Để điều khiển điện áp ngƣời ta thực hiện điều khiển việc sản xuất, tiêu thụ CSPK ở tất cả các cấp trong HTĐ. Các máy phát là phƣơng tiện cơ bản để điều khiển điện áp, trong đó việc điều khiển dịng điện kích từ thơng qua AVR sẽ duy trì đƣợc điện áp ở đầu cực các máy phát điện. Các phƣơng tiện thêm vào để điều khiển điện áp có thể phân loại nhƣ sau:
Nguồn CSPK, nhƣ tụ bù ngang, kháng bù ngang, máy bù đồng bộ và SVC Bù kháng đƣờng dây, nhƣ tụ bù dọc
MBA điều chỉnh, nhƣ MBA có điều chỉnh điện áp dƣới tải và MBA tăng áp
Phía nhà máy điện
Hình 1.4. Cấu trúc điều khiển HTĐ Các bộ điều điều khiển HTĐ
Phía tryền tải điện
Turbine
Điều khiển tần số tải (LFC) (chậm)
Kích từ, AVR (nhanh) FACTS
(nhanh)
Bộ điều khiển cơ khí (chậm)
HTKT (bao gồm kích từ và AVR) là một trong các hệ thống thiết bị quan trọng nhất quyết định đến sự làm việc an tồn của máy phát điện. Nó có nhiệm vụ cung cấp dịng điện một chiều cho cuộn dây kích từ của máy phát điện đồng bộ.
Khi máy phát chƣa nối vào lƣới điện, việc thay đổi dịng điện kích từ chỉ thay đổi điện áp đầu cực máy phát. Tuy nhiên khi máy phát điện đƣợc nối vào lƣới điện có cơng suất rất lớn so với máy phát, việc tăng giảm dịng kích từ hầu nhƣ khơng làm thay đổi điện áp lƣới. Tác dụng của HTKT khi đó là điều khiển CSPK của máy phát.
Để tự động điều chỉnh dịng kích từ của máy phát điện đồng bộ, ngƣời ta sử dụng hệ thống tự động điều chỉnh kích từ có bộ phận điều khiển chính là thiết bị tự động điều chỉnh điện áp – AVR. Thiết bị này có nhiệm vụ giữ cho điện áp đầu cực máy phát là khơng đổi (với độ chính xác nào đó) khi phụ tải thay đổi và nâng cao giới hạn truyền tải công suất của máy phát vào HTĐ, đặc biệt khi máy phát đƣợc nối với hệ thống qua đƣờng dây dài. Những yêu cầu chung với hệ thống tự động điều chỉnh kích từ là: đảm bảo ổn định tĩnh (với nhiễu nhỏ) và nâng cao tính ổn định động (với nhiễu lớn); cần có chế độ kích thích cƣỡng bức khi máy làm việc ở chế độ sự cố (nhƣ ngắn mạch trong lƣới)…
Hiệu quả thực hiện các nhiệm vụ nêu trên phụ thuộc vào đặc trƣng và thông số của HTKT [13], [27].