Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị Statcom trên hệ thống truyền tải cao cấp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn "Nghiên cứu ứng dụng thiết bị Statcom trên hệ thống truyền tải cao cấp" nhằm tính toán phân tích phạm vi thay đổi của thông số chế độ theo các trạng thái vận hành của hệ thống điện 14 nút chuẩn IEEE; Nghiên cứu tìm hiểu vai trò của thiết bị STATCOM trong việc điều khiển hệ thống điện; Phân tích tối ưu hóa việc lựa chọn lắp đặt thiết bị STATCOM trong hệ thống điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị Statcom trên hệ thống truyền tải cao cấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TUẤN VŨ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ STATCOM TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO CẤP NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 0 5 8 8 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TUẤN VŨ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ STATCOM TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO CẤP NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 62520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN TUẤN VŨ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ STATCOM TRÊN HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI CAO CẤP NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 62520202 Hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THỊ MI SA Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2018
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: NGUYỄN TUẤN VŨ Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 15-11-1990 Nơi sinh: Khánh Hòa Quê quán: Ninh Ích, Ninh Hòa, Khánh Hòa Dân tộc: Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Ấp Ông Trịnh, Xã Tân Phước, Huyện Tân Thành, tỉnh BRVT. E-mail: vunguyen.dhbk@gmail.com SĐT: 01679 756 008 II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học phổ thông: Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 9/2005 đến 6/2008 Nơi học (trường, thành phố): THPT Nguyễn Trãi, Tỉnh Khánh Hòa 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2008 đến 8/2013 Nơi học (trường, thành phố): ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Ngành học: Kỹ thuật điện Tên đồ án tốt nghiệp: ROBOT SƠN TƯỜNG TỰ ĐỘNG Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 8/2013, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quốc Định 3 . Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 8/2016 đến 8/2018 Nơi học (trường, thành phố): Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Ngành học: Kỹ thuật điện i
Tên luận văn: Nghiên cứu ứng dụng thiết bị STATCOM trên hệ thống truyền tải cao cấp. Ngày & nơi bảo vệ luận văn: 28/04/2018, Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Mi Sa. 4. Tiến sĩ: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ …/… đến …/… Tại (trường, viện, nước): Tên luận án: Người hướng dẫn: Ngày & nơi bảo vệ: 5. Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh, B1. 6. Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 10/2014- nay Công ty Truyền tải điện 4 Nhân viên IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ: ii
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 02 năm 2018 Học viên (Ký tên và ghi rõ họ tên) Nguyễn Tuấn Vũ iii
CẢM TẠ Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin cảm ơn chân thành đến toàn thể thầy cô trong trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM nói chung và các thầy cô trong khoa Điện nói riêng, những người đã tận tình hướng dẫn, dạy dỗ và trang bị cho em những kiến thức bổ ích trong năm năm vừa qua. Đặc biệt em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo T.S Nguyễn Thị Mi Sa, người đã tận tình hướng dẫn, trực tiếp chỉ bảo và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã động viên, cổ vũ và đóng góp ý kiến trong quá trình học tập, nghiên cứu cũng như quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Kính chúc Quý thầy cô thật nhiều sức khỏe. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 02 năm 2018 Học viên NGUYỄN TUẤN VŨ iv
TÓM TẮT Để nâng cao chất lượng điện năng và ổn định điện áp cho hệ thống điện 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 (Flexible Alternating Current Transmission Systems – FACTS) 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 vị trí lắp đặt các thiết bị bù đồng bộ tĩnh (Static Synchronous Compensator – STATCOM) thích hợp cho lưới chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 14 nút. Quá trình nghiên cứu tính toán sử dụng sơ đồ hệ thống điện 14 nút chuẩn IEEE 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. v
ABSTRACT In order to improve the voltage quality and voltage stability in power system, lots of research into the application of reactive voltage compensator have been conducted. However, they have not met the requirements for fast reactions when an abrupt change of reactive power demand takes place in the system. The FACTS devices can satisfy these requirements as well as the optimal compensating capacity for a power system in any working condition mode. The purpose of this dissertation it to study the issues mentioned above and show the appropriate location to install STATCOM in the standard IEEE-14 bus power system. In this paper, the graph of IEEE-14 bus power system is used. Also the calculation of reactive voltage compensation mainly focuses on areas with heavy load and probable sudden increase in voltage in different working conditions. vi
MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC ............................................................................................. i LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................... iii CẢM TẠ ................................................................................................................... iv TÓM TẮT ..................................................................................................................v MỤC LỤC ............................................................................................................... vii DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................x DANH SÁCH CÁC HÌNH...................................................................................... xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................1 1.2 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước: ...............................................2 1.3 Các vấn đề nghiên cứu của đề tài ..................................................................6 1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................6 1.3.2 Ý nghĩa luận văn .....................................................................................7 1.3.3 Tính thực tiễn của đề tài .........................................................................7 1.4 Mục tiêu và nhiệm vụ ....................................................................................7 1.5 Phương pháp giải quyết .................................................................................8 1.6 Giới hạn đề tài ...............................................................................................8 1.7 Điểm mới của luận văn ..................................................................................8 1.8 Phạm vi ứng dụng ..........................................................................................8 1.9 Bố cục của luận văn .......................................................................................8 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................9 2.1. Đặt vấn đề: .......................................................................................................9 vii
2.2. Các giới hạn ổn định trong hệ thống điện: .......................................................9 2.2.1 Giới hạn điện áp: ......................................................................................10 2.2.2. Giới hạn nhiệt ..........................................................................................10 2.2.3. Giới hạn ổn định ......................................................................................11 2.3. Ổn định điện áp trong hệ thống điện: .............................................................15 CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ BÙ ĐỒNG BỘ TĨNH....................................................17 3.1 Đặt vấn đề .......................................................................................................17 3.2 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động cơ bản của STATCOM ..............................17 3.2.1 Cấu trúc cơ bản của STATCOM ..............................................................17 3.2.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM .....................................................18 3.3 Bộ điều khiển điện tử công suất dựa trên các thiết bị bán dẫn .......................21 3.3.1 Bộ Chuyển đổi nguồn điện áp (VSC) ......................................................22 3.3.2 Điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM) ..............................................24 3.4 Hệ thống điều khiển của STATCOM .............................................................29 3.5 Các đặc tính của STATCOM ..........................................................................30 3.6 Mô hình hóa STATCOM ................................................................................32 3.6.1 Mô hình mạch ..........................................................................................32 3.6.2 Mô hình toán STATCOM ........................................................................33 3.7 Chức năng, ứng dụng của STATCOM: ..........................................................37 3.8. Mô hình và thông số STATCOM trong PSAT ..............................................38 CHƯƠNG 4: NÂNG CAO ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG STATCOM...............................................................................................................41 4.1 Tổng quan về hệ thống điện chuẩn IEEE 14 nút.............................................41 viii
4.2 Tính toán chế độ vận hành của hệ thống điện 14 nút:.....................................42 4.2.1 Xây dựng mô hình hệ thống điện 14 nút:.................................................42 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................56 5.1. Kết luận ..........................................................................................................56 5.2. Kiến nghị ........................................................................................................56 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................57 ix
DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1. Dữ liệu nút của hệ thống điện IEEE 14 nút ............................................ 42 Bảng 4.2. Dữ liệu tải của hệ thống điện IEEE 14 nút.............................................. 44 x