Lã Văn Út- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Nguyễn Mạnh Cường – Viện Năng lượng
TÓM TẮT
Trong hoạt động điều độ, vận hành thị trường điện (TTĐ) luôn đòi hỏi phải quan tâm đến giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định của hệ thống điện (HTĐ). Trong khi đó các phương pháp tìm giới hạn ổn định HTĐ rất phức tạp, thường dẫn tới việc tính lặp chế độ nên khối lượng và thời gian tính lớn. Dựa trên lý thuyết hình học giải tích và tiêu chuẩn mất ổn định phi chu kỳ, bài báo đề xuất phương pháp ngoại suy tiệm cận (NSTC) để dự báo nhanh giới hạn ổn định tĩnh của HTĐ theo thông số trạng thái chế độ xác lập (CĐXL). Sai số và hiệu quả phương pháp được đánh giá qua kết quả tính toán đối với HTĐ đơn giản 5 nút, so sánh với phương pháp tính lặp (lấy làm chuẩn). Kết quả cho thấy sai số phương pháp NSTC đủ nhỏ, thỏa mãn các yêu cầu ứng dụng thực tế.
Từ khóa: Ổn định hệ thống điện, giới hạn truyền tải, ngoại suy tiệm cận, mất ổn định phi chu kỳ.
ABSTRACT
The dispatching and operation of power pool always requires the assessment of steady state stability limit (SSSL) of power system. Methods to determine the power stability limit currently adopted pose problems of repetitive calculations, increasing loads (in different scenarios), and checking stability criteria until being violated. Based on the theory of analytic geometry and aperiodic instability criteria, this paper proposes Asymptote extrapolating method to quickly forecast steady state stability limit of power system based on operating parameters. This method is expected to give estimations on stability according to active and reactive power being transmitted or received at each bus in the system. Deviations and the effectiveness of the method are assessed by calculation results of stability limits for a simple five-bus power system, comparing it with conventional repetition method (being standard in this research). The findings show that the deviations revealed from the two methods are relative small. This satisfies the requirements for practical application.
Keywords: Power system stability, power transmission limit, asymptote extrapolating method, aperiodic instability
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong hoạt động của TTĐ, bài toán thường được đặt ra là, liệu một nhà máy điện X (với mức giá hấp dẫn) có phải lúc nào cũng sẵn sàng đáp ứng được nhu cầu mua điện của phụ tải L? Hoặc khi phụ tải L có nhu cầu mua thêm công suất thì nên chọn mua của nhà máy nào hơn, xét về phương diện đảm bảo mức độ ổn định cho hệ thống?
Nếu chỉ xét đến giới hạn truyền tải theo điều kiện phát nóng đường dây tải điện thì sẽ không thể trả lời đầy đủ được cho các nội dung nêu trên, bởi vấn đề liên quan đến giới hạn công suất truyền tải theo điều kiện ổn định.
Mặt khác, giới hạn ổn định lại phụ thuộc vào trạng thái phân bố công suất, nên cần liên tục đánh giá mức độ ổn định tại tất cả các nút trong hệ thống để so sánh lựa chọn phương thức truyền tải.
Để đáp ứng các yêu cầu trên, cần phải thường xuyên giải bài toán tìm giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định, tương ứng với một số lượng lớn các tình huống cần xem xét. Trong khi đó các phương pháp tìm giới hạn ổn định HTĐ rất phức tạp, thường dẫn đến phép tính lặp chế độ với thời gian tính lớn.
Một số phương pháp được đề xuất nhằm ước lượng mức độ ổn định theo thông số trạng thái, như dùng chỉ số ổn định phụ tải L- indicator [1], góc công suất nút [2], … nhưng chủ yếu chỉ có ý nghĩa so sánh, không xác định chính xác được giới hạn công suất tuyền tải.
Các nghiên cứu trong bài báo này đề xuất phương pháp ngoại suy tiệm cận để dự báo nhanh giới hạn công suất truyền tải theo điều kiện ổn định trên cơ sở thông số CĐXL.
Do không phải làm nặng chế độ và tính lặp nên phương pháp NSTC có thời gian tính toán rất nhanh, đáp ứng các yêu cầu trong công tác điều độ, vận hành TTĐ.
