Nghiên cứu ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS trong phân tích đánh giá các chức năng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực

Bài viết Nghiên cứu ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS trong phân tích đánh giá các chức năng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực nghiên cứu về phương pháp mô phỏng HIL, ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS và tiến hành mô phỏng theo thời gian thực một phân vùng lưới điện trung thế với đầy đủ chức năng bảo vệ điều khiển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS trong phân tích đánh giá các chức năng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ MÔ PHỎNG SỐ RTDS TRONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC CHỨC NĂNG VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN THEO THỜI GIAN THỰC A STUDY OF RTDS SIMULATOR FOR ANALYZING POWER SYSTEM OPERATION FUNCTIONS IN REAL-TIME 1 2 3 Phan Quang Nhật , Hoàng Ngọc Hoài Quang , PGS.TS Lê Tiến Dũng 1Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, 0909914186, nhatpq@cpc.vn 2Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, 0963211112, quanghnh@cpc.vn 3Khoa Điện – Đại học Bách Khoa – Đại học Đà nẵng, 0912483535, ltdung@dut.udn.vn Tóm tắt: Mô phỏng từ lâu đã được công nhận là một bước quan trọng và cần thiết trong việc phát triển, thiết kế và thử nghiệm các hệ thống công nghệ. Đối với hệ thống điện, do tính chất phức tạp của các đối tượng tham gia hệ thống và yêu cầu vận hành theo thời gian thực nên các công cụ mô phỏng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực còn tương đối hạn chế. Cùng với sự phát triển của các thuật toán mô phỏng và công nghệ xử lý tín hiệu số, công nghệ mô phỏng lặp theo phần cứng (Hardware-In- the-Loop - HIL) cho phép đánh giá, phân tích hiệu quả hệ thống điện theo thời gian thực. Trong đó, bộ mô phỏng số Real-time Digital Simulator (RTDS) được sử dụng để thiết kế và cho phép chạy mô phỏng của một hệ thống điện theo thời gian thực. Trong bài báo này, nhóm tác giả nghiên cứu về phương pháp mô phỏng HIL, ứng dụng bộ mô phỏng số RTDS và tiến hành mô phỏng theo thời gian thực một phân vùng lưới điện trung thế với đầy đủ chức năng bảo vệ điều khiển. Dựa trên lưới điện mô phỏng, nhóm tác giả tiến hành đánh giá các thông số vận hành của lưới điện ở các chế độ kết lưới khác nhau, giả lập các tình huống bất thường trên lưới để kiểm tra hệ thống relay bảo vệ và kiểm thử khả năng đáp ứng của hệ thống DAS. Nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng cung cấp điện cho một hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc ứng dụng giải pháp HIL và bộ mô phỏng số RTDS là giải pháp mới và cần thiết để phân tích đánh giá các chức năng vận hành hệ thống điện theo thời gian thực. Từ khoá: mô phỏng thời gian thực; bộ mô phỏng số thời gian thực (RTDS); mô phỏng phần-cứng-trong-vòng-lặp (HIL); mô phỏng hệ thống điện; Opal-RT Abstract: Simulation has long been recognized as an important and necessary step in the development, design and testing of technology systems. For a power system, due to the complex nature of the components and the real-time operation requirements, the real-time power system simulation tools are relatively limited. Along with the development of simulation algorithms and digital signal processing technology, Hardware-In-the-Loop (HIL) simulation allows to evaluate and analyze the efficiency of the power system in real-time. In this approach, a Real-time Digital Simulator (RTDS) is used to design and run the power system simulation in real-time. In this paper, the authors research on the HIL simulation, apply the RTDS digital 121 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 simulator, and conduct a real-time simulation of a distribution grid that has full control and protection functions. Based on the simulated grid, the authors evaluated the operating parameters of the grid in various grid topologies, emulated abnormal situations on the grid to test the protection relay system and test the responsiveness of the DAS system. To improve the quality of power supply of an increasingly complex power system, the application of the HIL solution and RTDS digital simulator is considered a new and necessary solution to analyze power system operating functions in real time. Keyword: real-time simulator; Real-Time Digital Simulator (RTDS); Hardware-In-the- Loop (HIL) simulation; power system simulation; Opal-RT KÝ HIỆU Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa I A Cường độ dòng điện P kW Công suất tác dụng Q kVAr Công suất phản kháng U V Hiệu điện thế CHỮ VIẾT TẮT DAS Distribution Automation System FLISR Fault Location, Isolation and Service Restoration GUI Graphical User Interface HIL Hardware-in-The-Loop RCP Rapid Control Prototyping RTDS Real-time Digital Simulator SCADA Supervisory Control And Data Acquisition SIL Software-In-the-Loop 1. GIỚI THIỆU Mô phỏng, tương tự hoặc kỹ thuật số, từ lâu đã được công nhận là một bước quan trọng và cần thiết trong việc phát triển, thiết kế và thử nghiệm các hệ thống điện. Những tiến bộ gần đây của phần cứng máy tính và kỹ thuật mô hình hóa các thành phần hệ thống điện đã thúc đẩy đáng kể việc nghiên cứu ứng dụng mô phỏng kỹ thuật số cho các hệ thống điện phức tạp. Mô phỏng một hệ thống điện theo thời gian thực có thể đạt được trong thời gian ngắn bằng cách sử dụng các máy tính trạm với tốc độ xử lý cao. Tuy nhiên, khi quy mô của các hệ thống cần mô phỏng ngày càng lớn và phức tạp, số lượng và tốc độ xử lý của CPU càng phải tăng cao. 122 CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Một phương pháp mô phỏng kỹ thuật số để mô phỏng một hệ thống điện theo thời gian thực là phương pháp mô phỏng Hardware-In-the-Loop (HIL), trong đó bộ mô phỏng số Real-time Digital Simulator (RTDS) được sử dụng để thiết kế và chạy mô phỏng theo ...