Phân tích sóng hài của kháng điện bù ngang điều khiển bằng thyristors (TCR) trong hệ thống điện

Bài viết Phân tích sóng hài của kháng điện bù ngang điều khiển bằng thyristors (TCR) trong hệ thống điện trình bày ứng dụng của TCR và nguồn hài của nó gây ra, mô hình các phần tử trong hệ thống điện khi phân tích sóng hài và thuật toán phân tích ảnh hưởng của sóng hài của TCR đến chất lượng điện áp của lưới điện dựa trên bài toán tính trào lưu công suất.

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(88).2015 91 PHÂN TÍCH SĨNG HÀI CỦA KHÁNG ĐIỆN BÙ NGANG ĐIỀU KHIỂN BẰNG THYRISTORS (TCR) TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ANALYSING HARMONICS GENERATED BY THYRISTOR-CONTROLLED REACTORS USED IN POWER SYSTEMS Trần Tấn Vinh Trường Cao đẳng Công nghệ Thông tin, Đại học Đà Nẵng; ttvinh@cit.ud.vn Tóm tắt - Khi sử dụng thiết bị kháng điện bù điều khiển thyristor (TCR) để cải thiện chất lượng điện áp hệ thống điện, tồn sóng hài dịng điện Các thành phần dịng điện hài gây tác hại đến hệ thống điện, làm cho điện áp, dòng điện lưới điện khơng cịn dạng hình sin, làm tăng tổn thất cơng suất lưới điện Vì cần phải nghiên cứu phổ sóng hài dịng điện TCR gây phân tích ảnh hưởng nguồn sóng hài đến hệ thống điện Bài báo trình bày ứng dụng TCR nguồn hài gây ra, mơ hình phần tử hệ thống điện phân tích sóng hài thuật tốn phân tích ảnh hưởng sóng hài TCR đến chất lượng điện áp lưới điện dựa tốn tính trào lưu cơng suất Bằng chương trình Matlab, tính tốn minh họa áp dụng cho sơ đồ lưới điện mẫu nút từ đề xuất sử dụng lọc để hạn chế tác hại sóng hài Abstract - Voltage stabilization is essential for a power system Thyristor-controlled reactors (TCR) can be used to improve the voltage quality, yet it has a major drawback of generating harmonic currents These harmonics have important effects on the power system quality, such as distortion of voltage and current waveforms, increasing power loss This paper presents the application of TCR and its harmonic resource, the modeling of components in studying harmonics in power systems, and algorithm of analysis of effects of the harmonic currents generated by TCR on voltage quality based on load flow algorithm We simulated a 5-bus system, using the load flow algorithm implemented in Matlab Based on this analysis, we proposed a new filter set to effectively reduce the effects of the harmonics Từ khóa - điện kháng điều khiển thyristors (TCR); hệ thống điện; sóng hài; cộng hưởng; độ méo điện áp dịng điện; lọc sóng hài Key words - thyristor-controlled reactors (TCR); power system; harmonics; voltage and current distortion factors (THDV, THDI); harmonic filters Đặt vấn đề Nhằm nâng cao chất lượng điện năng, nhiều thiết bị bù công suất phản kháng sử dụng lưới điện phân phối Do phụ tải thường xuyên biến đổi nên công suất phản kháng bù cần phải điều khiển thích ứng nhằm trì điện áp nằm phạm vi cho phép Để đáp ứng yêu cầu này, thiết bị bù công suất phản kháng có điều khiển điện kháng điện dung điều khiển thyristors (TCR/TSC) thường sử dụng [1, 2, 3] Tuy nhiên, lại nguồn sóng hài gây nhiều tác hại đến lưới điện, nên cần phải nghiên cứu tính tốn phân tích ảnh hưởng thành phần dòng điện hài đến lưới điện Trong báo trình bày việc ứng dụng thiết bị TCR, thuật tốn phân tích ảnh hưởng sóng hài đến chất lượng điện áp lưới điện; từ đề xuất giải pháp sử dụng lọc để hạn chế tác hại sóng hài Trong V điện áp hiệu dụng, XL = L (ohm),  góc mở  góc dẫn điện thyristor, với  + /2 =  Sóng hài dịng điện thiết bị bù TCR Điện kháng điều khiển thyristor (TCR) thiết bị bù tĩnh có điều khiển, nguyên lý làm việc trình bày Hình Hai thyristor mắc ngược chiều để dẫn điện vào nửa chu kỳ cuả nguồn điện cung cấp Giả thiết thyristor có góc mở  tùy thuộc vào góc , dịng điện chạy qua kháng điện L có dạng Hình [2] Khi  = /2 mạch dẫn điện hoàn toàn, /2 <  <  mạch dẫn điện khơng hồn tồn, xuất thành phần dịng điện hài Giả thiết nguồn điện áp v(t) = 2 V sin(t), dịng điện i(t) tính theo biểu thức sau [2]: 𝑖= √2𝑉 { 𝑋𝐿 (𝑐𝑜𝑠 ∝ −𝑐𝑜𝑠𝜔𝑡); ∝ < 𝜔𝑡