65
Chươ ng 1. Vai trò c a các bbi ến đổi bán dn công sut trong hthống điện 1 Chương 1 Vai trò ca các bbi ến đổ i bán dn công sut trong hthống điện 1.1. Đảm bo tính ổn đị nh ca hthống năng lượng Tính ổn định c a hthống năng lượng được định nghĩa là khả năng của hthng trong tr ng thái cân b ằng trong điều kin làm việc bình thườ ng và có thquay v được trng thái cân b ng chp nhận được sau nhng biến động nhi ễu tác động. Khi mức độ phc tp ca hthống năng lượng ngày càng tăng lên do ngày càng có nhiều loi ngun phát tham gia vào hthng và nhi u loi phti kiểu điện tcông suất tác động nhanh thì hthống năng lượng càng phi làm vi c gần đế n gii hn của độ ổn định. Độ ổn định ca hthống năng lượ ng chia làm hai d ng chính: ổn định góc phti ca các máy phát và ổn định điện áp. Vấn đề thnht liên quan ch yếu đến lưới truyn tải, trong khi đó vấn đề thhai có tính c c bhơn, liên quan đến lưới phân phi. Ổn định góc phti là ổn định tn shay đảm bảo tính đồng b. Ổn định điện áp là đảm bo mc độ dao động trong ph m vi cho phép, không quá +/- 10% quanh giá tr định mc trong điều kiện bình thường và khnăng quay về phm vi này sau khi có bi ến động sy ra, tránh trường hợp điện áp st gim dẫn đến hiu ng dây chuyền. Đảm bảo điện áp cn đáp ứng đúng công suất phản kháng cho lưới và điều khin các mức điện áp phù hp bng các c p cun dây máy bi ến áp. Ổn định góc phti rotor l i chia thành ổn định vi biến động ln (scxy ra ti lo đó) và ổn định vi biến động nh(sthay đổi phti). V bn cht vt lý c hai trường hợp trên đều liên quan đến vấn đề ổn định các dao động cơ điện do tương tác giữ a các quá trình điện và cơ trong hệ thng biến đổi cơ năng thành điện năng. Quá trình biến đổi này đặc trưng bởi phương trình động học cho máy đồng bnhư (1.1) 2 2 2 m e d d T T H D dt dt (1.1) Vi , e T K V Trong đó T m và T e là mômen cơ và mômen điện t, H mômen quán tính quy v trục máy điện, D hsdập dao động, K hng svà δ là góc rotor. Với biến động nhphương trình ( 1.1) có thtuyến tính hóa quanh điểm làm vic cân bng, dẫn đến:

Facts File Tv

Embed Size (px)

DESCRIPTION

FACTS

Citation preview

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    1

    Chng 1 Vai tr ca cc b bin i bn dn cng

    sut trong h thng in

    1.1. m bo tnh n nh ca h thng nng lng

    Tnh n nh ca h thng nng lng c nh ngha l kh nng ca h thng

    trong trng thi cn bng trong iu kin lm vic bnh thng v c th quay v c

    trng thi cn bng chp nhn c sau nhng bin ng nhiu tc ng. Khi mc

    phc tp ca h thng nng lng ngy cng tng ln do ngy cng c nhiu loi ngun

    pht tham gia vo h thng v nhiu loi ph ti kiu in t cng sut tc ng nhanh

    th h thng nng lng cng phi lm vic gn n gii hn ca n nh.

    n nh ca h thng nng lng chia lm hai dng chnh: n nh gc ph ti

    ca cc my pht v n nh in p. Vn th nht lin quan ch yu n li truyn

    ti, trong khi vn th hai c tnh cc b hn, lin quan n li phn phi. n nh

    gc ph ti l n nh tn s hay m bo tnh ng b. n nh in p l m bo mc

    dao ng trong phm vi cho php, khng qu +/- 10% quanh gi tr nh mc trong

    iu kin bnh thng v kh nng quay v phm vi ny sau khi c bin ng sy ra,

    trnh trng hp in p st gim dn n hiu ng dy chuyn. m bo in p cn

    p ng ng cng sut phn khng cho li v iu khin cc mc in p ph hp

    bng cc cp cun dy my bin p.

    n nh gc ph ti rotor li chia thnh n nh vi bin ng ln (s c xy ra ti

    l no ) v n nh vi bin ng nh (s thay i ph ti). V bn cht vt l c hai

    trng hp trn u lin quan n vn n nh cc dao ng c in do tng tc gia

    cc qu trnh in v c trong h thng bin i c nng thnh in nng. Qu trnh bin

    i ny c trng bi phng trnh ng hc cho my ng b nh (1.1)

    2

    22m e

    d dT T H D

    dt dt

    (1.1)

    Vi ,eT K V

    Trong Tm v Te l mmen c v mmen in t, H mmen qun tnh quy v

    trc my in, D h s dp dao ng, K hng s v l gc rotor. Vi bin ng nh

    phng trnh (1.1) c th tuyn tnh ha quanh im lm vic cn bng, dn n:

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    2

    2

    022 cosm e

    d dT T H D K

    dt dt

    (1.2)

    40

    1 sincos

    Dt

    HmT e tK

    (1.3)

    Gii phng trnh (1.2) tm ra gc rotor nh (1.3), trong tn s dao ng xc

    nh bng (1.4):

    2

    0cos

    2 4

    K D

    H H

    (1.4)

    T phng trnh (4), thay nhng tham s tiu biu ca cc t my vo, c th thy

    tn s dao ng trong khong 0,1 2,5 Hz.

    Nhng dao ng ny c th pht sinh do nhng bin ng nh v tip din lin tc

    trong h thng. Nhng dao ng vng tn s cao, khong 0,7 2 Hz, thng din ra

    cc b ti mt t my, khng nh hng n ton b li in, gi l dao ng cc b.

    Nhng dao ng vng tn s thp, 0,2 0,8 Hz, din ra gia cc t my vi nhau v rt

    kh b dp tt. Chng sinh ra cc qu trnh trao i cng sut thng qua li truyn ti

    gia cc nh my v cc t my vi nhau, gia vng ny vi vng kia ca li in. Cc

    dao ng ny xut hin trong nhiu li in, ti nhiu ni trn th gii. Hu qu ca cc

    dao ng lin vng ny l xung ng ln cc rotor ca cc t my, lm mi cc c cu c

    kh, dn n nhng hng hc cc b phn iu khin, a n nhng chi ph kh lng.

    Dao ng lin vng lm gim kh nng truyn ti ca li in, c th dn n gi li

    trong mt s trng hp.

    dp tt dao ng cn dng cc b iu khin. Cc b iu khin cc b l b

    n nh cng sut h thng (Power System Stabilizer PSS) kt hp cng h thng iu

    khin kch t my pht. PSS pht cc tn hiu cng pha vi s thay i ca tc rotor

    sao cho cc dao ng ny b dp tt. Trn hnh 1 l cu trc b iu chnh PSS, gm bn

    khu ni tip: khu khuych i, khu lc thng thp pht hin s thay i vi tn s

    thp, hai khu lead/lag to sm pha cn thit cho tn hiu a vo mch kch t.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    3

    Hnh 1.1. B iu chnh PSS chng dao ng h thng.

    u vo l tn hiu bin ng tn s quay rotor, u ra l tn hiu ph tc ng vo

    mch iu chnh kch t my pht.

    dp dao ng lin vng s cn cc h thng FACT, nh SVC, STATCOM.

    SVC hay STATCOM l cc thit b b song song, c th c tc ng iu chnh in p

    ti im kt ni theo hng b lm tt dao ng. B iu chnh ca SVC c thm u

    vo Additional input phn nh s dao ng ca li (tn s ), u ra tc ng thay i

    dn B ca SVC nh biu din trn hnh 1.2.

    Hnh 1.2. B iu chnh cho SVC c tc dng dp dao ng trn li.

    Trn hnh 1.3 l cu trc b iu chnh ca STATCOM, c thm u vo phn nh

    s dao ng ca li (tn s ), u ra tc ng thay i gc lch pha gia in p ra

    ca STATCOM so vi im kt ni. T c th a vo hay ly ra cng sut, b li s

    dao ng ca li in.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    4

    Hnh 1.3. B iu chnh cho STATCOM c tc dng dp dao ng trn li.

    Ngoi ra cc thit b FACTS khc nh TCSC, TCPS, UPFC, cng u c th

    chnh nh c tc dng chng dao ng.

    1.2. iu khin cht lng in nng

    Nhng vn chnh lin quan n cht lng in nng l:

    - n nh in p;

    - Sng hi;

    - Lm in p;

    - Qu in p;

    - in p nhp nhy,

    Tuy nhin ngy nay khi nim cht lng in nng mang ngha rng hn. Cht

    lng in nng bao hm ton b cc quan h phc tp gia nh sn xut v ngi tiu

    dng in, t nh my n khch hng cui cng. Trong sn xut v trong i sng hng

    ngy xut hin nhiu loi thit b, my mc c yu cu cao v n nh, tnh lin tc

    ca ngun in cung cp. Cc h thng dch v v sn xut cng thay i mi quan h

    gia hot ng sn xut, kh nng cung cp dch v p ng cc nhu cu ca khch hng

    nh mt trong nhng mi quan tm hng u. Tm li nhng trc trc nh trong h thng

    cung cp nng lng c th dn ti nhng tn tht ln v kinh t. Chnh v vy ngy nay

    khch hng t ra nhng tiu chun m nh sn xut v phn phi in phi p ng.

    Khch hng thng c lin h vi nh cung cp in ngay t nhng khu u tin trong

    qu trnh thit k, xy dng, lp t cng nh s dng hng ngy c m bo cung

    cp in ph hp nht.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    5

    Ngi s dng s chu nh hng mnh nht ca cc hin tng: lm in p, mt

    ngun ngn hn v sng hi.

    - Lm in p: hin tng in p st gim xung ti 0,1 n 0,9 p.u. trong thi

    gian 0,5 chu k in p li (10 ms 50 Hz) n 1 pht. Lm in p thng xut

    hin do c s c trn ng truyn ti hoc ng phn phi lm cc thit b bo

    v tc ng, do cc ng c cng sut ln khi ng. Do lm in p nhiu thit

    b s b ngng hot ng, nh cc cng tc t, cc bin tn, thit b iu khin in

    t, dn n c dy chuyn c th phi dng li. iu ny c th gy nn nhng

    hu qu nghim trng.

    - Mt in ngn hn xy ra khi in p gim n 0 trong 1s n 5 pht. Cc hu qu

    sy ra cng ging nh lm in p, tuy nhin vic khc phc s phc tp hn

    nhiu.

    - Vn sng hi tr nn nghim trng hn do ngy cng c nhiu loi ph ti phi

    tuyn c s dng nh cc b bin i bn dn, cc ph ti mt pha hoc do cc

    qu trnh ph ti bin ng nhanh.

    Sng hi c trng bi h s mo phi tuyn tng th:

    ax

    2

    2

    1

    mh

    h

    h

    M

    M

    THDM

    (1.5)

    Trong h l bc ca sng hi, s nguyn ln tn s c bn. mo phi tuyn

    sng hi i vi dng in th hin r nht tc ng ca mo phi tuyn i vi cc thit

    b trong h thng v dng in mi phn nh c cng sut.

    ax

    2

    2

    mh

    h

    h

    I

    L

    I

    TDDI

    (1.6)

    Trong IL l dng ti ln nht tn s c bn, ly gi tr trung bnh cho ph ti

    trong 12 thng cui cng.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    6

    1.2.1. Kim sot lm in p

    gim thiu cc tn tht kinh t do lm in p mang li cn thc hin mt s

    bin php. Lm in p pht sinh ch yu do cc s c xy ra trn mng in, v vy bin

    php u tin l loi tr cc nguyn nhn dn n s c. Trong li truyn ti cn m

    bo s vng chc ca cc ct ng dy, lm sch s , lp t cc my ct tc ng

    nhanh v cc cun chn tip t. Trong li phn phi cn ct ta cy gn ng dy, lp

    t cc b by ng vt, thit k h thng theo mch vng ch khng phi hnh sao, lp

    t cc thit b bo v nhanh, Tuy cc bin php p dng cng khng th m bo

    loi tr c ht cc s c.

    Cc bin php tip theo cn p dng l s dng cc thit b gip vt qua cc lm

    in p. Cc thit b FACTS (SVC, DVR, STATCOM) c th dng cho nhng mc ch

    ny. Tuy nhin cc thit b ny tng i t tin. V li khng phi h tiu th no cng

    cn mc bo v nh nhau v dch v vi gi thnh cao cho cc ph ti khng yu cu

    khc nghit v cht lng in p s b phn i. V vy cc thit b tng t nh

    FACTS nhng c thit k ph hp cho lui phn phi, p dng ring cho nhng ph

    ti quan trng, vi cng sut nh hn, gi thnh thp s c tim nng ng dng nhiu

    hn.

    Ngoi nhng bin php trn vi cng sut va phi c th dng nhng loi thit b

    khc, l nhng thit b tch tr nng lng in. Thit b tch tr nng lng hot ng

    theo nguyn tc tch nng lng lc ti nh v a ra nng lng lc cn thit, p ng

    nh ph ti, c th l ch trong mt thi gian ngn. Cc thit b ny c th l:

    - H thng tch tr nng lng bng acquy (BESS);

    - H thng dng bnh vnh cu (Flying Wheel);

    - H thng tch tr nng lng dng cun cm siu dn (SMESS);

    - H thng cp in lin tc (UPS).

    c im ca cc h thng tch tr nng lng trn y l kh nng pht huy cng

    sut trong thi gian rt ngn, c 0,1ms n 1s, ph hp vi thi gian xy ra lm in p

    hay nhy in.

    1.2.2. Kim sot thnh phn sng hi

    Sng hi xut hin trong li in do nhiu nguyn nhn, do ti phi tuyn nh cc

    b bin i bn dn, do mt s lng ln cc ph ti mt pha, do qu trnh ng ct ngu

    nhin ca cc loi ph ti, Sng hi s i qua nhiu khu suy gim trc khi n c

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    7

    ph ti. V d qua s phi hp cch u dy my bin p, tam gic hoc sao, qua cc

    cun cm chn pha u vo. Cch suy gim sng hi tt nht l ti ch c th pht sinh

    sng hi bng nhng thit k ph hp. K thut gim sng hi ph bin nht trong cc b

    bin i l phng php bin iu b rng xung PWM.

    Khi sng hi pht sinh vi cng sut ln cn nhng thit b lc. Thit b lc th

    ng thch hp vi li phn phi (trung th), va lc va c tc dng b cng sut

    phn khng. Lc th ng ch yu dng mch song song, ni ti nhng im c th ngn

    chn s xm nhp ca sng hi vo ti. Do c tc dng b cng sut phn khng nn khi

    thit k ban u cn chn dung lng t cn thit tn s c bn. Sau s tnh ton

    in cm mc ni tip vi t to thnh mch cng hng tn s sng hi cn phi

    dp, tiu biu l cc tn s bc 2, 4, 5, 7, Cui cng l thnh phn in tr cn a vo

    mch to c tnh suy gim dao ng v chn lc v tn s ca b lc. Thng

    thng vi cng sut ln cc mt lc sng hi bc 2, 4, 5, 7, c thit k v lp t

    ring, ti im nt ni vi li. Mc d lc th ng c p dng tng i rng ri

    nhng nhc im chnh ca cc h thng ny l c th gy cc dao ng trong li khi

    c cc bin ng mnh xy ra.

    Cc mch lc tch cc trn c s cc b bin i bn dn cng sut c kh nng

    lc ht sng hi. Thng thng lc tch cc c cng sut nh hn nhiu so vi lc th

    ng v thng c lp t ngay ti im c pht sinh sng hi. Do ch c chnh nh

    vi thnh phn sng hi nn cng sut lc tch cc c th nh hn.

    1.3. B v iu chnh in p

    thy c nguyn l b v iu chnh in p ta xt mng in c mch tng

    ng n gin trn hnh 1.4. Trn hnh 1.4 ngun in c s.. E truyn theo ng dy

    c tng tr khng bng Rs + jXs. Trn thanh ci in p V c ti P + jQ, mch b c cng

    sut Q. th vector cho trn hnh 1.5.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    8

    Hnh 1.4. Mch in tng ng.

    Hnh 1.5. th vector ca mch in trn hnh 1.4.

    Theo th vector c th tnh c st p trn ng dy bng:

    V=E V =ZsI (1.7)

    Lu cc k hiu ch in m, khng nghing, th hin l cc vector, cc ch

    nghing th hin cc gi tr thng thng.

    Dng ti bng:

    P jQI

    V (1.8)

    Cc thnh phn ca st p c th xc nh bng:

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    9

    V s s s ss s R XR P X Q X P R QP jQ

    R jX j V j VV V V

    (1.9)

    Nh vy st p gm hai thnh phn, VR ng pha vi V v Vx vung pha vi

    V. St p ph thuc c vo phn cng sut thc v cng sut phn khng. S ph thuc

    ca in p vo dng in gi l ng c tnh ti, th hin trn hnh 1.6. Mc d st p

    ph thuc vo dng in nhng trong thc t do mc in p ch c php thay i

    trong gii hn cho php nn trn trc honh ca c tnh ti ngi ta hay dng cng sut

    phn khng Q thay cho dng in I. Nh vy c tnh ti th hin s ph thuc in p

    vo cng sut phn khng, khi tiu th cng sut phn khng (Q > 0, ti cm) in p

    gim so vi khi khng ti E, khi pht cng sut phn khng (Q < 0, ti dung) in p

    dng ln cao hn E.

    Hnh 1.6. ng c tnh ti.

    1.3.1. B gi in p khng i

    Bng cch ni song song vi ti mt tr khng b c th t c bin in p

    bng in p khi khng ti,

    |V| = |E|. (1.10)

    T th vector c th thy rng:

    2 22

    E s s s s s sR P X Q X P R Q

    VV V

    (1.11)

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    10

    Gii h hai phng trnh trn c th lun lun xc nh c nghim Q cn thit

    ca mch b bin in p lun bng gi tr lc khng ti, |V| = |E|. iu ny th

    hin trn th vector hnh 1.7. Nh vy, nu mch b c th thay i mt cch lin tc

    trong mt phm vi nht nh c th lun m bo in p khng i khi ti thay i.

    1.3.2. B gi h s cng sut bng mt

    Nu Q = Q th mch s c h s cng sut bng mt.

    T y cng c th thy rng khng th dng mch b n nh in p v hiu

    chnh h s cng sut cng mt lc.

    1.3.3. ng c tnh ti

    C th thy rng trong h truyn ti phn in tr thun ng dy rt nh so vi

    cm khng, c th coi Rs ~ 0. Mt khc c th b qua phn st p VX v phn ny ch

    lm thay i gc pha ca in p. V vy ta c:

    2V sR

    X QV QV hay

    V V S

    (1.12)

    1Q

    V ES

    (1.13)

    Nh vy in p V t l nghch vi cng sut phn khng Q nh th hin trn

    ng c tnh ti nh trn hnh 1.6.

    Hnh 1.7. B gi in p khng i.

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    11

    1.4. iu khin cng sut v tn s

    S mt h thng truyn ti c minh ha trn hnh 1.8, vi cc thnh phn

    ngun cng sut s cp (turbine), my pht, ti. T s ta s a ra cc biu thc ch r

    quan h h gia cng sut thc, cng sut phn khng, gc ti v gc pha ca ti.

    Gc gia Es v Er gi l gc ti . Gc pha gia dng ti v in p Er l . C th

    b qua thnh phn thun tr Rs. V vy st p do tr khng ng dy s l jXsI, vung

    gc vi dng in I.

    Hnh 1.8. H thng truyn ti vi turbine, my pht v ph ti. in p c hai u

    ng truyn coi l u c iu khin nn k hiu nh s.. qua Es v Er.

    Hnh 1.9. th vector.

    T th vector trn hnh 1.9 c th vit c:

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    12

    os sin

    sin cos

    s r s

    s s

    E c E X I

    E X I

    (1.14)

    Cng sut ti bng:

    os sinr r r rP jQ E I E Ic jE I (1.15)

    T ta c phng trnh dng cng sut:

    sins r

    s

    E EP

    X

    (1.16)

    V phng trnh cho cng sut phn khng pha u thu:

    coss rr r

    s

    E EQ E

    X

    (1.17)

    Do ng truyn gi s khng b tn tht nn P = Ps = Pr. Pha u pht ta c:

    os sins s s r sP jQ E Ic jE I (1.18)

    Cng sut phn khng pha u pht bng:

    sin os cos sin

    sin cossin cos

    cos

    s s

    s s rs s

    s s

    s rs

    s

    Q E I c

    E E EE E

    X X

    E EE

    X

    (1.19)

    V d 1: Gi s sE = rE =1.0 p.u v P =1.0 p.u . ng dy truyn ti c sX = 0.1

    p.u v sR l khng ng k. Ta c sin.

    .

    s

    s r

    P X

    E E = 0.1 nn = 5.739o v cos =0.995. T

    ta c sQ = +0.05 p.u v rQ = -0.05 p.u. Do , u pht v u thu u pht cng sut

    phn khng .

    V d 2: Gi s sE = 1.0 p.u trong khi in p ti u thu gim xung rE = 0.95

    p.u vi P = 1.0 p.u. v sX = 0.1 p.u .Khi sin.

    .

    s

    s r

    P X

    E E =0.105 v = 6.042o , ln hn

    gc ca v d 1 v rE gim i 5%. Mt khc sQ = +0.553 p.u v rQ = 0.422 p.u. Khi

    sQ dng, u pht pht ra VArs. rQ cng dng c ngha u thu li hp th VArs.

    Trong v d 2, in p gim i 5% gy ra s trao i ln v cng sut phn khng

    gia u pht v u thu. iu ny chng t rng in p trn ng truyn ti ph thuc

    rt mnh vo cng sut phn khng. iu tng t cng xy ra khi gc pha ca ti thay

    i ln. Khi cng sut thc thay i, in p thay i khng nhiu nhng gc ti li

  • Chng 1. Vai tr ca cc b bin i bn dn cng sut trong h thng in

    13

    thay i nhiu. iu ny c th thy c t phng trnh dng cng sut, sin ~ P, khi

    nh th sin ~ .

    1.5. Kt lun

    Trong chng ny nhc li nhng vn c bn ca h thng in, tnh n

    nh ca h thng nng lng v nhng vn lin quan n cht lng in nng, i

    cng vi l vai tr to ln ca cc b bin i in t cng sut trong lui in.

    Cc b bin i bn dn c th s dng cho cc mc tiu sau y:

    iu khin dng cng sut trn cc ng dy theo mun.

    Gi c ti ca cc ng dy gn gii hn nhit.

    Nng cao kh nng truyn cng sut gia cc phn ca h thng, do ,

    gim d tr chung ca h thng.

    Phng nga c s c lan truyn.

    Gim dao ng in p.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    14

    Chng 2 Tng quan v b trong h thng truyn ti

    in

    2.1. Yu cu c bn i vi h thng truyn ti

    H thng truyn ti in phi m bo hai yu cu c bn, l:

    1. m bo ng b: yu cu v m bo tn s;

    2. m bo bin dng in p.

    m bo ng b l yu cu cc my pht u a ra tn s chnh xc, v d 50

    Hz, vi sai lch cho php trong phm vi +/-0,1 Hz. iu ny ch c th t c nu

    mi my pht u hot ng trong gii hn n nh ch xc lp. Khi c bin ng h

    thng iu khin phi c tc ng ng a c h thng v li trng thi cn bng

    mi. Cc bin ng li chia ra lm bin ng nh v bin ng ln.

    m bo bin dng in p l gi c in p ti mi im kt ni trn h truyn

    ti trong phm vi cho php. C th thy rng bin ng in p lin quan n dng cng

    sut phn khng, thay i theo din bin ca ph ti v ch hot ng ca h thng

    nh kt ni ngun, sa thi ph ti hoc chuyn hng ng truyn, Mi din bin

    qu in p hoc thp p u dn n nhng hu qu v kinh t, k thut. Gia hai

    trng hp ti hn l khng ti v ngn mch i hi nhng bin php bo v khn cp

    c rt nhiu bin php iu chnh m bo bin dng in p. Nhng bin php ny

    tm tt trong bng di y. Mt s bin php c th c nhiu hiu qu khc nhau v c

    th phi hp tc dng gia chng.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    15

    2.2. Cc c tnh ca ng dy cha b khng ti

    2.2.1. Dng in, in p trn ng dy di l tng

    Hnh 2.1. S ng truyn ti tham s ri vi cm khng ni tip v dung khng song

    song.

    Mch in tng ng ca ng dy di tham s ri cho trn hnh 2.1. Trn s

    hnh 2.1, a l chiu di tuyn dy, x l chiu di dc tuyn ng dy. Cc thng s

    ri ca ng dy: l in cm (H/m); c t in (F/m). Phng trnh vector in p V(x)

    v dng in I(x) vit c theo (2.1).

    Vdx

    Vd 22

    2

    vi ( )( )r j l g j c (2.1)

    Trong (2.1), r l in tr trn mt n v chiu di (/m), ni tip vi tr khng l

    (H/m); g l in dn trn mt n v chiu di (S/m) song song vi c; l tn s gc

    (rad/s); ). l s sng; l tc lan truyn, hi nh hn tc nh sng

    (30000km/s); trong l bc sng. Vi tn s 50 Hz, =

    30000/50 = 6000 km v = 1,047. 10 -3 rad/km = 6o/100km.

    Nghim ca phng trnh (2.1) i vi vector in p v dng in th hin trong

    (2.2), (2.3).

    V(x) =Vrcos )( xa + jZ0Ir sin )( xa (2.2)

    I(x) = j0Z

    Vr sin )( xa +Ircos )( xa (2.3)

    Z0 = cl / [], gi l tr khng surge. i vi dng dy cao th gi tr tiu biu

    ca Z0 c 250 .

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    16

    Tr khng ca ng truyn l Z(x)=V(x)/(I(x) biu din c nh (2.4).

    0

    0

    [ cos ( - ) sin ( )]( )( )

    ( ) [ cos ( - ) sin ( )

    Z I I a x j a xV x r rZ x ZI x I I a x j a xr r

    (2.4)

    V(x) v I(x) ng pha trn sut cc im trn ng dy nhng gc pha cng thay

    i:

    ( )( )

    ( )( )

    j a xV x V er

    j a xI x I er

    Tr khng surge Z0 l tr khng ca ng dy di v tn.

    th vector c dng nh trn hnh 2.2. Bin dng in p, V(x) thay i theo x,

    c dng nh trn hnh 2.3.

    Hnh 2.2 th vector.

    Cng sut truyn trn ng dy trong trng hp ny gi l ti t nhin v gi tr

    bng:

    00

    2VP

    Z (2.5)

    ngha ca tr khng Z0 v ti t nhin phi hiu l thc ra ti ch l gi nh, nu

    cui ng dy trn hnh 2.1 c mt ti c gi tr cng sut tc dng P0 th ti ny s nhn

    thy ng dy di tr khng Z0.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    17

    Hnh 10.3 Bin dng in p trn ng dy cha b.

    2.2.2. c tnh h mch ca ng dy truyn thng cha b, khng tn

    tht trn ng dy

    Trn ng dy khng ti, khng tn tht, dng v p trng pha nhau, khng c

    cng sut phn khng:

    ( ) ( )V x V a xr (2.6)

    0

    ( ) sin ( )VrI x j a xZ

    (2.7)

    th vector c dng nh trn hnh 2.4, bin dng in p v dng in th hin

    trn hnh 2.5.

    Hnh 2.4. th vector ng dy di khng ti.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    18

    Hnh 2.5 Bin dng dng in v in p trn ng dy khng ti (h mch) 300 km.

    in p tng ln cui ng dy n 1,05 p.u. Nu ng dy di n 1500 km

    in p h mch s tng n v cng, khng th chp nhn c. My pht phi cung cp

    dng np cho ng dy vi gc pha vt trc, ngha l vi dng kch t nh hn nh

    mc. iu ny c th dn n h thng bo v kch t tc ng.

    2.3. ng dy cha b c ti

    2.3.1. ng dy truyn thng vi in p c nh pha nhn

    Gi s pha cui dng dy c ti c cng sut P+jQ. Dng in c dng:

    *r

    r

    P jQI

    V

    (2.8)

    in p u v cui ng dy lin h vi nhau theo phng trnh:

    0 *cos sins r

    r

    P jQE V jZ

    V

    (2.9)

    Gii hai phng trnh trn c th xc nh c in p vn hnh V*r.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    19

    Hnh 2.6. th bin in p ca ng dy di 300 km ph thuc cng sut P/P0, ti

    cc h s cng sut khc nhau.

    Vi mi h s cng sut c mt gi tr cng sut Pmax ng vi im lm vic n

    nh gii hn (statedy state stable limit). Khi P < Pmax c hai gi tr Vr, mt ng c

    tnh tng i phng pha trn v mt pha di. Thng thng im pha trn l im

    lm vic vi in p trn di mt cht so vi 1,0 p.u.

    2.3.2. ng dy cha b i xng

    Hnh 2.7. S ng dy i xng.

    in p v dng in mt na u pha pht:

    0cos sin2 2

    s m mE V jZ I

    (2.10)

    0

    sin cos2 2

    ms m

    VI j I

    Z

    (2.11)

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    20

    Ph ti ni im gia ng dy:

    *

    m m mP jQ V I P (2.12)

    Cng sut phn khng t mi pha pht ra Qs = - Qr:

    2 22

    00 2 2 2

    0 0

    sin

    2

    ms

    m

    V VPQ P

    P V V

    (2.13)

    Hnh 2.8. th vector ng dy i xng.

    Bng 2.1 nh hng ca cng sut truyn ti ln bin dng in p v yu cu

    cng sut phn khng.

    Trng hp in p Cng sut phn khng

    P sE , rE C s d tha dng cng sut phn khng, c hp

    th cui ng dy: sQ 0.

    P>P0 mV > sE , rE C s thiu ht dng cng sut phn khng, c

    cung cp cui ng dy: sQ >0 v rQ

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    21

    E (cos sin )j

    E e E js s s

    (2.14)

    trong gc gi l gc ti hay gc truyn ti. Khi cng sut truyn ti s l:

    0

    sinsin

    s rE EPZ

    (2.15)

    Nh vy ta c cng sut ln nht c th xc nh:

    0

    ssin

    s rE EPZ

    (2.16)

    Cng sut pht ph thuc gc ti theo th. im cng sut ln nht xc nh

    gii hn n nh xc lp. Theo th c th coi cng sut pht ph thuc gc ti .

    Tuy nhin trong thc t cn coi vi mi gi tr cng sut P cn iu chnh gc ti ph

    hp sao cho gi c d tr n nh cn thit. Thng thng gc ti bng = 30o v

    sin =0,5 c d tr n nh 100%.

    Cng sut phn khng hai u ng dy l:

    0

    ( cos cos )

    sin

    r s rr

    E E EQ

    Z

    (2.17)

    0

    ( cos cos )

    sin

    s r ss

    E E EQ

    Z

    (2.18)

    Trong mi trng hp P < Pmax. Nu P < P0 , Es = 1,0 p.u, gc < , Qs < 0, Qr >

    0. Ngha l c hai u u thu cng sut phn khng. Nu P > P0 c hai u u pht cng

    sut phn khng.

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    22

    Hnh 2.9. c tnh cng sut theo gc truyn ti.

    2.4. ng truyn ti c b

    B trong h thng truyn ti c mc tiu:

    - Gi bin dng in p phng vi mi cng sut truyn;

    - m bo n nh tng dung lng ng truyn;

    - Cung cp cng sut phn khng theo mt mc tiu kinh t k thut nht nh.

    Cc h thng b c th l b th ng v b tch cc. B th ng ngha l ng

    ct mt lng khng hoc t c nh. B tch cc l kh nng a vo hoc tiu th mt

    lng b va m bo c tnh truyn ti trong mi ch , ni chung l m bo

    bin dng in p phng. V d my b ng b, cc thit b b c iu khin.

    Cc h thng v thit b b ph bin bao gm:

    - B bng khng hoc t song song. Khng song song c tc dng b dung khng

    ng dy khi ti nh in p khng tng qu mc. T song song c tc dng

    b phn khng cho ti khi ti nng.

    - H thng b ni tip: b cho di ng dy.

    Gii hn n nh xc lp

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    23

    2.4.1. B tnh song song

    Hnh 2.10. S mch b tnh bng khng song song.

    Hnh 2.11. Bin dng in p v dng in trong b khng song song.

    H thng b tnh song song c s nh trn hnh 2.10. Bin dng in p t

    c th hin trn hnh 2.11.

    V d:

    Vi ng dy di 300km, vi f=50hz,v 0 1.0 .sE V p u , in p im gia l

    1.0125 p.u. v cng sut phn khng hp th cui ng dy l 0.158 P0. Nhng gi tr

    ny nn c so snh vi in p cui ung dy 1.05 p.u v cng sut phn khng

    im u hp th sQ =0.329 P0 khi khng c b song song. Vi nhim v b song song

    ung dy 500 kV khng ti, cng sut ca cun khng thng l 53 MVAr trn mi

    pha, nu Z0=250 .

    Nguyn l b song song trn ng dy di, vi bin dng in p c th t

    c, th hin trn hnh 2.12. Trn hnh c th thy rng c th t c bin dng in

    p tng i phng nu sau mi 300 km ng dy c mt mt b.

    My ct Khng b

    in p

    Dng in

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    24

    Hnh 2.12. B song song theo ng dy di.

    H thng b song song c th dng cho mc ch iu chnh in p trn ng

    dy nu kt hp c cun khng v t song song. Nguyn l iu chnh in p bng b

    song song c th thy r trn hnh 2.13.

    Hnh 2.13. Nguyn l iu chnh in p bng b song song.

    Bin dng in p(p.u)

    Cha b

    Cha b

    Ngun

    Ti

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    25

    2.4.2. B gia ng dy

    Hnh 2.14. Mch b gia ng dy.

    Nguyn l b gia ng dy cho trn hnh 2.14.

    Bnh thng khi cha b:.s r

    L

    E EP sin

    X (2.19)

    Sau khi b gia ng dy: .

    22

    s r

    L

    E EP sin

    X

    (2.20)

    Nh vy cng sut max tng gp 2 ln bnh thng, kh nng truyn ti v d

    tr n nh cng tng gp i. c tnh ng truyn cho trn hnh 2.15.

    Hnh 2.15. c tnh ng truyn c mch b gia ng dy. Cng sut truyn ln gp

    i so vi khi khng b.

    Cha b

    b

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    26

    2.4.3. B tnh ni tip

    T b mc ni tip c th trung ha phn cm khng ca ng dy, gim gc ti

    , do gim dng np cho ng dy, dn n c th tng c cng sut ti t nhin.

    Do tr khng ng dy gim nn c th cn n thnh phn cm song song nh th hin

    trn hnh 2.16. B ni tip thng dng cho ng dy rt di nhng cng c th dng

    cho mch nhnh song song ca ng truyn hiu chnh dng cng sut. th vector

    th hin trn hnh 2.17.

    Hnh 2.16. Mch b ni tip.

    Hnh 2.17. th vector mch b ni tip.

    C th xc nh cng sut truyn ln nht nh sau:

    Theo th vector c th xc nh cng sut truyn P = ImVm nh sau:

    00

    sin2

    sin ( os sin )2 2 2 2

    s mE VPXc Z

    Z cX

    (2.21)

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    27

    Vi

    0os os sin os2 2 2 2

    s m r

    ZE c V c E c

    X

    (2.22)

    Khi m bo iu kin Es = Er ta c:

    0

    sin

    sin (1 os )2

    s rE EPXc

    Z c

    (2.23)

    Vi

    0 0sin1 1 tan1 os 2

    Z Z

    X c X

    (2.24)

    T nhng phng trnh trn mi mi mc cng sut truyn ti c th xc nh gc

    ti , gi tr in p Vm, V1, V2, VC.

    Trng hp n gin ha nu c th b qua c in cm ng dy, khng tnh

    n in cm song song jX, biu thc cng sut c dng n gin nh sau:

    2

    sinL

    EP

    X Xc

    (2.25)

    2.5. Tnh ton dng cng sut

    Tnh ton dng cng sut l xc nh ch xc lp ca h thng truyn ti.

    Qu trnh nghin cu cn xc nh dng cng sut thc, cng sut phn khng vo ra, gi

    tr in p, gc pha ti cc nt ca li.

    Cc gi tr tnh ton c ph thuc cu hnh v cc bin php iu khin trn

    li.Nu cng sut tnh ton vt qu gi tr gii hn cc bin php iu khin cn c

    tnh ti. Nu gi tr in p ra khi phm vi cho php cn tnh ti cc bin php b.

    2.5.1. Phng trnh mng li c bn

    Kt hp nh lut Ohm v nh lut Kirchhoff v dng in gia hai nt l v m.

    Ta c, phng trnh quan h gia nt l v m:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    28

    .m l k kV V Z I => l m

    k

    k

    V VI

    Z

    = .kY V (2.26)

    Trong 1

    k

    k

    ZY

    l tng tr gia hai nt l v m, kI l dng in chy t nt l sang

    nt m.

    Ti nt i, gi s c q dng vo ra:

    1

    q

    i k

    k

    I I

    (2.27)

    Trong iI l dng in ti nt i, k l s nhnh ni vi nt i. Tt nhin, kI l

    dng in ti nhnh k.

    Kt hp phng trnh (2.26) v (2.27) ta c:

    1

    q

    i k l m

    k

    I Y V V

    (2.28)

    Ta c th bin din (2.28) theo phng trnh ma trn sau:

    1 111 12 13 1

    2 221 22 23 2

    31 32 33 33 3

    1 2 3

    ...

    ...

    ...

    . . . . .. .

    . . . . .. .

    ...

    n

    n

    n

    n n n nnn n

    I VY Y Y Y

    I VY Y Y Y

    Y Y Y YI V

    Y Y Y YI V

    (2.29)

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    29

    VD1: Ta xt 1 v d gm cc nt a,b,c,d nh hnh v v tng tr cc nhnh u l

    Y.

    Theo nh lut Ohm ta c:

    I1=Y(Va-Vc)

    I2=Y(Va- Vb)

    I3=Y(Vb-Vd)

    I4=-Y(Vc-Vd)

    I5=-Y(Va-Vc)

    I6=-Y(Vb-Vc)

    Theo nh lut Kirchhoff v dng in ta c:

    2 1 5

    2 6 3

    1 6 4

    5 3 4

    a

    b

    c

    d

    I I I I

    I I I I

    I I I I

    I I I I

    T ta c:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    30

    a b c d a

    a b c d b

    a b c d c

    a b c d d

    YV YV YV YV I

    YV YV YV YV I

    YV YV YV YV I

    YV YV YV YV I

    Hoc dng ma trn:

    a a

    b b

    c c

    d d

    I VY Y Y Y

    I VY Y Y Y

    I Y Y Y Y V

    Y Y Y YI V

    T phng trnh ma trn (2.29) ta c:

    1 111 12 13 1

    2 221 22 23 2

    31 32 33 33 3

    1 2 3

    ...

    ...

    ...

    . . . . .. .

    . . . . .. .

    ...

    n

    n

    n

    n n n nnn n

    V IZ Z Z Z

    V IZ Z Z Z

    Z Z Z ZV I

    Z Z Z ZV I

    Vi:

    1

    11 12 13 1 11 12 13 1

    21 22 23 2 21 22 23 2

    31 32 33 3 31 32 33 3

    1 2 3 1 2 3

    ... ...

    ... ...

    ... ...

    . . . . . . . . . .

    . . . . . . . . . .

    ... ...

    n n

    n n

    n n

    n n n nn n n n nn

    Y Y Y Y Y Y Y Y

    Y Y Y Y Z Z Z Z

    Y Y Y Y Z Z Z Z

    Y Y Y Y Z Z Z Z

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    31

    2.5.2. L thuyt dng cng sut

    Trong l thuyt dng cng sut, cc nt uc chia lm 3 loi, nh vic phn loi

    ny m ta c th tnh ton thng s cc nt, t xc nh dng cng sut thc, cng

    sut phn khng vo ra, gi tr in p, gc pha ti cc nt ca li thc hin cc

    phng php iu khin.

    a. Nt iu khin in p: Nu cng sut phn khng ti nt ,in p ti nt c

    th iu chnh c v nt s l nt kiu iu khin in p. My b ng b hoc cc

    b thit b b tnh SVCs l thit b dng iu chnh in p. Trong trng hp my b

    ng b th cng sut tiu th c cho bit, con vi SVCs cng sut tiu th bng 0. Ti

    nt, cc thng s cha bit l gc pha in p v cng sut phn khng ca mng. Nt

    kiu ny uc gi l nt PV.

    b. Nt ti: nu khng c ngun cp c s ti nt, l dng nt ti. Dang nt ny

    cng sut tiu th v cng sut phn khng c xc nh,in p v gc pha l bin

    cha bit. Nhng nt kiu ny cn c gi l nt PQ. Nu khng c s pht in v

    lng nhu cu mt nt ring bit no th nt ny thuc loi PQ vi lng cng sut

    bm vo l bng 0. Bin in p ti khng th iu chnh uc nu ngun pht khng

    p ng yu cu cng sut. Trong vn hnh thc t th im nt thay i t loi PQ

    sang PV.

    c. Sack node: Kiu nt th 3 khi nghin cu v dng cng sut l Slack node. S

    cn thit xc nh nt slack t thc t tn tht cng sut tiu th v cng sut phn khng

    trong mng u khng bit. My pht ni vi nt Slack s cung cp cng sut b mt

    trn ng truyn ti, nng cao d tr ca mng li. nt Slack, in p v gc pha

    bin, cng sut tiu th v cng sut phn khng l bin cn xc nh.

    2.5.3. Biu din li in thng thng.

    Cc thit b ca mt mng li in trong cc m hnh dng cng sut chy

    thng gm c: cc my pht, cc my bin p, h thng dy truyn ti, ti v cc thit b

    b song song v ni tip.

    Nt pht:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    32

    ng dy truyn ti:S thay th hnh II

    S thay th my bin p:

    S thay th t b ni tip:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    33

    2.5.4. Phng php dng cng sut Newton-rapson.

    Ti nt l: Ta c cng thc

    Sl=Pl+jQl=VlI*

    l (2.30)

    Trong : lS l cng sut phc a vo nt l,

    lP l cng sut tc dng a vo nt l,

    lQ l cng sut phn khng a vo nt l,

    lV l in p phc ti nt l,

    lI l dng in phc a vo nt l.

    Gi s c n nhnh dng in ni vi nt l , ta c:

    1

    n

    l lm m

    m

    I Y V

    (2.31)

    Trong : Ylm = Glm + jBlm

    T (4.37) v (4.38) ta c:

    * *

    1

    n

    l l l lm m

    m

    P jQ V Y V

    (2.32)

    Mt khc : lV = | lV |`lje

    v mV = | mV |

    mje

    nn thay vo (2.32) ta c:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    34

    ( )( )

    1

    jn mlP jQ V V G jB eml l l lm lmm

    (2.33)

    ( ) cos( ) sin( )1

    l m l m

    nP jQ V V G jB jml l l lm lmm

    (2.34)

    cos( ) sin( )1

    nP V V G Bm m ml l lm l lm lm

    (2.35)

    sin( ) cos( )1

    nQ V V G Bm m ml l lm l lm lm

    (2.36 )

    trong , | lV | v | mV | l cc bin in p im nt ti nt l v m, cn l v m l cc gc

    pha in p ti nt l v m.

    Ta tuyn tnh ha cc phng trnh (2.35) v (2.36) ta c:

    2 2 2 2 2 2

    2 3 2 3

    3 3 3 3 3 3

    2 3( ) 2 32

    3

    2 3 2 3

    22 2 2 2

    32 3

    P P P P P P

    VV Vn n

    P P P P P P

    VV Vn nrP

    PP P P P P Pn n n n n n

    VV Vn nPn

    QQ Q Q Q

    QVn

    Qn

    ( )

    2

    3

    22 2

    32 3

    3 3 3 3 3 3

    2 3 2 3

    2 3 2 3

    r

    n

    VQ Q

    VVV n

    Q Q Q Q Q QVnVV Vn n

    Q Q Q Q Q Qn n n n n nVV Vn n

    (2.37)

    ( )r

    Trong :

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    35

    Pl = netlP

    calc

    lP l cng sut tc dng sai lch ti nt l.

    lQ = net

    lQ calc

    lQ l cng sut phn khng sai lch ti nt l.

    calc

    lP v calc

    lQ l cng sut tc dng v phn khng tnh ton c ti nt l.

    net

    lP = gen

    lP load

    lP l cng sut tc dng d tnh ti nt l.

    net

    lQ = gen

    lQ load

    lQ l cng sut phn khng d tnh ti nt l.

    gen

    lP v gen

    lQ l cng sut tc dng v phn khng c pht ra ti nt l.

    load

    lP v load

    lQ l cng sut tc dng v phn khng c tiu th bi ti ti nt l.

    l v | lV | l thay i v bin v gc pha in p im nt ti nt l.

    (r) biu th bc lp th r v l = 2, 3, 4,..,n.

    Cc thnh phn ca ma trn Jacobian c th c xc nh bng cch ly vi phn

    cc phng trnh (4.42) v (4.43) theo l, m, |Vl| v |Vm|.

    Khi l = m:

    2 2sin( ) cos( )l l l ll l l lll

    nPV V G B V B Q V Bm ml lm l lm lm l

    (2.38)

    cos( ) sin( )l lm l ll l lll

    nP PV G B V G V Gm mlm l lm l Vm lV

    l

    (2.39)

    2 21

    cos( ) sin( )l m l ll l l llnQ

    V V G B V G P V Gm ml lm l lm lm l

    (2.40)

    sin( ) cos( )l lm l ll l lll

    nQ QV G B V B V Bm mlm l lm l Vm lV

    l

    (2.41)

    Khi l m:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    36

    1 sin( ) cos( )P

    V V G Bm m ml lm l lm lm

    (2.42)

    11 1cos( ) sin( )P Q

    V G Bm ml lm l lm lV Vm m m

    (2.43)

    1 cos( ) sin( )Q

    V G Bm ml lm l lm lm

    (2.44)

    11 1sin( ) cos( )Q P

    V G Bm ml lm l lm lV Vm m m

    (2.45)

    Ta tin hnh gii lp, gi s bit v bin v gc pha ca in p im nt ti

    cc nt PQ, cc gc pha in p ti cc nt PV tnh ton cng sut tc dng v phn

    khng a vo bng cc phng trnh (2.35) v (2.36). Khi m gi s sai th cc cng

    sut bm vo tnh c s khng ng vi cc cng sut xc nh bit.

    Cc vector cng sut sai lch c th c xc nh nh sau:

    ( ) ,( ) ,( )( )

    r gen calc r calc rload netP P P P P P (2.46)

    ( ) ,( ) ,( )( )

    r gen calc r calc rload netQ Q Q Q Q Q (2.47)

    Khi ta c:

    ( 1) ( ) ( )r r r

    (2.48)

    ( 1) ( ) ( )r r rV V V

    (2.49)

    C th lp i lp li cc php tnh ca cc phng trnh t (2.35) n (2.36) v t

    (2.46) n (2.49) cho n khi sai lch cng sut P v Q l nh trong dung sai chp

    nhn c, v d khong = 1210 .

    Ta c th tm tt ton b qu trnh trnh trn bng s sau:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    37

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    38

    V d:

    Mch in bao gm 2 nt, mt ngun pht, ng dy v mt ti. Ti c gi tr

    1+j0.5 pu v in khng ca ng dy l 0.1 pu. Bin v gc pha in p ti im

    ngun pht (nt Slack) c gi ln lt ti 1 pu v 0 radians.

    S dng phng php dng cng sut Newton-Raphson, bin v gc pha in

    p im nt ti nt 2 s c xc nh bng cch s dng bin in p 1 pu v gc pha

    0 radians pha ti lm iu kin ban u.

    Ma trn tng dn im nt c nh dng cho h thng ny nh sau:

    10 10

    10 10

    j jY G jB

    j j

    Note: Z = R + jX, Y = G + jB, Y = 1/Z, G = 1/R v B = 1/X

    Cng sut tc dng v phn khng ca mng c tnh ton nh sau:

    ?

    .1

    net gen loadP P P p u

    ?.

    0.5

    net gen loadQ Q Q p u

    - Bc lp u tin

    S dng cc gi tr in p ban u | 1V | = | 2V | = 1, 1 = 2 = 0 v cc gi tr ma trn

    tng tr im nt cc phng trnh (2.35) v (2.36), cc cng sut c tnh nh sau:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    39

    2 2 1 21 2 1 21 2 1 2 2 22 2 2 21 2 2

    2 2 1 21 2 1 21 2 1 2 2 22 2 2 21 2 2

    { os( ) sin( )}+ { os( ) sin( )}

    { sin( ) os( )}+ { sin( ) os( )}

    calc

    calc

    P V V G c B V V G c B

    Q V V G B c V V G B c

    Theo cc phng trnh (2.46) v (2.47) ta c:

    (1)

    1 1 1

    2 2 2

    (1)

    1 1 1

    2 2 2

    ?.

    1

    ?.

    0.5

    net calc

    net calc

    net calc

    net calc

    P P Pp u

    P P P

    Q Q Qp u

    Q Q Q

    Mt khc theo cc phng trnh t (2.38) n (2.45) vi 2calP = 0 v

    2

    calQ =0 ta

    c:

    2

    2

    10P

    2

    2

    0P

    V

    2

    2

    0Q

    2

    2

    10Q

    V

    Kt qu ca h thng tuyn tnh ha ca phng trnh l:

    (1) (1)(1)

    2 22

    2 22

    10 0 0.1 0 1 0.1

    0 10 0 0.1 0.5 0.05

    P

    V VQ

    Theo phng trnh (2.48) v (2.49) kt qu ca bc lp 1 l:

    (1) (0) (1) (1)

    2

    2

    0 0.1 0.1.

    1 0.05 0.95p u

    V

    - Bc lp th 2

    S dng thng tin v in p c cp nht | 1V | = 1, | 2V | = 0.95, 1 = 0 v 2 =

    -0.1 cc phng trnh (2.35) v (2.36), cc cng sut tc dng v phn khng mi c

    tnh ton nh cc kt qu sau:

    2

    2

    0.94841 . .

    0.4275 . .

    calc

    calc

    P p u

    Q p u

    Cc phng trnh v sai lch cng sut nh sau:

  • Chng 2. Tng quan v b trong h thng truyn ti in

    40

    (2)

    1 1 1

    2 2 2

    (2)

    1 1 1

    2 2 2

    ? ? ?. .

    1 0.94841 0.051583

    ? ? ?

    0.5 0.4275 0.07246

    net calc

    net calc

    net calc

    net calc

    P P Pp u

    P P P

    Q Q Q

    Q Q Q

    . .p u

    Ta nhn thy rng cc sai lch v cng sut gim nhiu v bin so vi cc

    gi tr sai lch bc lp 1.

    Cc thnh phn Jacobian ca nt 2 l:

    2

    2

    9.45254P

    ;

    2

    2

    0.998334P

    V

    ;

    2

    2

    0.948417Q

    ;

    2

    2

    8.574958Q

    V

    .

    Kt qu h thng tuyn tnh ha ca phng trnh l

    (2)(2)

    22

    22

    (2) (2)

    2

    2

    9.45254 0.998334

    0.948417 8.574958

    0.107042 0.012462 0.051583 0.006425

    0.011839 0.113996 0.07246 0.009161

    P

    VQ

    V

    Theo phng trnh (2.48) v (2.49) kt qu ca bc lp 1 l:

    (2) (1)

    2

    2

    0.1 0.006425 0.106425

    0.95 0.009161 0.940839V

    n y, xc nh c cc in p ti nt 1 v 2 nh sau:

    (2)

    1

    2

    1 0. .

    0.940839 0.106425

    Vp u

    V

    Cc in p ny kh l gn vi cc kt qu thc. Nu qu trnh tnh ton c lp

    li nhiu hn 2 bc lp th 2P v 2Q s nh hn 610

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    41

    Chng 3 TNG QUAN V H THNG TRUYN TI IN XOAY CHIU LINH HOT (FACTS)

    3.1. Gii thiu chung

    H thng nng lng in bao gm ba b phn chnh: ngun pht, h thng truyn

    ti (in p cao) v h thng phn phi (trung th v h th). Cc ngun pht c xy

    dng v pht trin thng xa cc trung tm ph ti ln, chng hn nh cc nh my

    thy in xy dng ngun nc ni c ct p v lu lng dng chy ln, cc nh my

    nhit in xy dng gn ngun nhin liu, cc nh my a nhit v thy triu ch c th

    xy dng mt s a im, cn nh my in ht nhn th c xy dng xa khu th.

    a in nng i xa cn c li in truyn ti cao p, kt ni tt c cc ngun pht

    to nn li in quc gia. Cc h thng phn phi s kt ni vi li truyn ti ti gn

    cc h ph ti. H thng truyn ti c vai tr c bit quan trng trong m bo an ninh

    nng lng v phi c pht trin ph hp vi yu cu pht trin kinh t x hi ca

    quc gia. H thng truyn ti phi m bo tin cy, an ton v c d tr nht

    nh v dung lng p ng cc nhu cu pht trin ca ph ti.

    H thng truyn ti in thng l 3 pha xoay chiu, vn hnh cc cp in p

    khc nhau (thng thng l 230kV tr ln). Vi yu cu ngy cng tng v cng sut v

    khong cch truyn ti, cc cp in p truyn ti cng ngy cng tng ln gim tn

    tht.

    Kh nng ti ca h thng

    truyn ti ph thuc vo cc yu t

    sau:

    - Gii hn v nhit;

    - Gii hn v cch in;

    - Gii hn v n nh.

    Cc gii hn ny xc nh cng

    sut ti a truyn ti c m khng

    gy nguy him n cc ng dy

    truyn ti v cc thit b in. V c

    bn, gii hn ca cng sut truyn ti

    c th gii quyt bng vic xy dng thm cc tuyn truyn ti mi. Tuy nhin iu ny

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    42

    dn n tn km v vn xy dng, thi gian thi cng v mt qu t cho cc hnh lang

    an ton ca tuyn ng dy. V th khi h thng in pht trin nhanh i hi nhng

    cng ngh mi khai thc trit cc kh nng ca h thng in hin c m khng

    nh hng n s an ton ca h thng. p ng nhu cu ny, cc nghin cu v thit

    b iu chnh linh hot h thng truyn ti in xoay chiu FACTS (Flexible AC

    Transmission Systems) c tin hnh vo cui nm 1980 nhm gii quyt hai vn

    chnh l nng cao kh nng truyn ti ca cc h thng truyn ti v gi cng sut trong

    khong gii hn nh trc. Vi s pht trin vt bc trong lnh vc iu khin t

    ng, cng vi s pht trin nhanh chng ca cc phn t bn dn cng sut ln to ra

    cc b bin i bn dn in t cng sut ln cho php iu khin, khng ch cc dng

    nng lng gn nh tc thi, gip cho qu trnh iu khin h thng in c th thc hin

    c theo cc cch thc m cc phn t c kh, in t trc khng th m bo

    c. Cng ngh FACTS l duy nht c kh nng iu khin nhanh mt cch linh

    hot cng sut tc dng v phn khng ca h thng in. Cc thit b FACTS khc nhau

    c cc thng s iu khin khc nhau v c cc m hnh vt l khc nhau iu khin

    cng sut. iu khin cng sut mt cch c hiu qu trong h thng in, cn xem

    xt n cc yu t gii hn kh nng truyn ti v xc nh r li ch t c khi p

    dng cc thit b iu khin FACTS.

    3.2. Cc thit b b ngang SVC, STATCOM

    3.2.1 SVC (Static Var Compensator)- B b tnh

    SVC l ngun pht hoc b tiu th cng sut phn khng c th thay i c, c

    th c iu chnh trao i dng in in cm hoc in dung duy tr hoc iu

    khin cc thng s c th ca h thng in ti im kt ni (in hnh l in p nt).

    SVC bao gm b in cm v t in (reactor hoc capacitor) ng m hoc iu

    khin bng thyristor. SVC dng cc thyristor iu khin khng hon ton thng thng,

    ngha l c th iu khin m bng cc iu khin nhng kha li mt cch t nhin khi

    dng qua n bng khng. in khng c ng m hoc iu khin bng thyristor dng

    tiu th cng sut phn khng v t in ng m bng thyristor cung cp cng

    sut phn khng.

    Trong trng hp chung, SVC c cu to t cc phn t c bn, nh th hin

    trn hnh 3.2, TCR (Thyristor Controlled Reactor), TSR (Thyristor Switched Reactor),

    TSC (Thyristor Switched Capacitor), mt hay nhiu b lc LC c hiu chnh cho cc

    sng hi bc 3, 5, 7,

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    43

    Hnh 3.2 Cu to chung ca SVC.

    - TCR (Thyristor Controlled Reactor) Cun khng iu chnh bng thyristor: l

    cun cm c iu khin bng thyristor, mc song song, in khng ca n thay

    i lin tc bng cch iu chnh gc dn ca van thyristor (thit b khng c tham

    s c iu chnh trn).

    - TSR (Thyristor Switched Reactor) Cun khng ng m bng thyristor: l cun

    cm ng m bng thyristor, ni song song, m in khng ca n c thay i

    theo bc theo trng thi dn dng hoc khng dn dng ca van thyristor.

    - TSC (Thyristor Switched Capacitor) T ng ct bng thyristor: l t in ng

    ct bng thyristor, mc song song, in dung ca n c th thay i dng bc

    thang bng cch ng hoc kha cc thyristor.

    Phi hp 3 loi phn t trn cho php to ra c nhng khng b ngang thay i

    c lin tc thng s (in khng, cng sut) trong phm vi rng (du m v dng)

    vi gi thnh h.

    Cc chc nng chnh ca SVC bao gm:

    - n nh in p trong nhng h thng c bin ng ln, nhanh ca ph ti, nh

    cht lng in p c nng cao ng k.

    - iu khin dng cng sut phn khng ti nt c b.

    - Gim qu in p khi xy ra s c ngn mch trong h thng.

    - iu khin qu trnh qu , nng cao tnh n nh cho h thng.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    44

    - Gim dao ng cng sut khi xy ra s c trong h thng nh ngn mch, mt ti

    t ngt...

    - Nng cao gii hn truyn ti ca ng dy theo iu kin n nh tnh.

    - Gim tn tht cng sut v in nng.

    3.2.2. STATCOM (Static synchronous Compensator)- B b ng b tnh

    STATCOM ging nh mt my pht ng b tnh, hot ng nh mt b b tnh

    mc song song, dng in cm hoc dung c th c iu khin c lp i vi in p

    h thng. Khc vi SVC dng in hay cng sut phn khng ph thuc vo mc in p

    ti im kt ni, dng v cng sut ca STATCOM c th c iu khin c lp vi

    in p, nh kh nng ca STACOM cao hn nhiu so vi SVC.

    Hnh 3.3 Cu to ca STATCOM.

    STATCOM l mt trong nhng loi b iu khin FACTS quan trng, xy dng

    trn c s b nghch lu ngun p (VSI) hoc ngun dng (CSI), nh minh ha trn hnh

    3.3. V gi thnh cc VSI c th c xy dng trn cc module mch lc c sn nn

    c dng nhiu hn.

    Vi b nghch lu ngun p, in p u ra xoay chiu ca n c th c iu

    chnh v bin v v gc pha sao cho ph hp vi dng cng sut phn khng theo yu

    cu tng ng vi in p ti im kt ni, in p pha mt chiu trn t s c iu

    chnh t ng theo yu cu hot ng nh ngun p cho b bin i. STATCOM cng

    c th c thit k cng hot ng c nh mt b lc tch cc lc cc sng hi.

    STATCOM c nh ngha theo IEEE, l mt tp hp cc b iu khin ni song

    song bao gm c cc ngun cng sut tc dng hoc ngun d tr bn pha mt chiu

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    45

    sao cho dng in bm vo c th cha cng sut tc dng. Nhng b iu khin nh

    vy bao gm:

    - SSG (Static Synchronous Generator) My pht ng b tnh: b chuyn i

    cng sut c kha bn dn hai chiu c cung cp t mt ngun nng lng ph

    hp, c th to ra mt lot cc in p u ra nhiu pha c th iu chnh c,

    kt hp cng h thng in xoay chiu cho mc ch trao i cng sut tc dng

    v phn khng mt cch c lp.

    R rng l SSG l s kt hp ca STATCOM v mt ngun nng lng no

    cung cp hoc tiu th cng sut, nh minh ha trn hnh 3.4. Ni chung SSG c lin

    kt vi bt k mt ngun nng lng no , c th l acquy, t in mt chiu cng sut

    ln, cc b bin i, chnh lu khc, ... Mt b bin i DC DC ng vai tr l giao

    din gia ngun nng lng v b nghch lu DC - AC. i vi b nghch ngun p VSI

    ngun nng lng np in cho t thng qua giao din in t ny v duy tr in p t

    in theo yu cu.

    Hnh 3.4 H thng BESS.

    SSG cng bao gm BESS (H thng d tr nng lng Battery).

    - BESS (Battery Energy Storage System) - H thng d tr nng lng acquy: Mt

    h thng d tr nng lng di dng ha nng, s dng b nghch lu ngun p,

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    46

    ni song song c kh nng iu chnh nhanh chng lng in nng cung cp hoc

    tiu th t h thng.

    - i vi ng dng truyn ti, kch c ca b d tr ca BESS c xu hng nh

    (hng chc MWh) v nu nh cng sut b bin i ln, n c th phn phi

    cng sut tc dng vi t l MW/MWh cho n nh qu

    .

    B bin i c th tiu th hoc pht cng sut phn khng trong kh nng dung

    lng MVA ca b bin i. Khi khng cung cp cng sut tc dng cho h thng, b

    bin i thng c s dng np cquy vi tc c th chp nhn c.

    Nhng b d tr nng lng khc, ph hp cho cc ng dng truyn ti, c th

    c s dng l h thng d tr nng lng t cun cm siu dn SMES

    (Superconducting Magnetic Energy Storage), c nh ngha bi IEEE nh sau:

    - SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage)- B d tr nng lng t

    cun cm siu dn: l mt thit b d tr nng lng in t siu dn c cha cc

    b bin i in t, c kh nng bm vo hoc tiu th cng sut tc dng, phn

    khng mt cch nhanh chng hoc iu khin ng dng cng sut trong h thng

    in xoay chiu.

    V dng in mt chiu trong mch t khng th thay i nhanh chng, nng

    lng u vo hoc u ra c thay i nh vic iu khin in p ca hai u ni vi

    giao din in t ni vi STATCOM.

    Cc chc nng chnh ca STATCOM cng ging nh ca SVC nhng kh nng

    iu chnh, iu khin cc thng s ca STATCOM mc cao hn, bao gm cc chc

    nng sau:

    - iu khin in p ti nt kt ni STATCOM n nh in p, nh cht

    lng in p c nng cao.

    - iu khin dng cng sut phn khng ti nt c b.

    - Gim qu in p khi xy ra s c (ngn mch, mt ti t ngt...).

    - Gim qu in p khi xy ra s c ngn mch trong h thng in.

    - iu khin qu trnh qu , nng cao tnh n nh cho h thng.

    - Gim dao ng cng sut khi xy ra s c trong h thng nh ngn mch, mt ti

    t ngt...

    - Nng cao gii hn truyn ti ca ng dy theo iu kin n nh tnh.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    47

    - Gim tn tht cng sut v in nng.

    Ngoi ra STATCOM cn c cc c im ni tri so vi SVC l:

    - C kh nng vn hnh trong ch s c v tip tc iu khin khi loi tr s c.

    - C th pht cng sut phn khng khi in p thanh ci nh hn in p li v

    ngc li, tiu th cng sut phn khng khi in p thanh ci ln hn in p

    li.

    - Khi trang b thm ngun cng sut tc dng hoc cc thit b d tr nng lng

    pha mt chiu, STATCOM c th trao i cng sut phn khng v cng sut tc

    dng vi h thng, do nng cao kh nng n nh ng v chng dao ng

    cng sut.

    Nhng khi nim khc ca b iu khin theo IEEE bao gm:

    - SVG (Static Var Generator or Absorber) - b tiu th hoc my pht tnh: l mt

    thit b hoc h thng in c kh nng ly ra dng in dung hoc cm t h

    thng in v do pht hay tiu th cng sut phn khng. N thng cha TCR

    v/hoc TSC.

    SVG, theo nh ngha ca IEEE, l mt ngun cng sut phn khng m, nu iu

    khin ph hp, c th chuyn i thnh b b ngang cng sut phn khng theo mt mc

    ch c th no hoc a mc ch. V th c SVC v STATCOM u l cc my pht

    tnh c trang b vng iu khin ph hp thay i u ra p ng i tng b c

    th.

    - SVS (Static Var System) h thng thay i tnh: l s kt hp ca cc b b c

    th thay i c kha ng m c kh tnh khc nhau v u ra c phi hp.

    - TCBR (Thyristor Controlled Braking Resistor) in tr hm iu khin bng

    thyristor): l in tr ng ct bng thyristor, mc song song, c th c iu

    khin gip n nh ca h thng in hoc lm gim gia tc nng lng ca

    khi pht in trong lc c nhiu.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    48

    Hnh 3.5 B TCBR

    TCBR lin quan n vic ng m theo tng chu k ca in tr (thng l in

    tr tuyn tnh) vi mt thit b ng ct xoay chiu da trn thyristor v khng iu

    khin gc pha, nh minh ha trn hnh 3.5. gim chi ph, TCBR c th l cc thyristor

    khng c iu khin gc pha, tuy nhin vi vic iu khin gc pha theo tng na chu k

    c th lm gim dao ng tn s thp mt cch c la chn.

    3.3. Cc thit b b dc

    3.3.1. SSSC (Static Synchronous Series Compensator) B b ni tip ng b tnh

    SSSC l mt my pht ng b khng c ngun nng lng in bn ngoi, hot

    ng nh mt thit b b ni tip m in p u ra c th iu khin c lp v vung

    pha vi dng in trn ng dy nhm mc ch tng hoc gim in p dung khng ri

    trn ng dy v v th iu khin cng sut truyn ti. SSSC c th cha b d tr

    nng lng hoc cc thit b tiu th nng lng nhm tng cng kh nng n nh

    ng ca h thng in bng cch b thm cng sut tc dng tc thi, tng hoc gim

    in p ri trn ng dy.

    SSSC l mt trong nhng b iu khin FACTS quan trng nht. N ging nh

    STATCOM, nhng khc l in p u ra ac ni tip vi ng dy, nh biu din trn

    hnh 3.6. N c th da trn b bin i ngun p hoc b bin i ngun dng. Thng

    in p ni tip a thm vo l kh nh so vi in p ng dy, v cch in i vi

    t kh ln. Vi cch in ph hp gia cun s cp v th cp ca my bin p, cc

    thit b chuyn i c t in th mt t tr khi cc thit b ny c t trn mt

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    49

    phng c cch in vi t. T s my bin p c bin i sao cho thit k b bin

    i kinh t nht. V khng c ngun in thm ngoi, SSSC ch c th a thm vo 1

    in p ri thay i nhanh pha hn hoc chm pha hn so vi dng in 1 gc 90 .

    Cun s cp ca bin p v do c cun th cp cng nh b chuyn i phi mang

    c dng in trn ng dy khi y ti, k c dng lm vic khi s c, tr khi b

    chuyn i c i vng qua mt cch tm thi trong khi c s c nghim trng.

    Hnh 3.6 SSSC da trn b bin i ngun p v SSSC c ngun d tr.

    B d tr in hoc d tr t siu dn cng c th c ni vi b iu khin ni

    tip a thm vector in p vi cc gc pha khc nhau vo ni tip vi ng dy.

    Chc nng chnh ca SSSC l:

    - iu chnh dng in.

    - Gii hn dng in s c.

    - Gim dao ng cng sut.

    - Nng cao n nh ng v n nh qu .

    - n nh in p.

    3.3.2. IPFC (Interline Power Flow Controller) b iu khin dng cng sut lin ng dy

    IPFC l mt khi nim mi c a ra, do cha c nh ngha theo IEEE. Mt

    nh ngha c th chp nhn c nh sau: IPFC l s kt hp ca 2 hay nhiu SSSC,

    lin kt vi nhau thng qua phn mt chiu chung trao i dng cng sut tc dng

    theo c hai chiu gia cc u ra ca SSSCs, v c iu khin cung cp b cng

    sut phn khng cho s iu chnh ca dng cng sut tc dng trn mi ng dy v

    duy tr phn phi dng cng sut phn khng theo yu cu gia cc ng dy. Cu trc

    ca IPFC c th bao gm mt STATCOM, kt hp vi phn mt chiu chung ca IPFC,

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    50

    cung cp b cng sut phn khng ngang v cung cp hay tiu th lng cng sut tc

    dng thiu ht ca cc b SSSC.

    3.3.3. TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) T ni tip iu khin bng thyristor

    TCSC l mt b b in khng mang tnh cht dung khng, c cha mt b cc t

    in ni tip v b ny song song vi khng in iu khin bng thyristor (TCR) nhm

    cung cp in dung c th iu chnh trn, nh minh ha trn hnh 3.7.

    TCSC da trn thyristor thng thng. N l mt s la chn khc cho SSSC v

    cng ging nh SSSC, l mt thit b FACTS quan trng. Mt khng in c th thay i

    in khng nh TCR c ni song song vi b t. Khi gc pha ca TCR l 180o, khng

    in s khng dn in na v khi b t c in khng bnh thng ca n. Khi gc

    pha thay i t 1800 v nh hn 1800, in khng dung s tng ln. Khi gc pha l 900,

    khng in tr nn dn in hon ton, in khng tng s mang tnh cht cm, bi v

    in khng ca khng in c thit k nh hn nhiu so vi in khng ca b t.Vi

    gc pha l 900, TCSC c th hn ch dng s c. TCSC c th l mt khi ln, n l

    hoc cha vi t in kch c bng hoc khc nhau c th hot ng mang li hiu qu

    tt hn.

    3.3.4. TSSC (Thyristor- Switched Series Capacitor) - T in ni tip ng m bng thyristor

    TSSC l b b in khng mang tnh cht dung cha b t ni tip v b t ny

    song song vi mt in khng ng m bng thyristor cung cp s iu khin theo

    bc cho in khng, nh cng c minh ha trn hnh 3.7.

    Hnh 3.7 Cu to chung ca TCSC v TSSC.

    Thay v iu khin trn dung khng, in khng ca khng in khi gc pha l 00

    hoc 900 (khng iu chnh gc pha) c th lm gim chi ph v tn tht cho b iu

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    51

    khin. Rt hp l khi sp xp mt trong cc module c iu khin thyristor, trong khi cc

    module khc th ch ng ct thyristor.

    3.3.5. TCSR (Thyristor- Controlled Series Reactor) in khng ni tip iu khin bng thyristor:

    TCSR l mt b b cm khng c cha b cc khng ni tip v mc song song

    vi in khng iu khin bng thyristor nhm iu chnh cm khng mt cch lin tc,

    minh ha trn hnh 3.8.

    Khi gc pha ca TCR l 900, n s khng dn in, in khng khng c iu

    khin s hot ng nh 1 b hn ch dng s c. Khi gc pha gim xung di 900, in

    khng tng s gim cho n khi gc pha l 00, in khng tng l hai in khng song

    song vi nhau. Cng ging nh TCSC, TCSR c th l mt khi ln ring l hoc mt

    vi khi nh hn.

    3.3.6. TSSR (Thyristor- Switched Series Reactor) khng in ni tip ng m bng thyristor)

    TSSR l b b cm khng c cha b cc khng ni tip v mc song song vi

    in khng ng ct bng thyristor nhm iu chnh cm khng theo bc. Ging nh

    TCSR, nhng kha thyristor ch ng hoc ct (khng c iu khin gc pha), s cng

    c minh ha trn hnh 3.8.

    Hnh 3.8 Cu to chung ca TCSR v TSSR.

    Cc b iu khin ni tip ni chung c cc chc nng tng t nhau, tuy nhin

    mc iu khin v iu chnh in p, dng cng sut, n nh ng, n nh tnh l

    khc nhau ty thuc vo tng loi b iu khin khc nhau. Cc chc nng chnh l:

    - iu chnh dng in.

    - Gii hn dng in s c.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    52

    - Gim dao ng cng sut.

    - Nng cao n nh ng v n nh qu .

    - n nh in p.

    3.4. B iu khin kt hp ni tip- song song

    3.4.1. UPFC (Unified Power Flow Controller)

    UPFC l s kt hp ca STATCOM v SSSC vi phn mt chiu chung, cho

    php dng cng sut tc dng theo c hai chiu gia cc u ra ni tip ca SSSC v cc

    u ra song song ca STATCOM, v c iu khin cung cp b cng sut phn

    khng v tc dng mt cch ng thi m khng cn ngun in bn ngoi. UPFC, bng

    cch a thm vo in p ni tip mt cch t nhin, c kh nng iu khin, ng thi

    hoc c la chn, in p ng dy truyn ti, in khng, gc pha, hoc dng cng

    sut tc dng, phn khng chy trn ng dy. UPFC c th cung cp b phn khng

    ngang c iu khin mt cch c lp.

    Trong UPFC bao gm STATCOM v SSSC, cng sut tc dng cho khi ni tip

    (SSSC) ly t li thng qua khi song song STATCOM. SSSC cng c dng iu

    chnh in p bng cch iu chnh cng sut phn khng. y l b iu khin y ,

    c th iu chnh c c dng cng sut phn khng v tc dng, cng nh in p

    ng dy.

    Hnh 3.9 Cu to chung ca UPFC.

    B d tr nng lng b sung nh BESS hoc SMES c th c ni vi thanh

    ci mt chiu thng qua giao din in t s cung cp cch thc tng cng thm hiu

    qu ca UPFC. Nh nhc n trong cc phn trn, s trao i dng cng sut tc dng

    c iu khin vi ngun bn ngoi, chng hn nh b d tr, hiu qu hn rt nhiu

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    53

    trong vic iu khin ng h thng hn l ch iu bin s trao i cng sut trong cng

    mt h thng.

    V chc nng, UPFC c cc chc nng ca STATCOM v SSSC, l:

    - iu khin dn cng sut tc dng v phn khng ti nt b.

    - Tng cng tnh n nh tnh v n nh ng ca h thng.

    - Gim dao ng cng sut khi xy ra s c trong h thng.

    - C kh nng vn hnh trong ch s c v tip tc iu khin khi loi tr

    c s c.

    3.4.2. TCPST (Thyristor- Controlled Phase Shifting Transformer)

    TCPST - bin p dch pha iu khin bng thyristor, l mt bin p dch pha c

    iu chnh bng kha thyristor thay i gc pha mt cch nhanh chng, nh biu din

    trn hnh 3.10.

    Hnh 3.10 Cu to chung ca TCPST.

    Ni chung, dch pha t c bng cch thm vector in p vung gc ni tip

    vi pha. Vector ny ly t hai pha cn li thng qua bin p mc ngang song song. in

    p ni tip vung pha c to ra c th thay i bng rt nhiu loi cu trc in t

    cng sut. B iu khin ny cn c gi l TCPAR (Thyristor- Controlled Phase Angle

    Regulator).

    TCPST c cc chc nng ging nh cc b iu khin FACTS khc, tuy nhin,

    chc nng chnh ca n l iu chnh gc lch pha ca in p pha ca ng dy, v n

    c kh nng iu khin dng cng sut rt cao.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    54

    3.4.3. TCVL (Thyristor- Controlled Voltage Limiter) B gii hn in p iu chnh bng thyristor

    TCVL l mt bin tr oxit kim loi (MOV) c s dng gii hn in p hai

    u trong qu trnh qu .

    Hnh 3.11 TVCR

    Kha ng m thyristor c th c ni ni tip vi chng st van khng khe h,

    hoc nh trn hnh 3.11, mt phn ca chng st van khng c khe h (10-20%) c th

    c ni vng qua mt kha thyristor lm gim mc gii hn in p. Ni chung,

    MOV c ngha quan trng hn so vi chng st van. Nh trn hnh 3.11, TCVL thng

    thng c dng hn ch qu in p ng, nu khng c s ngn cn ny th qu

    in p ng c th din ra trong hng chc chu k.

    3.4.4. TCVR (Thyristor- Controlled Voltage Regulator) b iu chnh in p iu chnh bng thyristor

    TCVR l mt bin p c th cung cp in p cng pha vi kh nng iu chnh

    trn. Trong thc t, thit b ny c th l bin p thng thng vi u iu chnh iu

    khin bng thyristor hoc vi b bin i in p xoay chiu sang xoay chiu iu khin

    bng thyristor a thm vo in p xoay chiu thay i c ca cng mt pha ni

    tip vi ng dy, nh biu din trn hnh 3.12.

  • Chng 3.Tng quan v h thng truyn ti in xoay chiu linh hot (FACTS)

    55

    Hnh 3.12 TCVR loi da trn u phn p v loi da trn s a thm in p vo

    ng dy.

    3.5. Kt lun

    H thng truyn ti in xoay chiu linh hot FACTS c ng dng rt rng ri

    trong vic nng cao kh nng truyn ti, nng cao mc n nh tnh, n nh ng, n

    nh in p v gim cc dao ng trong h thng in.

    Cc thit b FACTS c thit k v ch to vi nhiu loi khc nhau tng

    ng vi cc loi iu khin v cc thng s iu khin trong h thng in. Nhn chung

    thit b FACTS c chia thnh cc thit b iu khin dc, ngang v t hp gia chng.

    Cc thit b b dc c iu khin ch yu s dng iu khin dng in cng nh

    dng cng sut trong h thng truyn ti. Ngoi ra chng cn c s dng tng

    cng mc n nh v gim dao ng ca h thng in. Cc thit b b ngang c

    iu khin ch yu s dng iu khin v gi in p ti cc im nt ca h thng

    in, ngoi ra cn c tc dng b cng sut phn khng, nng cao n nh tnh v n nh

    ng, gim cc dao dng trong h thng in.

    Cc thit b FACTS c thit k, ch to v lp t ph bin trn th gii vi

    rt nhiu chng loi tng ng vi cc thng s iu khin trong h thng in. Vic la

    chn thit b ph thuc vo mc ch iu khin, hin trng lin kt li in v tnh ton

    cc chi ph u t xy dng v li ch v kinh t m thit b FACTS mang li.

    Ni chung cc thit b FACTS u t tin, nht l cc thit b iu khin hn hp,

    c th b dc ln b ngang. Chnh v th cc thit b iu khin hn hp nh UPFC,

    TCPST,... t c ng dng trong thc t. Trn th gii hin nay, c 2 loi thit b

    FACTS c lp t nhiu v chng t c hiu qu hot ng ca chng, l

    TCSC b dc v SVC b ngang.

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    56

    Chng 4 Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh STATIC VAR COMPENSTATOR (SVC)

    SVC (Static Var Compensator)- L thit b b tnh c dung lng b thay i c, ni

    song song vi li in, cng sut u ra ca n c th c iu chnh trao i dng

    in in cm hoc in dung duy tr hoc iu khin cc thng s c th ca h thng

    in (in hnh l in p nt).

    4.1. Vai tr ca SVC

    Mt s ng dng ca SVC:

    Hnh 1:mt s chc nng ca SVC

    a. Chc nng c bn ca SVC l iu khin in p v tro lu cng sut

    phn khng ti im m n c ni vo li in.

    Cng sut phn khng c nh hng ln ti in p, m SVC l mt thit b c

    kh nng to ra hoc tiu th cng sut phn khng.

    Trong h thng in vi cc s c ngn mch hay cc ng dy di c

    khong cch ln th cht lng in p b nh hng bi s thay i ca cng

    sut ti.Vi cng sut ti ln th in p s b gim ng k. Qu p l nguyn

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    57

    nhn gy nn hin tng bo ha mch t ca my bin p,v lm tng vt cc

    thnh phn sng hi trong cc my pht in. Cc thnh sng hi ny cng

    hng vi cc t v in cm k sinh trn ng dy dn n c th ph hng

    cc thit b in.

    b. Chc nng quan trng nht l gii hn thi gian v cng qu p khi

    xy ra s c bnh thung nh mt ti t ngt ti 1 im trn ng dy

    hoc ngn mch yu.V SVC c th phn ng trong vng 10ms,nn thi gian

    qu p s c gim xung thp hn thi gian chnh nh bo v ca h thng

    R le.Do cc R le khng cn tc ng v tnh cht ti in lin tc s uc

    nng cao. c im ny rt quan trng i vi cc ng dy co p v siu

    cao p nc ta v n c chiu di ln nn nhiu trng hp phi ngn mch

    1 pha cc on ng dy nn c th dn n hin tng qu p.

    c. n inh dao ng cng sut hu cng.

    Dao ng cng sut hu cng l 1 hin tng c th xay ra sau 1 qu trnh qu

    ,v d nh mt ti thnh lnh, gim bt cng sut pht in ti ngun hoc t

    ng ng li sau s cH thng ti in cng yu th hin tng ny cng

    d xy ra.

    Khi c dao ng cng sut hu cng, SVC s iu khin n nh bng cch

    m gc m Thyristor ca TCR gn nh tc thi n inh cng sut hu

    cng.

    d. Gim cng dng in v cng v nh th s gim bt i tn tht gy

    ra bi dng in ny trn ng dy m cc nh my pht in phi cung

    cp.Ni chung l tit kim nng lng v tng nng sut ca ca h thng in.

    e. Tng kh nng ti ca ng dy v tng d tr n nh.Cng sut

    truyn ti ca h thng in thng c gii hn bi cp in p v in

    khng ca cc my bin p trong h thng.Gi s b gia ng dy:

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    58

    Bnh thng khi cha b:.s r

    L

    E EP Sin

    X

    Sau khi b gia ng dy: .

    22

    s r

    L

    E EP Sin

    X

    Nh vy cng sut max tng gp 2 ln bnh thng, kh nng truyn ti v

    gi tr n inh tng gp i.

    g. Cn bng cc ph ti khng i xng do SVC c kh nng gi in p n

    nh theo tng pha ring r nn n lm cho s khng i xng ca ph ti

    gim xung. S khng i xng v s xut hin ca cc ti 1 pha c nh

    hng n cht lng in p trong h thng in. V vy cn bng ph ti l 1

    nhim v quan trng.

    h. Ci thin n nh sau s c.

    cho h thng in gi uc trng thi n nh sau cc nhiu lon ln do

    vic loi tr cc s c bng tc ng ca cc phn t bo v. H thng phi gi

    cng sut truyn ti nh hn gi tr cng sut gii hn n nh. Khi thit b

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    59

    SVC uc ng dng th kh nng ti ca uc dy c tng ln,v theo gi

    tr cng sut gii hn n nh tng ln. Mt khc, thng qua SVC ta c th gi

    cng sut truyn ti bng cch thay i gc m Thyristor ca TCR.

    4.2 Cu to ca SVC

    -V mt cu to th SVC c 2 dng cu hnh chnh l: TCR/FC v TCR/TSC.

    Cu hnh TCR/FC Cu hnh TCR/TSC

    Hnh 2:Cc cu hnh SVC

    -TCR bao gm cun khng v cc van Thyristor. Nhnh TCR iu khin mt cch

    lin tc cng sut phn khng bng cch thay i bin ca dng in chy qua

    cun khng.

    -TSC bao gm cc van thyristor, t in v cun khng hn ch tng dng qua

    van (surge current). TSC ch c iu khin ng hoc ngt t ra khi h

    thng.

    -B lc FC dng pht mt lng c nh cng sut phn khng v lc sng hi

    dng in to ra bi TCR

    4.3 Nguyn l hot ng ca TCR

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    60

    Dng in trong in khng c th c iu khin t gi tr ln nht ti 0 bng cch

    iu khin gc m

    Hnh 3: dng sng vn hnh vi cc gc m

    Bin IL() ca thnh phn dng in c bn iL() c th c biu th l hm ca

    gc nh sau:

    2 1( ) (1 sin 2 )L

    VI

    L

    (4.1)

    Trong V l bin ca in p ngun, L l in cm ca in khng iu khin

    bng thyristor, l tn s gc ca in p ngun.

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    61

    Hnh 4: Bin thin bin cc dng in thnh phn c bn qua TCR

    ph thuc gc m

    TCR c th iu chnh dng in c bn chy qua in khng, v nu nhn t pha li

    th TCR c th coi l 1 in dn cm khng c th thay i gi tr. V th, in dn cm

    khng hiu dng ca TCR c xc nh t cng thc (2.2), l hm ca gc nh

    sau:

    )2sin12

    1(L

    1)(BL

    (4.2)

    ngha ca (2.3) l vi mi gc iu khin , in dn BL() c xc nh, n xc

    nh bin ca thnh phn dng in c bn ILF() trong

    TCR 1 in p ngun cho trc. Trong ng dng thc t,

    bin ln nht ca in p ngun v ca dng in b gii

    hn bi gi tr nh mc ca cng sut m cc thnh phn

    (in khng, van thyristor) s dng. V th, TCR trong

    thc t c th vn hnh bt c im no trong vng V-I xc

    nh, ng bin ca n xc nh bng in dn ln nht c

    th t c, in p v dng in nh mc, nh minh ha

    trn hnh 4. Gii hn ca TCR c thit lp khi thit k t

    yu cu vn hnh thc t.

    Hnh 4: c tnh V-I

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    62

    Nu kha TCR b gii hn gc iu khin c nh, thng = 0 th n s tr thnh

    TSR-Thyristor-Switched Reactor (in khng ng ct bng thyristor). TSR to ra 1 in

    dn cm khng c nh v do , khi c ni vi h thng li xoay chiu, dng in

    chy qua n s t l vi in p ngun. Mt vi TSR c th to ra in dn iu chnh

    c gin on theo bc. Nu TSR vn hnh = 0, dng in xc lp c dng hnh sin.

    -Sng hi: iu khin gc dn dng (c tnh vn hnh ca TCR) dn n kt qu l

    dng sng ca dng in khng cn l hnh sin. Ni cch khc, ngoi thnh phn c bn,

    TCR cn sinh ra cc sng hi. Trong na chu k dng in dng, m xc nh, ch c

    cc sng hi bc l mi c to ra. Bin ca cc sng ny l hm ca gc iu khin

    , c th hin trong cng thc:

    )1n(n

    )nsin(cosn)ncos(sin4

    L

    V)(I

    2Ln (4.3)

    vi n = 2k+1, k = 1, 2, 3,...

    Hnh 5: Bin cc thnh phn dng in bc cao ca TCR so vi .

    Trong h thng 3 pha, ngi ta s dng 3 b TCR 1 pha v ni tam gic. Trong iu

    kin cn bng, dng in hi vi bc l bi ca 3 chy qun trong b TCR ni tam gic

    v khng i vo h thng in.

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    63

    Ngoi ra t c yu cu k thut v kinh t hoc cc l do thc t khc, ngi ta s

    s dng b lc sng hi. Thng thng, cc b lc ny l cc nhanh LC v LCR ni tip

    vi nhau v song song vi TCR v ha hp vi cc sng hi chim u th ln, nh bc 3,

    5, 7, v i khi l bc 11,13.

    4.4 Nguyn l hot ng ca TSC

    Trong ch xc lp, khi thyristor dn v TSC c ni vi ngun p xoay chiu,

    v = Vsint th dng in trong nhnh s l tcosC1n

    nV)t(i

    2

    2

    trong

    C

    L

    2 X

    X

    LC

    1n

    Bin ca in p t l V1n

    nV

    2

    2

    C

    (3.4)

    Nhnh TSC c th khng c ni vo HT (b ngt ra) lc dng in bng 0. Khi dng

    in qua gi tr 0, in p t in t gi tr cc i th ta c:

    V1n

    nv

    2

    2

    0i,C

    T in khng c ni s gi in p mc ny v dn n in p ngc t ln

    thyristor thay i t 0 ln n gi tr bin dao ng kp (peak to peak) ca in p

    ngun.

    Nu in p ca t khi b ngt vn khng i, TSC c th ng li m khng c qu

    trnh qu , ti gi tr nh ph hp ca in p ngun.

    Hnh 6: Dng sng minh ha qu trnh ng ct khng c qu trnh qu ca TSC.

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    64

    Thng thng, cc bn t in b phng in sau khi b ngt ra khi ngun, v th vic

    ni li cc t in ny s phi thc hin vi phn in p d trn t nm trong khong

    gia gi tr 0 v gi tr ln nht ca t V1n

    nv

    2

    2

    0i,C

    . iu ny c th i km vi nhiu

    qu nh nht nu thyristor ng nhng thi im in p d trn t v in p

    ngun bng nhau, ngha l khi in p qua thyristor bng 0.

    Cc qu trnh qu ny gy ra bi thnh phn dv/dt khc 0 thi im ng, nu nh

    khng c in khng ni tip s to ra dng in tc thi ic=Cdv/dt (Dng in ny biu

    th cho gi tr tc thi ca dng in qua t ch xc lp ti thi im ng kha). Tc

    ng qua li gia t in v in khng hn ch dng in, cng vi in tr, sinh ra dao

    ng qu , c th thy trn dng sng ca in p v dng in. (Ch l qu trnh qu

    khi ng t in phng in hon ton th phc tp hn so vi khi t in mi

    phng in 1 phn v thnh phn dv/dt ca in p ngun t gi tr ln nht im qua

    gi tr 0 ).

    Nhng iu kin ng t in khng qu :

    1. Nu in p d trn t in thp hn nh in p ngun (Vc V) th thi

    im ng s l khi in p ngun t cc i, khi

    in p t ln thyristor l nh nht.

    T cc phn tch trn ta thy, gc iu khin ln

    nht ng cc bn t l c chu k ca in p

    ngun, ngha l khong thi gian t nh dng

    (hoc m) n nh dng (hoc m)

    V cng c th thy rng iu khin gc m

    khng p dng i vi t in, vic ng t in ch

    c th din ra thi im c th trong mi chu k

    m cc iu kin qu trnh qu din ra phc tp nht. V l do ny m TSC ch

    c th cung cp s thay i theo bc dng in dung (gi tr ln nht hoc 0). Ni cch

    khc, nhnh TSC biu th cho 1 in dung hoc l ni hoc l ngt ra khi h thng.

    Dng in trong nhnh TSC thay i tuyn tnh vi in p ngun ty thuc vo in

    dung ca t in. in p ngun ln nht v dng in tng ng b gii hn bi nh

    mc ca cc thnh phn TSC (t in v thyristor)

  • Chng 4.Cu to v nguyn l lm vic ca thit b b tnh SVC

    65

    xp x s thay i dng in, ngi ta thng s dng mt vi TSC song song nhau

    (lm tng in dung bc), hoc phi hp vi 1 nhnh TCR.

    4.5 Nguyn l hot ng ca FC.

    Nhnh FC (Fixed Capacitors) ca SVC bao gm t in v cun khng hot

    ng nh mt b lc xoay chiu. FC lc cc thnh thnh sng hi dng in do s

    hot ng ca TCR to ra. Ngoi ra nhnh FC cn c kh nng pht mt lng

    cng sut phn khng nht nh ln li.