Nghiên cứu điều khiển thiết bị bù tĩnh SVC ứng dụng trong ổn

Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập lớp Cao học Kỹ thuật điện - Thiết bị điện khóa 2013-2015, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, đào tạo tích lũy nhiều kiến thức cho thân phục vụ công việc Đặc biệt khoảng thời gian thực đề tài: ‘‘Nghiên cứu điều khiển thiết bị bù tĩnh SVC ứng dụng ổn định hệ thống điện’’ Tôi xin bày tỏ lòng tri ân tới thầy, cô Bộ môn Thiết bị điện – Điện tử Viện Điện - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu làm luận văn Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS.Trần Văn Thịnh dành nhiều thời gian công sức hướng dẫn thực hoàn thành luận văn Mặc dù thân cố gắng, song với kiến thức hạn chế thời gian có hạn, luận văn chắn tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận bảo thầy, cô, góp ý bạn bè đồng nghiệp nhằm bổ sung hoàn thiện luận văn Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2015 Học viên Hoàng Thị Mỹ HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tôi, nội dung đƣợc trình bày luận văn thân thực Các số liệu, kết tính toán trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày 28 tháng 09 năm 2015 Tác giả luận văn Hoàng Thị Mỹ HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN………………………………………… 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ……………………………………………………………… 13 13 1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐƢỜNG DÂY TRUYỀN TẢI SIÊU CAO ÁP ………… 15 1.3 PHƢƠNG PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY……………………………………………………………………………… 17 1.4 CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ……………… 19 1.4.1 CUỘN KHÁNG BÙ NGANG …………………………………………… 20 1.4.2 TỤ BÙ DỌC……………………………………………………………… 20 1.4.3 TỤ BÙ TĨNH……………………………………………………………… 21 1.4.4 MÁY BÙ ĐỒNG BỘ………………………………………………… 21 1.5 MỘT SỐ THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG FACTS…………………………………………………………………………… 22 1.5.1 THIẾT BỊ BÙ TĨNH CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC …………………………… 22 1.5.2 THIẾT BỊ BÙ DỌC CÓ ĐIỀU KHIỂN TCSC…………………………… 24 1.5.3 THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN STATCOM ……….……… 26 1.5.4 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN GÓC PHA BẰNG THYRISTOR TCPAR…… 28 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1……………………………………………………… 30 CHƢƠNG NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN…………………………… 31 2.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA SVC………………………………… 31 2.1.1 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THYRISTOR……………………… 32 HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội 2.1.2 KHÁNG ĐIỀU CHỈNH BẰNG THYRISTOR - TCR …………… …… 34 2.1.3 TỤ ĐÓNG MỞ BẰNG THYRISTOR - TSC…………………………… 41 2.1.4 KHÁNG ĐÓNG MỞ BẰNG THYRISTOR - TSR ……………………… 42 2.2 ĐẶC TÍNH ĐIỀU CHỈNH CỦA SVC……………………………………… 44 2.3 ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT CỦA SVC TRONG SƠ ĐỒ ĐIỀU CHỈNH 45 ĐIỆN ÁP …………………… ………………………………………………… 2.4 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BÙ SVC…………………… 47 2.4.1 LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN THYRISTOR……………………………… 47 2.4.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SVC ………………………………………… 50 2.5 MÔ HÌNH HÓA PHẦN TỬ SVC ĐỐI VỚI CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN ………………………………………………………………… 59 2.5.1 ĐẶC ĐIỂM CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN……………… 59 2.5.2 MÔ HÌNH HÓA PHẦN TỬ SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN………… 59 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2……………………………………………………… 64 CHƢƠNG KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA SVC TRONG ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK……………… 3.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SVC 65 65 3.1.1 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK………………… 65 3.1.2 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA THYRISTOR………………………… 70 3.2 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC PHẦN TỬ TCR VÀ TSC TRONG SVC……………………………………………………………………………… 3.2.1 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG PHẦN TỬ TCR…………………………………… 72 72 3.2.2 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG PHẦN TỬ TSC…………………………………… 74 3.3 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG THIẾT BỊ BÙ SVC………………………………… 75 3.4 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG KHỐI ĐIỀU KHIỂN SVC…………………………… 77 3.4.1 KHỐI ĐO LƢỜNG ……………………………………………………… 78 3.4.2 KHỐI ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ………………………………………… 78 3.4.3 KHỐI PHÂN PHỐI ……………………………………………………… 79 3.4.4 KHỐI PHÁT XUNG……………………………….…………………… 80 HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội 3.5 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ SVC TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI………………………………………….………………………… 81 3.5.1 THIẾT LẬP CÁC THÔNG SỐ VÀ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG 81 3.5.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG………………………………………………… 85 3.5.3 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ DÕNG ĐIỆN TRÊN PHẦN TỬ TCR………………………………………………………………… 91 3.5.4 KHẢO SÁT HIỆN TƢỢNG XUNG LỖI TRÊN CÁC TỔ HỢP TSC… 92 KẾT LUẬN CHƢƠNG ……………………………………………………… 94 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN………………………… 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………….………… 97 HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Đồ thị véc tơ U I đường dây có tụ bù dọc 17 Hình 1.2 Hiệu bù dọc đường dây cao áp 18 Hình 1.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động SVC 23 Hình 1.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động TCSC 25 Hình 1.5 Cấu tạo nguyên lý hoạt động STATCOM 28 Hình 1.6 Cấu tạo nguyên lý hoạt động TCPAR 29 Hình 2.1 Cấu tạo SVC 32 Hình 2.2 Nguyên lý cấu tạo thyristor 32 Hình 2.3 Điều khiển xoay chiều mạch trở dùng thyristor 33 Hình 2.4 Cấu tạo nguyên lý hoạt động TCR 34 Hình 2.5 Dạng sóng điện áp dòng điện TCR thay đổi góc mở α 36 Hình 2.6 Dạng sóng tín hiệu dòng điện TCR α0=900 α0>900 37 Hình 2.7 Đặc tính điều chỉnh dòng điện TCR theo góc cắt 40 Hình 2.8 Cấu tạo nguyên lý hoạt động TSC 42 Hình 2.9 Cấu tạo nguyên lý hoạt động TSR 43 Hình 2.10 Đặc tính volt-ampe SVC 45 Hình 2.11 Đặc tính điều chỉnh điện áp công suất phản kháng SVC 46 Hình 2.12 Nguyên tắc điều khiển thắng đứng “arccos” 48 Hình 2.13 Sơ đồ khối hệ điều khiển Thyristor 49 Hình 2.14 Sơ đồ khối hệ thống điều khiển van SVC 50 Hình 2.15 Sơ đồ khối đo lường hệ thống điều khiển 51 Hình 2.16 Phương pháp tìm giá trị điện áp đổi hệ quy chiếu 52 Hình 2.17 Phương pháp tìm giá trị điện áp phân tích Fourier 53 Hình 2.18 Sơ đồ khối lọc khối đo điện áp 54 Hình 2.19 Bộ điều chế xung dạng tương tự 55 Hình 2.20 Mô hình số hệ thống điều khiển theo IEEE 56 HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội Hình 2.21 Mô hình số hệ thống điều khiểntheo IEEE 57 Hình 2.22 Đặc tính làm việc SVC 61 Hình 3.1 Các thư viện Simulink 66 Hình 3.2 Khối thư viện Electrical 67 Hình 3.3 Khối Thư viện Elements 67 Hình 3.4 Khối Thư viện Machines 68 Hình 3.5 Khối đo công suất 68 Hình 3.6 Khối đo dòng điện khối đo điên áp 68 Hình 3.7 Khối Display khối Scope 68 Hình 3.8 Khối Thư viện conPower Electronics 69 Hình 3.9 Các khối thư viện Simulink 69 Hình 3.10 Mô hình mạch điều khiển Thyristor 70 Hình 3.11 Đồ thị điện áp, dòng điện sau chỉnh lưu 71 Hình 3.12 Sơ đồ mô TCR 73 Hình 3.13 Kết mô TCR 74 Hình 3.13: Sơ đồ mô TSC 74 Hình 3.14 Sơ đồ mô hệ thống điện sử dụng SVC 75 Hình 3.15 Cấu trúc bên tổ hợp TCR 75 Hình 3.16 Cấu trúc bên tổ hợp TSC 76 Hình 3.17 Cấu trúc khối điều khiển SVC 76 Hình 3.18 Cấu trúc khối đo lường 77 Hình 3.19 Khối điều chỉnh điện áp 78 Hình 3.20 Cấu trúc bên khối phân phối 79 Hình 3.21 Cấu trúc bên khối phát xung 80 Hình 3.22 Cấu trúc khối phát xung nhỏ(khối AB) 81 Hình 3.23 Sơ đồ mô hệ thống điện- chưa có SVC 86 Hình 3.24 Kết mô điện áp nguồn thay đổi- chưa có SVC 87 Hình 3.25 Kết mô đáp ứng động SVC điện áp nguồn 89 thayđổi HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội Hình 3.26.: Đáp ứng nhóm van TCR AB 91 Hình 3.27 Đồ thị khảo sát tượng phát xung mở lỗi khối TSC 92 HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT FACTS Flexible AC Transmission Systems GPG Gate Pulse Generation GTO Gate Turn - Off thyristor HTĐ Hệ thống điện MSR Mechanically Switched Reactor NPN Negative Positive Negative PNP Positive Negative Positive STATCOM Static Synchronous Compensator SVC Static Var Compensators 10 TCPAR Thyristor Controlled Phase Angle Regulator 11 TCR Thyristor Controlled Reactor 12 TCSC Thyristor Controlled Series Compensator 13 TSC Thyristor Switched Capacitor 14 TSR Thyristor Switched Reactor 15 UPFC Unified Power Flow Controller 16 SS Synchronizing System HV: Hoàng Thị Mỹ Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Điện dạng lƣợng đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến giới có ƣu điểm quan trọng dễ dàng chuyển đổi sang dạng lƣợng khác Hơn nữa, điện dạng lƣợng dễ dàng sản xuất, vận chuyển sử dụng Cùng với phát triển nhanh chóng kinh tế khoa học kỹ thuật, Hệ thống điện quốc gia ngày phát triển để đáp ứng nhu cầu trƣớc phát triển lớn mạnh kinh tế xã hội Nguồn điện phải đáp ứng đƣợc yêu cầu công suất chất lƣợng điện Vấn đề công suất phát phải đƣợc đƣa đến tận dụng cách hiệu nhất, lãng phí mặt kinh tế vấn đề quan trọng vận hành hệ thống điện Tổn hao công suất làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng nguồn điện kinh tế, để giảm tổn hao ổn định hệ thống điện biện pháp hữu hiệu bù công suất phản kháng cho hệ thống điện Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ kỹ thuật điện tử, công nghiệp chế tạo thiết bị điện tử công suất lớn kỹ thuật đo lƣờng điều khiển hệ thống điện, nên thiết bị bù dùng thyristor đƣợc nghiên cứu ứng dụng nhiều toàn hệ thống điện Các thiết bị bù dọc bù ngang điều chỉnh nhanh thyristor hay triắc đƣợc ứng dụng mang lại hiệu cao việc nâng cao ổn định chất lƣợng điện hệ thống điện Các thiết bị cho phép vận hành hệ thống điện cách linh hoạt, hiệu chế độ bình thƣờng hay cố nhờ khả điều chỉnh nhanh công suất phản kháng thông số khác (trở kháng, góc pha) chúng Vì vậy, việc nghiên cứu thiết bị bù dọc bù ngang có khả điều chỉnh nhanh thiristorhay triac (SVC) việc nâng cao ổn định chất lƣợng điện áp hệ thống điện nhiệm vụ cần thiết Vì vậy, tác giả chọn đề tài ‘‘Nghiên cứu điều khiển thiết bị bù tĩnh SVC ứng dụng ổn định hệ thống điện’’ HV: Hoàng Thị Mỹ 10 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội  Thiết lập thông số cho máy biến áp điện lực Máy biến áp có dung lƣợng333 MVA, điện áp735 kV/16 kV  Thiết lập thông số cho hệ thống điều khiển SVC (trong chế độ điều chỉnh điện áp) HV: Hoàng Thị Mỹ 83 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội  Thiết lập thông số cho phần tử TCR Tổ hợp kháng điều khiển Thyristor TCR có công suất 109 MVAr  Thiết lập thông số cho phần tử TSC tổ hợp tụ đóng cắt Thyristor TSC, tổ hợp có công suất 100 MVAr (TSC1, TSC2, TSC3) đƣợc kết nối với phía thứ cấp máy biến áp HV: Hoàng Thị Mỹ 84 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội  Thiết lập tham số cho phụ tải Công suất tiêu thụ tải 200MW, có thông số n 3.5.2 ĐIỀU KHIỂN SVC ĐỂ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Ta tiến hành khảo sát khả ổn định điện áp công suất phản kháng hệ thống truyền tải điện cao áp 735kV cách điều khiển SVC nhƣ hình 3.15 điện áp nguồn thay đổi, với giả thiết nhƣ sau: Ban đầu, điện áp nguồn hệ thống đƣợc đặt 1,004 p Tại thời điểm : - t = 0,1s, điện áp nguồn đột ngột tăng từ 1,004pu lên đến 1,025 pu - t = 0,4s điện áp nguồn lại đột ngột giảm thấp từ 1,01 xuống 0,91pu - t = 0,7s điện áp nguồn trả trạng thái ban đầu ứng với giá trị 1,0 pu Ta khảo sát hệ thống với trƣờng hợp: trƣờng hợp thứ nhất, hệ thống làm việc mà thiết bị bù SVC trƣờng hợp thứ 2, hệ thống có SVC a) Trƣờng hợp hệ thống thiết bị bù SVC, máy cắt ba pha mở, tải có công suất 200 MW Thiết lập thông số máy cắt ba pha nhƣ sau: HV: Hoàng Thị Mỹ 85 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội Khi hệ thống hình 3.15có dạng nhƣ hình 3.23 Hình 3.23 Sơ đồ mô hệ thống điện- chưa có SVC HV: Hoàng Thị Mỹ 86 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội Kết mô Sau thiết lập thông số ta tiến hành khảo sát hoạt động SVC, ta thu đƣợc kết mô thể trênhình 3.24 a) b) c) Hình 3.24 Kết mô điện áp nguồn thay đổi- chưa có SVC đó: - Biểu đồ hình 3.24.a)thể tín hiệu điện thứ cấp Va(pu) màu vàng dòng điện thứ cấp Ia (pu) dạng sóng màu tím; HV: Hoàng Thị Mỹ 87 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội - Biểu đồ hình 3.24.b) thể đáp ứng công suất phản kháng Q (Mvar) có dạng sóng màu vàng điện áp hệ thống thay đổi; - Biểu đồ hình 3.24.c) tín hiệu điện áp tham chiếu Vref (pu) có dạng sóng màu tím, điện áp đo lƣờng thứ tự dƣơng Vmeas(pu) có dạng sóng màu vàng Đánh giá kết mô Từ kết thu đƣợc hình 3.24, ta thấy nhƣ sau: Khi máy cắt ba pha mở, hệ thống chƣa có thiết bị bù SVC,quan sát biểu đồ điện áp (hình 3.24) ta nhận thấy điện áp nguồn thay đổi SVC chƣa tham gia vào hệ thống Qbù = (hình 3.24b) dạng điện áp đo đƣợc sau khoảng thời gian độ từ (0,1÷0,4)s giữ mức caolà 1,025pu không thay đổi so với điện áp nguồn (hình 3.24c) Khi điện áp nguồn giảm xuống 0,925pu giữ nguyên không đổi Q bù nên không ổn định lƣới đƣợc, ảnh hƣởng xấu tới chất lƣợng điện áp b) Trƣờng hợp hệ thống có thiết bị bù SVC, máy cắt ba pha đóng Thiết lập thông số máy cắt ba pha nhƣ sau: Khi hệ thống điện sơ đồ nhƣ hình 3.15 HV: Hoàng Thị Mỹ 88 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội Kết mô Hình 3.25 thể kết mô có điều khiển SVC để ổn định lƣới a) b) c) d) e) đó: Hình 3.25 Kết mô đáp ứng động SVC điện áp nguồn thay đổi HV: Hoàng Thị Mỹ 89 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội - Biểu đồ hình 3.25.a) thể tín hiệu điện thứ cấp Va (pu) màu vàng dòng điện thứ cấp Ia (pu) dạng sóng màu tím; - Biểu đồ hình 3.25.b) thể đáp ứng công suất phản kháng Q (Mvar) có dạng sóng màu vàng điện áp hệ thống thay đổi; - Biểu đồ hình 3.25.c) thể tín hiệu điện áp tham chiếu Vref (pu) có dạng sóng màu tím, điện áp đo lƣờng thứ tự dƣơng Vmeas(pu) có dạng sóng màu vàng; - Biểu đồ hình 3.25.d) thể diễn biến góc mở α phần tử TCRcó dạng sóng màu vàng điện áp hệ thống thay đổi; - Biểu đồ hình 3.25.e) thể tín hiệu phản ứng phần tử TSC có dạng sóng màu vàng phần tử TCR thay đổi góc mở α Đánh giá kết mô Từ kết thu đƣợc hình 3.25, thấy nhƣ sau: - Ban đầu, điện áp nguồn đƣợc đặt 1,004 pu, SVC chƣa hoạt động, điện áp SVC 1,0 pu(hình 3.25.a) Khi điện áp tham chiếu Vref= 1pu, SVC bắt đầu tác động thời điểmt = 0s, (khi SVC chƣa có tăng giảm điện áp lƣới, dòng SVC 0) Điểm tác động thời điểm ứng với việc tổ hợp TSC1 đƣợc đóng vào (hình 3.24.e) góc mở (α = 960) TCR ứng với chế độ gần nhƣ dẫn hoàn toàn (hình 3.25.d) - Tại thời điểm t= 0,1s, điện áp nguồn đột ngột tăng lên thành 1,025 pu (hình 3.25.c), SVC phản ứng lại việc tiêu thụ lƣợng công suất phản kháng Q=-95 Mvar(hình 3.25.b) để ổn định điện áp 1,01 pu (hình 3.25.c) thời điểm t = 0,2s÷0,4s 95% thời gian trình ổn định khoảng 135 ms Tại điểm tác động này, tất tổ hợp TSC bị cắt (hình 3.25.e), tổ hợp TCR gần nhƣ dẫn hoàn toàn (α = 940) (hình 3.25.d) - Tại thời điểm t = 0,4s, điện áp nguồn giảm thấp xuống 0,91 pu, SVC phản ứng lại việc phát lƣợng công suất phản kháng Q=256 Mvar (hình 3.25.b), kéo điện áp tăng lên đến 0,974 pu (hình 3.25.c) Tại điểm tác động đó, HV: Hoàng Thị Mỹ 90 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội tổ hợp TSC1, TSC2, TSC3 đƣợc đóng vào (hình 3.25.e), tổ hợp TCR hấp thụ xấp xỉ 40% lƣợng công suất phản kháng định mức (α= 1200), (hình 3.25.d) - Quan sát đƣờng cuối củađặc tính dạng sóng TCR diễn biến thứ tự đóng mở tụ TSC ta nhận thấy thời điểm mà tổ hợp TSC đƣợc đóng vào góc mở α tổ hợp TCR thay đổi từ α = 1800(không dẫn) sang α = 960(dẫn hoàn toàn) - Cuối cùng, thời điểm t=0,7s, điện áp nguồn trả 1,0 pu dòng công suất phản kháng qua SVC giảm bằng0 (hình 3.25.a) 3.5.3 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VÀ DÕNG ĐIỆN TRÊN PHẦN TỬ TCR Ta mở khối hiển thị màu xanh, để khảo sát tín hiệu điện áp, dòng điện nhƣ xung điều khiển nhóm van TCR pha A pha B Ở hình 3.26 khảo sát trình đáp ứng nhóm van TCR AB chu kỳ ứng với góc mở α=1200 a) b) Hình 3.26.: Đáp ứng nhóm van TCR AB HV: Hoàng Thị Mỹ 91 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội 3.5.4 KHẢO SÁT HIỆN TƢỢNG XUNG LỖI TRÊN CÁC TỔ HỢP TSC Tại thời điểm tổ hợp TSC cắt ra, điện áp dƣ đƣợc nạp vào tụ điện Để khảo sát tƣợng xảy phát xung lỗi ta mở khối hiển thị màu xanh thu đƣợc đồ thị nhƣ hình 3.27 a) b) c) d) e) Hình 3.27 Đồ thị khảo sát tượng phát xung mở lỗi khối TSC HV: Hoàng Thị Mỹ 92 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội đó: - Biểu đồ 3.27.a) mô tả điện áp SVC Vab tụ tổ hợp TSC1 - Biểu đồ 3.27.b) mô tả điện áp nhóm van TSC1 _ab + - Biểu đồ 3.27.c) mô tả dòng điện chạy qua nhóm van TSC1 - Biểu đồ 3.27.d) mô tả xung mở van TSC1 _ab + Chú ý : - Các van nhóm TSC1 _ab +(nhóm van thứ tự thuận) đƣợc phát xung mở mà nhóm van TSC1 _ab - (nhóm van thứ tự nghịch) giá trị điện áp cực đại điện áp đặt nhóm van thuận nhỏ - Một định thời Timer đƣợc dùng để lập trình thời gian gửi xung lỗi thời điểm t=0,121 s, phục vụ cho việc khảo sát tƣợng Nhận xét: - Nếu xung mở không đƣợc gửi đến thời điểm, van TSC xuất hiện tƣợng dòng lớn - Khi xung lỗi đƣợc gửi tới thời điểm điện áp van cực đại sau tổ hợp van TSC bị cắt, tƣợng dòng thu đƣợc dòng cực đại van 18 kA tức gấp 6,5 lần so với giá trị dòng đỉnh chế độ định mức Ngay sau van TSC không dẫn, điện áp đặt vào thyristor lớn nhiều lần so với điện áp chế độ định mức Để tránh tác hại tƣợng áp dòng gây ra, hạn chế oxit kim loại đƣợc sử dụng, có cấu tạo tƣơng tự nhƣ chống sét van (không đƣợc mô đây) HV: Hoàng Thị Mỹ 93 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua kết phân tích mô hình mô nhƣ hìnhảnh đặc tính dạng sóng tín hiệu đầu hệ thống điện có sử dụng thiết bị bù SVC cho ta thấy đƣợc lợi ích sử dụng SVC ổn định hệ thống điện: đáp ứng nhanh nhạy hệ thống yêu cầu bù công suất phản kháng ( hấp thu phát công suất phản kháng) giúp hệ thống ổn định có độ tin cậy cao Điều cần thiết cho phát triển lƣới điện Việt Nam Với trợ giúp phần mềm Matlab Simulink, việc nghiên cứu thiết kế modul thiết bị SVC dễ dàng hơn.Nhờ toán mô giúp cho ngƣời thiết kế có nhìn tổng quan, dự đoán trƣớc tình xảy thực tế vận hành thiết bị HV: Hoàng Thị Mỹ 94 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN  KẾT LUẬN CHUNG Đối với hệ thống truyền tải điện xoay chiều đƣờng dây cao áp việc bù thông số quan trọng để cao khả truyền tải tính ổn định hệ thống, đặc biệt đƣờng dây cao áp có chiều dài 1/4 bƣớc sóng nhƣ Việt Nam Cùng với tiến vƣợt bậc khoa học công nghệ, việc nghiên cứu sản xuất ứng dụng thiết bị để làm tăng tính linh hoạt hệ thống truyền tải điện xoay chiều mở xu hƣớng việc nâng cao hiệu tự động hoá, đại hoá hệ thống điện toàn giới Thiết bị bù có điều khiển SVC làm cho hệ thống điện hoạt động ổn định hơn, vận hành linh hoạt chế độ bình thƣờng cố, đồng thời làm tăng độ tin cậy tính kinh tế vận hành hệ thống điện nhiều Khi dùng SVC hệ thống điện, ta cầnchú ý đến tƣợng cộng hƣởng sinh trình làm việc thiết bị bù có điều khiển tƣợng áp, dòng phát xung bị lỗi Việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị bù ngang SVC hệ thống điện Việt Nam cải thiện đƣợc việc ổn định điện áp nút có đặt SVC Hi vọng tƣơng lai gần, chế tạo thành công thiết bị điều khiển công suất phản kháng nƣớc để nâng cao chất lƣợng điện lƣới giảm giá thành đầu tƣ thiết bị Để thuận tiện cho trình thiết kế mô hoạt động nhƣ đáp ứng thiết bị bù SVC hệ thống truyền tải cao áp, tác giả sử dụng phần mềm Matlab Simulink- phần mềm mạnh chiếm ƣu thếlớn thiết kế mô kĩ thuật điện.Vì vậy, việc sử dụng phần mềm góp phần khẳng định tính đắn lý thuyết nghiên cứu, hiệu thiết bị giúp ích cho công tác thiết kế, giúp cho ngƣời thiết kế có nhìn tổng quan, dự đoán trƣớc tình xảy thực tế vận hành thiết bị HV: Hoàng Thị Mỹ 95 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội  HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu sâu chƣơng trình mô Matlab Simulink cho thiết bị SVC có cấu trúc đầy đủ sát với thông số thực tế đƣờng dây nữa, tổ hợp TCR, TSC đƣa thêm tổ hợp nhƣ MSR, MSC, TSR… Ngoài ra, đề tài phát triển cao việc nghiên cứu thiết bị điều khiển công suất khác nhƣ TCSC, STATCOM, TCPAR…những thiết bị đƣợc chế tạo sau SVC, có đặc tính tác động tốt hiệu cao với hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS HV: Hoàng Thị Mỹ 96 Lớp 13BKTĐ - TBĐ Viện Điện Trường ĐHBK Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Hồng Anh, Nguyễn Bê - Tạp chí Khoa học Công nghệ số 40+41/2003 Ứng dụng điện tử công suất hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt [2] Nguyễn Hồng Anh, Lê Cao Quyền- Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng – số 3(26).2008: “ Lựa chọn thiết bị bù công suất phản kháng tối ưu cho lưới điện 500 kV Việt Nam” [3] Trần Văn Thịnh, Tính toán thiết kế thiết bị điện tử công suất; NXB Giáo dục 2005 [4] Lã Văn Öt, Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 [5] John G.Kassakian, Martin F Schkecht, George C Verghese, Principles of Power Electronic, Addison-Wesley- United States of America, 1999 [6] Laszlo Gyugyi & Narain G.Hurgorani, Understanding FACTS, IEEE, London, 1999 [7] R Mohan Mathur & Rại K Varma, Thyristor-based FACTS controllers for electrical transmission systems, IEEE, London, 2002 [8] Yong Hua Song & Allan T John, Flexible AC Transmission System (FACTS) IEEE, London, 1999 HV: Hoàng Thị Mỹ 97 Lớp 13BKTĐ - TBĐ ... BỊ BÙ TĨNH CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC …………………………… 22 1.5.2 THIẾT BỊ BÙ DỌC CÓ ĐIỀU KHIỂN TCSC…………………………… 24 1.5.3 THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN STATCOM ……….……… 26 1.5.4 THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN GÓC PHA BẰNG... tạo thiết bị điện tử công suất lớn kỹ thuật đo lƣờng điều khiển hệ thống điện, nên thiết bị bù dùng thyristor đƣợc nghiên cứu ứng dụng nhiều toàn hệ thống điện Các thiết bị bù dọc bù ngang điều. .. luận văn: - Tổng quan thiết bị điều khiển công suất hệ thống điện - Cấu tạo, nguyên lý hoạt động lợi ích sử dụng thiết bị bù SVC - Nghiên cứu hệ thống điều khiển SVC - Ứng dụng phần mềm Matlab