Để xác định luồng cơng suất trên các nhánh của lưới điện cần định nghĩa một số đại lượng và xét sơ đồ như Hình 3.1 sau:
Vi I II X iI− j X iII− j Vj TCSC
Hình 3.1: Mơ hình truyền tải điện trên hai nhánh song song.
Nếu bỏ qua điện trở trên đường dây truyền tải thì X i− j , X iII j là điện kháng trên hai nhánh truyền tải điện I, II giữa hai thanh cái i và j, cĩ Vi, Vj là điện áp tại hai đầu thanh cái.
Giả sử thiết bị bù TCSC được lắp đặt trên nhánh II của lưới. Khi đĩ cơng suất truyền tải trên hai nhánh từ thanh cái i đến thanh cái j được tính theo biểu thức:
P = VV j I i − j sin δ ij + VV j II i− j sin δ ij = P I + P II (3.1) Từ biểu thức (3.1) cho thấy dịng cơng suất trên nhánh II (PII) cĩ thể điều khiển tăng hoặc giảm bằng cách thay đổi giá trị bù XTCSC. Điều này đồng nghĩa với việc điều chỉnh dịng cơng suất truyền tải trên nhánh I giảm hoặc tăng theo.
Trong trạng thái tĩnh TCSC được xem như một tụ điện tĩnh –jXc nên khi lắp đặt vào nhánh nào sẽ gia tăng khả năng truyền tải của nhánh đĩ do tổng giá trị điện kháng giảm đi. Ngồi ra nĩ cũng cĩ khả năng bù âm hoặc bù dương nên ngồi việc
I −
gia tăng khả năng truyền tải, tăng độ dự trữ ổn định tĩnh cịn cĩ thể điều khiển dịng cơng suất vào các nhánh khác trong mạch vịng để hạn chế sự cố nghẽn mạch. Nghĩa là khi tăng XTCSC về giá trị bù dương (bù kháng) thì dịng cơng suất truyền tải trên nhánh II sẽ giảm. Do đĩ cơng suất truyền tải trên đoạn i-j được đẩy qua nhánh I để đảm bảo P = Const, hoặc khi giảm XTCSC về giá trị bù âm (bù dung) thì dịng cơng suất truyền tải trên nhánh II sẽ tăng. Do đĩ cơng suất truyền tải trên đoạn i-j được bơm vào nhánh II nhiều hơn để đảm bảo P = Const.
Như vậy, nếu cơng suất truyền giữa 2 nút i và j là Pij = PijI + PijII trên lưới chưa cĩ TCSC và cĩ XijI<XijII, SđmI = SdmII, thì PijI > PijII, khi đĩ, nếu cơng suất Pij tăng lên đến giá trị Pij1 do nhu cầu phụ tải, thì nhánh I sẽ bắt đầu bị quá tải, để khắc phục sự quá tải này, cần phải điều động lại các cơng suất của các máy phát điện nên dẫn đến chi phí sản xuất điện tăng lên. Nhưng nếu trên nhánh II cĩ đặt TCSC thì cĩ thể điều chỉnh XijII để phân bớt một phần cơng suất từ nhánh I sang nhánh II, do đĩ nhánh I khơng cịn bị quá tải ở giá trị truyền Pij1. Tất nhiên, lúc này cĩ thể tăng cơng suất truyền Pij lên đến một giá trị khác là Pij2 > Pij1 thì lưới điện mới bắt đầu xuất hiện quá tải các nhánh I hoặc II. Điều này cho thấy cơng suất truyền Pij đã tăng từ Pij1 lên Pij2 mà khơng cần phải điều động lại cơng suất phát giữa các nhà máy điện. Vì vậy đã làm giảm chi phí sản xuất điện năng.