Nghiên cứu phương pháp tăng độ ổn định của hệ thống điện đơn giản bằng cách sa thải phụ tả
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.98 MB, 115 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Đinh Quốc Nam
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP
TĂNG ĐỘ ỔN ĐINH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐƠN GIẢN BẰNG CÁCH SA THẢI PHỤ TẢI
Chuyên ngành : Hệ Thống Điện
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HỆ THỐNG ĐIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
T.S NGUYỄN THỊ NGUYỆT HẠNH
Hà Nội – 2012
Phụ lục1: Kết quả tính toán trào lưu công suất trong trường hợp 1.
PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E
HE THONG DIEN
RATING
ON DINH HTD
SET A
BUS
2 LOAD 1
TO LOAD-PQ
TO 3 LOAD 2
TO 3 LOAD 2
TO 11 N1
TO 12 N2
TO 13 N3
TO 14 N4
TO 15 N5
TO 16 N6
TO 17 N7
BUS
3 LOAD 2
TO LOAD-PQ
TO 2 LOAD 1
TO 2 LOAD 1
TO 41 T1
TO 42 T2
TO 43 T3
TO 44 T4
TO 45 T5
TO 46 T6
TO 47 T7
TUE, JAN 17 2012 20:51
500.00 CKT
500.00
500.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
MW MVAR MVA %I 0.9851PU 9.29 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
492.54KV
MW MVAR 1
1
1140.0 550.0 1265.7
1 348.1 3.5 348.1 39
3.57 50.03 1
1
2 348.1 3.5 348.1 39
3.57 50.03 1
1
1 -260.4 -162.3 306.9 52 1.0000LK
0.58 17.66 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
1 -262.6 -65.8 270.7 46 1.0000LK
0.45 13.75 1
1
500.00 CKT
500.00
500.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
220.00
MW MVAR
482.59KV
1800.0 900.0 2012.5
1 -344.5 -44.2 347.4
2 -344.5 -44.2 347.4
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
1 -158.7 -116.0 196.6
2
MVA %I 0.9652PU 1.11 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
MW MVAR 1
1
40
40
51 1.0000UN
51 1.0000UN
51 1.0000UN
51 1.0000UN
51 1.0000UN
51 1.0000UN
51 1.0000UN
3.57 50.03 1
3.57 50.03 1
0.30 11.28
0.30 11.28
0.30 11.28
0.30 11.28
0.30 11.28
0.30 11.28
0.30 11.28
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
BUS 11 N1
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0178PU 11.94 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
261.0 180.0L 317.1 67 223.91KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 261.0 180.0 317.1 52 1.0000UN
0.58 17.66 1
1
11
BUS 12 N2
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
12
-------------------------------------------------------------------------------PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E
HE THONG DIEN
RATING
ON DINH HTD
SET A
TUE, JAN 17 2012 20:51
BUS 13 N3
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
13
BUS 14 N4
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
14
BUS 15 N5
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
15
BUS 16 N6
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
16
BUS 17 N7
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 12.05 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
263.1 79.5L 274.8 58 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 2 LOAD 1
500.00 1 263.1 79.5 274.8 46 1.0000UN
0.45 13.75 1
1
17
BUS 41 T1
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
41
BUS 42 T2
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
42
BUS 43 T3
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
43
BUS 44 T4
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
44
BUS 45 T5
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
45
-------------------------------------------------------------------------------PTI INTERACTIVE POWER SYSTEM SIMULATOR--PSS/E
HE THONG DIEN
RATING
ON DINH HTD
SET A
TUE, JAN 17 2012 20:51
BUS 46 T6
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
46
BUS 47 T7
220.00 CKT MW MVAR MVA %I 1.0000PU 3.62 X--- LOSSES ---X X---- AREA -----X X---- ZONE -----X
FROM GENERATION
159.0 127.2R 203.6 72 220.00KV
MW MVAR 1
1
TO 3 LOAD 2
500.00 1 159.0 127.2 203.6 51 1.0000LK
0.30 11.28 1
1
47
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn riêng của tôi. Các kết quả tính toán trong luận
văn là trung thực và chưa từng được công bố trong một bản luận văn nào khác
Hà Nội, tháng 3 năm 2012
Tác giả luận văn
Đinh Quốc Nam
Học viên : Đinh Quốc Nam
1
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1 Thông số máy phát.......................................................................................... 74
Bảng 4.2 Thông số máy biến áp ..................................................................................... 75
Bảng 4.3 Thông số đường dây ....................................................................................... 75
Bảng 4.4 Thông số tải: ................................................................................................... 75
Bảng 4.5 Kết quả tính toán tại nút 2 .............................................................................. 76
Bảng 4.6 Kết quả tính toán tại nút 3 .............................................................................. 76
Bảng 4.7 Kết quả tính toán tại nút máy phát hệ thống 1. ............................................... 77
Bảng 4.8 Kết quả tính toán tại nút máy phát hệ thống 4. ............................................... 77
Bảng 4.9 Dữ liệu máy phát thủy điện .......................................................................... 78
Bảng 4.10 Tự động kích từ máy phát thủy điện ............................................................. 78
Bảng 4.11 Điều tốc máy phát thủy điện ......................................................................... 78
Bảng 4.12 Thông số máy phát tuabin hơi ...................................................................... 78
Bảng 4.13 Tự động kích từ máy phát nhiệt điện ............................................................ 79
Bảng 4.14 Điều tốc máy phát nhiệt điện ........................................................................ 79
Bảng 4.15 Thông số máy phát........................................................................................ 89
Bảng 4.16 Thông số máy biến áp ................................................................................... 89
Bảng 4.17 Thông số đường dây ..................................................................................... 90
Học viên : Đinh Quốc Nam
2
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Bảng 4.18 Thông số tải .................................................................................................. 90
Bảng 4.19 Kết quả tính toán tại nút 2 ............................................................................ 91
Bảng 4.20 Kết quả tính toán tại nút 3 ............................................................................ 91
Bảng 4.21 Kết quả tính toán tại nút máy phát hệ thống 1. ............................................. 91
Học viên : Đinh Quốc Nam
3
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 .......................................................................................................................... 13
Hình 1.2. ......................................................................................................................... 15
Hình 1.3 .......................................................................................................................... 18
Hình 1.5 .......................................................................................................................... 19
Hình 1.7 .......................................................................................................................... 20
Hình 1.8 .......................................................................................................................... 22
Hình 1.9 .......................................................................................................................... 26
Hình 1.10 ........................................................................................................................ 27
Hình 1.11 ........................................................................................................................ 29
Hình 2.1 .......................................................................................................................... 30
Hình 2.2 .......................................................................................................................... 31
Hình 2.3 .......................................................................................................................... 33
Hình 2.4 .......................................................................................................................... 35
Hình 2.5 .......................................................................................................................... 36
Hình 2.6 .......................................................................................................................... 38
Hình 2.7 Sơ đồ thay thế hệ thống. ................................................................................. 39
Hình 2.8 Đường đặc tính công suất –góc khi hệ thống làm việc bình thường. ............. 42
Hình 2.9 Đường đặc tính công suất cơ. .......................................................................... 42
Hình 2.10 Đường đặc tính công suất khi ngắn mạch. .................................................. 44
Hình 2.11: Đường đặc tính công suất góc khi cắt một lộ đường dây PE2. ..................... 45
Hình 2.12: Đường đặc tính công suất góc khi cắt lộ đường dây bị sự cố đồng thời sa tải
phụ tải. ............................................................................................................................ 46
Học viên : Đinh Quốc Nam
4
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Hình2.13 Đặc tính công suất góc của hệ thống khi chưa sa thải phụ tải. ...................... 47
Hình 2.14 Đường đặc tính công suất góc của hệ thống sau khi áp dụng phương pháp sa
thải phụ tải. ..................................................................................................................... 48
Hình 3.1: đường đặc tính δ và s trong trường hợp ........................................................ 51
Hình 3.2: Ranh giới quỹ đạo ổn định của hệ thống. ...................................................... 52
Hình 3.3: Bán kính xác định ranh giới ổn định của hệ thống. ....................................... 53
Hình 3.4: quan hệ giữa đường đặc tính công suất góc và tốc độ trượt của hệ thống. .... 53
Hình 3.5: Sơ đồ thuật toán sa tải phụ tải theo tốc độ chuyển động tương đối của hệ
thống. .............................................................................................................................. 55
Hình 3.6: Chọn thời điểm sa thải phụ tải theo tần số ..................................................... 58
Hình 3.7: Sơ đồ thuật toán chọn thời điểm sa thải phụ tải theo tần số .......................... 59
Hình 3.8: Sơ đồ thuật toán chọn thời điểm sa thải phụ tải theo góc lệch. ..................... 62
Hình 4.1. Sơ đồ hệ thống điện........................................................................................ 74
Hình 4.2:Đường đặc tính góc của 2 nhà máy trong quá trình ngắn mạch trên một lộ
đường dây. ...................................................................................................................... 80
Hình 4.3: Đường đặc tính góc lệch của 2 máy phát khi cắt lộ đường dây bị sự cố ra
khỏi lưới. ........................................................................................................................ 81
Hình 4.4: Đường đặc tính công suất tác dụng của 2 lộ đường dây ................................ 82
Hình 4.5: Tần số của hệ thống trong quá trình dao động. .............................................. 83
Hình 4.6: Góc lệch 2 máy phát khi cắt và sa tải tại thời điểmi δ12 = 90 0 ....................... 84
Hình 4.7: Tần số của 2 hệ thống điện con ...................................................................... 85
Hình 4.8: Công suất tác dụng sau khi cắt ngắn mạch và sa thải phụ tải ........................ 86
Hình 4.9: Điện áp tại nút số 2 và nút số 3. ..................................................................... 87
Hình 4.10. Sơ đồ hệ thống điện ở mô phỏng 2. ............................................................. 88
Học viên : Đinh Quốc Nam
5
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Hình 4.11 : Đặc tính góc lệch của 2 tổ máy phát sau khi cắt lộ đường dây bị sự cố. .... 93
Hình 4.12: Công suất truyền tải trên đường dây giữa 2 nhà máy. ................................. 94
Hình 4.13: Công suất cơ của 2 tổ máy phát. .................................................................. 95
Hình 4.14 : Điện áp tại 2 hệ thống điện con. ................................................................. 96
Hình 4.15: Góc lệch giữa 2 máy phát sau khi sa thải phụ tải tại thời điểm δ12 = 90 0 . 97
Hình 4.16: Công suất truyền tải trên đường dây giữa 2 nhà máy .................................. 98
Hình 4.17: Điện áp tại nút 2 và nút 3 ............................................................................. 99
Hình 4.18: Tần số tại 2 nút 2 và nút 3. ......................................................................... 100
Hình 4.19: Thời điểm sa tải lần 2 ứng với δ12 = 120 0 ................................................... 101
Hình 4.20 : Góc lệch giữa 2 nhà máy sau khi sa tải lần 2. ........................................... 102
Hình 4.21 : Công suất truyền tải trên đường dây giữa 2 nhà máy. .............................. 103
Hình 4.22 : Điện áp tại 2 hệ thống điện con sau khi sa tải........................................... 104
Hình 4.23: Tần số tại 2 nhà máy điện con sau khi sa tải lần 2. .................................... 105
Học viên : Đinh Quốc Nam
6
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ 1
DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ......................................................................................... 4
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 11
CHƯƠNG I. ................................................................................................................... 12
TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN ........................................... 12
1.1. Chế độ của hệ thống điện: ...................................................................................... 12
1.2 Hậu quả sự cố mất ổn định và yêu cầu đảm bảo ổn định của HTĐ ........................ 16
1.3 Các biện pháp nâng cao ổn định động HTĐ ........................................................... 17
1.3.1 Cắt ngắn mạch bằng các thiết bị bảo vệ tác động nhanh ................................... 17
1.3.2 Đóng trở lại đường dây có ngắn mạch thoáng qua ............................................ 18
1.3.3 Điều Chỉnh kích từ và động cơ sơ cấp ............................................................... 19
1.3.4 Điều khiển dung lượng bù dọc và bù ngang của các đường dây tải điện .......... 21
1.4 Các phương pháp nghiên cứu ổn định động ............................................................ 23
1.4.1 Phương pháp tích phân số. ................................................................................. 24
1.4.2 Phương pháp diện tích ....................................................................................... 26
Kết luận: ......................................................................................................................... 29
CHƯƠNG 2: .................................................................................................................. 30
CƠ SỞ LÝ THUYẾT SA TẢI ĐỂ TĂNG ỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN. .... 30
2.1 Cơ sở lý thuyết sa tải để tăng ổn định động của hệ thống điện đơn giản................. 30
Học viên : Đinh Quốc Nam
7
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
2.1.1. Các giả thiết: ..................................................................................................... 30
2.1.2. Mối liên hệ giữa biến thiên phụ tải với sự thay đổi của đường đặc tính công
suất-góc. ...................................................................................................................... 30
2.2 Cơ sở lý thuyết sa tải để tăng ổn định động của hệ thống điện gồm 2 máy phát..... 32
2.2.1. Phân tích ổn định tĩnh của hệ thống điện 2 máy phát bằng phương pháp dao
động bé. ....................................................................................................................... 32
2.2.2. Cơ sở lý thuyết biến đổi phương trình chuyển động của roto trong hệ thống
điện 2 máy phát về dạng tương tự như HTĐ đơn giản. .............................................. 36
2.2.3 Chứng minh giả thuyết sa tải sẽ tăng ổn định động của HTĐ 2 máy phát. ....... 38
2.2.3.1.Thông số tính toán ví dụ của HTĐ 2 máy phát. .......................................... 38
2.2.3.3. Đường đặc tính công suất cơ PT. ................................................................ 42
2.2.3.4. Đường đặc tính công suất trong thời gian ngắn mạch................................ 43
2.2.3.5.Đường đặc tính công suất góc khi cắt lộ đường dây sự cố ra khỏi lưới...... 44
2.2.3.6. Đường đặc tính công suất góc khi sa thải phụ tải đồng thời với cắt lộ
đường dây sự cố. ..................................................................................................... 45
2.2.3.7. Phân tích ổn định động của HTĐ phức tạp bằng phương pháp diện tích. . 46
2.3.Kết luận. ................................................................................................................... 49
CHƯƠNG III: ................................................................................................................ 50
LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH THỜI ĐIỂM SA TẢI VÀ THUẬT TOÁN. ....................... 50
3.1. Chọn thời điểm sa tải theo tốc độ chuyển động tương đối và góc lệch tương đối
của hệ thống. .................................................................................................................. 50
3.1.1. Cơ sở lý thuyết. ................................................................................................. 50
Học viên : Đinh Quốc Nam
8
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
3.1.2. Thuật toán. ........................................................................................................ 54
3.1.3. Kết luận. ............................................................................................................ 56
3.2. Sa thải phụ tải theo tốc độ biến thiên tần số của 2 hệ thống. .................................. 57
3.2.1. Cơ sở lý thuyết. ................................................................................................. 57
3.2.2. Thuật toán. ........................................................................................................ 58
3.2.3. Kết luận. ............................................................................................................ 60
3.3. Sa thải phụ tải theo góc lệch: ................................................................................. 61
3.3.1 Cơ sở lý thuyết. .................................................................................................. 61
3.3.2 Thuật toán. ......................................................................................................... 61
3.3.3. Kết luận. ............................................................................................................ 64
3.4. Kết luận. .................................................................................................................. 64
CHƯƠNG IV: ................................................................................................................ 66
ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH PSSE ĐỂ MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN NÂNG CAO
ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN ............................................ 66
4.1.Giới thiệu về phần mềm PSS /E. .............................................................................. 66
4.1.1. Mô phỏng các phần tử chính của hệ thống điện trong PSS /E. ........................ 66
4.1.1.1. Nút phụ tải. ................................................................................................. 67
4.1.1.2. Nút máy phát .............................................................................................. 67
4.1.1.3. Nhánh. ........................................................................................................ 69
4.1.1.4. Máy biến áp 2 cuộn dây. ............................................................................ 70
4.1.2. Các bước tính toán mô phỏng HTĐ sử dụng chương trình PSS/E. .................. 71
4.1.2.1. Tính chế độ xác lập .................................................................................... 71
Học viên : Đinh Quốc Nam
9
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
4.1.2.2. Quá trình quá độ. ........................................................................................ 72
4.1.2.3. Hiển thị kết quả. ......................................................................................... 72
4.1.3. Kết luận: ............................................................................................................ 73
4.2. Tính toán mô phỏng trường hợp 1. ......................................................................... 73
4.2.1.Thông số sơ đồ của trường hợp 1. ..................................................................... 73
4.2.2.Tính toán chế độ xác lập. ................................................................................... 76
4.2.3 Tính toán quá trình quá độ. ................................................................................ 78
4.2.3.1. Mô hình và số liệu tính toán ổn định động trong PSS/E ............................ 78
4.2.3.2.Tính toán quá trình quá độ khi không sử dụng phương pháp sa tải. ........... 79
4.2.3.3. Kết quả tính toán khi áp dụng phương pháp sa tải. .................................... 84
4.2.4. Kết luận. ............................................................................................................ 87
4.3. Tính toán mô phỏng trường hợp 2. ......................................................................... 88
4.3.1.Thông số của ví dụ mô phỏng 2......................................................................... 88
4.3.2. Tính toán chế độ xác lập của mô phỏng thứ 2. ................................................. 91
4.3.3. Tính toán mô phỏng quá trình quá độ khi không áp dụng thuật toán sa thải phụ
tải. ............................................................................................................................... 92
4.3.4. Tính toán mô phỏng quá trình quá độ khi có sử dụng thuật toán sa tải............ 97
4.3.5.Kết luận. ........................................................................................................... 105
4.4. Kết luận chương. ................................................................................................... 106
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 107
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................ 108
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 110
Học viên : Đinh Quốc Nam
10
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
MỞ ĐẦU
Sự tăng trưởng về công suất và quy mô lãnh thổ của hệ thống điện nước ta trong
những năm qua đã làm tăng yêu cầu cấp thiết phải đi sâu nghiên cứu đặc tính ổn định
của hệ thống điện. Đặc biệt là hệ thống điện 500kV truyền tải điện giữa hai miền bắc
và nam với lượng công suất truyền tải lớn đòi hỏi phải có những nghiên cứu sâu về các
phương pháp giử ổn định cho hệ thống khi có những sự cố hoặc khi có những dao động
lớn trong hệ thống điện.
Nhiệm vụ của đề tải là nghiên cứu phương pháp sa thải phụ tải để tăng ổn định
của hệ thống trên một mô hình mô phỏng hệ thống điện đơn giản gổm hai máy phát
truyền tải công suất qua một đường dây kép bằng phần mềm PSSE.
Cấu trúc của luận văn bao gồm 4 chương, bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về ổn định động hệ thống điện.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết sa tải để tăng ổn định động của hệ thống điện.
Chương 3: Lý thuyết xác định thời điểm sa thải và thuật toán.
Chương 4: Ứng dụng phần mềm PSSE để tính toán nâng cao ổn định động của
hệ thống điện đơn giản.
Để hoàn thành luận văn này tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn
sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn T.S Nguyễn Thị Nguyệt Hạnh, người đã luôn chu
đáo, tận tình giúp đỡ và đã có những nhận xét góp ý, chỉ đạo kịp thời về nội dung cũng
như chất lượng và tiến độ của luận văn. Đồng thời tác giả cũng xin được gửi lời cảm
ơn chân thành những nhận xét góp ý, sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong bộ
môn Hệ Thống Điện – Viện Điện –Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Cũng như sự
giúp đỡ tận tình của Viện đào tạo sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
cùng các anh em, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện và giúp đỡ trong quá trình làm
luận văn. Mặc dù đã hết sức cố gắng song do thời gian và khả năng còn hạn chế nên
chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được những
nhận xét đánh giá của các thầy cô và các đồng nghiệp để hoàn chỉnh thêm nội dung của
luận văn.
Học viên : Đinh Quốc Nam
11
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
CHƯƠNG I.
TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1. Chế độ của hệ thống điện:
Tập hợp các quá trình xảy ra trong hệ thống điện và xác định trạng thái làm việc
của hệ thống điện trong một thời điểm hay một khoảng thời gian nào đó gọi là chế độ
của hệ thống điện.
Các chế độ làm việc của hệ thống điện nói chung được chia làm 2 loại chính:
chế độ xác lập và chế độ quá độ. Chế độ xác lập là chế độ trong đó các thông số của hệ
thống không thay đổi, hoặc trong khoảng thời gian tương đối ngắn, chỉ biến thiên nhỏ
xung quanh các trị số định mức. Chế độ làm việc bình thường, lâu dài của hệ thống
điện thuộc về chế độ xác lập (CĐXL bình thường). Chế độ sau sự cố, hệ thống được
phục hồi và làm việc tạm thời cũng thuộc về chế độ xác lập (CĐXL sau sự cố). Ở các
chế độ xác lập sau sự cố thông số ít biến thiên nhưng có thể lệch khỏi trị số định mức
tương đối nhiều, cần phải nhanh chống khắc phục.
Ngoài chế độ xác lập còn diễn ra các chế độ quá độ trong hệ thông điện. Đó là
các chế độ trung gian chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác. Chế độ
quá độ thường diễn ra sau những sự cố hoặc thao thác đóng cắt các phần tử mang công
suất (những kích động lớn). Chế độ quá độ được gọi là chế độ quá độ bình thường nếu
nó tiến tới chế độ xác lập mới.Trong trường hợp náy các thông số của hệ thống bị biến
thiên nhưng sau một thời gian lại trở vế trị số gần định mức và tiếp theo ít thay đổi.
Ngược lại có thể diễn ra chế độ quá độ với thông số hệ thống biến thiên mạnh, sau đó
tăng trưởng vô hạn hoặc giảm đến 0. Chế độ quá độ khi khi đó gọi là chế độ quá độ sự
cố. Nói chung, với mọi hệ thống điện yêu cầu nhất thiết phải đảm bảo cho các chế độ
xác lập diễn ra bình thường, nhanh chóng chuyển sang hế độ xác lập mới, bởi chế độ
quá độ chỉ có thể tạm thời, chế độ xác lập mới là chế độ cơ bản làm việc của hệ thống
điện.
Học viên : Đinh Quốc Nam
12
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Tại chế độ xác lập và duy trì cân bằng công suất các máy phát chạy với tốc độ
đồng bộ, gia tốc roto bằng 0. Các kích động lớn xuất hiện do các biến đổi đột ngột sơ
đồ điện, phụ tải hay các sự cố ngắn mạch, tuy ít xảy ra nhưng biên độ khá lớn làm cân
bằng công suất cơ điện bị phá vỡ đột ngột. Chế độ xác lập tương ứng bị dao động
mạnh, khi đó công suất cơ của tua bin không thể thay đổi tức thì, trong khi công suất
điện từ máy phát thay đổi vì có động năng tích trữ trong roto tạo chuyển động quán
tính, do vậy mất cân bằng momen quay của máy phát, xuất hiện gia tốc làm thay đổi
góc lệch roto.
Từ khái niệm về các chế độ hệ thống điện và để đưa ra định nghĩa về ổn định
động ta xét các đặc trưng quá trình quá độ diễn ra trong hệ thống sau những kích động
lớn. VD như với hệ thống điện trên hình 1.1 khi một trong hai đường dây bị cắt ra đột
ngột.
F
~
U
XD
B
P
P
Pm1
Pm1
1
Pm2
d
1
2
Pm2
P0
a
P0
2
c
b
d
0
d d'
d
0
d
d
d
d'
d'
d
t
t
Hình 1.1
Học viên : Đinh Quốc Nam
13
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Công suất PT được coi là không đổi. Công suất điện từ của máy phát phụ thuộc
vào góc lệch điện áp δ.
P(δ) =
E.U
.sinδ=Pm sinδ
XH
(1.1)
Trong đó XH = XF + XB + XD/2
Trong chế độ làm việc bình thường tồn tại sự cân bằng công suất cơ PT của tua
bin và công suất điện từ P(δ) của máy phát (đường 1). Hệ thống làm việc tại điểm cân
bằng a. Sau khi đường dây bị cắt, điện kháng đẳng trị của hệ thống XH tăng lên đột
ngột làm cho đặc tính công suất máy phát hạ thấp xuống (đường 2). Điểm cân bằng mà
hệ thống có thể làm việc xác lập sau sự cố là δ’01 (điểm cân bằng ổn định tĩnh). Tuy
nhiên chuyển từ δ01 sang δ’01 là chế độ quá độ, diễn ra theo đặc tính động của hệ thống.
Quá trình có thể chuyển thành chế độ xác lập tại δ’01 hoặc không, phụ thuộc tính chất
hệ thống và mức độ kích động. Tại thời điểm đầu, do quán tính của roto máy phát, góc
lệch δ chưa kịp thay đổi, điểm làm việc của máy phát chuyển từ a → b. Công suất điện
từ PT > P(δ) làm máy phát quay nhanh lên, góc lệch δ tăng dần, điểm làm việc dịch từ
b→c. Đến thời điểm góc lệch bằng δ’01 thì tương quan công suất trở nên cân bằng. Tuy
vậy góc lệch δ vẫn tiếp tục tăng do quán tính. Thực chất của quá trình chuyển động
quán tính này là động năng tích lũy trong roto được chuyển thành công thắng momen
hãm, điểm làm việc tiếp tục chuyển từ c→d. Đến điểm d ứng với thời điểm góc lệch
bằng δmax động năng bị giải phóng hoàn toàn, góc lệch δ không tăng nữa – thời điểm
góc lệch cực đại. Sau thời điểm này, không còn động năng mà P(δ)>PT (momen hãm
lớn hơn momen phát động), do đó roto quay chậm lại góc δ giảm, điểm làm việc lúc
này chuyển từ d về c. Khi đến c do quán tính lại tiếp tục đến b. Cứ như vậy ta nhận
được quá trình dao động của góc lệch δ. Nếu kể đến momen cản ma sát quá trình sẽ tắt
dần về điểm cân bằng δ’01 của chế độ xác lập mới. Theo định nghĩa chế độ quá độ trong
trường hợp này diễn ra bình thường và hệ thống ổn định động. Phần diện tích giới hạn
giữa đặc tính PT và P(δ). Sau khi cắt đường dây (phần gạch chéo) tỷ lệ với năng lượng
Học viên : Đinh Quốc Nam
14
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
tích lũy trong roto và năng lượng hãm. Trong khoảng góc lệch δ01 → δ’01 là năng lượng
tăng tốc ứng với quá trình tích lũy động năng của roto và giữa góc lệch δ’01 → δmax là
năng lượng hãm tốc ứng với quá trình giải phóng động năng roto đã tích lũy.
Cũng với hệ thống trên nhưng xét trong trường hợp trị số điện kháng đường dây
chiếm tỷ lệ lớn hơn trong điện kháng đẳng trị của hệ thống (khi đường dây dài) đặc
tính công suất cắt một đường dây sẽ hạ thấp hơn. trong trường hợp này, khi góc lệch δ
tăng nó không dừng lại ở trị số δmax trước khi tiến tới điểm δ’02. Đó là vì công hãm (tỷ
lệ với phần diện tích giới hạn đường cong 2 nằm trên đường đặc tính công suất tuabin
PT) nhỏ hơn động năng tích lũy trước đó của động năng máy phát (tỷ lệ với diện tích
gạch chéo nằm dưới PT). Sau khi vượt qua δ’02 tương quan công suất lại đổi chiều PT>
P(δ) nên góc lệch δ lại tiếp tục tăng. Dễ thấy tương quan PT > P(δ) sẽ tồn tại tiếp tục
với trị số δ vượt quá 2π, nghĩa là mất đồng bộ tốc độ quay máy phát.Hơn thế nữa quá
trình tiếp tục tích lũy động năng vào roto, nên trị số rất lớn. Động năng này làm góc
lệch δ tăng trưởng vô hạn và hệ thống mất ổn định động.
Có thể xét tương tự cho quá trình quá độ cho hệ thống điện như trong sau.
E3
~
E2
Q
~
Q3
1
Q2
d
2
c
E1
~
3
U
Q1
U
0
QT
U01
U02
Hình 1.2.
Học viên : Đinh Quốc Nam
15
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
Khi có sự cố phải cắt đột ngột một vài máy phát. Trong trường hợp này đặc tính
công suất phản kháng bị hạ thấp đột ngột sau thời điểm máy phát bị cắt, điện áp U sẽ
giao động tắt dần vế điểm cân bằng mới hoặc tiến tới 0 phụ thuộc vào tính nặng nề của
sự cố - cắt ít hay nhiều công suất của máy phát.
Từ các ví dụ trên cũng nhận thấy rằng sau những biến động sự cố có thể không
tồn tại cả điểm cân bằng trạng thái hệ thống. Chẳng hạn đặc tính công suất phát QF bị
giảm xuống quá thấp, không cắt đặc tính Qt. Trong các trường hợp như vậy hiển nhiên
quá trình quá độ không ổn định vì không có điểm cân bằng. Nói khác đi sự tồn tại chế
độ xác lập sau sự cố là điều kiện cần để hệ thống có ổn định động.
Có nhiều khái niệm về ổn định động được sử dụng và các khái niệm này không
hoàn toàn tương đương nhau. Người ta thường sử dụng định nghĩa về ổn định động
như sau đối với hệ thống điện
Ổn định động là khả năng của hệ thống sau nhưng kích động lớn phục hồi được
chế độ ban đầu hoặc gần với trạng thái ban đầu (trạng thái vận hành cho phép)
1.2 Hậu quả sự cố mất ổn định và yêu cầu đảm bảo ổn định của HTĐ
Khi hệ thống rơi vào mất ổn định sẽ kéo theo những sự cố nghiêm trọng có tính
chất hệ thống:
-
Các máy phát làm việc ở trạng thái không đồng bộ, cần phải cắt ra làm mất
đi một lượng công suất lớn.
-
Tần số hệ thống bị thây đổi lớn ảnh hưởng đến các hộ tiêu thụ.
-
Điện áp bị giảm thấp, có thể gây ra hiên tượng sụp đổ điện áp tại các phụ tải.
Hậu quả kéo theo:
-
Bảo vệ role tác dộng nhầm cắt thêm nhiều phần tử đang làm việc.
Học viên : Đinh Quốc Nam
16
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
-
Viện đào tạo sau đại học
Cắt nối tiếp các nguồn (máy phát), các phụ tải khu vực lớn, có thể dẫn đến
trạng thái tan rã hệ thống. Quá trình phục hồi có thể làm ngừng cung cấp
điện trong nhũng thời gian dài vì cần khôi phục dần lại hoạt động đồng bộ
các máy phát.
Do hậu quả rất nghiêm trọng của sự cố mất ổn định, khi thiết kế và vận hành hệ
thống điện cần phải đảm bảo các yêu cầu cao về tính ổn định:
-
Hệ thống cần ổn định tĩnh trong mọi tình huống vận hành bình trường và sau
sự cố.
-
Cần có độ dữ trữ ổn định tĩnh cần thiết để hệ thống điện có thể làm việc bình
thường với các biến đổi thường xuyên các thông số chế độ.
-
Hệ thống cần đảm bảo ổn định động trong mọi tình huống thao thác vận
hành và kích động của sự cố. Trong điều kiện sự cố để giữ ổn định động có
thể áp dụng các biện pháp điều chỉnh điều khiển (kể cả các biện pháp thay
đổi cấu trúc hệ thống, cắt một số ít các phần tử không quan trọng).
Các yêu cầu trên chính là nhưng điều kiện tối thiểu để duy trì quá trình sản xuất
và truyền tải điện năng đối với hệ thống điện. Ngoài ra, còn hành loạt những chỉ tiêu
mang ý nghĩa chất lượng cần đảm bảo. Chẳng hạn giới hạn độ lệch tối đa dao động
thông số trong quá trình quá độ, thời gian tồn tại quá trình quá dộ diễn ra đủ ngắn ……
1.3 Các biện pháp nâng cao ổn định động HTĐ
1.3.1 Cắt ngắn mạch bằng các thiết bị bảo vệ tác động nhanh
Cắt nhanh ngắn mạch là biện pháp hiệu quả và được áp dụng phổ biến để cải
thiện ổn định động hệ thống. Hiệu quả của phương pháp này dễ dàng giải thích bởi
việc làm giảm được thời gian gia tốc cho roto các máy phát. Khi đó, đồng thời với việc
làm giảm diện tích gia tốc còn có thể làm tăng diện tích hãm tốc. Như vậy cắt nhanh
ngắn mạch làm tăng được khả năng chuyên tải công suất trên đường dây theo giới hạn
ổn định động.
Học viên : Đinh Quốc Nam
17
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
P
Pgh
N
(1)
N
(2)
P0
N
N
d
0
d
(1,1)
(3)
tN
0
d
Hình 1.3
Hình 1.4
Bằng phương pháp diện tích cũng có thể xây dựng quan hệ giữa giới hạn ổn
định động với thời gian tồn tại ngắn mạch. Kết quả cho thấy giới hạn công suất truyền
tải giảm khá nhanh theo thời gian tồn tại ngắn mạch (hình 1.4). Đối với hệ thống phức
tạp không thể sử dụng được phương pháp diện tích để phân tích như trên vì QTQĐ sau
ngắn mạch diễn ra phức tạp hơn. Tuy nhiên, dễ nhận thấy rằng, khi thời gian tồn tại
ngắn mạch giảm thì năng lượng toàn phần gây ra bởi kích động cúng giảm, hạn chế
chuyển mạch quá độ dẫn đến mất ổn định động. Đó cũng là cơ sở để kết luận định tính
nói chung cho hiệu quả các thiết bị bảo vệ cắt nhanh ngắn mạch về phương diện nâng
cao tính ổn định động hệ thống.
1.3.2 Đóng trở lại đường dây có ngắn mạch thoáng qua
Thiết bị tự động đóng trở lại đường dây bị cắt ra do ngắn mạch đường được áp
dụng khá rộng rãi do xác xuất xảy ra ngắn mạch thoáng qua tương đối lớn. Chẳng hạn,
đường dây bị ngắn mạch do phóng điện sét sẽ không còn sự cố sau khi cắt nhanh ra
khỏi nguồn một thời gian ngắn (đủ để hồ quang bị dập tắt). Sau đó nếu đường dây
được đóng trở lại nó sẽ làm việc bình thường. Ngoài ý nghĩa tăng cường độ tin cậy
cung cấp điện, việc thực hiện đóng lại đường dây (1 lần hay nhiều lần), nếu thành công
Học viên : Đinh Quốc Nam
18
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
còn có ý nghĩa nâng cao ổn định động. Trên hình 1.5 và 1.6 minh họa hiệu quả đóng
trở lại đường dây thành công theo phương pháp diện tích.
P
P
P0
P0
d
0
d
d d
d
0
d
d
Hình 1.5
d d
d
Hình 1.6
Nếu hệ thống liên kết bằng một đường dây, sau đó đóng lặp lại thành công hệ
thống vẫn có khẳ năng giữ ổn định động (Hình 1.5). Với hệ thống được liên bằng
đường dây kép, nếu đóng lại thành công khẳ năng giữ ổn định sẽ nhiều hơn vì diện tích
được tăng cường (Hình 1.6). Khi thực hiện đóng lại theo từng pha (chỉ cắt pha bị ngắn
mạch) và đóng lại, nếu đóng lặp lại thành công (ngắn mạch thoáng qua) hiệu quả còn
lớn hơn nhiều.
1.3.3 Điều Chỉnh kích từ và động cơ sơ cấp
Điều chỉnh kích từ máy phát có hiệu quả rõ rệt đối với ổn định tĩnh, đặc biệt khi
áp dụng hệ thống kích từ nhanh với TĐK tác động mạnh. Tuy nhiên khi diễn ra quá
trình quá độ đối với kích động lớn TĐK rất ít tác dụng. Vấn đề ở chỗ TĐK được cấu
tạo trên cơ sở mô hình tuyến tính (xuất phát từ hệ phương trình vi phân đã tuyến tính
hóa) còn quá trình quá độ diễn ra với kích động lớn lại rất phi tuyến. Cũng vậy, cơ cấu
tự động điều chỉnh tần số của tuabin vốn có tại các tổ máy, được thiết kế không theo
yêu cầu nâng cao ổn định động. Hiệu quả nâng cao ổn định động chỉ có thể có được khi
Học viên : Đinh Quốc Nam
19
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
điều khiển kích từ và động cơ sơ cấp bằng quy luật riêng. Về nguyên tắc luôn có thể
chọn được các quy luật điều khiển với tác động tối ưu.
P
P0
d
0
d
d
d
Hình 1.7
Ví dụ khi điều khiển tuabin bằng một xung tác động vào động cơ sơ cấp nhằm
nâng cao ổn định động hệ thống trong tình huống sự cố ngắn mạch. Diện tích gia tốc có
thể giảm được nếu có thể giảm nhanh công suất tuabin đến trị số cân bằng. Muốn vậy
ta tạo ra một xung với biên độ cực đại theo chiều làm giảm độ mở của hơi ngay khi xảy
ra ngắn mạch. Quán tính của động cơ sơ cấp và quán tính giãn nở hơi làm công suất
tuabin chỉ gảm được từ từ theo quy luật hàm mũ. Hình 1.7 thể hiện hiệu quả của tác
động xét theo phương pháp diện tích.
Trong trường hợp đang xét hệ thống sẽ bị mất ổn định nếu không điều khiển hạ
thấp công suất tuabin. Khi có điều khiển không những diện tích hãm tăng lên mà diện
tích gia tốc cũng giảm đi một lượng. Hệ thống giữ được ổn định với góc cắt ngắn mạch
δN khá lớn. Tuy nhiên góc lệch δ bị giao động mạnh, bởi quá trình trở về công suất điện
Học viên : Đinh Quốc Nam
20
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
lớn hơn đáng kể so với công suất tuabin. Dễ thấy rằng nếu xung điều khiển bị kéo dài
dao động diễn ra sẽ lớn hơn nhiều so với khi lựa chọn thích hợp. Hơn nữa, yếu tố quán
tính chuyển động của xu-pap đóng mở cửa hơi có ảnh hưởng tương đối nhiều đối với
hiệu quả điều khiển. Nếu quán tính quá lớn sẽ không còn tác dụng nữa. Việc giảm công
suất tuabin nước có thêm khó khăn khác là xung động sẽ rất mạnh khi khép đột ngột
cửa nhận nước. Để giải quyết khó khăn này người ta đã nghiên cứu kiểu cấu tạo riêng
cửa nhận nước giành cho mục đích nêu trên. Một buồng chân không được khóa kín nối
liên thông với hệ thống ống dẫn nước vào. Khi có tín hiệu điều khiển, cửa van được mở
đột ngột, nước từ đường dẫn chính dồn vào bình chân không, cắt lượng nước chảy vào
tuabin. Sau sự cố trạng thái chân không của bình lại được khôi phục sẵn sàng chờ lần
sự cố tiếp theo.
Về nguyên lý, thược hiện kích thích cường hành (điều khiển trực tiếp điện áp
kích từ) với chiều dài thời gian thích hợp cũng có thể tạo ra hiệu quả làm tăng momen
hãm tương tự điều khiển cửa hơi (hoặc nước). Tuy nhiên, quán tính điện từ của cuộn
roto khá lớn nên hiệu quả không cao (do momen điện từ thay đổi chậm).
1.3.4 Điều khiển dung lượng bù dọc và bù ngang của các đường dây tải điện
Các đường dây điện áp siêu cao thường được bù thông số. Mục đích chủ yếu
của việc đặt các thiết bị bù là nâng cao khả năng tải và san bằng điện áp phân bố dọc
đường dây. Giới hạn truyền tải theo điều kiện ổn định tĩnh tăng lên do bù dọc làm tăng
điện dẫn liên kết (giảm điện kháng đường dây). Một cách gián tiếp giới hạn ổn định
động cũng được tăng do nâng cao thêm đương cong công suất điện từ. Tuy nhiên, ổn
định động hệ thống còn có thể cải thiện đáng kể nếu đặt thiết bị bù có điều khiển. Đặc
điểm quan trọng của các thiết bị bù cấu tạo với thyristor là có tác động điều khiển (làm
thay đổi điện kháng) gần như tức thời, do đó hiệu quả điều khiển rất cao. Kháng bù
ngang có điều khiển thường được dùng nguồn cung cấp công suất phản kháng điều
chỉnh nhanh cho mục đích ổn định điện áp, nâng cao ổn định tĩnh, còn thiết bị bù dọc
Học viên : Đinh Quốc Nam
21
MSHV: CB090250
Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Viện đào tạo sau đại học
có điều khiển thường dùng vào mục đích giảm dao động công suất và nâng cao ổn định
động. Hình 1.8 minh họa hiệu quả nâng cao giới hạn ổn định động và giảm biên độ dao
động góc lệch (cũng có nghĩa là giảm dao động công suất) giữa hai hệ thống liên kết
đường dây dài có tụ bù dọc và bù ngang tại điểm giữa.
Sau khi cắt đoạn đường dây bị ngắn mạch, nếu không điều khiển dung lượng bù
điện dẫn liên kết hệ thống có trị số y0. Khả năng tăng cường điện dẫn lên ymax hoặc
giảm xuống ymin có thể thực hiện bằng cách điều khiển tụ bù dọc. Dễ nhận thấy, thời
điểm đóng cắt thay đổi dung lượng bù có ý nghĩa hết sức quan trọng. Tác động sai sẽ
rất ít hiệu quả, thậm chí có thể làm tăng thêm dao động dẫn đến làm mất ổn định hệ
thống.
P
y
y
P0
y
d
0
d
d dd
d
d
t
Hình 1.8
Học viên : Đinh Quốc Nam
22
MSHV: CB090250
