Phân tích và đề xuất gıảı pháp hạn chế ảnh hưởng của nguồn đıện mặt trờı đến chế độ làm vıệc lướı đıện 110kv khu vực tỉnh quảng nam (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGÔ MINH KỲ Phân tích đề xuất gıảı pháp hạn chế ảnh hưởng nguồn đıện mặt trờı đến chế độ làm vıệc lướı đıện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2022 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Công trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ HỒNG LÂM Phản biện 1: TS Phan Đình Chung Phản biện 2: TS Nguyễn Lương Mính Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 19 tháng 02 năm 2022 Có thể tìm hiểu luận văn tại: − Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa − Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, việc sử dụng lượng nhu cầu thiết yếu người yếu tố thiếu hoạt động kinh tế Sự phát triển kinh tế kéo theo nhu cầu lượng ngày tăng mạnh, việc đáp ứng nhu cầu lượng thực thách thức hầu hết quốc gia trở thành vấn đề bức thiết tồn cầu Nguồn lượng hóa thạch ngày bị cạn kiệt, đồng thời ô nhiễm môi trường ngày trở nên nghiêm trọng Nhu cầu tìm loại lượng mới, xanh tái tạo được,…thay nguồn lượng hóa thạch truyền thống toán đặt từ lâu quốc gia phát triển Anh, Mỹ, Pháp quốc gia phát triển Việt Nam.Với tình hình kinh tế, xã hội ngày phát triển Việt Nam dẫn đến nhu cầu sử dụng điện ngày gia tăng mạnh mẽ, việc sử dụng điện trở thành nhu cầu thiết yếu đời sống xã hội Trước thách thức thay đổi khí hậu, cạn kiệt nguồn tài ngun khống sản, nguồn lượng tái tạo lượng dần đưa vào để thay cho nguồn lượng khống sản Một nguồn lượng nguồn lượng mặt trời Việc nghiên cứu sử dụng điện lượng mặt trời ngày quan tâm, tình trạng thiếu hụt lượng vấn đề cấp bách môi trường Năng lượng mặt trời xem dạng lượng ưu việt tương lai, nguồn lượng sạch, sẵn có thiên nhiên Do lượng mặt trời ngày sử dụng rộng rãi nước giới Để thực định hướng phát triển nguồn lượng tái tạo, Chính phủ có nhiều sách ưu đãi để thúc đẩy lắp đặt THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội sử dụng hệ thống điện mặt trời, đặc biệt hệ thống điện mặt trời Chính mà tốc độ phát triển điện mặt trời ngày tăng cách nhanh chóng khó kiểm sốt, kèm theo ảnh hưởng đến chất lượng điện thiết bị lắp đặt lưới Dưới thống kê công suất lắp đặt điện mặt trời tỉnh Quảng Nam từ năm 2019 đến tháng 12/2020 CÔNG SUẤT ĐMTMN TỈNH QUẢNG NAM 180,000 160,000 140,000 120,000 100,000 80,000 60,000 40,000 20,000 Nhằm phân tích, đánh giá tác động hệ thống điện mặt trời đến chế độ làm việc lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam; từ đề xuất giải pháp cải thiện vấn đề có tính thời sự, cấp thiết đón đầu xu hướng phát triển khu vực tỉnh Quảng Nam Mục đích nghiên cứu Mục tiêu đề tài phân tích tác động hệ thống điện mặt trời đến lưới điện 110kV Quảng Nam theo giải đoạn năm 2022-2025 Từ kết tính tốn phân tích, đề tài cảnh báo yếu tố bất thường lưới điện; đề xuất giải pháp cải thiện THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội nhằm đảm bảo lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam vận hành tin cậy, đảm bảo chất lượng điện cung cấp điện cho khách hàng khu vực giai đoạn đến Đối tượng phạm vi nghiên cứu ‒ Hệ thống điện lưới điện 110kV phụ tải khu vực tỉnh Quảng Nam ‒ Các nguồn điện mặt trời nhà máy điện hữu lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam Phương pháp nghiên cứu ‒ Tìm hiểu tình hình phát triển lượng tái tạo tỉnh Quảng Nam ảnh hưởng đến hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam; ‒ Xây dựng sơ đồ lưới điện hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam phần mềm DIgSILENT PowerFactory; ‒ Thu thập số liệu thực tế phân tích đánh giá điện áp trào lưu công suất hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2022 - 2025; ‒ Tính tốn độ ổn định hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam chế độ làm việc có tham gia nguồn lượng tái tạo; ‒ Đề xuất giải pháp khắc phục phát triển lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam thời gian đến Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu ‒ Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng, với việc phân tích ảnh hưởng nguồn điện mặt trời đến chế độ làm việc lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam, từ đề xuất biện pháp cụ thể, xây dựng kế hoạch đầu tư tương lai nhằm đảm bảo hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam vận hình ổn định, THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội kinh tế nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Cấu trúc luận văn Luận văn dự kiến bố cục thành 05 chương, gồm phần sau: MỞ ĐẦU Chương Tổng quan nguồn lượng mặt trời ảnh hưởng nguồn lượng mặt trời 1.1 Tiềm phát triển lượng mặt trời Việt Nam 1.2 Các sách phát triển lượng mặt trời tác động Việt Nam 1.3 Tổng quan hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà Chương Tổng quan lưới điện 110kv khu vực tỉnh Quảng Nam tình hình phát triển điện mặt trời tỉnh Quảng Nam 2.1 Tình hình phát triền điện lượng mặt trời tỉnh Quảng Ngãi 2.2 Tình hình phát triển điện lượng mặt trời tỉnh Quảng Nam Chương Giới thiệu chương trình tính tốn Digsilent Powerfactory 3.1 Giới thiệu tổng quan chương trình tính tốn DIgSilent Power Factor 3.2 Giao diện chương trình tính tốn DIgsilent Power Factory Một số mơ hình phương pháp dự báo thông dụng 3.3 Giới thiệu tổng quan chức công cụ phần mềm DigSilent PowerFatory 3.4 Giới thiệu số chức tính tốn DIgSilent PowerFatory THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 3.5 Lý chọn phần mềm Chương Tính tốn, phân tích ảnh hưởng điện mặt trời đến lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm đề xuất giải pháp vận hành năm 2022 4.1 Tình hình vận hành lưới điện trạng năm 2021 4.2 Tính tốn lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2022 phần mềm DIgSILENT PowerFactory Chương Tính tốn, phân tích ảnh hưởng điện mặt trời đến lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam đề xuất giải pháp vận hành năm 2022 5.1 Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Nam năm 2025 5.2 Tính tốn lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2025 phần mềm DIgSILENT PowerFactory KẾT LUẬN HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Tiềm phát triển lượng mặt trời Việt Nam 1.2 Các sách phát triển lượng mặt trời tác động Việt Nam 1.2.1 Các sách phát triển lượng mặt trời Việt Nam 1.2.1.1 Các sách phủ Việt Nam 1.2.1.2 Các Quyết định thúc đẩy đầu tư Năng lượng mặt trời 1.2.2 Tác động giá điện đến nhu cầu lắp đặt hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà 1.2.3 Tác động tình hình phát triển kinh tế, kỹ thuật 1.2.4 Tác động chiến lược bảo vệ môi trường 1.2.5 Tác động an ninh lượng 1.3 Tổng quan hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà 1.3.1 Giới thiệu Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà cấu thành từ pin mặt trời (pin quang điện) Các pin lượng mặt trời hấp thụ lượng ánh nắng mặt trời để chuyển hóa thành điện Điện sinh từ pin mặt trời đưa lên điện lưới lưu trữ trực tiếp ắc quy để hoạt động độc lập Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà cấp điện cho phụ tải điện xoay chiều (AC) thông qua chuyển đổi điện nối lưới (Inverter) ‒ Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà bao gồm: ‒ Tấm pin lượng mặt trời ‒ Inverter (Bộ chuyển đổi điện) ‒ Ắc quy (nếu có) THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ‒ Cáp điện thiết bị phụ trợ Ưu điểm sử dụng hệ thống điện mặt trời mái nhà: ‒ Điện mặt trời mái nhà lắp đặt linh hoạt dễ dàng nơi có ánh nắng ‒ Pin mặt trời hoạt động an tồn, khơng lo xảy cố chập điện hay cháy nổ ‒ Có thể vận hành độc lập, không phụ thuộc vào lưới điện Nhà nước ‒ Điện mặt trời mái nhà nguồn lượng xanh sạch, khơng gây tiếng ồn, góp phần bảo vệ cải thiện môi trường 1.3.2 Cấu trúc chung hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà 1.3.2.1 Tấm pin mặt trời (Solar panel) Tấm pin mặt trời (solar panel) gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) - phần tử bán dẫn có chứa bề mặt số lượng lớn cảm biến ánh sáng diode quang, thực biến đổi lượng ánh sáng thành lượng điện Cường độ dòng điện, hiệu điện điện trở pin mặt trời thay đổi phụ thuộc lượng ánh sáng chiếu lên chúng Tế bào quang điện ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 72 tế bào quang điện pin mặt trời) Tế bào quang điện có khả hoạt động ánh sáng mặt trời ánh sáng nhân tạo Chúng dùng cảm biến ánh sáng phát xạ điện từ gần ngưỡng ánh sáng nhìn thấy đo cường độ ánh sáng THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Hình 1.5 Tế bào pin mặt trời 1.3.2.2 Bộ biến tần (Inverter) Điện hệ thống điện mặt trời tạo điện chiều (DC) Để cung cấp điện cho phụ tải xoay chiều kết nối lưới điện xoay chiều (AC) điện áp cao, cần có biến tần để chuyển đổi dịng điện từ DC sang AC tăng điện áp đến giá trị điện áp phù hợp Theo truyền thống, thường có biến tần trung tâm hệ thống điện mặt trời, mắc trực tiếp với mảng panel hệ thống nối với điện lưới nối vào dãy ắc quy hệ thống điện mặt trời độc lập Hiện thị trường có loại biến tần hịa lưới điện lượng mặt trời Đó biến tần hịa lưới có lưu trữ hịa lưới khơng lưu trữ: Bộ biến tần hịa lưới có lưu trữ: kèm với hệ thống bình ắc quy dự trữ Khi pin mặt trời hoạt động tạo lượng ưu tiên nạp đầy ắc quy dự trữ Sau hịa vào điện lưới cung cấp điện bình thường Khi điện tất tải điện ưu tiên chuyển sang sử dụng nguồn điện từ ắc quy dự trữ Lúc hệ thống pin mặt trời cung cấp điện để sạc ắc quy tạo nguồn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG NAM VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI TỈNH QUẢNG NAM 2.1 Tổng quan lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam 2.1.1 Hiện trạng nguồn lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam Hình 2.1: Sơ đồ lưới điện 110kV Quảng Nam trạng Hiện địa bàn tỉnh Quảng Nam có nhà máy nhiệt điện 26 nhà máy thủy điện vận hành với tổng công suất 1.065,46MW Trong nhà máy đấu nối cấp điện áp 220kV, nhà máy đấu nối cấp điện áp 110kV 13 nhà máy đấu nối vào lưới trung áp 35, 22kV Lưới cung cấp cho khu vực tỉnh Quảng Nam nhận điện từ nguồn chỗ nhận điện từ hệ thống qua TBA, gồm: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 - Trạm 220/110kV Tam Kỳ, máy T1-125MVA, máy T2125MVA (mới vừa lắp đặt đóng điện tháng 01/2021) Trạm đấu chuyển tiếp ĐZ 220kV Đà Nẵng – Dốc Sỏi dây 2ACSR 500 dài 125km, treo mạch - Nhận điện 110kV từ trạm 220/110kV Đà Nẵng (125+250) MVA - Nhận điện 110kV từ trạm 220/110kV Dốc Sỏi (63+125)MVA - Nhận điện 110kV từ trạm 220/110kV Thạnh Mỹ 125MVA - Nhận điện 110kV từ MBA T1 trạm 220/110kV Đăk Mi 90MVA 2.1.2 Đánh giá nguồn lưới điện 110kV khu vực Quảng Nam trạng - Nguồn điện Với nguồn thuỷ điện nêu cho thấy lưới điện 110kV khu vực Quảng Nam có lượng nguồn lớn nhu cầu mùa mưa mùa khô Về mùa khô, nguồn thuỷ điện phát thấp, tổn thất chuyển tải giảm nên tổn thất tồn hệ thống giảm Về mùa mưa, cơng suất nguồn thuỷ điện phát đầy tải, tổn thất tăng lên, nhiên chất lượng điện áp cải thiện - Lưới điện Lưới 220kV Quảng Nam cấp phần cho nhu cầu tỉnh, lúc tải đỉnh mùa khô 68%, lúc thấp điểm mùa mưa, lưới phát công suất lên hệ thống khoảng nửa công suất tiêu thụ Trục đường dây 110kV Đà Nẵng 500 - Tam Kỳ 220 cấp điện cho TBA 110kV Điện Bàn, Duy Xuyên, Thăng Bình, Thăng Bình Tam Thăng, chế độ vận hành bình thường, đường dây mang tải vào thời điểm phụ tải max sau: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 12 + Mạch 172/Điện Bàn - 173/Đà Nẵng 500: với Imax =424A năm 2020, tương đương 83,1% Icp dây dẫn ACSR-185/29 + Mạch 172/Tam Thăng - 173/ Tam Kỳ 220: với Imax =419A năm 2020 tương đương 82% Icp dây dẫn ACSR-185/29 68,6% Icp dây dẫn ACSR-240/39 + Mạch 171/Đại Lộc - 178/ Đà Nẵng 500 (VT 48): với Imax =505A năm 2020, tương đương 99% Icp dây dẫn ACSR-185/29 Nhìn chung, lưới điện 110kV khu vưc Quảng Nam yếu, đường trục từ Đà Nẵng đến Tam Kỳ mạch đơn, tuyến trục đầu nguồn mang tải mức cao, nên có cố bị điện số khu vực 2.1.3 Nhu cầu phát triển phụ tải lưới điện khu vực tỉnh Quảng Nam kế hoạch phát triển lưới điện 110kV khu vực Quảng Nam 2.1.3.1 Nhu cầu phát triển phụ tải khu vực tỉnh Quảng Nam Theo định 1100/QĐ-BCT việc phê duyệt “Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035-Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV” ngày 03 tháng năm 2018 Bộ trưởng Bộ Công Thương [4], dự báo nhu cầu điện công suất tỉnh Quảng Nam sau: Năm 2025: A= 3.683 GWh Pmax = 804 MW Năm 2030: A= 5.500 GWh Pmax = 1.029 MW Năm 2035: A= 7.626 GWh Pmax = 1.374 MW 2.1.3.2 Kế hoạch phát triển lưới điện 110kV khu vực Quảng Nam 2.2 Tình hình phát triển điện lượng mặt trời tỉnh Quảng Nam THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 13 Tính đến 31/12/2020, tồn Cơng ty Điện lực Quảng Nam có 1.412 khách hàng lắp đặt điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN), với tổng công suất lắp đặt 164.743,7kWp Trong đó: 217 dự án ĐMTMN có cơng suất >100 kWp: tổng cơng suất lắp đặt 144.333 kWp 1.159 dự án ĐMTMN có cơng suất ≤ 100 kWp: tổng công suất lắp đặt 20.410,7 kWp Sản lượng phát điện mặt trời mái nhà năm 2020 Công ty Điện lực Quảng Nam năm 2020 7.381.192kWh TBA 220kV Thạnh Mỹ TBA 220kV Tam Kỳ TBA 110kV Thăng Bình TBA 110kV Thăng Bình TBA 110kV Tam Kỳ TBA 110kV Tam Thăng TBA 110kV Tam Anh TBA 110kV Phước Sơn TBA 110kV Kỳ Hà TBA 110kV Hội An TBA 110kV Điện Nam… TBA 110kV Điện Bàn TBA 110kV Đại Lộc TBA 110kV Đại Đồng 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 TBA 110kV Duy Xuyên BIỂU ĐỒ CÔNG SUẤT LẮP ĐẶT Hình 2.3: Biểu đồ cơng suất lắp đặt ĐMTMN TBA 110kV Quảng Nam THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 14 Bảng 2.7: Bảng thống kê số lượng khách hàng công suất lắp đặt tương ứng STT Nội dung Sô khách hàng Công suất (kWp) TBA 110kV Đại Đồng 36 7.764,76 TBA 110kV Đại Lộc 135 23.081,48 TBA 110kV Điện Bàn 61 8.306,15 82 17.779,23 TBA 110kV Điện Nam Điện Ngọc TBA 110kV Duy Xuyên 159 24.140,75 TBA 110kV Hội An 249 3.636,42 TBA 110kV Kỳ Hà 74 16.287,23 TBA 110kV Phước Sơn 26,24 TBA 110kV Tam Anh 30 5.377,45 10 TBA 110kV Tam Kỳ 319 19.509,7 11 TBA 110kV Tam Thăng 3.459,09 12 TBA 110kV Thăng Bình 144 21.985 13 TBA 110kV Thăng Bình 55 3.233,81 14 TBA 220kV Tam Kỳ 45 9.755,99 15 TBA 220kV Thạnh Mỹ 12 400,43 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN DIGSILENT POWERFACTORY 3.1 Giới thiệu tổng quan chương trình tính tốn DIgSilent Power Factor 3.2 Giao diện chương trình tính tốn DIgsilent Power Factory 3.3 Giới thiệu tổng quan chức công cụ phần mềm DigSilent PowerFatory THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 15 3.3.1 Giới thiệu công cụ DIgSilent PowerFatory 3.3.2 Giới thiệu ý nghĩa chức biểu tưởng công cụ 3.3.3 Giới thiệu biểu tượng thiết bị phần mềm 3.4 Giới thiệu số chức tính tốn DIgSilent PowerFatory 3.4.1 Tính tốn trào lưu cơng suất 3.4.2.Tính tốn độ ổn định độ điện từ 3.4.3 Tính tốn tối ưu trào lưu cơng suất 3.4.4 Tính tốn dự phòng cho trường hợp cố ngẫu nhiên N-1 3.4.5 Tính tốn cố ngắn mạch 3.5 Lý chọn phần mềm CHƯƠNG TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG ĐIỆN MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG NAM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP VẬN HÀNH NĂM 2022 4.1 Tình hình vận hành lưới điện trạng năm 2021 4.1.1 Tình hình phụ tảt năm 2021 Dựa số liệu thực tế công suất phụ tải lưới điện 110kV Quảng Nam năm 2021, ta có Trong mùa khơ: - Phụ tải đạt đỉnh khoảng thời gian 21h đến 23h - Phụ tải thấp lúc 7h Trong mùa mưa: - Phụ tải đạt đỉnh khoảng thời gian 17h đến 18h THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 16 - Phụ tải thấp khoảng thời gian từ 0h đến 01h 4.1.2 Tình hình vận hành hệ thống Điện mặt trời khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2021 Công suất phát ĐMT phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, để đánh giá tình hình vận hành lưới điện này, ta chọn tháng 06 (mùa khơ) tháng 11 (mùa mưa) để có số liệu xác Theo đó, tổng cơng suất phát Điện mặt trời 02 tháng thực tế sau: Bảng 4.2: Công suất phát điện mặt trời tỉnh Quảng Nam ngày điển hình Cơng suất phát trung bình ĐTM 01 ngày (kW) Giờ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tháng 8,2 33,2 53,1 67,9 81,8 85,9 89,1 81,0 68,3 51,0 32,8 7,6 0,4 06 Tháng 4,5 11,8 16,1 30,8 35,5 40,0 39,4 36,5 31,8 21,2 8,7 11 2,1 4,5 - Khi công suất phát ĐMT ngày cao lúc 12h lúc phụ tải lưới tương đối thấp - Khi công suất phát ĐMT ngày thấp lúc 17h phụ tải lưới lại cao Từ đó, để có đánh giá tương đối ảnh hưởng Điện mặt trời đến lưới 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam, ta xét hai thời điểm 12h mùa khơ 12h mùa mưa.[9], [10] 4.2 Tính tốn lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2022 phần mềm DIgSILENT PowerFactory 4.2.1 Mô lưới điện 110kV Quảng Nam năm 2022 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 17 Hình 4.5: Mơ lưới điện 110kV Quảng Nam năm 2022 Theo định 1100/QĐ-BCT việc phê duyệt Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2035-Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110kV ngày 03 tháng năm 2018 Bộ trưởng Bộ Công Thương, phụ tải điện tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2021-2025 dự báo tăng 10,6% năm 4.2.2 Kết tính tốn trào lưu công suất 4.2.2.1 Mùa khô - Điện áp nút lưới điện mùa khô năm 2022 - Các đường dây truyền tải mùa khô năm 2022 - Nguồn phát thủy điện, nhiệt điện thời điểm 12h - Các máy biến áp 110kV mùa khô năm 2022 - Công suất phát ĐMT mùa khô năm 2022 4.2.2.2 Mùa mưa - Điện áp nút lưới điện mùa khô năm 2022 - Các đường dây truyền tải mùa khô năm 2022 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 18 - Nguồn phát thủy điện, nhiệt điện thời điểm 12h - Các máy biến áp 110kV mùa khô năm 2022 - Công suất phát ĐMT mùa khô năm 2022 4.2.2.3 Đánh giá 4.2.3 Phân tích chế độ N-1 4.2.3.1 Mức độ mang tải thiết bị 4.2.3.2 Các nút điện áp cao 4.2.3.3 Các nút điện áp thấp 4.2.4 Phân tích ổn định điện áp 4.2.5 Đánh giá đề xuất giải pháp Qua kết tính tốn Trào lưu công suất, Chế độ N-1 Quá độ điện áp nguồn ĐMT lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam năm 2022, ta đưa kết luận sau: - Các nguồn ĐMT lưới điện hỗ trợ giảm tải cho đường dây truyền tải Đà Nẵng – Điện Bàn, Tam Thăng – 220 Tam Kỳ,…; giảm tải cho TBA có phụ tải cao trạm 110kV Thăng Bình, 110kV Tam Kỳ,… - Các nguồn ĐMT chưa gây ổn định điện áp lưới điện 110kV Quảng Nam, dù có thay đổi đột ngột 50% tồn cơng suất ĐMT dao động điện áp nút nhỏ Độ dự trữ ổn định hệ thống lớn cho phép tỉnh Quảng Nam tiếp nhận thêm nguồn NLTT công suất lớn để hỗ trợ thêm cho lưới điện hữu - Lưới điện 110kV Quảng Nam chưa đảm bảo chế độ N-1 xảy cố đường dây quan trọng Đà Nẵng – Điện Bàn, Điện Bàn – Duy Xuyên, Tam Thăng – 220 Tam Kỳ, dẫn đến đường dây khác tải lên đến 166% Nếu khơng có hỗ trợ nguồn ĐMT phân tán TBA, cố N-1 lưới khiến đường dây tải lên đến 200% Sự cố nguy hiểm có THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 19 thể gây tan rã hệ thống điện, không đảm bảo an ninh hệ thống điện Bên cạnh điện áp nhà máy điện khu vực sụt áp TBA cố N-1 xảy vấn đề cần quan tâm vận hành Vì vậy, cần đưa giải pháp để giảm thiểu cố đe dọa ổn định hệ thống điện ❖ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP - Nâng cấp cải tạo đường dây Tam Thăng – 220 Tam Kỳ Đà Nẵng – Điện Bàn từ dây dẫn AC185 mạch đơn thành AC185 mạch kép, mục đích nâng cao khả truyền tải đường dây, nâng cao độ tin cậy, đảm bảo chế độ N-1 lưới điện - Nâng cấp cải tạo đường dây Tam Thăng – 220 Tam Kỳ từ dây dẫn AC185 mạch đơn thành AC185 mạch kép, mục đích nâng cao khả truyền tải đường dây, nâng cao độ tin cậy, đảm bảo chế độ N-1 lưới điện - Xây dựng thêm TBA tạo mạch thêm mạch vòng khu vực Đà Nẵng – Điện Bàn – Duy Xuyên – Thăng Bình – Tam Thăng – Tam Kỳ để nâng cao độ tin cậy, đảm bảo chế N-1 cố đường dây Đà Nẵng – Điện Bàn, Điện Bàn – Duy Xuyên, Tam Thăng – 220 Tam Kỳ - Phát triển thêm nguồn NLTT điện gió, điện mặt trời phân tán TBA 110kV nhằm đáp ứng nhu cầu tăng cao phụ tải, giảm tải cho MBA Cần phát triển theo hướng tự dùng, nguồn NLTT cung cấp trực tiếp cho phụ tải TBA mà khơng cần qua đường dây truyền tải - Nâng cấp công suất MBA mang tải cao T2 Tam Kỳ từ 25MVA lên 63MVA, T1 T2 Thăng Bình từ 2x25MVA lên 2x63MVA Tập trung phát triển nguồn ĐMT TBA nhằm hỗ trợ MBA phụ tải tăng cao vào trưa THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 20 - Điều chỉnh tự động điều chỉnh điện áp máy phát thủy điện nhiệt điện khu vực nhằm đảm ổn định điện áp xảy cố; Chỉnh định bảo vệ rơle trường hợp áp sụt áp hệ thống CHƯƠNG TÍNH TỐN, PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG ĐIỆN MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI ĐIỆN 110KV KHU VỰC TỈNH QUẢNG NAM VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP VẬN HÀNH NĂM 2022 5.1 Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Nam năm 2025 5.1.1 Phát triển lưới điện 110kV năm 2025 Hình 5.1: Sơ đồ lưới điện cao tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2022 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 21 Hình 5.2: Sơ đồ lưới điện cao tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2025 5.1.2 Tình hình phụ tải nguồn điện mặt trời năm 2025 Theo Quy hoạch điện VIII, dự báo đến năm 2045, tổng công suất đặt nguồn điện đạt từ 261.951-329.610 MW, đó, nhiệt điện than chiếm 15,4-19,4%; nhiệt điện khí (tính LNG) chiếm 20,621,2%; thuỷ điện lớn, vừa thủy điện tích chiếm 9,1-11,1 nhập khoảng 3,1% Tỉ lệ nhiệt điện than giảm mạnh từ 29% năm 2020 xuống khoảng 15-19% vào năm 2045 %; nguồn điện lượng tái tạo (thủy điện nhỏ, điện gió, điện mặt trời, điện sinh khối…) tăng trưởng thêm chiếm 26,5-28,4% Vì vậy, đề tài dự báo phát triển công suất nguồn lượng mặt trời tỉnh Quảng Nam đến năm 2025 đạt 20% so với năm 2021 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 22 5.2 Tính tốn lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2025 phần mềm DIgSILENT PowerFactory 5.2.1 Mô lưới điện 110kV Quảng Nam năm 2025 Hình 5.3: Mơ lưới điện 110kV Quảng Nam năm 2025 5.2.2 Kết tính tốn trào lưu cơng suất - Mức độ mang tải đường dây năm 2025 - Điện áp nút lưới điện năm 2025 - Các máy biến áp 110kV năm 2025 - Công suất phát nhà máy thủy điện, nhiệt điện 5.2.3 Phân tích chế độ N-1 5.2.3.1 Mức độ mang tải thiết bị 5.2.3.2 Các nút điện áp cao 5.2.3.3 Các nút điện áp thấp 5.2.4 Đánh giá đề xuất giải pháp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 23 KẾT LUẬN ‒ Đề tài hoàn thành đầy đủ phân tích, đánh giá ảnh hưởng nguồn ĐMT đến chế độ làm việc lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2022-2025 Các mục tiêu đạt được: ‒ Mô lưới điện 110kV Quảng Nam phần mềm DIgSILENT PowerFactor ‒ Đánh giá ảnh hưởng ĐMT đến trào lưu cơng suất hệ thống, phân tích thiết bị tải vận hành khác thường lưới điện ‒ Phân tích trường hợp cố N-1, phần tử tải, áp, sụt áp xảy cố phần tử ‒ Phân tích q trình q độ điện áp, độ ổn định điện áp hệ thống điện nguồn ĐMT thay đổi đột ngột công suất phát ‒ Một số thuận lợi khó khăn thực hiện: ‒ Thuận lợi: ‒ Phần mềm DIgSILENT PowerFactor tính tốn nhanh chóng, xác độ tin cậy cao ‒ – Thông số đường dây, thiết bị,… lưới điện 110kV khu vực Quảng Nam ứng dụng vào chương trình cung cấp từ Phòng Kỹ thuật phòng Điều độ - Công ty Điện lực Quảng Nam ‒ – Dữ liệu phụ tải 2021 để thực dự báo phụ tải thống kê từ chương trình DSPM dự báo phụ tải theo định 1100/QĐ-BCT Bộ Cơng thương ‒ Khó khăn: ‒ Lưới điện mơ phức tạp có nhiều phần tử ‒ Thực tính tốn cho giai đoạn năm nên số THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 24 liệu dự báo phụ tải, công suất lắp đặt ĐMT, công suất phát nhà máy điện,… có nhiều sai số ‒ Thông số liệu đầu vào cập nhật vào chương trình theo catalog thiết bị dây dẫn vận hành 15 năm, tính chất vật lý bị thay đổi làm thông số thiết bị khơng cịn xác lúc xuất xưởng liệu kết đề tài mang tính chất tham khảo hỗ trợ cho Công ty Điện lực Quảng Nam việc lên kế hoạch phát triển lưới điện thời gian HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN Do thời gian thực ngắn khả nghiên cứu có giới hạn nên luận văn thực tính tốn tác động điện mặt trời vào thời điểm 12h mùa khô tháng mùa mưa tháng 11, số liệu dựa dự báo phụ tải cấu nguồn thực năm 2018, có sai số kết tính tốn so với thực tế vận hành Đề tài tiếp tục nghiên cứu phát triển thêm theo hướng phân tích tác động điện mặt trời mặt điện áp, tần số có kết hợp với ổn định điện áp, điều tốc,… nhà máy điện khu vực Từ đưa kết xác góp phần định hướng phát triển lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam giai đoạn 2022-2035 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... điện mặt trời đến chế độ làm việc lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam; từ đề xuất giải pháp cải thiện vấn đề có tính thời sự, cấp thiết đón đầu xu hướng phát triển khu vực tỉnh Quảng Nam Mục... tốn độ ổn định hệ thống lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam chế độ làm việc có tham gia nguồn lượng tái tạo; ‒ Đề xuất giải pháp khắc phục phát triển lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam. .. điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam năm 2022 phần mềm DIgSILENT PowerFactory Chương Tính tốn, phân tích ảnh hưởng điện mặt trời đến lưới điện 110kV khu vực tỉnh Quảng Nam đề xuất giải pháp vận hành