Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Kỹ tuật Công nghiệp Thái Nguyên Cán bộ HDKH : TS Ngô Đức Minh Phản biện 1 : PGS.TS Đặng Quốc Thống Phản biện 2 : TS Nguyễn Quân Nhu Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp tại: Phòng cao học số 01, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Vào 14 giờ 00 phút ngày 24 tháng 01 năm 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học Thái Nguyên và Thư viện trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên 1 LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển không ngừng của đất nước Điện năng cung cấp cho phụ tải không chỉ phải đảm bảo yêu cầu về số lượng mà chất lượng điện năng cũng phải được đảm bảo Trong hệ thống truyền tải có thành lập các trạm bù công suất phản kháng, tùy theo công nghệ có nhiều loại trạm bù lại chính là nguồn phát sinh sóng điều hòa bậc cao (gọi tắt là sóng hài) hài gây ô nhiễm lưới Các sóng hài gây ra nhiều tác hại nghiêm trọng như làm tăng tổn hao phụ trên thiết bị, giảm hệ số công suất, ảnh hưởng tới tuổi thọ các thiết bị điện, làm giảm chất lượng điện năng Do đó các sóng hài trên lưới phải đảm bảo một số tiêu chuẩn giới hạn theo quy định (tiêu chuẩn) Hiện nay, ở nước ta cũng như trên thế giới chủ yếu căn cứ theo tiêu chuẩn IEEE std 519, tiêu chuẩn IEC 1000-3-4 Để hạn chế sóng điều hòa bậc cao trên lưới có nhiều giải pháp khác nhau, một trong số đó là sử dụng bộ lọc mà điển hình là bộ lọc tích cực Vì vậy sau hai năm học tập và nghiên cứu cùng với sự định hướng của thầy hướng dẫn TS Ngô Đức Minh tôi đã lựa chọn đề tài là “ Phân tích ảnh hưởng của sóng hài trong trạm bù công suất phản kháng kiểu SVC và những giải pháp khắc phục” Hướng nghiên cứu của luận văn là phân tích sự phát sinh và ảnh hưởng của sóng hài khi thực hiện bù công suất phản kháng trong hệ thống điện nói chung và xét tại trạm bù công suất phản kháng SVC Thái Nguyên nói riêng, từ đó đề xuất những giải pháp khắc phục Nội dung luận văn được bố cục như sau: Chương 1 Tổng quan về bù công suất phản kháng trong hệ thống điện Chương 2 Phân tích hoạt động của trạm bù SVC Chương 3 Nghiên cứu ứng dụng lọc tích cực trong trạm bù SVC Chương 4 Mô phỏng bằng Matlab - Simulink Kết luận Trong quá trình thực hiện luận văn, được sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS Ngô Đức Minh cùng với sự cố gắng của bản thân, nay đã hoàn thành Tuy nhiên bản luận văn 2 không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và người đọc Tôi xin chân thành cảm ơn khoa Sau Đại học trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu Tôi xin bày tỏ sự biết ơn chân thành của mình tới thầy giáo TS Ngô Đức Minh đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện để tôi hoàn thành bản luận văn này 3 Chương I TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Tổng quan về truyền tải công suất trong hệ thống điện 1.1.1 Đặt vấn đề 1.1.2 Công suất phản kháng trên đường dây truyền tải 1.1.3 Bù công suất phản kháng trên đường dây truyền tải 1.1.4 Sự tiêu thụ công suất phản kháng của các thiết bị điện 1.1.5 Tình hình bù công suất phản kháng ở Việt Nam 110, 220 kV 35 kV 6 ÷ 22 kV 0,4 kV Hình 1.1 Sơ đồ lưới điện Trong sơ đồ cấp điện nêu trên, hệ số công suất cosφ và bù công suất phản kháng được đề cập đến ở từng cấp điện áp Qua khảo sát thực tế ở một số điện lực, các giá trị cosφ ở các cấp điện áp thể hiện khá rõ nét như sau: - Tại các cấp điện áp 35 kV trở lên hệ số công suất cosφ có giá trị thường từ 0,85 trở lên Trường hợp nguồn cấp là nhà máy điện, ví dụ như tại điện lực Thái Nguyên thì cosφ có giá trị khoảng 0,85; còn trường hợp nguồn cấp là thanh cái trạm 110 kV, 220 kV thì cosφ có giá trị cao hơn, thậm chí tới 0,92 ÷ 0,95 Cũng chính vì vậy mà cosφ có giá trị tại các đầu nhánh đường dây cấp 22 kV, 10 kV, 6 kV cũng cao, không dưới 0,85 Do vậy các nhà quản lý điện lực cấp tỉnh tự cảm nhận là hệ số cosφ dường như không có vấn đề gì 4 - Tại cuối các nhánh đường dây cấp 22 kV, 10 kV, 6 kV giá trị cosφ không còn cao nữa Các máy biến áp hạ áp 22 kV, 10 kV, 6 kV xuống 0,4 kV giá trị cosφ khá thấp do chính các phụ tải điện (đồ điện) như quạt, điều hòa nhiệt độ, đèn Neon, tủ lạnh… có giá trị cosφ thấp, tiêu thụ nhiều công suất phản kháng Từ cuối các nhánh đường dây cấp 22 kV, 10 kV, 6 kV và toàn bộ phía hạ thế do điện lực của các chi nhánh quản lý, họ chủ yếu quan tâm đến cung cấp điện liên tục và thu tiền điện, ít quan tâm đến chất lượng điện áp 1.1.6 Vấn đề bù công suất phản kháng ở một số nước trên thế gi ới Vấn đề bù công suất phản kháng là giải pháp giảm tổn thất điện năng rất được coi trọng ở các nước tiên tiến Giải pháp này được quan tâm ngay từ khâu thiết kế, lựa chọn thiết bị và dây chuyền công nghệ sản xuất Mạng điện ở hầu hết các nước phương tây đều có trang bị tụ bù để nâng cao hệ số công suất Việc đặt thiết bị bù được thực hiện theo một số phương án cơ bản sau: 5 Hì nh 1.2 Các phương án đặt thiết bị bù công suất phản kháng 1) Thiết bị bù lớn đặt trên thanh cái trạm biến áp hoặc tại các điểm nút của mạng điện (hình a) Phương án này cho phép giám sát và vận hành dễ dàng thiết bị bù, tuy nhiên tổn thất trên đoạn từ thanh cái 1 đến các thiết bị dùng điện không giảm vì ở đoạn này vẫn có dòng công suất phản kháng của phụ tải chạy qua Thêm vào đó, khi phụ tải phản kháng nhỏ thì có thể xảy ra hiện tượng dư thừa công suất bù Vì vậy đối với phương án này người ta thường phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù 2) Thiết bị bù tĩnh đặt trong tủ phân phối của nhóm thiết bị dùng điện (hình b) Phương án này cho phép giảm tổn thất trên đoạn dây từ thanh cái trạm biến áp đến tủ phân phối của các nhóm thiết bị dùng điện, tuy nhiên hệ số công suất phụ thuộc vào số lượng thiết bị dùng điện Trong trường hợp có ít động cơ trong nhóm thì vẫn có khả năng dư thừa công suất phản kháng Vì vậy đối với phương án này cũng cần phải trang bị thêm hệ thống tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù 6 3) Thiết bị bù tĩnh đóng cắt ngay trên đầu vào của các thiết bị dùng điện (hình c) Theo phương án này một công tắc tơ sẽ điều khiển cả động cơ và tụ bù Khi động cơ không làm việc thì tụ bù cũng sẽ được cắt khỏi mạng, do đó sẽ không cần đến các thiết bị điều khiển 1.2 Những tồn tại và hướng khắc phục 1.2.1 Những tồn tại 1.2.2 Giải pháp khắc phục Xu hướng hiện nay, trước sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực điện tử công suất và kỹ thuật điều khiển các Kỹ sư năng lượng đã thiết kế các trạm bù CSPK có điều khiển đồng thời tích hợp chức năng lọc sóng hài đi kèm Kết quả đạt được đáp ứng tốt cho các yêu cầu của vận hành cũng như điều khiển hệ thống điện 1.3 Kết luận chương 1 Nội dung chương 1 đã khái quát lại bản chất vật lý của các quá trình năng lượng trong các khâu từ sản xuất ra đến truyền tải và tiêu thụ Trong hai đại lượng chủ yếu là công suất tác dụng P (W) và công suất phản kháng Q (VAr) thì Q được xem như là thước đo cho điện áp còn P là thước đo cho tần số: tại một nút lưới, nếu điện áp thấp là do thiếu Q và điện áp cao là do thừa Q Vì thế việc điều chỉnh điện áp nút được thực hiện thông qua các trạm bù và các trạm bù Q là nguồn phát sinh sóng hài cần phải được nghiên cứu để đưa ra những giải pháp khắc phục thích hợp Trong chương tiếp theo sẽ đi tìm hiểu về trạm bù kiểu SVC và đề xuất giải pháp khắc phục các nhược điểm của SVC Đây cũng là mục tiêu chính của đề tài 7 Chương II PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG CỦA TRẠM BÙ SVC 2.1 Trạm bù SVC Thái Nguyên Hiện tại, trạm SVC Thái Nguyên kết nối trên thanh cái 22 kV của AT2 làm những nhiệm vụ sau: - Thu phát công suất phản kháng để giữ vững điện áp phía 121kV của thanh cái AT2 theo giá trị đặt 115 kV - Lọc sóng hài Các sóng hài này có nguồn: + Do chính TCR của trạm thải ra + Do các phụ tải trong các nhà máy thép thải ra 76 74 76 272-0 TU271 CS274 TU275 TU274 T202 T 202-7 B¾C GIANG TBD202 tuy£n quang sãc s¬n 272-7 hµ giang 2 TU272A hµ giang 1 CS272 TU273 T202-2 171 A40 Cao B»ng Th¸c Bµ B¾c C¹n 175 E1.19 sãc s¬n 174 E1.19 sãc s¬n 172 A60 CAO NG¹N 172 E6.8 XI M¡NG TN 171 A60 CAO NG¹N 171 E6.8 26 TU171 -2 -1 -25 -15 -2 -1 -25 -15 -2 -1 -25 -15 -15 -2 -25 -15 -1 -2 -1 -35 TUC11-1 TUC12-2 at1 -2 -25 -1 -15 -2 -25 -1 -2 -25 -1 -2 -2 -25 -1 -2 -1 CS3T4 -38 -15 312 CSTU-C32 TU C31 -18 TU C31 -14 -75 7 -76 -1 T U C32-24 -75 7 -76 -15 -25 -15 -75 7 -7 6 Tr¹i Cau Nói Voi LµNG CÈM Hình 2.1 Sơ đồ nhất thứ trạm 220kV Thái Nguyên 8 -2 -1 -25 -75 7 -76 -2 -1 - 15 -25 -75 7 -76 -2 -1 -15 -25 372 -2 -1 373 -25 376 -15 377 -2 -1 380 -25 -25 -15 TU C32 -28 TUC31-1 -1 TU-C32 TU-C31 -25 -2 -75 7 -76 TD44 THµNH PHè TCR 474-76 PHó L¦¥NG TU-C44 THµNH PHè TBN-407 Läc bËc 7 TU-C43 TBN-405 Läc bËc 5 472-76 -15 381 412 471-76 TD91 444 472 DP 471 941-18 -2 -1 444-48 -38 -1 412-2 941-1 -28 CS4KH407 KH407 KH405 c44 -25 -2 TU C44-24 474 KH407-2 -28 CS4KH405 -35 434 433 333 -3 334 -35 -38 TUC32-2 -3 CS4T4 TU C 43-14 931 - 28 KH403 -1 T4 CSTU-C31 CS3T3 TU C9 1-14 Thyristor KH401 KH405-2 KH403-2 KH401-2 402 432 -25 -2 CSTU-C11 c43 C91 CS4KH403 T BN-403 Läc bËc 3 -25 -1 134-0 133-0 T3 CS4T3 TU-C91 TU-C42 -2 CS1T4 VSIP 63/63/63MVA CS1AT2 CS1AT1 VSIP 63/63/63MVA CS1T3 CS9AT1 C46 -06 - 25 -1 TU-C11 -38 CS4SVC -35 -75 c11 -15 -38 -75 -76 -7 -75 -18 -38 CS4AT2 - 28 -75 -76 -7 -14 -28 CSTU-C12 CS2AT1 at2 APEX 250/250/63MVA CS2AT2 CS4KH401 -9 -38 -3 c12 TU-C12 C42 c19 -76 -7 178 -76 -7 177 -75 -25 -15 -24 -1 212 TUC21 PAUWELS 250/250/85MVA -75 -38 -3 -25 -25 -2 -15 CSC21 -25 -24 TU178 -9 132 -75 -76 -7 176 -35 -76 -7 -9 -1 -2 SVC TU177 TU176 -9 -95 175 -76 -7 -9 -96 131 133 -75 -9 -96 -15 -1 TUC22 -38 -3 CSC22 -1 -35 -9 -96 -25 -2 -24 -15 -76 -7 -9 -98 -96 -38 272 273 -25 -1 -14 -15 c21 274 231 275 271 232 -15 -25 -2 TU175 -9 TU174 TU173 -94 -98 -3 c22 TU172 -9 -9 -9 -65 100 -64 -6 -75 174 -35 -35 -76 -7 -75 173 -76 -7 172 -75 112 -3 -7 134 -76 -3 -75 171 -38 -38 -76 -7 TU272B TU-C19 Gang ThÐp -2 c31 c32 Hệ thống bù SVC của trạm 220 kV Thái Nguyên được thiết kế bao gồm TCR và các FC Trong đó 3 bộ TCR mắc theo kiểu tam giác và 3 bộ FC tương ứng với các bộ lọc sóng hài bậc 3, bậc 5 và bậc 7 Sơ đồ mạch lực của trạm SVC được thể hiện như trên hình 2.2 Hình 2.2 Sơ đồ mạch lực trạm SVC Khi TCR tiêu thụ 108 MVAr (ứng với α = 900 ) thì hệ thống SVC tiêu thụ được công suất phản kháng là 48 MVAr Còn khi TCR không hoạt động (ứng với góc mở α = 1800 ) thì hệ thống SVC phát được công suất 60 MVAr Các thiết bị thuộc hệ thống SVC được tập trung trong một khu vực để tiện cho giám sát hoạt động cũng như tạo sự thống nhất trong bố trí thiết bị, đường dây Khu vực thiết bị bù SVC được thể hiện trong sơ đồ nhất thứ, hình 2.3 9 2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị bù tĩnh SVC 2.2.1 Các phần tử chính Về cơ bản SVC cấu tạo từ các thành phần chính sau, hình 2.5: tụ điện có điện dung cố định (FC), tụ điện đóng mở bằng Thyristor (TSC), kháng điện đóng mở bằng Thyristor (TSR) và kháng điện điều khiển bằng Thyristor (TCR) - Hình 2.5 a) SVC là sự kết hợp của TCR và các bộ lọc thụ động FC ( Fixed Capacitor) - Hình 2.5 b) SVC là sự kết hợp của TCR (Thyristor Controlled Reactor) và TSC (Thyristor Switched Capacitor) TCR Filters TCR a) Cấu hình TCR/FC TSC Filters b) Cấu hình TCR/TSC Hình 2.5 Các cấu hình SVC Các thành phần chính của một trạm SVC: 2.2.1.1 Cuộn kháng điều chỉnh bằng Thyristor TCR ( Thyristor controlled Reactor) 2.2.1.2 Các bộ tụ cố định FC (Fixed Capacitors) 2.2.1.3 Tụ điện đóng ngắt bằng Thyristor TSC (Thyristor Switch Capacitor) 2.2.2 Nguyên lý hoạt động Các thyristor và hệ thống điều khiển chúng đóng vai trò quyết định trong hoạt động của SVC Việc thay đổi góc mở từ α = 00 đến α = 1800 hoặc ngược lại sẽ tương 10 Như vậy khi không mắc SVC,điện áp của lưới biên thiên khá mạnh và vượt qua dải điện áp cho phép (0.95pu đến 1.05pu) Điều này ảnh hưởng rất xấu đến sự hoạt động của toàn bộ hệ thống Hình 4.12 và 4.13 là kết quả thu được khi mô phỏng hệ thống có và không sử dụng SVC: Hình 4.9 Mô phỏ ng hệ thống khi không có SVC b) Mô phỏng khi hệ thống kết nối SVC 26 Hình 4.10 Mô phỏ ng hệ thống khi có SVC Hì nh 4.12 Dò ng điệ n mộ t pha sơ cấ p biế n á p Ia sau khi đượ c lọ c 27 Hì nh 4.13 Só ng hà i bậ c 3 sau khi lọ c Hì nh 4.14 Só ng hà i bậ c 5 sau khi lọ c 28 Hì nh 4.15 Só ng hà i bậ c 7 sau khi lọ c Nhận xét: Nhìn vào đồ thị của từng thành phần sóng hài khi không mắc bộ lọc bậc n ( n= 3, 5, 7) và khi mắc cả ba bộ lọc, dễ dàng thấy được tác dụng của từng bộ lọc FC khi biên độ sóng hài giảm đi đáng kể Tại thời điểm có sự biến động t = 0,7(s) ; biên độ sóng hài bậc 3, 5, 7 lần lượt là 0,119 ; 0,168 ; 0,061 ; sau khi được lọc biên độ của sóng hài bậc 3 , 5, 7 là 0,092; 0,12 ; 0,056 Tiếp theo ta tiếp tục phân tích vai trò của từng bộ lọc bằng cách mô phỏng phân tích FFT đo tỷ lệ sóng hài khi tách ra từng bộ lọc: Mô phỏng khi bỏ bớt từng bộ lọc: 29 Hình 4.16 Đo THD dòng điện khi bỏ lọc bậc 7 Hình 4.17 Đo THD dòng điện khi bỏ lọc bậc 5 30 Hình 4.18 Đo THD dòng điện khi bỏ lọc bậc 3 Ta có thể nhận thấy khi không sử dụng một trong các bộ lọc, tỷ lệ THD đều vượt quá tiêu chuẩn 4% quy định IEEE std 519 4.2 Mô hình mô phỏng bộ lọc tích cực 4.2.1 Cấu trúc mô phỏng Giả thiết nguồn phát sinh sóng hài trên lưới được tạo ra bởi 2 tải phi tuyến có sử dụng các bộ biến đổi công suất Nguồn điện 3 pha hoàn toàn khả trình, các tải được nối với nguồn thông qua biến áp và tải 2 được điều khiển đóng vào nguồn chậm hơn so với tải 1 để tạo ra biến động về nhu cầu tải trên lưới điện Khối lọc tích cực là bộ lọc tích cực kiểu lai được mắc song song với tải 31 Hình 4.19 Mô hình mô phỏng hệ thống điện với thiết bị lọc tích cực AHF (Active Harmonic Filter) 4.2.2 Mô hình sử dụng bộ lọc tích cực kết hợp SVC Theo tiêu chuẩn về thành phần sóng hài trên lưới điện IEEE std 519 (tham khảo chương 2 về nội dung tiêu chuẩn), với hệ thống điện được sử dụng với mục đích đặc biệt, hệ số sóng hài cho phép là THD không được vượt quá 5% Đối chiếu với kết quả mô phỏng ở trên, ta có thể thấy bộ lọc tích cực không những thực hiện được nhiệm vụ lọc sóng hài bậc cao như ở hệ SVC mà nó còn thực hiện rất tốt nhiệm vụ này khi hệ số THD trên lưới luôn được đảm bảo nhỏ hơn 3% Kết quả khả quan này cho phép ta nghĩ tới việc ứng dụng rộng rãi bộ lọc tích cực cho lưới điện nước ta Sơ đồ mô phỏng sự kết hợp bộ lọc tích cực với SVC được thể hiện trong hình 4.21 Các khối chức năng trên sơ đồ vẫn được giữ như trong mô hình mô phỏng hệ thống bù tĩnh SVC; bộ lọc tích cực được mắc song song với hệ thống bù tĩnh có điều khiển SVC ban đầu Do công suất của các thiết bị bán dẫn bị hạn chế bởi giới hạn dòng 32 và áp nên bộ lọc tích cực chưa thể thay thế toàn bộ các bộ lọc thụ động mà chỉ có thể thay thế một trong các bộ lọc hay góp phần lọc sóng hài cùng các bộ lọc thụ động Hệ thống điện này có điện áp nguồn được điều khiển thay đổi theo thời gian, tại các thời điểm nhất đinh (0,1s; 0,4s; 0,7s) nguồn sẽ cấp những giá trị điện áp khác nhau (1,025pu; 0,92 pu; 1,0 pu) từ đó tạo ra những biến động về điện áp trên lưới Nhiệm vụ của hệ thống SVC-AF này là thực hiện ổn định điện áp trên lưới đồng thời lọc các thành phần sóng hài bậc cao của tải, và sóng hài sinh ra do chính khối TCR Hình 4.21 Bộ lọc tích cực sử dụng cùng thiết bị SVC Nhằm tìm hiểu ưu điểm của sự kết hợp này, ta tiến hành phân tích hai trường hợp sau: bộ lọc tích cực không được nối với hệ thống SVC và bộ lọc tích cực mắc song song hệ thống SVC, thu được kết quả mô phỏng về dòng điện và điện áp 33 4.2.3 Kết quả mô phỏng lọc AF Tiến hành mô phỏng mô hình trên với trình tự như sau: Đầu tiên chỉ có tải phi tuyến I được nối với lưới điện sau đó tới thời điểm 5/60s tải II được nối với lưới điện nhằm tại ra biến động về nhu cầu công suất cũng như biến đông về sóng hài trên lưới Ta thu được biên dạng điện áp và dòng điện của nguồn, tải và bộ lọc tích cực cũng như hệ tụ một chiều như sau: Như được biểu diễn trên hình 4.22, biên dạng điện áp phía nguồn cũng như phía tải được giữ cho gần dạng sin nhất; biên dạng dòng điện có sự can thiệp của các sóng hài bậc cao nên có độ méo nhất định, ta sử dụng bộ lọc AF để giảm độ méo này xuống nhỏ nhất có thể Tại thời điểm bắt đầu khảo sát, AF mất 1 chu kỳ để có thể điều chỉnh bù hợp lý cho dòng điện tại nguồn và tải Khi có biến động về tải (tải 2 được đấu với nguồn), yêu cầu dòng điện trên lưới tăng, AF phản ứng kịp thời để dòng điện trên lưới tăng đủ yêu cầu nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu sóng hài Kết quả thu được như trong các hình sau: Hình 4.22 Biên dạng điện áp và dòng điện của nguồn Hình 4.23 Biên dạng điện áp và dòng điện của bộ lọc tích cực 34 Hình 4.24 Biên dạng điện áp và dòng điện của tải Hình 4.25 Biên dạng điện áp và dòng điện của tụ • Đánh giá sóng hài Ở thời điểm ban đầu chỉ có tải phi tuyến thứ nhất được đóng vào lưới, ở chu kỳ thứ 3, bộ lọc tích cực góp phần giảm tỷ lệ THD ở tải từ 22,40% ở phía tải xuống còn 0,64% khi về tới nguồn (a) (b) 35 Hình 4.26 Sóng hài ở tải a) và nguồn b) tại thời điểm chỉ có tải I được đấu vào lưới điện Ở thời điểm t =5/60s, phụ tải phi tuyến thứ 2 được đóng vào nguồn điện tải này hoạt động và làm tăng hệ số THD tại nguồn điện lên 12,18% do thiết bị lọc tích cực không thể ngay lập tức bù dòng song hài mới phát sinh mà phải ở chu kỳ sau đó, tác dụng bù của bộ lọc mới được thể hiện khi giảm hệ số THD tại nguồn xuống còn 3,73% a) b) Hình 4.27 Sóng hài ở tải (a) và nguồn (b) khi cả 2 tải được đấu vào lưới điện Và khi hệ thống đã hoạt động ở chế độ xác lập, hệ số THD ở tải ổn định hơn đồng thời bộ lọc tích cực cũng bù được hầu hết thành phần dòng song hài bậc cao trên lưới: giảm THD ở phía tải là 4,82 % xuống còn 3,02% ở phía nguồn 36 a) b) Hình 4.28.Sóng hài ở tải a) và nguồn b) khi lưới đã hoạt động ổn định 4.2.4 Kết quả mô phỏng bộ lọc tích cực kết hợp SVC Hình 4.29 Kết quả mô phỏng lưới điện khi chỉ có hệ thống bù SVC 37 Hình 4.30 Kết quả mô phỏng với lưới điện khi có bộ lọc tích cực tham gia lọc sóng hài cùng SVC 4.3 Kết luận chương 4 Các kết quả mô phỏng trong chương 4 cho thấy một số ý nghĩa sau: - Tác dụng bù công suất phản kháng để điều chỉnh điện áp nút tại một trạm - SVC trong thực tế Trong quá trình hấp thụ công suất phản kháng, phẩn tử TCR đã phát sinh sóng hài nên trạm SVC đã phải tích hợp thêm chức năng lọc thụ động trên phần tử TSC Tuy nhiên, trong trường hợp này chỉ có 03 bộ lọc bậc 3, 5, 7 Các bậc sóng hài khác chưa được lọc Đó yếu điểm căn bản của trạm SVC - kiểu này Kết quả mô phỏng của bộ lọc tích cực (AF) đã thấy việc ứng dụng cho trạm SVC là hoàn toàn khả quan Hơn nữa, AF còn có khả năng bù công suất phản kháng 38 Tuy nhiên, Để thiết kế hoàn chỉnh một trạm bù công suất phản kháng đồng thời có chức năng lọc tích cực tại một nút mạng của hệ thống điện thì cần phải có nhiều nỗ lực nghiên cứu thêm về thiết bị, các cấu trúc bộ biến đổi và hệ điều khiển KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết quả đạt được: Những nghiên cứu của luận văn là hoàn toàn phù hợp với chuyên ngành đào tạo (Thiết bị, Mạng và Nhà máy điện), đáp ứng được yêu cầu của đề tài Cụ thể là: 1- Đã phân tích vai trò ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong hệ thống điện, những công nghệ bù tân tiến của thế giới và hiện tại đang được áp dụng tại Việt Nam 2- Phân tích hoạt động của các trạm bù công suất phản kháng kiểu SVC và chỉ ra những tồn tại cần khắc phục Đó là: + Chính SVC là nguồn phát sinh sóng hài vào lưới + Tổn thất trong trạm SVC lớn + Các bộ lọc thụ động TSC của trạm không hoàn hảo 3- Đề suất cấu trúc lọc tích cực AF áp dụng cho trạm bù CSPK 4- Các kết quả mô phỏng đã kiểm chứng cho nghiên cứu lý thuyết đã làm cho kết quả nghiên cứu của luận văn có sức thuyết phục cao 39 Kiến nghị: Đề tài của luận văn có thể được tiếp tục phát triển theo các hướng nghiên cứu sau: 1- Xây dựng cấu trúc bộ biến đổi (điện tử công suất) và hệ điều khiển thực hiện đồng thời cả hai chức năng bù CSPK và lọc sóng hài với dòng bù chất lượng cao, giảm tổn thất trong trạm bù 2- Nghiên cứu sử dụng nghịch lưu đa bậc Multilevel Inverter cũng như sử dụng các van bán dẫn đời mới có khả năng chịu dòng áp cao hơn cho trạm bù CSPK 40 ... đề tài “ Phân tích ảnh hưởng sóng hài trạm bù công suất phản kháng kiểu SVC giải pháp khắc phục? ?? Hướng nghiên cứu luận văn phân tích phát sinh ảnh hưởng sóng hài thực bù cơng suất phản kháng hệ... thông qua trạm bù trạm bù Q nguồn phát sinh sóng hài cần phải nghiên cứu để đưa giải pháp khắc phục thích hợp Trong chương tìm hiểu trạm bù kiểu SVC đề xuất giải pháp khắc phục nhược điểm SVC Đây... 2.5 Kết luận chương Trạm bù công suất phản kháng kiểu SVC ứng dung tiến lĩnh vực điện tử công suất kỹ thuật điều khiển phát huy hai tác dụng trạm bù cơng suất phản kháng đồng thời lọc sóng hài nút