b. Mô hình tải động
4.3. KIỂM TRA TÍNH HIỆU QUẢ BẰNG MÔ PHỎNG ĐỘNG:
Đề xuất sử dụng cơ cấu rơle UVLS trên cơ sơ những ưu điểm của các phương pháp kể trên, với việc dùng phụ tải thông minh ( có thể điều khiển được) được tổng kết như sau:
Rơ le UVLS được khởi động sau thời gian 120(s) khi mà điện áp giảm:
5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.9(pu) với thoài gian trễ là 3,5 (s)
5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 5 (s)
5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 8 (s) Hiệu quả của phương pháp này được minh hoạ bằng cách mô phỏng một số kịch bản tạo ra sự sụp đổ điện áp cho hệ thống điện Bắc Âu như sau:
4.3.1.1. Kịch bản 1:
Nội dung kịch bản như sau: Một đường dây ở khu vực Bắc Âu, giữa thanh cái 4011 và thanh cái 4021 được cắt ra tại thời điểm là t = 5 (s) và máy phát điện tại thanh cái 4012 được cắt ra (Có công suất tác dụng là 600 MW) sau thời gian tiếp theo là 0,1 (s).
Trong Hình vẽ 4-5 biểu diễn sự biến thiên về điện áp trên thanh cái 41 trong hai trường hợp có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh nước biển ( nét đứt) là đồ thị biểu diễn điện áp tại thanh cái 41 khi UVLS không làm việc, điện áp sụp đổ vào khoảng thời gian là sau 130 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi có sự làm việc của UVLS. Rõ ràng là cơ cấu UVLS đã làm việc hiệu quả và giữ cho HTĐ ổn định với điện áp định mức khoảng 0,95 (pu).
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 117 1.05 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.55 0.65 0.85 0.95 0.75
Hình vẽ 4-5: Kịch bản 1- Điện áp tại thanh góp 41 khi có cơ cấu rơle UVLS đề xuất.
4.3.1.2. Kịch bản 2:
Nội dung kịch bản như sau: Cắt máy phát điện tại thanh cái 4047 ở khu vực miền Trung ra khỏi lưới (Máy phát điện có công suất tác dụng là 540 MW và công suất phản kháng là 152 MVar).
Hình vẽ 4-6 biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 trong hai trường hợp: Có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 khi không có sự làm việc của UVLS, điện áp của hệ thống sụp đổ vào khoảng sau 120 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với giá trị điện áp định mức khoảng 0,95 (pu) tại thời điểm t = 300 (s).
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 118 1.0 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7
Hình vẽ 4-6: Kịch bản 2 – Điện áp của thanh cái 46 khi có cơ cấu UVLS đề xuất.
4.3.1.3. Kịch bản 3:
Nội dung kịch bản như sau: Cắt một máy phát điện tại thanh cái 4042 ở khu vực trung tâm tại thời điểm t = 5(s) (Máy phát có công suất tác dụng là 630 MW và công suất phản kháng là 265 MVar)
Hình vẽ 4-7 biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 trong hai trường hợp: Có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 khi không có sự làm việc của UVLS, điện áp của hệ thống sụp đổ sau khoảng thời gian là 200 (s). Đường mầu xanh lsa cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với điện áp định mức khoảng 0,9 (pu).
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 119 1.0 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7
Hình vẽ 4-7: Kịch bản 3 – Điện áp của thanh cái 42 khi có cơ cấu UVLS đề xuất.
4.3.1.4. Kịch bản 4:
Nội dung kịch bản như sau: Căt một đường dây nối giữa khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam, giữa thanh cái 4031 và thanh cái 4041 tại thời điểm t = 5(s) và cắt máy phát điện tại thanh cái 4031 ra khỏi hệ thống điện ngay sau đó 0,5 (s) (Máy phát có công suất tác dụng là 310 MW và công suất phản kháng là 113 MVar).
Hình vẽ 4-8 là đồ thị biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 trong hai trường hợp: Có và không UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi không có UVLS, điện áp sụp đổ sau khoảng 200 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với điện áp định mức khoảng 0,95 (pu).
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 120 1.0 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7
Hình vẽ 4-8: Kịch bản 3 – Điện áp của thanh cái 41 khi có cơ cấu UVLS đề xuất.
4.3.1.5. Kịch bản 5:
Để minh hoạ rõ hơn về phương pháp dùng UVLS trong trường hợp không có sụp đổ điện áp, một kịch bản được đề xuất với nội dung như sau: Cắt đường dây truyền tải nối giữa khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam, giữa thanh cái 4032 và thanh cái 4044 tại thời điểm t = 5(s).
Trong phần này, do điện áp trên thanh cái 41, 42 có giá trị lớn hơn ngưỡng xẩy ra sụp đổ điện áp nên không có nguy có xẩy ra sụp đổ điện áp. Sau đó hệ thống được kích thích tại thời điểm t = 120(s), các rơle UVLS vẫn không tác động để sa thải phụ tải.
Từ các kết quả mô phỏng như trên, phương pháp sử dụng các rơle UVLS là phương pháp hiệu quả nhằm ngăn chặn sụp đổ điện áp của hệ thống điện.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 121 1.00 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U ) 0.90 0.92 0.96 0.98 0.94
Hình vẽ 4-9: Kịch bản 5 – Điện áp của thanh cái 41,42,42 khi có cơ cấu UVLS đề xuất.
4.4. KẾT LUẬN:
Trong chương này, các yếu tố ảnh hưởng đến sụp đổ điện áp đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng mô phỏng động áp dụng cho hai hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc Âu.
Ảnh hưởng của các mô hình tải tĩnh và tải động trong nhiên cứu về cơ chế sụp đổ điện áp đã được nghiên cứu chi tiết. Sự ảnh hưởng của mô hình tải tĩnh đến sụp đổ điện áp phụ thuộc vào sự thay đổi phụ tải đối với điện áp. Phụ tải công suất không thay đổi ( constant P) có ảnh hưởng rất xấu đến sụp đổ điện áp khi điện áp hệ thống giảm, vì khi điện áp giảm các phụ tải vẫn cố gắng khôi phục lại giá trị tải ban đầu. Kết quả của việc này là điện áp của hệ thống sẽ giảm hơn nữa. Các phụ tải có tính
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 122
chất kháng có ảnh hưởng ít nhất đến sự sụp đổ điện áp, do khi điện áp giảm thì phụ tải cũng giảm theo. Phụ tải động đóng vai trò quan trọng nhất đến sự sụp đổ điện áp, đặc biệt là các phụ tải động cơ điện, các động cơ điện là một nguyên nhân chính dẫn đến sụp đổ điện áp của hệ thống điện.
Sự ảnh hưởng của các thiết bị như ULTC và OEL là những nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sụp đổ điện áp của hệ thống điện. Sự tác động của ULTC và OEL dẫn đến sụp đổ điện áp đã được mô phỏng động trong khoảng thời gian dài cũng đã được nghiên cứu và phân tích chi tiết.
Một số kịch bản phù hợp cho việc nghiên cứu cơ chế sụp đổ điện áp đã được nêu ra và mô phỏng đối với hai hệ thống điện lớn và điển hình, đó là hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc Âu. Với thời gian tiến hành mô phỏng động lâu dài cho thấy cơ chế xẩy ra sụp đổ điện áp là do sự làm việc của nhiều thiết bị tự động trong hệ thống điện khi điện áp giảm.
Trong chương này, vấn đề liên quan đến việc ngăn chặn sụp đổ điện áp đã được đưa ra.
Từ quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp, sa thải phụ tải theo điện áp thấp được xem là một đề xuất mới nhằm kiểm soát phụ tải và đã được thử nghiệm đối với hệ thống điện Bắc Âu. Trong một số trường hợp rất khẩn cấp, khi điện áp sẽ sụp đổ, sử dụng rơle UVLS là giải pháp khả thi, đồng thời tránh cho hệ thống xảy ra sụp đổ điện áp. Bởi vì thời gian xảy ra sụp đổ điện áp là rất ngắn, và mục đích của phương pháp đã nêu nhằm ngăn chặn xẩy ra sụp đổ điện áp cho hệ thống điện hơn là tính toán đến tính tối ưu khi lựa chọn phụ tải bị sa thải. Trong chương này, đề xuất sử dụng UVLS có hiệu quả đối với một số kịch bản sụp đổ điện áp khác nhau.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 5 123
CHƢƠNG 5