2.2 ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ GÓC ROTO
2.2.4 Phƣơng pháp nâng cao ổn định góc rotor máy phát điện
Để nâng cao ổn định động góc rotor máy phát điện, có thể sử dụng một trong các biện pháp sau:
2.2.4.1 Nâng cao khả năng truyền tải
Nâng cao khả năng tải của một HTĐ nghĩa là năng lƣợng có thể truyền tải qua các phần khơng sự cố khác nhau của HTĐ khi có một sự cố xảy ra. Hậu quả của sự cố sẽ không quá nặng nề. Có các phƣơng pháp sau:
Dùng HTĐ có điện áp cao (giảm tổn thất, và giảm dòng điện mang tải, đặc biệt quan trọng khi truyền tải điện đi xa, qua các đƣờng dây dài).
Xây dựng thêm các đƣờng dây truyền tải mới.
Xây dựng và lắp đặt các đƣờng dây và MBA với điện kháng nhỏ. Xây dựng các đƣờng dây bù dọc để giảm điện kháng của đƣờng dây. Lắp đặt các thiết bị bù công suất phản kháng, và FACTS
2.2.4.2 Ứng dụng các thiết bị bảo vệ tốc độ nhanh
Nhanh chóng loại trừ sự cố ra khỏi HTĐ. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm hậu quả của sự cố. Do đó cần dùng các hệ thống bảo vệ hiệu quả, và sử dụng các máy cắt hiện đại
2.2.4.3 Ứng dụng hệ thống đóng lặp lại tốc độ cao
Phần lớn các sự cố là thống qua, việc đóng lặp lại có hiệu quả nhanh chóng khơi phục lại khả năng truyền tải của đƣờng dây. Cần chú ý khi đóng lặp lại vào sự cố duy trì, lúc đó MC phải đƣợc cắt ra và khơng đƣợc tiếp tục đóng lặp lại, và lúc đó MC ngắt ra, loại trừ hồn tồn sự cố duy trì.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 43
2.2.4.4 Ứng dụng hệ thống đóng cắt một pha
Phần lớn các sự cố ngắn mạch là một pha, và việc chỉ cắt một pha sự cố cho phép tiếp tục truyền tải cơng suất qua các đƣờng dây cịn lại. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, phần lớn các sự cố ngắn mạch một pha thƣờng tự triệt tiêu, do đó việc đóng cắt, và đóng lặp lại một pha thƣờng có hiệu quả lớn trong việc nâng cao ổn định.
2.2.4.5 Sử dụng MPĐ với hằng số quán tính lớn, và điện kháng quá độ nhỏ
Một MPĐ có hằng số qn tính (H) lớn cho phép giảm khả năng tăng tốc của góc rotor và do đó giảm khả năng dao động của góc rotor, tăng thời gian tới hạn loại trừ sự cố. Giảm điện kháng quá độ, cho phép tăng khả năng mang tải của MPĐ trong thời gian sự cố, và trong khoảng sau sự cố.
2.2.4.6 Sử dụng hệ thống kích từ đáp ứng nhanh và hệ số khuếch đại lớn
Hệ thống kích từ hiện đại có thể đƣợc thiết kế để tác động nhanh với độ lợi lớn khi cảm nhận đƣợc sự giảm nhanh của điện áp đầu cực MPĐ khi có ngắn mạch. Hiệu quả của nó là tăng cơng suất đầu ra trong suốt q trình sự cố và sau sự cố. Do đó thời gian tới hạn loại trừ cố tăng lên.
2.2.4.7 Ứng dụng hệ thống van điều khiển tốc độ cao
Một số các tuabin đƣợc trang bị hệ thống van điều khiển dòng hơi tốc độ cao, có thể nhanh chóng giảm cơng suất cơ đầu ra. Khi một sự cố xảy ra gần MPĐ, công suất điện đầu ra giảm, và hệ thống van điều khiển tốc độ cao nhanh chóng tác động để cân bằng giữa công suất cơ và công suất điện. Điều này giảm sự tăng tốc của rôto và tăng thời gian tới hạn loại trừ sự cố.
Nhƣ đã phân tích ổn định quá độ ta thấy ngun nhân chính của mất ổn định góc roror máy phát điện liên quan trực tiếp đến hiện tƣợng thiếu mô men cản dao động trong HTĐ, và dao động cơng suất. Vì vậy, trong luận văn tác giả tập trung nghiên cứu việc sử dụng các thiết bị cung cấp mô men cản dao động và thiết bị chống dao động công suất vào HTĐ.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 44
Bộ ổn định HTĐ (Power System Stabilizer - PSS) đƣợc coi là thiết bị chống dao động công suất có hiệu quả nhất. Chức năng chính của một bộ PSS là đƣa thêm vào tín hiệu điều chỉnh ổn định ở đầu vào bộ kích từ của máy phát. Các cơng trình nghiên cứu nhằm tìm ra điểm đặt tối ƣu và tính tốn bộ ổn định HTĐ đã đƣợc thảo luận trong các tài liệu tham khảo [1], [21], [22], [23], [24], [25], và [26]. Những phƣơng pháp này chính là phƣơng pháp đại số dựa trên phép phân tích độ nhạy các giá trị riêng của ma trận và có liên quan đến các thành phần nhƣ véc-tơ đặc trƣng, hệ số tham gia, đƣợc gọi là “phƣơng pháp các giá trị riêng cơ bản”. Việc lựa chọn tối ƣu các thiết bị PSS thông thƣờng dựa vào việc dùng các hệ số tham gia của các chế độ nghiêm trọng.
Thiết bị bù linh hoạt - FACTS hoặc hệ thống truyền tải điện một chiều - HVDC cũng đƣợc coi là thiết bị cung cấp mômen cản dao động để ngăn cản HTĐ dao động [1], [27], [28], [29]. Ví dụ sử dụng thiết bị bù tĩnh - SVC và HVDC bằng cách bổ xung tín hiệu điều khiển đƣợc sử dụng để cản HTĐ dao động. Tuy nhiên việc đóng góp của thiết bị SVC trong việc giảm xóc dao động của hệ thống do việc điều chỉnh điện áp thƣờng nhỏ. Tác dụng của SVC trong việc nâng cao ổn định góc rotor phụ thuộc vào vị trí đặt SVC, sử dụng tín hiệu đầu vào, và thiết kế điều khiển.
Trong luận văn này, tác giả sẽ quan tâm việc so sánh tác dụng của thiết bị PSS và SVC trong việc nâng cao ổn định góc rotor máy phát điện.