Thông tin tài liệu
tieuluanmoi123docz.net TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Điện BÁO CÁO ĐỒ ÁN THIẾT KẾ Đề Tài: Thiết kế điều khiển STATCOM bù công suất phản kháng Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: MSSV: TS Phạm Việt Phương Nguyễn Xuân Trường 20174299 Hà Nội, Tháng 7/2021 tieuluanmoi123docz.net Mục lục 13 15 15 16 16 16 16 18 21 tieuluanmoi123docz.net 21 21 24 27 29 29 29 30 tieuluanmoi123docz.net Danh sách hình vẽ Nguyên lý hoạt đ ng STATCOM Nguyên lý bù b bù tích cục Trạng thái hap thụ công suat phản kháng b bù Trạng thái phát công suat phản kháng b bù Mơ hình STATCOM noi lưói Bieu dien vector n áp dòng n h trục toa đ Cau trúc b đieu khien STATCOM noi lưói Cau trúc b đieu khien h toa đ d,q Sơ đo khoi b đieu khien dòng h toa đ d,q 10 Sơ đo khoi vịng kín b đieu khien n áp m t chieu trung gian 11 Dạng sóng đieu che tín hi u đieu khien SinPWM 12 Mơ hình tong quan STATCOM noi lưói 13 Sơ đo mơ mạch vịng đieu chỉnh n áp Vdc 14 Sơ đo mơ mạch vịng đieu chỉnh Iq 15 Sơ đo b chuyen đoi toa đ 16 Sơ đo khoi phát xung cho b nghịch lưu 17 Sơ đo b chuyen đoi toa đ abc sang dq dịng n 18 Thơng so tải ban đau 19 Đi n áp m t chieu 20 Cơng suat phản kháng lưói n, STATCOM tải 21 Cơng suat tác dụng lưói n, STATCOM tải 22 Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM 23 Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM 24 Đi n áp tải phía sau nút đ t STATCOM 25 Đi n áp Ud Uq 26 Dòng n Id Iq 27 Đi n áp m t chieu Vdc 28 Công suat phản kháng nguon, STATCOM tải 29 Công suat tác dụng nguon, STATCOM tải 30 Khoi Three-Phase Programmable Voltage Source 31 Đi n áp m t chieu Vdc 32 Hình ảnh phóng to n áp Vdc 33 Dòng n Id Iq 34 Đi n áp Ud Uq 35 Công suat tác dụng P 36 Công suat phản kháng Q 37 Đi n áp m t chieu Vdc 38 Đi n áp Ud Uq 39 Dòng n Id Iq 40 Công suat tác dụng P 41 Công suat phản kháng Q 52 6 75 11 11 13 15 16 16 17 17 17 18 18 19 19 20 21 21 22 22 22 23 23 23 24 24 25 25 25 26 26 27 27 27 28 28 tieuluanmoi123docz.net Danh sách bang tieuluanmoi123docz.net L I NÓI ĐAU Đe h thong n hoạt đ ng linh hoạt ỏ moi che đ , ke tình huong sụ co nghiêm nhat, phải có thiet bị đe đieu khien đại lưong h thong n M t đại lưong đại lưong n áp, theo nh n định thục te, sụ co tan rã h thong n gan đeu có liên quan đen sụ sụp đo n áp ho c mat on định n áp, mà nguyên nhân chủ yeu dȁn đên sụ sụp đo n áp không đáp ứng đủ nhu cau công suat phản kháng cho h thong n m t cách kịp thòi Đe nâng cao chat lưong n áp on định n áp cho h thong n Vi t Nam có rat nhieu cơng trình nghiên cứu ve vi c ứng dụng thiet bị bù công suat phản kháng Tuy nhiên thiet bị bù chưa đáp ứng yêu cau ve phản ứng nhanh nhạy h thong có sụ thay đoi đ t ng t ve nhu cau công suat phản kháng Các thiet bị truyen tải n xoay chieu linh hoạt FACTS như: STATCOM hay SVC, UPFC đáp ứng đưoc yêu cau ve đ phản ứng nhanh nhạy dung lưong bù toi ưu cho h thong n moi che đ làm vi c Đo án nghiên cứu ve vi c thiet ke b đieu khien STATCOM bù công suat phản kháng nham nâng cao chat lưong n áp, on định h thong n Trong q trình làm đo án có lúc khó khăn nhị sụ hưóng dȁn t n tình thay Phạm Vi t Phương em có the hồn thành đo án thòi hạn Tuy nhiên, thòi gian có hạn kien thức cịn hạn che nên đo án vȁn cịn thieu sót m t so phan chưa the hồn thành Em rat mong có đưoc sụ thông cảm thay Em xin chân thành cảm ơn! Chữ ký GVHD Hà N i ngày 13 tháng năm 2021 Sinh viên thục hi n Nguyen Xuân TrưỜng tieuluanmoi123docz.net I TONG QUAN VE STATCOM Bù công suat phan kháng Công suat phản kháng m t thành phan tạo nên h thong n Đây công suat can thiet đe trì n áp on định lưói n, cung cap lưong nâng cao hi u suat hoạt đ ng thiet bị n có tính cảm kháng Vi c bù cơng suat phản kháng có the mang lại nhieu loi ích như: • Giảm đưoc ton that công suat mạng n giảm đưoc cơng suat phản kháng truyen tải đưịng dây • Giảm đưoc ton hao n áp mạng n giảm đưoc thành phan ton that n áp cơng suat phản kháng gây • Giảm dụ phòng chung h thong n liên ket, qua giảm đưoc chi phí đau tư vào cơng trình nguon n • Tăng khả truyen tải đưòng dây máy bien áp • Tăng tính kinh te chung h thong lón t n dụng đưoc nguon phát có giá thành sản xuat n thap Quản lý công suat phản kháng hi u m t mục tiêu quan đe nâng cao hi u suat truyen tải, tiet ki m n Vi c bù công suat phản kháng cải thi n h so công suat, đieu chỉnh n áp tot cung cap cho phụ tải Trong v n hành, ngưòi ta mong muon sử dụng cơng suat phản kháng lưói n tot mien thiet bị vȁn hoạt đ ng bình thưịng M t khác, trình truyen tải n từ nơi sản xuat đen nơi tiêu thụ n có ton hao cơng suat, có cơng suat phản kháng làm n áp điem cách xa nguon bị suy giảm đáng ke, đe tránh vi c ton that công suat sụ suy giảm n áp nút phương án toi ưu giảm lưong công suat phản kháng đưoc truyen tải Lưong công suat phản kháng can thiet đe đảm bảo n áp hoạt đ ng nút đưoc bo sung bỏi thiet bị bù công suat phản kháng máy bù đong b , tụ bù, SVC, STATCOM Trong đó, STATCOM h thong bù đong b tĩnh ứng dụng h thong lưói phân phoi, ỏ cap n áp trung the hạ the STATCOM h thong bù song song, có tác dụng đieu chỉnh công suat phản kháng điem ket noi, đưoc thục hi n thông qua vi c đieu chỉnh biên đ góc pha n áp rơi STATCOM n áp h thong n đe dịng qua STATCOM có the ch m ho c nhanh pha n áp đau nguon Nhị mà chức on định n áp, cân bang phụ tải cho pha Các phương pháp bù thụ đ ng đóng cat b tụ, l p đ t mạch loc LC giải pháp mà có the làm cho van đe trỏ nên tram M t khác, xu the phát trien h thong lưong tái tạo có cơng suat ngày lón Những lý giải thích cho xu hưóng quan tâm nghiên cứu đ c bi t ve STATCOM cho lưói n trung the năm gan Ưu điem STATCOM khả đieu chỉnh tot, có the đảm bảo m t lưong cơng suat bị khơng đoi phạm vi rat r ng n áp đ t Do đó, STATCOM đưoc biet đen m t thiet bị cải thi n chat lưong n áp, khơng tạo thành phan sóng hài b c ba lón thiet bị bù khác.[1] tieuluanmoi123docz.net 2.1 Tong quan ve STATCOM Cau trúc ban cua STATCOM STATCOM m t thiet bị chuyen đoi nguon n áp, chuyen đoi nguon n áp m t chieu thành n áp xoay chieu đe bù công suat phản kháng cho h thong n Cau trúc đưoc the hi n hình , bao gom: M t b bien đoi nguon n áp ba pha (VSC) đưoc noi ve phía thứ cap máy bien áp ghép; nguon n áp DC (Vdc) 2.2 Nguyên lý hoạt đ ng cua STATCOM Vi c thay đoi công suat phản kháng đưoc thục hi n bang b VSC noi bên thứ cap máy bien áp VSC sử dụng linh ki n n tử công suat (GTO, IGBT ho c IGCT) đe đieu che n áp xoay chieu ba pha V2 từ nguon m t chieu Nguon m t chieu đưoc lay từ tụ n Nguyên lý hoạt đ ng STATCOM đưoc rõ hình 4.2, the hi n công suat tác dụng phản kháng truyen n áp h thong đe đieu khien V1 n áp đưoc tạp bỏi VSC V2 STATCOM m t thiet bị bù ngang, đieu chỉnh n áp vị trí lap đ t đen giá trị cài đ t (Vre f ) thông qua vi c đieu chỉnh biên đ góc pha n áp rơi STATCOM h thong n V KET LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRIEN Ket lu n Hưóng nghiên cứu phát trien Hình 1: Nguyên lý hoạt đ ng STATCOM Trong che đ hoạt đ ng on định n áp phát bỏi STATCOM V2 pha vói V1 (δ = 0), có cơng suat phản kháng truyen tải Bang cách đieu khien n áp V2 tạo bỏi VSC pha vói n áp V1 h thong có biên đ lón khien dịng phản kháng (Iq) chạy từ STATCOM vào h thong, lúc dòng n Iq hoạt đ ng m t n dung cung cap cơng suat phản kháng đen h thong, qua nâng cao n áp h thong lên Ngưoc lại neu n áp V2 tạo bỏi VSC có biên đ thap n áp V1 h thong đieu khien dòng phản kháng (Iq) chạy từ h thong vào STATCOM, lúc dòng n Iq hoạt đ ng m t n cảm tiêu thụ cơng suat phản kháng từ h thong, qua hạn che n áp lưói n Neu n áp V2 tạo bỏi VSC n áp V1 bang khơng có trao đoi cơng suat phản kháng Ta có cơng suat tác dụng công suat phản kháng trao đoi hai nguon V1 (lưói) V2 (b bù): tieuluanmoi123docz.net Trong đó: P = V1V2sinδ XL • V1 θ1: Đi n áp lưói can đieu chỉnh góc l ch pha • V2 θ2: Đi n áp tạo bỏi VSC góc l ch pha ; Q= V1 (V1 − V2cosδ ) (2) tieuluanmoi123docz.net Hình 2: Nguyên lý bù b bù tích cục • XL: Đi n kháng ket noi lưói b bù • δ : Góc l ch pha n áp lưói n áp b bù Trong che đ hoạt đ ng bù cơng suat phản kháng δ = từ (2) ta có: P=0 ; Q= V1 (V1 − V2) (3) Từ (3) ta thay Q tỉ l vói hai n áp (V1 − V2) • Khi V1 = V2 Q = b bù khơng phát hay hap thụ cơng suat phản kháng • Khi V1 > V2 Q > ton thành phan n áp V12 tương ứng dòng cảm kháng IL ch m sau V1, V2 m t góc 90 đ , lưói truyen cơng suat phản kháng vào b bù (STATCOM hap thụ công suat phản kháng) Hình 3: Trạng thái hap thụ cơng suat phản kháng b bù • Khi V1 < V Q < ton thành phan n áp V12 tương ứng dịng n dung IC vưot trưóc V1, V2 m t góc bang 90 đ (B STATCOM phát cơng suat phản kháng lên lưói n) Từ phân tích ta thay rang thay đoi biên đ n áp đau b bù giữ góc l ch θ = ta có the đieu khien dịng cơng suat phản kháng trao đoi lưói b bù.[2] tieuluanmoi123docz.net Cơng suat tác dụng P Hình 21: Cơng suat tác dụng lưói n, STATCOM tải Nh n xét: Qua khảo sát STATCOM noi lưói mơ bù cơng suat phản kháng ta thu đưoc ket sau: • Công suat phản kháng Q STATCOM bám theo cơng suat phản kháng tải • Cơng suat tác dụng P STATCOM xap xỉ bang • Cơng suat tác dụng tải lưói n cung cap đen • Thịi gian xác l p khoảng 0.4s tieuluanmoi123docz.net Mơ hình STATCOM gan lưỚi n 14 nút 2.1 Mơ hình tong quan Hình 22: Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM 2.2 Đieu ki n bình thưỜng Đi n áp Vabc Hình 23: Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM tieuluanmoi123docz.net Đi n áp tải Vload Hình 24: Đi n áp tải phía sau nút đ t STATCOM Đi n áp Ud Uq Hình 25: Đi n áp Ud Uq Dòng n Id Iq tieuluanmoi123docz.net Hình 26: Dịng n Id Iq tieuluanmoi123docz.net Đi n áp Vdc Hình 27: Đi n áp m t chieu Vdc Công suat phản kháng Q Hình 28: Cơng suat phản kháng nguon, STATCOM tải Công suat tác dụng P tieuluanmoi123docz.net Hình 29: Cơng suat tác dụng nguon, STATCOM tải tieuluanmoi123docz.net Nh n xét: Ta thay rang khảo sát tác đ ng STATCOM lưói n 14 nút ket thu đưoc khả quan B đieu khien hoàn thành tot nhi m vụ on định đưoc n áp Vdc qua giữ on định đưoc cơng suat tác dụng P STATCOM bù đưoc công suat phản kháng cho lưói n Nhưng mói trưịng STATCOM chạy lưói n on định V y neu có sụ co lưói n đieu xảy ra, xét tói phan tiep theo 2.3 S co xay pha A Đe tạo sụ co sụt áp pha A Ta sử dụng khoi Three-Phase Programmable Voltage Source thư vi n Matlab Simulink hình dưói Hình 30: Khoi Three-Phase Programmable Voltage Source Đi n áp Vdc Hình 31: Đi n áp m t chieu Vdc tieuluanmoi123docz.net Hình 32: Hình ảnh phóng to n áp Vdc Dịng n Id Iq Hình 33: Dịng n Id Iq Đi n áp Ud Uq tieuluanmoi123docz.net Hình 34: Đi n áp Ud Uq tieuluanmoi123docz.net Cơng suat tác dụng P Hình 35: Cơng suat tác dụng P Cơng suat phản kháng Q Hình 36: Công suat phản kháng Q tieuluanmoi123docz.net 2.4 Tai thay đoi Đi n áp m t chieu Vdc Hình 37: Đi n áp m t chieu Vdc Đi n áp Ud Uq Hình 38: Đi n áp Ud Uq Dòng n Id Iq tieuluanmoi123docz.net Hình 39: Dịng n Id Iq tieuluanmoi123docz.net Cơng suat tác dụng P Hình 40: Cơng suat tác dụng P Cơng suat phản kháng Q Hình 41: Công suat phản kháng Q tieuluanmoi123docz.net V KET LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRIEN Ket lu n Báo cáo trình bày ve van đe sau: Chương I • Bù cơng suat phản kháng • Tong quan ve STATCOM Chương II • Mơ hình hóa h thong đieu khien • Xây dụng mạch vịng đieu khien Chương III • Giói thi u phương pháp đieu che Chương IV • Xây dụng mơ hình STATCOM noi lưói phan mem Matlab Simulink • Lap STATCOM lưói n 14 nút đánh giá kịch mơ Tóm lại: Trong đo án em xây dụng đưoc b đieu khien mơ hình mơ bù cơng suat phản kháng STATCOM lưói n 14 nút Vi c mô cho ket tương đoi tot, qua phản ánh đưoc chat lưong b đieu khien đieu giúp đánh giá đưoc khả on định h thong n thiet bị STATCOM mang lại HưỚng nghiên c u phát trien Từ ket đạt đưoc, có the thay đưoc ưu điem hạn che đo án em xin đưa hưóng nghiên cứu phát trien sau: • Có the trien khai mơ hình mơ phát trien thành mơ hình h thong n có so lưong nút so nguon nhieu vói dạng sụ co khác • Từ mơ hình trien khai, em mong muon có the xây dụng đưoc thu t tốn tìm vị trí toi ưu h thong n đe lap đ t STATCOM, nham đạt đưoc ket tot nhat ve kinh te sụ on định h thong n tieuluanmoi123docz.net TÀI LI U THAM KHÂO [1] Tran Hùng Cưòng “Nghiên cứu phương pháp đieu che đieu khien b bien đoi bán dȁn công suat đa mức kieu module hóa” PhD thesis Đại Hoc Bách Khoa Hà N i, Feb 2020 [2] Hà Văn Du “Úng dụng STATCOM đe đieu chỉnh n áp bù cơng suat phản kháng lưói n” MA thesis Đại Hoc Kĩ Thu t Công Ngh Thành Pho Ho Chính Minh, June 2012 [3] Bùi Văn Huy Trịnh Trong Chưỏng “Nghiên cứu, thiet ke h thong bien đoi n tử công suat ứng dụng h thong lưong m t trịi ket noi lưói n phân phoi” In: Tạp chí KHOA HQC & CƠNG NGH (2018) ... kháng lưói n, STATCOM tải 21 Cơng suat tác dụng lưói n, STATCOM tải 22 Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM 23 Sơ đo lưói n 14 nút có gan STATCOM 24 Đi n áp tải phía sau nút đ t STATCOM 25 Đi n... suat phản kháng máy bù đong b , tụ bù, SVC, STATCOM Trong đó, STATCOM h thong bù đong b tĩnh ứng dụng h thong lưói phân phoi, ỏ cap n áp trung the hạ the STATCOM h thong bù song song, có tác dụng... nghiên cứu đ c bi t ve STATCOM cho lưói n trung the năm gan Ưu điem STATCOM khả đieu chỉnh tot, có the đảm bảo m t lưong cơng suat bị khơng đoi phạm vi rat r ng n áp đ t Do đó, STATCOM đưoc biet đen
Ngày đăng: 02/06/2022, 14:47
Xem thêm: