Bài giảng Hệ thống điên - Điều khiển tần số trong hệ thống điện - Nguyễn Đức Huy

thống sẽ là: KT = 0.6(1+0.15)/0.07 = 9.687
• Độ thay đổi tần số: f = -1/(9.687+1) x (500/10000) x 50  0.23Hz.
53
28
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Chế độ xác lập sau sự cố xét đến điều tần cấp I
• Đáp ứng của điều tần cấp I và sự thay đổi trào lưu trên các đường 
dây có thể xác định gần đúng, dựa trên thông số bộ điều tốc, hằng 
số quán tính các máy phát.
• Các chương trình tính toán: chức năng governor power flow, hoặc 
inertial power flow
54
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II
• Khôi phục tần số về giá trị định mức
• Khôi phục dự phòng nóng
• Khôi phục trào lưu công suất trên các đường dây liên lạc
55
29
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống cô lập
• Điều tần cấp II có tác dụng như kênh điều khiển tích phân:
• = 0,  P + Pe – Pref = 0
• Hoặc có thể hiểu: Pref = Pref - P (thay đổi giá trị của Pref).
56
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống cô lập
Chỉ cần đặt điều tần cấp II ở một số tổ máy trong hệ thống
57
P
30
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
• Trong hệ thống liên kết, khi có biến động tần số, các máy phát 
đồng bộ trong mỗi khu vực đều thực hiện điều tần cấp I, làm thay 
đổi trào lưu công suất trên các đường dây liên lạc
• Điều tần cấp II chỉ thực hiện tại khu vực xảy ra mất cân bằng công 
suất
• Khu vực xảy ra mất cân bằng công suất cần kích hoạt điều tần cấp 
II, đưa tần số về 50Hz và khôi phục trào lưu công suất trên các 
đường dây liên kết (quy tắc không can thiệp – non intervention 
rule)
Làm thế nào xác định được khu vực xảy ra biến động mất cân bằng 
công suất ?
58
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
Đáp ứng do điều tần cấp I của một khu vực: Kf = P / f
Hệ thống A
CS Phát = 400.000 
MW
Tải= 398.000 MW
Trao đổi CS =2000 
MW
Kf = -4500 
MW/0.1Hz
Hệ thống B
CS phát = 38.000 
MW
Tải = 40.000
Trao đổi CS = -
2000 MW
Kf = -500 MW/0.1Hz
2000 MW
f = 50 Hz
59
31
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
Mất 1000MW tại hệ thống B:
Sau khi ổn định, tần số của hệ thống được xác định bởi:
f (KfA + KfB) = 1000  f = 1000 / (-50000) = -0.02 Hz
Đáp ứng của HT A: PA = KfA . -0.02 = 900 MW
Đáp ứng của HT B: PB = KfB . -0.02 = 100 MW
Hệ thống A
CS Phát = 400.000 
MW
Tải= 398.000 MW
Trao đổi CS =2900 
MW
Kf = -4500 
MW/0.1Hz
Hệ thống B
CS phát = 38.000 
MW
Tải = 40.000
Trao đổi CS = -
2900 MW
Kf = -500 MW/0.1Hz
2900 MW
49.98 Hz
60
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sai số điều khiển khu vực (ACE)
ACE – Area Control Error
ACE = (Ptrao đổi – Ptrao đổi, ref) - R(f - 50)
Nếu đặt R của mỗi HT bằng với đáp ứng tần số Kf của HT đó, ta có:
Hệ thống A: 
ACEA = (2900 - 2000) - (-45000) * (-50 + 49.98) = 0 (MW)
Hệ thống B: 
ACEB = (-2900) - (-2000) - (-5000) * (-50 + 49.98) = -1000 (MW)
ACE đúng bằng lượng công suất cần bổ sung ở mỗi hệ thống!
Cần xác định chính xác giá trị của R (=Kf) 61
32
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Cách xác định R
 Hệ thống điện châu Âu: R của một khu vực được xác định dựa trên 
đáp ứng tần số mong muốn của toàn hệ thống, nhân với tỉ lệ điện 
năng phát ra của khu vực trên tổng điện năng sản xuất toàn hệ 
thống (theo năm)
 Hệ thống điện Bắc Mỹ: Các khu vực đo lường giá trị f và Ptrao-đổi
mỗi khi xảy ra các biến động về tần số gây ra do các hệ thống bên 
cạnh. Khi đó ACE = 0.  R =(Ptrao đổi – Ptrao đổi, ref) /(f - 50)
62
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
R = 0.05 Tăng 100MW tải
900 MW
900 MW 900 MW
900 MW
R = 0.05
Kiểm tra ACE với mô phỏng lưới điện 4 máy phát
63
33
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
40 50 60 70 80 90 100 110 120
49.7
49.75
49.8
49.85
49.9
49.95
50
50.05
Time (sec)
Fr
eq
ue
nc
y (
Hz
)
40 50 60 70 80 90 100 110 120
420
440
460
480
500
520
Time (sec)
Po
we
r t
ra
ns
fe
r (
M
W
)
Tần số
Công suất trao đổi từ khu vực 1 sang 2
f = - 0.16 Hz
P = 53MW
Công suất trao đổi từ khu vực 2 sang 1
P = -49MW
40 50 60 70 80 90 100 110 120
-500
-480
-460
-440
-420
-400
Time (sec)
P
ow
er
 t
ra
ns
fe
r 
(M
W
)
64
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
Vì đã biết vị trí xảy ra mất cân bằng công suất (khu vực 2), ta có thể 
xác định được: ACE1 = 0; ACE2 = -100MW
Khu vực 1: 0 = 53 - R1 (-0.16)  R1 = -321.25 MW/Hz
Khu vực 2: -100 = -49 - R2 (-0.16)  R2= -306 MW/Hz
Hãy tính thử giá trị Kf của hệ thống 1 và 2, dựa trên đặc tính điều tần 
cấp I của các tổ máy và so sánh với kết quả tìm được?
65
34
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát
• Tín hiệu ACE được đưa qua bộ điều khiển tích phân, từ đó xác định 
lượng thay đổi công suất đặt của các nhà máy tham gia điều tần cấp II
• Mức độ tham gia điều tần cấp II của mỗi nhà máy được xác định bởi hệ 
số i. 
Chú ý: ACE < 0 thì khu vực cần tăng công suất
66
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – hệ thống liên kết
Để tránh tương tác giữa hệ thống điều tần cấp II của các khu vực khi 
chúng cùng tham gia điều khiển trào lưu công suất trao đổi, giá trị đặt 
Ptrao-đổi được điều chỉnh tăng dần hoặc giảm dần (phase in)
67
35
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát
Ví dụ: Sơ đồ khối tính ACE – lưới điện 4 máy, 2 khu vực
68
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát
Ví dụ: Sơ đồ khối tính ACE – lưới điện 4 máy, 2 khu vực
69
36
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
40 50 60 70 80 90 100 110 120
49.6
49.8
50
Time (sec)
F
re
q
u
e
n
c
y
 (
H
z
)
40 50 60 70 80 90 100 110 120
700
750
800
850
Time (sec)
M
ac
hi
n
e
 1
 p
o
w
er
40 50 60 70 80 90 100 110 120
650
700
750
800
Time (sec)
M
a
c
h
in
e
 2
 p
o
w
e
r
40 50 60 70 80 90 100 110 120
700
720
740
760
Time (sec)
M
a
c
h
in
e
 3
 p
o
w
e
r
40 50 60 70 80 90 100 110 120
700
750
800
Time (sec)
M
ac
hi
n
e
 4
 p
o
w
er
40 50 60 70 80 90 100 110 120
-100
0
100
Time (sec)
A
C
E
1
40 50 60 70 80 90 100 110 120
-200
-100
0
100
Time (sec)
A
C
E
2
40 50 60 70 80 90 100 110 120
400
450
500
550
Time (sec)
P
ow
er
 t
ra
ns
fe
r 
(M
W
)
P1
P2
P3
P4
Tần số
P1-2
ACE1
ACE2
Khi chưa có điều tần cấp II
70
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
40 60 80 100 120 140 160 180 200
680
700
720
740
Time (sec)
M
a
c
h
in
e
 2
 p
o
w
e
r
40 60 80 100 120 140 160 180 200
700
720
740
760
Time (sec)
M
a
c
h
in
e
 3
 p
o
w
e
r
40 60 80 100 120 140 160 180 200
720
740
760
780
800
Time (sec)
M
ac
hi
ne
 1
 p
ow
er
40 60 80 100 120 140 160 180 200
700
750
800
850
Time (sec)
M
ac
hi
ne
 4
 p
ow
er
40 60 80 100 120 140 160 180 200
49.7
49.8
49.9
50
Time (sec)
F
re
qu
en
cy
 (
H
z)
40 60 80 100 120 140 160 180 200
-50
0
50
Time (sec)
A
C
E
1
40 60 80 100 120 140 160 180 200
-150
-100
-50
0
50
Time (sec)
A
C
E
2
40 60 80 100 120 140 160 180 200
400
450
500
550
Time (sec)
P
ow
er
 t
ra
ns
fe
r 
(M
W
)
Khi có điều tần cấp II
P1
P2
P3
P4
Tần số
P1-2
ACE1
ACE2
71
37
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II dựa trên ACE
• Khi hệ thống có đủ dự trữ công suất, điều tần cấp II có thể đạt được cả 
hai mục tiêu: f = 0, và Ptrao đổi = 0
• Khi hệ thống không đủ dự trữ công suất, tần số không thể trở về giá trị 
định mức (f  50 Hz)
(Ptrao đổi – Ptrao đổi, ref) - R(f - 50) = 0
 Ptrao đổi = R . f
72
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp II – HTĐ Việt Nam
73
38
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Câu hỏi ôn tập
1) Tần số hệ thống điện:
a) Đo lường sự mất cân bằng giữa nguồn và tải 
b) Thay đổi theo quan hệ với điện áp
c) Thay đổi từ khu vực này sang khu vực khác
d) Tất cả những câu trên
2) Hệ thống điện A được nối với hệ thống điện B qua đường dây liên lạc Một máy 
phát ở hệ thống điện Bbị cắt ra. Điều gì sẽ xảy ra?
a) Tần số tăng vượt quá 50Hz 
b) Tăng trào lưu công suất phát trên đường dây liên lạc
c) Công suất phát trong hệ thống A giảm
d) Tất cả những câu trên
74
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Câu hỏi ôn tập
Giả thiết hệ số điều chỉnh tần số R = −50 MW/0.1 Hz. ACE ban đầu bằng 0
và tần số là 50.00 Hz. Một sự cố trong hệ thống bên cạnh làm tần số sụt xuống
49.96 Hz. Đáp ứng tần số Kf của hệ thống là −35 MW/0.1 Hz:
3) Sự thay đổi trào lưu công suất trên đường dây liên lạc sẽ như thế nào khi
tần số ở giá trị 49.96 Hz?
a) Nhận thêm công suất
b) Không thay đổi (0)
c) Phát thêm công suất sang hệ thống bên cạnh
Không câu trả lời nào đúng
4) Giá trị của ACE ở tần số 49.96 Hz?
a) > 0
b) = 0
c) < 0
d) Không câu trả lời nào đúng
75
39
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Câu hỏi ôn tập
5) Hệ số đặc tính điều tần cấp 1, R = 5% nghĩa là ?
a) Máy phát thay đổi 5% công suất đặt với biến thiên tần số 0.1 Hz 
Máy phát sẽ đảm nhận 5% sự thay đổi công suất của hệ thống khi tần số 
thay đổi 0.1 Hz
c) Công suất phát của máy phát thay đổi 100% khi tần số thay đổi 5%
6) Nếu một sự cố làm cho tần số hệ thống sụt xuống 0.04Hz và hệ số điều 
chỉnh R = −100 MW/0.1 Hz, hệ thống sẽ đóng góp bao nhiêu MW công 
suất để duy trì ổn định tần số?
a) 400 MW 
b) 0.4 MW 
c) 4.0 MW 
d) 40 MW 
76
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Câu hỏi ôn tập
7) Hệ thống A đang đảm bảo được cân bằng công suất phát và tải. Một máy 
phát của hệ thống bên cạnh (B) bị cắt ra và tần số sụt xuống 49.9 Hz. Hệ số 
điều chỉnh công suất của hệ thống A là R =−50 MW/0.1 Hz. Nếu hệ thống A 
đảm bảo giá trị R được xác định một cách chính xác, ACE của A sẽ là:
a) + 50 MW 
b) 0 MW 
c) −50 MW 
Không câu trả lời nào đúng
8) 1% thay đổi tần số thường dẫn đến bao nhiêu % thay đổi công suất tải? 
a) Không thay đổi
b) 0.1% 
c) 1% 
d) 2%
77
40
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Câu hỏi ôn tập
9) Hệ số đặc tính điều tần cấp I (R) được chỉnh định sao cho máy phát sẽ thay 
đổi 25MW công suất với thay đổi 0.1Hz tần số. Công suất đặt của máy phát 
là 500MW. Giá trị của R sẽ là bao nhiêu?
a) 1% 
b) 1.2% 
c) 4% 
d) 5% 
10) Một hệ thống điện có các máy phát được trang bị bộ điều tốc. Các máy 
phát có công suất đặt và đặc tính điều tần cấp I (R) khác nhau. Đáp ứng điều 
tần cấp I (tính bằng MW) sẽ lớn nhất ở tổ máy:
a) Công suất lớn, R lớn
b) Công suất lớn, R nhỏ
c) Công suất nhỏ, R lớn
d) Công suất nhỏ, R nhỏ
78
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Tiêu chuẩn về điều khiển tần số
Được xây dựng dựa trên một sự cố mất cân bằng công suất (reference 
incidence). Tiêu chuẩn quy định độ lệch tần số, thời gian tối đa để đưa tần số 
trở về giá trị bình thường 
79
41
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải
• Mất cân bằng giữa công suất phát và tải dẫn đến biến động lớn về tần số
• Khi sự mất cân bằng công suất quá lớn, hệ thống điều chỉnh công suất (điều tần 
cấp I) có thể không đáp ứng được. Cần có biện pháp sa thải phụ tải để tránh sự 
cố lan rộng, hoặc rã lưới
80
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải
• Khi hệ thống đã huy động hết công suất dự phòng nóng, nhưng không bù 
đắp được lượng công suất thiếu hụt, có thể cần sa thải phụ tải.
Hệ thống có đủ dự phòng nóng Hệ thống thiếu hụt dự phòng nóng
81
42
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải
82
0 5 10 15 20 25 30
48
48.5
49
49.5
50
50.5
51
51.5
Time (sec)
F
re
q
u
e
n
c
y
 (
H
z)
Sự cố rã lưới Ấn Độ (31.07.2012)
Sự cố tách lưới châu Âu, 4/11/2006
Sa thải phụ tải hiệu 
quả cho phép ngăn 
chặn sụt giảm tần số
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải
Mức độ biến thiên tần số tại thời điểm đầu khi xảy ra sự cố tỉ lệ với 
mức độ mất cân bằng công suất
P = J . d/dt
40 50 60 70 80 90 100 110 120
49.7
49.75
49.8
49.85
49.9
49.95
50
50.05
Time (sec)
Fr
eq
ue
nc
y 
(H
z)
83
43
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải và sa thải máy phát
 Tất cả các máy phát điện đều được trang bị rơ le tần số thấp
 Ngưỡng chỉnh định của rơ le tần số các máy phát điện được dựa trên đặc tính 
làm việc của tuabin
 Ngưỡng chỉnh định của rơ le sa thải phụ tải cần được phối hợp với chỉnh định 
của rơ le tần số ở các máy phát điện
84
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Các yếu tố cần quan tâm
 Đặc tính làm việc của tuabin máy phát (khả năng làm việc ở tần số thấp 
và cao so với định mức)
 Quán tính của hệ thống tuabin và máy phát, cũng như quán tính chung 
của toàn hệ thống
 Các kịch bản làm việc khác nhau của hệ thống điện (phân bố của các 
nguồn phát và phụ tải theo khu vực)
 Mức độ công suất phản kháng yêu cầu đối với các máy phát trong mỗi 
chế độ làm việc (!?)
85
44
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sự bất định của nguồn và phụ tải
 Phụ tải không cố định theo thời gian, đặc tính phụ tải thay đổi theo 
ngày, theo mùa, và phụ thuộc từng khu vực (dân cư, công nghiệp)
 Phân bố giữa nguồn và tải trong các khu vực cũng biến động theo thời 
gian, phụ thuộc vào nguồn năng lượng, giá thị trường 
86
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Chỉnh định rơ le sa thải phụ tải
Chỉnh định của rơ le sa thải phụ tải thường được phân bố đều cho các khu vực
Có nhiều ngưỡng sa thải khác nhau, với mức độ sa thải và thời gian trễ khác nhau
(Chỉnh định rơ le tần số - lưới điện Ireland)87
45
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Sa thải phụ tải tại các trạm biến áp
Sơ đồ tập trung 
 Sử dụng một rơ le đo lường có độ chính xác cao, tiết kiệm chi phí
 Chỉnh định linh hoạt mức độ ưu tiên giữa các xuất tuyến khi cần sa thải 
phụ tải
 Dễ dàng hơn khi tiến hành phục hồi tải
Sơ đồ phân phối
 Sử dụng chức năng bảo vệ tần số tích hợp sẵn trong các rơ le đa chức 
năng
 Thiết kế đơn giản
 Mức độ tin cậy cao do có nhiều phần tử tác động
 (-) Tính toán, thay đổi chỉnh định phức tạp hơn
 (-) Thời gian phục hồi phụ tải lâu hơn (do mất thời gian thu thập số liệu)
88
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Phương pháp đo tần số
Rơ le điện cơ
• Thời gian đo tần số khoảng 6 chu kỳ dòng điện
• Thời gian tác động của rơ le phụ thuộc tốc độ biến thiên tần số
Rơ le số
• Thời gian đo lường từ 2-3 chu kỳ dòng điện
• Thời gian tác động không phụ thuộc vào độ biến thiên tần số
•120ms window filter •20ms window filter
89
46
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Rơ le tần số dựa trên df/dt
Ưu điểm
• df/dt tỉ lệ với mức độ mất cân bằng công suất. 
• Cho phép nhận biết và cắt tải phù hợp với mức độ thiếu hụt công suất 
trong hệ thống
Nhược điểm
• Phép đo df/dt dễ mắc sai số, do các dao động cục bộ của các máy phát
90
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Rơ le tần số dựa trên df/dt
Giá trị df/dt phụ thuộc vào vị trí điểm đo tần số
Có thể khắc phục nhược điểm của phép đo df/dt bằng cách đo giá trị trung 
bình
91
47
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Kết hợp với kiểm tra dòng điện và điện áp
•Kiểm tra điện áp
•Kiểm tra dòng điện
92
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp III
•Thay đổi giá trị công suất đặt của các máy phát tham gia điều tần cấp II
• Đảm bảo khôi phục đủ dự trữ điều tần cấp II
• Phân bố lại dự trữ công suất cho điều tần cấp II một cách tối ưu
Các tác động của điều tần cấp III bao gồm
• Đóng điện các máy phát điện
• Ngừng hoạt động các nhà máy thủy điện tích năng
• Phân bố lại công suất các máy phát tham gia điều tần cấp II
93
48
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Điều tần cấp III
Thời gian tác động của các quá trình điều tần
94
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Phân bố tối ưu công suất
Trong chế độ vận hành ổn định, phân bố công suất và lịch phát của các 
tổ máy được dựa trên tối ưu hóa chi phí sản xuất
95
49
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Phân bố tối ưu công suất
Hàm mục tiêu: Tối ưu hóa chi phí nhiên liệu cho các tổ máy trong 
HT
Đặc tính tiêu hao nhiên liệu của các tổ máy
96
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Phân bố tối ưu công suất
Các ràng buộc:
 Cân bằng công suất tác dụng
 Đảm bảo dự phòng nóng
 Ràng buộc về nguồn năng lượng sơ cấp (khí, than của các nhà 
máy nhiệt điện, dung lượng nước của các nhà máy thủy điện)
 Giới hạn truyền tải công suất trên một số nhánh
 Giới hạn công suất phát (công suất tối đa, công suất tối thiểu)
 Tốc độ tăng giảm công suất tổ máy
 Thời gian khởi động, thời gian dừng tổ máy
97
50
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Phân bố tối ưu công suất
Phương pháp giải
 Phương pháp nhân tử Lagrange
 Phương pháp quy hoạch động
 Phương pháp quy hoạch tuyến tính nguyên thực hỗn hợp (cần 
tuyến tính hóa hàm chi phí)
98
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Biến động tần số khi tổ máy khởi động/ngừng 
hoạt động
Diễn biến tần số trong ngày – HTĐ Ấn Độ
49.85
49.90
49.95
50.00
50.05
50.10
50.15
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
99
51
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Biến động tần số khi tổ máy khởi động/ngừng 
hoạt động
Diễn biến tần số trong ngày – HTĐ Châu Âu
100
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Biến động tần số khi tổ máy khởi động/ngừng 
hoạt động
•Nguyên nhân: Sự tăng giảm công suất các tổ máy thực hiện theo lịch phát điện, 
theo giờ. Sự tăng/giảm các tổ máy không thực sự khớp với biến động của phụ 
tải.
•Hiện tượng đặc biệt rõ nét khi hệ thống vận hành theo thị trường điện
101
52
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Biến động tần số khi tổ máy khởi động/ngừng 
hoạt động
Hậu quả:
 Huy động một cách không cần thiết dự phòng nóng của hệ thống (điều tần 
cấp I và cấp II)
 Giảm dự phòng nóng của hệ thống, tăng nguy cơ mất ổn định khi có sự 
cố xảy ra
 Tăng chi phí chung
 Tăng hao mòn thiết bị
102
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Biến động tần số khi tổ máy khởi động/ngừng 
hoạt động
Một số giải pháp (tạm thời)
 Tăng yêu cầu dự phòng nóng của hệ thống
 Tăng độ phân giải của bài toán huy động tối ưu tổ máy (sử dụng 
block thời gian 15 phút)
 Dịch thời điểm tăng giảm công suất của các tổ máy (10 phút)
 Áp đặt tốc độ tăng/giảm tối đa cho một số tổ máy có khả năng điều 
chỉnh công suất nhanh (thủy điện)
103
53
Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN
Đọc thêm
 Trần Bách, “Lưới điện và hệ thống điện”, tập 2, NXB KHKT
 Trần Đình Long, “Tự động hóa trong hệ thống điện”, ĐHBK Hà Nội
 
 
 
 
 
 
energy.org/PageFiles/What_We_Do/activities/CEB_Power_Systems_Simulation_Training,_Colo
mbo,_Sri_Lanka/Course_ppts/Lecture_44_45_AGC_1_and_2.pdf
104