Luận Văn Phương pháp máy phát đẳng trị đánh giá ổn định động của hệ thống điện

PHƯƠNG PHÁP MÁY PHÁT ĐẲNG TRỊ
ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
SINGLE MACHINE EQUIVALENT METHOD FOR ASSESSING
THE TRANSIENT STABILITY OF POWER SYSTEMS


HẠ ĐÌNH TRÚC
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Bài báo trình bày phương pháp máy phát đẳng trị đánh giá ổn định động của hệ thống điện (HTĐ). Phương pháp kết hợp được ưu điểm của cả hai phương pháp tính toán trực tiếp và mô phỏng theo thời gian được đề xuất vào những năm gần đây. Kết quả áp dụng tính toán cho hệ thống điện gồm 3 máy phát và 9 trạm biến áp, xét trong các trường hợp sự cố khác nhau cho thấy phương pháp này cung cấp những thông tin hữu ích và cần thiết về việc phân tích, đánh giá ổn định động của hệ thống điện cho người thiết kế và vận hành hệ thống.
ABSTRACT
This paper presents an investigation into the single machine equivalent (SIME) regarded as a viable method for both offline and online transient stability assessment. This method takes the advantage of both time simulation and direct methods, which have been proposed recently. The approach is illustrated on a three-machine test system with nine transformer stations. The results from different contingencies show that the SIME provides system operators and analyzers with useful and important information concerning the analysis and assessment of the transient stability of power systems.


1. Đặt vấn đề
Đánh giá ổn định động của hệ thống điện là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất trong quá trình thiết kế và vận hành HTĐ. Năm 1920, ổn định động của HTĐ lần đầu tiên được chú ý đến như là một trong những nhiệm vụ quan trọng của việc thiết kế và vận hành khi các HTĐ nhỏ được nối kết với nhau thành một hệ thống lớn [1]. Qua hơn 50 năm, với nhiều công trình nghiên cứu của nhiều tác giả khác nhau trên thế giới cùng với sự phát triển của công nghệ bán dẫn và công nghệ thông tin, lý thuyết cũng như những công cụ phân tích và đánh giá ổn định động của HTĐ đã cơ bản hình thành. Tuy vậy, từ năm 1990 do yêu cầu điện năng tăng vượt bậc, nhiều HTĐ lớn liên kết các HTĐ giữa các vùng của một quốc gia hoặc giữa nhiều quốc gia như HTĐ 500 KV Việt Nam, HTĐ Bắc Mỹ đã hình thành. Việc đánh giá ổn định động cho những HTĐ phức tạp này là một trong những vấn đề nan giải, đặc biệt khi xét hệ thống vận hành trong thời gian thực. Các phương pháp đánh giá ổn định động đã được đề xuất trước đó như phương pháp mô phỏng theo thời gian hay phương pháp hàm năng lượng đều xuất hiện những nhược điểm nhất định. Thực tế cho thấy việc áp dụng các kết quả tính toán, phân tích và đánh giá ổn định động của HTĐ bằng 2 phương pháp trên vào vận hành các HTĐ lớn đã dẫn đến mất điện của cả khu vực rộng lớn, ví dụ như mất điện vùng đông bắc của nước Mỹ vào năm 1965 [1] và hầu hết cả khu vực Bắc Mỹ vào ngày 14 tháng 8 năm 2003 [2]. Phương pháp mô phỏng theo thời gian có thể cho kết quả chính xác tuy nhiên thời gian tính toán khá lâu nên không thể áp dụng đánh giá ổn định theo thời gian thực. Trong khi đó phương pháp hàm năng lượng có thể cho kết quả tính toán nhanh nhưng độ chính xác không cao do những vấn đề liên quan đến mô hình hóa HTĐ [1] [3] [4]. Để có thể tận dụng ưu điểm của cả 2 phương pháp mô phỏng theo thời gian và phương pháp tính trực tiếp, các