Giải tích hệ thống điện hệ thống FACTS dùng TCSC

opment of power electronic devices, high voltage, FACTS technology came in the late 1980s helped to control the power flow on the transmission line dynamicallyactive and fast. U.S., Canada and Brazil are the countries that pioneered FACTS technology use in the transmission grid, the equipment is often used like: SVC, STC, TCR, TCSC, STATCOM, and UPFC. In particular, the TCSC device is a device able to control power flow on the line flexibility, it allows control of active power flow, reactive power, voltage and phase angle. 
Therefore, the study and use of this equipment to improve the storage stability of the transmission line is necessary to protect the operational stability, reliability for the system, and limit the impact of layoffs load in order to enhance the continuous operation of the system as well as to ensure the power supply in the economy and this is also the direction of the subject. 
MỤC LỤC 
TRANG 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS .................................... 1 
1.1 Lý thuyết về facts ............................................................................................ 1 
1.1.1 Khi bù nối tiếp ....................................................................................... 3 
1.1.2 Khi bù song song ................................................................................... 3 
1.2. Lợi ích khi sử dụng thiết bị facts ..................................................................... 4 
1.3. Phân loại thiết bị FACTS ................................................................................ 4 
1.4. Một số thiết bị FACTS .................................................................................... 8 
1.4.1. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor ( SVC ) ................................ 8 
1.4.2. Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor ( TCSC ) ............................ 10 
1.4.3. Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor ( STATCOM ) ........................ 11 
1.4.4. Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor ( TCPAR ) ....................... 13 
1.4.5. Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất ( UPFC ) ....................... 14 
CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỆ THỐNG ĐIỆN BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PHÂN BỐ CÔNG SUẤT .................................................................................................. 17 
2.1. Cấu tạo của TCSC ......................................................................................... 17 
2.2 Lý thuyết TCSC ............................................................................................ 17 
2.3 Bảo vệ TCSC ................................................................................................. 18 
2.4 Mô hình điều khiển TCSC ............................................................................. 19 
CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ THIẾT BỊ FACTS DÙNG TCSC ......... 21 
3.1 Thuật toán điều khiển TCSC .......................................................................... 21 
3.1.1 Điều khiển TCSC theo tín hiệu đóng cắt ............................................. 21 
3.1.2 Điều khiển TCSC theo tác động tối ưu ................................................ 23 
3.2. Hiệu quả điều khiển theo tín hiệu đo ............................................................. 25 
3.2.1 Hiệu quả điều khiển theo tín hiệu đo là công suất truyền tải ............... 25 3.2.2 Hiệu quả điều khiển theo tín hiệu đo là dòng điện trên đường dây ..... 26 
CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN BÙ CÔNG SUẤT ĐỂ NÂNG CAO KHẢ NĂNG TRUYỀN TẢI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ....................................................... 28 
4.1 Lưu đồ thuật toán .......................................................................................... 28 
4.2 Kết quả từ mô phỏng bằng phần mềm Matlab .............................................. 29 
4.2.1 Khi chưa dùng thiết bị TCSC .............................................................. 29 
4.2.2 Khi dùng thiết bị TCSC ...................................................................... 31 
CHƯƠNG 5: KIỂM TRA KẾT QUẢ TRÊN MẠNG ĐIỆN MẪU .................. 34 
5.1 Lưu đồ thuật toán ........................................................................................... 34 
5.2 Kết quả từ mô phỏng bằng phần mềm matlab ................................................ 35 
5.2.1 Khi chưa dùng thiết bị TCSC ............................................................... 35 
5.2.2 Khi có thiết bị TCSC .......................................................................... 42 
5.3 Viết bằng chưong trình Hadi Saadat .............................................................. 46 
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN ..................................................................................... 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 55 PHẦN PHỤ LỤC ................................................................................................... 56 
CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU 
CĐXL 	 
Chế độ xác lập 
CSPK 	 
Công suất phản kháng 
CSTD 	 
Công suất tác dụng 
HTĐ 	 
Hệ thống điện 
HTCCĐ 	 
Hệ thống cung cấp điện 
FACTS 
 Flexible AC Transmission Systems - Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt 
 GTO 	 
Gate Turn - Off Thyristor – Khóa đóng mở 
MBA 	 
Máy biến áp 
STATCOM 
 Static Synchronous Compensator - Thiết bị bù ngang điều khiển bằng thyristor 
SVC 
 Static Var Compensator - Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng Thyristor 
TCP AR 
 Thyristor Controlled Phase Angle Regulator - Thiết bị điều chỉnh góc lệch pha của điện áp 
TCR 
 Thyristor Controlled Reactor – kháng điện điều khiển bằng Thyristor 
TCSC 
 Thyristor Controlled Series Compensator - Thiết bị bù dọc điều khiển bằng Thyristor 
TSR 
 Thyristor Switched Reactor – Kháng điện đóng mở bằng Thyristor 
 TSC 
 Thyristor Switched Capacitor - Tụ điện đóng mở bằng 
Thyristor 
 UPFC 
 Unified Power Flow Control - Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất 
DANH MỤC CÁC ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH 
TRANG 
Hình 1.1 Đường dây không có tổn thất ................................................................... 2 
Hình 1.2 Bù nối tiếp ................................................................................................. 3 
Hình 1.3 Bù song song ............................................................................................. 4 
Hình 1.4 Ứng dụng của FACTS trong các tụ bù nối tiếp .......................................... 5 
Hình 1.5 Ứng dụng của FACTS trong các thiết bị bù song song .............................. 7 
Hình 1.6 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SVC .................................................. 9 
Hình 1.7 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của TCSC ............................................... 11 
Hình 1.8 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của STATCOM .......................................... 12 
Hình 1.9 Nguyên lý cấu tạo của TCPAR ................................................................... 13 
Hình 1.10 Nguyên lý cấu tạo của UPFC ...................................................................... 14 
Hình 2.1 Cấu tạo TCSC ........................................................................................... 17 
Hình 2.2 Mô hình điều khiển TCSC ........................................................................ 19 
Hình 3.1 Mô hình hệ thống có sử dụng TCSC ........................................................ 21 
Hình 3.2 Đồ thị mô tả QTQĐ máy phát có điều chỉnh đóng cắt TCSC .................. 22 
Hình 3.3 TCSC tác động theo tín hiệu dòng công suất ........................................... 26 
Hình 4.1 Thuật toán Newton-Raphson có đặt thiết bị TCSC .................................. 28 
Hình 4.2 Hệ thống điện được mô phỏng khi chưa sử dụng TCSC......................... ... 29 
Hình 4.3: Hệ thống điện được mô phỏng khi sử dụng TCSC ..................................... 31 
Hình 5.1: Thuật toán Newton-Raphson có đặt thiết bị TCSC .................................. 34 
Hình 5.2 Hệ thống điện được mô phỏng khi chưa sử dụng TCSC........................... . 35 
Hình 5.3: Kết quả mô phỏng hệ thống điện khi chưa sử dụng TCSC ...................... .. 37 Hình 5.4 : Sự cố tại bus 1, đường dây 12 được loại bỏ ........................................... 38 
Hình 5.5: Sự cố tại bus 2, đường dây 23 được loại bỏ ............................................ 38 
Hình 5.6: Sự cố tại bus 2, đường dây 25 được loại bỏ ............................................ 39 
Hình 5.7: Sự cố tại bus 3, đường dây 13 được loại bỏ ............................................ 39 
Hình 5.8 : Sự cố tại bus 3, đường dây 34 được loại bỏ ........................................... 40 
Hình 5.9: Sự cố tại bus 4, đường dây 45 được loại bỏ ............................................ 40 
Hình 5.10: Sự cố tại bus 4, đường dây 24 được loại bỏ .......................................... 41 
Hình 5.11 : Sự cố tại bus 5, đường dây 25 được loại bỏ ......................................... 41 
Hình 5.12: Hệ thống điện được mô phỏng khi sử dụng TCSC .................................. 42 
Hình 5.13: Kết quả mô phỏng hệ thống điện khi sử dụng TCSC ............................... 48 
Hình 5.14 : Sự cố tại bus 3, đường dây 13 được loại bỏ ......................................... 48 
Hình 5.15: Sự cố tại bus 2, đường dây 23 được loại bỏ .......................................... 49 
Hình 5.16: Sự cố tại bus 3, đường dây 13 được loại bỏ .......................................... 49 
Hình 5.17: Sự cố tại bus 4, đường dây 45 được loại bỏ .......................................... 50 
Hình 5.18: Sự cố tại bus 4, đường dây 24 được loại bỏ .......................................... 50 
Hình 5.19: Sự cố tại bus 3, đường dây 36 được loại bỏ .......................................... 51 
Hình 5.20: Sự cố tại bus 5, đường dây 25 được loại bỏ .......................................... 51 Hình 5.21: Sự cố tại bus 2, đường dây 25 được loại bỏ .......................................... 52