Nghiên cứu hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) và lựa chọn thiết bị để sử dụng cho lưới truyền tải điện miền Nam giai đoạn đến năm 2020, hiện nay việc truyền tải công suất giữa hai miền có hai chế độ từ miền Nam ra Bắc và ngược lại, tuy nhiên bài nghiên cứu này tác giả phân tích ở chế độ truyền công suất từ miền Bắc vào miền Nam.
PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 377 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THIẾT BỊ SVC, TCSC SỬ DỤNG CHO LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN 220 KV MIỀN NAM VIỆT NAM GIAI ĐOẠN ĐẾN NĂM 2020 Nguyễn Quang Vĩnh Công ty Thủy điện Đồng Nai Tóm tắt: Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) nhận nhiều ý thập niên gần Nó sử dụng thiết bị điện tử cơng suất dòng cao để điều khiển điện áp, phân bố công suất, ổn định hệ thống truyền tải Các thiết bị FACTS kết nối đến đường dây truyền tải nhiều cách khác nhau: nối tiếp, song song, phối hợp nối tiếp song song Các thiết bị FACTS cung cấp lợi ích cho việc nâng cao quản lý hệ thống truyền tải thông qua việc sử dụng tốt lưới truyền tải có; tăng độ tin cậy khả sẵn sàng hệ thống truyền tải; cải thiện chất lượng điện năng; ổn định điện áp; giảm tổn thất điện năng; tăng độ ổn định, đảm bảo việc vận hành an toàn cho lưới truyền tải Ổn định hệ thống điện quốc gia vấn đề quan trọng hàng đầu khâu truyền tải điện, việc ứng dụng thiết bị FACTS vào hệ thống điện quốc gia quan tâm, đặc biệt lưới truyền tải khu vực với công suất truyền tải lớn đường dây Với hệ thống truyền tải điện miền Nam sử dụng tụ bù tĩnh, cuộn kháng cố định để điều chỉnh điện áp cứng nhắc, thiếu linh hoạt Vì vậy, tác giả nghiên cứu hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS) lựa chọn thiết bị để sử dụng cho lưới truyền tải điện miền Nam giai đoạn đến năm 2020, việc truyền tải công suất hai miền có hai chế độ từ miền Nam Bắc ngược lại, nhiên nghiên cứu tác giả phân tích chế độ truyền cơng suất từ miền Bắc vào miền Nam GIỚI THIỆU HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH HOẠT (FACTS) 1.1 Thiết bị FACTS nói chung chế tạo dựa vào hai biến đổi sau Bộ nghịch lưu áp: điều khiển biên độ góc pha điện áp Bộ nghịch lưu dòng: điều khiển biên độ góc pha dịng điện (loại sử dụng) 1.2 Có thể phân loại FACTS làm loại sau Loại nối tiếp (SSSC, TCSC, TSSC, TCSR, TSSR): điều khiển dòng, ngăn cản dao động, tăng ổn định động tĩnh cho hệ thống, ổn định điện áp, giới hạn dòng 378 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 chạm đất Loại lắp đặt nối tiếp đường dây, điều khiển thơng số cách liên tục nhờ thiết bị điện tử công suất có dịng điều khiển lớn (thyristor GTO) Ngun tắc chung loại nối tiếp áp đặt điện áp nối tiếp đường dây, điện áp điều khiển để thay đổi thông số đường dây nên thay đổi trào lưu công suất đường dây Loại song song (SVC, STATCOM, BESS, SMES, SSG): điều khiển điện áp, ngăn cản dao động, bù công suất phản kháng, tăng ổn định động, ổn định tĩnh ổn định điện áp cho hệ thống Loại nối song song vào vị trí định hệ thống (giữa đường dây với đất), thông số điều khiển cách liên tục nhờ thiết bị điện tử cơng suất có dịng điều khiển lớn Nguyên tắc chung loại nối song song tạo dòng điện rẽ nhánh điểm đấu nối, dịng điện thay đổi nên điều khiển công suất phản kháng tiêu thụ hay phát cho hệ thống Tùy theo quan hệ điện áp dòng điện điểm đấu nối mà định tiêu thụ hay phát cơng suất phản kháng Loại kết hợp nối tiếp với song song (UPFC, TCPST, TCVR): điều khiển công suất tác dụng phản kháng, điều khiển điện áp, bù công suất phản kháng, tăng ổn định động ổn định tĩnh cho hệ thống, ổn định điện áp, giới hạn dòng chạm đất, ngăn cản dao động Nguyên tắc chung loại sử dụng lượng hệ thống cung cấp cho nhánh song song chuyển cho nhánh nối tiếp để thiết lập nhánh nối tiếp đường dây 1.3 Tính chất thiết bị FACTS Thiết bị bù nối tiếp có khả điều khiển công suất dập tắt dao động tốt nhiều lần so với thiết bị bù song song Thiết bị bù nối tiếp điều khiển tổn thất điện áp đường dây, thiết bị bù song song điều khiển điện áp nút đấu nối điện áp nút lân cận theo yêu cầu Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp song song phối hợp tối ưu cho việc điều khiển dịng cơng suất truyền tải điều chỉnh điện áp đường dây CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CÁC GIỚI HẠN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN NHỜ SỬ DỤNG THIẾT BỊ FACTS Trong vận hành hệ thống điện, trạng thái hệ thống bị thay đổi sau chịu tác động của nhiều biến cố ngẫu nhiên, hệ thống chuyển từ trạng thái xác lập đến trạng thái xác lập khác vượt giới hạn cho phép, ảnh hưởng đến vận hành an tồn hệ thống Vì cần giải vấn đề hệ thống điện để nâng cao giới hạn nó, biện pháp thường sử dụng bảng PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 379 Bảng Các biện pháp nâng cao giới hạn hệ thống điện Vấn đề vận hành Biện pháp tác động Ứng dụng loại FACTS Giới hạn điện áp Điện áp thấp lúc phụ tải cao Phát công suất phản kháng STATCOM, SVC Điện áp cao lúc tải thấp Hấp thụ công suất phản kháng STATCOM, SVC Điện áp cao sau cố Hấp thụ công suất phản kháng: ngăn chặn tải STATCOM, SVC Điện áp thấp sau cố Phát công suất phản kháng, ngăn chặn tải STATCOM, SVC Giới hạn nhiệt Quá tải đường dây truyền tải Giảm tải TCSC, SSSC, UPFC Cô lập mạch song song Giới hạn phụ tải TCSC, SSSC, UPFC Phân bố mạch vòng Phân tải đường dây song song chỉnh tổng trở Phân luồng công suất Tái cấu trúc lại mạng điện tác động đến giới hạn nhiệt Luồng công suất chạy ngược Điều chỉnh góc pha SSSC, UPFC TCSC, SSSC, UPFC SSSC, UPFC CẤU TẠO, NGUN LÝ LÀM VIỆC VÀ MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỦA THIẾT BỊ FACTS 3.1 Cấu tạo, ngun lý làm việc mơ hình tính tốn SVC 3.1.1 Cấu tạo SVC SVC(Static Var Compensator) hay cịn gọi tụ bù tĩnh có dung lượng thay đổi điều khiển thiết bị bù công suất phản kháng tác động nhanh lưới truyền tải điện áp cao SVC gồm phận (hình 1) TCR (Thyristor Controlled Reactor): cuộn kháng có điều khiển, cho phép điều khiển lượng công suất phản kháng tiêu thụ điện kháng Xk cách dùng Thyristor để điều khiển dòng điện chạy qua Xk 380 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 TSR (Thyristor Switched Reactor): cuộn kháng đóng mở trực tiếp Thyristor TSC (Thyristor Switched Capacitor): tụ điện đóng mở trực tiếp thyristor Hình 1: Sơ đồ cấu tạo SVC 3.1.2 Nguyên lý làm việc SVC Thyristor điều khiển TCR đóng cắt TSR hoặc/và TSC cách thích hợp cho phép SVC bù công suất phản kháng cho lưới điện phạm vi giới hạn SVC Nhờ việc thay đổi góc dẫn Thyristor mà điện kháng đẳng trị SVC thay đổi liên tục Do đó, cơng suất phản kháng lưới điện bơm vào hay hút cách liên tục Theo cấu trúc này, TSR TSC điều chỉnh trước, sau TCR điều chỉnh giá trị cảm kháng, kết giá trị điện kháng đẳng trị giá trị liên tục Các thiết bị SVC thường đặt nơi có yêu cầu điều chỉnh điện áp xác Lợi ích việc sử dụng SVC so với tụ bù đóng cắt khí chúng phản ứng gần tức thời với thay đổi điện áp hệ thống Vì lý này, chúng thường hoạt động gần sát nút điều chỉnh để đạt hiệu điều chỉnh cao có nhu cầu 3.2 Cấu tạo, ngun lý làm việc mơ hình tính tốn TCSC 3.2.1 Cấu tạo TCSC TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) thiết bị bù dọc có điều khiển, gồm TCR nối song song với tụ điện (hình 2) Hình 2: Sơ đồ cấu tạo TCSC PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 381 3.2.2 Nguyên lý làm việc TCSC Khi thay đổi góc mở Thyristor, ta thay đổi dòng điện chạy qua cuộn kháng L, làm thay đổi dung kháng TCSC (Xc TCSC) nên lắp nối tiếp TCSC đường dây nâng khả tải đường dây Khả giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định tĩnh tăng lên lắp đặt TCSC Khi đặt TCSC đường đặc tính cơng suất P(δ) nâng cao, nên khả ổn định động tăng lên (hình 3) Hình 3: Đặc tính P(δ) có khơng lắp đặt TCSC Do việc đặt TCSC vào hệ thống làm cho hệ thống vận hành linh hoạt hơn, cải thiện điện áp hệ thống vào cao điểm điện áp hệ thống bị giảm thấp Ngồi cịn có khả giảm dao động công suất, sụp đổ điện áp loại trừ cộng hưởng đồng TÍNH TỐN LẮP ĐẶT SVC VÀ TCSC CHO LƯỚI ĐIỆN 220 KV MIỀN NAM VIỆT NAM GIAI ĐOẠN ĐẾN NĂM 2020 4.1 Tổng quan Lưới điện 220 kV miền Nam có vai trị quan trọng hệ thống điện Việt Nam, nơi tập trung nhu cầu phụ tải lớn gia tăng đột biến nên công tác quản lý vận hành gặp nhiều khó khăn đặc biệt nguy rã lưới xảy ra, nguyên nhân chủ yếu số điểm tiêu thụ công suất phản kháng lớn không đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng, cố tan rã hệ thống gần có liên quan đến sụp đổ điện áp (hoặc ổn định điện áp) Thời gian ổn định điện áp từ bắt đầu đạt đến giới hạn công suất truyền tải điện kéo dài từ vài giây đến vài giờ, đặc biệt hệ thống lưới điện 220 kV miền Nam rả lưới cố đường dây khu vực đường dây 220 kV Phú Mỹ - Long Thành, Phú Mỹ Cát Lái, Phú Mỹ - Nhà Bè Thực tế vận hành có trường hợp cố vào ngày 17/5/2005, 27/12/2006, 20/7/2007, 04/9/2007, 11/09/2011 gần ngày 20/02/2016 382 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 gây điện vùng rộng lớn nhiều liền Để đảm bảo cho hệ thống điện vận hành an toàn tin cậy, cần thiết tìm giải pháp kỹ thuật hợp lý để nâng cao độ dự trữ ổn định, điều khiển trào lưu công suất hệ thống để chống sụp đổ điện áp đặc biệt giảm tổn thất điện Giải pháp mà báo lựa chọn sử dụng cơng nghệ FACTS để tính tốn lựa chọn vị trí dung lượng bù thích hợp thiết bị TCSC kết hợp với SVC để điều khiển nâng cao ổn định điện áp nút phụ tải nâng cao khả tải dòng điện chạy nhánh theo chế độ vận hành truyền tải công suất từ miền Bắc vào miền Nam 4.2 Nghiên cứu phần mềm tính tốn giải tích mạng điện, phân tích chọn lựa phần mềm cho báo Hiện để tính tốn chế độ hệ thống điện sử dụng nhiều phần mềm khác nhau: PSS/E, EURO STAG, PSS/ADEPT, POWERWORLD, CONUS, PSAT… Tuy nhiên tác giả chọn chương trình Conus Version 6.0 để tính tốn mơ phỏng, với phần mềm cho phép vẽ sơ đồ chương trình Autocad, mơ hiệu chỉnh lưới giao diện đồ họa dễ sử dụng Ngoài ra, Conus cịn chương trình tính tốn chế độ xác lập có độ ổn định cao, cho kết đầy đủ xác, dễ nhập số liệu cập nhật thơng số hệ thống có xét đến tính ổn định hệ thống Từ phân tích ưu nhược điểm trên, phần mềm Conus chọn để tính tốn chế độ xác lập hệ thống nhằm hỗ trợ tính tốn bù cơng suất lưới truyền tải 4.3 Tính tốn chế độ truyền tải công suất từ Bắc vào Nam cho lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 4.3.1 Phụ tải thực tế lưới điện 220 kV miền nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam Phụ tải: P = 13178 MW Q = 5832 MVAr Công suất phát: QF = 13207 MW 4.3.1.1 Kết tính tốn Tổng công suất phát: PF = 13898.59 MW Tổng công suất yêu cầu: PYC = 13225.25 MW Tổn thất lưới: P = 673.33 MW 4.3.1.2 Điện áp nút a) Nút có điện áp thấp: U 95% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 95% Uđm là: Phước Long (90,65% Uđm), Giống Riềng (89,62% Uđm), Hòn Đất (94,2% Uđm), Kiên Lương (94,3% Uđm), Tam Phước (94,5% Uđm), An Phước (94,4% Uđm), Phú Giao (94,8% Uđm), Bình Hịa (93,8% PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 383 Uđm), Tây Ninh (94% Uđm), Tây Ninh (93,2% Uđm), Bình Phước (83,8% Uđm), Tân Biên (93,2% Uđm) b) Nút có điện áp cao: U 105% Uđm Ở chế độ nút điện áp cao U 105% Uđm c) Dòng điện nhánh: I ICP Các nhánh có dịng điện lớn dịng điện cho phép là: Tất đường dây hệ thống có dòng điện nhỏ dòng cho phép dây dẫn 4.3.2 Phụ tải max lưới điện 220 kV Miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam Phụ tải: P = 13178 MW Q = 5832 MVAr Công suất phát: QF = 13207 MW 4.3.2.1 Kết tính tốn Tổng cơng suất phát: PF = 19355.01 MW Tổng công suất yêu cầu: PYC = 18935.25 MW Tổn thất lưới: P = 419.74 MW 4.3.2.2 Điện áp nút a) Nút có điện áp thấp: U 95% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 95% Uđm là: Phước Long (87,6% Uđm), Gò Giao (93,9% Uđm), Rạch Giá (93,1% Uđm), Hộ Phòng (94,5% Uđm), Vị Thanh (93,4% Uđm), Bạc Liêu (93,6% Uđm), Giống Riềng (86% Uđm), Hòn Đất (87,8% Uđm), Kiên Lương (87,6% Uđm), Mỹ Xuyên (93,9% Uđm), Phước Long (91,2% Uđm), Giống Riềng (91,3% Uđm), Châu Đốc (91,7% Uđm), Phụng Hiệp (94,9% Uđm), KCN Sa Đéc (94,1% Uđm), Cao Lãnh (93,8% Uđm), An Trung (94,2% Uđm), Long An (94,6% Uđm), Mỏ Cày (94,8% Uđm), Bến Tre (94,4% Uđm), KCN Sa Đéc (94,7% Uđm), An Phước (94,5% Uđm), Bình Hịa (93,6% Uđm), Bình Phước (83,8% Uđm) b) Nút có điện áp cao: U 105% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 105% Uđm là: chế độ hầu hết điện áp nút thấp nên khơng có nút điện áp cao c) Dòng điện nhánh: I ICP Các nhánh có dịng điện lớn dịng điện cho phép là: Phú Lâm - Bình Tân (73-78), Thủ Đức Bắc - Long Bình (70-71) 384 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 4.3.3 Phụ tải max lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam trường hợp bảo dưỡng định kỳ Phụ tải: P = 13178 MW Q = 5832 MVAr Công suất phát: QF = 13207 MW Bảo dưởng định kỳ: Cắt đường dây sau thời điểm để thực công tác bảo dưỡng kết hợp bảo dưỡng trạm: TG Cà Mau - Cái Nước (1-11), Mỹ Tho Gị Cơng (45-52), Bảo Lộc - Định Qn (88-91) 4.3.3.1 Kết tính tốn Tổng cơng suất phát: PF = 19359.36 MW Tổng công suất yêu cầu: PYC = 18935.25 MW Tổn thất lưới: P = 424.09 MW 4.3.3.2 Điện áp nút a) Nút có điện áp thấp: U 95% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 95% Uđm là: Phước Long (87,6% Uđm), Gò Giao (93,8% Uđm), Rạch Giá (93,1% Uđm), Cái Nước (94,2% Uđm), Hộ Phòng (94,5% Uđm), Vị Thanh (93,4% Uđm), Bạc Liêu (93,6% Uđm), Giống Riềng (85,9% Uđm), Hòn đất (87,7% Uđm), Kiên Lương (87,6% Uđm), Mỹ Xuyên (93,9% Uđm), Phước Long (91,2% Uđm), Giống Riềng (91,3% Uđm), Châu Đốc (91,6% Uđm), Phụng Hiệp (94,9% Uđm), KCN Sa Đéc (94,1% Uđm), Cao Lãnh (93,7% Uđm), An Trung (94,2% Uđm), Long An (94,5% Uđm), Mỏ Cày (94,7% Uđm), Bến Tre (94,3% Uđm), Gò Công (94,6% Uđm), Tam Phước (94,6% Uđm), An Phước (94,5% Uđm), Bình Hịa (93,6% Uđm), Bình Phước (82,7% Uđm) b) Nút có điện áp cao: U 105% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 105% Uđm là: chế độ hầu hết điện áp nút thấp nên khơng có nút điện áp cao c) Dòng điện nhánh: I ICP Các nhánh có dịng điện lớn dịng điện cho phép là: Phú Lâm - Bình Tân (73-78), Thủ Đức Bắc - Long Bình (70-71) 4.3.4 Phụ tải max lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam trường hợp cố đường dây Phụ tải: P = 13178 MW Q = 5832 MVAr PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 385 Công suất phát: QF = 13207 MW Sự cố đường dây: Các đường dây sau bị cố thời điểm: TG Cà Mau Vị Thanh (1-14), Cai Lậy - Long An (41-43), KCN Phú Mỹ - NĐ Bà Rịa (56-62), Nhà Bè - Nam Sài Gòn (61-74) 4.3.4.1 Kết tính tốn Tổng cơng suất phát: PF = 19358.04 MW Tổng công suất yêu cầu: PYC = 18935.25 MW Tổn thất lưới: P = 422.79 MW 4.3.4.2 Điện áp nút a) Nút có điện áp thấp: U 95% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 95% Uđm là: Phước Long (87,7% Uđm), Gò Giao (93,7% Uđm), Rạch Giá (92,9% Uđm), Hộ Phòng (94,1% Uđm), Vị Thanh (89,4% Uđm), Bạc Liêu (93,3% Uđm), Giống Riềng (86% Uđm), Hòn Đất (87,5% Uđm), Kiên Lương (87,3% Uđm), Mỹ Xuyên (93,6% Uđm), Phước Long (91,2% Uđm), Giống Riềng (91,3% Uđm), Châu Đốc (91,6% Uđm), Phụng Hiệp (94,8% Uđm), KCN Sa Đéc (94,1% Uđm), Cao Lãnh (93,7% Uđm), An Trung (94,2% Uđm), Long An (94,4% Uđm), Mỏ Cày (94,8% Uđm), Bến Tre (94,4% Uđm), Tam Phước (94,7% Uđm), An Phước (94,5% Uđm), Bình Hịa (93,6% Uđm), Bình Phước (85,3% Uđm) b) Nút có điện áp cao: U 105% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 105% Uđm là: chế độ hầu hết điện áp nút thấp nên khơng có nút điện áp cao c) Dòng điện nhánh: I ICP Các nhánh có dịng điện lớn dịng điện cho phép là: Phú Lâm – Bình Tân (73-78), Thủ Đức Bắc - Long Bình (70-71) 4.3.5 Phụ tải max lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam trường hợp cố nguồn Phụ tải: P =13178 MW Q = 5832 MVAr Công suất phát: QF = 13207 MW Sự cố nguồn: Các máy phát sau bị cố thời điểm: MF5 Cà Mau (6), MF Ơ Mơn (32) 4.3.5.1 Kết tính tốn Tổng cơng suất phát: PF = 19387.84 MW Tổng công suất yêu cầu: PYC = 18935.25 MW Tổn thất lưới: P = 452.57 MW 386 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 4.3.5.2 Điện áp nút a) Nút có điện áp thấp: U 95% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 95% Uđm là: Phước Long (86,5% Uđm), Gò Giao (92,8% Uđm), Rạch Giá (91,1% Uđm), Cái Nước (94,3% Uđm), Hộ Phòng (93,6% Uđm), Cà Mau (94,8% Uđm), Vị Thanh (92,4% Uđm), Bạc Liêu (92,6% Uđm), Giống Riềng (84,8% Uđm), Hòn Đất (86,4% Uđm), Kiên Lương (86,2% Uđm), Mỹ Xuyên (93,1% Uđm), Phước Long (86% Uđm), Hữu Nghĩa (94,6% Uđm), Giống Riềng (89,9% Uđm), Châu Đốc (86,2% Uđm), Long Xuyên (94,5% Uđm), Núi Sập (94,1% Uđm), Ơ Mơn (94,1% Uđm) Phụng Hiệp (93,8% Uđm), KCN Sa Đéc (92,8% Uđm), Cao Lãnh (92,5% Uđm), Vĩnh Long (94% Uđm), Vĩnh Long (93,7% Uđm), Cai Lậy (94,1% Uđm), An Trung (93,1% Uđm), Long An (93,8% Uđm), Mỏ Cày (94,1% Uđm), Bến Tre (93,7% Uđm), Gị Cơng (94,4% Uđm), Tam Phước (94,2% Uđm), An Phước (94% Uđm), Vĩnh Lộc (94,8% Uđm), Bình Hịa (93,2% Uđm), Củ Chi (94,5% Uđm), Bình Chánh (94,8% Uđm), Bình Phước (84,8% Uđm) b) Nút có điện áp cao: U 105% Uđm Ở chế độ nút có điện áp U 105% Uđm là: chế độ hầu hết điện áp nút thấp c) Dòng điện nhánh: I ICP Các nhánh có dịng điện lớn dịng điện cho phép là: Bình Chánh - Phú Lâm (47-73), Phú Lâm - Bình Tân (73-78), Thủ Đức Bắc - Long Bình (70-71) 4.4 Lắp đặt SVC cho lưới điện 220 kV Miền Nam giai đoạn đến 2020 4.4.1 Lựa chọn vị trí lắp đặt Để tìm vị trí thích hợp lắp đặt thiết bị FACTS nhằm giữ ổn định điện áp nút cho nhánh hệ thống điện miền Nam giai đoạn đến năm 2020, báo tiến hành sau: Lần lượt bố trí SVC nút có biến thiên điện áp nhiều Điều khiển đặc tính điều chỉnh thiết bị bù nhằm đưa điện áp tất nút nằm vùng cho phép (Uđm 5%) theo chế độ vận hành Kết tìm vị trí, dung lượng thiết bị SVC sau: 4.4.2 Lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 Vị trí, dung lượng SVC ghi bảng sau: Bảng Vị trí, dung lượng SVC STT THIẾT BỊ SỐ NÚT TÊN NÚT DUNG LƯỢNG (MVAr) 01 SVC 114 Bình Phước 450 PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 387 4.4.3 Điện áp phụ tải max lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam trường hợp cố nguồn sau lắp đặt SVC Bảng Điện áp nút trước sau đặt SVC Số nút Tên nút Điện áp (p.u) trước lắp đặt SVC Điện áp (p.u) sau lắp đặt SVC nút số 114 17 Hòn Đất 0,946 0,951 18 Kiện Lương 0,946 0,950 108 Trảng Bàng 0,943 0,973 112 Tây Ninh 0,928 0,972 113 Tây Ninh 0,918 0,975 114 Bình Phước 0,933 1,045 150 Tân Biên 0,917 0,973 Bảng Độ dự trữ ổn định tĩnh tổn thất công suất trước sau đặt SVC Đại lượng Trước lắp đặt SVC Sau lắp đặt SVC SVC nút 114 Độ dự trữ ổn định tĩnh (%) 37,9 42,9 Tổn thất P (MW) 651,51 634,56 % P 3,37 3,28 Đặc tính điện áp: Hình 4: Đặc tính biến thiên điện áp nút: 112, 113, 114, 150 trước lắp đặt SVC 388 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 Hình 5: Đặc tính biến thiên điện áp nút: 112, 113, 114, 150 sau lắp đặt SVC Nhận xét: Đặc tính biến thiên điện áp nút 112, 113, 114, 150 cải thiện sau lắp đặt SVC 4.5 Lắp đặt thiết bị TCSC cho lưới điện miền Nam giai đoạn đến năm 2020 4.5.1 Lựa chọn vị trí Để tìm vị trí thích hợp lắp đặt thiết bị TCSC nhằm nâng cao khả tải tăng khả ổn định, giảm dao động công suất, sụp đổ điện áp loại bỏ cộng hưởng đồng cho lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020, báo tiến hành sau: bố trí TCSC đường dây có cơng suất thay đổi lớn thuộc mạch vịng Điều khiển đặc tính điều chỉnh thiết bị bù nhằm đưa đòng điện nhánh theo định mức đảm bảo theo chế độ vận hành Kết tìm vị trí, dung lượng thiết bị TCSC sau 4.5.2 Lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn 2015 - 2020 Vị trí, dung lượng thiết bị TCSC ghi bảng sau: Bảng Vị trí, dung lượng thiết bị TCSC STT THIẾT BỊ SỐ NHÁNH TÊN NHÁNH XB() 01 TCSC 73-78 Phú Lâm - Bình Tân 02 TCSC 70-71 Thủ Đức Bắc - Long Bình PHÂN BAN TRUYỀN TẢI ĐIỆN | 389 4.5.3 Dòng điện nhánh phụ tải max lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công suất từ Bắc vào Nam trường hợp cố nguồn Bảng Dòng điện nhánh trước sau lắp đặt TCSC STT Số nhánh Tên nhánh Dòng điện Dòng điện (I trước lắp đặt TCSC) (I sau lắp đặt TCSC) 01 73-78 Phú Lâm - Bình Tân 1740,5 989,1 02 70-71 Thủ Đức Bắc - Long Bình 1233 429,3 Ghi chú: Sau lắp đặt TCSC dung kháng đường dây giảm xuống (tổng trở đường dây giảm), luồng cơng suất đường dây, dịng điện mơ sau lắp đặt TCSC nhỏ trước có TCSC Do khả tải cơng suất đường dây tăng lên KẾT LUẬN Sử dụng số liệu tổng sơ đồ VI VII tính tốn CĐXL, sử dụng phần mềm Conus 6.0 để tính tốn tìm số nút nguy hiểm có điện áp biến động lớn theo chế độ vận hành khác nhau, dễ dẫn đến sụp đổ điện áp gây ổn định hệ thống dòng tải nhánh vượt định mức Qua cho thấy cần thiết phải tìm giải pháp bù thích hợp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện vận hành an tồn hệ thống Qua tìm hiểu cơng nghệ FACTS, sử dụng phương pháp tính tốn báo tìm phương án thích hợp đề xuất lắp đặt TCSC SVC cho lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 nhằm giữ ổn định điện áp cho nút tải theo chế độ vận hành dịng điện nhánh đảm bảo khơng q tải, điều kiện cần cho việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện giảm tổn thất điện Kết tính tốn cho thấy, lựa chọn cơng suất vị trí lắp đặt thiết bị FACTS thích hợp, đồng thời phối hợp đặc tính điều chỉnh hợp lý nâng cao chất lượng điện áp đảm bảo điện áp nút nằm phạm vi cho phép, giảm tổn thất điện nâng cao khả tải đường dây lưới truyền tải điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 Hệ thống điện miền Nam làm việc ổn định tin cậy lắp đặt SVC TCSC vị trí chọn trên, chế độ vận hành khác thiết bị FACTS lắp đặt tự động bù công suất phản kháng với dung lượng bù tối ưu khắc phục kịp thời ổn định điện áp hệ thống 390 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TỒN QUỐC 2017 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Truyền tải điện xoay chiều chiều - PGS TS Ngô Văn Dưỡng – Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng [2] Lã Văn Út, Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, năm 2001 [3] Viện Năng lượng, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2015 - 2020 có xét triển vọng đến 2025 [4] Hướng dẫn sử dụng phần mềm CONUS 6.0, Đại học Bách khoa Hà Nội, 2009 [5] Yong Hua song and Allan T Johns (1999), "Flexible ac transmission systems (Facts)", The Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom [6] Narain G Hingorani, Laszlo Gyugyi (2000), “Understanding FACTS, Concepts of Flexible AC Transmission Systems”, The Institution of Electrical and Electronics Engineers, Inc, New York [7] N G Hingorani, “Flexible AC Transmission Systems (FACTS) – Overview", IEEE Spectrum, 40 – 45, April 1993 [8] N G Hingorani, L Gyugyi, "Understanding FACTS – Concepts and technology of Flexible AC Transmission Systems", IEEE Press, 2000 ISBN 0-7803-3455-8 [9] W.-M Lin, S.-J Chen, and Y.-S Su, “An application of Interiorpoint based OPF for System Expansion with FACTS Devices in a Deregulated Environment," in Proceedings of the International Conference on Power System Technology, Perth, WA, Australia, 2000, pp 1407– 1412, [10] Y Xiao, Y H Song, and Y.Z Sun, “Application of Stochastic Programming for Available Transfer Capability Enhancement Using FACTS devices," in Proceedings of the IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, Seattle, WA, USA, 2000, vol 1, pp 508 -515 [11] M.M.El Metwally, F.M.El Bendary, A.A.El Emary, and M.I.Mosaad “Using FACTS Controllers To Balance Distribution System Based A" MEPCON’2006, Power Electronics, pp 81-86 ... chế độ truyền tải công suất từ Bắc vào Nam cho lưới điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 4.3.1 Phụ tải thực tế lưới điện 220 kV miền nam giai đoạn đến năm 2020 ứng với chế độ truyền công... SVC cho lưới điện 220 kV Miền Nam giai đoạn đến 2020 4.4.1 Lựa chọn vị trí lắp đặt Để tìm vị trí thích hợp lắp đặt thiết bị FACTS nhằm giữ ổn định điện áp nút cho nhánh hệ thống điện miền Nam giai. .. vi cho phép, giảm tổn thất điện nâng cao khả tải đường dây lưới truyền tải điện 220 kV miền Nam giai đoạn đến năm 2020 Hệ thống điện miền Nam làm việc ổn định tin cậy lắp đặt SVC TCSC vị trí chọn