Luận văn: Mô phỏng và Đánh giá ảnh hưởng FACTS sử dụng VSC

Luận văn thạc sĩ: Mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của thiết bị FACTS sử dụng VSC. Nghiên cứu chuyên sâu về FACTS, VSC trong hệ thống điện.

• Tác giả: Trần Viết Chiến
• Người hướng dẫn: Ts. Đỗ Xuân Khôi
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Hệ Thống Điện
• Đề tài: Mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của thiết bị FACTS sử dụng VSC
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• Lời cảm ơn
• Lời cam đoan
• Danh mục các chữ viết tắt
• Danh mục các ký hiệu
• Danh mục các bảng biểu
• Danh mục các hình vẽ, đồ thị
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ FACTS SỬ DỤNG VSC
• 1.1. Bộ biến đổi nguồn áp (VSC)
• 1.2. Các chế độ hoạt động của VSC
• 1.2.1. Chế độ hoạt động của VSC song song
• 1.2.2. Chế độ hoạt động của VSC nối tiếp
• 1.3. Một số thiết bị FACTS sử dụng VSC
• 1.3.1. Máy bù đẳng bộ tĩnh (STATCOM)
• 1.3.2. Thiết bị bù tĩnh nối tiếp (SSSC)
• 1.3.3. Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất (UPFC)
• 1.3.4. Bộ điều khiển dòng công suất giữa các đường dây (IPFC)
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA MỘT SỐ THIẾT BỊ FACTS SỬ DỤNG VSC
• 2.1. Mô hình thiết bị bù nối tiếp (STATCOM)
• 2.2. Mô hình thiết bị bù đồng bộ tĩnh (SSSC)
• 2.3. Mô hình bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất
• 2.3.1. Mô hình bộ điều khiển dòng công suất giữa các đường dây (IPFC)
• 3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG UPFC TRONG CHẾ ĐỘ XÁC LẬP
• 3.1. Phương pháp tính toán chế độ xác lập của hệ thống điện
• 3.1.1. Yêu cầu về tính toán, phân tích các chế độ xác lập của hệ thống điện
• 3.2. Phương pháp lặp Gauss-Seidel giải tích lưới điện
• 3.3. Phương trình lặp Newton — Raphson
• 3.4. Jacobian của các phương trình chế độ xác lập
• 3.5. Đặc điểm phương pháp và áp dụng cho bài toán giải tích lưới điện
• 3.6. Phương pháp Newton Raphson tinh toán chế độ xác lập của lưới điện có UPFC
• 3.6.1. Cài đặt vào chương trình phân bố dòng dùng phương pháp Newton-Raphson
• 3.6.2. Phương trình lặp Newton Raphson khi có UPFC
• 3.6.3. Lưu đồ thuật toán tính toán CĐXL bằng Newton Raphson với UPFC
• 3.6.4. Xây dựng chương trình tính toán chế độ xác lập cho lưới điện có đặt UPFC
• 3.7. Giới thiệu chương trình tính toán chế độ xác lập bằng phương pháp Newton-Raphson trong Matlab
• 3.8. Xây dựng chương trình tính toán chế độ xác lập của lưới khi có UPFC
• 3.9. Giao diện chương trình và hướng dẫn sử dụng
• 3.9.1. Tính toán chế độ xác lập cho lưới có UPFC cho lưới đơn giản bằng chương trình Matlab UPECI
• 3.9.2. Tính toán điện áp nút
• 3.9.3. Các đường đặc tính công suất theo mô đun và góc pha điện áp chèn
• 4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA UPFC ĐẾN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LƯỚI ĐIỆN, ÁP DỤNG VÀO LƯỚI ĐIỆN 220-500KV MIỀN BẮC
• 4.1. Giới thiệu chung
• 4.2. Lưới điện cao áp miền Bắc
• 4.2.1. Hiện trạng lưới điện cao áp miền Bắc
• 4.2.2. Tính toán phân bố dòng chế độ xác lập cho lưới điện cao áp miền Bắc
• 4.2.3. Tính toán phân bố dòng ở chế độ vận hành hình thường
• 4.2.4. Tính toán phân bố dòng ở chế độ vận hành cắt một mạch đường dây 220kV Hòa Bình - Hà Đông và cắt máy biến áp 220/500 H'
• 4.3. Vùng điều khiển của UPFC
• 4.3.1. Đặc tính công suất nhánh điều khiển theo thông số UPFC
• 4.3.2. Đặc tính P theo r vay
• 4.3.3. Đặc tính Q theo r vay
• 4.3.4. Kết luận chung về vùng điều khiển của UPFC
• 4.4. Vùng điều khiển trên mặt phẳng PQ. So sánh với thiết bị điều.
• 4.4.1. Đường đặc tính Q(P) trên đường dây 220EV Thường Tín— Phả Lại
• 4.4.2. Đường đặc tính Q(P) trên đường dây 500V Hòa Bình— Nho Quan
• 4.4.3. Đường đặc tính Q(P) trên đường dây 220kV Hà Đông ~ Nho Quan
• 4.4.4. Nhận xét chung về phạm vi điều chỉnh của UPFC so với PS
• 4.5. Xác định thông số cài đặt cho UIPEC khi biết công suất cần điều chỉnh
• 4.6. Phân tích giới hạn điều chỉnh dòng công suất của UPFC
• 4.7. Tác động ảnh hưởng của UPFC đối với lưới điện
• 4.7.1. Giảm dòng quá tải
• 4.7.2. Giảm dòng quá tải trong chế độ bình thường
• 4.7.3. Giảm dòng quá tải trong chế độ sự cố
• 4.7.4. Kết luận về khả năng giảm dòng quá tải của UPFC
• 4.7.5. Cải thiện chất lượng điện áp của lưới
• 4.7.6. Giảm tổn thất điện năng
• 4.7.7. Đặt UPEC/PS trên đường dây 500kV Hòa Bình - Nho Quan
• 4.7.8. Đặt UPEC/P8 trên đường dây 220kV Hòa Bình Nho Quan
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Luận Văn Mô Phỏng FACTS VSC Ứng Dụng

Luận văn thạc sĩ tập trung vào nghiên cứu thiết bị FACTS (Flexible AC Transmission System) sử dụng bộ biến đổi nguồn áp (VSC). Mục tiêu chính là mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của các thiết bị này lên hệ thống điện. FACTS VSC đang ngày càng trở nên quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả, độ tin cậy và khả năng điều khiển của lưới điện hiện đại. Sự phát triển của công nghệ bán dẫn công suất đã mở ra nhiều ứng dụng mới cho FACTS, đặc biệt là trong việc tích hợp năng lượng tái tạo và cải thiện ổn định điện áp. Luận văn này sẽ đi sâu vào các khía cạnh mô hình hóa, điều khiển và ứng dụng thực tiễn của FACTS VSC, đồng thời phân tích các kết quả mô phỏng trên một hệ thống điện cụ thể. Theo "CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ FACTS SỬ DỤNG VSC", luận văn nghiên cứu các chế độ hoạt động và một số thiết bị FACTS sử dụng VSC.

Luận văn thạc sĩ FACTS VSC này không chỉ mang tính lý thuyết mà còn hướng đến ứng dụng thực tế. Nó sẽ cung cấp những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho các kỹ sư điện, nhà nghiên cứu và những người quan tâm đến lĩnh vực hệ thống điện. Việc nghiên cứu này góp phần vào việc phát triển và triển khai các giải pháp FACTS VSC hiệu quả hơn trong tương lai, giúp Việt Nam có thể xây dựng một hệ thống điện thông minh, ổn định và bền vững.

1.1. Giới Thiệu Bộ Biến Đổi Nguồn Áp VSC Trong FACTS

Bộ biến đổi nguồn áp (VSC) là trái tim của nhiều thiết bị FACTS hiện đại. VSC có khả năng biến đổi điện áp DC thành điện áp AC với biên độ và pha điều khiển được. Điều này cho phép FACTS VSC tạo ra công suất phản kháng hoặc tác động lên dòng công suất trên đường dây truyền tải. Các linh kiện bán dẫn công suất như IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) đóng vai trò then chốt trong việc chuyển mạch VSC với tần số cao, cho phép điều khiển nhanh và chính xác. VSC có hai chế độ hoạt động chính: chế độ shunt (song song) và chế độ series (nối tiếp). Mỗi chế độ này phù hợp với các ứng dụng FACTS khác nhau.

Theo luận văn, VSC có thể được sử dụng trong các thiết bị như STATCOM (Static Synchronous Compensator) để điều khiển điện áp tại một nút hoặc SSSC (Static Synchronous Series Compensator) để điều khiển dòng công suất trên đường dây. Việc lựa chọn VSC phù hợp với yêu cầu cụ thể của hệ thống điện là một yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống.

1.2. Các Ứng Dụng Chính Của FACTS VSC Trong Hệ Thống Điện

FACTS VSC có nhiều ứng dụng quan trọng trong hệ thống điện. Chúng bao gồm: cải thiện ổn định điện áp, tăng khả năng truyền tải, giảm tổn thất điện năng, và nâng cao chất lượng điện năng. Ví dụ, STATCOM có thể được sử dụng để duy trì điện áp ổn định tại các nút quan trọng trong lưới điện, đặc biệt là khi có sự thay đổi lớn về tải hoặc sự cố. SSSC có thể được sử dụng để điều khiển dòng công suất trên các đường dây, giúp giảm tải cho các đường dây quá tải và tăng khả năng truyền tải của hệ thống. UPFC (Unified Power Flow Controller) là một thiết bị FACTS phức tạp hơn, kết hợp cả chức năng của STATCOM và SSSC, cho phép điều khiển đồng thời cả điện áp và dòng công suất.

Việc triển khai FACTS VSC có thể mang lại những lợi ích kinh tế và kỹ thuật đáng kể cho hệ thống điện. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí đặt FACTS và cấu hình điều khiển phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả của chúng.

II. Thách Thức Đánh Giá Ảnh Hưởng FACTS VSC Lên Lưới Điện

Việc đánh giá ảnh hưởng của FACTS VSC lên lưới điện là một công việc phức tạp. Điều này đòi hỏi phải có mô hình chính xác của cả FACTS VSC và hệ thống điện. Các phương pháp mô phỏng phải đủ mạnh để mô phỏng các chế độ hoạt động khác nhau của hệ thống điện, bao gồm cả chế độ bình thường và chế độ sự cố. Ngoài ra, cần phải có các tiêu chí đánh giá rõ ràng để xác định mức độ cải thiện của hệ thống điện sau khi lắp đặt FACTS VSC. Các tiêu chí này có thể bao gồm: độ ổn định điện áp, khả năng truyền tải, tổn thất điện năng, và chất lượng điện năng.

Luận văn này sẽ tập trung vào việc phát triển các phương pháp mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của FACTS VSC, đồng thời áp dụng chúng cho một hệ thống điện cụ thể. Việc này sẽ giúp xác định các lợi ích và hạn chế của FACTS VSC trong thực tế, cũng như đưa ra các khuyến nghị về việc triển khai chúng trong hệ thống điện Việt Nam.

2.1. Mô Hình Hóa FACTS VSC Độ Chính Xác Tính Toán

Mô hình hóa FACTS VSC là một bước quan trọng trong việc đánh giá ảnh hưởng của chúng lên hệ thống điện. Mô hình phải đủ chính xác để mô phỏng các đặc tính hoạt động của FACTS VSC, nhưng đồng thời cũng phải đủ đơn giản để có thể tính toán được trong các mô phỏng hệ thống điện lớn. Có nhiều phương pháp mô hình hóa FACTS VSC, từ các mô hình đơn giản dựa trên các nguồn công suất điều khiển được đến các mô hình chi tiết hơn dựa trên các phương trình chuyển mạch của VSC.

Việc lựa chọn mô hình phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu của mô phỏng và độ phức tạp của hệ thống điện. Trong luận văn này, sẽ xem xét các phương pháp mô hình hóa khác nhau và lựa chọn một phương pháp phù hợp với việc mô phỏng FACTS VSC trên hệ thống điện 220-500kV miền Bắc.

2.2. Các Phương Pháp Mô Phỏng Hệ Thống Điện Với FACTS VSC

Việc mô phỏng hệ thống điện với FACTS VSC đòi hỏi các phương pháp giải tích mạnh mẽ và hiệu quả. Các phương pháp phổ biến bao gồm: phân tích chế độ xác lập, phân tích quá độ, và phân tích ổn định. Phân tích chế độ xác lập được sử dụng để xác định dòng công suất và điện áp trong hệ thống điện khi FACTS VSC hoạt động ở chế độ bình thường. Phân tích quá độ được sử dụng để mô phỏng các sự kiện như đóng cắt đường dây hoặc sự cố, và đánh giá ảnh hưởng của FACTS VSC đến độ ổn định của hệ thống điện. Phân tích ổn định được sử dụng để xác định giới hạn ổn định của hệ thống điện và đánh giá khả năng của FACTS VSC trong việc cải thiện ổn định.

Luận văn này sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng FACTS VSC Matlab để thực hiện các phân tích trên hệ thống điện cụ thể.

III. Giải Pháp Mô Phỏng Đánh Giá UPFC Sử Dụng VSC Chi Tiết

Luận văn tập trung vào việc mô phỏng FACTS VSC chi tiết, đặc biệt là thiết bị UPFC (Unified Power Flow Controller) sử dụng VSC. UPFC là một thiết bị FACTS mạnh mẽ có khả năng điều khiển đồng thời cả điện áp và dòng công suất trên đường dây truyền tải. Việc mô phỏng UPFC đòi hỏi phải có mô hình chính xác của cả VSC shunt và VSC series, cũng như các chiến lược điều khiển phức tạp. Luận văn sẽ trình bày một phương pháp mô phỏng UPFC chi tiết, bao gồm cả mô hình hóa các linh kiện bán dẫn công suất và các bộ điều khiển. Phương pháp này sẽ được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của UPFC lên hệ thống điện cụ thể.

Theo chương 3, luận văn tập trung mô phỏng UPFC trong chế độ xác lập, sử dụng phương pháp tính toán Newton-Raphson để giải tích lưới điện có UPFC, và xây dựng chương trình tính toán trong Matlab.

3.1. Xây Dựng Mô Hình UPFC Trong Môi Trường Matlab Simulink

Matlab/Simulink là một công cụ mạnh mẽ để mô phỏng hệ thống điện, bao gồm cả FACTS VSC. Simulink cho phép xây dựng các mô hình phức tạp dựa trên các khối chức năng, trong khi Matlab cung cấp các công cụ để phân tích và xử lý dữ liệu. Luận văn sẽ sử dụng Matlab/Simulink để xây dựng mô hình UPFC chi tiết, bao gồm cả VSC shunt, VSC series, và các bộ điều khiển. Mô hình này sẽ được kiểm chứng bằng cách so sánh kết quả mô phỏng với các kết quả lý thuyết và thực nghiệm. Chương trình tính toán chế độ xác lập trong Matlab sẽ cung cấp dữ liệu cho việc mô phỏng FACTS VSC Matlab.

3.2. Nghiên Cứu Các Thuật Toán Điều Khiển UPFC Để Tối Ưu Hóa

Các thuật toán điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả và độ tin cậy của UPFC. Có nhiều thuật toán điều khiển khác nhau có thể được sử dụng cho UPFC, tùy thuộc vào mục tiêu điều khiển và điều kiện hoạt động của hệ thống điện. Các thuật toán này có thể bao gồm: điều khiển dòng công suất tác dụng, điều khiển dòng công suất phản kháng, điều khiển điện áp, và điều khiển ổn định. Luận văn sẽ nghiên cứu các thuật toán điều khiển khác nhau và lựa chọn một thuật toán phù hợp với việc điều khiển FACTS VSC trên hệ thống điện cụ thể.

3.3. Ứng dụng UPFC cải thiện ổn định điện áp

Một trong những ứng dụng quan trọng của UPFC là cải thiện ổn định điện áp. Bằng cách điều khiển điện áp tại các nút quan trọng trong lưới điện, UPFC có thể giúp duy trì điện áp ổn định và ngăn ngừa các sự cố sụt áp. Điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống điện có tỷ lệ năng lượng tái tạo cao, nơi điện áp có thể biến động mạnh do sự thay đổi của nguồn năng lượng. Nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện ổn định điện áp sử dụng UPFC.

IV. Kết Quả Đánh Giá Ảnh Hưởng UPFC Đến Lưới Điện 220 500kV

Luận văn sẽ đánh giá ảnh hưởng của UPFC lên lưới điện 220-500kV miền Bắc Việt Nam. Mục tiêu là xác định các lợi ích và hạn chế của UPFC trong thực tế, cũng như đưa ra các khuyến nghị về việc triển khai chúng trong hệ thống điện Việt Nam. Việc này đòi hỏi phải có mô hình chính xác của hệ thống điện Việt Nam, cũng như các phương pháp mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng phù hợp. Chương 4 đánh giá tác động của UPFC đến chế độ làm việc của lưới điện, áp dụng vào lưới điện 220-500kV miền Bắc. Đánh giá tác động của UPFC đến chế độ làm việc của lưới điện.

Theo chương 4, luận văn thực hiện các tính toán phân bố dòng ở chế độ vận hành bình thường và chế độ vận hành cắt một mạch đường dây. Luận văn cũng nghiên cứu vùng điều khiển của UPFC và so sánh với các thiết bị điều khiển khác.

4.1. Mô Phỏng Lưới Điện Miền Bắc Việt Nam Với UPFC Đặt Tại Vị Trí Chiến Lược

Luận văn sẽ xây dựng mô hình lưới điện miền Bắc Việt Nam trong Matlab/Simulink, bao gồm cả các đường dây truyền tải, các trạm biến áp, và các nguồn phát điện. UPFC sẽ được đặt tại các vị trí chiến lược trong lưới điện, dựa trên các phân tích và đánh giá trước đó. Sau đó, các mô phỏng sẽ được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của UPFC lên các chỉ số hoạt động của lưới điện. Theo chương 4, luận văn nghiên cứu việc đặt UPFC trên đường dây 500kV Hòa Bình - Nho Quan và đường dây 220kV Hòa Bình - Nho Quan.

4.2. Phân Tích Ảnh Hưởng Của UPFC Lên Dòng Công Suất Điện Áp Lưới

Các mô phỏng sẽ được sử dụng để phân tích ảnh hưởng của UPFC lên dòng công suất và điện áp trong lưới điện. Điều này bao gồm việc xác định sự thay đổi của dòng công suất trên các đường dây truyền tải, sự thay đổi của điện áp tại các nút, và sự thay đổi của tổn thất điện năng trong hệ thống. Các kết quả phân tích sẽ được sử dụng để đánh giá hiệu quả của UPFC trong việc cải thiện hoạt động của lưới điện. UPFC giúp giảm tổn thất điện năng.

4.3. So Sánh Đối Chiếu UPFC So Với Các Giải Pháp FACTS Khác

Luận văn sẽ so sánh hiệu quả của UPFC với các giải pháp FACTS khác, như STATCOM, SSSC, và TCSC. Mục tiêu là xác định ưu và nhược điểm của UPFC so với các giải pháp khác, cũng như đưa ra các khuyến nghị về việc lựa chọn giải pháp FACTS phù hợp cho các ứng dụng cụ thể. Nghiên cứu sẽ tập trung so sánh FACTS VSC.

V. Hướng Dẫn Tối Ưu Điều Khiển FACTS VSC Để Ứng Dụng Thực Tế

Dựa trên kết quả mô phỏng và phân tích, luận văn sẽ cung cấp hướng dẫn về cách tối ưu điều khiển FACTS VSC để ứng dụng thực tế. Điều này bao gồm việc xác định các thông số điều khiển tối ưu cho UPFC, cũng như các chiến lược điều khiển phù hợp với các điều kiện hoạt động khác nhau của lưới điện. Mục tiêu là giúp các kỹ sư điện có thể triển khai UPFC một cách hiệu quả và an toàn trong hệ thống điện Việt Nam. Từ đó có thể tối ưu điều khiển FACTS VSC hệ thống điện.

5.1. Xác Định Thông Số Cài Đặt UPFC Dựa Trên Yêu Cầu Thực Tế Lưới Điện

Luận văn sẽ trình bày phương pháp xác định các thông số cài đặt UPFC dựa trên yêu cầu thực tế của lưới điện. Điều này bao gồm việc xác định công suất định mức của UPFC, phạm vi điều khiển điện áp và dòng công suất, và các thông số của bộ điều khiển. Các thông số này sẽ được lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện hoạt động của lưới điện và mục tiêu điều khiển. Cần xác định thông số để tối ưu điều khiển FACTS VSC.

5.2. Xây Dựng Quy Trình Vận Hành Bảo Trì UPFC Cho Hệ Thống Điện

Luận văn sẽ xây dựng quy trình vận hành và bảo trì UPFC cho hệ thống điện Việt Nam. Quy trình này bao gồm các bước kiểm tra định kỳ, bảo trì phòng ngừa, và xử lý sự cố. Mục tiêu là đảm bảo UPFC hoạt động ổn định và tin cậy trong suốt tuổi thọ của nó. Cần có quy trình để đảm bảo FACTS VSC hệ thống điện hoạt động ổn định.

VI. Kết Luận Triển Vọng Phát Triển Của FACTS VSC Tương Lai

Luận văn sẽ kết luận bằng việc đánh giá triển vọng và phát triển của FACTS VSC trong tương lai. Điều này bao gồm việc xem xét các xu hướng công nghệ mới, các ứng dụng tiềm năng, và các thách thức còn tồn tại. Mục tiêu là cung cấp một cái nhìn tổng quan về tương lai của FACTS VSC và khuyến khích các nghiên cứu và phát triển tiếp theo trong lĩnh vực này. Các nghiên cứu sẽ giúp ứng dụng FACTS VSC trong tương lai.

6.1. Ứng Dụng FACTS VSC Trong Lưới Điện Thông Minh Năng Lượng Tái Tạo

FACTS VSC đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng lưới điện thông minh và tích hợp năng lượng tái tạo. Chúng có thể giúp điều khiển dòng công suất và điện áp trong lưới điện, đảm bảo ổn định và tin cậy khi có sự thay đổi lớn về nguồn cung và nhu cầu. Đồng thời, chúng cũng có thể giúp tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và điện mặt trời vào lưới điện một cách hiệu quả. FACTS VSC có thể giúp tích hợp năng lượng tái tạo.

6.2. Nghiên Cứu Phát Triển Các Công Nghệ FACTS VSC Mới Hiệu Quả Hơn

Nghiên cứu và phát triển các công nghệ FACTS VSC mới là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của chúng. Các công nghệ mới có thể bao gồm: các linh kiện bán dẫn công suất mới, các thuật toán điều khiển tiên tiến, và các cấu trúc liên kết VSC mới. Các nghiên cứu này sẽ giúp ứng dụng FACTS VSC hiệu quả hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

„ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO _ TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KIIOA TA NOT Trần Viết Chiến MÔ PHÒNG VÀ ĐÁNH GIÁ ÄNH HƯỚNG CUA THIET BI FACTS SỬ DỤNG VSC Chuyên ngành : Hệ Thống Điện LUAN VAN THAC Sf KHOA HOC IDS TIONG DIEN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T8. ĐỒ XUÂN KHÔI liáNội 2010 LOI CAM ON Tắc gia xin bảy tô lòng biết ơn tới các thây, cô giáo của trường Dai Hoc Bach Khoa Hả Nội nói chung, của khoa Điện và bộ môn Hệ Thông Điện nói riêng đà giảng dạy, hưởng đân và trang bị các kiến thức qủy báu trong thời gian học vả làm. Dặc biệt, tác giả xin cám ơn TS. Dễ Xuân Khôi, người đã tận tỉnh hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều luận thuận lợi trong suối quả trình thực hiện để tài nay.

Cam on gia đình và những người thân luôn ủng hộ, động viên, khich lệ, tạo cha tôi nhiêu động lực, niém tin để lôi hoàn (hành để tải Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các bạn bè, đồng nghiệp, những người đã giúp dờ tác giả trong suối thỏi gian vừa qua. Hà Nội, ngày 28 tháng, 10 năm 2010, Trần Viết Chiến LOI CAM BOAN Tên tôi la: Tran Viet Chién. Tỏi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các nội dung và kết quả mà tôi nghiên cửu là hoàn toàn đúng sự thật, chưa được ai công bó. 'Tác giả luận văn Trần Viết Chiến ST CHUONG 4 DANH GIA TAC DONG CUA UPFC DEN CHE DO LAM VIEC CUA LUGI DIEN, AP DUNG VAO LUGI DIEN 220-S00KV MIEN BAC.1, Giới thiệu chung 59 4.

Lưới điện cao áp miễn Bắc 59 4. IHện trạng lưới điện cao áp miễn BẢo. Tỉnh toán phân bế đồng chế độ xác lập cho lưới điện cao áp miễn Bắc 6] 4. Tỉnh toán phân bố đòng ở chế độ vận hành hình thường.

Tỉnh toán phân bố đòng ở chế độ vân hành cất một mạch đường day 220k¥ Hoa Binh Hà Đông và cất máy biển áp 220/500 H'. Vùng điều khiến của UPEC 66 4. Đặc tỉnh cảng suất nhánh điều khiển theo thêng số UPFC 66 4. Đặc tính P theo r vay _.

Đặc tỉnh Q theo r vay 68 4. Kết luận chưng về vùng điều khiển của UPFC 69 4.2, Ving diéu khién trén mal phiing PQ. So sảnh với thiết bị điều. Dường đặc tính Q(P) trên đường đây 220EV Thường Tín— Phả Lại T0 4.

Dường đặc tính Q(P) trên đường đây 500V lièa Binh— Nho Quan 73 4. Đường đặc tinh Q(P) trên đường dây 220kV Hà Đông ~ Nho Quan 4. Nhận xét chung về phạm ví điển chỉnh của UPFC so với PS ST CHUONG 4 DANH GIA TAC DONG CUA UPFC DEN CHE DO LAM VIEC CUA LUGI DIEN, AP DUNG VAO LUGI DIEN 220-S00KV MIEN BAC.1, Giới thiệu chung 59 4. Lưới điện cao áp miễn Bắc 59 4.

IHện trạng lưới điện cao áp miễn BẢo. Tỉnh toán phân bế đồng chế độ xác lập cho lưới điện cao áp miễn Bắc 6] 4. Tỉnh toán phân bố đòng ở chế độ vận hành hình thường. Tỉnh toán phân bố đòng ở chế độ vân hành cất một mạch đường day 220k¥ Hoa Binh Hà Đông và cất máy biển áp 220/500 H'.

Vùng điều khiến của UPEC 66 4. Đặc tỉnh cảng suất nhánh điều khiển theo thêng số UPFC 66 4. Đặc tính P theo r vay _. Đặc tỉnh Q theo r vay 68 4.

Kết luận chưng về vùng điều khiển của UPFC 69 4.2, Ving diéu khién trén mal phiing PQ. So sảnh với thiết bị điều. Dường đặc tính Q(P) trên đường đây 220EV Thường Tín— Phả Lại T0 4. Dường đặc tính Q(P) trên đường đây 500V lièa Binh— Nho Quan 73 4.

Đường đặc tinh Q(P) trên đường dây 220kV Hà Đông ~ Nho Quan 4. Nhận xét chung về phạm ví điển chỉnh của UPFC so với PS 4. Xác định thông sẽ cài đặt cho UIPEC khi biết công suất cân điểu chỉnh. Phân tích giới hạn điều chỉnh dòng công suất của UPFC.

Táo động ảnh hưởng của UPFC đổi với lưới điện. Giảm dòng quá tải. Giảm dòng quả tải trong chế độ bình thường 4. Giảm dòng quá tải trong chế độ sự cô 4.

Kết luận về khá năng giảm dong qua tai của UPFC 4. Cải thiện chất lượng điện áp của lưới 4. Giảm tốn thất điện năng, 4. Đặt UPEC/PS trên đường đây 500kV Hòa Bình - Nho Quan.

Đặt UPEC/P8 trên đường đây 220kV Hòa Binh Nho Quan. KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi 4. Xác định thông sẽ cài đặt cho UIPEC khi biết công suất cân điểu chỉnh.

Phân tích giới hạn điều chỉnh dòng công suất của UPFC. Táo động ảnh hưởng của UPFC đổi với lưới điện. Giảm dòng quá tải. Giảm dòng quả tải trong chế độ bình thường 4.

Giảm dòng quá tải trong chế độ sự cô 4. Kết luận về khá năng giảm dong qua tai của UPFC 4. Cải thiện chất lượng điện áp của lưới 4. Giảm tốn thất điện năng, 4.

Đặt UPEC/PS trên đường đây 500kV Hòa Bình - Nho Quan. Đặt UPEC/P8 trên đường đây 220kV Hòa Binh Nho Quan. KÉT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ. TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TÁT FACTS Flexible AC Tranmission System.

vse Voltage Source Converters TCPST ‘Thynistor Controlled Phase Shifter Transformer TSC Thyristor Switched Capacitor TCSC Thynstor Controlled Series Capacitor STATCOM Static Synchronous Compensator SSSC. Stalic Synchronous Series Compensator UPFC Uniificd Power Flow Controller GUPFC Generalized Unified Power Flow Controller IPFC Interline Power Flow Controller Svs Synchronous Voltage Source PST Phase Shifter Transformer csc Convertible Series Compensator GTO Gate Turn-off Thyristor MTO Mos Tum-off Thyristor TGŒT Intergrated Cale Commulaled Thyristor TGBT Insulated Gate Bipolar Transistor AC Altemative Current DC Direct current NR Newton-Raphson Gs Gauss-Seidel Tp Hé théng dién CĐXI. Chế độ xác lập DANH MUC CAC BANG BIEU Bang 3. Điện áp các nút lưới Hall network khi chua dit thiét bi FACTS Bảng 3.

So sánh điện áp các nút lưới Hall network khi đặt UPFC va PS khi Vse=0. So sánh điện áp các nút lưới Hail network khi đặt UPFC va PS khi 'Vse=0. Diện áp một số nút hưới điện 220-500kV miền bắc trong chế độ vận hành. bình thường (chưa đặt LIPFC) Bang 4.

Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (chưa đất UTEC) Bảng 4. Điện áp một số nút lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ sự cổ (chưa đặt UPEC) Bang 4. Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (chưa đặt UPEC) Bảng 4. Dòng công suất trên một số đường dây lưới điện 720-500EV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 500kV liòa Binh — Nho Quan: r 6.

Dòng công sui trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình trường (đặt P§ trên đường dây 500kV Hòa Bình — Nho Quan: Vse=0. Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 220EV Hòa Binh — Nho Quan: r=0 21pn và y=54°) Bang 4. Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt PS trên đường dây 220kV [Iòa Bình - Nho. Dòng công suấi trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (đặt UPFC trén đường đây 500EV Hòa Binh — Nho Quan: T=0.5") DANH MUC CAC BANG BIEU Bang 3.

Điện áp các nút lưới Hall network khi chua dit thiét bi FACTS Bảng 3. So sánh điện áp các nút lưới Hall network khi đặt UPFC va PS khi Vse=0. So sánh điện áp các nút lưới Hail network khi đặt UPFC va PS khi 'Vse=0. Diện áp một số nút hưới điện 220-500kV miền bắc trong chế độ vận hành.

bình thường (chưa đặt LIPFC) Bang 4. Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (chưa đất UTEC) Bảng 4. Điện áp một số nút lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ sự cổ (chưa đặt UPEC) Bang 4. Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (chưa đặt UPEC) Bảng 4.

Dòng công suất trên một số đường dây lưới điện 720-500EV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 500kV liòa Binh — Nho Quan: r 6. Dòng công sui trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình trường (đặt P§ trên đường dây 500kV Hòa Bình — Nho Quan: Vse=0. Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 220EV Hòa Binh — Nho Quan: r=0 21pn và y=54°) Bang 4. Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt PS trên đường dây 220kV [Iòa Bình - Nho.

Dòng công suấi trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (đặt UPFC trén đường đây 500EV Hòa Binh — Nho Quan: T=0.5") DANH MUC CAC BANG BIEU Bang 3. Điện áp các nút lưới Hall network khi chua dit thiét bi FACTS Bảng 3. So sánh điện áp các nút lưới Hall network khi đặt UPFC va PS khi Vse=0. So sánh điện áp các nút lưới Hail network khi đặt UPFC va PS khi 'Vse=0.

Diện áp một số nút hưới điện 220-500kV miền bắc trong chế độ vận hành. bình thường (chưa đặt LIPFC) Bang 4. Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (chưa đất UTEC) Bảng 4. Điện áp một số nút lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ sự cổ (chưa đặt UPEC) Bang 4.

Dong công suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (chưa đặt UPEC) Bảng 4. Dòng công suất trên một số đường dây lưới điện 720-500EV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 500kV liòa Binh — Nho Quan: r 6. Dòng công sui trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình trường (đặt P§ trên đường dây 500kV Hòa Bình — Nho Quan: Vse=0. Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt UPFC trên đường dây 220EV Hòa Binh — Nho Quan: r=0 21pn và y=54°) Bang 4.

Dong céng suất trên một số đường dây lưới điện 220-500KV miễn bắc trong chế độ vận hành bình thường (đặt PS trên đường dây 220kV [Iòa Bình - Nho. Dòng công suấi trên một số đường dây lưới điện 220-500kV miễn bắc trong chế độ sự có (đặt UPFC trén đường đây 500EV Hòa Binh — Nho Quan: T=0.5") CHUGNG 3 MO PHONG UPEC TRONG CHE BỘ XÁC LẬP 2 36 3. Phương pháp tính toàn chế độ xảo lập của hệ thông điện .