Điều khiển trao đổi điện qua biên giới Việt - Trung bằng liên kết điện một chiều cao áp sử dụng bộ biến đổi đa mức kiểu module

, 
dẫn đến điện áp tương hỗ trục d-q với 
lượng bù là qLi và dLi , sử dụng điều 
khiển PI có thể có hệ phương trình mô tả 
tín hiệu điện áp tham chiếu để điều khiển 
MMC như (7), và sơ đồ được thể hiện 
trong hình 5. 
Hình 5. Bộ điều khiển dòng điện 
 
 
 
 
ef 1 ef
1 ef
ef 2 ef
2 ef
dr cd q p dr d
i dr d
qr cq d p qr q
i qr q
u u Li k i i
k i i dt
u u Li k i i
k i i dt


    

  

   

 


 (7) 
3.3. Bộ điều khiển vòng ngoài 
Bộ điều khiển vòng ngoài căn cứ vào giá 
trị công suất tác dụng và phản kháng đối 
với phía phát điện; công suất phản kháng 
và điện áp một chiều đối với phía nhận 
điện để tính toán ra dòng điện tham khảo 
cho bộ điều khiển dòng điện. 
Công suất tức thời trong hệ dq là: 
,
,
3
.
2
3
.
2
s dq sd d
s dq sd q
P u i
Q u i



  

 (8) 
Có thể thông qua id và iq để điều khiển Ps 
0
L
0
R
px
u
+
-
0
L
0
R
nx
u
+
-
cx
u
dc
U
x
i
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
64 Số 14 tháng 12-2017 
và Qs, tức điều khiển độc lập Ps và Qs. Để 
giảm thiểu sai số ta dùng bộ điều khiển PI 
như mô tả trong hình 6. 
Hình 6. Bộ điều khiển công suất PQ 
Công suất phía xoay chiều cũng chính là 
công suất phía một chiều, và do đó ta có 
quan hệ (9). 
.3
2
 sd ddc
dc
u i
i
U
 (9) 
Như vậy, cũng có thể thông qua id để điều 
khiển Udc. Bộ điều khiển điện áp một 
chiều căn cứ theo giá trị đặt Udcref tiến 
hành điều chỉnh công suất tác dụng truyền 
tới phía một chiều để giữ Udc (hình 7). 
Hình 7. Bộ điều khiển điện áp một chiều 
Hình 8. Sơ đồ khối tổng quan 
điều khiển trạm biến đổi 
Bộ điều khiển vòng ngoài của hệ thống 
một phía điều khiển theo P và Q và phía 
kia điều khiển theo Udc và Q. Sơ đồ khối 
điều khiển mỗi trạm biến đổi của liên kết 
MMC-HVDC như hình 8. Cả hai trạm 
biến đổi đều được thiết kế đầy đủ các bộ 
điều khiển, dễ dàng chuyển đổi từ chỉnh 
lưu sang nghịch lưu. 
4. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 
Với cấu trúc hệ thống như hình 1, máy 
biến áp có các cấp điện áp là 220 kV (phía 
lưới AC) và 110 kV (phía bộ biến đổi). 
Mỗi nửa cầu pha của MMC được bố trí số 
mô đun N=10 có UC=20 kV, tổng điện áp 
một chiều là 200 kV. Tụ điện của SM 
được chọn đảm bảo giá trị điện áp ra có 
xét tới dao động điện áp tụ. Cuộn kháng 
pha cũng được lựa chọn để giảm thiểu ảnh 
hưởng của dòng điện vòng trong mạch 
cầu pha và dòng sự cố qua MMC [4,5,8]. 
Các thông số mô hình được cho trong 
bảng 1 và bảng 2. 
Các trường hợp nghiên cứu được xây 
dựng căn cứ vào thực tế trao đổi công 
suất, Trung Quốc là phía phát điện (AC2) 
và Việt Nam là phía nhận điện (AC1). 
 Trường hợp 1: Truyền 200 MW công 
suất tác dụng và thay đổi lên mức 
300 MW ở 0,75 s, không phát công suất 
phản kháng. 
 Trường hợp 2: Khi đang vận hành 
300 MW, lần lượt điều khiển các bộ biến 
đổi phát công suất phản kháng lên lưới 
AC, phía Việt Nam tại 1 s và phía Trung 
Quốc tại 1,25 s. 
 Trường hợp 3: tác động điều khiển 
giảm P=0 tại 1,5 s trong khi vẫn duy trì 
mức phát công suất phản kháng. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 14 tháng 12-2017 65 
Bảng 1. Thông số mạch mô hình MMC-HVDC 
Đại lượng Ký hiệu Giá trị 
Công suất định mức Pđm 300 MW 
Điện áp định mức 
module thành phần 
USM 20 kV 
Điện áp DC định 
mức 
Udc 200 kV 
Điện trở nhánh cầu Rarm 0,02 Ω 
Điện cảm nhánh cầu Larm 0,06367 H 
Tụ điện mỗi module 
con 
CSM 1680 μF 
Bảng 2. Thông số điều khiển 
Bộ điều khiển Kp Ki 
M
M
C
1
Điện áp một chiều 0,163 0,177 
Công suất phản kháng 0,095 0,518 
Dòng điện: d 
 q 
15,534 
15,236 
0,949 
1,043 
M
M
C
2
Công suất tác dụng 0,042 0,597 
Công suất phản kháng 0,014 5,218 
Dòng điện: d 
 q 
15,666 
15,9 
0,126 
0,107 
Hình 9 cho thấy kết quả dòng điện được 
điều khiển bám sát dòng điện tham chiếu 
được tạo ra từ vòng điều khiển ngoài. Hệ 
thống điều khiển ổn định, giá trị công suất 
đầu ra của mỗi hệ thống bám sát các giá 
trị đặt mong muốn điều khiển. 
Công suất tác dụng và công suất phản 
kháng được điều khiển hoàn toàn độc lập. 
Ngoài ra, hệ thống còn cho phép mức 
truyền công suất tác dụng bằng 0, trong 
khi vẫn phát công suất phản kháng. Có 
thể quan sát kỹ trong hình 10 công suất 
tác dụng phía nhận điện (Ps1) nhỏ hơn 
một chút so với phía phát điện (Ps2) do có 
tổn thất trên hệ thống. 
Dòng điện phía xoay chiều thay đổi ổn 
định theo mức thay đổi của công suất 
(hình 11). Điện áp tại PCC (tính qui về 
cấp 110 kV) dao động rất ít ở cả hai phía 
hệ thống (hình 12). Hình 13 cho thấy tại 
điểm PCC, sóng điện áp gần như đạt được 
dạng sin chuẩn. Điện áp nửa cầu trên pha 
a có dạng bậc thang 11 cấp điện áp, kết 
hợp với điện áp nửa cầu dưới có dạng 
tương ứng sẽ có điện áp đầu ra bộ biến 
đổi có đặc tính rất tốt. 
Hình 9. Dòng điện điều khiển và dòng điện tham chiếu 
Dong dien duoc dieu khien bam thao cac gia tri tham chieu
 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ...
 ...
 ...
-12.5 
-10.0 
-7.5 
-5.0 
-2.5 
0.0 
2.5 
5.0 
7.5 
10.0 
12.5 
y
Idref Isd
-6.0 
-4.0 
-2.0 
0.0 
2.0 
4.0 
6.0 
8.0 
10.0 
12.0 
y
Isq Iqref
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
66 Số 14 tháng 12-2017 
Hình 10. Sự thay đổi công suất tƣơng ứng ở hai đầu hệ thống 
Hình 9. Dòng điện các pha điểm kết nối PCC phía Trung Quốc (trên) và phía Việt Nam (dƣới) 
Hình 12. Điện áp pha a điểm kết nối PCC phía Trung Quốc (trên) và phía Việt Nam (dƣới) 
Cong suat trao doi giua hai phia
 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ...
 ...
 ...
-0.8k
-0.6k
-0.4k
-0.2k
0.0 
0.2k
0.4k
0.6k
0.8k
1.0k
P
 (
M
W
),
 Q
( 
M
V
A
r)
Ps2 Qs2 Ps1 Qs1
Dong dien tai diem PCC
 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ...
 ...
 ...
-5.0 
-4.0 
-3.0 
-2.0 
-1.0 
0.0 
1.0 
2.0 
3.0 
4.0 
5.0 
p
u
Is
-6.0 
-4.0 
-2.0 
0.0 
2.0 
4.0 
6.0 
p
u
Is
Dien ap pha a tai diem PCC
 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ...
 ...
 ...
-100 
100 
k
V
Ung_TQ
-100 
100 
k
V
Ung_VN
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 14 tháng 12-2017 67 
Hình 13. Điện áp pha a phía Việt Nam (từ trên xuống): nửa cầu trên, đầu ra bộ biến đối, PCC 
Điện áp DC cũng được điều chỉnh ở giá 
trị ổn định 200 kV mặc dù có những dao 
động nhỏ tại những thời điểm có sự thay 
đổi về công suất ở các bộ điều khiển 
(hình 14). 
Hình 14. Điện áp phía một chiều của hệ thống 
5. KẾT LUẬN 
Từ các kết quả và phân tích trên có thể 
nhận thấy, việc ứng dụng MMC-HVDC 
trong việc liên kết trao đổi điện giữa Việt 
Nam - Trung Quốc có một số ưu điểm: 
a. Phương pháp điều chế NLM và thuật 
toán sắp xếp cân bằng điện áp tụ cho ra 
sóng điện áp có dạng gần sin chuẩn. Điều 
này cho phép MMC-HVDC không cần 
thêm các bộ lọc sóng hài như các cấu hình 
khác của VSC. 
Dien ap pha a
Thoi ... 1.680 1.690 1.700 1.710 1.720 1.730 1.740 ...
 ...
 ...
-120 
120 
B
ie
n
 d
o
 (
k
V
)
U_pA_tren
-120 
120 
B
ie
n
 d
o
 (
k
V
)
Ucona
-120 
120 
B
ie
n
 d
o
 (
k
V
)
Unga
Dien ap phia DC
 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 ...
 ...
 ...
0 
50 
100 
150 
200 
250 
300 
k
V
Udc
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
68 Số 14 tháng 12-2017 
b. Công suất tác dụng và phản kháng 
được điều khiển hoàn toàn độc lập. Mức 
truyền công suất có thể thay đổi linh hoạt, 
thuận lợi cho điều độ và vận hành giữa 
hai quốc gia. 
c. MMC-HVDC cho phép phát công suất 
phản kháng lên lưới xoay chiều trong khi 
không truyền công suất tác dụng. Điều 
này đặc biệt có lợi trong việc huy động 
công suất phản kháng để điều chỉnh chế 
độ của lưới điện và điều chỉnh điện áp khi 
cần thiết. 
Đó cũng là tiền đề để nghiên cứu sâu hơn 
về kinh tế và các vấn đề kỹ thuật khác 
trong ứng dụng MMC-HVDC tại Việt 
Nam. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] EVN, 2016 Vietnam Electricity Annual Report,  
[2] Mircea Eremia (Editor), Advanced Solutions in Power Systems: HVDC, FACTS, and Artificial 
Intelligence, IEEE Press, United State of America, First edition, 2016. 
[3] Dragan Jovcic, High voltage direct current transmission: converters, systems and DC grids, Wiley 
John&Son, United State of America, First edition, 2015. 
[4] Zheng Xu, and others, Flexible high voltage direct current transmission system [in Chinese], China 
Machine Press, China, first edition, 2013. 
[5] Qingrui, and others, Parameter design principle of the arm inductor in modular multilevel converter 
based HVDC, 2010 International Conference on Power System Technology (POWERCON), Zhejiang, 
China, p.1-6, 24-28 Oct. 2010. 
[6] Trần Hùng Cường và cộng sự, Phương pháp điều chế NLM và thuật toán c n bằng năng lượng cho 
bộ biến đổi đa mức cấu tr c module, Hội nghị toàn quốc lần thứ 3 về điều khiển và tự động hóa, 
Thái Nguyên, Việt Nam, P.1-7, 28-29.11.2015; 
[7] Byung Moon Han, Jong kyou Jeong, Switching-Level Simulation Model of MMCbased Back-to-Back 
Converter for HVDC Application, Conference in Power Electronics (IPEC), Hiroshima, Japan, p. 937 
- 943, 2014. 
[8] Beddard, A.Barnes, M., Modelling of MMC-HVDC Systems – An Overview, Energy Procedia, Vol. 80, 
Supplement C, p.201-212, 2015 
Giới thiệu tác giả: 
Tác giả Nguyễn Phúc Huy tốt nghiệp đại học và thạc sĩ tại Trường Đại học 
Bách khoa Hà Nội vào các năm 2003 và 2010. Năm 2015 nhận bằng Tiến sĩ hệ 
thống điện và tự động hóa tại Trường Đại học Điện lực Hoa Bắc, 
Bắc Kinh, Trung Quốc. Hiện nay tác giả đang công tác tại Trường Đại học 
Điện lực. 
Hướng nghiên cứu chính: Chất lượng điện năng, ứng dụng điện tử công suất, 
độ tin cậy của hệ thống điện. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC 
(ISSN: 1859 - 4557) 
Số 14 tháng 12-2017 69