QUY HOẠCH MỞ RỘNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÓ XÉT TIÊU CHUẨN AN TOÀN N–1 VÀ DÒNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Đàm Minh Quang; Phạm Năng Văn; Nguyễn Tuấn Anh

doi:10.34238/tnu-jst.8518

QUY HOẠCH MỞ RỘNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CÓ XÉT TIÊU CHUẨN AN TOÀN N–1 VÀ DÒNG CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 09/08/23 Ngày hoàn thiện: 30/10/23 Ngày đăng: 30/10/23

Các tác giả

1. Đàm Minh Quang, Trường Điện ‒ Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Phạm Năng Văn , Trường Điện ‒ Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Nguyễn Tuấn Anh, Trường Điện ‒ Điện tử - Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt

Quy hoạch mở rộng truyền tải (TNEP) là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hệ thống điện. Bài toán TNEP thường được xây dựng dựa trên phương pháp trào lưu công suất một chiều (DCPF). Nhược điểm của phương pháp này là bỏ qua tổn thất công suất và ảnh hưởng của dòng công suất phản kháng. Ngoài ra, đảm bảo an toàn của hệ thống điện trong chế độ sự cố một phần tử (tiêu chuẩn an toàn N‒1) có ý nghĩa quan trọng trong bài toán quy hoạch và vận hành. Bài báo này trình bày phương pháp quy hoạch tuyến tính nguyên thực hỗn hợp (MILP) để tối ưu hóa cấu trúc lưới điện truyền tải có xét tổn thất công suất, dòng công suất phản kháng và tiêu chuẩn an toàn N‒1. Kỹ thuật điều chỉnh giới hạn nhánh được áp dụng để tích hợp ảnh hưởng của dòng công suất phản kháng. Phương pháp lặp đề xuất được áp dụng để xem xét tiêu chuẩn an toàn trong quá trình quy hoạch lưới điện. Phương pháp đề xuất được đánh giá trên lưới điện 24 nút IEEE, trong đó mô hình tối ưu được giải sử dụng công cụ CPLEX với ngôn ngữ lập trình GAMS, và bài toán phân tích sự cố N‒1 được thực hiện sử dụng phần mềm POWERWORLD. Kết quả quy hoạch cho thấy, 19 đường dây với tổng vốn đầu tư 86,7 M$ được xây dựng để vận hành an toàn lưới điện theo tiêu chuẩn N‒1.

Từ khóa

Quy hoạch mở rộng lưới điện truyền tải (TNEP); Quy hoạch tuyến tính nguyên thực hỗn hợp (MILP); Tổn thất công suất; Tiêu chuẩn an toàn N‒1; Công suất phản kháng

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] N. V. Pham, “A comparative study of PTDF based-methods to determine transmission usage allocation for bilateral transactions in power markets,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 226, no. 06, pp. 82–89, May 2021, doi: 10.34238/tnu-jst.4019.

[2] T. T. Nguyen, N. V. Pham, Q. M. Nguyen, and T. H. T. Nguyen, “Optimal size and location of SVC devices considering voltage stability constraints: a mixed-integer nonlinear programming approach,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 228, no. 14, pp. 3–16, 2023, doi: 10.34238/tnu-jst.8264.

[3] H. T. Tran, N. D. Vo, and H. A. Quyen, “Overview of transmission expansion planning,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 225, no. 6, pp. 223–228, May 2020.

[4] J. Quintero, H. Zhang, Y. Chakhchoukh, V. Vittal, and G. T. Heydt, “Next Generation Transmission Expansion Planning Framework: Models, Tools, and Educational Opportunities,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 29, no. 4, pp. 1911–1918, Jul. 2014, doi: 10.1109/TPWRS.2014.2317590.

[5] M. Mahdavi, C. Sabillon Antunez, M. Ajalli, and R. Romero, “Transmission Expansion Planning: Literature Review and Classification,” IEEE Systems Journal, vol. 13, no. 3, pp. 3129–3140, Sep. 2019, doi: 10.1109/JSYST.2018.2871793.

[6] M. Esmaili, M. Ghamsari-Yazdel, N. Amjady, and A. J. Conejo, “Short-Circuit Constrained Power System Expansion Planning Considering Bundling and Voltage Levels of Lines,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 35, no. 1, pp. 584–593, Jan. 2020, doi: 10.1109/TPWRS.2019.2926410.

[7] L. Bahiense, G. C. Oliveira, M. Pereira, and S. Granville, “A Mixed Integer Disjunctive Model for Transmission Network Expansion,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 16, no. 3, pp. 560‒565, 2001.

[8] S. De La Torre, A. J. Conejo, and J. Contreras, “Transmission Expansion Planning in Electricity Markets,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 23, no. 1, pp. 238–248, Feb. 2008, doi: 10.1109/TPWRS.2007.913717.

[9] H. Zhang, V. Vittal, G. T. Heydt, and J. Quintero, “A Mixed-Integer Linear Programming Approach for Multi-Stage Security-Constrained Transmission Expansion Planning,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 27, no. 2, pp. 1125–1133, May 2012, doi: 10.1109/TPWRS.2011.2178000.

[10] E. G. Morquecho, S. P. Torres, F. Astudillo-Salinas, C. A. Castro, H. Ergun, and D. V. Hertem, “Security constrained AC dynamic transmission expansion planning considering reactive power requirements,” Electric Power Systems Research, vol. 221, p. 109419, Aug. 2023, doi: 10.1016/j.epsr.2023.109419.

[11] H. Mazaheri, A. Abbaspour, M. Fotuhi-Firuzabad, M. Moeini-Aghtaie, H. Farzin, F. Wang, and P. Dehghanian, “An online method for MILP co-planning model of large-scale transmission expansion planning and energy storage systems considering N-1 criterion,” IET Gener. Transm. Distrib., vol. 15, no. 4, pp. 664–677, Dec. 2020, doi: 10.1049/gtd2.12050.

[12] S. Teimourzadeh and F. Aminifar, “MILP Formulation for Transmission Expansion Planning With Short-Circuit Level Constraints,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 31, no. 4, pp. 3109–3118, Jul. 2016, doi: 10.1109/TPWRS.2015.2473663.

[13] O. Ziaee, O. Alizadeh-Mousavi, and F. F. Choobineh, “Co-Optimization of Transmission Expansion Planning and TCSC Placement Considering the Correlation Between Wind and Demand Scenarios,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 33, no. 1, pp. 206–215, Jan. 2018, doi: 10.1109/TPWRS.2017.2690969.

[14] N. T. Anh, D. M. Quang, and P. N. Van, “Mixed-integer linear programming-based transmission network expansion planning considering power loss,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 228, no. 10, pp. 389–397, Jun. 2023.

[15] A. Gó. Exposito, J. R. Santos, and P. C. Romero, “Planning and Operational Issues Arising From the Widespread Use of HTLS Conductors,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 22, no. 4, pp. 1446–1455, Nov. 2007, doi: 10.1109/TPWRS.2007.907151.

[16] M. Esmaili, M. Ghamsari-Yazdel, N. Amjady, C. Y. Chung, and A. J. Conejo, “Transmission Expansion Planning Including TCSCs and SFCLs: A MINLP Approach,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 35, no. 6, pp. 4396–4407, Nov. 2020, doi: 10.1109/TPWRS.2020.2987982.

[17] S. Grijalva, P. W. Sauer, and J. D. Weber, “Enhancement of linear ATC calculations by the incorporation of reactive power flows,” IEEE Trans. Power Syst., vol. 18, no. 2, pp. 619–624, May 2003, doi: 10.1109/TPWRS.2003.810902.

[18] A. J. Wood, B. F. Wollenberg, and G. B. Sheble, Power Generation, Operation and Control, Third Edition. Wiley-IEEE Press, 2014.

[19] P. Subcommittee, “IEEE Reliability Test System,” IEEE Trans. on Power Apparatus and Syst., vol. PAS-98, no. 6, pp. 2047–2054, Nov. 1979.

[20] GAMS Development Corporation, “GAMS Documentation 42,” Mar. 30, 2023. [Online]. Available: https://www.gams.com. [Accessed Jul. 30, 2023].

[21] POWERWORLD Corporation, “PowerWorld User’s Manual,” Jul. 11, 2023. [Online]. Available: https://www.powerworld.com. [Accessed Jul. 30, 2023].

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8518

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ