2.2. Mô hình tốn học của bài toán nghiên cứu quá trình mất ổn định trong dài hạn
2.2.2. Quá trình mất ổn định
Có nhiều cơ chế khác nhau để hệ thống (2.2) trở nên mất ổn định. Cơ chế mất ổn định nói chung của các hệ thống điện là một đề tài rất rộng, đã được đề cập trong nhiều sách giáo khoa và cơng trình nghiên cứu. Trong khn khổ đề tài này, nhóm nghiên cứu chỉ tập trung vào các dạng mất ổn định liên quan đến các sự cố diện rộng trong hệ thống lớn, xuất phát từ sụp đổ điện áp. Theo quan điểm hiện tại của tổ chức Power and Energy - IEEE, sự cố diện rộng liên quan đến sụp đổ điện áp được bắt nguồn từ một sự kiện mất
điều khiển (loss of control - [5]). Sự mất điều khiển điện áp tại một khu vực cục bộ trong
hệ thống điện dẫn đến điện áp của nút hoặc của cả khu vực thấp dần, dẫn đến trào lưu công suất phản kháng tăng cao trên các đường dây liên lạc đến khu vực bị thấp áp. Mơ hình tốn học chính xác mơ tả hiện tượng mất điều khiển ban đầu sẽ được trình bày kỹ hơn trong Chương 6. Theo một cách mô tả ngắn gọn, sự kiện mất điều khiển của hệ phương trình (2.2) bắt nguồn từ việc một nghiệm riêng của hệ tuyến tính hóa quanh điểm làm việc cân bằng của (2.2) có phần thực dương. Theo lý thuyết điều khiển tuyến tính: khi hệ thống có nghiệm nằm bên phải mặt phẳng tọa độ, có hai khả năng mất ổn
2 Trên thực tế, mơ hình HTĐ trong một giải tần số hẹp có thể được nhận dạng với độ chính xác nhất định. Đây là cơ sở cho các phương pháp nhận dạng online phát hiện dao động công suất trong HTĐ.
định xảy ra: Mất ổn định chu kỳ nếu nghiệm riêng là nghiệm phức, và mất ổn định phi chu kỳ nếu nghiệm riêng là nghiệm thực (dương). Q trình sụp đổ điện áp nói chung liên quan đến trường hợp thứ hai. Mặc dù có thể xây dựng mơ hình tốn học của hệ thống tại thời điểm mất điều khiển như nói trên, mơ hình nghiên cứu là rất phức tạp và địi hỏi nhiều thơng số thiết bị. Vì vậy, trong rất nhiều trường hợp, cách tiếp cận tĩnh (static), trong đó chỉ xét đến khả năng có nghiệm của hệ phương trình đại số cũng cho phép đánh giá được tương đối chính xác mức độ ổn định của hệ (2.2).
Khi điện áp giảm xuống quá thấp, sẽ dẫn đến sự làm việc của các rơ le bảo vệ, đặc biệt là các rơ le bảo vệ dựa trên nguyên lý tổng trở. Mặt khác, điện áp giảm thấp làm giảm khả năng tải của các nhà máy điện lên lưới và có thể gây ra hiện tượng mất đồng bộ. Trình tự cụ thể của các sự kiện nêu trên phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: đặc tính phụ tải, thời gian diễn ra quá trình sụp đổ điện áp, thông số cài đặt cho hệ thống rơ le ... Do vậy, việc nghiên cứu và mơ phỏng q trình sụp đổ điện áp và rã lưới thực chất có độ phức tạp rất cao, do phải xét đến số lượng lớn các thiết bị điều chỉnh điều khiển, thiết bị bảo vệ trên lưới.