Điều khiển dòng công suất phản kháng trên lưới thông qua việc điều chỉnh điện áp phát ra từ thiết bị bù.
3.2.2.1. Bộ bù tĩnh ( SVC)
SVC điều chỉnh điện áp ở cực của nó bằng cách điều khiển lượng công suất phản kháng bơm vào hay hút ra từ hệ thống. Khi điện áp hệ thống thấp SVC phát công suất phản kháng, khi điện áp cao nó hấp thụ công suất phản kháng. Việc thay đổi công suất phản kháng thực hiện bằng việc chuyển mạch các tụ và cuộn kháng nối ở phía thứ cấp máy biến áp. Việc đóng cắt này được thực hiện bằng các thyristor.
Bộ bù tĩnh SVC được chia làm 2 loại theo thành phần của mạch: FC-TCR và TSC-TCR. Các phần tử chính của SVC: Tụ đóng mở bằng thyristor (TSC: Thyristor Switched Capacitor). Điện cảm điều chỉnh bằng thyristor (TCR: Thyristor Controller
Reactor). Tụ điện cố định (FC: Fixed Capacitor).
Ưu điểm: Điều khiển điện áp và dòng công suất phản kháng tại điểm kết nối giúp tăng khả năng truyền tải đường dây. Có thể điều chỉnh trơn dung lượng bù, tăng độ ổn định cung cấp điện, giảm dao động công suất tác dụng khi có sự cố như ngắn mạch, mất tải đột ngột. Thiết bị lắp đặt gọn nhé, là thiết bị tĩnh, làm việc ổn định, có độ linh hoạt cao.
Nhược điểm: Dải điều chỉnh hạn chế do sử dụng dãy tụ điện, cảm kháng, thuật toán điều khiển phức tạp.
3.2.2.2. Bộ bù đồng bộ tĩnh mắc song song
Hình 3.6: Cấu trúc STATCOM
Bộ bù đồng bộ tĩnh mắc song song (Statcom - Static Synchronous Compensator) điều chỉnh điện áp ở đầu cực của nó bằng cách điều khiển lượng công suất phản kháng bơm vào hay hấp thụ từ hệ thống. Khi điện áp thấp Statcom phát công suất phản kháng, ngược lại khi điện áp cao Statcom tiêu thụ công suất phản kháng.
Việc thay đổi công suất phản kháng được thực hiện bằng bộ VSC nối bên thứ cấp của máy biến áp. VSC sử dụng các linh kiện điện tử công suất để điều chế điện áp xoay chiều ba pha từ nguồn một chiều. Nguồn một chiều này được lấy từ tụ điện. Nguyên lý hoạt động của Statcom được thể hiện như hình dưới:
Hình 3.7: Sơ đồ minh họa nguyên lý hoạt động của STATCOM
Công suất tác dụng và công suất phản kháng trao đổi giữa hai nguồn U1 và U2. Trong đó: U1 là điện áp hệ thống cần điều chỉnh; U2 là điện áp phát ra từ Statcom.
Trong chế độ hoạt động ổn định điện áp phát ra bởi Statcom U2 là cùng pha với
U1để chỉ truyền công suất phản kháng. Nếu U2 < U1 thì Q chảy từ U1 đến U2 (Statcom hấp thụ CSPK). Ngược lại nếu U1 < U2 thì Q chảy từ U2 đến U1 (Statcom phát CSPK).
* Ưu điểm: Công suất bé, không có phần quay nên dễ bảo dưỡng và vận hành. Có thể thay đổi dung lượng bộ tụ theo sự phát triển của tải. Giá thành thấp hơn so với máy bù đồng bộ.
* Nhược điểm: Nhạy cảm với sự biến động của điện áp và kém chắc chắn, đặc biệt dễ bị phá hỏng khi ngắn mạch hoặc điện áp vượt quá định mức. Tuổi thọ tụ có giới hạn, ảnh hưởng đến tuổi tho của cả thiết bị. Khi đóng tụ vào mạng điện sẽ có dòng điện xung, còn lúc cắt tụ điện khỏi mạng trên cực của tụ vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành. Sử dụng tụ điện ở các hộ tiêu thụ CSPK vừa và nhỏ (dưới 5000 kVAr).