TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH, ĐẠI HC ĐÀ NNG - S 4(39).2010
82
NGHIÊN CU XÂY DNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN LA CHN
V TRÍ LP ĐẶT THIT B SVC CHO H THÔNG ĐIN VIT NAM
A STUDY ON THE CALCULATION PROGRAM ESTABLISHMENT TO FIND
LOCATIONS FOR SVC INSTALLATION FOR VIETNAM POWER SYSTEMS
Ngô Văn Dưỡng, Đinh Thành Vit,
Lê Hng Lâm
Đại hc Đà Nng
Lê Hu Hùng
Tng công ty truyn ti đin quc gia
TÓM TT
Đối vi các h thng đin ln nói chung h thng đin Vit Nam hin nay nói riêng, trào
lưu công sut trong h thng thay đổi nhiu theo chế độ vn hành. Cho nên thông s chế độ
biến thiên trong phm vi rng d rơi ra ngoài phm vi cho phép. Trong trường hp này s dng
các thiết b bù c định không th điu chnh được mà phi s dng các thiết bđiu khin
nhanh như SVC hoc STATCOM. Bài báo trình bày kết qu nghiên cu xây dng sơ đồ thut
toán và chương trình mô phng hot động ca thiết b SVC. Đồng thi xây dng sơ đồ thut
toán và chương trình FP_SVC cho phép tính toán tìm v trí và công sut lp đặt thiết b SVC
cho h thng đin Vit Nam giai đon 2015.
ABSTRACT
In large power systems in general and in the Vietnamese power system in particular,
power flow always changes depending on operating models. Thus, it is easy for the parameters
with a wide range of changes to go beyond a permitted range. In this case, we can not use a
fixed compensator to adjust them and it can be more reasonable to use a fast controlled
compensator such as SVC or STATCOM. This paper presents the research results in the
algorithm and simulation program of the SVC activities. Moreover, this algorithm and proposed
FP_SVC program may allow us to find out the location and the SVC installation capacity for the
Vietnamese power systems in the period from 2015 onwards.
1. Đặt vn đề
Trong nhng năm qua cùng vi s phát trin ca nn kinh tế H thng đin Vit
Nam (HTĐVN) cũng liên tc phát trin c v qui mô ln công ngh. T khi mi hình
thành năm 1994 tng chiu dài đường dây truyn ti 500kV là 1.487 km, đến nay đã
tăng lên 3.758 km và theo qui hoch đến năm 2015 s tiếp tc m rng và phát trin đạt
tng chiu dài là 4.500 km [1, 2]. H thng đin Vit Nam hin nay, có các đường dây
siêu cao áp 500 kV liên kết nhiu nhà máy đin công sut ln và các trung tâm ph ti
vi đồ th ph ti khác nhau. Trào lưu công sut trong h thng s liên tc thay đổi theo
chế độ vn hành, kết qu thông s chế độ cũng liên tc thay đổi, đặc bit là đin áp ti
các nút thay đổi trong phm vi rng và d dàng rơi ra ngoài phm v cho phép. Đối vi
các h thng đin này không th s dng các thiết b bù c định để điu chnh đin áp,
vì nếu chn dung lượng bù để điu chnh đin áp tho mn chế độ này thì s không
tho mn chế độ khác [5]. Ví d ti mt nút trên đường dây truyn ti chế độ 1 có
đin áp 1,08 pu ln hơn gii hn cho phép (UCPmax) và chế độ 2 có đin áp 0,96 pu
TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH, ĐẠI HC ĐÀ NNG - S 4(39).2010
83
nm trong gii hn cho phép, nếu lp đặt kháng bù ngang để đưa đin áp chế độ 1 v
1,0 pu thì chế độ 2 đin áp s thp hơn gii hn cho phép. Ngược li ti mt nút chế
độ 1 có đin áp 1,04 pu nm trong gii hn cho phép và chế độ 2 có đin áp 0,9 pu
thp hơn gii hn cho phép (UCPmin), nếu lp đặt t bù ngang để đưa đin áp chế độ 2
v 1,0 pu thì đin áp chế độ 1 s ln hơn gii hn cho phép. Trong trường hp này ch
có th s dng các thiết b bù có điu khin như SVC hoc STATCOM mi có kh
năng điu khin nhanh lượng công sut phn kháng trao đổi vi h thng để gi n định
đin áp nút khi thay đổi chế độ vn hành. T các phân tích nêu trên cho thy đối vi
HTĐVN cn thiết phi s dng các thiết b bù có điu khin để lp đặt nhm nâng cao
cht lượng đin năng và độ tin cy vn hành cho h thng. Qua tìm hiu nguyên lý làm
vic và kh năng điu khin nhanh lượng công sut phn kháng bù cho h thng ca
SVC (Static var compensator) cho thy rt thích hp để s dng lp đặt cho HTĐVN
giai đon đến năm 2015.
2. Xây dng chương trình mô phng hot động ca SVC
2.1. Cu to và nguyên lý làm vic ca SVC
Cu to ca SVC gm 3 phn t cơ bn như trên hình 1,
đó là [3]: cun kháng điu khin TCR (thyristor controlled
reactor), cun kháng đóng ct TSR (thyristor switched reactor)
và t đin đóng ct TSC (thyristor switched capacitor). Phi
hp điu khin dòng đin qua đin kháng XK1 ca b TCR vi
vic đóng m cun kháng XK2 ca b TSR và đin dung XC
ca b TSC, SVC có kh năng điu khin lượng công sut
phn kháng trao đổi vi h thng t Qmin (<0) đến Qmax (>0).
Đin dn phn kháng ca b TCR có th xác định theo góc m
α ca thyristor [3,4] như sau:
)2sin
12
1(
1
)(
1
α
π
α
π
α
=
K
TCR X
B (1)
T đó có th xác định đin dn phn kháng ca c b SVC như sau:
B
SVC (α) = BTCR(α) + BTSR - BTSC (2)
2.2. Sơ đồ mô phng lp đặt
SVC và thut toán chương
trình
2.2.1. Sơ đồ mô phng lp đặt
SVC: Để nghiên cu quá trình
hot động ca SVC điu khin
thay đổi đin áp h thng, cũng
như s dng SVC để gi n định
đin áp nút, đề tài đã chn sơ
TCR TSR TSC
XK1 XK2 XC
Hình 1
B
ĐK
α
HT
U1 U2
U3
Pt+jQt
PF Hình 2
TCR TSC
TSR
TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH, ĐẠI HC ĐÀ NNG - S 4(39).2010
84
đồ h thng đin đơn gin gm mt nút h thng (nút cân bng), mt nút ngun và mt
nút ti có lp đặt SVC như hình 2. Điu khin góc m
α
ca b TCR, phi hp vi vic
khoá và m các thyristor ca các b TSR và TSC s điu khin lượng công sut phn
kháng trao đổi vi h thng qua thanh góp U2, kết qu cho phép thay đổi đin áp h
thng. Để gi n định đin áp thanh góp U2 theo giá tr UYC, ly tín hiu đin áp trên
thanh góp cung cp cho b điu khin (ĐK) như hình 2, khi đó nếu có s thay đổi chế
độ vn hành dn đến U2
UYC, b ĐK s điu khin lượng công sut phn kháng ca
SVC trao đổi vi h thng sao cho U2
UYC.
2.2.2. Sơ đồ thut toán: Trên cơ s nguyên lý
làm vic ca SVC và các phân tích trong mc
2.2.1, xây dng được sơ đồ thut toán chương
trình như trên hình 3. Trong đó phn tính toán
chế độ xác lp h thng đin, s dng modul
tính toán ca chương trình CONUS, ly kết qu
t file conus.res để cung cp cho chương trình.
2.3. Chương trình mô phng hot động ca
SVC
T sơ đồ thut toán xây dng chương
trình OP_SVC, chương trình cho phép kho sát
hot động ca SVC thông qua chc năng "điu
khin" và kh năng điu khin gi n định đin
áp ca SVC thông qua chc năng "t động".
Khi động chương trình giao din màn hình như trên hình 4, trng thái SVC
đang khoá hoàn toàn thì đin áp nút ti là 532,99 kV. Nếu điu khin để đóng b TSR
và góc m α ca b TCR là 25o thì đin áp nút ti s gim xung còn 499,49 kV như
hình 5. Nếu chn chc năng "t động" và chn đin áp UYC nút ti là 520 kV, chương
trình s tính toán và điu chnh góc m α là 22o như hình 6. chế độ này nếu tăng ti
Nh
p
s li
u
Tính toán chế độ xác lp
Hin th thông s chế độ lên sơ đồ
Chế độ làm vic SVC
T động Điu khin
Thay đổi thông s
vn hành
α
α
α
+
=
α
α
α
=
Đ
Tăng Qb
Đ
S
END
Hình 3
U2 > UYC
Đ
S S
Tính toán chế độ xác lp
Hin th thông s chế độ lên sơ đồ
Hình 4
TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH, ĐẠI HC ĐÀ NNG - S 4(39).2010
85
lên (600 + j 500) MVA, chương trình s t động tính toán để điu khin đóng b TSC
điu chnh góc m α ca b TCR là 23o như trên hình 7.
3. Xây dng chương trình la chn v
trí lp đặt SVC cho h thng đin Vit
Nam
Nhóm tác gi đã xây dng được
chương trình tính toán la chn v trí lp
đặt thiết b SVC cho H thng đin Vit
Nam giai đon 2015 (tng sơ đồ VI).
Trên cơ s phương pháp tính toán như
mc 2 đã xây dng được sơ đồ thut toán
như hình 8 và viết được chương trình
FP_SVC, khi động chương trình giao
din màn hình như trên hình 9.
Chương trình có ba chc năng:
a. Chc năng mô phng vn hành
HTĐ
Cho phép thay đổi các thông s
Hình 5 Hình 6
Hình 7
Thay đổi thông
s vn hành
Nh
p
s li
u
Tính toán chế độ xác lp
Hin th thông s chế độ lên sơ đồ
S
END
Chế độ làm vic
Xác đ
nh côn
g
sut SVCTìm v
trí đ
t SVC
U > UYC
Xác định các nút có:
U>U
CPmax
và U<U
CPmin
Chn nút đặt SVC và
đin áp UYC, QSVC=0
QSVC +
Q QSVC -
Q
ε
< YC
UU
Tính toán chế độ xác lp
Thông báo các v
trí th
l
pđ
t
Đ
S
Hình 8
TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGH, ĐẠI HC ĐÀ NNG - S 4(39).2010
86
vn hành như công sut ph ti, công sut phát ca máy phát, chương trình s tính toán
và hin th các thông s chế độ lên sơ đồ có th quan sát trc tiếp trên màn hình máy
tính. Chc năng này cho phép kho sát các chế độ vn hành ca HTĐ để phân tích chế
độ làm vic ca h thng.
b. Chc năng tìm v trí đặt SVC: Khi chy chc năng này, chương trình s tính
toán chế độ xác lp, kim tra đin áp tt c
các nút để xác định các nút có đin áp nm
ngoài phm vi cho phép (Uđm ± UCP) và
hin th các v trí hp lý để lp đặt SVC như
trên hình 10.
c. Chc năng xác định công sut
SVC: Khi chn v trí lp đặt SVC và đin áp
yêu cu (UYC) cn gi n định, chương
trình s tính toán và hin th giá tr công
sut ca SVC như hình 11.
4. Kết lun
Qua nghiên cu cu to,
nguyên lý làm vic và phương trình
tính toán đin dn ca SVC theo góc
m α, tác gi đã xây dng được
chương trình mô phng hot động ca
SVC. Chương trình cho phép kho sát
kh năng điu chnh nhanh lượng công
sut phn kháng ca SVC trao đổi vi
h thng để gi n định đin áp nút.
Chương trình là mt công c tt giúp
tìm hiu nguyên lý làm vic và điu
khin thiết b SVC.
Trên cơ s s dng modul tính
toán chế độ xác lp ca phn mm
Conus đã xây dng được chương trình
FP_SVC cho phép tính toán tìm v trí
và công sut lp đặt SVC cho H
thng đin Vit Nam giai đon 2015
nhm nâng kh năng n định đin áp
cho h thng.
Bng cách thu thp đầy đủ
thông s h thng, thông s vn hành
và s liu d báo v nhu cu ph ti
Hình 9
H
ình 10
H
ình 11