Nghiên cứu ảnh hưởng của bộ ổn định công suất đối với ổn định các tín hiệu nhỏ trong hệ thống điện đơn giản bằng phương pháp phân tích giá trị riêng của ma trận hệ thống

. Có 2 kiểu không dao động của hệ
thống kích từ.
- PSS có tác dụng làm tăng hệ số mô men
hãm KD(PSS) và giảm hệ số mô men đồng bộ
KS(PSS). Việc giảm KS cho thấy hiệu quả của
khâu bù vượt pha ở một tần số dao động của
rotor. Bằng cách điều chỉnh hệ số T1 và/hoặc
T2 việc bù pha có thể làm biến đổi thành phần
mô men đồng bộ bằng không hoặc thậm chí là
dương
Bảng 1

- Chỉ với AVR hệ thống không ổn định với
dao động ở tần số 1,15Hz, Từ ma trận P
chúng ta thấy rằng r và  tham gia nhiều
vào kiểu dao động này. Có 2 kiểu không dao
động, chúng tắt rất nhanh, tương ứng với sự
tham gia nhiều của mạch từ và AVR.

0 ,11
0,00
0,19
7 ,31
1,04
4,84

0,00
 377

0,00
A

0,00
0,00

0,00

0 ,12
0 ,00
0 ,00
0 ,00
0 ,42 27 ,32
20 ,84 50 ,00
1,17
0 ,00
5,48 0 ,00

0,00
0 ,00  r
0,00
0,00  
0,00
27 ,32   fd

0,00
0,00  v1
0,71 0 ,00  v2

26,97 30 ,30  vs

Bảng 2

Kết quả phân tích, mô phỏng và thảo luận
Sử dụng công thức tính các hệ số nêu trên, ta
thu được các kết quả: Ở bảng 1 là ma trận
trạng thái của hệ thống gồm AVR và CPSS;
trường hợp chỉ sử dụng AVR, sẽ không có 2
dòng, 2 cột cuối của ma trận trên. Các bảng 2,
3 là ma trận P, tương ứng với hệ thống chỉ có
AVR và hệ thống có AVR+CPSS, các thừa số
trong bảng 2, 3 chỉ biểu diễn về độ lớn. Kết
quả tính toán các giá trị riêng và các hệ số
liên quan cho trong bảng 4. Từ bảng này,
chúng ta có một số kết luận sau đây:

74(12): 14 - 19

0, 474
0, 474

 0,065

 0,010

0, 474
0, 474
0,065
0,010

0 ,077
0 ,077
2,524

1,677

1

2

3

0 ,024  r
0 ,024  
1,633   fd

2,681 v1

4

Bảng 3
0 ,004
0 ,004

0 ,188

0 ,908
0 ,012

 0,300

1

0 ,528 0 ,525 0 ,035 0 ,013 0 ,013  r

0 ,528 0 ,528 0 ,035 0,013 0,013  
0 ,073 0 ,073 0 ,002 0,984 0,984   fd

0 ,025 0 ,025 0 ,000 0,527 0,527  v1
0 ,160 0 ,160 1,072 0 ,094 0 ,094  v2

0,052 0 ,052 0 ,001 0,417 0 ,417  vs

2

3

4

5

6

Để kiểm chứng lại kết quả trên ta có thể
thực hiện mô phỏng toán học hệ thống bằng
phần mềm Matlab [7]. Hình 5 là đáp ứng
điện áp đầu cực và công suất đầu ra máy
phát cũng như góc quay rotor, trong trường
hợp này hệ thống dao động nhiều. Hình 6
cho thấy nhờ có PSS, công suất máy phát

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

| 17


Nguyễn Hiền Trung

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

bám công suất đặt rất nhanh, hệ thống điện
trở nên rất ổn định.
Hình 5.
Chua co PSS
1.2

Dien ap Vt
1.1

Dap ung (pu)

1
Cong suat Pgen
0.9

Goc Delta
0.8

Cong suat Qgen
0.7

0.6

0.5

0

5

10

15

20

25

30

Thoi gian (s)
Co PSS
1.2
Dien ap Vt
1.1

1

Dap ung (pu)

Cong suat Pgen
0.9

Goc Delta

0.8

Cong suat Qgen
0.7

0.6

0.5

0

5

10

15

20

25

30

Thoi gian (s)

Hình 6.

KẾT LUẬN
Bài báo này đã trình bày cách tiếp cận hệ

thống khi xây dựng mô hình hệ thống điện
kinh điển với AVR và CPSS, các hệ số trong
phương trình trạng thái của hệ thống điện
cũng đã được thảo luận chi tiết. Đồng thời
tóm tắt lại phương pháp dùng giá trị riêng và
các thành phần liên quan để phân tích và điều
khiển trong hệ thống điện có dao động. Kết
quả mô phỏng mô hình toán học đã khẳng
định khi có CPSS hệ thống điện trở nên rất ổn
định với các nhiễu loạn nhỏ. Mặc dù mới chỉ
dừng lại nghiên cứu với hệ thống điện đơn
giản, nhưng phương pháp phân tích giá trị
riêng của ma trận trạng thái hệ thống có thể
ứng dụng cho hệ thống điện phức tạp hơn.

74(12): 14 - 19

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. ABB Switzerland Ltd. UNITROL® 6080
Functional Description.
[2]. Kundur, P., Power System Stability and
Control, McGraw-Hill Book Company, New
York, 1994.
[3]. Saadat, Hadi., Power System Analysis,
International Edition, Singapore, 2004.
[4]. ABB Industrie AG, “Impact of excitation
system on power system stability”.
[5]. IEEE committee Report, “Excitation System
Models for Power System Stability Studies,” IEEE
Trans., Vol. PAS-100, pp.494-509, February 1981.

[6]. Nguyễn Hiền Trung, Nguyễn Như Hiển,
“Nghiên cứu hiệu quả của các bộ ổn định công
suất cho máy phát điện đồng bộ kết nối lưới điện”
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Thái
Nguyên, tập 64, số 2, năm 2010.
[7]. Nguyễn Phùng Quang (2008), Matlab &
Simulink dành cho kỹ sư điều khiển tự động, Nxb
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội .
[8]. Lã Văn Út (2000), Phân tích và điều khiển ổn
định HTĐ, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội .
[9]. A.M. Lyapunov, Stability of Motion, English
Translation, Academic Press, Inc., 1967.
E.V. Larsen, and D.A. Swann, "Applying power
system stabilizers, part I; general concepts, part II;
performance objectives and turning concepts, part
III; practical considerations," IEEE Trans. on
power apparatus and system, vol. PAS-100, 1981,
pp 3017-3046.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



| 18


Nguyễn Hiền Trung

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

74(12): 14 - 19

Bảng 4.
Các trường hợp khảo sát

Giá trị riêng

KS

KD

f (Hz)



Mô hình kinh điển (KD=0)

1 , 2  0  j 6,39

0,757

0

1.02

0

AVR

1 , 2  0,54  j 7, 23

3  20, 2
4  31, 2

0,976

-7,06

1,15

-0,07

0,829

14,08

1, 05

0,15

2, 04

0,84

AVR+CPSS

1  30, 097
2 , 3  1, 005  j 6, 607
4  0, 739
5 , 6  19, 797  j12,822

SUMMARY
STUDIES ON THE INFLUENCE OF POWER SYSTEM STABILIZER FOR
STABILIZING SMALL-SIGNAL IN A SINGLE-MACHINE INFINITIVE BUS SYSTEM
BY ANALYSING EIGENVALUE OF SYSTEM STATE MATRIX
Nguyen Hien Trung
Thai Nguyen University of Technology

This paper presents approach to Power System Stabilizer (PSS) design and control applied in power plants.
This also summaries eigenvalue-based methodology and relevant components to analyze and control in the
oscillation system. Particular value features of the state matrix for the electric oscillation system shall be
discussed in details. Based on analyzing effects of PSS for stabilizing small signal in a power system
compared with cases of without the electric device as above mentioned. It is shown in the results of analysis
and emulation that the resistance shall become very stable when further PSS system is used.
Key words: Power system stability, excitation system, automatic voltage regulator (AVR), power system
stabilizer (PSS), oscillation, damping, eigenvalue.



Tel: 0912 386547, Email:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



| 19