Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110KV intel

Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110KV intel Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110KV intel Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110KV intel Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110KV intel

TỔNG QUAN

Tồng quan về hướng nghiên cứu

Trong những năm gần đây, nghiên cứu về phương pháp ổn định điện áp đã trở thành một chủ đề quan trọng do nhu cầu ngày càng cao về chất lượng điện năng từ các phụ tải như dây chuyền sản xuất vi xử lý, chip điện tử và các thiết bị yêu cầu độ chính xác cao Vấn đề này càng trở nên cấp thiết khi số lượng thiết bị điện tử công suất tăng lên trong các thiết bị tiêu thụ điện nhạy cảm với dao động trong các hiện tượng quá độ Dưới đây là một số nghiên cứu mới nhất về ổn định điện áp trong hệ thống điện.

Bài báo của Trần Duy Trinh (2014) nghiên cứu về việc điều khiển bộ khôi phục điện áp động (DVR) để bù đắp cho các lõm điện áp, nhằm bảo vệ các phụ tải quan trọng trong các xí nghiệp công nghiệp Nghiên cứu tập trung vào việc giải quyết các vấn đề liên quan đến cấu trúc phần lực và điều khiển DVR, đảm bảo rằng các phụ tải nhạy cảm không bị ảnh hưởng bởi các sự cố ngắn hạn gây ra lõm-dâng điện áp từ nguồn điện.

Nghiên cứu xác định các điều kiện cần thiết để ứng dụng hiệu quả thiết bị DVR trong các xí nghiệp công nghiệp, thông qua việc phân tích một trường hợp thực tế điển hình.

Lê Hữu Hùng, Ngô Văn Dưỡng, Đinh Thành Việt, Nguyễn Tùng Lâm (2010)"

Kết hợp sử đường cong PV và PQ để phân tích ổn định điện áp hệ thống điện 500KV Việt Nam" [2]

Nghiên cứu của F.A Althowibi và M.W Mustafa năm 2013 chỉ ra rằng sự sụp đổ điện áp là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sự ổn định và vận hành của hệ thống điện Việc nhanh chóng và chính xác xác định cũng như phân bổ ổn định điện áp trong hệ thống điện là một nhiệm vụ đầy thách thức Khi hệ thống truyền tải hoạt động gần với giới hạn cho phép, quá điện áp và sự cố đường dây không mong muốn có thể xảy ra.

Định mức công suất của hệ thống điện rất quan trọng, vì tải không mong muốn hoặc thiếu nguồn phản kháng có thể gây ra sụp đổ điện áp Để ngăn chặn sự cố này, việc có một bức tranh rõ ràng về ổn định điện áp cùng với chỉ thị và phân bố sụt áp chính xác là cần thiết cho người vận hành Thành công trong việc tránh sự sụp đổ hệ thống phụ thuộc vào độ chính xác của phương pháp, tốc độ chỉ thị và thời gian tính toán thấp.

Bài báo này giới thiệu một phương pháp mới để nghiên cứu ổn định điện áp trong hệ thống điện, phân tích cẩn thận mối quan hệ V-Q và P-Q giữa ổn định điện áp trong đường dây truyền tải và các bus hệ thống Bốn chỉ số được đề xuất, bao gồm VPIbus và VQIbus cho phân tích ổn định điện áp hệ thống bus, cùng với VPILine và VQILine cho ổn định điện áp đường dây truyền tải và mất điện Chỉ số dự kiến cho phép dự đoán chính xác sự sụp đổ điện áp cho toàn bộ hệ thống cũng như từng bus và đường dây Các chỉ số này đơn giản, nhanh chóng và chính xác, cung cấp cái nhìn rõ ràng về dao động dòng công suất tác dụng và phản kháng trong hệ thống điện truyền tải Phương pháp được thử nghiệm trên hệ thống IEEE 14-bus và 118-bus, cho thấy kết quả ấn tượng và hiệu quả khi so với các phương pháp hiện có.

Nghiên cứu của Rajalakshmy S và Jasmy Paul năm 2014 đã đề xuất giải pháp ổn định điện áp thông qua việc điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát mà không làm tăng chi phí lắp đặt thiết bị Hệ thống mất cân bằng công suất tác dụng và sự thay đổi dòng công suất phản kháng được giải quyết bằng cách kết nối máy phát với hệ thống công suất phản kháng có thể thay đổi Thuật toán Tối ưu hóa Bầy đàn (PSO) được sử dụng để tối ưu hóa giá trị điều chỉnh, nhằm giảm thiểu tổng tổn thất công suất phản kháng trong hệ thống, đồng thời đảm bảo các điều kiện ràng buộc về tải cân bằng và giới hạn điện áp bus.

Công suất thực và công suất phản kháng của máy phát điện được xác định trong khoảng tải cực đại và cực tiểu Mô phỏng này được thực hiện bằng phần mềm MATLAB.

The study titled "Assessing Short-Term Voltage Stability of Electric Power Systems by a Hierarchical Intelligent System" by Yan Xu and colleagues focuses on evaluating the voltage stability of electric power systems in the short term The research emphasizes the development of a hierarchical intelligent system designed to enhance the assessment process, ensuring more reliable and efficient management of voltage stability By integrating advanced algorithms and intelligent techniques, this approach aims to address the challenges faced in maintaining voltage stability, ultimately contributing to the overall resilience of electric power systems.

Bài báo của các tác giả Hongming Yang, Kit Po Wong và các thành viên IEEE đã đánh giá mô hình lưới điện thông minh (IS) trong bối cảnh gia tăng năng lượng tái tạo không liên tục, gây ra sự không chắc chắn cho việc vận hành hệ thống điện Đánh giá ổn định động trong thời gian thực (DSA) trở nên cần thiết để nâng cao nhận thức tình huống và ngăn chặn sự cố mất điện Các phương pháp DSA truyền thống thường dựa vào mô phỏng miền thời gian, nhưng không đủ nhanh và thiếu thông tin Bài báo tập trung vào ảnh hưởng của mất ổn định động đến ổn định điện áp ngắn hạn, liên quan đến sự thay đổi nhanh chóng và phức tạp của tải Vấn đề được mô phỏng như một bài toán phân loại cho sự sụp đổ điện áp tạm thời và một bài toán dự báo cho sai lệch điện áp không thể chấp nhận Một IS phân bậc đã được phát triển để giải quyết hai bài toán con một cách tuần tự, dựa trên học tập từ mẫu tốt ngẫu nhiên của mạng nơ-ron, được thực hiện qua huấn luyện ngoại tuyến, ứng dụng thời gian thực và mô hình cập nhật trực tuyến Kết quả mô phỏng trên hệ thống 39 bus ở New England đã kiểm tra tính ưu việt của phương pháp này.

Bài báo nghiên cứu của K Rayudu, K Surendhar, G Yesuratnam, A Jayalaxmi

This article discusses the enhancement of voltage stability through the application of Particle Swarm Optimization and Linear Programming techniques It highlights the integration of traditional and artificial intelligence methods to effectively manage reactive power, ensuring improved voltage stability in electrical systems.

Phương pháp tối ưu hoá hạt nhân (PSO) được áp dụng để tối ưu hóa các thông số phát triển và công suất phản kháng trong hệ thống điện, bao gồm nấc phân áp máy biến áp, kích từ máy phát, và bộ chuyển đổi nguồn VAR/bộ bù tĩnh VAR (SVC) như các biến kiểm soát nhằm cải thiện các tham số hệ thống và ổn định điện áp Phương pháp này tập trung vào việc giảm thiểu tổng bình phương giá trị chỉ mục L tại tất cả các bus tải Thuật toán PSO đã được kiểm tra trên hệ thống tương đương 39 bus New England của IEEE, và hiệu suất của nó được so sánh với phương pháp chương trình tuyến tính thông thường (LP) Kết quả được trình bày nhằm minh họa tính chính xác của sự ổn định điện áp thông qua hệ thống các thông số.

Bài báo của Isaiah G Adebayo và các cộng sự đề xuất một kỹ thuật mới mang tên đặc tính cấu trúc mạng sự tham gia nhân tố (NSCPF) nhằm xác định nút quan trọng nhất để nâng cao ổn định điện áp thông qua công suất bù phản kháng Phương pháp này sử dụng giá trị đặc trưng kỹ thuật phân tích trên ma trận con của sự phân chia bus Để kiểm tra hiệu quả, các phương pháp dòng công suất truyền thống như chỉ số ổn định điện áp (L-Index) và phân tích phương thức được sử dụng làm điểm chuẩn Kết quả cho thấy việc lắp đặt bộ điều khiển STATCOM FACTS tại bus nguy cấp không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm thời gian trong việc xác định vị trí lắp đặt.

The research paper titled "Novel Quasi-Decentralized SMC-Based Frequency and Voltage Stability Enhancement Strategies using Valve Position Control and FACTS Device," authored by Shenglong Yu, Tat Kei Chau, Tyrone Fernando, Andrey V Savkin, and Herbert H.-C Iu, presents an innovative sliding mode control (SMC) strategy aimed at improving frequency and voltage stability in complex power systems This approach utilizes valve position control and Flexible AC Transmission System (FACTS) devices to enhance operational efficiency and reliability.

Để điều chỉnh tần số tải trong hệ thống lưới điện, cần thay đổi vị trí van của máy phát và sử dụng thiết bị FACTS như bộ điều khiển công suất phản kháng tĩnh (SVC) để điều chỉnh điện áp bus Việc liên kết các khu vực thông qua các đường dây điện giúp duy trì các giao ước về công suất tác dụng giữa các khu vực Phương pháp điều khiển đề xuất hoạt động theo kiểu phân chia vùng, dựa trên tín hiệu điện thế, tần số khu vực và thông tin công suất giữa các đường dây liên vùng Một cải tiến cho phương pháp SMC ban đầu được thực hiện nhằm ngăn chặn dao động vốn có, và so với các bộ điều khiển PI thông thường, SMC nâng cao dễ dàng thực hiện và mang lại hiệu quả cao trong việc điều chỉnh tần số và điện áp thanh cái.

Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Chất lượng điện năng không đảm bảo có thể do nhiều nguyên nhân, bao gồm sự mất cân bằng giữa công suất phát và phụ tải, sự cố trong lưới điện như nhà máy điện, đường dây và trạm biến áp, cũng như việc đóng cắt các thiết bị có công suất lớn hoặc tụ bù Những yếu tố này có thể dẫn đến gián đoạn điện, dao động điện áp, mất điện áp tạm thời, và nhiễu hài, bên cạnh một số nguyên nhân khác.

Mặc dù Việt Nam đã đầu tư nhiều vào phát triển nguồn điện và lưới điện để đáp ứng nhu cầu năng lượng, nhưng chất lượng điện năng vẫn chưa được quan tâm đúng mức Sự cố trên lưới điện vẫn diễn ra, ảnh hưởng đến thời gian mất điện của khách hàng và làm cho điện áp không ổn định, đặc biệt trong sản xuất công nghệ cao Hiện tại, việc phát điện cạnh tranh đã được thực hiện, và chất lượng điện năng trở thành tiêu chí quan trọng cho khách hàng khi lựa chọn nhà cung cấp Do đó, nghiên cứu và tìm kiếm giải pháp nâng cao chất lượng điện năng là rất cần thiết, không chỉ để cải thiện dịch vụ mà còn để thu hút vốn đầu tư vào lĩnh vực công nghệ cao.

Để đảm bảo chất lượng điện năng trên lưới điện, việc đầu tiên là xác định nguyên nhân và phân loại các tín hiệu quá độ xuất hiện Từ đó, nghiên cứu và đưa ra giải pháp tối ưu cho từng trường hợp cụ thể, phù hợp với từng loại phụ tải Ứng dụng các phần mềm mô phỏng cùng với tính toán kỹ thuật mới sẽ giúp phân tích, xử lý và nhận dạng các tín hiệu một cách hiệu quả.

Nhận thấy tầm quan trọng của chất lượng điện năng trong sản xuất công nghiệp công nghệ cao, đặc biệt là sau sự cố lớn tại các trạm lân cận ảnh hưởng đến nhà máy Intel ở Quận 9, TP Hồ Chí Minh, đề tài "giải pháp ổn định điện áp tại trạm Biến áp 110kV Intel" đã được chọn cho luận văn tốt nghiệp Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của dao động điện áp và đưa ra giải pháp nhằm ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV, với mục tiêu giảm thiểu tác động tiêu cực của sự cố lưới điện đến chất lượng điện năng trong quá trình sản xuất của nhà máy.

Mục đích và đối tượng nghiên cứu

Mục tiêu là phát triển giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel nhằm ứng phó với các sự cố xảy ra trong lưới điện và các trạm biến áp liên quan đến nguồn cung cấp cho trạm 110kV Intel.

Đối tượng nghiên cứu bao gồm trạm biến áp 110kV Intel cùng với các đường dây cấp nguồn liên quan, bao gồm các trạm biến áp 220kV đang cung cấp điện cho trạm 110kV Intel và các trạm biến áp 110kV có chung đường dây hoặc các trạm lân cận.

 Các trường hợp sự cố ngắn mạch trên lưới điện khu vực cung cấp cho trạm biến áp 110kV ảnh hưởng đến chất lượng điện áp

 Tính toán điện áp tại các nút và tại nút 110kV trạm biến áp theo thông số thực tế khi xẩy ra ngắn mạch theo các trường hợp

 Sử dụng phần mềm trong việc thực hiện mô phỏng các dạng sự cố theo tính toán của tín hiệu điện áp quá độ

Để ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel, cần đưa ra các giải pháp hiệu quả và tiến hành mô phỏng để đánh giá kết quả Việc so sánh các kết quả đạt được sẽ giúp xác định giải pháp tối ưu, từ đó đề xuất các biện pháp áp dụng phù hợp với tình hình thực tế.

Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài

 Tổng quan về các hiện tượng quá độ gây dao động điện áp trong hệ thống điện

 Phân loại các hiện tượng dao động điện áp trong hệ thống điện

Lý thuyết tính toán thực tế được áp dụng để phân tích sự cố trong lưới điện cung cấp cho trạm biến áp 110kV Intel và các trạm lân cận, nhằm đánh giá ảnh hưởng đến chất lượng điện áp.

 Sử dụng phần mềm để mô phỏng trạng thái sự cố các trường hợp để đánh giá dao động điện áp tại nút thanh cái trạm 110kV Intel

Sử dụng phần mềm mô phỏng để đánh giá dao động điện áp tại nút thanh cái của trạm 110kV Intel sau khi thực hiện giải pháp ổn định điện áp.

 Xác định vị trí lắp đặt thiết bị để ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV và Lựa chọn giải pháp hợp để thực hiện.

Phương pháp nghiên cứu

 Thu thập tài liệu, số liệu thực tế lưới điện liên quan đến đề tài nghiên cứu

Đánh giá sự cố lưới điện là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng điện áp Bài viết này phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp đánh giá khác nhau, đồng thời cung cấp cái nhìn tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu trong luận văn Việc hiểu rõ những phương pháp này sẽ giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống điện.

 Sử dụng phần mềm Matlab tính toán mô phỏng điện áp tại trạm biến áp 110kV và các nút tại các trạm lân cận khi xẩy ra sự cố

 Lựa chọn giải pháp và mô phỏng giải pháp ổn định điện áp đảm bảo dao động điện áp nằm trong giới hạn cho phép

 Phân tích các kết quả nhận được và các kiến nghị

 Đánh giá tổng quát toàn bộ luận văn Đề nghị hướng phát triển của đề tài.

Giá trị thực tiễn của đề tài

Để nâng cao độ ổn định điện áp cho nút thanh cái 110kV tại trạm biến áp 110kV Intel, cần lắp đặt các thiết bị bổ sung vào lưới điện Điều này nhằm đảm bảo chất lượng điện năng phục vụ sản xuất công nghệ cao và giảm thiểu tối đa sự hư hại sản phẩm do dao động điện áp lưới.

Đề tài “giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel” được thực hiện với mục tiêu chính là đảm bảo sự ổn định điện áp cho trạm biến áp 110kV Intel.

Từ công việc nghiên cứu của luận văn:

Đánh giá sự ổn định điện áp của lưới điện thông qua việc tính toán các sự cố ngắn mạch sẽ giúp đưa ra giải pháp hiệu quả cho việc ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel.

 Ứng dụng rộng rãi trong các trạm vận hành hệ thống điện trên toàn hệ thống nhằm nhận dạng và phân loại các tín hiệu quá độ

 Giúp các nhà hoạch định có thêm một giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả vận hành và nâng cao chất lượng điện năng hệ thống điện

 Sử dụng làm tài liệu giảng dạy.

Hướng nghiên cứu của luận văn

Dựa trên các kết quả nghiên cứu đã trình bày, luận văn "Giải pháp ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel" đề xuất các hướng nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu suất và ổn định điện áp cho hệ thống điện.

 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến dao động điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel

Thu thập dữ liệu hệ thống điện thực tế tại khu vực cung cấp điện cho trạm biến áp Intel, bao gồm các thông số về số lượng và đặc điểm của các đường dây cung cấp điện.

Dựa trên số liệu thu thập được, chúng tôi đã mô hình hóa lưới điện khu vực bằng phần mềm mô phỏng MATLAB để kiểm tra các loại sự cố có thể ảnh hưởng đến dao động điện áp.

Tại trạm 110kV Intel, việc xác định loại sự cố gây ra dao động điện áp lớn nhất tại nút điện áp 110kV là rất quan trọng Mục tiêu là lựa chọn giải pháp khắc phục hiệu quả nhằm giảm thiểu dao động điện áp xuống mức thấp nhất có thể.

 Mô hình hóa lưới điện các giải pháp thực hiện để đánh giá chất lượng điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel

 Đề xuất giải pháp thực hiện phù hợp để ổn định điện áp tại trạm biến áp 110kV Intel

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Ổn định hệ thống điện

Hệ thống điện ổn định là khả năng tự điều chỉnh về trạng thái cân bằng sau khi gặp sự cố mất cân bằng, với điều kiện vận hành ban đầu nhất định Điều này đảm bảo rằng hầu hết các thông số của hệ thống vẫn nằm trong giới hạn cho phép, giúp toàn bộ hệ thống duy trì sự ổn định Hệ thống điện có thể được phân loại thành ổn định tĩnh và ổn định động.

Hệ thống điện ở chế độ xác lập duy trì các thông số ổn định khi có điều kiện cân bằng công suất, với sự biến thiên nhỏ quanh giá trị ban đầu Tuy nhiên, trong quá trình vận hành, hệ thống chịu ảnh hưởng từ nhiều tác động ngẫu nhiên, chẳng hạn như sự thay đổi công suất phụ tải Nhờ vào khả năng tự điều chỉnh, hệ thống có thể giữ được độ lệch nhỏ hoặc trở về các trị số ban đầu của các thông số chế độ, thể hiện tính ổn định tĩnh của hệ thống.

Ổn định động hệ thống là khả năng phục hồi trạng thái ban đầu hoặc gần với trạng thái ban đầu sau những kích động lớn, như ngắn mạch, đóng cắt các phần tử lưới điện, hoặc tăng giảm tải đột ngột Nếu hệ thống có thể chuyển sang chế độ xác lập mới, nó sẽ được coi là có tính ổn định động.

2.1.2 Phân loại ổn định hệ thống điện

Sự ổn định của hệ thống điện là một vấn đề quan trọng, nhưng việc phân loại và hiểu đúng các dạng bất ổn định mà hệ thống có thể gặp phải là một thách thức Do tính đa dạng và phức tạp của vấn đề này, việc đơn giản hóa các giả định là cần thiết để phân tích các đặc trưng cụ thể của từng trường hợp trong hệ thống điện.

Phân tích sự ổn định là một quy trình quan trọng, bao gồm việc xác định các yếu tố chính gây ra sự mất ổn định Bằng cách phân loại sự ổn định thành các nhóm thích hợp, chúng ta có thể phát triển các phương pháp hiệu quả nhằm cải thiện hoạt động ổn định, từ đó giúp cho việc quản lý và điều chỉnh trở nên dễ dàng hơn.

Do đó phân loại là điều cần thiết cho ý nghĩa phân tích thực tế và giải quyết các vấn đề ổn định hệ thống điện

Việc phân loại sự ổn định hệ thống điện được đề xuất ở đây là dựa trên những cân nhắc sau:

Phương thức kết quả của sự bất ổn được thể hiện qua các tính chất vật lý, trong đó các biến hệ thống chính cho phép giám sát sự bất ổn định.

 Độ lớn của sự mất cân bằng được xem xét, cái mà ảnh hưởng phương pháp tính toán và dự đoán sự ổn định

 Các thiết bị, quá trình và khoảng thời gian phải được xem xét để đánh giá sự ổn định

Hình 2.1 Phân loại ổn định trong hệ thống điện [9] ổn định điện áp khi dao động lớn ổn định điện áp khi dao động nhỏ

Ngắn hạn Dài hạn ổn định tần số ổn định góc rotor ổn định điện áp ổn định khi mất cân bằng nhỏ ổn định quá độ

Ngắn hạn Ổn định hệ thống điện

Hình 1 cung cấp cái nhìn tổng quan về sự ổn định của hệ thống điện, đồng thời xác định các loại và hạng mục con liên quan Bài viết cũng mô tả các hình thức ổn định tương ứng với hiện tượng này.

Các hiện tượng quá độ trên hệ thống điện

Quá độ là thuật ngữ dùng để mô tả các hiện tượng dao động tạm thời không mong muốn xảy ra trong hệ thống điện Hiện tượng này thường liên quan đến sự tắt dần của các dao động trong các mạch RLC.

Quá độ được chia làm 2 loại: xung quá độ và dao động qua độ, tùy vào dạng sóng điện áp hoặc dòng điện quá độ

Xung quá độ là sự thay đổi đột ngột điện áp hoặc dòng điện ở trạng thái xác lập, mang tính đơn cực

Hình 2.2 Dòng điện quá độ xung sét

Xung quá độ được định nghĩa qua thời gian xuất hiện và thời gian suy giảm của nú Chẳng hạn, một xung quá độ 1.2µs 50µs 2000V sẽ có biên độ tăng từ 0 đến tối đa 2000V trong 1.2µs, sau đó suy giảm trong 50µs Nguyên nhân chủ yếu gây ra xung quá độ thường là do sét đánh, như minh họa trong Hình 2.1 về dòng điện xung do sét.

Do chứa các thành phần tần số cao phức tạp, hình dạng xung quá độ có thể thay đổi nhanh chóng tùy thuộc vào cấu trúc của mạch và sẽ khác nhau đáng kể ở các vị trí khác nhau trong hệ thống Thông thường, chúng không kết nối xa nguồn hệ thống, nhưng trong một số trường hợp, có thể kết nối khoảng cách xa các tuyến dây Xung thoáng qua có khả năng kích thích tần số tự nhiên của hệ thống điện, dẫn đến việc sinh ra dao động tạm thời.

Dao động quá độ là hiện tượng thay đổi đột ngột về điện áp hoặc dòng điện trong hệ thống điện khi chuyển từ trạng thái ổn định Hiện tượng này có tính chất lưỡng cực, thể hiện cả hai dấu dương và âm.

Hình 2.3 Dao động dòng điện nguyên nhân đóng lại tụ bù

Dao động quá độ là hiện tượng liên quan đến các giá trị tức thời của điện áp hoặc dòng điện, với sự thay đổi nhanh chóng về cực Hiện tượng này được mô tả qua các thành phần trong phổ tần, bao gồm tần số, thời gian và biên độ Theo tần số, dao động quá độ được phân chia thành ba loại: tần số cao, tần số trung bình và tần số thấp Hình 2.3 minh họa dạng sóng của dao động quá độ do việc đóng cắt tụ.

Trong các hình vẽ ở các phần tiếp theo, trục hoành sẽ thể hiện thời gian hoặc số điểm mẫu của tín hiệu, với tốc độ lấy mẫu là 256 điểm mỗi chu kỳ.

Dao động quá độ có tần số lớn hơn 500KHz và thời gian tính bằng micro giây (hoặc vài chu kỳ tần số cơ bản) được coi là dao động quá độ tần số cao Những dao động này thường xuất hiện do sự đáp ứng của hệ thống đối với một xung quá độ.

Các dao động có tần số từ 5 đến 500KHz, với thời gian xảy ra hàng chục micro giây, được coi là dao động quá độ tần số trung bình Những dao động này thường phát sinh từ quá trình đóng cắt tụ điện và đóng cắt đường dây.

Hình 2.4 Dao động tần số thấp nguyên nhân do đóng tụ bù

Các dao động quá độ có tần số dưới 5KHz và thời gian từ 0.3 đến 50ms được phân loại là dao động quá độ tần số thấp Những dao động này thường xuất hiện trong các hệ thống kỹ thuật.

Trong hệ thống điện, có 15 thống truyền dẫn và phân phối thường bị ảnh hưởng bởi nhiều sự kiện khác nhau Một trong những nguyên nhân phổ biến nhất là việc lắp đặt thêm các giàn tụ, dẫn đến dao động điện áp với tần số sơ cấp dao động từ 300Hz đến 900Hz Độ lớn cực đại của dao động có thể đạt tới 2.0pu, với thời gian duy trì từ 0.5 đến 3 chu kỳ, tùy thuộc vào bộ giảm dao động trong hệ thống điện.

2.2.2 Thay đổi điện áp thời gian dài

Các thay đổi làm lệch điện áp hiện dụng trong thời gian dài hơn 01 phút được gọi là thay đổi điện áp thời gian dài

Chu kỳ thay đổi điện áp có thể dẫn đến quá điện áp hoặc dưới điện áp Những hiện tượng này không chỉ là kết quả của sự cố trong hệ thống mà còn là nguyên nhân gây ra sự thay đổi tải và việc đóng cắt trong quá trình vận hành hệ thống.

Hình 2.5 Dao động tần só thấp nguyên nhân do từ hóa lõi thép của máy biến áp không tải

Quá áp hiện là quá trình tăng điện áp hiệu dụng lên hơn 110% giá trị định mức trong thời gian dài hơn 01 phút

Quá điện áp thường xảy ra do việc đóng cắt tải lớn hoặc khi đóng các giàn tụ Nguyên nhân chính là do hệ thống không đủ mạnh để điều chỉnh điện áp, dẫn đến tình trạng quá áp Bên cạnh đó, việc đặt sai đầu phân áp trên máy biến áp cũng có thể gây ra quá điện áp trong hệ thống.

Một hiện tượng được xem là thấp áp khi giá trị hiệu dụng giảm nhỏ hơn 90% định mức trong thời gian dài hơn 01 phút

Thấp điện áp xảy ra khi có các sự kiện ngược lại với quá điện áp Việc đóng các tải lớn hoặc cắt tụ nhánh có thể dẫn đến tình trạng thấp điện áp.

Thấp áp và quá áp có thể gây ra sự cố nghiêm trọng trong hệ thống, ảnh hưởng đến hiệu suất của các thiết bị điện tử công suất, máy tính và thiết bị xử lý.

2.2.2.3 Mất áp kéo dài – Sustained Interruption:

Mất điện áp kéo dài được định nghĩa là khi điện áp cung cấp hệ thống giảm về zero trong thời gian vượt quá 1 phút, thường xảy ra trong quá trình thử nghiệm thiết bị và bảo trì hệ thống Thời gian mất điện có thể thay đổi tùy thuộc vào thời gian cắt điện, và hiện tượng này thường yêu cầu can thiệp của con người để khôi phục lại hệ thống Theo tiêu chuẩn IEEE 100, mất điện không chỉ đơn thuần là một sự cố mà còn phản ánh trạng thái hư hỏng chức năng không mong muốn của các thành phần trong hệ thống điện Thời gian mất điện cũng không liên quan đến độ tin cậy hoặc tính liên tục của dịch vụ, do đó, tình trạng mất điện trong thời gian dài cần được xác định rõ ràng hơn.

2.2.3 Thay đổi điện áp thời gian ngắn

Thay đổi điện áp trong thời gian ngắn được chia làm nhiều loại tùy vào thời gian xảy ra, gồm: Instantaneous (0.5– 30 cycles), Momentary (30 cycle – 3s), Temporary (3s– 1 min)

Các dạng sự cố hệ thống điện ảnh hưởng đến ổn định điện áp

Sự cố trong hệ thống điện xảy ra khi có sự tạo ra không mong muốn của một đường dây dẫn, dẫn đến hiện tượng ngắn mạch hoặc tắc nghẽn dòng điện Ngắn mạch là dạng sự cố phổ biến nhất và thường được nhắc đến khi người ta đề cập đến các vấn đề trong hệ thống điện.

Các sự cố điện có thể xảy ra do nhiều nguyên nhân như sét đánh, gió mạnh, cây cối đổ, va chạm với xe, chim gây ngắn mạch, máy bay va chạm, phá hoại, và động vật nhỏ xâm nhập vào thiết bị Những sự cố này được phân loại thành bốn loại chính: ngắn mạch một pha chạm đất, ngắn mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất, và ngắn mạch ba pha cân bằng Ba loại đầu tiên gây ra sự không cân bằng nghiêm trọng trong hệ thống Việc xác định giá trị điện áp và dòng điện trong thời gian xảy ra sự cố là rất quan trọng để thiết lập các thiết bị bảo vệ nhằm phát hiện và giảm thiểu thiệt hại Các phương pháp phân tích như phương pháp các thành phần đối xứng rất phù hợp để nghiên cứu các sự cố này.

Mục tiêu của chúng tôi là tìm hiểu cách áp dụng các bộ phận đối xứng cho bốn loại sự cố đã đề cập, đồng thời mở rộng phương pháp này để giải quyết bất kỳ vấn đề mất cân bằng ba pha nào trong hệ thống.

Lưu ý rằng các giá trị pha được chỉ định bằng các chỉ số a, b, c; trong khi chuỗi giá trị (thành phần đối xứng) được thể hiện qua các chỉ số 0, 1, 2 Việc chuyển đổi giữa các giá trị này được định nghĩa theo tài liệu [12].

2.3.2 Bốn loại sự cố cơ bản

2.3.2.1 Sự cố cân bằng 3 pha

Tưởng tượng rằng 3 pha được nối chung với nhau có chung tổng trở (Z f ) được trình bày ở hình 2.9 đưới đây:

Kết nối mạng được thể hiện trong hình 2.13 Khi thành phần thứ tự không và thứ tự nghịch trong mạng có giá trị âm, chỉ có thành phần thứ tự thuận trong mạng là có giá trị dương.

Hình 2.14 dòng thứ tự của sự cố cân bằng 3 pha

2.3.2.2 Sự cố một pha chạm đất

Hình 2.15 trình bày sơ đồ hệ thống điện chạm đất 1 pha

Hình 2.15 sự cố chạm đất 1 pha

Hình 2.16 Mạng thứ tự cho sự cố chạm đất 1 pha

Sự cố được biểu diễn bởi các phương trình sau:

2.3.2.3 Sự cố ngắn mạch 2 pha

Sự cố hai pha không chạm đất xẩy ra giữa pha b và c qua tổng trở chạm (Z f ) được trình bày hình 2.17

Hình 2.17 Sự cố ngắn mạch hai pha không chạm đất

Ta có các phương trình biểu diễn sự cố như sau:

(2.16) (2.17) Nói chung các phương trình từ (2.14) đến (2.17) phải đồng thời thỏa mản mạng thứ tự đã cho theo hình 2.18

Hình 2.18 mạng thứ tự cho sự cố ngắn mạch 2 pha không chạm đất

2.3.2.4 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất

Giả sử rằng sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất xẩy ra giữa pha b và c qua tổng trở chạm (Z f ) được trình bày hình 2.19

Hình 2.19 Sự cố ngắn mạch 2 pha chạm đất

Hình 2.20Mạng thứ tự cho sự cố ngắn mạch 2 pha chạm đất Các phương trình biểu điễn sự cố như sau:

(2.19) (2.20) (2.21) Tổng quát sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất, phương trình (2.18) đến (2.21) đồng thời thỏa mản kết nối mạng thứ tự trong hình 2.20

ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP BẰNG THIẾT BỊ FACTS

giới thiệu

Trong hai thập kỷ qua, nhu cầu năng lượng điện đã gia tăng đáng kể, đặt ra yêu cầu cao hơn cho ngành công nghiệp điện Sự gia tăng tải đỉnh và việc truyền công suất giữa các công ty điện lực đã làm nổi bật mối quan tâm về ổn định điện áp Bất ổn định điện áp chủ yếu xuất phát từ sự mất cân bằng điện phản kháng Để ngăn ngừa tình trạng điện áp không ổn định và sụp đổ, việc nâng cao khả năng xử lý công suất phản kháng của hệ thống thông qua các thiết bị FACTS là một giải pháp hiệu quả.

Sự phát triển nhanh chóng của điện tử công suất đã dẫn đến việc lắp đặt các thiết bị FACTS trong hệ thống điện nhằm kiểm soát dòng công suất và nâng cao ổn định Với quy định mới trong thị trường điện, nhu cầu sử dụng thiết bị FACTS để vận hành và điều khiển hệ thống điện ngày càng tăng, đặc biệt trong các điều kiện tải và dòng công suất mới Để tối ưu hóa hệ thống điện hiện có và tăng cường khả năng tải cũng như khả năng điều khiển, việc lắp đặt thiết bị FACTS trở nên thiết yếu.

Trong bối cảnh hiện nay, việc sử dụng thiết bị FACTS cần xem xét hai khía cạnh quan trọng: đầu tiên là khả năng vận hành hệ thống điện linh hoạt theo công suất và khả năng kiểm soát công suất; thứ hai là cải thiện dao động thoáng qua và ổn định trạng thái của hệ thống điện Các thiết bị FACTS được coi là giải pháp hiệu quả để đối phó với những thách thức này, với nhiều loại thiết bị khác nhau được áp dụng trong các hệ thống điện đa dạng.

Trong lưới điện hiện nay, tụ điện mắc song song và máy cắt tự động (MCCBs) là những thiết bị phổ biến nhất Chúng giúp điều chỉnh nguồn phản kháng, trong đó tụ bù điện áp đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ bù điện áp Tuy nhiên, để phát huy hiệu quả, các thiết bị này cần được chuyển đổi thành nguồn năng động giả thông qua việc đóng cắt cơ khí các khóa chuyển.

Các mạch điện 33 không thể cung cấp hỗ trợ điện áp trong trường hợp khẩn cấp, khi cần nhiều hơn công suất phản kháng Tụ điện song song gặp phải nhược điểm nghiêm trọng là cung cấp ít công suất phản kháng cần thiết vào thời điểm cần hỗ trợ nhiều hơn Đồng thời, khi tín hiệu điện áp giảm xuống, ngõ ra đối xứng (VAr) thực tế là sóng vuông của điện áp.

Thời gian chuyển mạch dài và hoạt động rời rạc của MCCB gây khó khăn trong việc xử lý các tải thay đổi liên tục và hạn chế dao động thoáng qua nhanh Để khắc phục nhược điểm này, hệ số dự trữ vận hành lớn và dự phòng được duy trì nhằm bảo vệ hệ thống khỏi biến động và phục hồi sau sự cố Tuy nhiên, điều này không chỉ làm tăng chi phí và giảm hiệu quả, mà còn làm phức tạp hóa hệ thống, gây khó khăn trong vận hành và điều khiển Các sự cố mất điện nghiêm trọng trên toàn cầu đã cho thấy rằng hệ thống truyền tải không thể đáp ứng yêu cầu điều khiển của các kết nối phức tạp và dòng công suất biến đổi Do đó, việc áp dụng thiết bị FACTS để ổn định điện áp là cần thiết, với khả năng cung cấp công suất phản kháng thông qua các nguồn như SVC, STATCOMs, và các tụ điện.

Bù tĩnh SVC

Bộ bù tĩnh (SVC) là một thiết bị phát công suất phản kháng tĩnh, có khả năng điều chỉnh giá trị dung lượng ngõ ra hoặc dòng điện cảm ứng Chức năng chính của SVC là duy trì và điều khiển các thông số quan trọng của hệ thống điện, đặc biệt là điện áp bus.

Mục đích chính của SVC là điều khiển nhanh điện áp tại các điểm yếu trong mạng điện Thiết bị này có thể được lắp đặt giữa các đường dây kết nối hoặc trong các khu vực có tải cao để đảm bảo ổn định điện áp.

SVC có thể cải thiện vận hành của hệ thống điện và khách hàng tiêu thụ bằng nhiều cách như sau Ứng dụng hệ thống truyền tải [14]:

- Ổn định điện áp trong điều kiện hệ thống điện thiếu công suất

- Giảm tổn thất điện năng trong đường dây truyền tải

- Tăng khả năng truyền tải để giảm, trì hoãn, hoặc loại bỏ sự cần thiết cho đường dây mới

- Bổ sung công suất và ổn định dao động điện áp

- Cải thiện điện áp và ổn định điều khiển Ứng dụng hệ thống phân phối [14]:

- Ổn định điện áp tại cuối đầu nhận của các đường phân phối dài;

- Giảm công suất phản kháng hấp thụ từ lưới điện chính dẫn đến tổn thất thấp hơn và giảm giá thành

- Cân bằng tải không đối xứng

- Làm giảm sự dao động điện áp và nhấp nháy ánh sáng

Hình 3.1 biểu diễn sơ đồ đơn giản của bộ bù tĩnh SVC

Hình 3.1 Sơ đồ bộ bù tĩnh SVC Bao gồm các thành phần:

- Thyristor-controlled reactor (TCR), nó điều khiển liên tục điện cảm, giữa L = 0 (khi thyristor đóng) và giá trị điện cảm L= Max (khi thyristor dẫn hoàn toàn)

Thyristor-switched capacitors (TSC) là thiết bị công tắc giúp điều khiển điện năng bằng cách đóng mở các phần tử cố định Qua việc điều chỉnh thích hợp của Thyristor Controlled Reactor (TCR), hệ thống điều khiển SVC có thể duy trì một miền kiểm soát liên tục giữa điện cảm và điện dung tối đa Sự kết hợp này cho phép SVC hấp thụ hoặc tạo ra chính xác tổng công suất phản kháng cần thiết, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu cho hệ thống điện.

Bộ lọc cố định, được thiết kế đặc biệt để lọc sóng hài thấp, được sản xuất bởi TCR và bao gồm các tụ điện, giúp tạo ra công suất phản kháng hiệu quả.

Tổng hợp đặc tuyến của SVC và của hệ thống được minh họa ở hình 3.2 dưới đây

Hình 3.2 Đặc tuyến V-I tổng hợp của SVC và hệ thống điện

Xem xét các đặc tính V-I của hệ thống điện tương ứng với ba giá trị khác nhau cho điện áp cung cấp tương đương E th

(2) Đường đặc tuyến giữa E th

Hệ thống điện hoạt động bình thường tại điểm (0), với đặc tính bù tĩnh cho thấy VA = V(0) và IS = 0 Hai trường hợp bổ sung được xác định theo tài liệu [14].

- Nếu điện áp hệ thống tăng lên đến Eth

Khi nhu cầu phụ tải giảm, điện áp tại thiết bị đầu cuối của mạch sẽ tăng lên Nếu không có thiết bị bù tĩnh kết nối vào mạch, công suất phản kháng sẽ được hấp thụ bởi một dòng cảm ứng Is=IB tại điểm kết nối cuối Kết quả là điểm vận hành sẽ chuyển đến B và điện áp sẽ giảm xuống mức VB, thấp hơn VA.

- Nếu điện áp cung cấp giảm xuống đến Eth

Khi nhu cầu phụ tải tăng lên, điện áp tại thiết bị đầu cuối của mạch cũng sẽ tăng Nếu không có thiết bị bù tĩnh, dòng dung của SVC sẽ được kết nối vào mạch, dẫn đến việc điểm vận hành chuyển sang điểm C Tại thời điểm này, điện áp tại điểm C sẽ thấp hơn điện áp tại thiết bị đầu cuối, nhưng vẫn cao hơn điện áp yêu cầu.

3.2.2.1 Duy trì mức điện áp của một Bus hoặc trong một khu vực

Thiết bị SVC được phát triển nhằm điều chỉnh mức điện áp của bus bằng cách cung cấp hoặc hấp thụ công suất phản kháng Ngoài ra, điện áp trong một khu vực của hệ thống điện cũng có thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi điện áp đặt của SVC.

Trong các hệ thống điện ngắn mạch công suất nhỏ kết hợp với đường dây truyền tải dài, điện áp thường bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi tải và việc cắt các thành phần kết nối Khi tải lớn, điện áp có thể giảm đột ngột, dẫn đến tình trạng mất ổn định điện áp hệ thống Để hạn chế những tình huống này, việc sử dụng SVC là rất cần thiết.

3.2.2.2 Tăng công suất truyền tải

Xem xét đường dây truyền tải liên kết 2 hệ thống (Hình 3.3)

Khi điện áp ở hai đầu của đường dây là bằng nhau, VA= VB = V, công suất tác dụng và công suất phản kháng là:

Hình 3.3 trình bày sơ đồ đường dây truyền tải kết nối hai hệ thống, trong đó phần a) mô tả cấu trúc đường dây, còn phần b) thể hiện sự biến đổi của công suất thực và công suất phản kháng tương ứng với các góc δ khác nhau.

Hình 3.4 Hệ thống đơn giản với hai máy phát với lý tưởng bù ở giữa

Hình 3.2b minh họa sự biến đổi của công suất thực và công suất phản kháng tương ứng với các góc δ khác nhau Theo lý thuyết, công suất truyền cực đại được xác định tại giới hạn ổn định tĩnh trên đường dây khi góc δ đạt giá trị π / 2.

Đường dây truyền tải không nên hoạt động gần giới hạn ổn định tỉnh, vì cần duy trì đủ dự trữ công suất để phục hồi sau các nhiễu động Trong quá trình này, công suất và góc truyền có thể thay đổi đáng kể hoặc dao động quanh giá trị ổn định.

Trên bus C, một thiết bị bù tĩnh được lắp đặt tại điểm giữa của đường dây nhằm duy trì điện áp ổn định ở giá trị V tại vị trí nhận cuối cùng Do đó, phương trình (3.1) có thể áp dụng cho từng nửa của đường dây (Hình 3.4).

Công suất có thể truyền trong trường hợp có bù, thể hiện bằng (3.4), được minh họa trong Hình 3.5a, ở đây P là đồ thị tỷ lệ nghịch với góc δ

Hình 3.5 Thay đổi công suất tác dụng với góc δ cho bù ngang vị trí giữa đường dây (a), tương ứng cho n trường hợp (b)

Công suất tác dụng tối đa có thể đạt được ở góc δ/2 π/2, với giới hạn trạng thái ổn định gấp đôi so với kết quả không có bù.

Điện kháng truyền tải XL có thể được phân chia thành nhiều phần bằng nhau nhờ vào việc sử dụng thiết bị bù đồng bộ hoàn hảo tại các điểm nối Trong trường hợp này, công suất có thể truyền tải được xác định thông qua một công thức cụ thể.

Bù tĩnh đồng bộ STATCOM

3.3.1 Đánh giá cơ bản Đặc điểm của STATCOM cho thấy một khả năng khác của kỹ thuật này: nó có khả năng tạo ra lượng điện dung đầy đủ gần như độc lập với điện áp hệ thống (dòng điện không đổi ở điện áp thấp hơn) Khả năng này đặc biệt hữu ích cho các tình huống trong đó STATCOM là cần thiết để hỗ trợ điện áp hệ thống trong và sau khi sự cố, nơi hạn chế yếu tố sụp đổ điện áp

Thiết bị STATCOM đóng vai trò quan trọng trong việc bù đắp năng lượng cho các hệ thống điện, cung cấp hỗ trợ điện áp nhanh chóng để giảm thiểu hiện tượng nhấp nháy Ngoài ra, nó còn giúp tăng cường ổn định biên độ tạm thời và cải thiện khả năng giảm chấn trong hệ thống điện.

STATCOM bao gồm một VSC, một biến áp nối tiếp, một máy cắt ngang và một bộ phận điều khiển và bảo vệ

Trong một VSC, điện áp sóng vuông được tạo ra ở tần số cơ bản thông qua việc điều khiển thiết bị chuyển mạch bán dẫn một lần mỗi chu kỳ Những điện áp này được kết hợp bằng cách sử dụng MC để sản xuất điện áp dạng sin chất lượng cao với mức sóng hài chấp nhận được.

46 ý rằng một VSC luôn được kết nối song song luôn có một vài sóng hài dòng điện vào hệ thống điện tại vị trí của thiết bị bù

Hình 3.11 Sơ đồ tổng quát của STATCOM

3.3.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM

STATCOM bao gồm một bộ chuyển đổi nguồn điện (VSC) chính, được cung cấp từ một tụ điện hoạt động với điện áp DC, và được kết nối với lưới điện thông qua một máy biến áp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống bao gồm việc duy trì điện áp DC Vdc cho tụ điện và chuyển đổi năng lượng lưu trữ thành điện áp AC V0 đồng pha với điện áp hệ thống V Sự chênh lệch biên độ giữa các điện áp này qua điện kháng cảm ứng XT tạo ra dòng điện cảm ứng Độ lớn của điện áp khác biệt xác định dòng phản kháng, trong khi cực tính xác định hướng của góc pha (+ hoặc - 90 độ) của dòng điện phản kháng so với điện áp hệ thống STATCOM hoạt động như một thành phần phản kháng, giám sát sự thay đổi dòng điện phản kháng trong mạng lưới điện Dòng phản kháng mà STATCOM tạo ra chỉ phụ thuộc vào biên độ điện áp AC V0, với giả định rằng tụ điện đã được nạp, và giá trị V0 tương ứng với điện áp Vdc của tụ điện DC.

Hình 3.12 Sơ đồ của STATCOM (a), biểu đồ vector của điện áp (b và c)

Khi dòng điện I chậm pha sau điện áp V bằng π/2, thiết bị hoạt động như một cuộn kháng, hấp thụ công suất phản kháng Ngược lại, khi I sớm pha hơn điện áp V bằng π/2, thiết bị hoạt động như một tụ điện, cung cấp công suất phản kháng Nếu điện áp V bằng V0, dòng điện qua điện kháng XT sẽ bằng 0 và không có sự trao đổi năng lượng.

Hình 3.13 minh họa dạng sóng điện áp đầu ra 48-pulse điển hình, được tạo ra từ các đầu kết hợp của tám đầu, cho hai cấp sáu xung hoặc bốn đầu cho ba cấp 12-pulse chuyển đổi.

Hình 3.13 Điện áp ngõ ra (V0) và dạng sóng dòng điện (I) cho một bộ chuyển đổi 48 xung

VSC hoạt động như một máy phát VAr tĩnh có thể điều khiển, với công suất tức thời tại đầu ra AC luôn bằng với đầu vào DC, bỏ qua tổn thất thiết bị Bộ chuyển đổi chỉ cung cấp công suất phản kháng, do đó điện áp đầu ra được tạo ra đồng pha với điện áp hệ thống AC Nguồn DC cung cấp phải bằng 0, vì tổng công suất tức thời ở phía AC cũng bằng không Công suất phản kháng tại tụ điện DC xác định là bằng 0, vì vậy tụ điện này không phát ra công suất phản kháng Bộ chuyển đổi kết nối ba thiết bị đầu cuối AC, cho phép dòng phản kháng chảy tự do giữa chúng và thiết lập dòng luân chuyển giữa các pha.

Tụ điện DC lưu trữ là cần thiết để điều chỉnh công suất đầu ra và đầu vào tức thời Dạng sóng điện áp đầu ra của bộ biến đổi DC sang AC không đạt chuẩn sóng sin hoàn hảo, dẫn đến việc công suất tức thời đầu ra bị ảnh hưởng.

Bộ chuyển đổi (VA) có khả năng tạo ra dòng điện dao động mặc dù đầu ra có thể là sóng sin hoàn toàn Để duy trì sự cân bằng công suất tức thời giữa đầu ra và đầu vào, bộ chuyển đổi cần phát sinh dòng điện dao động "gợn sóng" từ tụ điện DC, nhằm cung cấp điện áp ổn định ở đầu vào.

Sự xuất hiện của các thành phần gợn sóng đầu vào hoàn toàn phụ thuộc vào các thành phần gợn của điện áp đầu ra, điều này liên quan đến phương pháp tạo dạng sóng đầu ra Trong thực tế, các bộ chuyển đổi cơ bản hai hoặc ba cấp thường không đáp ứng được yêu cầu về sóng hài cho điện áp đầu ra hoặc dòng điện đầu vào (tụ điện DC) Tuy nhiên, việc kết hợp nhiều bộ chuyển đổi cơ bản vào một cấu trúc đa xung và sử dụng điều chế độ rộng xung (PWM) có thể giúp giảm thiểu sự biến dạng điện áp đầu ra và gợn sóng dòng tụ điện xuống mức mong muốn.

Hình 3.14 thể hiện đặc tuyến V-I của STATCOM, cho thấy khả năng của STATCOM trong việc tạo ra dòng điện cảm kháng hoặc điện dung, mà không phụ thuộc vào điện áp.

Mạng lưới điện có thể tạo ra dòng điện dung lớn nhất ở bất kỳ điện áp AC, với khả năng giảm đến gần giá trị bằng không Điều này tạo ra sự khác biệt rõ rệt so với SVC, nơi dòng điện giảm theo tỷ lệ với sự giảm điện áp của mạng Đặc điểm của SVC được thể hiện trong hình 3.2.

3.3.3.1 Điều khiển điện áp nhanh của một thanh cái hoặc khu vực

STATCOM có lợi thế vượt trội so với bù song song cố định và SVC nhờ vào tốc độ đáp ứng nhanh và khả năng duy trì dòng điện phản kháng ổn định trong một dải điện áp hệ thống Điều này khiến STATCOM trở thành lựa chọn lý tưởng để ngăn chặn sự thay đổi điện áp nhanh chóng, như hiện tượng chập chờn hoặc điều chỉnh lò hồ quang Nó cũng là công cụ hiệu quả trong việc điều khiển điện áp trong các hệ thống có điện áp thường xuyên biến đổi, đặc biệt là ở các hệ thống yếu với công suất phát nhỏ và tải hoặc máy phát thay đổi Trong những tình huống như vậy, điện áp có thể giảm mạnh, dẫn đến nguy cơ mất ổn định điện áp hệ thống.

Flicker là hiện tượng trực quan liên quan đến sự dao động cường độ ánh sáng hoặc quang phổ, chủ yếu do biến đổi biên độ điện áp Hiện tượng này thường xảy ra với tần số từ 0,5 đến 25 Hz, gây ra mối quan tâm đặc biệt Sự thay đổi điện áp này là hệ quả của việc tiêu thụ công suất dao động mạnh.

SƠ ĐỒ LƯỚI ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP 110KV INTEL