HUTECH
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).

HUTECH
1

CHNG 1
TNG QUAN V NG DNG CÁC THIT B FACTS
TRONG H THNG IN
1.1. Gii thiu:
Hin nay, có rt nhiu công trình nghiên cu ng dng thit b FACTS, đc
bit là s dng các thit b phát ngun công sut phn kháng cho h thng li đin
nhm đm bo n đnh đin áp cho h thng [1]. Tuy nhiên, vic đánh giá, la chn
thit b phát công sut nào hp lý, cng nh dung lng bù ti u trong phân tích 
ch đ xác lp, quá đ là cha đc quan tâm sâu sc.
Theo thc t hin nay, h thng đin chúng ta đang s dng là h thng đin
xoay chiu. H thng đin xoay chiu là mt h thng đin phc tp, gm có các

thng đng dây ti đin xoay chiu, qua đó, nâng cao kh nng điu khin và kh
nng truyn ti công sut”[2].
Qua đnh ngha FACTS, nhn thy tm quan trng ca thit b FACTS đn h
thng đin có s nh hng rt ln v kinh t và k thut.
Trong thc t, do tính cht tiêu th đin  tng thi đim luôn khác nhau, cho
nên trình trng vn chuyn công sut trên các đng dây truyn ti cng khác nhau,
có th ti mt thi đim trên h thng s có nhng đng dây b quá ti trong khi
các đng dây khác thì non ti và ngc li.
Vi đà phát trin công nghip hóa nh hin nay, đòi hi nhu cu truyn ti đ
đáp ng cho các ph ti ngày càng cao và hin nay đng dây truyn ti cao áp luôn
đt trong trình trng báo đng v gii hn vt lý ca chúng nh là quá ti đng
dây, nhng hin tng nhiu h thng nh là hin tng dao đng tn s, đin áp….
Nhm tng kh nng truyn ti đin nng trên h thng đin, khc phc nhng
nhc đim nêu trên, trên th gii ngi ta đã s dng các thit b FACTS. Các
thit b này đc s dng đ điu khin đin áp, tr kháng và góc pha ca đng
HUTECH
3

dây xoay chiu cao áp. Các thit b FACTS đã giúp cho nhà cung cp đin nhng
li ích sau đây:
- Tn dng li truyn ti hin hu đ lp đt các thit b FACTS.
- Gim chi phí đu t.
- Tng đ tin cy và kh nng sn sàng ca h thng truyn ti.
- Tng đ n đnh quá đ ca li.
- Tng cht lng cung cp đin nng cho các ngành công nghip và các
ngành có yêu cu cht lng đin nng cao.
- nh hng không đáng k đn môi trng xung quanh.
1.2. t vn đ:
 h thng đin hot đng linh hot  mi tình hung, k c tình hung s c
nghiêm trng nht, thì phi có thit b đ điu khin các đi lng trong h thng

công ngh FACTS. Các thit b FACTS thng đc s dng là:
- SVC (Static Var Compensator): B bù công sut VAR tnh.
- UPFC (Unified Power Flow Controller): B điu khin dòng công sut hp
nht.
- STATCOM (Static Synchronous Compensator): B bù đng b tnh.
-TCSC (Thyristor Controlled Series Compensator): B bù dc điu khin
thyristor.
- SSSC (Static synchronous series compensator): B bù ni tip đng b
tnh.
- HVDC (Hight voltage direct current): Dòng mt chiu đin áp cao. HUTECH
5

1.3. ng dng ca thit b FACTS trong h thng đin:
1.3.1. B bù công sut VAr tnh SVC (Static VAr Compensator):

Hình 1.1: S đ kt ni b SVC vi h thng đin.
Hình 1.1. Trình bày cu trúc và nhng thành phn chính ca b SVC [3]. B
SVC đc áp dng rng rãi trong h thng truyn ti vi nhiu mc đích khác nhau.
Mc đích c bn nht thng đc s dng là đ điu khin đin áp ti đim yu
nht trong h thng đin. Nó thng đc lp đt  đim gia ca đng dây truyn
ti liên kt gia các vùng ti. Nh đ chính xác cao, tính kh dng và đáp ng

B STATCOM là mt thit b bù ngang, nó chuyn đi ngun đin áp mt
chiu thành đin áp xoay chiu đ bù công sut phn kháng cho h thng đin.
STATCOM không yêu cu các thành phn cm kháng và dung kháng ln đ
cung cp công sut phn kháng cho các h thng truyn ti cao áp. Mt li th khác
là đu ra phn ng nhanh  đin áp h thng thp. H thng đin
HUTECH
7

1.3.3. B bù ni tip đng b tnh SSSC (Static Synchronous Series
Compensator):

I

V
dc

SSSC
I
Vc

Hình 1.3: S đ kt ni SSSC vi h thng đin

HUTECH
8

B TCSC là mt thit b bù dùng trong truyn ti đin, đ nâng cao kh nng
n đnh ca h thng đin, đc bit là kh nng n đnh đng trong ch đ s c.
1.3.5. B điu khin dòng công sut hp nht UPFC (Unified Power Flow
Controller).
V
V
o

I
V
dc

STATCOM
I

SSSC
I
Vc
o
B UPFC

Hình 1.5: S đ kt ni UPFC vi h thng
B UPFC là mt thit b dùng đ điu khin dòng công sut trên đng dây
truyn ti đin. UPFC cho phép điu khin đng thi dòng công sut thc, dòng
công sut phn kháng và đ ln đin áp ti thanh cái kt ni.
Qua phân tích nhng ng dng ca các thit b FACTS đc nêu trên, tôi
nhn thy gii pháp điu khin đin áp trong h thng đin bng b STATCOM
HUTECH
10

CHNG 2:
CU TO VÀ NGUYÊN LÝ HOT NG CA THIT B
FACTS NI SONG SONG

 làm c s cho vic xây dng chin lc điu khin đin áp cho h thng
đin có các thit b SVC và STATCOM. Trong chng này s trình bày cu to và
nguyên lý làm vic ca hai loi thit b FACTS đc nêu trên.
2.1. B SVC (Static VAr Compensator): B bù công sut VAr tnh.
2.1.1. Mô t cu to và nguyên lý hot đng ca b SVC:
Thành phn chính và cu to đin hình ca b SVC [3,4], gm có: Hình 2.1: B SVC kt ni vi h thng đin
Hu ht các b SVC luôn luôn đc kt ni đn mng li ti đin thông qua
mt máy bin áp tng áp ghép b.  phía nút đin áp thp ca máy bin áp, nói
chung có 3 phn t đc s dng: cun kháng điu khin bng thyristor (TCR), b

: in kháng chính.
G : Cc kích ca thyristor.
óng ngt có điu khin các thyristor kt hp vi đáp ng ca cun kháng
tuyn tính cho phép đin kháng hiu dng tn s c bn ca TCR, mà nó là hàm s
ca góc kích, thay đi mt cách liên tc t giá tr đin kháng xác đnh ca cun
kháng (ng vi trng thái dn hoàn toàn ca Thyristor) đn mt giá tr vô hn (ng
vi trng thái ngt ca thyristor). in kháng hiu dng ca b TCR đc cho trong
biu thc sau:

ααπ
π
α
sin2
)(
−−
=
Ltcr
XX
(2.1)
Trong đó:
X
L
G
T
Nút đin
áp thp SVC
HUTECH
12

 : là góc tr, đc đo t đnh ca đin áp đt ca TCR, 0 ≤  ≤ /2

C
T
G
Nút đin áp thp SVC
HUTECH
13

2.1.1.3. Fixed Filters: Là thit b dùng đ lc sóng hài. Mc đích là lc các
sóng hài bc cao và bù công sut phn kháng cho ph ti. Các sóng hài bc cao xut
hin do ch đ làm vic ca TCR gây ra (khi thyristor dn không hoàn toàn, dòng
đin qua TCR s không có dng hình sin).
S đ mch mt pha ca b lc sóng hài gm có cun đin kháng X
L

ni
tip vi b t đin C. Hình 2.1.3: Cu to b lc sóng hài
Trong đó:
C : B t đin.
X
L
Các ph ti phi tuyn và c phn t điu chnh công sut phn kháng (TCR)
là ngun to ra các sóng hài bc cao. Trong h thng đin 3 pha, các thành phn bc
cao xut hin và nh hng ch yu là bc 5,7,11 và 13, riêng sóng hài bc ba
thng đc hn ch hoc loi b nh hình thc đu dây ca máy bin áp hoc gii

lsvc
2.1.2. Ch đ xác lp b SVC:
: Công sut tác dng bm vào bên trong máy bin áp ghép
b t nút đin áp thp SVC.
Theo hình 2.3 biu din m t đng bao làm vic đin hình và đng đc
tuyn  trng thái xác lp ca b SVC vi đu ra làm vic liên tc trong ch đ điu
khin st áp [4]. Trong min điu chnh, dòng đin phn kháng đc cho bi:

slope
VV
I
I
REF
RAT
)( −
=
(2.2)
Trong đó tt c các giá tr đc tính trong h đn v tng đi (pu) và dòng
đin âm ch s làm vic ca dòng đin dung. Giá tr V
REF

nm trong gii hn gia
0.95 đn 1.05 và đ dc đc gii hn gia 1% đn 10 %.

Y

Nút đin áp thp SVC
I
svc
Máy bin áp

RAT
SL
I
slope
X =
(2.3)

in áp cao
Gii hn đin
dung (B
max
)
Gii hn đin
cm (B
min
)
ng đc tuyn đc trng 
trng thái xác lp trong ch đ
điu khin đin áp
I
L
(dòng đin cm)
I
C
(dòng đin dung)
HUTECH
16

X
SL

Các nhánh ni đn phn
còn li ca h thng
Nút P,Q ca h thng
Trng thái nút P,V
P=0
V= V
REF
Q
MIN
= B
MIN

Q
MAX
= B
MAX

HUTECH
17 Hình 2.5 biu din kt qu ca nhng đng đc tuyn:
0.4

0.6

0.8
1

1.4
0
-1
2

1.2
-2
Công sut phn kháng lúc đin áp cao (pu)
Dòng đin phn kháng (pu)
-0.5 0 1 0.5

1.2

0.8

0.6

0.2
-1

1.4
0
V(pu)

BB
−=
11
(2.4) Nút P,Q ca
h thng
X
SL
/(1+slope)
B
MAX

Các nhánh ni đn phn còn li ca h thng
Trng thái nút P,V
P=0
V=V
REF
/(1+slope)
Q
MIN
= B
MIN
- B
MAX
Q

Nu b SVC làm vic trong ch đ MVAr không đi, vy thì khi kho sát 
trng thái xác lp, nó có th đc biu din bng mt ngun MVAr không đi. 
kho sát nhng v trí làm vic ngu nhiên, yêu cu đin áp nên thay đi cho đn khi
đu ra MVAr lp li ngu nhiên đáp ng theo yêu cu đt đc.
Nút P,Q h thng
Hình thc nút P,V
P=O, V=V
REF
Nút LV SVC
P=0
Q
MIN
=B
MIN
/(1-B
MIN
.X
T)
Q
MAX
=B
MAX
/(1-B
MAX
.X
T
)

iu chnh
đin áp

I: Dòng đin phn kháng đc ly t b SVC.
: in np b SVC ln nht t thanh cái h thng.
I
RAT
: Dòng đin đnh mc b SVC = B
MAX
Slope : H s góc điu khin đng dc nghiêng đin áp.
.
Slope= V/(I/I
RAT
Q: Công sut phn kháng ly ra t b SVC  thanh cái h thng.
).
Q
MIN
Q
: Công sut phn kháng  nút nh nht.
MAX
X
: Công sut phn kháng  nút ln nht.
SL
V: in áp thanh cái h thng.
: in kháng dc cho mô hình nhánh.
SVC là mt b đc thit k tng hp các phn t nh là t đin, bin đin
th, cun kháng, các thit b đóng ct cùng vi các thit b điu khin, tt c cùng
hot đng đ tr thành mt khi cung cp ngun phát hoc hp thu công sut phn
kháng có th điu khin đc nhanh chóng.
Tóm li:

- Nu V nh hn đin áp h thng V
(hình 2.8).
T
- Nu V ln hn đin áp h thng V
thì dòng đin b nghch lu đi qua cun
kháng s mang tính cm, b STATCOM nhn công sut phn kháng t h thng.
T

thì dòng đin b nghch lu đi qua cun
kháng s mang tính dung, b STATCOM phát công sut phn kháng lên h thng.

-
+
V
dc
B bin đi ngun
đin áp (VSC)
P
lsta
V
Máy bin áp
ghép b
I
sta
V
T
HUTECH

V
0,a
V
0,b
V
0,c
u ra
+
-
HUTECH
23

đin áp xoay chiu AC  đu cc b bin đi lúc tn s c bn yêu cu vi biên đ
điu chnh đc, s đ khi ca mt b STATCOM đc th hin  hình 2.10.
S chuyn đi công sut phn kháng vi li đin thì đt đc bi điu
khin biên đ đin áp V và s chuyn đi công sut tác dng do điu khin dch
chuyn pha . S thay đi công sut tác dng thì ch thng điu khin đin áp mt
chiu.

T
B bin đi
ngu
n đin áp
(VSC)
_

+
HUTECH
24

biu din bng dòng đin nh nht (I
stamin
) và dòng đin ln nht (I
stamax
V
), biên đ
đin áp  nút nhánh đin áp cao thì đc điu khin theo hàm tuyn tính nh sau:
hsta
 = V
staref
+ a
sta
I
sta
T đng đc tuyn đc cho trong hình 2.11, có th nhn thy rng gii
hn làm vic ca mt b STATCOM thì có liên quan đn dòng đin ca b
STATCOM:
(2.5)
I

P
lsta
 phng trình 2.7, P
= 0 (2.7)
lsta

là công sut tác dng bm vào bên trong máy bin
áp ghép b t nút đin áp thp ca nó.

Hình s 2.11: c tính V-I ca b STATCOM
V
hsta

V
refsta
Bo v quá
đin áp
Bo v đin
áp thp
I
sta