STATCOM (Static Synchronous Compensator)sự hoàn thiện của SVC, bao gồm các bộ tụ điện đƣợc điều chỉnh bằng các thiết bị điện tử nhƣ thyistor có cửa đóng mở GTO. STATCOM là một thiết bị chuyển đổi nguồn áp (VSI- Voltage Source Inverter), nó chuyển đổi nguồn điện áp một chiều thành điện áp xoay chiều để bù công suất tác dụng hoặc công suất phản kháng cho hệ thống, nó điều khiển điện áp tại vị trí nó lắp đặt đến giá trị cài đặt (Vref thông qua việc điều chỉnh điện áp và góc pha từ STATCOM)
Bằng cách khống chế điện áp của STATCOM, cùng pha với điện áp hệ thống, nhƣng có biên độ lớn hơn, dòng điện và công suất phản kháng chạy từ STATCOM vào hệ thống, để nâng điện áp lên. Ngƣợc lại, nếu điều khiển điện áp của STATCOM thấp hơn điện áp hệ thống thì dòng đuện và dòng công suất chạy từ lƣới vào STATCOM, do vậy hạn chế đƣợc quá điện áp trên lƣới điện.
HV: Hoàng Thị Mỹ 27 Lớp 13BKTĐ - TBĐ
Khác với SVC, sử dụng thyistor để điều khiển điện kháng nối với các nút đặt bù, STATCOM có thể đƣợc coi nhƣ một nguồn điện, cung cấp dòng điện phản kháng cho lƣới trong một dải rất rộng mà không phụ thuộc vài điện áp đặt. Đặc điểm khác biệt của STATCOM là nó sử dụng các công tắc hai chế độ, ví dụ nhƣ các thyristor điều khiển cực khóa (GTO) hoặc transistor lƣỡng cực có cách điện(IGBT) có khả năng điều khiển dẫn dòng cũng nhƣ cắt mạch. Dạng sóng đầu ra đơn giản nhất từ bộ biến đổi điện nguồn điện áp là điện áp có dạng sóng vuông. Tuy nhiên, dạng sóng mong muốn và tối ƣu nhất phải là dạng hình sin, STATCOM thực hiện đƣợc dạng sóng với chất lƣợng yêu cầu bằng cách tổng hợp dạng sóng hình sin theo một chuỗi các bậc, với việc sử dụng kỹ thuật nhân xung đƣợc áp dụng từ nhiều năm nay để giảm sóng hài trong điện áp xoay chiều của các bộ chỉnh lƣu và biến đổi điện. Bằng cách tăng số bậc, có thể giảm thành phần sóng hài và nhờ đó điện áp tạo ra gần đúng hơn với sóng hình sin tần số cơ bản. Chức năng của STATCOM thì tƣơng tự nhƣ một tụ bù đồng bộ nhƣng thời gian phản ứng cực kỳ nhanh và hiệu quả. So với SVC, nó có ƣu điểm là kết cấu gọn nhẹ hơn, không đòi hỏi diện tích lớn nhƣ SVC và đặc biệt là nó điều khiển linh hoạt và hiệu quả hơn.
Các tính năng của STATCOM cũng giống nhƣ của SVC nhƣng khả năng điều chỉnh, điều khiển các thông số của STATCOM ở mức cao hơn, bao gồm [6,7,8]:
- Phản ứng nhanh khi điều chỉnh điện. có thể phát ra hoặc hấp thụ công suất phản kháng.
- Điều chỉnh điện áp tại nút có đặt STATCOM.
- Điều khiển trào lƣu công suất phản kháng tại nút đƣợc bù. - Giới hạn thời gian và cƣờng độ quá điện áp khi xảy ra sự cố - Lọc sóng hài bậc cao, cải thiện chất lƣợng tín hiệu điện áp.
- Tăng cƣờng tính ổn định của hệ thống điện, tăng khả năng truyền tải công suất.
- Giảm dao động công suất khi xảy ra sự cốnhƣ: ngắn mạch, mất tải đột ngột…
HV: Hoàng Thị Mỹ 28 Lớp 13BKTĐ - TBĐ
a) b)
Hình 1.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của STATCOM a) Cấu tạo của SVC
b) Nguyên lý hoạt động của SVC
MBA liên kết
L C
DD
C L
- Có khả năng vận hành trong chế độ sự cố và tiếp tục điều khiển khi loại trừ đƣợc sự cố.
- Có thể phát công suất phản kháng khi điện áp thanh cái nhỏ hơn điện áp lƣới và ngƣợc lại, tiêu thụ công suất phản kháng khi điện áp thanh cái lớn hơn điện áp lƣới.
Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của STATCOM nhƣ hình 1.5.