Nghiên cứu điều khiển D Statcom nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối

Nghiên cứu điều khiển D Statcom nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối Nghiên cứu điều khiển D Statcom nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối Nghiên cứu điều khiển D Statcom nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM NGỌC CƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN D-STATCOM NHẰM NÂNG CAO ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - HỆ THỐNG ĐIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Trần Văn Thịnh Hà Nội - Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập lớp Cao học Kỹ thuật điện - Hệ thống điện khóa 2014B, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tơi đào tạo tích lũy nhiều kiến thức cho thân phục vụ cho công việc Đặc biệt khoảng thời gian thực đề tài: “Nghiên cứu điều khiển D-STATCOM nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối” Tôi xin bày tỏ lịng tri ân tới thầy, Viện Điện - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu làm luận văn Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS.Trần Văn Thịnh dành nhiều thời gian công sức hướng dẫn thực hoàn thành luận văn Mặc dù thân cố gắng, song với kiến thức cịn hạn chế thời gian có hạn, luận văn chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận bảo thầy, cơ, góp ý bạn bè đồng nghiệp nhằm bổ sung hoàn thiện luận văn Xin trân trọng cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan viết luận văn tìm hiểu nghiên cứu thân Mọi kết nghiên cứu ý tưởng tác giả khác, có trích dẫn từ nguồn gốc cụ thể Luận văn chưa bảo vệ Hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sĩ chưa công bố phương tiện thông tin Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm mà tơi cam đoan Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2017 Tác giả luận văn MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 14 I.1 SỰ TIÊU THỤ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .14 I.1.1 Các khái niệm công suất .14 I.1.2 Sự tiêu thụ công suất phản kháng 15 I.2 CÁC NGUỒN PHÁT CSPK TRÊN LƯỚI ĐIỆN .16 I.2.1 Các nguồn phát công suất phản kháng lưới điện 16 I.2.2 Ưu nhược điểm nguồn phát công suất phản kháng 19 I.3 Ý NGHĨA CỦA VIỆC BÙ CSPK TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 21 I.3.1 Giảm tổn thất công suất mạng điện 22 I.3.2 Giảm tổn thất điện áp mạng điện 22 I.3.3 Tăng khả truyền tải đường dây máy biến áp .22 I.4 CÁC TIÊU CHÍ BÙ CSPK TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 22 I.4.1 Tiêu chí kỹ thuật 22 I.4.2 Tiêu chí kinh tế 27 I.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG I 28 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 30 II.1 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ CSPK ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSφ .30 II.2 BÙ CSPK THEO ĐIỀU KIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 30 II.3 CÔNG NGHỆ FACTS 35 II.4 MỘT SỐ THIẾT BỊ BÙ CSPK TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN [3] 38 II.4.1 Thiết bị bù CSPK tĩnh SVC (Static Var Compensator) 38 II.4.2 Thiết bị bù đồng tĩnh STATCOM (Static Synchtonous Compensator) 40 II.4.3 Thiết bị tụ bù dọc điều khiển thyristor TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) .41 II.4.4 Thiết bị điều chỉnh góc pha điều khiển thyristor TCPAR (Thyristor Controlled Phase Angle Regulator) 43 II.4.5 Thiết bị điều khiển dịng cơng suất hỗn hợp UPFC (Unified Power Flow Controller) 44 II.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG II 45 CHƯƠNG III NGHIÊN CỨU CHI TIẾT VỀ D-STATCOM 47 III.1 CHỨC NĂNG CỦA D-STATCOM 47 III.2 NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ STATCOM [6] .48 III.2.1 Cấu tạo 48 III.2.2 Sơ đồ mạch pha tương đương 49 III.2.3 Phân tích đại lượng vector 50 III.2.4 Tính tốn gần thơng số 51 III.2.5 Kỹ thuật điều khiển STATCOM 52 III.2.6 Vấn đề phát sinh sóng hài biện pháp khắc phục 54 III.2.7 Sơ đồ khối điều khiển STATCOM 57 III.3 NGHIÊN CỨU VỀ THIẾT BỊ D-STATCOM (STATCOM DÙNG CHO LƯỚI PHÂN PHỐI) [6] 58 III.3.1 Nguyên lý cấu tạo 58 III.3.2 Sơ đồ khối điều khiển 59 III.3.3 Thành phần đặc tính đạt .60 III.3.4 Sự cân hệ thống vấn đề điều khiển D-STATCOM 63 III.3.5 Các yếu tố quan trọng nghiên cứu thiết kế 68 III.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG III .69 CHƯƠNG IV KHẢO SÁT CÁC ĐÁP ỨNG BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN 70 IV.1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG .70 IV.1.1 Giới thiệu phần mềm MATLAB 70 IV.1.2 Simulink 70 IV.1.3 SimPowerSystems .73 IV.2 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HOẠT ĐỘNG CỦA D-STATCOM TRONG ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 76 IV.2.1 Tổng quan mơ hình mơ 76 IV.2.2 Thành phần mô hệ thống điện phân phối 25kV 76 IV.2.3 Thành phần mô thiết bị D-STATCOM 81 IV.2.4 Thành phần mô khối chức điều khiển D-STATCOM 83 IV.3 PHÂN TÍCH CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH .85 IV.3.1 Chế độ thiết bị D-STATCOM tách khỏi lưới điện phân phối 85 IV.3.2 Khảo sát tác động D-STATCOM điện áp nguồn thay đổi .87 IV.3.3 Khảo sát tác động D-STATCOM điện áp nguồn thay đổi, tải biến thiên thay đổi .92 IV.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CSPK: Công suất phản kháng CSTD: Công suất tác dụng HTĐ: Hệ thống điện MBA: Máy biến áp GTO: Gate Turn Off IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor FACTS: Flexible Alternating Current Tranmission Systems PCC: Point of Common Coupling FFS: Fundamental Frequency Switching PWM: Pulse Width Modulation TCR: Thyristor Controlled Reactor VSC: Vottage Source Convert SVC: Static Var Compensator STATCOM: Static Synchronous Compensator TCSC: Thyristor Controlled Series Compensator SSSC: Static Synchronous Series Compensator DFC: Dynamic Flow Controller UPFC/IPFC: Unified / Interline Power Flow Controller TCR: Thyristor Controlled Reactor TSR: Thyristor Switched Reactor TSC: Thyristor Switched Capacitor POLE CNTRL: Cực điều khiển DANH MỤC HÌNH VẼ Hình I.1: Mạch điện đơn giản RL Hình I.2: Quan hệ CSTD CSPK Hình II.1: Phân phối dung lượng bù mạng hình tia Hình II.2: Phân phối dung lượng bù mạng phân nhánh Hình II.3: Sơ đồ mạng điện dùng máy bù đồng để điều chỉnh điện áp Hình II.4: Sơ đồ mạng điện có phân nhánh Hình II.5: Sơ đồ mạng điện kín Hình II.6: Sơ đồ ví dụ thiết bị điều khiển nối tiếp Hình II.7: Sơ đồ ví dụ thiết bị điều khiển song song Hình II.8: Thiết bị bù CSPK tĩnh SVC Hình II.9: Thiết bị bù dọc điều khiển thyristor TCSC Hình II.10: Thiết bị điều chỉnh góc pha điều khiển thyristor TCPAR Hình II.11: Thiết bị điều khiển dịng cơng suất UPFC - Sơ đồ nguyên lý cấu tạo Hình II.12: Thiết bị điều khiển dịng cơng suất UPFC - Biểu đồ hoạt động Hình III.1: Sơ đồ nguyên lý đấu nối STATCOM với hệ thống điện xoay chiều AC Hình III.2: Sơ đồ mạch pha hệ thống điện với STATCOM Hình III.3: Các đại lượng vecto STATCOM Bảng III.4: Sự chuyển đổi cơng suất Hình III.5: Dạng sóng FFS minh họa Hình III.6: Dạng sóng PWM minh họa Hình III.7: Sơ đồ sợi STATCOM với VSC 48 xung Hình III.8: Dạng sóng dịng điện điện áp đầu với STATCOM 48 xung phát cơng suất phản kháng Hình III.9: Sơ đồ khối thông thường hệ thống điều khiển STATCOM Hình III.10: Sơ đồ nguyên lý hệ thống nghiên cứu hoạt động D-STATCOM Hình III.11: Sơ đồ khối điều khiển thiết kế cho D-STATCOM Hình III.12: Điện áp hiệu dụng Vrms điểm mang tải Hình III.13: Điện áp dây Vab điểm mang tải Hình III.14: (a) Điện áp DC Sự trao đổi công suất hệ thống AC DSTATCOM (b) Công suất tác dụng; (c) Cơng suất phản kháng Hình III.15: Cấu hình hệ thống điện nghiên cứu cân hệ thống Hình III.16: Sơ đồ khối điều khiển D-STATCOM cân hệ thống Hình IV.1: Màn hình khởi động Matlab Hình IV.2: Biểu tượng Simulink Matlab Hình IV.3: Cửa sổ hiển thị thư viện Simulink Hình IV.4: Cửa sổ làm việc Simulink Hình IV.5: Các khối thư viện Simulink Hình IV.6: Thư viện SimPowerSystems Hình IV.7: Thư viện khối nguồn SimPowerSystems Hình IV.8: Các thành phần SimPowerSystems Hình IV.9 Mơ hình mơ Hình IV.10a: Thông số cài đặt nguồn hệ thống trường hợp mô điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.10b: Thơng số cài đặt nguồn hệ thống trường hợp mô điện áp nguồn giảm đột ngột Hình IV.11: Thơng số cài đặt trở kháng hệ thống nguồn Hình IV.12: Thơng số cài đặt tải Variable Load Hình IV.13: Thơng số cài đặt đường dây 21km Hình IV.14: Thơng số cài đặt đường dây 2km Hình IV.15 Mơ hình mơ thiết bị D-STATCOM Hình IV.16: Thơng số cài đặt máy biến áp pha A Hình IV.17: Thơng số cài đặt biến tần PWM Hình IV.18: Mơ hình điều khiển D-STATCOM Hình IV.19: Thơng số cài đặt điều khiển D-STATCOM Hình IV.20: Thay đổi thơng số cài đặt điều khiển D-STATCOM Hình IV.21: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn tăng đột ngột DSTATCOM khơng hoạt động Hình IV.22: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn giảm đột ngột DSTATCOM khơng hoạt động Hình IV.23: Dạng sóng điện áp, dịng điện pha A đặt D-STATCOM dạng xung điều khiển D-STATCOM điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.24: Dạng đáp ứng đường đặc tính điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.25: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn tăng đột ngột DSTATCOM hoạt động Hình IV.26: Dạng xung điều khiển 28 xung số điều biến tương ứng biến đổi điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.27: Dạng sóng điện áp, dịng điện pha A đặt D-STATCOM dạng xung điều khiển D-STATCOM điện áp nguồn giảm đột ngột Hình IV.28: Dạng đáp ứng đường đặc tính điện áp nguồn giảm đột ngột Hình IV.29: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn giảm đột ngột DSTATCOM hoạt động Hình IV.30: Dạng xung điều khiển 28 xung số điều biến tương ứng biến đổi điện áp nguồn giảm đột ngột Hình IV.31: Thay đổi thơng số cài đặt tải Variable Load Hình IV.32: Dạng sóng điện áp VB3 dung lượng Q hấp thụ điện áp nguồn tăng lên đột ngột Hình IV.33: Dạng sóng điện áp VB3 dung lượng Q bù điện áp nguồn giảm xuống đột ngột Chức giữ cho điện áp DC không đổi so với giá trị danh định (Vdc = 2.4 kV) d) Vịng lặp điều chỉnh điện áp bên Trong chế độ tự động (điện áp điều chỉnh), điều khiển PI trì điện áp giá trị tham chiếu Vref (Vref định nghĩa hộp thoại hệ thống điều khiển) Kết đầu giá trị dòng điện tham chiếu trục q: Iqref e) Vòng lặp điều chỉnh dòng điện bên Vòng lặp bao gồm hai điều khiển PI mà đầu vào thành phần trục d trục q dòng điện: Id Iq Các kết đầu điện áp Vd Vq Các điện áp Vd Vq chuyển đổi thành điện áp pha Va, Vb, Vc Giá trị tham chiếu Iqref đến từ vòng lặp điều chỉnh điện áp bên (trong chế độ tự động) từ tham chiếu đặt Qref (trong chế độ tay) Giá trị tham chiếu Idref đến từ điều chỉnh điện áp DC Kết cuối cùng, đầu điều khiển cung cấp số điều biến độ rộng xung m_phi, từ phát xung điều khiển đáp ứng với trạng thái vận hành khác hệ thống Hình IV.18: Mơ hình điều khiển D-STATCOM 84 Hình IV.19: Thơng số cài đặt điều khiển D-STATCOM IV.3 PHÂN TÍCH CÁC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH IV.3.1 Chế độ thiết bị D-STATCOM tách khỏi lưới điện phân phối Trong suốt mô chế độ này, thông số thành phần tải biến thiên giữ cố định đề cập mục IV.2.2c bước thay đổi mốc thời gian điện áp nguồn đề cập mục IV.2.2a Thay đổi thông số điều khiển D-STATCOM, "Mode of operation" "Q regulation" giá trị công suất phản kháng tham chiếu Qref thiết lập Trong chế độ này, D-STATCOM thả trôi không thực điều chỉnh điện áp Thông số cài đặt thay đổi cho hình IV.20 85 Hình IV.20: Thay đổi thơng số cài đặt điều khiển D-STATCOM Quan sát đường đặc tính thu hình IV.21 IV.22 Trường hợp mô điện áp nguồn tăng đột ngột: Nếu DSTATCOM, thời điểm 0.15s điện áp nguồn tăng lên 6% (tương ứng 1.06pu), điện áp VB3 bị kéo theo tăng lên 1.02pu Hình IV.21: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn tăng đột ngột D-STATCOM không hoạt động Trường hợp mô điện áp nguồn giảm đột ngột: Nếu khơng có DSTATCOM, thời điểm 0.15s điện áp nguồn giảm xuống 6% (tương ứng 0.94pu), điện áp VB3 bị kéo theo giảm xuống 0.90pu 86 Hình IV.22: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn giảm đột ngột D-STATCOM không hoạt động Như vậy, hai trường hợp, điện áp nguồn B3 VB3 không đạt giá trị điện áp yêu cầu khơng có D-STATCOM IV.3.2 Khảo sát tác động D-STATCOM điện áp nguồn thay đổi Trong suốt mô chế độ này, thông số thành phần tải biến thiên giữ cố định đề cập mục IV.2.2c bước thay đổi mốc thời gian điện áp nguồn đề cập mục IV.2.2a Sự điều biến tải biến thiên không xuất (Thời gian điều biến [Ton Toff] = [0.15 1]*100 > Thời gian dừng mô phỏng) a) Trường hợp điện áp nguồn tăng đột ngột thời điểm 0.15s Quan sát đường đặc tính tín hiệu điều khiển D-STATCOM khoảng thời gian 0.5s mô thể hình từ IV.23 đến IV.25 Hình IV.23: Dạng sóng điện áp, dòng điện pha A đặt D-STATCOM dạng xung điều khiển D-STATCOM điện áp nguồn tăng đột ngột 87 Hình IV.24: Dạng đáp ứng đường đặc tính điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.25: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn tăng đột ngột D-STATCOM hoạt động Tại thời điểm 0.05s Sau thời gian độ kéo dài khoảng 0.05s, trạng thái xác lập đạt được, nguồn điện áp D-STATCOM không hoạt động ban đầu điện áp nguồn đặt 1pu Điện áp B3 (tại điểm đặt D-STATCOM) VB3 = 0.96pu điện áp tham chiếu Vref = 0.96 pu D-STATCOM không hấp thụ không phát công suất phản kháng lên lưới điện phân phối 88 Trước D-STATCOM bắt đầu hoạt động tụ điện nạp với mức điện áp ổn định khoảng 2.4kV suốt q trình mơ Tại thời điểm 0.15s Điện áp nguồn hệ thống đột ngột tăng lên 6% (1.06pu) (Biểu đồ - Hình IV.25) D-STATCOM phản ứng bù lại tăng điện áp cách hấp thụ công suất phản kháng từ lưới (Q = +2.7 MVAr) (Biểu đồ - Hình IV.24) Qua đó, điện áp VB3 đưa lại 0.96pu sau khoảng 0.04s (Biểu đồ - Hình IV.25) D-STATCOM hoạt động tính cảm, dịng điện pha Ia đặt DSTATCOM chậm pha điện áp pha Va (Biểu đồ - Hình IV.23) Dịng phản kháng đầu Iq D-STATCOM ln đáp ứng theo dịng phản kháng tham chiếu Iqref để đạt điện áp điểm kết nối (PCC) điện áp tham chiếu Vref (Biểu đồ - Hình IV.24) Từ biểu đồ – Hình IV.23 biểu đồ – Hình IV.24, Hình IV.26 thể chi tiết dạng 28 xung điều khiển biến đổi PWM số điều biến m tương ứng chu kỳ xung Hình IV.26: Dạng xung điều khiển 28 xung số điều biến tương ứng biến đổi điện áp nguồn tăng đột ngột Tại thời điểm 0.45s Điện áp nguồn hệ thống trở lại giá trị ban đầu (1 pu) Điện áp B3 (tại điểm đặt D-STATCOM) VB3 = 0.96pu điện áp tham chiếu Vref = 0.96 pu 89 Nhận xét Điện áp hệ thống tăng đột ngột, cụ thể điểm đặt thiết bị bù Ub Khi đó, thành phần phản kháng Qbu phản ứng làm giảm điện áp giá trị yêu cầu Ub(yc) b) Trường hợp điện áp nguồn giảm đột ngột thời điểm 0.15s Quan sát đường đặc tính tín hiệu điều khiển D-STATCOM khoảng thời gian 0.5s mô thể hình từ IV.27 đến IV.29 Hình IV.27: Dạng sóng điện áp, dịng điện pha A đặt D-STATCOM dạng xung điều khiển D-STATCOM điện áp nguồn giảm đột ngột Hình IV.28: Dạng đáp ứng đường đặc tính điện áp nguồn giảm đột ngột 90 Hình IV.29: Dạng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn giảm đột ngột D-STATCOM hoạt động Tại thời điểm 0.15s Điện áp nguồn hệ thống đột ngột giảm xuống 6% (0.94pu) (Biểu đồ Hình IV.29) D-STATCOM phản ứng bù đắp lại giảm điện áp cách phát công suất phản kháng lên lưới (Q = -2.8 MVAr) (Biểu đồ - Hình IV.28) Qua đó, điện áp VB3 đưa lại 0.96pu sau khoảng 0.05s (Biểu đồ - Hình IV.29) D-STATCOM hoạt động tính dung, dòng điện pha Ia đặt DSTATCOM sớm pha điện áp pha Va (Biểu đồ - Hình IV.27) Khi D-STATCOM thay đổi từ hoạt động tính cảm sang tính dung, số điều biến biến đổi PWM tăng từ 0.56 đến 0.9 tương ứng tỷ lệ thuận với gia tăng điện áp biến tần Ở có đảo chiều cơng suất phản kháng nhanh, khoảng chu kỳ Dòng phản kháng đầu Iq D-STATCOM đáp ứng theo dòng phản kháng tham chiếu Iqref để đạt điện áp điểm kết nối (PCC) điện áp tham chiếu Vref (Biểu đồ - Hình IV.28) Từ biểu đồ – Hình IV.27 biểu đồ – Hình IV.28, hình IV.30 thể chi tiết dạng 28 xung điều khiển biến đổi PWM số điều biến m tương ứng chu kỳ xung 91 Hình IV.30: Dạng xung điều khiển 28 xung số điều biến tương ứng biến đổi điện áp nguồn giảm đột ngột Tại thời điểm 0.45s Điện áp nguồn hệ thống trở lại giá trị ban đầu (1 pu) Điện áp B3 (tại điểm đặt D-STATCOM) VB3 = 0.96pu điện áp tham chiếu Vref = 0.96 pu Nhận xét Điện áp hệ thống giảm đột ngột, cụ thể điểm đặt thiết bị bù Ub Khi đó, thành phần phản kháng Qbu phản ứng làm tăng điện áp giá trị yêu cầu Ub(yc) IV.3.3 Khảo sát tác động D-STATCOM điện áp nguồn thay đổi, tải biến thiên thay đổi Thay đổi thông số cài đặt khối Variable Load so với ban đầu (Mục IV.2.2c) Giá trị độ lớn dòng tải mơ hình tần số 10Hz để cơng suất biểu kiến thay đổi so với ban đầu, giữ hệ số công suất 0.9 Thơng số cài đặt cho hình IV.31 92 Hình IV.31: Thay đổi thơng số cài đặt tải Variable Load Với việc cài đặt giá trị tải này, thấy khả đáp ứng tốt D-STATCOM để giảm thiểu nhấp nháy, ổn định điện áp điểm kết nối (PCC) điện áp nguồn thay đổi tải biến thiên thay đổi a) Trường hợp điện áp nguồn tăng đột ngột thời điểm 0.15s Điện áp nguồn hệ thống đột ngột tăng lên 6% (1.06pu) (Biểu đồ 2-Hình IV.32) D-STATCOM phản ứng bù lại tăng điện áp cách hấp thụ công suất phản kháng từ lưới (Q = +3.1 MVAr) để đưa điện áp VB3 lại 0.96pu sau khoảng 0.04s (Biểu đồ 1-Hình IV.32) 93 Hình IV.32: Dạng sóng điện áp VB3 dung lượng Q hấp thụ điện áp nguồn tăng lên đột ngột b) Trường hợp điện áp nguồn giảm đột ngột thời điểm 0.15s Điện áp nguồn hệ thống đột ngột giảm xuống 6% (0.94pu) (Biểu đồ 2Hình IV.33) D-STATCOM phản ứng bù lại giảm điện áp cách phát công suất phản kháng lên lưới (Q = -3.1 MVAr) để đưa điện áp VB3 lại 0.96pu sau khoảng 0.05s (Biểu đồ 1-Hình IV.33) Hình IV.33: Dạng sóng điện áp VB3 dung lượng Q bù điện áp nguồn giảm xuống đột ngột IV.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV Các kết cho thấy hiệu ứng tác động nhanh thiết bị bù đồng tĩnh (DSTATCOM) việc điều chỉnh điện áp, nâng cao ổn định hệ thống điện phân phối 94 Mơ hình mơ thiết bị D-STATCOM ghép với mơ hình đường dây phân phối trung áp để nghiên cứu khả năng, mức độ nâng cao độ ổn định điện áp thiết bị Hiện số liệu vào xử lý sở tính tốn nghiên cứu thử nghiệm Để hồn thiện mơ hình mơ cần phải tìm hiểu kỹ khâu xử lý số liệu vào thực tế để mơ hình mơ áp dụng mang tính thực 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Công suất phản kháng loại công suất khơng thể loại bỏ lưới điện cần thiết cho thiết bị điện động điện, máy biến áp… Vấn đề đặt giảm công suất truyền tải đường dây để hạn chế hao tổn chi phí đầu tư xây lắp Bù công suất phản kháng giải pháp kỹ thuật nâng cao chất lượng điện cung cấp cho phép giảm tổn thất Điều dẫn đến giảm cơng suất phát đầu nguồn, giảm vốn đầu tư xây dựng mạng điện, giảm tải đường dây máy biến áp, làm cho tuổi thọ chúng dài Trong nguồn phát CSPK tụ điện tĩnh chiếm ưu kinh tế Tuy nhiên việc đóng cắt tụ thường xảy độ điện áp dòng điện lớn, điều làm ảnh hưởng khơng thân tụ mà cịn ảnh hưởng tới phần tử khác hoạt động hệ thống Giải pháp kỹ thuật để khắc phục ổn định điện áp áp dụng thiết bị D-STATCOM thuộc nhóm thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS Việc tính tốn vị trí dung lượng bù tối ưu cho lưới cụ thể phức tạp, khối lượng tính tốn lớn phải lặp lại nhiều lần cần phải có hỗ trợ máy tính có phần phềm thiết kế phù hợp Trong thực tế có nhiều phần mềm để xác định dung lượng vị trí bù hợp lý Sử dụng phần mềm MATLAB để áp dụng mô thiết bị bù đồng tĩnh D-STATCOM lên hệ thống điện phân phối cách tốt để tính tốn dung lượng bù hợp lý Kiến nghị Luận văn chưa nghiên cứu cụ thể phương pháp để giảm bớt sóng hài tác dụng lên lưới điện, ảnh hưởng chất lượng điện áp ảnh hưởng nhiệt độ đến trình hoạt động tuổi thọ tụ Hiện tại, số liệu vào xử lý sở tính tốn nghiên cứu thử nghiệm Để hồn thiện mơ hình mơ cần phải tìm hiểu kỹ khâu xử lý số liệu vào thực tế để mơ hình mơ áp dụng mang tính thực 96 Thiết bị bù ngang có điều khiển D-STATCOM thực chất nguồn công suất phản kháng có khả điều chỉnh nhanh, liên tục phạm vi rộng Việc sử dụng D-STATCOM việc giữ ổn định điện áp nút hệ thống hiệu Hiệu hoạt động D-STATCOM phụ thuộc vào hệ thống điều khiển D-STATCOM, bên cạnh việc sử dụng D-STATCOM có hiệu ứng phụ xuất sóng hài bậc cao làm ảnh hưởng xấu tới hệ thống Hướng phát triển đề tài : - Nghiên cứu chuyên sâu hệ thống điều khiển D-STATCOM - Nghiên cứu hiệu ứng phụ thiết bị bù đồng tĩnh D-STATCOM ảnh hướng xấu tới hệ thống điện biện pháp khắc phục 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách (2005), Lưới điện & Hệ thống điện tập 2, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Phan Đăng Khải, Huỳnh Bá Minh (2003), Bù công suất phản kháng lưới cung cấp phân phối điện, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Lã Văn Út (2010), Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS, Giáo trình môn học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Phùng Quang (2000), Matlab &simulik, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Lê Văn Doanh, Đặng Văn Đào dịch, Kỹ thuật chiếu sáng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Enrique Acha, Vassilios Agelidis, Olimpo Anaya, TJE Miller (2001), Power electronic control in electrical Systems, Newnes Murugesan Kullan, Ranganath Muthu, Jebamalai Benny Mervin, Vijayenthiran Subramanian, Design of DSTATCOM Controller for Compensating Unbalances, Department of Electrical & Electronics Engineering, SSN College of Engineering, Chennai, India 98 ... ngột DSTATCOM khơng hoạt động Hình IV.22: D? ??ng sóng điện áp VB3 điện áp nguồn giảm đột ngột DSTATCOM không hoạt động Hình IV.23: D? ??ng sóng điện áp, d? ??ng điện pha A đặt D- STATCOM d? ??ng xung điều khiển. .. 10 ? ?Nghiên cứu điều khiển D- STATCOM nhằm nâng cao độ ổn định điện áp lưới điện phân phối? ?? Lịch sử nghiên cứu Có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng d? ??ng thiết bị FACTS mà đặc biệt sử d? ??ng thiết bị... IV.26: D? ??ng xung điều khiển 28 xung số điều biến tương ứng biến đổi điện áp nguồn tăng đột ngột Hình IV.27: D? ??ng sóng điện áp, d? ??ng điện pha A đặt D- STATCOM d? ??ng xung điều khiển D- STATCOM điện áp