Nghiên cứu ứng dụng thiết bị phục hồi điện áp động để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn trên lưới điện phân phối

Bài báo nghiên cứu đề xuất cấu hình và phương pháp điều khiển thiết bị phục hồi điện áp động (DVR) nhằm ngăn chặn sụt áp ngắn hạn trên lưới điện phân phối (LĐPP). Phương pháp đề xuất đáp ứng nhanh và khả năng bù sụt áp ngắn hạn hiệu quả. Sơ đồ điều khiển vòng hở dựa trên hệ tham chiếu quay d-q được sử dụng để bù điện áp từng pha một cách riêng biệt. Ngoài ra, bộ lọc Kalman tuyến tính được sử dụng để ước lượng biên độ điện áp ba pha và phát hiện sụt áp ngắn hạn nhanh hơn so với phương pháp biến đổi Fourier thông thường. Điều này cho phép DVR bù sụt áp ngắn hạn nhanh và chính xác. Các kết quả nghiên cứu được mô phỏng bằng Matlab/Simulink cho thấy rằng phương pháp đề xuất có khả năng bù các dạng sụt áp ngắn hạn đối xứng và không đối xứng và sụt áp ngắn hạn có hiện tượng dịch góc pha một cách chính xác.

ISSN: 1859-2171 e-ISSN: 2615-9562 TNU Journal of Science and Technology 225(06): - 10 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ PHỤC HỒI ĐIỆN ÁP ĐỘNG ĐỂ NGĂN CHẶN SỤT ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ngô Minh Khoa*, Đồn Đức Tùng Trường Đại học Quy Nhơn TĨM TẮT Bài báo nghiên cứu đề xuất cấu hình phương pháp điều khiển thiết bị phục hồi điện áp động (DVR) nhằm ngăn chặn sụt áp ngắn hạn lưới điện phân phối (LĐPP) Phương pháp đề xuất đáp ứng nhanh khả bù sụt áp ngắn hạn hiệu Sơ đồ điều khiển vòng hở dựa hệ tham chiếu quay d-q sử dụng để bù điện áp pha cách riêng biệt Ngoài ra, lọc Kalman tuyến tính sử dụng để ước lượng biên độ điện áp ba pha phát sụt áp ngắn hạn nhanh so với phương pháp biến đổi Fourier thông thường Điều cho phép DVR bù sụt áp ngắn hạn nhanh xác Các kết nghiên cứu mô Matlab/Simulink cho thấy phương pháp đề xuất có khả bù dạng sụt áp ngắn hạn đối xứng không đối xứng sụt áp ngắn hạn có tượng dịch góc pha cách xác Từ khóa: Sụt áp ngắn hạn; phục hồi điện áp động; lọc Kalman; điều khiển vòng hở; lưới điện phân phối Ngày nhận bài: 15/01/2020; Ngày hoàn thiện: 24/4/2020; Ngày đăng: 28/4/2020 APPLICATION OF DYNAMIC VOLTAGE RESTORER FOR MITIGATING VOLTAGE SAGS IN DISTRIBUTION NETWORKS Ngo Minh Khoa*, Doan Duc Tung Quy Nhon University ABSTRACT This paper studies a configuration and control strategy of dynamic voltage restorer (DVR) for mitigating voltage sags in distribution networks The proposed method has a fast response and effective sag compensation capabilities Using an open-loop control in the rotating dq-reference frame to compensate each phase voltage separately Besides, a linear Kalman filter is used for estimating three-phase voltage and it can detect voltage sags faster than the conventional Fourier transform This enables DVR compensates voltage sag quickly and accurately Simulation results using Matlab/Simulink indicate that the proposed method can mitigate balance and unbalance voltage sag types and voltage sag with phase angle jump Keywords: Voltage sag; dynamic voltage restorer; Kalman filter; open-loop control; distribution network Received: 15/01/2020; Revised: 24/4/2020; Published: 28/4/2020 * Corresponding author Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Ngơ Minh Khoa Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN Giới thiệu Ngày nay, chất lượng điện (CLĐN) tiêu quan trọng để đảm bảo thiết bị điện làm việc hiệu quả, kéo dài tuổi thọ mang lại hiệu suất cao Đặc biệt, ứng dụng lĩnh công nghiệp chẳng hạn hệ thống công nghệ thông tin; thiết bị, dây chuyền sản xuất cơng nghệ cao có liên quan đến truyền thơng, điều khiển đại, tự động hóa kỹ thuật gia cơng xác Do đó, CLĐN quan tâm cải thiện kể phía cung cấp điện cơng ty điện lực phía phụ tải điện khách hàng sử dụng điện [1], [2] Các vấn đề liên quan đến CLĐN bao gồm: độ, áp ngắn hạn, sụt áp ngắn hạn, áp ngắn hạn, sóng hài dạng nhiễu loạn khác Nhưng số đó, sụt áp ngắn hạn nhiễu loạn thường xảy lưới điện phân phối (LĐPP) Theo tiêu chuẩn IEEE 1159-1995, sụt áp ngắn hạn tượng sụt giảm điện áp xuống 10% đến 90% điện áp định mức tần số công nghiệp khoảng thời gian 0,5 chu kỳ đến phút [3] Nó ảnh hưởng lớn đến thiết bị nhạy cảm LĐPP Do việc phát ngăn chặn sụt áp ngắn hạn quan trọng phụ tải điện nhạy cảm với chất lượng điện áp nhằm tránh thiệt hại kinh tế đáng kể sụt áp ngắn hạn gây Trong số giải pháp để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn, thiết bị phục hồi điện áp động (DVR) giải pháp hữu hiệu LĐPP Các cơng trình [4]-[6] trình bày tổng quan cấu hình chiến lược điều khiển DVR để cải thiện CLĐN lưới điện phân phối Việc so sánh hiệu hiệu cấu hình DVR phân tích biện luận cách chi tiết cơng trình [7] Liên quan đến vấn đề ứng dụng DVR để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn xuất dạng ngắn mạch khác lưới điện nghiên cứu [8], [9] Trong giải pháp siêu tụ ứng dụng để tích trữ lượng cho DVR trình bù 225(06): - 10 sụt áp ngắn hạn [8] ứng dụng DVR để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn lưới điện hạ áp [9] Hệ thống điều khiển DVR phận quan trọng thực nhiệm vụ phát hiện, xử lý đưa tín hiệu điều khiển để ngăn chặn kịp thời sụt áp ngắn hạn phía nguồn nhằm tránh gây ảnh hưởng đến làm việc bình thường phụ tải điện nhạy cảm Các phương pháp điều khiển DVR nghiên cứu nhiều cơng trình cơng bố [10]-[16] Các tác giả cơng trình [10] áp dụng lý thuyết hệ tham chiếu đồng để điều khiển DVR Trong [11], chiến lược điều khiển nghiên cứu cải tiến ngăn chặn sụt áp ngắn hạn tự phục hồi lượng Một kỹ thuật khác dựa phương pháp SRF đề xuất [12] để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn lưới điện phân phối Kỹ thuật điều khiển DVR cải tiến đáp ứng nhanh hiệu dựa lọc số bình phương sai số cực tiểu để ước lượng biên độ góc pha điện áp đo lường; giảm nhiễu, sóng hài tác giả [13], [14] nghiên cứu đề xuất Một cấu hình DVR sử dụng inverter đa cấp phân tầng kết hợp đề xuất để áp dụng cho hệ thống có kết nối với hệ thống pin mặt trời [15] Cuối cùng, phương pháp lọc Kalman mở rộng nghiên cứu ứng dụng để phát phân tích tượng sụt áp ngắn hạn hệ thống điện [16] Nhìn chung, nghiên cứu phân tích cho thấy hiệu phương pháp việc ứng dụng DVR phát ngăn chặn hiệu sụt áp ngắn hạn Tuy nhiên, hầu hết công trình chưa đề cập đến khả bù sụt áp ngắn hạn pha riêng biệt; chưa đề cập đến tượng sụt áp ngắn hạn có kèm theo tượng dịch góc pha; phát huy ưu điểm lọc Kalman để phát nhanh sụt áp ngắn hạn để từ kịp thời xử lý ngăn chặn hậu xấu gây phụ tải điện nhạy cảm với sụt áp ngắn hạn Do đó, báo đề xuất cấu hình phương pháp điều khiển DVR sử dụng sơ đồ điều khiển vòng hở dựa http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Ngơ Minh Khoa Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN hệ tham chiếu quay d-q Bên cạnh đó, lọc Kalman (KF) tuyến tính sử dụng để ước lượng biên độ điện áp góc pha pha riêng biệt từ góp phần phát ngăn chặn sụt áp ngắn hạn đối xứng không đối xứng cách nhanh chóng xác Phần mềm Matlab/Simulink áp dụng để mơ hình hóa hệ thống điện cấu hình DVR nhằm kiểm chứng đánh giá hiệu phương pháp đề xuất báo Ůsag khác so với điện áp trước xảy sụt áp ngắn hạn Ůpre_sag lượng Ůmising đồ thị véctơ hình 1(b) biểu diễn dạng phương trình tốn học sau: U sag  U pre _ sag  U missing (2) Nguyên tắc làm việc DVR bơm điện áp Ůdvr = Ůmissing đặt nối tiếp với điện áp nguồn để bù sụt áp ngắn hạn trì điện áp tải không bị sụt giảm thể hình 2 Sự kiện sụt áp ngắn hạn unguon Các nguyên nhân thông thường gây sụt áp ngắn hạn bao gồm: ngắn mạch hệ thống điện, khởi động động cơng suất lớn, đóng khơng tải máy biến áp [1] Trong số nguyên nhân đó, ngắn mạch lộ xuất tuyến lưới điện hình tia nguyên nhân phổ biến gây sụt áp ngắn hạn vị trí đấu nối chung (PCC) hình 225(06): - 10 uDVR utai Nguồn Tích trữ lượng Tải + uDC VSC - Điều khiển DVR Hình Nguyên lý làm việc DVR PCC Ė Zf N Sơ đồ điều khiển DVR Zs 3.1 Cấu hình phần cứng ~ Tải nhạy cảm Nguồn a) Ůpre_sag Ůmissing b) φsag Ůsag Hình Nguyên nhân sụt áp ngắn hạn ngắn mạch; (a) Mơ hình lưới điện; (b) Đồ thị véctơ Biên độ góc pha điện áp bị sụt áp ngắn hạn Ůsag PCC xác định theo tổng trở nguồn tổng trở cố [1]: U sag  E Zf Zs  Z f (1) đó: Ůsag điện áp PCC xảy sụt áp ngắn hạn; Ė điện áp nguồn; Zs tổng trở nguồn; Zf tổng trở đường dây bị ngắn mạch http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Bài báo đề xuất cấu hình phần cứng DVR có chuyển đổi nguồn áp (VSC) bao gồm ba chuyển đổi nguồn áp pha sử dụng điện áp liên kết DC hình Các chuyển đổi đặt điện áp nối tiếp với điện áp nguồn thông qua ba máy biến áp pha (T1, T2 T3) Các tụ lọc (Cf1, Cf2 Cf3) đặt phía đường dây để lọc thành phần hài bậc cao chuyển đổi sinh trình đóng/ ngắt IGBT Liên kết DC nạp điện chỉnh lưu không điều khiển sáu diode nguồn cấp cho chỉnh lưu lấy từ điện áp phía tải thơng qua MBA ba pha hai cuộn dây Hệ thống điều khiển DVR bao gồm chức phát sụt áp ngắn hạn tạo tín hiệu điều khiển để mở IGBT phận VSC trình bày cụ thể mục 3.2, 3.3 3.4 Ngô Minh Khoa Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN 225(06): - 10 Cf1 Cf2 Nguồn T1 unguon Nguồn cấp mạch chỉnh lưu Tải Cf3 D1 D3 T2 T3 utai D5 + 1A 3A 1B 3B 1C 3C 2A 4A 2B 4B 2C 4C CDC D2 D4 D6 - Hình Cấu hình phần cứng DVR 3.2 Sử dụng KF phát sụt áp ngắn hạn KF sử dụng để ước lượng trạng thái dựa việc dự đốn hiệu chỉnh theo mơ hình khơng gian trạng thái nhằm cực tiểu hiệp phương sai ước lượng [16] Mơ hình khơng gian trạng thái thể theo (3) (4) Quá trình ước lượng ngẫu nhiên mơ hình hóa theo (3) xk 1  k xk  wk (3) Tín hiệu đo lường thời điểm rời rạc theo thời gian giả thiết có quan hệ tuyến tính với biến trạng thái theo (4): (4) zk  H k xk  vk đó: xk, xk+1 véctơ biến trạng thái thời điểm k k+1; ϕ k ma trận chuyển đổi trạng thái; wk nhiễu trình; zk giá trị đo lường thời điểm k; Hk ma trận thể mối liên hệ giá trị đo lường véctơ biến trạng thái; vk nhiễu đo lường Giả thiết tín hiệu điện áp đo lường có dạng hình sin theo phương trình (5) zk  A sin  k T    (5) Ở bước thời gian k+1: zk 1  Asin   k  1 T    (6) Khảo sát hai biến trạng thái sau: x1, k  A cos  (7) x2, k  A sin  (8) Mối liên hệ véctơ biến trạng thái thời điểm k+1 véctơ biến trạng thái thời điểm k thiết lập sau: x  1   x1  xk 1         x2  k 1 0   x2  k (9) đó: ω = 2πf vận tốc góc; f tần số; ΔT khoảng thời gian lấy mẫu Do tín hiệu đo lường thời điểm k+1 dự đốn liên quan đến biến trạng thái thời điểm k+1:  sin   k  1 T    x1   zk 1    cos   k  1 T    x2  (10) k 1    H k 1 xk 1 T Ước lượng hiệp phương sai P- bước thời gian k+1 thiết lập theo (11) Pk1  k Pk kT  Qk (11) Qk ma trận hiệp phương sai wk Hệ số khuếch đại Kalman tính tốn theo phương trình (12): Kk  Pk H kT  H k Pk H kT  Rk  1 (12) Rk ma trận hiệp phương sai vk Ước lượng trạng thái cập nhật theo tín hiệu đo lường thực tế sau: xˆk  xˆk  Kk  zk  Hk xˆk  (13) Hiệp phương sai nhiễu trình cập nhật: Pk   I  K k H k  Pk (14) Biên độ góc pha tín hiệu điện áp thời điểm k tính tốn từ biến trạng thái ước lượng theo (15) (16) http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Ngơ Minh Khoa Đtg Ak  Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN x  x22  (15) k  x2    x1  k  k  arctan  (16) Phát sụt áp ngắn hạn để điều khiển DVR chuyển đổi trạng thái chế độ chờ (standby) chế độ kích hoạt (active) sụt áp ngắn hạn phát Ak < 0,9 pu 3.3 Phương pháp điều khiển Có hai phương pháp sử dụng để điều khiển DVR: điều khiển vịng hở điều khiển vịng kín [7], [11] Điều khiển vịng kín có hiệu việc điều khiển cao hơn; nhiên, phụ thuộc vào thay đổi phụ tải Bài báo đề xuất phương pháp điều khiển vịng hở hình 225(06): - 10 Điện áp hệ d-q so sánh với điện áp tham chiếu udq.ref để tính tốn điện áp cần bù DVR Các giá trị điện áp tham chiếu: ud.ref = (pu) uq.ref = (pu) 3.4 Khâu đồng pha (PLL) Khâu đồng pha với điện áp nguồn thể hình Góc γ góc tức thời điện áp nguồn góc θ góc PLL [7] PLL đánh dấu thành phần thứ tự thuận điện áp nguồn góc PLL sử dụng cho việc chuyển đổi từ hệ α-β sang hệ tham chiếu d-q ngược lại hình cosγ sin(γ-θ) sinγ sin Δω ω sinθ θ cos ω0 cosθ Cf + KF abc PLL Standby/ Active θ αβ utai αβ θ Tải + unguon - VSC - dq uDC 2 udq.ref 2 dq αβ θ αβ PWM abc Standby/ Active Hình Điều khiển DVR hệ d-q Điều khiển véctơ không gian ứng dụng để điều khiển DVR, điện áp ba pha chuyển đổi sang hệ véctơ không gian: u  ju  ua  ub e j 2  uc e j 4 (17) Véctơ không gian chuyển đổi sang hệ tham chiếu quay d-q sau: ud  juq  u  ju  e j Phần tử Nguồn Máy biến áp Đường dây Tải Hình Khâu đồng pha (PLL) - uDVR + Nguồn (18) Kết mô Để đánh giá hiệu hoạt động cấu hình sơ đồ điều khiển DVR đề xuất mục trên, báo sử dụng Matlab/Simulink để mô sơ đồ lưới điện hình Lưới điện bao gồm nguồn 22 kV cấp điện cho phụ tải nhạy cảm thông qua MBA 22/0,4 kV Sử dụng cấu hình DVR trình bày để bù sụt áp ngắn hạn phía nguồn có xảy bốn dạng ngắn mạch đường dây 22 kV Số liệu phần tử sơ đồ lưới điện thông số phần tử DVR thể bảng bảng 22kV ~ Nguồn Đường dây Δ N Yo MBA (Δ/Yo) 22/0,4 kV Tải DVR unguon utai Hình Mơ hình mơ DVR Bảng Thông số phần tử lưới điện Thông số Uđm = 22 kV; f = 50 Hz; R = 0,3457 Ω; X = 2,42 Ω Sđm = 250 kVA; 22/0,4 kV; R = 0,002 pu; X = 0,08 pu Tổ nối dây: Δ/Y0 r0 = 0,32 Ω/km; x0 = 0,35 Ω/km; Lre = 15 km S = 20 kVA; cosφ = 0,95 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Hình Mơ hình Matlab/Simulink a) Dien ap nguon unguon (V) 200 -200 -400 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 b) Dien ap tren DVR uDVR (V) 100 50 -50 -100 20 40 60 80 100 c) Dien ap tai utai (V) 400 200 -200 -400 20 40 60 80 100 t (ms) Hình Bù sụt áp ngắn hạn ngắn mạch ba pha đường dây 22 kV; (a) Điện áp phía nguồn; (b) Điện áp DVR; (c) Điện áp phía tải a) Dong dien nhanh shunt i shunt (A) 10 -5 -10 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 140 160 180 200 140 160 180 200 (A) b) Dong dien phia nguon nguon Trong báo này, vị trí ngắn mạch giả định nằm đường dây 22 kV thuộc nhánh khác nhánh để cấp điện trực tiếp cho phụ tải có ứng dụng DVR Trường hợp xuất ngắn mạch thoáng qua vị trí sau bảo vệ rơle đầu nguồn cắt đóng lại thành cơng xuất sụt áp ngắn hạn điểm đấu nối chung khoảng thời gian từ lúc bắt đầu ngắn mạch đến máy cắt cắt Cịn có xuất ngắn mạch vĩnh cửu vị trí bảo vệ rơle đầu nhánh thực theo chu trình cắt – đóng - cắt định trước để cô lập điểm ngắn mạch tượng sụt áp ngắn hạn xuất điểm đấu nối chung khoảng thời gian từ lúc ngắn mạch đến cắt lần thứ khoảng thời gian máy cắt đóng lại Như vậy, sụt áp ngắn hạn xuất điểm đấu nối chung khoảng thời gian tồn ngắn mạch Do đó, để kiểm chứng cho khả bù sụt áp ngắn hạn DVR khoảng thời gian tồn báo giả sử thời điểm bắt đầu xảy ngắn mạch 50 ms loại trừ sau 100 ms ngắn mạch thống qua bảo vệ tác động Sơ đồ mô Matlab/ Simulink thể hình 225(06): - 10 400 i Bảng Thông số phần tử DVR Phần tử Thông số Máy biến áp nối tiếp Sđm = 10/3 kVA; pha 400/200 V; R = 0,002 pu; X = 0,08 pu Tụ lọc Cf = 100 μF Liên kết DC UDC = 565 V; CDC = mF Tần số mang fs = 5000 Hz 50 -50 20 40 60 80 100 120 c) Dien ap lien ket DC 700 uDC (V) Ngô Minh Khoa Đtg 600 500 400 20 40 60 80 100 120 t (ms) Hình Bù sụt áp ngắn hạn ngắn mạch ba pha đường dây 22 kV; (a) Dòng điện nhánh shunt; (b) Dịng điện phía nguồn; (c) Điện áp liên kết DC Hình hình thể kết mơ bù sụt áp ngắn hạn có ngắn mạch ba pha xảy điểm N đường dây 22 kV Ngắn mạch ba pha đường dây 22 kV gây sụt áp ngắn hạn đối xứng hình 8(a) Khoảng thời gian từ đến 50 ms giai đoạn chế độ làm việc bình thường nên KF không phát sụt áp ngắn hạn, DVR làm việc chế độ chờ nên điện áp DVR hình 8(b) Tại thời điểm 50 ms xảy ngắn mạch ba pha đường dây 22 kV, KF phát sụt áp ngắn hạn nên DVR chuyển sang chế độ kích hoạt điện áp DVR điều khiển để bù sụt áp ngắn hạn hình 8(b) Vì sụt áp ngắn hạn ba pha đối xứng nên điện áp ba pha DVR đối xứng với Do vậy, kết điện áp http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Ngô Minh Khoa Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN tải phục hồi trở lại điện áp trước xảy sụt áp ngắn hạn hình 8(c) Đồng thời DVR kích hoạt VSC lấy lượng công suất liên kết DC để bù sụt áp ngắn hạn, đo dịng điện qua nhánh shunt cấp cho mạch chỉnh lưu tăng lên hình 9(a) làm cho dịng điện phía nguồn tăng lên nhẹ hình 9(b) điện áp liên kết DC bị giảm xuống hình 9(c) a) Dien ap nguon unguon (V) 400 200 225(06): - 10 áp MBA hình 10(a) hình 11(a) Do DVR bù sụt áp ngắn hạn pha khơng đối xứng Hình 10(b) hình 11(b) Tuy nhiên hai trường hợp này, biên độ điện áp pha B phía hạ áp khơng bị thay đổi hình 10(a) hình 11(a), có dịch góc pha DVR phải bù điện áp pha B để ngăn chặn dịch góc pha hình 10(b) hình 11(b) Kết điện áp tải đảm bảo yêu cầu hình 10(c) hình 11(c) a) Dien ap nguon -200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 b) Dien ap tren DVR uDVR (V) 100 unguon (V) 400 -400 200 -200 50 -400 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 b) Dien ap tren DVR -50 -100 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 c) Dien ap tai utai (V) 400 uDVR (V) 100 200 50 -50 -100 0 20 40 60 80 100 c) Dien ap tai -200 400 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t (ms) Hình 10 Bù sụt áp ngắn hạn ngắn mạch hai pha đường dây 22 kV; (a) Điện áp nguồn; (b) Điện áp DVR; (c) Điện áp tải a) Dien ap nguon unguon (V) 400 200 -200 -400 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 120 140 160 180 200 b) Dien ap tren DVR uDVR (V) 100 50 -50 -100 20 40 60 80 100 c) Dien ap tai utai (V) 400 200 -200 -400 20 40 60 80 100 t (ms) Hình 11 Bù sụt áp ngắn hạn ngắn mạch hai pha chạm đất đường dây 22 kV; (a) Điện áp nguồn; (b) Điện áp DVR; (c) Điện áp tải Kết mô với hai dạng ngắn mạch hai pha ngắn mạch hai pha chạm đất (với giả thiết pha A pha bình thường) đường dây 22 kV nhánh rẽ thể hình 10 đến hình 13 Khi xảy ngắn mạch hai pha ngắn mạch hai pha chạm đất điểm ngắn mạch đường dây 22 kV gây sụt áp ngắn hạn không đối xứng phía hạ http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn utai (V) -400 200 -200 -400 20 40 60 80 100 t (ms) Hình 12 Bù sụt áp ngắn hạn ngắn mạch pha đường dây 22 kV; (a) Điện áp nguồn; (b) Điện áp DVR; (c) Điện áp tải Hình 12 thể kết mơ việc bù sụt áp ngắn hạn DVR dạng ngắn mạch pha (giả thiết pha A pha bị ngắn mạch) đường dây 22 kV Khi ngắn mạch pha điểm ngắn mạch đường dây 22 kV gây sụt áp ngắn hạn pha A pha B phía hạ áp MBA có tổ nối dây Δ/Y0 hình 12(a), DVR kích hoạt để bù sụt áp ngắn hạn hình 12(b) kết điện áp tải đảm bảo yêu cầu hình 12(c) Nhưng trường hợp này, pha C không bị sụt áp ngắn hạn biên độ khơng bị dịch góc pha nên DVR không bù điện áp pha C mà có pha A pha B bù sụt áp ngắn hạn hình 12(b) Kết luận Bài báo trình bày cấu hình phương pháp điều khiển DVR nhằm ngăn chặn sụt áp ngắn hạn ngắn mạch gây LĐPP Cấu hình có khả bù sụt áp ngắn hạn đối Ngô Minh Khoa Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN xứng khơng đối xứng kể có dịch chuyển góc pha Sơ đồ điều khiển vịng hở dựa hệ tham chiếu quay d-q kết hợp với KF sử dụng để phát nhanh xác sụt áp ngắn hạn Hiệu cấu hình phương pháp điều khiển DVR kiểm chứng phương pháp mô Matlab/Simulink Các kết mô khả bù sụt áp ngắn hạn DVR xảy bốn dạng ngắn mạch xuất tuyến từ cao áp trạm biến áp cho thấy rõ hiệu phương pháp đề xuất việc ngăn chặn sụt áp ngắn hạn LĐPP TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] M H Bollen, Understanding Power Quality Problems: Voltage Sags and Interruptions, New York: IEEE Press, vol 1, 2000 [2] M, H J Bollen, and Irene Yu-Hua Gu, Signal Processing Of Power Quality Disturbances, Wiley-Interscience, IEEE Press, 2006 [3] IEEE, Std 1159-1995 - IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Publisher, 1995 [4] F A Mohammad, E Babaei, and F Blaabjerg, “A comprehensive review of dynamic voltage restorers,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol 92, pp.136-155, 2017 [5] S K Singh, and S K Srivastava, “Enhancement in power quality using dynamic voltage restorer (DVR) in distribution network”, 2017 International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems (ICIIECS), Coimbatore, India, 2017, pp 17-18 [6] R Pal, and S Gupta, “Topologies and Control Strategies Implicated in Dynamic Voltage Restorer (DVR) for Power Quality Improvement,” Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Electrical Engineering, vol 44, no 2, pp 581-603, 2019 [7] J G Nielsen, and F Blaabjerg, “A detailed comparison of system topologies for dynamic voltage restorers,” IEEE Transactions on Industry Applications, vol 41, iss 5, pp 1272-1280, 2005 [8] R Omara, and N A Rahimb, “Voltage unbalanced compensation using dynamic 10 225(06): - 10 voltage restorer based on supercapacitor,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, vol 43, iss 1, pp 573-581, 2012 [9] P T Ogunboyo, R Tiako, and I E Davidson, “Effectiveness of Dynamic Voltage Restorer for Unbalance Voltage Mitigation and Voltage Profile Improvement in Secondary Distribution System,” Canadian Journal of Electrical and Computer Engineering, vol 41, iss 2, pp 105-115, 2018 [10] T L Ilamkar, and V Joshi, “Voltage Sag Compensation Using Synchronously Reference Frame Theory Based Dynamic Voltage Restorer,” 2018 International Conference on Current Trends towards Converging Technologies (ICCTCT), Coimbatore, India, 1-3 March 2018 [11] C Tu, Q Guo, F Jiang, C Chen, X Li, F Xiao, and J Gao, “Dynamic voltage restorer with an improved strategy to voltage sag compensation and energy self-recovery,” CPSS Transactions on Power Electronics and Applications, vol 4, iss 3, pp 219-229, 2019 [12] E A Al-Ammar, A Ul-Haq, A Iqbal, M Jalal, and A Anju, “SRF based versatile control technique for DVR to mitigate voltage sag problem in distribution system,” Ain Shams Engineering Journal, vol 11, no 1, pp 99-108, 2020 [13] F B Ajaei, S Afsharnia, A Kahrobaeian, and S Farhangi, “A Fast and Effective Control Scheme for the Dynamic Voltage Restorer,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol 26, iss 4, pp 2398-2406, 2011 [14] A M Rauf, and V Khadkikar, “An Enhanced Voltage Sag Compensation Scheme for Dynamic Voltage Restorer,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol 62, iss 5, pp 2683-2692, 2015 [15] C Dhanamjayulu, and S Meikandasivam, “Improved Performance of a Dynamic Voltage Restorer Using Hybridized Cascaded Multilevel Inverter for Solar PV Grid Connected System,” Artificial Intelligence and Evolutionary Computations in Engineering Systems, pp 675-686, 2018 [16] E Pérez, and J Barros, “An extended Kalman filtering approach for detection and analysis of voltage dips in power systems,” Electric Power Systems Research, vol 78, iss 4, pp 618-625, 2008 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn ... lưới điện nghiên cứu [8], [9] Trong giải pháp siêu tụ ứng dụng để tích trữ lượng cho DVR trình bù 225(06): - 10 sụt áp ngắn hạn [8] ứng dụng DVR để ngăn chặn sụt áp ngắn hạn lưới điện hạ áp [9]... rộng nghiên cứu ứng dụng để phát phân tích tượng sụt áp ngắn hạn hệ thống điện [16] Nhìn chung, nghiên cứu phân tích cho thấy hiệu phương pháp việc ứng dụng DVR phát ngăn chặn hiệu sụt áp ngắn hạn. .. điện áp Ůdvr = Ůmissing đặt nối tiếp với điện áp nguồn để bù sụt áp ngắn hạn trì điện áp tải không bị sụt giảm thể hình 2 Sự kiện sụt áp ngắn hạn unguon Các nguyên nhân thông thường gây sụt áp