Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Tính tốn kinh tế kỹ thuật dự án điện mặt trời áp mái vấn đề tổn thất lưới phân phối có điện mặt trời phân tán NGUYỄN ANH TÚ Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Tuyên Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2023 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Tính tốn kinh tế kỹ thuật dự án điện mặt trời áp mái vấn đề tổn thất lưới phân phối có điện mặt trời phân tán NGUYỄN ANH TÚ Ngành Quản lý công nghiệp Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Tuyên Chữ ký GVHD Trường: Điện – Điện tử HÀ NỘI, 2023 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Nguyễn Anh Tú Đề tài luận văn: Tính tốn kinh tế kỹ thuật dự án điện mặt trời áp mái vấn đề tổn thất lưới phân phối có điện mặt trời phân tán Chuyên ngành: Quản lý kỹ thuật công nghệ, hướng Hệ thống điện Mã số SV: 20202598M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 27/04/2023 với nội dung sau: - Cần sửa lại lỗi tả, số hình vẽ chuyển sang tiếng việt để người đọc hiểu - Đề nghị bổ sung sơ đồ lưới điện lộ 373E18.8 374E18.8 Hà Nội, ngày 30 tháng 05 năm 2023 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Đức Tuyên Nguyễn Anh Tú CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Trương Ngọc Minh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, muốn gửi lời cảm ơn đến nhóm nghiên cứu khoa học Khoa Điện Trường Điện - Điện tử - Đại học Bách Khoa Hà Nội nghiên cứu phát triển ý tưởng đưa để áp dụng hữu ích vào thực tế Những buổi họp, trao đổi hàng tuần mang lại hiệu lớn đến công việc Tiếp theo, xin cảm ơn tất thành viên lớp cao học bạn Đặng Bảo Tuấn góp ý, đưa lời khuyên giá trị để tơi hồn thành phần mơ phỏng, đưa nhận xét ảnh hưởng công suất thực công suất phản kháng hệ thống điện mặt trời Thứ ba, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn với thầy Khoa Điện bảo cho nhiều kiến thức chuyên môn hệ thống điện để tơi có góc nhìn rõ nguồn lượng Từ đó, tơi tập trung nghiên cứu phân tích tốn kinh tế so sánh giá trị việc đầu tư vào hệ thống điện mặt trời gửi tiền tiết kiệm lãi suất ngân hàng Đồng thời hồn thành chương trình đào tạo cao học Đại học Bách Khoa Hà Nội Cuối quan trọng nhất, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS Nguyễn Đức Tuyên giảng dạy hướng dẫn nhiệt tình, giúp tơi định hướng đề tài, hỗ trợ tối đa, cung cấp tài liệu giảng giải chi tiết để tơi hồn thành luận văn cách tốt Mặc dù nỗ lực hết mình, khả vàkiến thức có hạn nên khơng thể tránh sai sót lúc thực luận văn Kính mong q thầy giúp đỡ dẫn thêm để tơi phát triển luận văn này, đưa vào áp dụng để mang lại nhiều đóng góp thực tế Hà Nội, ngày tháng Tác giả Nguyễn Anh Tú năm 2023 ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Cơ sở: Các nguồn phát điện dùng lượng mặt trời tích hợp vào hệ thống điện Việt Nam với công suất đặt lớn, ảnh hưởng nhiều đến vận hành kỹ thuật hệ thống điện Việt Nam Hiện nay, nghiên cứu nước hệ thống điện mặt trời chưa nhiều đủ để đáp ứng giải vấn đề kỹ thuật thực tế đặt Mục đích: Luận văn góp phần nêu lên vai trò thực tế phát triển nguồn lượng điện mặt trời Việt nam, vấn đề kinh tế kỹ thuật liên quan đến hệ thống lượng mặt trời, nhằm giúp ích sinh viên, nhà nghiên cứu, chủ đầu tư, nhà vận hành hệ thống điện Yêu cầu: Luận văn cần giải số vấn đề bản: Nêu rõ tiêu chuẩn chất lượng điện Việt Nam giới Khảo sát tình hình thực tế lưới điện phân phối tích hợp điện mặt trời áp mái Tính tốn kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời đánh giá tổn thất điện lưới phân phối Đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng điện áp tổn thất điện Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Tóm tắt nội dung luận văn Trong thời gian gần đây, lượng tái tạo nói chung điện mặt trời phân tán nói riêng Việt Nam phát triển nhanh Tuy nhiên, tích hợp lượng mặt trời PVs vào lưới điện phân phối ảnh hưởng đến độ tin cậy ổn định hệ thống, đặc biệt sử dụng phụ thuộc vào thời tiết Việc đặt nhiều áp lực quản lý, thiết kế vận hành lưới điện phân phối để đảm bảo linh hoạt tin cậy cho công ty Điện lực Luận văn đưa kiến thức tổng quan chất lượng tổn thất điện lưới điện phân phối, bao gồm thuật ngữ, khái niệm liên quan tiêu chuẩn chất lượng điện thuật tốn tính tổn thất điện Sau chuyến vào NPC Hà Tĩnh, luận văn thu thập liệu lưới điện Hương Khê nhà máy điện mặt trời Tuy nhiên, liệu thu thập chưa đầy đủ vấn đề kỹ thuật Đầu tiên, đưa toán kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái cho trang trại Hương Khê, kết cho thấy chủ đầu tư đầu tư vào hệ thống điện mặt trời lãi gửi số tiền đầu tư vào ngân hàng để nhận lãi khoảng - lần sau 25 năm Sau đó, trường hợp lưới điện trước kết nối nguồn điện phân tán phân tích so sánh với sau trường hợp kết nối mơ Do lộ 373E18.8 có mức độ thâm nhập PVs lớn, lớn nhiều so với nhu cầu công suất phụ tải nên gây vấn đề nghiêm trọng lưới điện dịng cơng suất ngược lớn tổn thất điện tăng mạnh Đặc biệt gia tăng đáng kể tổn thất công suất phản kháng máy biến áp nguồn điện mặt trời, bên phía khách hàng phải chịu tồn tổn thất Trái với điều đó, lộ 374E18.8 lại có mức độ cơng suất thấp nhiều thường nhỏ công suất tiêu thụ phụ tải, tổn thất điện cải thiện Với tình hình đó, luận văn đưa giải pháp để cải thiện vấn đề Đề xuất cắt giảm công suất phát điện mặt trời phân tán đưa Luận văn xét cắt giảm 50% 70% tổng công suất phát PVs giảm tổn thất điện cách đáng kể Tuy nhiên với đề xuất thứ gây khó khăn lớn kinh tế cho chủ đầu tư Nên giải pháp đưa kịch xét kiện, nhà máy điện mặt trời bảo trì cố số thời điểm định MỤC LỤC ĐỀ TÀI LUẬN VĂN i Tóm tắt nội dung luận văn ii CHƯƠNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1 Lý lựa chọn đồ án 1.2 Mục đích 1.3 Đối tượng 1.4 Phạm vi 1.5 Các nghiên cứu liên quan đến luận văn 1.6 Kết luận CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 2.1 Tổng quan chất lượng điện năng, tổn thất điện LĐPP 2.1.1 Thuật ngữ 2.1.2 Khái niệm 2.2 Tiêu chuẩn Chất lượng điện 21 2.2.1 Tiêu chuẩn Việt Nam 21 2.2.2 Tiêu chuẩn quốc tế 23 CHƯƠNG BÀI TOÁN KINH TẾ ĐẦU TƯ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ÁP MÁI 25 3.1 Các cách thức hoạt động hệ thống điện mặt trời áp mái 25 3.1.1 Hệ thống điện mặt trời hoạt động độc lập với lưới điện 25 3.1.2 Hệ thống điện mặt trời kết nối với lưới điện khơng có hệ thống dự trữ 26 3.1.3 Hệ thống điện mặt trời kết nối với lưới điện có hệ thống dự trữ 27 3.2 Bài tốn kinh tế đầu tư vào hệ thống điện mặt trời 29 3.2.1 Chi phí lắp đặt hệ thống điện mặt trời 29 3.2.2 Tổng tiền nhận từ hệ thống lượng mặt trời 30 3.2.3 Bài toán kinh tế gửi tiền tiết kiệm lãi suất kép ngân hàng 31 3.2.4 Kết tính tốn 31 3.2.5 Kết luận hiệu kinh tế hệ thống điện mặt trời 36 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MẶT TRỜI PHÂN TÁN TỚI TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI 38 4.1 Thuật tốn tính tổn thất điện 38 4.2 Tính tốn tổn thất điện 40 4.2.1 Lưới điện Hương Khê đường dây 373, 374 E18.8 40 4.2.2 Tính tổn thất điện lộ 373E18.8 42 4.2.3 Tính toán tổn thất điện lộ 374E18.8 46 4.3 Giải pháp giảm tổn thất điện 49 4.3.1 Cắt giảm công suất điện mặt trời vào thời điểm cao điểm 49 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Quan hệ Tmax 15 Bảng 2-2 Hệ số tham gia vào đỉnh số phụ tải khu vực đô thị 16 Bảng 2-3 Hệ số tham gia vào đỉnh số phụ tải khu vực nông thôn 16 Bảng 2-4 Hệ số đồng thời theo số TBAPP 17 Bảng 2-5 Hệ số đồng thời theo số lộ đường dây TBATG 17 Bảng 2-6 Hệ số đồng thời phụ tải công nghiệp đồ thị 17 Bảng 2-7 Phạm vi dao động tần số 21 Bảng 2-8 Điện áp cho phép vận hành 22 Bảng 2-9 Mức nhấp nháy điện áp 22 Bảng 2-10 Mức biến dạng sóng hài điện áp 23 Bảng 2-11 Dòng điện ngắn mạch thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch 23 Bảng 2-12 Tiêu chuẩn độ sút áp 23 Bảng 2-13 Tiêu chuẩn ngừng điện ngắn hạn 24 Bảng 2-14 Tiêu chuẩn Hệ số đối xứng K2U 24 Bảng 3-1 Chi phí lắp đặt thành phần hệ thống điện mặt trời áp mái 29 Bảng 3-2 Bảng giá bán điện theo dành cho nhóm hộ gia đình năm 2019 [16] 30 Bảng 3-3 Bảng thống kê tiền điện phải trả cho EVN theo trung bình tháng 30 Bảng 3-4 Số tiền tiêu thụ phụ tải địa phương mua điện từ EVN 32 Bảng 3-5 Bảng tính tốn sản lượng điện thu tháng nhà máy điện mặt trời 33 Bảng 3-6 Bảng đơn giá chi phí cho hệ thống điện mặt trời áp mái 33 Bảng 3-7 Tổng số tiền đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái 34 Bảng 3-8 Bảng tính số tháng thu hồi vốn đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái 34 Bảng 3-9 Số tháng để trả hết tiền vay vốn hệ thống điện mặt trời 35 Bảng 3-10 So sánh tiền lãi gửi ngân hàng đầu tư vòng đời 25 năm 36 Bảng 4-1 Phụ tải thời gian vận hành công suất lớn Tmax lộ 373E18.8, tháng 11 42 Bảng 4-2 So sánh tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 373E18.8 44 Bảng 4-3 So sánh tỷ lệ tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 373E18.8 45 Bảng 4-4 Phụ tải thời gian vận hành công suất lớn Tmax lộ 373E18.8, tháng 11 46 Bảng 4-5 So sánh tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 374E18.8 48 Bảng 4-6 So sánh tỷ lệ tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 374E18.8 48 Bảng 0-3 So sánh tỷ lệ tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 373E18.8 Tổng cơng suất phát (MW) Khơng có PVs Có tích hợp PVs Tổng tổn thất cơng suất (MW) Phần trăm tổn thất (%) 8,373 0,371 4,43 12,305 0,439 3,57 Tuy nhiên, từ 46 Bảng 0-3 xét theo tỷ lệ phần trăm tổn thất, cho ta thấy tích hợp điện mặt trời vào lưới điện giảm phần trăm tổn thất, từ 4,43% xuống 3,57% Khi có tích hợp điện mặt trời, dịng công suất truyền cho phụ tải truyền ngược nguồn công suất phát PVs lớn tổng công suất phụ tải Như lưới điện truyền thống, dịng cơng suất chạy từ nguồn đến phụ tải Nhìn chung tỷ lệ tổn thất cơng suất tác dụng nhỏ so với công suất tác dụng truyền tải Hình 0-3 So sánh tổn thất cơng suất lộ 373E18.8 có khơng có điện mặt trời, tháng 11 (PA1) Điều tương tự luận văn xét tổn thất công suất vào ngày điển hình tháng 11 Hình 0-3 Tổng tổn thất công suất đường dây máy biến áp lộ 373E18.8 trước có điện mặt trời 304,3 + j281,5 (kW + jkVAr) vào mùa Đơng Hình 0-3 thể so sánh tổn thất công suất lộ 373E18.8 lưới điện truyền thống lưới điện tích hợp điện mặt trời Trong khoảng thời gian từ 6:00 đến 18:00, tổng tổn thất công suất lưới tích hợp PVs 3329,5 + j5152 (kW + jkVAr) Từ cho ta thấy, tích hợp điện mặt trời vào lưới điện gây tổn thất lớn Nguyên nhân cho tăng tổn thất công suất tác dụng công suất nguồn điện mặt trời lớn tổng công suất tiêu thụ phụ tải nhiều, dẫn tới dịng cơng suất thừa đẩy ngược lên lưới Hơn nữa, tổn thất công suất phản kháng tích hợp điện mặt trời chủ yếu máy biến áp PVs 4.2.3 Tính tốn tổn thất điện lộ 374E18.8 Lộ 374E18.8 bao gồm 44 trạm biến áp 35/0,4 kV, phụ tải trạm báo cáo Bảng 0-4 47 Bảng 0-4 Phụ tải thời gian vận hành công suất lớn Tmax lộ 373E18.8, tháng 11 Trạm biến áp P (kW) Hệ số công suất Tmax (h) Cao su HK 46.62 90 120 Đá Hàn 46.62 90 320 Đại Đồng 155.40 90 213 DC Đường Mòn 198.92 90 320 Đồn BP 569 62.16 90 126 Hương Bình 155.40 90 213 Hương Bình 62.16 90 222 Hương Bình 111.89 90 248 Hương Bình 111.89 90 228 Hương Bình 46.62 90 202 Hương Bình 46.62 90 152 Hương Bình 46.62 90 142 Hương Bình 62.16 90 347 Hương Long 155.40 90 241 Hương Long 111.89 90 210 Hà Giang 62.16 90 173 Hà Giang 99.46 90 194 Nam Trung 62.16 90 222 NMG Hương Bình 348.10 90 320 Phương Điền 111.89 90 228 Phương Điền 62.16 90 202 Phương Điền 62.16 90 320 Phương Điền 62.16 90 151 Phương Điền 46.62 90 247 Phúc Đồng 155.40 90 296 Phúc Đồng 111.89 90 246 Phúc Đồng 62.16 90 265 Phúc Đồng 99.46 90 166 Phúc Đồng 46.62 90 146 Thống Nhất 111.89 90 260 Thống Nhất 111.89 90 263 Thống Nhất 62.16 90 320 48 Tân Hòa 62.16 90 210 Tân Hòa 62.16 90 152 Tân Hòa 99.46 90 197 Trại Cuồi 62.16 90 201 TTDN Hương Bình 99.46 90 43 X.13 Hồ Hải 62.16 90 248 X.16 Hoà Hải 46.62 90 176 X.21 Hoà Hải 46.62 90 156 X.6 Gia Phố 111.89 90 230 X.6 Hương Long 111.89 90 152 X4.Hòa Hải 62.16 90 269 Xăng Hoàng Ngọc 46.62 90 320 Tổng 3972.09 Cũng lộ 373E18.8, luận văn xét tổn thất điện với giả thiết tương tự với trường hợp lộ 374E18.8 Sau mô phỏng, luận văn thu kết Bảng 0-5 Bảng 0-5 thể so sánh tổn thất công suất chế độ đầy tải trước sau tích hợp điện mặt trời Ta thấy sau tích hợp điện mặt trời, tổn thất công suất giảm từ 314.8+j344 (kW+jkVAr) 288.5+332.8 (kW+jkVAr) Lý ngược lại với trường hợp lộ 373 công suất điện mặt trời phát nhỏ so với công suất tiêu thụ tải Khi có nguồn điện mặt trời, dịng cơng suất phát làm giảm dịng cơng suất từ nguồn đổ phụ tải Việc có nghĩa giảm dịng cơng suất đi/về nguồn giảm tổn thất công suất Bảng 0-5 So sánh tổn thất công suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 374E18.8 Không có PVs TTCS Trục Đường dây Có tích hợp PVs MBA Đường dây MBA P (kW) Q (kVAr) P (kW) Q (kVAr) P (kW) Q (kVAr) P (kW) Q (kVAr) 176.6 128.6 88.1 132.2 143.0 99.8 95.7 160.2 NR Hoà Hải 1.5 0.7 23.4 35.2 1.5 0.7 23.3 34.9 NR Hương Bình 0.5 0.2 24.8 37.2 0.4 0.2 24.6 36.9 49 Tổng 178.5 129.4 136.3 204.6 144.9 100.7 143.6 232.1 Cũng giống với 50 Bảng 0-3, kịch lộ 374 có phần trăm tổn thất cơng suất giảm xuống từ 5,21% tới 4,81% Và hai trường hợp, tỷ lệ tổn thất công suất tác dụng nhỏ 10% so với công suất tác dụng truyền tải Bảng 0-6 So sánh tỷ lệ tổn thất cơng suất chế độ tải đầy tải có khơng có nguồn điện mặt trời vào lúc 12:00 lộ 374E18.8 Tổng công suất phát (MW) Tổng tổn thất công suất (MW) Phần trăm tổn thất (%) Không có PVs 6,048 0,315 5,21 Có tích hợp PVs 6,014 0,289 4,81 Ngồi ra, luận văn cịn xét tổn thất cơng suất ngày điển hình tháng 11 trước sau tích hợp điện mặt trời Hình 0-4 Hình 0-4 So sánh tổn thất cơng suất lộ 374E18.8 có khơng có điện mặt trời, tháng 11 (PA1) Tổng tổn thất công suất chưa tích hợp PVs khung từ 6:00 đến 18:00 289,7+j111,9 (kW+jkVAr) Trong tổng tổn thất cơng suất lưới kết nối nguồn điện mặt trời 305,3+j283,2 (kW+jkVAr), chênh lệch tổn thất công suất tác dụng không đáng kể Ở trường hợp lại ngược lại so với Bảng 0-5 Ở đồ thị phụ tải hàng ngày, phụ tải chế độ non tải lúc 12:00, vào lúc công suất phát PVs chế độ công suất đỉnh khung trưa mà lưới lại non tải, điều dẫn tới công suất phát điện mặt trời sau cấp cho phụ tải thừa bị đẩy ngược lên lưới dẫn đến tăng tổn thất cơng suất Cịn chế độ đầy tải, công suất phát điện mặt trời nhỏ công suất tiêu thụ phụ tải, điều giảm dịng cơng suất truyền từ nguồn tới phụ tải giảm tổn thất cơng suất lúc 17:00 Hình 0-4 51 4.3 Giải pháp giảm tổn thất điện Dựa quan sát từ đồ thị điện áp, với gia tăng thâm nhập PVs, có gia tăng độ lệch điện áp nút lộ 373E18.8 374E18.8 Khi thâm nhập PVs đủ lớn (thường từ 50% so với cơng suất tiêu thụ trung bình phụ tải), điểm đặt điện áp điều chỉnh giảm thiểu độ lệch điện áp [14] Do đó, điểm đặt điện áp điều chỉnh trạm biến áp 35/110kV bên phía nguồn phải hạ xuống để trì mức điện áp giới hạn 4.3.1 Cắt giảm công suất điện mặt trời vào thời điểm cao điểm Ở giải pháp này, mục tiêu luận văn xét kịch phần hệ thống điện mặt trời bị cố bảo trì Xét lưới điện kết nối 100% công suất khả phát điện mặt trời vào lưới điện Hương Khê Hình 0-5 thể đồ thị điện áp số nút điển hình lộ 373 Mục tiêu kịch so sánh tiêu điện áp trước sau cắt giảm cơng suất điện mặt trời Hình 0-5 Đồ thị điện áp số nút lộ 373 với 100% công suất khả phát PVs 4.3.3.1 Cắt giảm 50% cơng suất điện mặt trời Từ Hình 0-1, ta thấy, cơng suất phát PVs lớn gấp 3-4 lần công suất tiêu thụ phụ tải, vào thời điểm từ đến 17h Với mục tiêu cắt giảm 50% công suất phát điện mặt trời, luận văn thử nghiệm đưa đề xuất cắt vào khung từ 8h đến 16h ngày Với tổng công suất khả dụng 52 phát PVs sau cắt giảm 50% tổng công suất 6400 kW Luận văn thu đồ thị điện áp số nút điển hình lộ 373, thể Hình 0-6 Có thể thấy điện áp nút 146 57 trục chính, nút 13 ngã rẽ Hà Linh – Phúc Đồng cải thiện đáng kể khung cao điểm PVs Đỉnh điện áp vào lúc 12 trưa gần 1,1Uđm đưa mức điện áp xấp xỉ khoảng 1.08Uđm đến 1,085Uđm Khi ta có khoảng cách dao động điện áp dự trữ gần 0,2Uđm để tăng độ ổn định điện áp cho trường hợp công suất phụ tải dao động Hình 0-6 Đồ thị điện áp số nút điển hình lộ 373 cắt giảm 50% công suất phát PVs 53 4.3.3.2 Cắt giảm 70% cơng suất điện mặt trời Hình 0-7 Đồ thị điện áp số nút điển hình lộ 373 cắt giảm 70% công suất phát PVs Tương tự mục trên, đồ thị điện áp nút 146 57 trục chính, nút 13 ngã rẽ Hà Linh – Phúc Đồng cải thiện đáng kể khung cao điểm PVs Với mức cắt giảm công suất này, điện áp có độ dự trữ dao động tốt so với giải pháp cắt giảm 50% công suất phát PVs 54 4.3.3.3 Cắt giảm 50% tổng công suất điện mặt trời phân tán Hình 0-8 So sánh tổn thất cơng suất hai trường hợp lưới tích hợp 50% 100% tổng công suất phát PVs Với tổng công suất phát tối đa PVs lộ 373 12795,6 kW, ta cắt giảm 50% tổng công suất phát với lượng công suất 6400 kW Với cơng suất phát cịn lại, luận văn chạy mơ phần mềm ETAP thu tổn thất cơng suất theo Hình 0-8 Ta thấy tổn thất công suất giảm xấp xỉ nửa 1321,2 + 2488,1 (kW + kVAr) so với tổn thất điện áp không cắt giảm điện mặt trời trước 3329,5 + j5152 (kW + jkVAr) 4.3.3.4 Cắt giảm 70% tổng công suất điện mặt trời phân tán Công suất phát tối đa PVs lộ 373 sau cắt giảm 70% tổng cơng suất tồn nhà máy điện mặt trời 3840 kW Với cơng suất phát đó, ta thu tổng tổn thất công suất từ đến 18 690,8 + 1375,5 (kW + kVAr) Nhỏ nhiều so với 100% công suất PVs kết nối lưới 3329,5 + j5152 (kW + jkVAr) Với giải pháp cắt giảm công suất phát nhà máy điện mặt trời, ta thấy giải pháp đạt hai mục tiêu cải thiện chất lượng điện áp giảm tổn thất điện Điều tốt nhiều so với giải pháp hạ điện áp vận hành cao điểm, mà giải pháp cải thiện chất lượng điện áp Tuy nhiên, cắt giảm công suất lượng lớn thế, gây khó khăn cho chủ đầu tư nhà máy điện mặt trời Khi mà số lượng công suất lắp đặt PVs 55 nhiều kết nối phần vào lưới điện, làm cho chủ đầu tư bị thiệt hại kinh tế Chính thế, giải pháp lường trước kịch xét kiện nhà máy điện mặt trời bảo trì cố số thời điểm định Hình 0-9 So sánh tổn thất công suất hai trường hợp lưới tích hợp 30% 100% tổng cơng suất phát PVs 56 KẾT LUẬN Trong năm gần đây, lượng tái tạo nói chung điện mặt trời phân tán nói riêng Việt Nam phát triển nhanh chóng Tuy nhiên, tích hợp lượng mặt trời PVs ảnh hưởng đến độ tin cậy đáp ứng nhu cầu cho phụ tải Điều đặt áp lực quản lý, thiết kế vận hành lưới điện phân phối linh hoạt tin cậy cho công ty Điện lực Luận văn đưa kiến thức tổng quan tiêu chuẩn chất lượng điện LĐPP Sau đó, đánh giá tình liệu thu thập từ Công ty Điện Lực Hà Tĩnh sử dụng liệu để mơ hai lộ 373E18.8 374E18.8 LĐPP Hương Khê với đánh giá tính hiệu kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái ảnh hưởng hệ thống vấn đề tổn thất điện lưới phân phối Đầu tiên, luận văn đánh giá chung điện áp tổn thất điện lưới điện phân phối Hà Tĩnh năm 2020 2021 Sau đó, đưa tốn kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái cho trang trại Hương Khê, kết cho thấy chủ đầu tư đầu tư vào hệ thống điện mặt trời lãi gửi số tiền đầu tư vào ngân hàng để nhận lãi khoảng 3-4 lần sau 25 năm Bên cạnh nghiên cứu, mơ ảnh hưởng thâm nhập nguồn điện phân tán đến tổn thất điện lưới điện phân phối trình bày luận văn với lưới điện trung áp (35 kV) xuất tuyến 373 374 lựa chọn Với liệu thu được, luận văn sử dụng phần mềm mô ETAP để mô hai lộ 373E18.8 374E18.8 Lưới điện phân phối Hương Khê đánh giá vấn đề liên quan tới tổn thất điện Các trường hợp lưới điện trước sau kết nối nguồn điện mặt trời (PVs) phân tích so sánh Do lộ 373E18.8 có mức độ thâm nhập PVs lớn, lớn nhiều so với nhu cầu công suất phụ tải nên gây vấn đề nghiêm trọng lưới điện dịng cơng suất ngược lớn tổng thất điện tăng mạnh Đặc biệt gia tăng đáng kể tổn thất công suất phản kháng máy biến áp nguồn điện mặt trời, bên phía khách hàng phải chịu tồn tổn thất Trái với điều đó, lộ 374E18.8 lại có mức độ cơng suất thấp nhiều thường nhỏ công suất tiêu thụ phụ tải, chất lượng điện tổn thất điện cải thiện Giải pháp đề xuất mơ chứng thực cắt giảm công suất phát PVs cao điểm chúng (buổi trưa) Phương pháp nên áp dụng linh hoạt cho hệ thống điện phân tán khác Luận văn góp phần vào đề xuất vận hành PC Hà Tĩnh sau: 57 − Đưa hiệu kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời áp mái lưới phân phối − Chủ động việc chuẩn bị phương án vận hành lưới điện trường hợp đặc biệt phụ tải tỉ lệ thâm nhập điện mặt trời áp mái; − Khuyến cáo thay đổi mức đặt đầu phân áp trạm biến áp khách hàng có hệ thống điện mặt trời lớn (~1MWp) thay việc thay đổi đầu phân áp trạm biến áp trung gian để tránh ảnh hưởng đến xuất tuyến khác; Từ luận văn thấy hạn chế chưa thể tính tốn xác với đầy đủ kiện thực tế toán kinh tế đầu tư hệ thống điện mặt trời nhiều giả thiết biến động kinh tế thị trường vào thời điểm đầu tư Đồng thời chưa phân tích rõ ràng ảnh hưởng hệ thống PVs đến hoạt động hệ thống role bảo vệ Ngoài ra, cần phải triển khai phân tích sâu xem xét thay đổi phụ tải theo ngày, tháng tăng trưởng phụ tải Đối với định hướng phát triển sau này, hướng tới phân tích chất lượng điện áp tích hợp điện mặt trời Hosting Capacity cho lưới phân phối để tối ưu tích hợp nguồn lượng tái tạo phân tán cách hiệu Tất nhằm hướng tới mục tiêu Net Zero vào năm 2050 Chính Phủ cam kết xu hướng lượng xanh, bền vững 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ministry of Industry and Trade of Vietnam Proposed national power [2] planning development from 2021 to 2030, with a vision to 2045 2021 Tập đoàn Điện Lực Việt Nam (2021) Annual Report 2021 [3] R Tonkoski, D Turcotte, and T H M El-Fouly Impact of high PV penetration on voltage profiles in residential neighborhoods IEEE Trans Sustain Energy, vol 3, 10.1109/TSTE.2012.2191425 [4] [5] [6] no 3, pp 518–527, 2012, doi: O Gandhi, W Zhang, C D Rodriguez-Gallegos, D Srinivasan, and T Reindl Continuous optimization of reactive power from PV and EV in distribution system IEEE PES Innov Smart Grid Technol Conf Eur., pp 281–287, 2016, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2016.7796399 Bộ Công Thương Việt Nam (2019) Thông tư 30/2019/TT-BCT M Zeraati, M E H Golshan, and J M Guerrero Voltage Quality Improvement in Low Voltage Distribution Networks Using Reactive Power Capability of Single-Phase PV Inverters IEEE Trans Smart Grid, vol 10, [7] no 5, pp 5057–5065, 2018, doi: 10.1109/TSG.2018.2874381 J Sridevi, V U Rani, and B L Rao Integration of Renewable DGs to Radial Distribution System for Loss Reduction and Voltage Profile [8] Improvement 2019 IEEE Int Conf Electr Control Instrum Eng ICECIE 2019 - Proc., 2019, doi: 10.1109/ICECIE47765.2019.8974670 H Sugihara, K Yokoyama, O Saeki, K Tsuji, and L Member Economic and Efficient Voltage Management Using Customer-Owned Energy Storage Systems in a Distribution Network With High Penetration of Photovoltaic Systems Ieee Trans Power Syst., vol 785, pp 1–10, 2012, doi: 10.1109/TPWRS.2012.2196529 [9] T Aziz and N Ketjoy PV Penetration Limits in Low Voltage Networks and Voltage Variations IEEE Access, vol 5, pp 16784–16792, 2017, doi: 10.1109/ACCESS.2017.2747086 [10] S Ghosh, S Rahman, and M Pipattanasomporn Local distribution voltage control by reactive power injection from PV inverters enhanced with active power curtailment IEEE Power Energy Soc Gen Meet., vol 2014-Octob, no October, 2014, doi: 10.1109/PESGM.2014.6939358 [11] S Ghosh, S Rahman, and M Pipattanasomporn Distribution Voltage Regulation Through Active Power Curtailment With PV Inverters and Solar Generation Forecasts IEEE Trans Sustain Energy, vol 8, no 1, pp 13–22, 59 2017, doi: 10.1109/TSTE.2016.2577559 [12] Bộ Công Thương Việt Nam (2015) Thông tư 39/2015/TT-BCT Quy định hệ thống điện phân phối [13] Đ T V Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chương, Lê Văn Doan, Bạch Quốc Khánh, Hoàng Hữu Thuận, Phùng Anh Tuấn (2013) Sách tra cứu chất lượng điện NXB Bách Khoa [14] T Bách (2008) Lưới điện & Hệ thống điện Tập 1, 2, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật [15] Bộ Công Thương (2016).Thông tư số 25/2016/TT-BCT quy định Hệ thống điện truyền tải [16] Decision No 648/QD-BCT Adjusted the average retail price and the selling price of electricity Ministry of Industry and Trade of Vietnam 2019 [Online] Available: https://www.evn.com.vn/d6/news/Quyet-dinh-so648QD-BCT-ngay-2032019-ve-dieu-chinh-muc-gia-ban-le-dien-binhquan-va-quy-dinh-gia-ban-dien-9-130-23316.aspx 60
Ngày đăng: 27/07/2023, 22:55
Xem thêm:
