1-Gioi-thieu-chung

ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Pe Trứoc cố d Pm Sau cố A2 a e A1 Khi cố b o c c max  TS Nguyễn Đăng Toản KHOA HTĐ-ĐHĐL toannd@epu.edu.vn 0932282229 MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN  Lịch sử phát triển htđ  Định nghĩa phân loại ổn định htđ  Một số ví dụ ổn định HTĐ MƠ HÌNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG NGHIÊN CỨU ƠN ĐỊNH HTĐ Mơ hình máy phát điện đồng Các thiết bị khác ỔN ĐỊNH VỚI NHIỄU LOẠN NHỎ Phương pháp tuyến tính ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ Phương pháp diện tích Phương pháp số ỔN ĐỊNH ĐiỆN ÁP 2/15/2014 Các ý        Tuân thủ qui chế đào tạo ĐHĐL đơn vị học trình =60 tiết Không dùng tài liệu thi cử Không dùng điện thoại lớp học Khơng nói chuyện riêng, ngủ gật Vào muộn vào lớp tự nhiên (ko phải xin phép) Ra phải xin phép 2/15/2014 Các nguồn tham khảo  Tài liệu tham khảo:        Điều khiển ổn định HTĐ – GS.TS Lã Văn Út (ĐHBK) Ổn định HTĐ – GS.TS Trần Bách (ĐHBK) Power System Stability and Control – Praha Kundur- McGraw Hill 1994 Voltage stability of electric power systems -Thierry Van Cutsem 1998 Power System Voltage Stability – Carson W Taylor- McGraw Hill 1994 Các báo khoa học IEEE, tiếng việt (google.com) Các phần mềm:  Matlab, PSS/E, Powerworld 2/15/2014 Bài trình bày theo nhóm    Mỗi nhóm có tập trình bày slide, vịng 5-7 phút Nhóm sinh viên theo thứ tự Các chuyên đề tự chọn       Các kích từ Bộ điều tốc Thiết bị SVC, TCSC, STATCOM, HVDC việc nâng cao ổn định Các biện pháp điều khiển dòng công suất, điện áp, … Các cố hệ thống điện giới, VN 2004, 2006, 2013 Bắt đầu từ sau 5/9/2013 2/15/2014 Bài trình bày theo nhóm  Tìm hiểu ổn định độ     Tìm hiểu ổn định điện áp      Các yếu tố ảnh hưởng ( tải , ULTC, OEL, MPĐ… Phương pháp nghiên cứu (mô động, hay tuyến tính hóa) Các biện pháp nâng cao ổn định điện áp ( phòng ngừa, ngăn chặn Bảo vệ rơle ( xa thải phụ tải) Mô cố   Các yếu tố ảnh hưởng( thời gian tồn cố, vị trí, loại…) Phương pháp nghiên cứu (diện tích, số, trực tiếp…) Các biện pháp nâng cao ổn định độ ( HVDC, PSS, SVC, TCSC, van điểu khiển tốc độ cao, hệ thống kích từ……) Dùng chương trình mơ cố Các cố giới     Ý 2003 USA 2003 Việt Nam 2013 … 2/15/2014 Các đề tài khoa học đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu dạng ổn định HTĐ, biện pháp nâng cao ổn định  Nghiên cứu khả nâng cao giới hạn truyền tải, nâng cao ổn định HVDC, FACTS  Nghiên cứu luật điều khiển cho FACTS, HVDC, HVDC-VSC  2/15/2014 MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HTĐ  Lịch sử phát triển hệ thống điện  Một số ví dụ tan rã hệ thống điện  Nguyên nhân cố tan rã hệ thống điện  Phân loại ổn định hệ thống điện  Các chế độ làm việc hệ thống điện  Mục tiêu khảo sát ổn định 2/15/2014 NGUYEN DANG TOAN Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ    Năm 1882, Thomas Alva Edison lần đầu thiết lập nhà máy điện Mỹ, với tải 400 bóng đèn, bóng có cơng suất 83 W Điện áp lúc 110 V chiều (DC=Direct Current) Đồng thời châu ÂU, HTĐ truyền tải, phân phối điện đến phụ tải cho mục đích sử dụng chung, Bóng đèn Edison http://www.wikipedia.com/  Năm 1885, Ferranti thiết kế htđ, nhà máy điện Deptford bên bờ sông Thames để cung cấp điện cho thủ đô London:   Sử dụng dòng điện xoay chiều (AC=Alternating Current, Dùng hệ thống cáp ngầm Điện áp 10kV 2/15/2014 Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển HTĐ (tiếp)  Hai yếu tố định đến phát triển HTĐ là:    Sự phát minh MBA (chỉ làm việc với dòng điện xoay chiều) Sự phát minh Từ trường quay: =>động máy phát điện nhiều pha Cuối cùng, người ủng hộ htdAC chiến thắng “Cuộc chiến hệ thống điện” Ngày nay, HTĐ chủ yếu dùng hệ thống dòng điện pha xoay chiều  Phát minh Tesla (US390721): máy phát điện Dynamo http://www.wikipedia.com/ 2/15/2014 10 Cơ chế xảy ổn định Cắt tải Mất ổn định góc thời tiết Dao động Nặng Tải P Q Sự đồng đ/d G Cắt MPĐ,đ/dây thiếu Q Tan rã HTĐ Sự cố Nguy hiểm Mất ổn định Tần số G Max Q Quá tải G line V? Max tap V thấp V giảm Tổn thất Q đ/d dài G 2/15/2014 Tải Mất ổn định Điện áp Sụp đổ điện áp Q? HTĐ Mất đồng G line V P Nguyễn Đăng Toản 15 Giới thiệu chung 1.3 Nguyên nhân cố tan rã HTĐ Bảo dưỡng Không update tiêu chuẩn Thiết kế, chỉnh định sai Thiết bị cũ Bảo dưỡng bất thường Không tuân thủ tiêu chuẩn Thiếu khóa đào tạo nâng cao Nuclear Plant Dự báo phụ tải sai HTĐ Qui hoạch thiết kế Hydro Plant Coal fired Hư hỏng ẩn Biện pháp cứu vãn Biện pháp phịng ngừa Khơng hiểu kỹ hệ thống điện quản lý vận hành Hư hỏng bảo vệ Phối hợp Tự nhiên Điều kiện bất thường Khẩn cấp Vận hành 2/15/2014 N/nhân khách quan 16 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ  Khái niệm đồng hóa  Trạng thái đồng pha δ 100km/h 100km/h Rotor 6m  Trạng thái đồng ổn định 2/15/2014 17 1.4 Phân loại ổn định HTĐ  Định nghĩa IEEE/CIGRÉ-2004 ( Institute of Electrical and Electronic Engineering-IEEE-US, Conseil International Grand Resaux Electriques -EU)   Ổn định hệ thống điện khả HTĐ-ở chế độ vận hành ban đầu cho trước- lấy lại trạng thái vận hành cân sau trải qua cố xảy HTĐ, với tất biến hệ thống (biến vật lý/trạng thái) nằm giới hạn trì tính tồn vẹn HTĐ Tính tồn vẹn HTĐ trì thực tế tồn HTĐ cịn ngun vẹn mà khơng cần phải cắt MPĐ/Tải cách không cần thiết 2/15/2014 18 1.4 Phân loại ổn định HTĐ Phân loại theo Ổn định HTĐ Ổn định tần số Ồn định góc roto Nhiễu loạn nhỏ Nhiễu loạn nhỏ Quá độ Ngắn hạn Ổn định điện áp Ngắn hạn 2/15/2014 Dài hạn Ngắn hạn Hiện tượng vật lý/ thông số hệ thống Nhiễu loạn lớn Mức độ kích động/ cố Dài hạn Khoảng thời gian 19 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ P (MW) 3000 2900 Định nghĩa IEEE/CIGRÉ 2004 2800 2700 2600 2500 2400 Ổn định HTĐ 2300 12 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 Góc roto  Mất ổn định nhiễu loạn nhỏ(USA1996) Ồn định góc roto Ổn định tần số Ổn định điện áp t/h t/h t/h 0 Nhiễu loạn nhỏ Quá độ Ngắn hạn Ngắn hạn t (s) Nhiễu loạn nhỏ Dài hạn Ngắn hạn Nhiễu loạn lớn V(kV) t(s) Ổn định độ Dài hạn t(s) 2/15/2014 Sụp đổ điện áp khoảng dài hạn (USA 1996) 20 Nguyễn Đăng Toản Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ (tiếp) Định nghĩa ổn định góc rotor với nhiễu loạn nhỏ  Là khả HTĐ (với nhiều MPĐ đồng nối với nhau) giữ đồng sau trải qua kích động nhỏ xảy HTĐ Các kích động nhỏ phải thoả mãn: hệ phương trình mơ tả HTĐ tuyến tính hóa quanh điểm làm việc   Ví cố WSCC 10 tháng 1996  Mất ổn định kích động nhỏ  3000 Malin - Round Mountain MW Flow 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2/15/2014 12 16 19 22 25 28 31 34 37 40 Thời gian s 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 Nguyễn Đăng Toản 21 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ 3000 2900 2800 2700 2600 2500 2400 2300 2/15/2014 12 16 19 22 25 28 31 34 37 Nguyễn Đăng Toản 40 43 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 22 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ (tiếp)  Định nghĩa: ổn định độ (ổn định góc rotor với kích động lớn- ổn định động)   Ví dụ : ổn định độ T/H Góc roto   Là khả HTĐ cịn trì đồng sau trải qua kích động lớn ( MPĐ lớn, đ/d tt quan trọng, tải lớn) Phương trình mơ tả HTĐ hệ pt vi phân phi tuyến T/H T/H 0 t(s) Ổn định độ 2/15/2014 Nguyễn Đăng Toản 23 Giới thiệu chung 1.4 Phân loại ổn định HTĐ (tiếp)  Định nghĩa ổn định điện áp:   2/15/2014 Là khả HTĐ cịn trì modul điện áp nút khoảng cho phép sau xảy cố thời điểm vận hành Ví dụ tan rã hệ thống điện sụp đổ điện áp Nguyễn Đăng Toản 24 Giới thiệu chung 4.1 Khái niệm ổn định tần số Ngày 4/11/2006 quốc gia châu Âu - Không bị tan rã hoàn toàn mà bị chia tách thành ba miền với tần số khác nhau, nhờ có hệ thống sa thải phụ tải kịp thời Bản chất: Duy trì cân nhu cầu cơng suất tác dụng tải khả cung cấp công suất tác dụng nguồn 2/15/2014 Nguyễn Đăng Toản 25