Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối mạch vòng kín – vận hành hở bằng phương pháp trạng thái

Bài báo trình bày phương pháp tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối mạch vòng, khi sự cố các phần tử bằng phương pháp trạng thái kết hợp với việc phân tích ảnh hưởng hỏng hóc các phần tử đến phụ tải thông qua trạng thái của các đường nối từ nguồn đến phụ tải.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối mạch vòng kín – vận hành hở bằng phương pháp trạng thái26Nguyễn Hữu Hiếu, Trịnh Trung Hiếu, Trần Tấn VinhTÍNH TOÁN CÁC CHỈ TIÊU ĐỘ TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI MẠCHVÒNG KÍN – VẬN HÀNH HỞ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẠNG THÁICALCULATING RELIABILITY INDICES OF OPEN - LOOP DISTRIBUTION NETWORKSBASED ON THE STATE METHODNguyễn Hữu Hiếu, Trịnh Trung Hiếu, Trần Tấn VinhTrường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; nhhieu@dut.udn.vnTóm tắt - Lưới điện phân phối cấu trúc mạch vòng kín – vận hànhhở ngày càng được phát triển nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấpđiện cho các phụ tải. Để tính toán độ tin cậy của lưới phân phốimạch vòng, bài báo đề xuất sử dụng phương pháp trạng thái kếthợp với phân tích ảnh hưởng hỏng hóc của các phần tử đến phụtải. Mỗi trạng thái của phần tử sẽ tương ứng với một trạng thái cấpđiện của phụ tải (có điện hoặc mất điện), và việc phân loại cáctrạng thái này được thực hiện thông qua phân tích các đường nốitừ nguồn đến phụ tải. Bằng cách hợp nhất các trạng thái sẽ tínhđược các thông số trạng thái cung cấp điện của các phụ tải. Từ đótính được các chỉ tiêu độ tin cậy lưới phân phối theo tiêu chuẩnIEEE-1366. Trên cơ sở thuật toán đề xuất, bài báo trình bày kếtquả tính toán minh họa cho một sơ đồ lưới phân phối mạch vòng15 phụ tải, 2 nguồn cung cấp bằng chương trình tính toán Matlab.Abstract - The open-loop power distribution networks have beenincreasingly developing to improve the reliability of power supply tothe load. This research proposes a new scheme to calculate thereliability of the loop distribution networks. The proposed schemeis developed by combining the use of the state method and theanalysis of the components’ failure effect on the loads. Each stateof a component corresponds to a supply state of the loads (live oroutage) and the classification of these states will be carried out byanalyzing the path from the source to the load. By combining thestates, the supply state parameters of the loads are calculated.From this, the distribution network’s reliability indices arecalculated according to the IEEE-1366 standard. With theproposed algorithm, the author has developed a Matlab-basedprogram to calculate the reliability indices of a sample open-loopdistribution network consisting of 15 loads, 2 sources. Calculationresults are also presented in this article.Từ khóa - độ tin cậy; lưới điện phân phối mạch vòng; thao tác đổinối; phương pháp trạng thái; phân tích ảnh hưởng hỏng hóc.Key words - reliability; open-loop distribution networks; switchingoperation; state method; analyse effects of component failures.1. Đặt vấn đềĐể nâng cao độ tin cậy, lưới điện phân phối có cấutrúc mạch vòng kín – vận hành hở ngày càng được pháttriển. Ở chế độ làm việc bình thường, mạch vòng vận hànhở chế độ hở nên lưới phân phối mạch vòng vận hành nhưcác xuất tuyến hình tia, mỗi xuất tuyến được cung cấp từmột nguồn riêng biệt. Độ tin cậy của LPP hình tia có thểđược tính toán bằng phương pháp cấu trúc nối tiếp – songsong hoặc phương pháp trạng thái khi xét đến các trạngthái đổi nối, bảo quản định kỳ [1, 2, 3]. Đối với lưới điệndạng mạch vòng, khi một phần tử bị sự cố, để hạn chếphạm vi mất điện có thể phải thực hiện thao tác đổi nốisau khi sự cố bị cắt ra do tác động của bảo vệ rơ le. Sauđổi nối một số phụ tải bị mất điện của xuất tuyến này cóthể sẽ được cung cấp điện trở lại nhờ chuyển sang nhậnđiện từ xuất tuyến khác. Vì vậy, việc tính toán độ tin cậycủa lưới phân phối mạch vòng sẽ phức tạp hơn lưới hìnhtia. Bài báo sẽ trình bày phương pháp tính toán các chỉtiêu độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phốimạch vòng, khi sự cố các phần tử bằng phương pháp trạngthái kết hợp với việc phân tích ảnh hưởng hỏng hóc cácphần tử đến phụ tải thông qua trạng thái của các đườngnối từ nguồn đến phụ tải.2. Lưới điện phân phối mạch vòng và thao tác đổi nốiXét sơ đồ lưới điện phân phối gồm: 15 phụ tải, 2 nguồncung cấp, 2 xuất tuyến XT1 và XT2 được liên kết với nhautheo dạng mạch vòng như Hình 1. Bình thường mạch vòngvận hành hở: Tất cả các máy cắt và dao cách ly phân đoạncủa các xuất tuyến đóng; riêng hai dao cách ly liên lạc là(31) và (32) mở.Nếu các xuất tuyến không có liên kết vòng, khi sự cốphần tử đường dây (12), máy cắt (1) đầu nguồn N1 sẽ cắtra; tất cả các phụ tải trên xuất tuyến XT1 (nhận điện từ N1)bị mất điện. Để hạn chế phạm vi mất điện, thực hiện thaotác cắt dao cách ly (11) và đóng lại MC (1), như vậy trongthời gian sửa chữa đường dây sự cố (12) thì các phụ tảiPT4, PT7, PT8 và PT9 bị mất điện.Hình 1. Sơ đồ lưới điện phân phối dạng mạch vòng – vận hànhhở, có 15 phụ tải, 2 nguồn cung cấp [4]Tuy nhiên, do lưới có khép mạch vòng nên có thểtiếp tục thao tác đổi nối như sau: Cắt dao cách ly (13),cắt MC (19), đóng dao liên lạc (32) và đóng lại MC (19).Lúc này các phụ tải PT7, PT8 và PT9 được cung cấpđiện trở lại, chỉ còn PT4 ...