Luận văn Thiết bị Facts trong hệ thống điện

HUTECH
iv

ABSTRACT


With the widespread application of FACTS (Flexible Alternating Current
Transmission System) devices and secondary voltage control in power system at
present. In this paper proposes a new coordinated secondary voltage control scheme for
power systems have SVC (Static Var Compensator) and STATCOM (Static
Synchronous Compensator), based on synchronised voltage measurements for all
nodes by phasor measurement units (PMUs) and extensive communication networks.
The objective is to enhance the quality of voltage for power systems.
The secondary voltage control scheme developed in the paper is based on the
linearisation of the power system load-flow equations about the current operating point
defined by nodal voltages obtained from phasor measurement units (PMUs).

HUTECH
1

CHNG 1
TNG QUAN V NG DNG CÁC THIT B FACTS
TRONG H THNG IN
1.1. Gii thiu:
Hin nay, có rt nhiu công trình nghiên cu ng dng thit b FACTS, đc
bit là s dng các thit b phát ngun công sut phn kháng cho h thng li đin
nhm đm bo n đnh đin áp cho h thng [1]. Tuy nhiên, vic đánh giá, la chn
thit b phát công sut nào hp lý, cng nh dung lng bù ti u trong phân tích 
ch đ xác lp, quá đ là cha đc quan tâm sâu sc.
Theo thc t hin nay, h thng đin chúng ta đang s dng là h thng đin
xoay chiu. H thng đin xoay chiu là mt h thng đin phc tp, gm có các

máy phát đng b, đng dây truyn ti , máy bin áp, các thit b bù và các ph
ti…và đc chia thành ba khâu: sn xut, truyn ti và phân phi.
Mt h thng đin xoay chiu hot đng c bn phi tha các yêu cu sau:
- Các máy phát đin làm vic trong ch đ đng b.
- in áp vn hành nm trong gii hn cho phép theo qui đnh.
- Tn s vn hành nm trong gii hn cho phép theo qui đnh.
- Các ph ti phi đc cung cp ngun đin đy đ.
- Các đng dây phi đc vn hành  điu kin bình thng không quá
ti.
Trong h thng đin, công sut truyn ti trên các đng dây ph thuc vào
tng tr đng dây, đin áp và góc truyn ti gia đim đu và đim cui ca
đng dây, nhng đi lng này gii hn công sut truyn ti trên đng dây. Vì
vy, kh nng truyn ti công sut ca đng dây đc ci thin đáng k bng vic
tng công sut phn kháng  phía ph ti, lp cun kháng bù ngang (mc song
HUTECH
2

song), t đin bù dc (mc ni tip) vào đng dây đ điu khin đin áp dc theo
chiu dài đng dây.
 nâng cao cht lng đin áp và n đnh đin áp cho h thng đin Vit
Nam, hin ti đã có rt nhiu công trình nghiên cu v vic ng dng các thit b bù
công sut phn kháng. Tuy nhiên, các thit b bù đó vn cha đáp ng đc các yêu
cu v phn ng nhanh nhy khi h thng có s thay đi đt ngt v nhu cu công
sut phn kháng. Các thit b truyn ti đin xoay chiu linh hot (FACTS-Flexible
AC Transmission System) đã đáp ng đc yêu cu v đ phn ng nhanh nhy
cng nh dung lng bù ti u cho h thng đin trong mi ch đ làm vic.
FACTS dùng đ nâng cao kh nng điu khin h thng đin và tng kh nng
truyn ti công sut trên đng dây.
FACTS đc đnh ngha bi IEEE là: “ H thng s dng các thit b đin t
công sut và các thit b tnh khác đ điu khin mt hoc nhiu thông s ca h

thng đng dây ti đin xoay chiu, qua đó, nâng cao kh nng điu khin và kh
nng truyn ti công sut”[2].
Qua đnh ngha FACTS, nhn thy tm quan trng ca thit b FACTS đn h
thng đin có s nh hng rt ln v kinh t và k thut.
Trong thc t, do tính cht tiêu th đin  tng thi đim luôn khác nhau, cho
nên trình trng vn chuyn công sut trên các đng dây truyn ti cng khác nhau,
có th ti mt thi đim trên h thng s có nhng đng dây b quá ti trong khi
các đng dây khác thì non ti và ngc li.
Vi đà phát trin công nghip hóa nh hin nay, đòi hi nhu cu truyn ti đ
đáp ng cho các ph ti ngày càng cao và hin nay đng dây truyn ti cao áp luôn
đt trong trình trng báo đng v gii hn vt lý ca chúng nh là quá ti đng
dây, nhng hin tng nhiu h thng nh là hin tng dao đng tn s, đin áp….
Nhm tng kh nng truyn ti đin nng trên h thng đin, khc phc nhng
nhc đim nêu trên, trên th gii ngi ta đã s dng các thit b FACTS. Các
thit b này đc s dng đ điu khin đin áp, tr kháng và góc pha ca đng
HUTECH
3

dây xoay chiu cao áp. Các thit b FACTS đã giúp cho nhà cung cp đin nhng
li ích sau đây:
- Tn dng li truyn ti hin hu đ lp đt các thit b FACTS.
- Gim chi phí đu t.
- Tng đ tin cy và kh nng sn sàng ca h thng truyn ti.
- Tng đ n đnh quá đ ca li.
- Tng cht lng cung cp đin nng cho các ngành công nghip và các
ngành có yêu cu cht lng đin nng cao.
- nh hng không đáng k đn môi trng xung quanh.
1.2. t vn đ:
 h thng đin hot đng linh hot  mi tình hung, k c tình hung s c
nghiêm trng nht, thì phi có thit b đ điu khin các đi lng trong h thng

đin. i lng đc nghiên cu trong lun vn này chính là đi lng đin áp,
theo nhn đnh thc t, các s c tan rã h thng đin gn đây đu có liên quan đn
s sp đ đin áp hoc là mt n đnh đin áp, mà nguyên nhân ch yu dn đn s
sp đ đin áp thng là do s không đáp ng đ nhu cu công sut phn kháng, do
tng mnh bt thng ca nhu cu ph ti, nht là các ph ti công nghip (các
công ty luyn st, thép…).
in áp là mt trong nhng đi lng quan trng đ đánh giá cht lng đin
nng. n đnh đin áp đáp ng kh nng duy trì đin áp ti tt c các nút trong h
thng  trong mt phm vi cho phép (tùy thuc vào tính cht mi nút mà phm vi
dao đng cho phép ca đin áp s khác nhau). Trong điu kin vn hành không bình
thng hoc sau các nhiu lon, h thng s đi vào trng thái không n đnh khi
xut hin các kích đng nh tng ti đt ngt hay thay đi các thông s ca h
thng. Các thay đi đó có th làm cho quá trình gim đin áp xy ra và nng n nht
có th ri vào trình trng không th điu khin đc hay còn gi là sp đ đin áp.
Nguyên nhân ch yu dn đn s mt n đnh và sp đ đin áp thng là do không
đáp ng đ các nhu cu công sut phn kháng cn thit khi ph ti tng bt thng
và đt bin.
HUTECH
4

Trc đây, khi mà ngành công ngh đin t công sut cao cha phát trin
mnh thì vic nâng cao cht lng đin áp trên h thng đin b hn ch và thi
gian đáp ng cng rt chm, bi vì lúc đó ta phi thc hin vic đóng ct các khóa
c khí các phn t đin nh là cun dây, t đin, b chuyn đi nc máy bin
áp…đ n đnh đin áp trên h thng.
Ngày nay, vi s phát trin mnh và nhanh ca các thit b đin t công sut
ln, đin áp cao cho nên công ngh FACTS ra đi nhm giúp cho quá trình thc
hin điu khin đin áp trên h thng đin, c th là đng dây truyn ti đc linh
hot và nhanh chóng, mt s nc tiên tin đã s dng thit b FACTS trong mng
truyn ti, c th nh M, Canada, Brazil… là nhng nc tiên phong s dng

công ngh FACTS. Các thit b FACTS thng đc s dng là:
- SVC (Static Var Compensator): B bù công sut VAR tnh.
- UPFC (Unified Power Flow Controller): B điu khin dòng công sut hp
nht.
- STATCOM (Static Synchronous Compensator): B bù đng b tnh.
-TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator): B bù dc điu khin
thyristor.
- SSSC (Static synchronous series compensator): B bù ni tip đng b
tnh.
- HVDC (Hight voltage direct current): Dòng mt chiu đin áp cao.








HUTECH
5

1.3. ng dng ca thit b FACTS trong h thng đin:
1.3.1. B bù công sut VAr tnh SVC (Static VAr Compensator):

Hình 1.1: S đ kt ni b SVC vi h thng đin.
Hình 1.1. Trình bày cu trúc và nhng thành phn chính ca b SVC [3]. B
SVC đc áp dng rng rãi trong h thng truyn ti vi nhiu mc đích khác nhau.
Mc đích c bn nht thng đc s dng là đ điu khin đin áp ti đim yu
nht trong h thng đin. Nó thng đc lp đt  đim gia ca đng dây truyn
ti liên kt gia các vùng ti. Nh đ chính xác cao, tính kh dng và đáp ng

nhanh, các thit b SVC có th cung cp trng thái n đnh và điu khin đin áp
quá đ có cht lng cao so vi kiu bù r nhánh thông thng. Các thit b SVC
cng đc s dng đ làm gim các dao đng công sut, ci thin đ n đnh quá đ
và gim tn hao h thng nh ti u điu khin công sut phn kháng.


TCR-TSR TSC Fillter FC FR

Nút đin áp cao

Máy bin áp
ghép b
Nút đin áp thp
HUTECH
6

1.3.2. B bù đng b tnh STATCOM (Static Synchronous Compensator):


V
V
o

I
V
dc

STATCOM

Hình 1.2: S đ kt ni b STATCOM vi h thng đin

B STATCOM là mt thit b bù ngang, nó chuyn đi ngun đin áp mt
chiu thành đin áp xoay chiu đ bù công sut phn kháng cho h thng đin.
STATCOM không yêu cu các thành phn cm kháng và dung kháng ln đ
cung cp công sut phn kháng cho các h thng truyn ti cao áp. Mt li th khác
là đu ra phn ng nhanh  đin áp h thng thp.








H thng đin
HUTECH
7

1.3.3. B bù ni tip đng b tnh SSSC (Static Synchronous Series
Compensator):

I

V
dc

SSSC
I
Vc

Hình 1.3: S đ kt ni SSSC vi h thng đin

B SSSC là thit b bù ni tip vào đng dây, nó có th phát ra mt lng
đin áp đc yêu cu ca h thng đin, nó có th bin đi đin áp ca h thng t
AC sang đin áp DC . B SSSC có th điu khin c công sut thc và công sut
kháng vi h thng AC.
1.3.4. B bù dc điu khin bng thyristor TCSC (Thyristor Controlled Series
Compensation):






Hình 1.4: Cu trúc c bn ca b TCSC
i
c
C
+
-
t
1
t
2
L
s
i
l
i
line
H thng
đin

HUTECH
8

B TCSC là mt thit b bù dùng trong truyn ti đin, đ nâng cao kh nng
n đnh ca h thng đin, đc bit là kh nng n đnh đng trong ch đ s c.
1.3.5. B điu khin dòng công sut hp nht UPFC (Unified Power Flow
Controller).
V
V
o

I
V
dc

STATCOM
I

SSSC
I
Vc
o
B UPFC

Hình 1.5: S đ kt ni UPFC vi h thng
B UPFC là mt thit b dùng đ điu khin dòng công sut trên đng dây
truyn ti đin. UPFC cho phép điu khin đng thi dòng công sut thc, dòng
công sut phn kháng và đ ln đin áp ti thanh cái kt ni.
Qua phân tích nhng ng dng ca các thit b FACTS đc nêu trên, tôi
nhn thy gii pháp điu khin đin áp trong h thng đin bng b STATCOM

(Static Synchronous Compensator) và b SVC (Sta tic VAr Compensator) có u
đim tt nht, đây là hai thit b bù đc s dng đ điu khin đin áp trên đng
dây truyn ti, hai thit b này hot đng vi đ chính xác cao, đáp ng nhanh các
dao đng khi h thng b nhiu, có th đt đc trng thái n đnh và điu khin
đin áp vi cht lng cao và linh hot nht. ó cng là lý do đ tôi chn hai thit
b FACTS là SVC và STATCOM ni song song , đng thi s dng b điu khin
HUTECH
9

đin áp cp 2 phi hp vi b đo lng đi lng phc (PMUs) và mng truyn
thông din rng đ điu khin biên đ đin áp  tt c các nút trong h thng đin.
Mc đích chính ca lun vn là xây dng chin lc điu khin đin áp trong
h thng đin có các thit b FACTS thuc loi SVC và STATCOM. Chin lc
điu khin s phi hp vic điu khin đin áp tai các máy phát vi chc nng điu
khin đin áp ca các thit b SVC và STATCOM. Chin lc điu khin đc xây
dng da trên c s cc tiu đ lch đin áp so vi giá tr đnh mc ti các nút ti.
in áp ti các nút ti đc đo lng thông qua b đo lng đi lng phc, trong
đó đo c biên đ và góc pha ca đin áp nút, và mng truyn thông din rng.
Chin lc điu khin đc xây dng trong lun vn đã đc ng dng cho
mt mng đin tiêu biu. Các kt qu mô phng cho thy tính hiu qu và kh nng
áp dng chin lc điu khin cho mng đin thc t.

HUTECH
10

CHNG 2:
CU TO VÀ NGUYÊN LÝ HOT NG CA THIT B
FACTS NI SONG SONG

 làm c s cho vic xây dng chin lc điu khin đin áp cho h thng
đin có các thit b SVC và STATCOM. Trong chng này s trình bày cu to và
nguyên lý làm vic ca hai loi thit b FACTS đc nêu trên.
2.1. B SVC (Static VAr Compensator): B bù công sut VAr tnh.
2.1.1. Mô t cu to và nguyên lý hot đng ca b SVC:
Thành phn chính và cu to đin hình ca b SVC [3,4], gm có:








Hình 2.1: B SVC kt ni vi h thng đin
Hu ht các b SVC luôn luôn đc kt ni đn mng li ti đin thông qua
mt máy bin áp tng áp ghép b.  phía nút đin áp thp ca máy bin áp, nói
chung có 3 phn t đc s dng: cun kháng điu khin bng thyristor (TCR), b

t chuyn mch bng thyristor (TSCs) và b lc sóng hài n đnh.
Filters
TSCs
TCR
Nút đin áp cao

Máy bin áp
ghép b
Nút đin áp thp SVC
HUTECH
11

2.1.1.1. TCR (Thyristor Controlled Reactor): Là thit b dùng điu khin mt
cách liên tc dòng đin qua cun cm mc song song vi li bng cách điu khin
góc kích ca thyristor và đc ni vào thanh cái đin áp thp.
S đ mch mt pha ca b TCR, bao gm cp thyristor mc song song,
ngc chiu nhau và ni vào cun đin kháng tuyn tính.








Hình 2.1.1: Cu to b TCR
Trong đó:
X
L
T : Thyristor có chc nng điu chnh dòng đin đi qua TCR.

: in kháng chính.
G : Cc kích ca thyristor.
óng ngt có điu khin các thyristor kt hp vi đáp ng ca cun kháng
tuyn tính cho phép đin kháng hiu dng tn s c bn ca TCR, mà nó là hàm s
ca góc kích, thay đi mt cách liên tc t giá tr đin kháng xác đnh ca cun
kháng (ng vi trng thái dn hoàn toàn ca Thyristor) đn mt giá tr vô hn (ng
vi trng thái ngt ca thyristor). in kháng hiu dng ca b TCR đc cho trong
biu thc sau:

ααπ
π
α
sin2
)(
−−
=
Ltcr
XX
(2.1)
Trong đó:
X
L
G
T
Nút đin
áp thp SVC
HUTECH
12

 : là góc tr, đc đo t đnh ca đin áp đt ca TCR, 0 ≤  ≤ /2

X
tcr
X
: là đin kháng hiu dng ca b TCR  tn s c bn.
L
2.1.1.2. TSC (Thyristor Switched Capacitor): Là thit b bù công sut phn
kháng đc điu chnh theo dng nhy cp, nó có kh nng đóng ct t đin bng
cách kích đóng ngt các thyristor. B TSC kt hp vi b TCR s cho phép đin
kháng tng đng ca chúng có th thay đi liên tc t tính dung sang tính kháng.
: là đin kháng ca cun kháng  tn s c bn.
S đ mch mt pha ca b TSC, bao gm cp thyristor mc song song,
ngc chiu nhau và ni vào b t đin.









Hình 2.1.2: Cu to b TSC
Trong đó:
- C : B t đin.
- T : Thyristor có chc nng đóng hoc ngt b t đin.
- Van thyristor đc đóng m ph thuc vào tí n hiu xung điu khin
vào cc G ca thyristor.
B TSC thc cht là b t đin đc đóng m bng hai thyristor ni song song
và ngc chiu nhau, khi thay đi tín hiu xung s làm thay đi giá tr đin dung C
trong mch.

C
T
G
Nút đin áp thp SVC
HUTECH
13

2.1.1.3. Fixed Filters: Là thit b dùng đ lc sóng hài. Mc đích là lc các
sóng hài bc cao và bù công sut phn kháng cho ph ti. Các sóng hài bc cao xut
hin do ch đ làm vic ca TCR gây ra (khi thyristor dn không hoàn toàn, dòng
đin qua TCR s không có dng hình sin).
S đ mch mt pha ca b lc sóng hài gm có cun đin kháng X
L

ni
tip vi b t đin C.





Hình 2.1.3: Cu to b lc sóng hài
Trong đó:
C : B t đin.
X
L
Các ph ti phi tuyn và c phn t điu chnh công sut phn kháng (TCR)
là ngun to ra các sóng hài bc cao. Trong h thng đin 3 pha, các thành phn bc
cao xut hin và nh hng ch yu là bc 5,7,11 và 13, riêng sóng hài bc ba
thng đc hn ch hoc loi b nh hình thc đu dây ca máy bin áp hoc gii

thut điu khin cung cp cho các b bin đi công sut. Các mch lc cng hng
đc điu chnh đn các giá tr tn s ca các thành phn sóng hài bc cao cn đc
kh b và lúc đó mch lc cng hng tác đng nh tr kháng ngn mch cho các
sóng hài bc cao này nên hn ch nh hng ca nó lên ngun đin áp ca li
đin.
: Cun đin kháng
Khi thay đi góc kích  ca thyristor, đin kháng hiu dng ca b TCR s
thay đi theo phng trình 2.1. S thay đi đin kháng ca TCR s thay đi đin
C
Nút đin áp thp SVC
X
L
HUTECH
14

kháng hiu dng ca SVC. Vi nguyên lý làm vic nh trên, cho nên b SVC có th
cung cp hoc tiêu th công sut phn kháng cho mt h thng truyn ti đin. S
thay đi đ phát hay thu công sut phn kháng nhm mc đích điu chnh giá tr
đin áp ti đim kt ni vi h thng đin.






Hình 2.2: S đ b SVC
I
svc
P
: Dòng đin ca SVC vi đin áp  nút đin áp cao.

lsvc
2.1.2. Ch đ xác lp b SVC:
: Công sut tác dng bm vào bên trong máy bin áp ghép
b t nút đin áp thp SVC.
Theo hình 2.3 biu din m t đng bao làm vic đin hình và đng đc
tuyn  trng thái xác lp ca b SVC vi đu ra làm vic liên tc trong ch đ điu
khin st áp [4]. Trong min điu chnh, dòng đin phn kháng đc cho bi:

slope
VV
I
I
REF
RAT
)( −
=
(2.2)
Trong đó tt c các giá tr đc tính trong h đn v tng đi (pu) và dòng
đin âm ch s làm vic ca dòng đin dung. Giá tr V
REF

nm trong gii hn gia
0.95 đn 1.05 và đ dc đc gii hn gia 1% đn 10 %.

Y

Nút đin áp thp SVC
I
svc
Máy bin áp

ghép b
SVC
Nút đin áp cao SVC
P
lsvc
HUTECH
15

Hình 2.3 biu din mt đng bao là m vic đin hình và đng đc tuyn 
trng thái xác lp ca b SVC:












Hình 2.3: ng đc tính đc trng ca SVC
Mt mô hình xác lp đu đc mô t mc đích ca đng đc tính  trng
thái xác lp. Tuy nhiên, trong nhiu chng trình phân b công sut, dng đng
đc tính này thì không thc hin chính xác. Mt mô hình đc s dng rng rãi mà
có th ng dng hu ht cho các chng trình phân b công sut là mô hình trong
đó SVC đc biu din bng mt nút PV đt sau đin kháng nh đc trình bày 
hình 2.4. Nút PV có đin áp bng vi đin áp đt ca SVC và đin kháng, trong h
đn v tng đi đc cho bi công thc:

RAT
SL
I
slope
X =
(2.3)




in áp cao
Gii hn đin
dung (B
max
)
Gii hn đin
cm (B
min
)
ng đc tuyn đc trng 
trng thái xác lp trong ch đ
điu khin đin áp
I
L
(dòng đin cm)
I
C
(dòng đin dung)
HUTECH
16

Hình 2.4 biu din mô hình ti rút gn ca SVC:













Hình 2.4: Mô hình ti rút gn ca SVC
Nh vy, khi đa ra đng đc tính điu chnh vt q uá gii hn làm vic
ca b điu khin. Quá gii hn này, b SVC s làm vic nh mt đin np không
đi. Hình 2.5 so sánh kt qu ca nhng đng đc tuyn, nhn thy:
áp ng tt  nhng đin áp thp và quá gii hn làm vic ca b điu khin
thì vn đc đáp ng, nhng vi đin áp cao thì kh nng đáp ng ca b SVC b
gim.

X
SL

Các nhánh ni đn phn
còn li ca h thng
Nút P,Q ca h thng
Trng thái nút P,V
P=0
V= V
REF
Q
MIN
= B
MIN

Q
MAX
= B
MAX

HUTECH
17


Hình 2.5 biu din kt qu ca nhng đng đc tuyn:

Hình 2.5: ng đc tuyn đin hình: nh mc +1/0.5pu lúc V=1pu; Mc tiêu
V=1.0pu, đ dc= 5% .
Chú thích:
: ng đc tuyn ca SVC.
: Ch đ ti 1.
: Ch đ ti 2.
 nhn đc đng đc tính điu chnh đin áp thp, đin np song song có
th đc thêm vào bng vi đin np b SVC ln nht, đc biu din  hình 2.6.




1
0

0.4
1

0.2

0.4

0.6

0.8
1

1.4
0
-1
2

1.2
-2
Công sut phn kháng lúc đin áp cao (pu)
Dòng đin phn kháng (pu)
-0.5 0 1 0.5

1.2

0.8

0.6

0.2
-1

1.4
0
V(pu)

V(pu)
HUTECH
18


Hình 2.6 biu din mô hình 2 cho dòng ti SVC (ng vi đin áp thp):













Hình 2.6: Mô hình 2 cho dòng ti SVC (ng vi đin áp thp)
Hình 2.7 biu din mô hình m rng ca ti 1, trong đó nút đin áp thp ca
b SVC và đin kháng máy bin áp ghép b thì đc mô t. Trong mô hình này, nút
đin áp thp b SVC thì đc yêu cu đ điu chnh đin áp ca mt nút gi đnh
mà nó đc xác đnh bên trong đin kháng máy bin áp. Chú ý, mc phn kháng lúc
đin áp thp thì khác vi mc phn kháng lúc đin áp cao, bi do nh hng ca
máy bin áp ghép b, vi đin np tng đng và đc liên h bi:

T
HVLV
X

BB
−=
11
(2.4)





Nút P,Q ca
h thng
X
SL
/(1+slope)
B
MAX

Các nhánh ni đn phn còn li ca h thng
Trng thái nút P,V
P=0
V=V
REF
/(1+slope)
Q
MIN
= B
MIN
- B
MAX
Q

MAX
= 0
HUTECH
19


Hình 2.7 biu din mô hình 3 cho dòng ti SVC ( biu din nút đin áp
thp):
















Hình 2.7: Mô hình 3 cho dòng ti SVC (biu din nút đin áp thp)
iu này ging nh vic s dng nút đin áp thp LV ca b SVC đ điu
chnh đin áp cho mt nút gi đnh, có th m rng đng bao gii hn b SVCs
ni đn cun dây th 3 ca máy bin áp. S dng ni hình sao các cun dây máy
bin áp, vi hình thc điu chnh đin áp nút đã đc lp đt bên trong nhánh đin
áp cao và đc ni hình sao.

Nu b SVC làm vic trong ch đ MVAr không đi, vy thì khi kho sát 
trng thái xác lp, nó có th đc biu din bng mt ngun MVAr không đi. 
kho sát nhng v trí làm vic ngu nhiên, yêu cu đin áp nên thay đi cho đn khi
đu ra MVAr lp li ngu nhiên đáp ng theo yêu cu đt đc.
Nút P,Q h thng
Hình thc nút P,V
P=O, V=V
REF
Nút LV SVC
P=0
Q
MIN
=B
MIN
/(1-B
MIN
.X
T)
Q
MAX
=B
MAX
/(1-B
MAX
.X
T
)

iu chnh
đin áp

X
SL
X
T
-X
SL

Các nhánh ni đn phn còn
li ca h thng

HUTECH
20

Gii thích ký hiu:
X
T
B
: in kháng ca máy bin áp ghép b.
LV
B
: in dung  đin áp thp.
HV
B: in np b SVC tng đng t thanh cái h thng.
: in dung  đin áp cao.
B
MIN
B
: in np b SVC nh nht t thanh cái h thng.
MAX

I: Dòng đin phn kháng đc ly t b SVC.
: in np b SVC ln nht t thanh cái h thng.
I
RAT
: Dòng đin đnh mc b SVC = B
MAX
Slope : H s góc điu khin đng dc nghiêng đin áp.
.
Slope= V/(I/I
RAT
Q: Công sut phn kháng ly ra t b SVC  thanh cái h thng.
).
Q
MIN
Q
: Công sut phn kháng  nút nh nht.
MAX
X
: Công sut phn kháng  nút ln nht.
SL
V: in áp thanh cái h thng.
: in kháng dc cho mô hình nhánh.
SVC là mt b đc thit k tng hp các phn t nh là t đin, bin đin
th, cun kháng, các thit b đóng ct cùng vi các thit b điu khin, tt c cùng
hot đng đ tr thành mt khi cung cp ngun phát hoc hp thu công sut phn
kháng có th điu khin đc nhanh chóng.
Tóm li:

HUTECH
21


2.2. B STATCOM (Static Synchronous Compensator): B bù đng b tnh.
2.2.1. Mô t cu to và nguyên lý hot đng b STATCOM:











Hình 2.8: Gin đ b STATCOM
B STATCOM [5,6,7,8] đc mc song song vi đng dây và hot đng
không cn ngun nng lng d tr có tác dng nh là mt máy bù công sut phn
kháng. Vic điu khin dòng công sut phn kháng cung cp cho h thng đin
đc thc hin bng cách điu khin đin áp ngõ ra V cùng pha vi đin áp h
thng V
T

- Nu V nh hn đin áp h thng V
(hình 2.8).
T
- Nu V ln hn đin áp h thng V
thì dòng đin b nghch lu đi qua cun
kháng s mang tính cm, b STATCOM nhn công sut phn kháng t h thng.
T

thì dòng đin b nghch lu đi qua cun
kháng s mang tính dung, b STATCOM phát công sut phn kháng lên h thng.




-
+
V
dc
B bin đi ngun
đin áp (VSC)
P
lsta
V
Máy bin áp
ghép b
I
sta
V
T
HUTECH

22


Hình 2.9 Mô t cu trúc c bn ca b bin đi ngun đin áp (VSC):








Hình 2.9: Cu trúc c bn b VSC
Hình 2.9. biu din cu trúc c bn ca mt b bin đi toàn sóng 3 pha có 6
b chuyn mch, mi b gm có mt GTO(gate-turn-off) thyristor ni đi song vi
mt diode. Vi mc tiêu là to ra mt dng sóng đin áp đu ra gn nh dng sóng
hình sin có th, b chuyn mch ca thyristor GTO riêng l trong b VSC t hì đc
điu khin bng khi chng trình điu khin chuyn mch, đc thit k đ gim
đn mc ti thiu phát sinh sóng hài lúc b VSC làm vic và nhu cu cho vic lc
sóng hài.
Hu ht các phng pháp thng đc s dng cho vic điu khin đin áp
xoay chiu bng các phng pháp bin đi nh là:
- Thay đi đin áp mt chiu vi mt b bin đi sóng đy đ, đôi khi còn
đc gi là b điu bin biên đ xung (Pulse Amplitude Modulation - PAM).
- in áp mt chiu không đi vi b điu bin đ rng xung (Pulse Width
Modulated - PWM).
Nguyên lý c bn ca STATCOM là s dng b bin đi ngun đin áp
(VSC) da trên k thut các phn t đin t công sut (GTO) thyristor hay tranzitor
lng cc có cng cách đin (IGBT) vi kh nng ngt dòng đin khi có xung ngt
gi đn cng điu khin. iu này cho phép cho b STATCOM phát ra mt ngun

V
0,a
V
0,b
V
0,c
u ra
+
-
HUTECH
23

đin áp xoay chiu AC  đu cc b bin đi lúc tn s c bn yêu cu vi biên đ
điu chnh đc, s đ khi ca mt b STATCOM đc th hin  hình 2.10.
S chuyn đi công sut phn kháng vi li đin thì đt đc bi điu
khin biên đ đin áp V và s chuyn đi công sut tác dng do điu khin dch
chuyn pha . S thay đi công sut tác dng thì ch thng điu khin đin áp mt
chiu.

Hình 2.10: Nguyên lý hot đng ca b STATCOM
2.2.2. Ch đ xác lp ca b STATCOM:
Mc tiêu điu khin  trng thái xác lp ca b STATCOM đc xem là
điu khin đin áp mà nó đc biu din di dng mt đng đc tuyn V-I cho
trong hình 2.11[3]. Gii hn dòng đin làm vic b STATCOM trong đng đc
tuyn  hình 2.11 nhn đc t nhng gii hn dòng đin ca nhng thit b bán
dn trong b VSC.
Da vào đng đc tuyn V-I trong hình 2.11 và theo s đ mch ca b
STATCOM trong hình 2.10, ch đ xác lp ca b STATCOM đc rút ra nh sau:
Ging nh b SVC, phng trình th nht mô t ch đ làm vic ca b
STATCOM nó mô t chc nng điu khin đin áp. Trong gii hn điu khin đc
Máy bin áp
ghép b
Nút h thng
I
q
V
V
T
V
dc
I
V
q
d
I
d
I
q
V

T
B bin đi
ngu
n đin áp
(VSC)
_

+
HUTECH
24

biu din bng dòng đin nh nht (I
stamin
) và dòng đin ln nht (I
stamax
V
), biên đ
đin áp  nút nhánh đin áp cao thì đc điu khin theo hàm tuyn tính nh sau:
hsta
 = V
staref
+ a
sta
I
sta
T đng đc tuyn đc cho trong hình 2.11, có th nhn thy rng gii
hn làm vic ca mt b STATCOM thì có liên quan đn dòng đin ca b
STATCOM:
(2.5)
I

stamin
≤ I
sta
≤ I
stamax
Nu dòng đin ca b STATCOM mà vt phm vi gii hn cho phép trong
phng trình (2.6) thì dòng đi n STATCOM lúc by gi s đc gán bng dòng
đin gii hn thích ng (nu I
(2.6)
stamin
≥ I
sta
thì nó s gán I
sta
= I
stamin
; nu I
sta
≥ I
stamax

thì nó s gán I
sta
= I
stamax
Phng trình th 2 mô t ch đ xác lp ca b STATCOM đc kt hp
vi công sut tác dng bm vào  nút đin áp thp ca b STATCOM. Do tn hao
công sut tác dng trong b STATCOM quá nh nên cho phép b qua [9].
) và lúc này dòng đin STATCOM nó hot đng ging nh
ngun dòng không đi.

P
lsta
 phng trình 2.7, P
= 0 (2.7)
lsta

là công sut tác dng bm vào bên trong máy bin
áp ghép b t nút đin áp thp ca nó.










Hình s 2.11: c tính V-I ca b STATCOM
V
hsta

V
refsta
Bo v quá
đin áp
Bo v đin
áp thp
I
sta

I
stamin
I
stamax
Dung kháng
Cm kháng