CÔNG TH NG I H C CÔNG NGHI P THÀNH PH H CHÍ MINH BÁO CÁO T NG K T TÀI KHOA H C T QU TH C HI N TÀI NGHIÊN C U KHOA H CC P TR NG Tên tài Phân Tích Hi n T ng C ng H ng D i ng B Và Xu t Nh ng Gi i Pháp Ng.
CÔNG TH NG I H C CÔNG NGHI P THÀNH PH BÁO CÁO T NG K T H CHÍ MINH TÀI KHOA H C T QU TH C HI N TÀI NGHIÊN C U KHOA H CC P TR NG Tên tài: Phân Tích Hi n T Nh ng Gi i Pháp Ng n Ng a Mã s ng C ng H ng D i ng B Và tài: 20/1.6CN 01 Ch nhi m tài: TS Lê V n i n v th c hi n: Khoa Công Ngh n Tp H Chí Minh, tháng n m 2021 Xu t I CÁM Tôi xin g i l i c m n chân thành n Lãnh N o Nhà tr ng, phòng Qu n ký Khoa H c H p tác Qu c t , phòng Tài chánh K tốn, Ban ch nhi m khoa Cơng Ngh Tr ng hồn thành i H c Cơng Nghi p thành ph H Chí Minh ã t o tài Tơi c ng xin c m n thành viên H i tài ng Nghi m thu nc a u ki n t t nh t cho n thành viên tham gia th c hi n tài tài ã có nh ng ý ki n óng góp quý báu cho CL C DANH M C CÁC T VI T T T i DANH M C CÁC HÌNH ii DANH M C CÁC B NG BI U iv PH N I: THÔNG TIN CHUNG v PH N II: BÁO CÁO CHI TI T TÀI NGHIÊN C U KHOA HOC…………………1 U 1 tv n T ng quan v tình hình nghiên c u SSR a Tình hình nghiên c u qu c t b Tình hình nghiên c u n c 2.3 ánh giá k t qu nghiên c u ã công b 2.4 Tính c p thi t ti n hành nghiên c u M c tiêu c a CH it tài ng, Ph m vi nghiên c u, cách ti p c n ph NG 1: PH 1.1 Hi n t ng pháp nghiên c u NG PHÁP LU N PHÂN TÍCH SSR ng SSR 1.2 Nguyên nhân gây SSR 1.2.1 T kích thích 1.2.2 Mô men xo n 1.3 Các ph 1.3.1 Ph 10 ng pháp nghiên c u SSR 12 ng pháp quét t n s 12 1.3.2 Phân tích giá Eigenvalue 13 1.3.3 Ph ng pháp Mô men h s ph c 14 1.3.4 Ph ng pháp mô ph ng n t 14 1.4 Nh ng y u t 1.5 K t lu n ch CH nh h ng n SSR 15 ng 15 NG 2: MƠ HÌNH HÓA VÀ KH O SÁT HI N T NG C NG H NG D I NG B 16 2.1 Mơ hình hóa ph n t h th ng 16 2.1.1 Máy phát 17 2.1.2 Tua bin 19 2.1.3 Mơ hình h th ng kích t 21 2.1.4 Mơ hình máy bi n áp 23 2.1.5 Mơ hình ng dây 24 2.2 Phân tích SSR nhà máy nhi t n Qu ng Tr 25 2.2.1 C u trúc nhà máy nhi t n 25 2.2.2 Thông s nhà máy nhi t n 27 2.2.3 Thông s h th ng u n máy phát 28 2.2.4 Mơ hình thơng s b AVR – ST16B 28 2.2.5 Mơ hình u n t c 2.2.6 Mơ hình thơng b n thông s u n t c máy phát Qu ng Tr 29 nh công su t PSS2B 30 2.2.7 Thông s máy bi n áp 31 2.3 Các thông s c ng ch ng xo n mô men quán tính c a t máy phát Qu ng Tr dùng tính tốn 31 2.4 Kh o sát hi n t 2.4.1 Ph ng d i ng b c a nhà máy n qu ng tr 34 ng pháp quét t n s 34 2.2.1 Phân tích c u hình ho t ng l i n 34 2.2.2 Phân tích hi n t ng c ng h ng t kích thích 41 2.2.3 Phân tích hi n t ng c ng h ng 46 2.5 K t lu n 50 CH NG 3: GI I PHÁP GI M THI U SSR 51 3.1 Gi i thi u 51 3.1.1 B l c ch n t nh 51 3.1.2 B gi m xóc SSR NGH 52 3.1.3 B n nh ng 52 3.1.4 B u n gi m xóc kích thích b sung (Supplementary Excitation Damping Control-SEDC) 55 3.1.5 B l c gi m xóc bypass (Bypass Damping Filters) 56 3.1.6 R le b o v (Protective Relays) 56 3.1.7 Thi t b FACTS gi m thi u SSR 57 3.2 Gi i pháp th nh t s d ng thi t b TCSC 58 3.2.1 Khái ni m 58 3.2.2 C u trúc 58 3.2.3 Nguyên lý ho t ng 58 3.2.4 Mơ hình tốn h c 60 3.2.5 B u n gi m thi u SSR 61 3.3 Gi i pháp th hai s d ng thi t b STATCOM 62 3.3.1 Khái ni m 62 3.3.2 C u trúc 63 3.3.3 Nguyên lý ho t ng 64 3.3.4 Mơ hình toán h c 65 3.3.5 B u n gi m thi u SSR 67 3.4 Gi i pháp th ba s d ng Blocking filter 69 3.5 K t lu n ch CH ng 70 NG 4: ÁNH GIÁ CÁC GI I PHÁP 72 4.1 Gi i pháp 1: S d ng TCSC 72 4.2 Gi i pháp 2: S d ng STACOM 75 4.3 Gi i pháp 3: S d ng b l c t n s th p 77 4.4 ánh giá CH xu t gi i pháp 79 NG 5: K T LU N VÀ H NG PHÁT TRI N 81 5.1 K t lu n 81 5.2 Ki n ngh 81 TÀI LI U THAM KH O 83 PH N III: PH L C ÍNH KÈM 89 H p ng th c hi n Thuy t minh Quy t tài nh nghi m thu tài nghiên c u khoa h c…………………………………… 89 c phê t ………………………………………………… 95 tài…………………………………………………………108 H s nghi m thu………………………………………………………………… 110 S n ph m nghiên c u……………………………………………………………… 136 i DANH M C CÁC T BF EXC FACTS FSC GCSC GEN HIP HP IGE LP LPA LPB OC SSSC STATCOM SVC TCR TCSC T-G TI UPFC VI T T T Blocking filter Exciter Flexible AC Transmission Systems xed series capacitor Gate Controlled Series Compensator Generator High intermediate pressure turbine High-pressure turbine Induction Generator Effect Low-pressure turbine Low-pressure turbine Low-pressure turbine Operating Configurations Static Synchronous Series Compensator Static synchronous compensator Static Var Compensator Thyristor-Controlled Reactor Thyristor Controlled Series Capacitor Turbine-Generator Torsional Interaction Unified Power Flow Controller ii DANH M C CÁC HÌNH Hình V t n t c tr c s x y hi n t ng SSR Hình Di n bi n s c c a t máy th nh t c a nhà máy nhi t n V ng Áng Hình 1.1 H th ng tua bin k t n i v i máy phát có t bù d c Hình 1.2 C u trúc “spring-mass” c a h th ng tua bin máy phát [25] Hình 1.3 H th ng tua bin máy phát g m 04 ph n [22] 10 Hình 1.4 ng c tu i th thi t b , ch nh chu k ch u ng xu t bi n d ng tr c gây s phá h y [26] 12 Hình 2.1 Mơ hình k t n i kh i rotor c a máy phát Qu ng Tr 16 Hình 2.2 Mơ hình máy phát n ng b 17 Hình 2.3 S thay th m i pha máy phát n ng b : (a) S t ng ng dây qu n stator; (b) S rút g n dây qu n stator 19 Hình 2.4 C u trúc c a m t mơ hình tr c h th ng sáu kh i n hình 20 Hình 2.5 Kh i th i c a h th ng có N kh i 20 Hình 2.6 S kh i tua bin khí 21 Hình 2.7 S u n t c tua bin máy phát 21 Hình 2.8 S kh i h th ng kích t máy phát 22 Hình 2.9 S i kh i c a m t h th ng kích t t nh 22 Hình 2.10 C u t o ký hi u máy bi n áp: (a) C u t o máy bi n áp; (b) Ký hi u máy bi n áp 23 Hình 2.11 S thay th m t pha máy bi n áp 23 Hình 2.12 Mơ hình truy n t i n hình m t pha 24 Hình 2.13 C u hình s k t n i c a t máy n i v i l i n qu c gia: (a) C u hình v n hành tr ng h p 1; (b) C u hình v n hành tr ng h p 26 Hình 2.14 ng cong v n hành c a máy phát Qu ng Tr 28 Hình 2.15 Mơ hình b AVR-ST6B 28 Hình 2.16 Type IEESGO 2013-steam turbine model 30 Hình 2.17 Mơ hình b n nh cơng su t PSS2B 31 Hình 2.18 Mơ hình c u trúc s liên k t c a kh i 32 Hình 2.19 Tua bin máy phát n Qu ng Tr : (a) H th ng tr c tua bin máy phát; (b) T n s dao ng riêng mode shapes c a t máy Qu ng Tr 33 Hình 2.20 T n s c ng h ng c a nhà máy nhi t n Qu ng Tr v i OC1 37 Hình 2.21 T n s c ng h ng c a nhà máy nhi t n Qu ng Tr v i OC1 39 Hình 2.22 T n s có th gây hi n t ng SSR cho NM Qu ng Tr : (a) ng v i OC1; (b) ng i OC2 39 Hình 2.23 Hi n t ng t kích t c a nhà máy n Qu ng Tr gi thuy t 1: (a) Dịng n stator; (b) Mơ men xo n tr c GEN-LP LP-HIP; (c) Phân tích sóng hài dịng n stator; (d) Phân tích sóng hài dịng n rotor 43 iii Hình 2.24 Hi n t ng t kích t c a nhà máy n Qu ng Tr gi thuy t 1: (a) Dòng n stator; (b) Mô men xo n tr c GEN-LP LP-HIP; (c) Phân tích sóng hài dịng n stator; (d) Phân tích sóng hài dịng n rotor 45 Hình 2.25 nh h ng c ng h ng n nhà máy n Qu ng Tr tr ng h p 1-1: (a) Dao ng c a mô men gi a kh i tr c GEN-LP LP-HIP; (b) T c c a rotor x y dao ng tr c tua bin máy phát; (c) Dòng n stator x y dao ng tr c tua bin máy phát 47 Hình 2.26 áp ng c a mô men xo n ph n tr c GEN-LP LP-HIP: (a) Tr ng h p 1-2; (b) Tr ng h p 1-3 (c) Tr ng h p 2-1; (d) Tr ng h p 2-2; (e) Tr ng h p – 49 Hình 3.1 C u trúc c a b l c ch n t nh 52 Hình 3.2 C u trúc c a b gi m xóc SSR NGH 53 Hình 3.3 C u trúc c a b n nh ng 54 Hình 3.4 C u trúc c a SEDC 55 Hình 3.5 C u trúc c a b l c gi m xóc bypass 56 Hình 3.6 Phân lo i thi t b FACTS 57 Hình 3.7 C u trúc c a b u n TCSC: a C u t o c a b u n TCSC; b B u n TCSC th c t c b o v 59 Hình 3.8 Mơ hình t ng ng c a TCSC 60 Hình 3.9 Các thành ph n yêu c u u n TCSC 62 Hình 3.10 C u trúc c a b STATCOM: (a) STATCOM k t n i l i; (b) S t ng ng c a STATCOM; (c) Dịng cơng su t ph n kháng STATCOM 63 Hình 3.11 S m ch t ng ng c a STATCOM ngu n m t pha 64 Hình 3.12 Mơ hinh tiêu bi u c a STATCOM k t n i l i AC: (a) k t n i l i; (b) gi n véc t 66 Hình 3.13 Các thành ph n yêu c u u n c a STATCOM 69 Hình 3.14 S k t n i b l c v i tr m bi n áp 26/500 kV nhà máy n Qu ng Tr 71 Hình 4.1 nh h ng c a TCSC lên dao ng c a mô men xo n t i tr c tua bin GEN-LP LPHIP máy phát Qu ng Tr ; (a) (b) cho OC1; (c) (d) cho OC2 74 Hình 4.2 áp ng c a t n s n kháng l i: (a) ki m tra v n hành OC1; (b) ki m tra v n hành OC2 74 Hình 4.3 nh h ng c a STATCOM tác ng lên mô men xo n tr c tua bin GEN-LP LPHIP t i nhà máy n Qu ng Tr : ((a) (b)) ki m tra c u hình OC1; ((c) (d)) ki m tra u hình OC2 76 Hình 4.4 nh h ng c a BF tác ng lên mô men xo n tr c tua bin GEN-LP LP-HIP t i nhà máy n Qu ng Tr : ((a) (b)) ki m tra c u hình OC1; ((c) (d)) ki m tra c u hình OC2 79 iv DANH M C CÁC B NG BI U ng 2.1 Thông s n máy phát Qu ng Tr 27 ng 2.2 Thông s thông s b AVR-ST6B 29 ng 2.3 Thông s u n t c máy phát Qu ng Tr 29 ng 2.4 Thông s b n nh công su t PSS2B 30 ng 2.5 Thông s máy bi n áp 500 kV 31 ng 2.6 Thông s c ng ch ng xo n liên k t kh i 31 ng 2.7 Phân tích tr ng h p nhà máy n Qu ng Tr k t n i l i v i c u hình ho t ng OC1 OC2 35 ng 2.8 Giá tr t n s c ng h ng t nhiên c a m ng n fer t n s c a máy phát iên c m ng fr ng v i c u hình OC1 OC2 40 ng 2.9 Phân tích gi thuy t có th x y hi n t ng c ng h ng theo hai c u hình i n ho t ng OC1 OC2 46 ng 3.1 Quá trình d ch chuy n dịng cơng su t STATCOM 65 ... 2 Hi n nay, m t s lý thuy t s d ng phân tích nghiên c u hi n t ng SSR h th ng, s ó k nh t ph ng pháp phân tích giá tr riêng, phân tích mơ men q n t , phân tích h s mơ men ph c (Complex torque... n qu ng tr 34 ng pháp quét t n s 34 2.2.1 Phân tích c u hình ho t ng l i n 34 2.2.2 Phân tích hi n t ng c ng h ng t kích thích 41 2.2.3 Phân tích hi n t ng c ng h... gi i pháp m i phân tích ng n ng a hi n t (SSR) cho nhà máy nhi t ns d i nh ng n Th nh t, SSR u ki n ho t ng d c phân tích b ng ph ng khác c a h thông hành khác Sau ó, SSR hi n t tìm gi i pháp