Nghiên cứu mô hình thiết bị bù tĩnh (SVC) trong tính toán và điều khiển để nâng cao chất lượng điện trong hệ thống điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.37 MB, 138 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN XUÂN THẮNG
NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH THIẾT BỊ BÙ TĨNH (SVC)
TRONG TÍNH TOÁN VÀ ĐIỀU KHIỂN ĐỂ NÂNG CAO
CHẤT LƯỢNG ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
TS. Đinh Quang Huy
Hà Nội – Năm 2014
Luận văn thạc sĩ
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các kết quả tính toán là hoàn toàn trung thực không có sự sao chép. Để hoàn
thành luận văn tôi chỉ sử dụng các tài liệu được liệt kê trong danh mục tài liệu tham
khảo, và hoàn toàn không sao chép lại một đề tài nào đã được thực hiện và công bố trước
thời điểm hoàn thành của luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Học Viên
Nguyễn Xuân Thắng
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ........................ 3
1.1.
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN .................................................................. 3
1.1.1. TỔNG QUAN ................................................................................................ 3
1.1.2. CƠ SỞ CHUNG LƯỚI TRUYỀN TẢI ......................................................... 3
1.1.3. ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI XOAY
CHIỀU............................................................................................................ 3
1.1.4. ĐIỀU KHIỂN LINH HOẠT LƯỚI TRUYỀN TẢI XOAY CHIỀU ............ 7
1.1.5. CÁC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ FACTS TRÊN LƯỚI
TRUYỀN TẢI ................................................................................................ 9
1.2.
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG .......... 10
1.2.1. PHÂN TÍCH ĐƯỜNG DÂY XOAY CHIỀU KHÔNG BÙ ....................... 11
1.2.1.1.
Tổng quan ............................................................................................. 11
1.2.1.2.
Các phương trình đường dây truyền tải ................................................ 12
1.2.2. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG THỤ ĐỘNG ....................................... 16
1.2.3. BÙ BẰNG TỤ NỐI TIẾP TẠI ĐIỂM GIỮA CỦA ĐƯỜNG DÂY ........... 18
1.2.4. BÙ NGANG TẠI ĐIỂM GIỮA ĐƯỜNG DÂY ......................................... 20
1.2.5. SO SÁNH GIỮA BÙ NỐI TIẾP VÀ BÙ NGANG BẰNG TỤ .................. 22
1.3. MỘT SỐ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG LINH
HOẠT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN (FACTS). ........................................................... 25
1.3.1. THIẾT BỊ BÙ TĨNH ĐIỀU KHIỂN BẰNG THYRISTOR (SVC – STATIC
VAR CONPENSATOR). ............................................................................. 25
1.3.2. THIẾT BỊ BÙ DỌC ĐIỀU KHIỂN BẰNG THYRISTOR (TCSC –
THYRISTOR CONTROLLED SERIES CAPACITOR) ............................ 27
1.3.3. THIẾT BỊ BÙ TĨNH STATCOM (STATIC SYNCHRONOUS
COMPENSATOR). ...................................................................................... 28
CHƯƠNG II: THIẾT BỊ BÙ TĨNH SVC ........................................................................ 30
2.1.
CÁC ỨNG DỤNG CỦA SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ............................ 30
2.1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.............................................................................................. 30
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
2.1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA SVC .............................................................. 31
2.2.
2.1.2.1.
Điều chỉnh điện áp và trào lưu công suất ............................................. 31
2.1.2.2.
Ổn định dao động công suất hữu công ................................................. 32
2.1.3.
Tăng khả năng tải của đường dây ......................................................... 32
2.1.4.
Cân bằng các phụ tải không đối xứng .................................................. 34
2.1.5.
Cải thiện ổn định sau sự cố ................................................................... 34
THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC .............................................. 35
2.2.1. CẤU TẠO PHẦN TỬ TCR (THYRISTOR CONTROLLER REACTOR)35
2.2.2. CẤU HÌNH SVC-FC-TCR .......................................................................... 50
2.2.3. CẤU HÌNH SVC-MSC-TCR....................................................................... 55
2.2.4. CẤU TẠO PHẦN TỬ TSC (THYRISTOR SWITCH CAPACITOR) ....... 57
2.2.4.1. Chuyển mạch tụ và điện áp nguồn ...................................................... 57
2.2.4.2. Chuyển mạch cho tụ mắc nối tiếp với kháng...................................... 58
2.2.4.3. Khóa van TSC ..................................................................................... 65
2.2.4.4. Cấu hình TSC...................................................................................... 66
2.2.4.5. Đặc tính hoạt động .............................................................................. 68
2.2.5. CẤU HÌNH SVC-TSC-TCR ........................................................................ 68
2.2.5.1. Cấu hình .............................................................................................. 68
2.2.5.2. Đặc tính hoạt động .............................................................................. 69
2.2.5.3. Đặc tính dòng điện .............................................................................. 72
2.2.5.4. Đặc tính điện dẫn ................................................................................ 73
2.3.
SO SÁNH GIỮA CÁC CẤU HÌNH SVC KHÁC NHAU ................................ 74
2.3.1. TỔN THẤT .................................................................................................. 74
2.3.2. NHẬN XÉT ................................................................................................. 75
CHƯƠNG III: MÔ HÌNH VÀ CÁC THÀNH PHẦN ĐIỀU KHIỂN SVC .................... 76
3.1.
ĐO LƯỜNG THÔNG SỐ TRÊN HỆ THỐNG ................................................. 76
3.1.1. ĐO LƯỜNG ĐIỆN ÁP ................................................................................ 76
3.1.1.1.
Chỉnh lưu xoay chiều/1 chiều ............................................................... 77
3.1.1.2.
Phép đổi tọa độ ..................................................................................... 77
3.1.1.3.
Phân tích chuỗi Fourier......................................................................... 78
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
3.1.2. Đo lường dòng điện...................................................................................... 80
3.1.3. Đo lường công suất ...................................................................................... 83
3.1.4. Các yêu cầu đo lường hệ thống .................................................................... 84
3.2.
ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG ............................................................... 86
3.2.1. CƠ SỞ ĐIỀU CHỈNH .................................................................................. 86
3.2.2. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN DẪN .......................................................................... 91
3.2.3. THỰC HIỆN SỐ HÓA BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ................................. 94
3.3.
PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN ............................................................................. 96
3.3.1. CHỨC NĂNG TUYẾN TÍNH HÓA ........................................................... 97
3.3.2. TRỄ TRONG HỆ THỐNG PHÁT XUNG .................................................. 99
3.4.
3.3.2.1.
Thời gian chết của Thyristor................................................................. 99
3.3.2.2.
Thời gian trễ mở xung Thyristor ........................................................ 100
ĐỒNG BỘ HÓA HỆ THỐNG ......................................................................... 101
CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG THIẾT BỊ BÙ SVC ........................................................ 102
4.1.
GIỚI THIỆU VỀ MATLAB SIMULINK........................................................ 102
4.2.
XÂY DỰNG MÔ HÌNH MẠCH LỰC TRONG MATLAB ........................... 104
4.3.
MÔ HÌNH MẠCH ĐIỀU KHIỂN ................................................................... 108
4.3.1. HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG ......................................................................... 109
4.3.2. BỘ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP ..................................................................... 111
4.3.3. KHỐI PHÁT TÍN HIỆU ĐIỀU KHIỂN .................................................... 112
4.3.4. KHỐI PHÁT XUNG ĐIỀU KHIỂN .......................................................... 113
4.4.
KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .................................................................................. 117
4.5.
KẾT LUẬN ...................................................................................................... 118
ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI ...................................................... 118
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 119
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
MỤC LỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1
Hình 1. 2
Hình 1. 3
Hình 1. 4
Hình 1. 5
Hình 1. 6
Hình 1. 7
Hình 1. 8
Hình 1. 9
Hình 1. 10
Hình 1. 11:
Hình 1. 12
Hình 1. 13
Hình 2. 1
Hình 2. 2:
Hình 2. 3
Hình 2. 4:
Hình 2. 5:
Hình 2. 6:
Hình 2. 7:
Hình 2. 8:
Hình 2. 9:
Hình 2. 10:
Hình 2. 11:
Hình 2. 12:
Hình 2. 13:
Hình 2. 14:
Hình 2. 15:
Hình 2. 16:
Hình 2. 17:
Hình 2. 18
Hình 2. 20:
Khả năng truyền công suất như một hàm của chiều dài đường dây............... 5
Đường dây không tổn thất với một PST lý tưởng .......................................... 5
Đường dây truyền tải công suất bù bằng cách điều khiển công suất phản
kháng nguồn tại nút nhận. ............................................................................... 6
Đường dây truyền tải cung cấp cho một tải ................................................. 11
Điện áp và dòng điện thay đổi trong đường dây dài .................................... 12
Lưới truyền tải được xem như mạng hai cửa ............................................... 16
Mô tả một đường dây bù .............................................................................. 18
Mạch tương đương của đường dây với bù nối tiếp. ..................................... 19
Mạch tương đương của lưới với các tụ điện nối ngang tại điểm chính giữa 21
Mạch tương đương để xác định các tần số cộng hưởng ............................... 24
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SVC .................................................... 26
Sơ đồ nguyên lý và đường đặc tính hoạt động của TCSC ........................... 27
Sơ đồ nguyên lý và đường đặc tính hoạt động của STATCOM .................. 28
Điều chỉnh điện áp tại một nút phụ tải ......................................................... 31
Đặc tính công suất truyền tải của hệ thống khi có và không có SVC .......... 33
Cấu tạo chung của bộ SVC........................................................................... 35
Cấu tạo một TCR .......................................................................................... 36
Điện áp và dòng điện ứng với các góc mở α khác nhau............................... 37
Đặc tính điều khiển của bộ nạp TCR, BTCR ............................................... 39
Sóng hài dòng điện của TCR ........................................................................ 40
Giá trị dòng I1 và tổng dòng sóng hài Ih ...................................................... 40
TCR nối tam giác, dòng điện pha và dây tại các góc α khác nhau............... 42
Sơ đồ 1 sợi của bù TCR với tụ (fixed-shunt capacitors) .............................. 44
Cấu tạo một TSR .......................................................................................... 45
Một SVC đơn giản sử dụng một TCR .......................................................... 47
Đặc điểm khác nhau của một SVC: (a) Đặc tính dòng áp và (b) Đặc tính
điện dẫn nạp SVC TCR ................................................................................. 47
Đặc tính hoạt động của TCR với điều khiển điện áp: .................................. 49
Một FC-TCR SVC ........................................................................................ 50
Đặc tính hoạt động của một FC-TCR không có máy biến áp ghép. ............ 51
Một FC-TCR với máy biến áp giảm thế và đặc tính V-I của nó .................. 53
Tổn thất trong một FC-TCR (Theo: The CIGRE)........................................ 55
Các cấu hình khác nhau của bộ bù MSC-TCR............................................. 56
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
Hình 2. 21: Đóng mở tụ tại điện áp nguồn: (a) mô hình mạch (b) dạng sóng dòng điện
và điện áp. ..................................................................................................... 58
Hình 2. 22: Một TSC với kháng mắc nối tiếp ................................................................. 59
Hình 2. 23: Hệ số khuếch đại với tần số cơ bản trong TSC ............................................ 60
Hình 2. 24: Tầm quan trọng của các thành phần dao động lên sự thay đổi của các nhánh
LC và sự khác nhau của điều kiện tiền sinh trên tụ C trước khi đóng: (a) tiêu
chí mở van, v(t)=VC0 (VT=0) và (b) tiêu chí mở van, điện áp đỉnh của v(t). .
...................................................................................................................... 62
Hình 2. 25: Phương pháp chuyển mạch cho TSC : (a) Mở van tại điện áp thấp nhất của
van, vC>v ; (b) Mở van tại điện áp không, vC=v ; (c) Mở van tại điện áp qua
không của van vC
điện. ............................................................................................................... 65
Hình 2. 27: Sự khác nhau của các cấu hình TSC: (a) Nhánh TSC đơn pha; (b) TSC 3
pha nối tam giác; (c)TSC 3 pha với thứ cấp biến áp nối sao và nối trung tính
...................................................................................................................... 66
Hình 2. 28: Một cấu hình TSC phổ thông ....................................................................... 67
Hình 2. 29: Đặc tính hoạt động của một TSC. ................................................................ 68
Hình 2. 30: Một TSC-TCR SVC phổ thông .................................................................... 69
Hình 2. 31: Một ví dụ thực tế một TCR-TSC 6 xung với 3 TSC. ................................... 70
Hình 2. 32: Đặc tính Volt-Ampe của một cấu hình TSC-TCR SVC .............................. 72
Hình 2. 33: Đặc tính dòng điện trong ví dụ một TSC-TCR SVC ................................... 73
Hình 2. 34: Đặc điểm điện dẫn trong ví dụ một TSC-TCR SVC .................................... 74
Hình 2. 37: So sánh tổn thất của các cấu hình SVC ........................................................ 75
Hình 3. 1
Hình 3. 2
Hình 3. 3
Hình 3. 4
Hình 3. 5
Hình 3. 6
Hình 3. 7
Sơ đồ chung của một hệ thống điều khiển SVC........................................... 76
Mạch đo lường cho module điều khiển SVC phổ thông .............................. 77
Phương pháp chuyển đổi trục tọa độ để đo giá trị tức thời của giá trị 3 pha. ..
...................................................................................................................... 78
(a) Nguyên lý hoạt động của hệ thống đo lường Fourier đơn pha và (b) Hệ
thống đo lường 3 pha. ................................................................................... 79
Đo lường dòng điện TCR sử dụng loại biến dòng đặc biệt (DCTDifferentiating current transformer).............................................................. 81
Cấu trúc chung của một bộ điều chế tỉ số xung (PRM) chuyển đổi cỡ
megawatt ....................................................................................................... 83
Các tín hiệu đầu vào của một bộ chuyển đổi định mức (rms transducer)
trong môi trường hệ thống điện thực. ........................................................... 85
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
Hình 3. 8
Hình 3. 12
Hình 3. 13
Hình 3. 14
Thực hiện thay thế độ dốc dòng điện trong khâu điều chỉnh điện áp: (a) Một
khâu tích phân với tín hiệu độ dốc dòng điện phản hồi; (b) Một khâu tích
phân với phản hồi điện dẫn rơi (susceptance droop feedback); (c) khuếch đại
hằng số thời gian. .......................................................................................... 87
(a) IEEE dựa trên mô hình 1 cho hệ thống điều khiển SVC và (b) mô hình
điều chỉnh điện áp. ........................................................................................ 89
(a) IEEE dựa trên mô hình 2 cho hệ thống điều khiển và (b) mô hình điều
khiển điện áp. ................................................................................................ 91
Bộ điều chỉnh điện dẫn và các thiết bị chuyển mạch cơ: (a) Cấu trúc chung;
(b) bộ diều chỉnh điện dẫn; và (c) thiết bị chuyển mạch cơ khí. ................... 93
Hoạt động của bộ điều chỉnh điện dẫn SVC. .............................................. 93
Hàm tuyến tính hóa. .................................................................................... 98
Mô hình PLL phổ thông diễn tả hệ thống điều khiển số ........................... 101
Hình 4. 1
Hình 4. 2
Hình 4. 3
Hình 4. 4
Hình 4. 5
Hình 4. 6
Hình 4. 7
Hình 4. 8
Hình 4. 9
Hình 4. 10
Hình 4. 11
Hình 4. 12
Hình 4. 13
Hình 4. 14
Hình 4. 15
Hình 4. 16
Hình 4. 17
Hình 4. 18
Hình 4. 19
Hình 4. 20
Hình 4. 21
Các thư viện của Simulink ......................................................................... 103
Khối nguồn trong thư viện SimpowerSystems........................................... 104
Sơ đồ mạch lực kết nối SVC lên lưới ......................................................... 105
Sơ đồ SVC Việt Trì .................................................................................... 106
Mô hình mô phỏng bộ SVC trên Simulink ................................................ 108
Mô hình bộ điều khiển TSC-TCR-SVC trong Simulink ............................ 109
Khối đo lường hệ thống .............................................................................. 109
Cấu tạo bộ đo lường hệ thống .................................................................... 109
Cấu tạo bộ dao động khóa pha- 3 pha ........................................................ 110
Khối chức năng tách các thành phần thứ tự thuận, nghịch và không......... 110
Khối điều chỉnh điện áp.............................................................................. 111
Cấu tạo khối điều chỉnh điện áp ................................................................. 111
Khối phát tín hiệu điều khiển ..................................................................... 112
Cấu hình chi tiết khối phát tín hiệu điều khiển .......................................... 113
Khối phát xung điều khiển ......................................................................... 113
Cấu tạo chi tiết bộ phát xung điều khiển .................................................... 114
Điện áp 3 pha .............................................................................................. 115
Cấu tạo chi tiết bộ phát xung cho TCR ...................................................... 116
Cấu tạo chi tiết khối Block 4 ...................................................................... 116
Mô phỏng hệ thống khi chưa có bù. ........................................................... 117
Mô phỏng hệ thống khi có bộ bù tham gia. ................................................ 117
Hình 3. 9
Hình 3. 10
Hình 3. 11
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
FACTS:
Flexible Alternating Current Transmission Systems
SIL:
Surge Impedance Loading
Se:
serier
Er:
electrical resonance
PST
Phase Shifting Transformer
FACTS
Flexible AC Transmission System
VSC
Voltage Source Converter
SVC
Static Var Compensator
TCSC
Thyristor Controlled Series Capacitor
STATCOM Static Synchronous Compensator
TCR
Thyristor Controlled Reactor
TSR
Thyristor Switched Reactor
TSC
Thyristor Switched Capacitor
MSC
Mechanical Switched Capacitor
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Luận văn thạc sĩ
MỞ ĐẦU
I.
Lý do chọn đề tài
Xuất phát từ công việc thực tế của tác giả là bảo dưỡng các hệ thống điện nhà máy,
các dây chuyền sản xuất trong nhà máy giấy, nhà máy vỏ lon, dây chuyền làm ống nhựa,
nhà máy nấu thép…các thiết bị điện tử kết hợp với các máy CNC điều khiển chính xác
hoạt động của các cơ cấu chấp hành (như đùn nhựa, ép vỏ lon, …). Tác giả nhận thấy
rằng, khi điện áp lưới thay đổi (cao hoặc thấp) rất dễ gây nên các dao động công suất,
cũng như nhiễu tới các tín hiệu điều khiển, việc này dẫn tới hậu quả là sản phẩm tạo ra
không đạt chất lượng như mong muốn do chất lượng điện năng thấp. Thêm vào đó là chi
phí cho điện lực (do phạt vi phạm sử dụng công suất Q) do nộp phạt Q cũng là một vấn
đề lớn với các doanh nghiệp, đặc biệt là luyện kim (nhà máy thép Dương Tiến-khu công
nghiệp Nội Hoàng-Bắc Giang là ví dụ).
Và trong các thiết bị được quan tâm hiện nay để tăng tính ổn định và điều khiển linh
hoạt trên lưới là nhóm các thiết bị điều khiển xoay chiều linh hoạt gọi tắt là FACTSFlexible Alternating Current Transmission Systems, điển hình hiện nay là thiết bị SVCStatic Var Compensator, được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở nước ta. Tác dụng của
SVC là thay đổi nguồn công suất phản kháng bù lên lưới một cách liên tục và trơn thay
vì nhảy cấp như trước đây. SVC còn các tác dụng giữ cho điện áp tại nút có gắn SVC cố
định, đồng thời nâng hệ số công suất của lưới tăng lên nâng cao được chất lượng điện
năng và công suất truyền tải trên lưới điện. Và vấn đề đặt ra là làm thế nào bộ SVC làm
được điều đó, xuất phát từ yêu cầu đó mà tác giả đã chọn đề tài:
“Nghiên cứu mô hình thiết bị bù tĩnh (SVC) trong tính toán và điều khiển để nâng cao
chất lượng điện trong Hệ thống điện”.
II.
Mục đích của đề tài
Nghiên cứu hệ thống điều khiển, cũng như đường đặc tính điều chỉnh của SVC.
Cách đáp ứng của SVC với sự biến động điện áp nhỏ và lớn của lưới điện, và cách thức
ổn định điện áp tại nút giữ SVC.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 1
Luận văn thạc sĩ
III.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng tập trung nghiên cứu: Bộ điều khiển thiết bị bù tĩnh SVC.
Phạm vi nghiên cứu: Tập trung vào các cấu hình hiện có của bộ SVC và với một
thông số của một đường dây truyền tải 110kV, sử dụng mô mình Simulink trong Matlab
làm công cụ hỗ trợ mô phỏng.
IV.
Bố cục của luận văn
Bố cục luận văn chia làm 4 chương:
Chương I: Tổng quan về điều khiển công suất trong hệ thống truyền tải
Chương II: Thiết bị bù tĩnh SVC
Chương III: Xây dựng mô hình và các thành phần điều khiển SVC
Chương IV: Mô phỏng bộ SVC bằng phần mềm Matlab Simulink
V.
Tổng kết đánh giá luận văn
Luận văn mở ra cho người đọc một góc nhìn sâu sắc hơn về cách thức điều khiển
một bộ SVC đang sử dụng hiện nay, cũng như các thuật toán đang sử dụng để phân tích
và điều khiển bộ SVC. Thông qua luận văn người đọc sẽ có được hiểu biết về các phần
tử điều khiển bộ SVC, và cách thức SVC phản ứng với lưới tại điểm kết nối SVC, qua
đó phục vụ tốt hơn cho việc vận hành lưới, và các nghiên cứu về ổn định lưới điện khi có
sử dụng bộ SVC nói riêng và các thiết bị FACTS nói chung.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thày giáo TS.Đinh Quang Huy đã trực tiếp
hướng dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn tới
tập thể thày cô trong bộ môn Hệ thống điện, bộ môn Thiết bị điện-điện tử cùng các bạn
bè, đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ tác giả trong thời gian hoàn thành luận văn này.
Luận văn là cách hiểu và cách thực hiện của tác giả nên sẽ không tránh khỏi
những thiếu sót và hạn chế, vì vậy tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
quý thày cô và quý bạn đọc để luận văn được hoàn thiện và tỉ mỉ hơn. Tác giả xin chân
thành cảm ơn.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 2
Luận văn thạc sĩ
CHƯƠNG I: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT TRONG HỆ
THỐNG ĐIỆN
1.1.
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1.1.
TỔNG QUAN
Hệ thống điện hiện
đại được thiết kế hoạt động hiệu quả để cung cấp theo yêu cầu tới các trung tâm phụ
tải với độ tin cậy cao. Các nguồn phát thường đặt tại các địa điểm xa vì lý do kinh tế,
môi trường và lý do an toàn. Ví dụ, có thể đặt nhà máy nhiệt điện tại ngay gần các mỏ
than thay vì phải vận chuyển than tới khu vực trung tâm. Các nhà máy điện hạt nhân thì
cần đặt cách xa trung tâm và khu vực đô thị. Các nhà máy thủy điện thì thường nằm ở
nơi xa xôi so với các khu vực đông dân cư. Do vậy, một lưới truyền tải hoạt động ở điện
áp cao hoặc các đường dây siêu cao áp thì yêu cầu thiết yếu là truyền tải từ vị trí nguồn
phát tới các trung tâm phụ tải.
1.1.2.
CƠ SỞ CHUNG LƯỚI TRUYỀN TẢI
Phần lớn các đường dây truyền tải là đường dây xoay chiều hoạt động tại các điện áp
khác nhau (10 kV tới 800 kV). Lưới phân phối thông thường hoạt động dưới 100 kV
trong khi công suất truyền tải thường ở điện áp cao hơn. Các đường dây hoạt động tại
các điện áp khác nhau được kết nối thông qua các máy biến áp hoạt động ở hiệu suất
cao. Theo phương pháp truyền thống, đường dây xoay chiều không có dự phòng để điều
khiển dòng công suất. Các bộ đóng cắt (CB-circuit breaker) bằng cơ được sử dụng để
bảo vệ lưới khỏi các sự cố (ví dụ như phóng điện do quá áp trên đường dây hoặc do sự
cố chạm đất). Máy cắt được sử dụng mở hoặc đóng tại một thời điểm nào đó, nhưng
không thể điều khiển được dòng công suất. (Không giống như các chuyển mạch điện tử
công suất như thyristor, GTO, IGBT, IGCT,…).
1.1.3.
ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI
XOAY CHIỀU
Chúng ta có thể điều khiển dòng công suất trên lưới điện xoay chiều để (a) nâng cao
khả năng truyền công suất hoặc (b) thay đổi dòng công suất dưới các điều kiện động (đối
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 3
Luận văn thạc sĩ
tượng là các sự cố mất ổn định như là tải tăng đột ngột, đường truyền đứt pha hoặc xa
thải nguồn máy phát) để đảm bảo độ tin cậy của hệ thống và tính an toàn của hệ thống.
Độ tin cậy có thể bị tác động bởi sự gia tăng của các tần số thấp, dao động công suất, tổn
thất đồng bộ và điện áp sụt là các nguyên nhân chính gây nên sự mất ổn định.
Công suất truyền (P) trên lưới như sau:
P
V1V2
sin(1 2 )
X
(1.1)
Ta có công suất lớn nhất (Pmax) truyền dẫn trên lưới là:
Pmax
V1V2
sin max
X
(1.2)
Trong đó δmax (300 - 400) được lựa chọn phụ thuộc vào độ ổn định biên và độ bền
vững của các thanh cái đầu cuối được kết nối trong lưới. Với các đường dây dài trội hơn
so với giới hạn, Pmax sẽ nhỏ hơn giới hạn phát nhiệt trên đường truyền công suất được
xác định bằng khả năng mang dòng của dây dẫn (lưu ý rằng đây cũng là hàm của nhiệt
độ môi trường). Nếu như chiều dài đường dây giảm đi, X sẽ tăng một cách tuyến tính và
Pmax giảm như hình 1.1.
Bù nối tiếp sử dụng các tụ mắc nối tiếp làm tăng Pmax, giá trị bù của điện kháng nối
tiếp (XC) được cho như sau:
XC X (1 kse )
(1.3)
Trong đó kse là hệ số của bộ bù nối tiếp. Giá trị lớn nhất của kse có thể được sử dụng
phụ thuộc vào một vài hệ số bao gồm điện trở của dây dẫn. Thông thường kse không vượt
quá 0,7.
Loạt tụ cố định được sử dụng từ rất lâu để tăng khả năng truyền công suất trên đường
dây dài. Đó cũng là một giải pháp kinh tế. Tuy nhiên, điều khiển bù nối tiếp sử dụng
thyristor để chuyển mạch đã được giới thiệu từ cách đây nhiều năm về trước để điều
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 4
Luận văn thạc sĩ
khiển nhanh nguồn công suất. Ứng dụng điều khiển cuộn kháng (TCR-Thyristor
Controlled Reactors) mắc song song với tụ cố định để điều khiển Xc, cũng giúp cải thiện
các vấn đề chính trong cộng hưởng dưới đồng bộ (SSR-Subsynchronous Resonance),
gây ra sự mất ổn định.
Hình 1. 1
Khả năng truyền công suất như một hàm của chiều dài đường dây
Với các đường dây liên kết có chiều dài ngắn, công suất truyền có thể được điều
khiển bằng các máy biến áp dịch pha PST (Phase Shifting Transformer). Dòng công suất
trong đường dây truyền tải không tổn hao với một PST lý tưởng (xem hình 1.2) được cho
như sau:
P
V1V2
sin( )
X
(1.4)
Trong đó θ = θ1 - θ2 .
Hình 1. 2
Đường dây không tổn thất với một PST lý tưởng
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 5
Luận văn thạc sĩ
Nhắc lại rằng, điều chỉnh PST không đủ nhanh để đáp ứng dưới điều kiện động. Các
chuyển mạch thyristor có để đảm bảo việc điều khiển nhanh trong sự gián đoạn (hoặc
liên tục) của giá trị ϕ , phụ thuộc vào cấu hình của PST sử dụng. Pmax có thể cũng tăng
bằng cách điều khiển điện áp nút nhận của đường dây xoay chiều. Cũng lưu ý rằng V2
thay đổi với tải và có thể biểu diễn như sau:
V2 V1 cos(1 2 )
(1.5)
Thay thế (1.5) vào (1.1) ta có:
V12 sin[2(1 2 )]
P
2X
(1.6)
Bằng cách cung cấp động công suất phản kháng tại thanh cái (2) như trong hình 1.3,
có thể điều chỉnh được giá trị điện áp thanh cái.
Công suất phản kháng (QC) được đẩy vào hệ thống được cho như sau:
V22 V1V2 cos(1 2 )
QC
X
Hình 1. 3
(1.7)
Đường dây truyền tải công suất bù bằng cách điều khiển công suất phản
kháng nguồn tại nút nhận.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 6
Luận văn thạc sĩ
So sánh phương trình (1.6) và (1.1) có thể thấy rằng công suất truyền max có thể
được nhân đôi bằng cách cung cấp công suất phản kháng động tại nút cuối của đường
dây truyền tải. Phải lưu ý rằng trong trạng thái ổn định điện áp có thể có được nhờ các tụ
chuyển mạch cơ, điện áp cấp động yêu cầu một máy bù đồng bộ hoặc một bộ điều khiển
điện tử công suất như SVC hoặc STATCOM.
1.1.4.
ĐIỀU KHIỂN LINH HOẠT LƯỚI TRUYỀN TẢI XOAY CHIỀU
Lưới truyền tải kết nối lớn (tạo thành đường dây truyền tải trên không) rất dễ bị lỗi
do nguyên nhân sét đánh và giảm điện trở cách điện do bụi. Dòng công suất trong đường
dây truyền tải được xác định bằng định luật Kirchhoff cho các nút khác nhau cùng đẩy
công suất vào (cả công suất tác dụng và phản kháng). Trong khi các tải của hệ thống điện
thay đổi theo thời gian trong ngày nói chung, chúng cũng có thể thay đổi theo thời tiết
(nhiệt độ môi trường) và các yếu tố không thể đoán trước được. Mô hình nguồn phát
trong môi trường không điều khiển cũng có xu hướng biến đổi (và do đó khó dự đoán
hơn). Như vậy, dòng điện trong đường dây truyền tải có thể thay đổi ngay cả trong trạng
thái ổn định bình thường. Sự cố ngẫu nhiên (do sự cố chạm đất một pha, hay mất máy
phát) có thể là nguyên nhân dẫn tới sự tăng/giảm của dòng công suất. Điều này có thể
dẫn tới quá tải trên một số đường dây và kết quả là gây nguy hiểm cho hệ thống bảo vệ
lưới.
Sự mất ổn định lớn có thể dẫn tới cánh rotor của máy phát bị ảnh hưởng và góp phần
vào sự thay đổi công suất trên đường dây truyền tải. Có thể là hệ thống phải chịu sự mất
ổn định tạm thời và xa thải một phần (như đường dây, máy phát điện), tác động này do
các rơle bảo vệ. Nếu hệ thống hoạt động gần ranh giới trong khu vực ổn định nhỏ, thì
thậm trí chỉ một dao động nhỏ cũng dẫn tới hệ thống bị biến động và mất điện.
Các yếu tố được đề cập ở các phần phía trên chỉ ra những vấn đề cần đối mặt là đảm
bảo ổn định cho các trọng tâm kinh tế và hoạt động an toàn của các hệ thống lớn. Hệ
thống truyền tải xoay chiều linh hoạt viết tắt là FACTS (Flexible AC Transmission
System) được định nghĩa như là “hệ thống truyền dẫn dòng điện xoay chiều hợp nhất
dựa trên các thiết bị điện tử công suất và các bộ điều khiển tĩnh để tăng cường khả năng
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 7
Luận văn thạc sĩ
điều khiển và tăng dung lượng công suất truyền tải”. Bộ điều khiển FACTS được định
nghĩa là “hệ thống cơ bản các thiết bị điện tử công suất và các thiết bị tĩnh để điều khiển
một hoặc nhiều thông số của hệ thống truyền dẫn xoay chiều”.
Bộ điều khiển FACTS có thể được phân loại như sau:
1. Điều khiển nối ngang (hay nối shunt)
2. Điều khiển nối tiếp
3. Kết hợp các bộ điều khiển nối tiếp-nối tiếp
4. Kết hợp các bộ điều khiển shunt-nối tiếp
Tùy theo thiết bị công suất phản kháng được sử dụng trong điều khiển, mà các bộ
điều khiển FACTS được phân loại như sau:
(A) Kiểu trở kháng biến thiên
(B) Chuyển đổi nguồn áp VSC (Voltage Source Converter)
Loại điều khiển trở kháng biến thiên bao gồm :
(i) Bù tĩnh SVC (Static Var Compensator) (nối shunt)
(ii) Thyristor Controlled Series Capacitor or compensator (TCSC), (mắc nối tiếp)
(iii) Máy biến áp dịch pha dùng Thyristor (Thyristor Controlled Phase Shifting
Transformer - TCPST) (kiểu shunt-nối tiếp)
VSC làm cơ sở điều khiển FACTS đó là:
(i) Static synchronous Compensator (STATCOM) (Nối shunt)
(ii) Static Synchronous Series Compensator (SSSC) ( nối nối tiếp)
(iii) Interline Power Flow Controller (IPFC) ( kết hợp nối tiếp-nối tiếp)
(iv) Unified Power Flow Controller (UPFC) (kết hợp nối tiếp-nối tiếp)
Các bộ điều khiển FACTS dựa trên VSC có một vài ưu điểm hơn loại trở kháng biến
thiên. Ví dụ, một STATCOM gọn nhẹ hơn là một bộ SVC với cùng dung lượng và kỹ
thuật cao cấp hơn. Nó có thể cung cấp yêu cầu dòng phản kháng thậm trí ngay cả khi
điện áp thanh cái thấp và có thể được thiết kế để chịu quá tải trong một thời gian ngắn.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 8
Luận văn thạc sĩ
Cũng như vậy STATCOM có thể cung cấp công suất hữu công nếu nó có một nguồn cấp
năng lượng hoặc dung lượng năng lượng lớn một chiều tại ngay thiết bị đầu cuối của nó.
Chỉ có một hạn chế với bộ điều khiển dựa trên nền tảng VSC đó là yêu cầu sử dụng
các thiết bị bán dẫn công suất chuyển mạch riêng như Gate Turn Off (GTO), Isulated
Gate Bipolar Transistors (IGBT), Integrated Gate Commutated Thyristors (IGCT).
Thyristor không có các khả năng này và không thể sử dụng chúng mặc dù chúng có thể
chịu được mức điện áp cao và rẻ hơn trong việc giảm tổn thất. Tuy nhiên ưu điểm công
nghệ với bộ điều khiển dựa trên VSC sẽ thúc đẩy các thiết bị bán dẫn công suất sử dụng
công nghệ Carbide Silicon trở nên rộng rãi và sẽ phát triển phổ thông trong tương lai.
1.1.5.
CÁC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ FACTS TRÊN LƯỚI
TRUYỀN TẢI
Trong những năm gần đây, chất lượng điện năng PQ (power quality) chủ yếu hướng
tới tính liên tục của nguồn cấp tại điện áp và tần số chấp nhận được. Tuy nhiên sự tăng
lên của việc sử dụng các máy tính, các vi xử lý và các hệ thống điện tử công suất đã gây
ra hệ quả là chất lượng điện năng bị ảnh hưởng do các rối loạn nhất thời về biên độ điện
áp, dạng sóng và tần số. Tải không tuyến tính không những là nguyên nhân gây ảnh
hưởng tới PQ mà còn rất nhạy trong việc làm lệch điện áp.
Trong các văn bản hiện đại, vấn đề chất lượng điện năng PQ được định nghĩa là “bất
kỳ vấn đề xuất hiện trong điện áp, dòng điện hoặc lệch tần số mà dẫn tới việc xảy ra sự
cố hoặc lỗi hoạt động các thiết bị của khách hàng”.
Các vấn đề về chất lượng điện năng được phân loại như sau:
1. Quá độ
(a) Các xung
(b) Các dao động
2. Các thay đổi biến thiên trong thời gian ngắn, và trong thời gian dài
(a) Gián đoạn
(b) Các đoạn đặc tính dốc
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 9
Luận văn thạc sĩ
(c) Các đoạn đặc tính lồi
3. Không cân bằng điện áp
4. Biến dạng dạng sóng
(a) Chênh lệch do dòng 1 chiều
(b) Các sóng hài bậc nguyên
(c) Sóng hài bậc không nguyên
(d) Ngắn mạch
(e) Nhiễu
5. Điện áp nhấp nháy
6. Dao động tần số công suất
Hingorani lần đầu tiên đề cập tới mục đích của FACTS điều khiển và cải thiện chất
lượng điện năng. Ông đã đặt tên chúng là Custom Power Devices (CPD). Chúng dựa
trên nền tảng VSC và chia làm 3 loại sau:
1. STATCOM phân phối kết nối shunt - DSTATCOM (Distribution STATCOM)
2. Hoàn trả điện áp động mắc nối tiếp DVR (Dynamic Voltage Restorer)
3. UPQC kết hợp nối shunt và nối tiếp (Unified Power Quality Conditioner)
DSTATCOM được ABB định nghĩa như một ‘SVC light’.
Như vậy các thiết bị FACTS đã thể hiện rõ vai trò điều khiển dòng công suất và giúp
việc nâng cao chất lượng điện năng, nhắm tới mục đích là đáp ứng được nhu cầu của
khách hàng dùng điện.
1.2.
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
Trong chương này, điều khiển công suất phản kháng trong hệ thống đường dây
truyền tải xoay chiều được nghiên cứu. Các yêu cầu đưa ra như sau:
(a) Truyền đi nhiều công suất nhất có thể trên đường dây với điện áp định sẵn.
(b) Điều khiển điển áp của đường dây trong giới hạn.
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 10
Luận văn thạc sĩ
Các đặc tính ở trạng thái ổn định của một đường dây truyền tải đầu tiên được nghiên
cứu dựa trên các phương trình dẫn xuất từ các nguyên lý cơ bản đầu tiên. Một vài bộ
điều khiển FACTS (như STATCOM, SSSC, SVC) có thể xem như là các bộ điều khiển
công suất phản kháng nhanh. Ảnh hưởng của chúng lên đặc tính góc công suất cũng đã
được quan tâm nghiên cứu.
1.2.1.
PHÂN TÍCH ĐƯỜNG DÂY XOAY CHIỀU KHÔNG BÙ
1.2.1.1.
Tổng quan
Một đường dây truyền tải có các đặc tính của mạch đường dây phân phối. Chúng
ta giả định rằng đường dây là đối xứng với 3 pha và hoạt động cân bằng (thứ tự thuận)
với điện áp và dòng điện. Do đó ta chỉ cần xem xét dòng thứ tự thuận của một pha và
mạch tương đương được thể hiện trong hình 1.4.
Trong hình 1.4, ta giả định rằng nút truyền được nối với một máy phát và nút
nhận được nối với tải. Đường dây có điện trở nối tiếp là r và điện kháng là l, điện dẫn nối
ngang là g, và điện dung c (tất cả các thông số được diễn tả đều là trên đơn vị chiều dài).
Hình 1. 4
Đường dây truyền tải cung cấp cho một tải
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 11
Luận văn thạc sĩ
1.2.1.2.
Các phương trình đường dây truyền tải
Giả định rằng tại trạng thái ổn định tất cả điện áp và dòng điện đều có dạng sin
với tần số ω rad/s.
Xét một thành phần nhỏ trên chiều dài lưới (dx) tại khoảng cách x từ nút nhận,
xem hình 1.5, phương trình sau đây được áp dụng:
I ( x dx) I ( x) (ydx)V ( x dx)
(1.8)
V ( x dx) V ( x) (zdx)I ( x)
(1.9)
Trong đó y = g + jb, z = r + jx, b = ωc, x = ωl
Hình 1. 5
Điện áp và dòng điện thay đổi trong đường dây dài
Lưu ý rằng cả V và I đều có pha là hàm của x. Từ các phương trình ở trên, ta có phương
trình khác cho V và I:
dV
zI
dx
(1.10)
dI
yV
dx
(1.11)
Đạo hàm cả hai vế của phương trình (1.10) ta được:
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 12
Luận văn thạc sĩ
d 2V
zyV
dx 2
(1.12)
d 2V
zyI
dx 2
(1.13)
Tương tự, ta có:
Từ phương trình (1.12) ta được:
V ( x ) A1e x A2e x
(1.14)
xy j
(1.15)
Trong đó
Được định nghĩa là hằng số truyền. α được gọi là hằng số suy giảm và β được gọi là
hằng số pha.
A1 và A2 là các hằng số phụ thuộc vào các điều kiện biên. Thay phương trình (1.14) vào
(1.10) ta có:
Trong đó:
I ( x)
1
[A1e x A2e x ]
Zc
(1.16)
Zc
z
y
(1.17)
Được gọi là đặc tính tổng trở.
Hằng số A1 và A2 được xác định từ:
VR V x 0 A1 A2
I R I ( x 0)
( A1 A2 )
ZC
(1.18)
(1.19)
Giải ra A1 và A2 từ hai phương trình trên thay vào (1.14) và (1.16), chúng ta có:
V(x)=VR cosh( x ) I R Zc sinh( x )
I(x)=
VR
sinh( x ) I R cosh( x )
Zc
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
(1.20)
(1.21)
Trang 13
Luận văn thạc sĩ
e x e x
e x e x
Trong đó : cosh( x )
, sinh( x )
.
2
2
Thông thường, điện dẫn g của lưới được bỏ qua. Điện trở nối tiếp r chỉ có bên phía sơ
cấp ảnh hưởng lên điện áp và dòng công suất trên lưới và do đó có thể bỏ qua để đơn
giản. Lưu ý rằng r sẽ được xem xét trong khi tính toán tổn thất (công suất hữu công)
trong lưới truyền tải.
Biểu thức cho lưới không tổn thất
Bỏ qua r và g, hằng số truyền γ sẽ được biểu diễn như sau:
j j lc
(1.22)
Và đặc tính trở kháng Zc được biểu diễn như dưới đây:
Zc
l
Zn
c
(1.23)
Trong trường hợp này Zc được gọi là trở kháng sóng hoặc trở kháng tự nhiên (Zn).
Thay thế (1.22) và (1.23) vào (1.20) và (1.21) chúng ta được:
V ( x ) VR cos( x ) jI R Zn sin( x )
I (x) j
VR
sin( x ) I R cos( x )
Zn
(1.24)
(1.25)
Trong trường hợp đặc biệt khi:
V R = Zn I R
(1.26)
V ( x ) e j xVR
(1.27)
I ( x ) e j x I R
(1.28)
Chúng ta có:
Điều này chỉ ra rằng giá trị độ lớn của điện áp (và dòng điện) tại bất kỳ điểm nào trên
lưới đều không thay đổi nhưng góc pha thay đổi đều theo khoảng cách (x) tăng lên. Khi
x=λ, như vậy :
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 14
Luận văn thạc sĩ
2
(1.29)
λ được định nghĩa như là chiều dài sóng, nó phụ thuộc vào tần số f. Và có thể biểu diễn
như sau :
uT
u u2
f
(1.30)
Trong đó u là vận tốc lan truyền sóng của điện áp hoặc dòng điện cho bởi công thức sau :
u
1
(1.31)
lc
Thông thường, giá trị u với các đường dây truyền tải trên không nhỏ hơn một chút so với
vận tốc ánh sáng (u = 3.108 m/s).
Thay x = d (trong đó d là chiều dài của đường dây truyền tải) vào phương trình (1.24) và
(1.25) ta có :
VS VR cos jI R Zn sin
IS j
VR
sin I R cos
Zn
(1.32)
(1.33)
Trong đó
d d lc
2
d
(1.34)
Được định nghĩa là chiều dài điện của đường dây, diễn tả bằng radian.
Nhận xét :
1. Phương trình (1.32) và (1.33) có thể được diễn tả như sau :
VS A B VR
I S C D I R
Trong đó A=cos θ , B = jZnsin θ , C
(1.35)
j sin
, D=cos θ là các hằng số của mạng hai
Zn
cửa như hình 1.6:
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
Trang 15
Luận văn thạc sĩ
Hình 1. 6
Lưới truyền tải được xem như mạng hai cửa
2. Ta lưu ý rằng D=A và AD-BC=1, với kết quả VR và IR được diễn đạt như sau:
VR VS cos jI S Z n sin
VS
I R j sin I S cos
Zn
1.2.2.
(1.36)
BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG THỤ ĐỘNG
Đường dây truyền tải có điện cảm nối tiếp sẽ hấp thụ công suất phản kháng trong khi
tụ nối ngang phát công suất phản kháng. Với tải nhẹ, độ hấp thụ ít hơn phát và điện áp
đường dây nhờ đó tăng lên. Mặt khác, quá tải SIL, điểm hấp thụ cao hơn phát và điện áp
do đó rơi xuống thấp. Bằng cách kết nối các tụ nối tiếp và các kháng nối ngang trên
đường dây, chúng ta có thể điều khiển dòng công suất trên lớn tới giới hạn điện áp và
tăng khả năng truyền dẫn công suất (công suất tác dụng).
Bù lưới phân phối
Chúng ta hãy cùng xem xét bù nối tiếp lưới phân phối (bằng tụ), tác dụng của
chúng trong trạng thái ổn định tĩnh, nhằm chống lại dòng điện kháng nối tiếp trên lưới
phân phối. Tương tự, bằng cách bù nối ngang (các kháng), có tác dụng làm giảm điện
kháng dung trên đường dây.
Hằng số pha (β’) của bù đường dây được cho như sau :
' l '.c ' l(1 kse )c(1 ksh )
(1 kse )(1 ksh )
Học viên: Nguyễn Xuân Thắng
(1.37)
Trang 16
