Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 8 - Dự trữ công suất trong hệ thống điện

Bài giảng "Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 8 - Dự trữ công suất trong hệ thống điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm và phân loại dự trữ công suất; Các biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công suất trong hệ thống; Xác định xác suất thiếu hụt công suất hệ thống; Xác định công suất dự trữ tối ưu. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 8 - Dự trữ công suất trong hệ thống điệnCHƯƠNG 8. DỰ TRỮ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN8.1. Khái niệm và phân loại dự trữ công suất8.1.1. Khái niệm dự trữ công suất trong hệ thống- Hệ thống cần có dự trữ công suất để đảm bảo vận hànhan toàn và liên tục- Bài toán dự trữ công suất là bài toán tối ưu phức tạp+ Công suất dự trữ quá nhỏ, giảm chi phí, độ tin cậy thấp+ Công suất dự trữ quá cao, độ tin cậy cao hơn, lãng phí- Dự trữ công suất: Tối ưu kinh tế và kỹ thuật- Dự trữ công suất tùy thuộc đặc điểm và yêu cầu từngvùng, hệ thống, quốc gia- Dự trữ công suất theo kinh nghiệm 10-15% PHT và lớnhơn công suất tổ máy lớn nhất của hệ thống8.1.2. Phân loại dự trữ công suất Phân loại tùy thuộc mục đích nghiên cứu và quản lýPhân loại theo mục đích: - Dự trữ sự cố - Dự trữ sửa chữaDự trữ sự cố:- Đưa vào khi có sự cố tổ máy- Psự cố > max{Pi}Công suất dự trữ sửa chữa:- Đưa vào khi có tổ máy cần sửa chữa theo kế hoạch- Công suất dự trữ sửa chữa tùy thuộc đặc điểm hệ thống- Thường sửa chữa vào thời kỳ phụ tải hệ thống thấp- Diện tích vùng lõm của đồ thị phụ tải > Diện tích sửachữa không cần dự trữ công suất sửa chữa và ngược lạiPhân loại dự trữ công suất theo chế độ làm việc- Dự trữ nóng- Dự trữ nguộiDự trữ nóng:- Các thiết bị có thể không mang tải hoặc chưa mãn tải- Luôn sẵn sàng làm việc và tăng tải nhanhDự trữ nguội:- Các thiết bị thường ở trạng thái không làm việc- Các thiết bị cần thời gian để tăng công suất theo yêu cầuCông suất dự trữ: R = Ptrbị - Pyêu cầuLý thuyết xác suất được sử dụng trong tính toán dự trữcông suấtSo sánh chi phí cho tăng (giảm) dự trữ và kỳ vọng tổn thấtkhi ngừng cung cấp điện8.2. Các biến cố ngẫu nhiên gây thiếu hụt công suấttrong hệ thống▪ Giảm công suất vì sự cố các phần tử trong hệ thống▪ Giảm phụ tải hệ thống so với phụ tải cực đại▪ Sai số dự báo nhu cầu8.2.1. Xác suất giảm công suất vì sự cố8.2.1.1. Dãy xác suất giảm công suất vì sự cố▪ Công suất các tổ máy là đại lượng rời rạc▪ Công suất giảm vì sự cố là đại lượng rời rạc▪ Xác suất giảm sự công suất vì sự cố là đại lượng rời rạcVí dụ: Hệ thống có 2 tổ máy 100MW, 2 tổ máy 50 MWvà 4 tổ máy 25 MW, thì lượng công suất giảm vì sự cố chỉcó thể thay đổi rời rạc 0, 25, 50, 75, ..., 400 MW▪ Xác suất giảm công suất do sự cố cũng là dãy rời rạctương ứng với công suất giảm▪ Giả sử mức giảm là  (MW)▪ Dãy xác suất giảm công suất vì sự cốS SC 0 , S SC ε , S SC 2ε , S SC 3ε , ....., S SC nεS SC 0 + S SC ε + S SC 2ε + S SC 3ε + ..... + S nε = 1 SCS : X¸c suÊt x¶y ra sù cè lµm gi¶m c«ng suÊt ε (MW) SC ε 8.2.1.2. Xác định xác suất giảm công suất vì sự cố▪ Dãy phân bố xác suất giảm công suất vì sự cố phụ thuộc - Số lượng tổ máy - Công suất tổ máy - Xác suất xảy ra sự cố của các tổ máy▪ Xác suất xảy ra sự cố tính trung bình từng loại tổ máy TSC q= TSC + Tlv▪ Nếu trong một hệ thống tất cả các tổ máy cùng loạivà xác suất xảy ra sự cố như nhau thì dãy phân bố xácsuất giảm công suất vì sự cố được xác định theo công thứcphân bố nhị thức.▪ Giả sử hệ thống gồm (n) nhà máy, xác suất xảy ra sự cốcủa các tổ máy là như nhau và bằng (q), xác suất làm việclà (p)▪ Các xác suất xảy ra sự cố của hệ thống là thành phầnkhai triển (p+q)n = 1 n −1 n(n − 1) n − 2 2 p + np n q+ p q + ..... + q n = 1 2 n  n p q =1 C k n−k k k =0 n! C = k k! ( n − k )! nVÝ dô: HÖ thèng cã 4 tæ m¸y, c«ng suÊt mçi tæ (MW) vµx¸c suÊt x¶y ra sù cè 1 tæ m¸y lµ q=0.01. TÝnh x¸c suÊtx¶y ra sù cè gi¶m c«ng suÊt 0; 2; 3; 4(MW) = p = (1 − 0.01) = 0.99 = 0.96 SC n 4 4S 0SSC = np n −1q = 4  0.99 3  0.01 = 0.0388 n! n −m m 4!S = Sc p q =  0.99 2  0.012 = 0.000588 m! (n − m )! 2 2!.2! 4!S 3 = SC 0.99  0.013 = 3.96  10 −6 3!.1!S 4SC = q 4 = 0.014 = 10 −8 S SC = (nq ) m e − nqCông thức gần đúng Poisson m m!Sai số của công thức Poisson so với công thức nhị thức là2% khi số tổ máy (n =10) và (n) càng lớn thì sai số cànggiảm.Hệ thống điện gồm một số nhóm ...