Nghiên Cứu Về Bộ Lọc Tích Cực Và Chất Lượng Điện Năng Trong Hệ Thống Điện

Sự gia tăng nhanh chóng của các tải phi tuyến trong hệ thống điện hiện đại dẫn đến sự gia tăng đáng kể sóng hài (Close Entity). Điều này làm giảm chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity), gây ra tổn thất năng lượng và ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị điện. Bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword, Salient LSI keyword) nổi lên như một giải pháp hiệu quả để khắc phục vấn đề này. Luận văn này nghiên cứu sâu hơn về bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) và ứng dụng của nó trong việc cải thiện chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity), tập trung vào việc giảm thiểu THD (Close Entity) và cải thiện hệ số công suất. Việc lựa chọn đề tài này dựa trên nhu cầu cấp thiết của ngành điện trong việc nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống điện. Nghiên cứu sẽ góp phần cung cấp các giải pháp kỹ thuật tiên tiến, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity) trong tương lai.

Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện về bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) và ứng dụng của nó trong việc cải thiện chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity). Các nghiên cứu quốc tế đã tập trung vào việc phát triển các thuật toán điều khiển tiên tiến, nhằm tối ưu hiệu suất của bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) và giảm thiểu sóng hài (Close Entity). Các phương pháp như PSO, GA, và điều khiển dựa trên lý thuyết PQ đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Trong nước, một số luận văn thạc sĩ và luận án tiến sĩ đã nghiên cứu về bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) và ứng dụng của nó trong hệ thống điện Việt Nam. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều khoảng trống nghiên cứu cần được khai thác, đặc biệt là việc ứng dụng các thuật toán điều khiển hiện đại và tối ưu thiết kế bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) cho điều kiện lưới điện cụ thể tại Việt Nam. Luận văn này sẽ tập trung vào việc bổ sung những khoảng trống này.

Sóng hài (Close Entity) là thành phần phi tuyến trong dạng sóng điện áp hoặc dòng điện, gây ra nhiều vấn đề cho hệ thống điện. Sóng hài (Close Entity) xuất hiện do đặc tính phi tuyến của tải, thường là các thiết bị điện tử công suất. Ảnh hưởng của sóng hài (Close Entity) bao gồm gia tăng tổn thất trong thiết bị điện, giảm tuổi thọ thiết bị, làm giảm hệ số công suất, gây ra nhiễu sóng vô tuyến, và làm ảnh hưởng đến hoạt động của thiết bị đo đạc và điều khiển. Sóng hài (Close Entity) được định lượng bằng chỉ số THD (Close Entity), một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity). Tiêu chuẩn IEEE-519 (Close Entity) đặt ra các giới hạn cho phép về THD (Close Entity) để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện. Việc hiểu rõ về bản chất và ảnh hưởng của sóng hài (Close Entity) là rất cần thiết để lựa chọn giải pháp khắc phục hiệu quả.

Bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) là một thiết bị điện tử công suất có khả năng bù trừ các thành phần sóng hài (Close Entity) và cải thiện hệ số công suất của hệ thống điện. Khác với bộ lọc thụ động (Close Entity), bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) có thể bù trừ sóng hài (Close Entity) ở nhiều tần số khác nhau một cách linh hoạt. Bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra một dòng điện bù có biên độ và pha ngược lại với dòng điện sóng hài (Close Entity), giúp triệt tiêu sóng hài (Close Entity) trên đường dây. Việc thiết kế và điều khiển bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về điện tử công suất, xử lý tín hiệu và điều khiển. Hiệu quả của bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) phụ thuộc vào thuật toán điều khiển, cấu trúc mạch và thông số thiết kế.

Luận văn đề xuất một phương pháp trích xuất dòng sóng hài (Close Entity) dựa trên lý thuyết bình phương cực tiểu thưa thớt (SLMS) để tính toán dòng điện bù của bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword). Phương pháp này được đánh giá là có độ chính xác cao và khả năng xử lý nhiễu tốt. Ngoài ra, một bộ điều khiển dòng trễ (HCC) được sử dụng để tạo ra các xung đóng cắt cho các thiết bị chuyển mạch trong bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword). HCC có ưu điểm đơn giản, dễ cài đặt và có khả năng đáp ứng nhanh các thay đổi của dòng sóng hài (Close Entity). Sự kết hợp giữa phương pháp trích xuất dòng sóng hài (Close Entity) SLMS và bộ điều khiển HCC tạo nên một giải pháp điều khiển hiệu quả cho bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword). Kết quả mô phỏng cho thấy phương pháp này đạt được hiệu quả cao trong việc giảm thiểu THD (Close Entity) và cải thiện hệ số công suất.

Kết quả mô phỏng được thực hiện sử dụng phần mềm MATLAB/Simulink trên năm loại tải khác nhau, bao gồm tải phi tuyến một pha, ba pha, động cơ một chiều và tải RC. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng, phương pháp điều khiển đề xuất có khả năng giảm THD (Close Entity) xuống dưới 5%, đáp ứng tiêu chuẩn IEEE-519 (Close Entity), và nâng cao hệ số công suất gần bằng 1. Kết quả cũng được so sánh với các phương pháp khác như PSO và hệ quy chiếu dq cải tiến, chứng minh sự vượt trội của phương pháp đề xuất. Phân tích chi tiết về các thông số như THD (Close Entity), hệ số công suất, và hình dạng sóng được trình bày để minh họa hiệu quả của giải pháp đề xuất. Các kết quả này chứng minh tính khả thi và hiệu quả của việc áp dụng bộ lọc tích cực (Semantic LSI keyword) trong việc cải thiện chất lượng điện năng (Salient Entity, Semantic Entity) của hệ thống điện.