PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ PHỐI HỢP SVC VÀ PSS TRONG NÂNG CAO ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN

Đào Tăng Tín

doi:10.59294/HIUJS.KHTT.2026.055

Từ khóa:

SVC, PSS, phasor, thiết bị FACTS

Tóm tắt

Nghiên cứu này phân tích tác động phối hợp bộ bù VAR tĩnh (SVC) và bộ ổn định hệ thống điện (PSS) để nâng cao ổn định quá độ hệ thống truyền tải đa máy. Sử dụng mô hình Simulink với hai máy phát thủy điện (1,000 MVA, 5,000 MVA), đường dây 500 kV dài 700 km và SVC ± 200 Mvar. Phương pháp mô phỏng phasor được áp dụng với các sự cố ngắn mạch. Kết quả chỉ ra, hệ thống không có thiết bị hỗ trợ sẽ mất đồng bộ nhanh chóng. PSS hiệu quả trong việc dập dao động tần số thấp, SVC hỗ trợ ổn định điện áp và tăng khả năng truyền tải. Việc tích hợp đồng thời cả hai thiết bị mang lại hiệu quả vượt trội: dao động được dập tắt sau 10 - 20 giây, điện áp phục hồi ổn định và hệ thống duy trì đồng bộ ngay cả với sự cố nghiêm trọng. Nghiên cứu khẳng định vai trò thiết yếu của SVC và PSS trong việc nâng cao độ ổn định cho lưới điện truyền tải dài, phù hợp với hệ thống có tỷ lệ thủy điện cao như Việt Nam.

Abstract

This study analyzes the coordinated impact of the Static VAR Compensator (SVC) and the Power System Stabilizer (PSS) on enhancing the transient stability of a multi-machine transmission system. A Simulink-based model is developed, consisting of two hydroelectric generators rated at 1,000 MVA and 5,000 MVA, a 700 km long 500 kV transmission line, and an SVC with a ± 200 Mvar rating. The phasor simulation approach is employed to investigate system behavior under short-circuit fault conditions. The results indicate that the system without supporting devices rapidly loses synchronism. While the PSS is effective in damping low-frequency oscillations, the SVC enhances voltage stability and increases power transfer capability. The simultaneous integration of both devices provides superior performance, with oscillations being effectively suppressed within 10 - 20 seconds, voltage recovery achieved smoothly, and system synchronism maintained even under severe fault scenarios. The findings confirm the essential role of SVC and PSS in improving the stability of long-distance transmission networks, particularly in power systems with a high penetration of hydropower generation such as those in Vietnam.

Tài liệu tham khảo

[1] T. Guesmi, B. M. Alshammari, Y. Almalaq, A. Alateeq, and K. Alqunun, “New coordinated tuning of SVC and PSSs in multimachine power system using Coyote optimization algorithm,” Sustainability, vol. 13, no. 6, p. 3131, 2021, doi: 10.3390/su13063131.

DOI: https://doi.org/10.3390/su13063131

[2] N. M. A. Ibrahim, E. A. El-Said, H. E. M. Attia, and B. A. Hemade, “Enhancing power system stability: An innovative approach using coordination of FOPID controller for PSS and SVC FACTS device with MFO algorithm,” Electrical Engineering, vol. 106, pp. 2265–2283, 2024, doi: 10.1007/s00202-023-02051-7.

DOI: https://doi.org/10.1007/s00202-023-02051-7

[3] B. Kada and A. K. Bensenouci, “Coordinate control for an SMIB power system with an SVC,” International Journal of Electrical and Computer Engineering Systems, vol. 2023, Art. no. 7883177, 2023, doi: 10.1155/2023/7883177.

DOI: https://doi.org/10.1155/2023/7883177

[4] A. Farah, A. Belazi, K. Alqunun, A. Almalaq, B. M. Alshammari, M. B. Ben Hamida, and R. Abbassi, “A new design method for optimal parameters setting of PSSs and SVC damping controllers to alleviate power system stability problem,” Energies, vol. 14, no. 21, p. 7312, 2021, doi: 10.3390/en14217312.

DOI: https://doi.org/10.3390/en14217312

[5] N. G. Hingorani and L. Gyugyi, Understanding FACTS: Concepts and Technology of Flexible AC Transmission Systems. Piscataway, NJ, USA: IEEE Press, 2000.

[6] C. M. Verrelli, R. Marino, P. Tomei, and G. Damm, “Nonlinear robust coordinated PSS-AVR control for a synchronous generator connected to an infinite bus,” IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 66, no. 11, pp. 5468–5475, 2021, doi: 10.1109/TAC.2021.3062174.

[7] A. T. Moghadam, M. Aghahadi, M. Eslami, S. Rashidi, B. Arandian, and S. Nikolovski, “Adaptive rat swarm optimization for optimum tuning of SVC and PSS in a power system,” Mathematical Problems in Engineering, vol. 2022, Art. no. 4798029, 2022, doi: 10.1155/2022/4798029.

DOI: https://doi.org/10.1155/2022/4798029

[8] M. Zamani, G. Shahgholian, A. Fathollahi, A. Mosavi, and I. Felde, “Improving interarea mode oscillation damping in multi-machine energy systems through a coordinated PSS and FACTS controller framework,” Sustainability, vol. 15, no. 22, p. 16070, 2023, doi: 10.3390/su152216070.

DOI: https://doi.org/10.3390/su152216070

[9] M. A. Kamarposhti, H. Shokouhandeh, Y. G. Omali, I. Colak, P. Thounthong, and W. Holderbaum, “Optimal coordination of TCSC and PSS2B controllers in electric power systems using MOPSO multiobjective algorithm,” Mathematical Problems in Engineering, vol. 2022, Art. no. 5233620, 2022, doi: 10.1155/2022/5233620.

DOI: https://doi.org/10.1155/2022/5233620

[10] S. A. Dahat and A. Dhabale, “Rotor angle stability improvement by coordinated control of SVC and SSSC controllers,” Energy Reports, vol. 9, pp. 13–22, 2023, doi: 10.1016/j.egyr.2023.05.050.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.05.050

[11] M. R. Djalal, I. Robandi, and M. A. Prakasa, “Stability enhancement of Sulselrabar electricity system using Mayfly algorithm based on static var compensator and multi-band power system stabilizer PSS2B,” IEEE Access, vol. 11, pp. 67234–67248, 2023, doi: 10.1109/ACCESS.2023.3283598.

DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3283598

[12] P. K. Guchhait, A. Banerjee, and V. Mukherjee, “Application of Posicast controller with SVC in wind-diesel hybrid power system model,” SN Applied Sciences, vol. 3, Art. no. 566, 2021, doi: 10.1007/s42452-021-04454-2.

DOI: https://doi.org/10.1007/s42452-021-04454-2

[13] P. Khampariya, S. Panda, H. Alharbi, A. Y. Abdelaziz, and S. S. M. Ghoneim, “Coordinated design of type-2 fuzzy lead–lag-structured SSSCs and PSSs for power system stability improvement,” Sustainability, vol. 14, no. 11, p. 6656, 2022, doi: 10.3390/su14116656.

DOI: https://doi.org/10.3390/su14116656

[14] A. Khan, B. Hussain, A. Wahyudie, and R. A. Khalil, “Stability improvement of renewable energy integrated power network through coordination of PSS, ISFCL, and STATCOM,” IEEE Access, vol. 13, pp. 14567–14579, 2025, doi: 10.1109/ACCESS.2025.3592940.

DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2025.3592940

[15] N. V. Liem, T. Q. Tuan, N. B. Khue và N. C. Hung, “Stability studies and improvement in Vietnam power system,” VNUHCM Journal of Science and Technology Development, vol. 5, no. 11, pp. 38-47, Nov. 2002, doi:10.32508/stdj. v5i11.3456.