Ổn định tĩnh và chất lượng điện áp của hệ thống điện nhận công suất từ các nguồn xa

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(44)/N¨m 2007 –<br /> <br /> ỔN ĐNNH TĨNH VÀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN<br /> NHẬN CÔNG SUẤT TỪ CÁC NGUỒN XA<br /> Vũ Văn Thắng (Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp – ĐH Thái Nguyên)<br /> <br /> 1. Đặt vấn đề<br /> Trong những năm gần đây, tốc độ phát triển phụ tải điện của nước ta tăng cao, đặc biệt<br /> trong giai đoạn 2006-2010 tốc độ tăng trưởng phụ tải khoảng 14%/năm [6]. Do đó, trong giai<br /> đoạn này hệ thống điện Việt Nam thiếu hụt công suất trầm trọng, với 780 MW thiếu hụt năm<br /> 2007 và 261 MW thiếu hụt năm 2008 của hệ thống điện miền Bắc. Để đảm bảo cân bằng công<br /> suất đáp ứng yêu cầu của phụ tải, một trong các biện pháp được đưa ra là nhập khNu điện năng<br /> từ Trung Quốc qua đường dây 220kV từ Tân Kiều (Trung Quốc) cung cấp cho khu vực Lào Cai,<br /> Yên Bái, Phú Thọ và Vĩnh Phúc. Hệ thống điện khu vực tách lưới có khoảng cách truyền tải là<br /> 296.6 km, mang đặc điểm của lưới điện nhận công suất từ nguồn xa, do đó chất lượng điện áp<br /> và khả năng ổn định tĩnh của hệ thống điện cần đặc biệt quan tâm.<br /> 2. Phương pháp phân tích chế độ và đánh giá ổn định tĩnh hệ thống điện<br /> 2.1 Phương pháp phân tích chế độ<br /> Cơ sở để tính toán phân tích chế độ của hệ thống điện là hệ phương trình cân bằng công<br /> suất nút:<br /> Y11U 12 + Y12Uɺ 2Uɺ 1* + ... + Y1N Uɺ N Uɺ 1* = P1 − jQ1<br />  ɺ ɺ*<br /> 2<br /> *<br /> Y21U 1U 2 + Y22U 2 + ... + Y2 N Uɺ N Uɺ 2 = P2 − jQ2<br /> <br /> ......................................................<br /> Y Uɺ Uɺ * + Y Uɺ Uɺ * + ... + Y U 2 = P − jQ<br /> N2 2 N<br /> NN<br /> N<br /> N<br /> N<br />  N1 1 N<br /> trong đó: Y là điện dẫn, U là điện áp nút và P, Q là công suất nút.<br /> Hệ phương trình là phi tuyến và nhiều biến số (ví dụ, hệ thống điện có n nút, hệ phương<br /> trình có 2n phương trình và 2n Nn) nên trong tính toán thường sử dụng thuật toán lặp dần đúng, một<br /> trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi và thuận tiện là phương pháp Newton-Raphson.<br /> 2.2 Phương pháp đánh giá ổn định tĩnh<br /> Phương pháp đánh giá ổn định tĩnh hệ thống điện gồm: Đánh giá theo tiêu chuNn năng<br /> lượng, tiêu chuNn Lyapunov, tiêu chuNn đại số Hurwiz và các tiêu chuNn thực dụng. Trong tính<br /> toán thường sử dụng tiêu chuNn thực dụng Gidanov do tiêu chuNn sử dụng kết quả của phương<br /> pháp Newton-Raphson bằng cách xét dấu của ma trận Jacobi đã được xác định. Vì vậy, phân<br /> tích chế độ và đánh giá ổn định tĩnh hệ thống điện thường được thực hiện đồng thời để giảm<br /> khối lượng tính toán và đánh giá được đầy đủ thông số chế độ của hệ thống điện.<br /> 3. Đặc điểm của lưới điện nhận công suất từ nguồn xa<br /> Hệ thống điện nhận công suất từ các nguồn xa có những đặc điểm sau:<br /> 78<br /> <br /> T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(44)/N¨m 2007 –<br /> <br /> - Điện áp nút U bị dao động rất mạnh khi mất cân bằng công suất phản kháng, do tiêu<br /> d∆Q<br />