(Luận văn) đánh giá ảnh hưởng của nhà máy gió bình đại bến tre đến lưới điện tỉnh bến tre

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN THẾ PHONG lu an n va p ie gh tn to ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ BÌNH ĐẠI BẾN TRE ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẾN TRE nl w d oa Chuyên ngành : Kỹ thuật điện ll u nf va an lu Mã ngành: 8520201 oi m z at nh Người hướng dẫn: TS Lê Cao Quyền z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ kết luận văn HỌC VIÊN THỰC HIỆN lu an n va tn to p ie gh Nguyễn Thế Phong d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si LỜI CẢM ƠN Tôi xin tỏ lòng biết ơn đến TS Lê Cao Quyền tận tình hướng dẫn, hỗ trợ tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn quý Thầy/Cô Phòng Quản lý khoa học đào tạo sau đại học quý Thầy/Cô tham gia giảng dạy niên khóa 20 (2017-2019) Chuyên ngành Kỹ thuật điện tận tình hướng dẫn, giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu Trường Đại Học Quy Nhơn Tôi xin cảm ơn quý Thầy/Cô Hội đồng đánh giá Luận văn nhiệt tình lu an góp ý chỉnh sửa để luận văn hồn chỉnh n va Tơi xin cảm ơn Anh, Chị học viên đồng nghiệp hỗ trợ đóng góp gh tn to ý kiến để luận văn tơi hồn thiện Chân thành cảm ơn trân trọng! p ie HỌC VIÊN THỰC HIỆN d oa nl w ll u nf va an lu Nguyễn Thế Phong oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH lu MỞ ĐẦU an Lý chọn đề tài va n Tổng quan lĩnh vực nghiên cứu đề tài: Tên cấu trúc nội dung luận văn ie gh tn to 3.Mục tiêu, đối tượng, phương pháp phạm vi nghiên cứu p CHƯƠNG NĂNG LƯỢNG GIÓ VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ MÁY PHÁT nl w DÙNG SỨC GIÓ oa 1.1 Năng lượng gió: d 1.1.1.Nguồn gió: lu va an 1.1.2.Năng lượng gió : u nf 1.1.3.Hệ số cơng suất Turbine gió: ll 1.1.4 Sự ảnh hưởng cấu trúc hình học đến hế số cơng suất CP: 10 m oi 1.2 Khái quát thành phần cấu tạo hệ máy phát sử dụng sức z at nh gió: 11 z 1.2.1 Mơ hình hệ máy phát điện sức gió : 11 gm @ 1.2.2 Các loại turbine gió: 13 l 1.3 Máy phát hệ thống turbine gió : 14 m co 1.3.1 Máy phát đồng : 14 1.3.2 Máy phát không đồng : 15 an Lu 1.4 Các thành phần khác: 15 n va ac th si 1.4.1 Bộ phận điện tử công suất : 15 1.4.2 Bộ Soft-starter: 16 1.4.3 Bộ Capacitor bank (Tụ điện): 16 1.5 Vấn đề điều khiển hệ thống biến đổi lượng gió: 16 1.5.1 Điều khiển cực đại hóa cơng suất: 17 1.5.2 Điều khiển tối ưu TSR: 17 1.5.3 Điều khiển bám công suất đỉnh: 18 1.5.4 Để điều khiển tốc độ : 22 lu 1.6 Điều khiển Pitch: 22 an 1.7 Điều khiển stall-control (điều khiển cố định) 23 va n 1.8 Điều khiển active stall control: 23 1.9.1.Hệ thống turbine gió với tốc độ cố định: 24 ie gh tn to 1.9 Một vài cấu trúc điều khiển : 24 p 1.9.2.Hệ thống turbine gió với vận tốc thay đổi: 24 nl w 1.9.3.Hệ thống turbine gió vói máy phát nguồn kép DFIG 25 oa 1.10 Kết luận 26 d CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH NMĐG TRÊN PHẦN MỀM an lu PSS/E 27 va u nf 2.1 Giới thiệu mơ nhà máy điện gió phần mềm PSS/E 27 ll 2.1.1 Chế độ điều khiển máy phát điện gió 27 m oi 2.1.2 Các loại máy phát điện gió 28 z at nh 2.2 Mơ hình nhà máy điện gió tính tốn ổn định 31 z 2.3 Nguồn hài nhà máy điện gió sử dụng tính toán 37 gm @ 2.4 Kết luận 39 l CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ BÌNH m co ĐẠI TỈNH BẾN TRE ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẾN TRE 41 an Lu 3.1 Tổng quan: 41 n va ac th si 3.2 Đánh giá ảnh hưởng nhà máy điện gió Bình Đại Bến Tre đến lưới điện 43 3.3 Tính tốn ổn định động 48 3.3.1 Mục tiêu tính tốn 48 3.3.2 Phương pháp tính tốn 48 3.4 Tính tốn ảnh hưởng hài nhà máy điện gió Bình Đại đến lưới điện tỉnh Bến Tre 59 3.5 Nhận xét ảnh hưởng nhà máy điện gió Bình Đại đến lưới điện tỉnh lu Bến Tre 63 an 3.6 Kết luận 64 va n KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 KIẾN NGHỊ 66 ie gh tn to KẾT LUẬN 65 p DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 d oa nl w QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT lu an n va : Nhà máy điện gió TBA : Trạm biến áp GEWTGCU1 : Khối máy phát/ converter máy phát gió GE GEWTECU1 : Khối điều khiển điện máy phát gió GE GEWTPTU1 : Khối điều khiển góc Pitch máy phát gió GE GEWTARU1 : Khối điều khiển động lực học máy phát gió GE GEWT2MU1 : Mơ hình trục tuốc bin khối máy phát gió GE GEWTGDU1 : Mơ hình gió GUST RAMP p ie gh tn to NMĐG d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ \ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Điện áp cho phép vận hành lưới điện truyền tải 53 Bảng 3.2: Mức nhấp nháy điện áp 56 Bảng 3.3: Độ biến dạng sóng hài điện áp HD (Harmonic Distortion) 61 Bảng 3.4: Độ biến dạng sóng hài điện áp 61 Bảng 3.5: Thời gian tối thiểu trì vận hành phát điện nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời tương ứng với điện áp hệ lu thống điện 63 an Bảng 3.6: Thời gian tối thiểu trì vận hành phát điện nhà máy điện va n gió, nhà máy điện mặt trời tương ứng với dải tần số hệ p ie gh tn to thống điện 63 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Đường cong cơng suất gió Hình 1.2: Minh hoạ định luật BEZT Hình 1.3: Minh hoạ vài khái niệm turbine gió Hình 1.4: Đặc tính CP theo hệ số λ vẽ: 10 Hình 1.5: Đặc tính CP có sẵn với Tuabin gió chế tạo thực lu tế 11 an va Hình 1.6: Cấu tạo Turbine gió 12 n Hình 1.7: Turbine gió kiểu trục đứng 13 gh tn to Hình 1.8: Turbine gió ngang 13 ie Hình 1.9: Turbine gió kiểu lưng 13 p Hình 1.10: Minh hoạ máy phát đồng 15 nl w Hình 1.11 a: Rotor dây quấn; b: Rotor lồng sóc 15 d oa Hình 1.12: Phương pháp điều khiển tối ưu TSR 18 lu Hình 1.13: Phương pháp điều khiển bán đỉnh cơng suất 19 va an Hình 1.14: Đặc tính điều chỉnh tốc độ turbine gió 21 u nf Hình 1.15: Tổng quan điều khiển hệ máy phát sử dụng sức gió 22 ll Hình 1.16: Điều khiển pitch với vận tốc thay đổi dùng máy phát không m oi đồng rotor dây quấn 23 z at nh Hình 1.17: Cấu trúc hệ thống turbine gió với vận tốc cố định 24 Hình 1.18: Cấu trúc hệ thống turbine gió với vận tốc thay đổi 25 z gm @ Hình 1.19: Cấu trúc hệ thống turbine gió với máy phát nguồn kép 26 Hình 2.1: Mơ máy phát điện gió PSS/E 27 l m co Hình 2.2: Các chế độ điều khiển máy gió 27 Hình 2.3: Mơ hình máy phát điện cảm ứng kết nối trực tiếp 28 an Lu Hình 2.4: Mơ hình máy phát có điện trở rơto thay đổi 29 n va ac th si Hình 2.5: Mơ hình máy phát điện cảm ứng nguồn kép 30 Hình 2.6: Mơ hình máy phát với chuyển đổi 31 Hình 2.7: Mơ hình gió kết nối khối điều khiển đưa vào mô 32 Hình 2.8: Khối máy phát GEWTGCU1 33 Hình 2.9: Khối điều khiển điện GEWTECU1-Điều khiển công suất tác dụng 34 Hình 2.10: Khối điều khiển điện GEWTECU1-Điều khiển công suất phản kháng 34 lu an Hình 2.11: Khối điều khiển góc pitch GEWTPTU1 35 n va Hình 2.12: Khối điều khiển động lực học GEWTARU1 35 tn to Hình 2.13: Mơ hình trục tuốc bin khối GEWT2MU1 36 gh Hình 2.14: Mơ hình chi tiết turbine máy phát GE 37 p ie Hình 3.1 Phân bố trào lưu công suất lưới điện tỉnh Bến Tre 42 Hình 3.2: Tốc độ gió thay đổi khu vực khảo sát NMĐ gió 43 oa nl w Hình 3.3: Biểu đồ phát cơng suất NMĐG Bình Đại tốc độ gió thay d đổi 44 an lu Hình 3.4: Biểu đồ phát cơng suất NMĐ gió Số & tốc độ gió va thay đổi 44 ll u nf Hình 3.5: Biểu đồ phát cơng suất NMĐ gió NEXIF tốc độ gió oi m thay đổi 45 z at nh Hình 3.6: Biểu đồ phát cơng suất nhà máy điện gió Ba Tri tốc độ gió thay đổi 45 z Hình 3.7: Biểu đồ phát cơng suất nhà máy điện gió VPL Bến Tre @ gm tốc độ gió thay đổi 46 l Hình 3.8: Biểu đồ phát cơng suất nhà máy điện gió Bình Đại 10&11 m co tốc độ gió thay đổi 46 an Lu Hình 3.9: Biểu đồ phát cơng suất NMĐ gió SUNPRO tốc độ gió thay đổi 47 n va ac th si 55 d) Điện áp từ 1,1 pu đến 1,15 pu, nhà máy điện gió phải trì vận hành phát điện thời gian 03 giây; đ) Điện áp từ 1,15 pu đến 1,2 pu, nhà máy điện gió phải trì vận hành phát điện thời gian 0,5 giây Nhà máy điện gió, phải đảm bảo khơng gây thành phần thứ tự nghịch điện áp pha điểm đấu nối 01 % điện áp danh định Nhà máy điện gió, phải có khả chịu thành phần thứ tự nghịch điện áp pha điểm đấu nối tới 03 % điện áp danh định cấp điện áp từ 220 kV trở lu lên an va Tổng mức biến dạng sóng hài nhà máy điện gió, gây điểm đấu nối n không vượt giá trị 03 % gh tn to Mức nhấp nháy điện áp nhà máy điện gió, gây điểm đấu nối không p ie vượt giá trị quy định w Nhấp nháy điện áp: oa nl Trong điều kiện vận hành bình thường, mức nhấp nháy điện áp d điểm đấu nối không vượt giới hạn quy định bảng sau: va an lu u nf Bảng 3.2: Mức nhấp nháy điện áp Mức nhấp nháy cho phép ll oi m Cấp điện áp Plt95% = 0,60 Pst95% = 1,00 z Pst95% = 1,00 m co Hạ áp Plt95% = 0,80 l gm @ Trung áp Pst95% = 0,80 z at nh 110 kV Plt95% = 0,80 an Lu n va ac th si 56 Trong đó: a) Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) giá trị đo khoảng thời gian 10 phút thiết bị đo tiêu chuẩn theo IEC868 Pst95% ngưỡng giá trị Pst cho khoảng 95 % thời gian đo (ít tuần) 95 % số vị trí đo Pst khơng vượt q giá trị này; b) Mức nhấp nháy điện áp dài hạn (Plt) tính từ 12 kết đo Pst liên tiếp (trong khoảng thời gian 02 giờ), theo công thức: lu Plt95% ngưỡng giá trị Plt cho khoảng 95 % thời gian đo (ít an 01 tuần) 95 % số vị trí đo Plt khơng vượt q giá trị va n Tại điểm đấu nối trung hạ áp, mức nhấp nháy ngắn hạn (Pst) không gh tn to vượt 0,9 mức nhấp nháy dài hạn (Plt) không vượt 0,7 theo p ie tiêu chuẩn IEC1000-3-7 Dao dong dien ap tren cac cai 220kV (pu) oa nl w 1.25 d an lu ll u nf va 0.75 0.5 oi m z at nh 0.25 z 0.5 1.5 2.5 Time (seconds) 3.5 4.5 l 10 - VOLT 718502 [DG_BINHDAI 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 11 - VOLT 7282 [MOCAY 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 12 - VOLT 7182 [BEN_TRE 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY m co g b c d e f b c d e f g b c d e f g gm @ an Lu Hình 3.12: Biểu đồ dao động điện áp 220kV TBA 220kV ĐG Bình Đại, TBA 220kV Mỏ Cày TBA 220kV Bến Tre n va ac th si 57 Cong suat truyen tai tren mach duong day 220kV NMDG Binh Dai-Mo Cay (MVA) 1,000 900 800 700 600 500 400 300 200 lu 100 an va 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time (seconds) n to p ie gh tn g b c d e f b c d e f g - DG_BINHDAI-MOCAY-1 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY - DG_BINHDAI-MOCAY-2 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY Hình 3.13: Cơng suất truyền tải mạch đường dây 220kV NMĐG Bình Đại-Mỏ Cày w oa nl Bieu phat cong suat cua NMDG Binh Dai d lu va an u nf ll m oi z at nh -1 z 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 m co g b c d e f b c d e f g l Time (seconds) gm @ -2 42 - P_DG_BINHDAI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 51 - Q_DG_BINHDAI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY an Lu Hình 3.14: Biểu đồ phát cơng suất NMĐG Bình Đại n va ac th si 58 Bieu phat cong suat tac dung cua cac NMDG tinh Ben Tre (pu) lu 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 an Time (seconds) n va g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g gh tn to 42 - P_DG_BINHDAI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 43 - P_DG_SO1&2 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 44 - P_DG_NEXIF : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 45 - P_BATRI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 46 - P_VPLBENTRE : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 47 - P_BINHDAI10&11 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 48 - P_SUNPRO : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY p ie Hình 3.15: Biểu đồ phát cơng suất tác dụng nhà máy điện gió tỉnh Bến Tre Bieu phat cong suat phan khang cua cac NMDG (pu) nl w 1.5 oa d 0.5 lu an va -0.5 u nf -1 ll -1.5 m -2 oi 0.5 1.5 z at nh 2.5 3.5 4.5 Time (seconds) 51 - Q_DG_BINHDAI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY z 52 - Q_DG_SO1&2 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 53 - Q_DG_NEXIF : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY @ 54 - Q_BATRI : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY gm 55 - Q_VPLBENTRE : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 56 - Q_BINHDAI10&11 : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY l 57 - Q_SUNPRO : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY m co g b c d e f b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g b c d e f g Hình 3.16: Biểu đồ phát cơng suất phản kháng nhà máy điện gió tỉnh Bến Tre an Lu n va ac th si 59 Dao dong tan so tren cac cai 220kV (Hz) 50.3 50.2 50.1 50 49.9 49.8 49.7 lu an 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 Time (seconds) va n g b c d e f b c d e f g b c d e f g 26 - FREQ 718502 [DG_BINHDAI 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY 28 - FREQ 7182 [BEN_TRE 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY gh tn to 27 - FREQ 7282 [MOCAY 220.00] : 2020_SC_DG_BINHDAI_MOCAY Hình 3.17: Biểu đồ dao động tần số 220kV TBA 220kV ĐG Bình ie p Đại, TBA 220kV Mỏ Cày TBA 220kV Bến Tre nl w 3.4 Tính tốn ảnh hưởng hài nhà máy điện gió Bình Đại đến lưới điện d oa tỉnh Bến Tre an lu Sóng hài loại sóng nhiễu không mong muốn tác động xấu đến va hệ thống điện Sóng hài coi tổng dạng sóng sin mà tần ll u nf số bội số nguyên tần số Sóng hài hệ thống Wind oi m sinh vận hành đóng cắt chuyển đổi Khi kết nối hệ thống Wind hưởng đến chất lượng điện z at nh vào lưới điện đưa vào lưới thành phần sóng hài khơng sin ảnh z Bậc sóng hài sinh nguồn lượng tái tạo yêu cầu không @ l gm gây nhiễu loạn lưới điện phân phối Tổng độ méo toàn phần (Total Harmonic Distortion - THD) yêu cầu nhỏ 5% IEEE 519- m co 1992 yêu cầu giá trị khác sóng hài tổng độ méo toàn phần an Lu bảng sau: n va ac th si 60 Bảng 3: Độ biến dạng sóng hài điện áp HD (Harmonic Distortion) < 11th 4,0% < 11th đến < 17th 2,0% < 17th đến 23th 1,5% < 23th đến 35thth 0,6% < 35th cao 0,3% Tổng độ méo toàn phần (THD) 5,0% lu Để đảm bảo yêu cầu chất lượng điện hệ thống NM an n va lượng tái tạo đấu nối vào lưới, thông tư 25 Bộ Công Thương quy định tn to giới hạn tổng biến dạng sóng hài điện áp hệ thống điện phân phối giới gh hạn giá trị dòng điện sóng hài bậc cao điểm đấu nối với khách hàng p ie bảng sau w Sóng hài điện áp: oa nl Bảng 3.4: Độ biến dạng sóng hài điện áp d Cấp điện áp Biến dạng riêng lẻ 3,0 % 1,5 % 6,5 % 3,0 % lu Tổng biến dạng sóng hài ll u nf Trung hạ áp va an 220kV, 110 kV oi m Sóng hài dịng điện: z at nh Đối với đấu nối vào cấp điện áp hạ áp công suất tới 10kw giá trị z dịng điện sóng hài bậc cao không vượt 5A cho pha 14A cho gm @ pha l Đối với đầu nối váo cấp điện áp trung áp đầu nối có cơng suất từ an Lu tải m co 10kw đến 50kw giá trị dịng bậc cao khơng vượt 20% dòng phụ n va ac th si 61 Đối với đầu nối vào cấp điện áp cao ap cơng suất lớn 50kw giá trị dịng hài khơng vượt q 12% dịng phụ tải Để đánh giá ảnh hưởng hài nhà máy điện gió Bình Đại tác động lên lưới điện tỉnh Bến Tre, luận văn sử dụng phần mềm DIgSILENT dựa sở liệu lưới điện mô phần mềm PSS/E để triển khai chi tiết mơ hình kết nối tổ máy tuốc bin gió vận hành qua kiểm tra độ biến dạng sóng hài tổng biến dạng sóng hài điểm đấu nối 220kV nhà máy điện DIgSILENT gió 1.50 lu an 9.000 1.157 % 1.20 va 0.90 n 0.60 to 0.30 2.00 gh tn 17.000 0.078 % 38.500 0.021 % 0.00 3.50 5.00 6.50 8.00 9.50 11.0 12.5 14.0 15.5 17.0 19.0 21.0 23.0 25.0 38.0 TBA 220/110kV MOCAY: Harmonic Distortion in % ie 1.50 p 9.000 1.203 % 1.20 nl w 0.90 0.60 oa 0.30 d 0.00 3.50 5.00 6.50 8.00 9.50 lu 2.00 38.500 0.083 % 17.000 0.094 % 11.0 12.5 14.0 15.5 17.0 19.0 21.0 23.0 25.0 38.0 220kV DG_BINHDAI: Harmonic Distortion in % an 1.50 va 9.000 1.209 % 1.20 u nf 0.90 ll 13.000 0.364 % oi m 0.60 0.30 17.000 0.110 % 2.00 3.50 5.00 6.50 8.00 9.50 11.0 35kV DG_BINHDAI: Harmonic Distortion in % 12.5 14.0 15.5 17.0 38.500 0.083 % z at nh 0.00 19.0 21.0 23.0 25.0 38.0 z Hình 3.18: Thành phần hài điện áp ghi nhận 220kV (điểm PCC) đấu nối gm @ nhà máy điện gió hạ áp điện gió Bình Đại l Tính tốn cho trường hợp nhà máy điện gió Bình Đại vận hành hàng an Lu tần số cao hình m co ngày, kết thành phần hài điện áp ghi nhận tần số n va ac th si 62 Ở kết thấy biến dạng sóng hài điện áp 220kV NMĐG Bình Đại bậc < 11th xuất cao hài bậc với độ biến dạng HD tương ứng khoảng 1,203%, bậc 17, độ biến dạng HD khoảng 0,094% Bậc 38,5 (non-integer) HD khoảng 0,083% Như độ biến dạng sóng hài điện áp bậc hài yêu cầu thỏa mãn theo chuẩn IEEE 519-1992 1.4 0.4 1.05 TBA 220/110kV MOCAY 0.374 -148.8 0.374 -148.8 an Current, Magnitude [A] Harmonic Distortion [%] Current, RMS-Value [kA] RMS-Value of Voltage [p.u.] Total Active Power [MW] p ie gh tn to Branches Total Harmonic Distortion [%] 220kV BinhDai-MoCay-M1 n va Nodes 220kV BinhDai-MoCay-M2 lu Harmonic; U-I Distribution; Output Frequency=250.00 Hz w 220kV DG_BINHDAI 0.375 149.8 0.375 149.8 1.6 0.4 1.05 oa 2x250MVA nl 0.750 -299.5 d Inactive Out of Calculation De-energized lu an 15 4.715 299.9 1.7 0.5 1.05 35kV DG_BINHDAI va ll Trf_GD2 u nf 15 4.715 -299.9 oi m z at nh 748 239.184 300.0 1.7 0.5 1.05 LV_DG_BINHDAI 748 239.184 300.0 z gm @ G ~ 75xDFIG_4MW m co l Hình 3.19: Thành phần sóng hài tổ máy tuốc bin gió sinh vận hành Độ méo hài THD điện áp ghi nhận 220kV DG an Lu Bình Đại 1,6% Đối với thơng tư 25 quy định THD dự án đóng góp vào n va ac th si 63 lưới điện cho phép đến 3% Như đấu nối nhà máy điện gió Bình Đại đảm bảo thỏa mãn u cầu theo thơng tư 25 3.5 Nhận xét ảnh hưởng nhà máy điện gió Bình Đại đến lưới điện tỉnh Bến Tre Theo thông tư 25 Bộ Công Thương đấu nối NMĐ gió, điện áp trì khoảng 0,9pu đến 1,1pu cho vận hành bình thường Điện áp từ 1,1 pu đến 1,15 pu cho phép trì 3sec Bảng 3.5: Thời gian tối thiểu trì vận hành phát điện nhà máy điện gió, nhà lu máy điện mặt trời tương ứng với điện áp hệ thống điện an Thời gian trì tối Dải điện áp hệ thống điện Từ 0.9 pu đến 1.1 pu Phát liên tục Từ 1.1 pu đến 1.15 pu 03 giây Từ 1.15 pu đến 1.2 pu 0.5 giây thiểu n va TT p ie gh tn to oa nl w Bảng 3.6: Thời gian tối thiểu trì vận hành phát điện nhà máy điện gió, nhà d an lu máy điện mặt trời tương ứng với dải tần số hệ thống điện va Thời gian trì tối Dải tần số hệ thống điện Từ 47.5 HZ đến 48.0 Hz 10 phút Trên 48 Hz đến 49 Hz 30 phút Từ 49 Hz đến 51 Hz Phát liên tục Trên 51 Hz đến 51.5 Hz Trên 51.5 Hz đến 52 Hz u nf TT đa ll oi m z at nh z gm @ 30 phút 01 phút m co l Đối với tính tốn ảnh hưởng thay đổi tốc độ gió khu vực đấu an Lu nối nhà máy điện gió cho thấy dao động điện áp tần số 220kV n va ac th si 64 xung quanh khu vực nối nhà máy điện gió Bình Đại trạm lân cận nằm giới hạn yêu cầu Đối với trường hợp mô loại trừ cố ngắn mạch pha mạch đường dây 220kV nhà máy điện gió Bình Đại – TBA 220kV Mỏ Cày, kết tính tốn cho thấy điện áp, tần số TBA 220kV khu vực dao động thấp tắt nhanh Tần số cao TBA 220kV nhà máy điện gió Bình Đại 50,32Hz thấp 49,73Hz Xem xét tiêu chuẩn độ lệch tần số, điện áp mà Thông tư số 25 đưa lu liệt kê bảng cho thấy tần số, điện áp nhà máy điện gió an TBA 220kV khu vực trở nằm giới hạn cho va n phép vận hành ie gh tn to 3.6 Kết luận Trong chương luận văn tiến hành sử dụng phần mềm PSS/E kết p hợp với phần mềm DIgSILENT để mô trường hợp vận hành hàng nl w ngày mà nhà máy điện gió Bình Đại gặp phải ảnh hưởng tốc độ gió d oa thay đổi thời tiết, ngắn mạch đường dây đấu nối nhà máy điện gió hài an lu nhà máy điện gió Bình Đại tác động đến lưới điện tỉnh Bến Tre Các tính u nf va tốn cho thấy nhà máy điện gió Bình Đại không gây tác động đáng kể đến lưới điện Bến Tre nằm yêu cầu cho phép vận hành ll oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 65 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng Nhà máy điện gió Bình Đại tỉnh Bến Tre đến lưới điện tỉnh Bến Tre vận hành qua đánh giá tiêu chuẩn điện áp, tần số Ảnh hưởng thay đổi tốc độ gió ảnh hưởng ngắn mạch lưới điện có đấu nối đến Nhà máy điện gió Bình Đại tỉnh Bến Tre Luận văn nêu bật nội dung sau: Giới thiệu sơ lượng gió điều khiển hệ máy phát dùng sức lu gió Hệ số cơng suất tuabin gió thành phần cấu tạo hệ máy an n va phát sử dụng sức gió loại máy phát hệ thống tua bin gió vấn máy phát sử dụng sức gió Tập trung giới thiệu sơ khai báo mơ hình nhà máy điện gió p ie gh tn to đề điều khiển hệ thống biến đổi lượng gió, dạng điều khiển hệ phần mềm PSS/E Tính tốn cho nhà máy điện gió bao gồm khai báo thơng số oa nl w nhà máy file tính toán hệ thống chế độ xác lập (file *.sav) khai báo d mơ hình modul điều khiển cho nhà máy điện gió file nhà máy (file an lu *.dyr) Ngồi mơ hình nguồn hài cho nhà máy điện gió đề cập u nf va dựa mơ hình nguồn dịng theo IEC 6100 có thành phần ll hài bậc thứ nguyên (integer) loại không thứ nguyên (non-integer), oi m thành phần hài hoạt động inverter tuốc bin máy phát nhà máy điện gió z at nh gây Để thực tính tốn độ méo dạng sóng hài (HD)và tổng độ méo dạng sóng hài (THD) nhà máy điện gió gây hoạt động lưới cần z từ phần mềm PSS/E l gm @ sử dụng phần mềm hỗ trợ DIGSILENT với kết cấu lưới điện chuyển qua m co Luận văn tiến hành sử dụng phần mềm PSS/E kết hợp với phần mềm DIgSILENT để mô trường hợp vận hành hàng ngày mà nhà an Lu máy điện gió Bình Đại gặp phải ảnh hưởng tốc độ gió thay đổi thời n va ac th si 66 tiết, ngắn mạch đường dây đấu nối nhà máy điện gió hài nhà máy điện gió Bình Đại tác động đến lưới điện tỉnh Bến Tre Các tính tốn cho thấy nhà máy điện gió Bình Đại khơng gây tác động đáng kể đến lưới điện Bến Tre nằm yêu cầu cho phép vận hành Trong thời gian phạm vi có hạn, Luận văn giải tốn tính tốn“Đánh giá ảnh hưởng Nhà máy điện gió Bình Đại Bến Tre đến lưới điện tỉnh Bến Tre” Đề tài chưa nêu hết nhiều ứng dụng khác việc đánh giá ảnh hưởng Nhà máy điện gió đến lưới điện tỉnh lu Bến Tre, có vài hướng phát triển cần triển khai nghiên cứu tương an lai sau: va n Nghiên cứu ứng dụng phần mềm PSS/E vào tính tốn ngắn mạch pha phân bố công suất để phục vụ công tác vận hành quy hoạch đầu tư ie gh tn to pha cho hệ thống lưới điện tỉnh Bến Tre, p xây dựng lưới điện tỉnh Bến Tre nl w Ứng dụng cơng tác tính tốn thể kết kịp thời cho thời gian d oa thực, phục vụ tốt cho công tác vận hành lưới điện an lu KIẾN NGHỊ nghị sau: ll u nf va Nhằm phát triển điện gió Việt Nam, người làm luận văn đưa kiến oi m Để phát triển điện gió tỉnh Bến Tre nói riêng Việt Nam nói z at nh chung, cần thiết lập cho điện gió thị trường cách tính tốn đầy đủ chi phí bên ngồi nguồn điện khác thủy điện, nhiệt điện Nếu z chi phí ngồi chi phí chiếm dụng đất đai, chi phí bảo vệ mơi @ l gm trường… tính vào giá thành nguồn điện giá thành mua bán điện m co tăng lên, tạo điều kiện cho giá điện gió cạnh tranh thị trường an Lu n va ac th si 67 Trong khu vực biển Việt Nam hàng năm có nhiều bão tố lốc Việc thiết kế động gió phải đảm bảo độ bền để tránh bị phá hỏng bão tố Ngoài ra, thiết bị sử dụng hải đảo vùng biển ven bờ, phải ý đến điều kiện chống ăn mòn kim loại để kéo dài tuổi thọ máy móc lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Công thương (2013) , Dự án PECC3 “Đánh giá nguồn gió số vị trí lựa chọn Việt Nam” [2] Bộ Công Thương (2011), Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 - 2020, có xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII) [3] Bộ Kế hoạch Đầu tư, Vụ Khoa học, Giáo dục, Tài ngun Mơi trường, Văn phịng Phát triển bền vững, Dự án Hỗ trợ chương trình lu Pháttriển bền vững Môi trường Việt Nam, Tiềm phương an n va hướng khai thác dạng lượng tái tạo Việt Nam, Hà Nội turbine phát điện sức gió xây dựng ven biển Việt Nam”, Tuyển tập gh tn to [4] Vũ Đan Chỉnh, Mai Hồng Quân (2011), “Lựa chọn giải pháp kết cấu đỡ p ie báo cáo Hội nghị Khoa học Cơng nghệ Biển tồn quốc lần thứ V [5] Tạ Văn Đa (2006), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học Đánh oa nl w giá tài nguyên khả khai thác lượng gió lãnh thổ d Việt Nam, Viện Khí tượng Thủy văn, Hà Nội Tạ Văn Đa (2006), Đánh giá tài nguyên khả khai thác an lu [6] u nf va lượng gió lãnh thổ Việt Nam ll [7] Nguyễn Ngọc Hoàng ( 2015), “ Báo cáo ngành Điện” – Thông điệp từ thị oi m trường cạnh tranh z at nh [8] Nguyễn Mạnh Hùng (2010), “Báo cáo tổng hợp kết khoa học công nghệ đề tài Nghiên cứu đánh giá tiềm nguồn lượng biển z gm @ chủ yếu đề xuất giải pháp khai thác, Mã số KC.09.19/06-10”, Viện Cơ học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội l Nguyễn Quốc Khánh (2011), “Thông tin Năng lượng gió Việt m co [9] Nam, Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT”, Hà Nội an Lu n va ac th si 69 Bùi Huy Phùng,(2013) “Phát triển lượng Chiến lược tăng [10] trưởng xanh Việt Nam”, Tạp chí Khoa học lượng [11] Khoa môi trường, trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội (2007), Báo cáo đánh giá tác động mơi trường Dự án đầu tư xây dựng cơng trình phong điện - Bình Thuận [12] Trần Việt Liễn nhóm cộng tác (2010), Báo cáo chuyên đề Xây dựng Atlas Năng lượng gió vùng Biển Đơng ven biển Việt Nam thuộc Đề tài Nghiên cứu đánh giá tiềm nguồn lượng biển chủ lu yếu đề xuất giải pháp khai thác, Mã số KC.09.19/06-10, Viện an Cơ học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội va n [13] Department for Business Enterprise & Regulatory Reform (2008), to gh tn Atlas of UK Marine Renewable Energy Resources Energy Research Insitute (2011), Technology Roadmap China Wind p ie [14] Energy Development Roadmap 2050 oa nl w [15] International Renewable Energy Agency (IRENA) ( 2016), The power to change: Solar and Wind cost reduction potential to 2025 d International Renewable Energy Agency “IRENA, Renewable an lu [16] ll u nf va Generation costs in 2014” oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si