MỘT số THIẾT bị bù CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG điều CHỈNH điện áp TRONG lưới điện PHÂN PHỐI

1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI PHÂN PHỐI
1.1. Lưới điện phân phối
Hệ thống điện (HTĐ) là tập hợp các phần tử tham gia vào quá trình sản
xuất, truyền tải và tiêu thụ năng lượng. Các phần tử của HTĐ được chia thành
hai nhóm:
- Các phần tử lực: bao gồm các phần tử làm nhiệm vụ sản xuất, biến
đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng như máy phát điện, đường dây
tải điện và các thiết bị dùng điện.
- Các phần tử điều khiển: bao gồm các phần tử làm nhiệm vụ điều
khiển, điều chỉnh trạng thái HTĐ như điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ,
điều chỉnh tần số, điều chỉnh điện áp, bảo vệ rơle, tự động hóa
1.2. Ảnh hưởng của điện áp trong hoạt động của lưới điện
1.2.1. Ảnh hưởng chung của lưới điện
Điện áp là một chỉ tiêu quan trong hàng đầu để đánh giá chất lượng
điện năng cung cấp. Thực tế cho thấy chất lượng cung cấp điện bị ảnh hưởng
đáng kể bởi chất lượng điện áp cung cấp cho khách hàng, nó bị tác động bởi
các thông số trên đường dây khác nhau. Có thể có các dạng như: sự biến đổi
dài hạn của điện áp so với điện áp định mức, điện áp thay đổi đột ngột, những
xung dốc dao động hoặc điện áp ba pha không cân bằng. Hơn nữa tính không
đồng đều như tần số thay đổi, sự không tuyến tính của hệ thống hoặc trở
kháng phụ tải sẽ làm méo dạng sóng điện áp, các xung nhọn do các thu lôi
sinh ra cũng có thể được lan truyền trong hệ thống cung cấp. Các trường hợp
này được mô tả trong Hình 1.2.
2

Hình 1.1. Dạng sóng điện áp lý tưởng và các thay đổi thông số lưới điện

1.2.2. Ảnh hưởng của điện áp nút đến phụ tải
1.2.2.1. Dao động điện áp

Dao động điện áp là sự biến thiên của điện áp xảy ra trong khoảng thời
gian tương đối ngắn. Được tính theo công thức:
max min
n
U - U
ΔU = 100 (%)
U
; (1.1)
1.2.2.2. Độ lệch điện áp
1) Độ lệch điện áp tại phụ tải
Là giá trị sai lệch giữa điện áp thực tế U trên cực của các thiết bị điện
so với điện áp định mức U
n
của mạng điện và được tính theo công thức:
n
n
U - U
= . 100
U
ν
(%); (1.6)
2) Độ lệch điện áp trong lưới hạ áp
Lưới phân phối hạ áp cấp điện trực tiếp cho hầu hết các thiết bị điện.
Trong lưới phân phối hạ áp các thiết bị điện đều có thể được nối với nó cả về
không gian và thời gian (tại bất kỳ vị trí nào, bất kỳ thời gian nào). Vì vậy trong
toàn bộ lưới phân phối hạ áp điện áp phải thỏa mãn tiêu chuẩn: ν
-
≤ ν
-
≤ ν

+
.
3

∆UH
B
A
ν
Pmin
1
2
3
∆U
H1
∆U
H2
Pmax
P
+
ν
−
νB νA
L íih¹¸p
ν
ν
+
ν
−
Tr¹mph©nphèi
MiÒnCL§A

MiÒnCL§A
Hình 1.2. Vùng chất lượng điện áp Hình 1.3. Chế độ làm việc trong miền
CLĐA

3) Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối
Phân tích lưới phân phối với cấu trúc như hình vẽ sau:

E
∆U
TA
MBA PP
∆U
H
Ε
p
∆U
B
B A
MBAnguån
∆U
TA1
∆U
TA2
∆U
B1
∆U
B1
∆U
H2
∆U

H1
Εp
Ε
1
Ε
2
0
1
2
§Dtrung¸p
L íih¹¸p
ν
B
ν
A
ν
+
ν
−
Hình 1.4. Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối
4) Ảnh hưởng của điện áp đến sự làm việc của phụ tải
1- Đối với động cơ:
Mô men của động cơ không đồng bộ tỷ lệ với bình phương điện áp U
đặt vào động cơ. Đối với động cơ đồng bộ khi điện áp thay đổi làm cho
4
momen quay thay đổi, khả năng phát công suất phản kháng của máy phát và
máy bù đồng bộ giảm đi khi điện áp giảm quá 5% so với định mức. Vì vậy bất
kỳ sự thay đổi điện áp nào cũng tác động không tốt đến sự làm việc của các
động cơ.
2. Đối với thiết bị chiếu sáng

Hình 1.5. Đặc tính của đèn sợi đốt
3. Đối với nút phụ tải tổng hợp
Khi thay đổi điện áp ở nút phụ tải tổng hợp bao gồm các phụ tải thành
phần thì công suất tác dụng và phản kháng do nó sử dụng cũng biến đổi theo
đường đặc tính tĩnh của phụ tải, hình 1.10.

0
P, Q
U
Q
P
U
n
U
gh
Hình 1.6. Sự phụ thuộc của P, Q vào điện áp
4. Đối với hệ thống điện
Sự biến đổi điện áp ảnh hưởng đến các đặc tính kỹ thuật của hệ thống
điện. Điện áp giảm sẽ làm giảm công suất phản kháng do máy phát điện và
các thiết bị bù sinh ra. Đối với máy biến áp, khi điện áp tăng, làm tăng tổn
5
thất không tải, tăng độ cảm ứng từ trong lõi thép gây phát nóng cục bộ. Khi
điện áp tăng quá cao có thể chọc thủng cách điện.
1.3.Những giải pháp điều chỉnh điện áp thông dụng
1. Điều chỉnh điện áp máy biến áp bằng cách điều chỉnh đầu phân áp cố định
hoặc bằng thiết bị tự động điều áp dưới tải.
2. Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và
máy biến áp bổ trợ.
3. Sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng.

Trong các phương pháp trên chúng ta thấy rằng việc điều chỉnh điện áp
đầu ra của máy biến áp hay sử dụng các máy biến áp bổ trợ là phương pháp
truyền thống được sử dụng từ lâu. Tuy nhiên nó chỉ có hiệu quả điều chỉnh ở
một mức độ nào đó, nghĩa là phạm vi điều chỉnh hẹp, trong nhiều trường hợp
nó không đáp ứng được yêu cầu đối với nhiều nút phụ tải trên lưới. Trong khi
đó phương pháp điều chỉnh điện áp bằng cách bù công suất phản kháng có thể
điều chỉnh rộng và linh hoạt hơn, vì thế nó đang được tập trung nghiên cứu để
áp dụng những công nghệ bù CSPK mới vào trong lưới điện.
1.4 Kết luận chương 1
Qua phân tích ở trên cho thấy: giá trị điện áp nút trong lưới phân phối
là một trong những thông số cơ bản và đặc biệt quan trọng, là một trong
những thông số được tính chọn ngay từ giai đoạn thiết kế. Tùy theo các tiêu
chí đề ra mà điện áp nút được chọn một giá trị khác nhau, không nhất thiết
bằng giá trị định mức mà có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Mặt khác, trong vận
hành, tùy theo mỗi kịch bản mà điều độ hệ thống yêu cầu thì giá trị điện áp
nút sẽ được điều chỉnh lại. Nói một cách dễ hiểu là điều chỉnh điện áp nút là
bài toán phải quan tâm triệt để trong hoạt động của hệ thống điện. Đối với
mạng điện phân phối, điều chỉnh điện áp nút còn có thêm ý nghĩa cho vấn đề
nâng cao chất lượng điện năng – đáp ứng đòi hỏi của tải khách hàng, và giảm
các tổn thất trong mạng điện – nâng cao tính kinh tế cho phía người bán điện,
6
giảm áp lực cho nguồn cung cấp. Tóm lại, điều chỉnh điện áp nút mang lại lợi
ích to lớn cho xã hội.
Việc điều chỉnh điện áp có thể được điều chỉnh bằng nhiều phương
pháp và các thiết bị khác nhau. Đầu tiên là phải kể tới phương pháp bù tự
nhiên hay điều chỉnh đầu phân áp máy biến áp, nhưng trong phạm nghiên cứu
ta không xét tới hai phương pháp này vì xem như nó đã thực hiện hết khả
năng. Tiếp theo là kể đến các phương pháp bù (điều chỉnh điện áp) nhân tạo
thực hiện bằng các bộ biến đổi điện tử kết hợp với thiết bị bù cuộn cảm hay tụ
điện tĩnh. Không xét các trường hợp bù sử dụng máy điện quay (máy bù đồng

bộ). Lịch sử phát triển các thiết bị bù có điều khiển thông qua thiết bị điện tử
đến nay có khá nhiều thế hệ và ngày càng tỏ rõ ưu việt vượt trội. Ban đầu,
công suất bù được điều chỉnh thông qua điều chỉnh giá trị dòng điện bù nhờ
các bộ biến đổi có chất lượng không cao, dòng bù không sin nên hiệu quả bù
thấp. Mặt khác, dòng phía lưới cũng không sin làm ô nhiễm lưới (ô nhiễm
sóng hài) ảnh hưởng lớn đến các hoạt động của lưới điện trên một phạm vi
rộng. Phạm vi của đề tài chỉ tập trung nghiên cứu các thiết bị bù trong lưới
phân phối nhằm nâng cao chất lượng bù mà thiết bị bù là có sử dụng bộ biến
đổi cho việc điều chỉnh dòng bù.
7
CHƯƠNG 2
MỘT SỐ THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
2.1. Tổng quan về thiết bị bù công suất
Vào năm 1980 khi ra đời hệ FACTS (Flexible Alternating Current
Transmission System), một loại các thiết bị bù công suất nhằm sửa lỗi cục bộ
đã trở thành một cách mạng kỹ thuật để giải quyết bài toán cân bằng công
suất một cách triệt để trên phạm vi toàn hệ thống, giảm nhẹ áp lực cho máy
phát, nâng cao độ ổn định hệ thống. Các thiết bị bù trong FACTS có rất nhiều
loại và cách phân biệt khác nhau. Trong đó, phân biệt rõ nhất là theo cách đấu
nối : nhóm mắc nối tiếp , nhóm mắc song song , nhóm mắc hỗn hợp.
• Nhóm mắc nối tiếp:
• Nhóm mắc song song :
• Nhóm mắc hỗn hợp :
2.1.1. Nguyên lý hoạt động của các thiết bị trong FACTS
1- Thiết bị bù nối tiếp
Nguyên lý truyền tải điện năng trên đường dây có thể được trình bày
dựa trên trên sơ đồ hình 2.1 và hình 2.2
Hình 2.1. Quá trình truyền tải điện năng trên đường dây
Trong đó:

8
- V
S
và ϕ
S
là điện áp và góc pha của nguồn,
- V
r
và ϕ
r
là điện áp và góc pha của hộ tiêu thụ,
Do đường dây có điện kháng X
L
nên sau khi truyền tải một khoảng
cách thì điện áp V
s
và V
r
sẽ lệch nhau một góc δ.
Hình 2.2. Nguyên lý truyền tải điện năng
 Bộ bù bằng tụ mắc nối tiếp điều khiển bằng thyristor (TCSC).
Sơ đồ cấu trúc của một TCSC được mô tả như trên hình 2.3
Hình 2.3. Sơ đồ cấu trúc của TCSC
 Bộ bù đồng bộ tĩnh mắc nối tiếp ( SSSC).
Cấu trúc của SSSC bao gồm bộ VSI, tụ điện một chiều, máy biến áp kết
nối. SSSC kết nối nối tiếp vào hệ thống điện như trên hình 2.4.
9
Hình 2.4. Sơ đồ cấu trúc của SSSC
2- Các thiết bị bù song song
Những ứng dụng của các thiết bị này trong truyền tải, phân phối và

mạng công nghiệp :
- Giảm nhỏ dòng công suất phản kháng không mong muốn và do đó
giảm thiểu được tổn thất trong mạng.
- Bù cho tải tiêu thụ và nâng cao chất lượng điện năng đặc biệt là với
những phụ tải có yêu cầu cao về độ dao động như máy công nghiệp, nhà máy
nung thép, hay hệ thống xe điện ngầm,
- Tăng khả năng ổn định tĩnh và ổn định động.
 Bộ bù tĩnh SVC (Static Var Compensators )
SVC là thiết bị bù song song, sử dụng thyristor để đóng cắt tụ điện tĩnh,
cảm kháng kết nối với đường dây như trên hình 2.7
Hình 2.5. Sơ đồ cấu trúc và đặc tính hoạt động của SVC
10
 Bộ bù đồng bộ tĩnh Statcom
Statcom là thiết bị bù song song dựa trên nguyên tắc hoạt động của bộ
nghịch lưu nguồn áp VSI. Cấu trúc của mạch lực Statcom bao gồm máy biến
áp kết nối, bộ nghịch lưu nguồn áp VSI, tụ điện một chiều.
Hình 2.6. Sơ đồ cấu trúc và đặc tính hoạt động của Statcom
Trên thực tế có hai loại Statcom được phân loại theo công nghệ VSI sử dụng
trong Statcom. Đó là Statcom thông thường và PWM Statcom.
Nguyên lý hoạt động của Statcom như sau:
Statcom hoạt động ở hai chế độ được thể hiện ở sơ đồ trên hình 2.9
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý làm việc của Statcom
11
2.1.2. Nhận xét:
Trên đây đã cho thấy một bức tranh khá đầy đủ về chức năng và đặc
điểm của các thiết bị bù công suất nói chung và bù CSPK nói riêng trong hệ
FACTS. Theo mục tiêu của luận văn là nâng cao chất lượng cho thiết bị điều
chỉnh điện áp trong lưới phân phối ta chọn đối tượng nghiên cứu thuộc nhóm
thiết bị nối song song là hợp lý hơn cả. Bởi lẽ:
- Kết nối thiết bị với lưới đơn giản, các đóng cắt không bẻ gẫy cấu

trúc lưới
- Vị trí kết nối linh hoạt, phù hợp cho bù phân tán
- Dung lượng bù tùy chọn theo thiết kế
Tuy nhiên, trong phạm vi cho phép của luận văn tác giả chỉ giới hạn
nghiên cứu xây dựng một thiết bị bù CSPK dựa trên nền tảng cấu trúc của
chỉnh lưu tích cực PWM có khả năng trao đổi CSPK với lưới theo hai chiều
AC/DC/AC có tên gọi là BDPC (BiDirectional Power Converter). So sánh với
thiết bị SVC và Statcom.
2.2. Xây dựng cấu trúc mạch lực thiết bị BDPC - BESS
2.2.1. Giới thiệu chung
- Thiết bị điện tử công suất PCS (power conditioning system), trong
trường hợp này sử dụng bộ biến đổi công suất hai chiều (đôi khi gọi là biến
tần 4Q), cụ thể hơn là bộ chỉnh lưu PWM cầu ba pha IGBT-Diode;
- Kho tích trữ năng lượng dùng ác quy. Những trường hợp khác có thể
dùng siêu tụ hay kho từ bằng các cuộn cảm siêu dẫn…
Cấu trúc mạch lực BESS được mô tả trên hình 2.14
12
Hình 2.8. Cấu trúc mạch lực của BESS
2.2.2. Bộ biến đổi công suất
2.2.3. Điện cảm đầu ra của bộ biến đổi công suất
2.2.4. Kho trữ năng lượng một chiều
2.3. Mô hình bộ biến đổi BDPC-BESS trong lưới điện phân phối
Từ sơ đồ hình 1.1, nếu tách riêng ta có thể được mô tả lưới phân phối với
dạng đơn giản nhất như sơ đồ hình 2.22, trong đó có thêm kết nối của thiết bị
BDPC-BESS.
Hình 2.9. Sơ đồ lưới phân phối có kết nối thiết bị BDPC
Từ hình 2.23, có thể coi BDPC như một nguồn áp tại điểm kết nối PCC
với mạch điện điện ba pha như hình 2.24a, bộ biến đổi BESS được mô tả như
hình 2.24b [25],[27].
13

Hình 2.10
a) Thay thế BDPC như một nguồn áp tại PCCi
b) Cấu trúc bộ biến đổi BDPC
(2.6)
suy ra:
1
dq
Bd Bd Bd Bd PCCd
dq
Bq Bq Bq Bq PCCq
d T
u i i i u
d
R L T L
u i i i u
dt dt
−
 
         
 
 
= + + +
         
 
         
(2.7)
2.4. Cấu trúc hệ điều khiển BDPC-BESS
14
2.4.1. Mô hình cấu trúc bộ điều khiển
Hình 2.11. Cấu trúc điều khiển hệ BESS trong mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ

2.4.2. Nguyên lý xác định góc pha vector điện áp
a
α
b
c
1 1
u
1 - -
u
2
2 2
= u
u
3
3 3
0 -
u
2 2
β
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
(2.11)
và biểu diễn thông qua đồ thị vector như hình 2.30
A
Hình 2.12. Biểu diễn các đại lượng vector trên tọa độ dq tựa điện áp
15
2.4.3. Điều chế vector không gian SVM cho hệ BESS
2.4.4. Thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện cho hệ BESS
2.4.5. Cấu trúc bộ điều chỉnh kiểu PI
Từ mô hình BDPC-BESS ta viết hệ phương trình mạch vòng dòng điện
trong hệ tọa độ quay dq:
Bd
Bd Bd PCCd Bq
Bq
Bq Bq PCCq Bd
di
u Ri L u L i
dt
di
u Ri L u L i
dt
ω
ω

= + + −





= + + +


(2.21)
2.4.6. Bộ điều chỉnh kiểu Dead-Beat
Bộ điều chỉnh dòng điện được thiết kế có cấu trúc PI ở trên triệt tiêu
được sai lệch tĩnh, tuy nhiên thời gian đáp ứng chậm. Để cải thiện thời gian
đáp ứng hệ thống và vẫn đảm bảo được chất lượng hệ thống, luận án đưa ra
phương pháp thiết kế bộ điều chỉnh dòng kiểu Dead-Beat (thực chất đây chỉ là
một trường hợp riêng của phương pháp điều khiển đáp ứng hữu hạn [13]), nội
dung phương pháp được trình bày như sau:
Phương trình (2.21) có thể được viết lại dưới dạng mô hình trạng thái
như sau:
( )
( )
Bd
Bd s Bq Bd PCCd
L
Bq
s Bd Bq Bq PCCq
L
di
1 1
=- i +ω i + u -u
dt T L
di
1 1
=-ω i - i + u -u
dt T L








(2.26)
Trong đó: i
Bd
, i
Bq
là các biến trạng thái.
2.4.7. Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp tại điểm kết nối chung PCC
( )
( )
S
Bd s Bq PCCd Nd
S S
S
Bq s Bd PCCq Nq
S S
R
1
0=- i +ω i + u -u
L L
R
1
0=- i -ω i + u -u
L L








(3.37)
16
2.4.8. Bộ điều khiển công suất tác dụng
+ Trong hệ tọa độ abc:
P = u
a
i
a
+ u
b
i
b
+ u
c
i
c
(3.41)
+ Trong hệ tọa độ tĩnh αβ:
P = u
α
i
α
+ u

β
i
β
(3.42)
+ Trong hệ tọa độ quay dq:
P = 1,5(u
d
i
d
+ u
q
i
q
) (3.43)
Đầu ra của bộ điều chỉnh công suất tác dụng sẽ là lượng đặt cho thành
phần dòng theo kênh d, hình 3.42.
Hình 2.13. Cấu trúc điều khiển công suất tác dụng
2.5. Kết luận chương 2
Chương 2 đưa ra mô hình cấu trúc lưới phân phối có kết nối BDPC và
điều khiển hệ BDPC được xây dựng trong hệ tọa độ dq thông qua phép
chuyển hệ tọa độ. Điều này rất thuận lợi cho việc thiết kế các bộ điều chỉnh
do các đại lượng dòng điện và điện áp trong hệ toạ độ này là các thành phần
một chiều. Đầu ra bộ điều chỉnh dòng là lượng đặt cho khâu điều chế vector
không gian SVM phát xung điều khiển các van bán dẫn nhằm đạt được chất
lượng đầu ra cao nhất của bộ biến đổi công suất. Đặc biệt, chế độ nghịch lưu
đảm bảo cho điện áp là gần sin nhất, không lẫn sóng hài – Đây là yếu tố quan
trọng nhất để xác nhận cho BDPC có khả năng điều chỉnh điện áp với chất
lượng cao.
17
Nhiệm vụ chính của đề tài đã được giải quyết tại chương 2 là thiết kế

được bộ điều chỉnh dòng theo hai phương pháp khác nhau theo kiểu PI và
kiểu Dead-Beat. Đồng thời, thiết kế một số các Bộ điều chỉnh vòng ngoài
thực hiện chức năng công nghệ của hệ BDPC, nhằm đạt được một cấu hình
BDPC hoàn chỉnh áp dụng cho lưới phân phối:
- Bộ điều khiển điện áp tại điểm kết nối chung PCC, bù công suất phản
kháng để nâng cao chất lượng điện áp.
- Mặt khác, bộ điều khiển công suất tác dụng, điều khiển quá trình
phóng/nạp năng lượng của ắc quy, hỗ trợ lưới trong giờ cao điểm;
Đầu ra bộ điều chỉnh vòng ngoài là lượng đặt cho bộ điều chỉnh dòng
điện.
Tiếp theo sang chương 3, kiểm chứng các nghiên cứu lý thuyết thông
qua mô phỏng bằng Matlab-Symulink.
18
CHƯƠNG 3
MÔ HÌNH HÓA MÔ PHỎNG MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỀU CHỈNH
ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
3.1. Mô phỏng hoạt động của BDPC trong lưới điện phân phối
3.1.1. Cấu trúc hệ thống
Hình 3.1. Mô hình cấu trúc lưới phân phối với BDPC
3.1.2. Thiết kế các khối chính
- Khối nguồn: Nguồn được chọn loại 3 pha tần số 50Hz, công suất 300
MW, điện áp 22 kV.
- Khối đường dây và tải: Đường dây 3 pha điện áp 22 kV xoay chiều
tần số 50 HZ từ nguồn đến tải có thông số ghi trên bảng 3.1
Mạch lực khối BDPC được thiết kế có cấu trúc như sau, hình 3.2
Hình 3.2. Cấu trúc mạch lực của BDP
19
Hình 3.3. Cấu trúc bộ điều khiển vòng ngoài cho bộ điều dòng điện kiểu PI
Hình 3. 4. Cấu trúc bộ điều khiển dòng điện kiểu PI
Khối điều khiển có bộ điều khiển dòng theo kiểu D-B, sơ đồ cấu trúc

như sau, hình 3.5
20
Hình 3. 5. Cấu trúc bộ điều khiển vòng ngoài cho bộ điều dòng điện kiểu D-B
Hình 3. 6. Cấu trúc bộ điều khiển dòng điện kiểu D-B
3.1.3. Kết quả mô phỏng
Những giả thiết:
Giá trị điện áp tính trong hệ đơn vị tương đối (pu),
Tổng thời gian mô phỏng 1,6s,
21
Điện áp phía nguồn thay đổi theo kịch bản U* có số liệu như sau:
t (s) 0 0,4 0,8 1,2 1,6
U (pu) 1,0 1,065 0,93 1,0 1,0
Các kết quả mô phỏng thu được:
Khi chưa các tác động của BDPC, điện áp đo được trên lưới tại điểm PCC2
như hình 3.6. Quan sát ta thấy có lượng sụt áp nhỏ trên đường dây 2 km từ
đầu nguồn đến PCC2.
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Time (s)
U*PCC1 (pu)
Hình 3.7. Điện áp lưới phía tải đo tại PCC2 khi không có BDPC
Khi có tác động của BDPC, CSPK được BDPC phát hay hấp thu tùy theo điện
áp giảm hay tăng như hình 3.7 nên đã điều chỉnh giá trị điện áp bám theo giá
trị định mức. U* ≈ 1, hình 3.8 và hình 3.9.

0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
-500
0
500
1000
1500
Time (s)
Q (MVAr)
Hình 3.8. BDPC phát công suất phản kháng điều chỉnh ổn định điện áp trên
tải
22
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Time (s)
U* PCC1 (pu)
Hình 3.9. Điện áp lưới phía nguồn đo tại PCC1
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2

Time (s)
U* PCC2 (pu)
Hình 3.10. Điện áp lưới phía tải đo tại PCC2 khi có BDPC
Dòng điện bù của BDPC trong các chế độ phát hay hấp thu CSPK luôn đảm
bảo sin, hình 3.10
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
Time (s)
i BDPC (A)
Hình 3.11. Dòng điện bù của BDPC
Trước thời điểm 0,8s, điện áp lưới cao hơn định mức U* = 1.065, BDPC hấp
thu CSPK (cảm kháng), ta thấy dòng điện pha A (màu đỏ) chậm sau điện áp
(màu xanh) 90
0
. Sau thời điểm 0,8s , điện áp thấp hơn hơn định mức U* =
23
0,93 dòng điện chuyển sang vượt trước điện áp 90 độ tương ứng với chế độ
BDPC phát CSPK (dung kháng). Kết quả mô phỏng chỉ ra trên hình 3.11
0.78 0.8 0.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96 0.98
-1
-0.5
0
0.5
1

Time (s)
u BDPC (pu), i BDPC (pu/1000)
ua
ia
Hình 3.12. Điện áp và dòng điện bù của BDPC
Đánh giá chất lượng điện năng, dòng và áp của BDPC thông qua phân tích
FFT trong Matlab cho thấy tiêu chuẩn IEEE-519 luôn được đảm bảo, THD =
3,71% (nhỏ hơn 5%).
3.2. Mô phỏng hoạt động của SVC trong lưới điện phân phối
3.2.1. Cấu trúc hệ thống
Tương tự như 3.1.1, cấu trúc mô phỏng hoạt động của SV trong lưới điện
phân phối được thiết kế bằng phần mềm Matlab-Simulink như hình 3.14
Hình 3.13. Cấu trúc mô phỏng trạm SVC trong lưới phân phối
24
.
Firing pulses
TCR
3
C
2
B
1
A
g
a
k
ThCA-
g
a
k

ThCA+
g
a
k
ThBC-
g
a
k
ThBC+
g
a
k
ThAB-
g
a
k
ThAB+
[Cm]
[Cp]
[Bm]
[Bp]
[Am]
[Ap]
[Cm]
[Cp]
[Bm]
[Bp]
[Am]
[Ap]
Demux

1
P
Hình 3.14. Cấu trúc mô phỏng khối TCR
Khối TSC:
KhốiTSC được điều khiển đóng cắt bằng Thyristor. Khi ta cho TSC luôn dẫn
bằng cách đặt độ dẫn B của nó bằng 1, thì TSC sẽ trở thành FC. Cả 3 bộ FC
sẽ phát cố định một lượng công suất phản kháng (26 + 19 +15) = 60 MVAr.
Cấu trúc mô phỏng như trên hình 3.16
Firing pulses
FC1
3
C
2
B
1
A
g
a
k
ThCA-
g
a
k
ThCA+
g
a
k
ThBC-
g
a

k
ThBC+
g
a
k
ThAB-
gm
ak
ThAB+
Lca
Lbc
Lab
Vth_TSC1ab
[Cm]
[Cp]
[Bm]
[Bp]
[Am]
[Ap]
[Cm]
[Cp]
[Bm]
[Bp]
[Am]
[Ap]
Demux
CcaCbc
Cab
1
P

Hình 3.15. Cấu trúc mô phỏng khối TSC
25
Hình 3.16. Cấu trúc mô phỏng khối điều khiển SVC
Hình 3.17. Khối điều chỉnh điện áp
Hình 3.18. Khối phát xung điều khiển các Thyristor của TCR và TSC
3.2.2. Kết quả mô phỏng
Khi chưa các tác động của SVC, điện áp đo được trên lưới tại điểm PCC2 như
hình 3.18 phản ánh trung thực kịch bản U*
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Time (s)
U* PCC1 (pu)
Hình 3.19. Điện áp lưới đo tại PCC2 khi SVC chưa tác động