(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới

(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới(Luận văn thạc sĩ) Phân tích vận hành hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - NGUYỄN THÀNH ĐẠT PHÂN TÍCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM - NGUYỄN THÀNH ĐẠT PHÂN TÍCH VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HUỲNH CHÂU DUY TP HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS Huỳnh Châu Duy (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ Tp HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 20 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thành Đạt Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh: Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: I- Tên đề tài: Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới II- Nhiệm vụ nội dung: - Nghiên cứu tổng quan tình hình khai thác nguồn điện lượng mặt trời - Nghiên cứu sở lý thuyết hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Nghiên cứu giải thuật tìm điểm cơng suất cực đại - Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới dựa khảo sát khơng có cường độ xạ mặt trời, cường độ xạ mặt trời không đổi cường độ xạ mặt trời thay đổi - Mơ phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới tương ứng với trường hợp khảo sát cường độ xạ mặt trời khác III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V- Cán hướng dẫn: PGS TS Huỳnh Châu Duy CÁN BỘ HUỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa đuợc công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn đuợc cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn đuợc rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn Nguyễn Thành Đạt LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn Thầy Cô Trường Đại học Công nghệ Tp HCM, Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Khoa học Kỹ thuật HUTECH hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hồn thành khóa học đề tài luận văn Đặc biệt, em xin chân thành cám ơn Thầy, PGS TS Huỳnh Châu Duy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ đóng góp ý kiến quý báo cho việc hoàn thành Luận văn Cuối cùng, em xin cảm ơn tập thể lớp 16SMĐ11, đồng nghiệp gia đình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực Luận văn em Nguyễn Thành Đạt Tóm tắt Các phân tích cho thấy nguồn lượng tái tạo đã, quan tâm khai thác nhiều tương lai Trong số nguồn lượng tái tạo, lượng mặt trời quan tâm nhiều, đặc biệt quốc gia có điều kiện tự nhiên Việt Nam Tương ứng với quy mô khai thác công suất lớn cho mục tiêu giảm gánh nặng cấu nguồn điện cho nguồn lượng điện truyền thống thủy điện nhiệt điện, xu hướng nối lưới hệ thống điện lượng tái tạo quan tâm nhiều thời gian gần Khi nối lưới hệ thống điện lượng tái tạo mà cụ thể khảo sát luận văn hệ thống điện lượng mặt trời ảnh hưởng việc nối lưới nguồn lượng điện cần quan tâm, đặc biệt liên quan đến ổn định cho hệ thống điện thông số đầu vào nguồn lượng mặt trời bị thay đổi cường độ xạ, nhiệt độ, Chính lý trên, đề tài “Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới” lựa chọn thực luận văn mà bao gồm nội dung sau: + Chương 1: Giới thiệu chung + Chương 2: Tổng quan nghiên cứu phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương 3: Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương 4: Mô phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương 5: Kết luận hướng phát triển tương lai Abstract The analysis shows that renewable energy sources are and going more exploitable in the future Among renewable energy sources, solar energy is greatly interested, especially in countries with natural conditions like Vietnam Corresponding to the large-scale exploitation of power for the purpose of reducing the burden of power generation on traditional power sources such as hydro and thermal powers, the grid connection of renewable energy systems have been more interested in recent times The connected-grid renewable energy systems that are specifically investigated in this thesis is the solar power system, the effects of grid connection of this source are to be considered, particularly interconnected The stability of the power system needs to be researched when the parameters such as irradiation, temperature, of the solar energy source change This thesis focuses on issues relating to "Analyzing of a gridconnected solar PV power system" that includes the following contents: + Chapter 1: Introduction + Chapter 2: Literature review of analyzing of a grid-connected solar PV power system + Chapter 3: Analyzing of a grid-connected solar PV power system + Chapter 4: Simulations + Chapter 5: Conclusions and future works i MỤC LỤC Mục lục i Danh sách hình vẽ iii Chương - Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu 1.2 Nhu cầu lượng giới .1 1.3 Tính cấp thiết đề tài 1.4 Đối tượng nghiên cứu 1.5 Phạm vi nghiên cứu .6 1.6 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 1.7 Phương pháp nghiên cứu .7 1.8 Bố cục luận văn 1.9 Kết luận Chương - Tổng quan nghiên cứu phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới 2.1 Giới thiệu 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 2.3 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 11 2.4 Kết luận 15 Chương - Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới 16 3.1 Hệ thống điện 16 3.1.1 Giới thiệu 16 3.1.2 Cấu trúc hệ thống điện 17 3.1.3 Các chế độ làm việc hệ thống điện 20 3.1.4 Chất lượng điện hệ thống điện 23 ii 3.1.5 Ổn định hệ thống điện 26 3.2 Hệ thống điện lượng mặt trời 32 3.2.1 Giới thiệu 32 3.2.2 Mơ hình tốn pin quang điện 33 3.2.3 Module pin quang điện 35 3.2.4 Mảng pin quang điện 36 3.2.5 Các ảnh hưởng đến pin quang điện 38 3.2.5.1 Ảnh hưởng cường độ xạ 39 3.2.5.2 Ảnh hưởng nhiệt độ 39 3.2.5.3 Ảnh hưởng tượng bóng râm 40 3.2.6 Hệ thống pin quang điện nối lưới 44 3.2.7 Các biến đổi DC/DC DC/AC 46 3.2.7.1 Bộ biến đổi DC/DC 46 3.2.7.2 Bộ biến đổi DC/AC 47 3.2.8 Giải thuật tìm điểm cơng suất cực đại 57 Chương - Mơ phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới 61 4.1 Giới thiệu 61 4.2 Hệ thống điện chưa kết nối với nguồn pin quang điện 62 4.3 Hệ thống nguồn pin quang điện 70 4.4 Mô phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời 73 4.4.1 Khơng có cường độ xạ 74 4.4.2 Cường độ xạ không đổi 80 4.4.3 Cường độ xạ thay đổi 85 4.5 Kết luận 91 Chương - Kết luận hướng phát triển tương lai 92 5.1 Kết luận 92 5.2 Hướng phát triển tương lai 92 Tài liệu tham khảo 93 80 định trạng thái xác lập tương ứng với trường hợp khơng có cường độ xạ 4.4.2 Cường độ xạ không đổi Cường độ xạ giả sử khơng đổi q trình khảo sát, G = 1000 (W/m2), Hình 4.21 Giả sử giải thuật InC khởi động thời điểm, t = (s) 1100 1000 900 Irradiation (W/m2) 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0.5 1.5 Time (s) 2.5 Hình 4.21 Cường độ xạ khơng đổi, G = 1000 (W/m2) 81 350 300 PV Voltage (V) 250 200 150 100 50 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.22 Điện áp hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi, G = 1000 (W/m2) 400 350 PV Current (A) 300 250 200 150 100 50 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.23 Cường độ dịng điện hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi, G = 1000 (W/m2) 82 120 100 PV Power (kW) 80 60 40 20 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.24 Công suất phát hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi, G = 1000 (W/m2) x 10 Voltage of Phase A at B1 (V) -1 -2 -3 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 Time (s) 1.2 1.3 1.4 1.5 Hình 4.25 Điện áp pha A B1 tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi, G = 1000 (W/m2) 83 Current of Phase at B1 -1 -2 -3 -4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Time (s) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Hình 4.26 Cường độ dòng điện pha A B1 tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi, G = 1000 (W/m2) Trong trường hợp khảo sát này, cường độ xạ, G không đổi, G = 1000 (W/m2) nhiệt độ không đổi, t = 25 (0C), Hình 4.21 Khi ấy, cơng suất nguồn pin quang điện điểm công suất cực đại, Pmpp = 100 (kW) Hình 4.22 - 4.23 điện áp cường độ dòng điện hệ thống nguồn pin quang điện Nhận thấy biến đổi công suất DC/DC bám điểm công suất đưa vào sử dụng điện áp cường độ dịng điện hệ thống nguồn pin quang điện thay đổi theo cho công suất hệ thống nguồn pin quang điện ln ln tối ưu hóa hay nói cách khác bám điểm cơng suất cực đại, Hình 4.24 Kết mơ cho thấy giải thuật InC làm việc hiệu tìm điểm cơng suất cực đại tương ứng với trường hợp cường độ xạ khơng đổi Hình 4.24 công suất phát hệ thống nguồn pin quang điện Công suất phát này, Ppv ≈ 100 (kW) tương ứng với cường độ xạ, G = 1000 (W/m2) = không đổi nhiệt độ, t = 25 (0C) = không đổi 84 Hệ thống nguồn pin quang điện cung cấp cho phụ tải Ptai1 = 50 (kW) trước kết nối lưới hệ thống điện B1 Hình 4.25 - 4.26 điện áp cường độ dịng điện hệ thống điện có xét đến nguồn pin quang điện B1 tương ứng với điều kiện cường độ xạ nhiệt độ không đổi Điện áp hệ thống điện có xét nguồn pin quang điện ổn định, Hình 4.25 Phân bố công suất hệ thống điện lượng mặt trời biểu diễn sau: 'Il_phase_A: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A -126.25 ° 'Il_phase_B: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A 113.75 ° 'Il_phase_C: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A -6.25 ° 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T1 ' = 0.08 A 174.30 ° 'Il_winding_2:600V Utlity Grid/Grounding Transformer/T2 ' = 16.74 A 114.15 ° 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T2 ' = 0.08 A 54.30 ° 'Il_winding_1:600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3 ' = 16.74 A 54.15 ° 'Il_winding_2:600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3 ' = 16.74 A -5.85 ° 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3 ' = 0.08 A -65.70 ° 'Il_transfo_1_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A -39.10 ° 'Il_transfo_1_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A 141.12 ° 'Il_transfo_1_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A -128.02 ° 'Il_transfo_2_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A -159.10 ° 'Il_transfo_2_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A 21.12 ° 'Il_transfo_2_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A 111.98 ° 'Il_transfo_3_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A 80.90 ° 'Il_transfo_3_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A -98.88 ° 'Il_transfo_3_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A -8.02 ° 'Il_transfo_1_winding_1:600V Utlity Grid/120kV//25kV47MVA'=218.92 A -10.35 ° 'Il_transfo_1_winding_2:600V Utlity Grid/120kV//25kV47MVA'=604.72 A 169.80 ° 'Il_transfo_1_Lm:600V Utlity Grid/120 kV // 25 kV 47 MVA' = 0.63 A -93.10 ° 'Il_transfo_2_winding_1:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=218.92 A -130.35 ° 'Il_transfo_2_winding_2:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA' = 604.72 A 49.80 ° 'Il_transfo_2_Lm: 600V Utlity Grid/120 kV // 25 kV 47MVA' = 0.63 A 146.90 ° 'Il_transfo_3_winding_1:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=218.92 A 109.65 ° 'Il_transfo_3_winding_2:600V UtlityGrid/120kV//25kV47 MVA'=604.72 A -70.20 ° 'Il_transfo_3_Lm:600V Utlity Grid/120kV//25kV47MVA'=0.63 A 26.90 ° 'U_Vdc ' = 358.84 V -38.88° 'U_Vdc ' = 0.00 V 0.00° 'U A: B1 ' = 19951.07 V -37.16° 'U B: B1 ' = 19951.07 V -157.16° 'U C: B1 ' = 19951.07 V 82.84° 'U_PV Array/Diode/Vd ' = 0.00 V 0.00° 'I A: B1 ' = 1.60 A 140.90° 'I B: B1 ' = 1.60 A 20.90° 'I C: B1 ' = 1.60 A -99.10° 'I_PV Array/I_PV ' = 0.00 A 0.00° 'I_PV 'I_PV 'U_A: 'U_B: 'U_C: Array/Diode/Id ' = 0.00 A 0.00° Array/Iph ' = 0.00 A 0.00° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V 0.70° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V -119.30° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V 120.70° SUMMARY: Total generation : P= Total PQ load : P= Total Zshunt load : P= 31.65 MW Q= 0.00 MW Q= 31.52 MW Q= 5.78 Mvar -0.00 Mvar 2.23 Mvar 85 Total ASM load Total losses : *1* > : *2* > > : *3* > > : *4* > > : *5* > : P= : P= 0.00 MW Q= 0.13 MW Q= V= 1.000 pu/120kV 0.00 Generation : P= 31.65 PQ_load : P= 0.00 Z_shunt : P= 0.05 *2* : P= 31.60 0.00 Mvar 3.55 Mvar deg ; Swing bus MW Q= 5.78 Mvar MW Q= 0.00 Mvar MW Q= 0.05 Mvar MW Q= 5.73 Mvar V= 0.983 pu/25kV -36.25 deg Generation : P= 0.00 MW Q= PQ_load : P= 0.00 MW Q= Z_shunt : P= 29.46 MW Q= *1* : P= -31.49 MW Q= *3* : P= 2.03 MW Q= 0.00 -0.00 2.21 -2.22 0.01 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar V= 0.977 pu/25kV -37.14 deg Generation : P= 0.00 MW Q= PQ_load : P= -0.00 MW Q= Z_shunt : P= 1.91 MW Q= *2* : P= -2.02 MW Q= *4* : P= 0.11 MW Q= 0.00 -0.00 -0.02 0.02 -0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar V= 0.977 pu/25kV -37.16 deg Generation : P= 0.00 MW Q= PQ_load : P= 0.00 MW Q= Z_shunt : P= 0.06 MW Q= *3* : P= -0.11 MW Q= *5* : P= 0.05 MW Q= 0.00 0.00 -0.01 0.00 0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar V= 0.976 pu/0.26kV -68.88 Generation : P= 0.00 MW PQ_load : P= -0.00 MW Z_shunt : P= 0.05 MW *4* : P= -0.05 MW 0.00 0.00 0.00 -0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar deg Q= Q= Q= Q= Các kết mô phân bố công suất hệ thống điện có xét nguồn pin quang điện cho thấy hệ thống điện vận hành ổn định trạng thái xác lập tương ứng với cường độ xạ không đổi 4.4.3 Cường độ xạ thay đổi Cường độ xạ giả sử thay đổi trình khảo sát, cụ thể Hình 4.27 Cũng tương tự, khảo sát giải thuật InC khởi động thời điểm, t = (s) 86 1200 Irradiation (W/m2) 1000 800 600 400 200 0 0.5 1.5 Time (s) 2.5 Hình 4.27 Cường độ xạ thay đổi 300 250 PV Voltage (V) 200 150 100 50 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.28 Điện áp hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ thay đổi 87 500 450 400 PV Current (A) 350 300 250 200 150 100 50 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.29 Cường độ dịng điện hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ thay đổi 120 PV Power (kW) 100 80 60 40 20 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.30 Cơng suất phát hệ thống nguồn pin quang điện tương ứng với trường hợp cường độ xạ thay đổi 88 x 10 Voltage of Phase A at B1 -1 -2 -3 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 Time (s) 1.2 1.3 1.4 1.5 Hình 4.31 Điện áp pha A B1 tương ứng với trường hợp cường độ xạ thay đổi Current of Phase A at B1 -1 -2 -3 0.5 1.5 2.5 Time (s) Hình 4.32 Cường độ dòng điện pha A B1 tương ứng với trường hợp cường độ xạ thay đổi 89 Tương tự, trường hợp khảo sát này, cường độ xạ, G thay đổi nhiệt độ, t = 25 (0C) khơng đổi, Hình 4.27 Khi ấy, công suất cực đại nguồn pin quang điện, Pmpp thay đổi theo cường độ xạ Hình 4.28 - 4.29 điện áp cường độ dòng điện hệ thống nguồn pin quang điện Nhận thấy biến đổi công suất DC/DC bám điểm cơng suất đưa vào áp dụng điện áp cường độ dòng điện hệ thống nguồn pin quang điện thay đổi cho công suất hệ thống nguồn pin quang điện luôn tối ưu hóa hay nói cách khác bám điểm cơng suất cực đại, Hình 4.30 Rõ ràng rằng, giải thuật InC làm việc hiệu thực tìm điểm cơng suất cực đại Hình 4.31 điện áp hệ thống điện có xét đến nguồn pin quang điện B1 tương ứng với điều kiện cường độ xạ thay đổi Điện áp hệ thống điện có xét nguồn pin quang điện trì ổn định nhờ vào biến đổi cơng suất nghịch lưu nguồn áp Điện áp hệ thống nguồn pin quang điện phải thỏa mãn điều kiện điện áp, tần số góc lệch pha nhằm đảm bảo q trình hịa đồng hệ thống điện nguồn lượng mặt trời vào hệ thống điện truyền thống Hình 4.32 cường độ dịng điện B1 hệ thống điện có xét nguồn pin quang điện Nhận thấy rằng, vài thời điểm q trình khảo sát, cơng suất hệ thống nguồn pin quang điện, Hình 4.30, Ppv < 50 (kW) Vì vậy, để đáp ứng đủ cơng suất cung cấp cho phụ tải tải nút 5, dịng cơng suất khơng cịn từ nút sang nút mà dịng cơng suất phải theo hướng ngược lại nghĩa từ nút sang nút với hỗ trợ công suất nguồn khác hệ thống điện Phân bố công suất hệ thống điện lượng mặt trời biểu diễn sau: 'Il_phase_A: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A -126.25 ° 'Il_phase_B: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A 113.75 ° 'Il_phase_C: 600V Utlity Grid/30-MW 2-Mvar Load ' = 64.19 A -6.25 ° 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T1 ' = 0.08 A 174.30 ° 'Il_winding_2: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T2'= 16.74 A 114.15 ° 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T2 ' = 0.08 A 54.30 ° 'Il_winding_1: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3 '= 16.74 A 54.15 ° 'Il_winding_2: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3' = 16.74 A -5.85 ° 90 'Il_Lm: 600V Utlity Grid/Grounding Transformer /T3 ' = 0.08 A -65.70 ° 'Il_transfo_1_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A -39.10 ° 'Il_transfo_1_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A 141.12 ° 'Il_transfo_1_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A -128.02 ° 'Il_transfo_2_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A -159.10 ° 'Il_transfo_2_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A 21.12 ° 'Il_transfo_2_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A 111.98 ° 'Il_transfo_3_winding_1: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 1.60 A 80.90 ° 'Il_transfo_3_winding_2: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 88.47 A -98.88 ° 'Il_transfo_3_Lm: 100 kVA 260V // 25 kV ' = 0.01 A -8.02 ° 'Il_transfo_1_winding_1:600V UtlityGrid/120 kV//25kV47MVA'=218.92 A -10.35 ° 'Il_transfo_1_winding_2:600V UtlityGrid/120 kV//25kV47MVA'=604.72 A 169.80 ° 'Il_transfo_1_Lm: 600V Utlity Grid/120 kV // 25 kV 47 MVA'=0.63 A -93.10 ° 'Il_transfo_2_winding_1:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=218.92 A -130.35 ° 'Il_transfo_2_winding_2:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=604.72 A 49.80 ° 'Il_transfo_2_Lm: 600V Utlity Grid/120 kV // 25 kV 47 MVA'= 0.63 A 146.90 ° 'Il_transfo_3_winding_1:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=218.92 A 109.65 ° 'Il_transfo_3_winding_2:600V UtlityGrid/120kV//25kV47MVA'=604.72 A -70.20 ° 'Il_transfo_3_Lm: 600V Utlity Grid/120 kV // 25 kV 47 MVA' = 0.63 A 26.90 ° 'U_Vdc ' = 358.84 V -38.88° 'U_Vdc ' = 0.00 V 0.00° 'U A: B1 ' = 19951.07 V -37.16° 'U B: B1 ' = 19951.07 V -157.16° 'U C: B1 ' = 19951.07 V 82.84° 'U_PV Array/Diode/Vd ' = 0.00 V 0.00° 'I A: B1 ' = 1.60 A 140.90° 'I B: B1 ' = 1.60 A 20.90° 'I C: B1 ' = 1.60 A -99.10° 'I_PV Array/I_PV ' = 0.00 A 0.00° 'I_PV 'I_PV 'U_A: 'U_B: 'U_C: Array/Diode/Id ' = 0.00 A 0.00° Array/Iph ' = 0.00 A 0.00° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V 0.70° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V -119.30° 600V Utlity Grid/120kV 2500MVA' = 98392.08 V 120.70° SUMMARY: Total Total Total Total Total : *1* > : *2* > > : *3* > > : *4* generation PQ load Zshunt load ASM load losses : : : : : P= P= P= P= P= 31.65 0.00 31.52 0.00 0.13 V= 1.000 pu/120kV 0.00 Generation : P= 31.65 PQ_load : P= 0.00 Z_shunt : P= 0.05 *2* : P= 31.60 MW MW MW MW MW Q= Q= Q= Q= Q= 5.78 -0.00 2.23 0.00 3.55 deg ; Swing bus MW Q= 5.78 Mvar MW Q= 0.00 Mvar MW Q= 0.05 Mvar MW Q= 5.73 Mvar V= 0.983 pu/25kV -36.25 deg Generation : P= 0.00 MW Q= PQ_load : P= 0.00 MW Q= Z_shunt : P= 29.46 MW Q= *1* : P= -31.49 MW Q= *3* : P= 2.03 MW Q= 0.00 -0.00 2.21 -2.22 0.01 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar V= 0.977 pu/25kV -37.14 deg Generation : P= 0.00 MW Q= PQ_load : P= -0.00 MW Q= Z_shunt : P= 1.91 MW Q= *2* : P= -2.02 MW Q= *4* : P= 0.11 MW Q= 0.00 -0.00 -0.02 0.02 -0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar V= 0.977 pu/25kV -37.16 deg Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar 91 Generation PQ_load Z_shunt *3* *5* > > : *5* > : : : : : P= P= P= P= P= 0.00 0.00 0.06 -0.11 0.05 MW MW MW MW MW V= 0.976 pu/0.26kV -68.88 Generation : P= 0.00 MW PQ_load : P= -0.00 MW Z_shunt : P= 0.05 MW *4* : P= -0.05 MW Q= Q= Q= Q= Q= 0.00 0.00 -0.01 0.00 0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar Mvar deg Q= Q= Q= Q= 0.00 0.00 0.00 -0.00 Mvar Mvar Mvar Mvar Các kết mô phân bố công suất hệ thống điện lượng mặt trời cho thấy hệ thống điện vận hành ổn định trạng thái xác lập tương ứng với cường độ xạ thay đổi 4.5 Kết luận Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới khảo sát tương ứng với trường hợp bao gồm khơng có cường độ xạ, cường độ xạ không đổi cường độ xạ thay đổi Các khảo sát phân tích cho thấy hệ thống điện lượng mặt trời luôn vận hành ổn định bất chấp có thay đổi cường độ xạ hay nói cách khác thay đổi nguồn điện lượng mặt trời Việc trì ổn định nhờ vào hoạt động hiệu biến đổi công suất nghịch lưu nguồn áp DC/AC hệ thống nguồn điện lượng mặt trời Bên cạnh đó, khơng thể khơng kể đến hoạt động hiệu biến đổi công suất DC/DC bám điểm công suất cực đại hỗ trợ tích cực giải thuật tìm điểm cơng suất cực đại InC 92 Chương Kết luận hướng phát triển tương lai 5.1 Kết luận Luận văn hồn thành: - Khảo sát tình hình khai thác sử dụng lượng mặt trời Việt Nam - Nghiên cứu xây dựng hệ thống pin quang điện - Nghiên cứu giải thuật tìm điểm cơng suất cực đại - Nghiên cứu kết nối hệ thống pin quang điện với hệ thống điện truyền thống - Mô phân tích hệ thống điện có xét nguồn điện lượng mặt trời tương ứng với trường hợp cường độ xạ không đổi thay đổi theo thời gian Các kết mô phân tích đạt cho thấy hệ thống điện ln vận hành ổn định Điều nhờ vào hỗ trợ tích cực hiểu biến đổi công suất nghịch lưu nguồn áp DC/AC hệ thống điện lượng mặt trời Bên cạnh đó, hệ thống nguồn pin quang điện luôn đảm bảo phát công suất cực đại nhờ vào biến đổi cơng suất DC/DC giải thuật tìm điểm cơng suất cực đại InC 5.2 Hướng phát triển tương lai Khảo sát phân tích hệ thống điện có xét nguồn điện lượng mặt trời tương ứng với điều kiện vận hành khác như: + Có thay đổi nhiệt độ; + Vận hành điều kiện phụ tải thay đổi; + Vận hành điều kiện xảy cố; 93 Tài liệu tham khảo [1] Tạ Văn Tồn, Phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối có tượng sụt áp, Luận văn Thạc Sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2015 [2] Nguyễn Thành, Pin quang điện vấn đề kết nối lưới điện, Luận văn Thạc Sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2012 [3] Nguyễn Xuân Trường, Nguyễn Đình Quang Trần Tùng, “Nghiên cứu tiêu chuẩn phương pháp tối ưu công suất phát hệ thống điện mặt trời nối lưới: xét cho trường hợp lưới điện hạ pha”, The International Conference on Green Growth and Energy for ASEAN, Hanoi, pp 1-10, 2014 [4] Trương Việt Anh Nguyễn Bá Thuận, “Phương pháp hòa nguồn lượng mặt trời vào lưới điện phân phối”, Tạp chí Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật Tp HCM, 2015 [5] Tran Cong Binh, Mai Tuan Dat, Ngo Manh Dung, Pham Quang An, Pham Dinh Truc va Nguyen Huu Phuc, “Active and reactive power controller for single-phase grid-connected photovoltaic systems”, Hội nghị Khoa học Kỹ thuật, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, 2015 [6] Natthanon Phannil, Chaiyan Jettanasen and Atthapol Ngaopitakkul, “Power quality analysis of grid connected solar power inverter”, IEEE Conference, pp 1508 - 1513, 2017 [7] Kaveh Rahimi, Saeed Mohajeryami and Alireza Majzoobi, “Effects of photovoltaic systems on power quality”, IEEE Conference, pp - 6, 2016 [8] Fetissi Selwa, Labed Djamel, Labed Imen and Serghine Hassiba, “Impact of PSS and STATCOM on transient stability of multi-machine power system connected to PV generation”, International Conference on Renewable Energy Research and Applications, pp 1416 - 1420, 2015 [9] E Munkhchuluun, L Meegahapola A Vahidnia, “Impact on rotor angle stability with high solar - PV generation in power networks”, Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, ISGT - Europe, pp 1-6, 2017 94 [10] M Azharuddin and S R Gaigowal, “Voltage regulation by grid connected PV-STATCOM”, International Conference on Power and Embedded Drive Control, ICPEDC 2017, pp 472 - 477, 2017 [11] C Shiva, R Bhavani N R Prabha, "Power quality improvement in a grid integrated solar PV system", IEEE International Conference on Intelligent Techniques in Control, Optimization and Signal Processing, INCOS 2017, pp 1-6, 2017 [12] S Devassy and B Singh, “Enhancement of power quality using solar PV integrated UPQC”, National Systems Conference, NSC 2015, pp 1-6, 2015 [13] R N Tripathi T Hanamoto, “Improvement in power quality using Fryze conductance algorithm controlled grid connected solar PV system”, International Conference on Informatics, Electronics and Vision, ICIEV 2015, pp 1-5, 2015 [14] Huỳnh Châu Duy Hồ Đắc Lộc, Năng lượng tái tạo bảo vệ môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM, 2016 [15] D P Hohm and M E Ropp, “Comparative study of maximum power point tracking algorithms”, IEEE Conference, 2008 [16] Hồ Văn Hiến, Hệ thống điện truyền tải phân phối, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM, 2015 [17] Nguyễn Hồng Việt Phan Thị Thanh Bình, Ngắn mạch ổn định hệ thống điện, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp HCM, 2013 ... hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương 3: Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương 4: Mơ phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới + Chương... dựng hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện - Nghiên cứu kết nối hệ thống điện lượng mặt trời sử dụng pin quang điện vào lưới điện - Nghiên cứu phân tích vận hành hệ thống điện lượng. .. - Phân tích vận hành hệ thống điện lượng mặt trời nối lưới dựa khảo sát khơng có cường độ xạ mặt trời, cường độ xạ mặt trời không đổi cường độ xạ mặt trời thay đổi - Mơ phân tích vận hành hệ thống