LỜI CẢM ƠN
Thực tập môn học là cơ hội tốt để những sinh viên khi vẫn còn ngồi trên ghế
giảng đƣờng Đại Học có cơ hội tiếp cận với công việc thực tế, đƣợc làm quen với môi
trƣờng làm việc, cũng nhƣ phong cách làm việc thực tế trƣớc khi ra trƣờng.
Lời đầu tiên, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong khoa công
nghệ thông tin những ngƣời mang đến cho em nguồn tri thức quý báu và những lời
khuyên bổ ích đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong thời gian học tập vừa qua.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn và biết ơn tới thầy Lê Mạnh Hùng đã chỉ bảo và
hƣớng dẫn tận tình cho chúng em trong suốt quá trình học tập và làm đề tài.
Chúng em cũng xin cảm ơn đến những ngƣời bạn của mình, những ngƣời đã cho
em những lời khuyên, bí quyết học tập, những tài liệu bổ ích giúp em hoàn thành tốt
công tác học tập và nghiên cứu của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Năng Duy
Đào Công Sự

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. MÔ HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ở VIỆT NAM 2
1.1 Lƣới hệ thống 2
1.2 Lƣới truyền tải. 2
1.3 Lƣới phân phối 3
1.4 Các loại sơ đồ hệ thống lƣới phân phối. 6
1.4.1 Sơ đồ hình tia. 6
1.4.2 Sơ đồ hình tia đƣợc cải tiến. 6
1.4.3 Hình vòng phía cao áp – hình tia phía hạ áp. 7
CHƢƠNG 2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ PHÂN BỐ CÔNG
SUẤT 9
2.1 Lý thuyết các phƣơng pháp lặp. 9
1
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của các hệ thống điện trên thế giới hiện nay đi theo con đƣờng tập
trung hoá sản xuất điện năng, trên cơ sở các nhà máy điện lớn, phát triển và hợp nhất
các hệ thống năng lƣợng. Điều đó dẫn đến sự cần thiết phải xây dựng và mở rộng các
mạng điện áp cao và siêu cao. Do đó việc phân tích các chế độ xác lập của mạng và hệ
thống điện phức tạp là một phần kiến thức rất quan trọng đối với các kỹ sƣ chuyên
ngành "Hệ thống điện".
Thời gian gần đây, hệ thống lƣới điện của chúng ta không ngừng phát triển
mở rộng, theo đó các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lƣợng
điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lƣới điện phân phối hiện nay
vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận
hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhƣng lại
đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đƣa nhiều
thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý
thông tin. Với máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn
trƣớc và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lƣới điện. Những thành tựu mới
về CNTT nhƣ khả năng lƣu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phƣơng pháp
hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phƣơng tiện và công cụ mạnh để
tăng cƣờng nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và
giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải,
phân phối và sử dụng điện năng. 2
CHƢƠNG 1. MÔ HÌNH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ở VIỆT NAM
1.1 Lƣới hệ thống.
Lƣới hệ thống bao gồm các đƣờng dây tải điện và trạm biến áp khu vực, nối liền

 Hệ thống phân phối điện năng đƣợc xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo nhận
điện năng từ một hay nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu thụ.
 Lƣới phân phối trung áp có điện áp 6, 10,15,22, 35kV phân phối điện cho các
trạm phân phối trung hạ áp, lƣới hạ áp 220/380V cấp điện cho các phụ tải hạ
áp.
 Đảm bảo cung cấp điện tiêu thụ ít gây ra mất điện nhất. Bằng các biện pháp cụ
thể nhƣ có thể có nhiều nguồn cung cấp, có đƣờng dây dự phòng, có nguồn
thay thế nhƣ máy phát …
4
 Lƣới điện phân phối vận hành dễ dàng linh hoạt và phù hợp với việc phát triển
lƣới điện trong tƣơng lai.
 Đảm bảo chất lƣợng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện
áp.Độ biến thiên điện áp cho phép là  5% U
đm

 Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dƣỡng là nhỏ nhất.

Hình 1.2: Lưới phân phối cao thế - trung thế
5

Hình 1.3: Lưới phân phối trung thế - hạ thế

Hình 1.4: Các trạm biến áp phân phối

6
1.4 Các loại sơ đồ hệ thống lƣới phân phối.
Khi thiết kế xây dựng lƣới phân phối có thể chọn một trong các hệ thống điện
chính sau:
 Hệ thống hình tia đơn giản.
 Hệ thống hình vòng phía cao áp – hình tia phía hạ áp.

đƣợc kết nối với tải qua những thiết bị bảo vệ.
Mỗi máy biến áp xác định rõ một vùng phụ tải và phải có khả năng đáp ứng trong
trƣờng hợp tải lớn nhất. Nếu có bất kỳ sự thay đổi giữa các vùng phụ tải, đòi hỏi các
máy biến áp phải có công suất lớn hơn so với trong trƣờng hợp sơ đồ hình tia đơn
giản. Tuy nhiên do công suất đƣợc phân phối đến tải ở điện áp cao nên tổn thất điện
năng, chi phí lắp đặt giảm xuống, độ ổn định điện áp đƣợc cải thiện.
So với sơ đồ hình tia chƣa cải tiến, sơ đồ này sẽ giảm đƣợc chi phí đầu tƣ khi
công suất yêu cầu lớn hơn 1000kVA. Một sự cố ở phía thứ cấp hoặc ở máy biến áp
phân phối chỉ làm mất điện trong phạm vi phụ tải mà máy biến áp đó đảm trách.
Việc giảm số lƣợng máy biến áp trên đƣờng dây phía sơ cấp sẽ làm tăng tính linh
hoạt cung cấp điện của hệ thống. Tối ƣu hóa về vận hành cũng nhƣ chi phí lắp đặt hệ
thống phải đƣợc tính toán sao cho mức độ an toàn và tính liên tục cung cấp điện nằm
trong các tiêu chuẩn đề ra.
1.4.3 Hình vòng phía cao áp – hình tia phía hạ áp.
Hệ thống này bao gồm một hay nhiều vòng ở phía cao áp với hai hay nhiều máy
biến áp nối trên một vòng. Hệ thống này là loại có hiệu quả nhất. Khi có hai vòng phục
vụ không ảnh hƣởng đến nhau.
Mỗi vòng phía cao áp đƣợc vận hành khi có một cầu dao phân đoạn ở vị trí mở
để ngăn sự hoạt động song song của những nguồn. Khi trạm đơn vị bên hạ áp đƣợc
dùng, mỗi máy biến áp có hai dao cách ly phân đoạn và cầu chì của tải bên cao áp.
Bằng cách đóng cầu dao phân đoạn thích hợp, nó có thể không nối với một vài phần
còn lại của hệ thống. Bằng cách mở cơ cấu đóng ngắt máy biến áp, nó có thể không
nối một vài máy biến áp của vùng.
Cơ cấu khoá thƣờng đƣợc dùng để ngăn ngừa sự hoạt động song song của hai
đƣờng dây nguồn. Một cơ cấu tự động có thể đƣợc điều khiển giữa hai máy cắt chính
và máy cắt liên kết.
Sơ đồ này rất đảm bảo và phục hồi nhanh chóng khi có sự cố:
 Việc cách ly thiết bị cơ bản xảy ra trên một đƣờng dây đến, máy cắt chính liên
quan đƣợc mở ra và sau đó máy cắt liên kết đƣợc đóng lại có thể bằng tay hay
bằng cơ cấu chuyển đổi tự động.

Trong bài toán phân bố công suất trong lƣới điện thƣờng dùng phƣơng trình liên
lạc giữa điện áp nút và dòng nút thông qua ma trận tổng dẫn nút. Nếu biết dòng nút, có
thể tìm đƣợc điện áp nút. Tuy vậy, trong lƣới điện thƣờng cho công suất hơn là dòng
điện. Nhƣ vậy, phƣơng trình liên quan là phƣơng trình phi tuyến và là phƣơng trình
phân bố công suất đƣợc giải bằng phƣơng pháp lặp.
Trong chƣơng này ta sẽ tìm hiểu về một số phƣơng pháp lặp thƣờng đƣợc sử
dụng và ứng dụng của các phƣơng pháp này để giải quyết các bài toán tính toán chế độ
xác lập – phân bố công suất trong hệ thống.
2.1 Lý thuyết các phƣơng pháp lặp.
2.1.1 Phƣơng pháp Gauss – Seidel.
Từ phƣơng trình f(x) = 0 ta suy ra x = g(x)
Nhƣ vậy quan hệ giữa lần lặp thứ k và k+1 là x
(k+1)
= g(x
(k)
)
Kết quả chấp nhận khi

 )k()1k(
xx

=> Nhận xét: Tốc độ hội tụ chậm, vì thế có thể làm tăng tốc hội tụ bằng cách
dùng thuật toán gia tốc với hệ số gia tốc :
x
(k+1)
= x
(k)
+ [g(x
(k)
) – x

,…,xn) = c
2
=> x
2
= c
2
+ g
2
(x
1,
x
2,
,…,xn)
……
fn(x
1
,x
2
,…,xn) = cn => xn = cn + gn(x
1,
x
2,
,…,xn)
Bằng phƣơng pháp lặp, ta có đƣợc: x
1
(0)
; x
2
(0)
;…; xn

+
)k(
)k(
dx
df
)x(fc







và đại lƣợng
)k(
)k(
dx
df
)x(fc







gọi là sai số lần lặp thứ k x
(k)

=> Nhận xét: Phƣơng pháp hội tụ rất nhanh

















)k(
n
)k(
2
)k(
1
x

x
x
=
)k(
)k(
J


)f(c
)f(c11
J
(k)
=






















































)k(
n
n
)k(
2
n
)k(
1
n
)k(
n
2
)k(
2
2
)k(
1
2
)k(
n
1
)k(
2
1
)k(
1
1
x
f

Nút điều chỉnh điện áp: Tại đó, P, V đƣợc xác định, góc pha và Q cần đƣợc xác
dịnh, còn gọi là nút P – V.
2.2.1 Phƣơng trình cân bằng công suất.
Ii = yi
0
Vi + yi
1
(Vi – V
1
) + yi
2
(Vi – V
2
) + … + yin(Vi - Vn)
= (yi
0
+ yi
1
+ yi
2
+ … + yin)Vi – yi
1
Vi
1
– yi
2
V
1
- … - yinVn
 Ii = Vi

jij
n
1j
iji
*
i
ii
VyyV
V
jQP
với j  i
12
2.2.2 Phƣơng pháp Gauss – Seidel giải bài toán phân bố công suất.
Vi
(k+1)
=





ij
n
1j
)k(
jij
)k(
*
i
)k(

1j
)k(
jij
n
0j
ij
)k(
i
)k(*
i

-Qi
(k+1)
= Image









]VyyV[V
n
1j
)k(
jij
n
0j

i
)k(*
i

Qi
(k+1)
= -Image














)VYYV(V
n
ij
1j
)k(
jijii
)k(
i
)k(*

– fi
(k)
|  
Tính toán dòng chảy công suất và tổn thất:
Iij = Il + Ii
0
= yij(Vi - Vj) + yi
0
Vi
Iji = -Il + Ij
0
= yij(Vj - Vi) + yj
0
Vj
Dòng công suất Sij từ nút i đến nút j và Sji
ø
từ nút j đến nút i lần lƣợt là Sij =
ViIij
*
và Sji = VjIji
*
.
Tổn thất trên đƣờng dây nối nút i và j là: SLij = Sij + Sji
13
2.2.3 Phƣơng pháp Newton – Raphson giải bài toán phân bố công suất.
Do hội tụ bậc hai, phƣơng pháp Newton – Raphson thƣờng đƣợc dùng. Số lần
hội tụ không phụ thuộc vào số nút
Ii =



ii
V 



n
1j
jijjij
VY

Tách riêng phần thực và phần ảo, ta có:
Pi =
)cos(YVV
jiij
n
1j
ijji



(1)
Qi = -
)sin(YVV
jiij
n
1j
ijji




)(
)(
2k
n
k
k
n
k
Q
Q
P
P
=































)()(
2
)(
2
)(
2
)(
2
)(
2
2
)(
2
)(

k
n
kk
n
k
k
n
n
k
n
k
n
n
k
n
k
n
kk
n
k
V
Q
V
QQQ
V
Q
V
QQQ
V
P



)(
)(
2
)(
2k
n
k
n
k
V
V



Trong phƣơng trình trên, nút i đƣợc coi là nút cơ sở
=>










1
:





n
ji
jiij
i
)sin(YijVjVi
Pi
(3)
)sin(YVV
Pi
jiijijji
j



với i  j (4)
Thành phần J
2
:
)cos(YVcosYV2
V
Pi
jiij
n

i
i
)cos(YijVjVi
Q
(7)
)cos(YVV
Q
jiijijji
j
i



(8)
Thành phần J
4
:





n
ij
jiijijjiiiii
i
i
)sin(YVsinYV2
V
Q

(k+1)
= 
i
(k)
+ 
i
(k)
(13)
| Vi
(k+1)
| = | Vi
(k)
| + | Vi
(k)
| (14)
Nhƣ vậy, giải thuật Newton – Raphson nhƣ sau:
 Đối với nút tải, PiSch, QiSch đã cho sẵn, điện áp và pha tại nút nguồn đặt
bằng 1 và 0, suy ra | Vi |
(0)
= 1.0 và 
i
(0)
= 0. đối với điều chỉnh điện áp, | Vi

|
15
và PiSch
-
cho sẵn, góc pha đƣợc cho bằng góc pha của nút nguồn, nghĩa là 
i




























V
JJ
JJ

2015
N
lm
(MW)
11286
25857- 27000
60000 - 70000
E
Sản xuất
(tỷ
kwh)
53,5
124
257
E
Thƣơng phẩm

(tỷ kwh)

45,6
107
223
E
o Thƣơng phẩm
(tỷ kwh)
550
1200
2300
Qua đó ta có thể nhận thấy đƣợc tốc độ phát triển của ngành điện rất nhanh. Vì
thế việc ứng dụng các hệ thống thông tin và phân tích lƣới điện đóng vai trò rất lớn

.
PSS/ADEPT là một phần mềm rất hữu ích trong quản lý hệ thống lƣới điện, nó đƣợc
dùng phổ biển để giải quyết các bài toán tính toán chế độ xác lập, ngắn mạch, tụ bù,
tổn thất điện năng… trong lƣới điện phân phối, hiện nay trên thế giới có đến hơn 164
18
công ty điện lực của các quốc gia sử dụng vào việc tính toán và phân tích chế độ hệ
thống điện.
PSS/ADEPT đƣợc đánh giá là phần mềm dễ sử dụng, khả năng đồ họa giúp cho
ngƣời dùng trực quan tốt, cơ sở dữ liệu đƣợc xây dựng đầy đủ, và đặc biệt là dữ liệu có
thể chuyển đổi ở nhiều định dạng khác nhau nhƣ .text, .dat, …
Việc mã hóa và bảo mật dữ liệu đƣợc quan tâm trong phần mềm, đảm bảo tính
bảo mật trong việc tính toán, phân tích bài toán.
Các bài toán trong lƣới điện cũng đƣợc chia thành các module trong phần mềm
giúp cho ngƣời sử dụng dễ dàng thao tác. Số lƣợng các bài toán là 8 bài toán chính
trong phân tích lƣới điện.
Cấu trúc và chức năng của phần mềm.
Dƣới góc độ tìm hiểu về việc xây dựng phần mềm kỹ thuật nói chung và đặc biệt
là phần mềm trong hệ thống điện, do đó tác giả mong muốn tìm hiểu về mặt CNTT
trong việc xây dựng chƣơng trình. Phần mềm PSS/ADEPT là phần mềm áp dụng cho
việc mô phỏng và tính toán các bài toán trong lƣới điện phân phối. Điểm nổi bật trong
phần mềm này đó là xây dựng đƣợc mô phỏng các phần tử trong lƣới điện một cách
trực quan giúp ngƣời dùng dễ sử dụng. Việc thiết kế cơ sở dữ liệu cũng đƣợc sử dụng
nhiều định dạng để lƣu dữ liệu. Dữ liệu đƣợc lƣu trữ trong file access, giúp cho dung
lƣợng bé, khả năng truy cập nhanh. Ngoài ra trong phần thiết kế và nhập dữ liệu,
PSS/ADEPT cho phép ngƣời dùng có thể chuyển đổi từ excel, text, .dat vào trong cơ
sở dữ liệu của mình
Thiết kế đồ họa:
Toàn bộ giao diện chính đƣợc chia thành nhiều phần khác nhau. Giúp cho ngƣời
dùng có thể quan sát tổng quát toàn bộ chƣơng trình, các module tính toán đƣợc thiết
kế trực tiếp trên thanh công cụ. Ngoài ra phần mềm còn có bảng danh sách các list

trong phần mềm PSS/ADEPT lƣu trữ tại các bảng dữ liệu của mô hình.
Các chức năng của phần mềm PSS/ADEPT
Phần mềm PSS/ADEPT có 8 module chức năng chính nhƣ sau:
 Tính toán chế độ xác lập của hệ thống lƣới điện.
 Tính toán các loại ngắn mạch trong hệ thống.
 Tính toán xác định vị trí bù.
 Tính toán tìm điểm mở tối ƣu.
 Tính toán khởi động động cơ.
 Tính toán mô phỏng họa tần sóng hài.
 Tính toán phối hợp lắp đặt bảo vệ.
 Tính toán độ tin cậy của hệ thống.

20
CHƢƠNG 4. NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG THÔNG TIN
TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LƢỚI ĐIỆN Ở VIỆT NAM
4.1 Nhận xét chung về thiết kế và xây dựng chƣơng trình.
 Hầu hết các hệ thống thông tin và phân tích đƣợc xây dựng theo hƣớng mô
phỏng đồ họa và thiết kế cơ sở dữ liệu đơn giản, tạo tính thân thiện cho ngƣời
sử dụng. Tốc độ xử lý nhanh, khả năng đồ họa trực quan
 Các bài toán tính toán trong phần mềm đƣợc sử dụng các thuật toán, các công
cụ tìm kiếm, các bài toán tối ƣu vào để giải các bài toán trong ngành điện, giúp
cho khả năng giải quyết các bài toán trong phần mềm đƣợc nhanh hơn, độ
chính xác tốt hơn.
 Bố cục và các chức năng trên thanh menu của chƣơng trình theo hƣớng giải
quyết các bài toán riêng biệt giúp ngƣời dùng dễ thao tác
 Một số phần mềm còn bổ sung các công cụ hỗ trợ trong việc tính toán và phân
tích bài toán.
 Xây dựng sử dụng ngôn ngữ C và cơ sở dữ liệu Access do đó cấu hình cho
máy tính cài đặt không cần yêu cầu quá cao.
4.2 Đánh giá