TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009

44
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT THIẾT BỊ TCSC HOẶC TCPAR
KẾT HỢP SVC ĐỂ NÂNG CAO ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP CHO HTĐVN GIAI
ĐOẠN ĐẾN NĂM 2020
A RESEARCH INTO CALCULATING AND INSTALLING TCSC OR TCPAR
DEVICE IN COMBINATION WITH SVC DEVICE TO ENHANCE VOLTAGE
STABILITY FOR POWER SYSTEM OF VIETNAM UP TO 2020

Lê Quang An, Phạm Châu Tuấn
Công ty truyền tải Điện 2
Ngô Văn Dưỡng
Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Qui hoạch phát triển hệ thống điện Việt Nam đến năm 2020 tổng chiều dài đường dây
500 kV lên đến 9092km, tổng công suất lắp đặt các nhà máy là 52271MW. Khi đó trào lưu công
suất thay đổi lớn theo chế độ vận hành dễ dẫn đến sụp đổ điện áp gây mất ổn định hệ thống,
cần thiết phải tìm các giải pháp kỹ thuật để xử lý. Bài báo trình bày nội dung tính toán khảo sát
điện áp nút thông qua đặc tính V-P theo kịch bản điển hình. Qua đó cho thấy điện áp tại nhiều
nút biến động rất lớn không thể khắc phục được bằng thiết bị bù cố định. Bằng cách sử dụng
các thiết bị FACT, phối hợp và thay đổi vị trí lắp đặt tại các nút nguy hiểm đã tìm được 2
phương án khả thi để lắp đặt TCSC hoặc TCPAR kết hợp với SVC để cải thiện chất lượng điện
áp toàn hệ thống. Điều chỉnh đặc tính SVC để giữ ổn định điện áp theo ở mức phù hợp, kết
hợp với đặc tính TCSC (hoặc TCPAR) đã cải thiện đáng kể chất lượng điện áp theo chế độ vận
hành.
ABSTRACT
According to Power Network Planning in Vietnam, the total length of 500kV
transmission line will reach 9,092 kilometers and the total installation capacity of power plants
will be 52271 MW. At that time, the capacity trend may have a big change affected by operating

đảm bảo cho HTĐ vận hành an tồn và tin cậy cần thiết tìm các giải pháp kỹ thuật hợp
lý để nâng cao độ dự trữ ổn định, điều khiển trào lưu cơng suất trong hệ thống để chống
sụp đổ điện áp. Giải pháp mà đề tài lựa chọn là sử dụng cơng nghệ FACTS để tính tốn
lựa chọn vị trí và dung lượng bù thích hợp bằng thiết bị TCPAR hoặc TCSC kết hợp với
SVC để điều khiển nâng cao ổn định điện áp nút phụ tải theo chế độ vận hành.
2. Tính tốn xây dựng đặc tính V-P cho các nút tải của HTĐVN
Sơ đồ HTĐVN giai đoạn 2020 như trên hình 1,
thơng số hệ thống được lấy theo quy hoạch tổng sơ
đồ VI [4]. Sử dụng phần mềm CONUS để tính tốn
thơng số chế độ ở chế độ xác lập (CĐXL). Sau khi
cập nhật thơng số hệ thống vào file số li
ệu, chọn nút
cân bằng (Slake), đặt chế độ TĐK giữ điện áp đầu
cực các máy phát bằng điện áp định mức trong phạm
vi điều chỉnh từ (Q
min
, Q
max

S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S

S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
S
Lai Cháu
TÂ Sån La
S
TÂ Têch Nàng
Pitoong
B.Chạt
N.Chiãún
H.Qung
Viãût Trç
Vénh n
Hiãûp Ha
Trung Qúc
Thại Ngun
Bàõc Giang
NÂ Qung Ninh
NÂ Mäng Dỉång

Sã San 3
Yaly
Âàk Tik
Âäưng Nai 5,4,3
Âàk Näng
M Phỉåïc
Táy Ninh
C Chi
Âỉïc Ha
Thäút Näút
Cáưu Bäng
Tán Âënh
Di Linh
TÂ Têch Nàng
Âi
?
n
H
?
t Nh
â
n1
NÂ Vénh Tán
NÂ Vénh Tán II
NÂ Cam Ranh
Bçnh Âënh
NÂ.Bçnh Âënh
Th Âỉïc Bàõc
Säng Máy
NÂ Sån

1x450MVA
1x600MVA
2x900MVA
2x450MVA
2x450MVA
2x450MVA
2x450MVA
2x450MVA
2x450MVA
Cam Ranh
2x450MVA
2x900MVA
2x600MVA
2x450MVA
2x900MVA
Vénh Tán
1x450MVA
Sån M
1x450MVA
2x900MVA
2x450MVA
2x600MVA
2x900MVA
1x900MVA
2x900MVA
1x600MVA
2x450MVA
Tr Vinh
1x450MVA
Sọc Tràng

- Khu vực miền Trung: Chế độ tải nhẹ, tại các nút: Nghi SơnI-II , Hà Tĩnh, Vũng
Áng I II, Vũng Áng III, Quảng Bình, Cầu Hai, Đà Nẵng, Thành Mỹ, Dốc Sõi, Bình
Định, Pleiku, Yaly, ĐăkNông có điện áp tăng lớn hơn 105%U
đm
Thái Bình
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U(kV)

500
475

500
475
475
; cao nhất là nút Cầu
Hai (533.1kV) và đây là điện áp cao nhất trong toàn hệ thống. Ở chế độ tải nặng điện áp
các nút đều nằm trong vùng cho phép. Tuy nhiên, điện áp nút Cầu Hai và Đà Nẵng giảm
rất nhanh khi tăng tải, đặc tính V-P một số nút điển hình có điện áp biến động lớn như
hình 3.

Hình 2. Đặc tính V-P ở m
ột số nút điển hình có điện
áp biến động lớn tại khu vực Miền Bắc

đ m
như: Di Linh, Cam Ranh, Mỹ Phước, Cầu Bông, Tân Định, Phú Mỹ, Đức
Hòa, Củ Chi, Tây Ninh, Ô Môn, Sóc Trăng, Thốt Nốt, Kiên Giang. Chế độ tải nặng một
số nút có điện áp giảm thấp hơn 95%U
đm
như: Mỹ Phước, Cầu Bông, Thủ Đức Bắc,
Đức Hòa, Củ Chi, Tây Ninh. Đặc biệt điện áp các nút Tân Định, Mỹ Phước, Cầu Bông,
Đức Hòa, Củ Chi, Tây Ninh biến động lớn trên 105%U
đm
ở chế độ tải nhẹ và xuống
dưới 95%U
đm
trong các chế độ tải nặng, trong đó nút Tây Ninh có điện áp giảm nhanh
nhất khi tăng tải. Công suất tải trên đường dây Thốt Nốt - Đức Hòa trong chế độ nặng
tải là 3395,5MW (U
ThốtNốt
= 484,3kV, U
ĐứcHoà

500
475
500
475

475
500
500
475
= 464,5kV), các đường dây khác công
suất truyền tải dưới 1500MW. Đặc tính V-P một số nút điển hình biến động lớn như

=493kV, nút Đà Nẵng U
ĐN
=494,5kV và điện áp
nút Phú Lâm theo 3 mức như trên hình 5, đồng thời điều chỉnh X
TCSC

U(kV)
505
495
475
0.35 0.45 0.55 0.65
485
0.25
Đặc tính V-P tại Phú Lâm
0.75
515
520
P(pu)
519.5
490
480.5
với giá trị thích
hợp. Với đặc tính điều chỉnh của các thiết bị FACT như trên hình 5 đã đưa điện áp tất cả
các nút trong toàn hệ thống nằm trong giới hạn cho phép và nâng cao đáng kể khả năng
tải của các đường dây [3]. Đặc tính V-P của một số nút có điện áp thay đổi lớn theo chế
độ vận hành trước và sau khi lắp đặt thiết bị FACT như trên hình 6.
Đặc tính điệ n áp tại nút Phú Lâm
-800
-600
-400

800
1000
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Qsvc(Mvar)
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Hoài Đức
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Qsvc(Mvar)

Hình 5. Đặc tính điều chỉnh thiết bị TCSC kết hợp SVCC
Qua các đặc tính trên cho thấy việc phối hợp các đặc tính điều chỉnh của SVC
kết hợp với đặc tính của TCSC hợp lý chất lượng điện áp của các nút đã được cải thiện
đáng kể, đồng thời qua các điểm giới hạn sụp đổ điện áp trên các đặc tính V-P trước và
sau khi đặt thiết bị FACT cho thấy khả năng tải công suất tác dụng cho phụ tải cũng
được nâng cao. Mặt khác, việc điều chỉnh đặc tính SVC để giữ ổn định điện áp nút ở
các mức hợp lý vừa kéo điện áp các nút trong khu vực nằm trong giới hạn cho phép,
vừa lựa chọn được công suất SVC phù hợp giảm được chi phí đầu tư.
Cầu Hai
425
445

465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U(kV)

500
475
500
475
500
475
500
475

Hình 6. Đặc tính P-V trước và sau khi lắp đặt thiết bị FACT
3.3. Phương án II
Tại khu vực phía Nam lắp đặt TCPAR trên đoạn đường dây Phú Lâm - Cầu Bông
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009

48
về phía Phú Lâm với công suất 2950 MVA và lắp đặt SVC tại nút Thốt Nốt với công
suất 1050 MVAr. Tại khu vực miền Trung lắp đặt SVC tại nút Đà Nẵng với công suất
1100 MVAr. Tại khu vực phía Bắc lắp đặt SVC tại nút Hoài Đức với công suất 900
MVAr.

Hình 7. Đặc tính điều chỉnh của TCPAR kết hợp với SVC
Tương tự phương án I, điều chỉnh đặc tính công suất bù của SVC (hình 7) để giữ

465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U(kV)
Cầu Bông
425
445
465
485
505
525
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95
P(pu)
U(kV)

500
475
500
475
500
475
500
475

Hình 9. Đặc tính V –P trước và sau lắp đặt thiết bị FACT
Qua các đặc tính trên hình 9 cũng cho thấy việc lựa chọn công suất và vị trí lắp đặt
thích hợp và phối hợp đặc tính điều chỉnh hợp lý của các thiết bị FACT đã giữ ổn định

525
0.45
500.8

U(kV)
505
495
475
515
0.35 0.55 0.65
485
0.25
0.75
525
0.45
P(pu)
501.9
496.4
Đặc tính V-P tại nút Hoài Đức
Đặc tính điều chỉnh SVC tại Hoài Đức
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75
P(pu)
Qsvc(MVAr)

P(pu)
Giá tr
ề
TCPAR
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 5(34).2009

49

4. Kết luận
Nền kinh tế Việt Nam trong những năm qua phát triển nhanh đã kéo theo nhu
cầu tiêu thụ điện ngày một gia tăng và việc đảm bảo cung cấp đủ công suất cho phụ tải
đã trở thành một trong những điều kiện đảm bảo cho sự phát triển của nền kinh tế. Cho
nên việc tìm được các giải pháp giữ ổn định hệ thống, nâng cao khả năng tải các đường
dây và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện là rất cần thiết và cung cấp những thông ti n
hữu ích cho quá trình thiết kế, xây dựng và vận hành an toàn HTĐ.
Sử dụng số liệu của tổng sơ đồ VI, tính toán CĐXL, xây dựng đặc tính V-P cho
tất cả các nút đã tìm được một số nút nguy hiểm có điện áp biến động lớn theo chế độ
vận hành, dễ dẫn đến sụp đổ điện áp gây mất ổn định hệ thống. Qua đó cho thấy cần
thiết phải tìm giải pháp bù thích hợp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và vận
hành an toàn hệ thống.
Qua tìm hiểu công nghệ FACT, tính toán so sánh các phương án đề tài đã tìm
được 2 phương án thích hợp đề xuất lắp đặt TCSC hoặc TCPAR kết hợp với SVC cho
HTĐVN giai đoạn đến năm 2020 nhằm giữ ổn định điện áp cho các nút tải theo chế độ
vận hành, một điều kiện cần cho việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
Kết quả tính toán cho thấy, lựa chọn công suất và vị trí lắp đặt thiết bị FACT
thích hợp, đồng thời phối hợp đặc tính điều chỉnh hợp lý đã nâng cao chất lượng điện áp
cho toàn hệ thống và khả năng tải của các đường dây siêu cao áp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Lã Văn Út, Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học