Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tồng quan về hướng nghiên cứu Các nghiên cứu phương pháp ổn định điện áp được quan tâm nhiều những năm gần đây do sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng điện năng của những phụ tải có yêu cầu cao như: các dây chuyền sản xuất vi xử lý, chip điện tử, và các thiết bị cần chất lượng để điều khiển chính xác khác. Đây là vấn đề cấp thiết cần nghiên cứu khi có sự tham gia ngày càng nhiều của các thiết bị điện tử công suất bên trong các thiết bị dùng điện vốn rất nhạy cảm với các dao động trong các hiện tượng quá độ. Dưới đây là một số nghiên cứu gần đây về ổn định điện áp trên hệ thống điện. Bài báo Trần Duy Trinh (2014) "Nghiên cứu điều khiển bộ khôi phục điện áp động (DVR) để bù lõm điện áp cho phụ tải quan trọng trong xí nghiệp công nghiệp".
Nghiên cứu và giải quyết các vấn đề về cấu trúc phần lực và điều khiển DVR nhằm đảm bảo cho các phụ tải nhạy cảm hoàn toàn không bị chịu tác động của các loại sự cố kiểu lõm-dâng điện áp ngắn hạn từ nguồn. Nghiên cứu chỉ ra các điều kiện để có thể đưa vào ứng dụng thiết bị DVR một cách hiệu quả nhất đối với các xí nghiệp công nghiệp thông qua áp dụng cho một trường hợp thực tế điển hình [1]. Lê Hữu Hùng, Ngô Văn Dưỡng, Đinh Thành Việt, Nguyễn Tùng Lâm (2010)" Kết hợp sử đường cong PV và PQ để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện 500KV Việt Nam" [2]. Nghiên cứu của F.
Mustafa trong " Power System Voltage Stability: Indications, Allocations and Voltage Collapse Predictions" năm 2013 sự sụp đổ điện áp đã được công nhận là một mối de dọa hàng loạt của sự ổn định và vận hành hệ thống điện. Nhanh và xác định chính xác và phân bổ ổn định điện áp trong hệ thống điện là nhiệm vụ đầy thách thức để hoàn thành. Quá điện áp và sự cố đường dây không mong muốn có thể không tránh khỏi khi hệ thống truyền tải vận hành gần với giá trị 1 HVTH: PHẠM HỒNG THÁI GVHD: TS. NGUYỄN NHÂN BỔN định mức công suất của nó.
Tải không mong muốn tăng lên hoặc thiếu nguồn phản kháng cung cấp có thể góp một phần hoặc toàn bộ điện áp sụp đổ. Khả năng về một bức tranh rõ ràng và đầy đủ về ổn định điện áp hệ thống với chỉ thị chính xác và phân bố sụt áp chính xác cho phép người vận hành các thao tác cần thiết để ngăn ngừa sự cố như vậy. Một sự thành công để tránh sự sụp đổ hệ thống như vậy là dựa trên độ chính xác của phương pháp, tốc độ chỉ thị và thời gian tính toán thấp [3]. Trong bài báo này giới thiệu một phương pháp tiếp cận mới về nghiên cứu ổn định điện áp trong hệ thống điện ở đó ổn định điện áp trong đường dây truyền tải và các bus hệ thống được phân tích cẩn thận dựa trên mối quan hệ cơ bản của chúng V-Q và P-Q.
Bốn chỉ số được đề xuất là; hai cho phân tích ổn định điện áp hệ thống bus được chỉ định VPIbus và VQIbus nghiên cứu ổn định động của tải và máy phát trong khi VPILine và VQILine cho phân tích ổn định điện áp đường dây truyền tải cao và mất điện. Sụp đổ điện áp được dự đoán chính xác bởi chỉ số dự kiến cho toàn bộ hệ thống và cho mỗi bus và đường dây. Các chỉ số này rất đơn giản, nhanh chóng và chính xác để chứng minh một bức tranh đầy đủ và rõ ràng của dao động dòng công suất tác dụng và phản kháng qua hệ thống điện truyền tải. Đề xuất được trình bày trên hệ thống IEEE 14-bus và 118-bus và so sánh với phương pháp hiện có nó thực sự ấn tượng và hiệu quả.
Trong nghiên cứu của Rajalakshmy S, Jasmy Paul, “Voltage stability by reactive power rescheduling using PSO Algorithm” năm 2014 đã đề xuất giải pháp là thay đổi công suất phản kháng của máy phát được sử dụng để ổn định điện áp mà không làm tăng chi phí lắp đặt thiết bị, bởi vì hệ thống mất cân bằng công suất tác dụng củng như thay đổi dòng công suất phản kháng. Máy phát luôn được kết nối với hệ thống công suất phản kháng có thể thay đổi của máy phát để hiệu quả trong hoạt động. Tối ưu hóa của giá trị thay đổi được dựa trên thuật toán PSO (Particle Swarm Optimization). Quá trình được mô phỏng với mục tiêu tổng tổn thất công suất phản kháng bé nhất trong hệ thống với điều kiện ràng buộc của tải cân bằng, điện áp bus phù hợp với giới hạn, công 2 HVTH: PHẠM HỒNG THÁI GVHD: TS.
NGUYỄN NHÂN BỔN suất thực và công suất phản kháng ngõ ra của máy phát nằm trong khoảng cực đại và cực tiểu tải. Mô phỏng được thực hiện với phần mềm MATLAB [4]. Nghiên cứu về "Assessing Short-Term Voltage Stability of Electric Power Systems by a Hierarchical Intelligent System" của Yan Xu,Member, IEEE, Rui Zhang, Junhua Zhao, Member, IEEE, Zhao Yang Dong, Senior Member, IEEE, Dianhui Wang, Senior Member, IEEE, Hongming Yang, Member, IEEE, and Kit Po Wong, Fellow, IEEE. Đã đánh giá mô hình lưới điện thông minh, sự phát triển ngày càng tăng năng lượng tái tạo không liên tục đã đặt ra sự không đảm bảo cho việc vận hành hệ thống điện.
điều này làm cho đánh giá ổn định động trong thời gian thực (DSA) là một điều cần thiết để giúp nâng cao nhận thức tình huống để chống lại sự cố mất điện. phương pháp DSA thông thường chủ yếu dựa trên mô phỏng miền thời gian, cái mà không đủ nhanh và thiếu thông tin. Trong những năm gần đây, chiến lược lưới điện thông minh (IS) đã được xác định là một phương pháp đầy hứa hẹn đạt được để tạo điều kiện cho DSA trong thời gian thực. trong các nghiên cứu trước đây chủ yếu vào sự ổn định góc rô to.
Bài báo này tập trung vào khía cạnh khác sự gia tăng mất ổn định động ảnh hưởng đến ổn định điện áp ngắn hạn, điều này liên quan đến sự thay đổi nhanh và phức tạp của tải. Vấn đề được mô phỏng như là một bài toán phân loại cho sự sụp đổ điện áp tạm thời và một bài toán con dự báo cho sai lệch điện áp dao động không thể chấp nhận. Một IS phân bậc được phát triển để giải quyết hai bài toán con tuần tự. IS được dựa trên việc học tập toàn bộ của mẫu tốt ngẫu nhiên mạng nơ-ron và được thực hiện trong một cuộc huấn luyện ngoại tuyến, một ứng dụng thời gian thực, và một mô hình cập nhật trực tuyến.
Các kết quả mô phỏng trên hệ thống 39 bus ở New England kiểm tra tính ưu việt của nó [5]. Bài báo nghiên cứu của K. Jayalaxmi "Voltage Stability Enhancement Based on Particle Swarm Optimization and LP Technique". Nhiều trí tuệ truyền thống và trí tuệ nhân tạo Kỹ thuật đã được dự báo cho công suất phản kháng để gửi đến Điện áp ổn định trước của hệ thống.
Bài báo này trình 3 HVTH: PHẠM HỒNG THÁI GVHD: TS. NGUYỄN NHÂN BỔN bày Phương pháp tối ưu hoá hạt nhân (PSO) cho hệ thống Các thông số phát triển và công suất phản kháng tối ưu. Nấc phân áp máy biến áp, kích từ máy phát, bộ chuyển đổi nguồn VAR / bộ bù tĩnh VAR (SVC) được sử dụng như các biến kiểm soát cho sự cải thiện của các tham số hệ thống và Ổn định điện áp. Phương pháp được đề xuất dựa trên giảm thiểu tổng các bình phương của giá trị chỉ mục L ở tất cả các bus tải.
Thuật toán PSO tiên tiến được kiểm tra trên một IEEE Hệ thống tương đương 39 bus New England. Hiệu suất của PSO được so sánh với chương trình tuyến tính thông thường (LP) Phương pháp và kết quả được trình bày cho mục đích minh hoạ. Các tính chính xác của sự ổn định điện áp được đo bằng hệ thống các thông số [6]. Bài báo nghiên cứu Isaiah G.
Subramani "Static Voltage Stability Enhancement Using FACTS Controller" bài bào này đề xuất một kỹ thuật của các đặc tính cấu trúc mạng sự tham gia nhân tố (NSCPF) để xác định nút quan trọng nguy cấp nhất nơi mà công suất bù phản kháng có thể làm cho ổn định điện áp được nâng cao. Cách tiếp cận này dựa trên việc sử dụng giá trị đặc trưng kỹ thuật phân tích trên ma trận con của sự phân chia bus đưa vào ma trận. Phương pháp dòng công suất truyền thống chỉ số ổn định điện áp (L-Index) và phương pháp phân tích phương thức được sử dụng làm điểm chuẩn cho cách tiếp cận đề xuất để xác định hiệu quả của nó. Bộ điều khiển STATCOM FACTS được lắp đặt tại bus nguy cấp được xác định bởi cả hai kỹ thuật.
Kết quả mô phỏng cho thấy rằng, giải pháp đề xuất tiết kiệm thời gian và thuận lợi hơn trong việc xác định được bus phù hợp vị trí lắp đặt STATCOM [7]. Nghiên cứu "Novel Quasi-Decentralized SMC-Based Frequency and Voltage Stability Enhancement Strategies using Valve Position Control and FACTS Device" Shenglong Yu, Student Member, IEEE, Tat Kei Chau, Student Member, IEEE, Tyrone Fernando, Senior Member, IEEE, Andrey V. Savkin, and Herbert H. Iu, Senior Member, IEEE.
Bài báo này đề xuất một chế độ điều khiển trượt mới (SMC) chiến lược cho điều khiển tần số và điện áp tải trong một hệ thống điện phức tạp dưới điều 4 HVTH: PHẠM HỒNG THÁI GVHD: TS. NGUYỄN NHÂN BỔN kiện lưới điện bị sự cố. Điều chỉnh tần số tải để đạt được bằng cách thay đổi vị trí van của máy phát trong khi điều chỉnh điện áp bus được thực hiện với sử dụng thiết bị FACTS phổ biến, bộ điều khiển công suất phản kháng tĩnh (SVC). Liên kết các khu vực thông qua các đường dây điện được đưa vào xem xét điều khiển tần số tải để duy trì các giao ước của Nhận vào / phát ra công suất tác dụng từ / đến giữa các khu vực.
Phương pháp điều khiển đề xuất do đó vận hành theo kiểu phân chia theo vùng, dùng tín hiệu điện thế và tần số khu vực cũng như thông tin công suất giữa các đường dây liên vùng. Một cải tiến sau đó thực hiện để đề xuất ban đầu SMC nhằm ngăn cản sự dao động vốn có của nó. Đề xuất nâng cao bằng SMC là dễ dàng để thực hiện và so sánh với các bộ điều khiển PI thông thường, nó mang lại hiệu quả cao trong điều chỉnh tần số và độ lớn điện áp thanh cái [8].