Đề tài Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sụp đổ điện áp trong hệ thống điện

à sự tăng nhanh chóng của phụ tải [1]. Như minh hoạ ở trên, sụp đổ điện áp là do kết hợp của nhiều các nguyên nhân phức tạp, và điều này gây ra sự tan rã của hệ thống điện. 3.4. KẾT LUẬN: Trong chương này, tác giả đã phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sự sụp đổ điện áp như: các loại phụ tải khác nhau, ảnh hưởng của bộ điều áp dưới tải ULTC, và thiết bị giới hạn kích từ OEL. Sự ảnh hưởng do một loạt các yếu tố gây ra sụp đổ điện áp đã được phân tích thông qua mô phỏng bằng phần mềm PSS/E đối với hai hệ thống điện điển hình trên thế giới đó là hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc Âu. Các cơ chế xẩy ra sụp đổ điện áp được phân tích, từ đó có thể đưa ra các biện pháp phòng ngừa sụp đổ điện áp. Và một trong những biện pháp đưa nêu ra nhằm ngăn chặn sụp đổ điện áp sẽ được nghiên cứu trong chương tiếp theo của luận văn. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 104 CHƢƠNG 4: BIỆN PHÁP NGĂN CHẶN SỤP ĐỔ ĐIỆN ÁP BẰNG VIỆC DÙNG RƠLE XA THẢI PHỤ TẢI THEO ĐIỆN ÁP THẤP 4.1. GIỚI THIỆU CHUNG: Trong trường hợp sự cố là không quá nghiêm trọng, hoặc có đủ công suất phản kháng dự trữ, các biện pháp phòng ngừa có thể được áp dụng để tránh xẩy ra sụp đổ điện áp. Tuy nhiên, trong những trường hợp sự cố nặng nề và không có đủ công suất dự phòng thì các biện pháp phòng ngừa chỉ có thể trì hoãn thời gian xẩy ra sụp đổ điện áp trong vài phút. Trong những trường hợp này, phải áp dụng các biện pháp ngăn chặn. Các biện pháp ngăn chặn nhằm khôi phục giá trị điện áp tại các nút về giá trị ban đầu luôn gây những ảnh hưởng đến máy phát điện/hoặc phụ tải, vì thế những biện pháp này chỉ áp dụng khi xẩy ra những sự cố nghiêm trọng trong hệ thống. Nhiều biện pháp ngăn chặn sụp đổ điện áp đã được nêu ra trong chương 2, và một trong những phương pháp có hiệu quả đó là dung rơle xa thải phụ tải theo điện áp thấp (UVLS- undervoltage load shedding). Biện pháp này đã được chứng minh có hiệu quả cao để ngăn chặn sụp đổ điện áp. Đã có nhiều đề tài nghiên cứu về phương pháp này, tuy nhiên đây vẫn là phương pháp được quan tâm đến của nhiều nhà nghiên cứu. Các mục tiêu chủ yếu của phương pháp này tập chung vào 3 vấn đề sau: 1) Tối thiểu hóa lượng tải bị cắt 2) Xác định vị trí ở đó tải sẽ bị cắt 3) Thời gian thực hiện xa thải phụ tải được mong muốn là càng nhanh càng tốt (có xem xét đến vấn đề dao động) Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp nghiên cứu về mặt lý thuyết đều dẫn đến giải quyết vấn đề về bài toán tối ưu. Hơn nữa, để có được một bài toán tối ưu hoá áp dụng cho mọi trường hợp thì cần phải có các mô hình của các thiết bị trong hệ Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 105 thống điện như: Máy phát điện, phụ tải, các động cơ điện, OEL, ULTC, FACTS, HVDC, và hệ thống bảo vệ. Trong các HTĐ thực tế thường khá phức tạp nên việc ngăn chặn sụp đổ điện áp là một nhiệm vụ rất khó khăn. Bên cạnh đó một số thiết bị/biện pháp không áp dụng được trong thực tế bởi vì quá trình sụp đổ điện áp diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn. Trái lại, một số phương pháp và những kinh nghiệm thực tế trong việc thiết kế rơle xa thải phụ tải theo điện áp thấp đã được chứng minh với khả năng làm việc rất hiệu quả và có độ tin cậy cao để ngăn chặn sụp đổ điện áp được nêu ra trong các tài liệu: [26], [37], [45]. Ví dụ như , C. W. Taylor trong tài liệu [26] đã đề xuất việc sử dụng UVLS cho HTĐ Puget Sound (Vùng Pacific Northwest) đã dùng qui tắc sau:  5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 10% so với điện áp bình thường trong thời gian 3.5 (s).  5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 8% so với điện áp bình thường trong thời gian 5 (s).  5% lượng phụ tải được cắt ra khi điện áp giảm 8% so với điện áp bình thường trong thời gian 8 (s). Tác giả trong tài liệu [37] đã thảo luận về hệ thống UVLS dùng trong HTĐ Hydro-Québec dựa trên các qui luật sau:  Cắt 400 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,94(pu) với khoảng trễ là 11s.  Cắt 400 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,92(pu) với khoảng trễ là 9s.  Cắt 700 MW (R1) phụ tải nếu điện áp giảm xuống 0,90(pu) với khoảng trễ 6s. Ngoài ra còn có các tiêu chuẩn khác đã được thảo luận trong tài liệu [46].  Tốc độ thay đổi của mô đun điện áp (TEPCO- Nhật Bản)  Đặc tính thời gian ngược theo điện áp thấp (South Africa – Nam Phi)  Giám sát dòng điện trong điều kiện điện áp giảm thấp (Để ngăn chặn quá trình vận hành ở điện áp thấp khi có ngắn mạch) (TVA) Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 106  Biện pháp đo lường trên diện rộng điện áp và công suất phản kháng dự trữ (BC Hydro, and Entergy)  Giám sát trên diện rộng điện áp và câu hình hệ thống điện (Saudi Arabia).  Đo lường trên diện rộng nhiều tiêu chí của trạng thái hệ thống, nguồn công suất tác dụng và phản kháng, hệ thống đường dây liên lạc cùng với rơ le tần số thấp (Florida, FALS) Trên quan điểm điều khiển và giám sát: Hiện nay có hai cơ cấu UVLS đang được áp dụng trên thế giới: đó là cơ cấu phân tán (phi tập trung) (áp dụng ở công ty Puget Sound) và cơ cấu tập trung (dùng ở Hydro Quebec, New Mexico utilities [47], [48]). Trong cơ cấu phân tán thường có một rơle gắn liền với phụ tải mà có thể bị xa thải. Khi điện áp đặt vào rơle giảm xuống đến ngưỡng mà có thể dẫn đến nguy cơ sụp đổ, hoặc vào vùng nguy hiểm, thì rơle đó sẽ tác động để cắt lượng tải đặt trước. Triết lý này khá giống với cơ chế hoạt động của rơle xa thải phụ tải theo tần số thấp. Trong tương lai gần, người ta quan tâm nhiều đến vấn đề quản lý phụ tải, chúng ta không những điều khiển, giám sát phụ tải mà còn quan tâm đến phụ tải thông minh. Các khách hàng (phụ tải) sẽ linh hoạt và thông minh trong việc chống lại các sự cố nguy hiểm như sụp đổ điện áp. Do đó, cơ cấu này được ưa chuộng hơn trong tương lai với các ưu điểm sau:  Độ tin cậy cung cấp điện của cơ cấu này tăng tỉ lệ thuận với số lượng rơle được lắp đặt. Sự hư hỏng của một vài rơle sẽ không ảnh hưởng đến sự làm việc của các rơle khác trong hệ thống rơle xa thải phụ tải. Trong khi đó trong cơ cấu tập trung thì độ tin cậy cung cấp điện phụ thuộc vào một số thậm chí một rơle. Việc hư hỏng các rơle này sẽ dẫn đến hư hỏng hệ thống xa thải phụ tải, hoặc cắt quá nhiều lượng tải.  Trong cơ cấu xa thải phụ tải phân tán, lượng tải bị cắt thường được xác định trong vùng mà khả năng xảy ra mất ổn định điện áp là lớn nhất. Đối với cơ cấu tập trung, quyết định xa thải phụ tải được xác định từ trung tâm điều Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 107 khiển, từ một số ít rơle do đó, lượng tải có thể bị cắt ở vùng mà chưa có nguy cơ sụp đổ.  Trong cơ cấu phân tán, thường không yêu cầu nhiều hệ thống thông tin liên lạc từ trung tâm điều khiển. Các rơle và máy cắt tại các nút phụ tải có thể hoạt động độc lập nếu có hư hỏng trong hệ thống thông tin liên lạc từ trung tâm điều khiển. Ngược lại, cơ cấu tập trung phụ thuộc rất nhiều vào hệ thống thông tin liên lạc không những cho việc ra quyết định xa thải, mà còn để thực hiện các quyết định đó. Điều này làm cho cơ cấu tập trung trở lên đắt đỏ hơn cơ cấu phân tán. Tuy nhiên, thì hệ thống thông tin liên lạc này lại rất hữu ích trong trường hợp yêu cầu cho việc khôi phục lại phụ tải từ trung tâm điều khiển.  Độ tin cậy của hệ thống điện tập chung có thể tăng lên bằng cách sử dụng các chỉ số khác bất kỳ từ một phần của hệ thống điện để tăng cường khả năng dự đoán sự mất ổn định điện áp của hệ thống điện. Trong chương này, một quy tắc đối với UVLS có thể được sự dụng để tránh sụp đổ điện áp được đề xuất phù hợp với giả định phụ tải thông minh trực tiếp điều khiển được. Phương pháp này dựa trên các lợi thế của cả hai quy tắc thảo luận ở trên. Những “Hệ thống điện Bắc Âu” được coi là trường hợp thử nghiệm và phần mềm PSS/E được sử dụng để mô phỏng động dài hạn. Cơ cấu xa thải phụ tải tập trung sẽ lấy tín hiệu tại một hoặc nhiều thanh cái chính trong khu vực, và phát tín hiệu xa thải phụ tải đến các điểm khác nhau trong khu vực giám sát. Vì việc mất ổn định điện áp có thể được cảm nhận do việc quan sát sự giảm điện áp trong cả khu vực, cơ sở đo lường của cơ cấu tập trung là khái niệm nếu điện áp thấp tại một số điểm quan trọng, nó có thể sẽ còn thấp hơn nữa trong cả khu vực. Cơ cấu này sử dụng hệ thống thông tin liên lạc và sử dụng các thông số khác để tiến hành xa thải phụ tải. Cơ cấu tập chung cũng có một số ưu điểm sau:  Trong cơ cấu tập trung, vị trí của các rơle kém áp không bắt buộc phải gần phụ tải. Tín hiệu điện áp được lấy từ những thanh cái quan trọng trong hệ Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 108 thống điện. Thông thường các thanh cái mà điện áp sẽ được giám sát một cách chặt chẽ trong điều kiện làm việc bình thường.  Bằng cách sử dụng các phương tiện thông tin liên lạc và lấy tín hiệu điện áp tại những điểm quan trọng trong hệ thống, từ đó đưa ra quyết định xa thải phụ tải. Điều này sẽ giúp tránh thực hiện việc xa thải phụ tải tại những khu vực có sự dao động lớn về điện áp. Khi so sánh với sự giảm áp ở các nút khác ít quan trọng hơn trong HTĐ, thì chỉ cần có sự giảm điện áp một chút ở những nút quan trọng này cũng có thể được xem là sự mất ổn định điện áp.  Độ tin cậy của phương pháp này có thể tăng lên nhờ việc sử dụng hệ thống thông tin sẽ lấy tín hiệu không chỉ là điện áp mà còn có thể lấy các thông số khác, từ đó có thêm cách tiếp cận với vấn đề về mất ổn định điện áp. Điều này giúp cho việc đưa ra quyết định xa thải phụ tải chính xác hơn.  Thời gian trễ ngắn liên quan đến sự suy giảm một chút điện áp thường được phối hợp với các thiết bị loại trừ sự cố tại các nút quan trọng. Do đó, có thể dễ dàng hơn để nhận được các thông số cài đặt của các rơle ở các nút quan trọng. Trong phần này, quy tắc dùng UVLS có thể tránh được sụp đổ điện áp, đồng thời giả sử rằng ta có các phụ tải thông minh. Phương pháp này dựa trên những ưu điểm của hai nguyên tắc đã thảo luận ở trên. Hệ thống điện Bắc Âu được dung để thực hiện các mô phỏng động lâu dài trên phần mềm PSS/E. 4.2. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ ĐẶT CHO RƠLE 4.2.1. Chọn ngƣỡng tác động cho rơle UVLS: Đối với một HTĐ cụ thể, thường có một tiêu chuẩn về an ninh điện áp, có xem xét đến các đặc tính cụ thể của hệ thống đó. Nói chung, dải điện áp mong muốn trong vận hành bình thường sẽ dao động trong phạm vi từ 0,95(pu) đến 1,05(pu) như trong Hình vẽ 4-1Hình vẽ 4-1. Việc lựa chọn ngưỡng tác động của rơle UVLS luôn luôn phụ thuộc vào từng HTĐ cụ thể. Công việc này đòi hỏi cần có sự hiểu biết đầy đủ về hệ thống điện đang nghiên cứu. Các giá trị điện áp để rơle UVLC tác Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 109 động phải được lựa chọn đẻ tránh sụp đổ điện áp trong trường điện áp quá thấp và duy trì phụ tải trong tình huống bình thường với điện áp thấp Hình vẽ 4-1: Ngưỡng tác động cho rơle UVLS. Khi đứng trên quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp, thì theo qui tắc được đề xuất bởi C. W. Taylor [26], các ngưỡng tác động có thể quá thấp cho lần đầu tác động của rơle UVLS. Trong thực tế, có nhiều HTĐ đang được vận hành trong điều kiện nặng tải mà mô đun điện áp của các nút có thể rất gần với ngưỡng điện áp thấp nhất cho phép (ví dụ 0.95(pu)) (do đó, ngưỡng đầu tiên cho rơle UVLS được chọn là 8% dưới ngưỡng điện áp thấp nhất là khoảng 0,95*0,92= 0,874(pu) có thể quá thấp). Do đó, HTĐ có thể sụp đổ khi mà mô đun điện áp các nút của HTĐ nhở hơn 0,9 (pu). Do đó ngưỡng tác động của rơle UVLS chọn theo cách này có thế quá thấp để ngăn chặn sụp đổ điện áp. Trong phần này trình bày mô phỏng theo qui tắc của C. W. Taylor [26] được thực hiện với HTĐ Bắc Âu. Điện áp vận hành có giá trị thấp nhất là 0.9605 (pu) tại nút 1041. Do đó, các ngưỡng để tác động rơle UVLS được chọn như sau: 0.90 Ngưỡng tác động đầu tiên 0.93 Độ dự trữ ổn định điện áp Voltage (pu) P (MW) Điểm sụp đổ Tiêu chuẩn vận hành bình thường 1.05 0.95 0 Sự tác động của UVLS 1.00  5% dự trữ để tránh xa thải trong chế độ làm việc bình thường Dải cho phép vận hành Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 110  5% tổng lượng tải tại điện áp 10% dưới điện áp thấp nhất 0.86445 (pu) với thời gian trễ 3,5s.  5% tổng lượng tải tại điện áp 8% dưới điện áp thấp nhất 0.88366 (pu) với thời gian trễ 5,0 s.  5% tổng lượng tải tại điện áp 8% dưới điện áp thấp nhất 0.88366 (pu) với thời gian trễ 8,0 s. Hình vẽ 4-2Hình vẽ 4 vẽ điện áp tại nút 42 tương ứng với kịch bản sụp đổ điện áp: Cắt một đường dây giữa nút 4011 và 4032, sau đó cắt G1022 sau đó 0,1s. Từ Hình vẽ 4 - 2Hình vẽ 4 , ta thấy rằng việc chọn ngưỡng cho các rơle là quá thấp do đó mặc dù có hệ thống UVLS nhưng không thể ngăn chặn được sụp đổ điện áp. 1.2 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.2 0.4 0.8 1.0 0.6 Hình vẽ 4 - 2: Điện áp tại nút 42 khi áp dụng qui tắc của C. W. Taylor [26]. Theo như qui tắc của các tác giả [37] , nếu ngưỡng của các rơle UVLS được chọn tương ứng là 0.94(pu), 0.92(pu) và 0.90(pu), thì giá trị đầu tiên cho rơle UVLS có thể quá cao để giữ phụ tải ở những điều kiện làm việc bình thường, hoặc dao động điện áp. Trong một số trường hợp, sau khi trải qua quá trình quá độ, mô đun điện áp Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 111 có thể giảm xuống thấp hơn 0.94(pu) trong khoảng thời gian trễ cho ngưỡng tác động đầu tiên (11 seconds), lúc đó rơle UVLS có thể tác động không chọn lọc trong quá trình biến động của điện áp trong khoảng thời gian dài hạn. Ở đây chúng tôi thực hiện hai mô phỏng động áp dụng theo qui tắc này. Mô phỏng thứ nhất được thực hiện để mô tả trường hợp sụp đổ như sau: Cắt một máy phát điện ở nút 4042 sau khoảng 5 s. Hình vẽ 4-3 vẽ điện áp của nút 42 tương ứng với kịch bản sụp đổ điện áp. Khi, không có rơle (đường màu xanh lá mạ), điện áp bị sụp đổ sau 130 s. Trong trường hợp 2, tương ứng với trường hợp có rơle UVLS (đường màu xanh nước biển), hiệu quả của việc ngăn chặn sụp đổ điện áp được minh họa ở dưới. Tuy nhiên, ngưỡng tác động của rơle UVLS có thể quá cao, làm cho rơle UVLS tác động trước cả sự làm việc của bộ ULTC và OEL. Điều này có thể không có hiệu quả trong trường hợp dài hạn, và không có sụp đổ điện áp. 1.0 VO LT AG E M AG N IT U D E (P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7 Hình vẽ 4 - 3: Điện áp tại nút 42 khi áp dụng qui tắc của tác giả [37]. Kịch bản thứ hai được tạo ra để diễn tả trường hợp không có sụp đổ điện áp: Cắt một máy phát điện tại nút 5051 lúc t = 5 s. Hình vẽ 4-2 mô tả điện áp tại nút 41 tương ứng với kịch bản. Khi không có rơle UVLS (màu xanh lá cây), sau thời gian Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 112 mô phỏng 500 s, điện áp của HTĐ được giữ ổn định ở giá trị nhỏ hơn 0.94(pu) một chút. Trong trường hợp có rơle UVLS, 5% lượng tải đã bị xa thải khi mà thời gian quá độ lớn hơn thời gian trễ cho tác động lần đầu của rơle UVLS (11s) vì mô đun điện áp nhỏ hơn 0.94(pu). Điều đó có nghĩa rằng hệ thống rơle UVLS đã không hoạt động một cách hiệu quả, chọn lọc. (Chú ý: Vẫn đề này liên quan đến khái niệm mất ổn định điện áp trong khoảng thời gian ngắn hạn được đề xuất và nghiên cứu bởi J. A. Diaz de Leon II trong tài liệu tham khảo [49]). 1.00 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.90 0.92 0.96 0.98 0.94 Hình vẽ 4-2: Điện áp tại nút 41 khi áp dụng qui tắc của tác giả [37]. Chính vì vậy mà trong luận án náy chúng tôi đưa ra một qui tắc chọn ngưỡng tác động dựa trên cơ sở cân nhắc các ưu điểm của hai qui tắc trên, cụ thể như sau:  Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.93(pu).  Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.92(pu).  Ngưỡng tác động thứ nhất cho rơle UVLS nếu điện áp nhỏ hơn 0.90(pu). Việc chứng minh tính hiệu quả của việc chọn ngưỡng này sẽ được thực hiện trong phần sau của luận văn. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 113 4.2.2. Chọn lƣợng tải xa thải: Lượng phụ tải bị xa thải nhằm ngăn chặn sụp đổ điện áp cần phải được lựa chọn cẩn thận. Lượng tải bị xa thải phụ thuộc vào đặc tính của từng HTĐ cụ thể. Ví dụ như C. W Taylor [26] đã không thảo luận về việc sa thải phụ tải một cách tối ưu, mà sự lựa chọn lượng tải xa thải được thực hiện trên cơ sở vận hành thực tế của HTĐ Puget Sound. Số lượng tải được cắt ra trong mỗi bước có thể khác nhau từ 5% đến 8%, và tổng lượng tải bị xa thải có thể đạt từ 15% đến 20% so với tổng phụ tải của hệ thống. Các tác giả trong tài liệu [37] cũng đề xuất phương án dùng rơle UVLS xa thải lượng phụ tải cố định. Trong quá khứ, hệ thống điện thông thường kiểm soát phụ tải một cách tập trung một số đường dây trung thế, như vậy không thể kiểm soát được phụ tải ở cuối đường dây. Bất cứ khi nào rơle UVLS làm việc, thì hệ thống tự động cắt ít nhất là một hoặc hai đường dây để ngăn chặn sụp đổ điện áp. Do đó, toàn bộ phụ tải của đường dây đó sẽ bị cắt ra. Trong Hình vẽ 4-3 minh hoạ vị trí đặt rơle UVLS tại phía thanh cái cao áp. Transmission line HV Busbar MV Busbar Feeders UVLS Relay HV/MV Transformer Transmission line HV Busbar MV Busbar Feeders UVLS Relay HV/MV Transformer The loads of the feeder is a) Vận hành bình thường b) Với 5% phụ tải xa thải Hình vẽ 4-3: Cấu trúc dùng rơ le UVLS tập trung. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 114 Intelligent and direct control load Transmission line HV/MV Transformer HV Busbar MV Busbar Feeders UVLS Relay Customer ends Hình vẽ 4-4: Cấu trúc dùng rơ le UVLS phân tán với khái niệm phụ tải thông minh. Với xu hướng mới về việc phát triển phụ tải thông minh, có thể linh hoạt với nhu cầu sử dụng điện của khách hàng, việc mất một vài phần trăm tải có thể không ảnh hưởng đến mức độ thỏa mãn những nhu cầu cơ bản hoặc tối thiểu của khách hàng. Do đó, đầu ra của rơle UVLS sẽ được truyền tải trực tiếp các khách hàng. Ở phía khách hàng, tín hiệu điều khiển xa thải phụ tải sẽ biến đổi thành các tín hiệu điều khiển khác tương ứng với các ngưỡng đầu vào mới của các bộ lò sưởi, điều hòa không khí ….. Các phụ tải thông minh sẽ được điều khiển để giảm một vài phần trăm tổng lượng tải để ngăn chặn sụp đổ điện áp [50]. Trong phần này, qui tắc của C. W. Taylor [26] được dùng để chọn lượng tải cần xa thải tương ứng với khái niệm mới kể trên. Tính hiệu quả của phương pháp này sẽ được mô phỏng trong phần sau, và ý tưởng thực hiện sẽ được mô tả trên Hình vẽ 4-4 Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 115 4.2.3. Lựa chọn thời gian khởi động của rơle UVLS và khoảng thời gian sa thải phụ tải: 4.2.3.1. Xác định khoảng thời gian sa thải phụ tải của rơle UVLS: Việc chọn các bước thời gian tác động của UVLS nhỏ có thể làm giảm nguy cơ xẩy ra sụp đổ điện áp. Tuy nhiên, các giá trị này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như các bộ phận máy cắt điện, thời gian truyền tín hiệu điều khiển thông qua các phương tiện thong tin, tính chọn lọc và phối hợp các điều kiện. Quá trình quá độ khi sa thải phụ tải cũng được xem xét khi chọn các bước thời gian. Những giá trị này phải được chọn tuỳ thuộc vào HTĐ cụ thể. Trong phần này, ta chọn quy tắc của C. W. Taylor [26] như sau:  5% xa thải phụ tải khi điện áp dưới 0.9(pu) với thời gian trễ là 3,5 (s)  5% xa thải phụ tải khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 5 (s)  5% xa thải phụ tải khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 8 (s) 4.2.3.2. Xác định thời gian bắt đầu khởi động rơle UVLS: Như đã phân tích ở chương 4, ULTC và OEL là những yếu tố đóng vai trò rất quan trọng trong sự sụp đổ điện áp. Trong thực tế, việc kích hoạt ULTC và OEL là nguyên nhân chính dẫn đến sụp đổ điện áp của toàn hệ thống điện. Vì vậy, khi chọn thời gian để khởi động cho UVLS, cần quan tâm đến thời gian làm việc của ULTC và OEL. Nói chung, thời gian để kích hoạt ULTC khoảng 30 (s), và 5 (s) để chuyển đổi mỗi đầu phân áp (Trong mô hình ULTC của phần mềm PSS/E, thời gian chuyển giữa hai đầu phân áp là 10(s)). Trong trường hợp điện áp dao động và không xẩy ra sụp đổ điện áp, ULTC được kích hoạt để phục hồi điện áp trên các thanh cái bằng cách chuyển đổi vị trí của các đầu phân áp, do đó thời gian kích hoạt của ULTC lớn hơn 30 (s). Trong thực tế, vị trí ban đầu của đầu phân áp ở vị trí số 0, vị trí trên là +16, vị trị dưới là -16. Do đo, mỗi hướng sẽ có 16 đầu phân áp. Vì vậy, thời gian tối đa để thay đổi vị trí làm việc của đầu phân áp là khoảng 16x10 = 160 (s). Để ngăn chặn sụp đổ điện áp khi kích hoạt ULTC, thời gian kích hoạt của UVLS phảo nhỏ hơn 160 (s). Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 116 Trong truờng hợp điện áp dao động gây ra sụp đổ điện áp, hệ thống điện bình thường sẽ rất nguy hiểm hoặc điện áp chỉ sụp đổ sau khi OEL được kích hoạt để bảo vệ cuộn dây rôto (sau 120 (s)) [36]. Vì vậy, thời gian kích hoạt UVLS được chọn không lớn hơn 120 (s). Trong phần này của luận văn, thời gian khởi động của rơle UVLS được chọn là 120 (s) sau khi có sự cố và điện áp nhỏ hơn ngưỡng. 4.3. KIỂM TRA TÍNH HIỆU QUẢ BẰNG MÔ PHỎNG ĐỘNG: Đề xuất sử dụng cơ cấu rơle UVLS trên cơ sơ những ưu điểm của các phương pháp kể trên, với việc dùng phụ tải thông minh ( có thể điều khiển được) được tổng kết như sau: Rơ le UVLS được khởi động sau thời gian 120(s) khi mà điện áp giảm:  5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.9(pu) với thoài gian trễ là 3,5 (s)  5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 5 (s)  5% phụ tải được cắt ra khi điện áp dưới 0.92(pu) với thoài gian trễ là 8 (s) Hiệu quả của phương pháp này được minh hoạ bằng cách mô phỏng một số kịch bản tạo ra sự sụp đổ điện áp cho hệ thống điện Bắc Âu như sau: 4.3.1.1. Kịch bản 1: Nội dung kịch bản như sau: Một đường dây ở khu vực Bắc Âu, giữa thanh cái 4011 và thanh cái 4021 được cắt ra tại thời điểm là t = 5 (s) và máy phát điện tại thanh cái 4012 được cắt ra (Có công suất tác dụng là 600 MW) sau thời gian tiếp theo là 0,1 (s). Trong Hình vẽ 4-5 biểu diễn sự biến thiên về điện áp trên thanh cái 41 trong hai trường hợp có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh nước biển ( nét đứt) là đồ thị biểu diễn điện áp tại thanh cái 41 khi UVLS không làm việc, điện áp sụp đổ vào khoảng thời gian là sau 130 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi có sự làm việc của UVLS. Rõ ràng là cơ cấu UVLS đã làm việc hiệu quả và giữ cho HTĐ ổn định với điện áp định mức khoảng 0,95 (pu). Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 117 1.05 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.55 0.65 0.85 0.95 0.75 Hình vẽ 4-5: Kịch bản 1- Điện áp tại thanh góp 41 khi có cơ cấu rơle UVLS đề xuất. 4.3.1.2. Kịch bản 2: Nội dung kịch bản như sau: Cắt máy phát điện tại thanh cái 4047 ở khu vực miền Trung ra khỏi lưới (Máy phát điện có công suất tác dụng là 540 MW và công suất phản kháng là 152 MVar). Hình vẽ 4-6 biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 trong hai trường hợp: Có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 khi không có sự làm việc của UVLS, điện áp của hệ thống sụp đổ vào khoảng sau 120 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 46 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với giá trị điện áp định mức khoảng 0,95 (pu) tại thời điểm t = 300 (s). Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 118 1.0 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7 Hình vẽ 4-6: Kịch bản 2 – Điện áp của thanh cái 46 khi có cơ cấu UVLS đề xuất. 4.3.1.3. Kịch bản 3: Nội dung kịch bản như sau: Cắt một máy phát điện tại thanh cái 4042 ở khu vực trung tâm tại thời điểm t = 5(s) (Máy phát có công suất tác dụng là 630 MW và công suất phản kháng là 265 MVar) Hình vẽ 4-7 biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 trong hai trường hợp: Có và không có sự làm việc của UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 khi không có sự làm việc của UVLS, điện áp của hệ thống sụp đổ sau khoảng thời gian là 200 (s). Đường mầu xanh lsa cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 42 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với điện áp định mức khoảng 0,9 (pu). Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 119 1.0 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7 Hình vẽ 4-7: Kịch bản 3 – Điện áp của thanh cái 42 khi có cơ cấu UVLS đề xuất. 4.3.1.4. Kịch bản 4: Nội dung kịch bản như sau: Căt một đường dây nối giữa khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam, giữa thanh cái 4031 và thanh cái 4041 tại thời điểm t = 5(s) và cắt máy phát điện tại thanh cái 4031 ra khỏi hệ thống điện ngay sau đó 0,5 (s) (Máy phát có công suất tác dụng là 310 MW và công suất phản kháng là 113 MVar). Hình vẽ 4-8 là đồ thị biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 trong hai trường hợp: Có và không UVLS. Đường mầu xanh biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi không có UVLS, điện áp sụp đổ sau khoảng 200 (s). Đường mầu xanh lá cây biểu diễn sự thay đổi điện áp trên thanh cái 41 khi có sự làm việc của UVLS. Hệ thống điện ổn định với điện áp định mức khoảng 0,95 (pu). Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 120 1.0 VO LT AG E M AG NI TU DE (P U) 0.5 0.6 0.8 0.9 0.7 Hình vẽ 4-8: Kịch bản 3 – Điện áp của thanh cái 41 khi có cơ cấu UVLS đề xuất. 4.3.1.5. Kịch bản 5: Để minh hoạ rõ hơn về phương pháp dùng UVLS trong trường hợp không có sụp đổ điện áp, một kịch bản được đề xuất với nội dung như sau: Cắt đường dây truyền tải nối giữa khu vực phía Bắc và khu vực phía Nam, giữa thanh cái 4032 và thanh cái 4044 tại thời điểm t = 5(s). Trong phần này, do điện áp trên thanh cái 41, 42 có giá trị lớn hơn ngưỡng xẩy ra sụp đổ điện áp nên không có nguy có xẩy ra sụp đổ điện áp. Sau đó hệ thống được kích thích tại thời điểm t = 120(s), các rơle UVLS vẫn không tác động để sa thải phụ tải. Từ các kết quả mô phỏng như trên, phương pháp sử dụng các rơle UVLS là phương pháp hiệu quả nhằm ngăn chặn sụp đổ điện áp của hệ thống điện. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 121 1.00 V O LT A G E M A G N IT U D E (P U ) 0.90 0.92 0.96 0.98 0.94 Hình vẽ 4-9: Kịch bản 5 – Điện áp của thanh cái 41,42,42 khi có cơ cấu UVLS đề xuất. 4.4. KẾT LUẬN: Trong chương này, các yếu tố ảnh hưởng đến sụp đổ điện áp đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng mô phỏng động áp dụng cho hai hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc Âu. Ảnh hưởng của các mô hình tải tĩnh và tải động trong nhiên cứu về cơ chế sụp đổ điện áp đã được nghiên cứu chi tiết. Sự ảnh hưởng của mô hình tải tĩnh đến sụp đổ điện áp phụ thuộc vào sự thay đổi phụ tải đối với điện áp. Phụ tải công suất không thay đổi ( constant P) có ảnh hưởng rất xấu đến sụp đổ điện áp khi điện áp hệ thống giảm, vì khi điện áp giảm các phụ tải vẫn cố gắng khôi phục lại giá trị tải ban đầu. Kết quả của việc này là điện áp của hệ thống sẽ giảm hơn nữa. Các phụ tải có tính Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 4 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 122 chất kháng có ảnh hưởng ít nhất đến sự sụp đổ điện áp, do khi điện áp giảm thì phụ tải cũng giảm theo. Phụ tải động đóng vai trò quan trọng nhất đến sự sụp đổ điện áp, đặc biệt là các phụ tải động cơ điện, các động cơ điện là một nguyên nhân chính dẫn đến sụp đổ điện áp của hệ thống điện. Sự ảnh hưởng của các thiết bị như ULTC và OEL là những nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sụp đổ điện áp của hệ thống điện. Sự tác động của ULTC và OEL dẫn đến sụp đổ điện áp đã được mô phỏng động trong khoảng thời gian dài cũng đã được nghiên cứu và phân tích chi tiết. Một số kịch bản phù hợp cho việc nghiên cứu cơ chế sụp đổ điện áp đã được nêu ra và mô phỏng đối với hai hệ thống điện lớn và điển hình, đó là hệ thống điện BPA và hệ thống điện Bắc Âu. Với thời gian tiến hành mô phỏng động lâu dài cho thấy cơ chế xẩy ra sụp đổ điện áp là do sự làm việc của nhiều thiết bị tự động trong hệ thống điện khi điện áp giảm. Trong chương này, vấn đề liên quan đến việc ngăn chặn sụp đổ điện áp đã được đưa ra. Từ quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp, sa thải phụ tải theo điện áp thấp được xem là một đề xuất mới nhằm kiểm soát phụ tải và đã được thử nghiệm đối với hệ thống điện Bắc Âu. Trong một số trường hợp rất khẩn cấp, khi điện áp sẽ sụp đổ, sử dụng rơle UVLS là giải pháp khả thi, đồng thời tránh cho hệ thống xảy ra sụp đổ điện áp. Bởi vì thời gian xảy ra sụp đổ điện áp là rất ngắn, và mục đích của phương pháp đã nêu nhằm ngăn chặn xẩy ra sụp đổ điện áp cho hệ thống điện hơn là tính toán đến tính tối ưu khi lựa chọn phụ tải bị sa thải. Trong chương này, đề xuất sử dụng UVLS có hiệu quả đối với một số kịch bản sụp đổ điện áp khác nhau. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 123 CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN: Luận văn đã trình bày một số nội dung cơ bản để phân tích cơ chế của hiện tượng sụp đổ điện áp trong hệ thống điện. Từ những bài học kinh nghiệm về sụp đổ điện áp xẩy ra trong quá khứ, một số phương pháp đã được đề cập nhằm ngăn chặn sụp đổ điện áp cho các hệ thống điện trong tương lai. Trước hết, những kinh nghiệm về sụp đổ điện áp đối với một số hệ thống điện lớn đã được tóm tắt theo kinh nghiệm quốc tế. Những đóng góp vào việc phân tích và nâng cao ổn định điện áp được nghiên cứu một cách chi tiết. Từ luận văn, có thể rút ra một số kết luận như sau: 5.1.1. Các gợi ý trong việc ngăn chặn tan rã hệ thống điện: Tan rã HTĐ có nguyên nhân phức tạp và đa dạng. Chúng là sự kết hợp giữa các yếu tố ngẫu nhiên nguy hiểm, các thiết bị làm việc không chính xác hoặc do sự phối hợp kém giữa các trung tâm điều khiển. Tan rã HTĐ là kết quả cuối cùng của một loạt các sự kiện liên tiếp nhau tạo nên. Vì vậy, một số gợi ý từ quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp của hệ thống điện được nêu ra như sau: Cải tiến các trạm máy biến áp và các thiết bị kèm theo trạm máy biến áp. Thông qua việc kiểm tra thường xuyên, bảo trì và thay thế các bộ phận quan trọng. Đồng thời đầu tư xây dựng mới các đường dây truyền tải hoặc nhà máy điện mới, đó là những biện pháp nhằm ngăn chặn sự tan rã HTĐ Việc qui hoạch và tính toán thiết kế thường không thể nắm bắt được tất cả các kịch bản có thể xảy ra trong hệ thống điện và các chế độ vận hành hệ thống điện. Vì vậy, những tiêu chuẩn áp dụng trong nghiên cứu độ tin cậy của hệ thống điện phải được liên tục phát triển theo tiêu chuẩn về HTĐ của quốc tế và quốc gia. Trong thiết kế và quy hoạch lưới điện, cần xét đến sự cố mất phần tử N-m (với m2) để phân tích tính dự phòng của hệ thống điện, đặc biệt trong việc kết nối hệ thống điện. Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 124 Việc sử dụng và tăng cường hệ thống bảo vệ đặc biệt có thể khá hiệu quả trong các thời điểm trong việc ngăn chặn ngừng cung cấp điện. Việc ứng dụng các thiết bị tự động như bộ điều chỉnh điện áp, bộ ổn định công suất là cần thiết và bắt buộc đối với máy phát điện. Rất cần thiết phải thực hiện và liên tục khuyến khích các chương trình đào tạo cho các kỹ sư vận hành HTĐ. Cần phải rút ra các bài học kinh nghiệm từ những sai lầm trong quá khứ, phải được kết hợp vào quy trình vận hành mới cũng như sử dụng những bài học đó vào việc phát triển công nghệ mới, cải tiến khả năng kiểm soát và điều khiển hệ thống điện. Một thách thức lớn là để bảo đảm tính dự phòng và độ tin cậy của việc điều khiển từ xa thông qua các thiết bị viễc thông, sự tương tác của chúng với hệ thống điều khiển cũng cần được nghiên cứu. Điều này đặc biệt đóng vai trò quan trọng trong việc phối hợp giữa các trung tâm điều khiển và thực hiện các quyết định khẩn cấp nhằm ngăn chặn và khắc phục sụp đổ điện áp. Nhanh chóng khôi phục sự làm việc của hệ thống điện là vô cùng quan trọng để giảm thiểu những ảnh hưởng cho xã hội khi bị mất điện. Người vận hành hệ thống điện cần phải được đào tạo, bồi dưỡng thường xuyên và thực tập về phục hồi hệ thống điện, nhằm đảm bảo công nhân vận hành hệ thống điện thực hiện thành thạo các thao tác một các tốt nhất. 5.1.2. Các đóng góp cho việc nghiên cứu ổn định điện áp: Những yếu tố chính ảnh hưởng đến sụp đổ điện áp đã được nghiên cứu. Đặc biệt là các đặc tính làm việc của các loại phụ tải, các máy biến áp có trang bị các đầu phân áp, các bộ giới hạn kích thích đã được nghiên cứu cụ thể thông qua việc thực hiện mô phỏng động trong thời gian dài. Từ quan điểm ngăn chặn sụp đổ điện áp, xa thải phụ tải theo điện áp thấp là giải pháp cuối cùng nhằm giữ hệ thống điện làm việc ổn định trong các tính huống khẩn cấp. Trong luận văn này, phương pháp sa thải phụ tải theo điện áp thấp được xây dựng dựa trên việc sử dụng phụ tải thông minh và trực tiếp đã được thử nghiệm đối với hệ thống điện Bắc Âu. Trước tiên cần xác định số lượng phụ tải bị cắt ra khỏi hệ Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 5 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 125 thống trong những tình huống khẩn cấp, sau đó tín hiệu cắt sẽ được đưa đến các phụ tải. Các lệnh sẽ được chuyển đổi tín hiệu điều khiển ở đầu vào của phụ tải. Các phụ tải sẽ được cắt giảm một số phần trăm trong tổng phụ tải, tuy nhiên các khách hàng không bị ảnh hưởng trong sinh hoạt bình thường. Phương pháp này không được coi là tối ưu trong việc lựa chọn phụ tải để cắt ra, nhưng nó có lợi thế bởi đẽ thực hiện trong các hệ thống điện, và nó được coi như phương pháp dự phòng thông minh. 5.2. CÁC KIẾN NGHỊ: Từ những kết quả của luận văn, một số quan điểm và hướng nghiên cứu cần được tiếp tục nghiên cứu như sau: Khi tiếp cận với các vấn đề về sụp đổ điện áp, xa thải phụ tải là trọng tâm và cần thiết đối với hệ thống điện. Công việc này đòi hỏi những mô phỏng động cho kết quả chính xác với các trường hợp cụ thể để có thể lựa chọn các giá trị và vị trí chính xác để UVLS làm việc. xa thải phụ tải động là một công việc có quy mô lớn liên quan đến khả năng lập trình phức tạp, vì vậy không thể giải quyết vấn đề này bằng các phương pháp tối ưu hiện có. Cần đề xuất một số nghiên cứu chính xác hơn về việc chọn chính xác thời gian sa thải phụ tải, hơn là các phương pháp đã được nêu ra trong luận văn. Trong một tương lai gần, các phụ tải sẽ làm việc thông minh và hiệu suất hơn. Chúng có thể được kiểm soát và điều chỉnh thuận lợi. Bằng cách kiểm soát hiệu quả các phụ tải, từ đó có thể ngăn chặn sụp đổ điện áp cho hệ thống điện mà không ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng điện năng của các khách hàng. Do đó các hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào lĩnh vực nghiên cứu và điều khiển phụ tải thông minh. Bên cạnh đó chúng ta cũng có thể phát triển hệ thống PMU để tăng cường khả năng kiểm soát những thay đổi của hệ thống điện. Từ đó giúp cho việc quản lý vận hành và xử lý những hiện tượng bất thường của hệ thống điện một cách nhanh chóng và hiệu quả. Luận văn Thạc sĩ Phụ lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 126 Phụ lục A HTĐ BPA và HTĐ Bắc ÂU A.1: Thông số của HTĐ -“BPA” Thông số trào lưư công suất: Sbase=100MVA Bảng A-1: Thông số nút của HTĐ “BPA”. No Bus Bus Name Base (kV) Bus Type Shunt (MVAr) VSheduled (pu) Angle (degree) Pload (MW) Qload (MVAr) 1 ’GEN 1’ 13.8000 3 0.000 0.98000 0.0000 0 0 2 'GEN 2' 13.8000 2 0.000 0.96400 -8.3710 0 0 3 'GEN 3' 13.8000 2 0.000 1.0400 -26.4296 0 0 5 'BUS 5’ 500.000 1 100.000 1.08799 -3.9654 0 0 6 'BUS 6’ 500.000 1 100.000 1.06304 -12.2425 0 0 7 'BUS 7’ 500.000 1 963.000 1.02337 -30.2168 0 0 8 'BUS 8’ 13.8000 1 700.000 0.94072 -36.5965 3359 1044 9 'BUS 9’ 115.0000 1 400.000 0.93775 -36.2825 0 0 10 'BUS10’ 230.000 1 0.000 0.88961 -43.3881 0 0 11 'BUS11’ 13.8000 1 100.000 0.91255 -45.7697 3486 0 Bảng A-2: Thông số MPĐ của HTĐ “BPA”. No Bus Gen Name Base (kV) Pgen (MW) Qgen (MVAr) Sbase (MVA) Qmin (MVAr) Qmax (MVAr) 1 'GEN 1’ 13.8000 4162.494 1166.611 9999 -5000 5000 2 ’GEN 2’ 13.8000 1736.000 672.133 2200 -200 725 3 ’GEN 3’ 13.8000 1155.000 653.724 1600 -200 700 Bảng A-3: Thông số nhánh của HTĐ “BPA”. From Bus To bus ID R (pu) X (pu) B (pu) 5 6 ’1’ 0.00000 0.00400 0.0000 6 7 '1' 0.00150 0.02880 1.17300 6 7 '2' 0.00150 0.02880 1.17300 6 7 '3' 0.00150 0.02880 1.17300 6 7 '4' 0.00150 0.02880 1.17300 6 7 '5' 0.00150 0.02880 1.17300 9 10 '1' 0.00100 0.00300 0.00000 Luận văn Thạc sĩ Phụ lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 127 Bảng A-4: Thông số MBA của HTĐ “BPA”. From Bus To bus R (pu) X (pu) TAP TAP Min TAP Max Vmin (pu) Vmax (pu) No of TAP Type 1 5 0.000 0.00200 0.8857 0.9 1.1 0.9 1.1 33 Fixed 2 6 0.000 0.00450 0.8857 0.9 1.1 0.9 1.1 33 Fixed 3 7 0.000 0.00625 0.9024 0.9 1.1 0.9 1.1 33 Fixed 7 8 0.000 0.00300 1.0664 0 0.9 1.1 0.9 1.1 33 Fixed 7 9 0.000 0.00260 1.0800 0.9 1.1 0.9 1.1 33 Fixed 10 11 0.000 0.00100 0.9750 0.9 1.1 0.9 1.1 33 ULTC Thông số nghiên cứu mô phỏng động của HTĐ “BPA” Bảng A-5: Thông số động MPĐ của HTĐ “BPA” Model G1 G2 G3 GENCLS GENROU GENROU Xd 0 2.070 2.070 Xq 0 1.9900 1.9900 Xl 0 0.1550 0.1550 X’d 0 0.2800 0.2800 X’q 0 0.4900 0.4900 X’’d 0 0.2150 0.2150 X’’q 0 0.2150 0.2150 T’d0 0 4.1000 4.1000 T’q0 0 0.5600 0.5600 T’’d0 0 0.0330 0.0330 T’’q0 0 0.0620 0.0620 S(1.0) 0 0.1000 0.1000 S(1.2) 0 0.4000 0.4000 H 999.00 2.0900 2.0900 D 0.0000 0.0000 0.0000 Bảng A-6: Thông số hệ thống kích từ của HTĐ “BPA”. Model G2 G3 SEXS SEXS TA/TB 0.1 0.1 TB 10 10 K 400 400 TE 0.02 0.02 Emax 6 6 Emin 0 0 Luận văn Thạc sĩ Phụ lục Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 128 Mô hình bộ OEL: MAXEX2 Mô hình bộ ULTC: OLTC1 Mô hình tải động cơ: CIM5 A 2: Thông số hệ thống điện Bắc Âu- “NORDIC power system” Thông số trào lưu công suất và mô phỏng động được lấy trong tài liệu [43] Mô hình các máy phát điện: Máy phát thủy điện: GENSAL Máy phát nhiệt điện: GENROU Hệ thống kích từ: Simplified Excitation System: SEXS Hệ thống điều tốc tua bin : HYGOV Bộ ổn định công suất: STAB1 Bộ giới hạn kích từ: MAXEX2: Bộ phận điều áp dưới tải : OLTC1 Luận văn Thạc sĩ Tài liệu tham khảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Prabha Kundur, Power System Stability and Control. New York: McGraw- Hill, 1994. [2] Carson. W. Taylor, Power System Voltage Stability. New York: McGraw- Hill, 1994. [3] Sami Repo, "On-Line Voltage Stability Assessment of Power System – An Approach of Black-Box Modelling," Doctoral thesis at Tampere University of Technology, available at website: 2001. [4] Brant Eldridge, "August 2003 Blackout Review," available at website: enda%202004.html. [5] "2003 North America Blackout," available at website: [6] S. Corsi and C. Sabelli, "General Blackout in Italy Sunday September 28, 2003, h. 03:28:00," IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1691-1702, June 2004. [7] A. Berizzi, "Security Issues Regarding the Italian Blackout," in Presentation at the IEEE PES General Meeting, Milano, Italia, June 2004. [8] A. Allegato, "Report on Events of September 28th, 2003," Italia April 2004. [9] "Resources for Understanding Electric Power Reliability," Available at website: [10] R. G. Farmer and E. H. Allen, "Power System Dynamic Performance Advancement from History of North American Blackouts," IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, pp. 293-300, 2006. [11] M. Schläpfer, "Comparative Case Studies on Recent Blackouts " in Workshop on Interdependencies and Vulnerabilities of Energy, Transportation and Communication 22 – 24 September 2005 Zurich, Switzerland available at website: 65B0-58E9-217BE9DF3A540E24.pdf, 2005 [12] D. Novosel, "System Blackouts: Description and Prevention," in IEEE PSRC System Protection RC, WG C6 "Wide Area Protection and Control", Cigre TF38.02.24 Defense Plans November 2003. [13] G. Andersson et al, "Causes of the 2003 Major Grid Blackouts in North America and Europe, and Recommended Means to Improve System Dynamic Performance," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 20, no 4, pp. 1922-1928, November 2005. [14] "U.S-Canada Power System Outage Task Force Final Report on the August 14, 2003 Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations," Available at website: 2004. Luận văn Thạc sĩ Tài liệu tham khảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 130 [15] S. Larsson and E. Ek, "The Black-out in Southern Sweden and Eastern Denmark, September 23, 2003," IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2004 [16] C. D. Vournas, V. C. Nikolaidis, and A. Tassoulis, "Experience from the Athens Blackout of July 12, 2004," in IEEE Power Tech Russia, 2005. [17] UCTE, "Final Report System Disturbance on 4 November 2006," available at website: 20070130.pdf. [18] Jean-LucThomas, "Rapport D'enequête de la Commission de Régulation de L'élergie sur la Panne D'électricité du Samedi 4 Novembre 2006, Commssion de Régulation de L'énergie- L’enquête réalisée par la CRE a été menée avec l’appui technique de Monsieur Jean-LucThomas, Professeur Titulaire de la Chaire d’Électrotechnique au Conservatoire national desarts et métiers (CNAM)," Paris, 7 février 2007. [19] D. N. Kosterev, C. W. Taylor, and W. A. Mittelstadt, "Model Validation for the August 10,1996 WSCC System Outage," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 14, no 3, pp. 967-979, August 1999. [20] S. Paduraru, "The Leap Forward Raising the Functionality and Impact of the Synchrophasor Measurement Systems on Power Systems Stability-A presenation at: International Conference on Synchrophasor Measurement Applications," Rio de Janeiro BRASIL, June 2006. [21] Prabha Kundur et al, "Definition and Classification of Power System Stability- IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 19, no 3, pp. 1387- 1401, May 2004. [22] Prabha Kundur et al, "Definition and Classification of Power System Stability, IEEE/CIGRE Joint Task Force on Stability Terms and Definitions," in IEEE Transactions on Power System. vol. 19, May 2004. [23] V. Ajjarapu and B. Lee, "Bibliography on Voltage Stability," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 13, no 1, pp. 115-125, February 1998. [24] Q. Wang and V. Ajjarapu, "A Critical Review on Preventive and Corrective Control Against Voltage Collapse," Electrical Power Components and Systems, vol. 29, December 2001. [25] T. V. Cutsem, "Voltage Instability: Phenomena, Countermeasures, and Analysis Methods," Proceeding of The IEEE, vol. 88, February 2000. [26] C. W. Taylor, "Concepts of Undervoltage Load Shedding for Voltage Stability," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 7, no 2, pp. 480-488, April 1992. [27] T. V. Cutsem, "An Approach to Corrective Control of Voltage Instability Using Simulation and Sensitivities," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 10, no 2, pp. 616-622, May 1995. Luận văn Thạc sĩ Tài liệu tham khảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 131 [28] J. V. Hecke, N. Janssens, J. Deuse, and F. Promel, "Coordinated Voltage Control Experience in Belgium," available at website: [29] H. Lefebvre, D. Fragnier, J. Y. Boussion, P. Mallet, and M. Bulot, "Secondary Coordinated Voltage Control System: Feedback of EDF," IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, vol. 1, pp. 290-295, 2000. [30] T. V. Cutsem and C. D. Vournas, "Emergency Voltage Stability Controls: an Overview," in IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2007. [31] M. K. Pal, "Assessment of Corrective Measures for Voltage Stability Considering Load Dynamics," Electrical Power & Energy Systems, vol. 17, pp. 325-334, 1995. [32] B. Otomega, V. Sermanson, and T. V. Cutsem, "Reverse-logic control of load tap changers in emergency voltage conditions," in Proceeding of IEEE Power Tech Confonference, Bologna, June 2003. [33] C. Moors, D. LeCebvre, and T. V. Cutsem, "Design of Load Shedding Schemes Against Voltage Instability," IEEE Power Engineering Society Winter Meeting, vol. 2, pp. 1495-1500, 2000. [34] J. E. Dagle, "Data Management Issues Associated with the August 14th, 2003 Blackout Investigation," IEEE Power Engineering Society General Meeting vol. 2, pp. 1680-1684, June 2004. [35] J. F. Hauer, N. B. Bhatt, K. Shah, and S. Kolluri, "Performance of WAMS East in Providing Dynamic Information for the North East Blackout of August 14, 2003," IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1685-1690, June 2004. [36] T. V. Cutsem and C. D. Vournas, "Emergency Voltage Stability Controls: an Overview," IEEE Power Engineering Society General Meeting, pp. 1-10, June 2007. [37] D. Lefebvre, S. Bernard, and T. V. Cutsem, "Undervoltage Load Shedding Scheme for The Hydro-Québec System," IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1619-1624, June 2004. [38] "The CIGRE TF 38-02-08 BPA Test System Voltage Collapse," available at website: December 1995. [39] "Load Representation for Dynamic Performance Analysis-IEEE Task Force on Load Representation for Dynamic Performance " IEEE Transactions on Power Systems, vol. 8, no 2, pp. 472-482, May 1993. [40] "Standard Load Models for Power Flow and Dynamic Performance Simulation-IEEE Task Force on Load Representation for Dynamic Performance," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 10, no 3, pp. 1302-1313, August 1995. [41] C. D. Vournas and G. A. Manos, "Modelling of Stalling Motors During Voltage Stability Studies," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 13, no 3, pp. 775-781, August 1998. Luận văn Thạc sĩ Tài liệu tham khảo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Học viên: Đặng Hoài Nam Lớp: K11 TBM&NMĐ 132 [42] I. Dobson and L. Lu, "Voltage Collapse Precipitated by the Immediate Change in Stability When Generator Reactive Power Limits are Encountered " IEEE Transactions on circuits and systems-I: Fundamental Theory and Applications, vol. 39, no 9, pp. 762-766, September 1992. [43] "CIGRE TF 38-02-08: Long Term Dynamics Phase II," 1995. [44] C. A. Aumuller and T. K. Saha, "Investigating the Impact of Powerformer on Voltage Stability by Dynamic Simulation," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 18, no 3, pp. 1142-1148, August 2003. [45] S. Kolluri and T. He, "Design and Operating Experience with Fast Acting Load Shedding Scheme in the Entergy System to Prevent Voltage Collapse," IEEE Power Engineering Society General Meeting vol. 2, pp. 1625-1630, June 2004. [46] IEEE PES Power System Relaying Committee, "Working Group C-13, System Protection Subcommittee- Undervoltage Load Shedding Protection," vol. Draft 4.1, available at website: [47] S. Imai, "Undervoltage Load Shedding Improving Security as Reasonable Measure for Extreme Contingencies," IEEE Power Engineering Society General Meeting, vol. 2, pp. 1754-1759, June 2005. [48] M. Begovic et al, "Summary of System Protection Voltage Stability," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 10, no 2, pp. 631-638, April 1995. [49] J. A. Diaz de Leon II and C. W. Taylor, "Understanding and Solving Short- Term Voltage Stability Problems," IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, vol. 2, pp. 745-752, July 2002. [50] Le Ky, "Gestion optimale des consommations d'énergie dans les bâtiments." vol. Thèse pour obternir le degré Docteur: Laboratoire Génie Electrique- Institute National Polytechnique De Grenoble, 10, Juillet 2008. [51] Dang Toan NGUYEN, "Contribution à l’analyse et à la prévention des blackouts de réseaux électriques," in GIPSA-Lab - Grenoble INP, 2008.