Luận án Nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối điện sử dụng các thiết bị D-FACTS

 ra tại nút 633, dòng 
ngắn mạch chảy qua đường 650-632-633. Vì vậy, SANH tại 684 là giống như tại 632, với 
độ giảm khá sâu (Hình 2.13d). Vì vậy, có thể nói rằng nút 684 không được bảo vệ. SANH 
tương tự cũng có thể xuất hiện tại các nút ở phía tải từ sau nút 632. 
Trường hợp lưới có đặt D-Statcom tại nút 632, SANH tại các nút trong lưới sẽ cải thiện 
hơn, ngay như nút sự cố (nút 633 như Hình 2.14b). SANH tại các nút 646 và 648 gần như bị 
loại trừ vì biên độ hầu như không xuống dưới 0,9pu. Điều đó có nghĩa khi D-Statcom đang 
hoạt động, không chỉ điện áp tại nút có kết nối với D-Statcom được bảo vệ mà còn có điện 
áp của các nút khác gần vị trí đặt D-Statcom cũng được cải thiện. Do đó, nhìn từ quan điểm 
hệ thống, chỉ tiêu SARFI, có thể kết luận rằng sử dụng D-Statcom có hiệu quả hệ thống nhìn 
chung tốt hơn DVR. Điện áp các nút 646 và 684 khi chưa có D-Statcom như Phụ lục 6. 
Hình 2.14. Kết quả mô phỏng lưới IEEE 13 thanh cái với D-Statcom khi ngắn mạch ba pha đối 
xứng tại thanh cái 633 
46 
2.5. Mô phỏng so sánh tác dụng DVR và D-Statcom hạn chế sóng 
hài 
Một hiện tượng CLĐN điển hình khác cũng cần được luận án xem xét khi so sánh hiệu 
quả khắc phục giữa DVR và D-Statcom là sóng hài gây ra bởi tải phi tuyến [3]. Một trong 
những trường hợp điển hình của lưới điện có sóng hài chính là lưới phân phối khi có lò hồ 
quang điện như lưới điện công nghiệp tại Việt Nam hiện nay. Việc so sánh giữa hiệu quả sử 
dụng DVR và D-Statcom cũng được thực hiện trên MatLab/Simulink sử dụng lưới điện mẫu 
13 nút của IEEE và mô phỏng lò hồ quang điện. 
2.5.1. Đặt vấn đề bài toán 
Gần đây, sự phát triển của công nghiệp sản xuất thép ở Việt Nam đã gây ra rất nhiều 
ảnh hưởng xấu đến CLĐN của lưới phân phối công nghiệp. Nguyên nhân là việc sử dụng 
các lò hồ quang điện – tải phi tuyến. Điện dẫn của lò hồ quang có dạng phi tuyến và biến 
thiên tương đối bất định gây ra những vẫn đề CLĐN chính như dao động điện áp và sóng 
hài. Nhìn chung, công suất lò hồ quang càng lớn thì các vấn đề CLĐN trên càng trở nên trầm 
trọng. Trong lưới phân phối điện tại các khu công nghiệp có nhiều phụ tải gần các nhà máy 
sản xuất thép, sự than phiền của các khách hàng về CLĐN có những thời điểm đã trở nên rất 
nóng đối với các đơn vị quản lý và cung cấp điện. Việc tìm kiếm giải pháp hiệu quả nhằm 
hạn chế tác động xấu đến CLĐN của các lò hồ quang điện vẫn đang là vấn đề thời sự trong 
quản lý vận hành lưới phân phối điện hiện nay. 
Đã có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng các thiết bị CPD [10, 16, 53, 84], khắc phục sóng 
hài. Tuy nhiên hiệu quả sử dụng của hai thiết bị DVR và D-Statcom có thể khác nhau tùy 
theo các kịch bản và đối tượng áp dụng. Đã có nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hai thiết 
bị này trong việc nâng cao CLĐN như Mục 2.4, tuy nhiên đối với các vấn đề CLĐN trong 
lưới phân phối gây ra bởi lò hồ quang, hiệu quả sử dụng DVR và D-Statcom vẫn cần được 
kiểm chứng lại. Nhằm giúp làm sáng tỏ điều này, luận án cũng phân tích so sánh hiệu quả 
cải thiện CLĐN của lưới phân phối điện có lò hồ quang sử dụng DVR và D-Statcom. 
2.5.2. Mô phỏng lò hồ quang 
Hồ quang điện được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như luyện kim, sản xuất 
thép, hàn điện. Nhiệt lượng lớn của hồ quang được dùng để nấu chảy kim loại cho các mục 
đích trên đây. Các lò hồ quang điện dùng cho sản xuất thép thường có công suất lớn. Sự phi 
tuyến của điện dẫn hồ quang điện sẽ gây ra các vấn đề lớn về biến dạng sóng và dao động 
điện áp cho lưới điện và các phụ tải lân cận. Trong quá trình luyện thép sử dụng lò hồ quang, 
hồ quang lớn nhất xảy ra trong quá trình nấu chảy kim loại. Do tính chất bất định của hồ 
quang và việc điều chỉnh khe hở giữa các điện cực khiến rất khó mô phỏng quá trình này. 
Trong các phương pháp mô phỏng lò hồ quang điện, nghiên cứu sử dụng phương pháp mô 
phỏng dựa trên sự kết hợp giữa phương pháp Cassie và phương trình toán học Mayr [14]. 
Điện dẫn G của lò hồ quang điện trong giai đoạn nấu chảy có dạng như sau: 
 (2.9) 
Trong đó 
{G = Gmin + [1 − exp(
i2
Io
2)]
vi
Eo
2 + exp(
i2
Io
2) [
i2
Po
− θ
dG
dt
]
i = G. v⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡⁡
47 
 i, v: Dòng điện và điện áp hồ quang; 
 Gmin: Điện dẫn ban đầu giữa các điện cực khi hồ quang chưa sinh ra; 
 Eo: Điện áp hồ quang không đổi ở trạng thái xác lập; 
 Po: Tổn hao hồ quang không đổi; 
 Io: Dòng điện chuyển dịch không đổi; 
 : Hằng số thời gian của hồ quang. 
Việc mô phỏng phương trình điện dẫn hồ quang (2.8) được [14] xây dựng trên 
Matlab/Simulink (Hình 2.15) sẽ được sử dụng trong nghiên cứu này để tạo các vấn đề về 
CLĐN do lò hồ quang điện sinh ra trên lưới phân phối. 
Hình 2.15. Mô phỏng Matlab/Simulink pha A của lò hồ quang điện [14] 
2.5.3. Mô phỏng lưới phân phối mẫu 13 nút có lò hồ quang và các kịch bản đặt DVR 
hoặc D-Statcom 
a. Lưới điện mẫu 
Lưới phân phối điện mẫu 13 nút của IEEE vẫn tương tự mục 2.4.1a [82]. Lò hồ quang 
điện được giả thiết nối vào nút 633 tương đối gần nguồn như một kịch bản thử nghiệm tương 
tự như lưới điện công nghiệp tại Việt Nam có lò hồ quang. 
Hình 2.16 là simulink mô phỏng lưới điện mẫu có lắp đặt DVR hoặc D-Statcom và lò 
hồ quang điện. Simulink mô phỏng DVR và D-Statcom vẫn như các Hình 2.11 và 2.12 với 
các thông số cho trong Bảng 2.1. 
Lò hồ quang điện được mô phỏng có tham khảo [14] trong đó các thông số máy biến 
áp kết nối được điều chỉnh lại cho phù hợp với lưới phân phối mẫu 13 nút (12kV). Các tham 
số lò hồ quang cho trong hệ đơn vị tương đối như Bảng 2.2. Mô phỏng Simulink của 1 pha 
lò hồ quang diễn tả hệ phương trình (2.9) được cho ở Hình 2.15. Ba pha ghép lại trong một 
subsystem “EAF” như kết nối vào lưới điện mẫu như trên Hình 2.16. 
48 
Hình 2.16. Mô phỏng lưới điện mẫu 13 nút có lò hồ quang điện 
Bảng 2.2. Thông số lò hồ quang điện (Nguồn [14]) 
Máy biến áp kết nối lò hồ 
quang 
Công suất 10MVA, tỷ số biến 12/0,4kV 
RHV = 0,002pu; LHV = 0,04pu; 
RLV = 0,002pu; LLV = 0,04pu 
Cáp nối giữa lò và MBA 
kết nối 
RA = RB = RC = 0,0004; 
LA = LB = LC = 1.6 10-5H 
Lò hồ quang o=100 10-6; 1=110 10-6; Po=100; Io=10; Eo=200; 
Gmin=0,008; =0,05 
b. Các kịch bản lắp đặt 
Để so sánh hiệu quả khắc phục CLĐN của các thiết bị DVR và D-Statcom trong lưới 
điện có lò hồ quang điện như trên, luận án xét hai kịch bản vị trí đặt DVR và D-Statcom. 
Kịch bản đầu tiên, đặt một DVR trên nhánh 632-645 hoặc đặt một D-STATCOM tại nút 632 
gần nguồn như Hình 2.16. Kịch bản thứ hai đặt D-Statcom tại nút 692 xa nguồn. Đó là các 
vị trí có thể cho phép thấy được hiệu quả khắc phục CLĐN của DVR và D-Statcom. 
2.5.4. Phân tích kết quả mô phỏng 
a. Kịch bản thứ nhất, thiết bị CPD đặt gần nguồn 
Đặt thiết bị DVR hoặc D-Statcom tại nút 645 khá gần nguồn của lưới mẫu. Cụ thể: 
- Trường hợp xét một thiết bị DVR đặt giữa nút 645 và 632 với phụ tải lò hồ quang 
được kết nối tại nút 633 sẽ vận hành trong khoảng thời gian từ 0,2s đến 0,4s. Khi không có 
DVR (DVR bị đấu tắt), điện áp nút 645 khi lò hồ quang làm việc cũng như phân tích phổ 
của biến dạng điện áp và chỉ số THD có dạng Hình 2.17 và 2.18. Chỉ số THD tại nút 645 
tương ứng sẽ là 5,33%. Điện áp tại nút 645 giảm xuống còn 0,83p.u. Việc điện áp nút 645 
49 
giảm sâu là do việc khởi động lò hồ quang điện được xem là khởi động phụ tải công suất rất 
lớn. THD cao do đặc tính phi tuyến của điện dẫn lò hồ quang. 
Hình 2.12. Điện áp nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và chưa có thiết bị DVR 
Hình 2.18. Phổ sóng hài điện áp tại nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và chưa đặt DVR 
Nếu có thiết bị DVR nối trên nhánh 645 – 632, điện áp và phân tích phổ sóng hài ở vị 
trí nút 645 có dạng Hình 2.19 và 2.20 sau đây. Chỉ số THD tại nút 645 giảm xuống còn 
4,54% và điện áp nút 645 là 0,975p.u. 
Hình 2.19. Điện áp nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và DVR đặt trên nhánh 645-632 
Điện áp hiệu dụng và chỉ số THD của các nút trên lưới điện khi lò hồ quang làm việc 
và có hoặc không xét đến DVR được cho trong Bảng 2.3. 
Theo Bảng 2.3 các điện áp phía tải sau vị trí đặt DVR là 645 và 646 điện áp đều tăng 
lên trên điện áp Vmin (Theo tiêu chuẩn Vmin = 0,9pu theo ITIC), và giá trị THD% giảm xuống 
nhỏ hơn THD tiêu chuẩn (IEEE-519:1992, THD=5%) trong khi các nút khác trong lưới 
không được cải thiện và phụ tải nối tại các nút đó có nguy cơ bị ngừng làm việc do không 
đảm bảo chất lượng độ lệch điện áp dài hạn. 
50 
Hình 2.20. Phổ sóng hài điện áp nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và DVR đặt trên nhánh 
645-632 
Bảng 2.3. Điện áp nút và THD trước và sau khi có DVR, kịch bản thứ nhất 
Nút Điện áp nút ở chế độ xác lập(pu) THD% 
Chưa có LHQ Có LHQ Có LHQ và DVR Có LHQ Có LHQ và DVR 
650 1,0 1,0 1,0 0 0 
632 0,98 0,87 0,87 5,30 5,30 
633 0,98 0,81 0,81 7,22 7,22 
634 0,96 0,78 0,78 0,96 0,96 
645 0,97 0,83 0,975 5,33 4,54 
646 0,96 0,84 0,97 5,33 4,52 
671 0,98 0,85 0,86 5,34 5,34 
680 0,97 0,84 0,84 5,34 5,34 
684 0,96 0,84 0,84 5,36 5,36 
652 0,95 0,83 0,83 5,33 5,33 
611 0,95 0,83 0,83 5,46 5,46 
692 0,96 0,84 0,85 5,34 5,34 
675 0,95 0,83 0,83 5,48 5,48 
- Trường hợp xét một thiết bị D-Statcom nối tại nút 645 với tải lò hồ quang vận hành 
trong khoảng thời gian từ 0,2s đến 0,4s tiếp tục được kết nối tại nút 633. Khi đó điện áp tại 
nút 645 và chỉ số THD đo được tại nút này cũng được cải thiện gần giống trường hợp dùng 
thiết bị DVR tức là điện áp nút 645 là 0,98p.u và chỉ số THD là 4,53%. 
Hình 2.21. Điện áp nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và D-Statcom đặt tại nút 645 
51 
Hình 2.22. Phổ sóng hài điện áp nút 645 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và D-Statcom đặt tại nút 
645 
Bảng 2.4. Điện áp nút và THD trước và sau khi có D-Statcom, kịch bản thứ nhất 
Nút Điện áp nút ở chế độ xác lập(pu) THD% 
Chưa có 
LHQ 
Có LHQ Có LHQ và D-
Statcom 
Có LHQ Có LHQ và 
D-Statcom 
650 1,0 1,0 1,0 0 0 
632 0,98 0,87 0,98 5,30 4,58 
633 0,98 0,81 0,89 7,22 6,23 
634 0,96 0,78 0,86 0,96 0,68 
645 0,97 0,83 0,98 5,33 4,53 
646 0,96 0,84 0,97 5,33 4,58 
671 0,98 0,85 0,97 5,34 4,62 
680 0,97 0,84 0,96 5,34 4,62 
684 0,96 0,84 0,96 5,36 4,90 
652 0,95 0,83 0,96 5,33 4,90 
611 0,95 0,83 0,96 5,46 4,61 
692 0,96 0,84 0,95 5,34 4,62 
675 0,95 0,83 0,94 5,48 4,71 
Theo Bảng 2.4, sau khi đặt D-Statcom, không những điện áp tại điểm đặt D-Statcom 
(nút 645) điện áp cải thiện tốt, tổng biến dạng sóng hài điện áp giảm còn THD%=4,53% mà 
điện áp và THD% nhiều nút khác đều được cải thiện đạt yêu cầu CLĐN đối với độ lệch điện 
áp dài hạn và sóng hài. 
c. Kịch bản thứ hai, thiết bị CPD đặt xa nguồn 
Kịch bản này vẫn xét phụ tải lò hồ quang vận hành trong khoảng thời gian từ 0,2s đến 
0,4s kết nối tại nút 633. Tuy nhiên, lần lượt xét việc đặt thiết bị DVR và D-Statcom tại nút 
692 khá xa nguồn của lưới mẫu. Cụ thể: 
- Thiết bị DVR đặt trên nhánh 671-692. Khi đó, phân tích phổ của biến dạng sóng điện 
áp tại nút 692 khi chưa có và có thiết bị DVR có dạng Hình 2.23 và 2.24 sau đây. 
52 
Hình 2.33. Phổ sóng hài điện áp nút 692 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và chưa đặt DVR 
Hình 2.2 4. Phổ sóng hài điện áp nút 692 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và DVR đặt trên nhánh 
671-692 
Tổng hợp điện áp các nút khác trên lưới điện mẫu và chỉ số THD tương ứng khi đặt 
thiết bị DVR giữa nút 671 và nút 692 được cho ở Bảng 2.5. Ngoài các nút 675 và 692, các 
THD% và điện áp không được cải thiện là do nằm khác nhánh đặt DVR, bản thân DVR có 
bộ lọc và bộ lọc này chỉ lọc nối tiếp các tính hiệu qua nó và do máy biến áp của DVR đấu 
nối tiếp. Điều này cũng có kết quả tương tự cho kịch bản 1, Bảng 2.3 
Hình 2.25. Phổ sóng hài điện áp nút 692 khi lò hồ quang nối vào nút 633 và 
D-Statcom đặt tại nút 692 
53 
- Thiết bị D-Statcom tại nút 692. Khi đó phổ sóng hài của điện áp tại nút 692 được cho 
ở Hình 2.25. Bảng tổng hợp điện áp hiệu dụng và chỉ số THD của tất cả các nút trên lưới 
điện cũng được cho ở Bảng 2.5 để dễ so sánh với DVR. 
Tương tự trường hợp của D-Statcom ở kịch bản 1, theo Bảng 2.5 các điện áp và THD% 
tại vị trí đặt và lân cận đều được cải thiện tốt, góp phần nâng cao CLĐN cho lưới. 
Bảng 2.5. Điện áp nút trước và sau khi có DVR hoặc D-Statcom, kịch bản thứ hai 
Nút Điện áp nút ở chế độ xác lập(pu) THD% 
Chưa có 
LHQ 
Có LHQ Có LHQ 
Không 
CPD 
DVR D-Statcom Không 
CPD 
DVR D-Statcom 
650 1,0 1,0 1,0 1,0 0 0 0 
632 0,98 0,87 0,87 0,90 5,30 5,30 4,89 
633 0,98 0,81 0,81 0,84 7,22 7,22 6,65 
634 0,96 0,78 0,78 0,81 0,96 0,96 0,83 
645 0,97 0,83 0,85 0,91 5,33 5,33 4,89 
646 0,96 0,84 0,84 0,90 5,33 5,30 4,89 
671 0,98 0,85 0,85 0,98 5,34 5,34 4,40 
680 0,97 0,84 0,84 0,97 5,34 5,34 4,40 
684 0,96 0,84 0,84 0,98 5,36 5,36 4,92 
652 0,95 0,83 0,83 0,96 5,33 5,33 4,92 
611 0,95 0,83 0,83 0,96 5,46 5,46 6,04 
692 0,96 0,84 0,96 0,98 5,34 4,63 4,40 
675 0,95 0,83 0,97 0,98 5,48 4,53 4,71 
d. Nhận xét: 
Khi lưới điện chỉ có tải tuyến tính, điện áp trong chế độ xác lập (cột thứ 2 của các Bảng 
2.3 đến Bảng 2.5) tại các nút phụ tải ổn định và đều trên 0,95pu. 
Khi kết nối phụ tải phi tuyến (đóng điện lò hồ quang điện), điện áp tại các nút tải giảm 
rõ rệt và sóng hài phát sinh vào hệ thống. Khi mới kết nối lò hồ quang vào hệ thống, sóng 
hài sinh ra lớn (chỉ số THD gần bằng 30%-40%) trong khoảng 3 chu kỳ (Hình 2.26) và giảm 
dần đến xác lập khi lò hồ quang vận hành vào giai đoạn cháy ổn định thì chỉ số THD giảm 
xuống và có giá trị xác lập (giả lập cho mô phỏng tại nút 633 có chỉ số THD xác lập là 
7,22%). Điện áp các nút trên lưới cũng bị sụt giảm đáng kể khi đóng điện lò hồ quang vì 
công suất lò hồ quang điện là khá lớn. 
Các nút lân cận lò hồ quang do phụ thuộc các thông số đường dây, tính chất phụ tải, 
nên chỉ số THD giảm dần, các nút càng xa thì bị ảnh hưởng càng nhỏ và đặc biệt nếu các 
phụ tải sau máy biến áp với tổ nối dây Y/Y (634) gần như không bị ảnh hưởng bởi sóng hài 
mà chỉ ảnh hưởng bởi dao động về biên độ điện áp. Đó là bởi vì các thành phần sóng hài bậc 
3n bị chặn không tới được vị trí phụ tải vì tổ đấu dây MBA không có mạch trung tính. 
Các phụ tải có tính dung (611; 675) và các phụ tải kết nối lân cận nó bị ảnh hưởng và 
có chỉ số THD lớn hơn và khả năng ổn định chỉ số THD lâu hơn (khoảng 5 chu kỳ) sau đó 
cũng xác lập về một trị số (các Bảng 2.3 đến Bảng 2.6). Đó là vì phụ tải tính dung sẽ có trị 
số nhỏ ở tần số sóng hài và sẽ hút các dòng sóng hài về phía các phụ tải này. 
54 
Hình 2.46. Phân tích FFT biến dạng điện áp trong 3 chu kỳ đầu tiên tại nút 633 khi lò hồ quang nối 
vào nút 633 trong chu kỳ đầu nối LHQ 
* Khi lắp đặt DVR vào hệ thống: 
- Tất cả các phụ tải phía sau DVR cải thiện biên độ điện áp, chỉ số THD nhỏ hơn mức 
tiêu chuẩn (<5%) với cấu hình của lưới mẫu; các phụ tải sau MBA có tổ đấu dây Y/Y cũng 
có chỉ số THD giảm nhỏ. 
- Các phụ tải khác lân cận vị trí lò hồ quang có biên độ điện áp giảm thấp, chỉ số THD 
lớn hơn mức tiêu chuẩn (5%) như được liệt kê trong các Bảng 2.3 và Bảng 2.4. Điều này 
làm gia tăng tổn thất công suất do sóng hài cũng như có thể làm các phụ tải ngừng làm việc 
hoặc làm việc sai do chất lượng độ lệch điện áp không đảm bảo. 
- Thực tế, cũng vì hiệu quả tác dụng như trên, nên DVR ít được sử dụng để hạn chế 
tác động của sóng hài vì đây là sự kiện duy trì và trong chế độ xác lập của lưới điện, DVR 
thường được đấu tắt. 
* Khi lắp đặt D-Statcom vào hệ thống: 
Trong khi đó, khi có nối D-Statcom vào lưới điện, tất cả các phụ tải trên lưới đều được 
cải thiện cả độ lệch điện áp và tổng mức biến dạng sóng hài THD trong đó hầu hết các phụ 
tải đều có điện áp trên 0,95pu (chỉ trừ các nút 633, 634 và 675) và THD dưới 5%. Điều đó 
cũng nói lên tác động cải thiện CLĐN mang tính hệ thống của D-Statcom. 
2.6. Kết luận chương 2 
Chương 2 xây dựng các mô phỏng động các hiện tượng CLĐN và thiết bị CPD để 
đánh giá hiệu quả của các thiết bị này trong việc hạn chế các vấn đề CLĐN. Điểm mới trong 
nội dung nghiên cứu của Chương 2 là xây dựng mô hình mô phỏng các giải pháp nâng cao 
CLĐN dùng thiết bị CPD cho lưới phân phối có xét đến những đặc điểm riêng của lưới điện 
Việt Nam cũng như tính cần thiết của thực tiễn các vấn đề CLĐN tại Việt Nam như sự tồn 
tại của các lò hồ quang điện như trong công nghiệp sản xuất thép. Kết quả cũng minh chứng 
cho hiệu quả của thiết bị CPD cho CLĐN về mặt hệ thống trong lưới phân phối Việt Nam. 
Trong khi xây dựng mô hình mô phỏng trên đây, luận án cũng đồng thời so sánh và 
đánh giá hiệu quả nâng cao CLĐN của hai thiết bị CPD là DVR và D-Statcom làm cơ sở cho 
việc xây dựng mô hình bài toán và các giả thiết tính toán khi nghiên cứu ứng dụng DVR và 
D-Statcom nhằm nâng cao CLĐN trong lưới phân phối ở các Chương 3 và 4 (các chương 
55 
đóng góp chính về học thuật của luận án). Luận án xây dựng mô phỏng Matlab/Simulink 
lưới điện mẫu 13 nút của IEEE với các trường hợp lắp đặt DVR và D-Statcom để khắc phục 
hai hiện tượng CLĐN là SANH gây ra bởi ngắn mạch trong lưới phân phối và sóng hài gây 
ra bởi lò hồ quang điện. Việc đánh giá nhấn mạnh vào tác dụng cải thiện CLĐN tổng thể tức 
là cho nhiều nút phụ tải trên toàn lưới chứ không chỉ cho riêng một nút phụ tải nào. Những 
vấn đề chính rút ra về tác dụng của DVR và D-Statcom như sau: 
- Đối với sự kiện ngắn mạch dẫn đến SANH trong lưới phân phối, nếu dựa trên chỉ số 
mang tính hệ thống như SARFI, D-Statcom nói chung cải thiện tốt hơn DVR. Trong khi 
DVR có ưu thế khi là giải pháp cho bảo vệ mạch đơn lẻ (1 phụ tải hay 1 nhánh phụ tải), D-
Statcom được xem như là một giải pháp có tính hệ thống. 
- Đối với sóng hài do phụ tải phi tuyến như lò hồ quang sinh ra trong lưới điện, nhìn 
chung DVR chỉ cải thiện độ lệch điện áp và chỉ số THD cho các phụ tải phía sau nó, nghĩa 
là DVR chỉ bảo vệ cho các thiết bị được xác định trước mà ít có tác dụng cải thiện CLĐN 
cho phụ tải toàn hệ thống. Trong khi đó, D-Statcom có tác dụng cải thiện THD cho nhiều 
phụ tải lân cận vị trí đặt D-Statcom, tức là có tác dụng cải thiện CLĐN cho hệ thống tốt hơn. 
Từ những phân tích cũng như các kết quả mô phỏng trong lưới phân phối dùng 
Matlab/Simulink về CLĐN được cải thiện khi lắp đặt các thiết bị vào hệ thống khuyến cáo 
nên dùng thiết bị D-Statcom vì có tính cải thiện hệ thống tốt hơn và cải thiện cả về độ lệch 
điện áp và sóng hài tuy có công suất yêu cầu lớn hơn so với DVR. 
56 
Chương 3. ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN TỐI ƯU 
HÓA VỊ TRÍ TỤ BÙ NHẰM GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 
LƯỚI PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN SÓNG HÀI 
3.1. Đặt vấn đề 
Như đã tổng quan từ Chương I, công cụ giải bài toán tối ưu nâng cao CLĐN trong lưới 
phân phối được nghiên cứu và ứng dụng trong luận án là thuật toán di truyền. Việc hiểu và 
ứng dụng công cụ này trong những bài toán ứng dụng cơ bản liên quan đến tối ưu hóa vận 
hành lưới phân phối nói chung và nâng cao CLĐN lưới phân phối nói riêng cần được kiểm 
chứng. Trong Chương này, luận án giới thiệu tóm tắt thuật toán GA và ứng dụng GA giải 
một trong những bài toán cơ bản của vận hành lưới phân phối là bài toán sử dụng tụ bù công 
suất phản kháng để giảm tổn thất điện năng (TTĐN) và cải thiện độ lệch điện áp dài hạn các 
nút lưới điện và sau đó sẽ nghiên cứu ứng dụng GA trong bài toán tương tự nhưng để khắc 
phục sóng hài trong lưới phân phối. Đây là hai bài toán nâng cao CLĐN dùng GA vấn có 
những điểm mới cần được xem xét về mặt mô hình bài toán cũng như ứng dụng của bài toán 
trong điều kiện Việt Nam khi chưa có nghiên cứu liên quan trong khi đây lại là vấn đề rất 
được quan tâm bởi ngành điện Việt Nam hiện nay. Chương này cũng được xem là sự kiểm 
chứng và chuẩn bị việc sử dụng GA để giải các bài toán tối ưu hóa trong lưới phân phối. 
3.2. Tổng quan nghiên cứu về bài toán tối ưu hóa nâng cao CLĐN 
lưới phân phối sử dụng tụ bù công suất phản kháng 
Vấn đề về chất lượng điện áp và TTĐN trong vận hành lưới phân phối điện luôn được 
quan tâm đối với các đơn vị vận hành, các Tổng Công ty Điện lực. Có rất nhiều biện pháp 
và bù công suất phản kháng sử dụng tụ bù đang là phương