Một phương pháp nâng cao ổn định góc Rotor máy phát điện sử dụng đồng thời bộ ổn định công suất(PSS) và thiết bị bù ngang tĩnh (SVC)

Nội dung của bài viết trình bày về sự mất ổn định của hệ thống điện do phụ tải của hệ thống thay đổi, công suất làm việc của máy phát cần thay đổi theo, đề xuất sử dụng đồng thời bộ ổn định công suất (PSS) và thiết bị bù ngang (SVC) cho mục đích này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một phương pháp nâng cao ổn định góc Rotor máy phát điện sử dụng đồng thời bộ ổn định công suất(PSS) và thiết bị bù ngang tĩnh (SVC)Phạm Thị Hồng AnhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ99(11): 3 - 8MỘT PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO ỔN ĐỊNH GÓC ROTOR MÁY PHÁT ĐIỆNSỬ DỤNG ĐỒNG THỜI BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT(PSS)VÀ THIẾT BỊ BÙ NGANG TĨNH (SVC)Phạm Thị Hồng Anh*Trường Đại học Công nghệ Thông tin &Truyền thông – ĐH Thái NguyênTÓM TẮTSự mất ổn định của hệ thống điện (HTĐ) thường do phụ tải của hệ thống thay đổi, công suất làmviệc của máy phát cần thay đổi theo. Do có sụt áp trên điện kháng trong, điện áp đầu cực máy phátbị biến thiên, lệch khỏi trị số định mức. Nếu không có biện pháp điều chỉnh, độ lệch sẽ rất đáng kểảnh hưởng đến chất lượng điện năng.Để đảm bảo cho hệ thống làm việc tốt thì cần phải loại bỏ được hoặc làm suy giảm tới mức tốithiểu những nhiễu loạn trên hệ thống. Mất ổn định góc rotor máy phát điện đã được xem như làmột trong những nguyên nhân chính dẫn đến một số sự cố tan rã HTĐ gần đây. Đứng trên quanđiểm phòng ngừa sự cố mất ổn định góc rotor máy phát điện, cần phải nâng cao hệ thống điềukhiển bằng cách lắp đặt thêm các thiết bị cản hay thêm các mô men cản khi có dao động công suấtnhư: các thiết bị ổn định công suất ở các máy phát điện (power system stabilizers-PSS) hoặc cácthiết bị bù thông minh (Flexible AC Transmission Systems-FACTS)… Bài báo đề xuất sử dụngđồng thời bộ ổn định công suất (PSS) và thiết bị bù ngang SVC cho mục đích này.Từ khóa: PSS, SVC, ổn định hệ thống điện, PSS/E, máy phát điệnĐẶT VẤN ĐỀ*Các hệ thống điện (HTĐ) nói chung và HTĐViệt Nam đang phải đối mặt với nhiều tháchthức như: sự tăng lên quá nhanh của nhu cầuphụ tải, cạn kiệt về tài nguyên thiên nhiên nhưthan đá, dầu mỏ… (kể cả tiềm năng về nguồnthủy điện). Tất cả các yếu tố này làm choHTĐ ngày càng trở lên rộng lớn về qui mô,khó khăn trong quản lý, vận hành và phối hợpđiều khiển. Chính vì vậy mà một số HTĐ có thểđang được vận hành gần với giới hạn ổn định.HTĐ trở lên “nhạy cảm” với các sự cố có thểxảy ra và có thể dẫn đến mất ổn định. Trongđó có rất nhiều sự cố liên quan trực tiếp đếnhiện tượng mất ổn định góc rotor máy phátđiện. Chính vì vậy mà việc nghiên cứu vềnâng cao ổn định HTĐ là một nhu cầu cấpthiết đối với HTĐ nói chung và HTĐ ViệtNam nói riêng [1], [2], [3].Sự cố mất ổn định góc rotor máy phát điện đãđược xem như là một trong những nguyênnhân chính dẫn đến một số sự cố tan rã HTĐgần đây. Đứng trên quan điểm phòng ngừa sựcố mất ổn định góc rotor máy phát điện, cầnphải nâng cao hệ thống điều khiển bằng cách*Tel: 0985 504561, Email: honganhtnvn@gmail.comlắp đặt thêm các thiết bị cản hay thêm các mômen cản khi có dao động công suất như: cácthiết bị ổn định công suất ở các máy phát điện(power system stabilizers-PSS) hoặc các thiếtbị bù thông minh (Flexible AC TransmissionSystems-FACTS)…Trong đó thiết bị PSS,SVC đã được chứng minh là có tác dụng rấtlớn trong việc nâng cao ổn định góc rotor.Trong thực tế, HTĐ thường là rộng lớn, vớinhiều đường dây liên lạc trong khi số lượngcác thiết bị điều khiển thì thường hạn chế vềsố lượng vì lý do kinh tế và kỹ thuật, do đómột vấn đề đặt ra là phải lựa chọn thiết bị tốiưu để nâng cao ổn định. Do vậy, bài báo đềcập đến vấn đề sử dụng đồng thời bộ ổn địnhcông suất PSS và thiết bị bù ngang tĩnh SVCnhằm nâng cao khả năng ổn định góc rotormáy phát điện.ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ GÓC ROTOHình 1: Góc rotor phản ứng với một nhiễu loạnthoáng qua3Phạm Thị Hồng AnhTạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆỔn định góc rotor IEEE/CIGR: liên quan đếnkhả năng của các máy phát điện (MPĐ) đồngbộ trong một HTĐ liên kết vẫn còn giữ đượcsự đồng bộ hóa sau khi trải qua các kích độngcó thể xảy ra trong HTĐ. Nó liên quan đếnkhả năng duy trì, phục hồi sự cân bằng giữamô men điện từ và mô men cơ khí của mỗimáy phát điện đồng bộ trong HTĐ. Sự mất ổnđịnh có thể xảy ra khi có sự tăng lên của gócrotor của một số MPĐ dẫn đến sự mất đồngbộ hóa so với các MPĐ khác trong HTĐ. Ổnđịnh góc có thể được phân loại thành 2 loại:ổn định góc với nhiễu loạn nhỏ (small signalstability), và ổn định góc khi quá độ (transientstability).THIẾT BỊ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT –POWER SYSTEM STABILIZER (PSS)Mô hình thiết bịHình 2: Sơ đồ điển hình về hệ thống kích từMô hình ví dụ về PSS được Kundur mô tả nhưhình vẽ.99(11): 3 - 8không thay đổi. Không có nó những thay đổiổn định về tốc độ sẽ dẫn đến thay đổi điện ápđầu cuối.- Khối khuếch đại ổn định (stabilizer gain 3)KSTAB để khuếch đại tín hiệu, và xác địnhgiá trị của các momen cản được đưa vào bởihệ thống kích từ chính. Lý tưởng khối khuếchđại thiết lập tại một giá trị tương ứng với giátrị cản lớn nhất.Sử dụng PSS để nâng cao ổn địnhChức năng của thiết bị PSS là thêm momencản để giảm dao động của rotor máy phátđiện. Điều này đạt được bằng cách điều chỉnhkích thích máy phát điện để cải thiện mộtthành phần của mô- men điện đồng pha vớiđộ lệch tốc độ rotor. Tốc độ trục rotor, ...