- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Điều khiển tự động công suất phát 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 TỰ ĐỘNG CÔNG SUẤT PHÁT 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 cân bằng nguồn - tải trong toàn hệ thống.
Nguồn điện mỗi vùng được phân tách theo
Điều khiển tự động công suất phát (AGC-
tính chất thành nguồn thủy điện và nhiệt
Automatic Generation Control) trong hệ
điện. Các nguồn điện đều tham gia điều tốc.
thống điện (HTĐ) mang tính toàn cục. Ở
Khối nguồn điều tần lấy từ thủy điện với dự
phương thức điều khiển hiện hành, mỗi thay
trữ quay xác định cho từng vùng. Cấu trúc
đổi đều gây ra kích động cân bằng nguồn tải
nguồn mỗi vùng được mô tả như hình 2.
toàn HTĐ. Việc này còn gây khó khăn cho
Trong hệ thống cô lập, tần số là thông số
công tác lập kế hoạch, điều độ riêng rẽ từng
duy nhất cần điều khiển. Những HTĐ độc
vùng trong môi trường thị trường điện cạnh
lập, kết nối với nhau bằng các đường dây liên
tranh. Vấn đề này thường được giải quyết
kết, thì cần quan tâm thêm công suất trên các
thông qua luật điều khiển theo sai lệch điều
đường dây liên kết này. Luật điều khiển hiệu
khiển vùng (ACE - Area Control Error).
quả thường được dùng có trong trường hợp
Báo cáo này trình bày một nghiên cứu tính
này là điều khiển theo sai lệch vùng ACE.
toán AGC theo ACE cho HTĐ Việt Nam ở
chế độ cực đại năm 2017.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trong HTĐ, để đáp ứng được nhu cầu
thay đổi liên tục của phụ tải, công suất phát
cần phải được điều khiển tự động. Điều
khiển công suất phát được thực hiện trên
tuyến năng lượng của nguồn điện nhờ bộ
điều tốc. Sơ đồ chức năng của một nguồn
điện được mô tả như hình 1. Hình 2. AGC vùng i
Tài liệu [1] đã đề cập chi tiết cho trường
hợp 2 vùng. Phát triển cho hệ thống nhiều
vùng, ta định nghĩa sai lệch điều khiển của
nguồn phát điều tần vùng i qua
ACEi PTi Bi f (1)
Hình 1. Sơ đồ tổ máy phát điện Trong đó: PTi và f - sai lệch công suất
HTĐ Việt Nam được chia thành 3 vùng liên kết và sai lệch tần số; Bi - trọng số.
Bắc Trung và Nam (A1 A3 và A2). Đường Biến điều khiển ngoài tần số f được ưu
dây 500kV là trục liên kết các vùng. Tần số tiên qua trọng số Bi còn có thêm công suất
điện là thông số được điều khiển thông qua trên đường dây liên kết PTi .
209
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
Toàn hệ thống sẽ được điều khiển theo hệ 0 được. Lúc này tần số hệ thống sẽ phải giảm
ACE1 PT1 B1f xuống để huy động công suất liên kết cho
vùng thiếu và mặt khác bảo đảm ACE của
các vùng còn lại vẫn bằng 0. Mức độ suy
ACEi PTi Bi f (2)
giảm tần số tần số phụ thuộc vào các trọng số
ACE n PTn Bn f Bi trong phương trình (2).
Trong đó: PTi và Bi - sai lệch công suất 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
liên kết và trọng số vùng i; f - sai lệch tần số.
Từ kết quả xử lí tổng hợp bộ dữ liệu hệ
Cấu trúc của một hệ thống điện tổ chức
thống điện Việt Nam năm 2017 [2], các số
AGC theo ACE mô tả trong hình 3.
liệu tính toán chế độ cực đại 2017 được liệt
kê trong bảng 1.
Bảng 1. Chế độ cực đại khảo sát [MW]
A1 A2 A3
Thủy điện điều tốc 6000 1000 2300
Thủy điện điều tần 3000 1000 2000
Nhiệt điện 7200 7500 750
Dự trữ quay 1000 800 250
Hình 3. AGC theo ACE
Phụ tải 14100 13600 3050
Điều kiện để áp dụng thành công thuật
Công suất liên kết 2100 4100 2000
toán này là ở tất cả các vùng nguồn đều đáp
ứng được tải, có nghĩa là Các hệ số tính toán liệt kê trong bảng 2.
PGmaxi PLi PTi 0; i 1,...n (3) Bảng 2. Hệ số tính toán
Trong đó: PGmaxi , PLi và PTi - công suất A1 A2 A3
khả phát, công suất tải và công suất liên kết.
Độ dốc điều chỉnh 0.03 0.03 0.03
Thành phần điều khiển tích phân (hình 2) sẽ
- Thủy điện 0.05 0.05 0.05
đưa được các ACE về 0. Lúc này hệ (2)
- Nhiệt điện
có nghiệm
f 0 Độ phụ thuộc f của tải 1.3 1.5 1.2
PT1 0 Trọng số [MW/Hz] 9000 5000 3000
P 0 (4) Từ các số liệu và hệ (2) xây dựng được mô
Ti hình tính toán dạng tuyến tính hóa
PTn 0 ACE1 PT1 9000f
Điều này có nghĩa là khi điều kiện (3) ACE 2 PT2 5000f (5)
được thỏa mãn thì các kích động nguồn - tải ACE3 PT3 3000f
sẽ được giải quyết trong nội bộ vùng. Các Cùng với luật cân bằng công suất liên kết
vùng còn lại đều không bị ảnh hưởng. Ví dụ PT1 PT2 PT3 0 (6)
phụ tải vùng 1 tăng một lượng P thì nguồn Sử dụng mô hình (5), (6) khảo sát các
vùng 1 sẽ phát tăng lên đúng bằng lượng trường hợp điển hình: Tải tăng giảm ở các
công suất đó để đáp ứng. vùng; Nguồn (điều tốc, điều tần chứa dự trữ
Nếu có một vùng nào đấy không đáp ứng quay) tăng giảm ở các vùng; Mất đường dây
được điều kiện nguồn tải trên (thiếu nguồn) liên kết.
thì ACE của vùng đó sẽ không điều khiển về Trường hợp 1 (TH1) tải A1 giảm 120MW
210
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2020. ISBN: 978-604-82-3869-8
Bảng 3. Kết quả tính TH1 PGi [MW] 14185 10300 3067
A1 A2 A3 PLi [MW] 14185 10300 3067
f [Hz] 0
PTi [MW] 0 0 0
PTi [MW] 0 0 0 Trường hợp 5 (TH5) mất liên kết, đưa
PGi [MW] 16080 9500 5050 công suất liên kết đặt về 0.
PLi [MW] 13980 13600 3050 Bảng 7. Kết quả tính TH5
PTi [MW] 2100 4100 2000 A1 A2 A3
Trường hợp 2 (TH2) nguồn A1 giảm f [Hz] 0 -8.088 0
500MW PTi [MW] -2100 4100 -2000
Bảng 4. Kết quả tính TH2 PGi [MW] 14100 10300 3050
A1 A2 A3 PLi [MW] 14100 10300 3050
f [Hz] 0
PTi [MW] 0 0 0
PTi [MW] 0 0 0
4. KẾT LUẬN
PGi [MW] 16200 9500 5050
Các khảo sát từ bảng 3 đến bảng 7 cho
PLi [MW] 14100 13600 3050
thấy hiệu quả điều khiển qua ACE. Các thay
PTi [MW] 2100 4100 2000 đổi nguồn / tải mỗi vùng đều được giải quyết
Trường hợp 3 (TH3) nguồn mang dự trữ tại chỗ mà không gây ảnh hưởng đến các
quay vùng A2 giảm 560MW vùng còn lại. Kích động quá khả năng điều
chỉnh của vùng sẽ được các vùng khác hỗ trợ
Bảng 5. Kết quả tính TH3 qua cơ chế thay đổi công suất liên kết.
A1 A2 A3 Xét về dài hạn, điều khiển theo ACE cho
phép các vùng và đường dây liên kết chủ
f [Hz] 0.0123 động xây dựng và vận hành kế hoạch của
PTi [MW] 110.3 147.0 36.75 mình. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong môi
trường thị trường điện cạnh tranh.
PGi [MW] 16306 9348 5086
Phù hợp với quan điểm đáp ứng tại chỗ
PLi [MW] 14096 13600 3049 đang được quan tâm khi HTĐ nối mạng
diện rộng.
PTi [MW] 2210 4247 2037
Trường hợp 4 (TH4) mất liên kết vẫn giữ 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
công suất liên kết đặt. [1] Prabha Kundur. 1992. Power system
Bảng 6. Kết quả tính TH4 stability and control. Toronto.
[2] Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia
A1 A2 A3 -EVN-NLDC. Báo cáo tổng kết vận hành
8.088 hệ thống điện quốc gia 2017- Annual
f [Hz] 0.2333 0.6667
report 2017.
PTi [MW] 2100 4100 -2000
211
nguon tai.lieu . vn