(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xây dựng cấu hình vận hành tự động và giám sát hệ thống pin năng lượng mặt trời tại trạm biến áp 220KV Mỹ Xuân

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam oan ây cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa ƣợc cơng bố cơng trình khác Bà rịa-Vũng Tàu, ngày 20 tháng 09 năm 2018 Ngƣời cam oan Hà Văn Nguyên ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt khoá học (2016-2018) Trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, tơi ã nhận ƣợc tận tình qu Th y Cô kiến thức chuyên môn Từ nh ng kiến thức ã gi p tơi hồn thành Luận Văn Tốt Nghiệp thời gian cho ph p Tôi xin chân thành cảm ơn th y PGS.TS Trƣơng Đình Nhơn ã tận tình hƣớng dẫn cho tơi thời gian thực luận văn ã gi p tơi q trình hồn thành luận văn Ngồi ra, tơi hết lịng biết ơn Gia Đình, Bạn Bè ã hết lòng gi p ộng viên, ủng hộ ng g p , kiến cho suốt thời gian thực Luận Văn Tốt Nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn! Bà rịa-Vũng Tàu, ngày 20 tháng 09 năm 2018 Ngƣời Viết Hà Văn Nguyên iii TÓM TẮT Trong vài năm trở lại ây, ngành iện ã liên tục ẩy mạnh phong trào áp dụng khoa học công nghệ vào vận hành quản l , sản xuất, cung cấp iện ể áp ứng ƣợc phát triển liên tục ất nƣớc Và ngành iện ã áp dụng nhiều mơ hình, tiêu biểu có mơ hình vận hành sau: “Trạm biến áp không ngƣời trực”, “Hệ thống Pin NLMT cho trạm biến áp 220kV” Các mơ hình ều ỏi hỏi khả vận hành tự ộng cao giám sát từ xa Đối với trạm biến áp 220kV Mỹ Xuân ang ƣợc vận hành KCN Mỹ Xuân A2 thuộc t nh Bà Rịa-Vũng Tàu, nằm khu vực nhiều thuận lợi mặt cƣờng ộ xạ NLMT áp ứng ƣợc tiêu chí phân phối phụ tải, khoảng cách, tính linh ộng vận hành, tính ồng thiết bị nên ngành truyền tải ã ịnh áp dụng hai mơ hình cho trạm biến áp 220kV Mỹ Xuân Tuy nhiên, Trạm biến áp 220kV Mỹ Xuân c cấu tr c vận hành nguồn tự dùng tƣơng ối phức tạp Nguồn tự dùng ƣợc phân phối xen kẽ cung cấp cho nhiều phụ tải tạo nên mối liên kết chắt chẽ can thiệp vào hệ thống ể cải tạo gặp nhiều kh khăn Ngoài ra, Trong vận hành trạm biến áp truyền tải iện hệ thống nguồn iện tự dùng AC/DC ƣợc xem hệ thống quan trọng Và n c ảnh hƣởng nhiều ến chế ộ vận hành trạm biến áp tƣơng ứng với chế ộ hệ thống nguồn vận hành c ƣu tiên khác Chính thế, năm 2018 truyền tải iện quốc gia ã quy ịnh cho việc lắp ặt hệ thống Pin NLMT Nắm ƣợc kh khăn quy ịnh , Luận văn ã ề xuất cấu hình giải pháp iều khiển tự ộng, giám sát cho hệ thống pin NLMT trạm biến áp 220kV Mỹ Xuân phù hợp với môi trƣờng vận hành trạm biến áp truyền tải iện iv ABSTRACT In a few years, The Power Transmission has continuously promoted the application of science and technology in operational management, production and supply of electricity to meet the continuous development of the country And The Power Transmission has also adopted many models, which typically have the following operational model: "Substation not people online", "Battery solar system for 220 kV substation" These models require the ability to operate highly automated and remote monitoring For substation 220kV My Xuan is currently being operated at KCN My Xuan A2 of Ba Ria-Vung Tau Province, due in the area many advantages in terms of radiation intensity solar and meet the criteria for classification load distribution, distance, flexibility in operation, the integrity of the transmission equipment industry should have decided to apply for the two models on the My Xuan 220kV substation However, My Xuan 220kV Substation structured self-power operation is relatively complex This self-power distributed alternating provides multiple loads create tight linkages so as to intervene in the system to improve difficult In addition, the substation In operation, the power transmission system of automatic power source AC / DC is considered very important system And it affects a lot to the operating mode of the substation and corresponding to each mode, the operational source systems with different priorities Therefore, in 2018 the national electricity transmission have issued regulations for the installation of this solar battery system Understand the constraints and rules that thesis has proposed configuration and control solutions automatically monitor the system battery solar substation 220kV My Xuan suit operational environment substations in transmission electrical v MỤC LỤC Trang tựa Quyết ịnh giao ề tài LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN .iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix DANH SÁCH CÁC BẢNG xi Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu, kết nghiên cứu ngồi nƣớc ã cơng bố: 1.1.1 Tổng quan chung lĩnh vực nghiên cứu: 1.1.2 Các cơng trình nghiên cứu ngồi nƣớc ã công bố: 1.2 Tính cấp thiết ề tài: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: 1.4 Nhiệm vụ ề tài giới hạn ề tài 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu: 1.6 Các bƣớc thực hiện: Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Năng lƣợng mặt trời: 2.1.1 Giới thiệu lƣợng mặt trời: 2.2 Cấu tạo, phân loại nguyên l hoạt ộng pin mặt trời 2.2.1 Cấu tạo, phân loại pin mặt trời: 2.2.2 Nguyên l hoạt ộng pin mặt trời: 10 2.2.3 Đặc tính làm việc pin quang iện: 11 2.3 Giới thiệu Fuzzy Logic: 14 2.3.1 Khái niệm: 14 2.3.2 Biến ngôn ng : 15 2.3.3 Mệnh ề mờ: 16 2.3.4 Các ph p toán mệnh ề mờ: 16 2.3.5 Ph p toán k o theo mờ: 17 2.3.6 Luật mờ: 18 2.3.7 Luật Modus Ponens hay Modus Tollens: 19 Chƣơng 22 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PIN NLMT CHO TRẠM BIẾN ÁP 220KV MỸ XUÂN 22 3.1 Giới thiệu trạm Mỹ Xuân: 22 3.1.1 Vị trí nhu c u sử dụng nguồn iện Trạm 220kV Mỹ Xuân: 22 3.1.2 Tiềm sử dụng lƣợng mặt trời Trạm 220kV Mỹ Xuân: 23 3.2 Cấu tr c hệ thống nguồn AC trạm 220kV Mỹ Xuân: 25 3.2.1 Hệ thống tự dùng AC: 25 3.3.2 Thống kê phụ tải AC phân loại: 29 vi 3.3.3 Đặc iểm cấu hình theo chế ộ vận hành hệ thống pin lƣợng mặt trời: 31 3.3.4 Đặc iểm cấu hình vận hành: 33 3.4 Thiết kế hệ thống Pin NLMT: 34 3.4.1 Sơ số lƣợng phụ tải c n thiết kế: 34 3.4.2 Yêu c u kỹ thuật chung: 35 3.4.3 Phƣơng pháp chung thiết kế hệ thống pin lƣợng mặt trời: 35 3.4.4 Các bƣớc tính tốn ể lựa chon Panel pin mặt trời Inverter cho ba phụ tải: 37 3.4.5 Vị trí sơ lắp ặt: 38 Chƣơng 41 ỨNG DỤNG LOGIC MỜ ĐỂ ĐIỀU KHIỂN LỰA CHỌN NGUỒN NLMT 41 4.1 Mô tả nguyên l iều khiển: 41 4.1.1 Mô tả hệ thống NLMT ứng dụng logic Fuzzy (logic mờ): 41 4.1.2 Lƣợc logic nguyên l iều khiển: 43 4.2 Cấu tr c iều khiển Logic mờ: 48 4.3 Mô iều khiển mờ mat lap: 50 4.4 Điều khiển PLC thông qua MATLAP: 65 4.4.1 Khái niệm OPC 65 4.4.2 Thành ph n OPC 65 4.4.3 Cách thức Server Client làm việc với 66 4.4.4 Kết nối PLC Matlap: 67 4.5 Ảnh hƣởng việc chuyển ổi nguồn ến chất lƣợng iện dùng cho tải: 67 Chƣơng 70 GIÁM SÁT HỆ THỐNG PIN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 70 5.1 Giám sát hệ thống Pin NLMT: 70 5.2 Sơ kết nối hệ thống giám sát: 71 5.3 PLC Micro850: 72 5.3.1 Giới thiệu PLC: 72 5.3.2 PLC Allen Bradley Micro 850 73 5.4 Module IVCS-EPM: 76 5.4.1 Giới thiệu: 76 5.4.2 Module IVCS-EPM: 76 5.5 Công tơ DT01M10: 77 5.5.1 Giới thiệu: 77 5.5.2 Công tơ DT01M10: 77 5.6 Thiết bị SW485GI: 79 5.6.1 Giới thiệu: 79 5.6.2 Thiết bị SW485GI: 79 5.7 Các bƣớc thực sử dụng ph n mềm VT Designer, Net – Config ể cấu hình kết nối : 80 CHƢƠNG 88 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 88 6.1 Kết luận: 88 6.2 Hƣớng nghiên cứu tiếp theo: 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 vii CÁC TỪ VIẾT TẮT NLMT: Năng lƣợng mặt trời KCN: Khu công nghiệp SCR (solid state relay): Rơ le bán dẫn OPC (OLE for Process Control): Chuẩn giao tiếp ƣợc hiệp hội OPC Foundation xây dựng phát triển PLC (Programmable Logic Controller): Thiết bị c khả lập trình ƣợc Pyc1, Pyc2, Pyc3: Công suất yêu c u phụ tải 1, công suất yêu c u phụ tải 2, Công suất yêu c u phụ tải viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Quá trình truyền lƣợng xạ mặt trời qua lớp khí Hình 2.2: Sơ cấu tạo pin quang iện Hình 2.3: Cấu tr c pin quang iện Hình 2.4: Pin quang iện loại ơn tinh thể Hình 2.5: Pin quang iện loại a tinh thể Hình 2.7: Nguyên l làm việc pin quang iện 10 Hình 2.8: Đƣờng ặc tính làm việc U-I pin quang iện 11 Hình 2.9: Sơ tƣơng ƣơng pin quang iện 11 Hình 2.10: Sự phụ thuộc ặc trƣng VA pin quang iện vào cƣờng ộ xạ Mặt trời 12 Hình 2.11: Sự phụ thuộc củ ƣờng ặc tính VA pin quang iện vào nhiệt ộ pin 13 Hình 2.12: Đặc tính tải ặc tính pin quang iện 13 Hình 2.13: Sự khác gi a hai loại Logic việc xác ịnh lứa tuổi 15 Hình 3.1: Bản xạ mặt trời Việt Nam 23 Hình 3.2: Mức cƣờng ộ chiếu sáng mặt trời hàng tháng 24 Hình 3.3: Mức cƣờng ộ chiếu sáng mặt trời hàng ngày 25 Hình 3.4: Sơ phân phối nguồn AC 27 Hình 3.5: Hệ thống pin mặt trời kết hợp iện lƣới 28 Hình 3.6: Sơ phân phối phụ tải 34 Hình 3.7: Thiết bị ng cắt SCR 38 Hình 4.1: Cấu tr c ph n cứng hệ thống 42 Hình 4.2: Tổng quan nguyên l iều khiển Logic Mờ 48 Hình 4.4: Lựa chọn ngõ vào 50 Hình 4.5: Mờ h a ngõ vào “nhiệt ộ” 51 Hình 4.6: Mờ h a ngõ vào “cƣờng ộ xạ” 52 Hình 4.7: Mờ h a ngõ “cơng suất” 53 Hình 4.8: Định nghĩa luật mờ 53 Hình 4.9: Định nghĩa luật mờ 54 Hình 4.10: Sơ mô 54 Hình 4.11: Nhiệt ộ 55 Hình 4.12: Cƣờng ộ xạ 55 Hình 4.13: Cơng suất 55 Hình 4.14: Nhiệt ộ 56 Hình 4.15: Cƣờng ộ xạ 56 Hình 4.16: Cơng suất 56 Hình 4.17: Nhiệt ộ 57 Hình 4.18: Cƣờng ộ xạ 57 Hình 4.19: Cơng suất 57 Hình 4.20: Nhiệt ộ 58 Hình 4.21: Cƣờng ộ xạ 58 Hình 4.22: Công suất 58 Hình 4.23: Nhiệt ộ 59 Hình 4.24: Cƣờng ộ xạ 59 Hình 4.25: Cơng suất 59 ix Hình 4.26: Nhiệt ộ 60 Hình 4.27: Cƣờng ộ xạ 60 Hình 4.28: Cơng suất 60 Hình 4.29: Nhiệt ộ 61 Hình 4.30: Cƣờng ộ xạ 61 Hình 4.31: Cơng suất 61 Hình 4.32: Nhiệt ộ 62 Hình 4.33: Cƣờng ộ xạ 62 Hình 4.34: Cơng suất 62 Hình 4.35: Nhiệt ộ 63 Hình 4.36: Cƣờng ộ xạ 63 Hình 4.37: Cơng suất 63 Hình 4.38: Nhiệt ộ 64 Hình 4.39: Cƣờng ộ xạ 64 Hình 4.40: Cơng suất 64 Hình 4.41: Cách thức Server Client truyền d liệu 66 Hình 4.42: Giao diện ph n mềm KEPServeEX 67 Hình 4.43: Giao diện ph n mềm KEPServeEX 68 Hình 5.1: Sơ kết nối hệ thống giám sát 71 Hình 5.2: PLC Allen-Bradley Micro850 (2080-LC50-48QWB) 73 Hình 5.3: Cấu tạo ph n cứng PLC Allen Bradley Micro850 74 Hình 5.4: Sơ chân cổng Ethernet chuẩn RJ-45 75 Hình 5.5: Module IVCS-EPM 76 Hình 5.6: Cơng tơ DT01M10 77 Hình 5.7: Sơ kết nối ƣờng truyền 80 Hình 5.8: Cấu hình Netconfig 81 Hình 5.9: Cấu hình HMI 82 Hình 5.10: Ping ịa ch IP 83 Hình 5.11: Cấu hình Port ph n mềm Autostation 83 Hình 5.12: Viết chƣơng trình PLC 84 Hình 5.13: Cấu hình ph n mềm VT Designer 84 Hình 5.14: Cấu hình ph n mềm VT Designer 85 Hình 5.15: Cấu hình Router 86 Hình 5.16: Cấu hình ph n mềm VT Designer 86 Hình 5.17: Kết nối thơng qua mạng Internet 87 x DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 3.1 : Số liệu xạ mặt trời VN 24 Bảng 3.2: Các phụ tải tiêu thụ iện 29 Bảng 3.3: Các phụ tải tiêu thụ iện 29 Bảng 3.3: Các phụ tải tiêu thụ iện 30 Bảng 3.4: Bảng thông số Pin NLMT hãng LG 37 Bảng 3.5: Bảng thông số inverter hãng Growatt 37 Bảng 4.1: Mô tả khác sử dụng NLMT không sử dụng NLMT theo lƣợc logic 47 Bảng 4.2: Mô tả cấu tr c luật Mờ 49 Bảng 5.1: Mô tả cấu tạo PLC Micro850 74 Bảng 5.2: Mô tả trạng thái PLC Micro850 75 Bảng 5.3: Mô tả ặc iểm truyền thông Enternet 76 Bảng 5.4: Mô tả ặc iểm truyền thông nối tiếp 76 Bảng 5.5: Mô tả biểu trạng thái bên thiết bị 77 Bảng 5.6: Mô tả thông số kỹ thuật công tơ 78 xi Bảng 5.5: Mô tả biểu trạng thái bên thiết bị Tên gọi POWER LINK DATA Ch thị Trạng thái nguồn, nguồn ƣợc cung cấp led POWER sáng Kết nối ethernet, Led sáng lên ethernet ƣợc kết nối D liệu truyền ethernet, èn sáng g i d liệu ƣợc truyền nhận gi a thiết bị 5.5 Công tơ DT01M10: 5.5.1 Giới thiệu: Hệ thống Pin NLMT sau ƣợc ƣa vào vận hành c n theo dõi giám sát thông số xác sản lƣợng, P, U, I, Cosfi, với cấp xác tiêu chuẩn theo quy ịnh Vì với thơng số xác hệ thống tránh ƣợc sai số thu thấp d liệu Ngoài ể ảm bảo tính ồng thiết bị o ếm trạm iện, ta lựa chọn công tơ áp ứng ƣợc yêu c u công ty truyền tải nằm danh mục khuyến khích sử dụng công ty Với nh ng ặc iểm , ta lựa chọn công pha nhiều biểu giá DT01M10 5.5.2 Cơng tơ DT01M10: Hình 5.6: Cơng tơ DT01M10 Là thiết bị dùng linh kiện iện tử, nên không gây ma sát sai s t ph n tử khí gây Với ặc iểm sau: 77 + Độ nhạy cao; + Công suất tiêu thụ thấp; + Độ ổn ịnh nhiệt cao + Chịu dòng tải lớn, chịu iện áp cao + Khả cách iện lớn + Đo ếm iện tác dụng theo chiều giao/nhận iện phản kháng theo + g c ph n tƣ, tích lũy vào ghi riêng biệt + Tích hợp tính cảnh báo nhƣ rị r ất, ảo ngƣợc cực tính,…;ngăn ngừa trƣờng hợp gian lận iện nhƣ can thiệp từ trƣờng bên ngoài, mở nắp u dây vỏ công tơ, ấu nối sai sơ + Khả chịu ảnh hƣởng iện từ trƣờng, nhiễu bên ngồi cao + Cơng tơ c thể kết nối giao tiêp truyền thông qua cổng RS485 Bảng 5.6: Mô tả thông số kỹ thuật công tơ Thông số Loại Điện áp danh ịnh Dải iện áp hoạt ộng T n số danh ịnh Dải t n số làm việc Dòng iện ịnh mức Dòng iện tải Cấp xác Cấp bảo vệ Thử khơng tải Tải khởi ộng Tổn hao công suất mạch áp 50 Hz Tổn hao cơng suất mạch dịng 50 Hz Tốc ộ truyền tin ọc ch số s ng vô tuyến T n số trung tâm Kích thƣớc (Dài x Rộng x Cao) Đơn vị Fn Fn ± 2,5% V V Hz Hz Mô tả DT01M10 220 150 ÷ 265 50 50 ± 2,5% Ib Imax A A 10 Un kW.h/kvar.h Un Ist Un W/VA 0,5S/2,0 Cấp 0,8 ÷1,15 0,4%Ib < 2,0/4,0 Ib VA