CHUYÊN đề THỰC tế tìm HIỂU NHÀ máy điện GIÓ PHƯƠNG MAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG -o0o - CHUYÊN ĐỀ THỰC TẾ TÌM HIỂU NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ PHƯƠNG MAI GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: ThS Võ Minh Thiện Hồ Chí Tính 1800844 Ks Trần Trung Khánh Phạm Văn Rót 1800439 Nguyễn Lê Thuật 1800335 CẦN THƠ, THÁNG NĂM 2022 download by : skknchat@gmail.com NHẬN XÉT NHẬN XÉT Sinh viên thực 1: ………………………………………Ký tên ………… Sinh viên thực 2: ………………………………………Ký tên ………… Sinh viên thực 3: ………………………………………Ký tên ………… Lớp: ………………………………… ….……… …… Khóa: ……… ĐIỂM NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… GIẢNG VIÊN II GIẢNG VIÊN I Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC HÌNH iii DANH MỤC BẢNG v LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1 Khái quát chung 1.2 Lợi ích lượng điện gió 1.3 Tình hình lượng điện gió giới tiềm gió Việt Nam 1.3.1 Tình hình lượng điện gió giới 1.3.2 Tiềm gió Việt Nam 1.4 Giới thiệu Turbine gió 13 1.4.1 Các dạng Turbine gió 13 1.4.2 Tính dạng turbine gió 14 1.4.3 Cấu tạo turbine gió 20 1.4.4 Nguyên lý làm việc turbine gió 23 1.5 Tính tốn lượng điện gió 24 1.5.1 Tốc độ gió mối liên hệ cơng suất 24 1.5.2 Diện tích quét cánh turbine 27 1.5.3 Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất lên mật độ khơng khí 28 1.5.4 Ảnh hưởng chiều cao trụ tháp 29 1.5.5 Đo gió 30 1.5.6 Đánh giá chất lượng điện gió 31 1.6 Các bước tiến hành xây dựng nhà máy điện gió 32 1.6.1 Khảo sát đo gió 32 1.6.2 Lắp đặt turbine gió 34 CHƯƠNG II: NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ PHƯƠNG MAI 39 2.1 Tổng quan nhà máy 39 2.2 Dự án đầu tư phát triển 40 2.3 Qui trình lắp đặt, điều khiển giám sát nhà máy 42 2.3.1 Qui trình lắp đặt 42 Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com i MỤC LỤC 2.3.2 Điều khiển, giám sát nhà máy 44 2.3.3 Chức hệ thống SCADA điều khiển giám sát nhà máy 46 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA 48 3.1 Yêu cầu chung kết nối lưới điện 48 3.2 Kết nối lưới 50 3.3 Phương pháp kết nối lưới 51 3.4 Điều khiển công suất 52 3.5 Sử dụng DG vào hệ thống lưới phân phối 52 3.5.1 Giới thiệu DG (Distributed Generrator) 52 3.5.2 Ứng dụng DG (Distributed Generator) 54 3.6 Ảnh hưởng DG lưới phân phối 54 3.7 Các toán vận hành 55 3.7.1 Bài toán phối hợp bảo vệ lưới phân phối có DG 56 3.7.2 Bài toán đánh giá trạng thái hệ thống lƣới phân phối có DG 57 3.7.3 Dữ liệu lưới phân phối 58 3.7.4 Chức đánh giá trạng thái trình vận hành lưới phân phối 60 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com ii DANH MỤC HÌNH DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Các trụ điện gió Hình 1.2 Tiềm kỹ thuật điện gió bờ 10 Hình 1.3 Tiềm kỹ thuật điện gió biển 10 Hình 1.4 Hình dạng Turbine gió 13 Hình 1.5 Turbine gió trục ngang 14 Hình 1.6 Turbine gió trục thẳng đứng Anh 16 Hình 1.7 Turbine gió Darriues 16 Hình 1.8 Turbine gió Savonius 17 Hình 1.9 Turbine gió xi 18 Hình 1.10 Turbine gió khơng cánh 18 Hình 1.11 Counter – Rotating 19 Hình 1.12 Cấu tạo turbine gió 21 Hình 1.13 Đồ thị biểu diễn liên quan vận tốc cơng suất 23 𝑉 Hình 1.14 Mối liên hệ hiệu suất rotor tỉ lệ 26 𝑉 Hình 1.15 Đồ thị biểu diễn hiệu suất cánh quạt thay đổi theo tỷ số 𝑉0 𝑉 27 Hình 1.16 Đồ thị thể mối tương quan công suất vận tốc gió 28 Hình 1.17 Bảng ảnh hưởng độ cao lên mật độ gió 29 Hình 1.18 Bảng ảnh hưởng nhiệt độ lên mật độ gió 29 Hình 1.19 Thiết bị đo tốc độ 30 Hình 1.20 Mối liên hệ đường kính turbine cơng suất 31 Hình 1.21 Bộ phận đo gió 32 Hình 1.22 Xây dựng móng thân tháp gió 33 Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.23 Lắp đặt turbine vào thân tháp gió 34 Hình 1.24 Lắp đặt trục quay turbine vào tháp gió 34 Hình 1.25 Lắp ráp cánh turbine vào phận rotor 35 Hình 1.26 Trục phận tăng tốc turbine gió 35 Hình 1.27 Kiểm tra lại thông số đạt 36 Hình 1.28 Tủ điều khiển lưới điện 36 Hình 1.29 Mơ hình nhà máy điện gió đất liền 37 Hình 1.30 Mơ hình trại gió đất liền ngồi khơi 37 Hình 1.31 Mơ hình nhà máy điện gió ngồi biển 38 Hình 2.1 Mơ hình turbine gió 1.8MW 43 Hình 2.2 Sơ đồ phân phối nhà máy 47 Hình 3.1 sơ đồ mạch nghịch lưu ba pha 50 Hình 3.2 Cấu trúc biến tần 52 Hình 3.3 Vị trí máy phát phân bố hệ thống điện 53 Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com iv DANH MỤC BẢNG DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 - Quy hoạch điện gió vùng dự kiến tới năm 2030: 11 Bảng 1.2 - Tiềm lượng gió 11 Bảng 1.3 - Yếu tố suất gió 12 Bảng 1.4 - Thông số 21 Bảng 1.5 - Sự phụ thuộc vận tốc gió vào chiều cao địa hình 30 Bảng 1.6 - Các thông số kỹ thuật loại turbine 31 Bảng 1.7 - Độ cao tháp phụ thuộc tốc độ gió 33 Bảng - Đặc điểm turbine gió 1.8MW 43 Bảng - Quan hệ thời gian trì tối thiểu tần số 48 Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com v LỜI NÓI ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, thiếu hụt lượng khắp giới vấn đề sử dụng lượng an toàn dẫn đến ngày có nhiều quan tâm đến phát điện từ nguồn lượng tái tạo Các lợi ích từ nguồn lượng tái tạo thừa nhận rộng rãi Trong số nguồn lượng tái tạo lượng gió xem nguồn lượng sạch, thân thiện với môi trường nguồn lượng tương lai Việc phát triển lượng điện kéo theo vấn đề môi trường Trong nhà máy thuỷ điện không hoạt động hết cơng suất nhà máy nhiệt điện lại gây ô nhiễm môi trường nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà kính Cho nên vấn đề hàng đầu đặt phát triển xây dựng phải đảm bảo vấn đề vệ sinh môi trường Trên thực tiễn đó, cần phải tìm nguồn lượng tái sinh để thay Năng lượng gió nguồn lượng thiên nhiên vô tận, nguồn lượng tái tạo không gây ô nhiễm môi trường Tận dụng nguồn lượng để biến thành nguồn lượng điện phục vụ nhu cầu người Việc xây dựng nhà máy điện gió góp phần đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện tạo cảnh quan du lịch Nhà máy điện gió Phương Mai điển hình Nhà máy cung cấp điện cho khu cơng nghiệp Nhơn Hội tạo điều kiện phát triển cho nghành cơng nghiệp tỉnh Bình Định, bên cạnh góp phần thúc đẩy phát triển du lịch tỉnh Bình Định Với lý nhóm chúng tơi chọn đề tài: “Tìm hiểu nhà máy điện gió Phương Mai” Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan lượng gió Chương 2: Nhà máy điện gió Phương Mai Chương 3: Kết nối hệ thống điện lưới quốc gia Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1 Khái quát chung Hiện với phát triển công nghiệp đại hố nhu cầu lượng cần thiết cho phát triển đất nước Vấn đề đặt phát triển nguồn lượng cho phù hợp mà không ảnh hưởng tới môi trường cảnh quang thiên nhiên Trong đó, nguồn lượng than đá, dầu mỏ, khí đốt ngày cạn kiệt gây ô nhiễm môi trường nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Để giảm vấn đề ta phải tìm nguồn lượng tái tạo, lượng để thay hiệu quả, giảm nhẹ tác động lượng đến tình hình kinh tế an ninh trị quốc gia Nhận thấy tầm quan trọng vấn đề lượng để phát triển Việt Nam có quan điểm sách sử dụng lượng hiệu nguồn lượng tái sinh có lượng gió Năng lượng gió nguồn lượng tự nhiên dồi phong phú, ưu tiên đầu tư phát triển Việt Nam Nhiều dự án cơng trình khởi công xây dựng với quy mô vừa nhỏ tiêu biểu điện gió bán đảo Bạch Long Vĩ có cơng suất khoảng 800kW cơng trình phong điện Phương Mai III tỉnh Bình Định xây dựng Năng lượng điện gió nguồn lượng có tìm lớn Nhà máy điện gió xây dựng vùng nông thôn Mỹ vào năm 1890 Ngày cơng nghệ điện gió phát triển mạnh có cạnh tranh lớn, với tốc độ phát triển khơng lượng điện chiếm phần lớn thị trường lượng giới 1.2 Lợi ích lượng điện gió Năng lượng điện gió ngày phát triển với lượng mặt trời tính chất bảo vệ mơi trường khai thác Ở Việt Nam, có nhà máy điện gió hoạt động phục vụ mạng lưới điện cho khu vực, giảm tải lưới điện quốc gia, góp phần đáp ứng nhu cầu sử dụng điện người dân khai thác tiềm hiệu kinh tế Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG GIĨ Lợi ích lượng gió mang lại bao gồm:  Dễ khai thác - khơng gây nhiễm mơi trường  Có lợi diện tích khai thác  Hiệu mặt chi phí  Góp phần làm giảm phụ thuộc thuỷ điện  Tạo công ăn việc làm Dễ khai thác – không gây ô nhiễm môi trường: Năng lượng điện gió nguồn lượng tái tạo vả dễ khai thác Việt Nam thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa điều kiện thuận lợi để khai thác “nguồn gió” lớn khu vực Đơng Nam Á Là nguồn lượng – không gây ô nhiễm diện rộng nhiên liệu hóa thạch Có lợi diện tích khai thác: Khác với lượng mặt trời, việc khai thác lượng gió có lợi diện tích khai thác Sau lắp đặt turbine, khu vực sử dụng cho canh tác hoạt động nơng nghiệp khác Turbine gió xây dựng nơng trại, điều kiện kinh tế cho vùng nông thôn Những người nông dân chủ trang trại tiếp tục cơng việc đất họ turbine gió sử dụng phần nhỏ đất trồng Hiệu mặt chi phí: Chi phí sản xuất thấp, khơng tổn hao lượng trình vận hành sản xuất lượng điện gió cạnh tranh với nguồn lượng khác than đá, khí đốt Nhờ vào cơng nghệ đại, lượng gió trở nên rẻ đáp ứng nhu cầu lượng Chi phí lắp đặt turbine gió thấp so với nhà máy điện than mà không ô nhiễm môi trường Năng lượng điện gió khơng tạo khí CO2 điện than, xây dựng, nhà đầu tư không cần đầu tư máy móc xử lý mơi trường Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA Từ 49 Hz đến 51 Hz Phát liên tục Trên 51 Hz đến 51,5 Hz 30 phút Trên 51,5 Hz đến 52 Hz 01 phút Khi tần số hệ thống điện lớn 51 Hz, nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời phải giảm cơng suất tác dụng với tốc độ không nhỏ 01 % cơng suất định mức giây Nhà máy điện gió nhà máy điện mặt trời phải có khả điều chỉnh công suất phản kháng điện áp Nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời thời điểm nối lưới phải có khả trì vận hành phát điện tương ứng với dải điện áp điểm đấu nối thời gian sau:  Điện áp 0,3 pu, thời gian trì tối thiểu 0,15 giây  Điện áp từ 0,3 pu đến 0,9 pu, thời gian trì tối thiểu tinh theo công thức sau: Tmin= x U - 0,6 Trong đó: Tmin (giây): Thời gian trì phát điện tối thiểu U (pu): Điện áp thực tế điểm đấu nối tính theo đơn vị pu  Điện áp từ 0,9 pu đến 1,1 pu, nhà máy điện gió nhà máy điện mặt trời phải trì vận hành phát điện liên tục  Điện áp từ 1,1 pu đến 1,15 pu, nhà máy điện gió nhà máy điện mặt trời phải trì vận hành phát điện thời gian 03 giây  Điện áp từ 1,15 pu đến 1,2 pu, nhà máy điện gió nhà máy điện mặt trời phải trì vận hành phát điện thời gian 0,5 giây Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 49 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA Nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời phải đảm bảo khơng gây thành phần thứ tự nghịch điện áp pha điểm đấu nối 01 % điện áp danh định Nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời phải có khả chịu thành phần thứ tự nghịch điện áp pha điểm đấu nối tới 03 % điện áp danh định cấp điện áp từ 220 kV trở lên Tổng mức biến dạng sóng hài nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời gây điểm đấu nối không vượt giá trị 03 % Mức nhấp nháy điện áp nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời gây điểm đấu nối không vượt giá trị quy định Điều Thông tư qui định hệ thống truyền tải số: 25/2016/TT – BCT 3.2 Kết nối lưới Hiện nay, turbine gió lắp đặt loại biến đổi tốc độ Việc biến đổi tần số máy phát ngõ chỉnh lưu chiều sau nghịch lưu xoay chiều với trị hiệu dụng tần số thay đổi để hoà lưới Các phận biến đổi nhà sản xuất định sẵn turbine máy phát tự điều chỉnh điện áp ngõ ra, tần số phù hợp với lưới điện Bộ nghịch lưu xoay chiều Hình 3.1 sơ đồ mạch nghịch lưu ba pha Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 50 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA Mạch điện tử công suất sử dụng để chuyển từ chiều sang xoay chiều gọi nghịch lưu Ngõ vào nghịch lưu lấy từ ngõ chiều nhà máy gió Điện áp pha nghịch lưu tính sau: 𝑉𝑝ℎ = 2√2 𝜋 𝑐𝑜𝑠 ( ) 𝑉𝐷 𝜋 3.3 Phương pháp kết nối lưới Tùy vào đặc tính máy phát ta có phương pháp kết nối khác Máy phát kiểu cảm ứng ta nối trực tiếp với lưới mà khơng cần biến tần Đối với loại thì:  Cấu trúc đơn giản  Có cơng suất thay đổi thay đổi vận tốc gió  Có dịng vào lớn kết nối với mạng lưới điện  Có tiếng ồn lớn tăng tốc cánh rotor gây Đối với loại máy phát đồng khơng đồng ta sử dụng biến tần Ta có đặc điểm sau:  Bộ biến tần không điều khiển  Bộ biến tần điều khiển bán phần  Bộ biến tần điều khiển toàn phần Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 51 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA Hình 3.2 Cấu trúc biến tần Bộ biến tần sử dụng để cung cấp điện cho tải tiêu thụ với tần số phù hợp với tần số lưới Tuỳ thuộc vào thiết kế biến tần mà ảnh hưởng tới máy phát mạch IC Điều không xảy ta sử dụng cầu chỉnh lưu không điều khiển, sử dụng biến tần xung, thông số máy phát sử dụng qua độ lớn pha máy phát 3.4 Điều khiển công suất Điện áp dịng điện đặc biệt đo 128 lần chu kỳ dòng điện xoay chiều Trên sở xử lý DSP tính tốn ổn định tần số lưới, công suất thực công suất phản kháng turbine Để bảo đảm chất lượng cơng suất điều chỉnh đóng mở số lượng lớn tụ điện, nhiệm vụ tụ điều chỉnh công suất phản kháng (góc lệch pha điện áp dịng) 3.5 Sử dụng DG vào hệ thống lưới phân phối 3.5.1 Giới thiệu DG (Distributed Generrator) Năng lượng sử dụng nhiều lượng hố thạch, lượng hóa thạch lượng hữu hạn đáp ứng cho nhu cầu người vài chục năm Ngoài lượng hố thạch cịn gây nên nhiễm môi trường nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính Để giải vấn đề phải tìm nguồn lượng tái Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 52 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA sinh, lượng tự nhiên để thay Sử dụng nguồn lượng tái sinh hiệu quả, sử dụng máy phát công suất nhỏ gọi máy phát phân bố gọi tắt DG Các máy phát cung cấp trực tiếp cho hộ tiêu thụ nói cách khác chúng đưa trực tiếp điện vào lưới phân phối Khi lượng điện cịn dư đẩy lên lưới điện truyền tải để truyền tải cho nơi khác Hình 3.3 Vị trí máy phát phân bố hệ thống điện Vì DG thường sử dụng với nguồn lượng tài sinh có cơng suất vừa nhỏ ưu tiên cung cấp điện cho khu vực Vì DG có ưu điểm sau:  Về phía nhà cung cấp:  Giảm tổn thất điện lưới phân phối truyền tải nguồn DG phát trực tiếp vào lưới phân phối  DG làm giảm phụ thuộc khách hàng vào nguồn phát trung tâm  Máy phát phân bố làm đa dạng hoá nguồn lượng điện, tận dụng nguồn lượng sẵn có địa phương  DG nâng cao chất lượng điện Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 53 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA  DG sử dụng nguồn lượng không gây nhiễm mơi trường  Về phía khách hàng tiêu thụ:  DG nâng cao hiệu suất lượng giảm tổn thất lượng nhờ kết hợp với nguồn điện sẵn có địa phương  DG góp phần nâng cao độ tin cậy sử dụng nguồn dự phòng 3.5.2 Ứng dụng DG (Distributed Generator) DG cung cấp nguồn lượng liên tục Cung cấp cho khách hàng dùng điện 6000h/năm Vì DG sử dụng nhiều ngành chế biến thực phẩm, công nghệ chất dẻo, cơng nghệ hố học Trong lĩnh vực thương mại DG dùng nhiều khoa dự trữ DG dùng chạy công suất đỉnh Các máy phát hoạt động giảm bớt áp lực nhu cầu điện, hạn chế việc mua điện thời gian giá cao Ưu điểm bật DG chạy đỉnh chi phí lắp đặt thấp, khởi động nhanh, chi phí bảo trì ổn định mức thấp DG cung cấp nguồn lượng DG sử dụng nguồn lượng tái sinh lượng gió, lượng mặt trời Các nguồn không gây ô nhiễm môi trường Các nguồn lượng tái tạo không sử dụng máy phát công suất lớn phát trực tiếp vào lưới điện DG cung cấp nguồn lượng phụ trợ Nguồn dự trữ: Máy phát làm việc không tải hoạt động đồng thời sẵn sàng ứng phó Nguồn dự trữ, nguồn bổ sung: vận hành bên độc lập với hệ thống hệ thống yêu cầu cung cấp thời gian ấn định 3.6 Ảnh hưởng DG lưới phân phối DG làm thay đổi mạnh mẽ vào hệ thống nguồn phát, nguồn phát tập trung hay phân bố, chúng hợp thành hệ thống điện thống Công suất Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 54 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA nguồn phát phụ thuộc vào nguồn sơ cấp địa phương Các nguồn phát biết nguồn lượng phân bố DG nguồn phát có cơng suất từ vài chục kW đến vài vài chục MW nguồn bơm trực tiếp vào lưới phân phối để cấp điện cho lưới phân phối DG thay đổi lưới phân phối cách mạnh mẽ thay điện sản xuất từ nhà máy có cơng suất lớn truyền tải đến hộ tiêu thụ, DG giúp ích khách hàng sau:  Có mức độ độc lập định với nguồn điện lực  Nâng cao độ tin cậy nguồn cung cấp  Giảm chi phí  Chất lượng điện tốt  Thân thiện với môi trường Tuy nhiên việc kết nối DG không dựa độ sụt áp cho phép bị giới hạn khả mang dòng thiết bị, khả xác định thông qua khả tải nhiệt mà chịu đựng 3.7 Các toán vận hành Để phát triển thành công nguồn phát lưới với hệ thống DG yêu cầu phải xây dựng mơ hình tốn học cho:  Sự kết nối DG  Bảo vệ lưới phân phối  Chất lượng điện  Thu thập số liệu, điều khiển DG hệ thống lưới SCADA  Tối ưu cân tải  Phân tích độ ổn định lưới phân phối  Phân tích độ tin cậy Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 55 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA  Đánh giá trạng thái lưới phân phối có DG Có nhiều tốn đánh giá trạng thái hệ thống điện có máy phát phân phối DG như:  Bài toán phối hợp bảo vệ lưới phân phối có DG  Bài tốn đánh giá độ tin cậy hệ thống  Bái toán định lượng số kỹ thuật  Bài toán vận hành DG nhằm tối ưu hàm chi phí  Bái tốn đánh giá trạng thái lưới phân phối có DG Các tốn vận hành DG phức tạp nhiên ta biết ưu điểm vận hành DG có nhiều thuận lợi Trong phần ta nguyên cứu cách bảo vệ lưới phân phối có DG đánh giá trạng thái làm việc hệ thống lưới phân phối có DG Qua ta tìm ưu nhược 58 điểm hệ thống, để phát triển nâng cao ưu điểm khắc phục nhược điểm 3.7.1 Bài toán phối hợp bảo vệ lưới phân phối có DG Tất hệ thống phân phối điện áp thấp có cấc trúc hình tia Chúng lấy lượng thông qua hay nhiều máy biến áp (giảm áp) Trong đó, hệ thống lưới trung áp có cấu trúc kín vận hành hở  Bảo vệ máy biến áp phân phối: Việc bảo vệ DG phải đáp ứng nhu cầu người sở hữu người vận hành đơn vị máy phát hệ thống điện Để chuẩn hoá việc bảo vệ DG, Thuỵ Điển người ta tiêu chuẩn AMP việc kết nối máy phát công suất nhỏ với hệ thống Những tiêu chuẩn dựa chất lượng điện quốc gia bao gồm bảo vệ khác nối đất, bù công suất phản kháng, sóng hài, giao động, bảo vệ đo lường Những chức bảo vệ bảo vệ máy phát turbine khỏi bị hư hại khí, q nhiệt hỏng cách điện Ngồi cần phải bảo vệ ngắn mạch, điện áp tần số bất thường đổi chiều công suất đối xứng Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 56 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA  Bảo vệ ngắn mạch: cố bảo vệ ngắn mạch máy phát hay cáp nối máy biến áp làm dòng ngắn mạch tăng cao, gây hư hại thiết bị phải bảo vệ DG cách sử dụng cầu chì hay CB kết hợp với relay để bảo vệ  Bảo vệ bất đối xứng: Yêu cầu bảo vệ DG cố bất đối xứng, có ngắn mạch bất đối xứng hay cố hở pha hệ thống làm cho dòng bất đối xứng tăng lên  Bảo vệ hệ thống Đa số hệ thống lưới phân phối hạ áp bảo vệ cầu chì Đối với hệ thống trung áp nối đất qua tổng trở cao người ta sử dụng bảo vệ ngắn mạch nhằm phát cố ngắn mạch nhiều pha cố chạm đất Để bảo vệ cố người ta sử dụng CB Khi gặp cố chạm đất thông thường người ta cắt CB pháp tuyến trung gian  Ảnh hưởng DG hệ thống bảo vệ DG cung cấp phần cơng suất cho tải dịng cố Hiện nay, hầu hết lưới phân phối trang bị hệ thống bảo vệ dòng nhằm loại bỏ cố cách mở CB hay làm chảy cầu chì khu vực phía cố Với có mặt DG, cố ngắn mạch nhiều trường hợp xử lý thiết bị tương tự cần phải phối hợp chặt chẽ việc bảo vệ Yêu cầu tối thiếu hệ thống phải có bảo vệ ngắn mạch bảo vệ cố chạm đất tất vị trí mà dịng cố cung cấp vào hệ thống 3.7.2 Bài toán đánh giá trạng thái hệ thống lƣới phân phối có DG Có nhiều phương pháp để đánh giá trạng thái lưới phân phối: phương pháp bình phương tối thiểu có gia trọng (WLS) Phương pháp WLS với ràng 60 buộc, phương pháp đánh giá cực tiểu hàm trị tuyệt đối, phương pháp đánh giá Huber, áp dụng cơng nghệ IA vào tốn đánh giá trạng thái sở phương pháp WLS với việc đề xuất áp dụng mạng neural Bài toán đánh giá trạng thái lưới phân phối tốn lớn có nhiều tốn nhỏ như: Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 57 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA  Bài toán định vị đo lường  Bài toán đánh giá tải, đo lường  Bài toán nhận dạng liệu xấu  Bài tốn nhận dạng sai số cấu hình  Bài tốn đánh giá điện áp, góc pha nút lưới Những năm gần nhu cầu thị trường hoá nâng cao chất lượng điện năng, công ty điện bắt đầu tập trung vào lưới phân phối Ngồi ra, theo khuynh hướng tự động hố máy phát nhỏ tư nhân bơm thẳng vào lưới phân phối để giảm bớt vai trị cơng ty điện Sự diện máy phát nhỏ lưới phân phối tự động hoá dẫn đến nhu cầu đầu tư vào tự động hoá lưới phân phối lắp đặt hệ SCADA đời DMS 3.7.3 Dữ liệu lưới phân phối  Dữ liệu đầu vào Dữ liệu đầu vào toán đánh giá trạng thái lưới phân phối bao gồm tất giá trị liên quan tới trang thái tĩnh trạng thái Các giá trị trạng thái lấy từ số trạng thái phần chung tất phần tử chúng bao gồm:  Tập hợp tất thiết bị lưới cần đánh giá: hệ thống nút, máy phát, đường dây, thiết bị đóng cắt… Với đặc trưng vật lý chúng trở kháng, chiều dài…  Sơ đồ nối dây phần tử lưới  Hàm đánh giá trạng thái đánh giá tập hợp giá trị bao gồm đo lường thực số đo giả khác (P, Q, V )  Đo lường biên độ điện áp nút đưa giá trị điện áp trường hợp xem số đo giả  Công suất tác dụng công suất phản kháng bơm vào nút đưa giá trị xem số giả Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 58 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA  Dòng điện bơm vào nút đưa giá trị xem số giả Giá trị dòng điện đưa nhờ hàm đánh giá tải hàm dự đoán tải  Trạng thái thiết bị đóng cắt  Dữ liệu đầu Đầu đánh giá trạng thái mô tả hồn tồn mơ hình lưới điện, vùng quan sát lưới, kể vùng không quan sát Chúng bao gồm tất giá trị số giá trị:  Trạng thái thiết bị đóng cắt  Nhận dạng vùng không quan sát  Điện áp nút vùng quan sát  Công suất tác dụng, phản kháng nút vùng quan sát  Công suất tụ bù vùng quan sát  Công suất tác dụng, phản kháng tải  Công suất tác dụng, phản kháng nhánh  Công suất tác dụng, phản kháng máy phát  Dòng điện nhánh… Những giá trị tập hợp liệu đầu toán đánh giá trạng thái Một số phương pháp cho đầy đủ liệu này, nhiên có số phương pháp đưa số giá trị tương ứng với đầu vào Phương pháp đánh giá trạng thái hệ thống lưới phân phối  Hệ thống: Hệ thống phân phối bao gồm tất pháp tuyến, có dạng hình tia, nhánh pha, hai pha, ba pha Tải mạng phân phối nhiều lưới truyền tải Vì lưới phân phối thực chất khơng cân  Dữ liệu thời gian thực: Hệ thống tự động hố lưới phân phối thường cung cấp khơng đầy đủ số đo lường thực Rất điểm đo lường pháp tuyến Hồ Chí Tính 59 Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA đo lường thời gian thực Các giá trị đo lường thường dịng điện, giá trị cơng suất đo trạm trung gian Có nhiều khó khăn phương pháp đánh giá trạng thái lưới phân phối, ta có hướng phát triển khác để khắc phục khó khăn đó:  Lập mơ hình: Từ thông số không cân hệ thống, mô hình đưa đến pha, tất pha hệ thống điều kiện không cân phải xem xét  Dự liệu: Khó khăn lặp lại đánh giá hệ thống khơng có liệu thực, thơng thường ta thêm vào liệu giả Những số đo cung cấp liệu tiêu chuẩn thu thập trước Chúng đặc trưng cho tải pháp tuyến phân phối Từ liệu ta xác định liệu tải nối với máy biến áp phân phối Trong tương lai với phát triển khoa học kỹ thuật, cơng nghệ thơng tin kinh tế hệ thống SCADA điện lực ngày hoàn thiện hơn, cung cấp đầy đủ thông tin thời gian thực giúp cho việc giám sát điều khiển hệ thống điện an toàn, hiệu độ tin cậy cao 3.7.4 Chức đánh giá trạng thái trình vận hành lưới phân phối Hệ thống lưới phân phối không vận hành hệ thống lưới truyền tải Hệ thống tự động lưới phân phối giảm bớt công việc cho người vận hành dễ dàng điều khiển trường hợp khẩn cấp Vì vậy, đánh giá trạng thái lưới phân phối chức hệ thống tự động Các chức là:  Giám sát Hệ thống lưới phân phối khả quan sát hệ thống điều hành Vì hệ thống lưới phân phối có nhiều máy cắt nên việc cập nhập cấu trúc lưới nhiệm vụ khó khăn Có thể giám sát hệ thống đặc biệt trường hợp khẩn cấp mục tiêu hệ thống tự động lưới phân phối Đánh giá trạng thái cải thiện khả giám sát hệ thống điều kiện hạn chế giá trị đo lường Ngày Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 60 CHƯƠNG III: KẾT NỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LƯỚI QUỐC GIA đánh giá trạng thái nhằm dùng để theo dõi thay đổi cấu trúc hệ thống, đánh giá trạng thái hệ thống điện  Điều khiển Có hai cách điều khiển hệ thống Volt/War vận hành điều kiện bình thường phục hồi pháp tuyến điều kiện khẩn cấp Khó khăn chỗ ta khơng phải đánh giá mà cịn đánh giá thời gian tiếp theo, điều đảm bảo hệ thống đảm bảo cung cấp cho tải điều kiện bình thường Điều kiện tụ bù cần phải đánh giá nghiêm ngặt, tổn hao công suất cấp điện áp hệ thống để điều kiện hoạt động cho tụ bù Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 61 KẾT LUẬN KẾT LUẬN Nội dung đề tài nghiên cứu lượng gió nhà máy điện gió giới Việt Nam Ở Việt Nam có nhà máy điện gió nhà máy phong điện Phương Mai giai đoạn thi công Những nhà máy dùng nguồn lượng sẵn có tự nhiên khơng thải khí CO2 nên khơng gây nhiễm mơi trường Cơng nghệ điện gió giới đà phát triển với trình độ kỹ thuật cao Việt Nam phải học hỏi kinh nghiệm để phát triển nhà máy điện gió nơi hải đảo, vùng đồi núi … nơi mà lưới điện quốc gia không kết nối Đề tài giới thiệu tổng quan nhà máy điện gió Phương Mai tỉnh Bình Định Giúp biết công nghệ xây dựng nhà máy Biết nguyên lý làm việc nhà máy, đặc điểm cấu tạo tính làm việc turbine gió nguyên tắc vận hành, điều khiển phương pháp kết nối lưới điện nhà máy Dù cố gắng hồn thành đồ án hiểu biết cịn hạn chế chưa có kinh nghiệm thực tiễn nên chắn đồ án cịn có nhiều hạn chế, thiếu sót bất cập Vì vậy, em mong sửa chữa đóng góp ý kiến quý thầy cô để em rút kinh nghiệm bổ sung thêm kiến thức Nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn! Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Trí Năng, Lê Khắc Hồng Lan, Nguyễn Tân Huyền, Trương Trà Hương, Phạm Thanh Tuân, Nguyễn Xuân Cường, Phạm Thị Hồng, Bùi Mỹ Duyên, Triển vọng phát triển nguồn điện gió Việt Nam [2] TS Nguyễn Dáo, “Giáo trình lượng tái tạo”, Đại học Tôn Đức Thắng XB năm 2008 [3] TS Lương Văn Hải, Điện Gió Việt Nam: Hiện Trạng, Cơ Hội Và Sự Thách Thức Phát Triển, Đại Học Quốc Gia TP.HCM [4] Cấu tạo nguyên lý làm việc turbine gió, https://www.technologymag.net/cau-tao-va-nguyen-ly-lam-viec-cua-turbine-gio/ (2022) [5] Bộ Cơng Thương (2016), Thơng Tư Quy Định Hệ Thống Điện Truyền Tải, https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Thuong-mai/Thong-tu-25-2016-TT-BCT-hethong-dien-truyen-tai-334019.aspx [6] Trường Thành (TTA): Nhà máy phong điện Phương Mai công nhận vận hành thương mại 24MW, https://baodautu.vn/truong-thanh-tta-nha-may-phong-dienphuong-mai-1-duoc-cong-nhan-van-hanh-thuong-mai-24mw-d153461.html (01/2022) Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 63 ... chúng tơi chọn đề tài: ? ?Tìm hiểu nhà máy điện gió Phương Mai? ?? Đề tài gồm nội dung sau: Chương 1: Tổng quan lượng gió Chương 2: Nhà máy điện gió Phương Mai Chương 3: Kết nối hệ thống điện lưới quốc... Mơ hình nhà máy điện gió ngồi biển Hồ Chí Tính Phạm Văn Rót Nguyễn Lê Thuật download by : skknchat@gmail.com 38 CHƯƠNG II: NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ PHƯƠNG MAI CHƯƠNG II: NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ PHƯƠNG MAI 2.1... nguồn lượng điện phục vụ nhu cầu người Việc xây dựng nhà máy điện gió góp phần đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện tạo cảnh quan du lịch Nhà máy điện gió Phương Mai điển hình Nhà máy cung cấp điện cho