I. Tính cấp thiết của đề tài
Ổn định điện áp là một trong những vấn đề quan trọng trong quy hoạch và vận hành hệ thống điện. Nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng, làm cho hệ thống điện bị căng thẳng, có thể dẫn đến nguy cơ mất điện do điện áp mất ổn định. Mất ổn định điện áp có thể dẫn đến việc sa thải phụ tải hoặc sa thải các đường dây truyền tải, gây ra mất điện lan truyền. Các sự cố mất điện trên diện rộng đã xảy ra trên thế giới và tại Việt Nam, đặc biệt là sự cố vào ngày 22/05/2013 trên đường dây 500kV. Do đó, việc nghiên cứu và cải thiện ổn định điện áp là rất cần thiết. Hệ thống điện cần duy trì điện áp tại tất cả các nút trong phạm vi cho phép, đặc biệt trong điều kiện vận hành không bình thường. Việc sử dụng thiết bị FACTS như SVC có thể giúp cải thiện hiệu suất điện và ổn định điện áp trong hệ thống.
II. Tổng quan các công trình nghiên cứu
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng ổn định điện áp là khả năng duy trì giá trị điện áp chấp nhận được ở tất cả các nút trong hệ thống điện. Các tác giả đã thảo luận về phương pháp đánh giá độ ổn định điện áp và các yếu tố gây mất ổn định. Việc kiểm soát ổn định điện áp là cần thiết trong hệ thống điện truyền tải. Các thiết bị FACTS như SVC, STATCOM, TCSC đã được nghiên cứu và chứng minh hiệu quả trong việc nâng cao ổn định điện áp. Việc gắn thêm thiết bị FACTS có thể ngăn ngừa sự mất ổn định điện áp và giảm thiểu tổn thất công suất. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào điều kiện hoạt động bình thường, trong khi mất ổn định điện áp thường xảy ra do các sự cố ngẫu nhiên. Do đó, việc nghiên cứu giải pháp FACTS trong điều kiện bất thường là rất quan trọng.
III. Giới thiệu thiết bị FACTS
Thiết bị FACTS (Flexible AC Transmission Systems) là công nghệ tiên tiến trong việc điều khiển và ổn định điện áp trong hệ thống điện. Các thiết bị như SVC, STATCOM, TCSC, SSSC, và UPFC được sử dụng để cải thiện chất lượng điện và ổn định điện áp. SVC, một trong những thiết bị phổ biến nhất, có khả năng cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng nhanh chóng, giúp điều chỉnh điện áp tại các nút kết nối. Việc sử dụng thiết bị FACTS cho phép hệ thống điện hoạt động gần với mức giới hạn về nhiệt, từ đó nâng cao khả năng truyền tải và giảm thiểu tổn thất công suất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc lắp đặt thiết bị FACTS tại các vị trí yếu trong hệ thống có thể cải thiện đáng kể ổn định điện áp.
IV. Phân tích ổn định điện áp sử dụng chỉ số đường dây
Phân tích ổn định điện áp là một phần quan trọng trong việc đánh giá khả năng duy trì điện áp của hệ thống. Các chỉ số như FVSI, Lmn, và LQP được sử dụng để đánh giá sự ổn định điện áp. Việc phân tích độ nhạy của các chỉ số này giúp theo dõi tình hình hệ thống gần đến điểm sụp đổ điện áp. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng các chỉ số này có thể giúp xác định các nút yếu trong hệ thống và từ đó đưa ra các giải pháp cải thiện ổn định điện áp. Các mô phỏng cho thấy rằng việc lắp đặt thiết bị FACTS như SVC tại các nút yếu có thể cải thiện đáng kể điện áp và giảm thiểu nguy cơ mất ổn định.
V. Kết quả mô phỏng
Kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc sử dụng thiết bị FACTS như SVC có tác động tích cực đến ổn định điện áp trong hệ thống điện. Các mô phỏng sử dụng chỉ số FVSI, LMN, và LQP đã chỉ ra rằng điện áp tại các nút có sự cải thiện rõ rệt khi có sự hiện diện của SVC. Việc xác định nút yếu trong hệ thống là rất quan trọng để lắp đặt thiết bị FACTS một cách hiệu quả. Các kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong việc cải thiện chất lượng điện và ổn định điện áp trong hệ thống điện hiện nay.
