Đang tải... (xem toàn văn)
Cộng hưởng dưới đồng bộ có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện gió Cộng hưởng dưới đồng bộ có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện gió Cộng hưởng dưới đồng bộ có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện gió Cộng hưởng dưới đồng bộ có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện gió Cộng hưởng dưới đồng bộ có xét đến ảnh hưởng của nguồn năng lượng điện gió
MỤC LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i BIÊN BẢN CHẤM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ii NHẪN XÉT PHẢN BIỆN iii NHẬN XÉT CỦA PHẢN BIỆN v LÝ LỊCH KHOA HỌC vii LỜI CAM ĐOAN ix CẢM TẠ x TÓM TẮT xi ABSTRACT xii MỤC LỤC xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xvi DANH SÁCH CÁC BẢNG xvii DANH SÁCH CÁC HÌNH xviii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Ý nghĩa khoa học đề tài Ý nghĩa thực tiễn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Điểm đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 7.1 Nhiệm vụ nghiên cứu 7.2 Phạm vi đề tài Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu 10 Tiến độ thực đề tài Chương TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu 1.2 Tổng quan hướng nghiên cứu 1.2.1 Trong nước 1.2.2 Ngoài nước xiii 1.3 Hướng giải vấn đề 12 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 13 2.1 Hệ thống tụ bù dọc 13 2.2 Tổng quan tương tác đồng (SSI- Sub Synchronous Interaction) 14 2.3 Hiện tượng cộng hưởng đồng (SSR) 16 2.3.1 Khái niệm 16 2.3.2 Phân loại tượng cộng hưởng đồng 17 2.3.2.1 Ảnh hưởng cảm ứng máy phát (IGE – Induction Generator Effect) 17 2.3.2.2 Tác động xoắn (TI – Torsional Interaction) 18 2.3.2.3 Mô men xoắn độ (TT - Transient Torque) 19 Phương pháp nghiên cứu SSR 2.3.3 21 2.3.3.1 Phương pháp quét tần số ( Frequency scan) 21 2.3.3.2 Phương pháp phân tích giá trị riêng (Eigenvalue analysis) 21 2.3.3.3 Phương pháp phức hợp hệ số mô men xoắn (Complex torque coefficient method) 23 2.3.3.4 Phương pháp mô độ điện từ (Electro – magnetic transient simulation) 23 2.3.3.5 So sánh phương pháp 2.3.4 Các giải pháp thông thường SSR 24 25 2.3.4.1 Bộ lọc tĩnh (Static filter) 25 2.3.4.2 Bộ ổn định động (Dynamic stabilizer) 26 2.3.4.3 Bộ lọc giảm xóc bypass (Bypass Damping Filters) 27 2.3.4.4 Rơ le bảo vệ (Protective relays): 28 2.3.4.5 Giản đồ NGH (NGH scheme): 28 2.4 Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS – Flexible Alternating Current Transmission System) 29 2.4.1 Khái niệm 29 2.4.2 Phân loại 29 2.4.2.1 Bộ điều khiển FACTS nối tiếp (series FACTS controllers) 30 a Bộ bù dọc điều khiển thyristor (TCSC) 30 b Bộ bù dọc đồng tĩnh (SSSC) 31 2.4.2.2 a Bộ điều khiển FACTS mắc song song (Shunt FACTS controllers) 31 Bộ bù cong suất phản kháng tĩnh (SVC) 31 xiv b Bộ bù đồng tĩnh (STATCOM) 32 2.4.2.3 Bộ điều khiển FACTS kết hợp nối tiếp – song song (combined shunt and series FACTS controllers) 34 a Bộ điều khiển dòng công suất hợp (UPFC) 34 b Bộ điều khiển dịng cơng suất đường dây (IPFC) 35 Chương MƠ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TÍCH HỢP DFIG CHO VIỆC NGHIÊN CỨU SSR 36 3.1 Mơ hình lưới điện IEEE Fisrt BenchMark có tích hợp DFIG 36 3.2 Mơ hình tốn học phần tử mơ hình IEEE Fisrt BenchMark có tích hợp DFIG 37 3.2.1 Mơ hình DFIG 37 3.2.1.1 Mơ hình khí động học tua bin gió 37 3.2.1.2 Mơ hình hệ thống tua bin – máy phát 38 3.2.1.3 Mơ hình máy điện cảm ứng 39 3.2.1.4 Mơ hình tụ điện liên kết DC 40 3.2.1.5 Mơ hình điều khiển chuyển đổi DFIG 41 3.2.2 Mơ hình đường dây có tụ bù dọc 3.3 Mô tượng SSR lưới điện có DFIG 42 43 Chương ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG THIẾT BỊ TCSC ĐỂ GIẢM CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ 49 4.1 Cấu hình TCSC 49 4.2 Nguyên lí hoạt động TCSC 50 4.3 Mơ hình tốn học TCSC 53 4.4 Bộ điều khiển TCSC để giảm SSR 54 Chương ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ 56 5.1 Giải pháp 1: Sử dụng TCSC kết hợp FSC để giảm SSR 56 5.2 Giải pháp 2: Sử dụng TCSC để giảm SSR 61 5.3 Đánh giá giải pháp 65 Chương KẾT LUẬN 67 6.1 Kết đạt 67 6.2 Hướng phát triển luận văn 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CƠNG BỐ 75 xv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SSI : Tương tác đồng (Sub-Synchronous Interaction) SSR : Cộng hưởng đồng (Sub-Synchronous Resonance) SSTI : Tương tác xoắn đồng (Sub-Synchronous Torque Interaction) SSCI : Tương tác điều khiển đồng (Sub-Synchronous Control Interaction) DFIG : máy phát điện cảm ứng nguồn kép (Doubly Fed Induction Generator) FSC : Tụ bù dọc cố định (Fixed Series Capacitor) FACTS : Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (Flexible Alternating Current Transmission System) TCSC : Bộ bù dọc điều khiển thyristor (Thyristor Controlled Series Compensator) STATCOM : Bộ bù đồng tĩnh (Static Synchronous Compensator) HVAC : Điện xoay chiều cao áp (High Voltage Alternating Current) HVDC : Điện chiều cao áp (High Voltage Direct Current) VSC : Bộ biến đổi điện áp (Voltage Source Converter) xvi DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: So sánh phương pháp phân tích SSR 24 Bảng 3.1: Thông số điện DFIG 1,5MW 43 Bảng 3.2: Thông số trục DFIG 1.5 MW 44 Bảng 3.3: Thông số đường dây hệ thống điện [38] 44 Bảng 5.1: So sánh độ giảm dao động mô men điện kịch hoạt động giây thứ 65 Bảng 5.2: So sánh giá thiết bị bù [48] 66 xvii DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2.1: Mối liên hệ cơng suất – góc pha xét đến cấp độ bù khác 14 Hình 2.2: Phân loại SSI mối liên hệ thiết bị với 15 Hình 2.3: Mạch tương đương đơn giản máy phát điện liên quan đến IGE 18 Hình 2.4: Đặc tính liên hệ biên độ xoắn chu kì phá hủy [14] 20 Hình 2.5: Cấu trúc lọc tĩnh 26 Hình 2.6: Cấu trúc ổn định động 27 Hình 2.7: Cấu trúc lọc giảm xóc bypass 27 Hình 2.8: Cấu trúc giảm xóc SSR NGH 28 Hình 2.9: Cấu trúc đơn giản TCSC 30 Hình 2.10: Cấu trúc đơn giản SSSC 31 Hình 2.11: Cấu trúc đơn giản SVC 32 Hình 2.12: Cấu trúc đơn giản STATCOM 33 Hình 2.13: Cấu trúc đơn giản UPFC 34 Hình 2.14: Cấu trúc đơn giản IPFC 35 Hình 3.1: Sơ đồ đơn tuyến mơ hình IEEE First Benchmark tích hợp DFIG 36 Hình 3.2: Mối liên hệ giữ cơng suất cơ, tốc độ tua bin tốc độ gió 38 Hình 3.3: Mơ hình DFIG hai khối 39 Hình 3.4: Mơ hình động học tụ điện DC-link 41 Hình 3.5: Vịng lặp điều khiển RSC 42 Hình 3.6: Vịng lặp điều khiển GSC 42 Hình 3.7: Mơ hình mô hệ thống nghiên cứu SSR sử dụng Matlab / Simulink 44 Hình 3.8: Hiệu suất động hệ thống DFIG bù 50%: (a) Mô men điện; (b) Điện áp đầu ra; (c) Phân tích FFT mơ men điện 45 Hình 3.9: Hiệu suất động hệ thống DFIG bù 60%: (a) Mô men điện; (b) Điện áp đầu ra; (c) Phân tích FFT mơ men điện 46 xviii Hình 3.10: Hiệu suất động hệ thống DFIG bù 70%: (a) Mô men điện; (b) Điện áp đầu ra; (c) Phân tích FFT mơ men điện 47 Hình 4.1: Cấu hình tiêu biểu TCSC 49 Hình 4.2: Dạng sóng tiêu biểu TCSC 50 Hình 4.3: Hướng dịng điện TCSC chế độ chặn thyristor 51 Hình 4.4: Hướng dịng điện TCSC chế độ bypassed thyristor 52 Hình 4.5: Hướng dịng điện TCSC chế độ Vernier: (a) Chế độ điện cảm; (b) Chế độ điện dung 52 Hình 4.6: Đặc tính trở kháng góc kích 54 Hình 4.7: Bộ điều khiển TCSC 55 Hình 5.1: Mơ hình lưới điện có kết nối TCSC kết hợp FSC Matlab / Simulink 57 Hình 5.2: Kết mơ giải pháp kịch 1: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 58 Hình 5.3: Kết mô giải pháp kịch 2: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 59 Hình 5.4: Kết mơ giải pháp kịch 3: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 60 Hình 5.5: Mơ hình lưới điện có kết nối TCSC Matlab / Simulink 61 Hình 5.6: Kết mô giải pháp kịch 1: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 62 Hình 5.7: Kết mơ giải pháp kịch 2: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 63 Hình 5.8: Kết mô giải pháp kịch 3: (a) Mô men điện; (b) Công suất tác dụng; (c) Công suất phản kháng; (d) Điện áp đầu DFIG 64 xix HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN CHƯƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ngày nhu cầu lượng vấn đề thời cho phát triển kinh tế, lượng điện đóng vai trị then chốt Hệ thống điện liên tục mở rộng phát triển Việc sử dụng nguồn nguyên liệu hoá thạch nhà máy nhiệt điện tạo lượng lớn khí thải gây hiệu ứng nhà kính nhiễm khơng khí gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người Hơn nữa, nguồn nguyên liệu hố thạch nguồn tài ngun có hạn dần cạn kiệt Vì lý này, nhiều quốc gia giới có Việt Nam ứng dụng thêm nhiều nguồn lượng tái tạo để tạo điện Trong đó, nguồn lượng gió phát triển cách nhanh chóng thời gian gần Các tua bin gió tốc độ thay đổi ngày sử dụng rộng rãi nhà máy điện gió, điển hình tua bin gió máy phát điện nguồn kép (DFIG – Doubly fed Induction Generator) Các DFIG có nhiều ưu điểm bật so với loại tua bin tốc độ cố định như: hiệu suất cao, khả điều khiển linh hoạt, giảm độ ồn, … Vì nhà máy điện gió lớn thường đặt xa nơi hộ dân sinh sống, nên cần phải có đường dây truyền tải dài để kết nối với lưới điện Việc truyền tải điện đường dây dài làm giảm công suất truyền tải, việc lắp đặt thêm hệ thống tụ bù dọc đường dây truyền tải làm tăng khả truyền tải công suất ổn định lưới điện với chi phí thấp nhiều so với xây dựng thêm đường dây truyền tải Một nghiên cứu thực ABB cho thấy tăng công suất đường dây truyền tải từ 1300 MW đến 2000 MW cách sử dụng tụ bù dọc có giá thấp 90% so với xây dựng đường dây [1] Trước lợi ích to lớn hệ thống bù dọc đường dây truyền tải mang lại, yếu tố gây cản trở việc sử dụng rộng rãi hệ thống bù dọc nguy gây tượng cộng hưởng đồng (SSR – Sub Synchronous Resonance) Cộng LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN hưởng đồng làm cho hệ thống điện ổn định, phá hỏng trục tua bin, gây hư hại nặng nề đến hệ thống điện gió Vì đề tài “Cộng hưởng đồng có xét đến ảnh hưởng nguồn lượng điện gió” đề tài thực cho luận văn tốt nghiệp nhầm giải vấn đề nêu Ý nghĩa khoa học đề tài Hướng nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng SSR lưới điện có tích hợp nguồn lượng tái tạo, đặc biệt lượng gió nhà khoa học lĩnh vực hệ thống điện quan tâm Hiện tượng SSR ảnh hưởng lớn đến hệ thống điện mà đường dây truyền tải có tụ bù dọc Việc nghiên cứu đưa kết mơ chi tiết SSR có mặt tham gia hệ thống điện gió sử dụng DFIG, từ đưa đề xuất sử dụng thiết bị FACTS đặc biệt TCSC để làm giảm SSR cho hệ thống điện gió sử dụng DFIG Ý nghĩa thực tiễn đề tài Khảo sát tượng SSR hệ thống điện gió sử dụng DFIG Sử dụng TCSC để giảm tượng SSR hệ thống điện gió DFIG Kết nghiên cứu luận văn làm tài liệu nghiên cứu cho bạn học viên cao học nghiên cứu sinh ngành Kỹ Thuật Điện Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng mô hình lưới điện chuẩn đẩu tiên IEEE có tích hợp hệ thống điện gió sử dụng DFIG - Trình bày sở lý thuyết tượng SSR, thiết bị FACTS thành phần mơ hình lưới điện chuẩn IEEE - Chạy mô lưới điện để phân tích tượng SSR mơ hình lưới điện có tích hợp DFIG - Sử dụng TCSC để giảm SSR tiến hành mô để đánh giá kết - Thu kết với mục tiêu ứng dụng TCSC giảm SSR lưới điện gió sử dụng DFIG LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN Đối tượng nghiên cứu - Mơ hình lưới điện chuẩn IEEE có tích hợp DFIG - Mơ hình tốn học máy phát điện gió DFIG, hệ thống bù dọc đường dây truyền tải phần tử lưới điện - Các thiết bị FACTS có khả giảm tượng SSR, đặc biệt TCSC - Các phương pháp giảm SSR báo tác giả công bố Điểm đề tài Nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng hệ thống điện gió sử dụng DFIG dựa mơ hình lưới điện chuẩn IEEE phần mềm Matlab/Simulink Giảm tượng cộng hưởng đồng cách sử dụng thiết bị TCSC cho hệ thống điện gió sử dụng DFIG Nhiệm vụ nghiên cứu giới hạn đề tài 7.1 Nhiệm vụ nghiên cứu - Nguyên cứu tượng cộng hưởng đồng SSR, mơ hình phần tử hệ thống lưới điện có tích hợp điện gió: Hệ thống bù dọc, máy phát điện gió DFIG,… - Khảo sát tượng SSR xảy dựa mô hình lưới điện chuẩn IEEE có tích hợp điện gió DFIG phần mềm Matlab / Simulink - Đề xuất phương pháp giảm tượng cộng hưởng đồng thiết bị TCSC - Mô để đánh giá kết phần mềm Matlab / Simulink 7.2 Phạm vi đề tài - Nguyên cứu tượng cộng hưởng đồng SSR đề xuất phương pháp giảm SSR mơ hình lưới điện IEEE First Benchmark cho hệ thống điện gió 100 MW sử dụng tua bin DFIG phần mềm Matlab/Simulink - Mơ hình tua bin gió mơ hình tích hợp nhiều tua bin có cơng suất tốc độ gió LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: TĂNG HỒNG NAM [9] System Operability GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN Framework 2014, [Online] available: https://www.nationalgrid.com/sites/default/files/documents/35435SOF%202014%2 0Final.pdf [10] J Adams, V A Pappu and A Dixit, "Ercot experience screening for SubSynchronous Control Interaction in the vicinity of series capacitor banks," 2012 IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, 2012, pp 1-5 [11] D H Baker, G E Boukarim, R D'Aquila and R J Piwko, "Subsynchronous resonance studies and mitigation methods for series capacitor applications," 2005 IEEE Power Engineering Society Inaugural Conference and Exposition in Africa, Durban, South Africa, 2005, pp 386-392, doi: 10.1109/PESAFR.2005.1611851 [12] IEEE SSR Working Group, “Terms, definitions and symbols for subsynchronous oscillations,” IEEE Trans Power Appl Syst vol PAS-104, no 6, pp 1326–1334, June 1985 DOI: 10.1109/TPAS.1985.319152 [13] M Bongiorno, S Jan and A Lennart, "On control of static synchronous series compensator for SSR mitigation." IEEE Transactions on Power Electronics 23.2 (2008): 735-743 [14] P Kundur, N J Balu, and M G Lauby, Power system stability and control Vol 1994: McGraw-hill New York [15] K.R Padiyar, Analysis of Subsynchronous Resonance in Power System, USA: Kluwer Academic Publisher, 1999 [16] M El-Marsafawy, "Use of frequency-scan techniques for subsynchronousresonance analysis of a practical series-capacitor compensated AC network," IEE Proceedings C-Generation, Transmission and Distribution, vol 130, no 1, pp 28-40, 1983 [17] M R Iravani, and A A Edris, “Eigen analysis of series compensation schemes reducing the potential of subsynchronous resonance," IEEE Trans on Power Systems, vol 10, no 2, pp 876-883, May 1995 LUẬN VĂN THẠC SĨ 70 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN [18] D T Le, "Phương pháp trị riêng phân tích tượng cộng hưởng đồng Áp dụng cho mơ hình IEEE First Benchmark," TNU Journal of Science and Technology, 2020, pp 229-236 [19] C Yu, Z Cai, Y Ni and J Zhong, "Generalised eigenvalue and complex-torquecoefficient analysis for SSR study based on LDAE model," in IEE Proceedings Generation, Transmission and Distribution, vol 153, no 1, pp 25-34, 12 Jan 2006, doi: 10.1049/ip-gtd:20050200 [20] B Badrzadeh, M Sahni, Y Zhou, D Muthumuni, and A Gole, “General methodology for analysis of sub-synchronous interaction in wind power plants”, IEEE Trans Power Syst., vol 28, no 2, pp 1858- 1869, May 2013.p [21] D J N Limebeer, R G Harley and M A Lahoud, "Suppressing subsynchronous resonance with static filters," in IEEE Proceedings – Generation [22] B S Nagabhushana, Chandrasekharaiah, L L Lai and D Vujatovic, "Neural network approach to identification and control of sub-synchronous resonance in series compensated systems," Power Electronics and Drive Systems, 1999, pp 683687 vol.2 [23] S Rezaei, "Behavior of protective relays during Sub Synchronous Resonance," 2017 IEEE International Conference on Environment and Electrical Engineering and 2017 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe (EEEIC / I&CPS Europe), Milan, 2017, pp 1-5 [24] N G Hingorani, “A new scheme for sub-synchronous resonance damping of torsional oscillations and transient torque – part 1,” IEEE Transactions, Vol PAS100, pp 1852-1855, April 1981 [25] R Sikka, R Bahl and V Verma, "Review on comparison of FACTS controllers for power system stability enhancement," International Interdisciplinary Conference on Science Technology Engineering Management Pharmacy and Humanities, vol I, no 1, pp 316-320, 2017 [26] D G Ramey and M Henderson, "Overview of a Special Publication on Transmission System Application Requirements for FACTS Controllers," 2007 IEEE LUẬN VĂN THẠC SĨ 71 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN Power Engineering Society General Meeting, Tampa, FL, 2007, pp 1-5, doi: 10.1109/PES.2007.385794 [27] N G Hingorani and L Gyugyi, “Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems,” 1st Edition, John Wiley & Sons Inc., 2000 [28] Davood FATEH, Ali Akbar MOTI BIRJANDI, Josep M GUERRERO, " A subsynchronous resonance prevention for DFIG-based wind farms", Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, 2020, pp 2670-2685 vol.28, doi:10.3906/elk-1912-177 [29] L Fan and Z Miao, "Mitigating SSR Using DFIG-Based Wind Generation," in IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol 3, no 3, pp 349-358, July 2012, doi: 10.1109/TSTE.2012.2185962 [30] J Ma, L Jiang, M Wu, C Zhang and F Liu, "SSR analysis of DFIG based wind farm considering spatial distribution of wind speed," 2016 IEEE Power and Energy Society General Meeting (PESGM), Boston, MA, 2016, pp 1-5, doi: 10.1109/PESGM.2016.7741740 [31] H Liu, X Xie, C Zhang, Y Li, H Liu and Y Hu, "Quantitative SSR Analysis of Series-Compensated DFIG-Based Wind Farms Using Aggregated RLC Circuit Model," in IEEE Transactions on Power Systems, vol 32, no 1, pp 474-483, Jan 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2016.2558840 [32] O Anaya - Lara, N Jenkins, J Ekanayake, P Cartwright and M Hughes, Wind Energy Generation: Modeling and Control, Wiley, 2009, John Wiley and Sons, Ltd [33] W Qiao, "Dynamic Modeling and Control of Doubly Fed Induction Generators Driven by Wind Turbines", Power Systems Conference and Exposition, PSCE '09, IEEE/PES, March 2009, pp 1-8 [34] L Fan, R Kavasseri, Z Lee Miao and C Zhu, “Modeling of DFIG-Based Wind Farms for SSR Analysis,” IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 25, No 4, October 2010, pp 2073 – 2082 LUẬN VĂN THẠC SĨ 72 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN [35] Hussein, Mahmoud M.; Senjyu, Tomonobu; Orabi, Mohamed; Wahab, Mohamed A.A.; Hamada, Mohamed M 2013 "Control of a Stand-Alone Variable Speed Wind Energy Supply System." Appl Sci 3, no 2: 437-456 [36] Prasanthi, E., & Shubhanga, K N 2016 “Stability analysis of a grid connected DFIG based WECS with two-mass shaft modeling” 2016 IEEE Annual India Conference (INDICON) doi:10.1109/indicon.2016.7838953 [37] He Y.K, Hu J.B,Xu L, Operation and Control of Grid Connected Doubly Fed Asynchronous Wind Turbine[M] China Electric Power Press, 2011 [38] “First benchmark model for computer simulation of subsynchronous resonance,” IEEE Trans Power App Syst., vol 96, no 5, pp 1565–1672, Sep./Oct 1977, IEEE Committee Report [39] E Larsen, C Borwler, B Damsky, and S Nilsson, “Benefits of thyristor controlled series compensation”, CIGRE Session 1992, 14/37/38-04, Paris [40] B K Perkins and M R Iravani, "Dynamic modeling of a TCSC with application to SSR analysis," in IEEE Transactions on Power Systems, vol 12, no 4, pp 1619-1625, Nov 1997, doi: 10.1109/59.627867 [41] E Larsen, K Clark, S Miske, and J Urbanek, “Characteristic and rating consideration of thyristor controlled series compensation”, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol 9, No 2, April 1994, pp 992-1000 [42] F C Jusan, S Gomes and G N Taranto, "Study on the influence of TCSC structure and control on SSR damping using an improved s-domain model," 2010 IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America (T&D-LA), Sao Paulo, Brazil, 2010, pp 13-21, doi: 10.1109/TDC- LA.2010.5762854 [43] Zulkifli, S A., Z Ahmad, R Hamdan, N A Jalaludin and Nurul-Aliaa NurulAliaa “Performance comparison of PID controller on SVC and TCSC to the transmission line.” (2007) LUẬN VĂN THẠC SĨ 73 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN [44] K A Tehrani and A Mpanda, “PID Control Theory,” in Introduction to PID Controllers - Theory, Tuning and Application to Frontier Areas, 2012 transmission systems” IEEE press 2002 [45] R Zheng, T Joseph, S Wang and J Liang, "A control strategy for TCSC to mitigate SSR with local measurements," 13th IET International Conference on AC and DC Power Transmission (ACDC 2017), Manchester, UK, 2017, pp 1-6, doi: 10.1049/cp.2017.0006 [46] Duan, Zhi; Bao, Hai; Shen, Hong (2012), “Impacts of TCSC and FSC on the Power-Angle Advanced Materials Research”, doi: 10.4028/www.scientific.net/amr.614-615.1484 [47] Stig Nilsson, Convener, Jarmo Aho, Secretary Dr Waruna Chandrasena, Carlos Gama, BR, Dr Hong Shen, Kenneth Powers, Mark A Reynolds, Staffan Rudin, Sergio E Santo, Dr Subir Sen, Ricardo Tenório, Dr Xiaohui Qin “Performance evaluation and applications review of existing thyristor control series capacitor devices –TCSC” CIGRE publication.2012 [48] S Musunuri and G Dehnavi, "Comparison of STATCOM, SVC, TCSC, and SSSC performance in steady state voltage stability improvement," North American Power Symposium 2010, Arlington, TX, USA, 2010, pp 1-7, doi: 10.1109/NAPS.2010.5618971 LUẬN VĂN THẠC SĨ 74 HVTH: TĂNG HỒNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CÔNG BỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ 75 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN NGHIÊN CỨU GIẢM HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ CHO HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ DFIG BẰNG TCSC STUDY ON SUB SYNCHRONOUS RESONANCE ALLEVIATION FOR DFIG BASED WIND FARMS BY USING TCSC Nguyễn Nhân Bổn1, Tăng Hoàng Nam2, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM TÓM TẮT Việc sử dụng tụ bù dọc đường dây truyền tải giúp cải thiện công suất truyền tải đường dây Tuy nhiên, việc sử dụng tụ bù dọc có nguy gây tượng cộng hưởng đồng (SSR) Bài báo trình bày sở lý thuyết SSR, mơ hình tốn học máy phát điện gió cảm ứng nguồn kép (DFIG), mơ hình đường dây truyền tải có sử dụng tụ bù dọc Một thiết bị FACTS TCSC sử dụng để loại bỏ SSR cấp bù cao, nguyên lý hoạt động điều khiển TCSC trình bày báo Mô chuẩn IEEE (IEEE FBM) hiệu chỉnh lại với hệ thống điện gió DFIG 100 MW để phù hợp với nghiên cứu Kết báo thực phương pháp mô theo miền thời phần Matlab/Simulink Qua kết cho thấy SSR loại bỏ cách hiệu sử dụng TCSC cấp bù cao Từ khóa: cộng hưởng đồng (SSR), máy phát điện gió cảm ứng nguồn kép (DFIG), bù dọc, TCSC, tụ bù dọc, ảnh hưởng cảm ứng máy phát (IGE), tương tác xoắn (TI), khuếch đại mô men xoắn (TA) ABSTRACT Using series capacitors on the transmission line will help to improve the transmission capacity However, the use of series capacitors can cause sub synchronous resonance (SSR) This paper presents the basic theories of SSR, mathematical models of double fed induction generator (DFIG), transmission line model using series capacitors A TCSC device is used to remove SSR at high compensation levels, the principle of operation and control of TCSC is also presented in this paper The IEEE First BenchMark model (IEEE FBM) was modified with a 100 MW DFIG wind power system to accommodate the study The results of the paper are done by simulating the time domain on the Matlab / Simulink software The results show that SSR is effectively eliminated when using TCSC at high compensation levels Keywords: sub synchronous resonance (SSR), double fed induction generator (DFIG), thyristor-controlled series capacitors (TCSC), induction generator effect (IGE), torque interaction (TI), torque amplification (TA) GIỚI THIỆU Việc sử dụng nguồn nguyên liệu hoá thạch nhà máy nhiệt điện tạo lượng lớn khí thải gây hiệu ứng nhà kính nhiễm khơng khí ảnh hưởng đến nghiêm trọng đến sức khỏe người Hơn nữa, nguồn nguyên liệu hoá thạch LUẬN VĂN THẠC SĨ nguồn tài nguyên có hạn dần cạn kiệt Vì lý này, nhiều quốc gia giới có Việt Nam ứng dụng thêm nhiều nguồn lượng tái tạo (pin quang điện, gió, sinh khối, ) để tạo điện Trong đó, nguồn lượng gió phát triển cách nhanh chóng thời gian 76 HVTH: TĂNG HỒNG NAM gần Vì nhà máy điện gió lớn thường đặt xa nơi hộ dân sinh sống, nên cần phải có đường dây truyền tải dài để kết nối với lưới điện Việc truyền tải điện đường dây dài làm giảm công suất truyền tải, việc lắp đặt thêm hệ thống tụ bù dọc đường dây truyền tải làm tăng khả truyền tải công suất ổn định lưới điện với chi phí thấp nhiều so với xây dựng thêm đường dây truyền tải Một nghiên cứu thực ABB cho thấy tăng công suất đường dây truyền tải từ 1300 MW đến 2000 MW cách sử dụng tụ bù dọc có giá thấp 90% so với xây dựng đường dây [1] Việc sử dụng tụ bù dọc nâng cao cơng suất tính ổn định truyền tải điện gió với khoảng cách xa, giảm việc xây dựng đường dây mới, giảm tác động đến môi trường [1] Tuy nhiên, yếu tố cản trở việc sử dụng rộng rãi bù dọc nguy tiềm ẩn tượng cộng hưởng đồng (SSR) [2] Gây hư hại trục tua bin ổn định điện tần số dao động thấp tần số hệ thống hậu SSR, không ngăn chặn Trong báo này, TCSC sử dụng để giảm thiểu cộng hưởng đồng cho hệ thống điện gió DFIG Hiệu TCSC việc giảm thiểu SSR nghiên cứu nhiều điều kiện hoạt động Một mơ hình tua bin gió DFIG kết nối với lưới điện qua đường dây bù dọc, mô hình lấy từ mơ hình chuẩn IEEE (IEEE First BenchMark – IEEE FMB) để phân tích SSR mức bù dọc khác sau mơ hình TCSC thêm vào hệ thống nghiên cứu, để phân tích khả giảm SSR Hệ thống mô miền thời gian Matlab / Simulink Mục tiêu báo phân tích ảnh hưởng cấp độ bù tụ điện bù dọc đường dây truyền tải gây SSR cho hệ thống điện gió hiệu giảm SSR TCSC LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN Tổ chức báo sau Lý thuyết SSR định nghĩa, phân loại kỹ thuật nghiên cứu cộng hưởng không đồng mô tả ngắn gọn phần Phần trình bày mơ hình nghiên cứu Phần trình bày mơ hình chiến lược điều khiển TCSC để giảm SSR Phần trình bày kết mô miền thời gian để xác minh TCSC có hiệu việc giảm SSR Cuối cùng, phần kết luận báo HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ (SSR) SSR tượng xảy có trao đổi lượng (ở tần số thấp tần số danh định hệ thống) hệ thống truyền tải điện bù dọc hệ thống trục tua binmáy phát thông qua thao tác độ cố thoáng qua Tần số đồng xác định công thức: f er = f Xc X eq (1) XC điện kháng tụ bù dọc, Xeq điện kháng đường f0 tần số danh định hệ thống điện Hiện tượng dẫn đến khả hư hỏng hệ thống trục tua bin-máy phát điện Nó gây vết nứt trục tua bin, nặng phá hủy trục dẫn đến hệ thống ổn định hệ thống điện ngưng hoạt động khơng có biện pháp dập tắt dao động Hiện tượng SSR xảy hai hình thức khác Thứ nhất, điều kiện độ khuếch đại mô-men xoắn (TA–Torque Amplification) loại thứ hai điều kiện ổn định tạo nên tương tác xoắn (TI) ảnh hưởng cảm ứng máy phát (IGE) [10] 2.1 Ảnh hưởng cảm ứng máy phát (IGE) IGE tượng tự kích thích Khi lực từ động (mmf) quay tạo dòng điện phần ứng tần số đồng chuyển 77 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN động với tốc độ NS, chậm tốc độ rô to Nr, điện trở rô to (ở tần số đồng nhìn từ cực phần ứng) mang dấu âm, độ trượt “s” máy phát cảm ứng âm Khi thành phần tần số đồng gần khớp với tần số cộng hưởng điện fer nào, dao động xoắn cộng hưởng điện kích thích lẫn dẫn đến SSR 2.2 Tương tác xoắn (TI) Tương tác xoắn TI xảy hệ thống điện trục tua bin hệ thống, tượng điện Trục tua bin máy phát điện có số chế xoắn học cố định dãy tần số đồng Mối liên hệ tần số xoắn học tần số cộng hưởng điện mô tả sau: fTM = fsys − fe (2) tần số xác định công thức (1) dãy tần số đồng Nếu có nhiều nhóm tụ bù dọc lưới điện, dịng điện q độ có nhiều tần số dao động Tương tự TI, tần số dòng điện đồng kết hợp với tần số dao động trục tua bin máy phát, tạo dao động có mơ men xoắn lớn tỉ lệ với cường độ dòng điện độ làm phá hủy trục tua bin máy phát điện gây thiệt hại lớn cho hệ thống điện 2.4 Các phương pháp nghiên cứu SSR Có nhiều phương pháp để nghiên cứu cộng hưởng đồng hệ thống điện Các phương pháp phổ biến là: • Phương pháp quét tần số (Frequency Scan) đó, fTM tần số chế độ xoắn, fsys tần số hệ thống, fe tần số cộng hưởng điện • Phương pháp phân tích giá trị riêng (Eigenvalue analysis) Chế độ TI xảy có tác nhân bổ sung thêm tần số đồng bộ, độ phận giảm dao động hệ thống khơng đủ lớn, dao động tăng lên tượng SSR xảy Các thành phần điện tần số đồng tìm thấy nhiều ngun nhân gây ra, thông thường hệ thống tụ bù dọc đường dây truyền tải thiết bị điện tử cơng suất gây • Phân tích hệ số mô men phức hợp (Complex torque coefficient analysis) 2.3 Khuếch đại mơ men xoắn (TA) Ngun nhân gây TA nhiễu loạn hệ thống dòng điện độ Trong hệ thống điện xoay chiều, tác động xảy (đóng / cắt đường dây, cố thống qua,… ) sinh dòng điện độ lớn, dòng điện độ có xu hướng gây dao động tần số tự nhiên lưới điện Nếu hệ thống tụ bù dọc dịng điện q độ dịng điện DC nhanh chóng dập tắt bới thành phần giảm dao động hệ thống Tuy nhiên, có hệ thống tụ bù dọc dịng điện q độ có xu hướng dao động LUẬN VĂN THẠC SĨ • Phương pháp mô độ điện từ (Electro-magnetic transient simulation) Mỗi phương pháp sử dụng có điểm mạnh hạn chế riêng tùy vào trường hợp phân tích [3] MƠ HÌNH HỆ THỐNG NGHIÊN CỨU E iL is Vs DFIG XT RL XL XC XTg ir POWER GRID ig Vdc RSC GSC Tg & Qs control Vdc & Vs control Hình Sơ đồ lưới điện IEEE FBM có tích hợp điện gió DFIG Hệ thống nghiên cứu dựa mơ hình chuẩn thứ IEEE cho nghiên cứu SSR thể hình 1, hệ thống điện gió dựa DFIG 100 78 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN MW kết nối với lưới 161 kV có bù dọc Hệ thống điện gió 100 MW mơ hình tổng hợp 66 tổ máy tua bin gió, tổ máy có cơng suất định mức 1,5 MW Trên thực tế, tua bin gió 1,5 MW mở rộng lên để đại diện cho hệ thống điện gió 100 MW Sự đơn giản hóa dựa theo số nghiên cứu [4-6] cho thấy mơ hình hệ thống điện gió tổng hợp phù hợp cho nghiên cứu động lực học hệ thống điện 3.1 Mơ hình khí động học tua bin gió Mơ men đầu động tua bin gió biểu thị phương trình sau [2] Tm = ARC p V2 2 (3) ρ mật độ khơng khí (kgm-3), A diện tích quét cánh quạt (m2), R chiều dài cánh quạt (m), Vω tốc độ gió (m/s), CP hệ số cơng suất mặt cắt hàm tỷ lệ góc cánh quạt θ tốc độ đầu cánh quạt λ theo phương trình sau: RC −0.255 Cp = f − 0.022 − e 2 RCf (4) đó: Cf tỉ lệ số thiết kế mặt cắt tua bin tỉ lệ tốc độ đầu cánh quạt, 𝜃 tỉ lệ góc nghiêng tốc độ đầu cánh quạt là: = m R V (5) đó: 𝜔m là tốc độ quay tua bin gió tính rad/s 3.2 Mơ hình hệ thống trục tua bin – máy phát Mơ hình tua bin báo nghiên cứu loại hai khối Một hệ thống hai khối lượng sử dụng phổ biến biểu thị [7]: LUẬN VĂN THẠC SĨ − Dt − Dtg 2Ht Δ t Dtg d Δg = dt 2H g tg 0 Dtg 2Ht − Dg − Dtg 2H g −0 − Ktg ΔTm 2Ht Δ H t Ktg t −ΔTe Δg + 2H g 2H g tg ( (6) 𝜔t 𝜔r tốc độ tua bin rô to máy phát; Tg mô men bên mơ hình; Tm Te mô men tua bin mô men điện máy phát; Dt Dg hệ số tắt dần học tua bin máy phát; Ht Hg số quán tính tua bin máy phát; Dtg hệ số tắt dần khớp nối mềm hai khối trục; Ktg độ cứng trục Các biến trạng thái liên quan đến động lực học xoắn ký hiệu Xt Xt = Δt ,Δr ,Tg T (7) 3.3 Mơ hình máy phát điện cảm ứng Phương trình điện áp phương trình từ thơng động cảm ứng hệ tọa độ quay d-q sau [8]: vsd vsq v rd v rq d sd − 0 sq dt d = R s isq + sq + 0 sd dt d = R r isd + rd − ( 0 − r ) rq dt d rq = R r isq + + ( 0 − r ) rd dt = R sisd + sd sq rd rq (8) = Lsisd + L mi rd = Lsisq + L mi rq = L misd + L r i rd = L misq + L rq (9) s B (10) 0 = vsd, vsq, vrd, vrq thành phần trục d q điện áp stato rô to; ird, irq thành phần trục d q dịng điện stato rơ to; ψsd, ψsq, ψrd, ψrq 79 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN thành phần trục d q từ thông stato rôto; Ls, Lr, Lm độ tự cảm cuộn dây stato, độ tự cảm dây quấn rô to hỗ cảm cuộn dây stato rô to; Rs, Rr điện trở cuộn dây stato rô to; ω0 ωr tốc độ góc lưới điện tốc độ góc rơ to Vdc Vdc-ref - (11) K5 + + - K igq-ref + sT5 K6 + PI Vsm-ref K7 + - + Phương trình mô men điện hệ pu đưa sau: Te = rdirq − rqird igq Vsm vgq K6 sT6 PI K igq-ref sT7 PI K8 + - + vgd K8 sT8 PI igd Hình Vịng lặp điều khiển GSC 3.6 Mơ hình đường dây có bù dọc 3.4 Mơ hình tụ điện liên kết DC-link 0 − X e c Mơ hình động học tụ điện DC-link vcq 0 X c vcq e mơ tả sau [2]: v v tq − E Bq −1 vcd RL d cd − −e = B + dv iq B X L (15) XL XL dt iq Cv dc dc = Pr − Pg (12) dt v td − E Bd R i −1 id e − L d 0 XL XL XL Pr = ( v qr i qr + v dr i dr ) (13) vcq vcd điện áp trục q trục d qua tụ điện, iq id dòng điện trục q Pg = ( v qg i qg + v dg i dg ) (14) trục d qua đường truyền, vtq vtd điện áp trục q trục d đầu cuối, EBq đó: Pr, Pg cơng suất hoạt EBd điện áp trục q trục d bus động RSC GSC; vqr vdr tương ứng nguồn vô hạn, 𝜔B tốc độ (377 rad / điện áp RSC trục q trục d; vqg vdg lần s) 𝜔e tốc độ hệ quy chiếu đồng (377 lượt điện áp GSC trục q trục d rad/s) 3.5 Mơ hình điều khiển RSC GSC Các biến trạng thái liên kết với Cả hai điều khiển RSC GSC mạng ký hiệu Xn và: mơ hình hóa Các vịng lặp điều khiển hiển thị Hình [2] Te Te-ref - irq K1 + + K1 sT1 irq-ref - K2 + + PI Qs-ref K3 + - + Qs T (16) ỨNG DỤNG TCSC ĐỂ GIẢM SSR Wind speed MPPT Xn = vcq , vcd ,iq ,id K3 sT3 K2 sT2 vrq PI ird-ref K4 + - + PI ird K4 sT4 PI vrd Bài báo sử dụng tụ TCSC để giảm SSR cho hệ thống điện gió dựa DFIG TCSC bao gồm cuộn kháng điều khiển thyristor (TCR) song song với tụ điện cố định cho pha Cấu hình đơn giản TCSC trình bày Hình Hình Vòng lặp điều khiển RSC LUẬN VĂN THẠC SĨ 80 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN XC T1 XL T2 Hình Cấu hình đơn giản TCSC cách khác trở kháng hiệu dụng TCSC Dịng điện qua cuộn kháng điều khiển từ cực đại (khi thyristor chế độ dẫn hồn tồn) đến khơng (khi thyristor chế độ chặn) cách thay đổi độ trễ α Vì dịng điện dây làm trễ pha so với điện áp tụ 90°, nên xung kích hoạt để dẫn tồn thyristor đặt đỉnh điện áp Bộ điều khiển TCSC dựa điều chỉnh PI Công suất đo đường dây so sánh với công suất tham chiếu điều khiển điều chỉnh PI Sau giới hạn, tín hiệu điều khiển phân XC + sin XTCSC = XC − cực hóa để tạo góc kích cung cấp mối XC − X L (17) quan hệ tuyến tính tín hiệu TCSC tín 4XC2 cos2 k tan k − tan hiệu điều khiển Tín hiệu với tín + hiệu dịng điện đường dây sau qua cố XC − X L k − định pha PLL vào khối tạo xung để tạo = − (18) xung kích cho thyristor β góc dẫn thyristor (tính KẾT QUẢ MƠ PHỎNG điện áp thuận trở thành 0), α góc kích Để xác minh tính hiệu TCSC thyristor việc giảm SSR, hệ thống nghiên cứu Khi giá trị XC XL TCSC Hình mơ tính tốn, sơ đồ điều khiển dịng điện chương trình Matlab/Simulink Trong mơ vịng kín sử dụng cho ứng dụng phỏng, ban đầu mức bù đặt mức 50%, đề xuất Sơ đồ khối điều khiển mức bù hệ thống ổn định, sau TCSC mơ tả Hình t = 5s, mức bù tăng lên 55%, 60%, 65%, 70% trường hợp Ở mức bù gây ổn định chế độ SSR tụ điện bù dọc Hình cho thấy hiệu suất động hệ thống bao gồm mô men điện Te, điện áp DFIG Như thấy kết bên dưới, + Ts TCSC ngăn chặn thành công chế độ SSR ổn định hệ thống điện gió Hình Cấu trúc điều khiển TCSC 5.1 Trường hợp bù 55% Mục tiêu điều khiển TCSC điều Hệ thống chạy ổn định từ - 5s với khiển dòng điện qua cuộn cảm cách mức bù 50% Sau giây, mức bù tăng lên điều chỉnh góc kích đặt vào thyristor, điều 55% Hiệu suất hệ thống thể thay đổi chất dạng sóng Hình Hình Trong trường hợp hệ giá trị trung bình dịng điện qua tụ thống khơng có TCSC (đường màu xanh), điện nối tiếp kết điện áp thiết mô men điện, điện áp DFIG dao động bị thay đổi Do đó, việc điều chỉnh góc độ lớn dao động tăng dần theo thời kích α đóng vai trị quan trọng để kiểm gian sau mức bù tăng lên đến 55% Trong sốt điện áp dịng điện TCSC, hay nói trường hợp hệ thống có TCSC (đường màu Đối với cấu hình này, điện kháng TCSC tương đương tính theo phương trình sau [9]: XC Iline T1 Pline XL T2 Pref αmax Pline - Delay + ΔP KP + KI s abs PI Iline Firing Pulse Generator |u| Linearization αmin PLL LUẬN VĂN THẠC SĨ 81 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN đỏ), mô men điện điện áp DFIG ổn định nhanh chóng vịng 0,5 giây, điều cho thấy khả tắt dần SSR TCSC cung cấp trường hợp tốt Hình Mơ men điện trường hợp bù 60% Hình Mơ men điện trường hợp bù 55% Hình Điện áp trường hợp bù 60% Hình Điện áp trường hợp bù 55% 1.2 Trường hợp bù 60%, 65% 70% Kết mô ba cấp bù 60%, 65%, 70% thể từ Hình đến Hình 13 Tương tự trường hợp bù 55%, tăng cấp bù lên cao biên độ dao động mô men điện tăng cao nhanh (biên độ mô men điện giây thứ bốn cấp bù so sánh Bảng 1) Qua cho thấy cấp bù cao hệ thống ổn định gây nguy hại cho hệ thống điện Nhưng sử dụng TCSC dao động hệ thống dập tắt cách nhanh chóng Bảng So sánh biên độ Te 9s Biên độ đỉnh – đỉnh Tem 9s Cấp bù 55% 60% 65% 70% Tem 1.7 1.95 3.2 5.2 [pu] LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 10 Mơ men điện trường hợp bù 65% Hình 11 Điện áp trường hợp bù 65% 82 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN KẾT LUẬN Bài báo nghiên cứu vấn đề SSR tiềm ẩn hệ thống điện gió DFIG kết nối với đường dây có tụ bù dọc Ứng thiết bị TCSC đưa vào hệ thống nghiên cứu để loại bỏ SSR Mô hệ thống nghiên cứu thực mức bù khác phần mềm Matlab / Simulink Qua kết mô phỏng, ta thấy hệ thống điện gió DFIG kết nối đường dây có tụ bù dọc Hình 12 Mô men điện trường hợp bù 70%dễ bị ảnh hưởng SSR với cấp bù cao TCSC loại SSR cách hiệu quả, giúp cho hệ thống hoạt động ổn định cấp bù cao Hình 13 Điện áp trường hợp bù 70% LUẬN VĂN THẠC SĨ 83 HVTH: TĂNG HOÀNG NAM GVHD: TS NGUYỄN NHÂN BỔN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ‘Series compensation: boosting transmission capacity’, http://www.abb com/FACTS [2] H A Mohammadpour, A Ghaderi, E Santi, “Analysis of sub-synchronous resonance in doubly-fed induction generator-based wind farms interfaced with gate controlled series capacitor ,” IET Generation, Transmission & Distribution, DOI: 10.1049/iet gtd.2013.0643, Available on-line: 16 June 2014 [3] C He, D Sun, L Song, & L Ma, Analysis of subsynchronous resonance characteristics and influence factors in a series compensated transmission system, Energies, 12 (17), p.3282, 2019 [4] X Zhu and Z Pan, "Study on the influencing factors and mechanism of SSR due to DFIG-based wind turbines to a series compensated transmission system," 2017 IEEE 26th International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Edinburgh, 2017, pp 1029-1034, doi: 10.1109/ISIE.2017.8001387 [5] J Ma, L Jiang, M Wu, C Zhang and F Liu, "SSR analysis of DFIG based wind farm considering spatial distribution of wind speed," 2016 IEEE Power and Energy Society General Meeting (PESGM), Boston, MA, 2016, pp 1-5, doi: 10.1109/PESGM.2016.7741740 [6] H Liu, X Xie, C Zhang, Y Li, H Liu and Y Hu, "Quantitative SSR Analysis of SeriesCompensated DFIG-Based Wind Farms Using Aggregated RLC Circuit Model," in IEEE Transactions on Power Systems, vol 32, no 1, pp 474-483, Jan 2017, doi: 10.1109/TPWRS.2016.2558840 [7] Prasanthi, E., & Shubhanga, K N (2016) Stability analysis of a grid connected DFIG based WECS with two-mass shaft modeling 2016 IEEE Annual India Conference (INDICON) doi:10.1109/indicon.2016.7838953 [8] He Y.K,Hu J.B,Xu L, Operation and Control of Grid Connected Doubly Fed Asynchronous Wind Turbine[M] China Electric Power Press, 2011 [9] Zheng, Rui & Li, Gen & Liang, Jun (2015) “Capability of TCSC on SSR Mitigation” Journal of Power and Energy Engineering 03 232-239 10.4236/jpee.2015.34032 [10] T E Chikohora and D T O Oyedokun, "Sub-Synchronous Resonance (SSR) in Series Compensated Networks with High Penetration of Renewable Energy Sources," 2020 International SAUPEC/RobMech/PRASA Conference, Cape Town, South Africa, 2020, pp 1-6, doi: 10.1109/SAUPEC/RobMech/PRASA48453.2020.9041109 Tác giả chịu trách nhiệm viết: Họ tên: Tiến sĩ Nguyễn Nhân Bổn Đơn vị: Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM Điện thoại: 0903871443 Email: bonnn@hcmute.edu.vn LUẬN VĂN THẠC SĨ 85 ... điện ổn định, phá hỏng trục tua bin, gây hư hại nặng nề đến hệ thống điện gió Vì đề tài ? ?Cộng hưởng đồng có xét đến ảnh hưởng nguồn lượng điện gió? ?? đề tài thực cho luận văn tốt nghiệp nhầm giải vấn... nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng SSR lưới điện có tích hợp nguồn lượng tái tạo, đặc biệt lượng gió nhà khoa học lĩnh vực hệ thống điện quan tâm Hiện tượng SSR ảnh hưởng lớn đến hệ thống điện mà đường... nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng hệ thống điện đưa giải pháp để ngăn chặn cộng hưởng đồng bộ, nhằm giảm tối đa tổn hại mà cộng hưởng đồng gây Tuy nhiên, việc nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng Việt Nam