Phân tích, mô phỏng hiệu quả sử dụng của hệ thống thiết bị bù SVC tại trạm biến áp 220kv thái nguyên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THẮNG PHÂN TÍCH, MÔ PHỎNG HIỆU QUẢ SỬ DỤNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ BÙ SVC TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220KV THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN - HỆ THỐNG ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT Hà nội - 2014 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .3 LỜI CẢM ƠN .4 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU .9 I Lý chọn đề tài .9 II Đối tượng phạm vi nghiên cứu III Nội dung nghiên cứu 10 IV Bố cục luận văn 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ FACTS .11 1.1 Giới thiệu chung 11 1.2 Định nghĩa mô tả thiết bị điều khiển FACTS 12 1.2.1 Các thiết bị điều khiển FACTS .12 1.2.2 Mô tả số điều khiển FACTS điển hình .14 1.2.3 Các ứng dụng hiệu thiết bị FACTS 21 1.2.4 Khả ứng dụng thiết bị FACTS 22 1.3 Kết luận .23 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA SVC .24 VÀ MÔ HÌNH CỦA NÓ TRONG VIỆC PHÂN TÍCH, 24 MÔ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA SVC 24 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Thyristor 24 2.1.1 Cấu tạo thyristor 24 2.1.2 Nguyên lý hoạt động thyristor 24 2.2 Cấu tạo SVC 28 2.1.1 Kháng điều chỉnh thyristor TCR 29 2.1.2 Kháng đóng cắt thyristor TSR .35 2.1.3 Tụ điện đóng cắt thyristor TSC 36 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 2.1.4 Hệ thống điều khiển van SVC 37 2.2 Các đặc tính SVC 38 2.2.1 Đặc tính điều chỉnh SVC .38 2.2.2 Đặc tính làm việc SVC 39 2.3 Mô hình SVC tính toán, phân tích hệ thống điện .40 2.3.1 Mô hình SVC chế độ xác lập 40 2.3.2 Mô hình SVC chế độ độ .41 2.4 Phân tích hiệu sử dụng SVC 43 2.4.1 Ổn định điện áp nút đặt SVC 43 2.4.2 Tăng khả truyền tải hệ thống điện 43 2.4.3 Tăng ổn định độ 46 2.5 Kết luận .50 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG SVC TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220KV THÁI NGUYÊN .51 3.1 Giới thiệu phần mềm PSCAD 51 3.1.1 Giới thiệu chung 51 3.1.2 Giao diện làm việc phần mềm .52 3.2 Giới thiệu trạm biến áp 220kV Thái nguyên hệ thống SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên 55 3.2.1 Giới thiệu trạm biến áp 220kV Thái Nguyên .55 3.2.2 Hệ thống SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên 58 3.2.3 Mô hình phần tử khác hệ thống 62 3.3 Kết tính toán, mô hoạt động SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên 65 3.3.1 Kết tính toán, mô chế độ vận hành bình thường .65 3.3.2 Kết tính toán, mô chế độ cố 73 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn luận văn thân học hỏi, nghiên cứu, tính toán phân tích Nội dung, số liệu tham khảo tập hợp từ nhiều nguồn tài liệu khác Thuyết minh, mô kết tính toán thân thực Hà Nội, ngày tháng 03 năm 2014 Nguyễn Văn Thắng Khóa: CH2011B Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tập thể cán công nhân Trạm biến áp 220kV Thái Nguyên bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả thực luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt - thầy tận tình quan tâm hướng dẫn giúp đỡ tác giả xây dựng hoàn thành luận văn Vì thời gian kiến thức hạn chế luận văn tránh khỏi nhiều thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn ngày hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, Ý nghĩa chữ viết tắt SVC Startic Var Compensator Chú thích Bù công suất có điều khiển FACTS TCSC Flexibile Alternating Curent Hệ thống truyền tải điện Transmission System xoay chiều linh hoạt Thyristor Controlled Series Capacitor SSSC Static Synchronous Series Compensator UPFC Unlfied Power Flow Controller TCPST Thyristor-Controlled Phase Shifting Transformer PSCAD Power Systems Computer Aided Chương trình thiết kế, mô Design hệ thống điện có trợ giúp máy tính HTĐ Hệ thống điện CSPK Công suất phản kháng CSTD Công suất tác dụng NMĐ Nhà máy điện TCR Thyristor Controlled Reactor Cuộn kháng có điều khiển thyristor TSR Thyristor Switched Reactor Cuộn kháng đóng cắt tự động thyristor TSC Thyristor Switched Capacitor Tụ điện đóng cắt thyristor MBA Máy biến áp Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1: So sánh hiệu số thiết bị FACTS 22 Bảng 3.1: Thông số thiết bị trạm 220kV Thái Nguyên 57 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên hình Trang Hình 1.1: Bộ điều khiển nối tiếp .12 Hình 1.2: Bộ điều khiển song song 13 Hình 1.3: Bộ điều khiển nối tiếp - nối tiếp 13 Hình 1.4 Bộ điều khiển nối tiếp - song song kết hợp .14 Hình 1.5: Bộ điều khiển nối tiếp - song song hợp 14 Hình 1.6: Cấu tạo điển hình SVC .15 Hình 1.7: Cấu tạo STATCOM 16 Hình 1.8: Cấu tạo TCSC .17 Hình 1.9: Cấu tạo SSSC .18 Hình 1.10: Cấu tạo chung UPFC 19 Hình 1.11: Cấu tạo chung TCPST 20 Hình 2.1: Nguyên lý cấu tạo Thyristor .24 Hình 2.2: Đặc tính Volt - Ampe Thyristor 24 Hình 2.3: Dạng sóng điện áp đầu mạch trở có Thyristor 27 Hình 2.4: Cấu tạo SVC .29 Hình 2.5: Cấu tạo TCR .30 Hình 2.6: Dòng điện qua TCR góc cắt thay đổi 30 Hình 2.7: Dạng sóng dòng điện qua TCR 31 Hình 2.8: Đặc tính điều chỉnh dòng điện TCR 34 Hình 2.9: Các thành phần sóng hài bậc cao TCR 35 Hình 2.10: Cấu tạo TSC .36 Hình 2.11: Nguyên lý làm việc TSC 36 Hình 2.12: Sơ đồ khối khâu điều khiển SVC .37 Hình 2.13: Đặc tính U-I SVC .38 Hình 2.14: Đặc tính làm việc SVC .39 Hình 2.15: Mô hình SVC hoạt động giới hạn điều khiển 40 Hình 2.16: Mô hình IEEE loại cho SVC 41 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Hình 2.17: Mô hình IEEE loại cho SVC 42 Hình 2.18: Đường cong điện áp với đặc tính tải khác 43 Hình 2.19: Hệ thống truyền tải SIMB .44 Hình 2.20: Công suất tác dụng công suất phản kháng hệ thống SIMB 45 Hình 2.21: Đường cong biểu diễn giới hạn ổn định độ; .47 Hình 3.1: Giao diện làm việc phần mềm PSCAD 52 Hình 3.2: Cửa sổ làm việc đầu liệu .53 Hình 3.3: Thư viện phần tử phần mềm PSCAD 53 Hình 3.4: Cửa sổ liệu đầu phần mềm PSCAD 54 Hình 3.5: Sơ đồ kết nối với hệ thống đường dây 220kV 56 Hình 3.6: Sơ đồ đường dây truyền tải Mã Quan - Hà Giang - Thái Nguyên 58 Hình 3.7: Sơ đồ SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên 58 Hình 3.8: Mô hình tụ bù cố định .59 Hình 3.9: Mô hình TCR 60 Hình 3.10: Sơ đồ hệ thống điều khiển TCR 60 Hình 3.11: Mô hình đo điện áp 60 Hình 3.12: Mô hình so sánh điện áp 61 Hình 3.13: Mô hình điều khiển PI 61 Hình 3.14: Mô hình tạo xung cưa 61 Hình 3.15: Mô hình tạo xung điều khiển Thyristor .61 Hình 3.16: Mô hình nhập số liệu cho nguồn điện xoay chiều pha 62 Hình 3.17: Mô hình thông số đường dây truyền tải .63 Hình 3.18: Mô hình tụ bù dọc 63 Hình 3.19: Mô hình thông số máy biến áp AT2 64 Hình 3.20: Mô hình phụ tải .65 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Trong năm qua, kinh tế Việt Nam có bước phát triển mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng điện cho sản xuất sinh hoạt liên tục tăng cao, dẫn đến tình trạng thiếu điện toàn hệ thống điện Quốc gia nói chung hệ thống điện miền Bắc nói riêng Do để đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội ngành điện đưa số giải pháp như: đầu tư xây dựng thêm nhiều nguồn điện mới, đẩy nhanh tiến độ xây dựng nhà máy điện, cải tạo lưới điện có để giảm tổn thất điện năng, sử dụng thiết bị chiếu sáng hiệu cao, mua điện từ nước láng giềng Năm 2006 Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) ký hợp đồng mua bán điện với Công ty điện lực Vân Nam (Trung Quốc), theo điện truyền tải đường dây 220kV từ cửa Thanh Thủy - Hà Giang trạm biến áp 220kV Hà Giang, Thái Nguyên Đường dây truyền tải thức vận hành vào ngày 30-04-2007, công suất cực đại đạt 200MW Đường dây truyền tải điện nói có khoảng cách dài Bên cạnh phụ tải điện tập trung chủ yếu cuối nguồn bao gồm nhiều phụ tải quan trọng có yêu cầu chất lượng điện cao Do việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ tiên tiến vào trình truyền tải điện nói để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện giảm chi phí cần thiết Một giải pháp đưa sử dụng thiết bị SVC đặt trạm biến áp 220kV Thái Nguyên Việc phân tích mô hoạt động thiết bị SVC có ảnh hưởng đến hệ thống điện chế độ bình thường chế độ cố giúp cho việc vận hành hệ thống thiết bị bù SVC cách có hiệu Đây mục đích vấn đề mà luận văn cần tập trung nghiên cứu để tìm phương pháp vận hành hệ thống SVC cho có hiệu II Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động SVC việc nâng cao ổn định hệ thống điện Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 1.180 1.200 - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 3.3.1.2 Khi phụ tải 110kV 115MW a) Khi SVC không nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 67 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 b) Khi SVC nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 3.3.1.3 Khi phụ tải 110kV 200MW Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 68 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội a) Khi SVC không nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 b) Khi SVC nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 1.080 1.100 1.120 69 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 3.3.1.3 Khi thay đổi phụ tải 110kV Giả thiết, phụ tải 110kV 115MW, thời điểm 1.02s phụ tải tăng lên 200MW a) Khi SVC không nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 70 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 1.140 1.160 1.180 1.200 b) Khi SVC nối lưới - Điện áp 220kV Dien ap cai 220kV U220 200 150 100 50 y -50 -100 -150 -200 1.000 1.020 1.040 1.060 1.080 1.100 1.120 - Điện áp 110kV Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 1.000 1.020 1.040 1.060 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 1.080 1.100 1.120 71 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.3.1.4 Điện áp trung bình 110kV Dien ap trung binh cai 110kV Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 130.0 Vrms110 130.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y 125.0 120.0 y 125.0 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 90.0 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 0.80 Khi không tải, SVC không nối lưới 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 Khi không tải, SVC nối lưới Utb = 123,79kV Utb = 117,50kV Dien ap trung binh cai 110kV Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 130.0 0.90 Vrms110 130.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y 125.0 120.0 y 125.0 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 90.0 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 Khi khụ tải 115MW, Khi phụ tải 115MW, SVC không nối lưới, SVC nối lưới, Utb = 114,20 Utb = 115kV Dien ap trung binh cai 110kV 1.40 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 130.0 1.40 130.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y 125.0 120.0 y 125.0 Vrms110 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 90.0 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 Khi phụ tải 200MW, Khi phụ tải 200MW, SVC không nối lưới, SVC nối lưới, Utb = 107,71kV Utb = 114,68kV Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 72 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Dien ap trung binh cai 110kV 130.0 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 130.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y 125.0 120.0 y 125.0 Vrms110 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 0.80 90.0 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 Khi phụ tải thay đổi, SVC không nối lưới 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 Khi phụ tải thay đổi, SVC nối lưới Nhận xét: - Khi hệ thống chạy với loại phụ tải khác điện áp hệ thống giữ ổn định nhờ hoạt động SVC 3.3.2 Kết tính toán, mô chế độ cố Trong giới hạn luận văn, ta xét trường hợp xảy cố: - Trường hợp 1: Sự cố ngắn mạch phía nguồn 220kV, với giả thiết: + Tại thời điểm 0,8s xảy ngắn mạch pha C lộ 272 sau máy cắt Hà Giang + Sau 0,1s máy cắt đường dây làm việc cắt pha lộ 272 hai đầu Thái Nguyên Hà Giang, hệ thống đường dây truyền tải lúc lộ 274 cấp điện cho phụ tải + Để xét hiệu SVC, ta mô hệ thống với loại phụ tải: o Khi không tải 110kV o Phụ phụ tải 110kV 115MW o Phụ phụ tải 110kV 200MW - Trường hợp 2: Sự cố ngắn mạch phía phụ tải 110kV, với giả thiết: + Xét lộ đường dây 110kV, lộ có phụ tải 115MW lộ có phụ tải 85MW + Tại thời điểm 0,8s lộ xảy cố ngắn mạch pha với chiều dài đường dây cách trạm 220kV Thái Nguyên 60km Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 73 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội + Sau 0,5s máy cắt phía 110kV trạm biến áp 220kV Thái Nguyên cắt lộ khỏi 110kV + Để xét hiệu SVC, ta mô hệ thống trường hợp: o Khi ngắn mạch pha o Khi ngắn mạch pha Trong trường hợp trên, ta xét điện áp 110kV mô hệ thống với cấu hình hệ thống SVC hệ thống có SVC 3.2.2.1 Khi cố phía nguồn 220kV - Không tải 110kV, SVC không nối lưới Dien ap cai 110kV 150 125 U110 y 100 75 50 25 -25 -50 -75 -100 -125 -150 0.720 0.760 0.800 0.840 0.880 0.920 0.960 1.000 0.920 0.960 1.000 - Không tải 110kV, SVC nối lưới Dien ap cai 110kV 150 125 U110 y 100 75 50 25 -25 -50 -75 -100 -125 -150 0.720 0.760 0.800 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 0.840 0.880 74 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Phụ tải 110kV 115MW, SVC không nối lưới Dien ap cai 110kV U110 125 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 -125 0.720 0.760 0.800 0.840 0.880 0.960 1.000 0.960 1.000 1.000 0.920 - Phụ tải 110kV 115MW, SVC nối lưới Dien ap cai 110kV U110 125 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 -125 0.720 0.760 0.800 0.840 0.880 0.920 - Phụ tải 110kV 200MW, SVC không nối lưới Dien ap cai 110kV U110 125 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 -125 0.720 0.760 0.800 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 0.840 0.880 0.920 0.960 75 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Phụ tải 110kV 200MW, SVC nối lưới Dien ap cai 110kV U110 125 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 -125 0.720 0.760 0.800 0.840 0.880 0.920 0.960 1.000 - Điện áp trung bình 110kV Dien ap trung binh cai 110kV 130.0 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 Vrms110 130.0 125.0 120.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y y 125.0 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 0.60 90.0 0.80 1.00 1.20 1.40 0.60 0.80 1.00 1.20 Không tải, SVC không nối lưới Không tải, SVC nối lưới Utr = 123,79kV; Us=121,56kV Utr = 117,50kV; Us=115kV 1.40 Dien ap trung binh cai 110kV Dien ap trung binh cai 110kV 130.0 1.40 Vrms110 130.0 125.0 120.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y y 125.0 Vrms110 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 0.60 90.0 0.80 1.00 1.20 1.40 0.80 1.00 1.20 Phụ tải 115MW, SVC không nối lưới Phụ tải 115MW, SVC nối lưới Utr = 114,20kV; Us=106,07kV Utr = 115kV; Us=115kV Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 76 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Dien ap trung binh cai 110kV 130.0 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 130.0 120.0 115.0 115.0 110.0 110.0 y 125.0 120.0 y 125.0 Vrms110 105.0 105.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 90.0 0.80 1.00 1.20 1.40 0.80 1.00 1.20 1.40 Phụ tải 200MW, SVC không nối lưới Phụ tải 200MW, SVC nối lưới Utr = 107,71kV; Us=95,30kV Utr = 114,68kV; Us=104,5kV Nhận xét: - Khi xảy cố ngắn mạch phía nguồn, tùy theo tính chất phụ tải mà điện áp hệ thống có thay đổi khác nhờ có SVC điện áp hệ thống sau xảy cố (Us) giữ ổn định SVC 3.2.2.2 Khi ngắn mạch phía tải 110kV a) Khi ngắn mạch pha - Điện áp 110kV, SVC không nối lưới Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 - Điện áp 110kV, SVC nối lưới Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 77 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.60 1.70 1.80 1.50 1.60 1.70 1.80 1.50 1.60 1.70 1.80 1.50 b) Khi ngắn mạch pha - Điện áp 110kV, SVC không nối lưới Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 - Điện áp 110kV, SVC nối lưới Dien ap cai 110kV U110 100 75 50 25 y -25 -50 -75 -100 0.70 0.80 0.90 1.00 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 1.10 1.20 1.30 1.40 78 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - Điện áp trung bình 110kV Dien ap trung binh cai 110kV 120.0 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 120.0 110.0 105.0 105.0 y 115.0 110.0 y 115.0 100.0 100.0 95.0 95.0 90.0 0.70 90.0 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70 0.70 Khi ngắn mạch pha, SVC không nối lưới Utr = 107,71kV; Usc = 98,25; Us=116,86kV 0.70 0.90 1.10 1.30 1.50 1.10 1.30 1.50 1.70 Dien ap trung binh cai 110kV Vrms110 y 120.0 115.0 110.0 105.0 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 0.90 Khi ngắn mạch pha, SVC nối lưới Utr = 114,68kV; Usc = 104,57; Us=115kV Dien ap trung binh cai 110kV y Vrms110 1.70 Khi ngắn mạch pha, SVC không nối lưới Utr = 107,71kV; Usc = 71,25; Us=116,86kV 120.0 115.0 110.0 105.0 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0 0.70 Vrms110 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70 Khi ngắn mạch pha, SVC nối lưới Utr = 114,68kV; Usc = 77,36; Us=115kV Nhận xét: - Khi xảy ngắn mạch phía tải, nhờ có SVC điện áp lúc cố (Usc) điện áp sau cố (Us) hệ thống giữ ổn định SVC Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 79 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Qua việc phân tích, mô hệ thống thiết bị bù SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên, nhận thấy SVC có hiệu lớn việc ổn định điện áp, tăng khả ổn định hệ thống điện Trong trình vận hành, việc sử dụng cách có hiệu hệ thống SVC có lợi lớn kỹ thuật, kinh tế Các biện pháp nhằm nâng cao hiệu sử dụng hệ thống SVC tăng cường công tác kiểm tra hệ thống điều khiển, hệ thống làm mát cho van Thyristor, phân bố phụ tải cách hợp lý Với hiệu ổn định điện áp lớn, ngành điện cần tăng cường công tác nghiên cứu, học hỏi để bước làm chủ kỹ thuật việc thiết kế, vận hành hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS nói chung hệ thống SVC nói riêng Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 80 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] PGS.TS Trần Bách “ Lưới điện hệ thống điện - Tập ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [2] PGS.TS Trần Bách “ Ổn định hệ thống điện”, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, 2001 [3] GS.TS Lã Văn Út “ Ngắn mạch hệ thống điện ”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2007 [4] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh “Điện tử công suất”, NXB Khoa học kỹ thuật, 2005 [5] Phan Ngọc Việt Đề tài:“ Ứng dụng chương trình EMTP việc mô thiết bị bù có điều khiển”, 2004 [6] Đoàn Đức Thiện Đề tài:“ Nghiên cứu hiệu điều khiển thiết bị bù dọc có điều khiển TCSC để nâng cao ổn định Hệ thống điện Việt Nam”, 2013 Tài liệu tiếng Anh [7] R Mohan Mathur and Rajiv K.Varm “Thyristor - Base FACTS Contrllers for Electrical Transmission Systems”, IEEE Press, 2002 [8] Narain G.Hinorani and Laszio Gyugyi “Understanding FACTS, concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems”, IEEE Press, 2002 [9] E Acha, V.G Agelidis, O Anaya-Lara, T.J.E Miller “Power Electronic Control In Electrical Systems”, Newnes Power Engineering Series, 2002 Nguyễn Văn Thắng - Khóa 2011B 81 ... tạo hoạt động thiết bị FACTS đặc biệt thiết bị SVC hệ thống điện - Phân tích hiệu việc sử dụng thiết bị SVC việc nâng cao ổn định hệ thống điện - Mô hiệu sử dụng thiết bị SVC phần mềm PSCAD IV... biến áp 220kV Thái Nguyên 55 3.2.1 Giới thiệu trạm biến áp 220kV Thái Nguyên .55 3.2.2 Hệ thống SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên 58 3.2.3 Mô hình phần tử khác hệ thống ... quan thiết bị FACTS - Chương II: Cấu tạo nguyên lý hoạt động SVC mô hình việc phân tích, mô chế độ hoạt động SVC - Chương III: Giới thiệu hệ thống SVC trạm biến áp 220kV Thái Nguyên Ứng dụng