ổn định trong hệ thống điện

ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Pe Trứoc cố d Pm Sau cố A2 a TS Nguyễn Đăng Toản e A1 Khi cố b c o max c KHOA HTĐ-ĐHĐL – M401 toannd@epu.edu.vn 0966691586  Các nguồn tham khảo  Tài liệu tham khảo:        Các phần mềm:  10/16/2015 Điều khiển ổn định HTĐ – GS.TS Lã Văn Út (ĐHBK)- nxb KHKT 2000 Ổn định HTĐ – GS.TS Trần Bách (ĐHBK) Power System Stability and Control – Praha Kundur- McGraw Hill 1994 (pdf) Voltage stability of electric power systems -Thierry Van Cutsem 1998 (pdf) Power System Voltage Stability – Carson W Taylor- McGraw Hill 1994 (pdf) Các báo khoa học IEEE, tiếng việt (google.com) Matlab, PSS/E, Powerworld Nguyễn Đăng Toản Bài trình bày theo nhóm Mỗi nhóm có tập trình bày slide, vòng 5-7 phút  Tìm hiểu ổn định độ     Tìm hiểu ổn định điện áp      Dùng chương trình để mô cố Các cố giới    10/16/2015 Các yếu tố ảnh hưởng ( tải , ULTC, OEL, MPĐ… Phương pháp nghiên cứu (mô động, hay tuyến tính hóa) Các biện pháp nâng cao ổn định điện áp ( phòng ngừa, ngăn chặn Bảo vệ rơle (sa thải phụ tải) Mô cố   Các yếu tố ảnh hưởng( thời gian tồn cố, vị trí, loại…) Phương pháp nghiên cứu (diện tích, số, trực tiếp…) Các biện pháp nâng cao ổn định độ ( HVDC, PSS, SVC, TCSC, van điểu khiển tốc độ cao, hệ thống kích từ……) Ý 2003 USA 2003 Việt Nam 2013 …  Nguyễn Đăng Toản Các đề tài khoa học chuyên đề đồ án tốt nghiệp      10/16/2015 Nghiên cứu dạng ổn định HTĐ, Các yếu tố ảnh hưởng Các biện pháp nâng cao ổn định Nghiên cứu khả nâng cao giới hạn truyền tải, nâng cao ổn định HVDC, FACTS Nghiên cứu ảnh hưởng đến ổn định HTĐ có HVDC-VSC, lượng gió Nguyễn Đăng Toản MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN  Lịch sử phát triển htđ  Định nghĩa phân loại ổn định htđ  Một số ví dụ ổn định HTĐ MÔ HÌNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NGHIÊN CỨU ÔN ĐỊNH HTĐ Mô hình máy phát điện đồng Các thiết bị khác ỔN ĐỊNH VỚI NHIỄU LOẠN NHỎ Phương pháp tuyến tính ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ Phương pháp diện tích Phương pháp số ỔN ĐỊNH ĐiỆN ÁP 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HTĐ  Lịch sử phát triển hệ thống điện  Nguyên nhân cố tan rã hệ thống điện  Định nghĩa phân loại ổn định hệ thống điện  Một số ví dụ tan rã hệ thống điện  Các chế độ làm việc hệ thống điện  Mục tiêu khảo sát ổn định 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ Bóng đèn Edison  Năm 1882, Thomas Alva Edison lần đầu thiết lập nhà máy điện Mỹ, với tải 400 bóng đèn, bóng có công suất 83 W   Điện áp lúc 110 V chiều (DC=Direct Current) Các MPĐ động điện chiều  Đồng thời châu ÂU, HTĐ truyền tải, phân phối điện đến phụ tải cho mục đích sử dụng chung,  Năm 1885, Ferranti thiết kế htđ, nhà máy điện Deptford bên bờ sông Thames để cung cấp điện cho thủ đô London: http://www.wikipedia.com/   10/16/2015 Sử dụng dòng điện xoay chiều (AC=Alternating Current, Dùng hệ thống cáp ngầm Điện áp 10kV Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ (tiếp)  Khi HTĐ phát triển, làm nảy sinh vấn đề  Các tiêu kỹ thuật     Các tiêu kinh tế Hai yếu tố định đến phát triển HTĐ:    Tổn thất truyền tải điện xa Vấn đề ổn định/điều khiển hệ thống Sự phát minh MBA (chỉ làm việc với dòng điện xoay chiều) Sự phát minh Từ trường quay: =>động máy phát điện nhiều pha Cuối cùng, người ủng hộ HTĐ-AC chiến thắng “Cuộc chiến hệ thống điện” Ngày nay, HTĐ chủ yếu dùng hệ thống dòng điện pha xoay chiều 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ -Ví dụ htđ đại  Phụ tải tăng  Cạn kiệt tài thiên nhiên IPP PHÁT ĐIỆN Đốt than Cạn kiệt tài nguyên Môi trường nguyên Thủy điện Hạt nhân HTĐ khác đ/dây liên lạc  Áp lực tối đa hóa lợi ích kinh tế   HTĐ Phi điều tiết Thị trường điện DG Các HTĐ vận hành gần giới hạn ổn định, an toàn => ổn định HTĐ 10/16/2015 TRUYỀN TẢI IPP Nguyễn Đăng Toản HV/MV Tải Công nghiệp Điện phân tán HV/MV Công nghiệp MV/LV MV/LV Tòa nhà Gia đình PHÂN PHỐI 10 Giới thiệu chung 1.2 Một số ví dụ tan rã htđ ổn định (blackout)  Một số cố tan rã HTĐ giới ổn định HTĐ            10/16/2015 Pháp, 1978, 1987 Bỉ, 1982 Thụy Điển, 1983 Mỹ: 1965 Florida 1985, WSCC 1996 (hai cố), NERC 2003 Tokyo-Nhật Bản, 1987 Nhật 2011/ Thảm họa hạt nhân Phần Lan, 1992 Thụy Điển/Đan Mạch, 2003 Ý, 2003 Hi Lạp, 2004 Các quốc gia Tây Âu, 4/11/2006 Ấn độ, 2012  Những hậu nghiêm trọng Ý - 2003:     Mỹ - 2003:    Phụ tải bị căt: 62800MW Thời gian điện: 30 h Các quốc gia tây âu -2006:   Phụ tải bị cắt: 27GW Thiệt hại ước tính:chục tỉ USD 15 triệu người bị ảnh hưởng, chia tách thành ba vùng độc lập, cắt khoảng 19000MW Ấn độ -2012:  22/28 Bang điện, 600 triệu người bị ảnh hưởng HẬU QUẢ NGHIÊM TRỌNG Nguyễn Đăng Toản 11 HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆTNAM THÌ SAO?  Ngày 17/5/2005:   Mất tụ bù dọc 500kV chế độ vận hành cao điểm, điện áp thấp gây ổn định điện áp làm tách đôi hệ thống điện 500kV, 1074MW Miền Bắc: 14h40 ngày 27/12/2006,  10/16/2015 Một MC trạm 500kV Pleiku bị hỏng, gây rã lưới toàn hệ thống điện miền Bắc (từ Quảng Bình trở ra) Sau 40 phút, phụ tải miền Bắc cấp điện trở lại.Theo xác định thời điểm trên, đ/d 500kV Đà Nẵng-Pleiku truyền tải với công suất cao miền Bắc để giúp tích nước cho hồ Hòa Bình hồ Thác Bà theo kế hoạch bảo đảm điện mùa khô năm 2007, Nguyễn Đăng Toản 12 HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆTNAM THÌ SAO?  Lúc 5h07 ngày 28.2.2008:   Sự cố mạch đường dây 500kV Pleiku-Đà Nẵng liên kết làm điện nhiều tỉnh, thành phố miền Bắc Một số NMNĐ chạy than bị tách khỏi lưới Đến 5h41 cố xử lý liên kết lại mạch đường dây 500kV Lúc 10h07 ngày 25/9/2009:  10/16/2015 Điện áp sụt giảm nhanh trạm 500kV Đà Nẵng (425kV) trạm 500kV Hà Tĩnh (415kV) gây sụp đổ điện áp hệ thống điện 500kV Tại trạm Hà Tĩnh, bảo vệ điện áp thấp mức (350kV) tác động cắt mạch đường dây 500kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng tách đôi hệ thống điện 500kV Việt Nam Tổng lượng tải bị 1440MW 13 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆTNAM THÌ SAO?  Miền nam Việt Nam    14 15 ngày 22/5/2013 cố đường dây 500 kV Di Linh - Tân Định gây điện tỉnh phía Nam 15 54, EVN vận hành trở lại đường dây 500 kV Bắc - Nam 22 40, EVN khôi phục lại toàn hệ thống điện miền Nam  Tại Campuchia  Nguyên nhân    Nguyên nhân cố xe cẩu chở gỗ vướng vào đường dây tải điện 500kV làm gây nhảy tất tổ máy phát điện, dẫn tới hệ thống điện miền Nam toàn (với tổng công suất khoảng 9.400 MW)=> Vi phạm hành lang tuyến Ảnh hưởng    Điện bị lúc chiều phần lớn Phnôm Pênh, đến tối có điện trở lại 15 nhà máy điện với 43 tổ máy phải tách khỏi lưới điện Tổng thời gian khôi phục kéo dài tiếng Hậu vụ việc đánh giá nghiêm trọng Thiệt hại ngành điện ước tính ban đầu 14 tỉ đồng Phản ứng 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 14 HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆTNAM THÌ SAO? -Điện áp giảm thấp- Sụp đổ điện áp??? - Tần số giảm nhanh- dẫn đến MPĐ nhiệt điện – Sụp đổ tần số - Thời gian khoảng phút??? Nhanh 10/16/2015 15 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Cơ chế xảy ổn định/ tan rã htđ Cắt tải Mất ổn định Góc rô to thời tiết Nặng Tải P Q Sự đồng đ/d G Cắt MPĐ,đ/dây thiếu Q Sự cố Nguy hiểm Suy giảm tẩn số Mất ổn định Tần số G Max Q Quá tải G line V? Max tap V thấp V giảm Tổn thất Q đ/d dài G 10/16/2015 Tải Nguyễn Đăng Toản Mất ổn định Điện áp Sụp đổ điện áp Q? HTĐ Mất đồng G line Dao động V P 16 Giới thiệu chung Cơ chế xảy ổn định Tan rã HTĐ 10/16/2015 17 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.3 Nguyên nhân cố tan rã HTĐ Bảo dưỡng Không update tiêu chuẩn Thiết kế, chỉnh định sai Thiết bị cũ Bảo dưỡng bất thường Không tuân thủ tiêu chuẩn Thiếu khóa đào tạo nâng cao Nuclear Plant Dự báo phụ tải sai HTĐ Hydro Plant Coal fired Qui hoạch thiết kế Hư hỏng ẩn Biện pháp cứu vãn Biện pháp phòng ngừa Không hiểu kỹ hệ thống điện quản lý vận hành 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản Hư hỏng bảo vệ Phối hợp Tự nhiên Điều kiện bất thường Khẩn cấp Vận hành N/nhân khách quan 18 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ  Khái niệm đồng hóa  Trạng thái đồng pha δ 100km/h 100km/h Rotor 6m  10/16/2015 Trạng thái đồng ổn định 19 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ  Định nghĩa IEEE/CIGRÉ-2004 (Institute of Electrical and Electronic Engineering-IEEE-US, Conseil International Grand Resaux Electriques -EU)   10/16/2015 Ổn định hệ thống điện khả HTĐ-ở chế độ vận hành ban đầu cho trước- lấy lại trạng thái vận hành cân sau trải qua cố xảy HTĐ, với tất biến hệ thống (biến vật lý/trạng thái) nằm giới hạn trì tính toàn vẹn HTĐ Tính toàn vẹn HTĐ trì thực tế toàn HTĐ nguyên vẹn mà không cần phải cắt MPĐ/Tải cách không cần thiết Nguyễn Đăng Toản 20 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ P (MW) 3000 2900 2800 Định nghĩa IEEE/CIGRÉ 2004 2700 2600 2500 2400 2300 Ổn định HTĐ 12 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 t (s) Góc roto  Mất ổn định nhiễu loạn nhỏ(USA1996) Ồn định góc roto Ổn định tần số Ổn định điện áp t/h t/h t/h 0 Nhiễu loạn nhỏ Quá độ Ngắn hạn Ngắn hạn Nhiễu loạn nhỏ Dài hạn Ngắn hạn V(kV) Nhiễu loạn lớn t(s) Ổn định độ Dài hạn t(s) 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 23 Sụp đổ điện áp khoảng dài hạn (USA 1996) Giới thiệu chung Ví dụ tan rã HTĐ dao động công suất WSCC-1996  Ví dụ tan rã HTĐ WSCC dao động công suất (10 August 1996 WSCC (Western Systems Coordinating Council )  Nhiệt độ cao vùng Tây bắc; Công suất truyền tải lớn từ Canada đến California  Trước xảy cố chính, ba đ/d 500 kV từ vùng Columbia River đến trung tâm phụ tải Oregon bị cắt phóng điện vào  Đ/d liên lạc: California-Oregon Interties mang tải 4330 MW từ bắc – nam  Đ/d liên lạc HVDC Pacific mang tải 2680 MW từ bắc – nam, 2300 MW chạy từ British Columbia  Dao động công suất với tần số tăng dần 0,23 Hz dẫn đến cắt đường dây lại, tạo thành bốn đảo độc lập   10/16/2015 Mất 30.500 MW tải, 7,5 triệu khách hàng điện khoảng từ vài phút đến 9h Mất ổn định nhiễu loạn nhỏ Nguyễn Đăng Toản 24 Giới thiệu chung Ví dụ tan rã HTĐ dao động công suất WSCC-1996 Kết việc dao động công suất hệ thống bị chia tách thành bốn đảo độc lập 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 10/16/2015 MW Flow on Malin –Round Mountain 12 16 19 22 Nguyễn Đăng Toản 25 28 31 34 37 40 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 25 Time in Seconds Giới thiệu chung Ví dụ tan rã HTĐ dao động công suất WSCC-1996 Kết việc dao động công suất hệ thống bị chia tách thành bốn đảo độc lập 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 26 Giới thiệu chung Ví dụ tan rã HTD ổn định độ- Braxin 1999   Thời gian: 22:16:00h, ngày 11 tháng 3năm 1999 Brazil, HT mang tải : 34.200 MW Trình tự cố:       10/16/2015 Phóng điện pha góp trạm biến áp Bauru Substation sét đánh Do hệ thống bảo vệ góp Bauru dẫn đến cắt đường dây 440 kV HTĐ trì ổn định sau cố đầu tiên, nhiên sau dẫn đến ổn định đường dây 400kV khác, mang tải nặng bị cắt vùng ba bảo vệ khoảng cách Quá trình cắt liên tiếp đường dây, NMĐ Sao Paulo, kéo theo đường HVDC 750 kV AC nối với Thủy điện Itaipu HTĐ hoàn toàn bị chia tách: 24.700 MW tải; vài đảo độc lập với lượng tải 10,000 MW Mất ổn định độ 27 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 11 March 1999 Brazil Blackout  Nguyên nhân: ổn định độ sau trải qua cố nguy hiểm trạm Bauru 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 28 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ điện áp –WSCC-1996  Sự cố bang miền tây nước Mỹ (Western Systems Coordination Council -WSCC) /7/1996:   Vùng Wyoming Idaho lúc 14h24’ 37’’: HT nặng tải, nhiệt độ vùng cao, khoảng 38°C Lượng CS truyền tải từ vùng Pacific NW California cao cụ thể sau:    10/16/2015 Đ/d liên lạc AC: 4300MW (giới hạn 4800MW) Đ/d liên lạc DC: 2800MW ( giới hạn 3100MW) Sau có cố ngắn mạch pha đường dây 345 kV từ nhà máy điện 200MW Jim Bridger vùng Wyoming đến Udaho phóng điện từ đường dây vào hành lang tuyến 29 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ điện áp –WSCC-1996      10/16/2015 Sự cố dẫn đến việc cắt đường dây mạch kép khác tác động sai bảo vệ rơ le Việc cắt bốn tổ máy nhà máy điện Jim Bridger theo tiêu chuẩn ổn định lẽ làm ổn định lại HTĐ Tuy nhiên việc cố cắt đường dây 220kV miền đông Oregon làm điện áp giảm thấp vùng miền nam Idaho, suy giảm vùng trung tâm Oregon Khoảng 24 giây sau, đường dây 220kV dài khác từ vùng miền tây Montana đến miền nam Idaho bị cắt vùng ba bảo vệ khoảng cách, điều làm cho đường dây kép 161kV khác bị cắt sau dẫn đến việc suy giảm nhanh điện áp vùng Idaho Oregon Khoảng giây sau, đường dây 220kV từ Hells Canyon đến Boise bị cắt ra, giây sau, hệ thống truyền tải liên lạc với vùng Pacific bị cắt Nguyễn Đăng Toản 30 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ điện áp –WSCC-1996   10/16/2015 Sự tan rã HTĐ xảy sau khoảng 35 giây từ cố Khoảng 2,2 triệu người bị ảnh hưởng, lượng tải bị vào khoảng 11900MW Nguyên nhân sụp đổ điện áp Nguyễn Đăng Toản Hình vẽ II-2: Quá trình sụp đổ điện áp hệ thống 500kV 31 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ điện áp –WSCC-1996 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 32 Giới thiệu chung TSAT dùng để mô lại cố 10/16/2015 33 Nguyễn Đăng Toản 33 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số  Tan rã hệ thống điện Ý 2003 sụp đổ tần số Ngày 28 tháng năm 2003  Tình trạng trước cố (Chủ nhật, 3:00 sáng):   Tổng tải 27.700 MW, với 3638 MW tải động bơm  Tổng công suất nhập từ nước châu Âu khác 6651 MW 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 34 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số   Trước có cố Ý, Có cố USA 14/8/2003 10/16/2015 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản Nguyễn Đăng Toản 35 36 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số  10/16/2015 Trình tự cố:  Do phóng điện từ đường dây vào dẫn đến cắt đường dây liên lạc Ý Thụy Sỹ (MettlenLavorgo 380 kV ) lúc 03:01:22  Rơ le kiểm tra đồng ngăn việc đóng lặp lại tự động tay lệch pha lớn cực máy cắt (42°)  Kết làm tải đường dây song song lại  Các cố gắng để giảm lượng tải ttđđ HTĐ Thụy sỹ không thành công 37 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số  Lúc 03:21, lượng nhập điện Italy giảm 300 MW không đủ để giảm lượng tải đường dây lại (380 kV Sils-Soazza), sau bị cắt dây võng phóng điện vào hành lang tuyến lúc 03:25:22  Quá trình sụp đổ có xu hướng tiếp tục lượng công suất thiếu hụt Italia làm tải cắt tiếp đường dây liên lạc với France, Austria Slovania Việc đường dây liên lạc làm hệ thống Italy thiếu 6400 MW  10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 38 Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số    Tần số suy giảm không điều khiển giám sát hệ thống sa thải theo tần số thấp KỊP THỜI Kết sau vài phút, toàn hệ thống sụp đổ lúc 3:28:00 Hậu     10/16/2015 60 triệu người bị ảnh hưởng Tổng điện 180 GWh Tồi tệ lịch sử ngành điện Italy Mất để khôi phục miền bắc, ngày để khôi phục hoàn toàn HTĐ Italia 39 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Ví dụ cố sụp đổ tần số 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 40 Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu  HTĐ liên kết châu Âu    24 quốc gia, 29 TSOs Hệ thống điện phân tán (DG) Bị chia tách thành miền nhỏ, với tần số khác tan rã có hệ thống sa thải tần số làm việc tốt 10/16/2015 41 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu Bản chất: Duy trì cân nhu cầu công suất tác dụng tải khả cung cấp công suất tác dụng nguồn 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 42 Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu Tình trạng trước cố:     10/16/2015 Một số đ/dây bị cắt ra, lượng công suất trao đổi ĐÔNG-TÂY (ESTWEST) lớn E.ON Nezt có kế hoạch cắt đ/d: Conneforde-Diele E.ON Nezt thông báo với RWE TSO TenneT Thỏa mãn tiêu chuẩn N-1 Yêu cầu lại cắt đ/d sớm giờ, E.ON thực phân tích theo tiêu chuẩn N-1- thỏa mãn, thông báo đến RWE TSO TenneT chậm đến lúc 7pm4/11/ 2006 43 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu  Trình tự cố:       10/16/2015 Lúc 9.38pm, đường dây Conneforde-Diele bị cắt Từ 9.38pm to 10.08pm, hệ thống bị tải nặng Lúc 10.10pm, E.ON thay đổi cấu hình góp TBA Landesbergen Nhưng dẫn đến cắt đường dây Landesbergen- Wehrendorf tải Dẫn đến tải đường dây khác kéo theo cắt loạt đường dây truyền tải Lúc 10.10 pm 30 s sau, hệ thống bị chia tách thành vùng riêng rẽ sai lệch tần số Nguyễn Đăng Toản 44 Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu 10/16/2015 45 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung Sự cố ngày 4/11/ 2006 châu Âu   Vùng 1: tần số giảm xuống 49Hz, hệ thống tự động sa thải phụ tải Vùng 2: Lượng công suất thừa 6000 MW 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 46 47 10/16/2015 TS Nguyễn Nguyễn Đăng Đăng Toản Toản Giới thiệu chung 1.5 Các chế độ làm việc HTĐ  Chế độ xác lập:  Các thông số htđ không đổi dao động bé xung quanh giá trị HTĐ Có loại    Các yêu cầu  Đảm bảo chất lượng điện    Đảm bảo tiêu chuẩn tần số, điện áp, sóng hài… Đảm bảo độ tin cậy  Các phụ tải phải đc cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo Đảm bảo hiệu kinh tế  10/16/2015 Xác lập bình thường Xác lập sau cố Chi phí, sản xuất, truyền tải phân phối nhỏ Nguyễn Đăng Toản 48 Giới thiệu chung 1.5 Các chế độ làm việc HTĐ  Đối với chế độ xác lập sau cố    Chế độ độ   Thông số biến đổi nhanh, mô tả hệ phương trình vi phân Có hai loại:    Cần đảm bảo yêu cầu trên, tiêu chuẩn sau cố (N-1) Sau cần có biện pháp điều khiển, phương thức vận hành để đưa htđ chế độ vận hành bình thường Quá độ cố, NM, MPĐ… Quá độ thao tác vận hành Các yêu cầu   10/16/2015 Nhanh chóng loại trừ cố Trong thời gian độ, thông số ht thay đổi giới hạn cho phép (của chế độ cố) 49 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.6 Mục tiêu khảo sát ổn định   Khảo sát đặc tính ổn định chế độ xác lập: nhằm đảm bảo cân công suất, từ, mô men  Pphát=Ptải+P  Qphát=Qtải+Q 2  S = P +Q Khảo sát dạng ổn định nguyên nhân gây ổn định khác  Ổn định độ (ổn định động)  Ổn định với nhiễu loạn nhỏ  Ổn định điện áp  Phương pháp nghiên cứu  Xét với đặc tính chế độ xác lập dao động công suất  Ổn định độ      Tuyến tính hóa Phương pháp cân diện tích Phương pháp số giải phương trình vi phân Một số phương pháp nghiên cứu ổn định điện áp Đề xuất biện pháp nâng cao ổn định HTĐ   Phòng ngừa (preventive) Cứu vãn (corrective ) ĐỂ ĐẢM BẢO HTĐ ĐƯỢC VẬN HÀNH TIN CẬY, KINH TẾ, AN TOÀN 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 50 Ôn tập chương  Sự phát triển HTĐ   Lưới điện xoay chiều pha Các thách thức:     Nguy xảy cố => nguy ổn định HTĐ Các cố giới     Tăng tải, cạn kiệt tài nguyên, áp lực môi trường-thị trường điện, xuất DG Có thể vận hành gần giới hạn an ninh Có nhiều cố giới VN Hậu quả: nghiêm trọng an ninh lượng/kinh tế Nguyên nhân Mất ổn định HTĐ Các nguyên nhân chế xảy 10/16/2015 Thiết kế, bảo dưỡng, vận hành, khách quan Nguyễn Đăng Toản 51 Ôn tập chương  Định nghĩa/ phân loại ổn định   Định nghĩa ổn định: Phân loại: gồm loại  Ổn định góc rotor:    Ổn định tần số:      Khả trì tần số dải hẹp cho phép Sự cân bằng/điều khiển công suất tác dụng MPĐ tải Ổn định điện áp:   Khả trì đồng hóa MPĐ Sự cân mô men cơ/điện MPĐ đồng Khả trì mô đun điện áp nút Sự cân công suất Q khả đ/k điện áp Các chế độ: xác lập/ cố Mục tiêu nc 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 52 [...]... khảo sát ổn định   Khảo sát đặc tính ổn định ở chế độ xác lập: nhằm đảm bảo cân bằng công suất, từ, mô men  Pphát=Ptải+P  Qphát=Qtải+Q 2 2 2  S = P +Q Khảo sát các dạng ổn định và nguyên nhân gây ra mất ổn định khác nhau  Ổn định quá độ (ổn định động)  Ổn định với nhiễu loạn nhỏ  Ổn định điện áp  Phương pháp nghiên cứu  Xét với đặc tính ở chế độ xác lập và dao động công suất  Ổn định quá... khôi phục lại hệ thống về tình trạng làm việc bình thường Sự tăng lên của góc rô tô của MPĐ, gây ra sự mất đồng bộ giữa các MPĐ Sự giảm nhanh chóng mô đun điện áp của các nút Một HTĐ ở điều kiện không ổn định có thể dẫn đến sự cắt điện hàng loạt, chia tách và tan rã hệ thống điện 10/16/2015 21 Nguyễn Đăng Toản 1 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại về ổn định HTĐ Ổn định HTĐ Ồn định góc roto Ổn định tần số... thông số hệ thống chính Nhiễu loạn lớn Mức độ kích động/ sự cố Dài hạn Khoảng thời gian 22 1 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại về ổn định HTĐ P (MW) 3000 2900 2800 Định nghĩa của IEEE/CIGRÉ 2004 2700 2600 2500 2400 2300 Ổn định HTĐ 0 3 6 9 12 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 t (s) Góc roto  Mất ổn định do nhiễu loạn nhỏ(USA1996) Ồn định góc roto Ổn định tần số Ổn định điện áp... do sụp đổ điện áp –WSCC-1996      10/16/2015 Sự cố này dẫn đến việc cắt một đường dây mạch kép khác do sự tác động sai của bảo vệ rơ le Việc cắt 2 trong bốn tổ máy của nhà máy điện Jim Bridger theo tiêu chuẩn ổn định lẽ ra sẽ làm ổn định lại HTĐ Tuy nhiên việc sự cố cắt đường dây 220kV trong miền đông Oregon đã làm điện áp giảm thấp trong vùng miền nam Idaho, và sự suy giảm dần dần trong vùng... trường-thị trường điện, sự xuất hiện DG Có thể vận hành gần giới hạn an ninh Có nhiều sự cố trên thế giới và VN Hậu quả: nghiêm trọng an ninh năng lượng/kinh tế Nguyên nhân do Mất ổn định HTĐ Các nguyên nhân và cơ chế xảy ra 10/16/2015 Thiết kế, bảo dưỡng, vận hành, khách quan Nguyễn Đăng Toản 51 Ôn tập chương 1  Định nghĩa/ phân loại ổn định   Định nghĩa ổn định: Phân loại: gồm 3 loại  Ổn định góc rotor:... do mất ổn định quá độ- Braxin 1999   Thời gian: 22:16:00h, ngày 11 tháng 3năm 1999 Brazil, HT đang mang tải là : 34.200 MW Trình tự các sự cố:       10/16/2015 Phóng điện một pha tại thanh góp của trạm biến áp Bauru Substation do sét đánh Do hệ thống bảo vệ thanh góp của Bauru đã dẫn đến cắt 5 đường dây 440 kV HTĐ vẫn duy trì ổn định sau sự cố đầu tiên, tuy nhiên sau đó dẫn đến mất ổn định khi... hệ thống Italy thiếu 6400 MW  10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 38 1 Giới thiệu chung Ví dụ sự cố do sụp đổ tần số    Tần số suy giảm nhưng không được điều khiển và giám sát bằng hệ thống sa thải theo tần số thấp KỊP THỜI Kết quả là sau vài phút, toàn bộ hệ thống sụp đổ lúc 3:28:00 Hậu quả     10/16/2015 60 triệu người bị ảnh hưởng Tổng điện năng mất là 180 GWh Tồi tệ nhất trong lịch sử ngành điện. .. loại: gồm 3 loại  Ổn định góc rotor:    Ổn định tần số:      Khả năng duy trì tần số trong dải hẹp cho phép Sự cân bằng/điều khiển công suất tác dụng của MPĐ và tải Ổn định điện áp:   Khả năng duy trì sự đồng bộ hóa giữa các MPĐ Sự cân bằng mô men cơ /điện của MPĐ đồng bộ Khả năng duy trì mô đun điện áp tại các nút Sự cân bằng công suất Q và khả năng đ/k điện áp Các chế độ: xác lập/ sự cố Mục... vi phân Một số phương pháp nghiên cứu ổn định điện áp Đề xuất các biện pháp nâng cao ổn định HTĐ   Phòng ngừa (preventive) Cứu vãn (corrective ) ĐỂ ĐẢM BẢO HTĐ ĐƯỢC VẬN HÀNH TIN CẬY, KINH TẾ, AN TOÀN 10/16/2015 Nguyễn Đăng Toản 50 Ôn tập chương 1  Sự phát triển HTĐ   Lưới điện xoay chiều 3 pha Các thách thức:     Nguy cơ xảy các sự cố => nguy cơ mất ổn định HTĐ Các sự cố trên thế giới   ...1 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại về ổn định HTĐ  Sau khi trải qua sự cố, HTĐ là ổn định nếu như nó đạt đến một trạng thái cân bằng mới và duy trì tính toàn vẹn    Ngược lại, nếu hệ thống mất ổn định, sẽ dẫn đến sự tăng lên, hoặc giảm xuống nhanh chóng của các biến, ví dụ    Các phần từ sự cố được loại trừ Tác