Chất lượng điện năng sóng hài lọc tích cực

Chất lượng điện năng sóng hài lọc tích cực

Chất lượng điện Sóng hài - Lọc tích cực Đặt vấn đề  Chất lượng điện – Chất lượng tần số – Chất lượng điện áp  Độ lệch điện áp  Độ dao động điện áp  Độ không sin  Độ không đối xứng  Độ tin cậy cung cấp điện Nội dung báo cáo     Sóng hài – Nguồn gốc – Tác hại Tiêu chuẩn - Giải pháp – Ở nước – Ở Việt Nam Lọc tích cực Kết bước đầu - Hướng phát triển Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại  Sóng điều hòa = Σ (sóng + điều hòa bậc cao hơn) =Σ Sóng hài - Nguồn gốc – Tác hại  Sóng vuông điều hòa Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại     Các hệ thống có điều khiển góc mở Thyristor – Điều khiển độ sáng đèn, bếp điện điều khiển tốc độ quạt dùng triac Đóng cắt tụ Máy biến áp làm việc vùng (gần) bão hòa – Mạch từ bị bão hòa nên từ thẩm (điện cảm) suy giảm  dòng điện tăng vọt Lò hồ quang, đèn Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại  Các hệ thống có chỉnh lưu đầu vào – Hệ thống nguồn chuyển mạch – Chỉnh lưu pha có điều khiển – Chỉnh lưu pha có điện cảm lọc DC – Chỉnh lưu pha có điện cảm lọc AC Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại   Méo hệ thống điện áp – Phụ tải yêu cầu dòng phi tuyến – Dòng điện phi tuyến chạy qua tổng trở đường dây tuyến tính gây sụt áp phi tuyến – Sụt áp phi tuyến tương tác với tải khác Méo điện áp gây tác hại dẫn xuất không thống kê Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại   Làm xấu hệ số công suất - PF – Càng nhiều sóng hài, hệ số công suất xấu Nhiễu điện từ – Các kênh thông tin đặt gần bị ảnh hưởng Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại  Phát nóng phụ trội thiết bị điện – Tăng điện trở hiệu dụng dây (thanh) dẫn hiệu ứng bề mặt hiệu ứng gần  THD khoảng 10% gây tổn hao phụ thêm 6% ! – Máy biến áp bị tải gây già hóa cách điện sớm  Phải tăng công suất lắp đặt cho MBA (UTE C15-112) giảm trừ công suất phải cung cấp cho phụ tải sóng hài – k – hệ số suy giảm công suất – Th – tỷ lệ dòng hài với dòng 10 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Cách ly phụ tải nhóm phụ tải ô nhiễm – Nhóm phụ tải phi tuyến với – Dùng máy biến áp riêng – Dùng máy biến áp có tổ đấu dây đặc biệt 15 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Lọc tích cực - Nguyên lý 16 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Lọc tích cực - Thực cho hệ pha – Lý thuyết công suất tức thời – Mô hình hóa Matlab - Kết mô – Thực chế tạo phần cứng - Điều khiển nhúng 17 Lý thuyết công suất tức thời   Xuất phát từ nhu cầu cần định nghĩa lại khái niệm công suất có xét đến có mặt thành phần sóng hài Do GS Hirofumi Akagi đề xuất năm 1984 p3Ø= vaia + vbib + vc ic = vαiα+vβiβ +v0i0 = 18 Mô hình hóa Matlab 19 Mô hình hóa Matlab   Dạng sóng dòng điện nguồn sin có tham gia lọc Giá trị hiệu dụng giảm có bù dòng chỗ 20 100 Mô hình hóa Matlab 50 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time (s) 0.12 THD giảm đáng kể (từ 40% 3%) 0.14 0.16 0.18 800 900 Fundamental (50Hz) = 31.51 , THD= 3.14% 30 Mag (% of Fundamental)  25 20 15 10 0 100 200 300 400 500 Frequency (Hz) 600 700 1000 21 Mô hình hóa Matlab    Công suất phản kháng bù, nguồn gần truyền tải công suất phản kháng Cos(φ) ≈ 1, tổn thất điện áp (điện năng) giảm  kết khích lệ  chế tạo thử nghiệm 22 Chế tạo thử nghiệm  Phần mềm & thuật toán – Vi xử lý Microchip – Thuật toán tính dòng điều khiển  Phần cứng – Phụ tải công suất nhỏ – Chế tạo thử điện cảm – Mạch điều khiển 23 Phần cứng Kết bước đầu  Dòng tải  Dòng bù (tính toán ) 25 Kết bước đầu  Dòng tải dòng nguồn( tính toán) sau bù  So sánh pha dòng nguồn sau bù (tính toán) điện áp lưới 26 Phương hướng phát triển     Hoàn thiện cấu trúc điều khiển Triển khai thuật toán điều khiển pha Tối ưu hóa thông số phần tử (điện cảm, tụ …) Nghiên cứu nhiễu tương thích điện từ 27 Kết luận   Hiện chưa có quan tâm mức đến tác hại sóng hài hệ thống điện Việt Nam Kết bước đầu số biện pháp cải thiện chất lượng điện 28 Phạm Chánh Hưng TDH50 Lê Huy Hoàng TDH50 Trịnh Mạnh Hân TBD50 Phạm Quý Thắng TBD50 Lê Duy Hưng TDH50 29 [...]... chuẩn - Giải pháp  Lọc tích cực - Nguyên lý 16 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Lọc tích cực - Thực hiện cho hệ 1 pha – Lý thuyết công suất tức thời – Mô hình hóa trên Matlab - Kết quả mô phỏng – Thực hiện chế tạo phần cứng - Điều khiển nhúng 17 Lý thuyết công suất tức thời   Xuất phát từ nhu cầu cần định nghĩa lại các khái niệm công suất có xét đến sự có mặt của các thành phần sóng hài Do GS Hirofumi Akagi... và điện áp lưới 26 Phương hướng phát triển tiếp theo     Hoàn thiện cấu trúc điều khiển Triển khai thuật toán điều khiển 3 pha Tối ưu hóa thông số phần tử (điện cảm, tụ …) Nghiên cứu về nhiễu và tương thích điện từ 27 Kết luận   Hiện tại vẫn chưa có sự quan tâm đúng mức đến tác hại của sóng hài trong hệ thống điện Việt Nam Kết quả này chỉ là bước đầu trong một số các biện pháp cải thiện chất lượng. . .Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại  Quá tải đối với các hệ thống tụ bù MV và LV – Tổng trở tụ nghịch biến với tần số – Mức độ ô nhiễm sóng hài càng lớn, tụ càng bị quá tải nặng nề  Cần phải có các tiêu chuẩn khống chế mức phát thải sóng hài trên lưới phân phối 11 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Tiêu chuẩn IEC 61000-3-2 (năm 2005)... kháng được bù, nguồn gần như không phải truyền tải công suất phản kháng Cos(φ) ≈ 1, tổn thất điện áp (điện năng) giảm  kết quả rất khích lệ  chế tạo thử nghiệm 22 Chế tạo thử nghiệm  Phần mềm & thuật toán – Vi xử lý Microchip – Thuật toán tính dòng điều khiển  Phần cứng – Phụ tải công suất nhỏ – Chế tạo thử điện cảm – Mạch điều khiển 23 Phần cứng Kết quả bước đầu  Dòng tải  Dòng bù (tính toán )... 1001,000 15.0 7.0 6.0 2.5 1.4 20.0  HỆ THỐNG/ Điện áp Ứng dụng đặc biệt Ứng dụng chung Ứng dụng chuyên biệt 120 - 600V 3.0 5.0 8.0 Đến 69KV - 5.0 - Việt Nam được phép áp dụng các tiêu chuẩn trên 13 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Lọc thụ động (Passif Filter) – Tạo trở kháng lớn (lọc nối tiếp) – Tạo “bẫy” (lọc song song) 14 Tiêu chuẩn - Giải pháp  Cách ly phụ tải hoặc nhóm các phụ... của các thành phần sóng hài Do GS Hirofumi Akagi đề xuất năm 1984 p3Ø= vaia + vbib + vc ic = vαiα+vβiβ +v0i0 = 18 Mô hình hóa bằng Matlab 19 Mô hình hóa bằng Matlab   Dạng sóng dòng điện nguồn sin hơn khi có sự tham gia của bộ lọc Giá trị hiệu dụng giảm do có bù dòng tại chỗ 20 100 Mô hình hóa bằng Matlab 50 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 Time (s) 0.12 THD giảm rất đáng kể (từ 40% về 3%) 0.14 0.16 0.18... thích điện từ 27 Kết luận   Hiện tại vẫn chưa có sự quan tâm đúng mức đến tác hại của sóng hài trong hệ thống điện Việt Nam Kết quả này chỉ là bước đầu trong một số các biện pháp cải thiện chất lượng điện năng 28 Phạm Chánh Hưng TDH50 Lê Huy Hoàng TDH50 Trịnh Mạnh Hân TBD50 Phạm Quý Thắng TBD50 Lê Duy Hưng TDH50 29 ...  Chất lượng điện – Chất lượng tần số – Chất lượng điện áp  Độ lệch điện áp  Độ dao động điện áp  Độ không sin  Độ không đối xứng  Độ tin cậy cung cấp điện Nội dung báo cáo     Sóng hài. .. Nam Lọc tích cực Kết bước đầu - Hướng phát triển Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại  Sóng điều hòa = Σ (sóng + điều hòa bậc cao hơn) =Σ Sóng hài - Nguồn gốc – Tác hại  Sóng vuông điều hòa Sóng hài. .. khiển – Chỉnh lưu pha có điện cảm lọc DC – Chỉnh lưu pha có điện cảm lọc AC Sóng hài - Nguồn gốc - Tác hại   Méo hệ thống điện áp – Phụ tải yêu cầu dòng phi tuyến – Dòng điện phi tuyến chạy qua