Nghiên cứu tính toán lắp đặt thiết bị TCSC hoặc TCPAR kết hợp SVC để nâng cao ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt Nam giai đoạn đến năm 2020

475 475 
Hình 3. Đặc tính V-P ở một số nút điển hình có 
điện áp biến động lớn tại khu vực Miền Trung 
 - Khu vực miền Nam: Ở chế độ tải nhẹ các nút có điện áp vượt quá giới hạn 
105%Uđ m như: Di Linh, Cam Ranh, Mỹ Phước, Cầu Bông, Tân Định, Phú Mỹ, Đức 
Hòa, Củ Chi, Tây Ninh, Ô Môn, Sóc Trăng, Thốt Nốt, Kiên Giang. Chế độ tải nặng một 
số nút có điện áp giảm thấp hơn 95%Uđm như: Mỹ Phước, Cầu Bông, Thủ Đức Bắc, 
Đức Hòa, Củ Chi, Tây Ninh. Đặc biệt điện áp các nút Tân Định, Mỹ Phước, Cầu Bông, 
Đức Hòa, Củ Chi, Tây Ninh biến động lớn trên 105%Uđm ở chế độ tải nhẹ và xuống 
dưới 95%Uđm trong các chế độ tải nặng, trong đó nút Tây Ninh có điện áp giảm nhanh 
nhất khi tăng tải. Công suất tải trên đường dây Thốt Nốt - Đức Hòa trong chế độ nặng 
tải là 3395,5MW (UThốtNốt = 484,3kV, UĐứcHoà
500 
475 
500 
475 
475 
500 500 
475 
 = 464,5kV), các đường dây khác công 
suất truyền tải dưới 1500MW. Đặc tính V-P một số nút điển hình biến động lớn như 
hình 4. 
Hình 4. Đặc tính V-P ở một số nút điển hình có điện áp biến động lớn tại khu vực Miền Nam 
3. Tính toán lắp đặt TCSC (hoặc TCPAR) kết hợp với SVC để giữ ổn định điện áp 
nút 
3.1. Khảo sát vị trí lắp đặt thiết bị 
Qua tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị FACT cho thấy TCSC 
và TCPAR có khả năng điều chỉnh linh hoạt dòng công suất truyền tải trên đuờng dây, 
đặc biệt là các mạch vòng; SVC và STATCOM cho phép điều khiển nhanh lượng công 
suất phản kháng bù cho hệ thống để giữ ổn định điện áp [5,6]. Để tìm vị trí thích hợp 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009 
 47 
lắp đặt các thiết bị FACT nhằm giữ ổn định điện áp cho các nút tải của HTĐVN giai 
đoạn đến năm 2020, đề tài tiến hành như sau: lần lượt bố trí TCSC hoặc TCPAR trên 
các đường dây có công suất thay đổi lớn thuộc các mạch vòng và bố trí SVC tại các nút 
có điện áp biến thiên nhiều [2,3]. Điều khiển đặc tính điều chỉnh của các thiết bị bù 
nhằm đưa điện áp tất cả các nút nằm trong vùng cho phép (Uđm
3.2. Phương án I 
±5%) theo chế độ vận 
hành. Kết quả đã tìm được hai phương án khả thi để giữ ổn định điện áp cho HTĐVN. 
Lắp đặt SVC tại nút Hoài Đức ở khu vực phía Bắc với công suất 800MVAr, tại nút 
Đà Nẵng ở khu vực miền Trung với công suất 900MVAr và tại Phú Lâm ở khu vực phía 
Nam với công suất 500MVAr, đồng thời đặt TCSC trên đường dây Thốt Nốt-Đức Hòa 
về phía nút Đức Hòa với khả năng điều chỉnh XTCSC từ (40 ÷ 60)Ω. Điều chỉnh SVC để 
giữ ổn định điện áp nút Hoài Đức UHĐ=493kV, nút Đà Nẵng U ĐN=494,5kV và điện áp 
nút Phú Lâm theo 3 mức như trên hình 5, đồng thời điều chỉnh X TCSC
U(kV)
505
495
475
0.35 0.45 0.55 0.65
485
0.25
Đặc tính V-P tại Phú Lâm
0.75
515
520
P(pu)
519.5
490
480.5
 với giá trị thích 
hợp. Với đặc tính điều chỉnh của các thiết bị FACT như trên hình 5 đã đưa điện áp tất cả 
các nút trong toàn hệ thống nằm trong giới hạn cho phép và nâng cao đáng kể khả năng 
tải của các đường dây [3]. Đặc tính V-P của một số nút có điện áp thay đổi lớn theo chế 
độ vận hành trước và sau khi lắp đặt thiết bị FACT như trên hình 6. 
Đặc tính điện áp tại nút Phú Lâm
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
V
A
r)
Đặc tính điều chỉnh TCSC 
0
16
32
48
64
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
tc
sc
(M
va
r)
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Đà Nẵng
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
1000
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
va
r)
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Hoài Đức
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
va
r)
Hình 5. Đặc tính điều chỉnh thiết bị TCSC kết hợp SVCC 
 Qua các đặc tính trên cho thấy việc phối hợp các đặc tính điều chỉnh của SVC 
kết hợp với đặc tính của TCSC hợp lý chất lượng điện áp của các nút đã được cải thiện 
đáng kể, đồng thời qua các điểm giới hạn sụp đổ điện áp trên các đặc tính V-P trước và 
sau khi đặt thiết bị FACT cho thấy khả năng tải công suất tác dụng cho p hụ tải cũng 
được nâng cao. Mặt khác, việc điều chỉnh đặc tính SVC để giữ ổn định điện áp nút ở 
các mức hợp lý vừa kéo điện áp các nút trong khu vực nằm trong giới hạn cho phép, 
vừa lựa chọn được công suất SVC phù hợp giảm được chi phí đầu tư. 
Cầu Hai
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
Thái Bình 
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
Cầu Bông
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
Củ Chi
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
500 
475 
500 
475 
500 
475 
500 
475 
Hình 6. Đặc tính P-V trước và sau khi lắp đặt thiết bị FACT 
3.3. Phương án II 
Tại khu vực phía Nam lắp đặt TCPAR trên đoạn đường dây Phú Lâm - Cầu Bông 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009 
 48 
về phía Phú Lâm với công suất 2950 MVA và lắp đặt SVC tại nút Thốt Nốt với công 
suất 1050 MVAr. Tại khu vực miền Trung lắp đặt SVC tại nút Đà Nẵng với công suất 
1100 MVAr. Tại khu vực phía Bắc lắp đặt SVC tại nút Hoài Đức với công suất 900 
MVAr. 
Hình 7. Đặc tính điều chỉnh của TCPAR kết hợp với SVC 
 Tương tự phương án I, điều chỉnh đặc tính công suất bù của SVC (hình 7) để giữ 
ổn định điện áp nút lắp đặt SVC ở các mức khác nhau như trên hình 8 và góc dịch pha 
của bộ TCPAR như hình 7 thì cũng kéo được đặc tính điện áp (V-P) của tất cả các nút 
nằm trong giới hạn cho phép [2]. 
Hình 8. Đặc tính điện áp V- P lắp đặt SVC 
Đặc tính V-P của một số nút có điện áp thay đổi lớn theo chế độ vận hành trước và 
sau khi lắp đặt thiết bị FACT như trên hình 9. 
Thái Bình
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
Cầu Hai
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U
(k
V
)
Củ Chi
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
 U
(k
V
)
Cầu Bông
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U
(k
V
)
500 
475 
500 
475 
500 
475 
500 
475 
Hình 9. Đặc tính V –P trước và sau lắp đặt thiết bị FACT 
Qua các đặc tính trên hình 9 cũng cho thấy việc lựa chọn công suất và vị trí lắp đặt 
thích hợp và phối hợp đặc tính điều chỉnh hợp lý của các thiết bị FACT đã giữ ổn định 
điện áp của tất cả các nút trong toàn hệ thống, hạn chế nguy cơ sụp đổ điện áp của các 
nút nguy hiểm, đồng thời nâng cao khả năng truyền tải công suất cho các nút phụ tải. 
P(pu)
Đặc tính V-P tại nút Thốt Nốt
U(kV)
505
495
475
515
0.35 0.55 0.65
485
0.25 0.75
525
0.45
514.7
502.2
P(pu)
U(kV)
505
495
475
515
0.35 0.55 0.65
485
0.25
Đặc tính V-P tại nút Đà Nẵng
0.75
525
0.45
500.8
U(kV)
505
495
475
515
0.35 0.55 0.65
485
0.25 0.75
525
0.45 P(pu)
501.9
496.4
Đặc tính V-P tại nút Hoài Đức
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Hoài Đức
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
V
A
r)
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Thốt Nốt
-1000
-500
0
500
1000
1500
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
V
A
r)
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Đà Nẵng
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Q
sv
c(
M
V
A
r)
Đặc tính góc phi - kịch bản điển hình
-20
-15
-10
-5
0
5
10
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
G
iá
 t
r
ề
T
C
P
A
R
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009 
 49 
4. Kết luận 
 Nền kinh tế Việt Nam trong những năm qua phát triển nhanh đã kéo theo nhu 
cầu tiêu thụ điện ngày một gia tăng và việc đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải 
đã trở thành một trong những điều kiện đảm bảo cho sự phát triển của nền kinh tế. Cho 
nên việc tìm được các giải pháp giữ ổn định hệ thống, nâng cao khả năng tải các đường 
dây và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện là rất cần thiết và cung cấp những thông ti n 
hữu ích cho quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành an toàn HTĐ. 
 Sử dụng số liệu của tổng sơ đồ VI, tính toán CĐXL, xây dựng đặc tính V-P cho 
tất cả các nút đã tìm được một số nút nguy hiểm có điện áp biến động lớn theo chế độ 
vận hành, dễ dẫn đến sụp đổ điện áp gây mất ổn định hệ thống. Qua đó cho thấy cần 
thiết phải tìm giải pháp bù thích hợp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và vận 
hành an toàn hệ thống. 
 Qua tìm hiểu công nghệ FACT, tính toán so sánh các phương án đề tài đã tìm 
được 2 phương án thích hợp đề xuất lắp đặt TCSC hoặc TCPAR kết hợp với SVC cho 
HTĐVN giai đoạn đến năm 2020 nhằm giữ ổn định điện áp cho các nút tải theo chế độ 
vận hành, một điều kiện cần cho việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện. 
 Kết quả tính toán cho thấy, lựa chọn công suất và vị trí lắp đặt thiết bị FACT 
thích hợp, đồng thời phối hợp đặc tính điều chỉnh hợp lý đã nâng cao chất lượng điện áp 
cho toàn hệ thống và khả năng tải của các đường dây siêu cao áp. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Lã Văn Út, Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học 
và Kỹ thuật, Hà Nội, năm 2001. 
[2]. Phạm Châu Tuấn, “Nghiên cứu sử dụng thiết bị TCPAR và QBT để điều khiển các 
thông số chế độ trên đường dây truyền tải thuộc hệ thống điện Việt Nam”, Luận văn 
thạc sĩ, năm 2009. 
[3]. Lê Quang An, “ Nghiên cứu sử dụng thiết bị TCSC để nâng cao khả năng tải cho 
các đường dây truyền tải thuộc hệ thống điện Việt Nam”, Luận văn thạc sĩ, năm 
2009. 
[4]. Viện Năng lượng, Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006-2015 có 
xét triển vọng đến 2025, năm 2006. 
[5]. Yong Hua song and Allan T Johns (1999), "Flexible ac transmission systems 
(Facts)", The Institution of Electrical Engineers, London, United Kingdom. 
[6]. Narain G. Hingorani, Laszlo Gyugyi (2000), “Understanding FACTS, Concepts of 
Flexible AC Transmission Systems”, The Institution of Electrical and Electronics 
Engineers, Inc, New York.