- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Điều khiển công suất đường dây liên kết theo sai lệch điều khiển vùng cho hệ thống điện Việt Nam
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT ĐƯỜNG DÂY LIÊN KẾT THEO
SAI LỆCH ĐIỀU KHIỂN VÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Lê Công Thành
Bộ môn Kỹ thuật Điện - Điện tử, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Thủy lợi
Email: thanhlc@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
ACEi Bi f f 0 Pij Pij 0 (1)
Điều khiển tự động công suất phát (AGC- Trong đó: Pij và - công suất liên kết và
Automatic Generation Control) theo sai lệch tần số vùng i; Pij0 và - công suất liên kết và
điều khiển vùng (ACE - Area Control Error) tần số đặt vùng i; Bi - trọng số.
đang là giải pháp hiệu quả cho các hệ thống Biến điều khiển ngoài tần số được ưu
điện (HTĐ) nhiều vùng có đường dây liên tiên qua trọng số Bi còn có thêm công suất
kết (tie - lines) [1]. HTĐ Việt nam, trong bối trên các đường dây liên kết Pij.
cảnh cần nhanh chóng đáp ứng đòi hỏi của HTĐ 3 vùng sẽ được điều khiển theo hệ
thị trường điện cạnh tranh, hiện đang thử phương trình viết dưới dạng sai lệch tần số
nghiệm điều khiển phụ tải tần số theo ACE và công suất liên kết
với 3 vùng.
ACE1 B1f P13 P21
Hệ thống truyền tải 500kV, đóng vai trò
đường dây liên kết kép, đang có nhu cầu phát ACE 2 B2 f P21 P32 (2)
triển mạnh. Với các cách kết nối hệ thống ACE B f P P
3 3 32 13
linh hoạt, mạch liên kết có thể tạo thành
Trong đó: Pij và Bi - sai lệch công suất liên
mạch vòng. Lúc này, để điều khiển tần số và
kết và trọng số vùng i; f - sai lệch tần số.
công suất trên đường dây liên kết về giá trị
Giả thiết là các bộ điều khiển tích phân
đặt, ngoài bảo đảm nguồn đáp ứng ở tất cả
(không đề cập sâu trong khuôn khổ bài báo
các vùng còn cần bổ sung thêm các điều kiện
này) sẽ đưa được tất cả ACE về 0. Lúc này
khác [1] [2].
hệ (2) có nghiệm
Báo cáo này trình bày một nghiên cứu tính
f 0 (3.1)
toán AGC theo ACE cho HTĐ Việt Nam ở
chế độ cực đại năm 2017 với liên kết có cấu PT1 P13 P21 0
trúc dạng chuỗi và dạng vòng. và PT2 P21 P32 0 (3.2)
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PT3 P32 P13 0
trong đó: PTi - sai lệch công suất liên
HTĐ Việt nam được chia thành 3 vùng Bắc kết vùng
Trung và Nam (A1, A3 và A2), (hình 1). Biến tần số có thể đạt được mục tiêu điều
Đường dây 500kV là trục liên kết các vùng. khiển với (3.1), tuy nhiên với (3.2) chỉ khẳng
Tần số điện là thông số được điều khiển thông định được rằng (tổng) sai lệch công suất liên
qua cân bằng nguồn - tải trong toàn hệ thống. kết vùng bằng 0. Công suất trên các đường
Để điều khiển đồng thời tần số và công suất dây liên kết có thể đạt được giá trị đặt của nó
trên các đường dây liên kết thường dùng AGC hay không thì còn phải xem xét tiếp.
theo ACE [1]. Công suất phát vùng i được điều Nếu các vùng được liên kết bằng cấu trúc
khiển theo ACEi của nó định nghĩa qua kiểu chuỗi như hình 1. Hệ (2) trở thành (4)
266
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
ACE1 B1f P13 Vùng được chọn bổ sung thêm bộ điều
khiển công suất liên kết thường chứa đường
ACE 2 B2 f P23 (4)
ACE B f P P dây liên kết mạnh để sẵn sàng cho những
3 3 13 32 thay đổi trong quá trình điều khiển theo
Cùng với luật cân bằng công suất liên kết ACE. Cấu trúc liên kết lúc này được mô tả
PT1 PT2 PT3 0 (5) trong hình 3.
Hệ (4) (5) có đủ biến vào, và mục tiêu HTĐ 3 vùng sẽ được điều khiển theo hệ
điều khiển được bảo đảm. Tần số và công phương trình viết dưới dạng sai lệch tần số
suất trên các đường dây liên kết có thể đạt và công suất liên kết
được giá trị đặt của nó. ACE1 B1f P13 P21
ACE B f P P
2 2 21 32
(6)
ACE 3.1 B3 f P 13
ACE3.2 P32
Hình 1. Cấu trúc liên kết chuỗi Trong đó: ACE3.1 và ACE3.2 - sai lệch điều
Nếu liên kết các vùng tạo thành vòng như khiển tiểu vùng 3.1 và 3.2.
hình 2. Hệ (2) thừa biến điều khiển. Với tất Với (6), khi tất cả các bộ điều khiển theo
cả ACE bằng zero, thì tần số về được giá trị ACE hoạt động hiệu quả thì tần số và công
đặt nhưng chưa bảo đảm công suất liên kết suất trên các đường dây liên kết được bảo
trên các đường dây cũng về giá trị đặt. Tất đảm đưa về giá trị đặt.
nhiên các biến Pij = 0 thỏa mãn (2), tuy
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
nhiên đáng lo ngại là Pij = const cũng thỏa
mãn (2) và có khả năng tạo dòng công suất Từ kết quả xử lí tổng hợp bộ dữ liệu hệ
chạy vòng trong lưới liên kết. thống điện Việt Nam năm 2017 [3], các số
liệu tính toán chế độ cực đại 2017 và được
liệt kê trong bảng 1.
Bảng 1. Chế độ khảo sát [MW]
A1 A2 A3
Nguồn 162000 9500 5050
Dự trữ quay 1000 800 250
Hình 2. Cấu trúc liên kết kiểu vòng Phụ tải 14100 13600 3050
Công suất liên kết 2100 -4100 2000
Với cấu trúc vòng, để đạt được mục tiêu
Các hệ số tính toán liệt kê trong bảng 2.
điều khiển tần số và công suất trên các đường
dây liên kết về giá trị đặt trước cần thiết bổ Bảng 2. Hệ số tính toán
sung thêm một bộ điều khiển cho vùng [2].
A1 A2 A3
Độ dốc điều chỉnh
- thủy điện 0.03 0.03 0.03
- nhiệt điện 0.05 0.05 0.05
Độ phụ thuộc f của tải 1.3 1.5 1.2
Trọng số [MW/Hz] 9000 5000 3000
Từ các số liệu và hệ (2) xây dựng được mô
Hình 3. Bổ sung điều khiển công suất hình tính toán dạng tuyến tính hóa cho trường
cho liên kết kiểu vòng hợp hệ thống có cấu trúc chuỗi hình 1.
267
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
ACE1 9000f P13 Kết quả tính liệt kê trong bảng 5 cho thấy:
(7) Với việc bổ xung luật điều khiển, tần số và
ACE 2 5000f P32
ACE 3000f P P công suất trên tất cả các đường dây liên kết
3 32 13
được duy trì ở các giá trị đặt khi có kích
Sử dụng mô hình (7) tính cho trường hợp 1 động mất 100MW công suất tải vùng A1.
(TH1) nguồn vùng A1 giảm 500MW. Kết quả
tính toán được liệt kê trong bảng 3 cho thấy Bảng 5. Kết quả tính TH2
hiệu quả như kì vọng của điều khiển theo A1 A2 A3
ACE: tần số và công suất trên các đường dây
liên kết được duy trì ở các giá trị đặt. f [Hz] 0
Bảng 3. Kết quả tính TH1 Pij [MW] 0 0 0
PGi [MW] 16100 9500 5050
A1 A2 A3
f [Hz] 0 PLi [MW] 14000 13600 3050
Pij [MW] 0 0 0 P13 [MW] 1800
PGi [MW] 16200 9500 5050 P21 [MW] -300
PLi [MW] 14100 13600 3050 P32 [MW] 3800
Pij [MW] 2100 4100 2000
Trường hợp hệ thống có cấu trúc chuỗi 4. KẾT LUẬN
như hình 2. Nếu chỉ quan tâm đến tần số và Điều khiển tự động công suất phát theo
công suất tham gia liên kết của mỗi vùng ACE là giải pháp hữu hiệu cho các HTĐ có
PTi vẫn có thể sử dụng mô hình: liên kết nhiều vùng như kết quả trình bày
ACE1 9000f PT1 trong bảng 3 và bảng 5.
(8.1)
ACE 2 5000f PT2 Để điều chỉnh công suất trên các đường
ACE 3000f P dây liên kết cần chú ý đến cấu trúc liên kết
3 T3
Cùng với luật cân bằng công suất liên kết các vùng của hệ thống. Trường hợp cần thiết
PT1 PT2 PT3 0 (8.2) phải thiết lập thêm các bộ điều khiển tiểu
vùng với ACE không có thành phần tần số.
Tuy nhiên kết quả không cho phép mở
Các tính toán cho thấy hiệu quả điều khiển
rộng đến từng đường dây liên kết.
theo ACE với các cấu trúc liên kết khác nhau
Để đưa công suất trên các đường dây liên
của HTĐ Việt nam.
kết về giá trị đặt, với cấu trúc vòng cần thiết
phải sử dụng thêm bộ điều khiển ACE công 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
suất cho vùng 3. Mô hình (6) trở thành
ACE1 9000f P13 P21 [1] Prabha Kundur. 1992. Power system
ACE 5000f P P stability and control. Toronto.
2 21 32 (9) [2] Chunyu Chen, Kaifeng Zhang, Kun Yuan
ACE 3.1 3000 f P 13 and Xianliang Teng. 2017. Tie-Line Bias
ACE 3.2 P32 Control Applicability to Load Frequency
Control for Multi-Area Interconnected
Dễ kiểm nghiệm lại hiệu quả điều khiển Power Systems of Complex Topology.
ACE theo mô hình (9) với trường hợp tải Energies 2017, 10(1), 78.
vùng A1 giảm 100MW (TH2), các giá trị đặt [3] Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia
của công suất liên kết như bảng 4. -EVN-NLDC. Báo cáo tổng kết vận hành
hệ thống điện quốc gia 2017- Annual
Bảng 4. Giá trị đặt công suất liên kết [MW]
report 2017.
P21 P32
1800 -300 3800
268
nguon tai.lieu . vn
