L ỜI NÓI ĐẦU
2.1.1. Cấu trúc DVR sử dụng bộ lưu trữ năng lượng
Trong cấu trúc này, năng lượng được lưu trữ sẵn tại bộ lưu trữ trước khi xảy ra sự cố lõm điện áp và chỉ cần một bộ biến đổi có công suất nhỏ để nạp năng lượng cho bộ lưu trữ. Có hai phương pháp được đưa ra trong cấu trúc này. Phương pháp thứ nhất là sử dụng hệ thống DVR hoạt động với điện áp DC-link không đổi, phương pháp thứ hai là sử dụng hệ thống DVR hoạt động với điện áp DC biến đổi, tài liệu [13], [16], [18].
a. Cấu trúc DVR có điện áp DC-link biến đổi.
Cấu trúc DVR có điện áp DC-link biến đổi được thể hiện trong hình 2.1 dưới đây, tài liệu [13]:
Chương 2: Bộ khôi phục điện áp động.
26
Hình 2.1: Cấu trúc DVR có bộ lưu trữ năng lượng với điện áp DC biến đổi, [13].
Năng lượng được lưu trữ trong tụ DC như trên hình là một giải pháp rất phù hợp cho DVR, đây là một cấu trúc rất đơn giản, hoạt động với điện áp DC biến đổi. Năng lượng được lưu trữ Estorage tỉ lệ với bình phương điện áp định mức UDC,rated:
𝐸𝑠𝑡𝑜𝑟𝑎𝑔𝑒 =12𝐶𝐷𝐶𝑢𝐷𝐶2 ,𝑟𝑎𝑡𝑒𝑑 (2.1)
Ở đây, uDC,rated: là điện áp DC định mức cho bộ biến đổi của DVR.
Điện áp giảm theo cấp số nhân trong quá trình bù điện áp trong quá trình xảy ra sự cố lõm điện áp, khi xảy ra sự cố lõm điện áp nghiêm trọng, khả năng bù điện áp của cấu trúc này cũng bị sụt giảm nghiêm trọng. Do đó, sử dụng bù điện áp bằng cấu trúc này chỉ có thể bù lõm điện áp ở một mức nhất định:
∆𝐸=12𝐶𝐷𝐶(𝑢2𝐷𝐶,𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛− 𝑢𝐷𝐶2 ,𝑒𝑛𝑑) (2.2)
Ở đây, uDC,beginlà điện áp DC trước khi xảy ra sự cố lõm điện áp, uDC,endlà điện áp tối thiểu được cho phép trong DVR. Công suất định mức của bộ biến đổi được tính theo công thức sau đây:
𝑠𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑠 =�1− 𝑎𝑠𝑙𝑜𝑎𝑑� (2.3)
Cấu trúc điện áp DC biến đổi này có cấu cấu trúc bộ biến đổi tương đối đơn giản, năng lượng DC được lưu trữ có thể được nạp lại bởi bộ biến đổi nối tiếp hoặc bộ biến đổi sạc phụ trợ định mức thấp khi mà lưới điện hoạt động bình thường. Tuy nhiên, việc lưu trữ năng lượng rất khó để sử dụng hiệu quả và trong một vài sự cố lõm điện áp nghiêm trọng, phần lớn của bộ lưu trữ năng lượng có thể không được sử dụng như là bộ biến đổi công suất để đưa vào điện áp qua điều chế cao như yêu cầu.
Chương 2: Bộ khôi phục điện áp động.
27
b. Cấu trúc DVR có điện áp DC-link không đổi.
Năng lượng được lưu trữ trược tiếp vào các thiết bị như pin, ăcquy, siêu tụ điện, cuộn cảm siêu dẫn SMES, hệ thống DVR phải thêm vào một bộ biến đổi có công suất định mức cao. Cấu trúc DVR có điện áp DC-link không đổi được thể hiện trên hình 2.2, tài liệu [13]:
Hình 2.2: Cấu trúc DVR có điện áp DC-link không đổi, [13].
Năng lượng được chuyển từ bộ lưu trữ năng lượng lớn qua một tụ DC-link lưu trữ năng lượng nhỏ hơn để sử dụng cho bộ biến đổi DVR trong quá trình xảy ra lõm điện áp. Vì thế, điện áp DC được giữ cố định. Công suất của bộ biến đổi có thể được tính:
𝑆𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑦𝑐𝑜𝑛𝑣𝑒𝑟𝑡 =𝑆𝑠𝑒𝑟𝑖𝑒𝑠 =��1− 𝑢𝑑𝑖𝑝��cos∅𝑙𝑜𝑎𝑑 (2.4) Hiệu suất của cấu trúc hệ thống này được cải thiện hơn so với cấu trúc trên, nhưng chi phí cho thiết bị lưu trữ năng lượng lớn hơn rất nhiều, và cần thêm một bộ biến đổi năng lượng riêng biệt cho nguồn lưu trữ.