B GIÁO D O Ộ ỤC VÀ ĐÀO TẠ TRƯỜNG ĐẠ Ọ ỘI H C BÁCH KHOA HÀ N I PHẠ ỌC SƠNM NG NGHIÊN C I PHÁP GI ỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢ ẢM ẢNH HƯỞNG C T I CÔNG NGHI PỦA SÓNG HÀI ĐỐI VỚI MỘT SỐ PHỤ Ả Ệ Chuyên ngành H N Ệ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ VÀ GIẢI PHÁP GIẢM ẢNH HƯỞNG CỦA SÓNG HÀI ĐỐI VỚI MỘT SỐ PHỤ TẢI CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ VIỆT TIẾN Hà Nội – Năm 2019 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131783771000000 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan tồn luận văn thân tơi nghiên cứu, tính tốn phân tích Số liệu đưa luận văn dựa kết tính tốn trung thực tơi, khơng chép hay số liệu công bố Nếu sai với lời cam kết trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả luận văn Phạm Ngọc Sơn Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn LỜI MỞ ĐẦU Sóng hài dạng nhiễu khơng mong muốn, gây nhiều vấn đề cho hệ thống điện Ngun nhân sinh sóng hài tính chất phi tuyến tải Ngày nay, thiết bị điện tử công suất ứng dụng rộng rãi cơng ngiệp gây méo dạng dịng điện hệ thống điện Để giảm sóng hài phương pháp tiên tiến dùng lọc tích cực Kết nghiên cứu nghiên cứu mô phỏng, kiểm chứng phần mềm Matlab/Simulink Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Lê Việt Tiến thầy cô môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội hướng dẫn, bảo tận tình suốt trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi có đóng góp quý báu cho luận văn Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .2 LỜI MỞ ĐẦU .3 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ CHƯƠNG I TỔNG QUAN 12 CHƯƠNG II SÓNG HÀI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP LỌC SÓNG HÀI .15 2.1 Sóng hài 15 2.1.1 Các khái niệm sóng hài .15 2.1.2 Ảnh hưởng sóng hài 17 2.1.3 Giới hạn tiêu chuẩn sóng hài .18 2.2 Các phương pháp lọc sóng hài 22 2.2.1 Bộ lọc thụ động (Passive Filter) .22 2.2.2 Bộ lọc chủ động (Active Filter) .24 2.3 Kết luận chương 28 CHƯƠNG III XÂY DỰNG MƠ HÌNH MẠCH LỌC…………………………….29 3.1 Mơ hình tốn mạch lọc 29 3.1.1 Sơ đồ mạch lọc 29 3.1.2 Các phép toán biến đổi điều khiển 29 3.1.3 Dòng điện hiệu dụng đưa vào điều khiển 33 3.2 Mơ hình mạch lọc pha dây nguồn cân Matlab Simulink 37 3.3 Mơ hình mạch lọc pha dây nguồn không cân Matlab Simulink 48 3.4 Kết luận chương 51 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ ỨNG DỤNG CHO LƯỚI THỰC TẾ 52 4.1 Các loại tải .52 4.2 Khảo sát làm việc hệ thống pha dây nguồn cân 54 4.3 Áp dụng vào lưới điện thực tế (Lưới Vĩnh Phúc) 70 4.5 Kết luận chương 85 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 5.1 Kết luận 87 Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn 5.2 Kiến nghị 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AF Lọc sóng hài tích cực VSI Cấu trục lọc biến đổi nguồn dòng CSI Cấu trục lọc biến đổi nguồn áp TDH Độ méo dạng sóng hài MBA Máy biến áp HTĐ Hệ thống điện TBA Trạm biến áp Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tiêu chuẩn sai lệch điện áp IEEE 519-1992 19 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn sai lệch yêu cầu IEEE 519-1992 19 Bảng 2.3 Sóng hài bậc lẻ 20 Bảng 2.4 Sóng hài bậc chẳn 20 Bảng 2.5 Hệ số sóng hài dòng điện 20 Bảng 2.6 Các giới hạn độ méo dạng hài dòng điện hệ thống phân phối (120 V – 69 kV) 21 Bảng 2.7 Các giới hạn độ méo dạng hài điện áp .21 Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1 Thành phần sóng hài 15 Hình 2.2 Phổ sóng hài .16 Hình 2.3 Bộ lọc RC 23 Hình 2.4 Bộ lọc LC 23 Hình 2.5 Cấu trúc lọc tích cực VSI 25 Hình 2.6 Cấu trúc lọc tích cực CSI 25 Hình 2.7 Bộ lọc tích cực song song 26 Hình 2.8 Bộ lọc tích cực nối tiếp 26 Hình 2.9 Bộ lọc tích cực ba dây 27 Hình 2.10 Bộ lọc tích cực bốn dây 27 Hình 3.1 Sơ đồ mạch lọc 29 Hình 3.2 Mơ hình tốn học mạch lọc 30 Hình 3.3 Ngõ vào PI .32 Hình 3.4 Cách tính dịng điều khiển 34 Hình 3.5 Điều khiển dòng kiểu Hyteresis 35 Hình 3.7: Sơ đồ khối mạch lọc 37 Hình 3.8: nguồn pha dây cân 38 Hình 3.9: Sơ đồ đo dịng điện nguồn 39 Hình 3.10: Sơ đồ đo dòng điện tải 39 Hình 3.11: Tải phi tuyến không cân 40 Hình 3.12: Khối đo dịng điện phát 41 Hình 3.13: Bộ nghịch lưu pha 41 Hình 3.14: Sơ đồ khối biến đổi trục tọa độ từ abc sang 0 42 Hình 3.15: Sơ đồ khối biến đổi trục tọa độ từ iS_abc sang iS_0 42 Hình 3.16: Sơ đồ khối biến đổi trục tọa độ từ vS_abc sang vS_0 42 Hình 3.17: Sơ đồ khối biến đổi trục tọa độ từ iL_abc sang iL _ 43 Hình 3.18: Sơ đồ khối tính cơng suất tải 43 Hình 3.19: Sơ đồ khối tính công suất nguồn .44 Hình 3.20: Sơ đồ khối lọc cơng suất tải đưa lượng Ploss vào điều khiển 45 Hình 3.21: Khối biến đổi từ 0 sang abc 45 Hình 3.22: Sơ đồ khối hiệu chỉnh dòng điện điều khiển 46 Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn Hình 3.23: Sơ đồ khối đo lường 47 Hình 3.24: Sơ đồ khối đo THD 47 Hình 3.25: Mơ hình tổng thể mạch lọc nguồn pha không cân 48 Hình 3.26: Mơ hình nguồn pha khơng cân 49 Hình 3.27: Khối phát điện áp thứ tự thuận 50 Hình 3.28: Sơ đồ khối biến đổi trục tọa độ từ v_abc sang v_ 0 50 Hình 3.29: Sơ đồ khối tính P Q tải .51 Hình 4.1 Tải loại 52 Hình 4.2 Tải loại 52 Hình 4.3 Tải loại 53 Hình 4.4 Tải loại 53 Hình 4.5 Điện áp nguồn 54 Hình 4.6 Dịng điện tải 55 Hình 4.7 Dịng điện nguồn pha A, B, C 55 Hình 4.8 Dịng điện trung tính nguồn .55 Hình 4.9 Cơng suất P Q tải 56 Hình 4.10 Cơng suất P Q nguồn 56 Hình 4.11 THD tải .56 Hình 4.12 THD nguồn .57 Hình 4.13 Hệ số cơng suất tải 57 Hình 4.14 Hệ số cơng suất nguồn .57 Hình 4.15 Điện áp nguồn 58 Hình 4.16 Dịng điện tải 58 Hình 4.17 Dịng điện nguồn pha ABC 59 Hình 4.19 P Q tải 59 Hình 4.20 P Q nguồn 60 Hình 4.21 THD tải .60 Hình 4.22 THD nguồn .60 Hình 4.23 Hệ số cơng suất tải 61 Hình 4.24 Hệ số công suất nguồn 61 Hình 4.25 Điện áp nguồn 62 Hình 4.26 Dịng điện tải 62 Hình 4.27 Dịng điện nguồn pha A, pha B, pha C 63 Lớp CH2016A-KTĐ Trang Luận văn thạc sĩ kỹ thuật HV: Phạm Ngọc Sơn Hình 4.28 Dịng điện nguồn dây N 63 Hình 4.29 P Q tải 63 Hình 4.30 P Q nguồn 64 Hình 4.31 THD tải .64 Hình 4.32 THD nguồn .64 Hình 4.33 Hệ số cơng suất tải 65 Hình 4.34 Hệ số công suất nguồn .65 Hình 4.35 Điện áp nguồn 66 Hình 4.36 Dịng điện tải 66 Hình 4.37 Dòng điện nguồn pha ABC 67 Hình 4.38 Dịng điện nguồn dây N 67 Hình 4.39 P Q tải 67 Hình 4.40 P Q nguồn 68 Hình 4.41 THD tải .68 Hình 4.42 THD nguồn .68 Hình 4.43 Hệ số cơng suất tải 69 Hình 4.44 Hệ số cơng suất nguồn .69 Hình 4.45 Mơ hình lưới điện cấp nguồn cho nút Nghĩa Hưng 70 Hình 4.46 Mơ hình tổng thể mạch lọc sau cho nút Nghĩa Hưng 71 Hình 4.47 Điện áp nguồn 72 Hình 4.48 Dòng điện tải 72 Hình 4.49 Dịng điện nguồn pha ABC 72 Hình 4.50 Dịng điện nguồn dây N 73 Hình 4.51 Công suất P Q tải 73 Hình 4.52 Công suất P Q nguồn 73 Hình 4.53 THD tải .74 Hình 4.54 THD nguồn .74 Hình 4.55 Công suất tải .74 Hình 4.56 Cơng suất nguồn .75 Hình 4.57 Điện áp nguồn 75 Hình 4.58 Dòng điện tải 75 Hình 4.59 Dịng điện nguồn pha ABC 76 Hình 4.60 Dịng điện nguồn dây N 76 Lớp CH2016A-KTĐ Trang 10