4.4.1 Các giá trị riêng
Sau khi có thêm thiết bị TCSC ở trên đƣờng dây HÀ TĨNH-ĐÀ NẴNG, các giá trị riêng đều có phần thực nằm phía bên trái trục tung điều này chứng tỏ khả năng nâng cao ổn định của thiết bị TCSC khi so sánh với trƣờng hợp không có TCSC. Hình vẽ dƣới đây in ra tất cả các giá trị riêng trong trƣờng hợp có TCSC.
Hình vẽ IV-5: Các giá trị riêng của hệ thống khi đặt TCSC trên đƣờng dây Hà Tĩnh - Đà Nẵng
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E THỨ NĂM, 08/03/2007 10:45
HTĐ VIỆT NAM 2010 - MÙA TÍCH NƢỚC VỚI TCSC TRÊN ĐƢỜNG DÂY HÀ TĨNH - ĐÀ NẴNG CÁC GIÁ TRỊ RIÊNG:
TT THỰC ẢO DAO ĐỘNG TẦN SỐ 1 -40.188 44.679 0.66875 7.1109 2 -40.188 -44.679 0.66875 7.1109 … 393 -0.42511 2.5276 0.16582 0.4024 394 -0.42511 -2.5278 0.16582 0.4024 …
4.4.2 Dao động điện với tín hiệu đầu vào khác nhau
Trong phần này, chƣơng trình PSS/E dùng để mô phỏng đáp ứng của hệ thống, và xem xét tác dụng của TCSC khi có sự cố ngắn mạch 3 pha tại nút 560 Pleiku trong khoảng thời gian 7ms.
Hình vẽ IV-6 mô tả sự thay đổi của dòng công suất trên đƣờng dây HÀ TĨNH - ĐÀ NẴNG khi có sự cố. Trên hình vẽ ta thấy, dòng công suất đƣợc dùng làm tín hiệu điều khiển của TCSC, tổng trở của đƣờng dây đều dao động và tắt dần khi thời gian tăng lên. Tín hiệu điều khiển P và tổng trở của đƣờng dây có hình dáng giống nhau. Sự dao động của tổng trở đƣờng dây cũng thay đổi theo tín hiệu điều khiển của TCSC và tắt dần sau gần 10s sau khi xảy ra sự cố chứng tỏ tác dụng cản dao động của thiết bị TCSC.
Hình vẽ IV-6: Dòng công suất với tín hiệu đầu vào P
Nhƣ đã đƣợc thảo luận trong chƣơng trƣớc, việc lựa chọn tín hiệu điều khiển của thiết bị TCSC là hết sức quan trọng. Trong phần này, tác giả tiến hành mô phỏng khi tín hiệu dòng điện chạy trên đƣờng dây đƣợc chọn làm tín hiệu điều khiển TCSC. Hình vẽ IV-7 vẽ ra công suất, cũng nhƣ tổng trở của đƣờng dây khi tín hiệu điều khiển là dòng điện tải.
Hình vẽ IV-7: Dòng công suất với tín hiệu đầu vào I
Nếu so sánh việc chọn hai loại tín hiệu điều khiển P và I, thì Hình vẽ IV-8 chỉ ra rằng: khi chƣa có TCSC, thì dòng công suất trên đƣờng dây Hà Tĩnh - Đà Nẵng ( base-case: đƣờng màu xanh lá mạ) dao động khá lớn. Khi có TCSC thì dao động tắt nhanh hơn. Tuy nhiên trƣờng hợp dùng dùng tín hiệu P (đƣờng màu xanh dƣơng) có hiệu quả cao hơn trong việc nâng cao ổn định với nhiễu loạn nhỏ.
Trong Hình vẽ IV-9 và Hình vẽ IV-10 chứng tỏ hiệu quả của TCSC trong việc cản dao động góc rotor và công suất của hai nhà máy HÕA BÌNH và HÀM THUẬN. Trong đó HÕA BÌNH đƣợc chọn là nút cân bằng, và nút HÀM THUẬN là nút yếu nhất. trong trƣờng hợp cơ bản dao động nhiều hơn, và khi có TCSC thì dao động ít hơn, hay nói cách khác là HTĐ an toàn hơn..
Hình vẽ IV-10: Góc rotor của nhà máy điện Hoà Bình, Hàm Thuận, Phú Mỹ
4.5 KẾT LUẬN
Trong chƣơng này, đầu tiên tác giả giới thiệu chung về hệ thống điện Việt Nam trong đó có tìm hiểu về hệ thống điện hiện tại, tình trạng vận hành của nhà máy điện và điện năng tiêu thụ, đƣờng dây 500kV, cùng với quy hoạch phát triển năng lƣợng trong giai đoạn 2006-2010-2015.
Nghiên cứu về ổn định với nhiễu loạn nhỏ đối với HTĐ Việt Nam đƣợc thực hiện trong hai mùa đó là mùa khô và mùa mƣa. Lựa chọn điểm đặt TCSC bằng cách dùng phƣơng pháp phần dƣ cũng đƣợc nghiên cứu.
Các mô phỏng về hệ thống điện Việt Nam khi không có TCSC và sau khi có thêm thiết bị TCSC ở trên đƣờng dây HÀ TĨNH - ĐÀ NẴNG cũng đƣợc thực hiện trong chƣơng này.
Phần cuối cùng của chƣơng IV có sử dụng chƣơng trình PSS/E để mô phỏng đáp ứng của hệ thống, và xem xét tác dụng của TCSC khi có sự cố ngắn mạch 3 pha tại nút 560 Pleiku trong khoảng thời gian 7ms, từ đó cho thấy tác dụng cản dao động của TCSC trong hệ thống điện Việt Nam.
CHƢƠNG V
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN
5.1.1 Nghiên cứu các sự cố
Trong luận văn này, chúng tôi đầu tiên đã tổng kết những kinh nghiệm của thế giới đối với một số sự cố tan rã hệ thống điện trên thế giới trong thời gian hơn hai mƣơi năm gần đây. Các phân tích đã chỉ ra rằng đây là một hiện tƣợng động, phức tạp, là kết quả của một chuỗi các sự kiện động, và có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố tan rã HTĐ. Bắt đầu từ khâu qui hoạch, thiết kế, vận hành, bảo dƣỡng và các nguyên nhân khách quan khác nhƣ sự hƣ hỏng bất thƣờng của thiết bị bảo vệ, hệ thống quản lý năng lƣợng, hệ thống đánh giá trạng thái và hệ thống đánh giá sự cố ngẫu nhiên thời gian thực. Tuy nhiên tất cả các sự cố tan rã hệ thống điện đều liên quan đến sự cố mất ổn định mà trong đó mất ổn định do nhiễu loạn nhỏ là một nguyên nhân chính.
Trong luận văn này, các biện pháp nhằm ngăn chặn các sự cố tan rã hệ thống điện đã đƣợc trình bày tóm tắt. Tiếp theo tác giả tập trung vào thảo luận các biện pháp nâng cao ổn định với nhiễu loạn nhỏ. Một trong các biện pháp đó là việc ứng dụng TCSC trong việc nâng cao ổn định với nhiễu loạn nhỏ đối với HTĐ Việt Nam
5.1.2 Nghiên cứu về TCSC trong việc nâng cao ổn định với nhiễu loạn nhỏ
Tác giả đầu tiên đã giới thiệu về các lợi ích khi sử dụng TCSC, các mô hình, cũng nhƣ danh sách các TCSC đang đƣợc ứng dụng trên thế giới. Sau đó, tác giả giới thiệu về phần mềm PSS/E nhƣ là một công cụ dùng để tính toán giá trị riêng, cũng nhƣ là để mô phỏng động HTĐ. Hệ thống điện Việt Nam đã đƣợc chọn nhƣ là một đối tƣợng nghiên cứu. Phƣơng pháp phần dƣ đã đƣợc dùng để lựa chọn điểm đặt TCSC đối với
hệ thống điện Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu và mô phỏng đã chứng minh hiệu quả của thiết bị TCSC trong việc nâng cao ổn định với nhiễu loạn nhỏ. Các kết quả này sẽ giúp ích rất lớn trong công tác nghiên cứu tính toán, thiết kế cũng nhƣ vận hành hệ thống điện. Đặc biệt là khi chúng ta đầu tƣ lắp đặt thiết bị TCSC, chúng ta sẽ lựa chọn tối ƣu điểm đặt của TCSC, cũng nhƣ lựa chọn biến điều khiển tốt nhất cho thiết bị này.
5.2 KIẾN NGHỊ
Từ những kết quả của luận văn, một số quan điểm và hƣớng nghiên cứu cần đƣợc tiếp tục nghiên cứu nhƣ sau:
Để tạo điều kiện hiểu biết tốt hơn về các nguyên nhân gây ra sự cố tan rã HTĐ và phân tích đầy đủ sau sự cố, cũng nhƣ là các biện pháp nhằm ngăn chặn các sự cố tan rã HTĐ, cần phải có cả việc phân tích và giám sát các sự cố. Công việc này đã dẫn đến sự phát triển “hệ thống điều khiển, giám sát diện rộng” (WAMS).
Sự mất ổn định có thể xảy ra khi có sự tăng lên của góc rô to của một số MPĐ dẫn đến sự mất đồng bộ hóa so với các MPĐ khác trong HTĐ. Từ đó dẫn đến yêu cầu cần phải phát triển “hệ thống đo góc pha” (PMU).
Tài liệu tham khảo
[1] Prabha Kundur, Power System Stability and Control. New York: McGraw-Hill, 1994. [2] Carson. W. Taylor, Power System Voltage Stability. New York: McGraw-Hill, 1994. [3] Sami Repo, "On-Line Voltage Stability Assessment of Power System – An
Approach of Black-Box Modelling," Doctoral thesis at Tampere University of Technology, available at
website:http://butler.cc.tut.fi/~repo/Julkaisut/SR_thesis.pdf, 2001.
[4] Brant Eldridge, "August 2003 Blackout Review," available at website: http://www.indiec.com/Meeting%20Schedule/2004/IEC%20Program%20Agenda%
202004.html.
[5] "2003 North America Blackout," available at website:
http://www.answers.com/topic/2003-North-america-blackout.
[6] S. Corsi and C. Sabelli, "General Blackout in Italy Sunday September 28, 2003, h. 03:28:00," IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1691- 1702, June 2004.
[7] A. Berizzi, "Security Issues Regarding the Italian Blackout," in Presentation at the IEEE PES General Meeting, Milano, Italia, June 2004.
[8] A. Allegato, "Report on Events of September 28th, 2003," Italia April 2004.
[9] "Resources for Understanding Electric Power Reliability," Available at website:
http://www.pserc.wisc.edu/Resources.htm#European_Blackout.htm.
[10] R. G. Farmer and E. H. Allen, "Power System Dynamic Performance Advancement from History of North American Blackouts," IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, pp. 293-300, 2006.
[11] M. Schläpfer, "Comparative Case Studies on Recent Blackouts " in Workshop on
Interdependencies and Vulnerabilities of Energy, Transportation and
Communication 22 – 24 September 2005 Zurich, Switzerland available at website:
http://pforum.isn.ethz.ch/docs/BAAF270D-65B0-58E9-217BE9DF3A540E24.pdf, 2005.
[12] D. Novosel, "System Blackouts: Description and Prevention," in IEEE PSRC System Protection RC, WG C6 "Wide Area Protection and Control", Cigre TF38.02.24 Defense Plans November 2003.
[13] G. Andersson et al, "Causes of the 2003 Major Grid Blackouts in North America and Europe, and Recommended Means to Improve System Dynamic Performance," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, no 4, pp. 1922-1928, November 2005.
[14] "U.S-Canada Power System Outage Task Force Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations,"
Available at website: http://www.nerc.com., 2004.
[15] S. Larsson and E. Ek, "The Black-out in Southern Sweden and Eastern Denmark, September 23, 2003," IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2004 [16] C. D. Vournas, V. C. Nikolaidis, and A. Tassoulis, "Experience from the Athens
Blackout of July 12, 2004," in IEEE Power Tech Russia, 2005.
[17] UCTE, "Final Report System Disturbance on 4 November 2006," available at website: http://www.ucte.org/_library/otherreports/Final-Report-20070130.pdf. [18] Jean-LucThomas, "Rapport D'enequête de la Commission de Régulation de L'élergie
sur la Panne D'électricité du Samedi 4 Novembre 2006, Commssion de Régulation de L'énergie- L’enquête réalisée par la CRE a été menée avec l’appui technique de Monsieur Jean-LucThomas, Professeur Titulaire de la Chaire d’Électrotechnique au Conservatoire national desarts et métiers (CNAM)," Paris, 7 février 2007.
[19] Dang Toan NGUYEN, "Contribution à l’analyse et à la prévention des blackouts de réseaux électriques," in GIPSA-Lab - Grenoble INP, 2008.
[20] D. N. Kosterev, C. W. Taylor, and W. A. Mittelstadt, "Model Validation for the August 10,1996 WSCC System Outage," IEEE Transactions on Power Systems,
vol. 14, no 3, pp. 967-979, August 1999.
[21] S. Paduraru, "The Leap Forward Raising the Functionality and Impact of the Synchrophasor Measurement Systems on Power Systems Stability-A presenation at: International Conference on Synchrophasor Measurement Applications," Rio de Janeiro BRASIL, June 2006.
[22] Prabha Kundur et al, "Definition and Classification of Power System Stability- IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 19, no 3, pp. 1387-1401, May 2004.
[23] L. Rouco, "Eigenvalue-Based Methods for Analysis and Control of Power System Oscillations," IEE Colloquium on Power System Dynamics Stabilisation (Digest No 1998/196 and 1998/278), vol. 7, February 1998.
[24] J. Persson, "Using Linear Analysis to find Eigenvalues and Eigenvectors in Power Systems," available at website:
http://www.stri.se/metadot/index.pl?id=2426&isa=Category&op=show
[25] H. F. Wang, " Modal Dynamic Equivalents for Electric power system - Part I: Theory," IEEE Trans on Power System, vol. Vol. 3, pp. 1723-739, November 1988
[26] L. Rouco and I. J. Perez-Arriaga, "Multi-Area Analysis of Small Signal Stability in Large Electric Power Systems by SMA," IEEE Transactions on Power Systems,
vol. 8, no 3, pp. 1257-1265, August 1993.
[27] P. Kundur, M. G. Rogers, D. Y. Wong, L. Wang, and M. G. Lauby, "A Comprehensive Computer Program Package for Small Signal Stability Analysis of Power Systems," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 5, no 4, pp. 1076- 1083, November 1990.
[28] N. Martins, "The Dominant Pole Spectrum Eigensolver," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 12, no 1, pp. 245-254, February 1997.
[29] E. Z. Zhout, O. P. Malik, and G. S. Hope, "Theory and Method for Selection of Power System Stabilizer Location," IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 6, no 1, pp. 170-176, March 1991.
[30] K. Lakmeeharan and M. L. Coker, "Optimal Placement and Tuning of Power System Stabilisers," in Proceeding of IEEE AFRICON Cape Town, South Africa, 1999. [31] M. Klein, G. J. Rogers, S. Moorty, and P. Kundur, "Analytical Investigation of
Factors Influencing Power System Stabilizers Performance," IEEE Transactions on Energy Conversion, vol. 7, no 3, pp. 382-390, September 1992.
[32] A. J. A. Simoes-Costa, F. D. Freitas, and H. E. Peiia, "Power Systems Stabilizer Design via Structurally Constrained Optimal Control," Electric Power System Research, vol. 33, no 1, pp. 33-40, April 1995.
[33] F. D. Freitas and A. S. Costa, "Computationally Efficient Optimal Control Methods Applied to Power Systems," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 14, no 3, pp. 1036-1045, August 1999.
[34] S. S. Ahmed, "A Robust Power System Stabiliser for an Overseas Application," in IEE Colloquium on Generator Excitation Systems and Stability London, UK, Feb 1996. [35] M. M. Farsangi, Y. H. Song, and K. Y. Lee, "Choice of FACTS Device Control
Inputs for Damping Interarea Oscillations," IEEE Transactions on Power Systems,
vol. 19, no 2, pp. 1135-1143, May 2004.
[36] N. Mithulananthan, C. A. Canizares, J. Reeve, and G. J. Rogers, "Comparison of PSS, SVC, and STATCOM Controllers for Damping Power System Oscillations,"
IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, no 2, pp. 786-792, May 2003. [37] L. Zhang, F. Wang, Y. Liu, M. R. Ingram, S. Eckroad, and M. L. Crow,
"FACTS/ESS Allocation Research for Damping Bulk Power System Low Frequency Oscillation," in Proceeding of IEEE Power Electronics Specialists Conference, 2005.
[38] P. Vuorenpää, T. Rauhala, P. Järventausta, and T. Känsälä, "On Effect of TCSC Structure and Synchronization Response on Subsynchronous Damping," the International Conference on Power Systems Transients (IPST’07) in Lyon, France
June 4-7, 2007.
[39] J. E. Dagle, "Data Management Issues Associated with the August 14th, 2003 Blackout Investigation," IEEE Power Engineering Society General Meeting vol. 2, pp. 1680-1684, June 2004.
[40] J. F. Hauer, N. B. Bhatt, K. Shah, and S. Kolluri, "Performance of WAMS East in Providing Dynamic Information for the North East Blackout of August 14, 2003,"
IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1685-1690, June 2004. [41] IEEE Std 421.5TM-2005, "Recommended Practice for Excitation System Models for
Power System Stability Studies."
[42] "PSS/E 29 Online Documentation," PTI, INC, October 2002. [43] "National Dispatch Center Report-Master Plan IV," 2004.
[44] Tran Quoc Dung, "Locating TCSC in Power Systems for Improving Oscillation Damping," in AIT-SERD-EP-EPSM, 2007.