(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời cát hiệp đến chế độ vận hành của hệ thống điện tỉnh bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ĐÀO DUY HỒNG KHƠI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CÁT HIỆP ĐẾN h CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH BÌNH ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Bình Định - Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN ĐÀO DUY HỒNG KHƠI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CÁT HIỆP ĐẾN h CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Người hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Đức Hoàn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận văn thành nghiên cứu thân suốt thời gian thực đề tài chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực Tác giả luận văn Đào Duy Hồng Khơi h LỜI CẢM ƠN Để hồn thành cơng trình này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc kính trọng đến PGS.TS Huỳnh Đức Hoàn trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trình nghiên cứu Thầy dành nhiều thời gian, bảo hỗ trợ nhiều cho tơi suốt q trình thực đề tài Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Quy Nhơn, Phòng Đào tạo Sau Đại học, Khoa Kỹ thuật & Công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho học viên suốt trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Công ty hỗ trợ, tạo điều tạo điều kiện cơng tác để tơi có thời gia học tập Tác giả luận văn h Đào Duy Hoàng Khôi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH BÌNH ĐỊNH 1.1 Tổng quan lưới điện Việt Nam 1.1.1 Dự báo nhu cầu điện đến năm 2030 1.1.2 Hiện trạng nguồn điện 1.1.3 Hiện trạng lưới truyền tải 11 h 1.2 Hiện trạng hệ thống điện tỉnh Bình Định 13 1.2.1 Hiện trạng hệ thống 13 1.2.2 Các nguồn cung cấp điện 14 1.3 Dự báo nhu cầu điện tỉnh Bình Định đến năm 2035 18 1.4 Kết luận chương 19 CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHẾ ĐỘ XÁC LẬP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ CÁC PHẦN MỀM TÍNH TỐN 21 Giới thiệu 21 Thiết lập cơng thức giải tích 21 2.2.1 Phương pháp gauss - seidel sử dụng ma trận YNut 23 2.2.2 Tính tốn nút P-V 25 2.2.3 Tính tốn dịng chạy đường dây cơng suất nút hệ thống 26 Phương pháp NEWTON 27 2.3.1 Giải trào lưu công suất 28 2.3.2 Phương pháp độ lệch công suất tọa độ cực 29 Các phần mềm tính tốn mơ hệ thống điện 31 2.4.1 Chương trình PSS/E (Power system simulation/engineering) 31 2.4.2 Chương trình POWERWORLD 33 2.4.3 Chương trình CONUS 34 2.4.4 Phân tích lựa chọn chương trình tính tốn 36 Tính tốn mơ lưới điện chế độ xác lập chưa có tham gia nhà máy điện mặt trời Cát Hiệp 36 2.5.1 Tính tốn thơng số phần tử lưới điện cho mô 36 2.5.2 Kết mô trào lưu công suất 40 Kết luận chương 42 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CÁT HIỆP ĐẾN LƯỚI ĐIỆN BÌNH ĐỊNH 44 h 3.1 Tổng quan nhà máy điện mặt trời Cát Hiệp 44 3.1.1 Khái quát vị trí dự án 44 3.1.2 Tiềm nguồn lượng mặt trời 47 3.1.3 Lựa chọn sơ đồ công nghệ 49 3.1.4 Giải pháp công nghệ 50 3.1.5 Quy mô công suất 53 3.2 Phân tích ảnh hưởng lưới điện Bình Định có tham gia nhà máy điện mặt trời Cát Hiệp 55 3.2.1 Đánh giá đến khả mang tải 56 3.2.2 Đánh giá ảnh hưởng nhà máy đến tổn thất điện áp 57 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng nhà máy đến tổn thất công suất 58 3.3 Khái niệm ổn định điện áp hệ thống điện 59 3.3.1 Định nghĩa 59 3.3.2 Giới thiệu đặc tính đường cong để nghiên cứu ổn định điện áp 60 3.3.3 Đánh giá ổn định hệ thống dựa đường cong PV 65 3.3.4 Tính tốn cố ngẫu nhiên PSSE 67 3.3.5 Đánh giá tính ổn định cố ngắn mạch 69 3.4 Kết luận chương 70 CHƯƠNG CÁC BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 72 4.1 Khái niệm chung 72 4.1.1 Tổn thất kỹ thuật 72 4.1.2 Tổn thất điện phi kỹ thuật 72 4.2 Các biện pháp giảm tổn thất công suất tổn thất điện 73 4.2.1 Bù công suất phản kháng 73 4.2.2 Vận hành kinh tế trạm biến áp 76 4.2.3 Bù tối ưu công suất phản kháng theo điều kiện kinh tế 77 h 4.2.4 Biện pháp quản lý kỹ thuật - vận hành 78 4.3 Phân tích lựa chọn vị trí bù có tham gia nhà máy điện mặt trời Cát Hiệp 80 4.4 Kết luận chương 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT CSPK: Công suất phản kháng ĐMT: Điện mặt trời ĐSK: Điện sinh khối GDP: Gross Domestic Product NLTT: Năng lượng tái tạo NMĐMT: Nhà máy điện mặt trời QHĐ: Quy hoạch điện TĐN: Thủy điện nhỏ h DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Kết dự báo nhu cầu điện toàn quốc đến năm 2030-PA sở Bảng 1.2 Tốc độ tăng trưởng PA nhu cầu điện giai đoạn 2011 – 2030 Bảng 1.3 Thơng số, tình hình vận hành trạm biến áp 110kV, năm 2018 15 Bảng 1.4 Thơng số kỹ thuật tình hình vận hành tuyến dây 110kV 16 Bảng 1.5 Tổng hợp dự báo nhu cầu điện tỉnh Bình Định đến năm 2035 18 Bảng 2.1 Thông số trở kháng đường dây 37 Bảng 2.2 Thông số MBA nhà máy 39 h Bảng 2.2 Thông số MBA nhà máy 39 Bảng 3.1 Tọa độ ranh giới lô đất khu vực 48 Bảng 3.2 Tọa độ ranh giới lô đất khu vực 48 Bảng 3.3 Bức xạ mặt trời khu vực Công viên Năng lượng điện mặt trời 48 Bảng 3.4 Hiệu suất loại pin quang điện PV 50 Bảng 3.5 Sản lượng điện bình quân theo tháng dự án 54 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cường độ điện/GDP Việt Nam số nước Hình 1.2 GDP bình quân đầu người Cường độ điện/GDP Việt Nam Hình 1.3 Sơ đồ lưới 500kV liên kết Trung – Nam g/đ đến 2030 13 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý lưới điện 110kV tỉnh Bình Định năm 2019 18 Hình 2.1 Sơ đồ đa cổng đường dây truyền tải 22 Hình 2.2 Sơ đồ π đường dây truyền tải 26 Hình 2.3 Giao diện chương trình PSS/E 31 Hình 2.4 Giao diện chương trình PowerWorld 33 Hình 2.5 Giao diện chương trình Conus 34 h Hình 2.6 Cơng suất tiêu thụ trạm biến áp mười hai tháng 37 Hình 2.7 Kết điện áp nút 40 Hình 2.8 Công suất truyền tải khả mang tải đường dây 41 Hình 2.9 Tổn thất cơng suất đường dây truyền tải 42 Hình 3.1 Bản đồ ranh giới dự án cơng viên lượng điện mặt trời 44 Hình 3.2 Phân vùng xạ mặt trời Việt Nam tỉnh bình định 47 Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý Công viên Năng lượng Điện mặt trời 49 Hình 3.4 Các dạng pin quang điện PV 51 Hình 3.5 Đồ thị tổng xạ, sản lượng điện trung bình theo tháng dự án Công viên Năng lượng Điện mặt trời 54 Hình 3.6 Bức xạ mặt trời trung bình hàng ngày khu vực dự án (kWh/m2/ngày) 55