Điều khiển tần số trong hệ thống điện

1ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Nội dung  Mục đích điều khiển tần số  Điều khiển tần số với các loại máy phát điện  Sơ đồ khối hệ thống điều tốc  Điều tần cấp I  Sa thải phụ tải  Điều tần cấp II – AGC  Điều tần cấp III 1 2Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mục đích điều khiển tần số 2 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mục đích điều khiển tần số  Trong hệ thống điện sử dụng máy phát điện đồng bộ, khi công suất phát điện cân bằng công suất tải, tần số của hệ thống là không đổi (tốc độ quay các máy phát ổn định)  Tần số cần được duy trì ổn định trong một giới hạn cho phép  Tần số lưới điện Châu Âu  Tần số lưới điện Ấn Độ  Khi hệ thống điện vận hành ổn định, tần số đo được tại mọi điểm trong hệ thống là bằng nhau 3 3Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mục đích điều khiển tần số Dự án FNET: quan sát tần số trên toàn nước Mỹ: 4 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mục đích điều khiển tần số Diễn biến tần số khi hòa hai hệ thống điện 5 4Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mục đích điều khiển tần số Diễn biến tần số khi tách lưới 6 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Diễn biến tần số trong ngày (India) 49.85 49.90 49.95 50.00 50.05 50.10 50.15 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 Chú ý các biến động tần số xảy ra tại thời điểm chuyển giữa các giờ 7 5Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Khi tần số thay đổi Các tuabin máy phát  Tần số sụt giảm làm tăng nguy cơ xuất hiện hiện tượng cộng hưởng (tuabin máy phát nhiệt điện)  Khả năng làm việc ở tần số ngoài định mức được nhà sản xuất cung cấp với mỗi loại tuabin 8 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Khi tần số thay đổi Các động cơ  Tần số sụt giảm làm giảm mô men điện của động cơ không đồng bộ.  Ảnh hưởng gián tiếp đến tự dùng của các nhà máy điện (hệ thống làm mát, hệ thống bơm dầu áp lực, hệ thống nén khí) Các máy biến áp • Vận hành ở tần số thấp có thể dẫn đến hiện tượng quá kích thích (over- excitation) 9 6Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Khi tần số thay đổi Đáp ứng của phụ tải điện theo tần số 10 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Hiện tượng sụp đổ tần số 11 7Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển công suất/tốc độ máy phát đồng bộ  Sự thay đổi tốc độ máy phát điện đồng bộ phụ thuộc vào cân bằng mô men điện và mô men cơ trên trục rotor:  Với hệ thống điện sử dụng các máy phát đồng bộ, điều khiển tần số hệ thống có quan hệ trực tiếp đến điều khiển tốc độ các máy phát đồng bộ 12 emem PP dt d JTT dt d J     0 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển công suất- tổ máy nhiệt điện • Chế độ boiler-follow: Van hơi phản ứng theo công suất/tần số. Lò hơi điều khiển ổn định lại áp suất • Chế độ turbine-follow: Lò hơi điều khiển công suất, các van hơi giữ áp suất cố định 13 8Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mô hình mô phỏng tuabin hơi 14 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển tần số - tổ máy thủy điện 15 9Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển tần số - tổ máy phát tuabin khí  Công suất cấp cho tuabin phụ thuộc vào áp lực khí trong buồng đốt  Khi tốc độ tuabin giảm, áp lực khí nén giảm  công suất máy phát giảm 16 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển tần số - tổ máy tuabin khí 17 10 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều khiển tần số - máy phát điện gió 18 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số của hệ thống điện 19 11 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số của hệ thống điện Các giai đoạn của đáp ứng tần số  Đáp ứng do quán tính của các máy phát điện đồng bộ  Đáp ứng do hệ thống điều tần sơ cấp (điều tần cấp I)  Đáp ứng do hệ thống điều tần cấp II (AGC)  Điều tần cấp III 20 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng quán tính của hệ thống điện  Các máy phát điện đồng bộ tich trữ năng lượng dưới dạng động năng của rotor và tuabin  Khi tần số hệ thống sụt giảm, tốc độ của các máy phát giảm  năng lượng từ các máy phát được cung cấp cho hệ thống.  Đáp ứng quán tính góp phần làm ổn định tần số cho hệ thống  Khi kết nối nhiều tổ máy trong hệ thống, mức độ ổn định của hệ thống do đáp ứng quán tính được cải thiện 21 12 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Ví dụ về đáp ứng quán tính Tăng 300MW tải 22 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng quán tính - Lưới điện 4 máy phát 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 49.75 49.8 49.85 49.9 49.95 50 50.05 Time (sec) F re q ( H z) 20 21 22 23 24 25 49.84 49.86 49.88 49.9 49.92 49.94 49.96 49.98 50 Kết quả mô phỏng sự cố mất cân bằng công suất, với các giá trị khác nhau của quán tính máy phát 23 13 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Mô hình điều khiển công suất sơ cấp 24 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Bộ điều tốc ly tâm 25 14 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Bộ điều tốc điện tử 26 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Bộ điều tốc Tham số R (droop) của bộ điều tốc quy định mức độ tham gia điều tần cấp I của tổ máy 27 15 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Bộ điều tốc Xét riêng sơ đồ điều khiển của bộ điều tốc Giá trị đặt của công suất phát Công suất phát thực tế 28 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Khi quá trình điều tốc kết thúc P.R = - P = - / R Hay: P = -f / R • R = 0.04  0.09 29 16 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp I Các đại lượng được tính trong hệ đơn vị tương đối Máy phát có công suất phát Pmax = 100MW Công suất phát = 60MW. R = 0.05 a) Khi tần số hệ thống sụt từ 50Hz  49.8Hz P = - ( (49.8-50) / 50 ) / 0.05 = 0.08 = 8MW Công suất phát của máy sẽ là 68MW b) Khi tần số hệ thống sụt từ 50Hz  48.5Hz P = - ( (48.5-50) / 50 ) / 0.05 = 0.6 = 60MW Công suất phát của máy sẽ là 100MW (huy động hết dự trữ) 30 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN VD mô phỏng - Lưới điện 4 máy phát Điều tốc, R = 0.05 Tăng tải 900 MW 900 MW 900 MW 900 MW 31 17 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN VD mô phỏng - Lưới điện 4 máy phát 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 49.9 49.92 49.94 49.96 49.98 50 50.02 Time (sec) F re q u e n c y ( H z ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 680 690 700 710 720 730 Time (sec) M a ch in e 1 p o w e r Tần số lưới Công suất máy 1 32 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN VD mô phỏng - Lưới điện 4 máy phát Điện áp và công suất truyền tải 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.94 0.96 0.98 1 Time (sec) V o lt a g e ( p e r u n it ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 440 460 480 500 520 Time (sec) P o w e r tr a n sf e r (M W ) 33 18 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN VD mô phỏng - Lưới điện 4 máy phát Đặc tính công suất - tần số của máy 1 685 690 695 700 705 710 715 720 725 730 49.9 49.92 49.94 49.96 49.98 50 50.02 Power (MW) F re q ( H z) Actual response Desired response Giai đoạn quá độ Giai đoạn ổn định, đặc tính f-P bám sát đặc tính điều tần 34 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số của hệ thống Đáp ứng của một tổ máy, với i = R, f và P tính theo Hz và MW Đáp ứng tổng hợp của hệ thống (Sau khi quá trình điều tần cấp I kết thúc) 35 19 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số của hệ thống Đáp ứng tổng hợp của hệ thống KT (Sau khi quá trình điều tần cấp I kết thúc) 36 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số của hệ thống Kết hợp với đáp ứng của phụ tải Đáp ứng tổng hợp của hệ thống Lưu ý: KT >> KL (Sau khi quá trình điều tần cấp I kết thúc) 37 20 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số với nhiều máy phát Điều tốc, R = 0.05 Tăng tải Điều tốc, R = 0.05 38 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số với nhiều máy phát 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 49.9 49.92 49.94 49.96 49.98 50 50.02 Time (sec) F re q u e n cy ( H z) Tần số lưới, chỉ máy 1 điều tần 0 20 40 60 80 100 49.92 49.94 49.96 49.98 50 50.02 50.04 Time (sec) F re q u e n cy ( H z) Tần số lưới, 2 máy điều tần 39 21 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số với nhiều máy phát Điện áp và cs truyền tải, 2 máy 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.94 0.96 0.98 1 Time (sec) V o lt a g e ( p e r u n it ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 440 460 480 500 520 Time (sec) P o w e r tr a n sf e r (M W ) Điện áp và cs truyền tải, 1 máy 0 20 40 60 80 100 0.94 0.96 0.98 1 Time (sec) V o lt a g e ( p e r u n it ) 0 20 40 60 80 100 440 460 480 500 520 Time (sec) P o w e r tr a n sf e r (M W ) 40 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đáp ứng tần số với nhiều máy phát Đáp ứng tần số, 1 máy 690 700 710 720 730 740 49.93 49.94 49.95 49.96 49.97 49.98 49.99 50 50.01 Power (MW) F re q ( H z) Actual response Desired response 690 700 710 720 730 740 49.93 49.94 49.95 49.96 49.97 49.98 49.99 50 50.01 Power (MW) F re q ( H z) Actual response Desired response 685 690 695 700 705 710 715 720 725 730 49.9 49.92 49.94 49.96 49.98 50 50.02 Power (MW) F re q ( H z ) Actual response Desired response Đáp ứng tần số, 2 máy 41 Đáp ứng f-P có gì thay đổi khi hai máy cùng tham gia điều tần? 22 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Tăng độ nhạy của cả hai máy 1 và 4 Điều tốc, R = 0.005 Tăng 100MW tải Điều tốc, R = 0.005 42 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Tăng độ nhạy của cả hai máy 1 và 4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 690 700 710 720 730 740 750 Time (sec) M ac h in e 1 p o w e r 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 680 690 700 710 720 730 740 Time (sec) M ac h in e 1 p o w e r 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 49.96 49.98 50 50.02 50.04 Time (sec) F re q u en cy ( H z) Tần số HT P máy 1 P máy 4 43 23 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Đặc tính điều chỉnh tần số cấp 1 • Chỉ sử dụng R = 0 đối với hệ thống vận hành cô lập • Sử dụng R = 0,  0 với lưới điện nhiều máy phát sẽ có thể tạo ra dao động giữa các bộ điều tốc, gây mất ổn định 44 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Vùng chết (dead band) của đặc tính điều tần 45 Máy có vùng chết nhỏ điều tần khi f>50.01 và f<49.99 Máy có vùng chết lớn điều tần khi f>50.2 và f<49.8 24 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp I – tổng kết • Sau khi điều tần cấp I kết thúc, WECC đã huy động thêm bao nhiêu công suất (P = ?) • P bao gồm cả công suất huy động thêm từ điều tần cấp I và đáp ứng của phụ tải •f 46 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp I • P / f = Kf sau khi kết thúc điều tần cấp 1 được gọi là đáp ứng tần số của hệ thống (“frequency response” (Mỹ), hoặc “power- frequency characteristic” (châu Âu)). • Có thể xác định Kf dựa trên thay đổi trào lưu công suất trên đường dây liên lạc, khi sự cố xảy ra ở một khu vực lân cận. • Đơn vị: MW / 0.1 Hz hoặc MW / Hz 47 25 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Một vài ví dụ về Kf • Ấn Độ ( tổng cs đặt ~150GW): -1800MW / Hz • PJM RTO (tổng cs đặt ~180GW): -1579MW / 0.1 Hz • UCTE (tổng cs đặt ~660GW): -1800MW/ 0.1Hz • Nordic system: -800MW/0.1Hz 48 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Dự phòng nóng (spinning reserve) • Máy phát cần vận hành ở mức công suất thấp hơn cực đại để có thể tham gia điều tần 49 26 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Dự phòng nóng 50 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Dự phòng nóng • Hiện tượng sụp đổ tần số sẽ có thể xảy ra khi hệ thống hết công suất dự trữ • Khi nào có thể nhận biết hệ thống đã hết dự phòng nóng? 51 27 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Dự phòng nóng • Tập hợp các máy trong HT • Tập hợp các máy còn dự phòng nóng • p 0 khi hệ thống hết dự phòng nóng 52 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Dự phòng nóng • VD: Hệ thống điện 50Hz, tổng công suất tải PL = 10000MW. Tỉ lệ công suất các máy tham gia dự phòng nóng p = 60%, tỉ lệ dự phòng nóng trung bình r = 15%. Độ dốc đặc tính điều tần cấp I = 7% (chung cho các máy phát). Giả sự hệ thống gặp sự cố, mất tổ máy 500MW. • Hệ số KT cho cả hệ thống sẽ là: KT = 0.6(1+0.15)/0.07 = 9.687 • Độ thay đổi tần số: f = -1/(9.687+1) x (500/10000) x 50  0.23Hz. 53 28 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Chế độ xác lập sau sự cố xét đến điều tần cấp I • Đáp ứng của điều tần cấp I và sự thay đổi trào lưu trên các đường dây có thể xác định gần đúng, dựa trên thông số bộ điều tốc, hằng số quán tính các máy phát. • Các chương trình tính toán: chức năng governor power flow, hoặc inertial power flow 54 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II • Khôi phục tần số về giá trị định mức • Khôi phục dự phòng nóng • Khôi phục trào lưu công suất trên các đường dây liên lạc 55 29 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống cô lập • Điều tần cấp II có tác dụng như kênh điều khiển tích phân: • = 0,  P + Pe – Pref = 0 • Hoặc có thể hiểu: Pref = Pref - P (thay đổi giá trị của Pref). 56 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống cô lập Chỉ cần đặt điều tần cấp II ở một số tổ máy trong hệ thống 57 P 30 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết • Trong hệ thống liên kết, khi có biến động tần số, các máy phát đồng bộ trong mỗi khu vực đều thực hiện điều tần cấp I, làm thay đổi trào lưu công suất trên các đường dây liên lạc • Điều tần cấp II chỉ thực hiện tại khu vực xảy ra mất cân bằng công suất • Khu vực xảy ra mất cân bằng công suất cần kích hoạt điều tần cấp II, đưa tần số về 50Hz và khôi phục trào lưu công suất trên các đường dây liên kết (quy tắc không can thiệp – non intervention rule) Làm thế nào xác định được khu vực xảy ra biến động mất cân bằng công suất ? 58 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết Đáp ứng do điều tần cấp I của một khu vực: Kf = P / f Hệ thống A CS Phát = 400.000 MW Tải= 398.000 MW Trao đổi CS =2000 MW Kf = -4500 MW/0.1Hz Hệ thống B CS phát = 38.000 MW Tải = 40.000 Trao đổi CS = - 2000 MW Kf = -500 MW/0.1Hz 2000 MW f = 50 Hz 59 31 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết Mất 1000MW tại hệ thống B: Sau khi ổn định, tần số của hệ thống được xác định bởi: f (KfA + KfB) = 1000  f = 1000 / (-50000) = -0.02 Hz Đáp ứng của HT A: PA = KfA . -0.02 = 900 MW Đáp ứng của HT B: PB = KfB . -0.02 = 100 MW Hệ thống A CS Phát = 400.000 MW Tải= 398.000 MW Trao đổi CS =2900 MW Kf = -4500 MW/0.1Hz Hệ thống B CS phát = 38.000 MW Tải = 40.000 Trao đổi CS = - 2900 MW Kf = -500 MW/0.1Hz 2900 MW 49.98 Hz 60 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Sai số điều khiển khu vực (ACE) ACE – Area Control Error ACE = (Ptrao đổi – Ptrao đổi, ref) - R(f - 50) Nếu đặt R của mỗi HT bằng với đáp ứng tần số Kf của HT đó, ta có: Hệ thống A: ACEA = (2900 - 2000) - (-45000) * (-50 + 49.98) = 0 (MW) Hệ thống B: ACEB = (-2900) - (-2000) - (-5000) * (-50 + 49.98) = -1000 (MW) ACE đúng bằng lượng công suất cần bổ sung ở mỗi hệ thống! Cần xác định chính xác giá trị của R (=Kf) 61 32 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Cách xác định R  Hệ thống điện châu Âu: R của một khu vực được xác định dựa trên đáp ứng tần số mong muốn của toàn hệ thống, nhân với tỉ lệ điện năng phát ra của khu vực trên tổng điện năng sản xuất toàn hệ thống (theo năm)  Hệ thống điện Bắc Mỹ: Các khu vực đo lường giá trị f và Ptrao-đổi mỗi khi xảy ra các biến động về tần số gây ra do các hệ thống bên cạnh. Khi đó ACE = 0.  R =(Ptrao đổi – Ptrao đổi, ref) /(f - 50) 62 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết R = 0.05 Tăng 100MW tải 900 MW 900 MW 900 MW 900 MW R = 0.05 Kiểm tra ACE với mô phỏng lưới điện 4 máy phát 63 33 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết 40 50 60 70 80 90 100 110 120 49.7 49.75 49.8 49.85 49.9 49.95 50 50.05 Time (sec) Fr eq ue nc y ( Hz ) 40 50 60 70 80 90 100 110 120 420 440 460 480 500 520 Time (sec) Po we r t ra ns fe r ( M W ) Tần số Công suất trao đổi từ khu vực 1 sang 2 f = - 0.16 Hz P = 53MW Công suất trao đổi từ khu vực 2 sang 1 P = -49MW 40 50 60 70 80 90 100 110 120 -500 -480 -460 -440 -420 -400 Time (sec) P ow er t ra ns fe r (M W ) 64 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết Vì đã biết vị trí xảy ra mất cân bằng công suất (khu vực 2), ta có thể xác định được: ACE1 = 0; ACE2 = -100MW Khu vực 1: 0 = 53 - R1 (-0.16)  R1 = -321.25 MW/Hz Khu vực 2: -100 = -49 - R2 (-0.16)  R2= -306 MW/Hz Hãy tính thử giá trị Kf của hệ thống 1 và 2, dựa trên đặc tính điều tần cấp I của các tổ máy và so sánh với kết quả tìm được? 65 34 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát • Tín hiệu ACE được đưa qua bộ điều khiển tích phân, từ đó xác định lượng thay đổi công suất đặt của các nhà máy tham gia điều tần cấp II • Mức độ tham gia điều tần cấp II của mỗi nhà máy được xác định bởi hệ số i. Chú ý: ACE < 0 thì khu vực cần tăng công suất 66 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Điều tần cấp II – hệ thống liên kết Để tránh tương tác giữa hệ thống điều tần cấp II của các khu vực khi chúng cùng tham gia điều khiển trào lưu công suất trao đổi, giá trị đặt Ptrao-đổi được điều chỉnh tăng dần hoặc giảm dần (phase in) 67 35 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát Ví dụ: Sơ đồ khối tính ACE – lưới điện 4 máy, 2 khu vực 68 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN Sử dụng ACE điều chỉnh công suất phát Ví dụ: Sơ đồ khối tính ACE – lưới điện 4 máy, 2 khu vực 69 36 Tháng 12/2014 TS. Nguyễn Đức Huy – Bộ môn Hệ thống điện, ĐHBKHN 40 50 60 70 80 90 100 110 120 49.6 49.8 50 Time (sec) F re q u e n c y ( H z ) 40 50 60 70 80 90 100 110 120 700 750 800 850 Time (sec) M ac hi n e 1 p o w er 40 50 60 7