BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2 TÌM HIỂU THIẾT BỊ SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU THIẾT BỊ SVC TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
Bộ mơn Hệ thống điện
----------

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MƠN HỌC 2

TÌM HIỂU THIẾT BỊ SVC VÀ
PHÂN BỐ TỐI ƯU THIẾT BỊ SVC TRÊN LƯỚI
TRUYỀN TẢI
GVHD: Đặng Tuấn Khanh

TP.HCM, Tháng 06 năm 2016


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên, chúng tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắt nhất tới thầy Đặng Tuấn Khanh,
người đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng tơi hồn thành
đồ án môn học 2 này.
Chúng tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong Bộ môn Hệ thống điện, Trường
Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức trong 4 năm học
tập. Vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học đã là nền tản cho quá trình nghiên
cứu làm đề tài đồ án mơn học 2 này, và chúng cịn là hành trang quý báu để chúng tôi
bước vào đời một cách vững chắc và tự tin.
Với vốn kiến thức, kinh nghiệm và thời gian cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi những
sai sót trong q trình thực hiện đề tài luận văn. Tơi kính mong nhận được những ý kiến
phê bình, đóng góp của q thầy, cơ để đồ án mơn học 2 được hồn thiện hơn.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 06 năm 2015


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA ĐỀ TÀI.
Dương Công Vương

41204657

Nguyễn Hữu Khánh

41201638

Châu Văn Linh

41201883

Đinh Tiến Lữ

41202077

1.


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

MỤC LỤC

ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

I GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
2. Lịch sử hình thành và phát triển của SVC
Trong quá trình vận hành hệ thống điện, cơng suất phản kháng đóng vai trị điều khiển
điện áp tại các nút. Tại một nút tải trong hệ thống, nếu thiếu công suất phản kháng cung
cấp cho tải, điện áp nút sẽ xuống thấp, gây ra hiện tượng sụt áp. Ngược lại, khi cung cấp
thừa công suất phản kháng, điện áp nút sẽ tăng cao, gây quá điện áp, làm giảm tuổi thọ
hoặc hư hỏng cách điện của thiết bị. Vì lý do đó, cơng suất phản kháng cần được giữ ổn
định nhằm tăng tính ổn định hệ thống và giảm tổn hao công suất.
Trước đây, việc điều chỉnh công suất phản kháng được thực hiện thơng qua các thiết bị có
khả năng tiêu thụ hoặc sản sinh công suất phản kháng như tụ điện, cuộn kháng, máy bù
đồng bộ. Việc thay đổi công suất phản kháng thường được thực hiện thông qua các thiết
bị cơ khí (đối với tụ điện và cuộn kháng) và thay đổi dịng khích từ (đối với máy bù đồng
bộ). Với cách điều khiển đơn giản như vậy, công suất phản kháng chỉ có thể được chỉnh
thơ, khơng thể chỉnh tinh đáp ứng phù hợp khi thay đổi tải.
Ngày nay, khi các thiết bị điện tử công suất phát triển mạnh mẽ, sự ra đời và của các thiết
bị công suất lớn, điện áp cao tạo tiền đề cho sự ra đời của họ thiết bị FACTS-(Flexible
AC Transmission Systems), trong đó thiết bị bù tĩnh SCV (Static Var Compensators)
được phát triển từ những năm 1970. Áp dụng SVC vào hệ thống điện mang mang lại
nhiều lợi ích so với các thiết bị bù cổ điển:
Cải thiện điện áp hệ thống khi xảy ra sự cố ngắn mạch. [hình 1.1]
Nâng cao giới hạn truyền tải của đường dây, hạn chế việc phát triển đường dây mới [hình
1.2]
Cải thiện tính ổn định [hình 1.3]
Giảm tổn thất truyền tải.
Thời gian đáp ứng nhanh [hình 1.4]


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình 1.1: Cải thiện điện áp hệ thống khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

Hình 1.2: nâng cao giới hạn truyền tải của đường dây


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình 1.3: điện áp hệ thống được giới hạn (b) khi sử dụng SVC do khả năng hút cơng suất
phản kháng

Hình 1.4: thời gian xác lập của hệ thống sau khi xảy ra sự cố


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

PHẦN II.

TÌM HIỂU VỀ SVC

1. Cấu tạo cơ bản của SVC
SVC là thiết bị bù ngang, điều khiển cơng suất phản kháng bằng cách thay đổi góc
kích các Thyristor mắc ngược chiều nhau. Một SVC cơ bản được cấu thành từ ba bộ phận
chính sau:
• Bộ điều khiển: là bộ sử lý trung tâm của SVC, bộ đièu khiển tiếp nhận các thông
số đồng bộ từ các máy đo, xuất các tín hiệu điều khiển góc kích Thyristor.
• Bộ lọc sóng hài: q trình đóng mở Thyristor sinh ra các sóng hài bậc cao, gây ảnh
hưởng lên lưới điện. Bộ lọc thơng thấp có nhiệm vụ loại bỏ các sóng hài bậc cao,
chỉ cho hài cơ bản phát lên lưới.
• Thành phần cảm kháng: là thành phần tác động về mặt cơng suất phản kháng, có

thể phát hay tiêu thụ công suất phản kháng tùy vào chế độ vận hành. Thành phần
này được cấu tạo từ hai bộ phận chính:
- TCR-Thyristor Controlled Reactor: đây là cuộn kháng có điều khiển lượng
công suất phản kháng tiêu thụ trên XK bắng cách dùng thyristor để điều khiển
dòng điện chạy qua XK.
- TSR-Thyristor Switched Reactor: Đây là cuộn kháng đóng mở trực tiếp bằng
thyristor.
- TSC- Thyristor Switched Capacitor: Đây là tụ điện được đóng mở trực tiếp
bằng Thyristor.

Hình 2.1: sơ đồ đơn sợi một SVC cơ bản

8
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
1.1.
Nguyên lý hoạt động của TCR
TCR được cấu tạo từ một cuộn kháng và hai Thyristor mắc ngược chiều nhau gọi
là van thyristor, mỗi thyristor đảm nhận đóng mở dịng điện trong nữa chu kỳ [hình 2.2a].
Dịng điện qua cuộn kháng có thể được điều khiển từ 0 (khi van thyristor mở) đến giá trị
đỉnh (khi van thyristor đóng) bằng cách thay đổi góc kích α (.
Nếu đặt điện áp lên TCR, dịng điện qua cuộn kháng có giá trị được tính như sau:
iL (t ) =

ωt

1
V

v(t )dt =
(sin ωt − sin α )
∫
Lα
ωL

(2.1)

( V / ω L ) sin α

Thành phần
là giá trị offset, mang giá trị âm ở bán kỳ dương, giá trị dương
ở bán kỳ âm [ hình 2.2b].

Hình 2.2: cấu tạo cơ bản của TCR(a), giá trị offset ở bán kỳ dương và âm(b)
iL (α )
Dạng sóng
với các góc kích khác nhau (c)
Theo như hình 2.2c, với mỗi góc kích khác nhau, giá trị biên độ của dóng điện qua
cuộn kháng khác nhau. Người ta chứng minh được rằng, giá trị hiệu dụng đi qua cuộn
kháng (XK) có giá trị phụ thuộc vào góc kích α như sau:
9
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
I LF (α ) =

V  2
1


1 − α − sin 2α ÷
ωL  π
π


(2.2)

Từ (2.2) ta thấy, thành phần điện dẫn của TCR có giá trị:
BL (α ) =

1  2
1

1 − α − sin 2α ÷
ωL  π
π


(2.3)

10
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Từ 2.2 ta xây dựng được đặc tuyến ILF(α):

Hình 2.3: đặc tuyến ILF(α)
Khi α=0, dạng sóng dịng điện qua XK chỉ tồn tại sóng hài cơ bản với tần số là tần

số điện công nghiệp. Tuy nhiên, khi α≠0, sóng dịng điện là dạng khơng liên tục, khi đó
xuất hiện các hài bậc lẽ:
I Ln (α ) =

V 4  sin α .cos ( nα ) − n cos α .sin ( nα ) 


ωL π 
n(n 2 − 1)


(2.4)

Với n=2k+1, k=1,2,3,…

11
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình 2.4: biên độ sóng hài thành phần của dịng điện qua TCR với góc kích α
Với hệ thống điện xoay chiều ba pha, TCR thường được mắc kết hợp với nhau
theo kiểu đấu tam giác. Khi hệ thống mất cân bằng, dòng điện chạy mạch tam giác là
những sóng hài bội 3, và khơng có dịng đổ ngược về nguồn. Độ lớn của sóng hài được
tạo ra có thể được làm giảm bằng nhiều cách khác nhau, trong đó cách thường được áp

≥

dụng nhất đó là mắc song song m.TCR lại với nhau (m 2) (Hình 2.5) hoặc mắc 12 TCR

tạo thành hai hệ 3 pha TCR giống nhau được đấu theo mơ hình tam giác (Hình 2.6), một
đầu được nối với nhau theo mơ hình tam giác, đầu còn lại được nối với cuộn thứ cấp của
máy biến áp. Do điện áp của hai cuộn thứ cấp máy biến áp lệch nhau một góc
6(2k + 1) − 1

30o

nên

6(2k + 1) + 1

các sóng có bậc có dạng
và
được loại bỏ, như các hài bậc 5, bậc 7,
bậc 17, bậc 19…tại tất cả các góc kích trễ pha thì dịng điện được tạo ra ln ln có
dạng gần sin.

12
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình 2.5: Dạng sóng hài khi mắc 4 TCR song song.

Hình 2.6: 12 TCR mắc thành 2 hệ thống 3 pha và dạng sóng dịng điện.

13
GVHD: Đặng Tuấn Khanh

ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Trên thực tế, các cách mắc TCR trên đều khơng loại bỏ hồng tồn sóng hài đổ lên
lưới, chính vì vậy, SVC được lắp thêm một bộ lọc thông thấp. Bộ lọc này thông thường là
các bộ lọc LC hoặc RLC mắc song song với TCR.
1.2.
Nguyên lý hoạt động của TSR.
TSR có cấu tạo giống TCR, bao gồm một cuộn kháng mắc nối tiếp với một khóa
gồm 2 Thyristor mắc ngược chiều nhau. Tuy nhiên, TSR thay đổi cảm kháng theo nấc.
Việc thay đổi theo nấc như một các chỉnh thô giá trị cảm kháng, giúp giảm độ lớn, dung
lượng cuộn kháng của TCR, bên cạnh đó, tăng đọ chính xác trong việc điều chỉnh giá
trinh cơng suất phản kháng phát/thu lên lưới điện.
1.3.
Nguyên lý hoạt động của TSC.
Một TSC 1 pha cơ bản được cấu tạo từ 1 tụ điện mắc nối tiếp với van Thyristor.

Hình 2.7: cấu tạo cơ bản một TSC (a) và dạng sóng điện áp- dòng điện (b)
Do tụ điện khá nhạy cảm với các xung điện áp, các xung diện áp này có nguy cơ
đánh thủng tụ. Việc chuyển mạch của các van Thyristor có nguy cơ tạo ra các xung điện
áp. Để giảm nguy cơ này, TSC được mắc thêm một cuộn kháng nhỏ để ngăn xung dịng
điện. bên cạnh đó, TSC điều chỉnh giá trị dung kháng theo nấc, giảm số lần chuyển mạch
của van Thyristor.
Khi xác lập, Nếu đặt vào 2 cực TSC một điện áp xoay chiều , khi khóa Thyristor
đóng, dịng điện qua tụ điện C có giá trị:
14
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
iC = V

n2
ωC cos ωt
n2 − 1

(2.5)

Trong đó:
n=

1

ω LC
2

=

XC
XL

(2.6)

Mặt khác, dịng điện qua tụ điện có dạng:
iC = C

dv
dt

(2.7)

Biên độ điện áp trên tụ điện trong TSC:
VC = V

n2
n2 − 1

(2.8)

1.4.
Nguyên lý hoạt động của SVC.
Như đã nói ở trên, SVC cơ bản bao gồm TCR,TSR,TSC mắc song song với nhau.
TSC và TSR được điều chỉnh theo nấc như là chỉnh thơ, cịn TCR được chỉnh nhuyễn để
chỉnh tih giá trị công suất phản kháng mà SVC thu hoặc phát vào lưới điện.

Hình 2.8: sơ đồ 3TSC-TCR(a) và công suất phản kháng(b)

15
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Một bộ SVC được cấu tạo từ 3TSC và 1 TCR sề cung cấp vào lưới điện một lượng cơng
suất phản kháng:

Q = V ×  I LF ( α ) − ∑ I Cn 

(2.9)

Hình 2.9: đặc tuyến V-I của SVC bao gồm 2 TSC-1 TCR.

2. Xây dựng mơ hình SVC ở chế độ xác lập.
2.1.

Mơ hình điều khiển điện áp.

Hình III.10: Mơ hình SVC điều khiển điện áp

16
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Trên quan điểm vận hành, SVC có thể được xem như một điện kháng có thể thay
đổi được, mắc song song để thu hoặc phát công suất phản kháng nhằm điều chỉnh điện
điện áp tại điểm nối với đường truyền tải. (Hình 2.10)
•

•

Vh = Vh ∠δ h

Vl = Vl ∠δ l

Gọi
và
lần lượt là điện áp tại nút cao áp (nút của hệ thống mà
SVC được lắp vào) và điện áp nút hạ áp (nút mới) .
Khi đó dịng điện phức đi qua SVC có dạng như sau:
•

I SVC =

Vh ∠δ h − Vl ∠δ l Vh ∠(δ h − π / 2) − Vl ∠(δ l − π / 2)
=
j. X B
XB

(2.10)

Giá trị đại số của dòng điện chạy trong SVC:
 V ∠(δ h − π / 2) − Vl ∠(δ l − π / 2) 
I SVC = Re  h
÷
XB



I SVC =

(III.11)

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
XB

(III.12)

Ở chế độ xác lập, SVC hoạt động dựa trên đường đặc tính Hình 2.11. Dựa vào đường đặc
tính V-I ta có độ dốc của điện kháng là:
k=
Vref

∆VC max ∆VL max
=
I C max
I L max

(III.13)

Vref

Gọi biên độ điện áp đặt là
, trong hệ đơn vị tương đối giá trị
thường nắm trong
khoảng giới hạn giữa 0.95 và 1.05 và độ dốc k được giới hạn giữa 1% đến 10%.

17
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình III.11: Đặc tính VI của SVC
Từ đường đặc tính trên ta xây dựng được phương trình (2.14), bằng các phép biến
đổi đơn giản phương trình (2.14) ta thu được phương trình (2.16) đây chính là phương
trình điều khiển điện áp của SVC ở trạng thái xác lập.

Vh = Vref + k .I SVC
Vh = Vref + k .

(2.14)

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
XB

f1svc = Vh − Vref − k .

(2.15)

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
XB

(2.16)

Công suất SVC tác dụng lên hệ thống:
•

S = Vl .I *
V ∠(δ h − π / 2) − Vl ∠(δ l − π / 2) 
S = Vl ∠δ l .  h

XB


•

(2.17)
*

(2.18)

18
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
•

S =−

VhVl
sin(δ l − δ h ) +
XB

 V2 VV

j.  − l + h l cos(δ l − δ h ) ÷
 XB XB


(2.19)

Trên thực tế, tổn thất công suất tác dụng của SVC là rất nhỏ nên có thể bỏ qua, do đó ta
có được phương trình thứ hai của SVC.
P = Re( S ) = 0

 VV
Re  − h l sin(δ l − δ h ) +
 XB
f 2, SVC = −

 V2 VV

j.  − l + h l cos(δ l − δ h ) ÷ = 0
 XB XB


VhVl
sin(δ l − δ h ) = 0
XB

(2.20)

(2.21)

(2.22)

Vậy mơ hình SVC điều khiển điện áp trong chế độ xác lập được thể hiện qua hai phương
trình trong hệ sau:
Vh − Vl cos(δ l − δ h )

 f1,svc = Vh − Vref − k .
XB


VhVl
f
sin(δ l − δ h )
2, svc = −

XB

2.2.

(2.23)

Xây dựng mơ hình điều khiển dịng cơng suất.

19
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Hình III.12: Mơ hình SVC điều khiển dịng công suất phản kháng
Qh = Qref

Công suất tại nút SVC gắn vào
. Hệ phương trình điều khiển dịng cơng suất
phản kháng ở chế độ xác lập được xây dựng như sau:
V ∠(δ h − π / 2) − Vl ∠(δ l − π / 2) 
S h = Vh ∠δ h .I = Vh ∠δ h .  h

XB


•

•

Sh = −

*

*

VhVl
sin(δ l − δ h ) +
XB

V 2 V V

j.  h − h l cos(δ l − δ h ) ÷
 XB XB


Qh = Qref

P = 0

 f1, svc = Qh − Qref = 0

 f 2, svc = P = 0

 Vh 2 VhVl

f
=
−
cos(δ l − δ h ) ÷− Qref = 0
 1, svc 


 XB XB


VV
f
= − h l sin(δ l − δ h ) = 0
2.
svc

XB

(2.24)

(2.25)

(2.26)

(2.27)

(2.28)

2.3.
Xây dựng mơ hình SVC trong trường hợp nằm ngồi phạm vi
điều khiển.
Các mơ hình đang xét trên chỉ đúng khi giới hạn làm việc của SVC không bị vượt.
Khi bị vi phạm giới hạn hoạt động các mơ hình trên khơng cịn đúng. Thay vào đó ta có
mơ hình sau (Hình 2.13)

20
GVHD: Đặng Tuấn Khanh

ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ

Hình III.13: Mơ hình SVC trường hợp vi phạm giới hạn hoạt động
Từ đường đặc tính hình 2.13 ta thấy rằng giới hạn hoạt động của SVC có liên quan đến
giá trị điện nạp của SVC. Điện nạp của SVC nhìn từ nút cao áp SVC có thể được biểu
diễn theo điện áp nút.
BSVCk = −

I SVC
Vh

(2.29)

Giới hạn hoạt động của SVC có thể được thực hiện thơng qua biểu thức sau:
BLSVC (k ) ≤ BSVC (k ) ≤ BCSVC (k )

(2.30)

Trong đó:
BSVC (k )
BLSVC ( k )
BCSVC ( k )

là giới hạn điện nạp tương đương của SVC thứ k
là giới hạn điện nạp tự cảm của SVC thứ k.
là giới hạn điện nạp điện dung của SVC thứ k.

21

GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
f1svc
Khi một trong hai điều kiện giới hạn trên bị vi phạm thì phương trình
khơng cịn
đúng, SVC được xem như là một tụ điện hay một cuộn kháng mắc song song với giá trị
điện nạp tới hạn .

Khi đó:
BSVC (k ) = BCSVC (k )
BSVC (k ) = BLSVC (k )

nếu
nếu

BSVC (k ) ≥ BCSVC (k )
BSVC (k ) ≤ BLSVC ( k )

(2.31)
(2.32)

l

Tại nút của hệ thống ta có phương trình cân bằng dịng điện:
f1, svc = I shunt + I SVC = 0

f1,svc = BSVC ( k ).Vh +

Cuối cùng ta có hệ phương trình tại nút

(2.33)

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
=0
XB
l

(2.34)

trường hợp SVC nằm ngoài vùng điều khiển

Vh − Vl cos(δ l − δ h )

=0
 f1, svc = BSVC ( k ).Vh +
XB


VhVl
f
sin(δ l − δ h ) = 0
2, svc = −

XB

(2.35)

Tổng hợp các trường hợp trên lại ta có bảng tóm tắt cho các chế độ hoạt động của SVC

sau (Bảng 2.1):

22
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


ĐAMH 2: TÌM HIỂU SVC VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU SVC TRONG HTĐ
Bảng III.1 Tóm tắt các mơ hình điều khiển của SVC
Chế độ điều khiển
Điều khiển điện áp

Phương trình thứ nhất
f1, svc = Vh − Vref − k .

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
XB

Điều khiển dòng
cống suất phản
kháng

V 2 V V

f1, svc =  h − h l cos(δ l − δ h ) ÷− Qref = 0
 XB XB


Ngoài vùng điều
khiển

f1,svc = BSVC ( k ).Vh +

Phương trình thứ hai

f 2, SVC = −

VhVl
sin(δ l − δ h ) = 0
XB

Vh − Vl cos(δ l − δ h )
=0
XB

23
GVHD: Đặng Tuấn Khanh


PHẦN III. SỬ DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN GA
TRONG LỰA CHỌN VÀ PHÂN BỐ TỐI ƯU THIẾT BỊ
FACTS
Tóm tắt
Bài viết này đề cập đến lựa chọn tối ưu và phân phối thiết bị FACTS ( Flexible AC
Transmission Systems) trong hệ thống điện dùng thuật toán di truyền. Mục tiêu là đạt
được tính kinh tế cho hệ thống điện trong việc phát và truyền tải điện. Với phương pháp
được đề xuất, vị trí của các thiết bị FACTS, kiểu loại và giá trị của chúng được đánh giá
đồng thời. Các thiết bị FACTS được mô phỏng trong nghiên cứu này bao gồm:TCSC và
SVC. Hơn nữa, chi phí đầu tư cũng được xem xét. Kết quả mô phỏng chỉ ra hiệu quả của
phương pháp này trong việc giảm thiểu hàm chi phí của hệ thống tổng thể, bao gồm chi
phí phát sinh và chi phí đầu tư các thiết bị FACTS. Thuật toán được đề xuất là một

phương pháp hiệu quả và thực tế cho việc chọn lựa và phân bố thiết bị FACTS trong các
hệ thống điện lớn.

1.

GIỚI THIỆU

Trong những năm gần đây, với sự điều chỉnh của thị trường điện, các quan niệm
truyền thống và thực tế liên quan đến hệ thống điện đã có nhiều thay đổi. Hệ thống điện
hiện tại có thể được sử dụng hiệu quả hơn bằng việc cài đặt các thiết bị FACTS .
Các thông số và biến của đường dây truyền tải, như trở kháng đường dây, điện áp đầu
cuối và góc điện áp có thể điều khiển bởi thiết bị FACTS một cách nhanh chóng và hiệu
quả. Lợi ích mà FACTS đem lại bao gồm việc cải thiện khả năng xử lý từ đó nâng cao độ
tin cậy hệ thống. Tuy nhiên chức năng chính của chúng là điểu khiển dịng cơng suất . Nếu
đặt tại địa điểm tối ưu, thiết bị FACTS có khả năng nâng cao khả năng chịu quá tải. Các
phương diện này đóng vai trị chính trong việc nâng cao hoạt động và điều khiển hệ thống
điện.
Nhiều nghiên cứu đã được tiến hành để tìm ra địa điểm tối ưu cho các thiết bị FACTS.
Tuy nhiên, chi phí đầu tư FACTS và chi phí phát điện hầu như chưa được xem xét.
Mục đích của bài này là phát triển một thuật tốn để tìm và chọn vị trí tốt nhất cho các
thiết bị FACTS. Do đó, hàm chi phí tổng thể, trong đó bao gồm các chi phí phát sinh các
nhà máy điện và chi phí đầu tư của FACTS được giảm thiểu đáng kể.


Các thiết bị FACTS khác nhau và các địa điểm khác nhau của nó sẽ có lợi thế khác
nhau. Trong việc thực hiện các mục tiêu đề xuất, các loại thiết bị FACTS phù hợp, vị trí
của và giá trị của nó phải được xác định cùng một lúc.Vấn đề phân tích tổ hợp này được
giải quyết bằng cách sử dụng thuật toán di truyền.
Bài viết này bao gồm: Sau phần giới thiệu, các mơ hình khác nhau của FACTS được
mơ tả trong phần 2. Sau đó, trong phần 3, các thuật toán di truyền cho việc tối ưu vị trí của

FACTS sẽ được thảo luận chi tiết. Các kết quả mô phỏng được đưa ra trong phần 4. Cuối
cùng, kết luận ngắn gọn được đưa ra.

2. CÁC MƠ HÌNH CỦA FACTS
2.1.
FACTS Devices
Trong bài báo này, bốn thiết bị FACTS điển hình đã được chọn:
TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor),
SVC (Static Var Compensator).
Sơ đồ khối của chúng được thể hiện trong hình 1.

(a). TCSC

(b).SVC

Hình 3.1: Sơ đồ khối TCSC và SVC

Như thể hiện trong hình 1, điện kháng của các dịng có thể được thay đổi bằng
TCSC.