2.3 Mơ hình điều khiển của FACTS
2.3.5 Mơ hình TCSC
TCSCs thay đổi chiều dài về điện của phần bù đường dây truyền tải với sự thời gian trễ rất ít. Tính năng này cho phép TCSC được sử dụng để cung cấp khả năng điều khiển nhanh dòng cơng suất. Nó cũng làm tăng biên độ ổn định của hệ thống và đã chứng tỏ rất hiệu quả trong giảm chấn động SSR và dao động điện.
Về nguyên tắc, đáp ứng trạng thái ổn định của TCSC có thể được tính bằng cách giải phương trình vi phân biểu diễn hiệu quả về điện của nó, sử dụng phù hợp với phương pháp tích phân số. Ngồi ra, các phương trình vi phân TCSC có thể được biểu diễn dưới dạng đại số và sau đó là phương pháp biểu đồ pha. Cách tiếp cận cũ bao gồm đến tích phân các phương trình vi phân trong nhiều chu kỳ cho đến khi đáp ứng quá độ bị loại bỏ. Giải pháp này rất phong phú về thông tin do sự phát triển đầy đủ của các đáp ứng được thu thập, từ khi quá độ đến trạng thái vận hành ổn định, nhưng nó bị ảnh hưởng nhiều từ khả năng tính tốn, đặc biệt khi giải quyết các mạch đơn giản. Hai giải pháp khác nhau xuất hiện từ cách tiếp cận biểu đồ pha: (1) Trạng thái ổn định của TCSC có thể được xác định rất hiệu quả bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại tần số cơ bản và tần số sóng hài, được bố trí nằm trong miền sóng hài tham chiếu. Phương pháp này cung cấp đầy đủ thông tin cho các tham số TCSC cơ bản và tần số hài nhưng khơng có sẵn thơng tin trong q trình q độ. (2) Ngoài ra, một biểu thức trở kháng tương đương phi tuyến được suy ra từ TCSC và giải quyết bằng cách lặp. Giải pháp chính xác và hội tụ rất mạnh mẽ, nhưng nó chỉ mang lại thơng tin cho giải pháp tần số ổn định cơ bản. Đây chính là cách tiếp cận được thực hiện trong các nghiên cứu phân bố công suất, được ứng dụng trong luận văn này.
Một mô đun TCSC cơ bản bao gồm một TCR song song với một tụ điện cố định. Một TCSC thực tế bao gồm một hoặc nhiều mơ-đun. Hình 2.6 cho thấy sự bố trí của một pha của TCSC được lắp đặt trong trạm biến áp Slatt (Kinney, Mittelstadt, and Suhrbier, 1994).
Hình 2.6 Cấu trúc vật lý một pha của tụ điện xoay chiều điều khiển
bằng thyristor (TCSC).
Với mục đích nghiên cứu hệ thống điện tần số cơ bản, một TCSC có cấu trúc phức tạp, chẳng hạn như nhánh một pha thể hiện trong hình 2.6, có thể được thực hiện để bao gồm một TCR song song với một tụ điện tương đương, như minh họa trong sơ đồ hình 2.7.
Hình 2.7 Mạch tương đương với tụ điện điều khiển thyristor (TCSC).
Mạch tương đương này có một trở trở kháng tương đương được kết nối, đó là đặc trưng của cổng tín hiệu Thyristor.
Các phương trình dịng điện của TCSC có thể đạt được bằng cách tham chiếu mạch trong hình 2.7, sử dụng lý thuyết Laplace. Trong mạch điện này, TCR được
mắc song song với một nhánh tụ điện ngay trước khi kích thyristor. Thyristor được xem như là một cơng tắc, và đóng góp vào mạng được giả định như là một nguồn dịng hình sin. Các xung dịng điện đi qua Thyristor thể hiện trạng thái bất đối xứng ngay khi đạt được điểm trạng thái ổn định được thể hiện trong hình 2.8. Thời gian tham chiếu được gọi là “thời gian gốc tham chiếu”