Chiến lược kết nối bộ lọc tích cực và bộ lọc thụ động để loại bỏ dòng điện bậc cao và cải thiện hệ số công suất trong hệ thống điện 3 pha

Bài viết trình bày một giải pháp mới trong việc xây dựng cấu trúc và kỹ thuật điều khiển cho bộ lọc sóng hài lai kiểu song song (HPAPF: hybrid parallel active power filter). Giải pháp này kết hợp giữa bộ lọc tích cực và bộ lọc thụ động truyền thống được sử dụng cho việc loại bỏ dòng điện hài cũng như bù công suất phản kháng cho những phụ tải công nghiệp có tính chất phi tuyến mạnh.

sóng hài thường mang lại nhiều vấn đề phức tạp cho nguồn điện cục bộ, cho lưới cho phụ tải lân cận, như: gây nóng cáp điện; gây rung, ồn nóng máy biến áp (MBA), bão hòa mạch từ làm giảm hiệu việc truyền tải; làm cháy  nổ tụ bù chỗ, thiết bị đo đóng tụ bù làm việc xác có sóng hài lớn; gây cộng hưởng mạch LC MBA tủ tụ bù; làm ổn định giảm tuổi thọ cho thiết bị điện tử (máy tính, PLC, thiết bị điều khiển động cơ, điều khiển van thông minh, cảm biến, ) thân bên nhà máy số nhà máy lân cận; gây nhiễu điện từ trường thiết bị đo lường, điều khiển truyền số liệu Hậu gây thiệt hại trực tiếp đến hoạt động sản xuất kinh doanh doanh nghiệp mà cịn cho ngành điện Với tính chất phức tạp liệt kê trên, năm gần đây, nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan đến chất lượng điện  chất lượng hệ thống điện tập trung giải vấn đề đưa nhiều phương án xử lý Trong phạm vi sáng kiến này, đề xuất cấu trúc liên kết lọc tích cực lọc thụ động để loại bỏ sóng hài dịng điện, điện áp cải thiện hệ số công suất mạng điện phân phối nơi có phụ tải phi tuyến mạnh công suất lớn NỘI DUNG THỰC HIỆN Khảo sát chi tiết thơng số, đặc tính phụ tải gồm hệ hai động điện DC  chỉnh lưu (công suất 1.15 MW) tất chế độ vận hành tỉ số ngắn mạch nguồn cung cấp để đưa cấu trúc tính chọn cấu hình hệ thống HPAPF Thuật tốn lọc miền tần số xây dựng sở phân tích Fourier cho phép lọc lựa chọn xác sóng hài cần loại bỏ Việc kết hợp thành phần lọc thụ động lọc tích cực cho phép giảm đáng kể cơng suất thành phần lọc tích cực; mang lại lợi ích kinh tế cao so với phương pháp sử dụng lọc tích cực truyền thống Hình 1: Hệ thống có thành phần lọc thụ động PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 599 Việc thiết kế kiểm tra tính khả thi lọc tình vận hành khác hệ thống kiểm chứng phần mềm Matlab/Simulink Những kết đạt cho thấy tỉ lệ dòng bù lọc 32% so với phương pháp dùng lọc tích cực truyền thống, kết cơng suất thành phần lọc tích cực giảm hon 2/3 so với giải pháp cũ Hình 2: Hệ thống có thành phần lọc tích cực Hình 3: Thuật tốn điều khiển thành phần lọc tích cực KHẢ NĂNG ÁP DỤNG HPAPF có khả ứng dụng hiệu để triệt sóng hài bù CSPK nhanh cho phụ tải phi tuyến mạng điện nhà máy, tòa nhà lớn, khách sạn cao cấp, trung tâm liệu, trung tâm viễn thơng, khu vui chơi giải trí,… Ngồi ra, HPAPF cịn có khả cân dịng điện pha khử dòng điện dây trung tính cho tồn nhà như: cơng viên phần mềm, tịa nhà hành Đà Nẵng, khách sạn cao cấp 600 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 HIỆU QUẢ ĐẠT ĐƯỢC Giảm đáng kể chi phí đầu tư Kết nghiên cứu cho thấy dòng điện hiệu dụng (RMS) hệ thống HPAPF có 32% so với phương pháp dùng hoàn toàn giải pháp sử dụng lọc tích cực truyền thống Cơng trình vấn đề cơng bố Tạp chí Jurnal Teknologi: “Hybrid active power filter method in frequency domain for quality improvement in variable frequency drive applications” vào ngày 16/01/2016 (thông tin chi tiết vui lòng xem địa chỉ: http://www.jurnalteknologi.utm.my/index.php/jurnalteknologi/article/download/8721/5184) Một số cơng trình điển hình có liên quan đến vấn đề lọc tích cực lọc thụ động triển khai áp dụng hiệu số dự án như:  Năm 2014:  Công ty Cổ phần Xi măng Vicem Hải Vân – Đà Nẵng: Hệ thống bù ứng động trung MVC – MVAr  Công ty TNHH Thép Việt – Pháp: Hệ thống bù lọc sóng hài 22 kV cho nhà máy thép  Năm 2015:  Tổng công ty Điện lực EVNCPC EVNNPC: Hệ thống lọc sóng hài trạm 110 kV cho tỉnh miền Trung 14 tỉnh miền Nam  Năm 2016:  Bà Nà Hills: hệ thống lọc sóng hài bù cơng suất phản kháng động ADF cho hệ thống cáp treo Ngoài ra, HPAPF có tiềm đáng kể việc lắp đặt vị trí hạn chế, cách ly khơng gian như: tàu du lịch, giàn khoan dầu,… TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Akagi, H 2006 Modern Active Filters And Traditional Passive Filters Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences 54(3): 255269 [2] Nguyen, K.A and Bui, Q.K 2009 An Active Filters Design For The Reduction Of Current Harmonic And The Compensation Of Reactive Power For Induction Melting Furnace Power Journal Of Science & Technology, the University of Danang 4(33): 3542 [3] Yasir, M., Kazemi, S., Lehtonen, M and FotuhiFiruzabad, M 2012 Optimal Selection Of Voltage Sag Mitigation Solution Based On Event Tree Method Proc on Electric Power Quality and Supply Reliability Conference (PQ).16 [4] Grady, W M., Samotyj, M J and Noyola, A H 1992 The Application Of Network Objective Functions For Actively Minimizing The Impact Of Voltage Harmonics In Power Systems IEEE Transactions on Power Delivery 7(3): 13791386 PHÂN BAN PHÂN PHỐI ĐIỆN | 601 [5] Godbole, P 2014 Effect Of Harmonics On Active Power Flow And Apparent Power In The Power System IOSR Journal of Electronics and Communication Engineering (IOSRJECE): 3943 [6] Singh, B., AlHaddad, K and Chandra, A 1999 A Review of Active Filters for Power Quality Improvement IEEE Transactions On Industrial Electronics 46(5) [7] Tupsaard, J., Chamchoy, C and Tayjasanant, T 2011 High voltage passive harmonic filter design Proc on Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTICON) International Conference 804807 [8] Das, J C 2003 Passive FiltersPotentialities And Limitations Proc on Pulp and Paper Industry Technical Conference, Conference Record of the 2003 Annual, IEEE.187197 [9] Tang, Y., et al 2012 Generalized Design of High Performance Shunt Active Power Filter with Output LCL filter IEEE Transactions on Industrial Electronics 59(3): 14431452 [10] Akagi, H., Akira N and Satoshi A 1986 Control Strategy Of Active Power Filters Using Multiple VoltageSource PWM converters IEEE Transactions on Industry Applications 3: 460465 [11] Bhavaraju, V B and Prasad, N E 1993 Analysis And Design Of An Active Power Filter For Balancing Unbalanced Loads IEEE Transactions on Power Electronics 8(4): 640647 [12] Demirdelen, T., et al 2013 Review of hybrid active power filter topologies and controllers Proc of Fourth International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives (POWERENG), IEEE [13] Kim, S and Prasad N E 2002 A new hybrid active power filter (APF) topology IEEE Transactions on Power Electronics 17(1): 4854 [14] Luo, A et al 2009 Development of hybrid active power filter based on the adaptive fuzzy dividing frequencycontrol method IEEE Transactions on Power Delivery 24(1): 424432 [15] TzungLin, L., YenChing, W., JianCheng, L and Guerrero, J.M 2015 Hybrid Active Filter With Variable Conductance for Harmonic Resonance Suppression in Industrial Power Systems IEEE Transactions on Industrial Electronics 62(2): 746756 [16] Susila, D.J and Rajathy, R 2013 Power Quality Enhancement Using Hybrid Active Filter International Journal of Engineering Science and Innovative Technology (IJESIT) 2(3):8189 [17] Asadi, M and Jalilian, A.R 2012 A Hybrid Active Power Filter Comprising an Active Electromagnetic Filter Przeglad Elektrotechniczny (Electrical Review), ISSN 00332097 R 88 NR 10a [18] Peeran, S M., and Creg, W P C 1995 Application, Design, And Specification Of Harmonic Filters For Variable Frequency Drives IEEE Transactions on Industry Applications 31(4): 841847 GIỚI THIỆU TÁC GIẢ Họ tên: Ngô Việt Hưng Năm sinh: 1981 Chức vụ: Trưởng ban KTSX Nơi công tác: Tổng công ty Phát điện Email: hungnv@evngenco2.vn ngoviethung81@yahoo.com Điện thoại liên hệ: 0966.446.666 ... tích cực truyền thống, kết cơng suất thành phần lọc tích cực giảm hon 2 /3 so với giải pháp cũ Hình 2: Hệ thống có thành phần lọc tích cực Hình 3: Thuật tốn điều khiển thành phần lọc tích cực KHẢ... quan đến vấn đề lọc tích cực lọc thụ động triển khai áp dụng hiệu số dự án như:  Năm 2014:  Công ty Cổ phần Xi măng Vicem Hải Vân – Đà Nẵng: Hệ thống bù ứng động trung MVC – MVAr  Công ty TNHH... đáng kể chi phí đầu tư Kết nghiên cứu cho thấy dòng điện hiệu dụng (RMS) hệ thống HPAPF có 32 % so với phương pháp dùng hoàn toàn giải pháp sử dụng lọc tích cực truyền thống Cơng trình vấn đề