Ảnh hưởng của lõm điện áp đến hoạt động của bộ biến đổi back to back

LI M U Trong xu th hỡnh thnh v phỏt trin th trng in th gii, ngy cng nhiu cỏc cụng ty in lc tin hnh hin i hoỏ li in phõn phi theo hng ỏp dng cỏc cụng ngh mi, c bit l in t cụng sut th h mi, vỡ nhng lớ sau: - Xut hin cỏc ph ti cụng nghip mi vi cỏc yờu cu cao hn cỏc ph ti truyn thng v cht lng in nng - Giỏ tr thit hi mt in tng hn trc ũi hi tin cy cung cp in cao hn - Xu hng lng ghộp cỏc nh mỏy in, c bit cỏc nh mỏy in s dng nng lng tỏi to vo li phõn phi, to c hi cho in t cụng sut thõm nhp vo h thng in - Cụng ngh in t cụng sut th h mi l cỏc b bin i ngun in ỏp chớn mui ỏp dng vo thc tin Vi vic hc lý thuyt v thc hnh l hai vic luụn i song song vi giỳp hc viờn cú kin thc sõu v rng, tip cn cụng ngh nhanh hn v hiu rừ v cụng ngh mi ang c ng dng nhiu hn thc t Vi ti nghiờn cu : nh hng ca lừm in ỏp n hot ng ca b bin i Back To Back Em thy õy l mt ti nghiờn cu cú ng dng thc t ln Vi s c gng ca bn thõn cựng vi s ch bo ca cỏc thy cụ b mụn v c bit thy Phm Vit Phng ó giỳp em hon thnh lun ny H Ni, ngy 15 thỏng 12 nm 2013 Hc viờn thc hin Phm Quc Trỡnh Chng TèM HIU CHUNG V CC THIT B TRUYN TI CễNG SUT LN LINH HOT 1.1 Gii thiu chung v cỏc thit b FACTS Theo truyn thng, in t cụng sut ỏp dng h thng in thng da trờn thit b thyristor u tiờn, ngi ta dựng chỳng h thng truyn ti mc dự cng cú mt s ỏp dng thớ im cho li phõn phi Do cỏc iu kin lch s, thit b thyristor thng dựng cho SVC (static var compensator - b bự tnh) v HVDC (ti in mt chiu) h thng truyn ti v b kớch t tnh (static exiter) cỏc nh mỏy in Tuy nhiờn, n cui nhng nm 90 ca th k trc, nh cỏc tin b mi lnh vc in t cụng sut nh IGBT, GTO v IGCT, ngi ta ó cú th thc hin cỏc b bin i ngun in ỏp (Voltage Source Converter - VSC, sau õy s gi tt l VSC) cho h thng in K thut iu bin rng xung (Pulse Width Modulation PWM) rt hu hiu iu khin tc cao cỏc thit b in t cụng sut Chớnh cụng ngh mi ny l c s ỏp dng in t cụng sut vo h thng phõn phi in Hai s cỏc u im ca cụng ngh ny l: cỏc v cht lng in nng thng hay xut hin trc õy s c loi tr hoc gim thiu nh tc tỏc ng nhanh ca cỏc b bin i; gii phỏp tnh hon ton thng kốm theo kh nng gim bt cỏc yờu cu v bo dng v tng cao linh hot hnh i vi li in phõn phi, ngi ta ó v ang nghiờn cu cỏc ng dng HVDC da trờn VSC v FACT di õy: - Cung cp in cho ph ti nụng thụn vựng xa v cỏc ph ti nh cỏc hi o - Bự cụng sut phn khỏng v n nh in ỏp h thng phõn phi Cỏc dõy chuyn sn xut t ng (bao gm cỏc h truyn ng, robot, ), cỏc h thng thụng tin v h thng iu khin, l cỏc ph ti cn ngun in vi cht lng cao Cỏc ph ti kiu mi ny nhy cm hn vi cht lng in nng so vi ph ti c in trc õy Mt s ng dng tim nng na l cp in cho cỏc o xa, cỏc b lu tr in nng, kt ni gia hai trm bin ỏp khu vc cú dũng s c cao, phỏt trin cỏc li in mt chiu DC cú tin cy cao cỏc to nh thng mi, Cỏc c hi s dng in t cụng sut cho h thng phõn phi nờu túm tt bng sau Vn gii quyt Phng tin in t cụng sut Gii phỏp cnh tranh hin thi Gii hn v khụng gian, VSC vi cụng ngh cỏp Li phõn phi trung ỏp mụi trng DC truyn thng vi cỏp XLPE Mc s c thp: Khoỏ thyristor Dao ng in ỏp Cht Bự dcSTATCOM lng in nng thp HVDC trờn c s VSC Mc s c cao Gii hn t mỏy phỏt hin hu tin cy úng ct thp Phỏt in lng ghộp tn s bin i hoc DC:Pin mt tri hoc tuabin giú UPS hoc ng mm Phõn on cỏi: Cuụn HVDC trờn c s VSC cm cú hoc khụng cú st t; Khoỏ chuyn mch bỏn phõn li; tng in khỏng dn mỏy bin ỏp; thay cỏp hoc thit b úng ct VSC dựng cỏp hoc u ni back-to-back Khú thớch nghi vi h thng xoay chiu AC truyn thng vỡ vy chuyn i qua DC Vn t i vi cỏc h thng in l phi c iu khin linh hot, cung cp v c truyn ti tt hn, vỡ vy khỏi nim v h thng truyn ti xoay chiu linh hot FACTS (Flexible AC Transmission System) c a Cỏc thit b FACTS ph bin ngy l b bự ng b tnh STATCOM (STATic Synchronous Compensator), b iu khin dũng cụng sut thng nht UPFC (United Power Flow Controller) v h thng Back-to-Back (BTB System) ó c s dng rng rói h thng in vi mc ớch lm tng tớnh n nh v tng kh nng truyn ti * STATCOM l thit b FACTS s dng b bin i cụng sut ln vi cỏc van bỏn dn cú kh nng t chuyn mch u tiờn h thng in Vo nm 1991, ln u tiờn trờn th gii, mt h thng STATCOM cụng sut 80 MW c a vo lp t h thng truyn in ti ti trm bin ỏp Inuyama ca Cụng ty in lc Kansai Nht Bn nhm nõng cao s n nh ca h thng in [9] Thỏng nm 1992, Cụng ty in lc Tokyo v on Toshiba cựng th nghim lp t mt h thng STATCOM-50 MVA s dng cỏc van GTO (Gate-turn off thyristor) ti trm bin ỏp Shin-Shinano xỏc minh hiu qu thc t v tin cy lõu di ca h thng [10] Vo nm 2004, h thng STATCOM 80 MVA cụng ty in lc Kansai lp t ti trm bin ỏp Kanzaki nhm trỡ in ỏp n nh m khụng phỏ v ti cỏc trm gp cỏc s c t ngt H thng STATCOM (cũn gi l h thng SVG hay DSTATCOM) l mt h thng bự thụng minh tiờn tin nht vi nhiu u im ni bt so vi cỏc h thng bự khỏc nh SVC, APF, TSF, FC H thng STATCOM c ni song song vi li in v vai trũ nh mt ngun dũng phn khỏng.Vi kh nng phn ng nhanh, h thng STATCOM khc phc tt hin tng nhp nhỏy in ỏp, nõng cao h s cụng sut v lc súng hi gõy bi ph ti Da vo cụng ngh khỏc nhau, cụng ty PONOVO ó nghiờn cu ch to nhiu loi STATCOM phự hp vi tng c im v yờu cu ca khỏch hng H thng STATCOM ca PONOVO c ng dng nhiu lnh vc nh: Khai thỏc ỏ, du khớ, luyn kim, nh mỏy in giú, tu in v cỏc trm bin ỏp vi cp in ỏp t 0.6kV n 35kV - iu chnh cụng sut phn khỏng nhanh: H thng STATCOM cú kh nng iu chnh liờn tc cụng sut phn khỏng cung cp cho cỏc ph ti thng xuyờn thay i t ú luụn m bo h s cụng sut khụng thay i H thng STATCOM cú cỏc u im: (1) Thi gian phn ng nhanh, cú kh nng b sung cụng sut phn khỏng thi gian thc (2) Khc phc hin tng cng hng song song hiu qu (3) Cú th phỏt v hp th cụng sut phn khỏng (4) Khụng phỏt súng hi vo h thng - Khc phc nhp nhỏy in ỏp v flicker: Hin tng nhp nhỏy in ỏp li in xy cỏc ph ti ln hot ng Nhp nhỏy in ỏp v fliker nh hng tiờu cc n tui th ca cỏc thit b in v cỏc ph ti ũi hi chớnh xỏc cao hot ng t ú lm gim hiu qu sn xut H thng STATCOM vi thi gian phn ng nhanh di 1ms nờn nú cung cp cụng sut phn khỏng liờn tc, trn vy d dng khc ph s dao ng in ỏp, fliker giỳp ci thin cht lng in ỏp theo tiờu chun - Ngn nga st ỏp hiu qu: H thng STATCOM l mt cụng ngh cao vic iu chnh in ỏp nh vo vic phỏt dũng in phn khỏng nờn khụng nh hng n in ỏp ti cỏi Khi in ỏp thp, h thng cn phi c cung cp cụng sut phn khỏng Mc dự dũng phn khỏng ca STATCOM khụng cú liờn h vi in ỏp h thng nhng cụng sut phn khỏng phỏt bi h thng VAR ca STATCOM li t l vi bỡnh phng in ỏp h thng vy h thng STATCOM cú th ci thin tt cho in ỏp thp ti h thng * UPFC l thit b FACTS cú kh nng iu khin dũng cụng sut hp nht trờn ng dõy mt cỏch linh hot Khỏi nim UPFC c tin s Gyugyi a ln u tiờn vo nm 1991, h thng UPFC c lp t sm nht ti trm bin ỏp Inez bang Kentucky M cú dung lng 160 MVA bi cụng ty in lc Hoa K (AEP), nhm tng kh nng truyn ti in v nõng cỏo cht lng in ỏp khu vc Inez [6], [12], [13] Nm 2003, h thng UPFC 80 MVA s dng cỏc van GTO c Tng cụng ty in lc Hn Quc (KEPCO) lp t ti trm bin ỏp Kangjin truyn ti cụng sut v n nh h thng in khu vc Kangjin [14], [15] * H thng Back-to-Back (BTB) l mt bc tin tip theo vic ỏp dng cỏc b bin i cụng sut ln s dng th h cỏc van bỏn dn cú kh nng t chuyn mch vo h thng truyn ti in nng nhm mc ớch iu khin dũng cụng sut, bin i tn s v iu chnh in ỏp Vo thỏng nm 1996, h thng BTB 100 MW vi phn in ỏp mt chiu 10 kV c ABB a vo hot ng nhm thay i tn s gia li in ba pha 50 Hz v li in mt pha 16 -Hz Bremen c vi mc ớch phc v cho h thng tu in khu vc ny [18], [19] 1.2 Cu hỡnh c bn ca cỏc thit b FACTS Hỡnh 1.1 Cu hỡnh c bn cỏc thit b FACTS Hỡnh 1.1 mụ t cu hỡnh c bn nht ca cỏc thit b FACTS di dng s mt si [5] Theo ú, thit b STATCOM c to thnh t mt b bin i ngun ỏp VSC (Voltage Source Converters), t mt chiu cỏc mỏy bin ỏp ni dng shunt STATCOM trao i cụng sut phn khỏng vi li qua b VSCs bng cỏch bm vo li mt ngun dũng ti im u ni Cu hỡnh ca thit b UPFC gm cú hai b VSC c u ni vi thụng qua liờn kt mt chiu cũn phn xoay chiu ca chỳng c ni vi li thụng qua cỏc mỏy bin ỏp mc theo kiu shunt v series Cu hỡnh ny cho phộp UPFC cú kh nng trao i c cụng sut tỏc dng v cụng sut phn khỏng vi li bng cỏch bm vo li mt dũng in phớa ni shunt v mt in ỏp phn ni series H thng BTB cú cu hỡnh tng t vi UPFC, gm cú hai b VSC ni vi thụng liờn kt mt chiu v ni vi li qua cỏc mỏy bin ỏp mc kiu shunt BTB kt ni gia hai li in khỏc cú kh nng iu khin s trao i cụng sut tỏc dng v cụng sut phn khỏng c lp vi nhau, ngoi cũn iu chnh in ỏp, tn s Nhỡn chung, cỏc thit b FACTS a trờn u s dng b bin i ngun ỏp thay vỡ s dng b bin i ngun dũng bi hiu sut cao hn v chi phớ thp hn [4] V c bn, thit k cỏc b bin i ngun ỏp, cú th da trờn hai loi van bỏn dn khỏc Mt l s dng cỏc loi van bỏn dn thụng thng, nh cỏc thyristor Silicon Controlled Rectifier (SCR) l cỏc loi thyristor ch cú kh nng iu khin m bng xung iu khin v khụng iu khin úng bng xung c m phi dựng mt ngun ngoi cung cp in ỏp chuyn mch Vic phi dựng thờm mt ngun ph nờu trờn s lm tiờu tn cụng sut phn khỏng v ụi quỏ trỡnh chuyn mch s gp phi s c ch nghch lu cỏc súng hi dũng in bc thp gõy Tuy nhiờn vi nhng thnh tu t c gn õy ca cụng ngh bỏn dn, th h cỏc van bỏn dn kiu mi i, cú kh nng t ng chuyn trng thỏi m v ngt, chu c dũng v ỏp ln, c a vo dựng b bin i ngun ỏp ó hon ton loi b c nhng nhc im m s dng cỏc van th h trc gp phi [3] Cỏc van bỏn dn kiu mi c bit n nh cỏc thyristor GTO (Gate Turn Off thyristor), cỏc transistor IGBT (Integrated Gate Bipolar Transistor), IGCT ( Integrated Gate Commutated Thyristor) Hỡnh 1.2 mụ t kh nng ng dng ca cỏc van bỏn dn cỏc di in ỏp v dũng in khỏc [1] Theo ú, cỏc van bỏn dn dng SCR cú th chu c in ỏp / dũng in mc 12 kV /1.5 kA v 4.8 kV /5 kA, vi cỏc van GTO, GCT, IGCT l kV/ kA, cỏc van IGBT l 6.5 kV /0.6 kA hoc 1.7 kV /3.6 kA Thụng thng, nhng b bin i cụng sut trờn li phi cú kh nng trỡ hot ng c li in gp phi s c hay mt cõn bng Vỡ vy, cỏc thit b bỏn dn c s dng thng phi ỏp ng c nhng tớnh cht sau [5]: in ỏp khúa van cao Dũng in khúa van cao Cụng sut tn hao trờn van thp Thi gian úng, m van ngn Phự hp cho mc ni tip nhiu van Chu c bin thiờn in ỏp, dũng in ln Thoỏt nhit tt t hng húc Hỡnh 1.2 Tham s ng dng ca cỏc van bỏn dn hin i [1] Hỡnh 1.2.1: Dao ng gúc pha t mỏy phỏt 1000MW ca N than Tr Vinh vi trng hp bự cụng sut phn khỏng bng SVC v STATCOM Hỡnh 1.2.2: Dao ng cụng sut phỏt ngun khỏng ca cỏc STATCOM (n v c bn vi Scb=100MVA) TP CH KHOA HC V CễNG NGH, I HC NNG - S 3(26).2008 9 Hỡnh 1.2.3: Dao ng in ỏp cỏi 500kV Tõn nh vi trng hp bự cụng sut phn khỏng bng SVC v STATCOM Sau õy,chỳng ta s tỡm hiu sõu hn v hot ng ca nhng b bin i cụng sut ln c s dng h thng in, m õy l nhng thit b FACTS V c bn, vic lp t, hnh nhng thit b FACTS nhm mang li nhng mc ớch sau i vi h thng truyn ti in: iu khin dũng cụng sut Bin i tn s Tng kh nng truyn ti iu chnh in ỏp Bự cụng sut phn khỏng Nõng cao n nh h thng Nõng cao cht lng in nng iu hũa in nng Gim nhp nhụ in ỏp Liờn kt h thng in gia cỏc khu vc 10 KT LUN Túm li, s phỏt trin nhanh chúng ca cỏc khoỏ in t cụng sut nh transistor, thyristor v giỏ thnh ngy cng gim ca chỳng lm cho vic ỏp dng in t cụng sut vo li in phõn phi ngy cng cú tớnh kh thi H thng BTB c tỡm hiu v trỡnh by lun trờn cho ta thy c hu ht cỏc tớnh nng u vit ca mt s thit b in t cụng sut (nh STATCOM, HVDC trờn c s VSC) v a vo ỏp dng mt s li in phõn phi Nh thi gian tỏc ng nhanh, cụng ngh mi ny hn gii quyt mt s khú khn hin quỏ trỡnh thit k hnh h thng in phõn phi cú cỏc gii hn v khụng gian, mụi trng hoc nhu cu lng ghộp vo li phõn phi cỏc ngun in phõn tỏn s dng nng lng tỏi to cng nh loi hn hoc gim thiu cỏc tỏc nhõn nh hng n cht lng in nng õy l mt ti nghiờn cu cú quy mụ rng v ng dng thc t ln Vi s c gng ca bn thõn cựng vi s ch bo ca cỏc thy cụ b mụn v c bit thy Phm Vit Phng ó giỳp em hon thnh lun ny Trong lun ny mc dự ó c gng song vi s hiu bit v nhng kin thc ó hc cũn hn ch nờn lun ca em khụng trỏnh nhng thiu sút Em kớnh mong nhn c s gúp ý v ch bo tn tỡnh ca cỏc thy cụ v cỏc bn lun ca em c hon thin hn Em xin chõn thnh cm n! 55 PH LC Tỡm nghim phng trỡnh (4.23) t : f (t ) VS Kv A A ( cos ) 2.C.V 3 g( t ) 1.1 P A ( cos2 ) C.VC (1.2) Phng trỡnh (4.23) cú th c vit li nh cụng thc sau: d vC f ( t ).vC g( t ) dt (1.3) Phng trỡnh vi phõn (1.3) cú nghim tng quỏt dng: vC { exp [ f ( t )dt ]}{ {g.[ exp( f ( t )dt ]}.dt F } (1.4) Tớnh cỏc thnh phn : fdt VS KV A A ( cos ) dt 2.C.VC 3 (1.5) Vi cỏc giỏ tr: C 0.25;VC 3500; 314;VS 33000 T cụng thc (1.5) rỳt ra: VS KV A VS KV 33000.KV 1% KV 2.C.VC 2.3. 2.C.VC 2.3. 2.0, 25.3500.2.3.314 Nờn cú th loi b thnh phn hm sin cụng thc (1.5) T ú: f (t ).dt Vs.KV A t 2.C.VC exp( fdt ) exp( 56 VS KV A t ) 2.C.VC [g exp( fdt )].dt { V K A P A (1 cos2 ).exp( S V t )}.dt C.VC 2.C.VC t P A C1 C.VC VS KV A C2 2.C.VC Tớnh tng thnh phn phng trỡnh (1.6) g.exp( fdt ).dt C1 (1 cos2 ).exp(C2t ).dt t g.{exp[f (t )]dt}.dt X Cú th rỳt ra: X1 C1.exp(C2t ).dt X C1.cos2 exp(C2t ).dt X C1.exp(C2t ).dt C1 exp(C2t ) C2 Dựng cụng thc tớch phõn tng phn udv=uv- vdu X C1.cos2 exp(C2t ).dt X2 C1 cos2 d [ exp(C2t )] C2 X2 C1 C cos2 exp(C2t ) exp(C2t ).d (cos2 ) C2 C2 X2 C1 2.C1 cos2 exp(C2t ) sin exp(C2t ).dt C2 C2 57 (1.6) X2 C1 2.C1 cos2 exp(C2t ) sin d [ exp(C2t )] C2 C22 X2 C1 2.C1 cos2 exp(C2t ) {sin exp(C2t ) exp(C2t )d (sin )} C2 C22 X2 C1 2.C1 2. cos2 exp(C2t ) sin exp(C2t ) 2 X 2 C2 C2 C2 X2 C1.C2 cos2 2.C1.sin exp(C2t ) C22 X2 C1.C2 cos2 2.C1.sin exp(C2t ) C22 X X1 X X C1 C C cos2 2.C1.sin exp(C2t ) exp(C2t ) C2 C22 Tha s th nht l : exp( f ) exp( VS KV A t ) exp(C2t ) 2.C.VC vC [ exp( fdt )].[ g exp( fdt ).dt F ] C C C cos2 2.C1.sin vC exp(C2t ) exp(C2t ) exp(C2t ) 2 C2 C2 vC C1 C1.C2 cos2 2.C1.sin C2 C22 T ú thnh phn chiu ca dao ng in ỏp l vCDC C1 2P A C2 VS KV A 58 Thnh phn xoay chiu l vCAC C1.C2 cos2 2.C1.sin C22 vCAC vCAC C1 C22 2.sin C2 cos2 C22 2 P(1 A) VS2 KV2 ( A 5) 144 C VC2 P.(1 A) 2P vC 5.VS KV sin[2 tan ( 12..C.VC 25.VS2 KV2 144 C VC2 144 C VC2 VS KV ( A 5) )] 12.C..VC sin[2 tan VS KV ( A 5) ] 12.C..VC 25.VS2 KV2 25.VS2 KV2 144 C VC2 144 C VC2 144 C VC2 vC AC V K ( A 5) P(1 A) sin[2 tan ( S V )] 6.C.VC 12.C..VC Nờn : vC V K ( A 5) 2P 2P sin[2 tan S V ] 5.VS KV 12..C.VC 12.C..VC Thay s vi trng hp mt hon ton pha U (A=0) cú: vC V K 2P 2P sin[2 tan S V ] 5.VS KV 12.C..VC 25.VS2 KV2 144 C VC2 59 TI LIU THAM KHO [1] S Bernet ,Recent developments of high power converters for industry and traction applications, IEEE Trans on Power Electron., vol 15, no 6, Nov 2000 [2] B R Andersen, L Xu, P J Horton and P Cartwright, Topologies for VSC transmission, in Power Engineering Journal, Jun 2002 [3] J Arrillaga, Y H Liu and N R Watson, Flexible Power Transmission - The HVDC Options, John Wiley & Sons, 2007 [4] N G Hingoroni and L Gyugyi, Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems, IEEE Press, 1999 [5] G Reed, R Pape and M Takeda, Advantages of voltage sourced converter (VSC) based design concepts for FACTS and HVDC-link application, in Proc IEEE Power Eng Soc General Meeting, Toronto, Canada, Jul 2003, vol 3, pp 1816-1821 [6] L Gyugyi, Unified power-flow control concept for flexible AC transmission systems, Proc IEE, vol 139, no 4, pp 323-331, Jul 1991 [7] A Edris, R Adapa, M H Baker, L Bohman, K Clark, K Habashi, L Gyugyi,J, Lemay, A S Mehraban, A K Myers, J Reeve, F Sener, D R Torgerson, and R R Wood, Proposed terms and definitions for flexible AC transmission system (FACTS), IEEE Trans on Power Del., vol 12, no 4, pp 1848-1853, Oct 1997 [8] C Schauder, The unified power flow controller-a concept becomes reality, in IEE Colloquium, Flexible AC Transmission Systems - The FACTS, Ref No 1998/500 [9] S Mori, K Matsuno, T Hasegawa, S Ohnishi, M Takeda, M Seto, S Murakani, and F Ishiguro Development of a large static VAR generator self-commutated inverters for improving power system stability, IEEE Trans on Power Syst., vol 8, no 1, pp 371-377, Feb 1993 60 [10] F Ichikawa, K Suzuki, T Nakajima, S Irokawa, and T Kitahara, Development of self-commutated SVC for power system, in Conf Rec IEEE-PCC Yokohama, pp 609-614, 1993 [11] T Fujii, S Funahashi, N Morishima, M Azuma, H Teramoto, N Iio, H Yonezawa, D Takayama, and Y Shinki, A Đ80MVA GCT STATCOM for the Kanzaki substation, in Conf Rec IEEJ-IPEC 2005, pp 1299-1306 [12] C Schauder, E Stacey, M Lund, L Gyugyi, L Kovalsky, A Keri, A Mehraban, and A Edris, AEP UPFC project: Installation, commissioning and operation of the Đ160 MVA STATCOM (phase I), IEEE Trans on Power Del., vol 13, no 4, pp 1530-1535, Oct 1998 [13] B A Renz, A Keri, A Mehraban, C Schauder, L Kovalsky, L Gyugyi, and A Edris, AEP unified power flow controller performance, IEEE Trans on Power Del., vol 14, no 4, pp 1374-1381, Oct 1999 [14] J B Choo, J S Yoon, B H Chang, B Han, and K K Koh, Development of FACTS operation technology to the KEPCO power network-detailed EMTDC model of 80 MVA UPFC, in Transmission and Distribution Conference and Exhibition 2002: Asia Pacific IEEE/PES, vol 1, pp 354358, Oct 2002 [15] J B Choo, B H Chang, H S Lee, H S Shin, and K K Koh, Development of FACTS operation technology to the KEPCO power network - installation and operation, in Transmission and Distribution Conference and Exhibition 2002: Asia Pacific IEEE/PES, vol 3, pp 2008-2013, Oct 2002 [16] S Y Kim, B H Chang, and D H Baek, The operation experience of KEPCO UPFC, in Conf Rec ICEMS2005, vol 3, pp 2502-2505, Sept 2005 [17] M Takasaki, N Gibo, K Takenaka, T Hayashi, H Konishi, S Tanaka, and H Ito,Control and protection scheme of HVDC system with selfcommutated converter in system fault conditions, IEEJ Trans., vol 118-B, no 12, pp 1363-1373, 1998 (in Japanese) 61 [18] K Sakamoto, M Yajima, T Ishikawa, S Sugimoto, T Sato and H Abe, Development of a control system for a high-performance self-commutated ac/dc converter, vol 13, no 1, pp 225-232, Jan 1998 [19] O Gaupp, P Zanini, P Daehler, E Baerlocher, R Boeck, and J Werninger, Bremens 100-MW static frequency link, in ABB Rev., no 9-10, pp 4-17, 1996 [20] K Kunomura, K Yoshida, K Ito, N Nagayama, M Otsuki, F Aoyama, and T Yoshino, Electronic frequency converter, in Conf Rec IEEJ-IPEC 2005, pp 2187-2191 [21] A Nabae, I Takahashi, and H Akagi, A new neutral-point-clamped PWM inverter, IEEE Trans Ind Appl., vol IA-17, no 5, pp 518-523, 1981 [22] H Akagi, Y Kanazawa, and A Nabae, Instantaneous reactive power compensators comprising switching devices without energy storage components, IEEE Trans Ind Appl., vol 20, no 3, pp 625-630, 1984 [23] Voltage Sags in Three-Phase Systems M.H.J Bollen [24] Joaquớn Pedra, Member, IEEE, Luis Sỏinz, Felipe Cúrcoles, and Luis Guasch Symmetrical and Unsymmetrical Voltage Sag Effects on Three-Phase Transformers IEEE Trans.Vol 20 No 2, April 2005 62 B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI - PHM QUC TRèNH ảNH HƯởNG CủA LõM ĐIệN áP ĐếN HOạT ĐộNG CủA Bộ BIếN ĐổI BACK TO BACK NGNH: IU KHIN V T NG HểA LUN VN THC S K THUT Ngi hng dn khoa hc: TS PHM VIT PHNG H NI 2013 MC LC LI CAM OAN i DANH MC VIT TT ii DANH MC HèNH iii LI M U Chng 1: TèM HIU CHUNG V CC THIT B TRUYN TI CễNG SUT LN LINH HOT 1.1 Gii thiu chung v cỏc thit b FACTS 1.2 Cu hỡnh c bn ca cỏc thit b FACTS 1.3 B iu khin dũng cụng sut hp nht UPFC 11 1.3.1 Mt s H thng UPFC thc t 13 1.4 Gii thiu v b bự ng b tnh STATCOM 16 1.4.1 H thng STATCOM thc t 17 1.5 H thng Bac- to-Back 18 Chng 2: VN SUY GIM IN P TRấN LI 20 2.1 Nhng nguyờn nhõn gõy suy gim in ỏp trờn li 20 2.2 Cỏc dng suy gim in ỏp thng gp 22 Chng 3: H THNG BTB (BACK-TO BACK) CễNG SUT 50 MW 25 3.1 Mụ hỡnh h thng v nguyờn lý iu khin 25 3.1.1 Mụ hỡnh h thng .25 3.1.2 Nguyờn lý iu khin ca h thng 27 3.2 Thit k cỏc b iu khin 29 3.2.1 B iu chnh dũng in 30 3.2.2 B iu chnh in ỏp .33 3.2.3 Khõu phỏt xung SPWM 36 3.3 Tớnh toỏn s liu mụ phng 37 3.4 Kt qu mụ phng 40 3.4.1 Khi h thng hot ng bỡnh thng .40 3.4.2 Khi h thng gp s c trờn mt li 43 Chng 4: NH HNG CA SUY GIM IN P TI H THNG BTB 47 4.1 Tớnh toỏn in ỏp trờn dc link iu kin suy gim in ỏp 47 4.1.1 nh hng ca h s suy gim in ỏp ti dc link .50 4.1.2 nh hng ca tham s b iu chnh in ỏp ti dc link 51 4.2 Tớnh toỏn dũng in ca BTB converter iu kin suy gim in ỏp 52 KT LUN 55 PH LC 56 TI LIU THAM KHO 60 LI CAM OAN Tờn tụi l : Phm Quc Trỡnh Sinh ngy : 24/05/1982 Hc viờn lp cao hc khúa 2011 - Ngnh iu khin v T ng Húa - Trng i Hc Bỏch Khoa H Ni Tụi xin cam oan ti nghiờn cu : nh hng ca lừm in ỏp n hot ng ca b bin i Back To Back TS Phm Vit Phng hng dn Cỏc kt qu mụ phng ỳng vi cỏc s liu nghiờn cu ca riờng tụi hon thnh ỏn ny em ch s dng nhng ti liu c ghi danh mc ti liu tham kho v khụng chộp hay s dng bt k ti liu no khỏc Nu phỏt hin cú s chộp em xin chu hon ton trỏch nhim Hc viờn Phm Quc Trỡnh i DANH MC T VIT TT FACTS Flexible AC Transmission System H thng truyn ti xoay chiu linh hot STATCOM Static Synchronous Compensators B bự ng b tnh UPFC B iu khin dũng cụng sut Unified Power Flow Controller hp nht BTB Back-To-Back system H thng BTB VSC Voltage-Source Converter B bin i ngun ỏp SSSC Static Series Compensator B bự tnh GTO Gate Turn Off thyristor Thyristo khúa c bng cc iu khin ii DANH MC HèNH Hỡnh 1.1 Cu hỡnh c bn cỏc thit b FACTS Hỡnh 1.2 Tham s ng dng ca cỏc van bỏn dn hin i Hỡnh 1.2.1: Dao ng gúc pha t mỏy phỏt 1000MW ca N than Tr Vinh vi trng hp bự cụng sut phn khỏng bng SVC v STATCOM Hỡnh 1.2.2: Dao ng cụng sut phỏt ngun khỏng ca cỏc STATCOM Hỡnh 1.2.3: Dao ng in ỏp cỏi 500kV Tõn nh vi trng hp bự cụng sut phn khỏng bng SVC v STATCOM 10 Hỡnh 1.3 Cu hỡnh ca UPFC 11 Hỡnh 1.4 H thng UPFC 80 MVA 13 Hỡnh 1.5 H thng UPFC 160 MVA 15 Hỡnh 1.6 B bự ng b tnh STATCOM 17 Hỡnh 1.7 H thng 80 MVA STATCOM 18 Hỡnh 1.8 Cu hỡnh h thng BTB 19 Hỡnh 2.1 Suy gim in ỏp ng ng c 20 Hỡnh 2.2 Suy gim in ỏp úng mỏy bin ỏp 21 Hỡnh 2.3 Suy gim in ỏp li mt pha 21 Hỡnh 2.4 Mt s dng mt cõn bng in ỏp hay gp 22 Hỡnh 2.5 S c trờn ng dõy truyn ti 23 Hỡnh 2.6 Cỏc dng mt cõn bng in ỏp ca tng khu vc 23 Hỡnh 3.1 H thng BTB 50 MVA 25 Hỡnh 3.2 u ni gia converter cell v mỏy bin ỏp 26 Hỡnh 3.3 Kt ni gia cỏc mỏy bin ỏp 27 Hỡnh 3.4 S mch tng ng ca li 28 Hỡnh 3.5 th vector in ỏp ca h thng BTB 28 Hỡnh 3.6 Cu hỡnh mụ phng ca h thng 29 Hỡnh 3.7 B iu khin dũng theo lut PI 32 Hỡnh 3.8 S b iu chnh in ỏp 34 Hỡnh 3.9 S mch b nghch lu 36 iii Hỡnh 3.10 Phỏt xung SPWM cho IGBT 36 Hỡnh 3.11 th dũng in vi T=0.1(s) 38 Hỡnh 3.12 th dũng in vi T=0.01(s) 38 Hỡnh 3.13 th dũng in vi giỏ tr T=3(ms) 39 Hỡnh 3.14 th dũng in vi giỏ tr T=1(ms) 39 Hỡnh 3.15 th in ỏp ca h thng hot ng bỡnh thng 41 Hỡnh 3.16 Cỏc giỏ tr dũng in ca h thng hot ng bỡnh thng 42 Hỡnh 3.17 Cụng sut trao i ca h thng 43 Hỡnh 3.18 Cỏc giỏ tr in ỏp ca h thng cú suy gim in ỏp 44 Hỡnh 3.19 Cỏc giỏ tr dũng in ca h thng cú suy gim in ỏp 45 Hỡnh 3.20 Cụng sut trao i ca h thng cú suy gim in ỏp 46 Hỡnh 4.2 Bin thiờn in ỏp trờn dc link 50 Hỡnh 4.3 nh hng ca KV n in ỏp trờn dc link 51 Hỡnh 4.4 Dũng in ca BTB converter A = 53 Hỡnh 4.5 Cụng sut trao i gia hai li A = 54 iv ... 4: Ảnh hưởng suy giảm điện áp đến hoạt động hệ thống BTB : Gồm có ảnh hưởng hệ số lõm điện áp, thông số điều chỉnh dòng, điều chỉnh điện áp đến hoạt động hệ thống thông qua biểu thức tính to n... hài điện áp, dòng điện sau biến đổi Hình vẽ 3.3 mô tả cách đấu nối cuộn dây phía cao áp máy biến áp biến đổi với phía hạ áp máy biến áp Trong v2uv điện áp dây BTB converter 2, v2uv1 điện áp dây... phia hạ áp máy biến áp Ở đây, V2uv2 điện áp dây phía hạ áp máy biến áp I2u2 dòng điện phía hạ áp máy biến áp Hình 3.2 Đấu nối converter cell máy biến áp 26 Mỗi BTB converter sử dụng máy biến áp ba