(Luận văn tốt nghiệp) cấu trúc lưới điện, đi sâu tìm hiểu về hệ thống lưới điện thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP Sinh viên : Phạm Thị Quyên Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hồn HẢI PHỊNG – 2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG - ĐỀ TÀI: CẤU TRÚC LƯỚI ĐIỆN , ĐI SÂU TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN THÔNG MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CƠNG NGHIỆP Sinh viên : Phạm Thị Quyên Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH Thân Ngọc Hồn HẢI PHỊNG – 2020 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CƠNG NGHỆ HẢI PHỊNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên : Phạm Thị Quyên MSV: 1913102001 Lớp : DCL2301 Nghành : Điện Tự Động Công Nghiệp Tên đề tài: Cấu trúc lưới điện, sâu tìm hiểu hệ thống lưới điện thơng minh Luan van NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1.Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn 3.Địa điểm thực tập tốt nghiệp ……………… Luan van CÁC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên : Thân Ngọc Hoàn Học hàm, học vị : Giáo Sư – Tiến Sĩ Khoa Học Cơ quan công tác : Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày 12 tháng 10 năm 2020 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 31 tháng 12 năm 2020 Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N Sinh Viên Cán hướng dẫn Đ.T.T.N Phạm Thị Quyên Thân Ngọc Hoàn Hải Phịng, ngày…….tháng …… năm 2020 TRƯỞNG KHOA TS Đồn Hữu Chức Luan van Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TỐT NGHIỆP Họ tên giảng viên: Đơn vị cơng tác: Thân Ngọc Hồn Trường Đại học Quản lý Cơng nghệ Hải Phịng Họ tên sinh viên: Phạm Thị Quyên Chuyên ngành: Điện tự động công nghiệp Nội dung hướng dẫn : Toàn đề tài Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp Có tinh thần tự chủ , cố gắng học tập để hoàn thành đồ án đề tài tốt nghiệp Đánh giá chất lượng đồ án/khóa luận( so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T.T.N, mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu ) Sinh viên tìm hiểu tài liệu, trình bày khái niệm lưới điện, sâu lưới điện thơng minh Lưới điện thơng đề cập phát triển, nội dung lưới điện thông minh thực điều khiển, giám sát thu thập liệu cung cấp cho người tiêu dùng số liệu theo thời gian thực để người tiêu dùng lựa chọn chủ động việc tăng tải, giảm tải phụ thuộc vào đặc tính tải lưới nhằm hưởng thụ giá điện rẻ.Ở lưới điện người quarnlys khai thác lưới điện người tiêu dùng hợp tác với để sử dụng lượng hiệu quả.Vấn đề lưới điện thơng minh q trình học sinh viên không cung cấp kiến thức, sinh viên tìm hiểu qua tài liệu trình bày nội dung lưới điện thông minh Là tài liệu tham khảo cho người quan tâm Ý kiến giảng viên hướng dẫn tốt nghiệp Được bảo vệ x Không bảo vệ Điểm hướng dẫn8,5 Hải Phòng, ngày 24.tháng.12 năm 2020 Giảng viên hướng dẫn GS.TSKH THân Ngọc Hồn Luan van Cộng hịa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc - PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN CHẤM PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên: Đơn vị công tác: Họ tên sinh viên: Chuyên ngành: Đề tài tốt nghiệp: Phần nhận xét giảng viên chấm phản biện Những mặt hạn chế Ý kiến giảng viên chấm phản biện Được bảo vệ Không bảo vệ Điểm hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2020 Giảng viên chấm phản biện ( ký ghi rõ họ tên Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………….… CHƯƠNG 1: LƯỚI ĐIỆN………………………………………………… ……….2 1.2.1 LƯỚI NĂNG LƯỢNG ĐIỆN……………………………………………… …2 1.2.2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN………………………………… ……4 1.3 TÍNH TỐN MỨC TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG…………………………… ……10 CHƯƠNG : HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH………………… ……31 2.1 GIỚI THIỆU…………………………………………………………………….31 2.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN …………………………………… ….32 2.3.LƯỚI ĐIỆN CẤU TRÚC THEO CHIỀU DỌC VÀ THỊ TRƯỜNG………….…40 2.4 ĐIỀU KHIỂN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN……………………………………… 44 2.5 ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ………………………………………………………… 45 2.6 ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG MÁY PHÁT…………………………………………53 2.7 TÍNH TỐN DỰ TRỮ VẬN HÀNH……………………………………………58 2.8 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH…………………59 2.9 HỆ SỐ TẢI……………………………………………………………………… 66 2.9.1 HỆ SỐ TẢI VÀ ĐỊNH GIÁ THEO THỜI GIAN THỰC………………….… 69 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH………………………72 3.1 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH ĐIỀU KHIỂN KHÔNG GIAN MẠNG………….73 3.2 PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH…………………………………… 78 3.3 HỆ THỐNG VI LƯỚI NĂNG LƯỢNG XANH TÁI TẠO THÔNG MINH…………………………………………………………………………………79 3.4 MÁY PHÁT ĐIỆN XOAY CHIỀU CÔNG SUẤT HƠI NƯỚC ………………89 KẾT LUẬN……………………………………………………………………… 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………106 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh LỜI NÓI ĐẦU Cùng với tăng trưởng kinh tế quốc dân, hệ thống điện Việt Nam không ngừng phát triển, trước bước nhằm phục vụ đắc lực cho nghiệp cơng nghiệp hố, đại hoá đất nước Nhà máy điện làm nhiệm vụ sản xuất điện khâu chủ yếu hệ thống điện Trong năm gần đây, nhiều nhà máy điện xây dựng,tương lai xuất nhiều cơng trình lớn với thiết bị hệ đòi hỏi đầu tư lớn Hiện nhằm triển khai thực chương trình đại hóa , tự động hóa lưới điện theo đề án “ Phát triển lưới điện thông minh Việt Nam “ Thủ tướng phủ phê duyệt Cuối năm 2017 bắt đầu triển khai TBA bán người trực / khơng người trực, mơ hình vận hành có nhiều ưu điểm vượt trội so với cách vận hành truyền thống Việc giải đắn với vấn đề kinh tế - kỹ thuật quy hoạch, thiết kế, xây dựng vận hành nhà máy điện mang lại hiệu đáng kể kinh tế quốc dân nói chung ngành điện nói riêng Với yêu cầu , đề tài “Cấu trúc lưới điện , sâu tìm hiểu hệ thống lưới điện thơng minh “ GS-TSKH Thân Ngọc Hoàn hướng dẫn thực Đề tài bao gồm nội dung sau : Chương : Lưới điện Chương : Hệ thống lưới điện thông minh Chương : Điều khiển lưới điện thông minh Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh CHƯƠNG LƯỚI ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU Lưới điện cung cấp lượng điện cho người dùng cuối, hộ doanh nghiệp Trong lưới điện, thiết bị tiêu thụ điện lượng gọi tải Trong hệ thống điện dân dụng, loại tải kể: điều hịa khơng khí, ánh sáng, tivi, tủ lạnh, máy giặt máy rửa bát v.v Tải công nghiệp tải trọng hỗn hợp gồm động cảm ứng tạo thành tải công suất lớn Tải thương mại phần lớn gồm ánh sáng, máy tính văn phòng, máy Fotocopy, máy in laze hệ thống truyền thông Tất tải điện phục vụ điện áp định mức Đại lượng định định mức đại lượng định nhà sản xuất đảm bảo cho hoạt động an tồn chúng Trong phân tích lưới điện, nghiên cứu cách thiết kế mạng lưới điện phục vụ tải điện áp định mức chúng với mức tối đa 5% thấp 5% so với giá trị định mức thiết bị Trong chương này, giới thiệu khái niệm phụ tải lưới điện, tải pha, tải ba pha, máy biến áp, hệ thống phân phối, truyền tải lượng mơ hình hóa lưới điện cách sử dụng đại lượng tương đối Ở chương tiếp theo, đề cập đến vi lưới thông minh tích hợp nguồn lượng xanh tái tạo vào nối với để hình thành lưới điện lớn 1.2 Lưới lượng điện 1.2.1 Cơ sở Nếu khơng có quy hoạch thiết kế nhà máy điện, việc xây dựng hàng nghiêm km đường truyền, điều khiển công suất tạo để cung cấp tải sở thứ cấp-bởi- thức cấp, ổn định tin cậy hệ thống lượng điện mà dựa vào không tồn Thế giới cơng nghiệp hóa đại khơng thể phát triển khơng có phát triển nhanh chóng q trình phân tích diễn khắp giới Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh thể công suất tác dụng phản kháng P Q Có số máy phát sử dụng máy kích từ H3.31 Mơ hình mạch tương đương pha máy phát điện ba pha Trong máy kích từ cổ góp DC máy phát điện chiều, lượng kích từ lấy từ máy phát điện chiều Các máy kích thích bao gồm máy phát điện chiều với cổ góp chổi than để bơm dịng điện kích từ DC vào cuộn dây máy phát điện Nó khơng chứa yếu tố điều khiển đầu vào Máy kích thích truyền động động cơ, động so cấp trục máy điện đồng Bộ kích từ chỉnh lưu máy phát kích từ dẫn lượng từ máy phát điện biến đổi thành điện chiều nhờ hệ thống chỉnh lưu Loại máy kích thích bao gồm máy phát điện chỉnh lưu điện không điều khiển điều khiển Máy phát điện truyền động động cơ, động sơ cấp, trục máy điện đồng Bộ chỉnh lưu đứng yên quay so với trục máy phát điện Bộ kích từ chỉnh lưu phức hợp điều khiển bởicông suất điện từ đầu cực máy điện đồng chuyển đổi sang DC hệ thống chỉnh lưu Chúng ta nghiên 92 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh cứu hoạt động máy phát điện song song nối với mạng điện hình 3.32 Để vận hành đồng bộ, điều kiện sau cần thiết: Tốc độ điện máy phát điện đồng phải tốc độ điện máy phát hệ thống điện Điện áp đầu cuối máy phát điện phải điện áp cáp V∞ phải thứ tự a - b - c Khi điều kiện thỏa mãn, cầu dao đóng lại Hoạt động đồng hoạt động song song máy phát điện đồng Kí hiệu, V∞ , có ý nghĩa đặc biệt Chúng tơi gọi điện áp cáp V vô hạn để biểu thị điện áp khơng đổi khơng thể thay đổi kiện bên ngồi Điều có nghĩa bus vô hạn hoạt động nguồn điện áp lý tưởng Bây nghiên cứu hoạt động máy phát điện đồng đồng với hệ thống điện liên kết hình 3.33 (a) H3.32 Hoạt động máy phát điện trước đồng H3.33 Hoạt động máy phát song song với hệ thống điện Vì hệ thống điện có nhiều nguồn điện nên ta coi công suất bus hệ thống mà kết nối máy phát điện “bus vô hạn ” Giả sử tất tổn 93 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh thất điện hoạt động máy phát điện bị bỏ qua chúng tơi có góc pha tham chiếu cho đây: (3.19) Chúng ta sử dụng mạch tương đương H.2.33(b) để tinh dịng cấp cho tải (3.20) Véc tơ phức cơng suát tào cung cấp cho tải (trên pha) tức bơm vào hệ thống công suất ta tính: (3.21) Vì bỏ qua tổn hao cơng suất khí cấp cho trục máy phát biểu diễn : (3.22) kháng) cơng suất phản kháng , cần nghiên cứu mối quan hệ góc pha δ điện áp kích từ, EA Hãy xem xét máy phát điện đồng Hình 3.34: Giả sử cơng suất học cung cấp cho trục máy phát không đổi khoản tổn hao bỏ qua Do đó, lượng học cung cấp, Pmech với công suất điện đưa vào lưới điện địa phương biểu diễn công thức 3.22 Nếu điều chỉnh để dịng kích từIfIf0 điệ áp kích từ EA=EA∠δ0, ký hiệu số phụ “0”là điều kiện làm việc chế độ 𝐸 𝑉 𝑠𝑖𝑛𝛿 Điều kiện biểu diến sau:𝑃𝑒𝑙𝑐 = 𝐴 ∞ EA=EA∠δ0 If=If0 𝑋 94 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh H3.34 Hoạt động máy phát điện H3.35 Biểu đồ Pmech so với góc cơng suất Và (3.23) 95 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh Hình 3.35 mơ tả góc cơng suất hàm điện áp kích từ EA Nếu giảm If tới giá trị I’f EA giảm tới giá trị E’A Tuy nhiên tiếp tục giữ Pmech không đổi tiếp tục giảm If tiếp tục phát cơng suất điện giá trị EA giảm tới giá trị E”A cịn góc δ tăng để tạo giá trị công suất điện δ=900 (3.24) Đây công suất cực đại tạo gọi công suất kéo Nếu tiếp tục giảm If , Pelec giảm δ tăng Máy đồng δ> 90 ° Điều có nghĩa nguồn điện đưa vào hệ thống điện cục truyền động động Góc δ gọi góc cơng suất góc mơ-men Xem xét máy phát điện cung cấp điện hệ số công suất trễ cho mạng lưới điện cục Như thảo luận trước đây, AGC đảm bảo cân phát tải trì Điều kiện thể Hình 2.36 (3.25) 96 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh Hình 3.36 Hoạt động máy phát điện Hình 3.37 Mơ hình mạch tương đương máy phát điện Xem xét mơ hình H.3.37 Giả sử bỏ qua tổn hao có V∞(L-N),EA(L- N)= E∠0 hoạt động điều kiện sau Pmech= const, |EA|= const(i.e., (ωm = const, If = const) Tuy nhiên dịng kích từ If điều chỉnh cho|EA|> V∞ 3.27 Hình 3.38 mơ tả hoạt động máy phát với hệ số công suát cảm kháng Điều kiện hoạt động thiết kế kích từ thừa 97 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh Hình 3.38 Sơ đồ pha máy phát điện biên độ điện áp kích thích lớn biên độ độ cực điện áp (tức |EA|>E ∞) Để thay đổi hệ số công suất máy phát điện, giữ công dsuaats học cấp cho máy phát: Pmech = const tốc độ trục không đổi, tức ωm = const Bằng cách giảm dịng kích từ If xuống giá trị thấp If ′, điện áp kích từ, EA, giảm xuống giá trị thấp EA ′ Tuy nhiên, cung cấp không đổi nên công suất điện máy phát tạo phải khơng đổi Do đó, góc, δ tăng lên giá trị cao δ Điều kiện biểu thị Sự cân cơng suất trì |IL| giảm tới giá trị nhở |I’L| góc ϴ giảm tới giá trị ϴ’ Tuy nhiên ILcosϴ=ILcosϴ’cơng suất tác dụng tạo khơng đổi 3.30 Chúng ta kết luận cách giảm If, công suất phản kháng máy phát điện đồng bị giảm Tuy nhiên, lượng hoạt động tạo máy phát điện cũ có điều kiện hoạt động Q3Φ< Q3Φ’ đồng thời cân phát tải trì 3.31 98 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh 3.32 Giả sử định vận hành máy phát điện hệ số công suất Để có hệ số cơng suất 1, giảm dịng kích từ If, hệ số cơng suất θ (tức góc V I) giảm khơng Hình 3.39 mơ tả hoạt động máy phát điện có hệ số cơng suất Chúng kết luận cách giảm If, vận hành máy với hệ số công suất tạo công suất tác dụng Tuy nhiên, công suất phản kháng máy tạo giảm xuống không Giả sử tiếp tục giảm dịng kích từ If, cho θ> 0, tức ILsẽ vượt trước V∞ Điều kiện hoạt động mơ tả Hình 2.40 3.34 3.35 Bây máy phát làm việc với hệ số góc dương H.4.40 Hình 3.39 Sơ đồ pha máy phát điện 99 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh Hình 3.40 Sơ đồ pha máy phát điện Ví dụ 2.5 Cho máy phát điện 440 V có điện kháng đồng 0,1 Ω, cung cấp tải cho tải kW hệ số cơng suất 1, tìm i) Dịng điện kích từ, k = 0,25 V giây/rad/A (E =kIfωs) ii) Dịng điện kích từ hệ số cơng suất tải có giá trị0,85 Giả định máy có bốn cực Giải : 100 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh Có thể thấy dịng điện kích từ cần phải tăng lên để cung cấp công suất kháng cho (khai thác mức) Ví dụ 2.6 Cho máy phát vị dụ 2.5, dịng điện kích từ giảm đến 5,093 A mà khơng làm ảnh hưởng đến lượng học đầu vào máy phát Tìm hệ số cơng suất góc tải Giải : Bởi đầu vào học giữ nguyên, giá trị công suất tác dụng không thay đổi Ví dụ 2.6 minh họa giảm dịng kích từ đẻ hệ số cơng suất (kích từ thiếu) dẫn đến hệ số cơng suất dương Chúng tơi kết luận cách giảm dịng kích từ If, dòng điện cung cấp sẽvượt trước điện áp vận hành máy phát điện với hệ số công suất dương máy phát tạo công suất tác dụng Như thấy từ phần trình bày trên, máy phát điện lưới điện thông minh thiết bị ba pha Cơ cung cấp cho máy phát điện; điện áp kích từ điều khiển điều chỉnh điện áp - dòng điện trường đặt cho hệ số công suất máy phát điện Những điều kiện xác định công suất tác dụng công suất phản kháng máy phát cung cấp Chúng ta nên tiếp tục lưu ý chúng tơi thiết lập lại nguồn điện cung cấp máy phát điện trình hoạt động AGC trì cân tải phát điện cho Công thức 2.36 2.37 mơ tả Hình 3.41 101 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (3.36) (3.37) Hình 3.41 Hoạt động máy phát điện phần mạng lưới điện kết nối Kết luận Chúng ta nhìn lại mục tiêu việc thiết kế hệ thông lưới điện thông minh : (1) Cung cấp nguồn điện chất lượng với mức giá tối thiểu, (2) đảm bảo tính liên tục dịch vụ cách giữ cho lưới điện ổn định Vấn đề ổn định lưới điện phức tạp cần nghiên cứu cách xây dựng mơ hình động cho phần tử lưới điện sau xác định thời gian nghiên cứu Tuy nhiên, thảo luận số khía cạnh ổn định - trạng thái ổn định thông qua AGC LFC Việc nghiên cứu ổn định độ hệ thống lưới điện u cầu mơ hình sâu hệ thống điện biểu diễn dặc tính động nguồn lượng Thiết kế lưới điện thông minh cho nghiên cứu cung cấp điện áp định mức cho tải hệ thơng địi hỏi mơ hình trạng thái ổn định hệ thống điện sử dụng mơ hình cân hệ thống Tuy nhiên, nay, chúng tơi nghiên cứu phát triển mơ hình biến áp, 102 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh tải máy phát Chúng tơi sử dụng mơ hình để xây dựng mơ hình hệ thống Ở phần đầu tiên, quan điểm lịch sử việc sử dụng lượng, phân tích việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch cung cấp thơng qua loạt tính tốn lượng khí thải carbon liên quan đến mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch quốc gia thiết bị gia dụng Phần tiếp theo, xem xét nguyên tắc cơ hệ thống điện, tải pha, tải ba pha, - máy biến áp ba pha, hệ thống phân phối, đường dây tải điện, mơ hình hóa hệ thống điện Hệ thống tổng quát đơn vị hệ thống điện phân tích giới thiệu Trong Chương 3, chủ đề bao gồm chỉnh lưu AC / DC, Bộ biến tần DC / AC, chuyển đổi DC / DC điều chế độ rộng xung (PWM) phương pháp Trọng tâm việc sử dụng biến tần phần tử ba đầu cuối hệ thống điện để tích hợp nguồn lượng gió PV; MATLAB mơ biến tần PWM cung cấp Ở đây, khái niệm thiết kế vận hành lưới điện thông minh mô tả, giới thiệu phần tử lưới thông minh chức chúng từ phương pháp tiếp cận hệ thống cung cấp nhìn tổng quan phức tạp điện thông minh hoạt động lưới điện Các chủ đề đề cập chương bao gồm khái niệm hệ thống cảm biến, đo lường, thơng tin liên lạc tích hợp đồng hồ đo thông minh; định giá theo thời gian thực; Điều khiển mạng lưới điện thông minh; thâm nhập lượng xanh cao vào lưới điện liên kết với số lượng lớn; nguồn phát không liên tục; thị trường điện Trong phần giới thiệu mô hình vận hành hoạt động máy phát điện đồng bộ, giới hạn dịng cơng suất đường dây tải điện, tốn dịng cơng suất, tính tốn hệ số phụ tải tác động chúng đến hoạt động lưới thông minh, định giá theo thời gian thực microgrid Những khái niệm tạo tiền đề cho việc tích hợp lượng tái tạo hệ thống điện Trong phần nghiên cứu nguồn lượng PV, Chúng học cách tính tốn suất mơđun quang điện góc nghiêng mơđun vị trí chúng mặt trời để thu lượng tối đa, trình bày mơ hình mơ-đun PV, thiết kế lưới vi mô PV nhà máy điện theo dõi điểm công suất tối đa hệ thống PV Phần giới 103 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh thiệu sản xuất điện gió cách mơ tả mơ hình cảm ứng máy phát điện phần lưới điện nhỏ hệ thống lượng tái tạo Trong phần này, nghiên cứu việc sử dụng máy phát điện cảm ứng cấp nguồn kép, tốc độ thay đổi máy phát điện nam châm vĩnh cửu, máy phát điện không chổi than tốc độ gió thay đổi chuyển đổi cơng suất từ quan điểm hệ thống Trong phần cuối, mơ hình cáp trở kháng trở kháng cáp cho lưới điện trình bày, phân tích dòng điện microgrid phần hệ thống điện số lượng lớn kết nối với Chúng tơi nghiên cứu cơng thức Newton dịng điện, Newton - Giải pháp Raphson cho vấn đề dòng điện giải pháp tách nhanh cho nghiên cứu dịng điện Như nội dung trình bày cung cấp khái niệm lưới điện lưới điện nhỏ tích hợp sử dụng nguồn lượng xanh, mục tiêu hầu hết quốc gia.Việc thiết kế microgrids chìa khóa để đại hóa sở hạ tầng chúng tôisử dụng nguồn lượng xanh, điện tử công suất, công nghệ điều khiển cảm biến,công nghệ máy tính hệ thống truyền thơng 104 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh KẾT LUẬN Sau thời gian tháng làm đồ án với hướng dẫn tận tình thầy giáo : GSTS Khoa Học Thân Ngọc Hoàn Em hoàn thành đề tài giao” Cấu trúc lưới điện , sâu tìm hiểu hệ thống lưới điện thơng minh ” Trong đồ án em tìm hiểu vấn đề: Trong bối cảnh nguồn lượng tái tạo Việt Nam phát triển mạnh mẽ, điện gió mặt trời, cần việc ứng dụng công nghệ dự báo lượng tái tạo áp dụng nhiều nước tiên tiến giới Do đó, hỗ trợ tổ chức quốc tế, quốc gia có cơng nghệ tiên tiến phát triển lưới điện thông minh cần thiết nhằm phục vụ đắc lực cho phát triển kinh tế đất nước Lưới điện thông minh hệ thống sử dụng công nghệ kỹ thuật số để giám sát quản lý việc chuyển tải điện từ tất nguồn phát điện nhằm đáp ứng nhu cầu điện thay đổi người dùng Quá trình thực đồ án giúp em củng cố lại kiến thức mà học Ngồi qua q trình tìm hiểu thực tế bên để hoàn thành đồ án giúp em có thêm kiến thức thực tế quý báu Với thời gian làm đồ án ngắn kiến thức cịn yếu nên em cịn có thiếu sót định Vì vậy, em mong góp ý, bổ sung thầy giáo để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực tập Phạm Thị Quyên 105 Luan van (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh (Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh(Luan.van.tot.nghiep).cau.truc.luoi.dien di.sau.tim.hieu.ve.he.thong.luoi.dien.thong.minh