Tài liệu Luận văn cải thiện ổn định quá độ máy phát điện gió nối lưới​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐINH VŨ BẰNG CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. Hồ Chí Minh tháng 08 năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐINH VŨ BẰNG CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. NGUYỄN HÙNG TP. Hồ Chí Minh tháng 08 năm 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: Phó giáo sư, Tiến sĩ: Nguyễn Hùng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày tháng năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 2 3 4 5 Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Cà Mau, ngày…… tháng….. năm 20..… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đinh Vũ Bằng Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 03/10/1982 Nơi sinh: Cà Mau Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1641830001 I- Tên đề tài: Cải thiện ổn định quá độ máy phát điện gió nối lưới. II- Nhiệm vụ và nội dung: - Giới thiệu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của DFIG. - Giới thiệu các thiết bị FACTS. - Nguyên cứu các nguyên lý bù trong hệ thống điện. - Tổng quan về STATCOM - Mô hình hóa STATCOM trên phần mềm MATLAB/SIMULINK. - Mô phỏng ứng dụng STATCOM nhằm cải thiện đáp ứng quá độ của hệ thống điện gió nối lưới III- Ngày giao nhiệm vụ : Tháng 02 /2018 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Tháng 08 /2018 V- Cán bộ hướng dẫn CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên và chữ ký) PGS,TS. Nguyễn Hùng : PGS,TS. Nguyễn Hùng KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Đinh Vũ Bằng ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường, nay tôi đã hoàn thành đề tài luận văn cao học của mình, có được kết quả này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với Thầy PGS, TS. Nguyễn Hùng, người đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các Thầy trong bộ môn đã trang bị kiến thức bổ ích cho tôi, cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành nghiên cứu luận văn, cảm ơn Cha Mẹ đã sinh ra con. Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên Đinh Vũ Bằng iii TÓM TẮT Đề tài: Cải thiện ổn định quá độ máy phát điện gió nối lưới đã giải quyết các vấn đề sau : - Giới thiệu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của DFIG. - Giới thiệu các thiết bị FACTS. - Nguyên cứu các nguyên lý bù trong hệ thống điện. - Tổng quan về STATCOM - Mô hình hóa STATCOM trên phần mềm MATLAB/SIMULINK. - Mô phỏng ứng dụng STATCOM nhằm cải thiện đáp ứng quá độ của hệ thống điện gió nối lưới iv ABSTRACT Wind energy is increasingly exploited, including wind turbine to the control grid is posing problems to study. The objective of this project is: - Improving control systems DFIG using Statcom. - The simulation is based on MATLAB/SIMULINK - Simulation of the transient stability of wind generators using Statcom. Simulates 3-Bus and IEEE 14-bus power systems and compares the results with the classical offset method. The results show: STATCOM automatically compensates the reactive power with the optimum compensation capacity of the adjustment range shown in the figure and virtually remedies the voltage instability in the system. v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH .............................................. viii DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................x CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI ...........................................................................1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................1 1.2 Nhiệm vụ và mục tiêu của đề tài .......................................................................4 1.3 Những nghiên cứu cơ bản của đề tài ................................................................4 1.4 Kết quả đạt được ..............................................................................................5 Chương 2 TỔNG QUAN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ VÀ STATCOM........................6 2.1. Tổng quan về năng lượng điện gió...................................................................7 2.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phạm vi áp dụng máy phát điện gió nguồn kép DFIG. ..............................................................................................................12 2.2.1. Cấu tạo DFIG ..........................................................................................12 2.2.2. Nguyên lý hoạt động DFIG .....................................................................14 2.2.3. Phạm vi áp dụng DFIG ...........................................................................28 2.3 Statcom ............................................................................................................29 2.3.1. Tổng quan về Statcom.............................................................................29 2.3.2. Giới thiệu Statcom ..................................................................................29 2.3.3 Cấu trúc Statcom ......................................................................................29 2.3.4 Nguyên lý hoạt động statcom...................................................................30 2.3.5 Các giải thuật điều khiển Stacom .............................................................33 2.4 Hệ thống điều khiển Stacom. ..........................................................................35 2.4.1 Các đặc tính của Statcom .........................................................................36 vi 2.4.2 Mô hình hóa Statcom ...............................................................................38 2.4.3 Mô hình mạch ..........................................................................................42 2.4.4 Mô hình toán Statcom: .............................................................................44 2.5 Các ứng dụng của Statcom trong thực tế. .......................................................46 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI DÙNG STATCOM ........................................................................47 3.1. Mô phỏng Statcom trên công cụ Simulink.....................................................47 3.1.1. Mô hình Statcom trên Matlab/Simulink..................................................48 3.1.2. Các chức năng Statcom trên Matlab .......................................................49 3.2. Mô phỏng cải thiện ổn định quá độ máy phát điện gió nối lưới dùng Statcom ...............................................................................................................................49 3.2.2 Kết quả đạt được của mô hình IEEE 14 bus. ...........................................63 CHƯƠNG 4: KẾT QỦA VÀ KẾT LUẬN ...............................................................64 4.1 Kết quả đạt được của đề tài .............................................................................64 4.2 Kết luận ...........................................................................................................64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................66 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STATCOM (Static Synchronous Compensator): bộ bù đồng bộ tĩnh SSSC (Static Synchronous Series Compensator): dãy bù đồng bộ tĩnh FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System): hệ thống truyền tải điện xoay chiều. SVC (Static Var Compensator): bộ bù công suất phản kháng PLL (Phase Locked Loop): vòng khóa pha VSC (Voltage Source Converter): bộ chuyển đổi nguồn áp AC (Alternating Current): dòng điện xoay chiều DC (Direct Current): dòng điện một chiều GTO: Gate-TurnOff Thyristor IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor PWM: ( Pulse Width Modulation): Điều chế độ rộng xung MBA: Máy Biến Áp CSTD: Công Suất Tác Dụng CSPK: Công Suất Phản Kháng IG (Induction Generator): Máy phát điện gió cảm ứng DFIG (Doubly-Fed Induction Generator): Máy phát điện gió nguồn kép PID: Bộ điều khiển PID viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH Hình 1.1- Minh họa về tiêu chuẩn ITIC (CBEMA) ....................................................1 Hình 1.2- Minh họa về tiêu chuẩn SEMI F47 (Nguồn ABB) .....................................2 Hình 2.1: tua-bin-gió ...................................................................................................8 Hình 2.2: Công suất điện gió biển lắp đặt hàng năm 2013-2016 ..............................11 Hình 2.3: Mô hình các thành phần chính của turbine gió .........................................12 Hình 2.4: a) Cột tháp thanh sắt chéo (Lattice Tower); b) Cột tháp chằn giữ (Guyed Tower); c) Cột tháp tiêu chuẩn tự do (Free Tower) ..................................................14 Hình 2.5: Chế độ hoạt động dưới đồng bộ của DFIG ...............................................16 Hình 2.6: Chế độ hoạt động trên đồng bộ của DFIG ................................................17 Hình 2.7: Mô hình hoạt động đồng bộ của DFIG .....................................................18 Hình 2.8: Sơ đồ mạch điện tương đương của DFIG (mạch trục q) ..........................19 Hình 2.9: Sơ đồ mạch điện tương đương của DFIG (mạch trục d) ..........................19 Hình 2.10: Mạch tương đương mỗi pha của máy phát điện nguồn kép ....................21 Hình 2.11: Sơ đồ tổng thể điều khiển DFIG .............................................................22 Hình 2.12: Xây dựng bộ điều khiển vòng lặp bên trong dòng rotor .........................24 Hình 2.13: Xây dựng bộ điều khiển vòng lập bên ngoài công suất tác dụng và phản kháng .........................................................................................................................25 Hình 2.14: Điều khiển công suất của DFIG ..............................................................26 Hình 2.15: Cấu trúc của bô điều khiển bên rotor ......................................................27 Hình 2.16: Cấu trúc biến đổi của bộ điều khiển phía lưới ........................................28 Hình 2.17: Cấu trúc cơ bản của STATCOM.............................................................30 Hình 2.18: Nguyên lý hoạt động cơ bản STATCOM ...............................................30 Hình 2.19: Nguyên lý bù của bộ bù STATCOM ......................................................31 Hình 2.20: Trạng thái hấp thụ công suất phản kháng của bộ bù ...............................32 Hình 2.21: Trạng thái phát công suất phản kháng của bộ bù ....................................32 Hình 2.22: Sơ đồ khối của bộ điều khiển PID ..........................................................33 Hình 2.23: Hệ thống điều khiển của Statcom ...........................................................35 Hình 2.24: Đặc tính V-I của Statcom ........................................................................36 Hình 2.25: Đặc tính Q-V của Statcom ......................................................................37 Hình 2.26 Sơ đồ đường dây đơn của hệ thống điện kết nối Statcom. .......................38 ix Hình 2.27: Mô hình hệ thống học sử dụng Statcom .................................................39 Hình 2.28: Kết quả mô phỏng cho khi chưa có ngắn mạch Khi ngắn mạch pha A cho thấy kết quả hiển thị trên màng hình ..................................................................40 Hình 2.29: Kết quả mô phỏng khi có ngắn mạch......................................................40 Hình 2.30: Mô hình mạch .........................................................................................42 Hình 2.31: Mô hình hệ thống nghiên cứu .................................................................45 Hình 2.32: Bộ điều khiển cho Statcom. ....................................................................45 Hình 3.1: Mô hình Statcom trên Matlab. ..................................................................48 Hình 3.2: Sơ đồ đơn tuyến hệ thống điện gió IG nối lưới ........................................49 Hình 3.3: Các phần tử hệ thống, đường dây, máy biến áp trong Simulink...............50 Hình 3.4: Sơ đồ điều khiển STATCOM ...................................................................51 Hình 3.5: Nhà máy điện gió 9MW ............................................................................51 Hình 3.6: Các thông số hiệu chỉnh của nhà máy điện gió 9MW ..............................52 Hình 3.7: Các thông số hiệu chỉnh của turbine gió 9MW.........................................52 Hình 3.8: Kết quả mô phỏng của nhà máy điện gió 9MW .......................................53 Hình 3.9: Kết quả mô phỏng của turbine gió 9MW..................................................54 Hình 3.10: Mô hình điều khiển turbine gió IG .........................................................55 Hình 3.11: Mô hình điều khiển công suất nhà máy điện gió nối lưới ......................56 Hình 3.12: Sơ đồ khối bên trong Wind farm ............................................................56 Hình 3.13: Khảo sát tốc độ gió 9m/s .........................................................................57 Hình 3.14: Đáp ứng của turbine khi tốc độ gió thay đổi ...........................................58 Hình 3.15: Điều khiển công suất và điện áp tại nút B25 ..........................................58 Hình 3.16: Đáp ứng turbine 1 và 3 khi xảy ra ngắn mạch ........................................59 Hình 3.17: Công suất bù và điện áp đầu cực Statcom ..............................................60 Hình 3.18: Hệ thống điện IEEE 14 bus .....................................................................60 Hình 3.19: Mô hình IEEE 14-bus trong Matlab/ Simulink: ......................................61 Hình 3.20: Các đáp ứng tức thời của hệ thống nghiên cứu khi xảy ra ngắn mạch ba pha .............................................................................................................................62 x DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tiềm năng về năng luợng gió của Ðông Nam Á (Ngân hàng Thế giới) .....11 1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển nhanh của các loại phụ tải điện và yêu cầu ngày càng cao của khách hàng sử dụng điện, đặc biệt là các dây chuyền công nghệ sản xuất với độ chính xác cao, độ nhạy cao như các nhà máy sản xuất vi mạch, sản xuất bán dẫn… Hiện nay trên thế giới, các tiêu chuẩn chất lượng điện năng được sử dụng phổ biến là IEC 61000, EN50160, IEEE519…ngoài ra một số quốc gia xây dựng tiêu chuẩn chất lượng điện năng riêng như G5/4 (Anh), AS 2271 (Australia), PRCPQG-01/1998 (Thái Lan)... Đối với dao động điện áp, hai tiêu chuẩn được sử dụng phổ biến cho khả năng kháng dao động của hệ thống công nghệ tin học là Information Technology industry Council ITIC (CBEMA) curve (1996) và của dây chuyền công nghệ sản phẩm linh kiện bán dẫn SEMI F47-0706 Specification for Semiconductor Processing Equipment Voltage Sag Immunity. Vùng hạn chế Điện áp Vùng hệ thống nhà máy bị ảnh hưởng song không làm hư hỏng thiết bị Chu kỳ Hình 1.1- Minh họa về tiêu chuẩn ITIC (CBEMA) Biên độ sụt áp 2 Các sụt áp màu hồng ảnh hưởng tới hoạt động nhà máy. Số chu kỳ sụt áp (cycles) Hình 1.2- Minh họa về tiêu chuẩn SEMI F47 (Nguồn ABB) Việt Nam là một quốc gia thành viên của Tổ chức thương mại thế giới (WTO) đang chuyển mình để hòa nhập cùng với các nước trên thế giới, theo đó, sẽ xuất hiện ngày càng nhiều phụ tải với yêu cầu về chất lượng điện năng ngày càng cao trên lưới điện Việt Nam. Tuy nhiên, chưa có nhiều công trình nghiên cứu về chất lượng điện năng đối với lưới điện Việt Nam được công bố. Ngày nay, việc phát triển kỹ thuật thyristor công suất lớn đã mở ra những khả năng mới, một trong số đó là việc ra đời và ứng dụng các thiết bị FACTS có nhiệm vụ bù tĩnh, điều chỉnh nhanh công suất lớn như STATCOM (Static Synchronous Compensator), SVC (Static Var Compensator), TCSC (ThyristorControlled Series Capacitor)…Ứng dụng của thiết bị FACTS có thể được dùng trong 3 trạng thái của hệ thống, bao gồm: trạng thái xác lập (thông thường), trạng thái quá độ (thông thường) và trạng thái xác lập sau quá độ. Các thiết bị FACTS có thể điều chỉnh công suất tác dụng và công suất phản kháng, điều chỉnh điện áp, giảm dao động công suất,… Một trong đại diện của các thiết bị FATCS, với khả năng đáp ứng nhanh linh hoạt đó là STATCOM, hay có tên gọi khác là thiết bị chuyển đổi nguồn áp. STATCOM là kỹ thuật được sử dụng như một nguyên lý làm việc của bộ bù ngang ứng động để điều khiển công suất tác dụng và công suất phản khảng trên hệ thống điện truyền tải và phân phối. 3 STATCOM có khả năng phát hoặc thu công suất phản kháng, mà công suất phản kháng này có thể được thay đổi để điều khiển các thông số của hệ thống điện. STATCOM có thể cải thiện hiệu quả vận hành hệ thống điện như sau: - Điều khiển điện áp động trong hệ thống truyền tải và phân phối. - Ổn định quá độ. - Điều khiển nhấp nháy điện áp - Không chỉ điều khiển công suất phản kháng mà còn điều khiển công suất tác dụng nếu cần. Với những khả năng trên, STATCOM có thể được ứng dụng trong việc cải thiện chất lượng điện áp, đặc biệt là các khu vực lưới điện gần với khách hàng sử dụng điện với yêu cầu về điện áp chất lượng cao. Hệ thống điều khiển là bộ não của STATCOM đối với việc điều khiển bù ứng động công suất phản kháng cho hệ thống điện. Trên cơ sở các yêu cầu vận hành, dạng ứng dụng, cấu trúc hệ thống và tối ưu tổn hao, các thông số điều khiển chủ yếu được điều khiển để đạt được hiệu suất mong muốn và rất nhiều phương pháp điều khiển dựa trên mạch động lực của STATCOM đã được nghiên cứu. Nhiều kỹ thuật điều khiển cũng được đề xuất để thực hiện như kỹ thuật điều khiển PI, PID, điều chế độ rộng xung (PMW). Xu hướng ngày nay, nhằm cải thiện giải thuật điều khiển, người ra bắt đầu nghiên cứu thử các kỹ thuật điều khiển khác như: điều khiển mờ, nơ-ron, nơ-ron mờ. Tuy nhiên với các giải thuật điều khiển thuộc các công trình nghiên cứu trước đây có một số hạn chế sau: - Đối với giải thuật điều khiển PI, PID không đáp ứng tốt trong các chế độ vận hành khác nhau. - Một số công trình nghiên cứu không giám sát điện áp một chiều (DC) trong quá trình làm việc và điều khiển STATCOM. Ngoài ra, Việt Nam chưa nhiều công trình nghiên cứu về STATCOM được công bố. Đối với các công trình đã công bố, hầu hết tập trung chủ yếu vào việc lựa chọn và xác định vị trí tối ưu để lắp đặt trên lưới điện, nâng cao ổn định điện áp, ứng dụng trong truyền tải điện năng và chưa có nhiều công bố về giải thuật điều 4 khiển STATCOM đối với các bài toán hệ thống điện. Do đó, để tạo môi trường thuận lợi và có cơ sở hạ tầng tốt (trong đó có hạ tầng về cung cấp điện với chất lượng cao) nhằm thu hút các nhà đầu tư nước ngoài trong lĩnh vực công nghệ cao, vấn đề chất lượng điện áp cần phải được nghiên cứu nhiều hơn. Và việc nghiên cứu giải thuật điều khiển tiên tiến khác và áp dụng vào việc điều khiển STATCOM nhằm nâng cao chất lượng của bộ điều khiển, nâng cao hiệu quả làm việc của STATCOM và góp phần vào việc cải thiện chất lượng điện áp, đặc biệt đối với các khu vực gần với khách hàng sử dụng điện là thực sự cần thiết. Đảm bảo chất lượng điện áp khi vận hành bình thường hoặc ổn định sau khi chịu tác động nhiễu là rất cần thiết và quan trọng, đó là lý do tác giả lựa chọn đề tài “Cải thiện ổn định quá độ máy phát điện gió nối lưới dùng Statcom” nhằm nghiên cứu ứng dụng thiết bị bù đồng bộ tĩnh STATCOM vào hệ thống điện gió nối lưới để điều khiển công suất và cải thiện đặc tính quá độ của hệ thống khi xảy ra ngắn mạch 3 pha. 1.2 Nhiệm vụ và mục tiêu của đề tài - Nghiên cứu lý thuyết ổn định của hệ thống điện. Tổng quan về Statcom và ứng dụng của nó vào hệ thống điện để cải thiện đáp ứng động của hệ thống. - Mô phỏng hệ thống điện gió nối lưới trên môi trường Matlab/Simulink dùng Statcom để điều khiển công suất và cải thiện đáp ứng quá độ. 1.3 Những nghiên cứu cơ bản của đề tài - Giới thiệu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của DFIG. - Giới thiệu các thiết bị FACTS. - Nguyên cứu các nguyên lý bù trong hệ thống điện. - Tổng quan về STATCOM - Mô hình hóa STATCOM trên phần mềm MATLAB/SIMULINK. - Mô phỏng ứng dụng STATCOM nhằm cải thiện đáp ứng quá độ của hệ thống điện gió nối lưới 5 1.4 Kết quả đạt được - Xem xét mô hình hệ thống điện gió nối lưới nguồn kép, mô phỏng ứng dụng Statcom để nâng cao hiệu quả vận hành trong xác lập và quá độ của hệ thống điện gió nối lưới. 6 Chương 2 TỔNG QUAN MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ VÀ STATCOM Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu tố không thể thiếu được của các hoạt động kinh tế chính trị quốc phòng an ninh….. Khi mức sống của người dân càng cao, trình độ sản xuất của nền kinh tế ngày càng hiện đại thì nhu cầu về năng lượng cũng ngày càng lớn.Và việc thỏa mãn nhu cầu này thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi quốc gia. Với mục đích đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng (xét đến yếu tố bảo vệ môi trường và tính kinh tế), những nguồn năng lượng sạch đã và đang được thế giới quan tâm nhiều hơn, và là một trong những lựa chọn cho ngành năng lượng thay thế trong tương lai. Nguồn năng lượng sạch đang được quan tâm như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều…Tất cả những loại năng lượng sạch này góp phần rất lớn vào việc thay đổi cuộc sống của nhân loại, cải thiện thiên nhiên, môi trường... Trong chiến lược phát triển năng lượng của nhiều quốc gia có tiềm năng về Phong điện, năng lượng gió được xem như là nguồn năng lượng sạch và vô tận. Ưu điểm của năng lượng gió là dễ khai thác, công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và chi phí vận hành tương đối thấp. Tuy nhiên nếu muốn đẩy mạnh việc khai thác nguồn năng lượng này trong tương lai, công nghệ phải ngày càng hoàn thiện, năng suất chuyển đổi gió thành điện ngày càng cao. Hệ thống truyền tải điện ngày nay là một mạng phức tạp. đường dây truyền tải điện kết nối tất cả các nhà máy điện và tất cả các điểm phụ tải chính trong hệ thống điện. Các đường dây truyền tải nguồn công suất lớn theo hướng đi có sự kết nối của hệ thống truyền tải để đạt được sự phân bố công suất như mong muốn. Hơn nữa, đặc điểm chính của hệ thống truyền tải điện ngày nay là có nhiều cấu trúc mạch vòng, trái với hệ thống truyền tải điện trước đây có nhiều cấu trúc hình tia, cung cấp công suất từ máy phát đến phụ tải xác định. Việc truyền tải công suất ở trạng thái tĩnh có thể bị giới hạn bởi sự phân bố