b. Mô hình tải động
4.2. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ ĐẶT CHO RƠLE 1 Chọn ngƣỡng tác động cho rơle UVLS:
4.2.1. Chọn ngƣỡng tác động cho rơle UVLS:
Đối với một HTĐ cụ thể, thường có một tiêu chuẩn về an ninh điện áp, có xem xét đến các đặc tính cụ thể của hệ thống đó. Nói chung, dải điện áp mong muốn trong vận hành bình thường sẽ dao động trong phạm vi từ 0,95(pu) đến 1,05(pu) như trong Hình vẽ 4-1Hình vẽ 4-1. Việc lựa chọn ngưỡng tác động của rơle UVLS luôn luôn phụ thuộc vào từng HTĐ cụ thể. Công việc này đòi hỏi cần có sự hiểu biết đầy đủ về hệ thống điện đang nghiên cứu. Các giá trị điện áp để rơle UVLC tác
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 109
động phải được lựa chọn đẻ tránh sụp đổ điện áp trong trường điện áp quá thấp và duy trì phụ tải trong tình huống bình thường với điện áp thấp
Hình vẽ 4-1: Ngưỡng tác động cho rơle UVLS.
Khi đứng trên quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp, thì theo qui tắc được đề xuất bởi C. W. Taylor [26], các ngưỡng tác động có thể quá thấp cho lần đầu tác động của rơle UVLS. Trong thực tế, có nhiều HTĐ đang được vận hành trong điều kiện nặng tải mà mô đun điện áp của các nút có thể rất gần với ngưỡng điện áp thấp nhất cho phép (ví dụ 0.95(pu)) (do đó, ngưỡng đầu tiên cho rơle UVLS được chọn là 8% dưới ngưỡng điện áp thấp nhất là khoảng 0,95*0,92= 0,874(pu) có thể quá thấp). Do đó, HTĐ có thể sụp đổ khi mà mô đun điện áp các nút của HTĐ nhở hơn 0,9 (pu). Do đó ngưỡng tác động của rơle UVLS chọn theo cách này có thế quá thấp để ngăn chặn sụp đổ điện áp.
Trong phần này trình bày mô phỏng theo qui tắc của C. W. Taylor [26] được thực hiện với HTĐ Bắc Âu. Điện áp vận hành có giá trị thấp nhất là 0.9605 (pu) tại nút 1041. Do đó, các ngưỡng để tác động rơle UVLS được chọn như sau:
0.90
Ngưỡng tác động đầu tiên
0.93 Độ dự trữ ổn định điện áp Voltage (pu) P (MW) Điểm sụp đổ Tiêu chuẩn vận hành bình thường 1.05 0.95 0 Sự tác động của UVLS 1.00 5% dự trữ để tránh xa thải trong chế độ làm việc bình thường Dải cho phép vận hành
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 110
5% tổng lượng tải tại điện áp 10% dưới điện áp thấp nhất 0.86445 (pu) với thời gian trễ 3,5s.
5% tổng lượng tải tại điện áp 8% dưới điện áp thấp nhất 0.88366 (pu) với thời gian trễ 5,0 s.
5% tổng lượng tải tại điện áp 8% dưới điện áp thấp nhất 0.88366 (pu) với thời gian trễ 8,0 s.
Hình vẽ 4-2Hình vẽ 4 vẽ điện áp tại nút 42 tương ứng với kịch bản sụp đổ điện áp: Cắt một đường dây giữa nút 4011 và 4032, sau đó cắt G1022 sau đó 0,1s. Từ Hình vẽ 4 - 2Hình vẽ 4 , ta thấy rằng việc chọn ngưỡng cho các rơle là quá thấp do đó mặc dù có hệ thống UVLS nhưng không thể ngăn chặn được sụp đổ điện áp.
1.2 VO VO L TAGE M AG NITUDE (P U) 0.2 0.4 0.8 1.0 0.6
Hình vẽ 4 - 2: Điện áp tại nút 42 khi áp dụng qui tắc của C. W. Taylor [26]. Theo như qui tắc của các tác giả [37] , nếu ngưỡng của các rơle UVLS được chọn tương ứng là 0.94(pu), 0.92(pu) và 0.90(pu), thì giá trị đầu tiên cho rơle UVLS có thể quá cao để giữ phụ tải ở những điều kiện làm việc bình thường, hoặc dao động điện áp. Trong một số trường hợp, sau khi trải qua quá trình quá độ, mô đun điện áp
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 111
có thể giảm xuống thấp hơn 0.94(pu) trong khoảng thời gian trễ cho ngưỡng tác động đầu tiên (11 seconds), lúc đó rơle UVLS có thể tác động không chọn lọc trong quá trình biến động của điện áp trong khoảng thời gian dài hạn. Ở đây chúng tôi thực hiện hai mô phỏng động áp dụng theo qui tắc này.
Mô phỏng thứ nhất được thực hiện để mô tả trường hợp sụp đổ như sau: Cắt một máy phát điện ở nút 4042 sau khoảng 5 s. Hình vẽ 4-3 vẽ điện áp của nút 42 tương ứng với kịch bản sụp đổ điện áp. Khi, không có rơle (đường màu xanh lá mạ), điện áp bị sụp đổ sau 130 s. Trong trường hợp 2, tương ứng với trường hợp có rơle UVLS (đường màu xanh nước biển), hiệu quả của việc ngăn chặn sụp đổ điện áp được minh họa ở dưới. Tuy nhiên, ngưỡng tác động của rơle UVLS có thể quá cao, làm cho rơle UVLS tác động trước cả sự làm việc của bộ ULTC và OEL. Điều này có thể không có hiệu quả trong trường hợp dài hạn, và không có sụp đổ điện áp.
1.0 VO VO L TAGE M AG NITUDE (P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7
Hình vẽ 4 - 3: Điện áp tại nút 42 khi áp dụng qui tắc của tác giả [37].
Kịch bản thứ hai được tạo ra để diễn tả trường hợp không có sụp đổ điện áp: Cắt một máy phát điện tại nút 5051 lúc t = 5 s. Hình vẽ 4-2 mô tả điện áp tại nút 41 tương ứng với kịch bản. Khi không có rơle UVLS (màu xanh lá cây), sau thời gian
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 112
mô phỏng 500 s, điện áp của HTĐ được giữ ổn định ở giá trị nhỏ hơn 0.94(pu) một chút. Trong trường hợp có rơle UVLS, 5% lượng tải đã bị xa thải khi mà thời gian quá độ lớn hơn thời gian trễ cho tác động lần đầu của rơle UVLS (11s) vì mô đun điện áp nhỏ hơn 0.94(pu). Điều đó có nghĩa rằng hệ thống rơle UVLS đã không hoạt động một cách hiệu quả, chọn lọc. (Chú ý: Vẫn đề này liên quan đến khái niệm mất ổn định điện áp trong khoảng thời gian ngắn hạn được đề xuất và nghiên cứu bởi J. A. Diaz de Leon II trong tài liệu tham khảo [49]).
1.00 V V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.90 0.92 0.96 0.98 0.94
Hình vẽ 4-2: Điện áp tại nút 41 khi áp dụng qui tắc của tác giả [37].
Chính vì vậy mà trong luận án náy chúng tôi đưa ra một qui tắc chọn ngưỡng tác động dựa trên cơ sở cân nhắc các ưu điểm của hai qui tắc trên, cụ thể như sau:
Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.93(pu).
Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.92(pu).
Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.90(pu). Việc chứng minh tính hiệu quả của việc chọn ngưỡng này sẽ được thực hiện trong phần sau của luận văn.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 113