Ưngs dụng thiết bị TCSC trong hệ thống điện

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
93
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG T

RESEARCH ON UTILIZATION TCSC TO INCREASE POWER TRANSFER
CAPACITY OF 500 KV VIETNAM POWER SYSTEM

SVTH:
05DHT, Khoa hoa
GVHD: ThS.
Khoa hoa


-
hệ thống truyền tải điện xoay chiều lin
, giảm dao động công suất, sụp đổ điện áp và loại trừ cộng hưởng
dưới đồng
(HTĐVN).
ABSTRACT
Thyristor-Controlled Series Capacitors (TCSC) is one of the most effective Flexible AC
Tranmission System (FACTS) devices.It offers smooth and flexible control of the line impedances.
Therefore, TCSC can allow to increase power transfer capacity, improve transient stability as well
as reduce damping of power swings, voltage collapse, sub-synchronous resonance. This research
focuses on the usilization of TCSC to increase power transfer capacity of 500kV VietNam power
system.
1.
Khả năng truyền tải của đường dây siêu cao áp và các tiêu chí kỹ thuật liên quan
như điện áp vận hành, ổn định, tổn thất công suất trên đường dây, là những vấn đề được
các nhà nghiên cứu, kỹ sư thiết kế, vận hành đặt biệt quan tâm. Hệ thống điện 500kV Việt
Nam được xây dựng và đư vào vận hành từ năm 1994, sau hơn 15 năm vận hành hệ thống

này được liên tục mở rộng và phát triển ( hệ thống gồm có
7650 MVA) nhằm đáp ứng yêu cầu
truyền tải, cung cấp điện cho phụ tải của cả nước.Qua quá trình thực tế vận hành hệ thống
điện đã xuất hiện các chế độ vận hành mà công suất truyền tải trên đường dây khá lớn -
mùa hè, các hồ của nhà máy thủy điện ở Miền Bắc thiếu nước không thể phát đáp ứng yêu
cầu phụ tải nên phải và miền Trung ra miền Bắc-
làm cho các đường dây bị quá tải,điện áp tại một số nút trên đường dây giảm thấp dễ dẫn
đến mất ổn định điện áp.Từ thực tiễn vận hành đặt ra yêu cầu cho các nhà nghiên cứu và
kỹ sư phải tìm ra giải pháp để nâng cao khả năng truyền tải của đường dây 500kV Việt
Nam. tổng trở đường dây
.
.

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
94
2. Mô hình hóa TCSC
TCSC là thiết bị mắc nối tiếp với đường dây, gồm tụ điện được nối song song
với một điện cảm điều khiển bằng cách thay đổi góc mở của thyristor.

1: Mô hình của t
Công suất tác dụng truyền tải trên đường dây:
12
12
sin( )
LC
UU
P
XX





Khi thay đổi góc mở của thyristor ta có thể thay đổi được dòng điện chạy qua tụ
điện, từ đó thay đổi được dung kháng của thiết bị TCSC, vì vậy khi lắp đặt thiết bị TCSC
nối tiếp trên đường dây thì có thể tăng công suất truyền tải.
Khả năng giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định tĩnh cũng được nâng cao khi
đặt thiết bị TCSC
12
maxgh
LC
UU
PP
XX



Khi đặt TCSC thì đường đặc tính công suất P(δ) được nâng cao, do đó khả năng ổn
định động cũng được tăng lên

H 2: Đặc tính P(δ) khi lắp đặt và không lắp đặt TCSC
Việc đặt TCSC vào hệ thống làm cho hệ thống vận hành linh hoạt hơn, cải thiện
điện áp của hệ thống vào giờ cao điểm khi điện áp bị giảm thấp. Ngoài ra còn có khả năng
giảm dao động công suất, sụp đổ điện áp và loại trừ cộng hưởng dưới đồng bộ.
3. Xây dựng mô hình toán học TCSC
Giả sử thiết bị TCSC được nối vào giữa 2 điểm l và r:
L
C
P
δ
o

P
T

δ
Khi không có TCSC
Khi có TCSC
P’
T


Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
95

3: Mô hình TCSC khi lắp đặt vào đường dây
Dòng điện qua thyristor của thiết bị TCSC [2]

(1)
0
cos
4
cos cos( ) cos( )
cos( )
a
a
thy
a
I A t A t t d t



   
 





(1)

2
2
2 sin(2 ) 4Acos (2 ) tan( ) tan( )
1
a a a a a
k
A
     
  

   

   

   
(2)
Với:
a
  

: góc dẫn của thyristor

2
0
22
0
A




;
2
0
1
LC



Dòng điện qua thyristor ở tần số cơ bản có thể viết:

(1) (1)
os( )
thy thy
i I c t


(3)
Điện áp đặt lên TCSC
S (1)TC C
V

,bằng điện áp đặt lên tụ điện.
của TCSC được xác định:

S (1) a (1) thy(1)
S (1)
ee
X X ( os t I cos t)
os t
TC C C c p C
TC C
lin lin
V j I j c
X
I I c


  
  
(4)
   
2
12
2( ) sin2( ) os ( ) tan[ ( ) tan( )
C
X C C c
           
          
(5)
:
X

CL
LC
CL
X
X
XX


(6)
0




(7);

1
C LC
XX
C



(8)
2
2
4X
LC
L
C

X



(9)

1
2
(2 1)( )
2
n LC




với n=1,2,3…. (10)

4: thyristor
Rlr
Xlr
L
C
V
r
I
r
V
l

I

l