BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------

TRẦN DUY TRINH

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN BỘ KHÔI PHỤC
ĐIỆN ÁP ĐỘNG (DVR) ĐỂ BÙ LÕM ĐIỆN ÁP CHO PHỤ
TẢI QUAN TRỌNG TRONG XÍ NGHIỆP CÔNG
NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình của tôi. Tất cả các ấn phẩm được
công bố chung với các cán bộ hướng dẫn khoa học và các đồng nghiệp đã
được sự đồng ý của các tác giả trước khi đưa vào luận án. Cáckết quả trong
luận án là trung thực, chưa từng được công bố và sử dụng để bảo vệ trong bất
cứ một luận án nào khác.
Tác giả luận án
Trần Duy Trinh

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐIỂU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG
HÓA


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Ứng dụng các bộ biến đổi bán dẫn công suất lớn trong điều khiển hệ thống điện đưa đến
những khả năng to lớn trong đảm bảo vận hành hệ thống một cách linh hoạt, khai thác hệ
thống một cách hiệu quả nhất. Điều này đã trở nên vô cùng quan trọng trong các điều kiện
chi phí để xây dựng các hệ thống mới hoặc cải tạo các hệ thống hiện hành ngày càng tăng.
Bên cạnh đó việc đảm bảo chất lượng điện năng cũng ngày càng trở nên cấp thiết do điện
năng ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất kinh doanh của các khách hàng ngành

nhất định trên tải khi nguồn đầu vào có biến động. DVR là bộ biến đổi bán dẫn dùng để tạo
ra nguồn áp, đưa qua máy biến áp phối hợp, tạo ra bộ bù điện áp nối tiếp giữa tải và nguồn.
Hệ thống điều khiển phải có khả năng phát hiện các sai lệch điện áp về biên độ và góc pha,
từ đó đưa ra lượng đặt đến bộ biến đổi điện tử công suất nhằm tạo ra điện áp có giá trị đủ
để bù phần sụt áp phía nguồn, giữ cho điện áp phía tải trong phạm vi cho phép.
Hệ thống điều khiển phải đảm bảo yêu cầu về tác động nhanh, độ chính xác cao để có
thể khôi phục điện áp trên tải ngay trong khoảng thời gian từ một nửa chu kỳ đến hai chu

2


kỳ điện áp lưới (0.01s0.04s) đối với các kiểu lõm điện áp. Mặt khác, DVR cần đảm
bảo

3


các chế độ hoạt động, đó là chế độ bù, chế độ chờ, chế độ by-pass, trong phạm vi giới hạn
của công suất thiết kế.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Nghiên cứu và giải quyết các vấn đề về cấu trúc phần lực và điều khiển DVR nhằm đảm
bảo cho các phụ tải nhạy cảm hoàn toàn không bị chịu tác động của các loại sự cố kiểu
lõm-dâng điện áp ngắn hạn từ nguồn.
Nghiên cứu chỉ ra các điều kiện để có thể đưa vào ứng dụng thiết bị DVR một cách hiệu
quả nhất đối với các xí nghiệp công nghiệp thông qua áp dụng cho một trường hợp thực tế
điển hình.
3. Mục tiêu đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Các mục tiêu nghiên cứu sau đây sẽ thực hiện trong luận án.
 Tìm hiểu về đặc điểm lõm điện áp, nguyên nhân và những ảnh hưởng của nó đối với
xí nghiệp công nghiệp và các giải pháp giảm thiểu.

phát triển các thuật toán điều khiển DVR để khôi phục điện áp trên tải, bảo vệ tải nhạy
cảm. Đưa ra các điều kiện và thủ tục để áp dụng DVR trong các xí nghiệp công nghiệp,
thông qua một trường hợp cụ thể trong thực tế. Các kết quả nghiên cứu của luận án được


kiểm tra đánh giá thông qua mô phỏng và xây dựng một mô hình thực nghiệm ở phòng thí
nghiệm.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Các phương pháp nghiên cứu sẽ được vận dụng trong đề tài này.
- Khảo sát thực tế, thống kê, phân tích và đánh giá thực trạng.
- Sử dụng mô hình mạch điện, lý thuyết điều khiển vector, lý thuyết điều khiển tuyến
tính trong xây dựng vòng điều chỉnh và thiết kế bộ điều khiển.
- Mô phỏng trên máy tính thông qua phần mềm Matlab-Simulink, thực nghiệm kiểm tra
và khẳng định các kết quả nghiên cứu lý thuyết.
5. Nội dung của luận án:
Nội dung của luận án được trình bày theo các chương sau đây:
Mở đầu: Nêu mục tiêu, nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu. Ý nghĩa khoa học và thực
tiễn của đề tài nghiên cứu.
Chương 1: Giảm thiểu ảnh hưởng của lõm điện áp bằng bộ khôi phục điện áp
động.
Trình bày tổng quan về lõm điện áp và các phương pháp giảm thiểu lõm điện áp, trong
đó trọng tâm nghiên cứu phương pháp giảm thiểu hiệu quả nhất là sử dụng bộ khôi phục
điện áp động (DVR). Các phương pháp điều khiển DVR đã được nghiên cứu đến nay trong
các công trình sẽ được tóm tắt ngắn gọn, qua đó chỉ ra những hạn chế trong điều khiển bù
lõm cần được khắc phục, đồng thời chỉ ra hướng nghiên cứu phát triển điều khiển DVR.
Chương 2: Cấu trúc bộ khôi phục điện áp động
Trình bày chức năng nhiệm vụ của các thành phần trong hệ thống, các kiểu kết nối,
phương pháp bảo vệ cho DVR và cuối cùng là lựa chọn một cấu trúc phần cứng điển hình
của DVR đủ để tiếp tục nghiên cứu phát triển thuật toán điều khiển của hệ thống.
Chương 3: Điều khiển bộ khôi phục điện áp động

142-FN1. Mô hình được phát triển và thực hiện trong phần mềm Matlap/Simulink.
 Thực hiện thành công mô hình thực nghiệm (trong phòng thí nghiệm) với các thuật
toán điều khiển được cài đặt trên bộ xử lý tín hiệu dSPACE card DS11040 để đánh giá khả
năng làm việc của DVR trong bù lõm điện áp và giảm thiểu nhiễu loạn điện áp.


Chương1: GIẢM THIỂU ẢNH HƯỞNG CỦA LÕM ĐIỆN ÁP
BẰNG BỘ KHÔI PHỤC ĐIỆN ÁP ĐỘNG (DVR)
Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về lõm điện áp và các phương pháp giảm
thiểu lõm điện áp, trong đó trọng tâm nghiên cứu phương pháp giảm thiểu hiệu quả nhất là
sử dụng bộ khôi phục điện áp động (DVR), được dựa trên việc điều khiển bộ biến đổi điện
tử công suất. Các phương pháp điều khiển DVR đã được nghiên cứu đến nay trong các
công trình sẽ được tóm tắt ngắn gọn, qua đó chỉ ra những hạn chế trong điều khiển bù lõm
cần được khắc phục, đồng thời chỉ ra hướng nghiên cứu phát triển điều khiển DVR nhằm
mục đích khôi phục điện áp tải khi gặp phải bất cứ nhiễu loạn lõm điện áp nào xuất hiện từ
phía nguồn cấp. Nội dung trong chương một được tham khảo trong các tài liệu
[1,3,8,9,14,15,16,17,18,19,25,29,32,39,62].

1.1 Chất lượng điện năng và vấn đề lõm điện áp
1.1.1 Chất lượng điện năng
Vấn đề chất lượng điện bao gồm một loạt các rối loạn liên quan đến điện áp, dòng điện
và độ lệch tần số. Các nhiễu loạn đó có thể là.
 Gián đoạn ngắn
 Lõm/dâng điện áp
 Quá độ dòng điện và điện áp
 Sự méo dạng của các sóng dòng điện và điện áp
 Nháy điện
 Mất cân bằng
 Thay đổi tần số nguồn
Các vấn đề chất lượng điện năng đã được xác định trong một số tiêu chuẩn như; IEC

- Công nghiệp hiện đại phát triển, thiết bị thế hệ mới tạo ra quá trình tự động hóa cao
trong hoạt động sản xuất như; bộ điều khiển vi xử lý, máy vi tính, robot công nghiệp, các
hệ truyền động có điều khiển tốc độ, các thiết bị điều khiển trong hệ thống thông tin công
nghiệp.v.v. chúng nhạy cảm với các biến động của chất lượng điện năng hơn là thiết bị
được sử dụng trong quá khứ.
- Các chú trọng hơn về vận hành và khai thác hiệu quả hệ thống năng lượng điện đã
dẫn đến sự gia tăng trong việc áp dụng các thiết bị hiệu suất cao như; bộ điều chỉnh tốc độ
động cơ, tụ điện song song hiệu chỉnh hệ số công suất để giảm tổn thất hoặc phát triển các
hệ thống nguồn phân tán nối lưới như; hệ thống điện mặt trời, hệ thống điện gió... Điều này
có thể dẫn đến hậu quả tăng mức độ hài trên các hệ thống điện, tăng các biến cố như dao
động điện áp hoặc thay đổi tần số.
- Người dùng điện có một nhận thức tốt hơn về các vấn đề chất lượng điện năng. Họ
nhận thức tốt hơn về các vấn đề như gián đoạn, lõm điện áp, sóng hài, quá độ và đang yêu
cầu cung cấp nguồn năng lượng có độ tin cậy và chất lượng cao từ nhà cung cấp. Ngược lại
nhà cung cấp năng lượng luôn chịu một áp lực từ những đòi hỏi của khách hàng và những
tổn thất do chất lượng điện kém gây nên trong truyền tải điện năng.
Trong số các nhiễu loạn trên hệ thống điện thì lõm điện áp là loại nhiễu loạn nghiêm
trọng nhất và có tần suất xuất hiện lớn nhất, theo kết quả khảo sát ở hình 1.2 chiếm 31%.
Lõm điện áp xảy ra trong thời gian ngắn, liên quan đến suy giảm điện áp và nhảy góc pha.
Khi có một biến cố trên lưới điện (ví dụ ngắn mạch) có thể ở vị trí rất xa so với thiết bị đầu
cuối, dẫn đến xuất hiện một lõm điện áp lan truyền đến nhiều vị trí khác nhau trên lưới
điện và có thể đến các vị trí kết nối của tải nhạy cảm để gây ảnh hưởng, tài liệu [21,22,24].
Trong các xí nghiệp công nghiệp các tải nhạy cảm quan trọng thường có ảnh hưởng rất lớn
đến toàn bộ hoạt động của các dây chuyền sản xuất. Trong khi đó chính những tải này lại
rất nhạy cảm với tác động của lõm điện áp gây ra dừng máy, mất hoặc sai lệch thông tin,
dẫn đến các bộ phận khác của dây chuyển cũng bị dừng theo, sự khởi động trở lại rất tốn
kém và kéo dài. Vì vậy, lõm điện áp là nhiễu loạn được lựa chọn trong số các nhiễu loạn
liên quan đến chất lượng điện năng để nghiên cứu giảm thiểu trong luận án này. Để có thể
đưa ra các phương pháp giảm thiểu, cần thiết phải phân tích rõ về nguyên nhân, đặc điểm
của nó.

Duration

EN 50160

1% - 90%

0.5 cycles to 1 min

IEEE Std 1159-1995
IEEE Std 1250-1995
IEC 6100-2-1-1990

10% - 90%
Reduction of voltage
----------------

0.5 cycles to 1 min
0.5 cycles to few sec
0.5 cycles to few sec

Applicability
LV and MV
(up to 35 kV)
LV, MV, HV
LV, MV, HV
LV, MV, HV

Một số hình ảnh mô tả của lõm điện áp được thể hiện ở hình 1.4

Hình 1.4 Lõm điện áp một pha và lõm điện áp ba pha [22]


1
N

k

v

2
i

ik N 1

(1.1)

N là số lượng mẫu trên mỗi chu kỳ, vi là điện áp tức thời lấy mẫu và k là thời điểm khi
tính điện áp hiệu dụng. Ở đây, điện áp hiệu dụng được tính toán với N mẫu điện áp tức thời
trước đó. Ngoài ra nó có thể ước tính giá trị điện áp hiệu dụng chỉ bằng một nửa chu kỳ
của giá trị tức thời, [22].
Vrms(1/ 2) (k) 

2
N

k

v

2
i

o1

z1

Us=1
U 03 

Z  Z 123 Z

U 01 

Z Z Z
1234 Z
U

Z
1

02

Z1 Z
Z  Z3



2


Z1


Khi một biến cố khác với một ngắn mạch, thời gian được điều chỉnh bởi nguyên nhân
gây ra biến cố đó.
 Nhảy góc pha
Một biến cố xảy ra trên lưới điện chẳng hạn như một lỗi ngắn mạch sẽ tạo các lõm điện
áp khác nhau trên các vị khác nhau của lưới điện. Ảnh hưởng đó không chỉ liên quan đến
độ lớn của các điện áp pha mà còn gây ra hiện tượng thay đổi góc pha. Sự thay đổi trong
góc pha được gọi là nhảy góc pha. Nhảy góc pha được xem như là một sự dịch chuyển
điểm qua không của điện áp tức thời và đó là nguyên nhân dẫn đến sự cố đối với các bộ
biến đổi điện tử công suất sử dụng góc pha làm thông tin để phát xung điều khiển, [22].
 Các kiểu của lõm điện áp ba pha


Tùy thuộc vào kiểu lỗi trên lưới điện và kiểu kết nối của máy biến áp năng lượng cùng
với đường dây nguồn, dẫn đến các kiểu lõm điện áp khác nhau và có thể được phân biệt
như sau, tham khảo tài liệu [8,9,32] .


- Lõm điện áp cân bằng: là lõm có cùng độ lớn (Vsag), khoảng thời gian lõm và nhảy
cùng một góc pha trên cả ba pha.
- Lõm điện áp không cân bằng: là các lõm điện áp khi xảy ra có độ lớn (Vsag), khoảng
thời gian lõm (tsag) và góc nhảy pha (sag ) khác nhau trên cả ba pha. Khi một lõm
không cân bằng xảy ra, ngoài thành phần thứ tự thuận còn xuất hiện cả thành phần thứ tự
nghịch và thứ tự không, [14].

Hình 1.6 Ngắn mạch trong lưới ba pha của một lỗi ''phase-to-phase''[32]

Xét một lỗi ngắn mạch ''phase-to-phase'', hình 1.6. Trong đó





(Z


F

Z

F

)

Điều cho thấy ở đây là độ lớn của điện áp bị lỗi phụ thuộc vào khoảng cách từ PCC đến
điểm lỗi, cụ thể là nó chủ yếu phụ thuộc vào độ lớn của D . Sự khác biệt trong các góc pha
giữa điện áp trước lỗi và điện áp bị lỗi phụ thuộc vào góc pha của D . Nếu tỷ lệ X/Z của trở
kháng tại cả hai bên của PCC vẫn không đổi, tức là nếu góc pha của ZS bằng với của


ZF ZF , không có nhảy góc pha giữa điện áp trước lỗi và điện áp bị
lỗi.
Hình 1.7 cho thấy bốn kiểu của lõm điện áp kết quả từ các lỗi khác nhau trên lưới điện,
trong đó chỉ số nhảy góc pha giả định bằng 0, tài liệu [8,9,29].
Lõm kiễu A: Lỗi ba pha và lỗi ba pha chạm đất (Three-phase fault and three-phase-toground fault), hình 1.7a.


Lõm kiễu B: Lỗi một pha chạm đất (Single-phase-to-ground fault)


Lõm kiễu C: Lỗi hai pha (Phase-to-phase fault)


B
C
D
C
D
C
E
F
G


1.2 Bộ khôi phục điện áp động (DVR)
Để chống lại những ảnh hưởng của lõm điện áp, đảm bảo hoạt động cho các tải nhạy
cảm, đặc biệt là các tải nhạy cảm quan trọng trong các xí nghiệp công nghiệp hiện đại, như
một điều tự nhiên từ lâu đã được nghiên cứu. Có nhiều giải pháp khác nhau để giảm thiểu
lõm điện áp, có thể phân biệt ba giải pháp sau đây, tài liệu [14,15,39,40,44,45,62].
 Cải tạo hệ thống điện: Là giải pháp giảm thiểu thông qua việc can thiệp vào hệ thống
điện, xem xét cả những thay đổi trong các thành phần điện của hệ thống và trong cấu trúc
của nó, [27].
 Tăng khả năng "miễn dịch" của thiết bị: Tăng khả năng chịu đựng của thiết bị điện
trước những ảnh hưởng của lõm điện áp các nhiễu loạn điện áp, [24].
 Thiết bị giảm thiểu: Lắp đặt thiết bị có khả năng giảm thiểu lõm điện áp vào điểm kết
nối của hệ thống điện, trước các phụ tải nhạy cảm để bảo vệ tải, [27].
Một trong ba giải pháp trên, khách hàng dùng điện duy nhất có thể lựa chọn là giải pháp
lắp đặt thiết bị giảm thiểu, vì họ có thể kiểm soát được tình hình. Có thể phân chia các thiết
bị giảm thiểu làm hai nhóm chính:
- Giảm thiểu bằng các thiết bị thụ động, dựa trên các thiết bị kỹ thuật cổ điển như máy
biến thế hoặc máy điện quay.
- Thiết bị giảm thiểu dựa trên bộ biến đổi điện tử công suất.
Trong số các thiết bị của giải pháp giảm thiểu, DVR là thiết bị tiết kiệm và đưa lại hiệu

thước của nó, tiếng ồn và yêu cầu bảo trì.


 Các thiết bị giảm thiểu dựa trên biến áp
Máy biến áp cộng hưởng sắt từ làm việc một cách tương tự như máy biến áp với tỷ số
1:1 lần lượt được kích thích ở một điểm cao trên đường cong bão hòa của nó, do đó sẽ
cung cấp một điện áp đầu ra không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điện áp đầu vào.
Trong thiết kế thực tế, như trong hình 1.12a, một tụ điện, kết nối với các cuộn dây thứ cấp
có tác dụng để thiết lập các điểm làm việc trên chỗ uốn của đường cong bão hòa. Giải pháp
này là thích hợp cho công suất thấp (ít hơn 5 kVA [32]), tải không đổi. Với tải biến đổi có
thể gây ra một số vấn đề, do sự hiện diện của mạch điều chỉnh ở đầu ra của hệ thống này,
tài liệu [32]. Mặt khác do có bảo hòa nên hình dáng điện áp ra bị méo dạng.
Nguồn

MBA

Tải nhạy
cảm

~

Nguồn

MBA

~

Tải nhạy
cảm


Chuyển mạch 2

Tải nhạy cảm

Nguồn 2


Hình 1.13 Sơ đồ một dây công tắc chuyển tĩnh (STS) [27].


Mục đích của thiết bị này là để chuyển tải từ một nguồn chính sang một nguồn phụ tự
động và nhanh chóng khi điện áp lõm xuất hiện từ phía nguồn chính và trong khi nguồn
thứ hai có khả năng đáp ứng yêu cầu về công suất và chất lượng nhất định. Trong quá trình
hoạt động bình thường, nguồn chính cấp điện cho tải qua các bộ chuyển đổi thyristors 1,
trong khi nguồn thứ hai được ngắt kết nối (bộ chuyển mạch 2 mở). Trong trường hợp xuất
hiện các lõm điện áp hoặc bị gián đoạn trong nguồn chính, tải sẽ được chuyển từ nguồn
chính đến nguồn dự phòng. Phương pháp điều khiển để có được chuyển đổi tức thời của tải
có thể được thông qua.
Tuy nhiên, sự kết nối song song giữa hai nguồn trong lúc chuyển đổi phải được tránh.Vì
lý do này, thời gian chuyển đổi có thể mất đến một nửa chu kỳ [17]. Điều này có nghĩa là
tải vẫn sẽ bị ảnh hưởng bởi lõm, nhưng thời gian của nó sẽ được giảm đến thời gian cần
thiết để chuyển đổi tải từ nguồn chính đến nguồn thứ hai. Nhược điểm của STS là nó
không thể giảm nhẹ nguồn phát các lõm điện áp do các lỗi trong hệ thống truyền tải, trong
khi các kiểu lõm thường ảnh hưởng đến cả nguồn chính và nguồn thứ hai. Hơn nữa, nó liên
tục dẫn dòng điện tải, dẫn đến tổn thất dẫn đáng kể.
 Nguồn cung cấp liên tục (UPS)
Nguồn cung cấp liên tục (UPS), bao gồm một chỉnh lưu diode theo sau là bộ biến tần,
như thể hiện trong hình 1.14, tài liệu [20,32]. Bộ phận lưu trữ năng lượng thường là một
acquy kết nối để liên kết DC. Trong quá trình hoạt động bình thường (on line), nguồn điện
đến từ nguồn cung cấp AC đã được chỉnh lưu và sau đó qua bộ biến đổi nghịch lưu trở

những lý do:
- Cấu trúc liên kết nối tiếp với hệ thống có hiệu quả chống lại lõm điện áp.
- Phản ứng bù có thể hỗ trợ trên tất cả các pha và có thể bù trong điều kiện lõm điện áp
mất cân bằng và méo dạng.


- Công suất tác dụng được tích lũy từ bộ lưu trữ năng lượng hoặc từ các pha không bị
lỗi. Năng lượng được tích lũy khi điện áp đầy đủ để cung cấp khi lõm điện áp.
- Áp dụng linh hoạt trong hệ thống phân phối đối với các kiểu phụ tải nhạy cảm và quan
trọng khác nhau.
- Giá thành hợp lý thường $200 - 250/kVA, thấp hơn so với UPS hoặc Statcom [19].
Tình hình nghiên cứu hiện nay ở các nước cho thấy nhiều năm trở lại đây việc nghiên
cứu bộ khôi phục điện áp động để giảm thiểu lõm điện áp trên lưới điện bảo vệ tải nhạy
cảm đã được các tác giả ở các cơ sở nghiên cứu trên các quốc gia khác nhau thực hiện như
Nhật bản, Đức, Đan Mạch, Pháp... đặc biệt là trong lĩnh vực đảm bảo nguồn năng lượng
điện có chất lượng cao và trong các lưới điện thông minh, trong đó có thể kể đến công
trình nghiên cứu của tác giả Hirofumi Akagi, Takushi Jimichi, Hideaki Fujita, (2008) với
hai công trình; ''Design and Experimentation of a Dynamic Voltage Restorer Capable of
Significantly Reducing an Energy-Storage Element'' và "An Approach to Eliminating DC
Magnetic Flux From the Series Transformer of a Dynamic Voltage Restorer", trong các
công trình này đã đề cập đến cấu trúc các thành phần bộ khôi phục điện áp động (DVR),
bao gồm các bộ biến đổi nối tiếp, song song kết nối kiểu back-to-back. Đề cập đến hai cấu
trúc của DVR có bộ biến đổi kết nối phía nguồn và DVR có bộ biến đổi kết nối phía tải.
Công trình củng đưa ra một phương pháp điều khiển để loại bỏ thành phần từ thông một
chiều trong máy biến áp nối tiếp của DVR.
Công trình nghiên cứu của tác giả John Godsk Nielsen, (2004) ''Design and Control of
a Dynamic Voltage Restorer'', tác giả đã tập trung thực hiện các thiết kế đối với các thành
phần của DVR, thiết kế bộ điều khiển vector cho thành phần thứ tự thuận phù hợp với các
lõm điện áp cân bằng.
1

1.2.2.1 Nguyên tắc hoạt động của bộ khôi phục điện áp động
Ở hình 1.15 là ví dụ của một sơ đồ cấu trúc hệ thống lưới điện có kết nối DVR để bảo
vệ tải nhạy cảm, tài liệu [62].
115kV 50Hz
115/22 kV
CB
CB
CB

VS

B

22 kV 50Hz
CB

PCC
CB

CB

CB

Uinj

CB

Vdc
A
0%

ug(t) ig(t)

PCC

uinj(t)

ul(t) il(t)

Hình 1.16 Sơ đồ mô tả nguyên tắc hoạt động của DVR [32]

Load


Hình 1.17. Đồ thị vector thể hiện nguyên lý chèn điện áp vào lưới điện của DVR để
khôi phục điện áp tải. trên đó Il là dòng điện tải, là góc lệch pha giữa điện áp tải và
dòng điện tải.
Giả sử, một lõm điện áp xảy ra với độ lớn và một góc nhảy pha được xác định, nó biểu
thị bằng vector ug,sag . Khi đó, mục đích là để duy trì độ lớn của điện áp tải và ngăn
chặn nhảy pha, DVR sẽ tính toán tạo ra một vector điện áp uinj với độ lớn, góc pha được
xác định và chèn lưới. Khi đó theo đồ thị vector, điện áp trên tải sẽ là: uL = ug,sag + uinj.
UL
ψ

φ

Uinj

Il

Ug,sa

S load 
jQloa  I * e

d
U l j cos j
Pload
sin

l
Công suất tác dụng và công suất phản kháng được chèn vào,[32].
Pinj



1




(1.4)

U g .sa g
) P

cos(
 lo

(1.5)

(1.6)


~

Uinj

~

RDVR

XDVR

Itai
Tải

Hình 1.18 Mô hình đơn giản một pha của DVR.

DVR có thể được biểu diễn như là một nguồn áp lý tưởng (Uinj) với một thành phần
điện kháng được đưa vào XDVR, đại diện chủ yếu cho các thành phần điện kháng các máy
biến áp nối tiếp và các bộ lọc dòng, còn thành phần điện trở RDVR, đại diện cho tổn thất bên


trong DVR. Giá trị của các trở kháng đưa vào có liên quan chặt chẽ đến giá trị điện áp
DVR (UDV R) và công suất DVR (SDVR) theo tài liệu [39].
2
2
2
(1.8)
X
; R
; Z

thụ. Trong hình 1.19 thể hiện một DVR kết nối ở vị trí trong hệ thống phân phối trung thế.
10/0.4kV
Tải 1
50/10kV
Tải 2

DVR

Tải 3
10/0.4kV
DVR

Tải 1

50/10kV
Tải 2
10/0.4kV
Tải 3

Hình 1.19 Vị trí DVR tại cấp
MV trong hệ thống phân phối
[39]

Hình 1.20 Vị trí DVR cấp điện áp
LV trong hệ thống phân phối [39]

Việc đưa vào một DVR lớn ở cấp MV sẽ chỉ làm tăng trở kháng nguồn cung cấp như
một tải LV nhỏ không đáng kể. Giả sử, một thanh cái bất kỳ ở mức 50 kV, trở kháng cho
một tải LV bao gồm các tổng trở kháng từ máy biến áp 50/10 kV, cáp và đường dây trên
không cấp 10 kV, các biến áp phân phối 04/10 kV và cuối cùng là cấp LV cáp đến tải LV.