Điều khiển hệ thống điện: Phần 2

Nối tiếp phần 1, phần 2 của tài liệu "Điều khiển hệ thống điện" tiếp tục trình bày các nội dung chính sau: Phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện theo mô hình đơn giản; Phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện xét đến cấu trúc các bộ tự động điều chỉnh điện áp và tần số; Nâng cao ổn định hệ thống điện; Điều khiển tối ưu quá trình quá độ. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển hệ thống điện: Phần 2 Chương 5 PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TĨNH HỆ THỐNG ĐIỆN THEO MÔ HÌNH ĐƠN GIẢN 5.1 Các mô hình và phương pháp phân tích ổn định tĩnh hệ thống điện Trong chương 2 đã tổng quan các phương pháp toán nghiên cứu ổn định các hệ thống nói chung, khả năng áp dụng các phương pháp này để phân tích ổn định tĩnh, ổn định động HTĐ nói riêng. Để nghiên cứu ổn định tĩnh có thể áp dụng lý thuyết ổn định cổ điển với tiêu chuẩn năng lượng hoặc áp dụng lý thuyết ổn định của Lyapunov. Chương 3 đã thiết lập hệ phương trình CĐXL của HTĐ (nói đúng hơn, là phương trình trạng thái của điểm cân bằng), từ đó xác định các đặc tính công suất dùng cho mục đích phân tích ổn định theo tiêu chuẩn nàng lượng. Để phân tích ổn định theo phương pháp dao động bé của lý thuyết ổn định Lyapunov cần thiết lập hệ phương trình vi phân chuyển động quá độ hệ thống. Chương 4 cũng đã chỉ ra cách thiết lập hộ phương trình vi phân chuyển động quá độ HTĐ viết trong hê toạ độ quay, ứng với các mức chính xác (chi tiết) khác nhau. Mô hình đơn giản bỏ qua QTQĐ điên từ và hệ phương trình vi phân QTQĐ trong các thiết bị tự động điều chỉnh. Mô hình chi tiết xét đẩy đủ đến các yếu tố này. Thực ta khi nghiên cứu ổn định tĩnh theo tiêu chuẩn năng lượng, dựa trên các đặc tính công suất, QTQĐ điện từ và chuyển động quá độ trong các thiết bị điều chỉnh cũng đã bị bỏ qua (nghĩa là sử dụng mô hình đơn giản hoá hệ thống). Việc lựa chọn mô hình nào (đơn giản hoá hay chi tiết), cũng như áp dụng các phương pháp phân tích phụ thuộc chủ yếu vào khả năng đáp ứng các mục đích nghiên cứu. Không phải lúc nào việc áp dụng mô hình đầy đủ, sử dụng phương pháp phức tạp cũng đem lại hiệu quả cao. Bảng 5.1 thể hiện các khả năng khác nhau áp dụng mô hình và phương pháp nghiên cứu ổn định HTÉ). 79 Bảng 4.1 Mô hình Đơn giản hoá Đầy đủ Cấu trúc Đơn giản (1) (2) Phức tạp (3) (4) Thông thường, khi nghiên cứu sơ bộ (khảo sát thiết kế) nên cô gắng đưa về trường hợp (1) hoặc (3), nghĩa là áp dụng mô hình hê thống đơn giản hoá (chưa xét ảnh hưởng QTQĐ điên từ và diễn biến bên trong thiết bị điều chỉnh). Trong vận hành hoặc khi nghiên cứu riêng biệt (ví dụ, nghiên cứu hiệu quả các phương tiện điều chỉnh) cần đưa về các trường hợp (2) hoặc (4). 5.2 Các cấu trúc điển hình của hệ thống điện Trên quan điểm phân tích ổn định người ta chia ra hai loại chính: hệ thống điên có cấu trúc đơn giản và hê thống điện có cấu trúc phức tạp. Mỗi loại cấu trúc có thể mô tả tương ứng với một số sơ đồ điển hình (hình 5.1). Hệ thống điện được coi là có cấu trúc đơn giản nếu sau các phép biến đổi đẳng trị có thể đưa được về các dạng điển hình gổm 1 đến 2 máy phát. Hê thống điên được coi là có cấu trúc phức tạp nếu phải mô tả bằng sơ đồ có từ 3 máy phát trở lên. Đối với các hệ thông điện đơn giản thường có rất nhiều phương pháp phân tích đánh giá ổn định, có thể đưa ra được những kết lụân theo nhiều khía cạnh khác nhau, áp dụng rất thuận tiên trong thiết kế, vận hành. Trong khi đó, cho đến nay ổn định của HTĐ phức tạp vẫn còn rất nhiều tồn tại trong phương pháp luận cũng như các tính toán ứng dụng thực tiễn. Cũng chính vì vậy việc nghiên cứu ổn định của các HTĐ có cấu trúc đơn giản cộ ý nghĩa hết sức quan trọng. Không phải chỉ đơn thuần bởi qua các, HTD đơn giản có thể trình bầy thuận lợi, đầy đủ ý tưởng của các phương phẩp, mà còn bởi có rất nhiểu ứng dụng trực tiếp rất hiệu quả có thể đưa ra được từ phân tích HTĐ có cấu trúc đơn giản. Hơn thế nữa, đa sô các trường hợp phân tích ổn định HTĐ thực tế có thể đưa vế các dạng đơn giản điển hình, sau những phép biên đổi đẳng trị. Khi đó các tính toán phân tích trở nên hết sức dê dàng, về định lượng có thê’ áp dụng các công thức, đường cong chuẩn để xảc định, còn vể mặt định tính có thể đưa ra ngay hàng loạt những đặc đểm quan trọng cần lưu ý. Có 4 cấu trúc điển hình cho HTĐ đơn giản: Cấu trúc I, máy phát điên (có phụ tải đầu cực) phát công suất qua đường dây lên hê thống công suất vô cùng lớn (thanh góp điện áp không đổi). Thực tế, đây là trường hợp nghiên cứu ổn định của HTĐ nhỏ (hoặc nhà máy điện) có công suất 80 thừa phát vào một hê thống khác có công suất lớn qua các đường dây tải điện tương đối dài. Cấu trúc II, mặy phát điện nối với hê thống công suất vô cùng lớn qua đường dây. Máy phát không đủ công suất cung cấp cho phụ tải đầu cực, phải nhận thêm công suất từ hệ thống về. Thực tế, đây là trường hợp nghiên cứu ổn định của hệ thống nhỏ thiếu công suất ...