BÁO CÁO MÔN HỌC QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)

TRƯỜNG ÐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM BÁO CÁO MƠN HỌC Q TRÌNH Q ĐỘ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 4.4 POWER SYSTEM STABILIZER (PSS) TP HCM 12/2013 MỤC TIÊU: Khảo sát vai trò PSS việc ổn định hệ thống điện xảy dao động công suất NỘI DUNG BÁO CÁO: I Tổng quan PSS II Mô men đồng mô men dập tắt III Phân tích tác dụng PSS HTĐ có IV Kết luận dao động cơng suất I TỔNG QUAN VỀ BỘ PSS Hiện tượng dao động công suất Ý tưởng thực Pe Thay đổi giá trị kích từ, cơng suất điện Ikt Trạng thái khơng ổn định đầu máy phát thay đổi Trạng thái ổn định Khơng có PSS P Pe PSS phát thay đổi công suất điện đầu máy phát, điều khiển giá trị kích từ làm giảm t Sự cố xảy dao động công suất nhanh chóng Sự cố khắc phục Mất ổn định Ikt Phân loại PSS PSS phân loại dựa theo tín hiệu đầu vào điều khiển Tín hịêu ∆P Hiệu chỉnh pha độ lợi AVR Tín hiệu ∆f, ∆ω Hiệu chỉnh pha độ lợi Giới hạn điều khiển Nhiệm vụ PSS Phát độ thay đổi ∆P, ∆f, Tạo thành phần mô ∆ω men dập tắt Điều chỉnh độ thay đổi ∆P, ∆f, ∆ω Gửi tín hiệu tới mạch kích từ P II MƠ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT P Phương trình chuyển động rotor c P m b a PT Phương trình giao động xung quanh điểm ổn định tĩnh: H d 2δ = Tm − Te ω0 dt δ 0 δ a 90 δb 180 Trong đó: δ : góc rotor, rad ω : tốc độ góc rotor (có giá trị định mức ω = 314 rad/s) Tm : mô men đơn vị tương đối Te H : mô men đơn vị tương đối : số mơ men qn tính, MW-s/MVA (1) II MÔ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT Phương trình độ thay đổi mơ men điện Phương trình (1) viết lại theo điều kiện thay đổi nhỏ điểm vận hành: ΔTe = KsΔδ + KDΔω (2) Phương trình (2): Độ thay đổi mơ men điện biểu diễn thành hai thành phần Mô Men Đồng Bộ Mô Men Dập Tắt: KS = Hệ số mô men đồng KD = Hệ số mô men dập tắt Δδ = Độ thay đổi góc rotor Δω = Độ thay đổi tốc độ góc rotor ΔTe = Độ thay đổi mơ men điện II MƠ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT KS >0, thành phần mô men đồng chống lại thay đổi góc rotor, góc rotor phục hồi trở lại điểm KD >0, thành phần mô men dập tắt chống lại thay đổi tốc độ rotor từ điểm cân vận hành ổn định tĩnh cân nó, Δδ = Một máy phát đồng tiếp tục ổn định lâu dài có đủ mơ men đồng mô men dập tắt đặt trục rotor tất điều kiện vận hành II MÔ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT Đáp ứng tốc độ góc nhiễu loạn Δδ Δω DAO ĐỘNG ỔN ĐỊNH: • • ΔTe= KsΔδ + KDΔω TD= KDΔω ≥ TS = KsΔδ ≥ TD= KDΔω 0 t TS = KsΔδ Δδ Δω DAO ĐỘNG KHƠNG ỔN ĐỊNH: • • t TD = KDΔω < TS = KsΔδ ≥ Δδ TS = KsΔδ TD= KDΔω Δδ ΔTE= KsΔδ + KDΔω III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS Trường hợp kích từ số ΔTE = KSΔδ + KDΔω Δω Ks (Mô men dập tắt) Ms ∆ω ω0 ∆δ ΔTE s ∆Tm KD Δδ (Mô men đồng bộ) M : số qn tính (MW/MVA) ω0: vận tốc góc định mức (rad/s) S : biến Laplace ΔTE III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS Trường hợp có kích từ AVR Sơ đồ khối chứa AVR kích từ Sự thay đổi từ thơng kích từ ∆ψ fd K3 = + sT3 Gex ( s )   ( K ∆δ + K ∆ψ fd ) − K ∆δ − + sTR   III.2 Trường hợp có kích từ AVR ∆ψ fd = K5 = e q0 DE t0 + [ − K K (1 + sTR ) + K G ex ( s ) ] s T3TR + s(T3 + TR ) + + K K G ex (s ) [( − R e q0 DE t0 ] ) ' a E B R T − L E B X Td − E B L ads X Td Sinδ + [( − R ) [ e d0 ( − R a E B R Tq + L1E B R T + L aqs E B R T )Sinδ DE T0 ] ' a E B X Tq + L E B R T + E B L ads R T Cosδ + Thay ∆ψfd vào: ∆δ [ e d0 ( R a R T E B + L1E B X Td + L aqs E B X Td )Cosδ DE T0 ∆Te = K1∆δ + K ∆ψ fd ΔTE Δψ fd ] = K Δψ fd = K N1Δδ + iK N Δδ = N 3Δδ + iN Δδ Mặt khác ∆δ ∆ωr = s = ( N + iN )∆δ = N ∆δ + iN ∆δ ω0 (a) ] III.2 Trường hợp có kích từ AVR Từ (a) ⇒ Thay vào: Trường hợp K50: ổn định SƠ ĐỒ KHỐI KẾT HỢP BỘ KÍCH TỪ + AVR + PSS D-AVR Giới hạn làm việc PSS  Phụ thuộc vào tốc độ đáp ứng nhanh hệ thống kích từ máy phát  Phụ thuộc vào khả đáp ứng nhanh AVR xảy dao động bé  Bộ PSS làm thay đổi điện áp đầu cực máy phát phạm vi 0.9 – 1.1 pu IV Kết luận  Sử dụng ổn định công suất hệ thống PSS kết hợp với điều chỉnh điện áp đầu cực máy phát đồng AVR (có kích từ đáp ứng nhanh) mang lại hiệu ổn định hệ thống điện xảy dao động  Sử dụng PSS mang lại hiệu kinh tế so với việc phải tái cấu trúc lại lưới điện, xây lắp thêm đường dây truyền tải điện CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC ANH CHỊ ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!