PDF Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối, Ts. Trương Việt Anh

Các giải thuật tái cấu hình lưới điện phân phối, Ts. Trương Việt Anh

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI THUẬT TÁI CẤU
HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (LĐPP) ................... 13
1.1. GIỚI THIỆU ..................................................................................... 13
1.1.1. Đặc điểm của LĐPP .............................................................. 13
1.1.2. Các lý do vận hành hở LĐPP ................................................ 16
1.1.3. Các bài toán tái cấu hình LĐPP ở góc độ vận hành .............. 17
1.1.4. Thực trạng LĐPP hiện nay của Việt Nam ............................ 18
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .................................................. 18
1.2.1. Mô hình toán học LĐPP........................................................ 18
1.2.2. Các giả thiết để đơn giản bài toán tái cấu hình lưới .............. 20
1.2.3. Bài toán 3 – Xác định cấu trúc lưới giảm P là bài toán
quan trọng nhất................................................................................ 21
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN 3..................................... 28
1.3.1. Kết hợp heuristics và tối ưu hóa ........................................... 28
1.3.2. Các giải thuật thuần túy dựa trên heuristics .......................... 31
1.3.3. Các giải thuật dựa trên trí tuệ nhân tạo ................................. 34
1.4.KẾT LUẬN ....................................................................................... 40
CHƯƠNG 2: GIẢI THUẬT TỐI ƯU HÓA KẾT HỢP
HEURISTIC TRONG TÁI CẤU HÌNH LƯỚI
ĐIỆN GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT ..................... 45
2.1. GIỚI THIỆU ..................................................................................... 45
2.2. XÂY DỰNG GIẢI THUẬT VÒNG KÍN ........................................ 47
2.2.1. Mô tả lưới điện phân phối tổng quát ..................................... 47
2.2.2. Xây dựng hàm độ lệch suất tăng tổn thất công suất tác dụng ...... 51
2.2.3. Cực tiểu địa phương và toàn cục của P trên lưới phân phối ...... 52
2.2.4. Nhận xét ................................................................................ 54
8
2.3. GIẢI THUẬT HEURISTIC VÒNG KÍN GIẢM P ....................... 54
2.3.1. Đánh giá các thông số của hàm F ......................................... 55
2.3.2 .Trình tự giảm hàm F ............................................................. 55
2.3.3. Áp dụng giải thuật heuristic vòng kín ................................... 60
2.3.4. Kết luận ................................................................................. 69
2.4. GIẢI THUẬT HEURISTIC VÒNG KÍN CHO LĐPP CÓ TỤ
BÙ VÀ DG .............................................................................................. 70
2.4.1. Giới thiệu .............................................................................. 70
2.4.2. Mô tả hàm tổn thất công suất tác dụng trên LĐPP có
DG hay tụ bù ................................................................................... 72
2.4.3. Lưu đồ giảm hàm F cho LĐPP có DG .................................. 74
2.4.4. Ví dụ kiểm chứng .................................................................. 76
2.4.5. Nhận xét ................................................................................ 81
2.5. GIẢI THUẬT HEURISTIC VÒNG KÍN GIẢM CẤU TRÚC
LĐPP........................................................................................................ 81
2.5.1. Giới thiệu .............................................................................. 81
2.5.2. Lưới điện phân phối rút gọn .................................................. 82
2.5.3. Ví dụ kiểm chứng .................................................................. 85
2.5.4. Kết luận ................................................................................. 90
CHƯƠNG 3: GIẢI THUẬT THUẦN HEURISTIC TRONG
TÁI CẤU HÌNH LĐPP GIẢM TỔN THẤT
CÔNG SUẤT .................................................................. 93
3.1. GIỚI THIỆU ..................................................................................... 93
3.2. GIẢI THUẬT HEURISTIC KẾT NỐI ............................................. 94
3.2.1. Mô tả lưới điện hình tia ......................................................... 94
3.2.2. Quá trình xây dựng cấu trúc lưới điện .................................. 95
3.2.3. Xây dựng giải thuật lựa chọn kết nối hợp lý ......................... 95
3.2.4. Giải thuật heuristic kết nối giảm P ..................................... 95
3.2.5. Giải thuật heuristic kết nối mờ giảm P ............................... 97
9
3.3. CÁC GIẢI THUẬT HEURISTIC KẾT NỐI CẢI TIẾN ................. 99
3.3.1. Giải thuật heuristic kết nối cải tiến giảm P .........................99
3.3.2. Giải thuật heuristic cải tiến kết hợp mờ giảm P .............. 100
3.3.3. Ví dụ kiểm chứng ................................................................ 101
3.3.4. Kết luận ............................................................................... 105
3.4. XÁC ĐỊNH CẤU HÌNH LĐPP GIẢM P BẰNG GIẢI
THUẬT PSO ......................................................................................... 106
3.4.1. Khái niệm về giải thuật PSO ............................................... 106
3.4.2. Mô tả giải thuật PSO dùng trong bài toán tái cấu hình
LĐPP ............................................................................................. 112
3.4.3. Ví dụ kiểm chứng ................................................................ 114
3.4.4. Nhận xét và bình luận ......................................................... 119
3.5. XÁC ĐỊNH CẤU HÌNH LĐPP GIẢM P BẰNG GIẢI
THUẬT GSA ......................................................................................... 120
3.5.1. Khái niệm về giải thuật tối ưu GSA .................................... 120
3.5.2. Thuật toán GSA được mô tả chi tiết như sau: ..................... 120
3.5.3. Mô tả giải thuật GSA trong bài toán tái cấu hình LĐPP .....126
3.5.4. Ví dụ kiểm chứng ................................................................ 127
3.5.5. Nhận xét .............................................................................. 134
3.6. KẾT LUẬN .................................................................................... 135
CHƯƠNG 4: GIẢI THUẬT TIẾN HÓA GENETIC TRONG
TÁI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT .............................. 139
4.1 GIỚI THIỆU .................................................................................... 139
4.1.1. Lịch sử phát triển ................................................................ 140
4.1.2. Các khái niệm cơ bản .......................................................... 141
4.1.3. Mô hình giải thuật di truyền ................................................ 142
4.1.4. Các tham số của GA ............................................................ 143
4.1.5. Mã hóa NST ........................................................................ 144
10
4.1.6. Khởi tạo quần thể ban đầu .................................................. 145
4.1.7. Hàm tính độ thích nghi........................................................146
4.1.8. Cơ chế lựa chọn ..................................................................146
4.1.9. Lựa chọn tỷ lệ ..................................................................... 146
4.1.10. Lựa chọn xếp hạng ............................................................ 147
4.1.11. Lựa chọntheo cơ chế lấy mẫu ngẫu nhiên .........................147
4.1.12. Lựa chọn tranh đấu ........................................................... 147
4.2. CÁC TOÁN TỬ DI TRUYỀN ....................................................... 148
4.2.1. Mã hóa nhị phân .................................................................. 148
4.2.2. Mã hóa hoán vị .................................................................... 150
4.2.3. Mã hóa theo giá trị .............................................................. 150
4.3. CHIẾN LƯỢC NẠP LẠI QUẦN THỂ .......................................... 150
4.3.1. Nạp lại hoàn toàn ................................................................ 150
4.3.2. Nạp lại ngẫu nhiên .............................................................. 151
4.3.3. Nạp lại theo mô hình cá thể ưu tú ....................................... 151
4.4. GIẢI THUẬT DI TRUYỀN TRONG BÀI TOÁN TÁI CẤU
HÌNH LĐPP........................................................................................... 151
4.4.1. Lý do sử dụng giải thuật di truyền ...................................... 151
4.4.2. Các định nghĩa .................................................................... 152
4.4.3. Trình tự thực hiện................................................................ 155
4.5. VÍ DỤ KIỂM TRA ......................................................................... 156
4.5.1. Lưới điện ba nguồn ............................................................. 156
4.5.2. Lưới điện một nguồn 33 nút ................................................ 157
4.5.3. Lưới điện một nguồn 69 nút ................................................ 159
4.6. KẾT LUẬN .................................................................................... 164
CHƯƠNG 5: TÁI CẤU HÌNH LƯỚI THEO CÁC MỤC TIÊU
TRONG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .... 167
5.1. GIỚI THIỆU ................................................................................... 167
5.2. MỤC TIÊU GIẢM TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG ......................... 167
5.2.1. Phương pháp tiếp cận .......................................................... 168
11
5.2.2. Ý nghĩa thực tế: ................................................................... 172
5.2.3. Ví dụ kiểm tra ..................................................................... 172
5.2.4. Kết luận ...............................................................................181
5.3. TÁI CẤU HÌNH LĐPP VỚI HÀM ĐA MỤC TIÊU ..................... 181
5.3.1. Giới thiệu bài toán đa mục tiêu ........................................... 182
5.3.2. Hàm đa mục tiêu trong tái cấu hình LĐPP .........................185
5.3.3. Phương pháp tiếp cận ..........................................................185
5.3.4. Ví dụ kiểm tra ..................................................................... 190
5.3.5. Kết luận ............................................................................... 193
5.4. MỤC TIÊU GIẢM CHI PHÍ VẬN HÀNH CÓ XÉT ĐẾN ĐỘ TIN
CẬY ....................................................................................................... 193
5.4.1. Giới thiệu ............................................................................ 193
5.4.2. Phương pháp tiếp cận .......................................................... 194
5.4.3. Phân chia LĐPP và các ma trận kết nối .............................. 195
5.4.4. Xây dựng giải thuật ............................................................. 199
5.4.5. Ví dụ kiểm chứng ................................................................ 203
5.4.6. Kết luận ............................................................................... 208
CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
NGẦM THUỘC ĐIỆN LỰC TÂN THUẬN .............. 213
6.1. ĐẶC ĐIỂM LĐPP CỦA ĐIỆN LỰC TÂN THUẬN .................... 213
6.1.1. Đặc điểm ............................................................................. 213
6.1.2. Nguồn và Lưới điện ............................................................ 217
6.1.3. Công tác vận hành ............................................................... 217
6.2. HỆ CHUYÊN GIA VẬN HÀNH VH - 04 ..................................... 218
6.2.1. Khả năng ............................................................................. 218
6.3. KẾT QUẢ DÙNG VH – 04 TRÊN LƯỚI NGẦM ĐIỆN LỰC
TÂN THUẬN ........................................................................................ 219
6.3.1. Mục tiêu vận hành ............................................................... 219
6.3.2. Khảo sát chế độ làm việc bình thường ................................ 219
12
6.3.3. Chế độ vận hành sau sự cố .................................................. 222
6.3.4. Những đề nghị ..................................................................... 223
6.4. KẾT LUẬN .................................................................................... 224
DANH MỤC CÁC TỪ CẦN TRA ....................................................... 226