tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NÂNG CAO ổn ĐỊNH góc ROTOR máy PHÁT điện BẰNG bộ ổn ĐỊNH CÔNG SUẤT (PSS) và THIẾT bị bù NGANG TĨNH (SVC)

Một số sự cố tan rã HTĐ gần đây trên thế giới vớinhững hậu quả to lớn là những ví dụ sinh động cho luận điểm này.Chính vì vậy mà trong đề tài này chúng tôi chủ yếu tập trung vàonghiên cứ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-TRẦN THỊ LỆ QUYÊN

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NÂNG CAO ỔN ĐỊNH GÓC ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆN BẰNG BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT (PSS) VÀ

THIẾT BỊ BÙ NGANG TĨNH (SVC)

Chuyên ngành : Thiết bị, mạng & Nhà máy điện

Mã số : 60.52.50

THÁI NGUYÊN - 2012

Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Kỹ tuật

Công nghiệp Thái Nguyên

Cán bộ HDKH : TS Nguyễn Đăng Toản

Phản biện 1 : PGS.TS Nguyễn Như Hiển

Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họptại: Phòng cao học số 02, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp TháiNguyên

Vào 15 giờ 30 phút ngày 25 tháng 07 năm 2012

Có thể tìm hiển luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại họcThái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp TháiNguyên

Mở đầu

Hệ thống điện (HTĐ) đóng vai trò quan trọng đối với sự pháttriển kinh tế của mỗi quốc gia vì nó là một trong những cơ sở hạ tầngquan trọng nhất của nền kinh tế quốc dân Do sự phát triển kinh tế vàcác áp lực về môi trường, sự cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, cũngnhư sự tăng nhanh nhu cầu phụ tải, sự thay đổi theo hướng thị trườnghóa ngành điện làm cho HTĐ ngày càng trở lên rộng lớn về quy mô,phức tạp trong tính toán thiết kế, vận hành do đó mà HTĐ được vậnhành rất gần với giới hạn về ổn định Hiện nay, các HTĐ rất “nhạycảm” với các sự cố có thể xảy ra Theo kết quả nghiên cứu, HTĐ cóthể bị sự cố liên quan trực tiếp đến hiện tượng mất ổn định góc rôtomáy phát điện Một số sự cố tan rã HTĐ gần đây trên thế giới vớinhững hậu quả to lớn là những ví dụ sinh động cho luận điểm này.Chính vì vậy mà trong đề tài này chúng tôi chủ yếu tập trung vàonghiên cứu các cơ chế xảy ra sự cố, các yếu tố ảnh hưởng, cácphương pháp nghiên cứu – công cụ nghiên cứu, các mô hình thiết bị,

để từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao mất ổn định góc rôto máyphát điện

Trong luận văn này, chúng tôi sẽ dành để phân tích ưu nhượcđiểm của các thiết bị PSS và SVC trong việc nâng cao ổn định gócrôto máy phát điện Việc nghiên cứu thành công đề tài sẽ góp phầntìm hiểu về nguyên lý làm việc, các ứng dụng của các thiết bị mớinhư PSS và SVC cũng như là cơ sở để nâng cao hiệu quả ổn định củaHTĐ nói chung, và là điều kiện tiền đề để khai thác tính năng củacác thiết bị PSS và SVC trong HTĐ Việt Nam Các nội dung chínhcủa luận văn: Tính cấp thiết của đề tài được trình bày trong chương Icủa luận văn Chương II của luận văn tóm tắt một số sự cố tan rãHTĐ điển hình trên thế giới trong một số năm gần đây Các nguyên

nhân chủ yếu dẫn đến các sự cố này, các định nghĩa, cũng như làphương pháp nghiên cứu nâng cao ổn định góc rotor máy phát điệnđược trình bày cụ thể trong chương này Chương III, nghiên cứu vềthiết bị PSS và SVC dùng để nâng cao ổn định góc rotor máy phátđiện Các kết quả mô phỏng với HTĐ chuẩn được trình bày trongchương IV của luận văn Chương V là các kết luận chủ yếu và cáckiến nghị.

Để hoàn thành luận văn, ngoài nỗ lực bản thân, tác giả đã nhận đượcrất nhiều sự quan tâm giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các Thày, các Côtrong suốt quá trình giảng dạy và khoa Đào tạo sau đại học trường Đạihọc Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên, đặc biệt là sự hướng dẫn tận

tình, chu đáo của thầy TS Nguyễn Đăng Toản trường Đại học Điện

lực Hà Nội

Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG I.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Hệ thống điện (HTĐ) đóng vai trò quan trọng đối với sự phát triểnkinh tế của mỗi quốc gia vì nó là một trong những cơ sở hạ tầng quantrọng nhất của nền kinh tế quốc dân Một HTĐ thường phân chia làm baphần chính: Phần phát điện - hay phần nguồn điện - bao gồm các nhàmáy phát điện như: nhiệt điện chạy than, nhiệt điện chạy khí, nhà máythủy điện, nhà máy điện hạt nhân, và một số loại phát điện khác… Phầntruyền tải, đây cũng có thể được coi là hệ thống xương sống của mộtHTĐ bao gồm các đường dây cao áp, và máy biến áp truyền tải Phầnphân phối, nơi điện áp được hạ thấp để cung cấp trực tiếp cho các phụtải khác nhau Để đảm bảo chế độ vận hành bình thường thì HTĐ cầnthỏa mãn các điều kiện về an ninh, tin cậy cung cấp điện, đảm bảo chấtlượng điện năng, và yêu cầu về kinh tế

Tuy nhiên, các HTĐ nói chung và HTĐ Việt Nam nói riêng đangphải đối mặt với những khó khăn: Thứ nhất là sự tăng lên quá nhanhcủa phụ tải: đặc biệt là với một nước đang phát triển nhanh như ViệtNam, đang đặt ra một thách thức lớn cho ngành điện và cả đất nướcnói chung: đó là làm sao phải đáp ứng được nhu cầu phụ tải Vấn đềthứ hai là sự cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên như than đá, dầu mỏ, khíđốt, và cả nguồn thủy điện Đây cũng là một áp lực to lớn đối vớingành điện của mỗi quốc gia Việc ứng dụng công nghệ hạt nhântrong sản xuất điện ở nước ta vẫn còn nhiều khó khăn, do vấn đề vềcông nghệ, sự lo ngại về an toàn, nguồn cung cấp nhiên liệu và cả sựhuy động vốn đầu tư lớn Vấn đề thứ ba đó là sự xuất hiện và sửdụng ngày càng nhiều các nguồn năng lượng tái tạo trên bình diện cảnước Một mặt, các nhà máy phát điện phân tán này góp phần giảm

thiểu gánh nặng cho nghành điện trên phương diện đáp ứng nhu cầuphụ tải, giảm tổn thất, tiết kiệm chi phí truyền tải, tận dụng nănglượng tái tạo sẵn có Cùng với sự xuất hiện của các thiết bị điện tửcông suất cả ở phía truyền tải và phân phối làm thay đổi căn bản kháiniệm về một HTĐ phân phối truyền thống, làm khó khăn hơn trongquản lý, vận hành, giám sát và điều khiển HTĐ Một vấn đề nữa màViệt Nam cũng đang phải đối mặt đó là các áp lực về môi trường docác nhà máy điện gây ra Do đó chúng ta cần phải xem xét kỹ lưỡngvấn đề này khi quyết định đầu tư xây mới những nhà máy điện chạythan, hay những đập thủy điện lớn Vấn đề thứ năm đó là xu hướngthị trường hóa ngành điện Nó làm thay đổi hoàn toàn khái niệm vềmột HTĐ truyền thống, phần nguồn, phần phân phối hoàn toàn mởcho các doanh nghiệp có thể tham gia xây dựng nhà máy điện, kinhdoanh điện Và đặc biệt là xu hướng kết nối các HTĐ với nhau, điềunày đã làm cho HTĐ ngày càng phức tạp về qui mô, rộng lớn cả vềkhông gian, khó khăn trong việc quản lý, vận hành, điều khiển giámsát.

Tất cả các vấn đề trên khiến cho các HTĐ được vận hành rất gầnvới giới hạn về ổn định Và đặc biệt là các HTĐ rất “nhạy cảm” với các

sự cố có thể xảy ra Một số sự cố tan rã HTĐ gần đây ở châu Âu, Bắc Mỹvới những hậu quả to lớn là những ví dụ sinh động cho luận điểm này.Trong đó có rất nhiều sự cố liên quan trực tiếp đến hiện tượng mất ổnđịnh góc rôto máy phát điện Chính vì vậy mà việc nghiên cứu vềnâng cao ổn định HTĐ là một nhu cầu cấp thiết đối với HTĐ nóichung và HTĐ Việt Nam nói riêng Đã có rất nhiều các nghiên cứutrên thế giới về vấn đề này, chủ yếu tập trung vào nghiên cứu các cơchế xảy ra sự cố, các yếu tố ảnh hưởng, các phương pháp nghiên cứu

pháp nâng cao mất ổn định góc rôto máy phát điện Trong đó, cónhiều tác giả tập trung vào nghiên cứu khả năng nâng cao ổn địnhgóc rôto máy phát điện bằng thiết bị ổn định công suất (powersystem stabilize- PSS) và thiết bị FACTS –SVC

Chính vì vậy trong luận văn này sẽ dành để phân tích ưunhược điểm của các thiết bị PSS và SVC trong việc nâng cao ổnđịnh góc rôto máy phát điện Việc nghiên cứu thành công đề tài sẽgóp phần tìm hiểu về nguyên lý làm việc, các ứng dụng của các thiết

bị mới như PSS và SVC cũng như là cơ sở để nâng cao hiệu quả ổnđịnh của HTĐ nói chung, và là điều kiện tiền đề để khai thác tínhnăng của các thiết bị PSS và SVC trong HTĐ Việt Nam

I.2 CÁC NỘI DUNG CHÍNH CỦA LUẬN VĂN

I.2.1 Nghiên cứu các sự cố tan rã hệ thống điện liên quan đến vấn đề mất ổn định góc rotor máy phát điện

I.2.2 Tìm hiểu phương pháp nghiên cứu và biện pháp nâng cao ổn định góc rotor máy phát điện bằng bộ ổn định công suất PSS và thiết bị FACTS - SVC

I.3 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Bản luận văn được trình bày như sau:

Tính cấp thiết của đề tài được trình bày trong chương I củaluận văn Chương II của luận văn tóm tắt một số sự cố tan rã HTĐđiển hình trên thế giới trong một số năm gần đây Trong đó, sự mất

ổn định góc rotor máy phát điện là một trong những nguyên nhânchính Các nguyên nhân chủ yếu dẫn đến các sự cố này, các địnhnghĩa, cũng như là phương pháp nghiên cứu nâng cao ổn định nhiễugóc rotor máy phát điện được trình bày cụ thể trong chương này.Chương III, giới thiệu về thiết bị PSS và SVC dùng để nâng cao ổn

định góc rotor máy phát điện Các kết quả mô phỏng với HTĐ chuẩnIEEE được trình bày trong chương IV của luận văn Chương V trìnhbày các kết luận chủ yếu và các kiến nghị.

I.4 GIỚI HẠN CỦA LUẬN VĂN

Bản luận văn chỉ đưa ra phân tích so sánh giữa thiết bị PSS vàSVC, và tác dụng của hai loại thiết bị này đối với nâng cao độ ổnđịnh góc rotor Phương pháp thực hiện là mô phỏng theo thời giancác tác động của bộ PSS và SVC khi có sự cố xảy ra trong HTĐ Kếtquả chỉ được áp dụng cho HTĐ ví dụ hoặc hệ thống điện chuẩn

Chương II: ĐỊNH NGHĨA VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ỔN

ĐỊNH GÓC ROTOR

II.1 PHÂN TÍCH CÁC SỰ CỐ TAN RÃ HỆ THỐNG ĐIỆN GẦN ĐÂY

II.1.1 Những sự cố tan rã hệ thống điện gần đây trên thế giới

Trong vòng hơn 20 năm, đã có rất nhiều sự cố tan rã HTĐ xảy ratrên khắp thế giới với những hậu quả vô cùng to lớn, thậm chí ở cácnước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Tây Âu… Trong phần này, một

số các sự cố điển hình được thảo luận tóm tắt dựa trên các tài liệutham khảo: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12],[13], [14], [15], [16], [17], [18] và [19]

II.1.2 Các nguyên nhân của sự cố tan rã hệ thống điện

Thông thường, một sự cố tan rã HTĐ là một hiện tượng phức tạp,với nhiều nguyên nhân khác nhau Trong luận văn này, chúng tôitổng kết một số các nguyên nhân chính như sau:

Nguyên nhân đầu tiên có thể bắt đầu ngay từ khâu qui hoạch vàthiết kế

Rất nhiều nguyên nhân nguy hiểm dẫn đến sự cố tan rã HTĐ xuấtphát từ quá trình vận hành HTĐ

Trong quá trình bảo dưỡng thiết bị cũng có những nguy cơ tiềm ẩn,đặc biệt là các công việc bảo dưỡng bất thường, sự hư hỏng của cácthiết bị điện quá cũ, thiếu những công việc bảo dưỡng định kỳ ( thậmchí là việc cắt tỉa cây trên hành lang tuyến)

Ngoài ra còn nhiều nguyên nhân khách quan khác, như sự hưhỏng bất thường của thiết bị bảo vệ, hệ thống quản lý năng lượng(Energy System management - ESM), hệ thống đánh giá trạng thái(state estimator-SE) và hệ thống đánh giá sự cố ngẫu nhiên thời gianthực (real time contingency analysis-RTCA)

Những điều kiện thời tiết bất thường (quá nóng, quá lạnh), hayhiện tượng thiên nhiên cũng là một trong những nguyên nhân dẫnđến việc tăng lên bất thường của phụ tải hay hư hỏng thiết bị

II.1.3 Cơ chế xảy ra sự tan rã hệ thống điện

Các cơ chế xảy ra sự cố rất khác nhau từ hệ thống đơn lẻ đến hệthống liên kết Cơ chế chung đó chính là sự mất ổn định của HTĐ và

có thể được tổng kết như sau:

 Ban đầu, HTĐ đang được vận hành ở những điều kiện bất lợi,khá gần với giới hạn ổn định Những điều kiện bất lợi đó làm chođiện áp ở một số nút bị giảm thấp

 Những điều kiện bất lợi này có thể phải tiếp tục chịu một hoặcmột số sự cố cực kỳ nguy kịch do việc mất thêm thiết bị như là mấtđường dây, máy phát quan trọng, làm phá vỡ tiêu chuẩn an ninh (N-1hay N-m (m2))

 Việc thiếu các biện pháp ngăn chặn kịp thời của các trung tâm điều

độ hệ thống, lỗi vận hành của con người, sự tác động sai của thiết bị bảo vệ,hay hư hỏng ẩn trong các hệ thống giám sát, điều khiển làm cho tình hìnhtrở lên nghiêm trọng hơn

 Sự tác động của máy biến áp điều áp dưới tải, hay các máyphát đã đạt đến giới hạn công suất tác dụng/phản kháng, làm choHTĐ mất khả năng điều khiển điện áp Kết quả là điện áp tiếp tụcgiảm thấp, dẫn đến sụp đổ điện áp và tan rã hệ thống

 Việc thiếu mô men cản các dao động hay quá trình quá độ dẫn đếncác máy phát điện bị mất đồng bộ, các hệ thống bảo vệ chống mất đồng

bộ tác động cắt các máy phát này ra khỏi HTĐ, làm cho sự mất cân bằngphát/ tải tăng lên mạnh hơn nữa, và dẫn đến việc cắt hàng loạt các thiết bịkhác, và làm sụp đổ hoàn toàn hệ thống

 Cơ chế tan ra HTĐ có liên quan trực tiếp đến cơ chế mất ổnđịnh điện áp/ tần số/ góc roto

II.1.4 Các dạng ổn định hệ thống điện

Như đã phân tích ở trên, mặc dù các sự cố tan rã HTĐ có nhiềunguyên nhân, nhưng nguyên nhân vật lý trực tiếp đó là sự mất ổnđịnh HTĐ Một tổng kết của IEEE/CIGRE về các loại ổn định đượcchỉ ra trong hình vẽ ở dưới đây: [1], [22]

Từ hình vẽ trên có thể thấy rằng mất ổn định góc rotor máy phátđiện là một trong những nguyên nhân gây ra sự cố tan rã HTĐ Vìvậy trong luận văn này, chúng tôi sẽ tập trung vào nghiên cứu về vấn

Ổn định góc rô-to: liên quan đến khả năng của các MPĐ đồng bộ

trong một HTĐ liên kết vẫn còn giữ được sự đồng bộ hóa sau khi trảiqua các kích động có thể xảy ra trong HTĐ Nó liên quan đến khảnăng duy trì/phục hồi sự cân bằng giữa mô men điện từ và mô men

cơ khi của mỗi máy phát điện đồng bộ trong HTĐ Sự mất ổn định cóthể xảy ra khi có sự tăng lên của góc rô to của một số MPĐ dẫn đến

sự mất đồng bộ hóa so với các MPĐ khác trong HTĐ Ổn định góc

có thể được phân loại thành 2 loại: ổn định góc với nhiễu loạn nhỏ

Ngắn hạn Dài hạn

Kích động lớn

( small signal stability), và ổn định góc khi quá độ (transientstability)

Ổn định quá độ (ổn định động) (transient stability) là khả năng

của HTĐ vẫn còn duy trì được sự đồng bộ hóa khi trải qua các kíchđộng lớn, ví dụ như ngắn mạch trên đường truyền tải, mất nguồnhoặc mất tải Các phản ứng của hệ thống dẫn đến sự sai lệch lớngóc rotor máy phát điện và bị tác động bởi hệ số góc công suất vớiquan hệ phi tuyến Ổn định quá độ phụ thuộc vào cả hai trạngthái hoạt động ban đầu của hệ thống và mức độ nghiêmtrọng của nhiễu loạn Sự bất ổn định thường là ở dạng khoảng cáchgóc không tuần hoàn do mô-men quay đồng bộ hóa không đủ, biểuhiện là sự mất ổn định dao động đầu tiên

Hình vẽ II-1: Góc Rotor phản ứng với một nhiễu loạn thoáng qua [1]

II.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định quá độ

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến ổn định quá độ như:

 Sự nặng tải của HTĐ

 Loại sự cố, vị trí sự cố, thời gian loại trừ sự cố

 Điện kháng của hệ thống truyền tải sau sự cố

 Điện kháng quá độ của MPĐ, hằng số quán tính của MPĐ

 Điện áp quá độ của MPĐ, điện áp quá độ này phụ thuộc vào

hệ thống kích từ

II.2.3 Phương pháp nghiên cứu

II.2.3.1 Phương pháp cân bằng diện tích

Phương pháp này đơn giản, trực quan, dễ hiểu về hiện tượng,vùng ổn định nhưng chỉ áp dụng được trong hệ thống có một máyphát nối với thanh góp vô cùng lớn, hoặc hai nhà máy nối với nhau

Hình vẽ II-2: Minh họa phương pháp cân bằng diện tích

II.2.3.2 Phương pháp tích phân số

 Phương pháp Ơle (Euler)

 Khó phân tích kết quả, không xác định được giới hạn ổn định,

độ dự trữ ổn định

Trong phạm vi luận văn, chúng tôi sẽ dùng phương pháp môphỏng để nghiên cứu, mô phỏng ổn định động của hệ thống

II.2.3.3 Hàm năng lượng quá độ (Phương pháp ổn định của

Lyapunov - Phương pháp trực tiếp)

Hình vẽ II-3: Minh họa phương pháp hàm năng lượng quá độPhương pháp trực tiếp có ưu điểm dễ hiểu, xác định được giớihạn ổn định nhưng rất khó xác định năng lượng tới hạn và quĩ tíchcủa sự cố

II.2.4 Phương pháp nâng cao ổn định góc rotor máy phát điện

Để nâng cao ổn định động góc rotor máy phát điện, có thể sửdụng một trong các biện pháp sau:

II.2.4.1 Nâng cao khả năng truyền tải

II.2.4.2 Ứng dụng các thiết bị bảo vệ tốc độ nhanh

II.2.4.3 Ứng dụng hệ thống đóng lặp lại tốc độ cao

II.2.4.7 Ứng dụng hệ thống van điều khiển tốc độ cao

Như đã phân tích ổn định quá độ ta thấy nguyên nhân chínhcủa mất ổn định góc roror máy phát điện liên quan trực tiếp đến hiệntượng thiếu mô men cản dao động trong HTĐ, và dao động côngsuất Vì vậy, trong luận văn tác giả tập trung nghiên cứu việc sử dụngcác thiết bị cung cấp mô men cản dao động và thiết bị chống daođộng công suất vào HTĐ

Bộ ổn định HTĐ (Power System Stabilizer - PSS) được coi làthiết bị chống dao động công suất có hiệu quả nhất Chức năng chínhcủa một bộ PSS là đưa thêm vào tín hiệu điều chỉnh ổn định ở đầuvào bộ kích từ của máy phát Các công trình nghiên cứu nhằm tìm rađiểm đặt tối ưu và tính toán bộ ổn định HTĐ đã được thảo luận trong cáctài liệu tham khảo [1],Error: Reference source not found, Error:Reference source not found, Error: Reference source not found, Error:Reference source not found, Error: Reference source not found, và Error:Reference source not found Việc lựa chọn tối ưu các thiết bị PSS thôngthường dựa vào việc dùng các hệ số tham gia của các chế độ nghiêmtrọng

Thiết bị bù linh hoạt - FACTS cũng được coi là thiết bị cungcấp mômen cản dao động để ngăn cản HTĐ dao động [1], Error:Reference source not found, Error: Reference source not found,Error: Reference source not found Ví dụ sử dụng thiết bị bù tĩnh -SVC và HVDC bằng cách bổ xung tín hiệu điều khiển được sử dụng

để cản HTĐ dao động Tuy nhiên việc đóng góp của thiết bị SVCtrong việc giảm xóc dao động của hệ thống do việc điều chỉnh điện

áp thường nhỏ Tác dụng của SVC trong việc nâng cao ổn định gócrotor phụ thuộc vào vị trí đặt SVC, sử dụng tín hiệu đầu vào, và thiết

kế điều khiển

Trong luận văn này, tác giả sẽ quan tâm việc so sánh tác dụngcủa thiết bị PSS và SVC trong việc nâng cao ổn định góc rotor máyphát điện

II.3 CÁC ĐỀ XUẤT NHẰM NGĂN CHẶN CÁC SỰ CỐ TAN RÃ HỆ THỐNG ĐIỆN

Sự cố tan rã HTĐ thường xuất hiện khi các sự cố xảy ra liên tiếp, cóliên quan với nhau, nhưng nếu các sự cố này xảy ra riêng rẽ thì hoàn toàn

có thể khắc phục được Các nguyên nhân dẫn đến sự cố có thể bắt nguồn

từ giai đoạn lập quy hoạch và thiết kế các chế độ vận hành hiện hành Đểngăn chặn các sự cố tan rã HTĐ trong tương lai, một số khuyến cáo trênthế giới được trích ra từ các tài liệu tham khảo [13], [39], [40]:

1 Giai đoạn qui hoạch và thiết kế:

2 Công tác bảo trì:

3 Các vấn đề liên quan đến vận hành HTĐ:

4 Giám sát sự cố : Để tạo điều kiện tìm hiểu biết tốt hơn cácnguyên nhân gây ra tan rã HTĐ và phân tích đầy đủ sau sự cố, cầnphải có cả việc phân tích và giám sát các sự cố Công việc này đã dẫn

đến sự phát triển của khái niệm “hệ thống đo lường diện rộng”(WAMS)

II.4 KẾT LUẬN

Trong chương này, những phân tích cơ bản về các sự cố tan rãHTĐ gần đây trên thế giới đã được thảo luận tóm tắt Những hiệntượng của các sự cố tan rã HTĐ có liên hệ với nhau rất phức tạp vàdạng hiện tượng là không giống nhau Những hậu quả của các sự cốtan rã HTĐ là rất lớn cả về an toàn HTĐ và quan điểm kinh tế

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến các sự cố tan rã HTĐ Các nguyênnhân có thể bắt nguồn từ giai đoạn lập quy hoạch và thiết kế, các lỗi trongquá trình vận hành HTĐ…

Các cơ chế xảy ra sự cố tan rã HTĐ đã được trình bày trong luậnvăn Các sự cố tan rã là kết quả của một chuỗi những biến cố như:bắt đầu với các điều kiện tải bất lợi, không đủ dự phòng công suất tácdụng và công suất phản kháng…

Trong luận văn này, chúng tôi tập trung vào phân tích về ổn định góc.Một số định nghĩa có liên quan đến ổn định quá độ, các phương phápnghiên cứu và cải thiện ổn định góc rotor cũng được thảo luận trongchương này

Chương III: NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ PSS VÀ SVC

III.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Như đã phân tích ở trên, nguyên nhân chính của vấn đề mất

ổn định góc rotor máy phát điện là do thiếu mômen cản dao động vàhiện tượng dao động công suất trong HTĐ Do đó để nâng cao ổnđịnh góc rotor cần phải đặt thiết bị cung cấp mô men cản dao động vàthiết bị chống dao động công suất vào HTĐ Sử dụng thiết bị PSS và

thiết bị FACTS- SVC là một trong những phương pháp có hiệu quảnhất để nâng cao ổn định góc rotor máy phát điện trong HTĐ.

III.2 THIẾT BỊ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT – POWER SYSTEM

STABILIZER- PSS

III.2.1 Mô hình thiết bị PSS

Cấu trúc một hệ thống kích từ điển hình được mô tả như hình vẽ:

Hình vẽ III-4: Sơ đồ điển hình về hệ thống kích từ

Mô hình ví dụ về PSS được Kundur mô tả như trong hình vẽ

Bộ điều chỉnh

AVR

Máy kích từ

Bộ biến đổi điện áp đầu cực

và bộ bù tải

Bộ ổn định (PSS)

Bộ hạn chế và bảo vệ

Hệ thống điện

MÁY PHÁT

1

1

w w

sT sT



1 2

11

sT sT

t

∆ωr

v 1 - +

+

v 2 v s

Khuếch đại Lọc cao tần Khối bù pha

Bộ chuyển đổi điện áp đầu cuối

Máy kích thích

Bộ ổn định công suất (PSS)

Hình vẽ III-5: Sơ đồ một hệ thống kích từ đơn giản với thiết bị

AVR và PSS

Trong đó PSS gồm 3 khối sau:

 Khối bù pha (phase compensation (5))

 Khối lọc cao tần (signal washout 4)

 Khối khuếch đại ổn định (stabilizer gain 3) KSTAB

III.2.2 Sử dụng PSS để nâng cao ổn định

III.2.2.1 Ổn định dựa trên tín hiệu tốc độ trục (detla-omega Δω)III.2.2.2 Bộ ổn định Delta-P-omega

Là bộ ổn định công suất PSS với cả tín hiệu công suất và tốc

độ quay của roto Công thức của bộ ổn định này được minh họa bằngcông thức toán học sau