NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Tổng quan.
3.2Sa thải phụ tải truyền thống.
Sa thải phụ tải bằng rơle tần số là phương pháp chung nhất cho việc điều khiển tần số của lưới điện và duy trì tính ổn định của lưới trong các điều kiện cần thiết. Trong các phương pháp sa thải phụ tải thông thường, khi tần số giảm xuống dưới điểm làm việc, các rơle tần số của hệ thống phát tín hiệu cắt từng mức phụ tải, do đó ngăn cản sự giảm tần số và các ảnh hưởng của nó.
Tần số là chỉ số của tính an toàn và chất lượng hệ thống cho phép:
Một sự biến động chung của lưới điện liên kết có cùng giá trị.
Là sự biểu thị sự cân bằng giữa nguồn cung cấp có cùng giá trị.
Yếu tố quan trọng hàng đầu cho sự vận hành suông sẽ của khách hàng, các ngành sản xuất đặc biệt và công nghiệp.
w m P a P 1 2 D Hs (1 (1 ) M H R R K F T s R T s Hình 3.1: Mô hình đáp ứng tần số ở trạng thái ổn định.
Một trong những vấn đề chính của lưới điện liên kết là rã lưới toàn bộ bởi vì sự giảm tần số như là kết quả của một vài sự cố nhà máy điện hoặc là sự cố đường truyền. Hiện nay, trong các hệ thống điện và truyền tải điện trên thế giới, cách phù hợp nhất để ngăn sự mất điện một phần hay là toàn bộ do sự sụt giảm tần số là sa thải phụ tải tự động và nhanh.
Để nghiên cứu các tình huống mất cân bằng giữa năng lượng cung cấp và tiêu thụ, kết quả giao động tần số dưới các tình huống xấu và sự nhiễu loạn lớn, một mô hình đơn giản của trạng thái ổn định là thành phần chính của đơn vị nhiệt được sử dụng, được trình bày ở Hình 3.1 và mô hình được biểu diễn ở phương trình sau:
21 1 D t a H P w e D (3.1)
Trong đó: H là hằng số quán tính của hệ thống. D là hệ số cản dịu phụ tải.
Km là độ khuếch đại mạch điều khiển tần số.
FH là một phần năng lượng của tuabin tái hâm lại áp suất cao. TR là hằng số thời gian.
Pm là năng lượng cơ của tuabin (pu).
a
P là năng lượng van điều tiết.
w
là sự thay đổi tốc độ (pu).
Phương trình (3.1) mô tả hệ thống ở các điều kiện ban đầu của sự nhiễu loạn lớn khi ảnh hưởng của bộ điều chỉnh tăng lên suốt các giây đầu tiên của nhiễu loạn dẫn đến đáp ứng của bộ điều khiển chậm trễ và hằng số thời gian vận hành của nó. Nó không thể tác dụng trong việc ngăn ngừa sự suy giảm tần số.
Theo phương trình (3.1), các thông số và yếu tố chính điều khiển trạng thái của tần số và sự quá tải là lượng quá tải và các thông số H và D. Ảnh hưởng của 2 thông số này sẽ được tính toán kỹ trong bất kỳ sự kết hợp sa thải phụ tải nào.
Hệ thống cản dịu phụ tải (D) là một thông số thực biểu diễn mối quan hệ giữa tải và tần số. Nó không bị bỏ qua trong kế hoạch kết hợp sa thải phụ tải. Trong kế hoạch sa thải phụ tải, hệ số cản dịu phụ tải thường được diễn đạt qua đơn vị như được chỉ ra trong phương trình sau:
D F PP F P F
(3.2)
Giá trị của D biến thiên từ 0†7 và được xác định một lần cho mỗi hệ thống, được sử dụng trong tất cả các trường hợp của kế hoạch. Các nghiên cứu cuối cùng đã chỉ ra D=3,3 cho trường hợp mạng lưới điện.
Ảnh hưởng của D đối với tốc độ suy giảm tần số là khá rõ ràng như là một sự gia tăng, trong trường hợp D là một sự giảm trong tốc độ giảm tần số. Trong bất kỳ sự quá tải xác định nào, hệ thống với một giá trị cao hơn của D sẽ có một sự ổn định cao hơn và tần số hệ thống sẽ được ổn định ở một cấp độ cao hơn. Hình 3.2 chỉ ra ảnh hưởng của D đối với đường giảm tần số.
Trong các phương pháp được sử dụng chung, kế hoặc sa thải phụ tải có mối quan hệ không đáng kể tới mức độ quá tải. Bất kỳ sự quá tải nào đều có cùng chiến lược sa thải phụ tải, vì mức độ quá tải không xác định số lượng hoặc chất lượng của việc sa thải phụ tải.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 O ve rl oa di ng ( % ) Frequency (Hz) D=2 D=3 D=4 D=6 D=7
Hình 3.2 : Ảnh hưởng của hệ số cản dịu tải trên đường giảm tần số
Khi một trong những bước sa thải phụ tải đã được xác định, nếu ở bất kỳ bước nào mà tần số tiếp tục giảm (với sự quan tâm tới thời gian rơle đã xác định), bước tiếp theo sẽ khởi động tự động sa thải phụ tải cho đến khi tần số ngừng giảm. Trong nhiều chiến lược, bước đầu tiên của sa thải phụ tải là được điều chỉnh theo một phương pháp mà với bất cứ sự giảm tần số nào dưới điểm làm việc, bước này là khởi động hoạt động trong sự chậm trễ với thời gian riêng của nó. Khoảng thời gian cho tần số giảm từ thông thường cho tới dưới điểm làm việc là không được đưa vào xem xét, mặc dù thực tế tốc độ giảm tần số là tỷ lệ trực tiếp với lượng quá tải và sự dao động của lưới. Bởi vậy, nó có thể trở thành cơ sở để quyết định chỉ một bước thực hiện thì có đủ hay không.