Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (Flexible Alternating Current Transmission System hay FACTS ) là hệ thống bao gồm các thiết bị tĩnh để sử dụng cho việc truyền tải dòng điện xoay chiều. FACTS dùng để nâng cao khả năng điều khiển hệ thống điện và tăng khả năng truyền tải công suất trên đường dây.
ABSTRACT With the widespread application of FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) devices and secondary voltage control in power system at present In this paper proposes a new coordinated secondary voltage control scheme for power systems have SVC (Static Var Compensator) and STATCOM (Static Synchronous Compensator), based on synchronised voltage measurements for all H nodes by phasor measurement units (PMUs) and extensive communication networks The objective is to enhance the quality of voltage for power systems C The secondary voltage control scheme developed in the paper is based on the linearisation of the power system load-flow equations about the current operating point H U TE defined by nodal voltages obtained from phasor measurement units (PMUs) iv CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ FACTS TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Giới thiệu: Hiện nay, có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS, đặc biệt sử dụng thiết bị phát nguồn công suất phản kháng cho hệ thống lưới điện nhằm đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống [1] Tuy nhiên, việc đánh giá, lựa chọn thiết bị phát công suất hợp lý, dung lượng bù tối ưu phân tích H chế độ xác lập, độ chưa quan tâm sâu sắc C Theo thực tế nay, hệ thống điện sử dụng hệ thống điện xoay chiều Hệ thống điện xoa y chiều hệ thống điện phức tạp, gồm có TE máy phát đồng bộ, đường dây truyền tải , máy biến áp, thiết bị bù phụ tải…và chia thành ba khâu: sản xuất, truyền tải phân phối Các máy phát điện làm việc chế độ đồng H - U Một hệ thống điện xoay chiều hoạt động phải thỏa yêu cầu sau: - Điện áp vận hành nằm giới hạn cho phép theo qui định - Tần số vận hành nằm giới hạn cho phép theo qui định - Các phụ tải phải cung cấp nguồn điện đầy đủ - Các đường dây phải vận hành điều kiện bình thường không tải Trong hệ thống điện, công suất truyền tải đường dây phụ thuộc vào tổng trở đường dây, điện áp góc truyền tải điểm đầu điểm cuối đường dây, đại lượng giới hạn công suất truyền tải đường dây Vì vậy, khả truyền tải cơng suất đường dây cải thiện đáng kể việc tăng cơng suất phản kháng phía phụ tải, lắp cuộn kháng bù ngang (mắc song song), tụ điện bù dọc (mắc nối tiếp) vào đường dây để điều khiển điện áp dọc theo chiều dài đường dây Để nâng cao chất lượng điện áp ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt Nam, có nhiều cơng trình nghiên cứu việc ứng dụng thiết bị bù công suất phản kháng Tuy nhiên, thiết bị bù chưa đáp ứng yêu cầu phản ứng nhanh nhạy hệ thống có thay đổi đột ngột nhu cầu công suất phản kháng Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS-Flexible AC Transmission System) đáp ứng yêu cầu độ phản ứng nhanh nhạy dung lượng bù tối ưu cho hệ thống điện chế độ làm việc truyền tải công suất đường dây H FACTS dùng để nâng cao khả điều khiển hệ thống điện tăng khả C FACTS định nghĩa IEEE là: “ Hệ thống sử dụng thiết bị điện tử công suất thiết bị tĩnh khác để điều khiển nhiều thông số hệ TE thống đường dây tải điện xoay chiều, qua đó, nâng cao khả điều khiển khả truyền tải công suất”[2] Qua định nghĩa FACTS, nhận thấy tầm quan trọng thiết bị FACTS đến hệ U thống điện có ảnh hưởng lớn kinh tế kỹ thuật Trong thực tế, tính chất tiêu thụ điện thời điểm ln khác nhau, cho H nên trình trạng vận chuyển công suất đường dây truyền tải khác nhau, thời điểm hệ thống có đường dây bị tải đường dây khác non tải ngược lại Với đà phát triển cơng nghiệp hóa nay, đòi hỏi nhu cầu truyền tải để đáp ứng cho phụ tải ngày cao đường dây truyền tải cao áp đặt trình trạng báo động giới hạn vật lý chúng tải đường dây, tượng nhiễu hệ thống tượng dao động tần số, điện áp… Nhằm tăng khả truyền tải điện hệ thống điện, khắc phục nhược điểm nêu trên, giới người ta sử dụng thiết bị FACTS Các thiết bị sử dụng để điều khiển điện áp, trở kháng góc pha đường dây xoay chiều cao áp Các thiết bị FACTS giúp cho nhà cung cấp điện lợi ích sau đây: - Tận dụng lưới truyền tải hữu để lắp đặt thiết bị FACTS - Giảm chi phí đầu tư - Tăng độ tin cậy khả sẵn sàng hệ thống truyền tải - Tăng độ ổn định độ lưới - Tăng chất lượng cung cấp điện cho ngành cơng nghiệp ngành có u cầu chất lượng điện cao - Ảnh hưởng không đáng kể đến môi trường xung quanh H 1.2 Đặt vấn đề: Để hệ thống điện hoạt động linh hoạt tình huống, kể tình cố C nghiêm trọng nhất, phải có thiết bị để điều khiển đại lượng hệ thống điện Đại lượng nghiên cứu luận văn đại lượng điện áp, TE theo nhận định thực tế, cố tan rã hệ thống điện gần có liên quan đến sụp đổ điện áp ổn định điện áp, mà nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sụp đổ điện áp thường không đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng, U tăng mạnh bất t hường nhu cầu phụ tải, phụ tải công nghiệp (các công ty luyện sắt, thép…) H Điện áp đại lượng quan trọng để đánh giá chất lượng điện Ổn định điện áp đáp ứng khả trì điện áp tất nút hệ thống phạm vi cho phép (tùy thuộc vào tính chất nút mà phạm vi dao động cho phép điện áp khác nhau) Trong điều kiện vận hành khơng bình thường sau nhiễu loạn, hệ thống vào trạng thái khơng ổn định xuất kích động tăng tải đột ngột hay thay đổi thơng số hệ thống Các thay đổi làm cho trình giảm điện áp xảy nặng nề rơi vào trình trạng khơng thể điều khiển hay cịn gọi sụp đổ điện áp Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến ổn định sụp đổ điện áp thường không đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng cần thiết phụ tải tăng bất thường đột biến 4 Trước đây, mà ngành công ngh ệ điện tử công suất cao chưa phát triển mạnh việc nâng cao chất lượng điện áp hệ thống điện bị hạn chế thời gian đáp ứng chậm, lúc ta phải thực việc đóng cắt khóa khí ph ần tử điện cuộn dây, tụ điện, chuyển đổi nấc máy biến áp…để ổn định điện áp hệ thống Ngày nay, với phát triển mạnh nhanh thiết bị điện tử công suất lớn, điện áp cao công nghệ FACTS đời nhằm giúp cho trình thực điều khiển điện áp hệ thống điện, cụ thể đường dây truyền tải linh hoạt nhanh chóng, số nước tiên tiến sử dụng thiết bị FACTS mạng H truyền tải, cụ thể Mỹ, Canada, Brazil… nước tiên phong sử dụng công nghệ FACTS Các thiết bị FACTS thường sử dụng là: C - SVC (Static Var Compensator): Bộ bù công suất VAR tĩnh TE - UPFC (Unified Power Flow Controller): Bộ điều khiển dịng cơng suất hợp - STATCOM (Static Synchronous Compensator): Bộ bù đồng tĩnh thyristor U -TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator): Bộ bù dọc điều khiển H - SSSC (Static synchronous series compensator): Bộ bù nối tiếp đồng tĩnh - HVDC (Hight voltage direct current): Dòng chiều điện áp cao H U TE C H V Kết luận: Luận văn trình bày có hệ thống, hợp lý, đơn giản dể hiểu Mặc dù, luận văn áp dụng hệ thống điện 24 nút Tuy nhiên, với giải thuật đưa không bị hạn chế số lượng nút, hay sơ đồ hệ thống có cấu trúc phức tạp có nhiều nút loại giá trị biến điều khiển Do hạn chế thời gian, kiến thức khối lượng tìm hiểu, luận văn tập trung nghiên cứu vào ều khiển điện áp cấp phối hợp với đo l ường đại lượng phức (PMU) mạng truyền thông diện rộng, sử dụng hai thiết bị FACTS SVC STATCOM để điều khiển điện áp hệ thống điện Chưa thực thiết bị FACTS lại VI Kiến nghị: Từ kết đạt được, tính ưu điểm hạn chế luận văn nêu đưa kiến nghị cho việc nghiên cứu tiếp theo: - Nghiên cứu trường hợp thiết bị FACTS mắc nối tiếp - Nghiên cứu mức an tồn dịng cơng suất hệ thống điện H H U TE C XIN CHÂN THÀNH C ẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN TRẦN VĂN QUANG ... THIẾT BỊ FACTS TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Giới thiệu: Hiện nay, có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS, đặc biệt sử dụng thiết bị phát nguồn công suất phản kháng cho hệ thống lưới điện. .. điều khiển hệ thống điện tăng khả C FACTS định nghĩa IEEE là: “ Hệ thống sử dụng thiết bị điện tử công suất thiết bị tĩnh khác để điều khiển nhiều thông số hệ TE thống đường dây tải điện xoay... tế nay, hệ thống điện sử dụng hệ thống điện xoay chiều Hệ thống điện xoa y chiều hệ thống điện phức tạp, gồm có TE máy phát đồng bộ, đường dây truyền tải , máy biến áp, thiết bị bù phụ tải…và