Tóm tắt Luận văn Nghiên cứu ứng dụng UPFC điều khiển dòng công suất để nâng cao độ dự trữ ổn định tĩnh cho các đường dây truyền tải điện

nh 
 a.Soạn thảo số liệu: 
 b.Thực hiện tính toán: 
 c.Xem kểt quả 
 d.Các điều kiện tuỳ chọn 
2.4.5 Phân tích lựa chọn phần mềm tính toán 
Phần mềm tính toán CONUS và đặt biệt là chương trình đã 
được Việt hoá nên rất dễ sử dụng, nên tác giả đã chọn chương này để 
tín 
2.5 KẾT LUẬN 
 16 
Có rất nhiều phương pháp đánh giá ổn định hệ thống điện, 
mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và hạn chế nhất định. 
Tiêu chuẩn năng lượng có ưu điểm là tính toán đơn giản và 
hiệu quả, nhưng nhược điểm của phương pháp là chưa thể hiện đầy 
đủ các yếu tố đặc trưng cho tính ổn định hệ thống, chưa xét yếu tố 
quán tính và động năng của hệ thống
 17 
CHƯƠNG 3 
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ MÔ HÌNH TÍNH 
TOÁN CỦA THIẾT BỊ UPFC 
3.1 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA UPFC 
3.1.1 Cấu tạo 
Cấu tạo của thiết bị UPFC gồm một máy biến áp kích từ mắc 
song song (ET), một máy biến áp tăng áp mắc nối tiếp (BT) và hai bộ 
nghịch lưu áp mắc theo kiểu lưng tựa lưng (Back – To – Back) liên 
kết qua tụ DC để dự trữ công suất như hình 2.1. 
Thiết bị UPFC được lắp đặt tại điểm đầu nút 2 của một 
đường dây truyền tải. Sơ đồ mạch động lực của thiết bị UPFC gồm: 
- Máy biến áp kích thích ET (máy biến áp điều chỉnh). 
- Máy biến áp tăng áp BT (máy biến áp bổ trợ). 
- Bộ chuyển đổi. 
 18 
3.1.2 Nguyên lý làm việc 
Hình 3.2: Sơ đồ thay thế của UPFC 
Hình 3.3: Giản đồ véctơ điện áp của UPFC 
Thiết bị UPFC được điều khiển để tạo điện áp pqV
→
 có môđun 
thay đổi từ 0
 pqV
→
max và góc pha γ thay đổi từ 0 
 2pi. 
3.2 KHẢ NĂNG ĐIỀU KHIỂN DÒNG CÔNG SUẤT TRÊN 
CÁC ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI CỦA THIẾT BỊ UPFC 
3.2.1 Điều khiển điện áp 
Hình 3.4a: Giản đồ véctơ khi điện áp điều khiển 
o → 
↓ 
→ 
V1 Vc V2 
 NL1 NL2 DC 
V1 Vc 
δ0 
Vp
 V2 
δ 
 19 
3.2.2 Bù trở kháng 
Hình 2.4b: Giản đồ véctơ khi bù trở kháng 
3.2.3 Dịch chuyển pha 
Hình 3.4c: Giản đồ véctơ khi dịch chuyển pha 
 20 
3.2.4 Điều khiển hổn hợp 
Hình 3.4d: Giản đồ véctơ khi điều khiển hổn hợp 
3.3 ĐIỀU KHIỂN ĐỘC LẬP DÒNG CÔNG SUẤT TÁC DỤNG 
VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CỦA THIẾT BỊ UPFC 
3.4 MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỦA THIẾT BỊ UPFC 
Thiết bị UPFC có thể thay thế mô hình tính toán như hình 
2.13a. Trong đó: 
Vse: Nguồn áp mắc nối tiếp thay thế cho các thành phần cơ 
bản của các dạng sóng điện áp đầu vào của bộ chuyển đổi 2. 
Vsh: Nguồn áp mắc song song tại điểm đấu nối thay thế cho 
các thành phần cơ bản của các dạng sóng điện áp đầu vào của bộ 
chuyển đổi 1. 
Xse: Điện kháng của máy biến áp mắc nối tiếp. 
Xsh: Điện kháng của máy biến áp mắc song song. 
 21 
CHƯƠNG 4 
ÁP DỤNG TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN VỊ TRÍ LẮP ĐẶT THIẾT 
BỊ UPFC ĐỂ NÂNG CAO DỰ TRỮ ỔN ĐỊNH TĨNH CHO CÁC 
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN THUỘC HỆ THỐNG ĐIỆN 
VIỆT NAM 
4.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 
Qua tìm hiểu quá trình hình thành và phát triển của hệ thống 
điện Việt Nam đã giúp tác giả nắm được các thông tin về nguồn, 
đường dây, phụ tải, máy biến áp trong sơ đồ hệ thống điện 500kV 
hiện tại 2010 và quy hoạch phát triển đến năm 2015 được cung cấp 
bởi điều độ quốc gia (chi tiết phụ lục 1 và 2). Điều này đã giúp tác 
giả hình thành nên bộ số liệu, góp phần quan trọng trong việc nghiên 
cứu đề tài. 
4.2 TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA 
HTĐ 
4.2.1 Tính toán HTĐ giai đoạn 2010: 
 Dựa vào sơ đồ vận hành lưới điện truyền tải Việt Nam năm 
2010, cập nhật ngày 22/05/2010 của Tổng công ty truyền tải điện 
Quốc gia ban hành theo quyết định số 132/QĐ-NPT. 
4.2.1.1. Lựa chọn chế độ vận hành cơ bản (chế độ 1) 
Kết quả tính toán : 
 - Tổng công suất phát : PF = 4645.113 MW 
 - Tổng công suất yêu cầu : PYC = 4302 MW 
 - Tổn thất trong lưới : ∆ P = 343.122 MW 
Ở chế độ này hệ số dự trữ ổn định tĩnh của toàn hệ thống là: 25.7% 
Lúc này đường dây Phú Lâm – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 1030 MW Q = 298 MVAr 
 Đường dây Di Linh – Pleiku tải lượng công suất 
 22 
 P = 781 MW Q = 215 MVAr 
 Ta tính được giới hạn truyền tải trên đường dây Phú Lâm – 
Pleiku và Di Linh – Pleiku là. 
 Với đường dây Phú Lâm – Pleiku ta có: 
 Pmax = 1477 MW 
 Với đường dây Di Linh – Pleiku ta có 
 Pmax = 1227 MW 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Di Linh – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %1.57=PK 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Di Linh – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng %39.43=PK 
4.2.1.2 Tính toán chế độ theo kịch bản phụ tải miền Bắc 
tăng 10% (chế độ 2) : 
Kết quả tính toán : 
 - Tổng công suất phát : PF = 5599.76 MW 
 - Tổng công suất yêu cầu : PYC = 5059.09 MW 
 - Tổn thất trong lưới : ∆ P = 541MW 
 - Hệ số dự trữ ổn định tĩnh : 19.5% 
Lúc này đường dây Phú Lâm – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 1137 MW Q = 337 MVAr 
 Đường dây Di Linh – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 856.2 MW Q = 255 MVAr 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Di Linh – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %16.36=pK 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Phú Lâm – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %5.24=PK 
 4.2.1.3 Kết luận 
 23 
 Từ các kết quả tính toán cho từng chế độ cụ thể ở ta nhận 
thấy: 
Khi phụ tải tăng thì độ dự trữ ổn định trên đường dây và hệ thống sẽ 
giảm và điện áp tại các nút tải cũng dễ rơi ra ngoài phạm vi cho phép. 
 Vì thế ta cần nghiên cứu sử dụng các thiết bị để nâng cao ổn định 
tĩnh và điện áp cho hệ thống điện, trong phần này tác giả nghiên cứu 
sử dụng UPFC đặt tại các nút có dòng công suất lớn, nhằm nâng cao 
hệ số độ dự trữ ổn định tĩnh cho đường dây tải điện của hệ thống. 
4.3.1 Sử dụng UPFC lắp đặt tại các đường dây có dòng công 
suất lớn. 
4.3.1.1 Xét trường hợp đặt UPFC Pleiku ở chế độ 1 
 Lúc này đường dây Phú Lâm – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 970 MW Q = 277MVAr 
 Đường dây Di Linh – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 841.1 MW Q = 240 MVAr 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Di Linh – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %48=pK 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Phú Lâm – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %51=PK 
 Ta nhận thấy khi đưa UPFC vào đường dây Phú Lâm – 
Pleiku và điều chỉnh dòng công suất tác dụng và phản kháng trên 
đường dây về trị số ta mong muốn thì lập tức độ dự trữ ổn định tĩnh 
trên 2 đường dây đó thay đổi, đường dây 
4.3.1.2 Xét trường hợp đặt UPFC Pleiku ở chế độ 2.(tăng 
10% công suất) 
 Lúc này đường dây Phú Lâm – Pleiku tải lượng công suất 
 P = 1052 MW Q = 308MVAr 
 Đường dây Di Linh – Pleiku tải lượng công suất 
 24 
 P = 931.4 MW Q = 287 MVAr 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Di Linh – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %8.28=pK 
 Độ dự trữ ổn định tĩnh của đường dây Phú Lâm – Pleiku là. 
 * Độ dự trữ theo công suất tác dụng : %9.31=PK 
4.4. XÂY DỰNG MIỀN LÀM VIỆC CHO PHÉP ĐỂ KHẢO 
SÁT CHO CÁC NÚT TẢI 
Công suất tại các nút phụ tải của hệ thống điện thường xuyên 
thay đổi để đáp ứng nhu cầu của hộ tiêu thụ. Khi phụ tải tăng đến 
một giới hạn nào đó thì sẽ dẫn đến hiện tượng sụp đổ điện áp ( hầu 
hết giá trị điện áp tại các nút trong hệ thống đều nằm ngoài giá trị cho 
phép) , gây mất ổn định hệ thống và từ đó làm tan rã lưới. 
4.4.1.1.Miền làm việc nút Pleiku (chế độ 1). 
 Chế độ 1 chưa có UPFC Chế độ 1 có UPFC tại nút Pleiku 
Pleiku
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
-100 0 100 200 300 400 500
P(MW)
Pleiku
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
-200 0 200 400 600
M
W P(MW)
 4.4.1.2. Miền làm việc nút Pleiku.(Chế độ 2). 
 25 
 Chế độ 2 chưa có UPFC Chế độ 2 có UPFC tại nút Pleiku 
Pleiku
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
-400 -200 0 200 400 600 800
M
W P(MW)
Pleiku
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
-500 0 500 1000
M
W P(MW)
4.4 KẾT LUẬN 
Khi phụ tải tăng thì độ dự trữ ổn định sẽ giảm và điện áp tại 
các nút cũng dễ rơi ra ngoài phạm vi cho phép. Khi độ dự trữ càng 
kém thì giá trị điện áp tại các nút rơi ra ngoài phạm vi cho phép càng 
tăng lên. 
Cùng với việc tính toán phân tích ở trên, tác giả đã đề ra phương án 
sử dụng thiết bị UPFC đặt tại nút Pleiku đã có những cải thiện cho 
chế độ vận hành lưới điện trong giai đoạn 2010. 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
Do sự phát triển nền kinh tế và dân số mỗi quốc gia ngày 
càng tăng truởng nhanh chóng dẫn đến nhu cầu năng lượng nói 
chung và năng lượng điện nói riêng cũng phải tăng nhanh, điều này 
khiến cho điện năng sẽ bị thiếu hụt nghiêm trọng trong thời gian sắp 
đến. Trước tình hình đó, hệ thống điện Việt Nam cũng như một số hệ 
thống điện lớn trên thế giới không ngừng được mở rộng và phát triển 
cả quy mô lẫn công nghệ. Bên cạnh đó Tập đoàn điện lực Việt Nam 
 26 
còn nghiên cứu liên kết HTĐVN với HTĐ các nước trong khu vực 
như Lào, Trung Quốc để đáp ứng đủ nhu cầu điện năng trong nước. 
 Qua nghiên cứu đã cho thấy việc sử dụng các thiết bị 
FACTS, mà cụ thể là UPFC có khả năng điều khiển linh hoạt dòng 
công suất trên đường dây. Do vậy, tác giả tập trung nghiên cứu thiết 
bị này và dùng phần mềm Conus để tính toán cho HTĐVN, thông 
qua việc phân tích và đánh giá để tìm ra các nút và các nhánh nguy 
hiểm trong lưới điện truyền tải, nhằm hướng tới việc nâng cao độ dự 
trữ ổn định cho các đường dây truyền tải thuộc hệ thống điện Việt 
nam. 
Qua việc tính toán và phân tích đó, tác giả đã đề ra phương 
án sử dụng thiết bị UPFC nhằm mục đính nâng cao độ dự trữ ổn định 
cho các đường dây truyền tải. Sau khi lắp đặt UPFC vào hệ thống, độ 
dự trữ ổn định tăng lên rõ rệt, hệ thống an toàn tin cậy hơn trong các 
chế độ làm việc, nâng cao hiệu suất truyền tải trên đường dây. 
* Đề tài đã xây dựng được: 
- Nêu được tính cần thiết về việc sử dụng thiết bị FACTS cho 
HTĐ Việt Nam trong thời điểm hiện tại và tương lai. 
- Lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị UPFC cho sơ đồ lưới điện 
giai đoạn 2010 tại nút Pleiku. 
*Hạn chế của đề tài: 
-Chưa tính toán được các chi phí lắp đặt UPFC cho hệ thống 
điện. 
- Chưa nêu được hết các ưu điểm của UPFC. 
-Chưa nêu được các nhược điểm khi sử dụng lắp đăt thiết bị 
UPFC vào hệ thống.