ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HOÀNG LONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ PSS TRONG VIỆC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH VẬN HÀNH CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - HOÀNG LONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ PSS TRONG VIỆC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH VẬN HÀNH CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGÔ VĂN DƯỠNG Đà Nẵng – Năm 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan trình thực Luận văn tốt nghiệp thực nghiêm túc quy định liêm học thuật: - Không gian lận, bịa đặt, giúp người học khác vi phạm - Trung thực việc trình bày, không giả mạo hồ sơ học thuật - Chủ động tìm kiếm tránh hành vi vi phạm liêm học thuật, chủ động tìm hiểu nghiêm túc thực quy định luật sở hữu trí tuệ - Sử dụng sản phẩm học thuật người khác phải có trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Tơi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Tác giả Luận văn Hoàng Long THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ii PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ PSS TRONG VIỆC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH VẬN HÀNH CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG Học viên: Hoàng Long Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện Mã số: 8520201, Khóa: K40 Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa-ĐHĐN Tóm tắt - Bộ ổn định công suất (PSS) phận phụ trang bị hệ thống kích từ máy phát, tác dụng PSS mở rộng giới hạn ổn định hệ thống điện cách tạo thành phần mô men điện rotor máy phát đồng bộ, thành phần mô men tác dụng giống mô men cản để chống lại dao động rotor máy phát thông qua hệ thống kích từ máy phát đồng Để đánh giá vai trò chức PSS việc nâng cao khả vận hành ổn định cho tổ máy phát điện Nhà máy thủy điện Sông Bung 4, tác giả tiến hành phân tích chế độ vận hành bình thường cố hệ thống điện xét hai trường hợp có khơng có tham gia chức PSS Từ đánh giá hiệu PSS việc nâng cao ổn định vận hành cho Nhà máy thủy điện Sơng Bung Từ khóa - Bộ PSS, hệ thống kích từ, ổn định hệ thống điện, góc lệch rotor, dao động điện áp ANALYSIS TO EVALUATE THE EFFECTIVENESS OF PSS IN IMPROVING OPERATIONAL STABILITY FOR SONG BUNG HYDROPOWER PLANT Abstract - The power system stabilizer (PSS) is an auxiliary component equipped in the generator excitation system, the main function of the PSS is to extend the stability limit of the electrical system by creating an electric torque component in the rotor This torque component acts as a resisting torque to counteract the oscillation of the rotor through the excitation system of generator To evaluate the role of PSS function in improving the stable operation of generator units of Song Bung Hydropower Plant, the author analyzed the normal and the failure operating modes of electrical system in two cases with and without the participation of PSS function From there, evaluate the effectiveness of PSS in improving operational stability for Song Bung Hydropower Plant Keyword - PSS function, excitation system, power system stability, rotor deflection angle, voltage oscillations THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH .viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Tên đề tài Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG VÀ CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ CHÍNH 1.1 Tổng quan Nhà máy Thủy điện Sông Bung 1.1.1 Vị trí xây dựng cơng trình 1.1.2 Vai trị, nhiệm vụ cơng trình 1.1.3 Vị trí nhà máy 1.2 Cấu trúc tuyến lượng cơng trình 1.2.1 Hồ chứa 1.2.2 Các cơng trình tuyến lượng nhà máy 1.3 Cấu trúc gian máy phát 1.3.1 Máy phát SF78-24/7080 1.3.2 Tuabin NMTĐ Sông Bung 10 1.4 Hệ thống điều khiển giám sát nhà máy 11 1.4.1 Tổng quan hệ thống điều khiển giám sát 11 1.4.2 Cấu trúc hệ thống điều khiển giám sát NMTĐ Sông Bung 13 1.4.3 Nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển giám sát NMTĐ Sông Bung 13 1.5 Hệ thống kích từ chức PSS NMTĐ Sông Bung 14 1.5.1 Hệ thống kích từ EXC9100 NMTĐ Sông Bung 14 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội iv 1.5.2 Chức PSS hệ thống kích từ EXC9100 NMTĐ Sơng Bung 16 1.6 Hệ thống điều tốc 16 1.6.1 Giới thiệu chung hệ thống điều tốc NMTĐ Sông Bung 16 1.6.2 Nhiệm vụ hệ thống điều tốc 16 1.7 Trạm phân phối 220 kV NMTĐ Sông Bung 17 1.7.1 Giới thiệu chung TPP 220 kV Sông Bung 17 1.7.2 Hệ thống rơ le bảo vệ TPP 220 kV Sông Bung 18 1.8 Kết luận 20 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT PSS NMTĐ SƠNG BUNG VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHẦN MỀM TÍNH TỐN 22 2.1 Hệ thống kích từ máy phát điện đồng 22 2.1.1 Giới thiệu chung hệ thống kích từ 22 2.1.2 Phân loại hệ thống kích từ 22 2.2 Cấu trúc ổn định công suất PSS 24 2.2.1 Cơ sở lý thuyết PSS 24 2.2.2 Phân loại chức PSS 25 2.3 Hệ thống kích từ chức PSS NMTĐ Sông Bung 29 2.3.1 Hệ thống kích từ EXC9100 29 2.3.2 Bộ ổn định công suất PSS Nhà máy thủy điện Sông Bung 33 2.4 Lựa chọn phần mềm tính tốn phân tích chế độ làm việc hệ thống điện 37 2.4.1 Giới thiệu phần mềm tính tốn 37 2.4.2 Phân tích lựa chọn phần mềm tính tốn 41 2.4.3 Tìm hiểu tính phần mềm POWERWORLD SIMULATOR 42 2.5 Kết luận 51 CHƯƠNG PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA BỘ PSS TRONG VIỆC NÂNG CAO ỔN ĐỊNH VẬN HÀNH CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG BUNG 53 3.1 Xây dựng mơ hình mơ NMTĐ Sơng Bung kết nối đến 220KV Thạnh Mỹ powerworld 53 3.2 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng PSS NMTĐ Sông Bung HTĐ chế độ xác lập 54 3.2.1 Chế độ vận hành bình thường 54 3.2.2 Kết luận 57 3.3 Phân tích, đánh giá chức PSS NMTĐ Sơng Bung q trình q độ có cố HTĐ 57 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội v 3.3.1 Sự cố ngắn mạch pha đường dây 220 kV xuất tuyến 271 Sông Bung Thạnh Mỹ 57 3.3.2 Sự cố ngắn mạch ba pha 110 kV trạm 220 kV Thạnh Mỹ 62 3.3.3 Sự cố công suất 110MW hệ thống tổ máy H1 NMTĐ A Vương bị cố 66 3.3.4 Sự cố phụ tải đột ngột 200 MW hệ thống 71 3.4 Kết luận 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AVR Automatic Voltage Control CĐXL Chế độ xác lập CSPK Công suất phản kháng ĐKTT Điều khiển trung tâm HTĐ Hệ thống điện HTĐT Hệ thống điều tốc HTKT Hệ thống kích từ MBA Máy biến áp MF Máy phát MNĐ Nhà máy điện NM Ngắn mạch NMTĐ Nhà máy thủy điện ÔĐĐ ÔĐT Ổn định động Ổn định tĩnh PSS Power System Stabilizer - Bộ ổn định cơng suất QTQĐ Q trình q độ TB Tuabin TC Thanh TĐK Bộ tự động điều chỉnh kích từ TĐT Bộ tự động điều chỉnh tốc độ quay tuabin THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội vii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng bảng Trang 1.1: Hệ thống 1-Rơle L90 18 1.2: Hệ thống 2-Rơle L60, D60 19 1.3: Hệ thống 1-Rơle L90 19 1.4: Hệ thống 2-Rơle L60, D60 19 2.1 Thông số cài đặt chức PSS2B NMTĐ Sông Bung 35 Bảng tổng hợp số liệu công suất phụ tải chế độ cực đại 3.1: cực tiểu (thông số ngày 31-05-2021) TBA hệ 54 thống: Kết tính tốn điện áp cái, trào lưu cơng suất 3.2: đường dây máy phát H1-H2 chế độ phụ tải cực 55 đại Kết tính tốn điện áp cái, trào lưu công suất 3.3: đường dây máy phát H1-H2 chế độ phụ tải cực 56 tiểu THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội viii DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Tồn cảnh Nhà máy Thủy điện Sông Bung 1.2 Đập dâng, đập tràn NMTĐ Sông Bung 1.4: Mặt bố trí thiết bị gian máy phát cao trình 104 m 1.5: Mặt cắt máy phát SF78-24/7080 10 1.6: Đặc tính cơng suất máy phát SF78-24/7080 10 1.7: Mặt cắt Tuabin HLF213A0-LJ-278 11 1.8: Sơ đồ cấu trúc điều khiển NMTĐ Sông Bung 12 1.9: Sơ đồ phân cấp điều khiển NMTĐ Sông Bung 13 1.10: Phịng Điều khiển trung tâm NMTĐ Sơng Bung 14 1.11 Mơ hình hàm truyền chức PSS2B HTKT EXC9100 16 1.12: Sơ đồ nối điện TPP 220 kV NMTĐ Sông Bung 18 1.13: Sơ đồ đấu nối NMTĐ Sông Bung với HTĐ Quốc gia 20 2.1: Cấu trúc HTKT điển hình 22 2.2: Cấu trúc điển hình tự động điều chỉnh kích từ TĐK 23 2.3: Sơ đồ khối PSS 1A – loại đầu vào đơn 25 2.4: Sơ đồ khối PSS2A 27 2.5: Sơ đồ khối PSS2B 27 2.6: Sơ đồ khối PSS3B 28 2.7: Sơ đồ khối PSS4B 28 2.8: Sơ đồ hệ thống kích từ EXC9100 [12] 30 2.9: Các tủ điều khiển hệ thống kích từ EXC9100 31 2.10: Mơ hình hàm truyền chức PSS2B NMTĐ Sơng Bung 33 2.11: Cấu trúc hàm truyền chức PSS2B kết hợp với HTKT EXC9100 33 2.12: Khâu lọc thông cao 34 2.13: Khâu lọc thơng cao tích phân 34 2.14: Cấu hình khâu lọc ramp-tracking cơng suất 34 2.15: Khâu khuyếch đại bù pha 34 2.16: Sơ đồ véc tơ mơ men có AVR có AVR+PSS 37 2.17: Hộp thoại Bus options 43 2.18: Hộp thoại Generator Options 44 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội giá trị cải thiện nhiều so với chưa đưa chức PSS vào làm việc, chất lượng điện áp 220 kV trạm 500 Thạnh Mỹ khơng ảnh hưởng đưa chức PSS vào làm việc Trong trường hợp chưa đưa chức PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,037 pu sau dao động khoảng từ 1,046 pu : 1,058 pu xác lập giá trị 1,052 pu sau khoảng 36s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,038 pu sau dao động khoảng từ 1,04 pu : 1,062 pu xác lập giá trị 1,051 pu sau khoảng 30s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,037 pu sau dao động khoảng từ 1,048 pu : 1,054 pu xác lập giá trị 1,052 pu sau khoảng 30s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,038 pu sau dao động khoảng từ 1,04 pu : 1,062 pu xác lập giá trị 1,051 pu sau khoảng 30s * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 3: Tại thời điểm xảy cố ngắn mạch hệ thống, công suất điện máy phát giảm thấp, công suất lúc chưa thay đổi kịp hệ thống điều tốc chưa đáp ứng để ép cánh hướng lại, tốc độ tổ máy tăng lên, sau đáp ứng hệ thống điều tốc làm tốc độ tổ máy dao động quanh điểm cân Trong trường hợp chưa đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,93 Hz : 50,055 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 34s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,97 Hz : 50,02 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 32s Như qua phân tích đường đặc tính QTQĐ góc lệch roto δ(t) máy phát H1-H2 , điện áp u(t) trên hệ thống tốc độ tổ máy ta thấy tác động rõ rệt chức PSS có cố ngắn mạch ba pha trạm 110 kV Thạnh Mỹ tác động hãm dao động điện máy phát H1-H2 rút ngắn thời gian đưa giá trị xác lập góc lệch rotor điện áp đầu cực THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội PHỤ LỤC 09 MÔ PHỎNG SỰ CỐ MẤT NGUỒN PHÁT 110 MW VỚI UH1-UH2=1,05 Pu, UHT=1,05 Pu Đặt UH1-UH2 = 1,05 pu, UHT = 1,05 pu Sự cố tổ máy H1 NMTĐ A Vương, sau cố tổ máy H1 NMTĐ A Vương cắt khỏi hệ thống điện, toàn hệ thống nguồn phát 110MW Thực mô phần mềm, ta có đường đặc tính góc lệch roto H1H2, đường đặc tính điện áp đường đặc tính tốc độ tổ máy sau: 25,2 25 25 24,8 24,8 24,6 24,6 24,4 24,4 24,2 24,2 24 24 23,8 23,8 23,6 23,6 23,4 23,4 23,2 23,2 23 23 22,8 22,8 22,6 22,6 22,4 22,4 22,2 22,2 22 22 21,8 ON PSS 21,8 21,6 OFF PSS 21,4 21,2 21 21,6 21,4 21,2 21 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Rotor A ngle_Gen #1 b c d e f g Rotor A ngle_Gen #1 Hình 1: Dao động góc lệch roto máy phát H1-H2 ON chức PSS OFF chức PSS 1,064 1,064 1,062 1,062 1,06 1,06 1,058 1,058 1,056 1,056 1,054 1,054 1,052 1,052 1,05 1,05 1,048 1,048 1,046 1,046 1,044 1,044 1,042 1,042 1,04 1,04 1,038 1,038 1,036 1,036 OFF PSS 1,034 1,032 1,032 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g V (pu)_Bus g b c d e f ON PSS 1,034 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 V (pu)_Bus b c d e f g V (pu)_Bus g b c d e f V (pu)_Bus Hình 2: Điện áp H1-H2 220 kV Thạnh Mỹ ON chức PSS OFF chức PSS THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 50,016 50,009 50,014 50,008 50,012 50,007 50,01 50,006 50,008 50,005 50,006 50,004 50,004 50,003 50,002 50,002 50 50,001 49,998 50 49,996 49,999 49,994 49,998 49,992 49,997 49,99 49,996 49,995 49,988 OFF PSS 49,986 49,984 49,994 ON PSS 49,993 49,992 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Speed_Gen #1 b c d e f g Speed_Gen #1 Hình 3: Dao động tốc độ máy phát H1-H2 ON chức PSS OFF chức PSS Nhận xét: Khi vận hành với điện áp đầu cực máy phát H1, H2 điện áp hệ thống 1,05pu với chế độ phụ tải cực đại ta thấy thời điểm xuất cố tổ máy H1NMTĐ A Vương điện áp hệ thống giảm * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 1: Trong trường hợp chưa đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, góc lệch roto máy phát H1-H2 tăng dần từ giá trị ban đầu 24,20 dao động khoảng từ 22,20 : 23,60 sau xác lập giá trị 22,20 32s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc góc lệch roto máy phát H1-H2 tăng dần giá trị ban đầu 24,20 dao động khoảng từ 22,20 : 23,20 xác lập giá trị trị 22,20 32s * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 2: Trong trường hợp chưa đưa chức PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,04222 pu sau dao động khoảng từ 1,04 pu : 1,056 pu xác lập giá trị 1,05 pu sau khoảng 30s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,044 pu sau dao động khoảng từ 1,044 pu : 1,056 pu xác lập giá trị 1,048 pu sau khoảng 30s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,04 pu sau dao động khoảng từ 1,04 pu : 1,052 pu xác lập giá trị 1,05 pu sau khoảng 30s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,044 pu sau dao động khoảng từ 1,044 pu : 1,056 pu xác lập giá trị 1,048 pu sau khoảng 30s * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 3: Tại thời điểm xảy cố ngắn mạch gần đầu cực, công suất điện máy phát tăng lên không đáng kể, công suất lúc chưa thay đổi kịp hệ thống điều tốc chưa đáp ứng, tốc độ tổ máy giảm thấp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội không đáng kể cố xa nhà máy nguồn lượng từ Nhà máy điện hệ thống tham gia vào điều tần để đáp ứng cân lập tức, đáp ứng hệ thống điều tốc sau làm tốc độ tổ máy dao động quanh điểm cân nhỏ Trong trường hợp chưa đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,984 Hz : 50,016 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 32s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,99 Hz : 50,009 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 32s Như qua phân tích đường đặc tính QTQĐ góc lệch roto δ(t) máy phát H1-H2 , điện áp u(t) trên hệ thống tốc độ tổ máy ta thấy tác động chức PSS có cố cơng suất 110 MW hệ thống tác động hãm dao động điện máy phát H1-H2, thể biên độ dao động thời gian độ hệ thống giảm so với chưa đưa chức PSS vào làm việc Tuy nhiên thời gian đưa giá trị xác lập giá trị điện áp, góc lệch pha tốc độ khơng thay đổi THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội PHỤ LỤC 10 MÔ PHỎNG SỰ CỐ MẤT PHỤ TẢI 200 MW VỚI UH1-UH2=1,05 Pu, UHT=1,05 Pu Đặt UH1-UH2 = 1,05 pu, UHT = 1,05 pu Sự cố phụ tải đột ngột 200 MW hệ thống Thực mô phần mềm, ta có đường đặc tính góc lệch roto H1H2, đường đặc tính điện áp đường đặc tính tốc độ tổ máy sau: 25,2 25,2 25 25 24,8 24,8 24,6 24,6 24,4 24,4 24,2 24,2 24 24 23,8 23,8 23,6 23,6 23,4 23,4 23,2 23,2 23 23 22,8 22,8 22,6 22,6 22,4 22,4 22,2 22,2 OFF PSS 22 21,8 ON PSS 22 21,8 21,6 21,6 21,4 21,4 21,2 21,2 21 21 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g Rotor A ngle_Gen #1 Rotor A ngle_Gen #1 Hình 1: Dao động góc lệch roto máy phát H1-H2 ON chức PSS OFF chức PSS 1,064 1,064 1,062 1,062 1,06 1,06 1,058 1,058 1,056 1,056 1,054 1,054 1,052 1,052 1,05 1,05 1,048 1,048 1,046 1,046 1,044 1,044 1,042 1,042 1,04 1,04 1,038 1,038 OFF PSS 1,036 1,034 ON PSS 1,036 1,034 1,032 1,032 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g V (pu)_Bus g b c d e f 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 V (pu)_Bus b c d e f g V (pu)_Bus g b c d e f V (pu)_Bus Hình 2: Điện áp H1-H2 220 kV Thạnh Mỹ ON chức PSS OFF chức PSS THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 50,005 50,025 50,004 50,02 50,003 50,015 50,002 50,01 50,001 50 50,005 49,999 50 49,998 49,995 49,997 49,99 49,996 49,985 49,995 49,98 OFF PSS 49,975 49,994 ON PSS 49,993 49,992 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 b c d e f g 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 Speed_Gen #1 b c d e f g Speed_Gen #1 Hình 3: Dao động tốc độ máy phát H1-H2 ON chức PSS OFF chức PSS Nhận xét: Khi vận hành với điện áp đầu cực máy phát H1, H2 điện áp hệ thống 1,05pu với chế độ phụ tải cực đại ta thấy thời điểm xuất cố tổ phụ tải đột ngột 200MW hệ thống điện áp hệ thống tăng lên * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 1: Trong trường hợp chưa đưa chức ổn định cơng suất PSS vào làm việc, góc lệch roto máy phát H1-H2 tăng dần từ giá trị ban đầu 24,20 dao động khoảng từ 22,20 : 23,80 sau xác lập giá trị 22,60 32s Trong trường hợp đưa chức ổn định cơng suất PSS vào làm việc góc lệch roto máy phát H1-H2 tăng dần giá trị ban đầu 24,20 dao động khoảng từ 22,60 : 23,40 xác lập giá trị trị 22,60 32s * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 2: Trong trường hợp chưa đưa chức PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,042 pu sau dao động khoảng từ 1,042 pu : 1,054 pu xác lập giá trị 1,051 pu sau khoảng 28s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,044 pu sau dao động khoảng từ 1,044 pu : 1,058 pu xác lập giá trị 1,052 pu sau khoảng 28s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, điện áp đầu cực máy phát H1-H2 giảm thấp xuống 1,042 pu sau dao động khoảng từ 1,042 pu : 1,054 pu xác lập giá trị 1,051 pu sau khoảng 28s; điện áp 220kV Thạnh Mỹ từ 1,05 pu giảm thấp xuống 1,044 pu sau dao động khoảng từ 1,044 pu : 1,058 pu xác lập giá trị 1,052 pu sau khoảng 28s * Phân tích đặc tính QTQĐ hình 3: Tại thời điểm xảy cố ngắn mạch gần đầu cực, công suất điện máy phát tăng lên không đáng kể, công suất lúc chưa thay đổi kịp hệ thống điều tốc chưa đáp ứng, tốc độ tổ máy giảm thấp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội không đáng kể cố xa nhà máy nguồn lượng từ Nhà máy điện hệ thống tham gia vào điều tần để đáp ứng cân lập tức, đáp ứng hệ thống điều tốc sau làm tốc độ tổ máy dao động quanh điểm cân nhỏ Trong trường hợp chưa đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc, tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,975 Hz : 50,025 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 32s Trong trường hợp đưa chức ổn định công suất PSS vào làm việc tốc độ máy phát H1-H2 dao động khoảng từ 49,992 Hz : 50,0005 Hz sau xác lập giá trị 50 Hz 32s Như qua phân tích đường đặc tính QTQĐ góc lệch roto δ(t) máy phát H1-H2 , điện áp u(t) trên hệ thống tốc độ tổ máy ta thấy tác động chức PSS có cố phụ tải đột ngột 200 MW hệ thống tác động hãm dao động điện máy phát H1-H2, thể biên độ dao động thời gian độ hệ thống giảm so với chưa đưa chức PSS vào làm việc Tuy nhiên thời gian đưa giá trị xác lập giá trị điện áp, góc lệch pha tốc độ không thay đổi THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội