Ổn định điện áp dùng SVC trong hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG ĐẠT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DÙNG SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN S K C 0 9 NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG ĐẠT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DÙNG SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM HỒNG ĐẠT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DÙNG SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: TS HỒ VĂN HIẾN Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2012 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc XÁC NHẬN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ tên học viên: Phạm Hồng Đạt MSHV: 0955250007 Chuyên ngành: Thiết bị, mạng Nhà máy điện Khóa: 2009 - 2011 Tên đề tài: Ổn định điện áp dùng SVC hệ thống điện Học viên hoàn thành LVTN theo yêu cầu nội dung hình thức (theo qui đònh) luận văn thạc só Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 Giảng viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ học tên) Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Lý lịch khoa học LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ tên: Phạm Hồng Đạt Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15 /01 /1980 Nơi sinh: TPHCM Q qn: Hà Tây Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 72/4A Phường Tân Thới Nhất, Quận 12, TPHCM Điện thoại: 0909693422 Email: Pham_hoang_dat@yahoo.com II Q TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học: Hệ đào tạo: Cao đẳng quy tập trung.Thời gian đào tạo từ 2000 đến 2003 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TPHCM Hệ đào tạo: Cao đẳng quy tập trung.Thời gian đào tạo từ 2003 đến 2005 Nơi học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TPHCM Ngành học: Điện Khí Hóa - Cung Cấp điện III Q TRÌNH CƠNG TÁC: Thời gian cơng tác 2003- 2004 Nơi cơng tác Cơng ty DNTN BÁCH VIỆT- Cơng việc đảm nhiệm Nhân viên Bảo trì KCN Tân Bình 2006 - đến Trường ĐH Cơng Nghiệp Giảng Viên Khoa Điện TPHCM HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang i GVHD:TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2012 Người cam đoan Phạm Hồng Đạt HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang ii GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS Hồ Văn Hiến - Người quan tâm, tận tình bảo, hướng dẫn truyền đạt kiến thức kinh nghiệm để em thực tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn tất Q Thầy Cơ Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, Trường ĐH Bách khoa TP Hồ Chí Minh trang bị cho em kiến thức bổ ích, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ em nhiều q trình học tập thời gian làm luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, Ngày 15 tháng 12 năm 2012 Người thực Phạm Hồng Đạt HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang iii GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Tóm tắt TĨM TẮT Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) nhận nhiều ý hai thập niên gần Nó sử dụng thiết bị điện tử cơng suất dạng cao để điều khiển điện áp, phân bố cơng suất, ổn định, v.v hệ thống truyền tải Các thiết bị FACST kết nối đến đường dây truyền tải nhiều cách khác nhau, chẳng hạn nối tiếp, song song, phối hợp nối tiếp song song Ví dụ: bù tĩnh VAR (SVC) bù đồng tĩnh (STATCOM) kết nối song song; bù nối tiếp đồng tĩnh (SSSC) tụ nối tiếp điều khiển thyristor kết nối nối tiếp; máy biến áp dịch pha điều khiển thyristor (TCPST) điều khiển phân bố cơng suất hợp (UPFC) kết nối nối tiếp song song phối hợp Các thiết bị FACTS hiệu tăng khả truyền tải cơng suất đường dây tới mức giới hạn cho phép trì mức độ ổn định Các thiết bị FACTS nối song song sử dụng để điều khiển điện áp truyền tải, phân bố cơng suất, giảm tổn thất phản kháng làm giảm dao động cơng suất cho mức truyền tải cơng suất cao Trong nghiên cứu này, xác định vị trí dung lượng đặt SVC nghiên cứu cho mơ hình đường dây truyền tải có vị trí bù ngang thay đổi Ảnh hưởng thay đổi mức độ bù ngang đến vị trí đặt SVC thiết bị FACTS song song để thu lợi ích cao nghiên cứu Tìm thấy vị trí tối ưu thiếu bị FACST song song biến đổi theo mức độ thay đổi bù ngang để thu lợi ích lớn điều kiện khả truyền tải cơng suất HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang iv GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Mục lục MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Tóm tắt iv Mục lục v Danh sách hình vii Chương I Tổng quan 01 1.Đặt vấn đề 02 Mục tiêu nhiệm vụ luận văn 02 Phạm vi nghiên cứu 02 Phương pháp nghiên cứu 02 Giá trị thực tiễn đề tài 03 Nội dung dự kiến 03 Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT 04 Khái niệm chung ổn định hệ thống điện 04 1.1 Ổn định động ổn định tĩnh 04 1.2 Mơ hình hệ thống điện 06 1.3 Điểm cân (Equibibrium or singular point) 09 Các khái niệm liên quan đến ổn định điện áp 09 2.1 Đặc tính hệ thống truyền tải 09 2.2 Thuận lợi đường cong Q – V đến khảo sát phân tích ổn định điện áp 19 Đặc tính nguồn phát 19 Đặc tính tải 20 Một số thiết bị bù cơng suất phản kháng 21 5.1 Tụ bù ngang 21 5.2 Thiết bị bù ngang có điều khiển 21 5.3 Bù dọc 21 Tiêu chuẩn ổn định điện áp 21 6.1 Tiêu chuẩn ổn định điện áp dΔQ/dV 21 6.2 Tiêu chuẩn đánh giá ổn định điện áp hệ thống lớn 24 Các điều khiển FACTS ứng dụng hệ thống điện 24 7.1 Giới thiệu FACTS 24 7.2 Ứng dụng lợi ích thiết bị FACTS 26 Ứng dụng thiết bị SVC việc nâng cao ổn định hệ thống điện 27 Phương pháp phân tích Modal Q – V đánh giá ổn định điện áp HTĐ 35 9.1 Ma trận rút gọn Jacobi…………………………………………………………… 35 9.2 Giới thiệu trị riêng, vector riêng mơ hình ma trận modal 39 9.2.1 Giá trị riêng 39 9.2.2 Vector riêng 40 9.2.3 Mơ hình ma trận modal 40 HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang v GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Mục lục 9.2.4 Độ nhạy 42 9.2.5 Hệ số tham gia 43 9.3 Phương pháp phân tích ma trận modal Q –V đánh giá ổn định điện áp cho hệ thống điện 43 9.3.1 Hệ số tham gia nút Pki 47 9.3.2 Hệ số tham gia nhánh Pji 48 9.3.3Hệ số tham gia máy phát Pmi 50 Chương III: Khảo sát, phân tích đánh giá ổn định điện áp cho hệ thống truyền tải 345kV 53 Giới thiệu mạng nút 53 Khảo sát mạng nút 54 Mơ Powerworld 67 Chương 4: Kết luận đề xuất 68 Kết luận 68 Những hạn chế 68 Đề xuất 68 Tài liệu tham khảo 70 Phụ lục 71-79 HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang vi GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Luận văn thạc sĩ Danh sách hình DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Minh họa ổn định hai hệ học 07 Hình 2.2 Hệ thống hình tia đơn giản 13 Hình 2.3 Đồ thị I ,V , P , Q R R R theo phụ tải 15 Hình 2.4 Đường cong P-V ứng với hệ số cơng suất khác 17 Hình 2.5 Đặc tính P-V với hệ số cơng suất trễ 18 Hình 2.6 Đặc tính P-V với hệ số cơng suất sớm 19 Hình 2.7 Sơ đồ mạng hình tia đơn giản 24 Hình 2.8 Đặc tính đường cong phụ tải 25 Hình 2.9 Sơ đồ tia đơn giản giản đồ vector 27 Hình 2.10 Đường đặc tính QS (V ) với PL  PL  28 Hình 2.11 Đường đặc tính QL (V ) QS (V ) 29 Hình 2.12 Bảng so sánh đánh giá thiết bị bù 32 Hình 2.13 Điều chỉnh điện áp nút phụ tải SVC 35 Hình 2.14 Sự thay đổi điện áp phụ tải có khơng có SVC 36 Hình 2.15 Quan hệ thời gian điện áp q áp 37 Hình 2.16 Mơ hình vị trí SVC 39 Hình 2.17 Sự thay đổi P Q có SVC mơ hình SMIB 39 Hình 2.18 Đường cong góc – cơng suất mơ hình SMIB 41 Hình 2.19 Đặc tính cơng suất có khơng có SVC 42 Hình 3.1 Sơ đồ lưới nút 64 HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang viii GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Chương I: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Hồ Văn Hiến CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐẶT VẤN ĐỀ: Hiện nay, vấn đề ổn định điện áp khơng vấn đề lạ tất Tuy nhiên, đóng vai trò quan trọng việc nghiên cứu đánh giá ổn định hệ thống, chất lượng điện hệ thống, gần vấn đề ổn định điện áp ngun nhân dẫn đến tượng sụp đổ điện áp Vì vậy, việc khảo sát, phân tích ổn định điện áp để xác định thơng tin giới hạn ổn định chế gây ổn định điện áp từ đưa dự báo, tìm biện pháp cải thiện, khắc phục kịp thời tượng sụp đổ điện áp xảy Nếu khơng có dự báo tương đối xác ổn định điện áp để đưa khắc phục kịp thời gây hậu nghiêm trọng, gây ảnh hưởng phát triển kinh tế an ninh hệ thống điện Việc dự báo sụp đổ điện áp hệ thống điện tốn quan trọng q trình phân tích ổn định điện áp Đặc biệt hệ thống lớn, đường dây dài phức tạp Để phần hiểu rõ vấn đề này, luận văn tìm hiểu phương pháp phân tích ổn định điện áp hệ thống điện với phương pháp phân tích modal Q-V kết hợp việc thành lập đường cong V-P, Q-V thành lập tốn phân bố cơng suất Khi kết luận hệ thống điện ổn định, ổn định hay sụp đổ Từ dựa vào đặc tính độ dốc đặc tính Q-V giá trị riêng lamda bé dương hệ số xem nút ổn định hay gần với điểm tới hạn ranh giới ổn định nhất, biết nhánh máy phát quan trọng việc tham gia giữ ổn định điện áp để có biện pháp cải thiện kịp thời Trong luận văn dự kiến sử dụng thiết bị bù tĩnh thiết bị bù cơng suất phản kháng có điều khiển, ứng dụng cơng nghệ FACT mà cụ thể thiết bị SVC để bù vào nút khảo sát ổn định hệ thống để cải thiện nâng cao ổn định điện áp hệ thống điện Vì lý nên chọn đề tài là:" ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP DÙNG SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN" HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương I: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Nước ta đà hội nhập kinh tế giới, cụ thể gia nhập vào WTO để phát triển kinh tế Để phát triển kinh tế, đòi hỏi ngành điện đáp ứng nhu cầu tải ngày tăng nguồn phát hạn chế Do vấn đề an ninh hệ thống mối quan tâm lớn ngành lượng nói chung ngành điện nói riêng Trong đó, việc khảo sát phân tích đánh giá ổn định điện áp đặc lên mối quan tâm hàng đầu để đưa giải pháp ngắn hạn chiến lược lâu dài để phát triển nguồn điện nhằm đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày lớn MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ:  Khảo sát ổn định điện áp, phương pháp nghiên cứu đánh giá ổn định điện áp  Giới thiệu ứng dụng thiết bị bù cơng suất phản kháng sử dụng cơng nghệ FACT: cụ thể dùng SVC để nâng cao ổn định điện áp  Áp dụng khảo sát, đánh giá ổn định điện áp cho lưới truyền tải 345KV chưa bù có bù SVC  Một số giải pháp khác nhằm nâng cao ổn định điện áp hệ thống PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI: Đề tài nghiên cứu đánh giá ổn định điện áp cho mạng nút với hệ thống điện truyền tải có điện áp 345KV.Đưa biện pháp cải thiện ổn định điện áp ứng dụng FACT, cụ thể dùng thiết bị bù tĩnh SVC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Mơ hình hóa mơ phần mềm Matlab Powerworld Dữ liệu cơng bố vào năm 2010: Sử dụng đường cong PV/QV phân tích ổn định điện áp hệ thống điện 500kV Việt Nam – PGS.TS Đinh Thành Việt – Khoa Điện trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương I: Giới thiệu luận văn GVHD: TS.Hồ Văn Hiến GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:  Đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống 345KV nâng cao vấn đề an ninh lượng chất lượng điện hệ thống  Mở rộng cho hệ thống phức tạp nhiều nút NỘI DUNG DỰ KIẾN: Chương I: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN Chương II: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ TÌM HIỂU FACT Chương III: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CĨ ĐIỆN ÁP 345KV Chương IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến CHƢƠNG II: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ TÌM HIỂU FACT KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện tập hợp phần tử phát, dẫn, phân phối có mối quan hệ tương tác lẫn phức tạp tồn vơ số nhiễu tác động lên hệ thống Hệ thống phải đảm bảo tính ổn định có tác động nhiễu Ổn định hệ thống điện khả trở lại vận hành bình thường ổn định sau chịu tác động nhiễu Đây điều kiện thiết yếu để hệ thống tồn vận hành: chế độ xác lập chẳng hạn, để tồn cần phải có cân cơng suất hệ (làm thơng số hệ giữ khơng đổi) đồng thời phải trì độ lệch nhỏ thơng số định mức kích động ngẫu nhiên nhỏ (làm thơng số lệch khỏi giá trị điểm cân bằng); tác động thao tác đóng cắt, hệ thống điện cần phải chuyển từ chế độ xác lập sang chế độ xác lập khác Khi hệ thống ổn định, phải cắt hàng loạt tổ máy, phụ tải, làm tan rã hệ thống gây thiệt hại nghiêm trọng cho kinh tế Do cần nghiên cứu ổn định thiết kế vận hành hệ thống phải đảm bảo:  Ổn định tình vận hành bình thường sau cố  Có thể vận hành bình thường tình thao tác vận hành kích động cố 1.1 Ổn định động ổn định tĩnh Ổn định tĩnh khả hệ thống sau kích động (nhiễu nhỏ) phục hồi chế độ ban đầu Nếu liên tưởng đến ổn định hai hệ sau ta hiểu thêm khái niệm ổn định tĩnh Ở hệ (Hình 2.1 - a) vị trí cân lắc ổn định Nghĩa giả sử có nhiễu nhỏ (thường xun hữu khơng gian) lắc giao động Tuy nhiên lực cản khơng khí, dao động tắt dần lắc trở vị trí ban đầu HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Hình 2.1: Minh họa ổn định hai hệ học Tương tự vậy, vị trí a hệ (Hình 2.1) ổn định Tuy nhiên vị trí b vị trí giả sử cân khơng ổn định Lý cần nhiễu nhỏ (gió nhẹ) bi rời khỏi điểm B Hệ thống điện nói, chế độ xác lập có điều kiện cân cơng suất có thơng số khơng thay đổi biến thiên nhỏ xung quanh giá tri ban đầu Tuy nhiên, hệ thống vận hành có nhiều tác động nhỏ, ngẫu nhiên: thay đổi cơng suất phụ tải Hệ thống phải trì độ lệch nhỏ trở vị trí ban đầu thơng số chế độ Tính chất tính ổn định tĩnh hệ Ổn định động hệ thống khả hệ phục hồi trạng thái ban đầu gần trạng thái ban đầu sau kích động lớn (nhiễu lớn) Như nói chuyển sang chế độ xác lập hệ có tính ổn định động Các kích động lớn hiểu sau:  Ngắn mạch phần tử lưới điện  Đóng cắt phần tử lưới điện  Tăng giảm đột ngột Giả sử có máy phát điện phát cơng suất p0 nhu cầu cần phải tăng cơng suất lên P1 Ở thời điểm có tăng động ngột cơng suất P = P1 - P0 nên máy phát quay nhanh lên Nếu tăng tải đảm bảo cho máy phát theo thời gian giảm tốc lại trở vị trí cân ổn định ta nói hệ có tính ổn định động Ngược lại, máy phát liên tục tăng tốc, rời khỏi đồng phải bắt buộc phải cắt khỏi lưới, hệ ổn định động HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến 1.2 Mơ hình hệ thống điện – Khơng gian trạng thái Mơ hình hệ thống điện – khơng gian trạng thái, trạng thái hệ thống động hệ thống điện mơ tả tập hợp N phương trình vi phân bậc dạng phi tuyến sau: X i  fi ( x1 x n ,u u r ,t ) (2.1) Trong đó: N: số biến hệ thống R: số biến điều khiển Hệ phương trình biến dạng sau: X i  fi( x, u, t ) (2.2) Trong đó: X  ( x1 x n)t vectơ trạng thái hệ thống U  (u1 .u r )t vectơ đầu vào (biến điều khiển) hệ thống f ( f f n )t (2.3) Trong trường hợp đạo hàm biến trang thái khủng hàm explicit hệ thống gọi hệ thống autonomus Khi phương trình viết đơn giản lại là: X  fi ( x, u ) Ngồi ra, cần phải quan tâm biến đầu có mối quan hệ đại số có biến trạng thái biến điều khiển diễn tả dạng: Y=g(x,u) Trong đó: y  (y y) T g  (g n g n vectơ biến đầu (output) hệ thống )T Đối với hệ thống máy điện đồng kích từ dạng IEEE loại 1, phương trình mơ tả hệ thống viết sau: Các phương trình vi phân kích từ điều tốc: d i    i s dt HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến [ E ,  X , I ]I [ E ,  X , I ]I d T qi di qi qi qi qi qi Di (i  s ) i  Mi  qi   dt M M M M i i i i , dE , E, E, qi qi [( X di  X di ) I di ] fdi    dt T, T, T, doi doi doi dE , I E, qi qi di   (X  X , ) qi qi dt T, T, qoi qoi dE , V K  S E E fdi fdi   Ei E fdi  Ri dt TEi TEi dV V K Ri   Ri  Ai R  K Ai K Fi E  K Ai (V  V ) fi fdi refi i dt TAi TAi TAi TFi TAi dR Fi   RFi  K Fi E Fdi dt TFi (TFi )2 Các phương trình đại số Stator: E,  V sin(   )  R I  X , I  di i i i  i di qi qi E,  V cos(   )  R I  X , I  qi i i i  i qi di di Các phương trình hệ thống: n I V sin(   )  I V cos(   )  P (V )   V V Y cos(     )  di i i i qi i i i Li i i k ik i k ik k 1 n I V cos(   )  I V sin(   )  Q (V )   V V Y sin(     )  di i i i qi i i i Li i i k ik i k ik k 1 n P (V )   V V Y cos(     )  Li i i k ik i k ik k 1 n Q (V )   V V Y sin(     )  Li i i k ik i k ik k 1 Cho x0 vectơ trạng thái cân bằng, u0 vecto đầu vào tương ứng với trạng thái cân nên thỏa mãn phương trình sau: HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT x GVHD: TS.Hồ Văn Hiến  f (u x, x o) (2.4) Cho dao động trạng thái X  x0   x (2.5) U  u  u Trạng thái hệ thống thỏa mãn với phương trình: x x n   x  fi{( x  u )( x  u )} f f f f  f ( x , u )  i x   i x  i u   i u i 0 x i ni u i r x u i ni i r (2.6) Vì x  f ( x , u ) nên: i0 i 0 f f f f x  i x   i x  i u   i u x i ni u i r x u i ni i r (2.7) Với I = 1, 2, 3, …, n g g g g i x  i u   i u y  i x   i x i mi u i r x u i mi i r (2.8) Với I = 1, 2, 3, …, m  x  A.x  B.u  y  C.x  D.u Trong đó:  f  i  x1  A    f  n  x   g  i  x1  C    g  n  x  f  1 x  n   f  n x  n f   f 1  i u   u1 r   B     f f  n  n  u u  n  g  1 x  n   g  m x  r   g  i  u1  D    g  n  u  HVTH: Phạm Hồng Đạt g  1 u  r   g  n u  r Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Trong đó:    r y u : vectơ trạng thái bậc n : vectơ đầu bậc m : vectơ đầu vào (vectơ điều khiển ) bậc r A ma trận trạng thái (ma trận Jacobi) bậc (n x n) B ma trận điều khiển bậc (n x r) C ma trận đầu bậc (n x n) D ma trận hồi tiếp Là tỉ lệ tính hiệu đầu vào ảnh hưởng trực tiếp đến tính hiệu đầu với ma trận A ma trận Jacobi mơ hình động hệ thống, định tính chất động học hệ thống 1.3 Điểm cân (Equibibrium or singular point) Điểm cân điểm mà tất đạo hàm n x x đồng thời khơng, hệ thống xem dừng tất biến số, khơng thay đổi theo thời gian Điểm cân thõa mãn điều kiện sau: Fi( x0, u)  (2.9) Nếu phương trình fi (i =1, 2, …, n) tuyển tính, hệ thống gọi hệ tuyển tính sẻ có điểm cân Ngược lại, hệ thống phi tuyến thơng thường khảo sát có nhiều điểm cân đặc trưng khảo sát hệ thống động đó, đồng thời rút tính chất ổn định hệ thống Sau khảo sát điểm cân biết trang thái ổn định như:  Ổn định cục  Ổn định ln cục  Ổn định giới hạn CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 2.1 Đặc tính hệ thống truyền tải [1] Đặc tính cần quan tâm quan hệ cơng suất truyền tải ( PR )-điện áp đầu nhận ( VR ) cơng suất phản kháng bơm vào nút (Qi)-điện áp nút ( VR ) a) Đƣờng cong P – V HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang Chương II: Khảo sát ổn định điện áp tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến Xét sơ đồ hình tia gồm điện áp Es số (cơng suất cuộn kích từ khơng đổi) cung cấp cho phụ tải Zload (tổng trở tải) qua tổng trở nối tiếp ZLN (tổng trở nguồn,đường dây truyền tải máy biến áp) Z LN  V R V  jQ R R Z  load E S Hình 2.2: Hệ thống hình tia đơn giản Cơng suất truyền tải PR, cơng suất phản kháng nhận QR cách biểu thức sau: Cơng nguồn tác dụng nguồn cấp cho tải: Z E P  I V COS  LOAD ( S )2 COS R R K Z LN (2.10) Cơng suất phản kháng nguồn cấp cho tải: Z E Q  I V COS  LOAD ( S )2 SIN R R K Z LN (2.11) Mà QR  PR tan  Trong đó: Biên độ dòng điện: I Biên độ điện áp nhận là: Và E S K Z LN V Z I  R load Zload E K Z LN S Z Z K   ( load )2  2( load ) cos(   ) Z Z LN LN Giá trị tới hạn Zload =ZLN có: HVTH: Phạm Hồng Đạt Trang 10 [...]... giá ổn định điện áp  Giới thiệu và ứng dụng thiết bị bù công suất phản kháng sử dụng công nghệ FACT: cụ thể dùng SVC để nâng cao ổn định điện áp  Áp dụng và khảo sát, đánh giá ổn định điện áp cho lưới truyền tải 345KV khi chưa bù và có bù SVC  Một số giải pháp khác nhằm nâng cao ổn định điện áp của hệ thống 3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI: Đề tài nghiên cứu đánh giá ổn định điện áp cho mạng 5 nút với hệ. .. sát ổn định điện áp và tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến CHƢƠNG II: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ TÌM HIỂU FACT 1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện là tập hợp các phần tử phát, dẫn, phân phối có mối quan hệ tương tác lẫn nhau rất phức tạp tồn tại vô số các nhiễu tác động lên hệ thống Hệ thống phải đảm bảo được tính ổn định khi có tác động của những nhiễu này Ổn định hệ thống điện. .. TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:  Đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống 345KV được nâng cao vấn đề an ninh năng lượng và chất lượng điện năng của hệ thống  Mở rộng cho hệ thống phức tạp nhiều nút 6 NỘI DUNG DỰ KIẾN: Chương I: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN Chương II: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ TÌM HIỂU FACT Chương III: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CÓ ĐIỆN ÁP 345KV Chương IV: KẾT LUẬN... cũng như chất lượng điện năng trong hệ thống, gần đây vấn đề mất ổn định điện áp là một những nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng sụp đổ điện áp Vì vậy, việc khảo sát, phân tích ổn định điện áp để xác định những thông tin về giới hạn ổn định và cơ chế gây ra mất ổn định điện áp từ đó đưa ra những dự báo, tìm biện pháp cải thiện, khắc phục kịp thời hiện tượng sụp đổ điện áp có thể xảy ra Nếu không có... chính xác về ổn định điện áp để đưa ra khắc phục kịp thời thì sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng, gây ra ảnh hưởng sự phát triển của nền kinh tế và an ninh của hệ thống điện Việc dự báo sụp đổ điện áp trong hệ thống điện là một trong những bài toán quan trọng trong quá trình phân tích ổn định điện áp Đặc biệt đối với một hệ thống lớn, đường dây dài và phức tạp Để phần nào hiểu rõ vấn đề này, trong luận... mạng 5 nút với hệ thống điện truyền tải có điện áp 345KV.Đưa ra biện pháp cải thiện ổn định điện áp ứng dụng FACT, cụ thể dùng thiết bị bù tĩnh SVC 4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Mô hình hóa và mô phỏng bằng phần mềm Matlab và Powerworld Dữ liệu đã được công bố vào năm 2010: Sử dụng đường cong PV/QV phân tích ổn định điện áp hệ thống điện 500kV Việt Nam – PGS.TS Đinh Thành Việt – Khoa Điện trường Đại học... mất ổn định nhất, biết được các nhánh và các máy phát quan trọng việc tham gia giữ ổn định điện áp để có những biện pháp cải thiện kịp thời Trong luận văn này dự kiến sẽ sử dụng thiết bị bù tĩnh là thiết bị bù công suất phản kháng có điều khiển, ứng dụng công nghệ FACT mà cụ thể là thiết bị SVC để bù vào những nút được khảo sát là kém ổn định nhất trong hệ thống để cải thiện nâng cao ổn định điện áp trong. .. đi tìm hiểu phương pháp phân tích ổn định điện áp trong hệ thống điện với phương pháp phân tích modal Q-V và kết hợp việc thành lập các đường cong V-P, Q-V được thành lập bài toán phân bố công suất Khi đó có thể kết luận rằng hệ thống điện ổn định, mất ổn định hay sụp đổ Từ đó dựa vào đặc tính độ dốc của đặc tính Q-V và giá trị riêng lamda bé và dương và các hệ số xem nút nào ổn định kém hay gần với... lại, đối với hệ thống phi tuyến thì thông thường khi khảo sát sẽ có nhiều hơn một điểm cân bằng là đặc trưng chính khi khảo sát một hệ thống động nào đó, đồng thời sẽ rút ra được các tính chất ổn định của hệ thống Sau khi khảo sát các điểm cân bằng thì có thể biết được các trang thái ổn định như:  Ổn định cục bộ  Ổn định luân cục  Ổn định giới hạn 2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP 2.1 Đặc... ấy hệ mất ổn định động HVTH: Phạm Hoàng Đạt Trang 5 Chương II: Khảo sát ổn định điện áp và tìm hiểu FACT GVHD: TS.Hồ Văn Hiến 1.2 Mô hình hệ thống điện – Không gian trạng thái Mô hình hệ thống điện – không gian trạng thái, trạng thái của một hệ thống động như một hệ thống điện thì có thể mô tả bởi tập hợp N phương trình vi phân bậc nhất dạng phi tuyến như sau: X i  fi ( x1 x n ,u 1 u r ,t ) (2.1) Trong