Các Module điện và tính năng (Phần 8) – Điều khiển và tối ưu điện áp/Công suất vô công

8. Điều khiển và tối ưu điện áp/Công suất vô công (VOLT/VAR Control/Optimization)

Module điều khiển Volt/Var của Elipse Power hoạt động như một thiết bị điều khiển trungtâm, thiết bị liên tục đánh giá chất lượng điện áp trong hệ thống và đưa ra các thao tác để giữổn định chất lượng nguồn cấp ở mức phù hợp.

Việc đánh giá được thực hiện bằng cách sử dụng hàm đối tượng (objective function), đượctính toán từ mô hình luồng công suất được xây dựng trên kết quả của module State Estimatorvà dựa trên mô hình điện có được từ dữ liệu mô hình điện (Power Model DB). Dựa trên các kếtquả của hàm đối đối tượng, module điều khiển Volt/Var xác định các thao tác cần phải thực thi.

Trên các mạch vòng kín, các thao tác điều khiển có thể thực hiện trực tiếp thông qua hệthống SCADA. Trên các mạch vòng hở, các thao tác điều khiển được thể hiện (hiển thị) trênmàn hình và người vận hành có thể lựa chọn thao tác điều khiển thủ công.

Các thao tác điều khiển có thể thực hiện là:

• Đóng cắt các tụ và các kháng;
• Chuyển đổi các nấc các bộ điều chỉnh điện áp của máy biến áp;
• Thay đổi các giá trị đặt (SetPoint) và các thông số cấu hình các bộ bộ điều khiển tụ bù, bộ điều khiển điện áp, các bộ điều chỉnh.

Tổng quan chức năng của module điều khiển điện áp

Các tính năng đối tượng cho người vận hành lựa chọn:

• Giảm thiểu yêu cầu ngoài các giới hạn điện áp: Giảm thiểu tải khi cung cấp cho các cấp điện áp quan trọng và nguy hiểm;
• Giảm thiểu các tổn thất: giảm thiểu tổn hao điện trở, bằng cách giữ các phụ tải trong hệ thống ở mức điện áp phù hợp;
• Giảm thiểu các giá trị để bù cho khách hàng do các vi phạm về điện áp.

Nhiệm vụ điều khiển điện áp của lưới điện phân phối từ quan điểm toán học cực kỳ phức tạp do các đặc tính không tuyến tính của module đại diện cho hệ thống này, các biến điều khiển hầu hết đều có các đặc tính riêng, và qui mô hệ thống thường bao gồm hàng trăm thanh cái. Để giải quyết vấn đề này, module điều khiển điện áp do Elipse xây dựng thực hiện thuật toán tối ưu dựa trên công nghệ lập trình động.

Nhiệm vụ của thuật toán điều khiển điện áp cơ bản là tìm ra 1 chuỗi thao tác để đưa hệ thống từ trạng thái ban đầu về trạng thái tối ưu (số kế tiếp). Để làm việc đó, mỗi biến điều khiển rời rạc trong n trạng thái, và cho từng chuyển trạng thái, tính toán chi phí chuyển trạng thái dựa trên kết quả của luồng công suất và các hàm mục tiêu được người dùng định nghĩa. Nếu có bất kỳ hạn chế nào của nguồn hoặc giới hạn điện áp bị vi phạm do chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác, thuật toán phạt tự động việc chuyển đổi này bằng việc bổ sung thêm các chi phí tỷ lệ thuận với mức độ vi phạm. Tại điểm cuối của quá trình, với tất cả các chi phí chuyển đổi, sẽ tính toán cách điều khiển tối ưu và tất cả các hành động điều khiển theo trình tự sẽ diễn ra. Mô hình luồng công suất được xây dựng dựa trên kết quả của module đánh giá trạng thái, đảm bảo mức độ toàn vẹn cao nhất giữa mô hình mô phỏng và hệ thống thực tế.

Thuật toán Volt/Var

Module điều khiển Volt/Var có các đặc điểm:

• Điều khiển điện áp tập trung, cho phép điều khiển điện áp trên các thanh cái từ xa;
• Cho phép xác định các hàm mục tiêu để tối ưu hóa;
• Phát ra chuỗi các lệnh điều khiển có thể được thực thi tự động hoặc không tự động;
• Nhận diện sự sẵn sàng của các thiết bị điều khiển, các giới hạn vận hành của chúng, trạng thái và các liên động của thiết bị trước khi đưa chúng vào thuật toán tối ưu;
• Các thao tác điều khiển có thể được tích hợp vào module thao tác theo trình tự;
• Module này cũng sẵn sàng ở chế độ đào tạo.