Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu ứng dụng Statcom để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:92

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu tổng quan về ổn định động. Nghiên cứu ứng dụng STATCOM vào hệ thống điện để bù công suất phản kháng và nâng cao ổn định điện áp. Sử dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đáp ứng động của STATCOM vào hệ thống điện để điều khiển điện áp và cải thiện đáp ứng quá độ.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu ứng dụng Statcom để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- CAO THỊ XUÂN THÙY NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG STATCOM ĐỂ CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- CAO THỊ XUÂN THÙY NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG STATCOM ĐỂ CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN HÙNG TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2016
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Nguyễn Hùng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày tháng năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 TS.Huỳnh Châu Duy Chủ tịch 2 TS.Trần Vinh Tịnh Phản biện 1 3 PGS.TS Trương Việt Anh Phản biện 2 4 TS.Võ Hoàng Duy Uỷ viên 5 TS.Đặng Xuân Kiên Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày…… tháng….. năm 20..… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Cao Thị xuân Thùy Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 03/10/1979 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1441830050 I- Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng STATCOM để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện II- Nhiệm vụ và nội dung: - Giới thiệu về đề tài nghiên cứu . - Nghiên cứu tổng quan về ổn định động. - Nghiên cứu ứng dụng STATCOM vào hệ thống điện để bù công suất phản kháng và nâng cao ổn định điện áp. - Sử dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đáp ứng động của STATCOM vào hệ thống điện để điều khiển điện áp và cải thiện đáp ứng quá độ. - Kết luận và hướng nghiên cứu phát triển. III- Ngày giao nhiệm vụ : Tháng 12/2015 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Tháng 06/2016 V- Cán bộ hƣớng dẫn : TS. Nguyễn Hùng CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng luận văn với nội dung “Nghiên cứu ứng dụng STATCOM để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Hùng. Các số liệu, kết quả mô phỏng nêu trong luận văn là trung thực, có nguồn trích dẫn và chưa được công bố trong các công trình nghiên cứu khác. Học viên thực hiện Luận văn (Ký và ghi rõ họ tên)
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành cuốn luận văn này, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với TS. Nguyễn Hùng, người Thầy đã hết lòng, tận tâm, nhiệt tình hướng dẫn và cung cấp cho tôi những tài liệu vô cùng quý giá trong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn tập thể các Thầy Cô giáo đã giảng dạy, truyền đạt tri thức giúp tôi học tập và nghiên cứu trong quá trình học cao học tại trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM. Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng quản lý khoa học - Đào tạo sau đại học và khoa Điện - Điện tử Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và làm luận văn cao học tại trường. Xin chân thành cảm ơn các anh, chị học viên cao học ngành “Kỹ thuật điện” đã đóng góp ý kiến cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Trong quá trình làm báo cáo do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ Thầy, Cô để tôi học thêm được nhiều kinh nghiệm và được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên
iii TÓM TẮT Luận văn “Nghiên cứu ứng dụng STATCOM để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện”thiết kế mô hình mô phỏng của hệ thống điện, trong đó đi sâu về phân tích ổn định quá độ hệ thống điện . Nghiên cứu các thiết bị FACTS trong đó đi sâu vào nghiên cứu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động cơ bản, mô hình mạch động lực, mạch điều khiển của STATCOM. Nghiên cứu xây dựng mô hình mạch điều khiển của bộ STATCOM để điều khiển dòng và đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng của bộ STATCOM trong việc đáp ứng động vào hệ thống điện. Luận văn đã sử dụng phần mềm Matlab để xây dựng mô hình mô phỏng ở chế độ bình thường, chế độ sự cố ngắn mạch khi ứng dụng bộ STATCOM vào hệ thống điện 500 kV Phú Mỹ - Nhà Bè – Phú Lâm, quan sát và đánh giá khả năng ổn định điện áp của hệ thống điện do thiết bị STATCOM mang lại. Luận văn cũng hy vọng sẽ cung cấp một công cụ mô phỏng hữu ích với phần mềm thông dụng Matlab/Smulink cho các nhà nghiên cứu, các kỹ sư, sinh viên... trong việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị STATCOM để điều chỉnh điện áp và bù công suất phản kháng cho hệ thống điện ở chế độ làm việc bình thường và chế độ sự cố ngắn mạch , từ đó có thể đánh giá hiệu quả thiết thực trong việc nâng cao ổn định điện áp và bù công suất phản kháng cho hệ thống điện do thiết bị STATCOM mang lại
iv ABSTRACT The thesis “Applied research of STATCOM to improve stability of transient power system” designs simulation model of the power system, in which analyses deeply the stability of transient power system. The aims to study the FACTS devices, in which studies deeply the structure and basic operating principles, dynamic circuit model, control circuitsof STATCOM. Research to model the control circuits of STATCOM to control the current and study in depth the impact of STATCOM in dynamic response to the electrical system. The thesis used Matlab softwar to build simulation model in normal mode and short_circuited mode when applied STATCOM into 500 kV power system. Southern STATCOM consists of three nodes, thesis observes and evaluates voltage stability of power system thanks to STATCOM devices. Thesis hopes to provide a useful simulation tool with common software such as Matlab/ Simulink for researchers, engineers, students... In the research and application of STATCOM device to adjust the voltage and reactive power compensation for power systems in normal mode and short-circuit problem mode, which can assess the practical effects in improving the stability of the voltage and reactive power compensation resistance to electrical systems with STATCOM device.
v MỤC LỤC Nội dung Trang Lời cam đoan ................................................................................................................ i Lời cảm ơn ....................................................................................................................ii Tóm tắt .........................................................................................................................iii Abstract ........................................................................................................................ iv Mục lục ......................................................................................................................... v Danh mục các biểu đồ, đồ thị, hình ảnh .....................................................................vii Danh mục các từ viết tắt .............................................................................................. xi Chƣơng 1. Tổng quan về đề tài nghiên cứu ........................................................... 01 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 01 1.2. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................. 02 1.3. Mục tiêu của đề tài .......................................................................................... 02 1.4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................... 03 1.5. Phương pháp nghiên cứu đề tài ....................................................................... 03 Chƣơng 2. .................................................................. 04 ............................................................... 04 ....................................................... 07 ............................................. 12 2.4. ................................... 13 2.5. ...................... 16 2.6. ................................................... 23 Chƣơng 3. ............................................. 30 3.1. ..................................................................................... 30 3.2. ................................................................... 32 3.3. ................................................................................ 33 3.4. ...................................................................................... 34 3.5. ........................................................................ 36 3.6. Phạm vi sử dụng của STATCOM so với tụ bù, SVC, máy bù đồng bộ ....... 43 Chƣơng 4. Mô ............................................................. 46 4.1 T ....................................................................... 46
vi 4.2. .......................................................... 47 Chƣơng 5. Kết luận .......................................... 76 5.1. Kết luận ........................................................................................................... 76 5.2. Hướng ................................................................. 76 Tài liệu tham khảo ...................................................................................................... 77
vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH Nội dung Trang Hình2.1. ........................................................ 05 Hình – .............................. 06 Hình2.3. .............................................................................................. 08 Hình2.4. .......................................................................... 09 Hình2.5. ........................ 10 Hình2.6. ............................................ 11 Hình2.7. ........................... 12 Hình2.8. ...................................... 13 Hình2.9. ....................................................................... 14 Hình2.10. tatcom ....................................................... 14 Hình2.11. .............................................................. 15 Hình2.12. ................................................. 16 Hình ..................................... 16 Hình2.14. ......................................................................................... 17 Hình2.15. bap ha 2 cấp sử dụng IGBT.................... 18 Hình2.16. ................................................................................. 20 Hình2.17. nghịch lưu PWM ................................................................... 21 Hình2.18. ................................................ 21 Hình2.19. Giản đồ vectơ ............................................................... 22 Hình2.20. ...................................................................... 22 Hình2.21. ......................................................................................... 23 Hình2.22. ................................................................................. 24 Hình2.23. ................................................................................. 25 Hình2.24. ................................................................................. 26 Hình2.25. ................................................................................... 27 Hình ....................................................................... 27 Hình2.27. Hệ thống truyền tải điện có bù song song ................................................ 28 Hình2.28. Hệ thống truyền tải điện có bù nối tiếp..................................................... 29
viii Hình3.1. ......................................................... 31 Hình3. k ............................................................... 32 Hình3.3. – ......................................................................... 33 Hình3.4. – ....................................................................... 34 Hình3.5. ............................................ 35 Hình3.6. .............................................................. 36 Hình3.7. ........................................................... 38 Hình3.8. ............................................................... 38 Hình3.9. ..................................................................................... 40 Hình3.10. , mặt trời ........................................ 40 Hình3.11. Ăc qui dự trữ năng lượng .......................................................................... 41 Hình3.12. Thiết kế ESS .............................................................................................. 42 Hình3.13. Hình ảnh thực tế ESS ................................................................................ 43 Hình3.14. Mô hình thực tế ESS ................................................................................. 42 Hình4.1. lắp đặt Statcom ................................................................ 47 Hình4.2. điều khiển Statcom ......................................................... 49 4.3. Simulink hệ thống điện 3 nút............................................................ 49 4 .............................................................................. 50 4.5. Sơ .................................................................. 50 ....................................................................... 51 nh ..................................................................................... 51 4.8. S .......................................... 51 4.9. ......................................................................................... 52 4. ............................................................................. 53 4.11. Sơ .................................................................. 53 4.12. S ..................................................................... 53 4.13. T .......................................................... 54 4.14. phản của STSTCOM ......... 54 4.15. Đ thị ................................... 55 4.16. .................. 55
ix 4.17. a Statcom khi droop = 0 ............. 56 nh ....................................... 56 4.19. Tạo sự cố ngắn mạch pha A ...................................................................... 57 4.20. .......................................... 57 4.21. .................... 58 4.22. Tạo ngắn mạch 2 pha chạm đất................................................................. 58 ............................ 59 4.24. .......................................... 60 4.25. ...... 60 4.26. ng Statcom ...................... 61 4.27. Tạo ngắn mạch 3 pha ................................................................................ 62 4.28. Đ thị ................................... 62 4.29. thị ...... 63 4.30. ................ 64 4.31. đường dây 500kV Phú Mỹ-Phú Lâm có sử dụng STATCOM .............................................................................................. 65 4.32. Thô STATCOM ........................................................ 66 4.33. C g ..................................... 67 4.34. C điện ............................... 67 p .................................................................. 68 ui về trạm 500kV ................................................. 68 4.37. T ................................ 69 500kV – ....................................... 69 500kV – .................................... 70 ng điện – – ...... 70 4.41. ...................... 71 4.42. công suất đường dây .................................................................................................... 71 4.43. STATCOM .......... 72 – – ...................................................................................................... 72
x 4.45. Tạo sự cố ngắn mạch 3 pha ....................................................................... 73 4.46. ........................................................ 73 h4.47. .................. 74 4.48. ................ 74
xi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STATCOM (Static Synchronous Compensator): bộ bù đồng bộ tĩnh SSSC (Static Synchronous Series Compensator): dãy bù đồng bộ tĩnh FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System): hệ thống truyền tải điện xoay chiều. SVC (Static Var Compensator): bộ bù công suất phản kháng PLL (Phase Locked Loop): vòng khóa pha VSC (Voltage Source Converter): bộ chuyển đổi nguồn áp AC (Alternating Current): dòng điện xoay chiều DC (Direct Current): dòng điện một chiều HVDC (High Voltage Direct Current): dòng điện một chiều điện áp cao HT: Hệ Thống HTĐ: Hệ Thống Điện. GTO: Gate-TurnOff Thyristor IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor PWM: ( Pulse Width Modulation): Điều chế độ rộng xung MBA: Máy Biến Áp TCR: Thyristor-Controlled Reactor TSC: Thyristor-Switched Capacitor TCSC (Thyristor Controlled Series Capacitor) : Bộ bù bằng tụ nối tiếp CSTD: Công Suất Tác Dụng CSPK: Công Suất Phản Kháng
1 Chƣơng 1 GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS, đặc biệt là sử dụng các thiết bị phát nguồn công suất phản kháng cho hệ thống lưới điện nhằm đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống. Tuy nhiên, việc đánh giá, lựa chọn thiết bị phát công suất nào hợp lý, cũng như dung lượng bù tối ưu trong phân tích ở chế độ xác lập, quá độ là chưa được quan tâm sâu sắc. Thực tế hiện nay, hệ thống điện chúng ta đang sử dụng là hệ thống điện xoay chiều. Đây là hệ thống điện phức tạp bao gồm các máy phát đồng bộ, đường dây truyền tải, máy biến áp, các thiết bị bù và các phụ tải…., được chia thành ba khâu chính: Sản xuất, truyền tải và phân phối. Muốn cho hệ thống điện xoay chiều hoạt động, chúng ta cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau: Các máy phát điện làm việc trong chế độ đồng bộ. Điện áp vận hành nằm trong giới hạn cho phép Tần số vận hành nằm trong giới hạn cho phép Các đường dây phải được vận hành ở điều kiện bình thường không quá tải. Các phụ tải phải được cung cấp nguồn điện đầy đủ. Trong hệ thống điện công suất truyền tải trên các đường dây phụ thuộc vào tổng trở đường dây, điện áp và góc truyền tải giữa điểm đầu và điểm cuối của đường dây, những đại lượng này giới hạn công suất truyền tải trên đường dây. Vì vậy, khả năng truyền tải công suất của đường dây được cải thiện đáng kể bằng việc tăng công suất phản kháng ở phía phụ tải, lắp cuộn kháng bù ngang ( mắc song song), tụ điện bù dọc ( mắc nối tiếp) vào đường dây để điều khiển điện áp dọc theo chiều dài đường dây. Để nâng cao chất lượng điện áp và ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt Nam đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về việc ứng dụng các thiết bị bù công suất phản kháng. Tuy nhiên các thiết bị bù đó chưa đáp ứng đủ những yêu cầu về phản ứng nhanh nhạy khi hệ thống có sự thay đổi đột ngột về nhu cầu công suất phản kháng. Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS như:
2 STATCOM hay SVC đã đáp ứng được yêu cầu về độ phản ứng nhanh nhạy cũng như dung lượng bù tối ưu cho hệ thống điện trong mọi chế độ làm việc. Luận văn này nghiên cứu về những vấn đề trên nhằm đưa ra việc ứng dụng lắp đặt thiết bị STATCOM thích hợp cho hệ thống điện và việc tính toán bù công suất phản kháng tập trung chủ yếu vào các khu vực có mật độ tải dày đặc và có thể gia tăng đột biến trong các chế độ làm việc khác nhau. Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi tiến hành thực hiện luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng STATCOM để cải thiện ổn định quá độ hệ thống điện” là cần thiết áp dụng vào vận hành hệ thống truyền tải điện Việt Nam nhằm nâng cao ổn định điện áp, bù công suất phản kháng và nâng cao khả năng truyền tải cho hệ thống điện Việt Nam. 1.2 Tính cấp thiết của đề tài Bộ bù công suất phản kháng là một phần thiết yếu trong một hệ thống điện để giảm thiểu tổn thất truyền tải điện năng, tối đa hóa khả năng truyền tải điện năng, duy trì điện áp ở phạm vi chấp nhận được. Nếu điện áp dọc theo các đường dây truyền tải giảm có thể gây ra nhiều tác hại cho người tiêu dùng. Nếu quá điện áp duy trì hoặc áp thấp có thể gây ra hư hỏng hoặc thiết bị sử dụng không hiệu quả. Mặt khác, sự quá áp hoặc thấp áp so với điện áp vận hành cho phép, dẫn đến hệ số công suất không đạt yêu cầu, mạch không cân bằng. Vì vậy, để tránh những vấn đề này, việc kiểm soát điện áp là rất quan trọng để đảm bảo rằng điện áp đầu nhận nằm trong phạm vi chấp nhận được. 1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về quá trình thu và phát công suất phản kháng của STATCOM nâng cao ổn định áp trên lưới điện truyền tải. - Xây dựng mô hình mô phỏng lưới điện truyền tải Phú Mỹ - Phú Lâm và thiết bị bù công suất phản kháng STATCOM bằng phần mềm Matlab/Simulink. - Phân tích, tính toán các chế độ vận hành khi không sử dụng và khi sử dụng thiết bị bù STATCOM để nâng cao độ ổn định áp của đường dây 500kV Phú Mỹ - Nhà Bè- Phú Lâm khi xảy ra sự cố ngắn mạch. Từ đó xem xét khả năng ứng dụng vào lưới truyền tải 500kV Việt Nam.
3 1.4 Nội dung nghiên cứu - Giới thiệu đề tài nghiên cứu. - Nghiên cứu tổng quan về ổn định động. - Nghiên cứu ứng dụng STATCOM vào hệ thống điện để bù công suất phản kháng và nâng cao ổn định điện áp. - Sử dụng Matlab/Simulink để mô phỏng đáp ứng động của STATCOM vào hệ thống điện 500kV Phú Mỹ-Nhà Bè-Phú Lâm khi xảy ra các dạng sự cố ngắn mạch. - Kết luận và hướng nghiên cứu phát triển đề tài. 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài - Phương pháp luận: Thu thập và đọc hiểu các tài liệu liên quan từ cán bộ hướng dẫn, sách, các bài báo, phiên dịch các tài liệu viết bằng tiếng Anh trên phương tiện truyền thông mạng internet. Sau đó phân tích và tổng hơp các tài liệu dựa trên cơ sở của luận văn. - Phương pháp nghiên cứu: o Nghiên cứu nguyên lý làm việc và điều khiển thiết bị STATCOM. o Nghiên cứu giải quyết vấn đề ngắn mạch trong hệ thống điện. o Nghiên cứu phần mềm Matlab/Simulink. o Dùng phần mềm Matlab/Simulink mô phỏng đáp ứng động của STATCOM vào đường dây 500kV Phú Mỹ- Phú Lâm có 3 nút ở các chế độ khác nhau: Chế độ bình thường, chế độ ngắn mạch.
4 Chƣơng 2 TỔNG QUAN ỔN ĐỊNH ĐỘNG Hệ thống truyền tải điện ngày nay là một mạng phức tạp. Đường dây truyền tải điện kết nối tất cả các nhà máy điện và tất cả các điểm phụ tải chính trong hệ thống điện. Các đường dây truyền tải nguồn công suất lớn theo hướng đi mong muốn theo sự kết nối của hệ thống truyền tải để đạt được sự phân bố công suất mong muốn. Hơn nữa, đặc điểm chính của hệ thống truyền tải điện ngày nay là có nhiều cấu trúc mạch vòng, trái với hệ thống truyền tải điện trước đây có nhiều cấu trúc hình tia, cung cấp công suất từ máy phát đến phụ tải xác đinh. Việc truyền tải công suất ở trạng thái tĩnh có thể bị giới hạn bởi sự phân bố công suất song song hoặc mạch vòng. Việc phân bố đó thường xảy ra trong hệ thống mạng nhiều phát tuyến, kết nối hệ thống điện, dẫn đến các đường dây bị quá tải dưới các vấn đề về dạng nhiệt hoặc giới hạn điện áp. Hệ thống điện làm việc có sự đồng bộ đối với việc phát công suất điện. Nó là yêu cầu cơ bản để phát hết công suất của tất cả các máy phát trong vận hành hệ thống điện với việc duy trì tần số chung. Tuy nhiên, hệ thống điện chịu tác động của các thay đổi nhiễu động, nhiễu có thể là nguyên nhân của sự thay đổi đột ngột sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong hệ thống và hậu quả của việc hư hỏng trong máy phát. Khả năng của hệ thống điện để phục hồi từ các nhiễu và xác lập trở lại trạng thái đồng bộ mới dưới các điều kiện tác động ngẫu nhiên trở thành việc thiết kế chính và các giới hạn vận hành đối với khả năng truyền tải. Khả năng này thường là đặc tính giới hạn ổn định hệ thống. Theo các vấn đề đã được đặt vấn đề trước đây, khả năng của hệ thống điện để đáp ứng nhu cầu phụ tải được giới hạn chính bằng hai chỉ số: phân bố công suất trên các đường dây và các giới hạn ổn định của hệ thống điện. Trong chương này chúng ta quan tâm đến các vấn đề cơ bản của việc kiểm soát hệ thống điện và khả năng ổn định, quan tâm đến việc điều khiển công suất và các giới hạn ổn định 2.1. Ổn định điện áp trong hệ thống điện Hệ thống điện được phân loại ổn định dựa trên các chỉ tiêu như ổn định góc rotor, điện áp và tần số. Quá trình phân loại ổn định trong hệ thống điện được trình bày trong sơ đồ sau:
5 Hình2.1. Phân loại ổn định trong hệ thống điện Ổn định điện áp là khả năng của hệ thống điện để duy trì điện áp ổn định tại tất cả các thanh cái trong hệ thống điện sau khi chịu tác động của nhiễu từ điều kiện vận hành trước đó. Ổn định điện áp phụ thuộc vào khả năng duy trì, phục hồi trạng thái cân bằng giữa nhu cầu phụ tải và khả năng cấp điện cho phụ tải từ hệ thống điện. Ổn định điện áp được phân thành hai dạng dựa theo thời gian mô phỏng: Ổn định điện áp tĩnh và ổn định điện áp động. Phân tích ổn định điện áp tĩnh liên quan đến việc giải các phương trình đại số và vì thế nó ít phép tính hơn so với nghiên cứu ổn định điện áp động. Sự mất ổn định xuất hiện dưới dạng thường thấy là điện áp tăng lên hoặc giảm xuống của một số các thanh cái. Hậu quả của việc mất ổn định điện áp là hệ thống bảo vệ Relay sẽ tác động cắt điện một số phụ tải trong khu vực, hoặc cắt đường dây truyền tải điện hoặc các phần tử khác mà điều này có thể dẫn đến mất ổn định đồng bộ của một số máy phát điện trong hệ thống. Trong luận văn này tác giả quan tâm đến việc ổn định điện áp của hệ thống điện và mô phỏng ổn định điện áp của hệ thống điện khi có các thiết bị điều khiển FACTS (STATCOM) bằng phần mềm Matlab/Simulink. Ổn định điện áp đuợc phân thành bốn dạng: Ổn định điện áp nhiễu loạn lớn, ổn định điện áp nhiễu bé, ổn định điện áp trong ngắn hạn và ổn định điện áp trong dài hạn. Tóm tắt ngắn gọn các loại ổn định điện áp nhu sau: Ổn định điện áp nhiễu lớn: Khả năng của hệ thống điện để duy trì ổn định điện áp ngay sau khi các nhiễu lớn xảy ra nhu các sự cố hệ thống, ngắt máy phát