Luận văn Nâng cao ổn định điện áp sử dụng thiết bị FACTS (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nâng cao ổn định điện áp sử dụng thiết bị FACTS (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH KHIẾT NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG THIẾT BỊ FACTS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 0 5 2 0 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THANH KHIẾT NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG THIẾT BỊ FACTS NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 4/2017
3. CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG THANH LONG (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, chức danh khoa học, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ trước HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH Ngày tháng năm 2017
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ & tên: NGUYỄN THANH KHIẾT Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04-07-1988 Nơi sinh: Tp.HCM Quê quán: Quận 2, Thành Phố Hồ Chí Minh Dân tộc: Kinh Chỗ ở hoặc địa chỉ liên lạc: Số 25/2, khu phố 4. Phường Bình Trưng Tây, Q2 Tp.HCM E-mail: Khiet.vmec@gmail.com SĐT: 0978328146 II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1. Trung học phổ thông: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ tháng 9/2002 đến tháng 6/2005 Nơi học (trường, thành phố): THPT Giồng Ông Tố. Quận 2, Tp. HCM 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ tháng 9/2005 đến tháng 05/ 2010 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Tôn Đức Thắng Ngành học: Hệ Thống Điện Tên đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho nhà xưởng Ngày & nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Tại Trường Đại Học Tôn Đức Thắng Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Quốc Bảo III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm Kỹ sư phòng thi công Công ty TNHH Thang Máy 03/05/2010 đến nay Giám sát phòng thi công Mitsubishi Việt Nam Giám sát ATLĐ i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam kết luận văn có đề tài “Nâng Cao Ổn Định Điện Áp Hệ Thống Điện Sử Dụng Thiết Bị FACTS” là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa có ai công bố trong các công trình nào khác trước đó. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 04 năm 2017 (Ký & ghi rõ họ tên) Nguyễn Thanh Khiết ii
6. LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin cảm ơn thầy TS Dương Thanh Long đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý báu trong quá trình hướng dẫn tôi thực hiện đề tài này. Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Quyền Huy Ánh, PGS.TS Lê Chí Kiên, PGS.TS Trương Việt Anh, TS Trương Đình Nhơn, TS Võ Viết Cường và các thầy cô khoa Điện - Điện Tử đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm học tập và nghiên cứu trong suốt thời gian tôi theo học tại trường. Đặc biệt gửi lời tri ân đến gia đình, vợ, người thân, đồng nghiệp và bạn bè đã luôn ủng hộ, động viên trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này. Kính chúc sức khỏe quý thầy cô, các anh chị và các bạn! iii
7. TÓM TẮT LUẬN VĂN Sự gia tăng liên tục nhu cầu tiêu thụ công suất trong hệ thống, đã bị hạn chế do giới hạn trong việc quy hoạch mở rộng hệ thống. Các hệ thống điện phải có khả năng duy trì điện áp chấp nhận ở tất cả các nút trong hệ thống trong trường hợp bình thường cũng như khi sự cố. Mất ổn định điện áp là một vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống do tiến đến sự sụp đổ và mất kiểm soát về biên độ điện áp. Nghiên cứu trình bày trong luận văn này liên quan đến một số khía cạnh của vấn đề ổn định điện áp. Mục tiêu của luận văn là để cải thiện sự ổn định điện áp của hệ thống. Việc phân tích độ nhạy chỉ số ổn định đường dây đóng một vai trò quan trọng vì nó theo dõi tình hình hệ thống gần đến điểm sụp đổ điện áp. Trọng tâm chính là nhằm lắp đặt thiết bị FACTS được biết như là thiết bị bù tĩnh (SVC) tại vị trí yếu nhất của hệ thống để giải quyết vấn đề mất ổn định điện áp. Với khả năng cung cấp công suất phản khảng tại các nút mà SVC lắp đặt, thiết bị này đã đóng góp đáng kể vào việc cải thiện điện áp của hệ thống. Tác giả Nguyễn Thanh Khiết iv
8. ABSTRACT The continuous increase in the demand of active and reactive power in the power system network has limits as scope for network expansion many a times poses serious problems. The power system must be able to maintain acceptable voltage at all nodes in the system at a normal operating condition as well as post disturbance periods. Voltage instability is a serious issue in the system due to progressive and uncontrollable fall in voltage level. The research presented in this thesis is concerned with several facets of the voltage stability problem. The focus of this thesis is to improve the voltage stability of the system. The sensitivity analysis plays an important role as it monitors the nearness of the system towards the voltage collapse situation. The main focus of this thesis is aimed at placing FACTS device known as SVC at weak location of the system network to address the problem of voltage instability. With its reactive power supports at the bus where it is connected, this device significantly contributes to improve the power system. Author Nguyen Thanh Khiet v
9. MỤC LỤC Trang tựa Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Lời cám ơn iii Tóm tắt iv ABSTRACT v Mục lục vi Danh mục các chữ viết tắt ix Danh sách các bảng x Danh sách các hình xi Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu 2 1.3. Mục tiêu và nhiệm vụ 6 1.4. Phạm vi nghiên cứu 7 1.5. Phương pháp nghiên cứu 7 1.6. Nội dung luận văn 7 Chương 2. GIỚI THIỆU THIẾT BỊ FACTS 8 2.1. Giới thiệu 8 2.2. Phân loại thiết bị FACTS 9 2.3. Mô hình thiết bị FACTS 10 2.3.1. Mô hình thiết bị SVC 10 vi
10. 2.3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 10 2.3.1.2 Mô hình toán học 12 2.3.2 Mô hình thiết bị STATCOM 13 2.3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 13 2.3.2.2 Mô hình toán học 15 2.3.3 Mô hình toán học của TCSC 17 2.3.3.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 17 2.3.3.2 Mô hình toán học 18 2.3.4 Mô hình toán học của UPFC 19 2.3.4.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 19 2.3.4.2 Mô hình toán học 20 Chương 3. PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP SỬ DỤNG CHỈ SỐ ĐƯỜNG DÂY 24 3.1. Tổng quan 24 3.2. Các chỉ số ổn định điện áp 24 3.2.1 Chỉ số đánh giá nhanh sự ổn định điện áp – FVSI 25 3.2.2 Chỉ số ổn định đường dây (Lmn) 28 3.2.3 Chỉ số ổn định đường dây (LQP) 30 3.3. Phân tích ổn định điện áp sử dụng chỉ số đường dây 31 Chương 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 34 4.1. Mô phỏng sử dụng chỉ số FSVI 34 4.2. Mô phỏng sử dụng chỉ số LMN 38 4.3. Mô phỏng sử dụng chỉ số LQP 42 4.4. Xác định nút yếu trong hệ thống 47 Chương 5. KẾT LUẬN 51 5.1. Kết luận 51 vii
11. 5.2. Hướng phát triển đề tài 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 viii
12. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT FACTS (Flexible AC Tranmission System) : Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt STATCOM (Static compensator) : Thiết bị bù đồng bộ tĩnh TCSC (Thyristor-controlled series capacitor) : Thiết bị bù dọc được điều khiển bằng Thyristor SVC (Static Var Compensator) : Thiết bị bù tĩnh được điều khiển bằng Thyristor SSSC (Solid-state series controller) : Tụ bù đồng bộ kiểu tĩnh UPFC (Unified power flow controller) : Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) : Viện kỹ nghệ điện và điện tử TCR (Thyristor Controlled Reactor) : Cuộn kháng được điều khiển bằng Thyristor TSC (Thyristor Switched Capacitor) : Tụ điện được đóng cắt bằng Thyristor GTO (Gate turn-off) : Là một linh kiện bán dẫn Thyristor được điều khiển đóng hoặc ngắt bằng cách đưa xung dương hoặc xung âm vào cực cổng IGBT (Insulated gate bipolar transistor) : Transistor lưỡng cực cổng cách ly DC (Direct Current) : Dòng điện một chiều AC (Alternating Current) : Dòng điện xoay chiều FVSI (Fast Voltage Stability Index) : Chỉ số đánh giá nhanh sự ổn định điện áp ix
13. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 4.1 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số FVSI trong trường hợp 1 35 Bảng 4.2 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số FVSI trong trường hợp 2 37 Bảng 4.3 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số LMN trong trường hợp 1 39 Bảng 4.4 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số LMN trong trường hợp 2 41 Bảng 4.5 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số LQP trong trường hợp 1 43 Bảng 4.6 Phân tích ổn định điện áp dựa trên chỉ số LQP trong trường hợp 2 45 Bảng 4.7 Sắp xếp các nút cho hệ thống IEEE 14 nút 47 x
14. DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Nguyên lý cấu tạo SVC 11 Hình 2.2 Nguyên lý cấu tạo STATCOM 15 Hình 2.3 Mô hình TCSC 17 Hình 2.4 Mô hình UPFC 19 Hình 2.5 Mô hình điện áp nút của TCSC 20 Hình 3.1 Sơ đồ đơn tuyến mạng điện 2 nút 26 Hình 3.2 Sơ đồ đơn tuyến mạng điện 2 máy phát 28 Hình 3.3 Lưu đồ giải thuật phân tích ổn định điện áp 33 Hình 4.1 Sơ đồ lưới điện IEEE 14 nút 34 Hình 4.2 Công suất phản kháng, FVSI và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 1 35 Hình 4.3 Công suất phản kháng, FVSI và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 1 36 Hình 4.4 Công suất phản kháng, FVSI và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 2 37 Hình 4.5 Công suất phản kháng, LMN và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 1 38 Hình 4.6 Công suất phản kháng, FVSI và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 2. 40 Hình 4.7 Công suất phản kháng, LMN và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 1 40 Hình 4.8 Công suất phản kháng, LMN và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 2 42 Hình 4.9 Công suất phản kháng, LMN và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 2 42 Hình 4.10 Công suất phản kháng, LQP và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 1 44 Hình 4.11 Công suất phản kháng, LQP và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 1 44 Hình 4.12 Công suất phản kháng, LQP và điện áp tại nút 12 trong trường hợp 2 46 Hình 4.13 Công suất phản kháng, LQP và điện áp tại nút 14 trong trường hợp 2 46 xi
15. Hình 4.14 Điện áp nút khi có và không có SVC tại nút 12 (Trường hợp 1) 49 Hình 4.15 Điện áp nút khi có và không có SVC tại nút 14 (Trường hợp 1) 49 Hình 4.16 Điện áp nút khi có và không có SVC tại nút 12 (Trường hợp 2) 50 Hình 4.17 Điện áp nút khi có và không có SVC tại nút 14 (Trường hợp) 50 xii
16. Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Tính cấp cấp thiết của đề tài Ổn định điện áp là một trong những vấn đề quan trọng trong quy hoạch và vận hành hệ thống điện, đặc biệt là trong môi trường thị trường điện cạnh tranh, ở đó nhu cầu tiêu thụ điện ngày một tăng và làm cho hệ thống điện ngày càng bị căng thẳng nặng, có thể dẫn đến các nguy cơ mất điện do điện áp mất ổn định. Sự mất ổn định có thể dẫn đến sự tăng hoặc giảm điện áp tại một vài nút trong hệ thống. Kết quả có thể xảy ra của mất ổn định điện áp là phải sa thải phụ tải trong một vùng hoặc sa thải các đường dây truyền tải bởi các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện. Đây là nguyên nhân gây mất điện lan truyền và dẫn đến một số máy phát điện bị mất đồng bộ. Trên thế giới đã ghi nhận nhiều vụ mất điện trên diện rộng (Blackout) do sự cố sụp đổ điện áp gây ra. Ở Việt Nam cũng đã xảy ra các sự cố mất điện trên diện rộng, đặc biệt là 22/05/2013 đã xảy ra sự cố trên đường dây 500kV, gây mất điện cho 22 tỉnh/thành phía Nam. Tất cả các trường hợp trên đều liên quan đến mất ổn định điện áp, do đó vấn đề ổn định điện áp là sự cố rất nghiêm trọng và đã được nhiều nước trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Ổn định điện áp là đáp ứng khả năng duy trì điện áp tại tất cả các nút của hệ thống trong phạm vi cho phép (tùy thuộc từng nút mà dao động điện áp tại mỗi nút khác nhau). Trong điều kiện vận hành không bình thường hoặc sau khi bị nhiễu loạn, hệ thống sẽ đi vào trạng thái mất ổn định, khi đó sẽ xuất hiện các kích động như tăng tải đột ngột hay thay đổi các thông số của hệ thống. Các thay đổi đó có thể làm cho hệ thống xảy ra sự giảm điện áp và nặng nề nhất là rơi vào tình trạng không thể điều khiển điện áp, rồi dẫn đến hậu quả là sụp đổ điện áp. Hiện nay ở nước ta đang trong tình trạng thiếu nguồn điện, trong khi phụ tải lại tăng nhanh. Do đó các đường dây truyền tải đang làm việc ở công suất giới hạn cho phép và điện áp tại các nút có nguy cơ giảm mạnh xuống dưới mức cho phép và thậm chí có thể giảm đến 1
17. mức giới hạn về ổn định điện áp. Mặt khác, nước ta đang trong giai đoạn thực hiện vận hành thị trường điện lực ở khâu phát điện và sẽ tiến tới thị trường bán buôn và sau đó là thị trường bán lẻ theo lộ trình Chính phủ đã đề ra. Khi đó phương thức điều độ vận hành hệ thống điện sẽ phức tạp hơn nhiều và công suất truyền tải trong lưới điện sẽ phụ thuộc không chỉ vào công suất phát của nhà máy điện, công suất tiêu thụ của phụ tải mà còn phụ thuộc vào cả giá bán điện của các nhà máy, các hợp đồng song phương nên việc nghiên cứu ổn định điện áp để đảm bảo an toàn trong vận hành hệ thống điện càng được đặc biệt quan tâm. Trước đây, khi ngành công nghiệp điện tử công suất chưa phát triển mạnh thì việc nâng cao chất lượng điện áp trên hệ thống điện bị hạn chế và thời gian đáp ứng cũng rất chậm, bởi vì phải thực hiện việc đóng cắt các khóa cơ khí các phần tử điện như: cuộn dây, tụ điện, bộ chuyển đổi nấc máy biến áp để ổn định hệ thống điện. Ngày nay, nhờ thiết bị FACTS ra đời đã giúp cho việc vận hành và điều khiển hệ thống điện được linh hoạt và nhanh chóng hơn. FACTS là hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt sử dụng thiết bị điện tử công suất hoạt động ở chế độ tự động với dòng điện và điện áp cao, cho phép điều khiển để ổn định điện áp, góc pha, trở kháng đường dây gần như tức thời. Ngoài ra nó còn cho phép đường dây vận hành gần với mức giới hạn về nhiệt của đường dây truyền tải. Các thiết bị thường được sử dụng như: SVC, STATCOM, TCSC, SSSC, UPFC. Các thiết bị này có thể được đặt tại những vị trí phù hợp trong hệ thống điện để nâng cao tối đa trong việc cải thiện giới hạn ổn định điện áp. Trong luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu nâng cao ổn định điện áp của hệ thống điện bằng việc sử dụng thiết bị SVC, sau khi bị ảnh hưởng bởi các biến động trên hệ thống điện. 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu Gần đây, các hệ thống điện đang trải qua nhiều thay đổi và trở nên phức tạp hơn trong việc vận hành, để kiểm soát và duy trì điện áp tại những điểm hoạt động ổn định, khi đó chúng ta sẽ đáp ứng được nhu cầu phụ tải ngày càng tăng cao (Kundur 1994; Kundur et al 2004) [1]. Ổn định điện áp được hiểu là khả năng hệ thống điện có thể duy trì giá trị điện áp chấp nhận được ở tất cả các nút trong điều 2
18. kiện vận hành dưới chuẩn hoặc sau khi chịu một sự nhiễu loạn (Cutsem & Vournas 1998) [2]. Hệ thống sẽ đi vào trạng thái mất ổn định điện áp khi có một sự nhiễu loạn, sự gia tăng về nhu cầu phụ tải hoặc có thay đổi trong điều kiện hoạt động, nó gây ra sự giảm dần và không thể kiểm soát về điện áp. Các tác giả Kessel & Glavitsch (1986) [3] và Wan et al (2000) thảo luận về phương pháp đánh giá độ ổn định điện áp của một hệ thống điện để tìm ra cách để có thể cải thiện sự ổn định điện áp. Yếu tố chính gây mất ổn định điện áp là do hệ thống điện không còn khả năng đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng (Taylor 1994; Cutsem 2000). Đánh giá sự ổn định điện áp được thực hiện bằng nhiều phương pháp truyền thống (Gao et al 1992; Ajjarapu & Christy 1992). Kiểm soát ổn định điện áp là điều cần thiết trong hệ thống điện truyền tải. Các tác giả Flatabo et al (1990) và Begovic & Phadke (1992) [4] thực hiện việc kiểm soát ổn định điện áp thông qua việc phân tích độ nhạy. Suy giảm điện áp quá mức có thể xảy ra nghiêm trọng với một vài hệ thống và nếu tình trạng này trầm trọng hơn, có thể dẫn đến sự sụp đổ điện áp. Liên kết nhiều hệ thống điện lớn với nhau đang ngày càng gặp phải điện áp cao bất thường, điện áp thấp bất thường hoặc sụp đổ điện áp (CIGRE Task Force 1993). Điện áp bất thường hoặc sự sụp đổ điện áp đặt ra một mối đe dọa chính cho sự ổn định, an ninh và độ tin cậy của hệ thống điện. Hơn nữa, với sự phát triển nhanh chóng của phương pháp tái cấu trúc trong hệ thống điện, vấn đề ổn định điện áp đã trở thành một mối quan tâm lớn đối với các hệ thống điện. Để duy trì an ninh các hệ thống điện này, đòi hỏi phải hoạch định các biện pháp thích hợp để cải thiện an ninh hệ thống điện và tăng hệ số dự trữ ổn định điện áp (Dobson & Chiang 1989; Fink 1994). Trong hầu hết các công trình nghiên cứu trước đây về cải thiện sự ổn định điện áp, chỉ mới xét điều kiện hoạt động bình thường của hệ thống (Overbye & De Marco 1999; ElAraby et al 2002). Mất ổn định điện áp nhìn chung thường được gây ra do ngẫu nhiên như cúp điện đường dây và do đó cần thiết phải giải quyết vấn đề này trong điều kiện bất bình thường (Rabih A. Jabr et al 2012). 3
19. Điện áp không ổn định là một trong những hiện tượng dẫn đến sự mất điện trên diện rộng. Gần đây, một vài sự cố mất điện mạng lưới có liên quan đến sự sụp đổ điện áp (Báo cáo phân tích kỹ thuật vào ngày 14 tháng 8 năm 2003). Các hệ thống điện hiện đại đang phải đối mặt với gia tăng dòng công suất do nhu cầu ngày càng tăng và khó kiểm soát (Ge & Chung 1999). Sự phát triển nhanh chóng trong việc tác động nhanh và tự chuyển mạch của bộ biến đổi điện tử công suất, được biết đến như bộ điều khiển thiết bị FACTS, đã giới thiệu vào năm 1988 bởi Hingorani & Gyugyi (2000), rất có ích trong hành động kiểm soát nhanh để đảm bảo an ninh của hệ thống điện (Matsuno et al 2002). Edris et al (1997) đề xuất thuật ngữ và định nghĩa đối với các bộ điều khiển hiết bị FACTS khác nhau. Các bộ điều khiển thiết bị FACTS có khả năng cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng với tốc độ nhanh (Xu & Chen 2000; Mathur & Varma 2002; Padayar 2007). Việc giới thiệu bộ điều khiển thiết bị FACTS đang ngày càng được sử dụng nhiều để nâng cao điện áp và điều khiển dòng công suất (Sen & Sen 2009; Zhang et al 2006). Việc gắn thêm thiết bị FACTS được thấy rõ là có hiệu quả cao trong việc ngăn ngừa sự mất ổn định điện áp và làm giảm thiểu tổn thất công suất thực và công suất phản kháng trên đường dây tải điện (Wu et al 1998; Xiao et al 2002; Yorino et al 2003). Các thiết bị bù mắc nối tiếp hoặc mắc song song được sử dụng để nâng cao hệ số ổn định tĩnh của điện áp và làm giảm đáng kể tổn thất công suất (Biansoongnern & Chusanapiputt 2006; Abido 2009; Bekri và Fellah 2010). Các tác giả Singh & David (2001) và Verma & Srivastava (2005) đã thực hiện một phương pháp tiếp cận dựa trên độ nhạy để tối ưu vị trí đặt của bộ điều khiển thiết bị FACTS để nâng cao sự ổn định điện áp. Gerbex et al (2001) đã đề xuất nhiều loại thiết bị FACTS thông qua thuật toán di truyền và các tác giả Li et al (2000) đề xuất thiết kế và ứng dụng phối hợp nhiều loại thiết bị điều khiển FACTS. Những tiến bộ trong công nghệ điện tử công suất cùng với các phương pháp điều khiển thông minh, có thể phát triển nhanh chóng thiết bị bù tĩnh công suất phản kháng (SVC) trong những năm đầu của thập niên 70 (CIGRE, Làm việc nhóm 38-01-1986). SVC bao gồm 4
20. một nhóm các tụ điện được mắc song song và các cuộn trở kháng với tác động kiểm soát nhanh bằng phương pháp chuyển mạch thyristor (Hammad 1986; Al-Sadek et al 1997). Từ việc nhìn thấy các điểm hoạt động, SVC có thể được xem như là một biến trở kháng song song, có thể tự động điều chỉnh để đáp ứng với sự thay đổi điều kiện vận hành của hệ thống điện như là vấn đề mất ổn định điện áp (Mansour et al 1994; Chang & Huang 1997). Tùy thuộc vào bản chất tương ứng của điện kháng SVC. Tức là, tính cảm hoặc tính dung, thiết bị điều khiển SVC sẽ vẽ dòng điện cảm kháng hoặc dung kháng từ mạng (IEEE - Nhóm chuyên điều khiển độ ổn định, ngày 38-01-1995). Điều khiển thích hợp với điện kháng tương đương này cho phép điều chỉnh cường độ điện áp tại các điểm kết nối với bộ SVC. Ambriz-Perez và các cộng sự (2000) đề xuất cả hai mô hình điện dẫn và góc kích trong việc nghiên cứu dòng công suất tối ưu. SVC được mô phỏng như một nguồn công suất phản kháng /gắn tại nút được kết nối (Jiansheng Huang et al 2012; Khaleghi, M et[ al 2009). Hiệu suất của các thiết bị FACTS khác nhau cũng được so sánh trong việc cải thiện sự ổn định điện áp (Nagendra, P et al 2010; Mehrdad Ahmadi Kamarposhti & Hamid Lesani 2011). Thyristor điều khiển các Tụ mắc nối tiếp (TCSC) là một thiết bị FACTS mắc nối tiếp được lắp vào đường dây truyền tải nhằm thay đổi điện kháng của nó và vì thế làm giảm tổn thất công suất phản kháng và tăng khả năng truyền tải (Billinton et al 1999; Lu & Abur 2002; Ye & Kazerani 2006). Nhưng với các phương pháp dòng công suất truyền thống phải được biến đổi để xem xét ảnh hưởng của các thiết bị FACTS. Các tác giả Kazemi & Badrzadeh (2004) thảo luận các giới hạn của cả hai SVC và TCSC ở điểm mang tải tối đa. Sự kết hợp của SVC và TCSC được đề nghị để cải thiện sự ổn định điện áp trong nhiều công trình (Bekri & Fellah 2010). Đánh giá sự ổn định điện áp với sự thay thế thích hợp của các thiết bị FACTS được khảo sát và so sánh dựa trên nền tản của nghiên cứu cơ bản (Sode Yome & Mithulanathan 2001; Musunuri & Dehnavi 2010; Canizares & Faur 1999). Một trong những thiếu sót của các phương pháp đó chỉ xem xét trạng thái bình thường của hệ thống (Kundur et al 1993; IEEE / PES Xuất bản đặc biệt 1999). Tác giả 5
21. S K L 0 0 2 1 5 4