Thiết kế và lên kế hoạch vận hành lưới điện nhỏ (Microgrid) cho mô hình nhà máy.

CƠNG TRĨNH DƯỢC IIỒN TIIÀNII TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG HCM Cản hường dần khoa học: PGS TS Nguyền Hữu Phúc Cản chấm nhặn xét 1: TS Mai Bá Lộc Cán chàm nhận xót 2: TS Huỳnh Vãn Vạn Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa ĐHQG TP Hồ Chí Minh vảo ngày 09 thảng 01 năm 2022 Thành phần Hội dồng đánh giá luận vãn thạc gồm: TS Nguyền Quang Nam Chủ tịch hội đồng TS Nguyền Ngọc Tủ Thư ký TS Mai Bá Lộc TS Huỳnh Vãn Vạn TS Trần Huỳnh Ngọc Phản biện Phàn biện Ủy viên Xác nhận Của Chù tịch Hội dồng dánh giá LV Trường Khoa quan lý chuyên ngành sau luận vãn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRUỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC ỌUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIẸM VỤ LUẬN VÀN THẠC SĨ Họ tên học viên: Ngày, tháng, năm sinh: Lê Trịnh Hoàng Tân MSHV: 1970146 19 tháng 11 năm 1995 Nơi sinh: TP IICM Kỹ Thuật Điện Mã số: 8520201 Chuyên ngành: I TÊN DÈ TÀI: Thiết kế lên kế hoạch vận hành lưới điện nhỏ (Microgrid) cho mơ hình nhà máy II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tim hiểu, nghiên cứu mơ hình lưới điện nhỏ (Microgrid) có kết hợp giừa nguồn lượng phân tán (DERs) hệ thống pin tích trữ lượng (BESS), hoạt động Sự giám sát cùa hệ thống quản lý lượng (EMS) Xây dựng thuật toán cho hệ thống quân lý lượng (EMS) đề quản lý nguồn lượng phân tán (DERs) hệ thống tích trữ lượng (BESS) Giúp tối ưu hóa cơng suất tẩn số cho lưới điện nhỏ chế độ hoạt động Nối lưới (Grid- conncctcd) Tách đảo (Islanding) Mơ hình hóa mơ hoạt động lưới điện nhỏ mơ hình nhà máy phần mềm MATLAB Simulink Từ dó dưa nhận xét đánh giá cho thuật toán để xuất III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06 tháng 09 năm 2021 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12 tháng 12 nấm 2021 V CÁN BỘ IIƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyền Hữu Phúc Tp HCM, ngày tháng nãtn 20 CÁN BỘ IIƯĨNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN DÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƯỚNG KIIOA DIỆN - DIỆN TỬ (Họ len chữ ký) LỜI CÁM ƠN LỜI CÁM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đền thầy PGS TS Nguyễn Hữu Phúc, khoa Điện - Điện tử, trường Đại học Bách Khoa cho lơi có hội dược học tập, làm việc với thầy quan lâm thầy đến dự án Sự hướng dẫn hỗ trợ thầy đà giúp vượt qua khó khăn hồn thành luận vãn Xin chân thành cám ơn Ban lãnh dạo Công ty TNHH Kajima Việt Nam ủng hộ cung cấp lãi liệu quan trụng giúp lơi hình thành ý lương luận van dồng thời đà ủng hộ vể thời gian để tơi cỏ thể hồn thành luận văn Thạc sĩ Tôi xin gửi lời cám ơn đến giảng viên, giáo sư Khoa Điện - Điện tử hỗ trợ tơi suốt q trình họC tập nghiên cứu để có tảng kiến thức vững ngày hôm TP ỉđ Chi Minh, tháng nãm 2021 Le Trịnh Hoàng Tân - 1970146 ii Học viên: Lê Trịnh Hồng Tân TƠM TÁT LUẬN VĂN TÓM TÁT LUẬN VÃN Với phát triển kinh tế, ngành công nghiệp công nghệ kỹ thuật Việt Nam, tiềm cho việc phát triển nguồn lượng tái tạo trở thành nguồn phát điện phân tán – Distributed Energy Resources (DER) giúp giảm tải cho lưới điện phân phối Mơ hình lưới điện nhỏ mơ hình điển hình giúp tận dụng nguồn phát điện phân tán, nâng cao độ tin cậy giảm tải cho hệ thống diện Quốc gia Luận văn giới thiệu mơ hình lưới diện nhỏ - Microgrid (MG) dành riêng cho nhà máy có diện tích lớn, nhu cầu lượng cao tiềm phát triển nguồn phát điện phân tán Mục đích luận văn để xuất mơ hình lưới điện nhỏ với quy mơ nhà máy dựa đặc điểm xưởng, nhà máy, khu công nghiệp lãnh thổ Việt Nam Từ mơ hình này, luận văn đề xuất thuật tốn điều khiển cho hệ thống quản lý lượng – Energy Management system (EMS) để giúp quản lý nguồn lượng nhiều trường hợp đặc trưng lưới điện nhỏ trạng thái Nối lưới "Grid-connected" Tách đảo “Islanding” Luận văn mô lại hoạt động lưới điện nhỏ quy mô nhà máy nhà máy có sẵn nguồn phát điện phân tán máy phát điện diesel, hệ thống lượng mặt trời – Photovoltaic system (PVs) hệ thống pin tích trữ lượng – Battery Energy Storage System (BESS) để xem đáp ứng thuật toán đề xuất cho lưới điện nhỏ Lê Trịnh I loáng Tần - 1970146 iii ABSTRACT ABSTRACT Tho growth of tho economy, industries and Technology in Vietnam will bo the potential for the development of Distributed Energy Resources (DER) which uses renewable energy sources and reduces the distribution grid dependence The microgrid is a typical model that takes advantage of distributed energy resources to improve reliability as well as reduce (he load on the National power system This thesis introduces a Microgrid (MG) model dedicated to factories with a large area, high energy demand and the potential to develop distributed power generation sources The purpose of the thesis is to propose a model of a factory scaled microgrid based on the current characteristics of factories, and industrial parks in Vietnam Based on diis model, a control algorithm for the Energy Management system (EMS) is recommended to manage energy’ sources in rhe typical cases of a microgrid, such as “Grid-connected" and “Islanding" states The factory scale microgrid operation is simulated in this thesis The simulation model refers (0 an existing factory, which included distributed power sources such as diesel generators, Photovoltaic systems (PVs) and Battery Energy Storage System (BESS) The purpose is to see the adaption of the proposed algorithm for this grid Le Trịnh Hoàng Tân - 1970146 iv MỤC LỤC MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VÃN THẠC SĨ i LỜI CÁM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii ABSTRACT .iv LỜl CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ V MỤC LỤC .vi DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH ÁNH X DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xiv CHƯƠNG TÍNH CÁP THIỂT VÀ MỤC TIÊU THỰC HIẸN 1.1 GIÓI THIỆU CHUNG 1.2 PHÂN TỈCH THỰC TRẠNG NÃNG LƯỢNG 1.3 PHÂN TÍCH THỤC TRẠNG NGHIẾN CỨU 1.4 MỤC ĐÍCH CÙA LUẬN VĂN CHƯƠNG TỐNG QUAN VÈ LƯỚI ĐIỆN NHỜ VÀ HỆ THÔNG QUẢN I.Ý NĂNG LƯỢNG 2.1 LƯỔI DIỆN NHÒ - MICROGRID .8 2.1.1 Tông quan 2.1.2 Các cấu hình tiêu biểu cùa lưới điên nhô 2.1.3 Một sổ dự án tiêu biểu .12 2.2 HỆ THÒNG QUĂN LÝ NĂNG LƯỢNG - ENERGY MANAGEMENT SYSTEM .14 2.2.1 Giới thiệu .1-1 Lê Trịnh Hoàng rân - 197014*6 vi MỤC LỤC 2.2.2 Đặc điềm kỹ thuật 14 CHƯƠNG 16 MƠ HÌNH HĨA LƯỚI ĐIỆN NHỎ 16 3.1 3.2 TĨNG QUAN VÈ CÁC CỔNG TRÌNH NI IÀ MÁY TẠI VIỆT NAM 16 MÔ HỈNH LƯỚI DIỆN NHÓ DẺ XƯẢT 19 CHƯƠNG 20 THUẬT TỐN ĐIÊU KHIÊN LƯỚI DIỆN NHỊ 20 4.1 CÁC’ CHIẾN LƯỢC ĐIỀU KHIÊN VÀ KÉ HOẠCH QUÀN LÝ NĂNG LƯỢNG ĐÃ CÓ 20 4.2 THUẬT TOÁN ĐỀ XUÁT 23 4.2.1 Cấu trúc thuật tốn thơng số điều khiên .23 4.2.2 Chế độ Nối lưới “Grid-conncctcd” .26 4.2.3 Chế dộ Tách “Islanding’ 32 CHƯƠNG 38 MÔ PHỎNG HOẠT DỘNG CÙA LƯỚI ĐIỆN NHỎ 38 5.1 GIĨI THIỆU MƠ HÌNH MATLAB SIMULINK 38 5.1.1 Sơ lược dự án nhà máy SMC Việt Nam 38 5.1.2 Sơ dồ dơn tuyến Công suất dịnh mửc 40 5.1.3 Mô hình MATLAB Simulink cùa nhả mảy 42 5.2 MỎ HÌNH HĨA THUẬT TỐN 47 5.2.1 Khối diều khiển trung tâm 47 5.2.2 Khối điểu khiển chế độ Nối lưới “Grid-connected’* 51 5.2.3 Khổi điểu khiển chế độ Tách đào “Islanding” .54 5.3 5.4 KÉT QUẢ MÔ PHỎNG 57 5.3.1 Chế độ Nối lưới “Grid-connected” .57 5.3.2 Chế dộ Tách đảo “Islanding’* 67 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ KẾT QUÀ MƠ PHỎNG 75 Lơ Trịnh Hoàng Tần - 1970146 vii MỤC LỤC 5.4.1 Lưới điện nhỏ kết lưới điện phàn phối 75 5.4.2 Lưới diện nho hoạt dộng dộc lập 76 CHƯƠNG .78 KÈT LUẬN, ĐÓNG GÓP VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÉN 78 6.1 KẾT LUẬN 78 6.1.1 Tóm lược cơng việc đà thực 78 6.1.2 Giới hạn cùa luận văn 79 6.2 ĐÓNG GÓP 80 6.3 HƯỞNG PHÁT TRIẺN .80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 83 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .84 Lô Trịnh Hoàng Tần - 1970146 vii DANH MỤC CÁC BANG DANH MỤC CÁC BÁNG Bang 4.1 Các thông số diều khiên cho hệ thống EMS 23 Bang 4.2 Các thông số đo lường đầu vào cho hệ thống CMS 24 Bang 5.1 Danh sách nguồn phát, phụ tài Cua hệ thống điện mô phong 40 Bang 5.2 Ke hoạch phái sứ dụng cóng suất hẹ thống PVs phụ tai 41 Bang 5.3 Trạng thái đèn cành bào phụ lái điều khiên trung tâm .46 Lê Trinh ỉỉoàng Tân - 1970146 ix …… ... TÊN DÈ TÀI: Thiết kế lên kế hoạch vận hành lưới điện nhỏ (Microgrid) cho mơ hình nhà máy II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tim hiểu, nghiên cứu mơ hình lưới điện nhỏ (Microgrid) có kết hợp giừa nguồn lượng... lượng tái tạo hệ thống pin tích trữ luợng diện nhà máy quy mò lờn Mục đích luận vãn nghiên cứu ? ?Thiết kế lên kế hoạch vận hành lưới điện nhỏ (microgrid) cho mơ Ỉùulỉ Iilià máy” (hùng qua dó góp phau... tiềm cho việc phát triển nguồn lượng tái tạo trở thành nguồn phát điện phân tán – Distributed Energy Resources (DER) giúp giảm tải cho lưới điện phân phối Mơ hình lưới điện nhỏ mơ hình điển hình