Nâng cao ổn định hệ thống điện có tích hợp năng lượng gió hòa lưới sử dụng thiết bị đồng bộ tĩnh (sssc)

STABILITY ENHANCEMENT OF POWER SYSTEM WITH WIND FARM  
USING A SERIES STATIC SYNCHRONOUS COMPENSATOR (SSSC)  
NÂNG CAO ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ TÍCH HỢP NĂNG LƯỢNG GIÓ HÒA  
LƯỚI SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐỒNG BỘ TĨNH (SSSC)  
Nguyễn Thị Mi Sa1, Lương Thị Cẩm Tú2  
1Hochiminh City University of Technology and Education, Vietnam; [email protected]  
2Tien Giang Vocational College; [email protected]om  
truyền tải và đồng thời giải quyết các bài toán kinh tế. Bài báo này  
Tóm tắt– Bài báo trình bày sự so sánh kết quả mô phỏng của  
tìm hiểu các thông số trên đường dây truyền tải điện và phương  
lưới điện có tích hợp năng lượng gió sử dụng thiết bị bù đồng bộ  
pháp điều khiển dòng công suất trên hệ thống điện có tích hợp  
tĩnh nối tiếp (SSSC). Để nâng cao tính ổn định của hệ thống, một  
năng lượng gió dùng SSSC.  
bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (PID) được thiết kế dựa trên  
phương phán gán cực. Kết quả mô phỏng trong miền thời gian dựa  
vào mô hình phi tuyến sẽ được trình bày. Có thể kết luận từ các kết  
quả mô phỏng rằng thiết bị bù đề xuất SSSC kết hợp với bộ điều  
2. Cấu hình của hệ thống nghiên cứu  
3
4
khiển thiết kế có thể cung cấp hệ số giảm chấn tốt hơn cho hệ  
thống khi các điều kiện vận hành nghiêm trọng xảy ra.  
Line 34-1  
Line 34-2  
1
24/230kV  
Từ khóa –Máy phát điện đồng bộ (SG); Bộ điều khiển vi tích  
phân tỉ lệ (PID); Thiết bị bù đồng bộ tĩnh nối tiếp (SSSC); Nâng  
cao ổn định; Hệ thống điện.  
SG  
4555MVA  
SSSC  
1. Giới thiệu  
Sự ổn định hệ thống điện được xem như là một vấn đề quan  
trọng đối với vận hành an toàn hệ thống điện từ những năm 1920  
[1]. Nhiều sự cố mất điện lớn có nguyên nhân là do sự không ổn  
định của hệ thống điện đã mô tả sự quan trọng của vấn đề này [2].  
Trong lịch sử, sự không ổn định do quá độ đã trở thành vấn đề  
chiếm ưu thế lớn của hầu hết các hệ thống điện. Khi các hệ thống  
điện đã phát triển tiến hóa thông qua một sự phát triển liên tục, từ  
các liên kết về điện, việc sử dụng các công nghệ mới, việc điều  
khiển và vận hành gia tăng trong các điều kiện sự cố, nên có rất  
nhiều dạng bất ổn định hệ thống khác nhau đã xuất hiện. Ví dụ  
như, sự ổn định điện áp, sự ổn định tần số và các dao động ở  
nhiều khu vực đã trở thành những vấn đề lớn hơn so với trong quá  
khứ. Điều khiển ổn định hệ thống điện là một nhiệm vụ quan  
trọng trong vận hành hệ thống điện [3]. Nhiều sự cố như là nhiễu  
loạn bên ngoài hay mô men cơ học bên trong cũng dễ dàng tác  
động đến sự ổn định hệ thống.  
Load  
40 wind turbines5MW  
2
33 kV  
cable  
Với sự phát triển của các thiết bị bán dẫn công suất cao, các  
thiết bị Hệ Thống Truyền Tải AC linh hoạt (Flexible AC  
transmission systems) (FACTS) có hiệu suất cao trong việc cải  
thiện cả tính ổn định và việc giảm dao động của một hệ thống điện  
thông qua điều khiển động đường cong quan hệ giữa góc-công  
suất của các hệ thống được kết nối [4]. Do sự đáp ứng nhanh của  
nó, những thiết bị này được dùng để điều chỉnh tự động cấu hình  
mạng điện để nâng cao đặc tính ổn định tĩnh cũng như ổn định  
động [5]. Có nhiều dạng thiết bị FACTS khác nhau, một số được  
mắc nối tiếp với đường dây và một số khác được mắc song song  
hoặc kết hợp giữa mắc song song và nối tiếp. Mô tả chi tiết của  
các thiết bị FACTS khác nhau bao gồm các nguyên tắc hoạt động  
có thể được tìm thấy trong [6,7]. Một trong những ứng dụng nổi  
bật của thiết bị FACTS chính là thiết bị SSSC (Bù Đồng Bộ Kiểu  
Tĩnh - Static Synchronous Series Compensator), SSSC điều khiển  
công suất phản kháng chảy qua điểm kết nối thông qua điều khiển  
biên độ, góc pha của điện áp nguồn, từ đó có thể đáp ứng được  
các chế độ vận hành khác nhau của hệ thống điện, đặc biệt là nâng  
cao khả năng truyền tải và điều khiển dòng công suất của đường  
dây. Vì vậy, việc lắp đặt SSSC ở một số điểm quan trọng trên  
đường dây truyền tải là giải pháp hữu hiệu để tăng khả năng  
0.69/33k  
DFIG  
Hình 1. Cấu hình hệ thống nghiên cứu.  
Aggregated 200MW wind farm  
Hình 1. cho thấy cấu hình của hệ thống nghiên cứu. Hệ thống  
này là sự thay đổi của hệ thống vô tuyến vô cấp một máy bằng  
cách kết nối một trang trại gió DFIG 200 MW trên bus 3 thông qua  
một đường dây truyền tải HVAC và các máy biến áp tăng áp. Do  
đó, hệ thống nghiên cứu bao gồm một SG và một DFIG tổng hợp  
cung cấp điện cho lưới điện hữu ích (bus vô hạn) thông qua hai  
đường truyền song song.  
SG có công suất 2220 MVA. Nó đại diện cho mô hình của một  
nhà máy nhiệt điện truyền thống có bốn đơn vị 555 MVA. DFIG  
200 MW tổng hợp được sử dụng để mô tả mô hình của một trang  
trại gió dựa trên DFIG gồm bốn máy phát điện tuabin gió có công  
suất là 5 MW.  
Hơn nữa, một SSSC được coi là kết nối với Line 34-2, một  
trong hai đường truyền song song, nhằm mục đích điều khiển  
đường truyền và tăng cường độ ổn định. Lý do xác định SSSC tại  
tuyến 34-2 là do thực tế là trở kháng của Line 34-2 lớn hơn Line  
34-1. Do đó, SSSC được sử dụng để bù cho trở kháng của Line 34-  
2 để công suất hoạt động thông qua đường truyền này có thể được  
tăng lên. Tần số hệ thống là 60 Hz và mức điện áp hệ thống được  
thể hiện trong hình.  
2.3 Mô hình SSSC  
Hình 4 là sơ đồ khối cơ bản của 1 SSSC. SSSC bao gồm một  
bộ chuyển đổi điện áp nguồn (VSI) để chuyển đổi điện áp DC  
thành điện áp AC 3 pha. Do đó, mô hình tương đương của SSSC  
bao gồm một nguồn điện áp ba pha có tần số cơ bản, một biến áp  
ghép nối tiếp, một tụ điện DC và một bộ điều khiển.  
2.1. Mô hình máy phát điện đồng bộ  
Mô hình SG được thiết lập dựa trên các giả định sau:  
V1  
V2  
V
se  
(1) Mô hình được thiết lập trong khung tham chiếu trục dq được  
gắn cố định vào máy quay và quay ở tốc độ rotor;  
i
Coupling  
Transformer  
(2) Rotor có hai cuộn dây trên mỗi trục, tức là một cuộn dây kích  
từ và một cuộc dây (damp : giảm xóc) quanh trục d và hai cuộn  
dây giảm chấn ở trục q;  
Voltage Source  
Inverter (VSI)  
Controller  
X c*  
Cdc  
(3) Độ lệch của stator và các ảnh hưởng của độ lệch tốc độ trong  
các phương trình điện áp stator được bỏ qua;  
(4) Thời gian, góc quay, và tần số góc, tính bằng giây, radian và  
radian /giây.  
Hình 4. Sơ đồ khối của một SSSC  
Bằng cách sử dụng khung tham chiếu dq, các thành phần điện  
Hệ thống kích từ với bộ điều chỉnh điện áp tự động (AVR) và bộ  
ổn định hệ thống điện (PSS) được trình bày trong Hình 2.  
áp nối tiếp có thể được biểu diễn như sau :  
v
n K  
V
cos(  
sin(  
)
(1)  
(2)  
c
se  
inv  
dse  
dcsssc  
V
1, ref  
v
n K  
V
)
Voltage  
qse  
c
se  
inv  
dcsssc  
Efd max  
Efd  
transducer  
Exciter  
v
1
KA  
1S  
Trong đó :  
V
1
1sT  
1sT  
R
A
nc là tỷ lệ nghịch lưu của máy biến áp, Vdc-sssc là điện áp DC của  
tụ, αse là góc pha của điện áp nối tiếp và Kinv là hằng số biến đổi  
giữa điện áp DC và điện áp AC. Từ sơ đồ mạch tương đương phía  
DC và bằng cách cân bằng công suất trao đổi giữa AC và DC,  
phương trình động của điện dung DC Cdc được mô tả như sau:  
Efd min  
vS  
Phase  
vS max  
compensation  
Gain  
Washout  
v2S  
r  
sT  
1sT  
1sT  
W
1
Kstab  
1sT  
2
W
vS min  
i cos   
C
p(V  
) n K  
i sin   
se se  
Power system stabilizer (PSS)  
c
q
inv  
dc  
dcsssc  
d
V
Hình 2. Mô hình PSS và kích từ  
2.2 Cấu hình hệ thống Tuabin gió  
dcsssc  
R
dc  
(3)  
Hình 3 cho thấy cấu hình của một hệ thống tuabin gió dựa trên  
DFIG. Cấu hình này sử dụng một máy phát điện cảm ứng rotor  
quay với các cuộn dây stator được nối trực tiếp vào lưới điện trong  
khi các cuộn dây rotor được cho qua một bộ chuyển đổi AC / DC /  
AC. Rôto của DFIG được ghép nối cơ học với trục của tuabin gió  
thông qua một hệ trục cơ, bao gồm trục tốc độ cao, trục tốc độ thấp  
và hộp số ở giữa.  
SSSC có thể hoạt động dưới chế độ điện cảm hoặc điện dung để  
tăng hoặc giảm lưu lượng điện qua đường truyền tương ứng. Chế  
độ điện dung của SSSC được sử dụng trong bài báo này.  
Bộ điều khiển của SSSC được thể hiện trong hình 5.  
Bộ chuyển đổi AC / DC / AC gồm có hai bộ chuyển đổi PWM  
dựa trên IGBT, bao gồn một bộ chuyển đổi RSC và một bộ chuyển  
đổi GSC kết nối bằng một liên kết DC thông thường.  
Turbine  
Grid  
Pew  
tw rw  
Psw  
VW  
GB  
DFI  
Rcw  
Lcw  
Pgw  
Prw  
AC/DC/AC  
RSC  
GSC  
vdcw  
vrw  
vgw  
Hình 5. Sơ đồ bộ điều khiển SSSC  
Một khối đo lường lấy các biến cần thiết để xử lý trong quá  
trình điều khiển. Việc tính toán được điện kháng bơm vào bằng  
cách phân chia điện áp bơm vào bởi dòng điện đường dây (giá trị  
rms). Các điện kháng bơm vào được tính toán sau đó so sánh với  
Pitch angle  
CONTROL  
Hình 3. Cấu hình hệ thống tuabin gió DFIG  
.
và sự khác biệt được  
thích hợp, trong đó A là ma trận trạng thái, B là ma trận đầu vào, C  
là ma trận đầu ra, D là ma trận thể hiện tỷ lệ đầu vào xuất hiện trực  
tiếp trong đầu ra.  
các điện kháng tham chiếu Xref-pu  
đưa vào  
một bộ điều khiển PI (để điều khiển độ lớn) để điều khiển. Các  
đầu ra của bộ điều khiển PI sẽ điều chế biên độ của tín hiệu điều  
khiển. Các chỉ số điều chế được giới hạn bởi một giới hạn chuẩn  
để ngăn chặn việc quá giới hạn điều chế..  
Do đó, các giá trị riêng của hệ thống vòng mở có thể được xác  
định từ phương trình đặc trưng sau:  
Một vòng khóa pha (PLL) được sử dụng để tách góc pha của  
det(sI A) 0  
(7)  
hệ  
dòng điện đường dây. Một góc ± π/2 được bổ sung vào góc  
thống cùng với Θsys, tùy thuộc vào chế độ hoạt động của SSSC.  
Các giá trị riêng của hệ thống nghiên cứu không có và có  
SSSC được liệt kê trong các cột thứ hai và thứ ba của Bảng 2.  
Nếu SSSC được yêu cầu  
để hoạt động như cảm kháng, +π/2 được  
thêm vào và điện áp bơm vào sớm pha hơn dòng điện 900. Nếu -  
π/2 được thêm vào, điện áp bơm vào trễ pha hơn dòng điện đường  
dây 900 và SSSC hoạt động như một bộ bù điện dung.  
Trong các trị riêng này, ta thấy (Ʌ10 - Ʌ11: -0.4835 ± 9.5104i)  
và (Ʌ13 - Ʌ14: -0.7154 ± 1.4908i) là các giá trị của máy phát điện  
đồng bộ. Các trị riêng này có tần số dao động thấp (1,5136 và  
0,23726) và có hệ số giảm dao động thấp (5,07% và 4, 32%). Đây  
là các trị riêng cần phải được cải thiện. Các trị riêng Ʌ10 - Ʌ11, Ʌ13  
Ʌ14 được nâng cao hệ số giảm dao động ở cột 3 của bảng 5.3 (Ʌ10  
Ʌ11 : -1.5 ± 9.5i) và (Ʌ13 - Ʌ14 : -1.35 ± 1.5i) với hệ số giảm dao  
động nâng lên (từ 5,07% lên 15,5%) và (từ 43,2% lên 66,8%) với  
tần số dao động như cũ.  
3. Thiết kế bộ điều khiển giảm dao động cho SSSC  
-
-
Cấu hình của PID thể hiện trong hình 5.1. Nó bao gồm một  
khối Washout và khối điều khiển PID. Tín hiệu đầu vào của PID là  
độ lệch công suất tác dụng P34-2 qua Line 34-2, nơi SSSC được  
lắp đặt. Tín hiệu đầu ra của PID là tín hiệu giảm dao động (hoặc tín  
hiệu phụ) XD được đưa vào cùng với tín hiệu tham chiếu Xc, theo  
yêu cầu điều khiển dòng công suất ở trạng thái ổn định của  
SSSC.Nhiệm vụ thiết kế là tìm các thông số TW, KP, và KI.  
Các thông số của bộ điều khiển giảm dao động được thiết kế  
cho SSSC được trình bày trong Bảng 1.  
Bảng 1. Các tham số của PID  
m
-max  
X
0.48669  
-1035.2  
-4307.1  
15.474  
T
PI  
inf - pu  
W
m
Controlle  
X
Dmax  
K
K
K
X
m
a-min  
P
D
P  
342  
sT  
K
W
I
K
sKD  
P
1 sT  
I
s
W
X
Dmin  
PID Controller  
Washout  
D
Hình 6. Sơ đồ khối bộ PID của SSSC.  
Phương pháp gán cực là sơ đồ đơn giản nhất để thiết kế bộ  
Các giá trị riêng của hệ thống vòng kín được liệt kê trong cột  
thứ tư của Bảng 3. Rõ ràng là chế độ cơ điện của SG đã được di  
chuyển chính xác đến vị trí được chỉ định trên mặt phẳng phức mà  
độ dao động đã được cải thiện đáng kể.  
điều khiển giảm dao động trong một hệ thống điện. Khi các giá trị  
riêng mong muốn (s) hoặc cực được thay thế vào thuật toán gán  
cực, các thông số của bộ điều khiển giảm dao động có thể dễ dàng  
được xác định. Khi các tham số tính toán của bộ điều khiển được  
thay thế trong hệ thống vòng khép kín, người ta có thể thấy rõ rằng  
các giá trị riêng mong muốn (s) hoặc cực (s) đã được xác định  
chính xác ở vị trí trên mặt phẳng phức.  
Các ràng buộc chính cho việc chọn giá trị riêng ảo được chỉ  
định cho hệ thống vòng kín là: (a) tất cả các giá trị riêng của hệ  
thống vòng kín có thiết kế PID phải được đặt hoàn toàn ở nửa bên  
trái của mặt phẳng phức; (b) các thông số thu được của PID phải  
hợp lý, ví dụ như thiết kế PID phải có KP và KI nhỏ và KD lớn.  
Khi hệ thống điều khiển là cấu hình một đầu ra - một đầu vào  
(SISO), trong đó P34-2 được sử dụng như là một tín hiệu đầu vào  
và XD được sử dụng như một tín hiệu đầu ra, chúng ta có thể xác  
định phương trình đặc trưng của hệ thống nghiên cứu sử dụng quy  
tắc Mason đơn giản như sau:  
1 G(s)H(s) 0  
(4)  
Trong đó G (s) là hàm truyền thuận của hệ thống nghiên cứu  
vòng mở và nó từ tín hiệu đầu vào XD tới tín hiệu đầu ra P34-2, H  
(s) là hàm truyền ngược của bộ điều khiển giảm dao động có tín  
hiệu đầu ra XD, và s là một trong các giá trị riêng hoặc cực của hệ  
thống vòng kín.  
Các phương trình phi tuyến xung quanh điểm vận hành trạng  
thái ổn định được chọn để có được một tập hợp các phương trình  
động hệ tuyến tính có thể được biểu diễn dưới dạng ma trận như  
sau :  
X(t) AX(t) BU(t)  
(5)  
Y (t) CX(t) DU(t)  
(6)  
Trong đó X (t) là vector trạng thái, Y (t) là vector đầu ra, U (t)  
là vector đầu vào; A, B, C, D là các ma trận cố định có kích thước  
without PID  
with PID  
0.86  
0.84  
0.82  
0.8  
0.78  
0.76  
0.74  
0.72  
0.7  
0.68  
0.66  
0
2
4
6
8
10  
12  
t (s)  
Hình 7b. Điện áp trên  
bus  
Với trường hợp 7a, điện áp đầu cực máy phát ổn định khi chưa  
có sự cố. Khi có ngắn mạch xảy ra ở t = 2s, hệ thống dao động  
mạnh, điện áp đầu cực máy phát giảm xuống khoảng 25%. Sau khi  
sự cố được khắc phục ở t = 2,1s thì tín hiệu tiếp tục dao động cho  
đến khi trả về trạng thái xác lập ở t = 12s trong trường hợp không  
có PID và t = 6s trong trường hợp có PID.  
Bảng 2. Trị riêng (rad/s) của hệ thống nghiên cứu không có  
Với trường hợp hình 7b thấy điện áp trên bus ổn định khi chưa  
có sự cố. Khi sự cố ngắn mạch xảy ra ở t = 2s, điện áp trên bus  
giảm xuống 16%. Ở thời điểm t = 2,1s sự cố được khắc phục, quan  
sát dạng sóng không có PID thì thấy rằng tín hiệu dao động mạnh  
cho đến khi trả về trạng thái xác lập ở t = 12s nhưng trong trường  
hợp có PID thì tín hiệu trở về trạng thái xác lập tại t = 6s.  
SSSC, có SSSC và SSSC có PID  
4. Mô phỏng hệ thống điện tích hợp năng lượng gió sử dụng  
SSSC  
4.1 Ngắn mạch ba pha tại điện áp lưới  
4.2 Thay đổi tải  
Điện áp tại bus lưới được minh họa trong Hình 7 với thời gian  
mô phỏng là 12 giây. Áp dụng ngắn mạch ba pha tại bus lưới (Bus  
vô hạn) bắt đầu từ t = 2 s, lúc đó điện áp bị sụt mạnh xuống với  
điện áp còn 0.5(p.u) và sau 2,1s điện áp lưới khôi phục  
Tải cục bộ thay đổi trong thời gian mô phỏng là 12 giây. Trình  
tự của bước thay đổi trên tải cục bộ tại bus được vẽ trong hình 8,  
có thể được mô tả như sau:  
Tại thời điểm bắt đầu mô phỏng, tải cục bộ tại bus được giả  
định là không hoạt động, có nghĩa là lúc đầu không có tải tại bus.  
Tại t = 2.0 s, một tải cục bộ có các dòng điện là 5.0 pu đột nhiên  
được kết nối với bus của hệ thống. Tải cục bộ này đại diện cho một  
tải cảm ứng tiêu tốn năng lượng hoạt động khoảng 200 MW và  
công suất phản kháng khoảng 90 MVAR.  
0.7  
0.68  
0.66  
0.64  
0.62  
0.6  
0.58  
0.56  
0.54  
0.52  
0.5  
Giả định sau 2 giây, độ lớn tải cục bộ giảm đi như thể hiện  
trong hình 8. Hình 8a, 8b cho thấy sự so sánh phản ứng động mà  
không có PID và có PID dưới các bước thay đổi tải cục bộ được  
kết nối tại bus.  
5
4.5  
4
0
2
4
6
8
10  
12  
t(s)  
3.5  
3
Hình 7. Điện áp lưới với lỗi ngắn mạch ba pha  
2.5  
2
1
1.5  
1
0.95  
0.5  
0
0.9  
0.85  
0.8  
without PID  
with PID  
0
2
4
6
8
10  
12  
t(s)  
Hình 8. Hình ảnh tải nối vào hệ thống  
0
2
4
6
8
10  
12  
t(s)  
Hình 7a. Điện áp đầu cực SG  
0.9004  
0.9003  
0.9002  
0.9001  
0.9  
15.5  
15  
without PID  
with PID  
14.5  
14  
13.5  
13  
12.5  
12  
0.8999  
0.8998  
0.8997  
0.8996  
11.5  
11  
10.5  
0
2
4
6
8
10  
12  
0
2
4
6
8
10  
12  
14  
16  
18  
20  
t (s)  
t(s)  
Hình 8a. Công suất tác dụng SG  
Hình 9. Mô hình thay đổi tốc độ gió thay đổi  
1.06  
0.2087  
0.2086  
0.2085  
0.2084  
0.2083  
0.2082  
0.2081  
without PID  
with PID  
without PID  
with PID  
1.055  
1.05  
1.045  
1.04  
1.035  
0
2
4
6
8
10  
12  
14  
16  
18  
20  
t(s)  
Hình 9a. Điện áp SG  
0
2
4
6
8
10  
12  
1
0.95  
0.9  
t (s)  
without PID  
with PID  
Hình 8b. Công suất phản kháng SG  
Quan sát hình 8a thấy rằng công suất tác dụng của SG ổn định  
khi chưa có sự cố. Tại thời điểm t = 2s, khi được nối thêm tải thì hệ  
thống dao động mạnh, công suất tác dụng máy phát cũng dao động.  
Tại thời điểm t = 4s, mặc dù đã ngắt tải ra khỏi hệ thống, nhưng  
công suất vẫn tiếp tục dao động. Hệ thống trở về trạng thái xác lập  
tại t = 12s khi không có PID và tại t = 7s trường hợp có PID.  
0.85  
0.8  
0.75  
0.7  
Với trường hợp hình 8b, khi nối thêm tải thì hệ thống dao  
động mạnh, công suất phản kháng trên SG cũng dao động mạnh.  
Tải được ngắt ra khỏi hệ thống tại t = 4s nhưng hệ thống chưa trở  
về trạng thái ổn định. Trường hợp hệ thống không có PID thì hệ  
thống trở về trạng thái xác lập tại t = 12s và có PID thì xác lập ở t  
= 7s  
0.65  
0
2
4
6
8
10  
12  
14  
16  
18  
20  
t (s)  
Hình 9b. Điện áp DFIG  
Với trường hợp hình 9a và 9b, lúc đầu khi tốc độ gió ổn định  
12 m/s, điện áp của SG cũng như DFIG ổn định. Tại thời điểm t =  
5s tốc độ gió tăng lên 15 m/s thì điện áp của SG (DFIG) dao động  
mạnh và khi tốc độ gió giảm thì hệ thống dần trả về trạng thái xác  
lập, tại thời điểm t = 15s tốc độ gió giảm đến 11 m/s trong trường  
hợp không có PID thì điện áp dao động mạnh và trả về trạng thái  
xác lập tại t = 20s, trường hợp có PID thì hệ thống ít dao động và  
trả về trạng thái xác lập ở t = 17s. Như vậy, thấy rằng SSSC kết  
hợp PID có thể nâng cao hiệu quả giảm dao động của hệ thống  
nghiên cứu theo các biến động của tốc độ gió.  
Như vậy, thấy rằng khi có sự thay đổi đột ngột tải cục bộ nếu  
có hệ thống có PID thì hệ thống giảm dao động và trở về trạng thái  
xác lập nhanh hơn.  
4.3 Thay đổi tốc độ gió  
Trong hệ thống nghiên cứu, tốc độ gió cơ bản và tốc độ giật  
ngẫu nhiên luôn luôn giả định trong suốt thời gian mô phỏng. Hình  
9 mô phỏng sự thay đổi tốc độ gió, một tín hiệu gió có tốc độ gió  
mạnh với đỉnh là 3 m / s được thêm vào ở t = 5 s nên tốc độ gió  
tăng từ 12 m/s lên 15 m / svà tại t = 15 s thì tốc độ gió giảm xuống  
11 m/s, tốc độ gió trở về 12 m / s ở t = 20 s.  
5. Kết luận  
Bài báo đã sử dụng một thiết bị SSSC để đạt được sự cải tiến  
tính ổn định của một hệ thống điện bao gồm một nhà máy điện dựa  
trên SG thông thường được tích hợp với một trang trại gió dựa trên  
DFIG. Hệ thống nghiên cứu được kết nối với mạng lưới điện thông  
qua hai đường truyền song song, trong đó có một thiết bị SSSC đề  
xuất dùng để điều khiển dòng điện.  
Ngoài ra, phương pháp phân cực đã áp dụng cho việc thiết kế  
bộ điều khiển giảm dao động PID cho SSSC cải tiến độ ổn định  
của hệ thống nghiên cứu. Mô phỏng các phản ứng động của hệ  
thống nghiên cứu với các điều kiện nhiễu loạn khác nhau như  
nhiễu mô men, biến đổi tốc độ gió, thay đổi đối với tải, lỗi ngắn  
mạch ba pha vv...  
Từ kết quả thu được, có thể kết luận rằng khi sử dụng SSSC  
có thể cải thiện độ dao động của hệ thống. Tuy nhiên, khi SSSC  
kết hợp với bộ điều khiển giảm dao động PID thì mức độ giảm  
daođộng hiệu quả hơn.  
Tài liệu tham khảo  
[1] PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt , “Ngắn mạch và ổn định  
trong hệ thống điện”.  
[2] C. P. Steinmetz, “Power control and stability of electric  
generating stations,” Trans. AIEE, vol. 39, no. 2, pp. 1215-1287,  
Jul. 1920.  
[3] P. Kundur, J. Paserba, V. Ajjarapu, G. Andersson, A. Bose,  
C. Canizares, N. Hatziargyiou, D. Hill, A. Stankovic, C. Taylor, T.  
Cutsem, and V. Vittal, “Definition and classification of power  
system stability” IEEE Trans. PowerSystems, vol. 19, no. 2, pp.  
1387-1401, May 2004.  
[4] L. Gyugyi, ‘Unified power-flow control concept for  
flexible AC transmission systems” IEE Proceedings - Generation,  
Transmission - Distribution, vol. 139, no. 4, pp. 323-331, Jul.  
1992.  
[5] D. P. He, C. Y. Chung, and Y. Xue, “An eigenstructure-  
based performance index and its application to control design for  
damping inter-area oscillations in power systems,” IEEE Trans.  
Power Systems, vol. 26, no. 4, pp. 2371 -2380, Nov. 2011.  
[6] N. G. Hingorani and L. Gyugyi, Understanding FACTS:  
Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems,  
New York, USA: IEEE Press, 2000.  
[7] X.-P. Zhang, C. Rehtanz, and B. Pal, Flexible AC  
Transmission Systems: Modelling and Control, Berlin, Germany:  
Springer, 2006.  
BÀI BÁO KHOA HỌC  
THỰC HIỆN CÔNG BỐ THEO QUY CHẾ ĐÀO TẠO THẠC SỸ  
Bài báo khoa học của học viên  
có xác nhận và đề xuất cho đăng của Giảng viên hướng dẫn  
Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH và TÁC GIẢ  
Bảnquyềntác phẩm đã được bảo hộ bởiLuậtxuất bảnvà LuậtSở hữu trí tuệ Việt Nam. Nghiêm  
cấm mọi hình thức xuất bản, sao chụp, phát tán nội dung khi chưa có sự đồng ý của tác giả và  
Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.  
ĐỂ CÓ BÀI BÁO KHOA HỌC TỐT, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!  
Thực hiện theo MTCL & KHTHMTCL Năm học 2018-2019 của Thư viện Trường Đại học  
Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh.  
pdf 7 trang Mãnh Khiết 09/01/2024 20440 Free
Bạn đang xem tài liệu "Nâng cao ổn định hệ thống điện có tích hợp năng lượng gió hòa lưới sử dụng thiết bị đồng bộ tĩnh (sssc)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfnang_cao_on_dinh_he_thong_dien_co_tich_hop_nang_luong_gio_ho.pdf