Báo cáo môn học Thiết bị bù: Thiết bị bù điều khiển dòng công suất UPFC

Báo cáo môn học Thiết bị bù: Thiết bị bù điều khiển dòng công suất UPFC có nội dung trình bày tổng quan về bù công suất phản kháng, giới thiệu về UPFC,... Mời các bạn cùng tham khảo!

* N i dung trình bày: ộ

   Gi i thi u v  UPFC ớ ệ ề

2

1 T ng quan v  bù công su t ph n kháng.  ổ ề ấ ả

*    T ng quan v  bù công su t ph n kháng ổ ề ấ ả

1. Khái ni m v  công su t ph n kháng: ệ ề ấ ả

Ø     Công su t ph n kháng là năng lấ ả ượng đi n do các thành ph n c m ệ ầ ảkháng và dung kháng trong m ch đi n sinh ra và tiêu th ạ ệ ụ

Ø         Công  su t  ph n  kháng  không  tr c  ti p  chuy n  hóa  năng  lấ ả ự ế ể ượng 

đi n  thành  công  do  v y  công  su t  ph n  kháng  là  thành  ph n  làm ệ ậ ấ ả ầnóng  các  m ch  t   và  làm  l ch  pha  dòng  đi n  so  v i  đi n  áp  trong ạ ừ ệ ệ ớ ệ

m ch.ạ

Ø    Th c ch t công su t ph n kháng là thành ph n có l i nhi u h n có ự ấ ấ ả ầ ợ ề ơ

h i, nó đạ ược tiêu th  b i các cu n c m trong đa s  các thi t b  đi n. ụ ở ộ ả ố ế ị ệKhác v i công su t tác d ng, công su t ph n kháng có th  phuc h i ớ ấ ụ ấ ả ể ồsau khi đã h p th ấ ụ

su t ấ

Đánh giá m c đ  tiêu th   ứ ộ ụ công su t ph n kháng ấ ả

Là 1ch  tiêu đánh giá xí  ỉ nghi p dùng đi n có h p  ệ ệ ợ

lý và ti t ki m ế ệ Đánh giá hi u qu  c a h   ệ ả ủ ệ

th ng truy n t i ố ề ả

*    T ng quan v  bù công su t ph n kháng ổ ề ấ ả

 5. Bi n pháp nâng cao h  s  công su t ệ ệ ố ấ

Trong l ướ i đi n t n t i 2 lo i công su t : ệ ồ ạ ạ ấ

   ­ Công su t h u d ng P (kW) là công su t sinh ra công có ích trong  ấ ữ ụ ấ các ph  t i ụ ả

   ­ Công su t ph n kháng Q (kVAr) là công su t vô ích, gây ra do tính  ấ ả ấ

c m  ng c a các lo i ph  t i nh  : đ ng c  đi n, máy bi n áp, các  ả ứ ủ ạ ụ ả ư ộ ơ ệ ế

b  bi n đ i đi n áp… ộ ế ổ ệ

CSPK Q không sinh công nh ng l i gây ra nh ng  nh h ư ạ ữ ả ưở ng 

x u v  kinh t  và k  thu t.  ấ ề ế ỹ ậ

Vì v y, ta c n có bi n pháp bù CSPK Q đ  h n ch   nh ậ ầ ệ ể ạ ế ả

hưởng c a nó. Cũng t c là ta nâng cao h  s  Cos?ủ ứ ệ ố

Thi t b  UPFC ế ị

1. Đ t v n đ   ặ ấ ề

Cùng v i nh p đ  tăng trớ ị ộ ưởng c a n n kinh t  và s  gia tăng dân s  ủ ề ế ự ốtoàn c u, nhu c u tiêu th  năng lầ ầ ụ ượng không ng ng tăng lên trong đó ừnăng lượng đi n đòng vai trò then ch t. T  đó h  th ng đi n (HTĐ) ệ ố ừ ệ ố ệcũng liên t c m  r ng và phát tri n c  v  ngu n và các đụ ở ộ ể ả ề ồ ường dây truy n t i. Do tính ch t tiêu th  đi n   các khu v c trong t ng th i ề ả ấ ụ ệ ở ự ừ ờkhác nhau cho nên trào l u công su t trên các đư ấ ường dây truy n t i ề ảliên t c thay đ i theo th i gian. Kinh nghi m v n hành HTĐ cho ụ ổ ờ ệ ậ

th y t i m t th i đi m trên h  th ng có nh ng đấ ạ ộ ờ ể ệ ố ữ ường dây b  quá t i ị ảtrong khi các đường dây khác non t i và ngả ượ ạc l i. N u có nh ng ế ữ

bi n pháp đi u ch nh thông s  HTĐ thích h p có th  làm thay đ i ệ ề ỉ ố ợ ể ổtrào l u công su t làm gi m quá t i cho m t s  đư ấ ả ả ộ ố ường dây mà không 

c n ph i c i t o nâng c pầ ả ả ạ ấ

 Trường h p này thì công su t đ u n m ợ ấ ề ằ

trong gi i h n cho phépớ ạ

 Trường h p này đợ ường dây 

BC b  quá t i.ị ả

A

C B

A

Hình 1b: 

l p t  bù ắ ụ Hình 1a: 

quá t i ả

Thi t b  UPFC ế ị

1. Đ t v n đ   ặ ấ ề

Nh  v y n u t  C trên đư ậ ế ụ ường dây AC có th  đi u ch nh để ề ỉ ược Xc 

s  giúp đi u khi n linh ho t trào l u công su t truy n t i trên ẽ ề ể ạ ư ấ ề ảHTĐ theo ch  đ  v n hành đ m b o kh  năng t i c a các đế ộ ậ ả ả ả ả ủ ường dây. 

T  năm 1980 công ngh  FACTs đã cho ra đ i hàng lo t thi t b  ừ ệ ờ ạ ế ị

có kh  năng đi u khi n linh ho t trào l u công su t trong h  ả ề ể ạ ư ấ ệ

th ng nh : SVC, TCSC, STATCOM, TCPAR và UPFC  Trong ố ư

đó UPFC là thi t b  có kh  năng đi u khi n dòng công su t tác ế ị ả ề ể ấ

d ng, công su t ph n kháng và c  góc pha đi n áp. Đ  t o ra ụ ấ ả ả ệ ể ạ

m t công c  cho phép nghiên c u kh  năng đi u khi n c a thi t ộ ụ ứ ả ề ể ủ ế

b  UPFC, ta xây d ng đ  tài mô ph ng ho t đ ng c a thi t b  ị ự ề ỏ ạ ộ ủ ế ị

UPFC. 

công su t tác d ng t  đấ ụ ừ ường dây cung c p cho SSSC, đ ng ấ ồ

th i đóng vai trò đi u khi n đi n áp cu i đờ ề ể ệ ố ường dây thông qua đi u khi n công su t ph n kháng. ề ể ấ ả

Thi t b  UPFC ế ị

4. Nguyên lý ho t đ ng  ạ ộ

B  ngh ch l u th  2 ( M c n i ti p trên độ ị ư ứ ắ ố ế ường đây) th c hi n ự ệ

nhi m v  chính c a UPFC là đ t n i ti p v i đệ ụ ủ ặ ố ế ớ ường dây m t đi n ộ ệ

áp Vpq có bi n đ  là Vpq và có góc pha   đi u ch nh đệ ộ δ ề ỉ ược. Đi n áp ệ

n i ti p nêu trên có tác d ng nh  m t ngu n đ ng b  xoay chi u. ố ế ụ ư ộ ồ ồ ộ ềTheo gi n đ  vest  hình 3.2 cho th y UPFC có th  đi u khi n đả ồ ơ ấ ể ề ể ược modul V2 và góc l ch pha c a V1 và V2  ệ ủ

Thi t b  UPFC ế ị

4. Nguyên lý ho t đ ng   ạ ộ

Công su t  tác d ng và ph n kháng trên đấ ụ ả ường dây lúc này được tính nh  sauư

Vi c đi u khi n UPFC làm thay đ i biên đ  V2 và góc l ch pha   do ệ ề ể ổ ộ ệ δ

đó có th  đi u khi n để ề ể ược dòng công su t truy n t i trên đấ ề ả ường 

dây

B  ngh ch l u th  nh t h  tr  ho t đ ng cho b  ngh ch l u th  hai ộ ị ư ứ ấ ỗ ợ ạ ộ ộ ị ư ứ

b ng cách th c hi n đ a vào m ch DC lằ ự ệ ư ạ ượng công su t tác d ng ấ ụ

yêu c u c n cho quá trình thi t l p đi n áp n i ti p trên đầ ầ ế ậ ệ ố ế ường dây 

c a b  ngh ch l u th  hai. Ngoài ch c năng trên, b  ngh ch l u th  ủ ộ ị ư ứ ứ ộ ị ư ứ

nh t cũng có th  th c hi n vi c trao đ i công su t ph n kháng v i ấ ể ự ệ ệ ổ ấ ả ớ

h  th ng đi n xoay chi u (bù ngang) m t cách đ c l p v i ch c ệ ố ệ ề ộ ộ ậ ớ ứ

năng th  nh t ứ ấ

Thi t b  UPFC ế ị

5. Mô hình tính toán 

T  nguyên lý ho t đ ng thi t b  UPFC g m hai ngu n đi n áp ừ ạ ộ ế ị ồ ồ ệ

nh  hình 3 , các ngu n áp Vnt và Vss có th  đi u khi n c  biên ư ồ ể ề ể ả

Ngu n dòng Int cũng có th  đồ ể ược mô 

t  b ng các ngu n công su t b m vào ả ằ ồ ấ ơ

hai nút i và j nh  hình 5, t  đó có th  ư ừ ể

xác đ nh các dòng công su t này nh  ị ấ ư

sau: 

(3)

Thi t b  UPFC ế ị

5. Mô hình tính toán 

Thay (3) vào (4) và (5), s  d ng công th c   le và m t s  phép bi n ử ụ ứ Ơ ộ ố ế

đ i đ  tách riêng ph n th c và ph n  o c a s  ph c ổ ể ầ ự ầ ả ủ ố ứ Sis và Sjs , cho 

phép xác đ nh đị ược 

Thi t b  UPFC ế ị

5. Mô hình tính toán 

Công su t bi u ki n cung c p b i b  bi n đ i n i ti p đấ ể ế ấ ở ộ ế ổ ố ế ược tính nh  ưsau: 

Qua m t s  phép bi n đ i có th  xác đ nh độ ố ế ổ ể ị ược: 

Công su t ph n kháng c a b  bi n đ i 1 (nhánh song song) ấ ả ủ ộ ế ổ

không đáng k  nên có th  xem Qss = 0 ể ể

Thi t b  UPFC ế ị

6. Nghiên c u xây d ng ch ứ ự ươ ng trình mô ph ng v n hành  ỏ ậ

Thi t b  UPFC ế ị

6. Nghiên c u xây d ng ch ứ ự ươ ng trình mô ph ng v n hành  ỏ ậ

22

Thi t b  UPFC ế ị

Hình 11: S  bi n đ i công su t trên  ự ế ổ ấ

thanh cái khi ch a có UPFC ư Hình 12: S  bi n đ i công su t trên  ự ế ổ ấ

thanh cái khi  có UPFC

Thi t b  UPFC ế ị

7. K t lu n  ế ậ

      Nh  kh  năng đi u khi n vect  đi n áp n i ti p trên đờ ả ề ể ơ ệ ố ế ường dây 

truy n t i c  v  modul l n góc pha cho nên thi t b  UPFC cho phép ề ả ả ề ẫ ế ị

đi u khi n linh ho t dòng công su t truy n t i trên đề ể ạ ấ ề ả ường dây và đi n ệ

áp cu i đố ường dây theo ch  đ  v n hành. ế ộ ậ

    Qua nghiên c u nguyên lý làm vi c và mô hình tính toán đ  tài đã xây ứ ệ ề

d ng đự ược mô hình mô ph ng v n hành thi t b  UPFC l p đ t trên m t ỏ ậ ế ị ắ ặ ộ

đường dây truy n t i n i li n hai h  th ng đi n có trao đ i công su t ề ả ố ề ệ ố ệ ổ ấqua l i v i nhau. Mô hình cho phép nghiên c u kh  năng đi u khi n ạ ớ ứ ả ề ể

dòng công su t truy n t i trên đấ ề ả ường dây và t  đ ng kh ng ch  dòng ự ộ ố ếcông su t truy n t i theo m t giá tr  đ nh trấ ề ả ộ ị ị ước khi cho các thông s  v n ố ậhành thay đ i. ổ

m t thi t b  trên m t độ ế ị ộ ường dây truy n t i th c t  đ  ph c v  cho ề ả ự ế ể ụ ụ

vi c nghiên c u là không th  th c hi n đệ ứ ể ự ệ ược. Cho nên mô hình mô 

ph ng v n hành thi t b  UPFC là m t công c  t t giúp cho sinh viên ỏ ậ ế ị ộ ụ ố

và cán b  nghiên c u kh  năng  ng d ng lo i thi t b  này đ  đi u ộ ứ ả ứ ụ ạ ế ị ể ềkhi n trào l u công su t trong h  th ng đi n nh m nâng cao kh  ể ư ấ ệ ố ệ ằ ảnăng t i c a các đả ủ ường dây truy n t i đi n. ề ả ệ