Nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng cơ điện ở tần số dưới đồng bộ trong hệ thống điện (Đỗ Xuân Bình)



Như vậy có thể thấy việc nghiên cứu và hiểu rõ bản chất của hiện tượng SSR là cực kỳ cần thiết và quan trọng, góp phần đảm bảo an toàn, đảm bảo độ tin cậy trong quá trình vận hành hệ thống điện Có nhiều phương pháp để nghiên cứu hiện tượng  SSR  trong  hệ  thống  điện,  như  phương  pháp  xác  định  các  giá  trị  riêng (Eigenvalue analysis), phương pháp quét tần số (frequency scanning analysis) và phương pháp mô phỏng theo miền thời gian (time domain simulation). Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, tác giả tập trung vào các phần cụ thể sau:  

• Nghiên cứu bản chất của hiện tượng SSR từ cơ sở lý thuyết: nguyên nhân và quá trình xuất hiện. 

• Nghiên cứu mô hình các phần tử trong hệ thống điện, phục vụ cho việc mô phỏng hiện tượng SSR: Mô hình tuabin, máy phát, máy biến áp, đường dây… 

• Sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh giá hiện tượng SSR: Thực hiện mô phỏng hai mô hình chuẩn của IEEE bằng phần mềm TP/EMTP. Phân tích và đánh giá hiện tượng thông qua các kết quả mô phỏng. Nghiên cứu này được thực  hiện dựa vào nghiên cứu của hai tác giả K. G. Prajapati và A. M. Upadhyay trong bài báo “Simulation of IEEE FIRST BANCHMARK Model for SSR Studies”. Bài báo này giới thiệu nghiên cứu hiện tượng SSR bằng các mô phỏng hiện tượng bằng phần mềm Matlab Simulink. Tuy nhiên các tác giả chỉ dừng lại ở việc mô phỏng mô hình “fisrt benchmark”. Trong luận văn này, chúng tôi hướng đến việc đánh giá hiện tượng SSR trên cả hai mô hình “first benchmark” và “second benchmark”.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1 HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ   10...............  

1.1 Giới thiệu   10...........................................................................................  

1.2 Vai trò của tụ bù dọc [3] ..................................................................... 10 

1.3 Hiện tượng cộng hưởng [1] [6] ........................................................... 12 

1.4 Hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ [1] [6] ..................................... 12 

1.4.1 Định nghĩa ................................................................................... 12 

1.4.2 Sự nguy hiểm của SSR [1] ........................................................... 13 

1.4.3 Thiệt hại kinh tế do sự cố SSR [1] ............................................... 13 

1.4.4 Nguyên nhân sự cố SSR [1] ......................................................... 13 

1.4.5 Cơ sở lý thuyết của SSR [1] ......................................................... 14 

1.5 SSR trong các nhà máy điện [1].......................................................... 15 

1.6 Kết luận .............................................................................................. 15 

CHƯƠNG 2  MÔ HÌNH HÓA HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI  

ĐỒNG BỘ ................................................................................................... 17 

2.1     17Giới thiệu [1] [2] ................................................................................  

2.2 Mô hình máy điện quay[1] [2] ............................................................ 18 

2.2.1 Từ thông [1] [2] ........................................................................... 19 

2.2.2 Điện áp trên cuộn dây [1] [2] ....................................................... 19 

2.2.3 Mô hình máy điện không tuyến tính [1] [2]  . 20................................  

2.3 Mô hình mạng [1] [2] ......................................................................... 21 

2.4 Kết hợp mô hình máy điện và mô hình lưới điện [1] [2] ..................... 22 

2.5 Mô hình trục máy phát điện [1] [2] ..................................................... 24 

2.5.1 Phương trình chuyển động của rotor [1] [2] ................................. 24 

2.5.2 Phương trình chuyển động của B.P [1] [2] ................................... 25 

  2 

2.5.3 Phương trình chuyển động của P.I.B [1] [2] ................................. 26 

2.5.4 Phương trình chuyển động của P.I.A [1] [2]   26................................  

2.5.5 Phương trình chuyển động của H.P [1] [2] ................................... 27 

2.5.6 Mô hình phi tuyến mô tả trục máy phát [1] [2]   27............................  

2.6 Kết luận .............................................................................................. 28 

CHƯƠNG 3  MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG SSR BẰNG PHẦN MỀM 

ATP/EMTP .................................................................................................. 30 

3.1 Giới thiệu   30...........................................................................................  

3.2 Giới thiệu phần mềm ATP/EMTP   30......................................................  

3.3 Nghiên cứu hệ thống chuẩn thứ nhất “Fist Benchmark” của IEEE[4] [8]

 ................................................................................................................. 31 

3.3.1 Mô hình các phần tử của hệ thống mô phỏng: .............................. 31 

3.3.1.1 Máy phát điện xoay chiều G ..................................................... 32 

3.3.1.2 Máy biến áp .............................................................................. 35 

3.3.1.3 Đường dây truyền tải ................................................................ 37 

3.3.1.4 Hệ thống điện   38...........................................................................  

3.3.1.5 Tụ bù dọc .................................................................................. 38 

3.3.2 Nghiên cứu hiện tượng SSR......................................................... 38 

3.4 Nghiên cứu hệ thống chuẩn thứ hai “Second Benchmark” của IEEE .. 49 

3.4.1 Trường hợp XC/XL=0%  50................................................................  

3.4.2  Trường hợp XC/XL=55% ........................................................... 54 

3.4.3  Kết luận ...................................................................................... 59 

3.5 Các giải pháp loại trừ sự cố SSR   60........................................................  

3.5.1 Truyền tải điện áp cao [1] ............................................................ 60 

3.5.2 Sử dụng TCSC ............................................................................. 61 

KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................... 64 

Phụ lục A: Thông số các phần tử của mô hình second benchmark ............ 65 

A.1. Mô hình hai máy phát điện song song ............................................... 65 

A.1.1  Mô hình các phần tử của hệ thống:   65................................................  

A.1.1.1Máy phát điện xoay chiều G ..................................................... 65 

A.1.1.2 Máy biến áp ............................................................................. 67 

  3 

A.1.1.2 Đường dây truyền tải năng lượng điện ..................................... 69 

A.1.1.3 Hệ thống điện ........................................................................... 70 

A.1.1.4 Tụ bù dọc ................................................................................. 70 

TÀI LIỆU THAM KHẢO








LINK DOWNLOAD



Như vậy có thể thấy việc nghiên cứu và hiểu rõ bản chất của hiện tượng SSR là cực kỳ cần thiết và quan trọng, góp phần đảm bảo an toàn, đảm bảo độ tin cậy trong quá trình vận hành hệ thống điện Có nhiều phương pháp để nghiên cứu hiện tượng  SSR  trong  hệ  thống  điện,  như  phương  pháp  xác  định  các  giá  trị  riêng (Eigenvalue analysis), phương pháp quét tần số (frequency scanning analysis) và phương pháp mô phỏng theo miền thời gian (time domain simulation). Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, tác giả tập trung vào các phần cụ thể sau:  

• Nghiên cứu bản chất của hiện tượng SSR từ cơ sở lý thuyết: nguyên nhân và quá trình xuất hiện. 

• Nghiên cứu mô hình các phần tử trong hệ thống điện, phục vụ cho việc mô phỏng hiện tượng SSR: Mô hình tuabin, máy phát, máy biến áp, đường dây… 

• Sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh giá hiện tượng SSR: Thực hiện mô phỏng hai mô hình chuẩn của IEEE bằng phần mềm TP/EMTP. Phân tích và đánh giá hiện tượng thông qua các kết quả mô phỏng. Nghiên cứu này được thực  hiện dựa vào nghiên cứu của hai tác giả K. G. Prajapati và A. M. Upadhyay trong bài báo “Simulation of IEEE FIRST BANCHMARK Model for SSR Studies”. Bài báo này giới thiệu nghiên cứu hiện tượng SSR bằng các mô phỏng hiện tượng bằng phần mềm Matlab Simulink. Tuy nhiên các tác giả chỉ dừng lại ở việc mô phỏng mô hình “fisrt benchmark”. Trong luận văn này, chúng tôi hướng đến việc đánh giá hiện tượng SSR trên cả hai mô hình “first benchmark” và “second benchmark”.


NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1 HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ   10...............  

1.1 Giới thiệu   10...........................................................................................  

1.2 Vai trò của tụ bù dọc [3] ..................................................................... 10 

1.3 Hiện tượng cộng hưởng [1] [6] ........................................................... 12 

1.4 Hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ [1] [6] ..................................... 12 

1.4.1 Định nghĩa ................................................................................... 12 

1.4.2 Sự nguy hiểm của SSR [1] ........................................................... 13 

1.4.3 Thiệt hại kinh tế do sự cố SSR [1] ............................................... 13 

1.4.4 Nguyên nhân sự cố SSR [1] ......................................................... 13 

1.4.5 Cơ sở lý thuyết của SSR [1] ......................................................... 14 

1.5 SSR trong các nhà máy điện [1].......................................................... 15 

1.6 Kết luận .............................................................................................. 15 

CHƯƠNG 2  MÔ HÌNH HÓA HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI  

ĐỒNG BỘ ................................................................................................... 17 

2.1     17Giới thiệu [1] [2] ................................................................................  

2.2 Mô hình máy điện quay[1] [2] ............................................................ 18 

2.2.1 Từ thông [1] [2] ........................................................................... 19 

2.2.2 Điện áp trên cuộn dây [1] [2] ....................................................... 19 

2.2.3 Mô hình máy điện không tuyến tính [1] [2]  . 20................................  

2.3 Mô hình mạng [1] [2] ......................................................................... 21 

2.4 Kết hợp mô hình máy điện và mô hình lưới điện [1] [2] ..................... 22 

2.5 Mô hình trục máy phát điện [1] [2] ..................................................... 24 

2.5.1 Phương trình chuyển động của rotor [1] [2] ................................. 24 

2.5.2 Phương trình chuyển động của B.P [1] [2] ................................... 25 

  2 

2.5.3 Phương trình chuyển động của P.I.B [1] [2] ................................. 26 

2.5.4 Phương trình chuyển động của P.I.A [1] [2]   26................................  

2.5.5 Phương trình chuyển động của H.P [1] [2] ................................... 27 

2.5.6 Mô hình phi tuyến mô tả trục máy phát [1] [2]   27............................  

2.6 Kết luận .............................................................................................. 28 

CHƯƠNG 3  MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG SSR BẰNG PHẦN MỀM 

ATP/EMTP .................................................................................................. 30 

3.1 Giới thiệu   30...........................................................................................  

3.2 Giới thiệu phần mềm ATP/EMTP   30......................................................  

3.3 Nghiên cứu hệ thống chuẩn thứ nhất “Fist Benchmark” của IEEE[4] [8]

 ................................................................................................................. 31 

3.3.1 Mô hình các phần tử của hệ thống mô phỏng: .............................. 31 

3.3.1.1 Máy phát điện xoay chiều G ..................................................... 32 

3.3.1.2 Máy biến áp .............................................................................. 35 

3.3.1.3 Đường dây truyền tải ................................................................ 37 

3.3.1.4 Hệ thống điện   38...........................................................................  

3.3.1.5 Tụ bù dọc .................................................................................. 38 

3.3.2 Nghiên cứu hiện tượng SSR......................................................... 38 

3.4 Nghiên cứu hệ thống chuẩn thứ hai “Second Benchmark” của IEEE .. 49 

3.4.1 Trường hợp XC/XL=0%  50................................................................  

3.4.2  Trường hợp XC/XL=55% ........................................................... 54 

3.4.3  Kết luận ...................................................................................... 59 

3.5 Các giải pháp loại trừ sự cố SSR   60........................................................  

3.5.1 Truyền tải điện áp cao [1] ............................................................ 60 

3.5.2 Sử dụng TCSC ............................................................................. 61 

KẾT LUẬN CHUNG ................................................................................... 64 

Phụ lục A: Thông số các phần tử của mô hình second benchmark ............ 65 

A.1. Mô hình hai máy phát điện song song ............................................... 65 

A.1.1  Mô hình các phần tử của hệ thống:   65................................................  

A.1.1.1Máy phát điện xoay chiều G ..................................................... 65 

A.1.1.2 Máy biến áp ............................................................................. 67 

  3 

A.1.1.2 Đường dây truyền tải năng lượng điện ..................................... 69 

A.1.1.3 Hệ thống điện ........................................................................... 70 

A.1.1.4 Tụ bù dọc ................................................................................. 70 

TÀI LIỆU THAM KHẢO








LINK DOWNLOAD

M_tả

M_tả

Không có nhận xét nào: