Nghiên cứu và mô phỏng ảnh hưởng của thiết bị bù công suất phản kháng với nhà máy điện gió nối lưới

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC PHẠM THỊ TRÀ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN HÀ NỘI, 2023 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC PHẠM THỊ TRÀ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VỚI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số : 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học : TS NGUYỄN DUY MINH HÀ NỘI, 2023 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới thầy giáo TS Nguyễn Duy Minh bảo, hướng dẫn thực luận văn, thầy phịng Đào tạo Sau đại học thầy cô giáo khoa Kỹ thuật điện, trường Đại học Điện lực quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn Mặc dù tác giả cố gắng việc tính tốn trình bày, song luận văn cịn thiếu sót Kính mong nhận đóng góp thầy, tồn thể bạn để luận văn hoàn chỉnh nhằm áp dụng phù hợp với thực tế Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023 Tác giả Phạm Thị Trà ii LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam đoan sử dụng tài liệu tham khảo tác giả, nhà khoa học luận văn trích dẫn phụ lục “Tài liệu tham khảo” cho việc nghiên cứu viết luận văn Tác giả cam đoan số liệu kết tính tốn trình bày luận văn hoàn toàn tác giả tự tìm hiểu thực trình nghiên cứu viết luận văn mình, khơng chép chưa sử dụng cho đề tài luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023 Tác giả Phạm Thị Trà iii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii I MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu II NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐIỆN GIÓ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 1.1 Nhu cầu điện giới xu hƣớng gia tăng tỉ trọng lƣợng tái tạo 1.2 Bối cảnh điện gió giới Việt Nam 1.2.1 Bối cảnh điện gió giới 1.2.2 Bối cảnh điện gió Việt Nam 11 1.3 Kết luận chƣơng 14 CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TUABIN ĐIỆN GIĨ VÀ CÁC THIẾT BỊ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI 16 2.1 Cấu trúc tuabin điện gió 16 2.1.1 Tháp 17 2.1.2 Nền (móng) 18 2.1.3 Rotor cánh quạt 19 2.1.4 Hub trung tâm (Đùm) 21 2.1.5 Bộ phận kiểm soát lượng 21 2.1.6 Nacelle (Bầu) 22 2.1.7 Các thiết bị điện tử khác 26 iv 2.2 Các thiết bị bù việc tích hợp nhà máy điện gió nối lƣới 27 2.2.1 Thiết bị bù tĩnh SVC 27 2.2.2 Thiết bị bù tĩnh đồng STATCOM 30 2.2.3 So sánh hiệu suất STATCOM SVC 33 2.3 Kết luận chƣơng 34 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN GIÓ NỐI LƯỚI VỚI THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 36 3.1 Sơ đồ mô 36 3.2 Các trƣờng hợp mô kết 38 3.2.1 Điện áp lưới dao động 38 3.2.2 Sự cố ngắn mạch thoáng qua 50 3.2.3 Công suất tải địa phương thay đổi 56 3.3 Kết luận chƣơng 60 III KẾT LUẬN 62 v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt FACTS Flexible AC Transmission System Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt HVRT High Voltage Ride Through Khả vượt qua điện áp cao LVRT Low Voltage Ride Through Khả vượt qua điện áp thấp PCC Point of Common Coupling Điểm kết nối hệ thống PLL Phase-Locked Loop Vịng lặp khóa pha PWM Pulse width modulation Điều chế độ rộng xung STATCOM Static synchronous Compensator Thiết bị bù tĩnh đồng SVC Static Var Compensator Thiết bị bù tĩnh TCR Thyristor Controlled Reactor Cuộn kháng điều khiển thyristor TSC Thyristor Switched Capacitors Bộ tụ điện đóng cắt thyristor TSR Thyristor Switched Reactor Cuộn kháng đóng cắt thyristor VSC Voltage Source Converter Bộ biến đổi nguồn áp STT 10 11 12 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: So sánh STATCOM SVC 33 Bảng 3.1: Thông số đường dây 37 Bảng 3.2: Thông số máy phát điện Tuabin 37 Bảng 3.3: Thông số Tuabin 38 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Biểu đồ sản lượng điện từ nguồn lượng đáp ứng nhu cầu điện nửa đầu năm 2022 [1] Hình 1-2: Biểu đồ sản lượng điện từ nguồn lượng tháng [1] Hình 1-3: Biểu đồ thể thay đổi hàng năm sản xuất điện toàn cầu [1] Hình 1-4: Biểu đồ phát thải ngành điện qua năm [1] Hình 1-5: Biểu đồ tổng cơng suất điện gió lắp đặt hàng năm [4] Hình 1-6: Cơng suất lắp đặt điện gió theo vùng thị phần năm khu vực hàng đầu [4] Hình 1-7: Biểu đồ tổng cơng suất lắp đặt tích lũy hàng năm [4] Hình 1-8: Biểu đồ cơng suất điện gió ngồi khơi hoạt động quốc gia [5] 11 Hình 1-9: Mục tiêu điện gió Việt Nam theo dự thảo Quy hoạch Điện [4] 13 Hình 2-1: Cấu trúc tuabin gió 16 Hình 2-2: Các loại tháp tuabin gió phổ biến 18 Hình 2-3: Các dạng kết cấu móng cố định tuabin gió ngồi khơi 19 Hình 2-4: Số lượng cánh quạt tuabin gió 21 Hình 2-5: Cấu tạo bên Hub 21 Hình 2-6: Nacelle tuabin gió 22 Hình 2-7: Bộ truyền động có hộp số 23 Hình 2-8: Bộ truyền động trực tiếp, khơng có hộp số 23 Hình 2-9: Cấu tạo thiết bị SVC 28 Hình 2-10: Thiết bị SVC dùng cho nhà máy điện gió 29 Hình 2-11: Điều khiển SVC tuabin gió 30 Hình 2-12: Cấu tạo STATCOM 30 Hình 2-13: Sơ đồ khối điều khiển STATCOM 32 Hình 2-14: Đặc tính hoạt động thiết bị STATCOM SVC 34 Hình 3-1: Mơ hình mơ với thiết bị STATCOM 36 Hình 3-2: Mơ hình mơ với thiết bị SVC 36 Hình 3-3: Dao động điện áp PCC khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 39 viii Hình 3-4: Cơng suất tác dụng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 40 Hình 3-5: Cơng suất phản kháng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 41 Hình 3-6: Cơng suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) 42 Hình 3-7: Cơng phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 44 Hình 3-8: Dao động điện áp PCC khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 45 Hình 3-9: Cơng suất tác dụng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 46 Hình 3-10: Cơng suất phản kháng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 48 Hình 3-11: Cơng suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) 49 Hình 3-12: Cơng suất phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 50 Hình 3-13: Điện áp điểm đấu nối khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 51 Hình 3-14: Cơng suất tác dụng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 52 Hình 3-15: Cơng suất phản kháng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 53 Hình 3-16: Cơng suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) 54 Hình 3-17: Cơng suất phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 55 Hình 3-18: Điện áp điểm đấu nối khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 56 Hình 3-19: Cơng suất tác dụng trao đổi đặt STATCOM (a) SVC (b) 57 Hình 3-20: Cơng suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) 58 Hình 3-21: Cơng suất phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 59 51 (a) (b) (c) Hình 3-13: Điện áp điểm đấu nối khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) - Hình 3-13a khơng có thiết bị bù, điện áp B22 đo thời điểm ban đầu 0,96pu Trong thời gian xảy cố điện áp giảm mạnh đột ngột, sau cố thời điểm 5s điện áp tăng lên giá trị 0,98pu - Hình 3-13b sử dụng thiết bị bù STATCOM, mức điện áp đo thời điểm ban đầu trường hợp khác cao khơng có thiết bị bù có giá trị 0,98pu Điện áp bị giảm mạnh đột ngột thời gian xảy cố trở mức ổn định với giá trị 0,98pu ban đầu thời điểm 6,5s - Hình 3-13c với thiết bị SVC kết mô giá trị điện áp B22 trước, sau cố tương tự với STATCOM Nhìn vào kết mơ hình ta thấy, thời điểm ban đầu điện áp trường hợp khơng có thiết bị bù thấp so với sử dụng thiết bị bù Khi xảy cố ba trường hợp điện áp bị giảm đột ngột sau cố điện áp khơng có thiết bị bù trở lại giá trị ổn định nhanh so với có thiết bị bù Giải thích cho điều sau cố khơng có thiết bị bù nhà máy điện gió bị ngắt khỏi lưới trường hợp việc sử dụng thiết bị bù giúp trì giữ ổn định kết nối nhà máy điện gió với lưới điện 52 Đánh giá công suất tác dụng điểm đấu nối (PCC) (a) (b) (c) Hình 3-14: Cơng suất tác dụng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) Tương tự hai trường hợp mô điện áp tăng điện áp giảm phần trên, nhìn vào kết mơ hình 3-14 ta thấy giá trị chiều công suất tác dụng B22 trước cố có khơng có thiết bị bù +2MW Tải địa phương cung cấp điện nhà máy điện gió, công suất tác dụng lúc truyền theo hướng từ nhà máy điện gió lưới Sau cố khơng có thiết bị bù nhà máy điện gió bị ngắt khỏi lưới công suất tác dụng đổi chiều thay đổi giá trị thành -4MW, toàn phụ tải địa phương lúc nhận điện từ hệ thống Khi sử dụng thiết bị bù STATCOM SVC 53 chiều giá trị dịng cơng suất tác dụng giữ nguyên thời điểm ban đầu trước cố, nhà máy điện gió trì kết nối với lưới điện Tải địa phương cung cấp điện nhà máy điện gió Đánh giá công suất phản kháng trao đổi điểm đấu nối (PCC) (a) (b) (c) Hình 3-15: Cơng suất phản kháng trao đổi khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) - Hình 3-15a không sử dụng thiết bị bù, công suất phản kháng trao đổi có giá trị 3,2MVAr thời điểm ban đầu Khi cố ngắn mạch xảy giá trị tăng cao, sau cố giá trị giảm xuống 0MVAr - Hình 3-15b sử dụng thiết bị bù STATCOM, thời điểm ban đầu cơng suất phản kháng trao đổi có giá trị 1,5MVAr Trong thời gian xảy cố giá trị tăng cao giảm mức 1,5MVAr thời điểm ban đầu sau xảy cố 54 - Hình 3-15c sử dụng thiết bị SVC, thông số mô giá trị công suất phản kháng thời điểm trước, sau cố giống với trường hợp sử dụng thiết bị bù STATCOM Tại thời điểm ban đầu chưa xảy cố, khơng có thiết bị bù hệ thống phát lượng cơng suất phản kháng với giá trị 3,2MVAr để đáp ứng cho nhu cầu công suất phản kháng nhà máy điện gió Khi lắp thêm thiết bị bù vào giá trị giảm xuống cịn 1,5MVAr thân thiết bị bù đáp ứng chỗ phần công suất phản kháng nhà máy điện gió Khi cố ngắn mạch xảy điện áp giảm mạnh đột ngột, hai trường hợp có khơng có thiết bị bù ta thấy công suất phản kháng truyền từ hệ thống nhà máy tăng lên cao để đáp ứng cho cơng suất phản kháng nhà máy điện gió lúc Sau thời gian xảy cố trường hợp khơng sử dụng thiết bị bù nhà máy điện gió bị ngắt khỏi lưới nên giá trị công suất phản kháng trao đổi lúc 0MVAr Còn sử dụng thiết bị bù STATCOM SVC giá trị trở mức 1,5MVAr thời điểm ban đầu trước cố, nhà máy điện gió trì kết nối với lưới Đánh giá hiệu STATCOM SVC (a) (b) Hình 3-16: Cơng suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) - Hình 3-16a sử dụng thiết bị bù STATCOM, thời điểm ban đầu giá trị công suất phản đo 1,7MVAr, sau xảy cố thời điểm 4,4s giá trị đo 2,4MVAr 55 - Hình 3-16b sử dụng thiết bị bù SVC, thời điểm ban đầu giá trị công suất phản đo 1,7MVAr, sau xảy cố thời điểm 4,4s giá trị đo 2,1MVAr Theo kết mô công suất phản kháng thiết bị bù STATCOM SVC hình 3-16 ta thấy, thời điểm ban đầu hai thiết bị phát 1,7MVAr để phục vụ nhu cầu công suất phản kháng nhà máy điện gió Trong thời gian xảy cố ngắn mạch, điện áp giảm mạnh đột ngột, hai thiết bị phát công suất phản kháng để hỗ trợ hệ thống thời gian tồn cố Sau kết thúc cố thời điểm 4,4s tốc độ phát công suất phản kháng hai thiết bị bù nhanh chóng tăng lên để đảm bảo việc giữ kết nối nhà máy điện gió với hệ thống Tuy nhiên ta thấy thời điểm 4,4s công suất phản kháng STATCOM phát đạt giá trị 2,4MVAr SVC phát đạt 2,1MVAr chứng tỏ khả phát công suất tốt đáp ứng nhanh điều kiện điện áp xuống thấp STATCOM so với SVC Đánh giá cơng suất phát Turbine gió (a) (b) (c) Hình 3-17: Cơng suất phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 56 Cũng giống với hai kịch điện áp tăng giảm xảy cố ngắn mạch thống qua, hình 3-17a khơng có thiết bị bù khiến cho nhà máy điện gió bị ngắt khỏi lưới nên công suất phát Turbine gió sau cố 0MW Việc sử dụng thiết bị bù STATCOM SVC (hình 3-17b 3-17c) với cố ngắn mạch thoáng qua giúp giữ ổn định kết nối nhà máy điện gió với lưới trước, sau cố nên công suất phát Turbine gió có biến động thời gian xảy cố lại trở mức ổn định thời điểm ban đầu 3.2.3 Công suất tải địa phƣơng thay đổi Để mô cho trường hợp công suất tải địa phương thay đổi, ta xét kịch sau: hệ thống hoạt động trạng thái bình thường, nhà máy điện gió phát cơng suất ổn định 6MW Ở thời điểm ban đầu công suất phụ tải địa phương 4MW, đến thời điểm t = 5s phụ tải địa phương thay đổi công suất tăng lên với tổng giá trị 10MW Thời gian tồn thay đổi 04s Sau mơ thu kết hình 3-18, 3-19, 3-20 3-21 Đánh giá điện áp điểm đấu nối (PCC) (a) (b) (c) Hình 3-18: Điện áp điểm đấu nối khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) 57 - Hình 3-18a khơng có thiết bị bù, điện áp đo thời điểm ban đầu với cơng suất tải 4MW có giá trị 0,96pu Trong thời gian 04s công suất tải tăng lên 10MW giá trị giảm xuống mức 0,93pu trở giá trị 0,96pu thời điểm ban đầu giá trị công suất tải trở lại 4MW - Hình 3-18b sử dụng thiết bị bù STATCOM, điện áp chế độ ban đầu với công suất tải 4MW 0,98pu Khi công suất tải tăng lên 10MW giá trị điện áp giảm xuống 0,97pu trở giá trị chế độ ban đầu 0,98pu sau trình thay đổi - Hình 3-18c sử dụng thiết bị bù SVC, giá trị điện áp thời điểm trước, sau q trình thay đổi cơng suất tải tương tự với kết mô thiết bị STATCOM Ta nhận thấy công suất tải địa phương tăng lên gây ảnh hưởng đến điện áp B22, cụ thể làm điện áp giảm Với trường hợp khơng có thiết bị bù điện áp giảm thấp so với sử dụng thiết bị bù STATCOM SVC Điều cho thấy tác dụng điều chỉnh giữ ổn định điện áp thiết bị bù hệ thống điện Đánh giá công suất tác dụng trao đổi điểm đấu nối (PCC) (a) (b) Hình 3-19: Cơng suất tác dụng trao đổi đặt STATCOM (a) SVC (b) - Hình 3-19a sử dụng thiết bị bù STATCOM, thời điểm ban đầu cơng suất tác dụng có giá trị +2MW, công suất tải địa phương tăng lên 10MW cơng suất tác dụng có giá trị -4MW trở lại giá trị +2MW hệ thống trở trạng thái bình thường 58 - Hình 3-19b sử dụng thiết bị bù SVC, thời điểm ban đầu cơng suất tác dụng đo có giá trị +2MW, công suất tải thay đổi hệ thống trở trạng thái bình thường giá trị đo tương tự với STATCOM Phân tích kết mơ cơng suất tác dụng trao đổi B22 sử dụng thiết bị bù ta thấy, thời điểm ban đầu ứng với công suất tải 4MW công suất tác dụng trao đổi có giá trị +2MW Chiều (+) chiều truyền từ nhà máy hệ thống giá trị 2MW cơng suất phát nhà máy điện gió 6MW trừ 4MW cấp cho tải địa phương hay nói cách khác lúc phần cơng suất nhà máy điện gió cung cấp cho tải địa phương, phần dư lại phát lưới điện Tại thời điểm t = 5s công suất tải địa phương tăng lên 10MW giá trị chiều công suất tác dụng thay đổi -4MW Chiều (-) chiều truyền từ hệ thống về, lúc cơng suất phát nhà máy điện gió 6MW không đủ để cung cấp cho tải địa phương với cơng suất 10MW nên 4MW phần cịn thiếu tải địa phương nhận từ lưới Điều có nghĩa thời điểm công suất phụ tải tăng lên vượt công suất phát nhà máy điện gió phụ tải cung cấp điện từ hai phía hệ thống nhà máy điện gió Sau khoảng thời gian thay đổi công suất tải, hệ thống trở trạng thái bình thường giá trị công suất tác dụng lại trở giá trị +2MW thời điểm ban đầu Đánh giá công suất phản kháng thiết bị bù (a) (b) Hình 3-20: Công suất phản kháng STATCOM (a) SVC (b) Phân tích cơng suất phản kháng thiết bị bù hình 3-20 ta thấy, thời điểm ban đầu trường hợp STATCOM SVC phát lượng cơng 59 suất phản kháng có giá trị khoảng 1,7MVAr để đáp ứng cho nhu cầu cơng suất phản kháng nhà máy điện gió Tại thời điểm có thay đổi cơng suất tải địa phương (công suất phụ tải tăng lên), lượng công suất phản kháng phát từ thiết bị tăng nhanh lên đến giá trị khoảng 2,7MVAr để giúp dùy trì điện áp ổn định khơng bị giảm mạnh so với giá trị điện áp ban đầu Đánh giá cơng suất phát Turbine gió (a) (b) (c) Hình 3-21: Cơng suất phát Turbine gió khơng có thiết bị bù (a), có STATCOM (b) có SVC (c) Với trường hợp cơng suất tải địa phương thay đổi, nhìn hình 3-21 ta thấy thời điểm ban đầu Turbine gió phát cơng suất định mức 3MW để cung cấp điện cho tải địa phương phần thừa phát lên lưới điện Khi công suất tải tăng lên công suất phát Turbine có dao động chút thời điểm trì phát cơng suất định mức 3MW suốt q trình tải tăng để cung cấp tồn công suất cho tải địa phương lại trở trạng thái hoạt động thời điểm ban đầu tải giảm xuống 60 3.3 Kết luận chƣơng Trong nội dung chương 3, luận văn xây dựng mơ hình nhà máy điện gió nối lưới tích hợp thiết bị bù cơng suất phản kháng kiểu SVC STATCOM, thực mô cho số trường hợp điện áp lưới dao động, cố ngắn mạch thống qua cơng suất tải thay đổi lưới điện để đánh giá hiệu thiết bị bù với hệ thống Đối với trường hợp có dao động điện áp, cụ thể điện áp lưới tăng giảm ta thấy: với hệ thống không sử dụng thiết bị bù STATCOM SVC xảy cố tăng giảm điện áp nhà máy điện gió bị tách khỏi lưới sau cố không trì trạng thái ổn định điện áp mức ban đầu Trong sử dụng thiết bị bù SVC STATCOM ta thấy hệ thống xảy cố thiết bị bù thu phát lượng công suất phản kháng phù hợp để điều chỉnh mức độ tăng sụt giảm điện áp điểm đấu nối, trì điện áp ổn định giữ kết nối nhà máy điện gió với lưới điện suốt q trình xảy cố sau Tương tự trường hợp hệ thống có cố ngắn mạch thống qua, việc không sử dụng thiết bị bù làm nhà máy điện gió bị ngắt khỏi lưới sau cố Bản chất cố ngắn mạch việc điện áp bị giảm mạnh cách đột ngột, việc sử dụng thiết bị bù cho hệ thống lúc giúp phát công suất phản kháng để chống lại sụt giảm điện áp hỗ trợ hệ thống thời gian tồn cố đưa điện áp mức ổn định sau kết thúc cố trì kết nối nhà máy điện gió với hệ thống lưới điện Một trường hợp xét đến công suất tải thay đổi, ta thấy thời điểm công suất tải tăng lên khiến điện áp điểm đấu nối có bị giảm so với thời điểm ban đầu hệ thống sử dụng thiết bị bù giúp điện áp giảm với không sử dụng thiết bị bù Trong thời gian công suất tải tăng lên thiết bị bù có tác dụng điều chỉnh lượng cơng suất phản kháng phát thích hợp để giữ ổn định điện áp giúp cho hệ thống hoạt động bình thường Các kết mơ cho thấy rõ khơng có hỗ trợ thiết bị bù SVC STATCOM nhà máy điện gió thường bị tách khỏi lưới Trong lắp đặt thiết bị bù công suất phản kháng STATCOM SVC điểm đấu nối PCC giúp nhà máy điện gió điều khiển lượng cơng suất phản kháng, cải thiện đáng kể ổn định điện áp sau xảy cố, giúp nhà máy điện gió trì kết nối lưới, đáp ứng yêu cầu tích hợp vào lưới điện Các 61 kết mô hiệu hoạt động thiết bị STATCOM vượt trội so với SVC số trường hợp điện áp giảm thấp, đáp ứng nhanh cung cấp nhiều lượng công suất phản kháng, hỗ trợ hệ thống đưa hệ thống trở lại trạng thái bình thường Trong thực tế nhà máy điện gió đa phần trang bị hệ thống STATCOM ưu việt khả đáp ứng kích thước so với SVC, thiết bị SVC với cấu trúc từ thyristor sử dụng cần công suất lớn cực lớn 62 III KẾT LUẬN Nội dung luận văn nhằm nghiên cứu, tổng hợp, đánh giá tầm quan trọng điện gió mở bối cảnh phát triển điện gió Việt Nam nước giới Dựa số liệu cụ thể nhu cầu điện lượng phát thải cao kỉ lục ngành điện với kết thu điện gió năm vừa qua ta khẳng định lượng điện gió nguồn lượng thay triển vọng nhanh chóng so với nguồn lượng khác Việt Nam với tiềm gió dồi với việc tiếp cận công nghệ khoa học tiên tiến hứa hẹn thị trường lượng gió triển vọng Nghiên cứu trình bày cấu tạo, thành phần tuabin điện gió Để đáp ứng xu hướng nay, tuabin gió ngày cải tiến đại, tăng độ tin cậy tiết kiệm chi phí Với việc tăng chiều dài cánh quạt, giảm trọng lượng, nâng chiều cao tháp, tăng độ tin cậy hệ thống truyền động hệ thống điều khiển tối ưu hoá hiệu suất giúp tuabin có cơng suất lớn hơn, làm tăng quy mô hệ thống Để đáp ứng xu hướng phát triển ngày tăng thị trường điện gió, số lượng nhà máy điện gió kết nối vào lưới điện ngày gia tăng để giải vấn đề điều khiển cơng suất phản kháng có sử dụng thiết bị bù cơng suất phản kháng SVC STATCOM điểm đấu nối PCC hệ thống Nội dung luận văn giới thiệu cụ thể cấu tạo nguyên lý hoạt động tính ưu điểm thiết bị bù SVC STATCOM sử dụng việc tích hợp nhà máy điện gió vào lưới điện SVC thiết bị FACTS hệ mà khơng có phần tử quay nào, bao gồm thiết bị tĩnh có khả phát nhận công suất phản kháng STATCOM phiên nâng cấp so với SVC, STATCOM thiết bị FACTS hệ thứ hai, bao gồm biến đổi điện áp VSC thay cho thyristor SVC Với mong muốn làm rõ tác dụng việc sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng nhà máy điện gió nối lưới luận văn xây dựng mơ hình hệ thống nhà máy điện gió nối lưới tích hợp thiết bị bù kiểu STATCOM SVC mô phần mềm Matlab Simulink với số trường hợp cố cụ thể lưới điện Các kết mô trường hợp cho thấy khơng có hỗ trợ thiết bị bù nhà máy điện gió thường bị tách khỏi lưới Trong việc sử dụng thiết bị bù công suất phản kháng STATCOM SVC 63 điểm đấu nối PCC cho ta thấy hiệu việc giúp nhà máy điện gió điều khiển lượng cơng suất phản kháng thu phát, ổn định điện áp sau xảy cố, giúp nhà máy điện gió trì kết nối với lưới điện, đáp ứng yêu cầu tích hợp vào lưới điện Các kết mô cho thấy vượt trội thiết bị bù STATCOM so với SVC khả đáp ứng nhanh mức độ phát công suất phản kháng tốt vài trường hợp cố cụ thể Đề tài sử dụng làm tài liệu tham khảo để triển khai dự án nhà máy điện gió nối lưới Việt Nam với quy mô lớn dựa sở phương pháp thiết kế mô 64 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] EMBER, 2022, Global Electricity Mid-Year Insights, Technology Report Global Electricity Mid-Year Insights 2022 | Ember (ember-climate.org) Truy cập vào ngày 06/08/2022 [2] International Renewable Energy Agency (IRENA), 2021, Renewable energy statistics 2021 https://irena.org/publications/2021/Aug/Renewable-energystatistics-2021 Truy cập vào ngày 08/08/2022 [3] IEA, 2021, Wind Power, Technology Report Wind Power – Analysis - IEA Truy cập vào ngày 15/08/2022 [4] GWEC, 2022, Global Wind Report 2022, Technology Report Global Wind Report 2022 - Global Wind Energy Council (gwec.net) Truy cập vào ngày 15/08/2022 [5] WFO, 2022, Global Offshore Wind Report 2021, Technology Report https://wfo-global.org/wp-content/uploads/2022/02/WFO_Global-OffshoreWind-Report-2021.pdf Truy cập vào ngày 22/08/2022 [6] Thông tư số 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 Bộ Công Thương việc quy định hệ thống điện truyền tải [7] Thông tư số 30/2019/TT-BCT ngày 18/11/2019 Bộ Công Thương việc sửa đổi, bổ sung số điều Thông tư 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 Bộ Công thương quy định hệ thống điện truyền tải Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 Bộ Công thương quy định hệ thống điện phân phối [8] Xiao-Ping Zhang, Christian Rehtanz and Bikash Pal, Flexible AC Transmission Systems: Modelling and Control, Springer, 2006 [9] Brendan Fox, Leslie Bryans, Damian Flynn, Nick Jenkins, David Milborrow, 2014, “Wind Power Integration: Connection and system operational aspects (Energy Engineering) 2nd Edition”, The Institution of Engineering and Technology; 2nd edition [10] L Xu, L Yao and C Sasse, 2006 , "Comparison of Using SVC and STATCOM for Wind Farm Integration," International Conference on Power System Technology, pp 1-7 65 [11] Nguyễn Duy Minh, 2022, Mô so sánh hoạt động STATCOM SVC việc ổn định nhà máy điện gió nối lưới, Tạp chí Khoa học cơng nghệ Tập 58 – số 03, pp.3-9