Phân tích và đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực thăng bình khi có sự tham gia các nguồn phân tán tóm tắt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĂN BỘ PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH KHI CĨ SỰ THAM GIA CÁC NGUỒN PHÂN TÁN Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật điện : 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 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS HẠ ĐÌNH TRÚC Phản biện 1: TS Đoàn Anh Tuấn Phản biện 2: TS Trần Vinh Tịnh Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ ngành 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 Tính cấp thiết đề tài Hệ thống điện Việt Nam có bước phát triển nhanh chóng, với tốc độ tăng trưởng phụ tải trung bình 12% năm Cùng với nhu cầu phát triển nguồn lượng phân tán, ý nguồn điện gió điện mặt trời Công suất nguồn điện mặt trời hịa vào lưới ngẫu nhiên, chưa có cơng cụ dự báo xác, khó lập phương thức vận hành điều độ thời gian thực nên gây tải, áp cục lưới điện khu vực tập trung nhiều hệ thống điện mặt trời đặc điểm khơng ổn định gây khó khăn vận hành hệ thống điện Quảng Nam địa phương có nhiều điều kiện tự nhiên thuận lợi phát triển để phát triển ĐMTMN Đến thời điểm số lượng hệ thống ĐMTMN khu vực phát triển nhanh Việc đấu nối trực tiếp nguồn ĐMT vào lưới điện phân phối làm thay đổi đến thông số vận hành lưới điện ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện cung cấp cho phụ tải Đến thời điểm nay, chưa có nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng đề xuất giải pháp đảm bảo điện áp vận hành lưới điện phân phối khu vực Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam có tham gia nguồn điện phân tán Vì vậy, việc phân tích ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến điện áp lưới điện phân phối đề xuất giải pháp đảm bảo điện áp vận hành lưới điện phân phối khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán cần thiết để góp phần nâng cao hiệu vận hành lưới điện phân phối vực Với lý trên, tác giả chọn đề tài “Phân tích đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán” cho luận văn tốt nghiệp THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 2 Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến thay đổi điện áp lưới điện phân phối khu vực Thăng Bình tỉnh Quảng Nam để từ đề xuất giải pháp kỹ thuật, vận hành nhằm đảm bảo chất lượng điện cung cấp cho khách hàng khu vực có kết nối nguồn phân tán vào lưới điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu Sự diện nguồn điện mặt trời kết nối vào lưới điện với vai trị nguồn phân tán khơng làm thay đổi kết cấu lưới điện phân phối khu vực mà ảnh hưởng đến chế độ vận hành lưới điện với thay đổi nhiều thông số vận hành chế độ xác lập độ hệ thống điện Do thời gian làm luận văn ngắn nên tác giả tập trung nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng nguồn điện mặt trời mái nhà đến thay đổi điện áp vận hành chế độ khác lưới điện khu vực Thăng Bình để làm sở đề xuất giải pháp phù hợp nhằm giúp cho việc vận hành lưới điện khu vực hiệu Phương pháp nghiên cứu - Dựa sỡ lý thuyết kết hợp với thực nghiệm - Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện phân tán lên điện áp vận hành khu vực, sử dụng chương trình đo xa MDMS để kiểm tra chất lượng điện áp phần mềm Power Factory để thử nghiệm, đánh giá giải pháp - Căn quy định hành để đánh giá đề giải pháp phù hợp cho việc vận hành lưới điện có tham gia nguồn điện phân tán Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn 5.1 Về mặt khoa học - Việc nghiên cứu đề tài giúp nắm bắt tổng quát phương THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội án xây dựng vận hành tối ưu lưới điện phân phối khu vực - Góp phần quan trọng việc đảm bảo chất lượng điện cung cấp cho khách hàng kết nối hệ thống điện mặt trời nối vào lưới điện phân phối - Chủ động việc ứng phó với chế độ phát khác hệ thống điện mặt trời nối lưới 5.2 Về mặt thực tiễn - Vấn đề nâng cao chất lượng điện cho phép cải thiện chế độ làm việc kinh tế thiết bị điện, đồng thời tiết kiệm điện năng, nhiệm vụ cấp bách mang tính tồn cầu điều kiện thị trường điện cạnh tranh ngày - Kết đề tài tài liệu bổ sung để làm sở cho việc tính tốn giải pháp tối ưu để áp dụng thực tế vào vận hành lưới điện phân phối nhằm phục vụ tốt cho công tác quản lý nâng cao hiệu vận hành - Áp dụng vào thực tế lưới điện phân phối Công ty Điện lực Quảng Nam, giúp nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện hiệu việc đầu tư … Bố cục đề tài Mở đầu Cấu trúc đề tài gồm chương, cụ thể sau: Chương 1: Tổng quan lưới điện khu vực nguồn phân tán Chương 2: Phương pháp tính tốn phân bố cơng suất cơng cụ phân tích Chương 3: Phân tích đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán Kết luận kiến nghị THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH VÀ NGUỒN PHÂN TÁN 1.1 Tổng quan lưới điện khu vực Thăng Bình 1.1.1 Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên khu vực Thăng Bình 1.1.2 Nguồn, lưới điện phụ tải - Khu vực Thăng Bình nhận điện từ 03 TBA 110kV: Thăng Bình, Thăng Bình 2, Tam Thăng - Lưới điện: + Trạm 110kV Thăng Bình nhận điện từ trạm 110kV Tam Thăng qua đường dây 171/ Thăng Bình – 171/ Tam Thăng nhận điện từ trạm 110kV Thăng Bình qua đường dây 172/ Thăng Bình – 172/ Thăng Bình + Trạm 110kV Thăng Bình cấp điện phụ tải 22kV khu vực huyện Thăng Bình, CCN Hà Lam – Chợ Được; 35kV TTG Hiệp Đức cấp điện huyện Hiệp Đức - Đặc điểm lưới điện: chế độ bình thường lưới điện 110kV vận hành mạch vịng kín; lưới điện 22kV nối vòng với xuất tuyến lân cận, đảm bảo điều kiện khép vòng, nhiên vận hành mạch vòng hở - Phụ tải huyện Thăng Bình: cơng suất khoảng 40MW, chủ yếu cấp điện cho khu công nghiệp, dịch vụ ánh sáng sinh hoạt - Xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình: + Cấp điện phụ tải xã phía tây huyện Thăng Bình gồm: xã Bình Qúy, Bình Chánh, Bình Định, Binh Trị, Bình Lãnh + Nối lưới với xuất tuyến 471 Tam Kỳ 220 qua (LBS-DCL) Bình Quế, xuất tuyến 472 TTG Hiệp Đức qua DCL Bình Lãnh, xuất tuyến THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 478 Thăng Bình qua (LBS-DCL) Xóa Trâu, xuất tuyến 477 Thăng Bình qua (LBS-DCL) T12 + Đường trục dùng dây AC-120 AC-95, nhánh rẽ chủ yếu dùng dây AV-70, AC-50… + Có tổng cộng 94 TBA nối lưới, có TBA lượng mặt trời 88 TBA phụ tải Công suất xuất tuyến khoảng 4,2MW, cấp điện chủ yếu cho ánh sáng sinh hoạt, bơm nông nghiệp + Các hệ thống điện mặt trời mái nhà nối lưới đường dây 472 Thăng Bình: TT nhà Công ty TNHH NL Đồng Dương Công ty CP Mặt trời Đất Quảng Công ty CP Mặt trời Tồn Thanh Cơng ty CP Mặt trời Thiên Thanh Công ty TNHH SX TM Hiển Tiên Inverter Tên điện mặt trời mái Công ty TNHH MTV DaNa Smart Công Pin Loại Số lượng CS/tấm suất (kWp) 110 Canadian 2298 0.435 999.63 13 75 Risen 2044 0.445 909.58 SMA 13 75 Risen 2055 0.445 914.475 SMA 13 75 Risen 2079 0.44 914.76 Sungrow 100 Trina 2754 0.45 1239.3 Huawei 100 Canadian 450 0.445 200 Loại Số lượng CS/cái Sungrow SMA *Lý lựa chọn xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình: + Lưới điện phân phối có cấp điện áp 22/0,4 kV sử dụng đa số khu vực Quảng Nam + Có nhiều nguồn điện mặt trời áp mái nhà nối vào lưới điện + Bán kính cấp điện đường dây trung 22kV lưới điện 0,4kV lớn + Có nhiều TBA phụ tải nối vào xuất tuyến + Thuận lợi việc thống kê, khảo sát Các yếu tố trên, thấy xuất tuyến 472 TBA 110kV THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội Thăng Bình có nhiều yếu tố điển hình cho lưới điện khu vực để phân tích có hay khơng nguồn lượng phân tán ảnh hưởng đến yếu tố chất lượng điện năng, cụ thể điện áp vận hành, từ đánh giá đề xuất giải pháp vận hành cho lưới điện khu vực Do khu vực này, nguồn lượng phân tán có nguồn lượng mặt trời, nên tác giả tập trung phân tích số thời điểm điển hình nhánh đặc trưng để xem xét ảnh hưởng nguồn công suất điện mặt trời đưa phương thức vận hành phù hợp 1.2 Cấu trúc lưới điện phân phối Lưới phân phối gồm lưới phân phối trung áp lưới phân phối hạ áp Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp 22-110kV, đưa điện từ trạm trung gian tới trạm phân phối hạ áp Lưới phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220V hay 220/110V cấp điện trực tiếp cho hộ tiêu thụ điện Lưới điện kín vận hành hở, lưới có cấu trúc mạch vịng kín nguồn, có thiết bị phân đoạn mạch vịng Bình thường lưới vận hành hở, có cố sửa chữa đường dây người ta sử dụng thiết bị đóng cắt để điều chỉnh hồ sơ cấp điện, lúc phân đoạn sửa chữa bị điện, phân đoạn cịn lại cấp điện bình thường Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao sơ đồ trước Về mặt ngun tắc lưới vận hành kín song đòi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển phải đắt tiền hoạt động xác Vận hành lưới điện hở đơn giản chi phí đầu tư thấp nhiều 1.3 Tổng quan hệ thống điện mặt trời 1.3.1 Năng lượng mặt trời, tiềm công nghệ khai thác điện mặt trời *Tiềm phát triển điện mặt trời khu vực Thăng Bình Thăng Bình khu vực có điều kiện thuận lợi để phát triển THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội điện mặt trời Tính đến thời điểm ngày 31/12/2020, địa bàn có tổng cơng suất lắp đặt ĐMTMN 30.000kWp, riêng đấu nối TBA 110kV Thăng Bình 21.975 kWp 1.3.2 Công nghệ khai thác điện mặt trời 1.3.2.1 Nhiệt điện từ nhiệt mặt trời 1.3.2.2 Công nghệ quang điện 1.3.2.3 Ứng dụng pin quang điện để sản xuất điện CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT VÀ CƠNG CỤ PHÂN TÍCH 2.1 Bài tốn trào lưu công suất 2.2 Phương pháp số để giải tốn trào lưu cơng suất 2.2.1 Giới thiệu phương pháp dùng tính tốn phân bố cơng suất Hệ thống điện 2.2.1.1 Phương pháp Gauss- Seidel 2.2.1.2 Phương pháp Newton-Raphson 2.2.2 Thuật toán 2.2.3 Kết luận: Phương pháp Gauss-Seidel đơn giản, tin cậy Tuy nhiên, GaussSeidel có tốc độ hội tụ chậm so với Newton-Raphson tiệm cận kết với số lần lặp lớn Và bộc lộ nhiều vấn đề hội tụ hệ thống điện tải truyền lượng công suất tác dụng lớn Phương pháp Newton - Raphson sử dụng rộng rãi tính tốn vấn đề phân bố công suất nhiều phần mềm kỹ thuật điện, địi hỏi thời gian tính tốn dung lượng nhớ máy tính nhiều so với phương pháp Gauss - Seidel cho vòng lặp phương pháp sử dụng đề tải THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 2.3 Cơng cụ phân tích Đánh giá chất lượng lưới điện cơng việc có ý nghĩa quan trọng, đưa giải pháp nhằm hạn chế ảnh hưởng hay tác hại không mong muốn dao động điện áp gây Từ cho mơ hình tốt giải pháp nhằm nâng cao chất lượng điện Trong phần ta nghiên cứu số biện pháp chủ yếu sử dụng để phân tích đánh giá lưới điện tùy thuộc điều kiện cụ thể mà chọn phương pháp đánh giá hợp lý 2.3.1 Đánh giá chất lượng điện áp chương trình đo xa MDMS: 2.3.1.1 Giới thiệu chung MDMS (Meter Data Management System): hệ thống chương trình gồm module sau: MDMSComms: Module thực kết nối để thu thập liệu trực thời gian thực đến công tơ (Elster, LandisGyr, EDMI, …) đường truyền khác như: ADSL, cáp quang, GSM, GPRS, EDGE, 3G Network MDMSAnalyze: Module thực chức phân tích số liệu mà module MDMSComms thu thập để đưa vào CSDL lưu trữ MDMS: Module quản lý khai thác số liệu đo đếm, bao gồm tính sau đây: - Xem thơng số vận hành cơng suất, phản kháng, dịng, áp, cosphi theo thời gian thực Thông tin số chốt hàng tháng - Khai báo điểm đo lập yêu cầu để lấy số liệu điểm đo 2.3.1.2 Giao diện chương trình: - Giao diện Sau đăng nhập thành cơng, vào giao diện chương trình MDMS sau: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 10 - Thanh công cụ: cho phép sử dụng nhanh chức lọc số lượng thiết bị, thị thông số thiết bị, tạo cố ngắn mạch, kiện lỗi… Hình 2.7 Thanh cơng cụ phần mềm - Thanh thiết bị: phần tử lưới điện góp, máy phát, đường dây, phụ tải, máy biến áp, kháng điện, tụ điện, BU, BI, … CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH KHI CĨ SỰ THAM GIA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 3.1 Tính tốn, phân tích ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến ổn định điện áp lưới điện khu vực Thăng Bình: 3.1.1 Thu thập số liệu chương trình đo xa MDMS: Qua phân tích số liệu nguồn tải lấy từ MDMS xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình năm 2021, tác giả nhận thấy ngày 28/7/2021 có biểu đồ phụ tải tăng, giảm theo quy luật phụ tải khu vực công suất điện mặt trời phát vào lưới lớn Vì vậy, tác giả chọn ngày 28/7/2021 làm ngày điển hình để phân tích, đánh giá Từ số liệu thu thập được, vẽ biểu đồ sau: 3.1.1.1 Biểu đồ công suất ngày điển hình xuất tuyến 472 TBA Thăng Bình: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 11 Biểu đồ phụ tải điển hình ngày 28/7/2021 Từ biểu đồ ta nhận thấy điện mặt trời đạt đỉnh Pmax 3,7MW lúc 12h00; Pmaxngày 3,4MW lúc 10h00, Pmaxđêm 3,7MW lúc 19h00 3.1.1.2 Điện áp vận hành có nguồn phân tán: - Xuất tuyến 472 Thăng Bình sử dụng MBA có cấp điện áp 22/0,4kV, đặt nấc phân áp 1, điện áp tương ứng 23,1/0,4kV - Điện áp 22kV TBA 110kV Thăng Bình vận hành từ 23,1kV đến 23,75kV - Điện áp phía hạ áp MBA phụ tải dao động lớn, thời gian cao điểm ngày cao điểm đêm, dao động từ 383V đến 405V; điện áp phía hạ áp MBA cao so với quy định theo Thông tư 39/2014BCT 3.1.2 Thu thập số liệu tính tốn phần mềm Power Factory: 3.1.2.1 Tính tốn lập biểu đồ nguồn, tải: Chạy Quasi-Dynamic ta có đồ thị thơng số xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình: THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 12 Hình 3.9 Biểu đồ công suất nguồn điện mặt trời xuất tuyến 472 Thăng Bình Hình 3.10 Biểu đồ phụ tải xuất tuyến 472 Thăng Bình Từ đồ thị phụ tải xuất tuyến 472 TBA Thăng Bình ta nhận thấy ngày 28/7/2021: Pmaxđêm 3,7MW lúc 19h00, Pmaxngày 3,4MW lúc 10h00 công suất điện mặt trời mái nhà đạt đỉnh 3,7MW lúc 12h00 Khi thời điểm tải nguồn lượng mặt trời đạt đỉnh gây ảnh hưởng lớn đến thông số vận hành nên tác giả chọn thời điểm để phân tích, đánh giá 3.1.2.2 Biểu đồ điện áp: 3.1.2.2.1 Đồ thị điện áp 22kV xuất tuyến 472 Thăng Bình: Tác giả chọn nhánh có dao động điện áp lớn ảnh hưởng trực tiếp nguồn tải: nhánh có điện mặt trời nối lưới nhánh phía cuối đường dây để đánh giá, phân tích THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 13 a Nhánh thứ có hệ thống điện mặt trời nối lưới, công suất đặt 3MW: PV Đất Quảng, PV Toàn Thanh, PV Thiên Thanh Từ biểu đồ ta nhận thấy điện áp 22kV nhánh chênh lệch thời điểm cao điểm đêm cao điểm ngày lớn, đặc biệt khu vực có đấu nối hệ thống điện mặt trời mái nhà b Nhánh thứ hai có hệ thống điện mặt trời nối lưới, công suất đặt 2,25MW: PV Trại Gà, PV Hiền Tiên PV DaNa *Từ biểu đồ ta nhận thấy điện áp 22kV nhánh chênh lệch thời điểm cao điểm đêm cao điểm ngày lớn, nhiên đường biểu đồ điện áp thời điểm tương đối phẳng khu vực công suất điện mặt trời nhỏ hệ thống điện mặt trời mái nhà đấu nối xen kẻ với TBA phụ tải c Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn, có đường THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 14 dây trung dài 20,195km *Từ biểu đồ ta nhận thấy, chênh lệch điện áp thời điểm lớn khoảng 0,3kV có xu hướng giảm phía cuối nguồn d Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn, có đường dây trung dài 18,418km *Từ biểu đồ ta nhận thấy, chênh lệch điện áp thời điểm lớn khoảng 0,3kV có xu hướng giảm phía cuối nguồn 3.1.2.2.2 Đồ thị điện áp 0,4kV TBA phụ tải: a Nhánh thứ có điện mặt trời nối lưới THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 15 * Từ biểu đồ ta nhận thấy, điện áp 0,4kV dao động từ 396,6V đến 405,9V, TBA CCN Bình An dao động lớn TBA sử dụng cơng suất lớn b Nhánh thứ hai có điện mặt trời nối lưới * Từ biểu đồ ta nhận thấy, điện áp dao động thời điểm từ 401V đến 406,9V, mức độ dao động nhỏ so với nhánh c Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 16 * Từ biểu đồ ta nhận thấy, điện áp dao động thời điểm từ 396,7V đến 405,9V có xu hưởng giảm dần phía cuối nguồn d Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn * Điện áp 0,4kV dao động từ 396,4V đến 405,9V, TBA Đồng Lớn dao động lớn từ 396,9V đến 402,2V 3.1.3 Đánh giá, nhận xét - Từ kết thu thập liệu chương trình MDMS chạy phầm mềm Power Factory cho ta kết công suất, điện áp gần tương tự Vì vậy, khẳn định kết phần mềm Power Factory hồn tồn tin cậy để áp dụng tính tốn, đánh giá giải pháp vận hành lưới điện phân phối - Điện áp hạ áp TBA đầu nguồn dao động, nằm giới hạn ổn định từ 403V đến 404V, cao điện áp danh định 5,4%; - Điện áp hạ áp TBA phụ tải dao động 396,4V đến 406,9V khoảng 10V - Điện áp hạ áp TBA khu vực xuất tuyến dao động từ 396,4V đến 406,9V, đặc biệt thời điểm từ 10h00 đến 15h00 khu vực có ĐMTMN, điện áp TBA phụ tải cao so với quy định Thông tư 39/2014-BCT (tăng 7,07% so với điện áp danh định) 2,07% - Điện áp hạ áp TBA phụ tải cuối nguồn dao động từ 396,7V đến 402,7V đảm bảo quy định - Điện áp nhiều thời điểm tăng cao, đặc biệt hệ thống ĐMTMN phát công suất lớn vào hệ thống từ 11h00 đến 14h00 THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 17 3.2 Đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán 3.2.1 Giải pháp 1: Thay đổi biểu đồ điện áp vận hành 22kV theo chu kỳ ngày đêm Theo số liệu ngày 28/7/2021, điện áp phía 22kV TBA 110kV Thăng Bình gần khơng thay đổi, nằm quanh giá trị 23,3kV vận hành theo biểu đồ điện áp ngày từ 22,6kV đến 23,5kV, nên phụ tải nguồn điện mặt trời thay đổi làm dao động điện áp số nút xuất tuyến, đặc biệt điện áp phía 0,4kV TBA phụ tải thay đổi lớn thời điểm Vì vậy, đề xuất điều chỉnh biểu đồ điện áp vận hành 22kV TBA 110kV linh hoạt hơn, theo khả phát nguồn điện mặt trời để giảm biên độ dao động điện áp, cụ thể: - Ngày có nắng từ 6h00 đến 17h00, vận hành điện áp từ 22,6kV đến 23,1kV - Thời điểm đêm từ 17h00 đến 6h00 ngày hôm sau, vận hành điện áp từ 22,8kV đến 23,3kV - Ta lấy điện áp 22kV TBA 110kV lúc 10h00 23,1kV; 12h00 23,0kV; 19h00 23,3kV chạy phần mềm Power Factory, ta kết sau: + Biên độ dao động điện áp giảm, nằm giới hạn ổn định, dao động điện áp 0,4kV thời điểm khoảng 2V (0,52%) + Điện áp phía hạ TBA phụ tải xuất tuyến dao động 395V đến 402V gần giá trị điện áp lý tưởng 400V + Điện áp phía hạ TBA phụ tải khu vực gần PV Trại Gà, PV Hiền Tiên 402,1V, cao so với điện áp mong muốn 2,1V (0,5%) - Vậy, giải pháp thay đổi biểu đồ điện áp TBA 110kV ổn định điện áp vận hành lưới điện trung THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 18 3.2.2 Giải pháp 2: Kết hợp thay đổi điện áp vận hành 22kV ghim điện áp inverter điện măt trời mái nhà Các hệ thống điện mặt trời mái nhà thường để chế độ phát theo chế độ P(Q) để phát tối đa công suất vào hệ thống, nhiên phát tối đa cơng suất vào hệ thống điện áp đầu cực tăng cao, kéo điện áp lưới phân phối dâng lên Để đảm bảo điện áp vận hành, dao động điện áp hệ thống điện mặt trời hòa lưới, ta điều chỉnh inverter phát theo chế độ P(V) nghĩa ta ghim điện áp inverter điện mặt trời nằm giới hạn quy định, ta chọn ghim pu phần mềm Power Factory, sau chạy ta kết sau: 3.2.2.1 Đồ thị điện áp 22kV xuất tuyến 472 Thăng Bình: a Nhánh thứ có điện mặt trời nối lưới *Từ biểu đồ ta nhận thấy, biên độ dao động điện áp khu vực gần hệ thống điện mặt trời đấu nối giảm lại, chênh lệch điện áp thời điểm khoảng 0,7kV THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 19 b Nhánh thứ hai có điện mặt trời nối lưới *Từ biểu đồ ta nhận thấy, nhánh điện áp ổn định, biên độ dao động điện áp điện áp chênh lệch điện áp thời điểm khoảng 0,2kV c Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn *Điện áp 22kV dao động thời điểm, điện áp có chiều hướng giảm phía cuối nguồn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 20 d Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn *Điện áp 22kV dao động thời điểm, điện áp có chiều hướng giảm dần phía cuối nguồn đặc biệt thời điểm 19h 3.2.2.2 Đồ thị điện áp 0,4kV TBA phụ tải a Nhánh thứ có điện mặt trời nối lưới *Điện áp phía hạ áp TBA phụ tải ổn định, trừ TBA CCN Bình An Phú điện áp dao động cao điểm đêm cao điểm ngày 4V THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 21 b Nhánh thứ có điện mặt trời nối lưới *Điện áp phía hạ áp TBA phụ tải ổn định, không thay đổi thời điểm c Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn: *Điện áp phía hạ áp MBA phụ tải nhánh ổn định thời điểm, trừ TBA đầu nguồn: Bình Xá điện áp dao động thời điểm khoảng 2V THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 22 d Nhánh thứ có TBA phụ tải phía cuối nguồn *Điện áp phía hạ áp MBA phụ tải nhánh ổn định thời điểm, trừ TBA đầu nguồn: Qúy Thạnh, Phúc Nguyên Sơn điện áp dao động thời điểm khoảng 2V 3.2.2.3 Đánh giá giải pháp 2: - Khi điều chỉnh lại biểu đồ điện áp ghim điện áp invecter điện mặt trời mái nhà pu, điện áp phía hạ áp TBA phụ tải gần khơng thay đổi thời điểm, biên độ dao động điện áp thời điểm nhỏ, đa số dao động khoảng 1V - Có TBA CCN Bình An Phú TBA Bình Xá có biên độ dao động điện áp lớn hơn, khoảng 4V, nhiên điện áp hạ TBA phụ tải nằm giới cho phép (380±5%V) - Điện áp phía hạ áp TBA khu vực điện mặt trời mái nhà nối lưới gần không thay đổi thời điểm, ổn định giá trị 400V, nghĩa giữ ổn định điện áp khu vực có đấu nối điện mặt trời không cao so với điện áp lưới - Khi ghim điện áp phần lớn hệ thống điện mặt trời tiêu thụ công suất phản kháng, công suất tác dụng phát vào lưới không thay đổi 3.2.3 Đánh giá, nhận xét chung: - Lưới điện vận hành tại: điện áp dao động lớn thời điểm, đặc biệt tăng cao vào thời gian 12h, cao quy định cho phép - Khi thực giải pháp 1: thay đổi biểu đồ điện áp vận hành THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 23 22kV TBA 110kV điện áp phía MBA phụ tải thời điểm ổn định Tuy nhiên, điện áp vị trí đấu nối điện mặt trời dâng cao điện áp lưới thời điểm 10h00, 12h00 lúc hệ thống điện mặt trời hịa lưới cơng suất cực đại phụ tải không lớn - Khi kết hợp giải pháp ghim điện áp inverter điện mặt trời mái nhà điện áp ổn định thời điểm, tiệm cận giái trị điện áp lý tưởng, đặc biệt điện áp gần khu vực có nguồn điện mặt trời mái nhà nối lưới không dâng cao nhiều so với điện áp lưới Tuy nhiên, giải pháp tổn thất tăng 2.8% so với vận hành tại, tổn thất tăng giá trị khơng lớn - Có thể nghiên cứu thêm giải pháp: lắp tụ bù có điều khiển SVC, sử dụng MBA bổ trợ… vị trí có đấu nối điện mặt trời mái nhà để tham gia điều chỉnh ổn định điện áp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ đánh giá trên, tác giả đề xuất vận hành lưới điện phân phối kết hợp hai giải pháp thay đổi biểu đồ điện áp vận hành 22kV TBA 110kV ghim điện áp inverter điện mặt trời để ổn định điện áp Các xuất tuyến 22kV nhận điện từ TBA 110kV Thăng Bình cịn lại như: xuất tuyến 476, 478, 471, 477 có tính chất nguồn tải tương tự xuất tuyến 472 nên áp dụng giải pháp cho việc vận hành lưới điện khu vực, nâng cao chất lượng điện Kiến nghị Dùng phần mềm Power Factory để phân tích, đánh giá đề xuất giải pháp vận hành lưới điện phân phối khu vực tỉnh Quảng Nam để có chế độ vận hành lưới điện tối ưu THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội 24 Việc mô phần mềm Power Factory không áp dụng cho nguồn lượng mặt trời, mà cịn áp dụng để phân tích ảnh hưởng nguồn lượng tái tạo khác như: lượng gió, lượng sinh khối… THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Lưu hành nội ... cao hiệu vận hành lưới điện phân phối vực Với lý trên, tác giả chọn đề tài ? ?Phân tích đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán? ?? cho... tích ảnh hưởng nguồn điện phân tán đến điện áp lưới điện phân phối đề xuất giải pháp đảm bảo điện áp vận hành lưới điện phân phối khu vực Thăng Bình có tham gia nguồn điện phân tán cần thiết để... Tổng quan lưới điện khu vực nguồn phân tán Chương 2: Phương pháp tính tốn phân bố cơng suất cơng cụ phân tích Chương 3: Phân tích đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng