Nghiên cứu ảnh hưởng của bộ ổn định công suất đối với ổn định các tín hiệu nhỏ trong hệ thống điện đơn giản bằng phương pháp phân tích giá trị riêng của ma trận hệ thống

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn | 14

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BỘ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT ĐỐI VỚI ỔN ĐỊNH

CÁC TÍN HIỆU NHỎ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ĐƠN GIẢN BẰNG PHƯƠNG PHÁP

PHÂN TÍCH GIÁ TRỊ RIÊNG CỦA MA TRẬN HỆ THỐNG

Nguyễn Hiền Trung*

Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Bài báo này trình bày cách tiếp cận về thiết kế và điều khiển bộ ổn định công suất - PSS dùng

trong các nhà máy điện. Đồng thời tóm tắt lại phương pháp dùng giá trị riêng và các thành phần

liên quan để phân tích và điều khiển trong hệ thống điện có dao động. Các đặc tính giá trị riêng

của ma trận trạng thái đối với hệ thống điện dao động sẽ được thảo luận chi tiết. Trên cơ sở đó tiến

hành so sánh phân tích ảnh hưởng của PSS đối với ổn định các tín hiệu nhỏ trong hệ thống điện so

với trường hợp không có thiết bị trên. Kết quả phân tích và mô phỏng cho thấy khi có thêm PSS hệ

thống điện trở nên rất ổn định.

Từ khóa: Ổn định hệ thống điện, hệ thống kích từ; bộ tự động điều chỉnh điện áp; bộ ổn định

công suất, dao động, sự tắt dần, giá trị riêng.



MỞ ĐẦU

Ổn định tín hiệu nhỏ là khả năng của hệ thống

điện duy trì ổn định khi xuất hiện các nhiễu

loạn nhỏ trong hệ thống. Các nhiễu loạn nhỏ

này có thể là sự thay đổi nhỏ của phụ tải hay

máy phát trong quá trình làm việc. Để nâng

cao tính ổn định cho hệ có thể thêm vào hệ

thống các đường truyền song song để giảm

điện kháng giữa các máy phát và trung tâm

phụ tải. Tuy nhiên giải pháp này thường khó

chấp nhận vì chi phí quá cao. Một giải pháp

thay thế đó là thêm vào bộ ổn định công suất -

PSS hoạt động thông qua các bộ tự động điều

chỉnh điện áp - AVR.

Thông thường việc phân tích ổn định các tín

hiệu nhỏ của hệ thống điện người ta hay dùng

phương pháp phân tích giá trị riêng với các

bước cơ bản là: (i) xây dựng mô hình toán

học đã tuyến tính của hệ thống; (ii) sau đó tìm

các giá trị riêng và vector riêng; (iii) cuối

cùng là xác định kiểu dao động, tính toán các

hệ số liên quan dựa trên thông tin về các giá

trị riêng và vector riêng. Phương pháp này từ

lâu đã trở thành phương pháp tiêu chuẩn, tuy

nhiên cũng có một vài trở ngại cả về lý thuyết



Tel: 0912 386547, Email: [email protected]

và thực tế (rất khó để có được tất cả các giá trị

riêng của hệ thống điện lớn…). Trong phạm

vi nghiên cứu của bài báo này, tác giả chỉ dừng

lại phân tích ổn định với mô hình hệ thống

điện đơn giản, còn với hệ thống điện lớn, phức

tạp sẽ được đề cập ở các bài báo sau.

Mô hình kinh điển của máy phát điện đồng bộ

Hệ thống điện đơn giản (SMIB) là hệ thống có

cấu trúc như hình 1 [8]. Phương trình của hệ

thống đã tuyến tính trong hệ đơn vị tương đối:

Hình 1. Sơ đồ hệ thống điện đơn giản

0

1/ 2

2 2 0

0

D S

r

r

m

K K

H

H H T

 



 





                              

      

(1)

trong đó:

∆r - độ lệch tốc độ: ∆r=(r-0)/ 0

∆δ - độ lệch góc rôto

H - hằng số quán tính [MWs/MVA]

∆Tm - độ lệch mô men cơ đầu vào

0 - tốc độ định mức =

0 2 f

rad/s

KD - hệ số mô men hãm