Luận văn “ Ứng dụng STATCOM để điều chỉnh điện áp và bù công suất phản kháng cho hệ thống điện

Tài liệu số 4

MỤC LỤC

Chương 1: GIỚI THIỆU LUẬN VĂN..................................................................... 1
 1.1 Tổng quan ..................................................................................... 1
 1.2 Tóm tắt một số bài báo liên quan .................................................................... 2
 1.3 Nhận xét chung và hướng tiếp cận .................................................................. 7
 1.4 Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn ................................................................. 8
 1.5 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 8
 1.6 Các bước tiến hành .................................................................................. 9
 1.7 Điểm mới của luận văn ................................................................................... 9
 1.8 Giá trị thực tiễn của luận văn .......................................................................... 9
 1.9 Nội dung của luận văn ...................................................................................10
 Chương 2: PHÂN TÍCH VÀ ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP HỆ THỐNG ĐIỆN.............................................11
 2.1 Ổn định điện áp trong hệ thống điện ..............................................................12
 2.2 Các giới hạn ổn định trong hệ thống điện .......................................................14
 2.2.1 Giới hạn điện áp ...............................................................................15
 2.2.2 Giới hạn nhiệt...................................................................................15
 2.2.3 Giới hạn ổn định...............................................................................16
 2.2.3.1 Ổn định quá độ ..............................................................................17
 2.2.3.2 Ổn định dao động bé .....................................................................18
 2.3 Cơ sở kiến thức trong điều khiển hệ thống điện..............................................20
 Chương 3: TỔNG QUAN VỀ STATCOM VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG23
 3.1 Tổng quan về STATCOM..............................................................................23
 3.1.1 Các thế hệ bù công suất phản kháng .................................................25
3.1.1.1 Thế hệ đầu tiên là các thiết bị bù đóng ngắt bằng cơ học ...............25
 3.1.1.2 Thế hệ thứ hai là các thiết bù đóng ngắt dựa trên Thyristor............25
 3.1.1.3 Thế hệ thứ ba là các thiết bị bù dựa trên bộ chuyển đổi..................25
 3.1.2 Chức năng ứng dụng của STATCOM...............................................25
 3.2 Tổng quan về công suất phản kháng...............................................................26
 3.2.1 Giới thiệu chung...............................................................................26
 3.2.2. Hiệu quả của việc bù công suất phản kháng.....................................27
 3.3 Các phương pháp bù công suất phản kháng....................................................27
 3.3.1 Các thiết bị bù công suất phản kháng................................................27
 3.3.1.1 Tụ điện tĩnh ...................................................................................27
 3.3.1.2 Máy bù đồng bộ ............................................................................28
3.3.2 Một số thiết bị bù trong FACTS .......................................................28
3.3.2.1 Bộ bù đồng bộ tĩnh nối tiếp(SSSC)................................................28
3.3.2.2 Bộ bù bằng tụ mắc nối tiếp điều khiển bằng Thyristor(TCSC) .......29
3.3.2.3 Bộ bù điều khiển trào lưu công suất hợp nhất(UPFC) ....................29
3.3.2.4 Bộ bù tĩnh(SVC) ...........................................................................30
3.3.2.5 Bộ bù đồng bộ tĩnh(STATCOM) ...................................................31
3.4 Nguyên lý bù trong hệ thống điện ..................................................................31
3.4.1 Bù song song....................................................................................33
3.4.2 Bù nối tiếp........................................................................................34
3.5 Kết luận ..............................................................................................35
Chương 4: ỨNG DỤNG STATCOM VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỂ BÙ CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP .............................36
4.1 Đặt vấn đề.....................................................................................36
4.2 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động cơ bản của STATCOM ...............................36
4.2.1 Cấu trúc cơ bản của STATCOM.......................................................36
4.2.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM ..............................................37
4.3 Bộ điều khiển điện tử công suất dựa trên các thiết bị bán dẫn.........................39
4.3.1 Bộ Chuyển đổi nguồn điện áp (VSC) ...............................................41
4.3.2 Điều khiển điều chế độ rộng xung (PWM) .......................................43
4.3.3 Nguyên tắc hoạt động của VSC ........................................................47
4.4 Hệ thống điều khiển của STATCOM .............................................................48
4.5 Các đặc tính của STATCOM .........................................................................50
4.6 Mô hình hóa STATCOM ...............................................................................51
4.6.1 Mô hình mạch ..................................................................................51
4.6.2 Mô hình toán STATCOM.................................................................52
Chương 5: SỬ DỤNG MATLAB/ SIMULINK ĐỂ MÔ PHỎNG ĐÁP ỨNG
ĐỘNG CỦA STATCOM VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN ...............................................57
5.1 Tổng quan về Matlab .....................................................................................57
5.1.1 Khái niệm về Matlab ........................................................................57
5.1.2 Tổng quan về cấu trúc dữ liệu của Matlab và các ứng dụng ..............57
5.1.3 Khái niệm về Simulink.....................................................................57
5.2 Thiết kế bộ STATCOM cầu ba cấp 48 xung...................................................58
5.2.1 Mô hình mạch động lực.................................................................. 58
5.2.1.1 Cấu tạo bộ chuyển đổi nguồn áp VSC ......................................... 59
5.2.1.2 Máy Biến Áp ............................................................................... 63
5.2.1.3 Tụ điện ........................................................................................ 63
5.2.2 Mô hình toán của bộ STATCOM 48 xung ........................................64
5.2.3 Thiết kế bộ điều khiển cho STATCOM 48 xung:[13] .......................66
5.2.3.1 Khối hệ thống đo lường(Measurement System) ........................... 68
5.2.3.2 Khối vòng khóa pha( Phase Looked Loop-PLL) .......................... 73
5.2.3.3 Khối hiệu chỉnh điện áp(Voltage Regulator)................................ 74
5.2.3.4 Khối cân bằng điện áp DC(DC Balance Regulator) .................... 75
5.2.3.5 Khối tính toán dòng Iq giới hạn và chọn Iqref ............................. 76
5.2.3.6 Khối hiệu chỉnh dòng(Current Regulator).................................... 76
5.2.3.7 Khối phát xung điều khiển(Firing Pulse Generator)..................... 77
5.3 Mô phỏng và kết quả đáp ứng động của STATCOM trong lưới điện 500 kV Miền Nam ba nút .......79
5.3.1 Mô phỏng ở chế độ bình thường.......................................................79
5.3.1.1 Sơ đồ đơn tuyến của mô hình nghiên cứu .................................... 79
5.3.1.2 Mô hình mô phỏng ...................................................................... 80
5.3.1.3 Mạch điều khiển của bộ điều khiển STATCOM .......................... 81
5.3.1.4 Thiết lập tham số cho các phần tử trong mô hình mô phỏng ........ 81
5.3.1.5 Kết quả mô phỏng đáp ứng động của STATCOM ...................... 88
5.3.2 Mô phỏng ở chế độ ngắn mạch .........................................................92
5.3.2.1 Sơ đồ đơn tuyến mô hình nghiên cứu có ngắn mạch .................... 92
5.3.2.2 Mô hình mô phỏng có xảy ra ngắn mạch ..................................... 93
5.3.2.3 Mạch điều khiển của bộ điều khiển STATCOM .......................... 94
5.3.2.4 Thiết lập tham số cho các phần tử trong mô hình mô phỏng ........ 94
5.3.2.5 Kết quả mô phỏng đáp ứng động của STATCOM GTO 48 xung khi xảy ngắn mạch ........... 94
5.3.2.5.1 Kết quả mô phỏng ngắn mạch pha A chạm đất ......................... 94
5.3.2.5.2 Kết quả mô phỏng ngắn mạch 2 pha ......................................... 99
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ..................105
6.1 Kết luận .......................................................................105
6.2 Hướng nghiên cứu phát triển..........................................................106
6.3 Kiến Nghị ................................................................................106
Tài liệu tham khảo .........................................................................108
Phụ lục A…………………………………………………………………….........110
Phụ lục B………………………………………………………………………….123
Phụ lục C......................................................................123
Phụ lục D..................................................................123
Phụ lục E..........................................................................123
Phụ lục F........................................................................124
Phụ lục G.................................................................124
1. GIỚI THIỆU:
Để hệ thống điện hoạt động linh hoạt ở mọichế độ, kể cả tình huống sự cố nghiêm trọng
nhất thì phải có thiết bị để điều khiển các đạilượng trong hệ thống điện. Một trong những
đại lượng đó chính là đại lượng điện áp, theonhận định thực tế, các sự cố tan rã hệ thống
điện gần đây đều có liên quan đến sự sụp đổđiện áp hoặc là mất ổn định điện áp, mà
nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự sụp đổ điệnáp thường là do sự không đáp ứng đủ nhu cầu
công suất phản kháng cho hệ thống điện mộtcách kịp thời.
Theo các kết quả mô phỏng từ [1], [2], [3]và [4] ta nhận thấy rằng việc đáp ứng hiệu quả
của STATCOM trong mọi chế độ của hệ thốngđiện phụ thuộc vào tính năng làm việc của bộ
điều khiển STATCOM. Tuy nhiên, việc đánhgiá, lựa chọn bộ STATCOM như thế nào là
hợp lý, cũng như dung lượng bù tối ưu trongphân tích ở chế độ xác lập, chế độ quá độ là
mối quan tâm hàng đầu trong việc đáp ứng nhucầu về công suất phản kháng và nâng cao ổn
định điện áp cho hệ thống điện. Trong bài báonày tác giả đã đưa ra giải pháp đáp ứng công
suất phản kháng cho hệ thống điện bằng bộSTATCOM điều khiển đa bậc với 48 xung để
điều chỉnh điện áp và bù công suất phản khángcho hệ thống điện. Bộ STATCOM điều khiển
đa bậc 48 xung gồm có các bộ chuyển đổiVSC 6 bước kết nối bốn máy biến áp dịch pha
để giảm được sóng hài đến mức thấp nhất phíaAC, có thể được ứng dụng trong lĩnh vực công
suất cao mà không cần bộ lọc AC. BộSTATCOM điều khiển đa bậc 48 xung có ưu
điểm là điều khiển dòng để ngăn ngừa quádòng trên VSC nên nó vẫn duy trì và cung cấp
công suất phản kháng khi hệ thống sự cố hoặccó sóng hài biến dạng. Vì vậy nó đã đáp ứng
được yêu cầu về độ phản ứng nhanh, nhạycũng như dung lượng bù tối ưu cho hệ thống
điện trong mọi chế độ làm việc. Trong bài báonày có sử dụng phần mềm Matlab/Simulink để
mô phỏng đáp ứng động của bộ STATCOM...
=====
Loại file: docClick vào thanh toán để  biết cách tải file về