BÁO CÁO MÔN HỌC QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)

MỤC TIÊU:Khảo sát vai trò của bộ PSS trong việc ổn định hệ thống điện khi xảy ra dao động công suất.. Phân tích tác dụng của PSS trong HTĐ khi có dao động công suất... TỔNG QUAN VỀ BỘ P

BÁO CÁO MÔN HỌC

TRƯỜNG ÐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

TP HCM 12/2013

4.4 POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)

MỤC TIÊU:

Khảo sát vai trò của bộ PSS trong việc ổn định hệ

thống điện khi xảy ra dao động công suất.

NỘI DUNG BÁO CÁO:

I Tổng quan về PSS.

II Mô men đồng bộ và mô men dập tắt

III Phân tích tác dụng của PSS trong HTĐ khi có dao động công suất.

IV Kết luận.

I TỔNG QUAN VỀ BỘ PSS

Trạng thái không ổn định

Trạng thái ổn định

Hiện tượng dao động công suất Ý tưởng thực hiện

Pe

Ikt

Pe

IktMất ổn định

Thay đổi giá trị kích từ, công suất điện đầu ra của máy phát thay đổi.

PSS phát hiện sự thay đổi công suất điện đầu ra của máy phát, điều khiển giá trị kích từ và làm giảm dao động công suất nhanh chóng.

Không có bộ PSS

Sự cố được

khắc phục

t P

Sự cố xảy ra

1 Phân loại PSS

PSS được phân loại dựa theo tín hiệu đầu vào điều khiển

Tín hịêu ∆P

Tín hiệu ∆f , ∆ω

Hiệu chỉnh pha và độ lợi

Hiệu chỉnh pha và độ lợi

AVR

Giới hạn điều khiển

1 Phương trình chuyển động của rotor

ω : tốc độ góc rotor (có giá trị định mức hoặc cơ bản ω 0 = 314 rad/s)

T m : mô men cơ trong đơn vị tương đối

T e : mô men cơ trong đơn vị tương đối

H : hằng số mô men quán tính, MW-s/MVA

d

2

2 0

Phương trình (1) có thể được viết lại theo điều

kiện thay đổi nhỏ tại điểm vận hành:

Phương trình (2): Độ thay đổi mô men điện được

biểu diễn thành hai thành phần Mô Men Đồng Bộ và

Mô Men Dập Tắt:

ΔTδ = Độ thay đổi góc rotor

II MÔ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT

2 Phương trình độ thay đổi mô men điện

K D >0, thành

phần mô men

dập tắt chống lại

sự thay đổi tốc độ rotor từ điểm cân bằng vận hành

ổn định tĩnh

Một máy phát đồng bộ sẽ tiếp tục ổn định lâu dài khi có đủ mô men

đồng bộ và mô men dập tắt đặt trên trục rotor tại tất cả các điều kiện vận hành

II MÔ MEN ĐỒNG BỘ VÀ MÔ MEN DẬP TẮT

3 Đáp ứng của tốc độ và góc đối với các

nhiễu loạn

t 0

ΔTδ

t 0

ΔTδ

ΔTδ 0

ΔT E = K S Δδ + K D Δω

ΔTω

(Mô men dập tắt)

(Mô men đồng bộ)

ΔT E

M : hằng số quán tính (MW/MVA)

ω0: vận tốc góc định mức (rad/s)

S : biến Laplace

Sơ đồ khối chứa AVR và kích từ

3

3

fd R

sT

K

 d

2 Trường hợp có kích từ và AVR

III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS

K K 1

) T T

( s T

T s

G K )

sT 1

( K K

s ( ex 6

3 R

3 R

3 2

) s ( ex 5

R 4

3 fd

fd 2

Δδ N

Δδ N

iK Δδ

N K Δψ

K ΔT

4 3

2 2 1

2 fd

2 Δψ

T

' ads B T

B 1 Tq B a t0

q0

0 T

B aqs T

B 1 Tq B a T0

d0 0

Td

' ads B Td

B 1 T B a t0

q0

5

Cosδ X

E L X

E L E

R R DE

e Cosδ

R L E R

E L X

E R DE

e

Sinδ R

E L R

E L R

E R DE

e Sinδ

X L E X

E L R

E R DE

Từ (a) 

Thay vào:

AR) S(AVR

r AR

AVR D

AR AVR S

r

r E

K K

N

N N

N N

N

N N

N N

T

fd

 d

 d

) (

6

4 5

4 3

5 4 6

4 3

) (

III.2 Trường hợp có kích từ và AVR

III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS

K SA: hệ số mô men đồng bộ của AVR

K DA: hệ số mô men dập tắt của AVR

K D + K DA <0: không ổn định

ΔTδ

ΔTω

(Mô men dập tắt)

(Mô men đồng bộ)

KS + KD

KSA + KDA

ΔT E

Sơ đồ khối chứa AVR + PSS

) sT

1

K v

( sT 1

K

K

fd R

6 s

3

A

3 PSS

III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS

3 Trường hợp có AVR + PSS

Sơ đồ khối của bộ PSS thông thường

W stab

s

sT

sT sT

sT K

Tín hiệu điều khiển ở ngõ ra PSS

Thay vs vào kt:

W 1

R A

3 2 STAB PSS

fd 2

PSS

e

) sT 1

)(

sT 1

( K K K )

sT 1

)(

sT 1

(

sT ) sT 1

)(

sT 1

( K K K

K K

fd PSS

d d

s i

III.3 Trường hợp có AVR + PSS

r 10

2 1

9 2

r 10

2 9

2 r

1 PSS

e

Δω K

Δδ K

)Δ M

M (M

)Δ M

(M

Δω M

M Δδ

M M

Δω M

r 10

9

r 7

4 8

4 3

8 r

7 4

3 r

Δω M

Δδ M

Δω M

M )Δ

M M

(M

Δδ) M

Δω (M

M Δδ

M iΔ

Δω iΔ

Δδ iM

Δδ

M ω

Δδ s Δω

8 r

7 6

5 6

r

6 5

0 r

Trường hợp K5<0 , (giả sử KD = 0):

Tổng hệ số mô men đồng bộ

0K

KK

KS  1  S(AVRAR)  S(PSS) 

0 )

K K

ΔTδ 0

ΔTω

(Mô men dập tắt)

(Mô men đồng bộ)

ΔT E (AVR)

KSP + KDP

KSP: hệ số mô men đồng bộ của PSS

KDP: hệ số mô men dập tắt của PSS

K D + K DA + K DP >0: ổn định

III PHÂN TÍCH TÁC DỤNG CỦA PSS

3 Trường hợp có AVR + PSS

SƠ ĐỒ KHỐI KẾT HỢP

BỘ KÍCH TỪ + AVR + PSS

D-AVR

Giới hạn làm việc của PSS

hệ thống kích từ máy phát.

của bộ AVR khi xảy ra các dao động bé.

phát trong phạm vi 0.9 – 1.1 pu.

IV K T LU N ẾT LUẬN ẬN

 S d ng b n đ nh công su t h ử ụng bộ ổn định công suất hệ ộ ổ ịnh công suất hệ ất hệ ệ

th ng PSS k t h p v i b đi u ch nh ống PSS kết hợp với bộ điều chỉnh ết hợp với bộ điều chỉnh ợp với bộ điều chỉnh ớ ộ ề ỉ

đi n áp đ u c c máy phát đ ng b ệ ầ ực máy phát đồng bộ ồ ộAVR (có b kích tộ ừ đáp ng nhanh) s ứng nhanh) sẽ ẽ mang l i hi u qu n đ nh h th ng ạ ệ ả ổn định hệ thống ổ ịnh công suất hệ ệ ống PSS kết hợp với bộ điều chỉnh

đi n khi x y ra các dao đ ng.ệ ả ổn định hệ thống ộ

 S d ng b PSS mang l i hi u qu kinh ử ụng bộ ổn định công suất hệ ộ ạ ệ ả ổn định hệ thống

t so v i vi c ph i tái c u trúc l i lết hợp với bộ điều chỉnh ớ ệ ả ổn định hệ thống ất hệ ạ ưới

đi n, xây l p thêm đệ ắ ường dây truyền ng dây truy n ề

t i đi n.ả ổn định hệ thống ệ

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC ANH CHỊ ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!