Khảo sát hoạt động của thiết hị UPFC đối với sự ổn định của hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM TRUNG KIÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ UPFC ĐỐI VỚI SỰ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN CAO HỌC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NĂM 2004 Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên LỜI NÓI ĐẦU Được nhà trường môn giao nhiệm vụ với hướng dẫn tận tình thầy TSKH Hồ Đắc Lộc Tôi thực đề tài “ Khảo Sát Hoạt Động Của Thiết Bị UPFC Đối Với Sự n Định Của Hệ Thống Điện“ Trong suốt trình thực đề tài giúp đỡ tận tình thầy Hồ Đắc Lộc, thầy cô môn Hệ Thống Điện Với việc nghiên cứu thiết bị mẽ Việt Nam, thiết bị đòi hỏi nhiều lý thuyết toán ứng dụng kỹ thuật điều khiển Do đề tài nhiều thiếu sót, Rất mong góp ý qúi thầy cô bạn đồng nghiệp Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy Hồ Đắc Lộc, thầy Nguyễn Bội Khuê tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu qúi giá dìu dắt em suốt trình thực luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy cô giảng dạy truyền đạt kiến thức, giúp em trưởng thành nghề nghiệp tự tin sống Xin cảm ơn anh chị học viên cao học ngành hệ thống điện khóa 11 đóng góp ý kiến trình thực luận văn Phạm Trung Kiên -4- Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên MỤC LỤC Phần mở đầu Trang Chương I : Lý Thuyết Tổng Quan Về Ổn Định Hệ Thống Điện 1.1 Giới thiệu 1.2 Cơ sở tính toán chế độ xác lập hệ thống điện đặc tính công suất 1.3 Hệ phương trình chuyển động hệ thống điện nghiên cứu ổn định 1.4 Nâng cao ổn định hệ thống điện Chương II : Bù Hệ Thống Với Thiết Bị UPFC 2.1 Truyền tải lượng đường dây 2.2 Thiết bị bù UPFC 2.2.1 Giới thiếu thiết bị bù UPFC 2.2.2 Nguyên lý hoạt động UPFC Chương III Phân Tích Truyền Công Suất Và Mô Hình Điều Khiển Cho UPFC 3.1 Mô hình điều khiển UPFC ảnh hưởng đến ổn định hệ thống 3.1.1 STACOM 3.1.2 SSSC 3.1.3 UPFC 3.2 Phân tích truyền công suất với thiết bị UPFC 3.2.1 Cấu trúc nguyên lý điều khiển UPFC 3.2.2 Mô hình truyền công suất UPFC 3.2.3 Tính toán chế độ điều khiển cho chế độ tải 3.3 Thuật toán điều khiển công suất cho hệ thống Chương IV Xây Dựng Mô Hình Toán Và Phân Tích Mô Hình Điều Khiển Cho UPFC 4.1 Mô hình toán học UPFC 4.2 Phân tích mô hình UPFC 4.3 Mô hình điều khiển cho UPFC Chương V Khảo Sát Hoạt Động Của Thiết Bị UPFC Với Chương Trình Mô Phỏng EMTP 5.1 Giới thiệu EMTP mô hệ thống điện 5.2 Điều khiển UPFC theo SPWM 5.3 Mô EMTP 5.4 Mô vòng điều khiển mở -5- 11 15 19 26 33 33 34 42 42 46 47 48 48 49 50 54 56 63 64 68 69 72 82 Luaän Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên 5.5 Mô vòng điều khiển đóng 5.6 Kết luận Chương VI Phụ Lục Tài liệu tham khảo -6- 91 98 100 Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên PHẦN MỞ ĐẦU I/ ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm vừa qua, với tốc độ phát triển không ngừng kinh tế Nhu cầu tiêu thụ điện ngày tăng cao Do vậy, hệ thống điện Việt Nam phát triển không ngừng số lượng lẫn chất lượng Ngày có nhiều nhà máy điện đường dây truyền tải phủ khắp nước Với hệ thống điện ngày phức tạp yêu cầu chất lượng điện ngày cao, đòi hỏi cần phải có thiết bị kèm đãm bảo tính ỗn định chất lượng điện phải cao Đồng thời phải đảm bảo tính kinh tế trình vận hành Trong trình truyền tải điện để đảm bảo tính ỗn định chất lượng điện năng, ta thường sử dụng thiết bị bù tónh bù có điều khiển (bừ nối tiếp, bù shunt, kết hợp hai ) Và việc bù thường sử dụng thiết bị bù thông thường : SVC, STACOM, SSSC …các thiết bị số mặt hạn chế định : điều khiển luồng công suất đường dây, thay đổi giá trị trở kháng đường dây, điều khiển điện áp nút tải … Ngày với phát triển thiết bị bán dẫn công suất lớn thực điều khiển thời gian ngắn, dòng điện lớn chịu điện áp cao Và số nước phát triển người ta chế tạo đưa vào sử dụng hệ thiết bị bù thông minh UPFC ( THE UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER ) có khả giải các yếu điểm thiết bị bù trước gọi bù hợp UPFC có khả đảm nhận bù nối tiếp bù shunt, điều khiển điện áp đường dây, điều khiển góc pha, điều khiển tự động luồng công suất thực công suất phản kháng đường dây II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1/ Mục Tiêu Từ việc khảo sát hoạt động thiết bị UPFC hệ thống điện giúp ta hiểu rỏ nguyên lý hoạt động điều khiển thiết bị hệ thống điện Đồng thời thấy điểm ưu biệt thiết bị bù UPFC việc đảm bảo tính ổn định hệ thống khả linh hoạt thiết bị chế độ độ 2/ Nhiệm Vụ Và Công Việc Nghiên Cứu Khảo sát hoạt động thiết bị hệ thống với chế độ điều khiển khác thiết bị Thiết lập mô hình toán mô hình điều khiển thiết bị kết nối với hệ thống -7- Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên Mô phần mềm mô EMTP hoạt động thiết bị hệ thống, trường hợp cố chế độ làm việc bình thường Từ thấy khả đáp ứng ưu biệt thiết bị so với thiết bị bù cổ điển III CÁC THUẬT NGỮ • UPFC ( THE UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER ) • EMTP ( THE ELECTROMAGNETIC TRANSIENTS PROGRAM ) • TACS ( TRANSIENT ANALYSIS OF CONTROL SYSTEMS ) • PWM ( PULSE WIDTH MODULATED METHOD ) • SPWM ( SINUSOIDAL PULSE WIDTH MODULATED METHOD ) -8- Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU Trước sâu vào nghiên cứu tính ổn định hệ thống điện cần nhắc đến số vấn đề chung lý thuyết nghiên cứu ổn định Để nghiên cứu khảo sát tính ổn định hệ thống điện, người ta quan tâm đến trạng thái ổn định tỉnh ổn định động Khi đưa khái niệm ban đầu tính ổn định cho hệ thống điện ta phân biệt hai loại: ổn định tónh ổn định động hệ thống điện Ổn định tónh mô tả tính chất trạng thái cân bằng, cóù thể trì cho hệ thống tiến trạng thái xác lập, tác động tác động ngẫu nhiên có trị số bé Còn ổn định động gắn liền với dao động lớn làm cân công suất đáng kể Quá trình độ (QTQĐ) diễn với kích động lớn cụ thể coi ổn định, xác lập đến chếù độ xác lập Hệ thống coi có ổn định động Các khái niệm lý thuyết ổn định hệ thống vật lý nói chung nghiên cứu từ sớm Tồn định nghóa theo toán học tiêu chuẩn đánh giá khác xem hệ thống có ổn định hay không Sau xem xét vài tiêu chuẩn định nghóa để tiến hành nghiên cứu tính ổn định hệ thống điện 1.1.1 Khái Niệm Về Ổn Định Hệ Thống Điện, Tiêu Chuẩn Năng Lượng Trước hết phải kể đến định nghóa tiêu chuẩn đánh giá ổn định dựa khái niệm cân lượng Hoạt động hệ thống mô tả trình trao đổi lượng nguồn phát nơi tiêu thụ Chế độ xác lập tương ứng với trình dừng, diễn lượng nguồn phát lượng tiêu thụ cân Thông số trạng thái chế độ xác lập hoàn toàn xác định( không xét đến kích động ngẫu nhiên), trình trao đổi lượng không thay đổi Ngược lại có kích động làm lệch thông số, diễn biến động lượng nguồn lượng tiêu thụ Khái niệm cổ điển cho rằng, biến động làm cho lượng phát nguồn lớn lượng tiêu thụ tính theo hướng lệch xa thêm thông số hệ thống không ổn định Đó lượng thừa làm hệ thống chuyển động không ngừng hướng dẫn đến thông số lệch vô hạn khỏi trị số ban đầu Trường hợp ngược lại hệ thống nhanh chóng vị trí cân với nhỏ nhất, hệ thống ổn định Về toán học, mô tả điều kiện ổn định hệ thống theo tiêu chuẩn lượng sau : Trạng thái cân hệ thống ổn định : ΔW/ΔΠ < Trong : ΔW = ΔWF - ΔWT hiệu số gia lượng nguồn tải ΔΠ : số gia thông số trạng thái -9- Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên Xét với thời gian ngắn, tương quan ứng với số gia công suất, đồng thời biểu thức viết dạng vi phân: Dp/dΠ < Với mổi hệ thống cho, xét điểm nút trao đổi công suất khác nhận hàng loạt biểu thức cụ thể dạng Đó biểu thị cụ thể tiêu chuẩn lượng, cho phép kiểm tra tính ổn định hệ thống Phần quan trọng phương pháp thiết lập quan hệ đặc tính công suất WF( Π ) Wt(Π) Đối với hệ thống điện quan hệ P Q với thông số trạng thái δ U ( gọi đặc tính công suất ) 1.1.2 Định Nghóa Ổn Định Theo Tiêu Chuẩn Lyapunov Việc nghiên cứu tính ổn định hệ thống vật lý nói chung hệ thống điện nói riêng theo tiêu chuẩn lượng tỏ đơn giản hiệu quả, nhiên chưa đặc trưng đầy đủ cho tính ổn định hệ thống Đó khái niệm ổn định cổ điển tiêu chuẩn lượng không xét đến yếu tố quán tính động chuyển động hệ thống Sự phát triển lý thuyết ổn định đại, dựa khái niệm hệ thống chuyển động có quán tính, làm thay đổi đáng kể khái niệm nội dung ổn định Hãy xét khái niệm ổn định tónh ổn định động theo Lyapunov Trước hết cần phải hiểu khái niệm ổn định hệ thống vật lý nói chung theo Lyapunuv Để đơn giản giả thiết hệ thống cô lập, không chịu tác động ngoại lực Hệ phương trình vi phân mô tả dạng sau : ⋅ x i = fi (x 1, x x n ) I = 1,2…n (1.1) Điểm cân α = (α1, α2…αn) ứng với nghiệm hệ phương trình đại số: fi (x1, x x n ) = i = 1,2…n (1.2) Được coi tồn hoàn toàn xác định Như t = hệ thống có ⋅ xi = αi , x = thông số tiếp tục không thay đổi Trong trường hợp ⋅ t = xi = ξi # αi, x = , hệ thống chuyển động Dạng qũi đạo chuyển động diễn khác phụ thuộc vào tính chất hệ thống Hệ thống ổn định theo Lyapunov, cho trước số ε tuỳ ý tìm số δ nhỏ tùy yù khaùc cho : ξi - αi < δ có xi(t) - αi < ε với i t ξi - αi kích động ban đầu Định nghóa có tính chất hình thức ý nghóa vật lý - 10 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên rỏ ràng Một hệ thống xem ổn định tác động kích thích ngẫu nhiên nhỏ, thông số bị lệch khỏi vị trí cân không tự chuyển động xa vô hạn Hệ thống coi ổn định trường hợp ngược lại cho dù kích động nhỏ tuỳ ý Do cách định nghóa nên phương pháp Lyapunov coi phương pháp dao động bé Phương pháp đánh giá ổn định theo Lyapunov: - Phương pháp trực tiếp - Phương pháp xấp xó bậc 1.2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CÔNG SUẤT 1.2.1 Vấn Đề Tính Toán Chế Độ Xác Lập Của Hệ Thống Điện Và Các Đặc Tính Công Suất Nghiên cứu tính ổn định hệ thống điện thực chất giải toán phân tích, điều khiển trình độ Trong diễn biến thiên dòng điện, điện áp, công suất, tốc độ quay roto máy phát … theo thời gian Tuy nhiên toán nghóa giải thông tin chế độ xác lập thời điểm đầu thời điểm kết thúc trình độ Khái niệm ổn định tónh phải gắn liền với chế độ xác lập cụ thể Còn ổn định động nghiên cứu khả chuyển động an toàn từ chế độ xác lập sang chế độ xác lập khác Sự tồn chế độ xác lập sau cố xem điều kiện cần ổn định động Từ thấy rõ vai trò quan trọng việc tính toán chế độ xác lập nghiên cứu ổn định hệ thống điện Về mặt phương pháp, việc xác định thông số chế độ xác lập đầu tính toán điểm xuất phát trình độ Ngoài điều kiện gần cho phép mổi thời điểm độ hệ thống tính toán chế độ xác lập xấp xỉ Khi việc áp dụng phương pháp đẳng trị hoá lưới, tính toán đặc trưng công suất, kể phân bố dòng áp chế độ xác lập có ý nghiã chế độ độ Trong phần ta trình bày sở tính toán chế độ xác lập hệ thống điện Xác định đặc tính công suất máy phát, nút phụ tải Cách thành lập mô hình chế độ xác lập với độ xác khác nhau, phạm vi ứng dụng chúng nghiên cứu ổn định vấn đề cần quan tâm trước sâu nghiên cứu toán ổn định 1.2.2 Mô Hình Tuyến Tính Chế Độ Xác Lập Hệ Thống Điện Mô hình chế độ xác lập hệ thống điện (thực chất hệ phương trình đại số mô tả trạng thái hệ thống), nói chung có tính chất phi tuyến Tuy nhiên, loạt toán, có toán ổn định, với yêu cầu đủ thỏa mãn độ xác sử dụng mô hình tuyến tính Khi cần chấp nhận giả thuyết sau : - 11 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên Thông số cấu trúc lưới điện (điện trở, điện kháng…) giá trị không đổi Thực chất bỏ qua ảnh hưởng bão hoà từ, tổn thất vầng quang vv… - Phụ tải điện thay tổng trở cố định - Các sức điện động điện kháng máy phát không đổi Với điều kiện nêu, hệ phương trình mô tả trạng thái cân hệ thống điện hệ phương trình đại số tuyến tính Có nhiều cách khác để thiết lập phương trình đây, liên quan đến vài mục đích riêng, trình bày khảõ thiết lập hệ phương trình theo phương pháp nút có xắp xếp Giả thiết hệ thống điện gồm N+1 nút kể nút đất (với số hiệu 0) Các nút nguồn đánh số từ đế F Các nút lại đánh số từ F + đến N Điện áp nút ký hiệu U1, U2… UN Trong điện áp nút nguồn coi biết Trị số tương ứng điện điện áp nút nguồn cho tuỳ theo chế độ máy phát : điện áp đầu cực máy phát (coi điện kháng XF = 0), sức điện động độ e’q(sau điện kháng độ x’d), sức điện động Eq( sau Xd) Cần ý phụ tải thay tổng trở cố định, nút nguồn (có dòng điện vào) nút lại nút trung gian với tổng đại số dòng vào nút không Gọi tổng trở nhánh nối hai nút i j Zij (nếu i không nối với j coi nhánh có tổng dẫn không) Tổng trở tính đơn vị tương đối có tên Khi tính đơn vị có tên, qui cấp điện áp sử dụng sơ đồ có máy biến áp lý tưởng mổi nhánh p dụng định luật kirchhof cho nút i ta có : - N ∑ Iij = j ⋅ (1.3) i j= Bieán đổi dòng nhánh theo định luật ohm: ⋅ ⋅ Ui − Uj = ji ∑ Zij j= N ⋅ (1.4) N 1 − ∑ Uj = ji Zij j=0 Zij N Ui ∑ j= Ñaët : N Yij = ∑ j= Yij = Zij (1.5) vaø (1.6) Zij (1.7) - 12 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 87 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên Trường hợp ma2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.6 0.4 P(MW) 459 990 -350 1169 761 552 θ2 90 180 270 90 90 90 Q(Mvar) 411 -250 -200 390 -337 -127 -55 Bảng 5.1 Phân bố công suất trường hợp ứng với giá trị điều chỉnh serier 5.4.2 Kết Quả Điện p Và Công Suất Truyền Trên Đường Dây Theo Trong Trường Hợp Mô Phỏng Theo Phương Pháp SPWM Của UPFC Khi Vdc giữ giá trị số, độ lớn góc pha Vpq điều chỉnh để thực điều khiển công suất truyền tải đường dây Kết trường hợp thể hình 5.12 – 5.25, công suất truyền tải đưởng dây mạch kép điều khiển, giá trị công suất điều khiển trình bày bảng 5.1 Khảo sát góc pha Vpq ta nhận thấy nằm khoảng Vr VL, có giá trị Vr góc θ 900 công suất truyền tải P đạt cực đại Nhưng θ2 = 1800 trao đổi công suất; độ lớn Vr P giãm giá trị ma2 nhỏ 1.0 Khi V0 điều khiển phần tử shunt UPFC, thực chức bù STACOM để điều chỉnh điện áp Bảng 5.2 mô tả ảnh hưởng việc truyển tải công suất Trường hợp ma1 0.6 0.8 θ1 -15 -18 -20 ma2 0.8 0.8 0.8 θ2 90 90 90 P(MW) 860 950 990 Q(Mvar) -290 -250 -250 Bảng 5.2 Phân bố công suất trường hợp ứng với giá trị điều chỉnh UPFC 5.4.3 Đồ Thị Biểu Diễn Hoạt Động Của UPFC Dựa sở kết phân tích, đường cong biểu diễn hoạt động UPFC vẽ hình Việc xác định đường cong hoạt động UPFC tương đối khó khăn tất thông số ma1, θ1, ma2 θ2 có tác động đến việc điều chỉnh hoạt động UPFC theo SPWM Trong chế độ hoạt động bình thường valve GTO, thường giữ điện áp Vdc giá trị bé valve tắt Trong trường hợp này, dễ dàng nhận đường cong - 88 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên biểu diễn công suất Thông số ma2 θ2 phần series đường cong hoạt động UPFC Vdc = 65 kv; trình bày hình 5.20 5.21 Từ hình 5.20, ta nhận thấy P Q điều chỉnh độ rộng thực điều chỉnh ma2 θ2 Hình 5.21 trình bày đường cong hoạt động công suất mở rộng inverter điều chỉnh - 89 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 90 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên 5.5 MÔ PHỎNG VÒNG ĐIỀU KHIỂN ĐÓNG Vòng điều khiển đóng thiết kế trước cho việc nghiên cứu khảo sát hoạt động thiết bị Trong giới hạn đề tài này, điều khiển UPFC thiết kế theo hàm truyền có hồi tiếp hình 5.22 Xinput biến số từ hệ thống dùng để điều khiển thông số : Công suất thực đường dây hay điện áp DC tụ điện Xreference thông số xác định giá trị yêu cầu Hàm truyền PI_type định trước Youtput tín hiệu điều khiển đầu vào cho SPWM, ma, θ ω hình 5.11 phần điều khiển bên UPFC hình 5.11 có cấu trúc giống hình 5.22 Có phần điều khiển bên thiết bị UPFC : 1/ Điều khiển PI cho phần tử series UPFC, điều khiển θ2 làm thay đổi công suất P giá trị ma2 giữ giá trị không đổi Giá trị công suất P từ hệ thống đo lường sau đem so sánh với giá trị cho trước Với hàm truyền PI-type, sai khác giá trị đo lường đại lượng thực gần không Độ lớn ma2 dùng điều khiển giá trị công suất tác dụng P đường dây truyền tải Tuy nhiên, việc điều khiển ma2 thực khó việc điều khiển góc θ2 (hình 8.20 8.21) Như góc θ2 lựa chọn để điều khiển công suất tác dụng P Trong trường hợp θ2 = 1.0 khả phần tử series lớn Điều quan trọng công suất phản kháng Q thực điều khiển giá trị ma2 θ2 thông qua việc điều khiển công suất tác dụng P Điều có nghóa giá trị P điều khiển thông qua việc điều khiển góc θ2 T Xinput Hàm tỉ lệ Kp + Ki s Youtput Hàm điều khiển PI Xreference Hình 5.22 sơ đồ khối điều khiển theo PI (2) Điều khiển theo PI phần tử shunt thực cách giữ cho V0 không đổi việc điều khiển ma1 Trong trường hợp phần tử shunt giữ hai vai trò hoạt động UPFC : Một điều chỉnh điện áp DC thông qua việc điều chỉnh góc θ1 để thực việc cung cấp lượng công suất thực từ tụ DC thông qua series, hai phát lên hấp thụ từ hệ thống lượng công suất phản kháng để điều khiển điện áp nút hệ thống thông qua việc điều chỉnh ma1 - 91 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên (3) Tụ điện UPFC sau nạp lại từ hệ thống Vdc Vderef thực việc giám sát chỉnh định lại điện áp dc cách tương ứng Hai tín hiệu so sánh khuyếch đại thông qua điều khiển PI Tín hiệu ngõ θ1 điều khiển PI hiệu chỉnh với dạng sóng sin đồng với hệ thống điều chỉnh điện áp dc tụ điện thông qua nạp Với ba phần điều khiển theo PI ta đồ thị hoạt động hệ thống thông qua phương pháp điều khiển hình 5.20 5.21 Tuy nhiên, có điểm nằm bên điều khiển PI việc thiết kế điều khiển PI dùng minh họa cho hàm UPFC Ví dụ, hàm PI-type P-θ2 thiết kế ứng với giá trị công suất P 00 đến 3600 hình 5.22 Nhưng hàm PI-type mô hình thực góc θ2 khoảng từ 00 đến 1800 Trong việc mô tả đặc tính điều khiển UPFC, ba kết mô trình bày hình 5.23, 5.24, 5.25 Psimulation, Qsimulation, Pref, Vsimulation, Voref kết mô có từ việc mô hệ thống, θ1 θ2 thông số đầu hàm truyền PI, Perr Vdcerr giá trị sai khác để thực điều khiển làm cho tiến gần đến giá trị Đặc tính hàm điều khiển ảnh hưởng đến hệ thống chia thành phần sau : (1) Trong hình 5.23, Vdc V0 giữ không đổi suốt trình mô phỏng, thời điểm 0.1s công suất tác dụng P thay đổi, ứng với giá trị thay đổi góc θ2, giá trị Perr điều khiển tiến dần đến suất trình thay đổi công công suất tác dụng P từ 585 MW đến 820 MW tải 0.1s trường hợp này, θ1 điều chỉnh giá trị điện áp dc gần không đổi (2) Trong hình 5.24, điện áp Vderef thay đổi tải giá trị 0.1 giây V0 P giữ không đổi Điều khiển PI, điều khiển Vdc dễ dàng nhanh chóng giá trị biên độ độ rộng (3) Trong hình 5.25, V0 thay đổi theo thời gian Ia chậm pha so với V0 Như với thay đổi biến điều khiển UPFC thực việc điều khiển thông số hệ thống điện thời gian độ hệ thống ngắn Trong phần mô vòng điều khiển đóng hàm PI, vấn đề điều khiển luồng công suất điện áp trình bày phần Như việc điều khiển với thiết bị bù UPFC làm tăng ổn định hệ thống lên - 92 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 93 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 94 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 95 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 96 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên - 97 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên KẾT LUẬN Với việc khảo sát chế độ hoạt động thiết bị UPFC Từ việc xây dựng mô hình tóan, mô hình điều khiển cho thiết bị UPFC việc mô mô hình trạng thái độ Chúng ta nhận thấy rằng, thiết bị bù UPFC có đặc tính ưu biệt thiết thiết bị thông thường Với cấu trúc kết hợp hai nghịch lưu áp đấu chung tụ kiểu lưng tựa lưng, thiết bị có khả điều khiển thông số : trở kháng đường dây, điều khiển góc pha, điều khiển luồng công suất thực công suất phản kháng đường dây thông qua điện áp nối tiếp đặt đường dây trao đổi công suất thực nhờ mạch bù song song, giữ ổn định hệ thống Với việc mô phần mềm EMTP theo phương pháp SPWM, giúp cho ta có số kết mô quan trọng Với việc phân tích mô đặc tính bên UPFC , ta đạt số kết quan trọng nghiên cứu cấu trúc phương pháp điều khiển Kết điện áp công suất mô minh họa theo hàm UPFC Việc điều khiển theo PWM cho thấy phương pháp có ứng dụng hữu ích để điều khiển UPFC tương lai Để thực việc điều khiển EMTP sở nghiên cứu mô hình UPFC hàm yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống mô tả mô hình toán Thứ hai, phần tử series phần tử shunt UPFC theo SPWM điều khiển phối hợp với dựa kết phân tích Kết mô UPFC theo SPWM có từ đặc tính điều chỉnh UPFC thông qua lý thuyết mô tả vòng điều khiển mở Trong tương lai việc mô tiến hành thông qua đặc tính điều chỉnh vòng điều khiển đóng Dựa phần mềm mô EMTP điều khiển UPFC cung cấp cho ta công cụ hữu ích trợ giúp phát triển nghiên cứu việc áp dụng mô hình UPFC tương lai Với khái niệm quan niệm cũ bù nối tiếp, điều khiển dịch pha không thích hợp UPFC điều khiển cách đơn giản điện áp nối tiếp đường dây cách thay đổi biên độ góc pha nó, qua trì thay đổi dòng công suất thực công suất truyền tải, tạo điều kiện thỏa mãn điều kiện họat động hệ thống Như thiết bị bù UPFC thiết bị bù hòan hảo (cho đến thời điểm này) thích hợp cho việc lắp đạt để đảm bảo tính linh họat giử ổn định hệ thống Nó có hiệu cao so với tthuhiết bị bù khác - 98 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên Trong tương lai không xa, mà yêu cầu đòi hỏi chất lượng điện nước ta ngày cao, việc lắp đặt thiết bị vào đường dây huyết mạch cần thiết - 99 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên TÀI LIỆU THAM KHẢO 1/ TRANSIENT PROCESSES IN ELECTRICAL POWER SYSTEMS ( TÁC GIÃ V A STROYEV ) 2/ FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS ( FACTS ) ( BIÊN SOẠN YONG HUA SONG VÀ ALLAN JOHNS ) 3/ CONCEPTS AND TECHNOLOGY OF FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS ( BIÊN SOẠN NARAIN G HINGORANI VÀ LASZIO GYUGYI ) 4/ POWER SYSTEM VOLTAGE STABILITY ( TÁC GIÃ CARSON W TAYLOR ) 5/ OPERATION OF THE UNIFIED POWER FLOW CONTROLER (UPFC) UNDER PRACTICAL CONSTRAINTS ( TÁC GIÃ C.D.SCHAUDER, D.M.HAMAI, A.EDRIS TRONG IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY VOL.13.NO.2,APRIL 1998 ) 6/ CONTROL OF UNIFIED POWER FLOW CONTROLER : COMPARISON OF METHODS ON THE BASIS OF A DETAILED NUMERICAL MODEL ( TÁC GIÃ X.LOMBARD, P.G.THEROND ) 7/ UNIFIED POWER FLOW CONTROLER ( UPFC ) : MODELING AND ANALYSIS ( TAÙC GIÃ A.J.F.KERI, X LOMBARD VÀ A.A.EDRIS ) 8/ A STATIC COMPENSATOR MODEL FOR THE EMTP ( TÁC GIÃ S.LEFEBVRE VÀ GERIN-LAJOIE ) 9/ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ( TÁC GIÃ NGUYỄN BÍNH ) 10/ DYNAMIC CHARACTERISTIC STUDY OF UPFC BASED ON A DETAILED SIMULATION MODEL ( TÁC GIÃ SANBAO ZHENG YOKE LIN TAN(SRMIEEE ) ) 11/ IDENTIFICATION OF FERRORESONANCE AS THE CAUSE OF SVC INSTABILITY IN A DEGRADED SERIES COMPENSATED NETWORK (TÁC GIÃ R GAGNON P, VIAROUGE, G SYBILLE F vaø TOURKHANI ) 12/ STUDY OF A STATCOM APPLICATION FOR VOLTAGE STABILITY EVALUATED BY DYNAMIC PV CURVES AND TIME SIMULATIONS (TÁC GIÃ HIROSHI YONEZAWA MICHIHARU TSUKADA ) 13/ POWER FLOW AND TRANSIENT STABILITY MODELS OF FACTS CONTROLLERS FOR VOLTAGE AND ANGLE STABILITY STUDIES (TÁC GIÃ C’LAUCLIO A CAIIIZARES IJNIVERSITY OF WATERLOO ) 14/ STUDY OF A STATCOM APPLICATION FOR VOLTAGE STABILITY EVALUATED BY DYNAMIC PV CURVES AND TIME SIMULATIONS - 100 - Luận Văn Tốt Nghiệp – Phạm Trung Kiên (TÁC GIÃ HIROSHI YONEZAWA AND MICHIHARU TSUKADA ) 15/ A CURRENT INJECTION UPFC MODELL FOR ENHANCING POWER SYSTEM DYNAMIC PERFORMANCE ( TÁC GIÃ Z.J MENG P I, AND SO, MEMBER, IEEE ) 16/ APPLICATION OF UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER FOR IMPROVEMENT OF POWER QUALITY ( TÁC GIÃ YUJI HARA, EISUKE MASADA AND MASAFUMI MIYATAKE ) 17/ A MODIFIED PER-UNIT STATCOM MODEL AND ANALYSIS OF OPEN LOOP RESPONSE TIME ( TAÙC GIAÕ DONG SHEN AND XU LIANG ) 18/ A NOVEL METHOD OF POWER FLOW ANALYSIS WITH UNIFIED POWER FLOW CONTROLLER (UPFC) ( TÁC GIÃ HONGBO SUN AND DAVID C YU ) 19/ POWER FLOW ANALYSIS OF P’(3WER SYSTEM WITH UPFC USING COMMERCIAL POWER FLOW SOFTWARE ( TÁC GIÃ DONG LIANGYING AND T S.CHUNG ) 20/ MODELING OF FACTS IN POWER SYSTEM STUDIES (TÁC GIÃ DUSSAN POVH ) - 101 - ... việc khảo sát hoạt động thiết bị UPFC hệ thống điện giúp ta hiểu rỏ nguyên lý hoạt động điều khiển thiết bị hệ thống điện Đồng thời thấy điểm ưu biệt thiết bị bù UPFC việc đảm bảo tính ổn định hệ. .. định hệ thống điện, người ta quan tâm đến trạng thái ổn định tỉnh ổn định động Khi đưa khái niệm ban đầu tính ổn định cho hệ thống điện ta phân biệt hai loại: ổn định tónh ổn định động hệ thống. .. tính ổn định hệ thống Đó khái niệm ổn định cổ điển tiêu chuẩn lượng không xét đến yếu tố quán tính động chuyển động hệ thống Sự phát triển lý thuyết ổn định đại, dựa khái niệm hệ thống chuyển động