(Luận văn thạc sĩ hcmute) nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện công suất nhỏ vào lưới điện hạ thế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI QUANG TÚ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ VÀO LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05/2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ BÙI QUANG TÚ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ VÀO LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ B ÙI QUANG T Ú NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ VÀO LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 8520201 Hướng dẫn khoa học: PGS.TS: TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Tp Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2020 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN i Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN ii Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN iii Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN iv Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN v Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN vi Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ HVTH: BÙI QUANG TÚ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN vii Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN 0.4 0.35 QMCCB 2-9 (p.u) 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 1.5 2.5 t (s) Hình 5.53: Cơng suất phản kháng (p.u) MCCB 2/9 ngắn mạch pha, tốc độ gió m/s Hình 5.54: Phân tích FFT điện áp tua-bin gió ngắn mạch pha chợ Hàng Dương pha hộ dân gắn tua-bin gió Với biên độ đỉnh 351,2V tổng độ méo hài THD = 11,96% HVTH: BÙI QUANG TÚ 70 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Hình 5.55: Phân tích FFT dịng điện tua-bin gió ngắn mạch Với biên độ đỉnh 75,67V tổng độ méo hài THD = 46,45% Từ kết mô nhận thấy tham gia nhiều tua-bin gió cơng suất nhỏ vào lưới hạ làm ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới điện kết phân tích FFT điện áp dịng điện Tua-bin gió cho thấy số THD% dòng điện điện áp cao lúc cố ngắn mạch pha bus Chợ Hàng Dương ngắn mạch pha hộ dân có gắn tua-bin gió cơng suất 8,5 kW Do nói tùy thuộc vào hệ thống cụ thể để xác định số lượng tối đa tua-bin gió cho phép lắp đặt vào hệ thống HVTH: BÙI QUANG TÚ 71 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Chương 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện công suất nhỏ vào lưới điện hạ thế” hoàn thành tương đối yêu cầu đặt thu số kết sau:  Luận văn trình bày số liệu đặc điểm khí hậu, địa lý tốc độ gió, hướng gió Tp.HCM tỉnh lân cận từ năm 2013 đến 2019, từ chọn hướng nghiên cứu khu vực ven biển Cần Giờ, cụ thể nghiên cứu ảnh hưởng việc tích hợp điện gió cơng suất nhỏ vào lưới điện hạ khu vực Khu du lịch 30/4 thuộc xã Cần Thạnh, huyện Cần Giờ, Tp.HCM  Mô trường hợp cố trước sau tích hợp tua-bin gió vào lưới hạ thế, trường hợp tua-bin gió đến nhiều tua-bin gió Có thể kết luận từ kết mơ cách phân tích FFT, cho thấy nhiều tua-bin gió tổng độ méo hài lớn, thời gian phục hồi điện áp dòng điện tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới dẫn đến hệ thống không ổn định 6.2 Hướng phát triển Luận văn vấn đề tồn chưa giải quyết, vấn đề hướng phát triển đề tài tương lai:  Sử dụng giải thuật thông minh để điều khiển tối ưu nguồn công suất phân tán nhằm giảm ảnh hưởng đến lưới hạ tích hợp điện gió cơng suất nhỏ  Có thể kết hợp thiết bị FACTS để nâng cao khả hoạt động ổn định hệ thống HVTH: BÙI QUANG TÚ 72 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN TÀI LIỆU THAM KHẢO Văn pháp luật [1] Thông tư 02/2019/TT-BCT ngày 15/01/2019 Bộ công thương Quy định thực phát triển dự án điện gió hợp đồng mua bán điện mẫu cho dự án điện gió [2] Khoản 3, Điều Quyết định số 428 /QĐ-TTg ngày 18/03/2016 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 [3] Khoản 3, mục IV, Điều Quyết định 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển lượng tái tạo Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 [4] Khoản 4, điều điều 42 Thông tư 30 /2019/TT-BCT ngày 18/11/2019 Bộ Công Thương Sửa đổi, bổ sung số điều Thông tư số 25/2016/TT-BCT ngày 30 tháng 11 năm 2016 Bộ trưởng Bộ Công Thương quy định hệ thống điện truyền tải Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18 tháng 11 năm 2015 Bộ trưởng Bộ Công Thương quy định hệ thống điện phân phối Luận văn [5] Bùi Đình Tiếu, Trần Văn Thịnh, Nguyễn Duy Khiêm, Luận văn thạc sĩ mô ảnh hưởng nhà máy phát điện chạy sức gió Bình Định đến lưới điện quốc gia sử dụng phần mềm Matlab – Simulink, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2009 [6] Nguyễn Bảo Quốc (2013), Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ảnh hưởng đấu nối nhà máy phát điện gió lên lưới điện Bình Thuận, Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, 2013 [7] Nguyễn Thục Uyên, Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nguồn điện gió phân tích ảnh hưởng nguồn điện gió đến lưới điện phân phối, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, 2015 HVTH: BÙI QUANG TÚ 73 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN [8] Ngơ Văn Tự, Đánh giá tiềm năng lượng gió khu vực tỉnh Nam Định, Luận văn Thạc sĩ khoa học khí tượng khí hậu học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học quốc gia Hà Nội, 2017 [9] Trần Thị Bé, Đánh giá tiềm năng lượng gió vùng biển ven bờ việt nam, Luận văn Thạc sĩ khoa học môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội, 2013 Bài báo [10] Yunfeng Liu, Jian Zhang, Research on the effects of wind power grid to the distribution network of Henan province, AIP Conference Proceedings, 18 April 2018 [11] G M Shafiullah, Amanullah M T Oo, A.B.M.ShawkatAli and Alex Stojcevski, Influences of Wind Energy Integration into the Distribution Network, Hindawi Publishing Corporation Journal of Wind Energy Volume 2013, Article ID 903057, 2013 [12] Tony B Nguyen, M.A Pai, Eduard Muljadi, Impact of Wind Power Plants on Voltage and Transient Stability of Power Systems, 2008 IEEE Energy 2030 Conference, 17-18 Nov, 2008 Website: [13] https://www.dw.com/en/german-wind-power-blown-off-course/a-51341340 [14] http://www.fi-powerweb.com/Renewable-Energy.html [15]https://gwec.net/wp-content/uploads/2019/04/GWEC-Global-Wind-Report2018.pdf [16] https://issuu.com/wwindea/docs/swwr2017-summary [17]https://www.statista.com/statistics/528551/capacity-of-small-wind-turbinesinstalled-in-select-countries/ [18]https://www.statista.com/statistics/269885/capacity-of-small-wind-turbinesworldwide/ HVTH: BÙI QUANG TÚ 74 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN [19] https://vi.wikipedia.org/wiki/Điện_gió_tại_Việt_Nam [20]https://www.sggp.org.vn/du-an-phong-dien-lon-nhat-dong-nam-a-tai-binh-thuandoi-thay-vung-dat-can-295588.html [21]https://www.dhgate.com/product/hot-selling-400w-small-wind-turbine-5blades/419836258.html [22]https://openei.org/wiki/Small_Wind_Guidebook/What_are_the_Basic_Parts_of_ a_Small_Wind_Electric_System [23]https://shdgpower.en.made-in-china.com/product/FKQnlmtYIprX/China-Vawt1kw-2kw-3kw-5kw-Vertical-Axis-Wind-Turbine-for-Home.html [24]https://mechanisttimes.blogspot.com/p/wind-energy-technology-in-windturbines.html [25]http://soct.baria-vungtau.gov.vn/web/guest/danh-cho-nha-dau-tu//ctbrvt/extAssetPublisher/content/319162/cong-bo-cong-khai-‘’quy-hoach-phattrien-dien-gio-tinh-ba-ria -vung-tau-giai-doan-den-2020.html [26] https://standavietnam.net/phan-biet-duong-dien-ha-the-trung-the-cao-the/ HVTH: BÙI QUANG TÚ 75 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ VÀO LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ STUDYING THE EFFECTS OF SMALL POWER SOURCE ON LOW VOLTAGE GRID Bùi Quang Tú Học viện Cao học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM TÓM TẮT Nội dung nghiên cứu báo trình bày ảnh hưởng nguồn điện công suất nhỏ kết nối lưới hạ hệ thống điện đường 30/4, lối vào khu du lịch 30/4, xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, TP.HCM Các kết mô thực môi trường Matlab hệ thống xãy cố ngắn mạch pha, pha nhiều trường hợp chưa gắn tua-bin gió, gắn tua-bin gió, tốc độ gió cố định tốc độ gió thay đổi đột ngột Từ kết mô ta kết luận cách phân tích FFT, cho thấy nhiều tua-bin gió tổng độ méo hài lớn, thời gian phục hồi điện áp dòng điện tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới dẫn đến hệ thống khơng ổn định Từ khóa: Mơ hình hóa hệ thống điện Cần Giờ, Điện áp MCCB 2/9, Điện áp chợ Hàng Dương, Phân tích FFT bus V04, Cơng suất MCCB Nguyễn Văn Vấn ABSTRACT The content of the paper presents the effects of small power sources when connecting the distributed grid of the 30/4 power system, the entrance to 30/4 the tourist area, Long Hoa commune, Can Gio district, Ho Chi Minh City The simulation results were performed on Matlab environment when the system occurred problems such as 3-phase, 1-phase short circuits in many cases without wind turbines, when installing wind turbines, when fixed wind speed and when the wind speed changes abruptly From the simulation results we can conclude that by analyzing FFT, it has shown that the more wind turbines the greater the total harmonic distortion, the greater the recovery time of voltage and current, the problem will affect to the power quality of the grid and the system instability Keywords: Modeling of the electrical system of Can Gio, MCCB 2/9 voltage, Hang Duong market voltage, analysis FFT bus V04, Nguyen Van Van MCCB Giới thiệu Khi mức tiêu thụ lượng hóa thạch mức độ ô nhiễm môi trường không ngừng tăng lên, ngày có nhiều tác động mơi trường lượng truyền thống Do đó, việc tìm kiếm nguồn lượng cần thiết cho khủng hoảng lượng Việt Nam Từ năm 2011, nước HVTH: BÙI QUANG TÚ ta xây dựng loạt sách cơng nghiệp dựa luật lượng tái tạo Trong năm gần đây, loạt luật, quy định, sách chương trình sản xuất lượng tái tạo đưa để khuyến khích phát triển lượng tái tạo So với hệ lượng khác, điện gió lượng gió rẻ có lợi rõ ràng, đặc biệt điện gió cơng suất nhỏ 76 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Trong báo này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng việc tích hợp tuabin gió cơng suất nhỏ vào lưới hạ khu vực ven biển TP.HCM, cụ thể đường 30/4, khu du lịch 30/4 thuộc xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, TP.HCM, kiểm tra độ ổn định điện áp, tần số, cơng suất lưới điện tình khác Hệ thống nghiên cứu gồm trạm biến áp 22-0,4 kV: Trạm Nguyễn Văn Vấn 250 kVA trạm 2/9 400 kVA cung cấp cho khoảng 25 tải, tua-bin gió cơng suất kW, tua-bin gió tích hợp sử dụng máy phát điện nam châm vĩnh cửu pha tích hợp dự trữ, inverter thiết bị điện tử công suất để điều khiển hoạt động máy phát Các thiết bị điện tử công suất cho phép linh hoạt đáng kể việc cung cấp lượng cho lưới điện nguyên nhân gây số ảnh hưởng tích hợp tua-bin vào lưới sóng hài, chập chờn điện áp,… tốc độ gió thay đổi cố nghiêm trọng, làm ảnh hưởng đến chất lượng điện Các kết nghiên cứu tác giả thực phần mềm Matlab sinmulink Tiềm năng lượng gió TP.HCM Năm 2018 Năm 2019 Hình 1: Hoa gió trạm Nhà Bè - Cần Giờ từ năm 2014 đến năm 2019 Mơ hình hóa hệ thống điện nghiên cứu Trong nghiên cứu này, tua-bin gió sử dụng máy phát điện pha - PMSG có công suất kW, cánh, điện áp 120V DC, tốc độ gió khởi động 2m/s, tốc độ gió danh định 12 m/s, tốc độ gió tối đa 35m/s Hình 2: Mơ hình máy phát điện tua-bin gió 2.1 Mơ hình tốn học máy phát điện PMSG [1] 2.1.1 Phương trình điện áp dịng điện Năm 2014 Năm 2015 L V R d id  d  s id  q eid dt Ld Ld Ld (1) V R L  d iq  q  s iq  q eid  e dt Ld Ld Ld Lq (2) Với e  pm 2.1.2 Mô men điện từ Năm 2016 Năm 2017 Mô men điện từ máy phát PMSG mơ tả phương trình sau: Te  1.5 p[0iq  ( Ld  Lq )id iq ]( N m) (3) HVTH: BÙI QUANG TÚ 77 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Trong đó: Ld , Lq : Độ tự cảm máy phát trục d 2  f c  f d cos   e   q (H) 2     f q sin   e      (7c)  Turbine Power Characteristics Turbine output power (pu of nominal mechanical power) 1.6 Rs : điện trở Stato id , iq : dòng điện trục d trục q (A) 8.8 m/s 1.4 8.2 m/s 1.2 7.6 m/s Max power at base wind speed (7 m/s) 0.8 m/s 6.4 m/s 0.6 5.8 m/s 0.4 5.2 m/s 4.6 m/s 0.2 m/s pu -0.2 Vd , Vq : điện trụ c d trục q (V) 0 : từ thông nam châm vĩnh cửu (Wb) p: số cặp cực 2.1.3 Biến đổi Park (chuyển đổi hệ tọa độ abc sang dq ngược lại Sự chuyển đổi hệ tọa độ quay dq hệ tọa độ pha abc ngược lại thực phép biến đổi park cho (Patel et al , 2015) (4)  fq   fa   f   [T ]1  f  Và  b  qd  d  f0   f c    fd  0.4 0.6 0.8 Turbine speed (pu of nominal generator speed) 1.2 1.4 Hình Đặc tính cơng suất tuabin gió  m : tốc độ góc Rotor (rad/s)  fq   fa       f d   [Tqd ]  fb   f0   f c    0.2 Hình cho thấy đặc tính cơng suất phổ biến tuabin gió với tốc độ gió khác Nó cho thấy thay đổi cơng suất đầu tuabin gió với tốc độ gió khác Ở tua-bin đạt công suất tối đa tốc độ gió mức m/s tốc độ định mức máy phát 1p.u Rõ ràng yêu cầu, đầu tuabin gió thay đổi cách thay đổi tốc độ cánh quạt với tốc độ gió đặt trước, chẳng hạn m/s Đầu phía rơto / máy phát chuyển đổi thao tác để kiểm soát cơng suất đầu tua-bin gió Do đó, để kiểm sốt đầu máy phát điện Tua bin gió khơng hoạt động tốc độ gió nhỏ tốc độ tối thiểu (trường hợp nhỏ m/s) lượng gió thu khơng đủ để bù tổn thất chi phí vận hành (5) 2 2  2   f a cos  e  fb cos   e    f c cos   e   3       (6a) 2 2  2     f q    f a cos  e  fb sin   e    f c sin   e   3 3      Hình 4: Sơ đồ nhánh hệ thống điện Long Hịa, Cần Giờ tích hợp điện gió cơng suất nhỏ môi trường Matlab (6b) f a  f d cose  f q sin e 2  fb  f d cos   e   (7a) 2     f q sin  e    HVTH: BÙI QUANG TÚ   (7b)  - Hệ thống điện nghiên cứu lưới điện hạ 22 kV rẽ nhánh từ trạm 110 kV thuộc xã Long Hòa, huyện Cần Giờ, TP.HCM, lối vào đường 30/4 khu du lịch 78 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN biển Cần Giờ Để đơn giản việc mô tả hệ thống điện nghiên cứu xét đến ảnh hưởng tua-bin gió hệ thống này, tác giả nghiên cứu trạm hạ trạm Nguyễn Văn Vấn 250 kVA gồm CB 250A cung cấp cho khoảng 13 phụ tải (170 kVA) trạm 2/9 400 kVA gồm CB 250A cung cấp cho khoảng 12 phụ tải (190 kVA) khu vực trục dọc đường 30/4 Các tua-bin gió đề xuất gắn vị trí sau: MCCB 2/9 xuống 0V nhanh chóng phục hồi 0,1s - Khi ngắn mạch pha MCC7 thời điểm 2s sụt áp MCCB Nguyễn Văn Vấn giảm không đáng kể nhanh chóng phục hồi 3.2 Khi gắn tua-bin gió - Khi tốc độ gió ổn định mức 8m/s Tại thời điểm 0,5 s đóng tải 2,5 kW thời điểm 1s bị ngắn mạch pha thời gian 0,1 s - Khu vực Chợ Hàng Dương 10 Wind speed (m/s) - Khu Resort Cần - BQL khu du lịch 30/4 Kết nghiên cứu 3.1 Khi chưa gắn tua-bin gió 0.5 t (s) 1.5 Hình 8: Tốc độ tua-bin gió - Khi chưa có máy phát điện gió, giả sử xảy cố ngắn mạch pha MCCB vào thời điểm giây ngắn mạch pha MCCB7 vào thời điểm giây 300 250 Iw (A) 200 150 100 1.2 50 VMCCB Nguyen Van Van (p.u) 0.8 0.6 0.5 t (s) 1.5 Hình 9: Dịng điện tua-bin gió 0.4 0.2 450 0.5 1.5 t (s) 2.5 400 Hình 5: Điện áp MCCB Nguyễn Văn Vấn ngắn mạch 0.1 0.5 t (s) 1.5 2.5 350 300 Vw (V) 250 200 150 100 0.2 50 0.3 )u.p( 9-2 BCCMV 0.4 0.5 0.6 0.5 t (s) 1.5 0.7 Hình 10: Điện áp tua-bin gió 0.8 0.9 1.1 Hình 6: Điện áp MCCB 2/9 ngắn mạch 1.4 1.2 VHang Duong (p.u) 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.5 1.5 t (s) 2.5 Hình 7: Điện áp chợ Hàng Dương ngắn mạch Dựa vào đồ thị kết mơ phỏng, tốc độ gió ổ định mức m/s, đóng tải 2,5 kW đột ngột thời điểm 0,5 s điện áp, dịng điện tua-bin tăng khơng đáng kể Tuy nhiên, ngắn mạch pha thời gian 0,1 s thời điểm 1s điện áp xuống nhanh chóng phục hồi, dịng điện ngược lại đột ngột tăng đến 250A - Khi xảy cố ngắn mạch pha MCC1 thời điểm 1s, điện áp tải L1 (Chợ Hàng Dương), MCCB Nguyễn Văn Vấn, HVTH: BÙI QUANG TÚ 79 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN - Khi tốc độ gió thay đổi từ m/s xuống m/s thời gian 1,5 s với tải không đổi 10 Wind speed (m/s) 3.3 Phân tích FFT điện áp tua-bin gió ngắn mạch pha MCC7 0,5s 0.5 1.5 t (s) 2.5 3.5 Hình 11: Tốc độ tua-bin gió Hệ thống chuyển đổi lượng gió (WECS) máy phát đồng nam châm (PMSG) kết nối với tải ba pha thông qua chuyển đổi (AC / DC / AC) Sóng hài gây hệ thống chuyển đổi Để giảm sóng hài cần sử dụng lọc Có hai loại lọc thường sử dụng, lọc chủ động lọc thụ động Để phân tích mức độ sóng hài hai chuyển đổi AC / DC làm việc tốc độ gió khác nhau, ta sử dụng phương pháp biến đổi Fourier nhanh (FFT) để xác định sóng hài 400 380 Vw (V) 360 340 320 300 0.5 1.5 t (s) 2.5 3.5 Khi ngắn mạch pha 0,5 s với tốc độ gió ổn định m/s, điện áp đầu tua-bin xuống 0, dao động chút trở ban đầu, ngược lại dòng điện tăng cao gần 200A 0,5 s, dao dộng chút trước phục hồi Tuy nhiên, cơng suất lại khơng thay đổi nhiều Hình 12: Điện áp tua-bin gió 20 18 Iw (A) 16 14 Selected signal: 100 cycles FFT window (in red): 100 cycles 400 12 200 -200 10 0.5 1.5 t (s) 2.5 3.5 -400 Hình 13: Dịng điện tua-bin gió 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (s) 1.2 1.4 1.6 1.8 18 20 Fundamental (50Hz) = 351.4 , THD= 15.80% 20 18 16 14 - Ngắn mạch pha MCC7 với tốc độ gió m/s 12 Mag Khi tốc độ gió thay đổi từ m/s xuống m/s thời gian 1,5 s với tải khơng đổi điện áp dịng điện tua-bin ổn định, cơng suất đầu tua-bin giảm đáng kể, từ 7500 W xuống 3000 W s ổn định mức 3000 W 10 0 10 Harmonic order 12 14 16 Hình 16: Phân tích FFT điện áp tuabin gió Dựa vào phân tích FFT điện áp tua-bin gió hình 5.34, tổng méo hài có cố điều kiện có tải 15,8%, chủ yếu bậc tần số 50Hz 400 3.4 Phân tích FFT điện áp bus xa so với điểm ngắn mạch 350 Vw (V) 300 250 200 150 Selected signal: 100 cycles FFT window (in red): 100 cycles 400 100 200 50 0.5 t (s) 1.5 -200 -400 Hình 14: Điện áp tua-bin gió 0.2 0.4 0.6 0.8 Time (s) 1.2 1.4 1.6 1.8 18 20 Fundamental (50Hz) = 360.5 , THD= 12.82% 16 14 200 Mag 12 150 10 Iw (A) 100 0 10 Harmonic order 12 14 16 50 0 0.5 t (s) 1.5 Hình 15: Dịng điện tua-bin gió HVTH: BÙI QUANG TÚ Hình 17: Phân tích FFT điện áp bus xa so với điểm ngắn mạch 80 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN Kết phân tích FFT hình 5.35 cho thấy tổng méo hài điện áp bus xa so với điểm ngắn mạch thấp tua-bin gió, cụ thể 12,82%, thấp 2,98% 3.5 Phân tích khả tích hợp tuabin gió vào lưới hạ Để đánh giá mức độ ảnh hưởng việc lắp đặt điện gió công suất nhỏ vào lưới hạ thế, tác giả tiến hành lắp đặt thêm máy phát điện gió (2 tua-bin 3kw, tua-bin 2,5kw) hộ dân (MCCB7) tiến hành mô cố ngắn mạch pha (100%) MCCB7 tốc độ gió m/s Hình 20: Phân tích FFT điện áp tua-bin gió ngắn mạch pha chợ Hàng Dương pha hộ dân gắn tua-bin gió Với biên độ đỉnh 351,2V tổng độ méo hài THD = 11,96% Các kết mô điện áp bus hình sau: 0.9 VMCCB 2-9 (p.u) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1.5 2.5 t (s) Hình 18: Điện áp (p.u) MCCB 2/9 ngắn mạch pha, tốc độ gió m/s VMCCB Nguyen Van Van (p.u) 0.9 Hình 21: Phân tích FFT dịng điện tuabin gió ngắn mạch Với biên độ đỉnh 75,67V tổng độ méo hài THD = 46,45% 0.8 0.7 Kết luận 0.6 0.5 0.4 1.5 2.5 t (s) Hình 19: Điện áp (p.u) MCCB Nguyễn Văn Vấn ngắn mạch pha, tốc độ gió m/s Dựa vào kết điện áp ta thấy giá trị giảm xuống 0,95 cố xãy thời gian phục hồi điện áp chậm Cụ thể, điện áp MCCB 2/9 MCCB Nguyễn Văn Vấn giảm xuống 0,5 p.u chút ít, bị dao động đôi chút phục hồi lại giá trị định mức ban đầu HVTH: BÙI QUANG TÚ Bài báo trình bày ảnh hưởng việc tích hợp điện gió cơng suất nhỏ vào lưới điện hạ khu vực Khu du lịch 30/4 thuộc xã Cần Thạnh, huyện Cần Giờ, Tp.HCM đề xuất số phương pháp nhằm nâng cao ổn định cho hệ thống điện Các kết mơ trình bày thực điều kiện vận hành nguy hiểm khác hệ thống điện cố ngắn mạch pha, tốc độ gió thay đổi đột ngột Có thể kết luận từ kết nghiên cứu nhiều tua-bin gió tổng độ méo hài lớn, thời gian phục hồi điện áp dòng điện tăng làm ảnh hưởng đến chất lượng điện lưới dẫn đến hệ thống khơng ổn định Do đó, tác giả xin đề xuất số giải pháp để nâng cao độ ổn định hệ thống sau: 81 Luan van LUẬN VĂN THẠC SĨ GVHD: PGS.TS TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN  Sử dụng giải thuật thông minh để điều khiển tối ưu nguồn công suất phân tán nhằm giảm ảnh hưởng đến lưới hạ tích hợp điện gió cơng suất nhỏ  Có thể kết hợp thiết bị FACTS để nâng cao khả hoạt động ổn định hệ thống Tuy nhiên, nghiên cứu số hạn chế, cần phát triển thêm tương lai nghiên cứu giải pháp tang độ ổn định hệ thống nghiên cứu them ảnh hưởng máy phát điện gió PMSG kết nối lưới TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Số 4A Nguyễn Thái Sơn, Nguyễn Phát Lợi , Quảng Đức Thành , Lương Nhân Trần Hữu Danh, Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ, Tập 55, trang 4-5, 2019 [2] Bùi Đình Tiếu, Trần Văn Thịnh, Nguyễn Duy Khiêm, Luận văn thạc sĩ mô ảnh hưởng nhà máy phát điện chạy sức gió Bình Định đến lưới điện quốc gia sử dụng phần mềm Matlab – Simulink, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2009 [3] G M Shafiullah, Amanullah M T Oo, A.B.M.ShawkatAli and Alex Stojcevski, Influences of Wind Energy Integration into the Distribution Network, Hindawi Publishing Corporation Journal of Wind Energy Volume 2013, Article ID 903057, 2013 [4] Tony B Nguyen, M.A Pai, Eduard Muljadi, Impact of Wind Power Plants on Voltage and Transient Stability of Power Systems, 2008 IEEE Energy 2030 Conference, 17-18 Nov, 2008 Thơng tin liên hệ tác giả Xác Nhận Của GVHD (người chịu trách nhiệm viết): Họ tên: Bùi Quang Tú Đơn vị: Cao Đẳng Nghề Tây Nnh Điện thoại: 0987.756.913 PGS.TS Trương Đình Nhơn Email: quangtucdn@gmail.co HVTH: BÙI QUANG TÚ 82 Luan van Luan van S K L 0 Luan van ... cơng suất nhỏ gây số ảnh hưởng lên lưới điện thành phần điện tử công suất, máy biến áp,… Luận văn ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện công suất nhỏ vào lưới điện hạ thế? ?? trình bày kết nghiên cứu ảnh. .. lên lưới điện Tuy nhiên, nguồn lượng công suất nhỏ tích hợp vào lưới điện, đặc biệt lưới điện hạ gây số ảnh hưởng định Đó lý tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn điện công suất nhỏ vào lưới. .. học: Kỹ Thuật Điện Tên luận văn: “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN CÔNG SUẤT NHỎ VÀO LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ” Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật TP