2.4. Mô phỏng trên Matlab – Simulink
2.4.2. Xây dựng mơ hình mơ phỏng
Giả sử xét cho trạm 22kV, với phụ tải nhạy cảm với chất lượng điện áp như các hệ thống biến tần - động cơ khơng đồng bộ, các lị nhiệt điện trở....
Vì vậy cần một trạm bù tĩnh đặt gần trạm 22kV để bù công suất phản kháng. Mơ hình trạm SVC bao gồm ba thành phần chính: khối đo lường, khối điều khiển và khối nguồn (Hình 2.20).
- Khối đo lường: cung cấp các phép đo điện áp và dòng điện tức thời thực tế (u, i). Các tín hiệu này là đầu vào cho khối điều khiển và đơn vị đo lường được coi là nguồn thơng tin chính về hệ thống.
- Khối điều khiển: thực hiện một số tính tốn được mơ tả chi tiết hơn bên dưới. Độ lệch của các giá trị đo và giá trị tham chiếu của cơng suất phản kháng được tính tốn động. Do đó, hệ số cơng suất thấp có thể được hiệu chỉnh theo thời gian thực chỉ với một chút thời gian trễ.
- Khối nguồn: bao gồm ba mạch nguồn. Mỗi nhánh một pha chứa một van thyristor, tụ điện và cuộn cảm (Hình 2.29). Bộ nguồn được điều khiển bằng phát xung cho các thyristor.
Hình 2.20 cho thấy sơ đồ khối chính của thuật tốn điều khiển tự động được đề xuất. Có một tải được nối ở cuối đường dây và nó tiêu thụ cơng suất tác dụng P và công suất phản kháng QL. Công suất bù của SVC là QSVC. Các biến P và Q lần lượt là các giá trị thực tế của công suất phản kháng và công suất tác dụng được lấy từ lưới điện.
Nói chung, khối điều khiển tự động điều chỉnh cơng suất phản kháng bù của SVC (QSVC) là bộ điều chỉnh PID và nó bao gồm năm giai đoạn cơ bản:
- Thứ nhất, công suất tác dụng thực tế và công suất phản kháng Q trong các pha được tính bằng giá trị điện áp tức thời u và dịng điện i.
- Thứ hai, cơng suất phản kháng tham chiếu Qref được tính từ hệ số cơng suất mong muốn cos φref và công suất tác dụng thực tế P.
- Q được so sánh với Qref và lỗi ΔQ tiếp tục đến bộ điều khiển PID.
- PID điều chỉnh độ lệch giữa công suất phản kháng thực tế và giá trị mong muốn để giảm chênh lệch về không..
- Cuối cùng, một bộ tạo xung điều khiển là cần thiết để kích hoạt các thyristor.
2.4.1.1. Khối đo lường
- Khối nguồn điện áp: Dùng khối dưới đây để tạo ra nguồn 3 pha (Hình 2.24).
Hình 2.24: Thơng số khối nguồn điện áp
- Đường dây truyền tải (hình 2.25).
Hình 2.25: Thơng số đường dây truyền tải
- Khối đo lường dòng áp ba pha: Dùng khối dưới đây để tạo ra khối đo lường (hình 2.26)
- Khối tải: Dùng khối dưới đây để tạo ra khối tải (hình 2.28)
Hình 2.26: Thông số khối tải 2.4.1.2. Khối nguồn
Khối nguồn được đại diện bởi ba nhánh TCR một pha giống hệt nhau SVC được thiết kế cho mơ hình đường dây ba pha 22 kV với điện áp pha - pha danh định Un = 220 V. Công suất phản kháng ba pha lớn nhất của SVC nằm trong khoảng - 1500 var đến + 1000 var, độ tự cảm của cuộn dây L = 1,54 H và điện dung C = 3,29 μF. Các xung kích hoạt được đồng bộ với điện áp cung cấp.
Hình 2.27: Khối nguồn nối tam giác 3 pha của TCR 2.4.1.3. Khối điều khiển 2.4.1.3. Khối điều khiển
Khối điều khiển có chức năng điều khiển hệ thống bù khi đã thu thập thơng tin điện áp sụt .
Hình 2.28: Bộ điều chỉnh cơng suất phản kháng trong hệ thống bù cosphi
Hình 2.28 mơ tả mơ hình mơ phỏng SVC được đề xuất trong Simulink. Có khối đo lường, khối điều khiển và khối nguồn. Chức năng của khối điều khiển được trình bày ở trên và nó được xây dựng theo hình 2.23.
Hình 2.29: Mơ hình mơ phỏng SVC trong Simulink