Ứng dụng thiết bị statcom để nâng cao ổn định hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------PHÙNG VĂN THÁI

ỨNG DỤNG THIẾT BỊ STATCOM
ĐỂ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Kỹ Thuật Điện

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
GS. TS. LÃ VĂN ÚT

Hà Nội – Năm 2011

1


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản thuyết minh này do tôi thực hiện. Các số liệu có trong thuyết
minh và kết quả tính toán được tìm hiểu thông qua các tài liệu tham khảo.

2


MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA .....................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................2
MỤC LỤC..................................................................................................................3

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..........................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................6
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................7
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................9
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI..................................................................................................9
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................10
III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU......................................................................................10
IV. BỐ CỤC LUẬN VĂN ...............................................................................................10

CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIỂN, HÌNH THÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LIÊN
KẾT VÀ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ FACTS.....................................11
1.1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ SỰ HÌNH THÀNH HỆ
THỐNG ĐIỆN LIÊN KẾT .............................................................................................. 11
1.1.1. Xu hướng phát triển của hệ thống điện................................................................ 11
1.1.2. Sự hình thành hệ thống điện liên kết ................................................................... 11
1.2. GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU LINH
HOẠT FACTS .................................................................................................................13
1.2.1. Cơ hội phát triển công nghệ FACTS....................................................................13
1.2.2. Điều khiển các thông số chính trên đường dây truyền tải điện xoay chiều .........17
1.2. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ FACTS ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 22
1.2.1. Các nguyên lý điều khiển sử dụng trong thiết bị điều khiển FACTS ..................22
1.3.2. Giới thiệu các thiết bị FACTS cơ bản trong hệ thống điện..................................24
1.3.3. Các lợi ích và ứng dụng của thiết bị điều khiển FACTS: ....................................37
1.4. KẾT LUẬN...............................................................................................................42

CHƯƠNG 2: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA STATCOM..44
2.1. CÁC PHẦN TỬ BÁN DẪN CƠ BẢN CẤU TẠO NÊN STATCOM......................44
2.1.1. Đi-ốt .....................................................................................................................44
2.1.2. GTO ( Gate – Turn – Off thyristor) – Thyristor có cổng điều khiển khóa...........45
2.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BIẾN ĐỔI NGUỒN ÁP .........................................48

2.2.1. Khái niệm cơ bản về bộ biến đổi nguồn áp (Voltage-Sourced-Converter: VSC) 48
2.2.2. Bộ biến đổi nguồn áp một pha sơ đồ cầu.............................................................50
2.2.3. Bộ biến đổi nguồn áp ba pha sơ đồ cầu ...............................................................54
2.3. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA STATCOM TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN................................................................................................................................55
2.3.1. Lịch sử ra đời và phát triển của STATCOM ........................................................55
2.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của STATCOM.................................................55
2.3.3. Hiệu quả của STATCOM trong hệ thống điện.......................................................60

CHƯƠNG 3: KHAI THÁC PHẦN MỀM CONUS TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH
ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN................................................................................66
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM CONUS...................................................66
3.1.1. Giới thiệu giao diện .............................................................................................66
3.1.2. Chức năng chính của chương trình CONUS .......................................................76
3.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá mức độ ổn định của HTĐ phức tạp ...................................79

3


3.2. MÔ HÌNH NGUỒN TRONG TÍNH TOÁN CĐXL.................................................81
3.2.1. Mô hình máy phát điện đồng bộ trong các nhà máy điện....................................81
3.2.2. Mô hình TĐT .......................................................................................................82
3.2.3. Mô hình TĐK.......................................................................................................82
3.2.4. Mô hình máy phát điện đồng bộ trong tính toán phân tích hệ thống điện ...........82
3.3. MÔ HÌNH STATCOM TRONG TÍNH TOÁN HTĐ ..............................................83
3.3.1. STATCOM làm việc ở chế độ điều khiển siêu tĩnh .............................................83
3.3.2. STATCOM làm việc ở chế độ điều khiển tĩnh.....................................................84
3.4. ỨNG DỤNG STATCOM TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH HTĐ VIỆT NAM
NĂM 2015 .......................................................................................................................85
3.4.1. Hiện trạng lưới điện truyền tải 500kV Việt Nam.................................................85

3.4.2. Các giả thiết trong tính toán phân tích ổn định HTĐ Việt Nam năm 2015 .........87
3.4.3. Kết quả tính toán bằng phần mềm CONUS.........................................................87

KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................94
PHỤ LỤC .................................................................................................................95

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết tắt

1

HTĐ

2

STATCOM

3

SVC

Static Var Compensator

4

TCSC

Thyristor Controlled Series Capacitor

5

UPFC

Unified Power Flow Controller

6

TCPAR

7

FACTS

Ý Nghĩa

Chú thích

Hệ thống điện
Static sychronous Compensator

Bộ bù đồng bộ tĩnh
Bộ bù tĩnh

Thyristor Controlled Phase Angle

Flexible Alternating Current
Transmission Systems

8

NMĐ

Nhà máy điện

9

VSC

Voltage Source Converter

10

DC

Direct current

11

AC

Alternate Current

12

CĐXL

Chế độ xác lập

5

Hệ thống truyền tải
điện xoay chiều linh
hoạt
Bộ biến đổi nguồn áp


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: So sánh hiệu quả điều khiển của một số thiết bị FACTS.
Bảng 1.2: Các ứng dụng trạng thái xác lập của FACTS
Bảng 1.3: Các ứng dụng trạng thái động của FACTS
Bảng 3.1: Tổng hợp kết quả hệ số dự trữ ổn định tĩnh khi tăng dung lượng của
STATCOM
Phụ lục 1: Danh mục trạm biến áp 500kV xây dựng đến năm 2015
Phụ lục 2: Danh mục đường dây 500kV xây dựng đến năm 2015

6


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Trào lưu công suất trong hệ thống điện đơn giản.
Hình 1.2. Điều khiển trào lưu công suất trên đường dây truyền tải.
Hình 1.3. Bộ điều khiển nối tiếp
Hình 1.4. Bộ điều khiển song song
Hình 1.5. Bộ điều khiển kết hợp nối tiếp – nối tiếp
Hình 1.6. Bộ điều khiển kết hợp nối tiếp - song song.

Hình 1.7. Cấu tạo chung của SVC.
Hình 1.8. Cấu tạo của STATCOM.
Hình 1.9. BESS
Hình 1.10: TCBR
Hình 1.11. SSSC dựa trên bộ biến đổi nguồn áp và SSSC có nguồn dự trữ.
Hình 1.12. Cấu tạo chung của TCSC và TSSC
Hình 1.13. Cấu tạo chung của TCSR và TSSR.
Hình 1.14. Cấu tạo chung của UPFC.
Hình 1.15. Cấu tạo chung của TCPST
Hình 1.16: TCVL
Hình 1.17. TCVR loại dựa trên đầu phân áp và loại dựa trên sự đưa thêm điện áp
vào đường dây.
Hình 2.1. Điốt
Hình 2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của GTO.
Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi nguồn áp
Hình 2.4. Bộ biến đổi nguồn áp sơ đồ cầu 1 pha
Hình 2.5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của VSC 3 pha sơ đồ cầu
Hình 2.6. Sơ đồ nguyên lý và thay thế của máy bù đồng bộ
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý của STATCOM
Hình 2.8. Các trường hợp làm việc của STATCOM
Hình 2.9. Đặc tính U - I của STATCOM
Hình 2.10. Sơ đồ khối điều khiển của STATCOM
Hình 2.11: Sơ đồ thay thế hệ thống điện đơn giản
Hình 2.12: Sự thay đổi điện áp tại nút thanh cái phụ tải khi có và không có
STATCOM

7


Hình 2.13: Mối quan hệ giữa thời gian và điện áp tại nút đặt STATCOM khi xảy ra

quá điện áp.
Hình 2.14: Đặc tính công suất truyền tải của hệ thống khi có và không có
STATCOM
Hình 3.1. Bảng số liệu nút
Hình 3.2. Bảng thông số đường dây
Hình 3.3. Bảng thông số đường dây siêu cao áp
Hình 3.4. Bảng số liệu nhánh máy biến áp
Hình 3.5. Bảng thông số máy biến áp
Hình 3.6. Bảng nhánh chuẩn
Hình 3.7. Bảng đặc tính tĩnh của phụ tải
Hình 3.8. Bảng làm biến thiên chế độ
Hình 3.9. Bảng thông số kháng, tụ bù, SVC
Hình 3.10. Bảng các lựa chọn
Hình 3.11. Màn hình kết quả tính toán hệ số dự trữ ổn định
Hình 3.12. Màn hình kết quả phân tích độ nhậy
Hình 3.13. Cấu trúc máy phát (a) và mô hình TĐT (b) và TĐK (c)
Hình 3.14:Đồ thị véctơ dòng điện và điện áp của máy phát điện trong tính toán
Hình 3.15. Đặc tính làm việc và sơ đồ tính toán STATCOM ở chế độ điều khiển siêu
tĩnh
Hình 3.16. Đặc tính làm việc và sơ đồ tính toán STATCOM ở chế độ điều khiển tĩnh
Hình 3.17: Sơ đồ nguyên lý và trào lưu công suất hệ thống điện Việt Nam năm 2015
trong chế độ làm việc bình thường cực đại.
Hình 3.18: Đồ thị mô phỏng biến thiên điện áp một số nút theo hệ số tải khi chưa
lắp đặt STATCOM
Hình 3.19: Đồ thị mô phỏng biến thiên điện áp một số nút theo hệ số tải khi có
STATCOM (±100MVAr) tại nút thanh cái 220kV Hiệp Hòa
Hình 3.20: Đồ thị mô phỏng biến thiên điện áp một số nút theo hệ số tải khi có

STATCOM (±200MVAr) tại nút thanh cái 220kV Hiệp Hòa
Hình 3.21: Đồ thị mô tả mối quan hệ giữa dung lượng của STATCOM với Kôđ

8


MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Xu hướng phát triển của hệ thống điện hiện đại là ngày càng lớn mạnh về
quy mô và diện tích lãnh thổ để đáp ứng nhu cầu gia tăng của phụ tải. Nền kinh tế
phát triển mạnh mẽ đã thúc đẩy hệ thống điện cũng phải từng bước hiện đại hóa từ
các khâu: Phát điện – truyền tải – phân phối đến các hộ tiêu thụ. Chính vì lí do này
mà việc nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ mới vào các khâu chính của hệ thống
điện làm giảm chi phí và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đã thúc đẩy các nhà
nghiên cứu, các kĩ sư điện trên toàn thế giới phát minh, ứng dụng rộng rãi các công
nghệ tiên tiến. Một trong những công nghệ đó là FACTS (Flexible Alternate Curent
Transmission System): Công nghệ truyền tải điện xoay chiều linh hoạt.
Trong quá trình toàn cầu hóa và hội nhập quốc tế, nền kinh tế nước ta đang
trên đà phát triển mạnh mẽ, ứng dụng hiệu quả của khoa học công nghệ. Hệ thống
điện Việt Nam hình thành và phát triển ngày càng lớn mạnh về quy mô và chất
lượng. Sự xuất hiện đường dây 500 kV mạch 1 và mạch 2 đã đảm bảo liên kết giữa
các miền, nâng cao dự trữ cho hệ thống. Tuy nhiên sự gia tăng nhanh chóng của phụ
tải đã xảy ra vào giờ cao điểm phải sa thải lượng phụ tải khá lớn ảnh hưởng không
nhỏ đến tình hình phát triển kinh tế và đời sống của nhân dân. Việc nghiên cứu, ứng
dụng những công nghệ hiện đại như sử dụng thiết bị FACTS hay truyền tải điện một
chiều là một vấn đề đang đặt ra. Với sự gia tăng của phụ tải lớn hơn nguồn cung cấp
thì sự huy động nguồn trong các giờ cao điểm gặp rất nhiều khó khăn. Một hướng
nghiên cứu mới là áp dụng công nghệ mới vào hệ thống điện Việt Nam trong giai
đoạn tới nhằm cải thiện phần nào chất lượng điện năng của hệ thống điện 500 kV là
một đề tài nghiên cứu cần thiết.
Từ các lý do trên đã cho thấy việc nghiên cứu, ứng dụng các thiết bị FACTS
vào hệ thống điện 500 kV là một đề tài cấp bách trong thực tiễn hệ thống điện Việt

Nam đang thiếu nguồn điện trầm trọng. Một trong những thiết bị FACTS quan trọng
là STATCOM.

9


II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
-

Đối tượng nghiên cứu: Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của
STATCOM trong việc nâng cao ổn định của hệ thống điện.

-

Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng thiết bị STATCOM vào hệ thống điện Việt
Nam để nâng cao ổn định của hệ thống điện năm 2015.

III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
-

Tổng quan về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của STATCOM.

-

Hiệu quả của việc ứng dụng thiết bị STATCOM vào hệ thống điện siêu cao
áp.

-

Mô phỏng thiết bị STATCOM trong phần mềm CONUS tính toán phân tích

ổn định HTĐ.

-

Phân tích hiệu quả của STATCOM trong HTĐ Việt Nam năm 2015.

IV. BỐ CỤC LUẬN VĂN
Với phạm vi nghiên cứu trên, luận văn được bố cục thành 3 chương gồm các
nội dung chính sau:
Chương 1: Sự phát triển, hình thành hệ thống điện liên kết và giới thiệu
chung về công nghệ FACTS
Chương 2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của STATCOM
Chương 3: Khai thác phần mềm CONUS tính toán, phân tích ổn định hệ
thống điện
Với hạn chế về năng lực cũng như thời gian, luận văn không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Tác giả rất mong được sự góp ý chân thành của tất cả các quý
Thầy, Cô, các bạn bè và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.

10


CHƯƠNG 1
SỰ PHÁT TRIỂN, HÌNH THÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LIÊN
KẾT VÀ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THIẾT BỊ FACTS
1.1. XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ SỰ HÌNH
THÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN LIÊN KẾT
1.1.1. Xu hướng phát triển của hệ thống điện
Hệ thống điện trên thế giới được hình thành và phát triển cùng với sự phát
triển kinh tế. Một nền kinh tế phát triển năng động cần phải có một hệ thống năng
lượng đủ lớn để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng và phát triển kinh tế. Trong hệ thống

năng lượng thì điện năng đóng một vai trò quan trọng. Nó là một dạng năng lượng
trung gian để chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, quang
năng, hóa năng, cơ năng... Xu hướng phát triển của hệ thống điện không chỉ trải
rộng trên lãnh thổ mà còn liên kết giữa các vùng, miền, nước và giữa các khu vực.
Hình thành các hệ thống điện đa quốc gia truyền tải luồng công suất lớn để đảm bảo
sự phát triển kinh tế - xã hội một cách hợp tác, các bên tham gia đều có lợi. Trên thế
giới hiện nay xuất hiện nhiều hệ thống điện liên kết do đó vấn đề ổn định hệ thống
khi truyền tải công suất lớn là một vấn đề được đặt ra cho rất nhiều nhà nghiên cứu,
các kĩ sư điện trên toàn thế giới. Họ đã không ngừng phát triển các lý thuyết ổn định
kinh điển để áp dụng cho hệ thống điện liên kết hiện đại – nơi là tập hợp của rất
nhiều nguồn đa dạng, lưới điện phức tạp và yêu cầu cao của chất lượng điện năng.
1.1.2. Sự hình thành hệ thống điện liên kết
Vốn đầu tư cho xây dựng hệ thống truyền tải điện là rất lớn và hệ thống điện
truyền tải ngày nay ngày càng áp dụng nhiều công nghệ mới như công nghệ điện tử
công suất, công nghệ vật liệu mới, công nghệ siêu dẫn, công nghệ thông tin, công
nghệ viễn thông.v.v... Vì vậy hệ thống điện truyền tải phải được chuẩn hóa theo tiêu
chuẩn nhất định để có thể kết nối giữa các khu vực, quốc gia... Tuy nhiên vẫn còn
đó những đường dây truyền tải kém chất lượng thường xuyên làm việc quá tải trong
giờ cao điểm hoặc xác xuất sự cố lớn dẫn tới độ tin cậy cung cấp điện thấp. Xu

11


hướng phát triển của hệ thống điện truyền tải hiện nay là vừa phát triển hệ thống
lưới truyền tải mới vừa ứng dụng công nghệ truyền tải điện xoay chiều linh hoạt để
giảm vốn đầu tư, tăng hiệu quả làm việc của hệ thống điện trong các giờ cao điểm.
FACTS (Flexible AC Transmission System - hệ thống truyền tải xoay chiều
linh hoạt) là tên gọi chung của một loại thiết bị giờ đây đã trở thành quen thuộc đối
với ngành truyền tải điện trên thế giới, vì đó là phương tiện linh hoạt để củng cố
những vùng yếu của lưới điện. Các thiết bị này hoàn toàn đáp ứng yêu cầu hiện nay

như bù công suất phản kháng, ổn định điện áp, điều chỉnh điện, ổn định quá trình
quá độ. Nhiều công ty điện lực tuy gặp những vấn đề về lưới điện nhưng lại rất khó
khăn khi tiến hành những công trình lớn nhằm cải thiện lưới truyền tải của họ. Xây
dựng đường dây mới mất nhiều thời gian, đã vậy ở nhiều nước những dự án này
thường vấp phải sự phản đối mãnh liệt của người dân địa phương do những dự án
này chiếm một hành lang an toàn lưới điện khá lớn, vấn đề về từ trường xung quanh
khu vực có đường dây truyền tải đi qua tiếp theo đó, lại còn vấn đề chi phí của dự
án. Những công ty điện lực hoạt động trên thị trường phi điều tiết chịu sức ép ghê
gớm buộc họ phải duy trì chi phí bảo dưỡng ở mức càng thấp càng tốt, xây dựng
đường dây mới rõ ràng là phương án tốn kém. Đối với các công ty điện lực, cải
thiện lưới điện mà chỉ đơn thuần dựa vào việc tăng công suất nguồn hoặc củng cố
đường dây truyền tải giờ đây không còn khả thi nữa. Các đơn vị vận hành lưới
truyền tải một khi không có quyền điều khiển công suất nguồn, lại ít tự do hơn trong
việc điều hành cơ sở hạ tầng truyền tải, đương nhiên là họ sẽ phải tìm đến những
công nghệ tiên tiến hơn để giải quyết các vấn đề về lưới điện. Vì vậy, STATCOM
(STATic synchronous COMpensator), cũng như các thiết bị FACTS khác, giờ đây
thu hút sự quan tâm của các công ty điện lực đang khát khao tìm tòi những giải
pháp hợp với túi tiền hơn cho các vấn đề về lưới điện.
Một khía cạnh khác, như là việc xây dựng thêm nguồn điện và hệ thống lưới
điện truyền tải đồng bộ sẽ làm cho vận hành trở nên phức tạp, chí phí lớn hơn. Và
hệ thống có thể trở nên ít an toàn hơn trong thời kỳ thiếu điện. Việc truyền tải một

12


trào lưu công suất lớn, sự tăng nhanh của công suất phản kháng trong một phần của
hệ thống điện có thể gây nên dao động công suất làm tan rã hệ thống.
Hệ thống điện ngày nay mở rộng hơn và được điều khiển linh hoạt hơn. Ở đó
có sử dụng rộng rãi kỹ thuật vi xử lý, máy tính điều khiển và thiết bị kết nối, truyền
thông tốc độ cao cho điều khiển, tự động hóa và bảo vệ hệ thống điện; tuy nhiên khi

những tín hiệu điều khiển được gửi tới mạch điện nơi mà thiết bị điều khiển cuối
cùng là các thiết bị đóng cắt bằng hệ thống cơ khí. Thì vấn đề đặt ra là với điều
khiển thiết bị cơ khí là không thể được làm việc thường xuyên bởi vì các thiết bị
này có xu hướng trở nên kém hiệu quả rất nhanh so với điều khiển các thiết bị tĩnh.
Vì thế, việc phát triển các thiết bị tĩnh điều khiển linh hoạt là một hướng phát triển
trong lĩnh vực truyền tải điện.

1.2. GIỚI THIỆU CHUNG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN XOAY
CHIỀU LINH HOẠT FACTS
1.2.1. Cơ hội phát triển công nghệ FACTS
Sự gia tăng nhanh chóng của nhu cầu phụ tải đã đặt ra một vấn đề là phải xây
dựng thêm hệ thống nguồn điện và đường dây truyền tải tới trung tâm phụ tải. Hệ
thống nguồn có thể là thủy điện, nhiệt điện, điện nguyên tử, phong điện.... Tuy
nhiên các nhà máy thủy điện thì lại được xây dựng bên cạnh các dòng sông có độ
cao cột nước lớn, các nhà máy nhiệt điện thường được xây dựng gần các mỏ than,
mỏ khí, các nhà máy điện nguyên tử lại xây dựng xa trung tâm phụ tải vì vấn đề an
toàn. Bên cạnh đó, các trung tâm phụ tải thường là các khu trung tâm kinh tế lớn,
các thành phố lớn, các khu công nghiệp lớn do đó việc đưa điện năng từ các nguồn
điện đến các hộ tiêu thụ cần phải xây dựng các đường dây truyền tải dài vốn đầu tư
lớn và trải dài trên diện tích. Một hướng phát triển mới đó là trên cơ sở hệ thống
điện cũ có thể hạn chế xây dựng thêm các nhà máy điện, đường dây truyền tải bằng
cách sử dụng công nghệ truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS giảm chi phí
đầu tư và vận hành mà vẫn đáp ứng đủ nhu cầu của phụ tải.
Một vấn đề khác của chất lượng điện năng là chất lượng điện áp. Các công ty
điện lực và các công ty tư vấn đã xem xét ba phương án cải thiện điện áp khu vực

13


truyền tải luồng công suất lớn: Lắp đặt dàn tụ bù song song cố định; Nâng cấp điện

áp hệ thống truyền tải khu vực từ 115 kV lên 230 kV; và áp dụng công nghệ
FACTS. Sử dụng tụ lắp song song cố định là giải pháp ít tốn kém nhất nhưng lại
được coi là kém hiệu quả nhất nếu xét theo quan điểm vận hành. Đúng vậy, đấu tụ
song song để nâng điện áp hệ thống rất thích hợp cho việc chống lại ảnh hưởng của
việc tăng phụ tải có thể dự đoán được hoặc theo cấp, nếu như có thể đóng các tụ
điện đồng bộ với mức gia tăng phụ tải. Tuy nhiên các tụ lắp song song cố định là ít
đạt yêu cầu hơn khi phản ứng với các tình huống động, hoặc các nhiễu loạn ngoài
dự kiến, bởi lẽ những sự kiện đó bản thân chúng là không đoán trước được. Không
thể lắp vĩnh viễn các tụ đó vì như vậy sẽ dẫn đến những quá điện áp không thể chấp
nhận được trong trường hợp không có nhiễu loạn do cần đến điện dung lớn. Vì vậy
giải pháp này được coi là không thích hợp. Nâng hệ thống truyền tải địa phương từ
115 kV lên 230 kV cũng sớm được coi là không thích hợp bởi lẽ hệ thống này có
khoảng cách cách điện trong không khí là không đủ để có thể nâng tiếp lên 230 kV.
Như vậy chỉ còn cách xây lại hoàn toàn đường dây trên không, mà theo cách này,
không những chi phí sẽ là không hợp lý về góc độ kinh tế, mà thời gian cắt điện
trong thời gian thay đường dây là đáng kể. Phương án được lựa chọn là thực hiện
giải pháp động dựa trên công nghệ FACTS, có sử dụng các bộ biến đổi điện tử công
suất. Đây là giải pháp đối với những điều kiện lưới điện bất lợi như các hệ thống
lớn đã gặp, khi tình huống bất ngờ xảy ra cũng như trong thời gian đầy khó khăn
liền ngay sau sự kiện, để đảm bảo đưa lưới điện trở về trạng thái làm việc bình
thường, ổn định. Người ta đã xác định được là cần có nguồn động công suất phản
kháng được đưa vào mới có thể ổn định hệ thống truyền tải công suất lớn trong
khoảng thời gian có nhiễu loạn. Nguồn này có thể là thiết bị bù VAr tĩnh (static VAr
compensator - SVC), dựa trên các các cuộn kháng điều khiển bằng tiristo (thyristor
controlled ractor - TCR) và các tụ điện đóng cắt bằng tiristo (thyristor switched
capacitor - TSC), hoặc bằng một công nghệ FACTS mới hơn, đó là thiết bị bù tĩnh
đồng bộ mang tên STATCOM. Phương án cuối cùng này được lựa chọn do có nhiều
điểm ưu việt về kỹ thuật và kinh tế. Ưu điểm chính của STATCOM so với SVC

14

truyền thống là khả năng phát ra dòng điện hoàn toàn điện dung ở điện áp cực thấp,
điều mà SVC không thể làm nổi. Một ưu thế khác giúp STATCOM giành thắng lợi
trong cuộc cạnh tranh để được lựa chọn là kích thước gọn, tính năng sóng hài tốt, ít
cần hoặc không cần phải lọc, đáp ứng động tốt hơn, chế độ quá độ tốt hơn, phát ít
tiếng ồn hơn, và từ trường cũng thấp hơn. Nhằm tiết kiệm chi phí, người ta chọn bộ
STATCOM động với thông số danh định thấp hơn vì đó là thành phần khá đắt tiền,
và quyết định lắp đặt bộ STATCOM công suất phù hợp kết hợp với các bộ tụ điện
cố định

tăng hiệu quả điều khiển công suất trong hệ thống điện.

Ngoài ra trong các điều kiện đặc biệt khác người ta còn kết hợp hai thiết bị
trên để có được các thiết bị FACTS phù hợp khác tùy theo yêu cầu điều chỉnh tại
nút của hệ thống điện.
Công nghệ FACTS (Flexible AC Transmission Systems) là công nghệ truyền
tải dòng công suất xoay chiều kết hợp với các thiết bị điện tử công suất hoặc các
thiết bị điều khiển tĩnh khác để tăng cường khả năng điều khiển và tăng khả năng
truyền tải công suất. Hệ thống điện có thể làm việc linh hoạt bằng các thay đổi trào
lưu công suất vẫn nằm trong giới hạn truyền tải của hệ thống.
Để làm rõ vấn đề này có thể minh họa dưới đây một ví dụ về hệ thống điện đơn
giản gồm 3 khu vực: xét hệ thống điện gồm 3 khu vực: A, B, C. Trong đó: A, B là
các nhà máy điện phát công suất tương ứng là 2000 MW, 1000 MW, C là trung tâm
phụ tải lớn tiêu thụ công suất ( như hình 1.1. a).
Giới hạn truyền tải của các đường dây AB, BC, AC lần lượt là 1000 MW, 1250
MW, 2000 MW. Trong điều kiện làm việc bình thường, công suất chảy qua các
đường dây AB, BC, AC lần lượt là 100 MW, 1100 MW, 1900 MW ( như hình 1.1.
b). Trong trường hợp sự cố 1 đường dây AC làm cho khả năng tải của đường dây
AC giảm xuống chỉ còn 1400 MW, khi đó công suất tải trên các đường dây AB, BC

lần lượt là 600 MW, 1600 MW. Dòng công suất chảy trên đường dây BC vượt quá
khả năng tải gây quá tải đường dây BC. Việc thay đổi phân bố trào lưu công suất
trong hệ thống điện đã được xem xét các phương án khác nhau như thay đổi thông
số của đường dây truyền tải bằng tụ bù dọc cố định. Tuy nhiên hiệu quả của các

15


thiết bị này chưa cao khi hệ thống làm việc trong các chế độ sự cố. Ta hoàn toàn có
thể điều chỉnh linh hoạt các thông số của đường dây theo từng chế độ vận hành nhờ
các thiết bị điện tử công suất. Từ bài toán trên đặt ra một hướng nghiên cứu mới là
ứng dụng công nghệ FACTS để điều khiển thông số của đường dây. Nếu nối vào
đường dây AC một hệ thống tụ được điều khiển bằng các thyristor thì vấn đề này
được cải thiện và nó trở nên đơn giản. Các đường dây không những không bị quá tải
mà còn đảm bảo cung cấp đủ công suất cho trung tâm phụ tải C ( hình 1.1. d). Một
vấn đề được đặt ra nếu hệ thống tụ điện trên được đóng, cắt bằng cơ khí thì khả
năng sẽ làm cho hệ thống máy phát tại nhà máy A, B mất đồng bộ. Nguyên nhân
này là do quá trình quá độ khi đóng cắt tụ sẽ làm sai lệnh tần số từ 0,3 - 3 Hz. Đối
với hệ thống máy phát làm việc với tần số đồng bộ 50 Hz thì độ lệch tần số trên là
khá lớn. Đối với các hệ thống lớn có thể sẽ làm cho máy phát mất đồng bộ, dẫn đến
hiện tượng sụp đổ hệ thống. Nếu toàn bộ hệ thống tụ hoặc một phần tụ được điều
khiển bằng các thiết bị điện tử công suất thì nguy cơ mất đồng bộ trên không có khả
năng xảy ra và có thể đưa toàn bộ hệ thống sang chế độ xác lập ở trạng thái ổn định
mới. Đây cũng là ưu điểm chính của hệ thống điện sử dụng các thiết bị FACTS.

B

A

2000 MW

00
19

1000 MW

2000 MW

M

b)

a)

2

W

M
W

B

A

2

2000 MW

M

M

d)

W

W

16
00

00
14

c)

1000 MW

50
17

2000 MW

250 MW

1

2

M
W

600 MW

12
50

A

B

C
3000 MW

C
3000 MW

1

1000 MW

M
W

A

100 MW

1

2

11
00

1

C
3000 MW

C
3000 MW

Hình 1.1. Trào lưu công suất trong hệ thống điện đơn giản.
a). HTĐ gồm 2 nhà máy điện A, B và trung tâm phụ tải C

16

1000 MW

B


b). Trào lưu công suất trong chế độ làm việc bình thường
c). Trào lưu công suất trong chế độ sự cố đường dây truyền tải AC
d). Trào lưu công suất trong chế độ sự cố đường dây truyền tải AC có sử
dụng các thiết bị điều khiển FACTS.
Công nghệ FACTS là công nghệ tiên tiến hiện nay có đủ khả năng điều khiển
nhanh một cách linh hoạt trào lưu công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống

điện. Các thiết bị thuộc họ FACTS có nhiều loại khác nhau song mỗi thiết bị lại có
các thông số điều khiển khác nhau và có sơ đồ thay thế khác nhau để điều khiển
trào lưu công suất tác dụng và phản kháng. Để điều khiển công suất một cách có
hiệu quả trong hệ thống điện, cần xem xét đến các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng
truyền tải của lưới điện và xác định rõ hiệu quả đạt được khi áp dụng các thiết bị
điều khiển FACTS.
1.2.2. Điều khiển các thông số chính trên đường dây truyền tải điện xoay chiều
Chế độ xác lập của hệ thống điện xảy ra khi các thông số chế độ nằm trong
phạm vi cho phép đảm bảo hệ thống làm việc ổn định khi có các kích động nhỏ. Hệ
thống điện là hệ thống xoay chiều ba pha nên các thông số luôn dao động xung
quanh một vị trí xác lập. Việc hiểu rõ các thông số hệ thống và thông số chế độ giúp
ta nắm vững cơ chế điều khiển của các thiết bị FACTS.
Để làm rõ vấn đề này ta xét một hệ thống truyền tải điện xoay chiều đơn giản
như hình 1.2:

17


E1 δ1
1

2

P&Q
E L δL

E1 δ1

.I

δ

E 2 δ2

a)

E L δL
E 2 δ2

b)
P
E1 sinδ

E 2 cosδ

(E1 - E2 cosδ)
E1
E 1 sinδ

δ

P max

E 2 sinδ

I p1= E 2 sinδ/X
I p2= E 1 sinδ/X

I q1= (E1 - E 2cosδ)/X

E 1 cosδ

P=EX1 E 2sinδ

(E2 - E 1 cosδ)

90 0

0

I q2= (E2- E1cosδ)/X
c)

d)

.

.

E1

δ

.I .
I

. .

.I

E1- E 2

1

2

.E

1

δ
2

e)

E1

.I

. .

E1- E 2
2

.E

2

f)

.

E1

δ
g)

.I .
I

. .

E1- E 2

1

2

.E

2

Hình 1.2. Điều khiển trào lưu công suất trên đường dây truyền tải.
a. HTĐ đơn giản gồm: 2 NMĐ nối với nhau bằng đường dây truyền tải
b. Đồ thị vector khi dòng điện vuông góc với điện áp đường dây.
c. Đồ thị vector dòng điện công suất tác dụng và phản kháng.
d. Đường cong công suất P với góc lệch δ trong các trường hợp điện
kháng X thay đổi.
e. Điều chỉnh biên độ điện áp làm thay đổi trào lưu công suất phản kháng.

18

180 0

δ


f. Điện áp bơm vào vuông góc với dòng điện đường dây làm thay đổi
công suất phản kháng.
g. Nguồn điện áp bơm vào dọc đường dây.
Nút 1 và 2 là thanh cái của các trạm biến áp lớn hoặc được nối với các nguồn, để
đơn giản giả thiết là các nút có công suất vô cùng lớn. Hai nút được nối với nhau
thông qua một đường dây truyền tải chỉ có điện kháng X (bỏ qua điện trở và dung
dẫn của đường dây).
E1 và E2 là biên độ của điện áp tại các nút tương ứng và góc lệch là δ.
EL là véc tơ điện áp giáng trên điện kháng X của đường dây.
Biên độ dòng điện trên đường dây nhận được theo công thức I =

EL
và lệch với
X

EL góc 900.
Dòng điện chạy trên đường dây có thể được điều khiển bằng việc điều khiển EL
hoặc X hoặc δ. Nếu góc lệch điện áp giữa hai nút nhỏ, dòng điện gần như đặc trưng
cho dòng công suất tác dụng. Việc tăng hoặc giảm điện kháng của đường dây có
hiệu quả lớn đối với việc điều khiển dòng công suất tác dụng. Bởi vậy xét về chi phí
thì điều khiển điện kháng, mà thực chất là điều khiển dòng điện là cách điều khiển
dòng công suất hiệu quả nhất. Có thể sử dụng các cuộn kháng có điều khiển để điều
khiển công suất truyền tải và/ hoặc điều khiển góc lệch để nâng cao tính ổn định của

hệ thống.
Hình 1.2b và 1.2c 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.
Giả thiết rằng, E1 và E2 là cường độ điện trường bên trong của 2 nguồn quy đổi
mô tả 2 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 δ)/X
Thành phần phản kháng của dòng điện tại nút 1 là:
Iq1 = (E1- E2cosδ)/X

19


Bởi vậy công suất tác dụng tại đầu nút 1 là:
P1 = E1(E2sin δ)/X
Công suất phản kháng tại đầu nút 1 là:
Q1 = E1(E1- E2cosδ)/X

(1.1)

Tương tự thành phần tác dụng của dòng điện tại nút 2 là:
Ip2 = (E1sin δ)/X
Thành phần phản kháng của dòng điện tại nút 2 là:
Iq2 = (E2- E1cosδ)/X
Bởi vậy công suất tác dụng tại đầu nút 2 là:
P2 = E2(E1sin δ)/X
Công suất phản kháng tại đầu nút 2 là:
Q2 = E2(E2- E1cosδ)/X

(1.2)

P1 cũng như P2 đều bằng
P= E1E2sinδ/X

(1.3)

Vì đã giả thiết rằng không có tổn thất công suất tác dụng trên đường dây nên khi
X thay đổi sẽ làm cho P, Q1 và Q2 thay đổi theo như (1.1), (1.2), (1.3)
Hình 1.2d cho thấy công suất tác dụng tăng tới cực đại khi góc δ tăng tới 900 .
Sau đó công suất giảm tương ứng với góc δ tăng và công suất giảm đến 0 khi δ =
1800. Nếu không điều khiển với tốc độ cao các thông số như E1, E2, E1-E2, X và δ,
đường dây truyền tải chỉ có thể được sử dụng tốt với góc dưới 900. Việc tăng và
giảm X sẽ làm tăng và giảm độ cao của đặc tính công suất tác dụng theo góc lệch δ.
Đối với dòng công suất truyền tải, sự thay đổi X sẽ tương ứng với sự thay đổi góc
lệch giữa điện áp hai điểm đầu và cuối của đường dây truyền tải.
Công suất (dòng điện) có thể cũng được điều khiển bởi việc điều chỉnh điện áp
E1 hoặc E2 như trên hình 1.2e. Tuy nhiên với sự thay đổi của E1 thì hiệu điện áp E1E2 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 hưởng nhiều đến công suất phản
kháng hơn là công suất tác dụng.

20


Dòng điện và cả công suất cũng có thể thay đổi bởi nguồn điện áp dọc đường
dây. Như trên hình 1.2f khi véc tơ điện áp bơm vào vuông góc với dòng điện (mà nó
gần như trùng với véc tơ hiệu điện áp), nó trực tiếp ảnh hưởng đến giá trị hiệu dụng
của véc tơ dòng điện. Với góc lệch điện áp nhỏ, nó ảnh hưởng lớn tới công suất tác
dụng.
Điện áp dọc được bơm vào có thể là một véc tơ trùng về biên độ và góc pha với

điện áp đường dây (hình 1.2g). 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 hưởng. Phương pháp sử dụng nguồn áp có ứng dụng quan trọng
trong các thiết bị điều khiển FACTS.
Với phân tích ở trên hình 1.2 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 đường dây X (ví dụ dùng tụ bù dọc có điều
khiển bằng thyristor) để điều khiển dòng điện một cách hiệu quả.
• Khi góc lệch điện áp giữa hai nút không lớn (thông thường ở các đường dây
truyền tải) thì việc điều khiển điện kháng X dùng để điều khiển dòng công suất tác
dụng truyền tải trên đường dây.
• Điều khiển góc lệch điện áp δ (ví dụ thiết bị điều chỉnh góc pha) là công cụ
hữu ích để điều khiển dòng điện và cả dòng công suất tác dụng trong trường hợp
góc lệch điện áp giữa hai nút không lớn.
• Bơm nguồn điện áp dọc đường dây và vuông góc với véc tơ dòng điện có thể
làm tăng hoặc giảm biên độ dòng điện. Đây là một phương pháp hữu ích trong việc
điều khiển dòng điện đường dây và cả công suất tác dụng khi góc lệch điện áp
không lớn.
• Bơm nguồn điện áp dọc đường dây và cùng góc lệch với véc tơ điện áp nút
có thể điều khiển được biên độ và góc của véc tơ dòng điện chạy trên đường dây.
Điều đó cho thấy rằng việc bơm một véc tơ điện áp cùng với góc lệch thay đổi có
thể đưa ra một phương pháp hữu ích để điều khiển chính xác công suất tác dụng và
phản kháng. Điều đó yêu cầu nguồn bơm cả công suất tác dụng và phản kháng.

21


• 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 điều khiển bằng thyristor) có thể là phương
pháp hiệu quả về kinh tế trong việc điều khiển dòng công suất phản kháng qua

đường dây truyền tải.
• Tổ hợp điều chỉnh điện kháng đường dây với một thiết bị điều khiển dọc và
điều chỉnh điện áp với một thiết bị điều chỉnh ngang cũng có thể đưa ra một phương
pháp hiệu quả để điều khiển cả dòng công suất tác dụng và phản kháng truyền tải
giữa hai hệ thống.
Các kết luận quan trọng nêu trên chính là cơ sở trong việc nghiên cứu chế tạo
các loại thiết bị điều khiển FACTS khác nhau. Mức độ ảnh hưởng của các thông số
điều khiển đến công suất truyền tải trong HTĐ rất khác nhau. Nhìn nhận và đánh
giá đúng mối liên hệ giữa chúng cho ta thấy rõ tác dụng của các thiết bị điều khiển
và ứng dụng chúng trong việc nâng cao khả năng truyền tải công suất trong HTĐ.

1.2. GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ FACTS ỨNG DỤNG TRONG HỆ
THỐNG ĐIỆN
1.2.1. Các nguyên lý điều khiển sử dụng trong thiết bị điều khiển FACTS
Nói chung, các thiết bị điều khiển FACTS có thể chia ra làm 4 loại sau:
-

Thiết bị điều khiển dọc (nối tiếp)

-

Thiết bị điều khiển ngang (song song)

-

Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp-nối tiếp

-

Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp-song song

• Thiết bị điều khiển nối tiếp (hình 1.3): Thiết bị điều khiển nối tiếp có thể là 1
điện kháng thay đổi được giá trị như tụ điện, kháng điện, ... hoặc 1 nguồn có thể
thay đổi dựa trên các thiết bị điện tử công suất. Về nguyên lý, tất cả các thiết bị điều
khiển nối tiếp đưa vào 1 điện áp nối tiếp với đường dây. Với điều kiện là điện áp
vuông pha với dòng điện, thiết bị điều khiển nối tiếp chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ
công suất phản kháng. Bất kỳ mối quan hệ pha khác sẽ liên quan đến điều chỉnh
công suất tác dụng.

22


Hình 1.3. Bộ điều khiển nối tiếp
• Thiết bị điều khiển song song (hình 1.4): Giống như trường hợp thiết bị điều
khiển dọc, thiết bị điều khiển song song có thể là 1 điện kháng, 1 nguồn có thể thay
đổi giá trị hoặc sự kết hợp các thiết bị này. Về nguyên lý, tất cả các thiết bị điều
khiển song song đưa thêm vào đường dây 1 nguồn dòng tại điểm mà nó nối vào.
Giống như thiết bị điều khiển nối tiếp, với điều kiện là dòng điện vuông pha với
điện áp pha, thiết bị điều khiển song song cũng chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất
phản kháng. Bất kỳ mối quan hệ pha khác sẽ liên quan đến điều chỉnh công suất tác
dụng.

Hình 1.4. Bộ điều khiển song song
• Các thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp- nối tiếp (hình 1.5): có thể là sự kết
hợp của các bộ điều khiển nối tiếp riêng lẻ, được điều khiển phối hợp trong hệ
thống nhiều đường dây truyền tải. Hoặc nó cũng có thể là một bộ điều khiển khối,
trong đó bộ điều khiển nối tiếp bù công suất phản kháng nối tiếp độc lập cho mỗi
đường dây nhưng cũng truyền công suất tác dụng giữa các đường dây qua đường
truyền công suất. Khả năng truyền công suất tác dụng của bộ điều khiển nối tiếp-nối
tiếp khối, làm cho nó có khả năng cân bằng cả công suất phản kháng lẫn tác dụng

chạy trên đường dây và do đó cực đại hóa khả năng sử dụng của đường dây. Cụm từ

23


“kết hợp” (unified) ở đây nghĩa là các đầu dc của tất cả các bộ chuyển đổi của bộ
điều khiển đều được nối với nhau để truyền tải công suất tác dụng.

Hình 1.5. Bộ điều khiển kết hợp nối tiếp – nối tiếp
• Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp- song song (hình 1.6): là sự kết hợp của
các bộ điều khiển nối tiếp và song song, được điều khiển theo 1 cách thức phối hợp.
Về nguyên lý, bộ điều khiển kết hợp nối tiếp song song đưa dòng điện vào hệ thống
nhờ phần tử song song của bộ điều khiển, tuy nhiên khi các bộ điều khiển nối tiếp
và song song được kết hợp, sẽ có sự trao đổi công suất tác dụng giữa bộ điều khiển
nối tiếp và song song thông qua đường dẫn công suất.

Hình 1.6. Bộ điều khiển kết hợp nối tiếp - song song.
1.3.2. Giới thiệu các thiết bị FACTS cơ bản trong hệ thống điện

1.3.2.1. Bộ điều khiển song song (Bộ điều khiển ngang)
a. SVC (Static Var Compensator) - Bộ bù tĩnh: là 1 máy phát hoặc bộ tiêu thụ
điện tĩnh có thể thay đổi được, nối song song, mà công suất đầu ra của nó có thể
được điều chỉnh để trao đổi dòng điện điện cảm hoặc điện dung, để duy trì hoặc
điều khiển các thông số cụ thể của hệ thống điện (điển hình là điện áp nút)

24


Hình 1.7. Cấu tạo chung của SVC.
Đây là một thuật ngữ nói chung để chỉ các bộ (reactor hoặc capacitor) đóng mở

hoặc điều khiển bằng thyristor (hình 1.7). SVC dựa trên thyristor không có cổng
turn-off. Nó bao gồm các thiết bị riêng lẻ cho mục đích thay đổi pha nhanh hơn
hoặc chậm hơn, điện kháng được đóng mở hoặc điều khiển bằng thyristor dùng để
tiêu thụ công suất phản kháng và tụ điện đóng mở bằng thyristor để cung cấp công
suất phản kháng.
Trong trường hợp chung, SVC được cấu tạo từ 3 loại phần tử cơ bản: TCR
(Thyristor Controlled Reactor), TSR (Thyristor Switched Reactor), TSC (Thyristor
Switched Capacitor)
TCR (Thyristor Controlled Reactor) – Cuộn kháng điều chỉnh bằng thyristor: là
cuộn cảm được điều khiển bằng thyristor, mắc song song, điện kháng của nó thay
đổi liên tục bằng cách điều chỉnh góc dẫn của van thyristor (thiết bị kháng có tham
số được điều chỉnh trơn)
TCR là 1 tập con của SVC mà thời gian dẫn dòng, kéo theo dòng điện, trong cuộn
kháng ngang, được điều khiển bằng khóa xoay chiều dựa trên thyristor có điều
khiển góc đánh lửa (góc mở)
TSR (Thyristor Switched Reactor) – Cuộn kháng đóng mở bằng thyristor: là cuộn
cảm đóng mở bằng thyristor, nối song song, mà điện kháng của nó được thay đổi
theo bậc theo trạng thái dẫn dòng hoặc không dẫn dòng của van thyristor.

25