Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của thiết bị FACTS (SVC; TCSC) và ứng dụng trong hệ thống điện 220 KV miền bắc việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN HỮU THẮNG

TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ FACTS
(SVC, TCSC) VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV –
MIỀN BẮC - VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN

Hà Nội – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN HỮU THẮNG

TÌM HIỂU NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ FACTS
(SVC, TCSC) VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV –
MIỀN BẮC - VIỆT NAM

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. ĐINH QUANG HUY

Hà Nội – 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của
TS. Đinh Quang Huy. Các kết quả tính toán trong luân văn chƣa đƣợc công
bố trong bất kỳ bản luận văn nào khác.
Hà nội, tháng 9 năm 2014
Học viên

Nguyễn Hữu Thắng


MỤC LỤC
MỤC LỤC .............................................................................................................................ii
CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................ vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .............................................................................................. vi
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 ........................................................................................................................... 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH HOẠT
FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS) .................................................... 1
1.1. GIỚI THIỆU ............................................................................................................... 1
1.2. MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ HỆ THỐNG VÀ CÁC GIỚI HẠN VỀ
KHẢ NĂNG TRUYỀN TẢI CÔNG SUẤT TRONG LƢỚI TRUYỀN TẢI ................... 2
1.3. KHÁI NIỆM VÀ CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN CỦA FACTS ....................................... 8
1.3.1. Khái niệm về FACTS .......................................................................................... 8

1.3.2. Các thiết bị cơ bản của FACST ........................................................................... 8
1.4. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ FACTS ....................................................................... 9
1.4.1. Thiết bị bù ngang (Shunt Devices) ...................................................................... 9
1.4.2. Thiết bị bù dọc (Series Devices) ........................................................................ 11
1.4.3. Thiết bị bù dọc - dọc kết hợp IPFC (Interline Power Flow Controller) ............ 13
1.4.4. Thiết bị bù dọc- ngang kết hợp .......................................................................... 14
1.5. CHI PHÍ ĐẦU TƢ VÀ LỢI ÍCH CỦA FACTS ....................................................... 15
1.5.1. Chi phí đầu tƣ .................................................................................................... 15
1.5.2. Lợi ích của FACTS ............................................................................................ 16
1.6. SỰ PHÁT TRIỂN TƢƠNG LAI CỦA CÁC THIẾT BỊ FACTS ............................ 18
1.7. KẾT LUẬN............................................................................................................... 19
CHƢƠNG 2 ......................................................................................................................... 20
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ................................................................ 20
THIẾT BỊ FACTS(SVC, TCSC) ......................................................................................... 20
2.1. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA SVC ............................................. 20
2.1.1. Các phần tử cơ bản ............................................................................................ 20
2.1.2. Cấu hình của SVC.............................................................................................. 31
2.2. MÔ HÌNH SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN.......................................................... 33
2.3. ỨNG DỤNG CỦA SVC TRONG HTĐ ................................................................... 36
2.3.1. Giữ ổn định điện áp tại nút đặt SVC .................................................................. 36


2.3.2. Nâng cao khả năng truyền tải trong hệ thống điện ............................................ 37
2.4. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TCSC ............................................... 38
2.4.1. Cấu tạo ............................................................................................................... 38
2.4.2. Chế độ làm việc và đặc tính làm việc ................................................................ 40
2.5. MÔ HÌNH TCSC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ....................................................... 42
2.6. ỨNG DỤNG CỦA THIẾT BỊ BÙ DỌC TCSC TRONG HTĐ ............................... 42
2.6.1. Thiết bị bù dọc trong việc truyền tải công suất.................................................. 42
2.6.2. Thiết bị bù dọc nâng cao ổn định điện áp .......................................................... 44

2.7. KẾT LUẬN............................................................................................................... 45
CHƢƠNG 3 ......................................................................................................................... 46
PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ ................................................... 46
FACTS (SVC, TCSC) TRONG LƢỚI ĐIỆN MẪU 12NÚT .............................................. 46
3.1. CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN PSS/E ............ 46
3.1.1. Tổng quan về phần mềm PSS/E ........................................................................ 46
Giao diện chính của chƣơng trình: nhƣ hình 3.2 ................................................................. 47
3.1.2. Mô tả các phần tử trong PSS/E .......................................................................... 47
3.1.3. Một số FILE của PSS/E ..................................................................................... 52
3.1.4. Các lệnh của PSS/E............................................................................................ 54
3.1.5. Sử dụng PSS/E để tính toán ............................................................................... 55
3.2. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ FACTS (SVC; TCSC) TRONG LƢỚI
ĐIỆN MẪU 12 NÚT ....................................................................................................... 56
3.2.1. Giới thiệu về lƣới điện ....................................................................................... 56
3.2.2. Tính toán, phân tích đánh giá hiệu quả của thiết bị SVC trong lƣới điện mẫu 12
nút ở chế độ xác lập bằng phần mềm PSS/E ............................................................... 57
3.2.3. Tính toán, phân tích đánh giá hiệu quả của thiết bị TCSC trong lƣới điện mẫu
12 nút ở chế độ xác lập bằng phần mềm PSS/E .......................................................... 60
3.3. KẾT LUẬN............................................................................................................... 62
HIỆU QUẢ CỦA THIẾT BỊ FACTS (SVC, TCSC) TRONG............................................ 64
LƢỚI ĐIỆN 220KV MIỀN BẮC - VIỆT NAM NĂM 2014 .............................................. 64
4.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG ĐIỆN 220KV MIỀN BẮC – VIỆT NAM .................... 64
4.1.1. Hiện trạng nguồn điện Miền Bắc ....................................................................... 64
4.1.2. Hiện trạng lƣới 220kV Miền Bắc ...................................................................... 65
4.2. HIỆU QUẢ CỦA SVC TRONG HTĐ 220 KV MIỀN BẮC – VIỆT NAM NĂM
2014 ................................................................................................................................. 65
4.2.1. Kết quả tính toán CĐXL HTĐ Miền Bắc trƣớc khi lắp đặt SVC ...................... 65


4.2.2. Kết luận tính toán chế độ xác lập trƣớc khi lắp đặt SVC................................... 69

4.2.3. Kết quả tính toán CĐXL HTĐ Miền Bắc sau khi khi lắp đặt SVC ................... 70
4.2.4. Kết luận tính toán chế độ xác lập sau khi lắp đặt SVC ...................................... 74
4.3. HIỆU QUẢ CỦA TCSC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM
NĂM 2014 ....................................................................................................................... 74
4.3.1. Kết quả tính toán chế độ xác lập của HTĐ mùa mƣa và mùa khô khi chƣa có
thiết bị TCSC ............................................................................................................... 74
4.3.3. Kết quả tính toán chế độ xác lập của HTĐ mùa mƣa và mùa khô sau khi lắp đặt
thiết bị TCSC ............................................................................................................... 77
4.3.4. Kết luận tính toán chế độ xác lập sau khi lắp đặt TCSC ................................... 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................
PHỤ LỤC ................................................................................................................................


CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CĐXL

Chế độ xác lập

CSPK

Công suất phản kháng

HTĐ

Hệ thống điện

FACTS

Flexible AC Transmission Systems - Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh

hoạt

GTO

Gate Turn - Off Thyristor - Khoá đóng mở

EPRI

Electric Power Research Institute - Viện nghiên cứu năng lƣợng điện

STAT

Static Synchronous Compensator - Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor

COM
SVC

Static Var Compensator - Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor

TCR

Thyristor Controlled Reactor - Kháng điện điều khiển bằng thyristor

TSR

Thyristor Switched Reactor - Kháng điện đóng mở bằng thyristor

TSC

Thyristor Switched Capacitor - Tụ điện đóng mở bằng thyristor

SSG

Static Synchronous Generator - Máy phát đồng bộ tĩnh

BESS

Battery Energy Storage System - Hệ thống dự trữ năng lƣợng pin

SMES

Superconducting Magnetic Energy Storage - Bộ dự trữ năng lƣợng từ cuộn cảm
siêu dẫn

SSSC

Static Synchronous Series Compensator - Bộ bù dọc đồng bộ tĩnh

TCSC

Thyristor Controlled Series Capacitor - Tụ bù dọc điều khiển bằng thyristor

TSSC

Thyristor-Switched Series Capacitor - Tụ bù dọc đóng cắt bằng Thyristor

TCSR

Thyristor Controlled Series Reactor - Cuộn kháng dọc điều khiển bằng thyristor

TSSR

Thyristor-Switched Series Reactor - Cuộn kháng dọc đóng cắt bằng thyristor

IPFC

Interline Power Flow Controller - Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất giữa
các đƣờng dây

UPFC

Unlfied Power Flow Controller - Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất

TCPST

Thyristor - Controlled Phase Shifting Transformer - Máy biến áp dịch chuyển
pha điều khiển bằng thyristor


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Ƣu điểm của một số thiết bị FACTS ........................................................17
Bảng 1.2. Các trạng thái làm việc của hệ thống điện và ứng dụng của thiết bị
FACTS ......................................................................................................................17
Bảng 3.1. Bảng quy đổi nậc máy biến áp..................................................................52
Bảng 3.2. Điện áp các nút tính toán ở chế độ xác lập trƣớc và sau khi lắp đặt SVC 58
Bảng 3.3. Công suất phản kháng phát trƣớc và sau khi lắp đặt SVC .......................59
Bảng 3.4. Tổn thất trên đƣờng dây trƣớc và sau khi lắp đặt SVC ...........................59
Bảng 3.5. Kết quả tính toán công suất truyền tải trên các đƣờng dây trƣớc khi lắp
đặt TCSC. ..................................................................................................................61
Bảng 3.6. Kết quả tính toán công suất truyền tải trên các đƣờng dây sau khi lắp đặt

TCSC. ........................................................................................................................61
Bảng 3.7. Điện áp các nút tính toán ở chế độ xác lập trƣớc và sau khi lắp đặt TCSC.
...................................................................................................................................62
Bảng 4.1. Kết quả tính toán điện áp 220kV các nút trong chế độ xác lập của HTĐ
Miền Bắc hai mùa mƣa và khô khi chƣa có thiết bị SVC ở 2 chế độ cao điểm và
thấp điểm ...................................................................................................................65
Bảng 4.2. Kết quả tính toán điện áp 220kV các nút trong chế độ xác lập của HTĐ
Miền Bắc hai mùa mƣa và khô khi sau khi lắp thiết bị SVC ở 2 chế độ cao điểm và
thấp điểm ...................................................................................................................70
Bảng 4.3. Trích từ phụ lục 16 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Miền Bắc mùa mƣa HTĐ vận hành ở chế độ cao điểm. ......................74
Bảng 4.4. Trích từ phụ lục 17 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Miền Bắc mùa mƣa HTĐ vận hành ở chế độ thấp điểm ......................75
Bảng 4.5. Trích từ phụ lục 18 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Miền Bắc mùa khô HTĐ vận hành ở chế độ cao điểm ........................75
Bảng 4.6. Trích từ phụ lục 19 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Miền Bắc mùa khô HTĐ vận hành ở chế độ thấp điểm .......................75
Bảng 4.7. Trích từ phụ lục 24 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Hòa Bình – Xuân Mai và các đƣờng dây lân cận. .................................77


Bảng 4.8. Trích từ phụ lục 27 và 28 kết quả tính toán điện áp các nút 220kV của
lƣới điện miền bắc mùa mƣa ở chế độ cao điểm trƣớc và sau khi lắp đặt TCSC trên
đƣờng dây Hòa Bình – Xuân Mai và nút điện áp lân cận. ........................................78
Bảng 4.9. Trích từ phụ lục 25 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Ninh Bình – NM Hủa Na và các đƣờng dây lân cận. ............................78
Bảng 4.10. Trích từ phụ lục 26 kết quả tính toán trào lƣu công suất trên các đƣờng
dây 220 kV Bắc Ninh - Hiệp Hòa và các đƣờng dây lân cận. ..................................79

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Điều khiển công suất trên đƣờng dây truyền tải điện xoay chiều ...............3
Hình 1.2. Các thiết bị cơ bản của FACTS...................................................................8
Hình 1.3. Bộ bù công suất phản kháng tĩnh SVC .....................................................10
Hình 1.4.Mô hình bộ bù STATCOM ........................................................................11
Hình 1.5. Bộ bù dọc đồng bộ tĩnh SSSC ...................................................................12
Hình1.6. Tụ dọc điều khiển bằng thyristor TCSC ....................................................12
Hình 1.7.Cuộn kháng dọc điều khiển bằng thyristor TCSR .....................................13
Hình 1.8. Cấu tạo chung của UPFC ..........................................................................14
Hình 1.9. Máy biến áp dịch pha điều khiển bằng thyristor .......................................15
Hình 2.1. Mô hình SVC tiêu biểu .............................................................................20
Hình 2.2(a) Cấu tạo của TCR, (b) Điều khiển góc điều khiển, (c) Dạng sóng vận
hành ...........................................................................................................................21
Hình 2.3. Biến thiên biên độ các dòng điện thànhphần cơ bản qua TCR phụ thuộc
góc mở ....................................................................................................................23
Hình 2.4. Đặc tính V-I của TCR và TSR ..................................................................24
Hình 2.5. Biên độ các thành phần dòng điện bậc cao TCR so với góc điều khiển α 25
Hình 2.6. Dạng sóng minh họa cho phƣơng pháp điều khiển tuần tự để giảm sóng
hài bằng hệ thống 4 TCR ..........................................................................................26
Hình 2.7. Cách sắp xếp 12 xung 2 bộ TCR và dạng sóng dòng điện .......................27
Hình 2.8. Cấu tạo và dạng sóng vận hành .................................................................28
Hình 2.9. Dạng sóng minh họa quá trình đóng cắt không có quá trình quá độ của
TSC............................................................................................................................29
Hình 2.10. Đặc tính V-I của TSC ..............................................................................30
Hình 2.11. Máy phát biến đổi tĩnh kiểu FC – TCR và đặc tính công suất đầu ra .....31
Hình 2.12. Máy phát công suất tĩnh loại TSC – TCR cơ bản và đặc tính công suất
đầu ra của nó .............................................................................................................32
Hình 2.13. Mô hình SVC trong HTĐ ........................................................................34
Hình 2.14. Đặc tính V-I của SVC .............................................................................34

Hình 2.15. Đồ thị biến thiên giới hạn ổn định điện áp khi tải và hệ số công suất tải
thay đổi khi chƣa bù (a) và khi có bù (b). .................................................................36
Hình 2.16. Hệ thống truyền tải 1máy phát và nút cố định ........................................37
(a) Khi không có SVC và (b) Khi có SVC ................................................................37
Hình 2.17. Công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ thống .................38
Hình 2.18. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý họat động của TCSC. ..................................39
Hình 2.19. Đặc tính điều chỉnh của TCSC ................................................................41
Hình 2.20. Mô hình tính toán của TCSC ..................................................................42
Hình 2.21. (a) Hệ thống 2 máy phát với thiết bị bù dọc công suất phản kháng, (b) đồ
thị véc tơ; (c) các đƣờng cong công suất tác dụng và công suất phản kháng qua tụ
bù dọc với góc lệch các đƣờng cong công suất tác dụng và công suất phản kháng
qua tụ bù dọc với góc lệch . ....................................................................................43
Hình 2.22. Công suất truyền tải và giới hạn ổn định điện áp....................................45
Hình 3.1. Biểu tƣợng phần mềm PSS/E trên máy tính .............................................46
Hình 3.2. Giao diện chính của chƣơng trình PSS/E ..................................................47
Hình 3.3. Dữ liệu các nhánh trong PSS/E .................................................................48
Hình 3.4. Dữ liệu các phụ tải trong PSS/E ................................................................49
Hình 3.5. Dữ liệu các máy phát trong PSS/E ............................................................50
Hình 3.6. Dữ liệu các máy biến áp trong PSS/E .......................................................51
Bảng 3.1. Bảng quy đổi nậc máy biến áp..................................................................52
Hình 3.7. Hình ảnh FILE SLD ..................................................................................53
Hình 3.8. Màn hình chỉ các câu lệnh trong PSS/E ....................................................54
Hình 3.9. Sơ đồ khối tính toán ..................................................................................55
Hình 3.10. Mô hình lƣới mẫu 12 nút.........................................................................56
Hình 3.11. Mô hình lƣới điện mẫu 12 nút khi lắp đặt SVC tại nút 8 ........................57
Hình 3.12. Phân bố điện áp của lƣới điên mẫu 12 nút trƣớc và sau .........................58
Hình 3.13. Mô hình lƣới điện mẫu 12 nút khi lắp đặt TCSC trên đƣờng dây 6-7 ....60
Hình 4.1. Phân bố điện áp trên hệ thống 220kV Miền Bắc – Mùa mƣa khi chƣa lắp
đặt SVC ở chế độ cao điểm và thấp điểm .................................................................67

Hình 4.2. Phân bố điện áp trên hệ thống 220kV Miền Bắc – Mùa khô khi chƣa lắp
đặt SVC .....................................................................................................................67


Hình 4.3.Phân bố điện áp các nút 220kV của lƣới điện miền bắc mùa mƣa ở chế độ
cao điểm trƣớc khi lắp đặt SVC và khi lắp đặt SVC tại Nam Định. .........................71
Hình 4.4. Phân bố điện áp các nút 220kV của lƣới điện miền bắc mùa mƣa ở chế độ
thấp điểmkhi trƣớc khi lắp đặt SVC và khi lắp đặt SVC tại Lào Cai .......................71
Hình 4.5.Phân bố điện áp các nút 220 kV của lƣới điện miền bắc mùa khô ở chế độ
cao điểm trƣớc khi lắp đặt SVC và khi lắp đặt SVC tại Nam Định. .........................72
Hình 4.6. Phân bố điện áp các nút 220kV của lƣới điện miền bắc mùa khô ở chế độ
thấp điểm trƣớc khi lắp đặt SVC và khi lắp đặt SVC tại Lào Cai. ...........................73
Hình4.7. Sơ đồ mạch vòng đƣờng dây Nho Quan – Ba Chè – NMĐ Hủa Na – Ninh
Bình ...........................................................................................................................79


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện hiện đại là rất phức tạp và đƣợc kỳ vọng sẽ đáp ứng đủ các
nhu cầu sử dụng điện đang tăng trƣởng bất cứ nơi nào cần thiết với chất lƣợng và
chi phí chấp nhận đƣợc. Việc cơ cấu lại các nguồn điện đã làm tăng sự không chắc
chắn trong vận hành hệ thống điện. Các quy định hạn chế về việc mở rộng mạng
điện truyền tải đã dẫn đến việc giảm đi tính ổn định và tăng nguy cơ mất điện. Vấn
đề này có thể giải quyết đƣợc bằng các bộ điều khiển điện tử công suất cho việc
điều chỉnh phân bố công suất và điện áp trong mạng điện truyền tải xoay chiều.
Điều này cho phép vận hành linh hoạt các mạng điện truyền tải, theo đó các thay
đổi có thể đƣợc cung cấp một cách dễ dàng mà không gây ra bất cƣ một áp lực nặng
nề nào cho hệ thống điện. Các hệ thống mà dựa trên các linh kiện điện tử công suất
và các thiết bị tĩnh khác cung cấp một khả năng kiểm soát phân bố công suất và
điện áp đƣợc gọi chung là các bộ điều khiển hệ thống truyền tải điện xoay chiều

linh hoạt (Flexible AC Transmission Systems, FACTS).
Các bộ điều khiển điện tử công suất không chỉ đƣợc phục vụ cho việc điều
chỉnh dòng công suất mà chúng còn có ý nghĩa khác trong việc cải thiện tính ổn
định của hệ thống điện. Công nghệ của các khóa đóng/cắt thyristor và các kỹ thuật
điều khiển số đã đƣợc nghiên cứu để cho ra một thiết bị bù công suất phản kháng
tĩnh (Static Var Compensator, SVC) mà đƣợc sử dụng bù công suất phản kháng tại
tải và điều chỉnh điện áp cho các đƣờng dây truyền tải dài. Năm 1988, Narain
G.Hingorani đã giới thiệu các khái niệm của hệ thống truyền tải xoay chiều linh
hoạt bởi việc kết hợp các bộ điều khiển điện tử công suất để tăng cƣờng khả năng
truyền tải công suất cho các đƣờng dây truyền tải xoay chiều đang tồn tại, cải thiện
khả năng điều chỉnh điện áp cũng nhƣ an ninh của HTĐ mà không cần thêm các
đƣờng dây truyền tải mới. Các bộ điều khiển của hệ thống truyền tải điện xoay
chiều linh hoạt không phải là một thiết bị đơn lẻ mà nó là một loạt các bộ điều khiển
nhƣ: SVC, TCSC, SPST, STATCOM, UPFC…


Sự ra đời của các thiết bị FACTS đã có ảnh hƣởng và tác động lớn đến bài
toán quy hoạch và vận hành hệ thống điện.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu, tính toán, phân tích đánh giá hiệu quả các
thiết bị FACTS (SVC; TCSC) điều khiển điện áp, dòng công suất và các thông số
chế độ trong quá trình vận hành hệ thống điện là một vấn đề rất cần thiết và cấp
bách và đây cũng chính là nội dung mà đề tài “Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của
thiết bị FACTS (SVC; TCSC) và ứng dụng trong hệ thống điện 220 KV Miền
Bắc - Việt Nam” hƣớng đến.
2. Mục đích, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu của đề tài.
- Mục đích nghiên cứu của đề tài này là phân tích, đánh giá vai trò và hiệu quả của
các thiết bị FACTS (SVC; TCSC) trong HTĐ và ứng dụng cho hệ thống điện Miền
Bắc – Việt Nam SVC để giữ điện áp ổn định tại nút và TCSC để nâng cao khả năng
truyền lƣới điện truyền tải.
- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là các thiết bị FACTS và đi sâu vào nghiên cứu

nguyên lý hoạt động của thiết bị FACTS (SVC; TCSC) và sử dụng phần mềm
PSS/E để tính toán, phân tích chế độ xác lập trong hệ thống.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Lƣới điện mẫu 12 nút và hệ thống điện Miền Bắc – Việt
Nam Năm 2014.
3. Cấu trúc của luận văn
Bản luận văn đƣợc trình bày gồm gồm:
Phần mở đầu
Chƣơng 1. Tổng quan về hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt
FACTS
Chƣơng 2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của thiết bị FACTS (SVC; TCSC)
Chƣơng 3. Phân tích, đánh giá hiệu quả của thiết bị FACTS (SVC; TCSC)
trong lƣới điện mẫu 12 nút.
Chƣơng 4. Hiệu quả của thiết bị FACTS (SVC; TCSC) trong lƣới điện
220kV Miền Bắc – Việt Nam năm 2014.
Kết luận và kiến nghị


4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
Các kết quả nghiên cứu của luận văn góp phần đánh giá sự ổn định và nâng
cao khả năng truyền tải của HTĐ và bƣớc đầu cho thấy hiệu quả của thiết bị bù tĩnh
có điều khiển SVC và thiết bị bù dọc có điều khiển TCSC trong các chế độ vận
hành của hệ thống điện cũng nhƣ đề xuất các vị trí lắp đặt và công suất thiết bị bù
thích hợp nhằm giữ ổn định điện áp và nâng cao khả năng truyền tải của HTĐ Miền
Bắc -Việt Nam.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Hệ thống điện,
Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến thầy giáo TS. Đinh Quang Huy đã tận tình hƣớng dẫn tác giả xây dựng và hoàn
thiện luận văn này. Đồng thời xin gửi lời cảm ơn các anh trong Trung tâm điều độ
điện lực quốc gia A0, các đồng nghiệp và bạn bè đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện
để tác giả hoàn thành bản luận văn này. Vì thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu còn

khá mới mẻ nên bản luận văn không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Tác giả
rất mong nhận đƣợc nhiều ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp
và các bạn bè để bản luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn !


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU
LINH HOẠT FACTS (FLEXIBLE AC TRANSMISSION SYSTEMS)
1.1. GIỚI THIỆU
Công suất truyền tải trên các đƣờng dây phụ thuộc vào điện kháng đƣờng
dây, điện áp và góc truyền tải giữa điểm đầu và điểm cuối của đƣờng dây, hay nói
cách khác có sự giới hạn công suất trên đƣờng dây truyền tải.
Khả năng truyền tải công suất của đƣờng dây đƣợc cải thiện đáng kể bằng
việc tăng công suất phản kháng. Điện áp dọc theo đƣờng dây có thể đƣợc điều khiển
bằng việc lắp cuộn kháng bù (ngang) song song, tụ điện bù (dọc) nối tiếp vào đƣờng
dây. Góc truyền tải vào đƣờng dây có thể điều khiển bằng việc thay đổi góc pha.
Mỗi đƣờng dây truyền tải đƣợc xem nhƣ có nhiều cuộn cảm mắc nối tiếp và
nhiều tụ điện mắc song song. Tổng của các giá trị cuộn cảm mắc nối tiếp dọc theo
chiều dài đƣờng dây quyết định đến điện áp và công suất cực đại truyền tải của
đƣờng dây. Tổng của các giá trị tụ mắc song song với đƣờng dây thì ảnh hƣởng đến
điện áp dọc theo đƣờng dây truyền tải.
Do nhu cầu ngày một gia tăng của phụ tải, thƣờng đặt đƣờng dây truyền tải
cao áp vào những giới hạn vật lý của chúng (nhƣ giới hạn nhiệt, giới hạn về cách
điện, …) và những nhiễu động trên hệ thống có thể làm mất ổn định hệ thống nhƣ
ổn định tĩnh, ổn định động, sụp đổ điện áp…Sự phục hồi trạng thái làm việc sau
những nhiễu động này hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng dự trữ của hệ thống, nếu
hệ thống có độ dự trữ yếu thì dễ dẫn đến mất ổn định hệ thống, gây tan rã hệ thống.
Nhu cầu về quản lý các hệ thống điện hiệu quả hơn đã thúc đẩy sự đổi mới công
nghệ trong sản xuất và truyền tải điện năng. Nhà máy điện chu trình hỗn hợp là một

trong các công nghệ cho sự phát triển mới trong lĩnh vực sản xuất điện cũng nhƣ
trong các hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt – FACTS, nhƣ tên gọi
chung, là những thiết bị mới nhằm cải thiện các hệ thống truyền tải đó.

1


Qua phân tích từ nguyên nhân ở trên ta thấy hệ thống rất dễ mất ổn định. Từ
đó để tăng cƣờng độ an toàn, độ ổn định cho hệ thống đòi hỏi hệ thống lƣới điện
phải hoạt động linh hoạt hơn, ngay cả trong những trƣờng hợp bất ngờ và sự cố
nghiêm trọng nhất. Theo phƣơng thức truyền thống thì tình trạng này thƣờng đƣợc
giải quyết theo 2 cách:
- Xây dựng thêm các nhà máy hay đƣờng dây mới nhằm tăng thêm khả năng dự trữ
của đƣờng dây hiện có. Tuy nhiên việc xây dựng mới các nhà máy hay đƣờng dây
sẽ ngày càng gặp khó khăn nhiều hơn về lý do về tài chính, sự hạn chế về môi
trƣờng, pháp luật và các yếu tố xã hội.
- Nâng cấp phƣơng tiện, thiết bị truyền tải trên đƣờng dây nhằm vận dụng hết khả
năng truyền tải của những đƣờng dây hiện có. Ở cách này sẽ dễ dàng thực hiện hơn
bởi cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ sẽ cho ra đời các linh kiện bán
dẫn hay các linh kiện điện tử công suất lớn, cung cấp phƣơng tiện điều khiển nhanh
hơn, mềm hơn các thông số của hệ thống điện, từ đó có thể điều khiển trực tiếp đến
dòng công suất truyền tải trên hệ thống một cách nhanh chóng và đồng thời.
Ngày nay, với sự phát triển của các thiết bị điều khiển điện tử công suất lớn,
điện áp cao, công nghệ FACTS ra đời vào cuối thập niên 1980 của Viện nghiên cứu
năng lƣợng điện EPRI (the Electric Power Research Institute) đã giúp cho quá trình
điều khiển công suất trên các đƣờng dây truyền tải một cách linh hoạt và nhanh
chóng. Mỹ, Canada, Brazil…là những nƣớc tiên phong sử dụng công nghệ FACTS
trong lƣới điện truyền tải, các thiết bị thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ: SVC, TSC, TSR,
TCSC, STATCOM và UPFC.
Để áp dụng các thiết bị FACTS trong hệ thống điện một cách có hiệu quả

cần xem xét mối liên hệ giữa các thông số hệ thống và các giới hạn về khả năng
truyền tải công suất trong lƣới truyền tải.
1.2. MỐI LIÊN HỆ GIỮA CÁC THÔNG SỐ HỆ THỐNG VÀ CÁC GIỚI
HẠN VỀ KHẢ NĂNG TRUYỀN TẢI CÔNG SUẤT TRONG LƢỚI TRUYỀN
TẢI
Xét hệ thống điện đơn giản về đƣờng dây truyền tải trên hình 1.1 a.

2


E1 δ1

P, Q
2

1

I

E1 δ1

E2 δ2

E2 δ2

(a) Sơ đồ hệ thống đơn giản

(b) Đồ thị véc tơ khi dòng điện vuông
góc với điện áp rơi trên đường dây
(E1 - E2 cos )

E1 sin

E1
E2 cos

Ip1 = E2 sin

E1 sin
E2 sin

Ip2 = E1 sin /X
Ip1 = (E1 – E2cos )/XE1 cos

Ip2 = (E2 - E1cos )/X

(E2 – E1 cos )

(c) Đồ thị véc tơ liên quan đến công suất tác dụng và công suất phản kháng
Công suất

E1
Pmax

E1 - E2
I
I
P = (E1E2 sin

90

)/X

E2
(e) Điều chỉnh biên độ điện áp làm
thay đổi công suất phản kháng.

180

(d) ) Các đường cong công suất với góc
lệch đối với điện kháng X khác nhau
Điện áp bơm

E1

Điện áp bơm

E1
I

E1 - E2

E1 - E2

I
I
E2

E2
(f) Điện áp bơm vào vuông góc với dòng điện

đường dây làm thay đổi công suất tác dụng.

(g) Nguồn điện áp bơm vào dọc theo
đường dây

Hình 1.1. Điều khiển công suất trên đường dây truyền tải điện xoay chiều

3


Nút 1 và 2 là thanh cái của các trạm biến áp lớn hoặc đƣợc nối với các nguồn
để đơn giản ta giả thiết các nút có công suất vô cùng lớn. Hai nút đƣợc nối với nhau
thông qua một đƣờng dây truyền tải chỉ có điện kháng X (bỏ qua điện trở và dung
dẫn của đƣờng dây).
E1 và E2 là biên độ của điện áp tại các nút tƣơng đƣơng và góc lệch là .
EL là véc tơ điện áp giáng trên điện kháng X của đƣờng dây.
và lệch với EL góc 900.

Biên độ dòng điện trên đƣờng dây

Hình 1.1 b và 1.1 c chỉ ra mối quan hệ theo đồ thị véc tơ giữa các dòng điện
tác dụng và phản kháng cùng với mối liên hệ với điện áp tại hai điểm nút.
Để truyền tải công suất từ nguồn đến các hộ tiêu thụ xét về mô hình toán học
thì nó liên quan đến các thông số nhƣ sau:
Giả thiết rằng, E1 và E2 là suất điện động của 2 nguồn quy đổi mô tả hai hệ
thống và điện kháng X bao gồm cả điện kháng bên trong của 2 nguồn. Khi đó ta có:
Thành phần tác dụng của dòng điện tại nút 1 là:
IP1= (E2sin )/X
Thành phần phản kháng của dòng điện tại nút 1 là:
Iq1= (E1 - E2cos )/X

Bởi vậy công suất tác dụng tại nút 1 là:
P1= E1(E2sin )/X
Công suất phản kháng tại đầu nút 1 là:
Q1= E1 (E1 - E2cos )/X

(1.1)

Thành phần công suất tác dụng của dòng điện tại nút 2 là:
IP2= (E1sin )/X
Thành phần phản kháng của dòng điện tại nút 2 là:
Iq2= (E2 – E1cos )/X
Bởi vậy công suất tác dụng tại nút 2 là:
P2= E2(E1sin )/X
Công suất phản kháng tại đầu nút 2 là:
Q2= E2 (E2 – E1cos )/X
4

(1.2)


Tất nhiên, P1 cũng nhƣ P2 đều bằng:
P = E1E2sin /X

(1.3)

Vì đã giả thiết rằng không có tổn thất công suất tác dụng trên đƣờng dây nên
khi X thay đổi sẽ làm cho P, Q1, và Q2 thay đổi theo nhƣ (1.1), (1.2), (1.3).
Công suất (dòng điện) có thể cũng đƣợc điều khiển bởi việc điều chỉnh điện
áp E1 hoặc E2 nhƣ trên hình 1.1 e. Tuy nhiên với sự thay đổi của E1 thì hiệu điện áp
E1 - E2 không thay đổi nhiều còn góc pha của nó thì thay đổi đáng kể. Điều đó có

nghĩa rằng, việc thay đổi điện áp E1 hoặc E2 có ảnh hƣởng nhiều đến công suất phản
kháng hơn công suất tác dụng.
Dòng điện và công suất cũng có thể thay đổi bởi nguồn điện áp dọc đƣờng dây.
Nhƣ trên hình 1.1f khi véc tơ điện áp bơm vào vuông góc với dòng điện (mà nó gần
nhƣ trùng với véc tơ điện áp), nó trực tiếp ảnh hƣởng đến giá trị hiệu dụng của véc tơ
dòng điện.Với góc lệch điện áp nhỏ, nó ảnh hƣởng lớn tới công suất tác dụng.
Điện áp dọc đƣợc bơm vào có thể là một véc tơ trùng về biên độ và góc
phavới điện áp đƣờng dây (hình 1.1g). Ta có thể thấy rằng với sự thay đổi biên độ
và góc pha của nguồn điện áp nối tiếp thì cả thành phần tác dụng và phản kháng của
dòng điện cũng bị ảnh hƣởng.
Hình 1.1 d cho thấy công suất tác dụng tăng tới cực đại khi góc
900. Sau đó công suất giảm tƣơng ứng với góc

tăng tới

tăng và công suất giảm đến 0 khi δ

=180. Nếu không điều khiển với tốc độ cao các thông số nhƣ E1, E2, E1 - E2, X, ,
đƣờng dây truyền tải chỉ có thể đƣợc sử dụng tốt với góc dƣới 90 0. Việc tăng và
giảm X sẽ làm tăng và giảm độ cao của đặc tính công suất tác dụng theo góc lệch .
Đối với dòng công suất truyền tải, sự thay đổi X sẽ tƣơng ứng với sự thay đổi góc
góc lệch giữa điện áp hai điểm đầu và cuối của đƣờng dây truyền tải. Vậy để truyền
tải công suất từ nguồn đến các hộ tiêu thụ đạt công suất lớn nhất nó phụ thuộc vào
điện kháng X đƣờng dây, suất điện động E1 và E2, góc giữa 2 suất điện động theo
biểu thức (1.3).
Thế thì đƣờng dây và máy biến áp đều phụ thuộc vào cách điện, vì vậy nó bị
giới hạn về cách điện, giới hạn về nhiệt, giới hạn ổn định.

5

Giới hạn nhiệt: Giới hạn nhiệt của một đƣờng dây trên không là một hàm liên
quan đến nhiệt độ môi trƣờng, các điều kiện gió tác động vào đƣờng dây, điều kiện
của dây dẫn và khoảng cách của dây dẫn tới đất. Các giới hạn về nhiệt biến đổi bởi
hai nhân tố: Sự biến đổi của môi trƣờng xung quanh đƣờng dây và mức độ tải của
đƣờng dây theo thời gian vận hành. Để tăng khả năng tải của một đƣờng dây có thể
sử dụng biện pháp thay đổi dây dẫn bằng một loại dây khác có cấu trúc dây quấn thay
đổi để có khả năng tải dòng điện lớn hơn. Việc chuyển đổi các đƣờng dây đơn thành
các đƣờng dây kép cũng là biện pháp để tăng khả năng tải của đƣờng dây. Các biện
pháp trên có thể tăng đƣợc khả năng tải của đƣờng dây tải điện nhƣng cần phải có các
biện pháp sử dụng hiệu quả và tận dụng khả năng này. Việc ứng dụng các thiết bị
FACTS sẽ giúp ích trong việc sử dụng hiệu quả khả năng tải của đƣờng dây.
Giới hạn về cách điện: Để tăng khả năng tải của đƣờng dây truyền tải có thể
tăng điện áp làm việc của đƣờng dây lên. Thông thƣờng có thể xảy việc tăng điện áp
làm việc bình thƣờng lên 10% hoặc thậm chí cao hơn. Tuy nhiên, các quá điện áp
làm việc và quá điện áp khí quyển có thể quá khả năng chịu đựng của cách điện. Để
đảm bảo các qua điện áp nằm trong các giới hạn cho phép, tăng đáng kể khả năng
chịu quá điện áp trên đƣờng dây và trong các trạm biến áp, có thể sử dụng các
chống sét khe hở hiện đại, hoặc cách điện đƣờng dây kết hợp với các chống sét khe
hở bên trong, hoặc các máy triệt quá điện áp điều khiển bằng thyristor hữu ích tại
các trạm biến áp. Công nghệ sử dụng các thiết bị FACTS cũng có thể đƣợc sử dụng
để đảm bảo quá điện áp cho phép và tăng cƣờng khả năng truyền tải công suất.
Giới hạn ổn định: Có một số các vấn đề về ổn định giới hạn khả năng truyền
tải. Chúng bao gồm:
- Ổn định tĩnh quá độ
- Ổn định định động
- Ổn định trạng thái tĩnh
- Sụp đổ tần số, điện áp
- Cộng hƣởng cận đồng bộ

6


Với phân tích ở trên hình 1.1 ta có thể thấy một vài điểm cơ bản của các
thông số liên quan đến khả năng điều khiển dòng công suất:
- Có thể điều khiển điện kháng đƣờng dây X (ví dụ dùng tụ bù dọc có điều khiển
TCSC) để điều khiển dòng điện một cách hiệu quả.
- Khi góc lệch điện áp giữa 2 nút không lớn (thông thƣờng ở các đƣờng dây truyền
tải) thì việc điều khiển điện kháng X dùng để điều khiển dòng công suất tác dụng
truyền tải trên đƣờng dây.
- Điều khiển góc lệch điện áp

(ví dụ thiết bị điều chỉnh góc pha) là công cụ hiểu

ích để điều khiển dòng điện và cả dòng công suất tác dụng trong trƣờng hợp góc
lệch điện áp giữa hai nút không lớn.
- Bơm nguồn điện áp dọc đƣờng dây và vuông góc với véc tơ dòng điên có thể làm
tăng hoặc giảm biên độ dòng điện. Đây là phƣơng pháp hữu ích trong việc điều
khiển dòng điện đƣờng dây và cả công suất tác dụng khi góc lệch điện áp không
lớn.
- Bơm nguồn điện áp dọc đƣờng dây và cùng góc lệch với véc tơ điện áp nút có thể
điều khiển đƣợc biên độ và góc của véc tơ dòng điện chạy trên đƣờng dây. Điều đó
cho thấy rằng việc bơm một véc tơ điện áp cùng với góc lệch thay đổi có thể đƣa ra
phƣơng pháp hữu ích để điều khiển chính xác công suất tác dụng và công suất phản
kháng. Điều đó yêu cầu nguồn bơm cả công suất tác dụng và phản kháng.
- Khi góc lệch điện áp không lớn, điều khiển biên độ của một trong các điện áp nút
(ví dụ thiết bị điều chỉnh điện áp bằng thyristor) có thể là phƣơng pháp hiệu quả về
kinh tế trong việc điều khiển dòng công suất phản kháng qua đƣờng dây truyền tải.
- Tổ hợp điều chỉnh điện kháng đƣờng dây với một thiết bị điều khiển dọc và điều
khiển điện áp với một thiết bị điều khiển ngang cũng có thể đƣa ra một phƣơng

pháp hiệu quả để điều khiển cả công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền
tải giữa hai hệ thống.
Vậy để điều khiển đƣợc các thông số của hệ thống ta tìm hiểu các thiết bị
FACTS và để nâng cao khả năng tải của hệ thống thì ta đi sâu tìm hiểu thiết bị bù có
điều khiển TCSC, để giữ ổn định điện áp trong hệ thống ta đi sâu tìm hiểu về thiết

7


bị bù tĩnh có điều khiển SVC.
1.3. KHÁI NIỆM VÀ CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN CỦA FACTS
1.3.1. Khái niệm về FACTS
Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS đƣợc IEEE định nghĩa
nhƣ sau:
FACTS (Flexible Alternating Current Transmission Systems) là hệ thống
truyền tải dòng điện xoay chiều kết hợp với các thiết bị điện tử công suất hoặc
cácthiết bị điều khiển tĩnh khác để tăng cƣờng khả năng điều khiển và tăng khả
năng truyền tải công suất.
1.3.2. Các thiết bị cơ bản của FACST
Một số thiết bị cơ bản của FACTS đƣợc sắp xếp song song với các thiết bị
thông thƣờng nhằm thể hiện sự so sánh tƣơng quan.
Thiết bị thông thƣờng
(Mang tính đóng cắt)
R,L,C, Máy biến áp

Bù ngang

Thiết bị bù ngang
(L, C)

Bù dọc

Thiết bị bù dọc
(L, C)
Máy biến áp dịch
pha

Thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt
(FACTS)
Trở kháng thay
đổi

Bộ chuyển đổi điện
áp nguồn (VSC)

Thiết bị bù công
suất tĩnh (SVC)

Máy bù đồng bộ
tĩnh (STATCOM)

Thiết bị bù dọc điều
khiển bằng thyristor
(TCSC,TCSR)

Máy bù dọc đồng
bộ tĩnh (SSSC)

Máy biến áp dịch
pha dùng thyristor

UPFC/IPFC

Hình 1.2. Các thiết bị cơ bản của FACTS
Cột các thiết bị thông thƣờng đƣợc chế tạo dựa trên những bộ phận cố định
hoặc có thể đóng cắt bằng cơ khí nhƣ điện trở, điện cảm, điện dung và máy biến áp.
Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt cũng bao gồm những bộ phận trên
8


nhƣng sử dụng thêm các van điện tử công suất hoặc các bộ biến đổi để đóng cắt các
phần tử.
Các bộ điều khiển FACTS dựa trên VSC có ƣu điểm hơn loại trở kháng thay
đổi. Ví dụ nhƣ STATCOM gọn nhẹ hơn so với SVC với cùng dung lƣợng và kỹ
thuật cao cấp hơn. Nó cung cấp dòng công suất phản kháng ngay cả khi điện áp
thanh cái thấp quá giới hạn và có thể đƣợc thiết kế để chịu quá tải trong thời gian
ngắn. Ngoài ra STATCOM có thể cung cấp công suất tác dụng nếu có một nguồn
cung cấp năng lƣợng tại ngay thiết bị đầu cuối của nó. Các bộ điều khiển dựa trên
nên tảng VSC yêu cầu sử dụng các thiết bị bán dẫn công suất chuyển mạch riêng
nhƣ GTO, IGBT, IGCT. Thyristor không có khả năng này và không thể sử dụng
chúng mặc dù có thể chịu đƣợc mức điện áp cao và rẻ hơn trong việc giảm tổn thất.
1.4. PHÂN LOẠI CÁC THIẾT BỊ FACTS
1.4.1. Thiết bị bù ngang (Shunt Devices)
Điểu hình cho các thiết bị bù ngang là SVC, STATCOM
1.4.1.1. Bộ bù công suất phản kháng tĩnh SVC (Static Var Compensator)
SVC là thiết bị bù ngang dùng để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng có
thể điều chỉnh bằng cách tăng hay giảm góc mở của thyristor, đƣợc tổ hợp từ hai
thành phần cơ bản:
- Thành phần điện kháng để tác động có thể phát hoặc tiêu thụ công suất phản
kháng tùy theo chế độ vận hành.

- Thành phần điều khiển bao gồm các thiết bị điện tử công suất nhƣ thyristor, các
cửa đóng mở GTO. Hệ thống điều khiển SVC dùng các bộ vi điều khiển nhƣ: 8051,
PIC, VAR…

9


Hình 1.3. Bộ bù công suất phản kháng tĩnh SVC
SVC đƣợc cấu tạo gồm các thành phần chính sau:
Cuộn kháng điều khiển bằng thyristor TCR (Thyristor Controlled Reactor):
Điện kháng của nó thay đổi liên tục (điều chỉnh trơn) bằng cách điều chỉnh góc mở
của các thyristor.
Cuộn kháng đóng cắt bằng thyristor TSR (Thyristor Switched Reactor): có
chức năng tiêu thụ công suất phản kháng, điện kháng đẳng trị là một giá trị nhảy
cấp.
Tụ đóng cắt bằng thyristor TSC (Thyristor Switched Capacitor): có chức
năng phát công suất phản kháng, điện dung đẳng trị là một giá trị nhảy cấp.
Ngoài 3 phần tử cơ bản trên, SVC có thể có thành phần lọc sóng hài bậc cao
Các chức năng chính của SVC bao gồm:
- Điều chỉnh điện áp tại nút có đặt SVC
- Trào lƣu công suất tại vị trí đặt đƣợc cải thiện
- Tăng cƣờng ổn định của HTĐ nhƣ: giới hạn thời gian và cƣờng độ quá điện áp,
giảm dao động công suất khi xảy ra sự cố (mất tải, ngắn mạch...) trong HTĐ.
- Làm giảm nguy cơ sụt áp trong ổn định tĩnh của HTĐ.
- Tăng khả năng truyền tải của đƣờng dây.
- Giảm tổn thất công suất và điện năng.

10