Đánh giá ảnh hưởng dòng ngắn mạch từ tua bin gió

Bài viết này đề cập đến 1 trong những vấn đề đó là lúc xảy ra các sự cố ngắn mạch, đóng góp của dòng ngắn mạch từ tuabin gió sẽ thay đổi và ảnh hưởng như nào. Việc phân tích 2 loại tuabin gió điển hình hiện nay đã cho ta thấy sự khác nhau giữa chúng.

CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT SESSION Phòng: Board | Chủ tọa: Nguyễn Văn Vinh, Nguyễn Kiên Trung ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG DÒNG NGẮN MẠCH TỪ TUA BIN GIĨ Trần Hồng Nam, Hồng Ngun Khánh, Bùi Thị Phương, Hà Đức Mạnh, TS Nguyễn Quốc Minh Sinh viên chuyên ngành hệ thống điện K61-K62, Viện Điện, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tác giả liên hệ: nam.th174084@sis.hust.edu.vn TĨM TẮT Năng lượng gió dần phát triển theo xu hướng lượng giới, với cấu trúc khác với dạng lượng truyền thống tính bất ổn định đặt nhiều vấn đề cần giải để tận dụng nguồn lượng Bài viết đề cập đến vấn đề lúc xảy cố ngắn mạch, đóng góp dịng ngắn mạch từ tuabin gió thay đổi ảnh hưởng Việc phân tích loại tuabin gió điển hình cho ta thấy khác chúng Ở máy tuabin máy phát điện gió loại loại đường đặc tính dịng điện tn theo đường xác định đặc tính thơng thường máy phát điện cảm ứng dạng roto lồng xóc riêng loại bị thay đổi ảnh hưởng biến trở roto Phát thay đổi dịng ngắn mạch giúp ích nhiều cho công tác vận hành bảo vệ cho lưới Từ khóa: Năng lượng gió, ngắn mạch, loại tuabin gió, ảnh hưởng lượng gió GIỚI THIỆU Cùng với phát triển ngành điện điện gió nhu cầu tất yếu với nói riêng hệ thống điện nói chung, cần phải phát triển toàn mạng lưới nguồn nượng tái tạo toàn giới điện truyền thống nước Việc tích hợp ngày phát triển đem nguồn nguồn lượng có cơng suất tần lượng vô tận thay cho nguồn số khơng ổn định gây đồng lượng khống thạch có hạn, phát triển với việc kiểm sốt điều phối lượng xu khó, với số tiêu kinh phát điện tương lại [3] Trong tế vấn đề đặt cho kĩ sư hệ lượng điện gió đánh giá phát thống điện Một vấn đề nêu triển tốt Việt Nam với nhiều điều kiện nghiên cứu thay đổi dòng thuận lợi Tuy việc phát triển lượng điện ngắn mạch tuabin máy phát không 148 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT tuabin máy phát điện thông cảm ứng Máy phát điện hoạt động thường mà thay tuabin gió, dịng điều kiện bình thường có độ trượt từ 0% điện ngắn mạch có cố đóng góp vào đến -1% [1] Độ trượt công suất phát tuân hệ thống có thay đổi theo đường đặc tính PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Một số ứng dụng lượng gió hịa điện lưới cung cấp điện cho phụ tải, tua bin thường có kích thước lớn lên tới MW Có loại tua bin gió sử dụng 2.1 Loại 1- Tuabin máy phát cảm ứng dạng Hình Đường đặc tính độ trượt lồng xóc cơng suất phát thực tua bin loại [1] Có thể thấy moment máy phát tăng tuyến tính với tốc độ , với độ trượt 0.005 pu phát công suất định mức vượt hệ số công suất phản kháng tăng cơng suất phát tăng Hình Tuabin gió Loại Tuabin gió loại sử dụng máy phát điện dạng roto lồng sóc nối trực tiếp đến máy Mơ hình tuabin Loại mơ phần mềm pscad [5] biến áp tăng áp dạng bậc thang [5] Tuabin máy quay với tốc độ gần với tần số lưới Một đặc điểm quán tính học tốc độ gió thay đổi đột ngột dẫn đến Hình Mơ hình tạo cố ngắn mạch điều chỉnh công suất bị hạn chế Tuabin điều khiển tốc tuabin gió Loại độ đồng bộ( tốc độ từ trường quay) Ảnh Trên mô hình điểm ngắn mạch đặt hưởng tốc độ đồng đến công suất điểm đầu tua bin phát thể qua độ trượt Độ trươt hiểu độ lệch tốc độ từ trường quay tốc độ hoạt động máy điện DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 149 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT Hình Tuabin gió loại Tuabin gió Loại sử dụng máy phát điện cảm ứng roto dây quấn nối trực tiếp với máy biến áp tăng áp Mạch stato tương tự mạch tuabin loại với việc bổ sung biến trở Một thiết bị điện tử cơng suất với điện trở lắp ngồi roto (thiết kế Weier) giúp kiểm sốt dịng điện roto cho cơng suất phát ổn định thiết kế có nhược điểm dễ ảnh hưởng đến phản ứng động có cố [3] Hình Dịng ngắn mạch dạng cố gây tuabin loại Dòng điện ngắn mạch cho loại cố tác động thể hình với thời gian giây thứ tốc độ tuabin Hình Mơ hình tạo cố ngắn mạch tuabin gió Loại ổn định kéo dài vòng 1s Ở cố pha trạm đất, dịng xung kích ban đầu tăng cao gấp khoảng đến lần dòng định mức sau giảm xuống trị số nhỏ so với dòng định mức, với cố khác dòng điện tăng lên giảm xuống trị số định đạt giá trị lớn dòng định mức 2.2 Loại 2- Máy phát điện cảm ứng dạng lồng xóc có biến trở Hình Đường đặc tính cơng suất phát độ trượt tuabin gió Loại [1] 150 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT Bộ điều khiển điện trở roto cho phép thay đổi nhanh điện trở hiệu dụng đặt roto Đặc tính trượt Loại so sánh với Loại 1: Đường đặc tính độ trượt tuabin loại đường thẳng tuyến tính, đỉnh giá trị định mức cơng suất phát độ trượt thay đổi ko làm thay đổi giá trị công suất phát Bộ điều khiển điện trở roto vận hành linh hoạt, tốc độ gió thấp góc mở cánh Hình Dịng ngắn mạch dạng cố gây tuabin gió loại đạt giá tri tối đa để giữ công suất đạt định Đồ thị dòng thể biên độ dòng xung mức độ trượt thay đổi giá trị điện trở tự kích trì tuabin gió Loại gây điều chỉnh giá trị thấp ngược lại, nhỏ Loại điện trở roto hoạt động xảy vấn đề phát nóng tổn làm giảm dòng ngắn mạch Khi điện trở thất nhiệt máy hoạt động độ trượt roto giảm cực đại dòng ngắn mạch tương cao giá trị điện trở tăng Một sơ đồ tự máy phát roto lồng xóc tương đương biểu thức [1] đưa từ sơ đồ tương đương máy phát để kiểm KẾT LUẬN soát độ trượt giữ công suất định mức( Qua nghiên cứu ta thấy ảnh hưởng vân hành tối ưu nhất) dòng ngắn mạch từ tuabin Loại Máy phát điện loại có ưu điểm cho phép độ trượt dao động phạm vi ± 0.01 pu góc mở cánh điều chỉnh để khống chế độ trượt Loại máy phát điện gió đến lưới có khác biệt Giá trị dịng ngắn mạch lớn cố ngắn mạch pha, dòng ngắn mạch pha chạm đất có biên độ trì lớn ảnh hưởng điện áp đường dây Dòng ngắn mạch chế độ cố: Các giá trị thu thập đóng góp vào công tác lập kế hoạch cài đặt bảo vệ role cho đường dây hay chế tạo cài đặt thiết bị làm việc riêng cho lưới có tích hợp lượng gió Việc đánh giá ảnh hưởng cố để đưa biện pháp phòng ngừa quan trọng công tác quản lý vận hành, giảm thiếu tối đa ảnh hưởng cố tác động Các nguồn lượng tái tạo nói riêng lượng DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO | 151 CÁC ĐỀ XUẤT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - SESSION EIGHT gió nói chung cần quan tâm phát NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN triển nguồn Trần Hồng Nam 1999) sinh viên lớp KTD- lượng vô tận, tương lai cơng 06 khóa 62, chun ngành hệ thống điện, tác nghiên cứu phát triển để Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà dáp ứng nhu cầu phổ biến, tăng công suất Nội hòa lưới nguồn lượng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Thị Phương (1998) sinh viên lớp KTD01 khóa 62, chuyên ngành hệ thống điện, E.Muljadi, V.Gevorgian, N.Samaan, J.Li, S Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Pasupulat, “Short Circuit Current Contribution for Nội Different Wind Turbine Generator Types, ” IEEE PES General Meeting, Providence, RI, USA, July Hoàng Nguyên Khánh (1998) sinh viên 2010, IEEE Xplore, 2010, pp.1-8, DOI: 10.1109/ lớp chương trình tiên tiến khóa 61, chuyên PES.2010.5589677 ngành hệ thống điện, Viện Điện, Trường E.Muljadi, Y.Zhang, V.Gevorgian, D.Kosterev, “Understanding dynamic model validation of a wind turbine generator and a wind power plant, ” 2016 IEEE Energy Conversion Congress Đại học Bách khoa Hà Nội Hà Đức Mạnh (1999) sinh viên lớp KTD-06 and Exposition (ECCE), Milwaukee, WI, USA Sept khóa 62, chuyên ngành hệ thống điện, Viện 2016, IEEE Xplore, 2017, pp.1-5, DOI: 10.1109/ Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ECCE.2016.7855542 Ryoichi Hara, “ Prediction of wind power generation output and network operation” , Integration of Distributed Energy Resources in Power Systems, 2016 National Renewable Energy Laboratory, Thầy Nguyễn Quốc Minh tốt nghiếp Thạc “Modeling of Type Wind Turbine Generators ” sĩ, chuyên ngành kỹ thuật điện, Trường Đại [Oline] Avalible: https://www.esig.energy/wiki- học Bách khoa Hà Nội 2009 Tốt nghiệp main-page/modeling-of-type-2-wind-turbine- Tiến sĩ, chuyên ngành kỹ thuật điện, The generators/ [Accessed 11/4/2020] National Renewable Energy Laboratory, University of Texas at Arlington, Texas, USA, “Modeling of Type Wind Turbine Generators ,” 2016 [Oline] Avalible: https://www.esig.energy/wiki- Hướng nghiên cứu chính: Bảo vệ điều main-page/modeling-of-type-1-wind-turbine6 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN generators/ [Accessed 11/4/2020] Development of an on-grid photovoltaic system for an electrical charging station” by Đỗ Tùng Dương, Nguyễn Phạm Đăng Khôi, Phan Nguyễn Duy Thái, Nguyễn Khánh Huyền, Vũ Ngọc Hương Giang, Nguyễn Xuân Trường Add this document after this page - Link (https://drive.google.com/ file/d/1K3oawcTUMBgv8Nqft0V_OY30x1Vcb-4W/ view?usp=sharing) khiển hệ thống điện; Ứng dụng AI lưới điện thông minh; Ăng ten truyền sóng… Hiện thầy đảm nhiệm vị trí Phó Trưởng Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 152 | DIỄN ĐÀN SINH VIÊN 2020 - NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ... phát điện gió đến lưới có khác biệt Giá trị dịng ngắn mạch lớn cố ngắn mạch pha, dịng ngắn mạch pha chạm đất có biên độ trì lớn ảnh hưởng điện áp đường dây Dòng ngắn mạch chế độ cố: Các giá trị... dễ ảnh hưởng đến phản ứng động có cố [3] Hình Dịng ngắn mạch dạng cố gây tuabin loại Dòng điện ngắn mạch cho loại cố tác động thể hình với thời gian giây thứ tốc độ tuabin Hình Mơ hình tạo cố ngắn. .. Hình Dịng ngắn mạch dạng cố gây tuabin gió loại đạt giá tri tối đa để giữ cơng suất đạt định Đồ thị dịng thể biên độ dòng xung mức độ trượt thay đổi giá trị điện trở tự kích trì tuabin gió Loại