Phân tích đáp ứng của bộ lọc ba pha trong việc giảm hài dòng điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN VIỆT NINH PHÂN TÍCH ĐÁP ỨNG CỦA BỘ LỌC BA PHA TRONG VIỆC GIẢM HÀI DÒNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KĨ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KĨ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN VĂN THỊNH Hà Nội – Năm 2014 LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thực thân hướng dẫn TS Trần Văn Thịnh, với tài liệu trích dẫn phần tài liệu tham khảo phần cuối luận văn Các kết nghiên cứu luận văn chưa công bố Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2014 Học viên Trần Việt Ninh MỤC LỤC Lời cam đoan Mục lục…… .2 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Lời mở đầu…………………… .10 Chương Tổng quan chất lượng điện điều hòa bậc cao 12 1.1 Chất lượng điện 12 1.2 Các tượng lưới điện…… ………….……………… .13 1.2.1 Quá độ…… ……….………………… .13 1.2.2 Các biến thiên điện áp ngắn hạn………… 15 1.2.3 Các biến thiên điện áp trì….……… 16 1.2.4 Biến dạng sóng 17 1.2.5 Dao động điện áp .18 1.2.6 Dao động tần số 18 1.2.7 Mất đối xứng 18 1.3 Tổng quan sóng hài số đánh giá 19 1.3.1 Sóng hài phân tích sóng hài 19 1.3.2 Các số đánh giá 21 1.3.3 Các tiêu chuẩn kỹ thuật sóng hài 21 1.3.3.1 Giới hạn sóng hài theo tiêu chuẩn IEEE 519-1992… 22 1.3.3.2 Giới hạn sóng hài theo tiêu chuẩn IEC… .23 1.3.4 Nguồn phát sinh sóng hài 24 1.3.4.1 Các thiết bị có tượng bão hòa mạch từ…… … 24 1.3.4.2 Các thiết bị hồ quang phóng điện……… 25 1.3.4.3 Các thiết bị điện tử công suất…………… 26 1.3.5 Tác động sóng hài 36 1.4 Kết luận 38 Chương Các biện pháp hạn chế sóng hài………………… 39 2.1 Các biện pháp hạn chế sóng hài 39 2.1.1 Hạn chế công suất tải phi tuyến… .39 2.1.2 Tăng điện kháng phía nguồn xoay chiều đầu vào phi tuyến 39 2.1.3 Phương pháp đa xung…………… … 41 2.1.4 Dùng lọc…………………… 43 2.1.4.1 Bộ lọc thụ động………………… 44 2.1.4.2 Bộ lọc tích cực ………………… 49 2.1.4.3 Các biện pháp khắc phục hài thứ tự không 54 2.2 Kết luận……………………… 56 Chương Bộ lọc tích cực…………… ……………… 57 3.1 Khái quát chung nghịch lưu PWM.…….……………… 57 3.1.1 Phân loại theo biến đổi công suất… .57 3.1.2 Cấu trúc điều khiển……………… … .59 3.2 Ứng dụng nghịch lưu PWM để làm lọc tích cực…….… 60 3.2.1 Các phương pháp dựa miền tần số 60 3.2.2 Các phương pháp dựa miền thời gian 61 3.3 Cấu trúc mạch lọc sóng điều hòa dùng nghịch lưu PWM .66 3.3.1 Nguyên lý điều khiển……………… 66 3.3.2 Nguyên lý điều khiển dòng theo dòng điện chuẩn……… 78 3.4 Kết luận……………………… .70 Chương Phân tích đáp ứng lọc pha việc giảm hài dòng điện71 4.1 Mô hình mạch lọc pha thụ động matlab…… …… 71 4.1.1 Giới thiệu………………………… … .71 4.1.2 Mô tả sơ đồ mạch điện…………… … .71 4.1.2.1 Nguồn pha… ………………… 71 4.1.2.2 Tải pha…… ………………… 71 4.1.2.3 Bộ lọc pha… ………………… 72 4.1.3 Phân tích đáp ứng mạch lọc việc giảm hài dòng 73 4.1.3.1 Khi ngắt lọc khỏi mạch điện 73 4.1.3.2 Khi mạch điện có lọc thụ động 77 4.2 Mô hình mạch lọc tích cực matlab…………… …… 83 4.2.1 Giới thiệu………………………… … .83 4.2.2 Mô tả sơ đồ mạch điện…………… … .83 4.2.2.1 Nguồn pha… ………………… 83 4.2.2.2 Tải pha…… ………………… 85 4.2.2.3 Bộ lọc tích cực pha…………… 85 4.2.3 Khảo sát đáp ứng mạch lọc việc giảm hài dòng 88 4.2.3.1 Khi ngắt lọc khỏi mạch điện 88 4.2.3.2 Khi mạch điện có lọc AF…… 89 4.3 Kết luận……………………… .93 Kết luận chung…….………………………………………………………………94 Tài liệu tham khảo.………………………………………………………… …95 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT IEEE Institue of Electric and Electronic Engineers IEC International Electronical Commision ANSI American National Standards Institute AF Active Filter AFS Active Filter Series CSPK Công suất phản kháng DFT Discrete Fourier Transform FACT Flexible AC Transmission FFT Fast Fourier Transform PLL Phase Locked Loop SVC Static Var Compensation TCSC Thyristor Controlled Series Compensation VSI Voltage Source Inverter VSD Variable Speed Drives CSI Current Source Inverter PCC Point of Common Coupling PWM Pulse-width modulation THD Total Harmonic Distortion TDD Total Demand Distortion IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chuẩn sai lệch điện áp IEEE 519-1992 Bảng 1.2 Tiêu chuẩn sai lệch yêu cầu IEEE 519-1992 Bảng 1.3 IEC 1000-3-2 Bảng 1.4 IEC 1000-3-4 Bảng 1.5 Các thành phần hài dòng điện lò hồ quang hai giai đoạn Bảng 1.6 Biên độ lớn dòng hài sinh TCR DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Xung dòng điện sét Hình 1.2 Xung dòng điện dao động đóng liên tiếp tụ điện Hình 1.3 Điện áp lõm gây lỗi chạm đất pha Hình 1.4 Điện áp lồi tức thời gây cố chạm đất pha Hình 1.5 Trị hiệu dụng điện áp ba pha xảy ngắt cố Hình 1.6 Notching gây biến đổi điện tử công suất ba pha Hình 1.7 Dạng sóng với thành phần hài bậc ba Hình 1.8 Liên quan dạng sóng thành phần bậc lẻ, bậc chẵn Hình 1.9 Dạng sóng dòng điện phổ tần đèn phóng điện hiệu suất cao Hình 1.10 Chỉnh lưu cầu pha có lọc tụ điện Hình 1.11 Dòng điều hòa sinh PC Máy in Hình 1.12 Dạng dòng điện biến đổi ba pha nguồn áp Hình 1.13 Bộ biến đổi p pha , chiều Hình 1.14 Chuỗi xung dương âm Hình 1.15 Bộ biến đổi p pha, hai chiều Hình 1.16 Cấu trúc biến đổi 12 xung Hình 1.17 I5 theo góc mở thyristor góc trùng dẫn Hình 1.18 Cuộn kháng điều khiển thyristor Hình 1.19 Bộ TCR đấu song song với tụ bù Hình 1.20 Dạng dòng điện TCR Hình 2.1 Dòng điều hòa sinh từ cầu chỉnh lưu ba pha có tụ lọc Hình 2.2 Dòng điều hòa sinh từ cầu chỉnh lưu ba pha có kháng lọc Hình 2.3 Độ giảm méo điều hòa ASD loại PWM theo kháng lọc đầu vào Hình 2.4 Kết hợp hai biến đổi xung cấp cho tải tạo hệ thống 12 xung Hình 2.5 Mạch chỉnh lưu 12 xung Y  kết hợp Hình 2.6 Hệ thống điện với nguồn hài phân tán Hình 2.7 Nhiều lọc điều chỉnh nối tiếp mắc song song để bẫy bậc hài Hình 2.8 Các lọc thụ động thường gặp Hình 2.9 Bộ lọc điều hòa bậc ảnh hưởng với hệ thống Hình 2.10 Cấu trúc lọc mạch thay tương đương Hình 2.11 Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp Hình 2.12 Cấu trúc lọc thông thấp Hình 2.13 Bộ lọc thông thấp dùng công nghiệp Hình 2.14 Mạch thay tương đương lắp lọc tụ C Hình 2.15 Bộ lọc tụ C đáp ứng tần trở kháng Hình 2.16 Cấu hình VSI Hình 2.17 Cấu hình CSI Hình 2.18 Bộ lọc tích cực nối tiếp (AFs) Hình 2.19 Bộ lọc tích cực song song (AF) Hình 2.20 Bộ lọc tích cực song song kết hợp với lọc thụ động Hình 2.21 Bộ lọc tích cực UPQC Hình 2.22 Máy biến áp kiểu zigzag Hình 2.23 Biến áp đấu sao-tam giác biến áp zigzag Hình 3.1 Sơ đồ mạch lực nghịch lưu PWM Hình 3.2 Sơ đồ thay pha nghịch lưu PWM Hình 3.3 Giản đồ vectơ nghịch lưu PWM Hình 3.4 Giản đồ vectơ nghịch lưu PWM trường hợp Hình 3.5 Cấu trúc ĐK vòng hở nghịch lưu PWM với chức mạch lọc tích cực Hình 3.6 Cấu trúc ĐK vòng kín nghịch lưu PWM với chức mạch lọc tích cực Hình 3.7 Phương pháp FFT Hình 3.8 Thuật toán xác định dòng bù hệ dq Hình 3.9 Thuật toán lựa chọn sóng điều hòa cần bù hệ dq Hình 3.10 Mô hình lọc tích cực theo lý thuyết p-q Hình 3.11 Thuật toán điều khiển dựa thuyết p-q Hình 3.12 Cấu trúc điều khiển nghịch lưu PWM làm lọc tích cực Hình 3.13 Sơ đồ mô tả phương pháp điều khiển dòng theo dòng điện chuẩn Hình 3.14 Điều khiển phát xung cho pha A lọc tích cực Hình 3.15 Sơ đồ mô tả điều khiển dòng điện pha A Hình 4.1 Mô hình lọc pha thụ động mạch điện AC/DC Hình 4.2 Các loại lọc sử dụng mạch lọc Hình 4.3 Bộ lọc điều chỉnh đơn (a) băng thông B (b) Hình 4.4 Mô hình mạch điện biến đổi AC/DC chưa có lọc Hình 4.5 Điện áp dòng điện xoay chiều pha chưa có lọc với =190 Hình 4.6 Điện áp dòng điện xoay chiều pha chưa có lọc với =350 Hình 4.7 Điện áp dòng điện chiều chưa có lọc với =190 Hình 4.8 Điện áp pha A phân tích phổ hài B1 chưa lọc, =190 Hình 4.9 Dòng điện pha A phân tích phổ hài B1 chưa lọc, =190 Hình 4.10 Điện áp pha A phân tích phổ hài B1 chưa lọc, =650 Hình 4.11 Điện áp dòng điện xoay chiều pha có lọc với =190 Hình 4.12 Điện áp dòng điện xoay chiều pha có lọc với =350 Hình 4.13 Điện áp dòng điện chiều có lọc với =190 Hình 4.14 Điện áp pha A phân tích phổ hài B1 có lọc, =190 Hình 4.15 Dòng điện pha A phân tích phổ hài B1 có lọc, =190 Hình 4.16 Dòng điện pha A phân tích phổ hài B1 có lọc, =350 Hình 4.17 Dòng điện pha A phân tích phổ hài B1 có lọc, =650 Hình 4.18 Đáp ứng tần lọc C1 (ngắt F1, F2, F3) Hình 4.19 Đáp ứng tần lọc F1 (ngắt C1, F2, F3) Hình 4.20 Đáp ứng tần lọc F2 (ngắt C1, F1, F3) Bậc 11 Hình 4.21 Đáp ứng tần lọc F2 (ngắt C1, F1, F3) Bậc 13 Hình 4.22 Đáp ứng tần lọc F3 (ngắt C1, F1, F2) Hình 4.23 Đáp ứng tần lọc pha (a) ứng với góc pha (b) Hình 4.24 Mô hình lọc tích cực song song mạch điện AC/DC Hình 4.25 Mô hình lọc tích cực AHF Hình 4.26 Điện áp chiều chỉnh lưu Hình 4.27 Điện áp chiều chỉnh lưu Hình 4.28 Điện áp dòng điện xoay chiều phía nguồn (tại M1) chưa lọc Hình 4.29 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 không lọc 3/60s Hình 4.30 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 không lọc 8/60s Hình 4.31 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 không lọc 13/60s Hình 4.32 Điện áp dòng điện xoay chiều phía nguồn có lọc (tại M1) Hình 4.33 Dòng điện xoay chiều phía tải có lọc (tại M4) Hình 4.34 Dòng điện xoay chiều lọc AHF (tại M2) Hình 4.35 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 có lọc 3/60s Hình 4.36 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 có lọc 8/60s Hình 4.37 Dòng điện pha A phân tích phổ hài M1 có lọc 13/60s Hình 4.24 Mô hình lọc tích cực song song mạch điện AC/DC 84 4.2.2.2 Tải pha phi tuyến - Phụ tải phi tuyến gồm chỉnh lưu cầu pha Diode (CL, CL1 1) kết nối sau 10 chu kỳ thay đổi tải từ xung đến 12 xung Chuyển đổi thực tự động nhờ Brk sau 10 chu kỳ - Hai máy biến áp nguồn hai cuộn dây có tổ đấu dây nối theo hình / /Y nối vào chỉnh lưu (T, T1), máy có dung lượng 25MVA - Để mô hoạt động hệ thống, phía chiều chỉnh lưu đặt thiết bị kiểm soát nguồn dòng (S, S1) Các khối kiểm soát nguồn dòng chuyển đổi tín hiệu đầu vào Simulink vào nguồn dòng tương đương Dòng điện tạo điều khiển tín hiệu đầu vào khối Chiều dương dòng điện thể mũi tên biểu tượng khối Có thể thiết lập khối kiểm soát nguồn dòng với dòng điện AC DC cụ thể Nếu muốn bắt đầu mô trạng thái ổn định, đầu vào khối phải kết nối với tín hiệu dạng sóng hình sin DC tương ứng với giá trị ban đầu Đối với khối kiểm soát nguồn dòng chỉnh lưu (nối vào MBA /) tín hiệu bắt đầu hàm bước nhảy có giá trị ban đầu 2000A giá trị kết thúc 3000A Khối kiểm soát nguồn dòng chỉnh lưu (nối vào MBA /Y) tín hiệu bắt đầu hàm bước nhảy có giá trị cố định 3000A 4.2.2.3 Bộ lọc tích cực pha (Active Harmonic Filter) Trong khối AF cấu trúc mạch lọc tích cực: Đây lọc tích cực VSI song song Các thành phần lọc: - Cấu trúc biến đổi có sẵn Matlab- Universal Bridge, với cấu hình mắc đôi song IGBT/Diode sau - Mạch điều khiển xây dựng phương pháp điều khiển thích nghi 85 Hình 4.25 Mô hình lọc tích cực AF 4.2.3 Khảo sát đáp ứng mạch lọc 4.2.3.1 Khi ngắt lọc khỏi mạch điện Chương trình khảo sát mô hình ngắt lọc sau: Ban đầu t=0s, nối chỉnh lưu diode biến áp / vào tải, sau dó t=0,08s tăng tải cho chỉnh lưu này, đến thời điểm t=0,165s đóng thêm chỉnh lưu thứ hai biến áp nối /Y vào lưới thông qua Brk Ta nhận đồ thị điện áp, dòng điện phía nguồn Dòng điện có hình dạng không hình sin ảnh hưởng phụ tải phi tuyến gây (Hình 4.28; 4.29; 4.30; 4.31): - Giai đoạn 1:Tại thời điểm t=0s Chỉ có chỉnh lưu diode nối vào máy biến áp nguồn nối hình / kết nối vào mạch điện Dòng điện chiều chỉnh lưu thiết lập 2000A Quan sát hiển thị dòng điện phía nguồn „Isource‟ thấy dòng điện phía xoay chiều có méo dạng lớn (Hình 4.28) - Giai đoạn 2: Tại t=0,08s, dòng điện chiều chỉnh lưu tăng lên từ 2000A đến 3000A, điện áp chiều hình 4.26 Dòng điện phía nguồn xoay chiều méo dạng (Hình 4.28) - Giai đoạn 3: Tại t=0,165s, Brk đóng chỉnh lưu diode nối vào máy 86 biến áp nguồn nối hình /Y kết nối thêm vào mạch điện, tạo phụ tải 12 xung Dòng điện chiều chỉnh lưu thiết lập giá trị 3000A điện áp chiều hình 4.27 dòng phía nguồn xoay chiều méo dạng (Hình 4.28) udc1 t Hình 4.26 Điện áp chiều chỉnh lưu udc2 t Hình 4.27 Điện áp chiều chỉnh lưu u t (a) i t (b) Hình 4.28 Điện áp (a) dòng điện (b) xoay chiều phía nguồn (tại M1) chưa lọc 87 Phân tích Fourier dòng điện M1, M4 Sử dụng công cụ PowerGUI chọn FFT Analysis Tool để phân tích phổ dòng điện M1 M4 Chọn thời gian bắt đầu chu kỳ phân tích ứng với thời điểm thuộc giai đoạn hình 4.28b Kết phân tích FFT dòng điện xoay chiều thể hình 4.28; 4.29 4.30: (a) (b) Hình 4.29 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 không lọc giai đoạn 1: THDI=22,27% - Hình 4.28 cho thấy phổ dòng điện nguồn chu kỳ thứ (Khi giá trị dòng chiều chỉnh lưu 2000A) 22,27% Dạng sóng dòng điện xoay chiều nguồn điện không hình sin (a) (b) Hình 4.30 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 không lọc giai đoạn 2: THDI=20,40% 88 - Hình 4.30 cho thấy phổ dòng điện nguồn chu kỳ thứ (Khi giá trị dòng chiều chỉnh lưu 3000A) 20,40% Dạng sóng dòng điện xoay chiều nguồn điện không hình sin (a) (b) Hình 4.31 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 không lọc giai đoạn 3: THDI=4,67% - Hình 4.31 cho thấy phổ dòng điện nguồn chu kỳ thứ 13 (Khi giá trị dòng chiều chỉnh lưu 3000A chỉnh lưu 3000A) 4,67% kết hợp chỉnh lưu MBA liên pha triệt tiêu thành phần sóng hài bậc bậc 7, bậc 11 bậc 13 (Phương pháp đa xung) Dạng sóng dòng điện xoay chiều nguồn điện gần hình sin 4.2.3.2 Khi mạch diện có lọc AF Khảo sát hoạt động mạch ta kết nối lọc tích cực AHF với mạch điện AC Trong phần ta không đề cập đến dòng chiều sau cầu chỉnh lưu diode CL CL1 phân tích mục 4.2.3.1 Đồ thị đáp ứng theo miền thời gian chia làm giai đoạn phân tích mục 4.2.3.1: - Tại thời điểm t=0s Chỉ có chỉnh lưu diode nối vào máy biến áp nguồn nối hình / kết nối vào mạch điện Quan sát hiển thị dòng điện phía nguồn „Isource‟ thấy dòng điện phía nguồn xoay chiều có hình sin (Hình 4.32) 89 u (a) t i (b) t 0.08 0.165 Hình 4.32 Điện áp (a) dòng điện (b) xoay chiều phía nguồn có lọc (tại M1) Dòng điện đầu vào tải phi tuyến có dạng không hình sin có nhiều thành phần bậc cao: i t 0.08 0.165 Hình 4.33 Dòng điện xoay chiều phía tải có lọc (tại M4) Quan sát hiển thị dòng điện phát lọc „IAF‟ ta thấy lọc AHF thu thập dòng điện tham chiếu chu kỳ để sinh dòng điện có bậc cao tương ứng ngược pha với Iload (Hình 4.34) để bù sóng điều hòa, bù CSPK, bù thành phần dòng điện không cân dòng điện phía nguồn „Isource‟ chứa thành phần sóng hình sin bậc (Hình 4.32) 90 iAF (a) t iAF (b) t Hình 4.34 Dòng điện xoay chiều (a) hình ảnh phóng to dạng đường cong dòng điện lọc AHF (b) M2 Sử dụng công cụ phân tích FFT PowerGUI để phân tích phổ dòng điện nguồn pha A chu kỳ thứ ba Nó cho thấy lọc tích cực AHF có hiệu lực làm giảm hệ số méo dạng toàn phần THD từ 22,27% xuống 0,69% (Hình 4.35) (a) (b) Hình 4.35 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 có lọc giai đoạn 1: THDI=0,69% 91 Tại t=0,08s, dòng điện chiều tăng lên từ 2000A đến 3000A Quan sát hình 4.34 thấy AHF đáp ứng hiệu để thay đổi phụ tải thu thập dòng điện tham chiếu chu kỳ Sử dụng công cụ phân tích FFT PowerGUI để phân tích phổ dòng điện nguồn pha A chu kỳ thứ ta thấy hệ số méo dạng toàn phần THD giảm từ 20,40% xuống 1,24% (Hình 4.36) (a) (b) Hình 4.36 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 có lọc giai đoạn 2: THDI=1,24% Tại t=0,165s, Brk đóng chỉnh lưu diode nối vào máy biến áp nguồn nối hình /Y kết nối thêm vào mạch điện, tạo phụ tải 12 xung Quan sát thấy lọc tích cực AHF lần thu thập dòng điện tham chiếu chu kỳ Sử dụng công cụ phân tích FFT PowerGUI để hiển thị phân tích FFT tải dòng điện nguồn pha A chu kỳ thứ 13 Nó cho thấy lọc tích cực AHF có hiệu lực làm giảm hệ số méo dạng toàn phần THD từ 4,67% xuống 0,93% (Hình 4.37) 92 (a) (b) Hình 4.37 Dòng điện pha A (a) phân tích phổ hài (b) M1 có lọc giai đoạn 3: THDI=0,93% 4.3 Kết luận Qua trình mô phân tích đáp ứng mô hình lọc phần mềm matlab/simulink, nhận thấy với cấu trúc, phương pháp, thuật toán điều khiển cho thấy thiết kế lọc thụ động hay tích cực đáp ứng tiêu chất lượng ổn định tinh, tốc độ chất lượng đáp ứng độ, dòng điện sau lọc có độ méo dạng đạt đuợc tiêu chuẩn cho phép IEEE std 519 IEC 1000-3-4 93 Kết Luận chung Nghiên cứu cho thấy rằng: Ngày có nhiều loại phụ tải dân dụng công nghiệp phát sinh hài đưa lên lưới điện, đặc biệt tải biến đổi công suất chỉnh lưu, nghịch lưu, điều khiển xoay chiều lượng hài lớn, gây nhiều tác hại nghiêm trọng làm tăng tổn hao, làm giảm hệ số công suất, ảnh hưởng tới thiết bị tiêu dùng điện, làm giảm chất lượng điện Có nhiều phương pháp lọc áp dụng để giảm phát sinh hài lên lưới nối tải phi tuyến bù trừ cho nhau, mắc lọc hài thụ động đến lọc hài tích cực Tùy theo yêu cầu mà chọn giải pháp thích hợp Mô matlab/simulink lựa chọn, thiết kế lọc thụ động hay lọc tích cực phù hợp với quy định méo điều hòa ghi tiêu chuẩn nhà nước Ðề xuất hướng phát triển: Nghiên cứu sâu điều khiển lọc tích cực, đặc biệt phương pháp điều khiển thích nghi lọc tích cực, nhằm làm chủ vận hành sử dụng thiết kế chế tạo cho khách hàng ngành điện 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: [1] Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chương, Lê Văn Doanh, Bạch Quốc Khánh, Hoàng Hữu Thận, Phùng Anh Tuấn, Đinh Thành Việt (2013), Sách tra cứu chất lượng điện năng, Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội [2] Nguyễn Bính, Điện tử công suất (2000), Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [3] Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh (2004), Điện tử công suất, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [4] Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu (2001), Máy điện I, II, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Nguyễn Phùng Quang (2004), Matlab&simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [6] (2010) Thông tư quy định hệ thống điện phân phối Số: 32/2010/TT-BCT [7] (2006) Quyết định trưởng Công nghiệp việc ban hành Quy định đấu nối vào hệ thống điện quốc gia, Số: 37/2006/QĐ-BCN Tài liệu tiếng Anh: [8] Jos Arrillaga, Neville R Watson (2004), Power system harmonics, Wiley [9] Derek A Paice (1995), multipulse methods for clean power, IEEE [10] Malcolm Barnes (2003), Practical Variable Speed Drives And Power Electronics, Elsevier [11] J C Das (2002), Power System Harmonics Short Circuit Load Flow And Harmonics, Marcel Dekker Inc [12] Philippe feracci (2001), Cahier technique no 199 Power Quality, Schneider Electric [13] IEC 1000-3-2 (EN 61000-3-2) and IEC 1000-3-3 (EN 61000-3-3)Standards 95 [14] Roger C.Dugan, Mark F.McGranaghan, Surya Santoso, H Wayne Beaty (2004), Electrical Power Systems Quality, McGraw Hill [15] Barry W.Kennedy (2005), Power Quality Primer, McGraw Hill [16] IEEE 519-1992 IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electical Power Systems, IEEE Industry Applications Society/ Power Engineering Society, Published by the Institue of Electrical and Electronics Engineers, American National Standards Institue [17] Kabelo Clifford Modipane (2005), An Investigation of the Effects of Voltage and Current Harmonics on an Electrical Distribution Island, University of Johannesburg [18] N.E.D University of Engineering & Technology, Karachi-75270: Design and simulation of three phase shunt active power filter using the p-q theory [19] Smruti Ranjan Prusty-Department of Electrical Engineering National Institute of Technology Rourkela (2011): FPGA Based Active Power Filter for Harmonics Mitigation [20] João Afonso, Maurício Aredes, Edson Watanabe, Júlio Martins (2011), Shunt Active Filter for Power Quality Improvement, University of Minho - Industrial Electronics Dept Campus de Azurém – 4800 Guimarães – Portugal [21] Park KI-WON, A review of Active Power Filter, R&D Center –POSCON [22] Lucian Asiminoaei, Frede Blaabjerg, Evaluation of Harmonic Detection Methods for Active Power Filter Applications, Institute of Energy Technology, Aalborg University [23] Rajesh Kr Ahuja, Hysteresis control for Current Harmonics Suppression using shunt active filters [24] Matlab Help 96 TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài: Phân tích đáp ứng lọc ba pha việc giảm hài dòng điện Tác giả luận văn: Trần Việt Ninh Khóa: 2012B Người hướng dẫn: TS Trần Văn Thịnh Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài: Trong điều kiện vận hành, truyền tải điện năng, lưới có nhiều phần tử phi tuyến dẫn tới làm xuất thành phần sóng điều hòa bậc cao Các thành phần sóng điều hòa bậc cao gây nhiều tác hại nghiêm trọng làm tăng tổn hao, làm giảm hệ số công suất, ảnh hưởng tới thiết bị tiêu dùng điện, làm giảm chất lượng điện Giải pháp để hạn chế sóng điều hòa bậc cao lưới có nhiều giải pháp khác nhau, số sử dụng lọc sóng hài, đặc biệt lọc tích cực phương pháp phổ biến hiệu Bộ lọc tích cực dựa thiết bị điện tử công suất điều khiển để thực nhiều chức khác Vì vậy, sau năm học tập nghiên cứu lựa chọn đề tài “Phân tích đáp ứng lọc ba pha việc giảm hài dòng điện” b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: Nội dung luận văn vào phân tích đáp ứng lọc ba pha để lọc sóng điều hòa bậc cao bù công suất phản kháng Để thực hiện, nội dung luận văn cần giải yêu cầu sau: - Nghiên cứu chất lượng điện năng, đặc biệt sóng hài ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, tiêu chuẩn kỹ thuật sóng hài - Nghiên cứu lý thuyết lọc sóng hài, sâu nghiên cứu cấu trúc thuật điều khiển cho lọc tích cực sử dụng nghịch lưu PWM - Đánh giá chất lượng dòng điện lưới sau sử dụng lọc qua việc phân tích đáp ứng lọc ba pha Chất lượng dòng điện xoay chiều lưới sau lọc phải đảm bảo nằm tiêu chuẩn cho phép c) Tóm tắt nội dung đóng góp tác giả: Các vấn đề trình bày bốn chương: 97 - Chương 1: Tổng quan chất lượng điện sóng điều hòa bậc cao - Chương 2: Các biện pháp hạn chế sóng hài - Chương 3: Bộ lọc tích cực song song - Chương 4: Phân tích đáp ứng lọc ba pha việc giảm hài dòng điện d) Phương pháp nghiên cứu: e) Kết luận: Luận văn thực được: - Phân tích sóng điều hòa, nguồn tạo sóng điều hòa ảnh hưởng đến thiết bị điện - Tìm hiểu phương pháp lọc sóng điều hòa lọc thụ động lọc tích cực, phân tích ưu nhược điểm hai loại Qua đề tài phân tích nguyên lý làm việc lọc tích cực – phương pháp đại áp dụng nhiều lĩnh vực khử sóng hài - Nghiên cứu nguyên lý làm việc chỉnh luu PWM Nêu sở lý thuyết ứng dụng để xây dựng thuật toán điều khiển để điều khiển chỉnh lưu PWM làm chức lọc tích cực - Luận văn thực mô hệ thống cung cấp điện cho phụ tải phi tuyến có sử dụng lọc thụ động lọc tích cực phần mềm matlab/simulink, từ phân tích, đánh giá thành phần sóng điều hòa phát từ tải dựa vào việc phân tích phổ tín hiệu, đánh giá độ méo dạng toàn phần THD dòng điện Từ đưa đề xuất phương án để lọc dòng điều hòa bậc cao lọc tích cực pha nhằm trả lại dòng điện sin cho lưới Mô matlab/simulink lựa chọn, thiết kế lọc thụ động hay lọc tích cực phù hợp với quy định méo điều hòa ghi tiêu chuẩn nhà nước IEEE std 519 98 ... lừm gõy bi li chm t mt pha Hỡnh 1.4 in ỏp li tc thi gõy bi s c chm t mt pha Hỡnh 1.5 Tr hiu dng ca in ỏp ba pha xy ngt s c Hỡnh 1.6 Notching gõy bi b bin i in t cụng sut ba pha Hỡnh 1.7 Dng súng... 1.2.7 Mt i xng Trong ph lc D ca tiờu chun ANSI (ANSI Std C84-1989) mt i xng in ỏp c xỏc nh l t l phn trm gia lch ln nht giỏ tr hiu dng ca in ba pha chia cho giỏ tr hiu dng ca in ỏp ba pha ú [14]... ln lt n phiờn cỏc thyristor (diode) k tip Trong mt chu k ca in ỏp ngun cp, mi mt pha ba pha u dn mt xung dng 120o v mt xung õm 120o [10] Cỏc dũng in pha giỏn on ny kt hp li phớa mt chiu to