Nghiên cứu sử dụng TCSC để nâng cao khả năng truyền tải của đường dây 500KV

N HUY ÁNH HVTH : PHAN VĂN HẢI Trang iv TÓM TT Nhng h thn hin hu luôn tn ti các nhánh xung yu nht có kh n quá tng xuyên. Khi mng i truyn tn b quá ti s là mt trong nhng nguyên nhân dn h thng b s. Bng nhiu gii pháp, các nhà cung cn luôn tìm cách gim sut s c  h thn v gn vi trng thái nh. Mt trong nhng gi cp trong ni dung nghiên cu này là ng dng tính hiu qu ca TCSC trong vic nâng cao kh i ca ng dây hin hu phc v tn.  gii quyt ra, ni dung nghiên c. Qua quá trình thc t vn hành h thn Vit Namt hin các ch  vn hành mà công sut truyn tng dây khá ln -  , các h ca nhà máy thn  Min Bc thic không th ng yêu cu ph ti nên ph        n Trung ra min Bc- ng dây b quá tn áp ti mt s ng dây gim thp d dn mt n áp. Tthc tin vt ra yêu cu chohng tip cn mi trong ni dung nghiên cu này chính làvic thay th các t bù c nh hin hu ti nút xung yu ng dây truyn ti Bc Nam bng TCSC . Kt hp gia gii thu xut và phn mm gii bài toán phân b công sut bng Matlab cùng vt c chng quá ti h thn. Kt qu  c rng             .  các ch  khác nhau, ta có th u khin giá tr X TCSC cho phù h truyn tng công sut mà ph ti yêu cng thm bo u kin n áp và gim tn tht công sut. GVHD : PGS.TS QUYN HUY ÁNH I Trang v SUMMARY The existing electrical system there is always the most critical branch is likely to lead to frequent overload. When the transmission network will be one of the causes leading to system collapse. By many measures, the power supply always looking for ways to reduce the problem to the system capacity close to the steady state. One of the solutions mentioned in the content of this research is the effective application of TCSC control power flows on the grid to overload. To solve the problem posed, research contents are as follows. Through practical operation of the power system Vietnam appeared that the operating modes on power transmission lines are quite large - in the summer , the lake of hydroelectric power plants in the North can not detect water shortage meet load requirements should be mobilized power flow from the South and the North - Central makes the line is overloaded , the voltage at a node on the lower lines easily lead to electrical instability pressure. From practical operational requirements set out for a new approach in the context of this research is the replacement of the existing fixed capacitors at critical nodes in the north-south transmission line with TCSC. Combining proposed algorithm and solve software distribution capacity by Matlab along with premium features of TCSC Vietnam to overload the electrical system. Results indicate the problem has been that placing TCSC make the operating system more flexible . In the different modes , we can control the value X TCSC appropriate to convey the power of load requirements , while ensuring stable voltage conditions and power losses. N HUY ÁNH HVTH : PHAN VĂN HẢI Trang vi MC LC Trang ta Trang Quy tài Tóm tt lý lch trích ngang i L ii Cm t iii Tóm tt iv Mc lc vi Danh sách các t vit tt ix Danh sách các hình x PHN A: GII THIU LU t v 1 2. Mc tiêu và nhim v c tài 1 2.1 Mc tiêu c tài 1 2.2 Nhim v c tài 2 m mi ca lu 2 4. Giá tr thc tin c tài 2 PHN B: NI DUNG 1 : Tng quan v h thn Vit Nam 1.1. Gii thiu     siêu cao áp 500kV Vit Nam 3 1.2. m k thut ca ng dây siêu cao áp 5 2 : Các bin pháp nâng cao kh i cng dây 2.1.Kh i cng dây 8 2.2.Các bin pháp nâng cao kh i 8 2.2.1 u và cung dây 9 - u chn áp máy phát - t thit b bù ngang GVHD : PGS.TS QUYN HUY ÁNH I Trang vii 2.2.2 i cu trúc h thn 9 - m s mng dây - t thit b bù dc 2.3. Bù dc trong h thng n 10 23.1  10 2.3.2.  11 2.3.2.1.      11 2.3.2.2.             11 2.3.2.3.             11 2.3.2.4.                   12 2.3.2.5. 12 3 : Nâng cao kh n ti cng dây bng thit b TCSC 3.1  14 3.2           15 3.3      16 3.4 Các ch       ca TCSC 16 3.4.1.Thyristor khóa 17 3.4.2.Thyristor ni tt 18 3.4.3Thyristor dn mt phn 18 3.5 M nâng cao ca TCSC 19 3.6 u khin ca TCSC 20 3.7 Biu thc tính toán 21 4: ng dng MATLAB tính t H thn Vit Nam 4.1. 26   xác lp ca h thn 26 4.2.-Seidei 27 4.2.-Raphson 29 c tính phân b công sut s dng Newton-Raphson 32 N HUY ÁNH HVTH : PHAN VĂN HẢI Trang viii  thut toán thành lp ma trn Y Bus 34  thut toán c b công sut h thn 35 4.3 Tính toán ch  xác lp ca h tht thit b TCSC 36 c tính toán khi gn thêm thit b TCSC vào h thng 36  thut toán khi gn thit b TCSC vào h thng 41 5 : 500   5.1.   42 5.1.1    44 5.1.2    45 5.2. 48 5.2.1    48 5.2.2    50 5.3.nng ti    53 5.3.1    55 5.3.2    PHN C: KT LUN VÀ HNG PHÁT TRI TÀI 1. Kt lun 58 ng phát tri tài 58 TÀI LIU THAM KHO 59 PH LC 60 GVHD : PGS.TS QUYN HUY ÁNH I Trang ix DANH SÁCH CÁC CH VIT TT AC Alternating Current DC Direct Current FACTS Flexible AC Transmission Systems SSSC Static Synchronous Series Compensator SVC Static Var Compensator TCR Thyristor Controlled Reactor TCSC Thyristor Controlled Series Capacitor TCVR Thyristor Controlled Voltage Regulator VSC Voltage Source Converter N HUY ÁNH HVTH : PHAN VĂN HẢI Trang x DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ CÁC BNG Trang ảình 2.1 : Sơ đồ đơn gin đường dây truyền ti 8 Hình 2.2 : Tụ bù nối tiếp ở n Độ 10 Hình 2.3 Đặc tính P((δ) khi không đặt tụ bù dọc và khi đặt tụ bù dọc 11 Hình 3.1 : Thiết bị TCSC của hãng ABB được lắp đặt tại M 14 Hình 3.2 :Thiết bị TCSC của hãng ABB được lắp đặt tại CANADA 14 Hình 3.3 :Cu tạo đơn gian của TCSC 15 Hình 3.4 : Cu tạo trên thực tế của thiết bị TCSC 16 ảình 3.5 : Điều khiển TCSC ở chế độ dung kháng 19 Hình3.6 : Dòng điện qua TCSC và mức độ nâng cao của TCSC 20 ảình 3.7 : Mô hình điều khiển của thiết bị TCSC 21 Hình 3.8 : Mạch tương đương 1 pha của TCSC 21 Hình 3.9 : Sự thay đổi điện kháng theo góc mở của TCSC 23 ảình 4.1 : Sơ đồ thuật toán thành lập ma trận 34 Hình 4.2 :Sơ đồ thuật toán của phương pháp Newton Raphson 35 ảình 4.3 : Sơ đồ thuật toán của phương pháp Newton Raphson khi gắn TCSC vào hệ thống 41 ảình 5.1 : Sơ đồ phân bố công sut khi chưa đặt TCSC lúc non ti 44 ảình 5.2 : Sơ đồ phân bố công sut khi đặt TCSC vào hệ thống lúc non ti 46 Hình 5.3 : Giá trị điện áp lúc vận hành non ti 47 ảình 5.4 : Sơ đồ phân bố công sut khi chưa đặt TCSC lỸc bình thường 49 ảình 5.5 : Sơ đồ phân bố công sut khi đặt TCSC vào hệ thống lỸc bình thường 51 Hình 5.6 : Giá trị điện áp lúc vận hành bình thường 52 ảình 5.7 : Sơ đồ phân bố công sut khi chưa đặt TCSC lúc nặng ti 44 Hình 5.8 : Sơ đồ phân bố công sut khi đặt TCSC vào hệ thống lúc nặng ti 46 GVHD : PGS.TS QUYN HUY ÁNH I Trang xi Hình5.9 : Giá trị điện áp lúc vận hành nặng ti LUN HUY ÁNH I Trang1 PHN A : GII THI 1 . T V Kh n ti cng dây siêu cao áp và các tiêu chí k thut liên n áp vn hành, nh, tn tht công sut ng dây, là nhng v c các nhà nghiên cu, k t k, vt bit quan tâm. H thn 500kV Vic xây dn hành t  n hành h thc liên tc m rng và phát trin (   thng gm có 3266        13  7650 MVA) nhng yêu cu truyn ti, cung cn cho ph ti ca c c. Qua quá trình thc t vn hành h tht hin các ch  vn hành mà công sut truyn tng dây khá ln  , các h ca nhà máy thn  Min Bc thic không th ng yêu cu ph ti nên ph       n Trung ra min Bc làm cho ng dây b quá tin áp ti mt s ng dây gim thp d dn n mt n áp. T thc tin vt ra yêu cu cho các nhà nghiên cu và k i tìm ra gi nâng cao kh n ti cng dây 500kV Vit Nam. Ngày nay, vi s phát trin ca các thit b công sut ng c nhng v  k thu t ra trong quá trình truyn ti công sut.Thit b FACTS (Flexible Alternating Current T c thit k  giúp cho vic truyn ti công sut trên ng dây mt cách nhanh chóng,linh hot mà vm bc các v k thut trong quá trình truyn ti.         ng tr ng dây,                       .  H thn. 2. MC TIÊU VÀ NHIM V C TÀI 2.1 Mc tiêu c tài Tìm hiu các ch  vn hành ca h thn Vit Nam. LUN HUY ÁNH I Trang2 Nguyên lý cu to, hong và mô hình toán ca TCSC. V trí tn truyn ti cp 500KV Vit Nam. 2.2 Nhim v c tài Tính toán lung công sut trong các ch  vn hành khác nhau. S d nâng cao kh n ti ca n. nh v trí ti  thay các t bù c nh bng i n truyn ti. ng dng thu gii bài toán c th. M MI CA LU T thc t trong vn hành bng các lp lun kh thi   ra v trí  thay các t bù c nh bng TCSC trên n truyn ti 500KV Vit Nam và kim tra bng phn mm Matlab. 4. GIÁ TR THC TIN C TÀI nh v trí  thay các t bù c nh b nâng cao kh i nhm gii quyt bài toán gii hn công sut truyn áp các nút trong vn hành. [...]... Plr X TCSC  X TCSC     r     Plr X TCSC  X TCSC       Vl    Plr X TCSC  X TCSC       Vr         Pr   l X TCSC      X TCSC       r    Ql  X TCSC       Vl   X TCSC      Vr    Qr   X TCSC     X TCSC   X   TCSC    Plr X TCSC  X TCSC   X TCSC     X TCSC      Pl  X TCSC    X TCSC ... tin cậy của đư ng dây, làmătĕngă ổnăđịnhăđộng và ổnăđịnhătƿnh của lứiăđiện, nâng cao chấtălượng cung cấpăđiện TCSC một trong những thi t bị quan tṛng trong thi t bị FACTS, có kh nĕngătĕngălượng công suất truy n t iătrênăđư ng dài v́i vốnăđầuătưăthấp hơn và th i gian để lắpăđặt vào sử dụng ngắnăhơnăsoăv́i việc xây dựngăthêmăđư ng dây Đ tài này, nghiên cứu sử dụng thi t bị TCSC dùngă để nâng cao kh nĕngăt... dài của đư ng dây bù,gây hậu qu bất lợiăđ n gíi ḥn ổnăđịnh và làmătĕngătổn thất 3.5 M căđ̣ nâng cao c a TCSC so v i t bù cố đ nh: G̣i KB làăđộ nâng cao Ta có: Xbypass :ăĐiện kháng TCSC HVTHă:ăPHANăVĔNăH I KB  X TCSC XC ch độ nối tắt Trang19 LU NăVĔNăTHẠCăSĨăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăGVHDă:ăPGS.TSăQUY N HUY ÁNH XTCSC :ăĐiện kháng của TCSC :ăĐiện kháng của tụ điện XC X TCSC : Mứcăđộ nâng cao XC của. .. linh họt sử dụng các thi t bị điện tử công suất và các thi t bị tƿnhăkh́c để đi u khiển một hoặc nhi u thông số của hệ thốngăđư ng dây t i điện xoay chi u Thi t bị FACTSăđược sử dụng để đi u chỉnhănhanhăđiện áp,tổng tr và góc pha của đư ng dây xoay chi u siêu cao áp Thi t bị FACTSăđưămangăđ n được những lợi ích chi nălược để c i thiệnăđư ng dây truy n t iăđiệnănĕngănhư:ătĕngă kh nĕng sử dụng của hệ thốngăđiện... hơnăgíătrị của tụ điện Thi t bị TCSC có thể vận hành nhi u ch độ v́i các giá trị điệnă kh́ngă kh́că nhau.ă Khiă điệnă ́pă đặt lên tụ điện và có dòngăđiện cḥyătrênăđư ng dây thì taăcóăđược giá trị điện kháng của thi t bị TCSC (XTCSC) U  X TCSC  Im  C   IL  Im : phần o của thươngă (3.3) UC IL KB là mứcăđộ nâng cao KB  X TCSC XC (3.4) XTCSC :ăĐiện kháng của TCSC XC :ăĐiện kháng của tụ điện ... của TCSC so v́i tụ bù cố định Hình 3.6 : Dòng điện qua TCSC và mức độ nâng cao của TCSC Thi t bị TCSC đi u khiển ch độ dung kháng, có kh nĕngăđi u chỉnh thấp nhấtăkhiăđặt giá trị tối thiểu bằng giá trị của tụ bù cố định, khiăđóămứcăđộ nâng cao KB=1.ăVàăđ̣t giá trị cao nhất khi KB=3 Dòngăđiệnăđịnh mức qua thi t bị TCSC kho ng 1500A, TCSC cho phép vận hành trong 30 phút quá t i,ălúcănàyădòngăđiệnăqua TCSC lênăđ... điệnă kh́ngă đư ng dây, điệnắpă2ăđầuăđư ng dây và góc lệch pha giữaăchúng.Trênălứiăđiện siêu cao áp việc truy n t i công suấtătrênăđư ng dây trênăkhôngăthư ng bị gíi ḥn b iăđiện kháng của đư ng dây, giá trị điện kháng rất cao này nhăhư ngăđ n các chỉ tiêu kinh t ,kỹ thuật của đư ng dây, làm gi m kh nĕngă truy n t i của đư ng dây, làm tĕng góc lệch pha của điện áp giữaă2ăđầuăđư ng dây, tổn thất công... nguồn,đư ng dây 500kV ṃchă1ăđưăqúăt i.Chính vì vậy,ăth́ngă12/2003,ăđư ng dây 500kV ṃch 2ăđược gấp rút kh i công xây dựng để chống quá t i và cung cấpăđiện cho sự phát triển kinh t ,xã hộiăb̀nhăthư ng của mi n Bắc và mặt khác là nâng cao độ tin cậy HVTHă:ăPHANăVĔNăH I Trang4 LU NăVĔNăTHẠCăSĨăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăăGVHDă:ăPGS.TSăQUY N HUY ÁNH của hệ thốngă khiă cóă đư ng dây ṃch kép 500kV Bắc-Nam.Đư... (blocking mode) Khi các van của thyristorăđ u không m ,ăćcăxungăđi u khiển để m thyristor đ u bị khóa, thyristor sẽ không dẫn,lúc này TCSC vận hành ch độ khóa Dòng điện cḥy chỉ cḥy qua dàn tụ Taă cóă điện áp của tụ điệnă khiă cóă dòngă điện trên đư ng dây: U C  jX C I L (XC < 0) (3.5) Trongătrư ng hợp này TCSC tr thành tụ điện, mứcăđộ nâng cao là 1 vàăđiện kh́ng TCSC làăđiện kháng của tụ HVTHă:ăPHANăVĔNăH... khiển biểu thị tổng tr điện c m  TCSC có kh nĕngăvận hành vận hành ch độ điện c m và ch độ điện dung .TCSC ch độ điện c măălàmătĕngăchi u dài của đư ng dây bùădoăđóălàmăgi m kh nĕngă truy n công suất tác dụng. Ngược ḷi khi TCSC vận hành ch độ điện dung khi làm gi m chi u dài của đư ng dây, do vậyălàmătĕngăkh nĕngătruy n công suất tác dụng Khi thyristorăđi u chỉnhăđiện kháng của cuộn c m sẽ gây ra tổn thất . qua TCSC và mức độ nâng cao của TCSC 20 ảình 3.7 : Mô hình điều khiển của thiết bị TCSC 21 Hình 3.8 : Mạch tương đương 1 pha của TCSC 21 Hình 3.9 : Sự thay đổi điện kháng theo góc mở của TCSC. thiu     siêu cao áp 500kV Vit Nam 3 1.2. m k thut ca ng dây siêu cao áp 5 2 : Các bin pháp nâng cao kh i cng dây 2.1.Kh i cng dây 8 2.2.Các. 3.2 :Thiết bị TCSC của hãng ABB được lắp đặt tại CANADA 14 Hình 3.3 :Cu tạo đơn gian của TCSC 15 Hình 3.4 : Cu tạo trên thực tế của thiết bị TCSC 16 ảình 3.5 : Điều khiển TCSC ở chế độ dung