Luận văn Ứng dụng thiết bị FACTS trong điều khiển điện áp hệ thống điện

HU
TE
CH
iv 
ABSTRACT 
 With the widespread application of FACTS (Flexible Alternating Current 
Transmission System) devices and secondary voltage control in power system at 
present. In this paper proposes a new coordinated secondary voltage control scheme for 
power systems have SVC (Static Var Compensator) and STATCOM (Static 
Synchronous Compensator), based on synchronised voltage measurements for all 
nodes by phasor measurement units (PMUs) and extensive communication networks. 
The objective is to enhance the quality of voltage for power systems. 
 The secondary voltage control scheme developed in the paper is based on the 
linearisation of the power system load-flow equations about the current operating point 
defined by nodal voltages obtained from phasor measurement units (PMUs). 
HU
TE
CH
1 
 CHƯƠNG 1 
TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ FACTS 
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 
1.1. Giới thiệu: 
 Hiện nay, có rất nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng thiết bị FACTS, đặc 
biệt là sử dụng các thiết bị phát nguồn công suất phản kháng cho hệ thống lưới điện 
nhằm đảm bảo ổn định điện áp cho hệ thống [1]. Tuy nhiên, việc đánh giá, lựa chọn 
thiết bị phát công suất nào hợp lý, cũng như dung lượng bù tối ưu trong phân tích ở 
chế độ xác lập, quá độ là chưa được quan tâm sâu sắc. 
 Theo thực tế hiện nay, hệ thống điện chúng ta đang sử dụng là hệ thống điện 
xoay chiều. Hệ thống điện xoa y chiều là một hệ thống điện phức tạp, gồm có các 
máy phát đồng bộ, đường dây truyền tải , máy biến áp, các thiết bị bù và các phụ 
tảivà được chia thành ba khâu: sản xuất, truyền tải và phân phối. 
 Một hệ thống điện xoay chiều hoạt động cơ bản phải thỏa các yêu cầu sau: 
- Các máy phát điện làm việc trong chế độ đồng bộ. 
- Điện áp vận hành nằm trong giới hạn cho phép theo qui định. 
- Tần số vận hành nằm trong giới hạn cho phép theo qui định. 
- Các phụ tải phải được cung cấp nguồn điện đầy đủ. 
- Các đường dây phải được vận hành ở điều kiện bình thường không quá 
tải. 
 Trong hệ thống điện, công suất truyền tải trên các đường dây phụ thuộc vào 
tổng trở đường dây, điện áp và góc truyền tải giữa điểm đầu và điểm cuối của 
đường dây, những đại lượng này giới hạn công suất truyền tải trên đường dây. Vì 
vậy, khả năng truyền tải công suất của đường dây được cải thiện đáng kể bằng việc 
tăng công suất phản kháng ở phía phụ tải, lắp cuộn kháng bù ngang (mắc song 
HU
TE
CH
2 
song), tụ điện bù dọc (mắc nối tiếp) vào đường dây để điều khiển điện áp dọc theo 
chiều dài đường dây. 
Để nâng cao chất lượng điện áp và ổn định điện áp cho hệ thống điện Việt 
Nam, hiện tại đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về việc ứng dụng các thiết bị bù 
công suất phản kháng. Tuy nhiên, các thiết bị bù đó vẫn chưa đáp ứng được các yêu 
cầu về phản ứng nhanh nhạy khi hệ thống có sự thay đổi đột ngột về nhu cầu công 
suất phản kháng. Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (FACTS-Flexible 
AC Transmission System) đã đáp ứng được yêu cầu về độ phản ứng nhanh nhạy 
cũng như dung lượng bù tối ưu cho hệ thống điện trong mọi chế độ làm việc. 
FACTS dùng để nâng cao khả năng điều khiển hệ thống điện và tăng khả năng 
truyền tải công suất trên đường dây. 
FACTS được định nghĩa bởi IEEE là: “ Hệ thống sử dụng các thiết bị điện tử 
công suất và các thiết bị tĩnh khác để điều khiển một hoặc nhiều thông số của hệ 
thống đường dây tải điện xoay chiều, qua đó, nâng cao khả năng điều khiển và khả 
năng truyền tải công suất”[2]. 
Qua định nghĩa FACTS, nhận thấy tầm quan trọng của thiết bị FACTS đến hệ 
thống điện có sự ảnh hưởng rất lớn về kinh tế và kỹ thuật. 
 Trong thực tế, do tính chất tiêu thụ điện ở từng thời điểm luôn khác nhau, cho 
nên trình trạng vận chuyển công suất trên các đường dây truyền tải cũng khác nhau, 
có thể tại một thời điểm trên hệ thống sẽ có những đường dây bị quá tải trong khi 
các đường dây khác thì non tải và ngược lại. 
Với đà phát triển công nghiệp hóa như hiện nay, đòi hỏi nhu cầu truyền tải để 
đáp ứng cho các phụ tải ngày càng cao và hiện nay đường dây truyền tải cao áp luôn 
đặt trong trình trạng báo động về giới hạn vật lý của chúng như là quá tải đường 
dây, những hiện tượng nhiễu hệ thống như là hiện tượng dao động tần số, điện áp. 
Nhằm tăng khả năng truyền tải điện năng trên hệ thống điện, khắc phục những 
nhược điểm nêu trên, trên thế giới người ta đã sử dụng các thiết bị FACTS. Các 
thiết bị này được sử dụng để điều khiển điện áp, trở kháng và góc pha của đường 
HU
TE
CH
3 
dây xoay chiều cao áp. Các thiết bị FACTS đã giúp cho nhà cung cấp điện những 
lợi ích sau đây: 
- Tận dụng lưới truyền tải hiện hữu để lắp đặt các thiết bị FACTS. 
- Giảm chi phí đầu tư. 
- Tăng độ tin cậy và khả năng sẵn sàng của hệ thống truyền tải. 
- Tăng độ ổn định quá độ của lưới. 
- Tăng chất lượng cung cấp điện năng cho các ngành công nghiệp và các 
ngành có yêu cầu chất lượng điện năng cao. 
- Ảnh hưởng không đáng kể đến môi trường xung quanh. 
1.2. Đặt vấn đề: 
Để hệ thống điện hoạt động linh hoạt ở mọi tình huống, kể cả tình huống sự cố 
nghiêm trọng nhất , thì phải có thiết bị để điều khiển các đại lượng trong hệ thống 
điện. Đại lượng được nghiên cứu trong luận văn này chính là đại lượng điện áp, 
theo nhận định thực tế, các sự cố tan rã hệ thống điện gần đây đều có liên quan đến 
sự sụp đổ điện áp hoặc là mất ổn định điện áp, mà nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự 
sụp đổ điện áp thường là do sự không đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng, do 
tăng mạnh bất t hường của nhu cầu phụ tải, nhất là các phụ tải công nghiệp (các 
công ty luyện sắt, thép). 
Điện áp là một trong những đại lượng quan trọng để đánh giá chất lượng điện 
năng. Ổn định điện áp đáp ứng khả năng duy trì điện áp tại tất cả các nút trong hệ 
thống ở trong một phạm vi cho phép (tùy thuộc vào tính chất mỗi nút mà phạm vi 
dao động cho phép của điện áp sẽ khác nhau). Trong điều kiện vận hành không bình 
thường hoặc sau các nhiễu loạn, hệ thống sẽ đi vào trạng thái không ổn định khi 
xuất hiện các kích động như tăng tải đột ngột hay thay đổi các thông số của hệ 
thống. Các thay đổi đó có thể làm cho quá trình giảm điện áp xảy ra và nặng nề nhất 
có thể rơi vào trình trạng không thể điều khiển được hay còn gọi là sụp đổ điện áp. 
Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự mất ổn định và sụp đổ điện áp thường là do không 
đáp ứng đủ các nhu cầu công suất phản kháng cần thiết khi phụ tải tăng bất thường 
và đột biến. 
HU
TE
CH
4 
Trước đây, khi mà ngành công nghệ điện tử công suất cao chưa phát triển 
mạnh thì việc nâng cao chất lượng điện áp trên hệ thống điện bị hạn chế và thời 
gian đáp ứng cũng rất chậm, bởi vì lúc đó ta phải thực hiện việc đóng cắt các khóa 
cơ khí các phần tử điện như là cuộn dây, tụ điện, bộ chuyển đổi nấc máy biến 
ápđể ổn định điện áp trên hệ thống. 
Ngày nay, với sự phát triển mạnh và nhanh của các thiết bị điện tử công suất 
lớn, điện áp cao cho nên công nghệ FACTS ra đời nhằm giúp cho quá trình thực 
hiện điều khiển điện áp trên hệ thống điện, cụ thể là đường dây truyền tải được linh 
hoạt và nhanh chóng, một số nước tiên tiến đã sử dụng thiết bị FACTS trong mạng 
truyền tải, cụ thể như Mỹ, Canada, Brazil là những nước tiên phong sử dụng 
công nghệ FACTS. Các thiết bị FACTS thường được sử dụng là: 
 - SVC (Static Var Compensator): Bộ bù công suất VAR tĩnh. 
 - UPFC (Unified Power Flow Controller): Bộ điều khiển dòng công suất hợp 
nhất. 
 - STATCOM (Static Synchronous Compensator): Bộ bù đồng bộ tĩnh. 
 -TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator): Bộ bù dọc điều khiển 
thyristor. 
 - SSSC (Static synchronous series compensator): Bộ bù nối tiếp đồng bộ 
tĩnh. 
 - HVDC (Hight voltage direct current): Dòng một chiều điện áp cao. 
HU
TE
CH
5 
1.3. Ứng dụng của thiết bị FACTS trong hệ thống điện: 
1.3.1. Bộ bù công suất VAr tĩnh SVC (Static VAr Compensator): 
 Hình 1.1: Sơ đồ kết nối bộ SVC với hệ thống điện. 
Hình 1.1. Trình bày cấu trúc và những thành phần chính của bộ SVC [3]. Bộ 
SVC được áp dụng rộng rãi trong hệ thống truyền tải với nhiều mục đích khác nhau. 
Mục đích cơ bản nhất thường được sử dụng là để điều khiển điện áp tại điểm yếu 
nhất trong hệ thống điện. Nó thường được lắp đặt ở điểm giữa của đường dây truyền 
tải liên kết giữa các vùng tải. Nhờ độ chính xác cao, tính khả dụng và đáp ứng 
nhanh, các thiết bị SVC có thể cung cấp trạng thái ổn định và điều khiển điện áp 
quá độ có chất lượng cao so với kiểu bù rẽ nhánh thông thường. Các thiết bị SVC 
cũng được sử dụng để làm giảm các dao động công suất, cải thiện độ ổn định quá độ 
và giảm tổn hao hệ thống nhờ tối ưu điều khiển công suất phản kháng. 
 TCR-TSR TSC Fillter FC FR 
 Nút điện áp cao 
Máy biến áp 
ghép bộ 
Nút điện áp thấp 
HU
TE
CH
6 
1.3.2. Bộ bù đồng bộ tĩnh STATCOM (Static Synchronous Compensator): 
V
Vo I
Vdc 
STATCOM
 Hình 1.2: Sơ đồ kết nối bộ STATCOM với hệ thống điện 
Bộ STATCOM là một thiết bị bù ngang , nó chuyển đổi nguồn điện áp một 
chiều thành điện áp xoay chiều để bù công suất phản kháng cho hệ thống điện. 
STATCOM không yêu cầu các thành phần cảm kháng và dung kháng lớn để 
cung cấp công suất phản kháng cho các hệ thống truyền tải cao áp. Một lợi thế khác 
là đầu ra phản ứng nhanh ở điện áp hệ thống thấp. 
Hệ thống điện 
HU
TE
CH
7 
1.3.3. Bộ bù nối tiếp đồng bộ tĩnh SSSC (Static Synchronous Series 
Compensator): 
I
Vdc 
SSSC
IVc
 Hình 1.3: Sơ đồ kết nối SSSC với hệ thống điện 
Bộ SSSC là thiết bị bù nối tiếp vào đường dây, nó có thể phát ra một lượng 
điện áp được yêu cầu của hệ thống điện, nó có thể biến đổi điện áp của hệ thống từ 
AC sang điện áp DC . Bộ SSSC có thể điều khiển cả công suất thực và công suất 
kháng với hệ thống AC. 
 1.3.4. Bộ bù dọc điều khiển bằng thyristor TCSC (Thyristor Controlled Series 
Compensation): 
 Hình 1.4: Cấu trúc cơ bản của bộ TCSC 
ic 
C + - 
t1 
t2 
Ls il 
iline 
Hệ thống 
điện 
HU
TE
CH
8 
 Bộ TCSC là một thiết bị bù dùng trong truyền tải điện, để nâng cao khả năng 
ổn định của hệ thống điện, đặc biệt là khả năng ổn định động trong chế độ sự cố. 
1.3.5. Bộ điều khiển dòng công suất hợp nhất UPFC (Unified Power Flow 
Controller). 
V
V
o
 I
Vdc 
STATCOM
I
SSSC
IVc
o
Bộ UPFC 
 Hình 1.5: Sơ đồ kết nối UPFC với hệ thống 
Bộ UPFC là một thiết bị dùng để điều khiển dòng công suất trên đường dây 
truyền tải điện. UPFC cho phép điều khiển đồng thời dòng công suất thực, dòng 
công suất phản kháng và độ lớn điện áp tại thanh cái kết nối. 
Qua phân tích những ứng dụng của các thiết bị FACTS được nêu trên, tôi 
nhận thấy giải pháp điều khiển điện áp trong hệ thống điện bằng bộ STATCOM 
(Static Synchronous Compensator) và bộ SVC (Sta tic VAr Compensator) có ưu 
điểm tốt nhất, đây là hai thiết bị bù được sử dụng để điều khiển điện áp trên đường 
dây truyền tải, hai thiết bị này hoạt động với độ chính xác cao, đáp ứng nhanh các 
dao động khi hệ thống bị nhiễu, có thể đạt được trạng thái ổn định và điều khiển 
điện á ... ng buộc của bất đẳng thức là tuyến tính. 
Giải pháp tối ưu cho ΔVref tăng thêm sự tối ưu hóa vectơ hiện 
thời điều chỉnh trị số đặt của bộ điều khiển, ΔVref0, cho:
Vref =ΔVref0 +ΔVref
Hình 1 trình bày dạng sơ đồ khối của vòng điều khiển điện áp cấp 
2 mà nó được thực hiện thiết lập mục đích điều khiển được trình bày ở 
trên.
Khối “phối hợp điều khiển” thực hiện toàn bộ yêu cầu tính toán 
bao gồm việc xác định hệ số ma trận được sử dụng trong tối ưu ràng 
buộc. Nó nhận dữ liệu thích hợp từ bộ đo lường đại lượng phức (PMU) 
thông qua mạng truyền thông diện rộng và cơ sở dữ liệu hệ thống điện. 
Cấu hình của hệ thống điện yêu cầu xác định dữ liệu đo t ừ xa liên quan 
đến những bộ cắt mạch và theo những tình trạng cách ly. Đầu ra của bộ
phối hợp điều khiển là vectơ Vref , những phần tử của nó thì được đưa 
vào bộ STATCOM, SVC và những máy phát điện có liên quan mà nó 
tham gia vào bộ điều khiển điện áp cấp 2. 
HU
TE
CH
Hình 1. Sơ đồ điều khiển điện áp cấp 2
Hệ thống điện
Trạng thái cách ly 
và bộ ngắt mạch
Xác định tình 
trạng hệ 
thống điện
Phối hợp 
điều khiển
Dữ liệu hệ thống 
điện
Phân tích độ 
nhạy và bộ 
PMU
Vref
HU
TE
CH
Khảo sát ứng dụng cho một hệ thống điện tiêu biểu:
7
15
3
23
1822
17
1
16
4 5
6
229
1910 11
12 13
14
20 21
24
330kV
2
Stacom
SVC
Hình 2: Sơ đồ hệ 
thống điện tiêu biểu
HU
TE
CH
Khảo sát việc ứng dụng điều khiển điện áp cho một hệ thống điện 
tiêu biểu được trình bày ở hình 2, gồm có 24 nút; trong đó: nút 1 là nút 
cân bằng, có 5 máy phát điện, 1 bộ SVC và 1 bộ STATCOM. Thông số 
hệ thống điện bao gồm dữ liệu của đường dây truyền tải, máy biến áp, tải 
và kế hoạch phát điện.
Bảng 1: Thông số hệ thống:
Thông số đường dây truyền tải: 
Nút nút nhánh R(pu) X(pu) B(pu) CSĐM(MVA) 
17 3 1 0.00240 0.01920 0.12980 1000 
17 4 2 0.00890 0.07200 0.48710 1000 
2 3 3 0.00200 0.01640 0.11090 1000 
2 5 4 0.00890 0.07200 0.48710 1000 
6 8 5 0.05970 0.13150 0.02910 1000 
6 10 6 0.04460 0.10030 0.02180 1000 
6 12 7 0.03250 0.07090 0.01570 1000 
HU
TE
CH
7 11 8 0.02290 0.05040 0.01120 1000 
7 8 9 0.05970 0.13150 0.02910 1000 
8 9 10 0.02330 0.05140 0.04560 1000 
13 7 11 0.02660 0.07000 0.01480 1000 
14 10 12 0.02420 0.05400 0.01180 1000 
14 13 13 0.03090 0.06930 0.01510 1000 
14 15 14 0.00250 0.20000 0.00000 1000 
15 11 15 0.06150 0.16200 0.03420 1000 
15 12 16 0.00400 0.08880 0.01970 1000 
16 4 17 0.00430 0.03510 0.23730 1000 
16 5 18 0.00430 0.03510 0.23730 1000 
Thông số máy biến áp:
Nút nút R(pu) X(pu) B(pu) CSĐM 
(MVA)
YY0 (tổ đấu dây máy biến áp):
4 6 0.00230 0.08390 0.00000 1000 
4 7 0.00185 0.13000 0.00000 1000 
HU
TE
CH
5 6 0.00230 0.08390 0.00000 1000 
5 7 0.00230 0.08390 0.00000 1000 
YD1 (tổ đấu dây máy biến áp):
17 22 0.00000 0.00500 0.00000 1000 
2 18 0.00000 0.00600 0.00000 1000 
16 1 0.00000 0.00500 0.00000 1000 
9 19 0.00000 0.07000 0.00000 1000 
14 20 0.00000 0.05000 0.00000 1000 
15 21 0.00000 0.05500 0.00000 1000 
Thông số nút:
Nút P(MW) Q(MVAr) V_ini(pu) Vmin(pu) Vmax(pu) 
1 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 
2 130 40 1.000 .95 1.050 
3 690 140 1.000 .95 1.050 
4 100 30 1.000 .95 1.050 
HU
TE
CH
5 20 7 1.000 .95 1.050 
6 20 7 1.000 .95 1.050 
7 140 50 1.000 .95 1.050 
8 90 10 1.000 .95 1.050 
9 130 60 1.000 .95 1.050 
10 70 30 1.000 .95 1.050 
11 90 25 1.000 .95 1.050 
12 90 25 1.000 .95 1.050 
13 75 10 1.000 .95 1.050 
14 60 10 1.000 .95 1.050 
15 100 20 1.000 .95 1.050 
16 80 30 1.000 .95 1.050 
17 100 20 1.000 .95 1.050 
18 0 0 1.000 .95 1.050 
19 0 0 1.000 .95 1.050 
20 0 0 1.000 .95 1.050 
21 0 0 1.000 .95 1.050 
22 0 0 1.000 .95 1.050 
HU
TE
CH
Thông số máy phát:
Nút V_ref(pu) P(MW) Qmin(MVAR) Qmax(MVAR) Vmin(pu) Vmax(pu)
18 1.000 839 -250 500 0.950 1.050 
19 1.000 200 -60 120 0.950 1.050
20 1.000 100 -30 60 0.950 1.050
21 1.000 180 -50 100 0.950 1.050
22 1.000 833 -250 500 0.950 1.050 
Thông số bộ SVC: 
Nút(HV) Uref(pu) r_S(pu) x_S(pu) Bmin(L)(pu) Bmax(C)(pu) 
7 1.000 0.000 0.050 -1.200 1.200
Thông số bộ STATCOM: 
Nút(HV) Uref(pu) r_S(pu) x_S(pu) Imin(C)(pu) Imax(L)(pu) 
10 1.000 0.000 0.050 -1.200 1.200
HU
TE
CH
Thông số nút cân bằng:
Nút U(pu) P(MW) Q(MVAr) 
1 1.000 0.000 0.000
Bảng 2: Những giới hạn công suất phản kháng của những máy phát
Máy phát Giới hạn công suất phản kháng (MVAr)
Thu Phát
1 ( tại nút 18) -250 500
2 ( tại nút 19) -60 120
3 ( tại nút 20) -30 60
4 ( tại nút 21) -50 100
5 ( tại nút 22) -250 500
Máy phát tại nút cân bằng -160 320
HU
TE
CH
Giải bài toán phân bố công suất ứng với các giá trị cho trước của 
công suất tác dụng và công suất phản kháng của phụ tải, công suất tác 
dụng của các máy phát, và cấu hình của hệ thống sẽ xác định điểm làm 
việc của hệ thống điện. Biên dạng điện áp hệ thống được biểu diễn bằng 
nét liền trong hình 5.3 và 5.4. N hững biên dạng điện áp của tất cả các nút 
nằm trong giới hạn cho phép được xác định bởi giá trị cho phép nhỏ nhất 
là 0.95pu và lớn nhất là 1.05pu.
 Xét hai trường hợp điển hình nhiễu loạn ngẫu nhiên xãy ra trên hệ 
thống điện:
- Trường hợp 1 : Sự cố đứt dây ở đường dây truyền tải số 4 (nối 
giữa nút số 2 và nút số 5).
- Trường hợp 2 : Tăng tải đột ngột ở nút số 6 (tăng lên gấp 10 lần). 
*/ Xét trường hợp 1:
Nhiễu loạn được xét đến trong trường hợp này là việc cắt 
đường dây đầy tải, cấp điện áp là 330kV, được nối giữa nút 2 và 5 
(đường dây số 4).
Khảo sát trường hợp này ta nhận thấy rằng : Do đường dây 
truyền tải số 4 (giữa nút 2 và nút 5) bị cắt, biên độ điện áp ở vài nút bị
HU
TE
CH
giảm thấp. Kết quả biên dạng điện áp của hệ thống ở trong trường hợp 
này được biểu diễn bằng đường nét gạch trong hình 5.3. B iên dạng điện 
áp chỉ ra rằng biên độ điện áp ở nút số 4 là (0.932pu), nút số 8 là 
(0.947pu) và nút 12 là (0.942pu) thấp hơn biên độ điện áp nhỏ nhất cho 
phép theo qui định. Sự giảm những biên độ điện áp quá mức cho phép tại 
những nút này yêu cầu điều khiển điện áp cấp 2 l àm việc. Sau khi điều 
khiển điện áp cấp 2 làm việc thì biên dộ điện áp sẽ như sau: Tại nút số 4 
là 0.957pu, nút số 8 là 0.983pu, nút số 12 là 0.975pu đều đáp ứng cho 
phép và lúc này công suất phản kháng phát của các máy phát, bộ SVC và 
STATCOM như sau:
Máy phát số Công suất phản kháng (MVAr)
Trước Sau
1 nút 18 191.1 100.3
2 nút 19 77.1 89.5
3 nút 20 29.3 29.9
4 nút 21 61.4 82.6
5 nút 22 335.2 432.6
HU
TE
CH
5 nút 22 335.2 432.6
Nút cân bằng 243.3 157.7
SVC nút 23 117.0 103.7 (với BSVC= 0.987pu)
STATCOM nút 24 83.1 82.2 (với I statcom= 0.783pu)
Công suất tổng cộng 1137.5 1077.5
Qua phân tích trên nhận thấy khi điều khiển điện áp cấp 2 đáp 
ứng thì lượng công suất phản kháng yêu cầu là 1077.5M VAr bé hơn 
lượng công suất phản kháng khi điều khiển cấp 2 kh i chưa đáp ứng là 
1137.5MVAr, như vậy khi bộ điều khiển cấp làm việc thì giảm được một 
lượng công suất phản kháng là 60MVAr, tăng công suất tác dụng truyền 
tải trên hệ thống.
HU
TE
CH
0 5 10 15 20 25
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
1
1.02
1.04
1.06
1.08
1.1
node
vo
lta
ge
 m
ag
nit
ud
e (
pu
)
Hình 3 biểu diễn các biên dạng điện áp hệ thống điện trong các chế 
độ khác nhau
: Bình thường : Sự cố : Đáp ứng của bộ điều 
khiển điện áp cấp 2
HU
TE
CH
Bảng 3: Giá trị đặt điện áp hiện hữu và giá trị điện áp đặt mới.
Bộ điều khiển Trị số đặt hiện hữu(pu) Trị số đặt mới(pu)
Máy phát 1(tại nút 18) 1000 1.009
Máy phát 2(tại nút 19) 1000 1.050
Máy phát 3(tại nút 20) 1000 1.028
Máy phát 4(tại nút 21) 1000 1.050
Máy phát 5(tại nút 22) 1000 1.048
SVC 1000 1.021
STATCOM 1000 1.027
*/ Xét trường hợp 2 : Tăng tải đột ngột ở nút số 6 (tăng lên gấp 
10 lần). Tức là P6= 200MW; Q6 = 70MVAr, trong trường hợp này có 
nhận xét như sau: 
Do tại nút số 6 tải đột ngột tăng lên gấp 10 lần, cho nên biên độ 
điện áp ở vài nút thì bị giảm thấp. Kết quả biên dạng điện áp của hệ 
thống ở trong trường hợp này được biểu diễn bằng đường nét gạch
HU
TE
CH
trong hình 5.4, chỉ báo biên độ điện áp ở nút số 6 là (0.946pu), nút số 8 là 
(0.944pu) và nút 12 là (0.935pu) thấp hơn biên độ điện áp nhỏ nhất cho 
phép theo qui định. Sự giảm những biên độ đi ện áp ở những nút này yêu 
cầu điều khiển điện áp cấp 2 làm việc, sau khi đã làm việc biên độ điện 
áp thay đổi như sau: Tại nút số 6 là (1.000pu), nút số 8 là (0.990pu), nút 
số 12 là (0.985pu) đều đáp ứng cho phép. 
Nút Biên độ điện áp(pu) 
1 1.000 
2 1.018 
3 0.997 
4 0.992 
5 0.986 
6 1.000 
7 1.008 
8 0.990 
9 1.003 
10 1.012 
11 0.985 
HU
TE
CH
12 0.985 
13 0.999 
14 1.018 
15 1.015 
16 0.997 
17 1.017 
18 1.028 
19 1.050 
20 1.031 
21 1.050 
22 1.023 
23 1.046 
24 1.044 
HU
TE
CH
Công suất phản kháng phát của các máy phát, bộ SVC và 
STATCOM khi điều khiển cấp 2 làm việc như sau:
Máy phát số Công suất phản kháng(MVAr)
1 194
2 83,5
3 29,4
4 74,9
5 138,7
SVC
Số Điện nạp SVC
(pu)
1 0.760
STATCOM
Số Dòng Statcom
(pu)
1 0.625
HU
TE
CH
Hình 4. Thể hiện những biên dạng điện áp hệ thống trong các chế độ 
khác nhau `
: bình thường; : sự cố; : đáp ứng bộ điều khiển
0 5 10 15 20 25
0.9
0.92
0.94
0.96
0.98
1
1.02
1.04
1.06
1.08
1.1
node
vo
lta
ge
 m
ag
nit
ud
e (
pu
)
HU
TE
CH
III. Điểm mới của đề tài:
- Điều khiển được biên độ điện áp cùng một lúc ở tất cả các nút 
trên hệ thống điện dựa vào bộ điều khiển điện áp cấp 2 phối hợp với bộ 
đo lường đại lượng phức (PMU) và mạng truyền thông diện rộng.
- Giải thuật đưa ra không bị hạn chế bởi số lượng nút, hay sơ đồ 
hệ thống có cấu trúc phức tạp do c ó nhiều nút và loại giá trị biến điều 
khiển.
IV. Mục tiêu đạt được:
- Tăng khả năng truyền tải trên hệ thống điện.
- Tăng độ tin cậy và khả năng sẵn sàng của hệ thống truyền tải.
- Giảm tổn thất điện áp.
- Giảm chi phí đầu tư.
- Tăng chất lượng cung cấp điện năng cho các ngành công nghiệp và 
các ngành có yêu cầu chất lượng điện năng cao.
- Ảnh hưởng không đáng kể đến môi trường xung quanh. 
HU
TE
CH
V. Kết luận:
Luận văn đã trình bày có hệ thống, hợp lý, đơn giản và dể hiểu. 
Mặc dù, luận văn chỉ áp dụng trong hệ thống điện 24 nút. Tuy nhiên, với 
giải thuật đưa ra không bị hạn chế bởi số lượng nút, hay sơ đồ hệ thống 
có cấu trúc phức tạp hơn do có nhiều nút và loại giá trị biến điều khiển.
Do hạn chế về thời gian, kiến thức và khối lượng tìm hiểu, luận 
văn này chỉ tập trung nghiên cứu chính vào bộ đi ều khiển điện áp cấp 2 
phối hợp với bộ đo l ường đại lượng phức (PMU) và mạng truyền thông 
diện rộng, sử dụng hai thiết bị FACTS là SVC và STATCOM để điều 
khiển điện áp trong hệ thống điện. Chưa thực hiện đối với các thiết bị 
FACTS còn lại.
VI. Kiến nghị:
Từ những kết quả đạt được, tính ưu điểm và những hạn chế của 
luận văn đã nêu ở trên chúng tôi đưa ra những kiến nghị cho việc nghiên 
cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu trong trường hợp thiết bị FACTS mắc nối tiếp.
- Nghiên cứu mức an toàn dòng công suất trong hệ thống điện.
HU
TE
CHXIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ 
THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN 
TRẦN VĂN QUANG