Báo cáo nghiên cứu khoa học: PHƯƠNG PHÁP MÁY PHÁT ĐẲNG TRỊ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN

Tham khảo luận văn - đề án báo cáo nghiên cứu khoa học: "phương pháp máy phát đẳng trị đánh giá ổn định động của hệ thống điện", luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "PHƯƠNG PHÁP MÁY PHÁT ĐẲNG TRỊ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN" PHƯƠNG PHÁP MÁY PHÁT ĐẲNG TRỊ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN SINGLE MACHINE EQUIVALENT METHOD FOR ASSESSING THE TRANSIENT STABILITY OF POWER SYSTEMS HẠ ĐÌNH TRÚC Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Bài báo trình bày phương pháp máy phát đẳng trị đánh giá ổn định động của hệ thống điện (HTĐ). Phương pháp kết hợp được ưu điểm của cả hai phương pháp tính toán trực tiếp và mô phỏng theo thời gian được đề xuất v ào những năm gần đây. Kết quả áp dụng tính toán cho hệ thống điện gồm 3 máy phát và 9 trạm biến áp, xét trong các trường hợp sự cố khác nhau cho thấy phương pháp này cung cấp những thông tin hữu ích v à cần thiết về việc phân tích, đánh giá ổn định động của hệ thống điện cho người thiết kế và v ận hành hệ thống. ABSTRACT This paper presents an investigation into the single machine equivalent (SIME) regarded as a viable method for both offline and online transient stability assessment. This method takes the advantage of both time simulation and direct methods, which have been proposed recently. The approach is illustrated on a three-machine test system with nine transformer stations. The results from different contingencies show that the SIME provides system operators and analyzers with useful and important information concerning the analysis and assessment of the transient stability of power systems.1. Đặt vấn đề Đánh giá ổn định động của hệ thống điện là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhấttrong quá trình thiết kế và vận hành HTĐ. Năm 1920, ổn định động của HTĐ lần đầu tiênđược chú ý đến như là một trong những nhiệm vụ quan trọng của việc thiết kế và vận hànhkhi các HTĐ nhỏ được nối kết với nhau thành một hệ thống lớn [1]. Qua hơn 50 năm, vớinhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả khác nhau trên thế giới cùng với sự phát triểncủa công nghệ bán dẫn và công nghệ thông tin, lý thuyết cũng như những công cụ phân tíchvà đánh giá ổn định động của HTĐ đã cơ bản hình thành. Tuy vậy, từ năm 1990 do yêu cầuđiện năng tăng vượt bậc, nhiều HTĐ lớn liên kết các HTĐ giữa các vùng của một quốc giahoặc giữa nhiều quốc gia như HTĐ 500 KV Việt Nam, HTĐ Bắc Mỹ đã hình thành. Việcđánh giá ổn định động cho những HTĐ phức tạp này là một trong những vấn đề nan giải, đặcbiệt khi xét hệ thống vận hành trong thời gian thực. Các phương pháp đánh giá ổn định độngđã được đề xuất trước đó như phương pháp mô phỏng theo thời gian hay phương pháp hàmnăng lượng đều xuất hiện những nhược điểm nhất định. Thực tế cho thấy việc áp dụng các kếtquả tính toán, phân tích và đánh giá ổn định động của HTĐ bằng 2 phương pháp trên vào vậnhành các HTĐ lớn đã dẫn đến mất điện của cả khu vực rộng lớn, ví dụ như mất điện vùngđông bắc của nước Mỹ vào năm 1965 [1] và hầu hết cả khu vực Bắc Mỹ vào ngày 14 tháng 8năm 2003 [2]. Phương pháp mô phỏng theo thời gian có thể cho kết quả chính xác tuy nhiênthời gian tính toán khá lâu nên không thể áp dụng đánh giá ổn định theo thời gian thực. Trongkhi đó phương pháp hàm năng lượng có thể cho kết quả tính toán nhanh nhưng độ chính xáckhông cao do những vấn đề liên quan đến mô hình hóa HTĐ [1] [3] [4]. Để có thể tận dụngưu điểm của cả 2 phương pháp mô phỏng theo thời gian và phương pháp tính trực tiếp, cácnhà nghiên cứu đã nghĩ đến việc hình thành nên một phương pháp hổn hợp (hybrid method)để đánh giá ổn định động của HTĐ. Phương pháp máy phát đẳng trị (SIME) [5] được xem làmột phương pháp kết hợp có khả năng ứng dụng vào thực tế để đánh giá nhanh độ ổn địnhđộng của HTĐ trong quá trình thiết kế và vận hành.2. Phương pháp máy phát đẳng trị (SIME) [5] 2.1. Tinh thần của phương pháp SIME được phát triển từ phương pháp tính trực tiếp, đó là phương pháp tiêu chuẩn diệntích mở rộng (Extended Equal – Area Criterion (EEAC)) [6] và phương pháp mô phỏng theothời gian. Một cách tổng quát, phương pháp này xác định khả năng mất đồng bộ của các máyphát trong HTĐ nhờ vào việc quan sát quá trình chia tách các máy phát trong HTĐ thành hainhóm riêng biệt khi có các tác nhân kích thích như sự cố ngắn mạch. Hai nhóm máy phát nàysau đó được thay thế bằng hai máy phát đẳng trị và cuối cùng được thay thế bằng một máyphát đẳng trị nối vào một HTĐ có công suất vô cùng lớn. Điểm khác biệt cơ bản giửa SIMEvà EEAC là phương pháp SIME tính toán đường đặc tính công suất của máy phát đẳng trị nốivào HTĐ công suất vô cùng lớn dựa trên những số liệu lấy từ chương trình mô phỏng theothời gian giải hệ phương trình vi phân từ (1-1) đến (1-4)- mô hình hóa toán học của các thiếtbị trong HTĐ như các máy phát, động cơ, và mạng điện. d k (1-1)   k   sk   k ...