NHẬP DỮ LIỆU VÀO BIỂU MẪU DỮ LIỆU NHÁNH

Menu Data / Branch Data sẽ mở biểu mẫu Branch Data. Cấu hình lưới đã vẽ trên sơ đồ (nếu có) sẽ được cập nhật vào biểu mẫu, hoặc, trong trường hợp không vẽ lưới điên, nhấn nút Nr.of Branches để nhập số lượng nhánh.

Menu "?" và Edit để truy cập trợ giúp và các lệnh soạn thảo (xem thêm phần Biểu mẫu dữ liệu nút ở trên về vài tính năng soạn thảo nhanh). Menu Find cho phép tìm kiếm trong biểu mẫu các nhánh được nối với một nút nào đó (được hiển thị trên nền màu vàng).

Bảng dữ liệu nhánh

Cột đầu có thể nhập chỉ số nhánh (không dùng trong tính toán). Cột 2 & 3 là chỉ số hai nút của nhánh (nút đầu nhánh đặt ở cột 2). Nếu có vẽ lưới điện thì mọi thay đổi nhánh liên quan đến cột 2 & 3 cần thực hiện trên sơ đồ, rồi mở lại biểu mẫu để cập nhật tự động, kể cả thứ tự các nhánh cũng được quy định bởi quá trình vẽ lưới điện, không thể thực hiện trực tiếp trên bảng. Do đó không thể thay đổi trực tiếp dữ liệu trong cột 2 & 3 khi có vẽ sơ đồ lưới.

Lưu ý là nhánh được mô tả như là một đường dây với độ dài và các thông số trên đơn vị dài (nhánh Pi đối xứng thông số tập trung coi như đường dây có độ dài đơn vị; nếu mạch Pi không đối xứng thì cần chuyển tổng dẫn ngang thành loại phần tử tổng dẫn đặt ở nút- xem phần dữ liệu nút. Nhánh máy biến áp 2 cuộn dây có thể biểu diễn như mạch Pi không đối xứng, máy biến áp 3 cuộn dây biểu diễn như 3 nhánh máy biến áp 2 cuộn dây- xuất hiện thêm 1 nút trung gian). Các nhánh song song được đặt kề nhau trong bảng.

10 cột tiếp theo cho phép nhập các thông số sau:

1. Số mạch của đường dây-nhánh (Circuits): Không thể bằng 0. Nhấn nút Circuits để nhập nhanh cùng một giá trị số mạch cho tất cả các nhánh chưa được nhập thông số này.

2. Độ dài (km): Không thể bằng 0. Nhấn nút Length để nhập nhanh cùng một giá trị độ dài cho tất cả các nhánh chưa được nhập thông số này.

3. Điện trở đơn vị R0 (Ohm/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch

4. Điện kháng đơn vị X0 : (Ohm/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch. Ít nhất R hay X phải khác 0. Nhấn nút X0 để nhập nhanh cùng một giá trị điện kháng đơn vị cho tất cả các nhánh chưa được nhập thông số này.

5. Điện nạp đơn vị B0 (mS/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch.

6. Điện dẫn đơn vị G0 (mS/km hay p.u/km): giá trị của 1 mạch.

7. Dòng điện cho phép (Ampers) tổng cộng trên tất cả các mạch. Có thể bỏ qua dữ liệu này (bỏ trống).

8. Điện áp cơ sở (Base) (kV): Áp cơ sở dùng để quy đổi thông số cho bằng đơn vị có tên sang p.u (công suất cơ sở chung cho toàn lưới chọn trong menu Options/ Calculation Options). Như vậy thông số này chỉ được dùng cho trường hợp dùng đơn vị tương đối nhưng thông số nhánh cho trong đơn vị có tên (một lựa chọn ở trong menu Options/ Calculation Options/ General). Nhấn nút Base để nhập nhanh cùng một giá trị điện áp cơ sở cho tất cả các nhánh chưa được nhập thông số này.

9. T: Một kí tự bất kì để đánh dấu nhánh máy biến áp (chỉ có ý nghĩa trình bày): Thông số này không thay đổi được nếu chọn Có vẽ lưới điện (cần thay đổi kiểu nhánh từ sơ đồ lưới rồi gọi lại biểu mẫu).

10. S: Trạng thái của nhánh: Nhập 0: nhánh bị cắt; kí tự khác hay bỏ trống: nhánh làm việc. Nhấn nút S=1 để nhập giá trị 1 cho mọi nhánh. Chú ý nếu cắt nhánh tạo ra các lưới con cô lập thì mỗi lưới con cần có nút cân bằng riêng (nút loại 1) để có thể tính được phân bố dòng.

Nút Scale Factors dùng để nhập thông số tiện lợi hơn khi chúng có giá trị quá nhỏ hay quá lớn. Nhập 4 giá trị ứng với các thông số R0,X0,G0,B0: nhập giá trị bằng N nếu thông số tương ứng đã được nhân với 10^N.

Nút Number branches dùng để đánh chỉ số nhánh theo thứ tự tăng dần từ 1.

Menu Find cho phép nhập vào một chỉ số nút để tìm tất cả các nhánh nối với nút này (hiển thị tên nhánh trên nền vàng).

Biểu mẫu dữ liệu tỉ số biến áp khác thường (off-nominal)

Khi tính toán lưới điện thường sử dụng đơn vị tưong đối, hoặc nếu dùng đơn vị có tên thì cũng quy đổi lưới điện về cùng cấp điện áp, theo tỉ số biến áp định mưc của các máy biến áp. Khi đó trong lưới chỉ còn các máy biến áp với phần tỉ số biến áp khác thường (khác định mức- off nominal), được đặt trên nhánh nào đó có thông số đã cho trong bảng Dữ liệu Nhánh. Biểu mẫu Transformer Tap Setting dùng để nhập tỉ số biến áp khác thường này, nếu có (tuy nhiên nếu sử dụng đơn vị có tên và không quy đổi điện áp cho lưới thì biểu mẫu này cần nhập hệ số biến áp đầy đủ của các máy biến áp).

Giả sử nhánh biểu diễn máy biến áp với tỉ số biến áp khác thường, có giá trị K' = T.K, trong đó K là tỉ số biến áp bình thường (bằng tỉ số áp định mức của các cuộn dây, đã được dùng như điện áp cơ sở của lưới điện ở mỗi phía của máy biến áp khi tính quy đổi đơn vị tương đối, hoặc đã dùng để quy đổi điện áp về cùng một cấp- khi sử dụng đơn vị có tên). Đại lượng T có thể là số phức với:

|T| = K'/K = (Upa / Uhđm) / (Ucđm / Uhđm) = Upa / Ucđm (Upa là điện áp đầu phân áp ở cuộn dây cao áp)

Biểu mẫu này dùng để nhập giá trị T như sau:

Nhấn nút Đầu phân áp máy biến áp (Transformer Tap Setting); nhập số lượng nhánh máy biến áp có tỉ số biến áp khác thường (chú ý các nhánh này phải có mặt trong bảng Dữ liệu nhánh- Branch Data). Trong biểu mẫu được mở ra, nhập liệu như sau. Trước hết nhập chỉ số 2 nút của nhánh vào cột 2 & 3 của biểu mẫu. Chú ý máy biến áp (lí tưởng) được giả thiết đặt ở gần nút thứ hai, với tỉ số biến áp là 1:T với T ở phía nút thứ hai của nhánh, còn tổng trở của nhánh máy biến áp- được nhập trong biểu mẫu dữ liệu nhánh- giả thiết được đặt ở phía nút thứ nhất (giá trị của tổng trở này đã được quy đổi về phía nút thứ hai dùng tỉ số biến áp bình thường khi nhập vào biểu mẫu dữ liệu nhánh). Tiếp theo nhập biên độ và góc (tính bằng độ) của T vào cột thứ 4 và 5. Cuối cùng cột S nhập 1 nếu đầu phân áp này làm việc, nhập 0 nếu không làm việc (bỏ qua dữ liệu tỉ số biến áp đã cho ở hàng tương ứng).

Biểu mẫu này cũng có thể dùng để biểu diễn máy biến áp điều chỉnh biên độ hay pha (hay điều chỉnh cả hai). Xem giả thiết về thông số máy điều chỉnh pha và xác định quan hệ giữa góc dịch pha và tỉ số biến áp T trong mục "Nhập dữ liệu vào biểu mẫu Dữ liệu Ràng buộc" dưới đây.

Chỉnh sửa và khẳng định dữ liệu nhánh

Phím Delete dùng để xóa dữ liệu của ô hiện tại, hoặc gõ dữ liệu mới để thay thế dữ liệu cũ. Phím Backspace để xóa 1 kí tự trong khi nhập liệu cho ô. Cũng có các lệnh Copy và Paste (menu Edit).

Nếu muốn thay đổi cấu hình nhánh của lưới (thêm, bớt nhánh)- trường hợp có vẽ sơ đồ lưới- thì nên tiến hành các thao tác này trên sơ đồ lưới rồi mở lại biểu mẫu nút, biểu mẫu nhánh để được chỉnh sửa tự động (xem mục “Chỉnh sửa và khẳng định dữ liệu nút”).

Tuy nhiên trong biểu mẫu này (cũng như biểu mẫu nút) cũng có thể thực hiện các lệnh sau- chủ yếu dùng cho trường hợp không vẽ lưới điện:

- Xóa hàng (Delete Row) (phím tắt: Shift-Delete): Xóa 1 hàng, sau khi đã nhấn chuột vào một ô của hàng đó

- Thêm hàng cuối bảng (Insert Row to the end) (phím tắt: Shift-Insert): Thêm 1 hàng trống vào cuối bảng.

Khi không vẽ lưới điện, chú ý kiểm tra lại giá trị tổng số nhánh, đã nhập vào chương trình dùng nút Nr.of Branches (giá trị tổng số nhánh được hiển thị ở trên nút này); nếu sai lệch so với số nhánh sau khi chỉnh sửa thì cần nhập lại giá trị này, trước khi gọi lại menu Data/Branch Data từ biểu mẫu chính để cho phép OK dữ liệu.

Kết thúc nhập liệu trong biểu mẫu nhánh thì nhấn nút OK để khẳng định và gán giá trị vào các biến của chương trình (chú ý cần OK biểu mẫu nút trước biểu mẫu nhánh). Nếu có mâu thuẫn giữa biểu mẫu và sơ đồ lưới điện hoặc một số thông số sai... chương trình sẽ báo lỗi. Chú ý nút OK sẽ không hoạt động nếu có một số sự thay đổi nào đó ở chỗ khác đòi hỏi khởi tạo lại biểu mẫu dữ liệu: Hãy nhấn lại menu Data/ Branch Data.

Nút Hide để ẩn biểu mẫu. Để hiển thị dữ liệu trên sơ đồ, xem mục “Hiển thị / Ghi đĩa dữ liệu và kết quả”.

NHẬP DỮ LIỆU VÀO BIỂU MẪU DỮ LIỆU RÀNG BUỘC

Dữ liệu này chỉ được xem xét khi chọn dùng thuật giải Newton-Raphson đầy đủ (Full Newton-Raphson).

Menu Data / Constraint Data sẽ mở biểu mẫu Constraint Data, dùng để nhập dữ liệu về các ràng buộc (yêu cầu điều chỉnh) và thiết bị điều chỉnh tương ứng. Hai loại ràng buộc được xem xét là áp nút (điều chỉnh bởi một nguồn Q nào đó hay bởi một máy biến áp có điều chỉnh đầu phân áp- LTC) và dòng công suất tác dụng (điều chỉnh bởi một máy biến áp điều chỉnh pha- PS). Chương trình sẽ xác định thông số điều chỉnh của các thiết bị điều chỉnh này để làm thỏa mãn giá trị yêu cầu của áp nút và dòng công suất P tương ứng.

- Nguồn Q:

Nguồn Q điều chỉnh điện áp tại chỗ đã được xem xét bởi loại nút PV; ở đây xét nguồn Q điều chỉnh xa (điều chỉnh điện áp ở một nút khác nút đặt nguồn).

- Máy biến áp điều chỉnh biên độ LTC:

Được đặt trên một nhánh của lưới (nhánh này phải được xác định trong bảng Dữ liệu Nhánh), điều chỉnh điện áp tại chỗ (điện áp một trong hai nút của nhánh trang bị LTC) hay điều chỉnh xa (điện áp một nút khác).

- Máy biến áp điều chỉnh pha PS:

Được đặt trên một nhánh của lưới (nhánh này phải được xác định trong bảng Dữ liệu Nhánh), điều chỉnh dòng P tại chỗ (dòng trên nhánh trang bị PS) hay điều chỉnh xa (dòng P trên một nhánh khác).

LTC / PS đặt trên nhánh k-m đưa vào nhánh một máy biến áp lí tưởng có tỉ số biến áp 1:T, quy ước đặt ở phía nút cuối m (đầu phân áp T cũng ở phía nút m). Với LTC thì T có giá trị thực, ứng với việc đưa vào nhánh (ở phía nút m) một điện áp chèn Vse đồng pha với điện áp nút m (Vm); nó làm tăng biên độ điện áp nút m lên T lần. Với PS thì T có giá trị phức, ứng với điện áp chèn vuông pha với điện áp nút m; nó làm dịch pha điện áp nút m một góc Theta.

Tổng trở (điện kháng) của LTC / PS được coi đã bao hàm trong tổng trở nhánh (quy ước đặt ở phía nút đầu k, giá trị cho trong bảng dữ liệu nhánh) (tổng dẫn ngang của nhánh- nếu có- được coi đặt ở nút k và m).

Dưới đây là hình vẽ thể hiện các quy ước này cho nhánh PS/LTC k-m và biểu đồ điện áp trên nhánh PS (vẽ cho trường hợp góc dịch pha Theta dương, sẽ làm tăng dòng P theo hướng k-m):

Với nhánh PS ta có:

|T| = |Vm / Vm'| = |Vm'|.cos(Theta) / |Vm'| = cos(Theta)

còn góc của T chính là Theta.

Lưu ý là quy ước nhánh PS / LTC cũng giống quy ước nhánh máy biến áp với tỉ số biến áp khác thường (off-nominal). Sự khác nhau là ở chỗ nhánh máy biến áp off-nominal đã được cho trước tỉ số biến áp (thực hoặc phức), còn nhánh PS / LTC cần tìm tỉ số biến áp này theo ràng buộc điều chỉnh dòng P hay điện áp trong lưới.

Trong biểu mẫu Constraint Data, nhấn nút Nr.of Constraints để nhập số lượng ràng buộc – cũng là số thiết bị điều chỉnh. Biểu mẫu có các lệnh menu "?" và Edit để truy cập trợ giúp và các lệnh soạn thảo.

Bảng dữ liệu ràng buộc

Mỗi hàng là một dữ liệu ràng buộc, ứng với một cặp "thiết bị điều chỉnh - thông số được điều chỉnh". Cột đầu có thể nhập chỉ số ràng buộc (không dùng trong tính toán). 10 cột tiếp theo nhập các dữ liệu sau:

1. Device: Nhập loại thiết bị điều chỉnh: PS, LTC hay Q (viết chữ hoa hay chữ thường, không đặt trong dấu nháy).

2. Bus:

   • Với PS hay LTC: Nhập nút đầu (nút k, phía đặt tổng trở nhánh) của nhánh đặt PS / LTC. Lưu ý nút này không nhất thiết trùng với nút đầu nhánh của nhánh này cho trong bảng Dữ liệu Nhánh.

   • Với nguồn Q: Nhập nút đặt nguồn Q; có thể là nút PQ (loại 3) hay nút VD (loại 1). Nếu đặt nguồn Q vào nút PQ thì nút này sẽ trở thành nút P (chỉ cho trước P và cho một giới hạn cho phép của Q); nếu đặt nguồn Q vào nút VD thì nút này trở thành nút D (chỉ cho trước góc điện áp). Không cho phép đặt nguồn Q (điều chỉnh xa) vào nút PV (loại 2); nút này đã sẵn có nguồn Q điều chỉnh áp tại chỗ.

3. Bus: Nhập nút cuối (nút m, phía đặt máy biến áp lí tưởng) của nhánh PS / LTC, hay bỏ qua nếu là nguồn Q.

4. CBus:

   • Với PS: Hai cột CBus nhập chỉ số nút của nhánh được điều chỉnh dòng P. Nhánh được điều chỉnh P có thể trùng với nhánh PS tương ứng

   • Với LTC và nguồn Q: Nhập chỉ số nút được điều chỉnh điện áp (là một nút loại PQ); cột CBus sau bỏ qua. Nút được điều chỉnh V có thể trùng với một nút của nhánh LTC tương ứng (tuy nhiên thứ tự nút đầu, cuối viết trong 2 cột CBus có thể khác thứ tự nút đầu, cuối viết trong 2 cột Bus).

5. CBus: (như trên)

6. Target: Nhập giá trị ràng buộc của dòng P hay áp nút (yêu cầu điều chỉnh), đó là:

   • Với LTC và nguồn Q: Áp nút, nhập bằng đơn vị nào sẽ được chỉ rõ trong tiêu đề cột này (đơn vị tương đối (pu) hay có tên (kV)).

   • Với PS: Dòng công suất P, nhập bằng đơn vị MW và được hiểu là giá trị ở phía nút cho trong cột CBus đầu tiên, và có chiều tương ứng với giá trị dương là chiều đi từ nút CBus thứ nhất đến nút CBus thứ hai.

7. Cmin: Nhập giá trị giới hạn dưới của biến điều khiển- thông số thiết bị điều chỉnh sẽ được tính bởi chương trình.

   • Với PS / LTC thông số này là giá trị tương đối của áp chèn so với áp điểm đặt: R = |Vse| / |Vm|. Giá trị này có thể dương hay âm; nếu dương thì góc dịch pha Theta dương (trường hợp PS) hay đầu phân áp T > 1 (trường hợp LTC)

   • Với nguồn Q là công suất của nguồn (đơn vị MVAr).

8. Cmax: Nhập giá trị giới hạn trên của biến điều khiển. Lưu ý riêng nguồn Q đặt vào nút VD sẽ coi như không có giới hạn (chương trình không sử dụng giá trị Cmin, Cmax)

9. C0: Nhập giá trị khởi tạo của biến điều khiển (dùng khởi tạo quá trình tính lặp)

10. S: Nhập 1 nếu thiết bị điều chỉnh làm việc, nhập 0 nếu không làm việc (hiểu là không có thiết bị này, tuy nhiên với PS / LTC thì vẫn coi nhánh đặt nó tồn tại (trong bảng Dữ liệu nhánh). Nếu muốn cắt cả nhánh này thì cần đặt bằng 0 cả thông số S của nhánh này trong bảng Dữ liệu Nhánh.

Nút Number Constraints dùng để đánh số các ràng buộc (không bắt buộc). Nút S=1 để xác định tất cả các ràng buộc đều làm việc.

Chú ý nếu không có ràng buộc nào thì không cần mở biểu mẫu Constraint Data. Tuy nhiên nếu đã từng nhập dữ liệu này thì có thể chương trình yêu cầu xác nhận lại biểu mẫu này trước khi cho phép tính toán phân bố dòng.

Lưu ý:

- Bài toán phân bố dòng với ràng buộc chỉ có thể giải bởi chương trình khi dùng thuật toán Newton-Raphson đầy đủ (xem phần Tùy chọn tính toán). Khi đó sẽ không thực hiện khởi tạo phép lặp bằng vài bước Gauss-Seidel (dù tùy chọn tính toán này được lựa chọn).

- Nếu trong lưới có thiết bị PS / LTC đã cho thông số làm việc thì để mô phỏng chúng dùng loại nhánh máy biến áp có tỉ số biến áp “khác thường” được cho trong biểu mẫu Transformer Tap Setting.

- Trong quá trình tính toán, nếu biến điều khiển vi phạm giới hạn cho phép thì giá trị của nó sẽ được đặt tại giá trị giới hạn và ràng buộc tương ứng sẽ bị loại bỏ.

- Một số ràng buộc có thể không thể thỏa mãn được và gây lỗi tính toán dẫn đến dừng chương trình.

- Chương trình có thể không giải được một số ràng buộc, chẳng hạn một số yêu cầu điều chỉnh xa… Thử khởi tạo biến điều khiển ở một giá trị gần với nghiệm hơn.

- Tính toán cũng không thể thành công khi tìm đồng thời nhiều điều khiển với ràng buộc xung đột nhau. Nên dùng tiếp cận tìm lần lượt từng điều khiển một (các điều khiển đã xác định thì nhập dữ liệu cố định vào chương trình- chẳng hạn dùng thông số Transformer Tap Settings).

- Khi thực hiện nhiều lần bài toán phân bố dòng với ràng buộc, thường cần khởi tạo lại các biến điều khiển cho lần tính sau, bằng cách mở lại biểu mẫu Constraint Data và nhấn nút OK.

- Khi giải bài toán phân bố dòng có ràng buộc (PFC), mỗi nhánh điều chỉnh cần tìm thông số (nhánh chứa máy biến áp điều chỉnh với thông số cần xác định) được giả thiết hoặc là nhánh PS, hoặc là nhánh LTC (như đã mô tả trên), không đồng thời là cả hai loại này. Nhánh này cũng không trùng với nhánh máy biến áp với tỉ số biến áp (phức) đã cho.

THAY ĐỔI TÙY CHỌN TÍNH TOÁN

Menu Options ngoài lệnh bật tắt tùy chọn Vẽ lưới điện, còn cho phép thay đổi các tùy chọn tính toán: lệnh Tùy chọn tính toán (Calculation Options).

Tùy chọn chung (General)

- Chọn một trong 3 phương pháp tính toán phân bố dòng: Newton-Raphson đầy đủ (Full Newton-Raphson), Newton-Raphson tách biến (Decoupled NR), Gauss-Seidel. Mặc định dùng phương pháp NR đầy đủ.

- Chọn có dùng đơn vị tương đối hay không (Use per unit): mặc định là không.

- Chọn công suất cơ sở (Base) (MVA): mặc định dùng 100 MVA.

- Chọn nhập thông số nhánh dùng đơn vị tương đối (chỉ khi sử dụng đơn vị tương đối) (Branch data in per-unit)

Tùy chọn cho phép lặp Newton-Raphson (NR iteration)

- Sai số nút cho phép đối với P và Q (Allowable P (or Q) bus mismatch) (MW/MVAr)

- Sai số nhánh cho phép đối với P (Allowable P branch mismatch) (MW) (dùng khi có ràng buộc đối với P nhánh)

- Số bước lặp cho phép (Allowable number of iterations): mặc định là 100.

- Chọn có khởi tạo phép lặp NR bằng vài bước GS hay không (Initialising NR iteration by GS steps): mặc định là không.

- Số bước GS khởi tạo (Number of GS steps).

Tùy chọn cho phép lặp Gauss-Seidel (GS iteration)

- Tiêu chuẩn hội tụ của điện áp (Allowable changes of U at the final iteration): Nhập giá trị thay đổi cho phép ở bước lặp cuối cùng cho phần thực và phần ảo của điện áp U (kV).

- Số bước lặp cho phép.

- Chọn có dùng hệ số tăng tốc (Using Acceleration Factor) hay không.

- Nhập giá trị hệ số tăng tốc: mặc định là 1.6.

Lưu ý sau khi nhấn OK để khẳng định các tùy chọn, cần OK lại dữ liệu nút và nhánh trước khi có thể tiến hành tính toán.

MENU TÍNH TOÁN (RUN)

Chọn các tính toán sau - chỉ thực hiện được sau khi đã OK thành công mọi dữ liệu yêu cầu bởi bài toán. Nếu thực hiện một thay đổi nào đó trên sơ đồ hay trong các bảng dữ liệu, thì các lệnh tính toán có thể lại trở nên không thực hiện được cho đến khi đã OK lại các dữ liệu cần thiết.

Tính phân bố dòng

Nhấn lệnh menu Run / Run Load flow: Lệnh này chỉ khả thi nếu đã OK các dữ liệu Nút, Nhánh và (có thể) Ràng buộc. Chọn có ghi kết quả trung gian vào tệp đĩa hay không. Nếu Có, nhập tên tệp dạng văn bản (.TXT); tệp này cũng sẽ dùng để ghi kết quả cuối cùng. Nếu Không, nhấn enter để thực hiện tính toán và hiển thị tự động kết quả vào các biểu mẫu và trên sơ đồ.

Dùng chuột chỉnh lại vị trí hiển thị các thông số trên sơ đồ để dễ nhìn hơn nếu cần. Ghi đĩa kết quả (hoặc xuất sang Microsoft Excel) và nếu muốn thì tiếp tục chỉnh sửa, thay đổi vài dữ liệu cho phương án tính toán mới...

Nếu gặp lỗi trong tính toán hay phép lặp không hội tụ với số bước cho phép, người dùng có thể xem giá trị nghiệm xấp xỉ sau bước lặp cuối cùng, cũng như biểu đồ biểu diễn sai số (công suất) nút trung bình qua các bước lặp. Các thông tin này cho phép quan sát và đánh giá mức độ hội tụ hay không hội tụ của lời giải qua quá trình tính toán lặp, giúp ích cho việc nghiên cứu cũng như hiệu chỉnh các tham số hay chọn lời giải xấp xỉ tốt nhất... Chẳng hạn kết hợp với việc chọn giá trị thích hợp cho số bước lặp cho phép (menu Options), người dùng có thể thu được nghiệm xấp xỉ tại bước lặp bất kì. Một công cụ nghiên cứu khác là lựa chọn việc ghi đĩa các kết quả tính toán trung gian khi khởi động tính toán (xem mục Ghi đĩa kết quả tính toán dưới đây).

Để giúp tăng cường khả năng hội tụ của thuật toán lặp, chương trình còn cho phép lựa chọn việc sử dụng kết quả tính toán lần trước làm xấp xỉ đầu cho tính toán mới (xem mục Chỉnh sửa và khẳng định dữ liệu nút ở phần trên).

Tính lập ma trận nút Y hay Z

Menu Run / Calcul Y/Z matrix: Lệnh này chỉ khả thi nếu đã OK dữ liệu Nút, Nhánh. Tính toán Z hiện yêu cầu tồn tại nút trung tính trong lưới; nút này được dùng làm nút cơ sở- không có mặt trong Z.

Nhấn nút Save để ghi đĩa dạng tệp văn bản (hoặc dùng menu File / Export to Excel để xuất sang Microsoft Excel).

HIỂN THỊ / GHI ĐĨA/ XUẤT DỮ LIỆU VÀ KẾT QUẢ

Hiển thị dữ liệu và kết quả trên sơ đồ lưới

Menu View cho phép lựa chọn hiển thị các thông số dưới đây lên sơ đồ lưới:

1. Định danh nút (lệnh Bus Name)

2. Dữ liêu hay kết quả nút (lệnh Bus Data):

Bao gồm Định danh nút, Công suất P và Q (đơn vị có tên MVA; giá trị âm là phụ tải), Điện áp (đơn vị có tên hay tương đối, tùy theo lựa chọn tính toán) và góc của nó (độ) .

Nếu sử dụng đơn vị tương đối thì những nút quá áp hay thấp áp sẽ được hiển thị với màu đặc biệt: Nút quá áp (U > 1.05) có màu đỏ; nút thấp áp (U < 0.9) có màu tím.

Trước khi tính toán thì hiển thị dữ liệu nút, sau khi tính toán phân bố dòng thì hiển thị kết quả tính toán.

3. Giá trị dòng công suất nhánh (lệnh Power Flow) (MW/MVAr)

Đây là giá trị kết quả tính toán ở phía nút đầu nhánh, trước mạch Pi (nút đầu là nút viết trước trong 2 nút của nhánh ở trong biểu mẫu dữ liệu nhánh: Data/ Branch data. Nó cũng là nút ở gần mũi tên dòng P). Giá trị P và Q được viết ứng với hướng cho bởi mũi tên dòng P hiện trên nhánh (giá trị P luôn dương, còn nếu Q âm là có hướng ngược lại). Đối với nhánh chứa các nhánh song song, giá trị hiển thị là tổng công suất trên các nhánh song song.

4. Mức mang tải của nhánh (lệnh Branch Current Loading) (%)

Giá trị % của dòng điện nhánh (tổng dòng trên các mạch của nhánh) phía nút đầu (trước mạch Pi biểu diễn nhánh), so với dữ liệu dòng điện giới hạn của nhánh (thông số Limit(A) trong Dữ liệu nhánh). Nhánh nào không cho thông số Limit(A) thì không tính toán giá trị kết quả này. Không hiển thị mức mang tải cho nhánh có chứa nhiều nhánh song song.

Những nhánh bị quá tải sẽ được vẽ với màu tím trên sơ đồ (trừ khi không hiển thị thông số chế độ của nhánh).

5. Chiều dòng P và Q (lệnh Flow Direction):

Chiều dòng P cho bởi mũi tên hình tam giác, chiều dòng Q cho bởi mũi tên hình V. Mũi tên P đặt ở gần nút đầu nhánh.

6. Dữ liệu khác của nhánh (lệnh Other branch data):

Hiển thị Số mạch x Độ dài (km); R0 và X0; G0 và B0 (đơn vị có tên hay tương đối tùy theo lựa chọn khi nhập dữ liệu). Nếu có sử dụng hệ số Scale thì cũng được chỉ rõ. Không hiển thị dữ liệu này cho nhánh có chứa nhiều nhánh song song.

Chú ý có thể di chuyển vị trí hiển thị các thông số bằng cách kéo chuột trên chúng. Vị trí hiển thị Chỉ số nút cũng có thể di chuyển.

Hiển thị các biểu mẫu kết quả

Menu View/ Bus-Branch Result Forms hiển thị 2 biểu mẫu kết quả nút và nhánh của trường hợp dữ liệu hiện tại. Lệnh Shunt Branch Result Form hiển thị kết quả công suất trên nhánh sun ở nút. Menu View / Regulators Result Form hiển thị kết quả tính toán thiết bị điều chỉnh đáp ứng các ràng buộc chế độ.

Hai lệnh tiếp theo trong menu View vẽ đồ thị biểu diễn điện áp, góc pha và đặc tính hội tụ của tính toán lặp.

Các biểu mẫu này vẫn được giữ lại khi chuyển sang tính toán cho trường hợp dữ liệu khác, trừ khi nhấn nút đóng. Nhấn nút Name trên các biểu mẫu để đặt tên cho chúng.

Biểu mẫu kết quả nút:

Thông tin chung bao gồm:

- Số bước lặp đã cần thực hiện: Cho số "Pass" đã thực hiện và số bước lặp của mỗi Pass.

Chú thích: Nếu có ràng buộc Q đối với một số nút PV thì có thể xảy ra chuyển loại nút (nút PV vi phạm ràng buộc bị chuyển thành nút PQ). Khi phép lặp hội tụ, nếu kiểm tra thấy các nút bị chuyển loại này vẫn còn khả năng điều chỉnh thêm điện áp thì chương trình sẽ chuyển lại chúng về loại PV ban đầu và tiếp tục thực hiện vòng lặp... Mỗi vòng lặp như vậy được gọi là Pass.

- Thời gian tính toán lặp:

Lưu ý nếu thời gian này quá ngắn thì giá trị được cho có thể không chính xác, thậm chí vô nghĩa, chẳng hạn giá trị âm.

- Sai số nút / nhánh cho phép

- Giá trị định thức của ma trận Jacobian ở bước lặp cuối cùng: Cho ở dạng logarit cơ số 10 (nếu định thức có giá trị âm thì logarit lấy theo trị tuyệt đối của nó, và kèm theo ghi chú "negative")

- Tổng công suất phát vào lưới:

Trong đó giá trị Q không bao gồm phần nhận bởi các nguồn (nếu có)

- Tổng công suất tải (giá trị Q gồm cả phần nhận về của nguồn (nếu có)

- Tổng công suất tiêu thụ bơi tông dẫn đặt ở nút (nếu có)

Thông số của mỗi nút bao gồm:

Áp và góc, Công suất nguồn (Gen P, Gen Q), Công suất tải (Load P, Load Q), Công suất tổng (phát trừ tải, Gen-Load), Loại nút.

Lưu ý:

- Loại nút có thể bị thay đổi ở một số nút PV, nếu chúng bị chuyển loại sang loại PQ

- Giá trị công suất Q chưa bao gồm công suất của nguồn Q đặt tại nút (nếu có. Xem phần Dữ liệu ràng buộc) trừ trường hợp nút loại 1 (nút VD)

Áp dụng màu hiển thị riêng cho các thông số đặc biệt:

- Nút PV: Màu đỏ (cho tên và dữ liệu nút)

- Nút PV với ràng buộc Q không bị chuyển loại: Màu nâu đỏ (cho tên và dữ liệu nút)

- Nút PV với ràng buộc Q bị chuyển loại thành PQ: chỉ riêng các thông số Loại, U và Qgen hiện màu đỏ

- Nút PQ: màu đen

- Nút PQ và có chứa tổng dẫn sun: Màu xanh lam

- Các thông số đặc biệt như điện áp (khi tính toán dùng đơn vị tương đối) vượt khỏi khoảng 0.95-1.05 p.u hay giá trị Q nhận về nút PV được đặt nền màu tím nhạt (có 3 cấp độ màu tùy theo mức độ thấp áp hay quá áp).

Nút lệnh Adjacent Branches / Buses dùng để xem kết quả tính toán của riêng các nhánh và nút kề với (nối tới) một nút: Trước khi nhấn nút lệnh này, nhấn chuột trên dòng ứng với nút lưới muốn xem các nhánh và nút kề.

Nhấn nút lệnh Find và nhập tên của một nút để tìm kiếm nó trên biểu mẫu cũng như trên sơ đồ (nút này được hiển thị trên nền màu vàng trong bảng dữ liệu và trên sơ đồ lưới).

Nhấn nút lệnh Sort sẽ xếp các nút theo giá trị tăng dần của cột hiện tại (nhấn chuột vào 1 cột để đặt nó thành cột hiện tại).

Biểu mẫu kết quả nhánh:

Thông tin chung bao gồm:

- Tổng tổn thất công suất toàn lưới (bao gồm cả tổn thất P trên nhánh sun của mạch Pi biểu diễn nhánh, nhưng không bao gồm công suất Q tiêu thụ bơỉ tổng dẫn đặt ở nút)

- Tỉ số Tổn thất / Phụ tải

- Tổng công suất Q sinh ra bởi lưới điện (do điện nạp của các đường dây). Nói chung đây là Q trên nhánh sun của mạch Pi biểu diễn nhánh).

Thông số của mỗi nhánh bao gồm:

Công suất truyền tải (giá trị ở phía nút thứ nhất của nhánh, chiều đi đến nút thứ hai), Mức mang tải dòng điện (%), Tổn thất công suất trên nhánh, Q sinh ra bởi nhánh sun.

Các nhánh bị quá tải sẽ được hiển thị Mức tải (%) trên nền màu tím nhạt (có 3 cấp độ màu tùy theo mức độ quá tải).

Nhấn nút lệnh Find và nhập vào một chỉ số nút để tìm tất cả các nhánh nối với nút đó (hiển thị trên nền màu vàng).

Nhấn nút lệnh Sort sẽ xếp các nhánh theo giá trị tăng dần của cột hiện tại (nhấn chuột vào một cột để đặt nó thành cột hiện tại). Để xem riêng các nhánh nối tới một nút nào đó, sử dụng nút lệnh Concerned Branches & Buses trên biểu mẫu dữ liệu nút.

Biểu mẫu kết quả thiết bị điều chỉnh:

Menu View / Regulators Result Form. Cho các kết quả sau của thiết bị điều chỉnh làm việc (có thông số S = 1 trong bảng dữ liệu ràng buộc):

- Với máy biến áp điều chỉnh pha PS: Cho điện áp chèn R (giá trị p.u so với áp điểm đặt), góc dịch pha Theta (độ).

Từ đó có thể tính đầu phân áp phức T = cos(Theta).exp(j.Theta).

- Với máy biến áp điều chỉnh biên độ LTC: Cho điện áp chèn R (giá trị p.u so với áp điểm đặt), giá trị đầu phân áp T = 1/(1-R).

- Với nguồn Q: Cho công suất nguồn (MVAr).

Đồ thị điện áp nút và góc:

Menu View/ Voltage Diagram.

Đồ thị đặc tính hội tụ:

Menu View/Convergence Plot. Vẽ sai số nút (trung bình trên toàn lưới) MW, MVAr theo bước lặp. Để dễ quan sát, đồ thị được vẽ trên thang logarithm cơ số 10.

Ghi đĩa dữ liệu lưới điện

Sau khi OK tất cả các biểu mẫu dữ liệu thành công, cũng như vẽ xong lưới điện (nếu chọn tùy chọn có vẽ sơ đồ lưới), có thể ghi đĩa các dữ liệu này vào một tệp văn bản có đuôi .LFD, dùng menu File / Save Data.

Tệp này có thể nạp lại vào chương trình về sau (bao gồm nạp sơ đồ lưới điện nếu có) để tính toán hay tiếp tục thêm bớt, chỉnh sửa.

Tệp dữ liệu .LFD cũng có thể được soạn thảo, chỉnh sửa ở ngoài, dùng một chương trình xử lí văn bản không có định dạng (ghi đĩa ở dạng Text). Quy cách lập tệp dữ liệu này được ghi chú ở cuối tệp (cũng xem mục “Lập tệp dữ liệu từ ngoài chương trình” dưới đây).

Ghi đĩa kết quả tính toán

Kết quả tính toán phân bố dòng (hoặc lập ma trận Z,Y) có thể được ghi đĩa dưới dạng tệp văn bản (định dạng Text), dùng menu File / Save Calculation Result.

Tệp kết quả tính phân bố dòng được ghi các nội dung sau đây:

- Dữ liệu bài toán

- Kết quả ở nút

- Kết quả ở nhánh

- Kết quả cho thiết bị điều chỉnh

- Kết quả nút kết hợp với các nhánh liên quan

- Các kết quả chung toàn lưới

Lúc khởi động tính toán, có thể chọn ghi đĩa cả các kết quả tính toán trung gian, bao gồm kết quả tính mỗi xấp xỉ của nghiệm trong quá trình tính lặp, bao gồm cả các bước Gauss-Seidel khởi tạo; ma trận Jacobian (đối với phương pháp Newton-Raphson) tại mỗi bước lặp (thuật toán NR đầy đủ) hay Jacobian hằng số (thuật toán NR tách biến); quá trình chuyển đổi loại nút PV-PQ do xét ràng buộc giới hạn Q ở nút PV.

Để sao lưu sơ đồ lưới ở dạng đồ họa

Chương trình chưa được tích hợp tính năng sao lưu/in sơ đồ lưới ở dạng đồ họa, tuy nhiên có thể sử dụng lệnh sao lưu cửa sổ của Windows: Nhấn phím Print Screen trên bàn phím để Copy cả màn hình, hay nhấn Alt- Print Screen để sao lưu riêng cửa sổ hiện thời. Sau đó Paste vào một trình soạn thảo đồ họa (ví dụ tiện ích Paint của Windows).

Xuất dữ liệu và kết quả tới MS Excel

Chức năng này cho phép người dùng chuyển nhanh chóng số liệu sang bảng tính Excel; từ bảng tính cũng có thể dễ dàng sao chép sang Matlab (Copy-Past một tập ô bảng tính vào một biến Matlab...).

Các số liệu có thể xuất sang MS Excel bao gồm:

- Dữ liệu lưới điện (menu File / Export to Excel / Data): khả dụng sau khi đã OK dữ liệu nút và nhánh. Ghi nhận rằng người dùng có thể chỉnh sửa tệp Excel này rồi khá dễ dàng chuyển tới dữ liệu dạng tệp văn bản .TXT để nhập trở lại chương trình (xem mục dưới đây về tệp dữ liệu dạng .TXT).

- Dữ liệu lưới điện, dữ liệu và kết quả bài toán phân bố dòng (menu File / Export to Excel / Data and Loadflow Results): khả dụng sau khi đã tính phân bố dòng

- Ma trận tổng dẫn nút Y (menu File / Export to Excel / Y matrix): khả dụng sau khi đã tính Y hay sau khi đã tính phân bố dòng

- Ma trận tổng trở nút Z (menu File / Export to Excel / Z matrix): khả dụng sau khi đã tính Z.

LẬP TỆP DỮ LIỆU TỪ NGOÀI CHƯƠNG TRÌNH

Dùng một trình xử lí văn bản không định dạng (ví dụ không dùng phím Tab để tạo khoảng cách trong một dữ liệu dạng văn bản...) để tạo tệp văn bản (ghi đĩa với định dạng Text) có đuôi .LFD như sau (cũng xem hướng dẫn ghi ở cuối một tệp LFD được lập bởi chương trình).

Tệp dữ liệu gồm gồm 7 phần như nói sau đây. 7 dòng đầu tệp dành cho ghi chú, dữ liệu bắt đầu từ dòng thứ 8 của tệp và phân cách mỗi phần bởi 3 dòng dành cho ghi chú (có thể để trống hoặc đặt vào những dòng này bất kì cái gì, trừ dấu phảy). Mọi thông số dạng văn bản cần được đặt trong dấu nháy kép (“).

1- Dữ liệu chung

1 dòng cho 3 thông số sau, phân cách bởi dấu phảy, bắt đầu từ dòng thứ 8 của tệp:

- Dùng đơn vị tương đối: Nhập #TRUE# hay #FALSE# ứng với Có hay Không

- Công suất cơ sở (MVA)

- Dữ liệu nhánh dùng đvtđ: Nhập #TRUE# hay #FALSE# ứng với Có hay Không (nếu Dùng đơn vị tương đối = #FALSE# thì sẽ tự động coi Dữ liệu nhánh dùng đvtđ = #FALSE#)

2- Dữ liệu nút

1 dòng cho Số nút (không bao gồm nút trung tính là nút cơ sở điện áp)

1 dòng cho mỗi nút theo thứ tự chỉ số tăng dần, bắt đầu từ 1; bao gồm 12 thông số sau (chỉ cần phân cách bằng khoảng trống):

Chỉ số nút, Tên, Điện áp (đã cho hay khởi tạo), Góc (độ), Pgen, Qgen, Pload, Qload, Loại, G, B, K

trong đó Pgen, Qgen là công suất nguồn ở nút (đi vào lưới) (MW / MVAr)

Pload, Qload là công suất tải ở nút (đi ra khỏi lưới) (MW / MVAr)

Loại = 1 hay 2 hay 3 (ít nhất phải có 1 nút loại 1 cho mỗi lưới con cô lập)

(U và G,B dùng đơn vị có tên- kV và mS- hay tương đối, tùy theo giá trị của thông số Dùng đơn vị tương đối- xem phần Dữ liệu chung)

3- Giới hạn Q ở một số nút PV

1 dòng cho Số nút PV có ràng buộc Qgen (chú ý nút loại 1 giả thiết không đặt ràng buộc Q)

1 dòng cho mỗi nút này gồm 3 thông số: Chỉ số nút, MVAr max, MVAr min

4- Dữ liệu nhánh

1 dòng cho Số nhánh.

1 dòng cho hệ số nhân Scale Factor gồm 4 giá trị cho R0, X0, G0, B0.

1 dòng cho mỗi nhánh gồm 13 thông số:

# (chỉ số nhánh), Nút đầu, Nút cuối, Số mạch, Độ dài (km), R0, X0, B0, G0, Limit (A) (dòng điện giới hạn), Điện áp cơ sở (kV), Nhánh máy biến áp, S (trạng thái 0/1)

trong đó:

- R0,X0,B0,G0 dùng đơn vị tương đối nếu Dùng đơn vị tương đối = TRUE và Dữ liệu nhánh dùng đơn vị tương đối = TRUE (xem Dữ liệu chung),

- Trái lại dùng đơn vị có tên: R0 và X0 dùng Ohm/km, B0 và G0 dùng micro S/km. Trường hợp này chương trình sẽ quy đổi sang p.u dùng thông số Điện áp cơ sở và Công suất cơ sở (nếu Dùng đvtđ = TRUE), hoặc người dùng cần quy đổi trước về cùng một cấp điện áp (nếu Dùng đvtđ = FALSE).

- Thông số Limit(A) không bắt buộc: Chú ý để bỏ qua thông số này cần nhập giá trị 0 cho nó.

Lưu ý:

- Không thay đổi dữ liệu trong hai cột Nút đầu, Nút cuối của một tệp dữ liệu được lập bởi chương trình và có chứa dữ liệu vẽ sơ đồ lưới; các thay đổi đó sẽ không được thể hiện khi nhập tệp dữ liệu vào chương trình, do đó có thể dẫn đến dữ liệu sai. Để thay đổi dữ liệu trong hai cột này (kể cả khi chỉ muốn hoán đổi thứ tự nhập các nhánh), cũng cần gọi tệp từ chương trình và tiến hành thay đổi trên sơ đồ trước.

- Nên đặt các nhánh song song kề nhau (nếu không có thể gây lỗi nếu chọn "có vẽ sơ đồ lưới điện").

5- Dữ liệu đầu phân áp khác thường của nhánh máy biến áp

1 dòng cho Số máy biến áp với đầu phân áp khác thường (có thể bằng 0)

Giả thiết hệ số biến áp khác thường là 1:T với giá trị T ở phía Nút2 của nhánh, nhập 1 dòng cho mỗi nhánh này gồm 6 thông số:

#, Nút1, Nút2, Môđun của T, Góc của T, S (trạng thái 0/1)

6- Dữ liệu ràng buộc

1 dòng cho Số ràng buộc (có thể bằng 0)

Sau đó nhập 1 dòng cho mỗi thiết bị điều chỉnh – ràng buộc, gồm 11 thông số:

#, Device (Thiết bị), Bus1, Bus2, CBus1, CBus2, Target (Constraint), Cmin, Cmax, C0, S (trạng thái 0/1)

- Device có thể nhập: PS, LTC hay Q (chữ hoa hay chữ thường, không đặt trong dấu nháy)

7- Dữ liệu vẽ lưới điện

Dữ liệu này cần được lập tự động bởi chương trình. Nếu tồn tại dữ liệu này (bắt đầu bằng dòng "DrawingNetwork") thì lưu ý không thay đổi cấu trúc hình học của lưới bằng cách sửa trực tiếp bảng dữ liệu nút-nhánh trong tệp, bởi vì phần dữ liệu vẽ lưới điện này không được sửa lại tương ứng có thể dẫn đến sai dữ liệu khi nhập tệp dữ liệu vào chương trình. Để sửa cấu trúc lưới trong trường hợp này cần nhập dữ liệu vào chương trình rồi sửa từ trong chương trình.

Có thể bỏ dữ liệu cuối cùng này đi, thay vào đó là 2 dòng:

“NotDrawingNetwork”

"EndFile"

Chương trình sẽ coi tệp dữ liệu kết thúc sau dòng này.