4 DG [11] Cấu hình ban đầu không kết nối với các DG có tổn thất công suất 203.679 kW tương ứng với các nhánh mở: SW33, SW34, SW35, SW36, SW37. Thực hiện tương tự như đối với ví dụ 16 nút sau khi thực hiện thuật toán thu được cấu hình mới tối ưu hơn với các nhánh mở là SW7, SW37, SW9, SW14, SW32 và tổn thất 138.876 kW sau 8 vòng lặp. Bảng 2.11 Bảng so sánh trước và sau khi tái cấu trúc lưới điện 33 nút Vòng Phương pháp Tổn thất (kW) Khóa mở lặp Hệ thống không có DG Ban đầu 203.679 SW33, SW34, SW35, SW36, SW37 - Phương pháp đề xuất 138.876 SW7, SW9, SW14, SW32, SW37 8 R. Srinivasa [75] 138.876 SW7, SW9, SW14, SW32, SW37 - Tính toán trên phần mềm 138.876 SW7, SW9, SW14, SW32, SW37 PSS/ADEPT Hệ thống có kết nối DG (cả 4 DG cùng kết nối) Ban đầu 173 SW33, SW34, SW35, SW36, SW37 - Phương pháp đề xuất 111.45 SW7, SW9, SW14, SW28, SW32 12 R. Srinivasa [75] 111.45 SW7, SW9, SW14, SW28, SW32 - Tính toán trên phần mềm 111.45 SW7, SW9, SW14, SW28, SW32 PSS/ADEPT Khi đưa các DG vào vận hành, thuật toán đề xuất đưa hệ thống vào vận hành ở cấu hình mới có các khóa mở là s7, s28, s9, s14, s32 và tổn thất công suất là 111.45 kW sau 12 vòng lặp, đây là cấu hình có tổn thất bé nhất. Kết quả nghiên cứu được tổng hợp bảng 2.9 và so sánh với các phương pháp đề xuất khác. *Kiểm tra trên lưới điện phân phối 69 nút, 1 nguồn Xét lưới điện phân phối 69 nút bao gồm, 73 nhánh, 5 khóa thường mở và tổng công suất phụ tải là 3.802 + j 3.696 MW. Sơ đồ đơn tuyến được trình bày tại Hình 4.19 và thông số hệ thống được cho ở [20]. Trong điều kiện vận hành bình thường các khóa điện {69, 70, 71, 72 và 73} được mở và có 3 nguồn điện phân tán được kết nối vào lưới tại các nút 50,21, 61; Với cấu hình ban đầu các khóa thường mở {73, 73, 70, 69, 71}và tổn thất công suât trong trường hợp chưa có DG kết nối là 224.95 kW. Điện áp nhỏ nhất là 0.91 pu. Thực hiện mô phỏng như đối với sơ đồ 16 nút và 33 nút, kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng 2.10 Hình 2.12. Sơ đồ lưới điện phân phối 69 nút IEEE Bảng 2.12 Bảng so sánh trước và sau khi tái cấu trúc lưới điện 69 nút Vòng Phương pháp Tổn thất (kW) Khóa mở lặp Hệ thống không có DG Ban đầu 224.95 {73, 73, 70, 69, 71} - Phương pháp đề xuất 99.75 {69, 14, 70, 55, 62} 24 R. Srinivasa [75] 101,32 {69, 14, 70, 57, 61} - Tính toán trên phần mềm 99.75 {69, 14, 70, 55, 62} PSS/ADEPT Hệ thống có kết nối DG (cả 3 DG cùng kết nối) Ban đầu 274.4 {73, 73, 70, 69, 71} - Phương pháp đề xuất 40.21 {69, 70, 12, 55, 62} 24 R. Srinivasa [75] 40.21 {69, 70, 12, 55, 62} - Tính toán trên phần mềm 40.21 {69, 70, 12, 55, 62} PSS/ADEPT Nhận xét: Kết quả mô phỏng đối với lưới điện 69 nút được xét trong 2 trường hợp, không có kết nối DG và có kết nối DG. Kết quả phương pháp đề xuất có cấu hình tối ưu, giảm tổn thất so với cấu hình ban đầu. Phương pháp nghiên cứu được so sánh với kết quả của R.Srinivasa [75] và với phần mềm PSS/ADEPT có kết quả tương đồng. 2.3.3 Đánh giá kết quả mô phỏng: Thông qua việc mô phỏng thuật toán trên các lưới điện mẫu, ta có một số nhận xét sau: Cấu hình lưới điện phân phối trong 2 trường hợp không có DG và có DG do thuật toán đề xuất có kết quả tương tự như các kết quả của module TOPO trong PSS/ADEPT 5.0, nhưng mức giảm P tốt hơn so với phương pháp đề xuất của G. Celli hay R. Srinivasa [4] là (11,5 - 18,8)%. Tuy đều cùng thuộc nhóm bài toán áp dụng thuật toán tìm kiếm heuristic, nhưng trong quá trình tính toán giảm hàm G chỉ cần giải bài toán phân bố công suất trên lưới điện phân phối kín có DG thuần trở một lần duy nhất. Điều này làm giảm khối lượng và tăng tốc độ tính toán, rất phù hợp với công tác vận hành trực tuyến lưới điện ph
File đính kèm:
luan_an_xay_dung_thuat_toan_tri_tue_nhan_tao_cho_bai_toan_ta.pdf