Nguồn hệ thống
Nguồn hệ thống được mô phỏng là một nguồn điện áp ba pha xoay chiều. Nguồn điện này cho phép điều chỉnh giữ điện áp nút tại một điểm nào đó trên lưới không đổi hoặc tự điều chỉnh góc pha để giữ công suất phát ra không đổi.
Mô hình nguồn điện có sẵn trong thư viện của PSCAD là mô hình bao gồm một suất điện động phía sau tổng trở. Giá trị của sức điện động và tổng trở này có thể thiết lập tuỳ theo người sử dụng trong từng bài toán cụ thể. Sơ đồ một sợi nguồn điện 3 pha sử dụng cho trong Hình 4.4.
CỬA SỔ LÀM VIỆC THANH THỰC ĐƠN CHÍNH THANH CÔNG CỤ CHÍNH CỬA SỔ ĐẦU RA
Hình 4.4 Mô phỏng lưới hệ thống
Mô hình nguồn thuỷ điện nhỏ
Nhà máy thuỷ điện nhỏ Suối Tân có 03 tổ máy, các tổ máy được mô hình bởi các máy điện đồng bộ. Hình 4.5 là mô hình nguồn điện phân tán sử dụng trong mô phỏng.
Hình 4.5 Mô hình thuỷ điện nhỏ
Mỗi tổ máy được coi là một máy điện đồng bộ, có các tín hiệu đầu vào bao gồm công suất cơ Tm và các điện áp kích từ Ef. Các chế độ vận hành khác nhau thay đổi tuỳ thuộc vào việc thiết lập các thông số này. Các thông số đầu ra như Te,
Tm, ω và If có thể dùng để vẽ đồ thị, tiện cho quá trình khảo sát mô phỏng. Đồng thời các tín hiệu này cũng à các phản hồi đầu vào cho bộ kích từ và bộ điều tốc của bản thân máy điện đồng bộ.
Máy biến áp
Máy biến áp dùng trong mô phỏng là máy biến áp ba pha hai cuộn dây. Sơ đồ đấu dây và các thông số của máy biến áp có thể được cài đặt một cách phù hợp theo yêu cầu của bài toán. Mô hình máy biến áp được cho trong Hình 4.6 với sơ đồ một sợi. 1 .0 [ o h m ] S Te 3 A V Tm Ef0 Tm w Ef If w
Hình 4.6 Mô hình máy biến áp
Dây dẫn
Trong thư viện PSCAD, dây dẫn được thay thế bằng các mô hình có sẵn. Các thông số của dây dẫn được cài đặt một cách phù hợp theo yêu cầu của bài toán. Do lưới điện khảo sát là lưới điện phân phối 35kV, giá trị điện dẫn G và điện dung C
của đường dây là không đáng kể, có thể bỏ qua. Hình 4.7 là mô hình dây dẫn được sử dụng trong bài toán.
Hình 4.7 Mô hình dây dẫn
Phụ tải điện
Trong mô phỏng này ta sử dụng mô hình phụ tải Fixed Load. Mô hình này mô phỏng đặc tính tải theo tần số và điện áp, tức là công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải tiêu thụ là hàm số của tần số và điện áp. Các phụ tải được giả định có hệ số công suất là 0,85. Mô hình phụ tải điện được cho trong Hình 4.8.
Hình 4.8 Mô hình phụ tải điện
Mô hình phụ tải điện được xây dựng dựa trên mô hình phụ tải tĩnh trong tài liệu [15] theo đặc tính sau:
0 0 1 a V P P Kpf f V (4.1) #1 #2 AC50 200m m P+jQ NP75
0 0 1 a V Q Q Kqf f V (4.2) Trong đó:
P, Q là công suất tác dụng và phản kháng mà phụ tải tiêu thụ. P0, Q0 là công suất định mức của phụ tải (1pha).
V là điện áp đặt trên phụ tải. V0 là điện áp định mức (pha).
a là chỉ số công suất tác dụng theo điện áp. b là chỉ số công suất phản kháng theo điện áp. Kpf là hệ số công suất tác dụng theo điện áp. Kqf là hệ số công suất phản kháng theo điện áp. Δf là độ lệch tần số so với tần số cơ bản.
Trị số các phụ tải điện được xác định dựa trên trị số công suất các máy biến áp phân phối 35/0,4kV có trong sơ đồ lưới điện thực tế.
Bộ điều khiển kích từ
Bộ điều khiển kích từ máy phát là một mô hình đã được dựng sẵn trong thư viện của PSCAD theo tiêu chuẩn IEEE 421.5-1992. Trong bài toán này sử dụng bộ kích từ loại AC4A, có mô hình như trong Hình 4.9.
Hình 4.9 Mô hình bộ kích từ
Đầu vào của bộ điều khiển kích từ gồm: giá trị điện áp chuẩn cần điều khiển
Vref; các thông số dòng điện và điện áp từ đầu cực máy phát VT, IT; giá trị điện áp kích từ khởi tạo Ef0 từ máy phát; dòng điện kích từ phản hồi If. Đầu ra của bộ kích từ sẽ là trị số điện áp kích từ VT IT 3 If Ef Ef0 Vref Exciter_(AC4A)
Bộ điều tốc
Bộ điều tốc máy phát được xây dựng sẵn trong thư viện PSCAD với các loại điều tốc khác nhau theo tiêu chuẩn IEEE 421.5-1992.
Mô hình bộ điều tốc được cho trong Hình 4.10.
Hình 4.10 Mô hình bộ điều tốc
Hình 4.10 là sơ đồ bộ điều tốc Hydro Gov 2 đi cùng với tua bin máy phát Hydro Tur 1. Bộ điều tốc này có đầu vào là các trị số tốc độ đặt Wref và tốc độ quay thực tế của máy phát ω. Đầu ra của bộ chính là công suất cơ đưa vào máy phát Tm.