Đánh giá ảnh hưởng sóng hài từ các nguồn năng lượng tái tạo đến lưới điện truyền tải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬTKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG SÓNG HÀI TỪ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐẾN

LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI

Người hướng dẫn : TS Nguyễn Hồng Việt Phương Nhóm sinh viên : Đặng Ngọc Hoàng

Nguyễn Hoàng Linh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN, ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG SÓNG HÀI TỪ CÁC NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐẾN

LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI

Người hướng dẫn : TS Nguyễn Hồng Việt Phương

Nhóm sinh viên : Đặng Ngọc Hoàng

Nguyễn Hoàng Linh

Mã sinh viên : 1811505120218

1811505120223

TÓM TẮT

Tên đề tài: Đánh giá ảnh hưởng sóng hài từ các nguồn năng lượng tái tạo đến lưới điện truyền tải

Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Hoàng

Nguyễn Hoàng Linh

Mã số sinh viên: 1811505120218 Lớp: 18D1

1811505120223 Lớp: 18D1

biến đổi khí hậu toàn cầu thì việc sử dụng các dạng năng lượng sạch đang là mốiquan tâm hàng đầu và Việt Nam cũng không nằm ngoài việc đó Trong nội dung của

đồ án này, nhóm sinh viên nghiên cứu, mô phỏng lưới điện truyền tải khi có kết nốinguồn tái tạo bằng phần mềm DIGSILENT để đánh giá ảnh hưởng của sóng hài đốivới lưới điện hiện nay

Đồ án này bao gồm những nội dung chính sau:

- Chương 1: Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng điện năng, nguồn sóng hài và ảnhhưởng

- Chương 2: Tìm hiểu phần mềm DigSilent, giới thiệu về nguồn năng lượng táitạo và phân tích sóng hài

- Chương 3: Kết quả mô phỏng, đánh giá sự ảnh hưởng của sóng hài trên lướiđiện truyền tải

- Chương 4 : Kết luận

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Việt Phương

Sinh viên thực hiện: Đặng Ngọc Hoàng Mã SV: 1811505120218

Nguyễn Hoàng Linh Mã SV: 1811505120223

1 Tên đề tài:

Đánh giá ảnh hưởng sóng hài từ các nguồn năng lượng tái tạo đến lưới điện

Sử dụng phần mềm và thông số lưới điện thực tiễn của Ninh Thuận – BìnhThuận

3 Nội dung chính của đồ án:

- Chương 1: Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng điện năng, nguồn sóng hài và ảnhhưởng

- Chương 2: Tìm hiểu phần mềm DigSilent, giới thiệu về nguồn năng lượng tái tạo

LỜI NÓI ĐẦU

Kính thưa các thầy cô giáo!

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong Khoa Điện Tử; các thầy, cô trong Ban giám hiệu, các Phòng, Ban Trường Đại Học SưPhạm Kỹ Thuật và Đại Học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng đã nhiệt tình giảng dạy,chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm đồ án tốtnghiệp Đặc biệt em xin gửi lời tri ân và biết ơn sâu sắc đến Thầy, Tiến sĩ Nguyễn

Điện-ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học được trình thần làm việc cũngnhư thái độ nghiên cứu đề tài nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều cần thiết cho

em trong quá tình học tập và công tác sau này

Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn độngviên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuậtcũng như trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp

Đề tài nghiên cứu được thực hiện dựa trên các kiến thức được học ở trường, cáckiến thức thực tế được thầy cô giảng dạy, chỉ dẫn và tìm tòi qua các kênh thông tin

Do khả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót trongquá trình thực hiện nghiên cứu kính mong sự đóng góp ý kiến quý báu của Thầy Cô

để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CAM ĐOAN

Em xin cam đoan trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ thực hiện nghiêm túccác quy định về liêm chính học thuật:

- Không gian lận, bịa đặt, đạo văn, giúp người học khác vi phạm

- Trung thực trong việc trình bày, thể hiện các hoạt động học thuật và kết quả từhoạt động học thuật của bản thân

- Không giả mạo hồ sơ học thuật

- Không dùng các biện pháp bất hợp pháp hoặc trái quy định để tạo nên ưu thế

tìm hiểu và nghiêm túc thực hiện các quy định về luật sở hữu trí tuệ.

- Sử dụng sản phẩm học thuật của người khác phải có trích dẫn nguồn gốc rõràng

Em xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực vàchưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện

đồ án này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõnguồn gốc rõ ràng và được phép công bố

Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Linh Đặng Ngọc Hoàng

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN ii

TÓM TẮT iii

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv

LỜI NÓI ĐẦU v

CAM ĐOAN vi

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ x

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT xiv

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TÌM HIỂU TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG, NGUỒN SÓNG HÀI VÀ ẢNH HƯỞNG 3

1.1 Tìm hiểu chung về các tiêu chuẩn về chất lượng điện năng ở Việt Nam 3

1.1.1 Về tần số 3

1.1.2 Về điện áp 3

1.1.3 Sóng hài 4

1.1.4 Nhấp nháy điện áp 4

1.1.5 Dòng ngắn mạch 5

1.1.6 Chế độ nối đất 5

1.1.7 Cân bằng pha 5

1.1.8 Hệ số công suất : 5

1.2 Tìm hiểu chung về Sóng hài 6

1.2.3 Nguyên nhân phát sinh sóng hài 7

1.2.4 Tác hại , ảnh hưởng của Sóng hài 9

1.2.5 Các biện pháp giảm Sóng hài 12

1.2.6 Tiêu chuẩn về chất lượng sóng hài ở Việt Nam và nước ngoài 18

1.2.7 Nguồn điện phân tán 22

1.3 Tìm hiểu về nguồn Năng lượng tái tạo 24

1.3.1 Khái niệm 24

1.3.2 Thực trạng sử dụng năng lượng hiện nay 24

1.3.3 Thực tiễn vai trò của nguồn Năng lượng tái tạo tại Việt Nam 25

Chương 2 TÌM HIỂU PHẦN MỀM DIGSILENT, GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ PHÂN TÍCH SÓNG 30

2.1 Khái niệm về phần mềm Digsilent: 30

2.2 Ứng dụng của phần mềm Digsilent 30

2.3 Giao diện và giới thiệu về các thanh menu trong phần mềm Power Factory 31

2.4 Thanh công cụ chính 32

2.5 Cách xuất/ nhập Digsilent 34

2.5.1 Cách xuất Digsilent 34

2.5.2 Cách nhập Digsilent 36

2.6 Các phương pháp tính toán và biểu diễn mạng điện 38

2.7 Thực hiện chạy chương trình tính toán dòng tải 39

2.8 Phân tích kết quả 39

2.9 Thực hiện tính toán sóng hài ở phần mềm 41

2.9.1 Đại diện mạng 41

2.9.2 Chỉnh định sóng hài 42

2.9.3 Chọn nguồn sóng hài 44

2.9.5 Các thành phần thiết bị có trong lưới điện truyền tải Ninh Thuận 482.10 Kết luận 52Chương 3 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNGLƯỢNG TÁI TẠO ĐẾN LƯỚI ĐIỆN 533.1 Thực hiện chạy chức năng tính toán phân tích sóng hài trong phần mềmDigsilent/ Power Factory 533.2 Độ biến dạng Sóng hài trong lưới điện ở trạng thái làm việc bình thường 543.3 Tổng độ biến dạng sóng hài THD trong hệ thống ở trạng thái làm việcbình thường

60

3.4 So sánh kết quả mô phỏng Sóng hài với các tiêu chuẩn trong nước vàquốc tế 61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Danh sách các bảng Chương

Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp 4

Bảng 1.2 Giới hạn độ nhấp nháy điện áp 4

Bảng 1.3 Giới hạn dòng ngắn mạch cho phép 5

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn chế độ nối đất 5

Bảng 1.5 Độ biến dạng sóng hài cho phép 19

Bảng 1.6 Giới hạn điện áp hài IEEE Std 519-1992 20

Bảng 1.7 Tiêu chuẩn biến dạng sóng hài riêng lẻ theo tiêu chuẩn IEC 61000-3-6 21

Chương 2Y Bảng 2.1 Công suất các nhà máy Năng lượng mặt trời 50

Bảng 2.2 Thông số các máy biến áp trong sơ đồ lưới điện 50

Bảng 2.3 Thông số Thanh Cái có trong sơ đồ lưới điện 50

Chương 3 Bảng 3.1 Tổng biến dạng sóng hài ở các thanh cái đấu nối trực tiếp và gần nguồn Năng lượng mặt trời 60

Bảng 3.2 Bảng so sánh Tổng biến dạng sóng hài với các tiêu chuẩn 61

Bảng 3.3 Bảng so sánh sóng hài riêng lẻ với các tiêu chuẩn 62

Chương 1

Hình 1.1 Dạng sóng ở tần số cơ bản và dạng sóng hài bậc 3 6

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động biến tần 8

Hình 1.3 Cấu tạo Lò hồ quang điện ở các nhà máy Thép 9

Hình 1.4 Phát nóng máy biến áp do tác động của Sóng hài 10

Hình 1.5 Tác động của sóng hài trong công nghiệp 11

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý truyền động AC Reactor 12

Hình 1.7 Sơ đồ truyền động hiển thị vị trí của DC Reactor 13

Hình 1.8 Cuộn kháng AC (trái) và cuộn kháng DC (phải) 13

Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý bộ dọc LCL 14

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý Bộ lọc chủ động song song 15

Hình 1.11 Cấu trúc bộ lọc ở hạ áp (bên trái) và mạch thay thế tương đương (bên phải) 16

Hình 1.12 Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp 17

Hình 1.13 Mạch thay thế tương đương khi lắp bộ lọc Tụ C 17

Hình 1.14 Bộ lặp Tụ C và đáp ứng tần của trở kháng (đường nét liền) 18

Hình 1.15 Pin năng lượng mặt trời 25

Hình 1.16 Cánh đồng Tuabin gió 26

Hình 1.17 Nhà máy thủy điện đập tràn 27

Hình 1.18 Tổng hợp các nguồn Năng lượng tái tạo 29

Chương 2 Hình 2.1 Giao diện phần mềm PowerFactory 31

Hình 2.2 Thanh công cụ chính 32

Hình 2.3 Hộp thoại xuất files trong Digsilent 35

Hình 2.5 Lựa chọn chức năng nhập Project 36

Hình 2.6 Hộp thoại nhập Project 37

Hình 2.7 Hộp thoại PFD Import Project 37

Hình 2.8 Hộp thoại Load Flow 39

Hình 2.9 Lệnh báo cáo phân tích bộ lọc kết quả (ComSh) 40

Hình 2.10 Vị trí nguồn NLMT và hộp thoại 42

Hình 2.11 Chỉ định nguồn dòng hài cho phần tử tải (ElmLod) 43

Hình 2.12 Loại nguồn hài đúng pha cân bằng 44

Hình 2.13 Loại nguồn hài đúng pha, không cân bằng 45

Hình 2.14 Loại nguồn hài IEC 61000 46

Hình 2.15 Danh sách các tập biến 47

Hình 2.16 Lựa chọn các biến kết quả phân tích sóng hài cho một thiết bị đầu cuối.47 Hình 2.17 Sử dụng Biểu đồ dạng sóng để hiển thị độ biến dạng Sóng hài 48

Hình 2.18 Sơ đồ TTD Bình Thuận mô phỏng trong phần mềm PowerFactory 49

Hình 2.19 Vị trí nguồn năng lượng mặt trời 49

Hình 2.20 Vị trí các thanh cái đấu nối trực tiếp và gần nguồn nhà máy NLMT 51

Hình 2.21 Vị trí các thanh cái đấu nối trực tiếp hoặc gần nguồn nhà máy NLMT 51

Chương 3 Hình 3.1 Hộp thoại chức năng tính toán sóng hài trong phần mềm Digsilent 53

Hình 3.2 Điện áp tại thanh cái 220kV Hồng Phong 1A đấu nối trực tiếp với nguồn NLMT 54

Hình 3.3 Điện áp tại thanh cái 220kV Bảo Lộc gần nguồn NLMT 55

Hình 3.4 Điện áp tại thanh cái 110kV C12-Phan Thiết gần nguồn NLMT 55

Hình 3.5 Điệp áp thanh cái 220kV Đá Bạc 4 đấu nối trực tiếp với nguồn NLMT 56

Hình 3.6 Điện áp Thanh cái 220kV gần nguồn NLMT Đá Bạc 4 56

NLMT 57Hình 3.8 Sóng hài riêng lẻ tại thanh cái C22-Phan thiết gần nguồn NLMT 57Hình 3.9 Sóng hài riêng lẻ tại các thanh cái gần nguồn NLMT Hồng Phong 58Hình 3.10 Sóng hài riêng lẻ tại thanh cái 220kV Đá bạc 4 đấu nối trực tiếp vớinguồn NLMT 58Hình 3.11 Sóng hài riêng lẻ tại thanh cái 220kV Tân thành gần nguồn NLMT 59Hình 3.12 Sóng hài riêng lẻ tại các thanh cái gần nguồn NLMT Đá Bạc 4 59

NLSK: Năng lượng sinh khối

MBA: Máy biến áp

THD: Tổng biến dạng sóng hài điện áp

IEC: International Electrotechical Commission

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers

LĐTA: Lưới điện trung áp

TĐN: Thủy điện nhỏ

TC: Thanh cái

DMT: Điện mặt trời

NLMT: Năng lượng mặt trời

DG: Nguồn điện phân tán

MỞ ĐẦU

A Đặt vấn đề

Điện năng là nguồn năng lượng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất,phát triển kinh tế xã hội Hệ thống truyền tải kết nối với nguồn điện tái tạo đang là xuhướng phát triển của đất nước

Điện năng được tạo ra từ các nguồn điện tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời,… được các hộ tiêu thụ sử dụng và kết nối trực tiếp với lưới điện truyền tải Trên thực tế, tổng lượng điện năng truyền tải từ các bộ nguồn điện tái tạo của hộ tiêu thụ luôn có sự ảnh hưởng về điện áp, tần số, sóng hài,…

Đó là do có tổn hao trong hệ thống và sự khác biệt về lượng điện năng này được gọi

là tổn thất do phân phối và truyền tải

Từ đó, các hệ thống nguồn điện tái tạo không ngừng được nghiên cứu và cải tiến nhằm nâng cao chất lượng truyền tải và giảm ảnh hưởng đến mức thấp nhất về điện áp, tần số, sóng hài,…đến với lưới điện truyền tải.

Thời gian qua, Ninh Thuận đã xây dựng các cơ chế, chính sách đột phá để khuyến khích và thúc đẩy phát triển mạnh mẽ các nguồn năng lượng tái tạo nhằm thay thế tối đa các nguồn năng lượng hóa thạch, hình thành trung tâm năng lượng tái tạo của tỉnh

Trong đồ án này, nghiên cứu chất lượng điện áp của lưới điện truyền tải khi

có kết nối với nguồn tái tạo tại Ninh Thuận – Bình Thuận Kết quả mô phỏngdựa trên phần mềm Digsilent được so sánh, đánh giá để cho thấy sự ảnh hưởng củasóng hài đến lưới điện truyền tải

B Mục tiêu nghiên cứu

Sử dụng phần mềm Digsilent mô phỏng lưới điện có kết nối nguồn tái tạo nhằmđánh giá ảnh hưởng của sóng hài đến lưới điện truyền tải

C Nội dung nghiên cứu

Tìm hiểu, mô phỏng bằng phần mềm Digsilent, rút ra đánh giá sự ảnh hưởng củasóng hài đến lưới điện truyền tải khi có kết nối với nguồn điện tái tạo

D Kết quả nghiên cứu

Đánh giá được ảnh hưởng sóng hài đến lưới điện truyền tải khi kết nối với nguồnđiện tái tạo

Chương 1 TÌM HIỂU TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG,

NGUỒN SÓNG HÀI VÀ ẢNH HƯỞNG

1.1 Tìm hiểu chung về các tiêu chuẩn về chất lượng điện năng ở Việt Nam

Theo (TCVN: 2015/BCT) - Điều 25: Yêu cầu về chất lượng điện năng trong

lưới điện của Việt Nam :

1.1.1 Về tần số

Tần số tiêu chuẩn của hệ thống mạng lưới điện Việt Nam là 50Hz

Trong điều kiện bình thường, dải dao động cho phép là ±2% so với tần số tiêuchuẩn

Trong điều kiện hệ thống chưa ổn định, dải dao động cho phép là ±5% so với tần

- Trường hợp nhà máy điện và khách sử dụng điện đấu nối vào cùng mộtthanh cái trên lưới điện phân phối thì điện áp tại điểm đấu nối do Đơn vịphân phối điện quản lý vận hành lưới điện khu vực quyết định đảm bảo phùhợp với yêu cầu kỹ thuật vận hành lưới điện phân phối và đảm bảo chấtlượng điện áp cho khách hàng sử dụng điện

- Trong trường hợp sự cố nhẹ, dao động điện áp cho phép trong khoảng +05% và – 10 % so với điện áp tiêu chuẩn

- Trong trường hợp sự cố nghiêm trọng, cho phép mức dao động điện áptrong khoảng ± 10 % so với điện áp tiêu chuẩn

- Trong trường hợp khách hàng sử dụng lưới điện phân phối muốn điện ápcao hơn có thể trao đổi với các đơn vị phân phối điện.

1.1.3 Sóng hài

Bảng 1.1 Độ biến dạng sóng hài điện áp

Cấp điện áp Tổng độ méo sóng hài (%) Độ méo riêng lẻ (%)

110kV, 220kV, 500kV 3 1,5

Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thường trên lưới điện phân phối trong thời gianngắn vượt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định trong bảng trên, nhưng khôngđược gây hư hỏng thiết bị của khách hàng sử dụng lưới điện phân phối

1.1.4 Nhấp nháy điện áp

Bảng 1.2 Giới hạn độ nhấp nháy điện áp

Điện áp Mức nhấp nháy cho phép

110kV, 220kV, 500kV Pst95% = 0,80 Plt95% = 0,60

Trên 1kV đến 35kV Pst95% = 1,00 Plt95% = 0,80

Đến 1kV Pst95% = 1,00 Plt95% = 0,80

1.1.5 Dòng ngắn mạch

Thời gian chịu đựng tối thiểu của thiết bị (s)

Áp dụng tới ngày31/12/2017 từ ngày 01/01/2018Áp dụng

35 kV Trung tính cách ly hoặc nối đất qua trở kháng

15 kV, 22 kV Nối đất trực tiếp (03 pha 03 dây) hoặc nối đất lặp lại

1.1.8 Hệ số công suất :

Nhà cung cấp điện năng phải bảo đảm hệ số công suất cosϕ ≥ 0,85 tại điểm đocủa bên mua điện có công suất từ 80 kW trở lên hoặc có máy biến áp từ 100 kVA trởlên

Trong trường hợp cosϕ < 0,85 do tải của hộ sử dụng điện thì hộ sử dụng điệnphải có biện pháp bảo đảm hệ số công suất cosϕ ≥ 0,85

Trong trường hợp hộ sử dụng điện có khả năng phát công suất phản kháng vào hệthống điện thì 2 bên sẽ thỏa thuận về mua bán công suất phản kháng.

1.2 Tìm hiểu chung về Sóng hài

1.2.1 Khái niệm về sóng hài

Sóng hài là sóng có tần số là bội số nguyên dương của tần số cơ bản (50 hoặc60Hz) tần số của tín hiệu tuần hoàn ban đầu, chẳng hạn như sóng hình sin

Tín hiệu gốc còn được gọi là sóng hài bậc 1, các sóng hài khác được gọi là sónghài bậc cao Vì tất cả các sóng hài đều tuần hoàn ở tần số cơ bản, nên tổng các sónghài cũng tuần hoàn ở tần số đó Tập hợp các sóng hài tạo thành một chuỗi sóng hài

Hình 1.1 Dạng sóng ở tần số cơ bản và dạng sóng hài bậc 3

1.2.2 Phân tích nguyên nhân hình thành sóng hài bậc cao

Theo lý thuyết, các nguồn tín hiệu đưa đến tồn tại và hoạt động trên mạch gọichung là hàm điều hòa Nhưng trong thực tế, các nguồn tín hiệu này trộn lẫn bao gồmnhiều thành phần tần số khác nhau khác với tần số của lưới điện

Nếu theo toán học, thì các dạng sóng tuần hoàn được phân tích dưới dạng chuỗifourier thành tổng của một thành phần không đổi và tổng các thành phần điều hòadạng hình sin và cos có góc ∅ gấp N lần ∅ ở sóng điều hòa cơ bản N là đặc trưng sốbậc của sóng hài

1.2.3 Nguyên nhân phát sinh sóng hài

Với sự phát triển chung của xã hội, các thiết bị điện cần thiết phục vụ cho đờisống ngày càng đa dạng và phong phú Cũng chính từ đây khi hòa vào lưới điện trongquá trình hoạt động, các thiết bị đó sản sinh ra nhiều loại sóng trả lại phía lưới truyềntải Ở đây chúng ta xét:

 Tải phi tuyến

Đặc thù của tải phi tuyến khi tổng trở của nó thay đổi, dòng của nó sẽ hấp thụkhông Sin như mong muốn ban đầu, từ đó tạo ra dòng sóng hài bậc cao vào hệ thống

Ở đây các tải phi tuyến ta thường gặp là:

- Thiết bị văn phòng: đèn huỳnh quang, nguồn biến đổi điện UPS, máyphotocopy…

- Bộ thiết bị điều chỉnh động cơ, chỉnh lưu điện áp

- Những thiết bị điện tử, chuyển đổi điện năng như nghịch lưu, chỉnh lưu (6,

12 xung)…

 Xét góc độ truyền tải điện năng

Sóng hài được hình thành chủ yếu do:

- Cảm kháng từ hóa phi tuyến của các máy biến áp, lò hồ quang, các máy hàncông nghiệp…

- Các tụ bù trong hệ thống điện kết hợp cảm kháng lưới điện, tạo mạch cộnghưởng làm khuếch đại sóng hài có tần số gần bằng tần số cộng hưởng tồntại trong lưới

- Các hệ thống điện do điều kiện vận hành vì một nguyên nhân nào đó dẫnđến không cân bằng giữa các pha (Ví dụ: điện áp, phụ tải, tổng trở khôngcân bằng thì sóng hài sẽ phát sinh trong ba thành phần đó)

1.2.3.1 Sóng hài sinh ra từ biến tần

 Nguyên lý hoạt động :

Hầu như tất cả các biến tần hiện có trên thị trường đều hoạt động dựa trênnguyên lý cầu chỉnh lưu để chuyển đổi điện áp xoay chiều AC thành điện áp mộtchiều DC

Sau đó, điện áp DC này sẽ được một bộ nghịch lưu hay chính là biến tần(inverter) chuyển đổi ngược trở lại điện áp AC với độ lớn và tần số đã định trước đểđiều khiển chính xác tốc độ của động cơ

Điều này chỉ diễn ra trong một khoảng thời gian ngắn trên mỗi pha nhưng đủ làmbiến dạng hoàn toàn dòng AC đầu vào khiến nó không còn là hình sin chuẩn nữa.Hơn nữa, do bị chặn bởi chênh lệch điện áp AC và DC ở đầu vào, dòng điện phải cóbiên độ đỉnh cao hơn để truyền đủ năng lượng cho động cơ trong một chu kỳ lưới.

1.2.3.2 Máy điện quay (Máy phát điện, động cơ điện)

Các thành phần sóng điều hòa bậc cao sinh ra trong máy điện quay liên quan chủyếu đến các biến thiên của từ trở xảy ra bởi các khe hở giữa Roto và Stato Các máyđiện đồng bộ cũng có thể sinh ra sóng hài do dạng từ trường, sự bão hòa trong mạch

từ hay do các dây quấn không đối xứng…

Hình 1.3 Cấu tạo Lò hồ quang điện ở các nhà máy Thép

Lò hồ quang gây nên một nguồn sóng hài rất lớn, gây khó chịu, khó xử lý trongcác khu công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp luyện thép ở nhiều nhà máy hiện nay.Đặc tính của lò hồ quang điện là phi tuyến Sau khi tạo hồ quang, điện áp giảm,dòng điện tăng lên, dòng điện hồ quang này chỉ được hạn chế bởi trở kháng của hệthống (gồm tổng trở cáp và dây dẫn lò) và trở kháng của MBA lò hồ quang Thực tế,

lò hồ quang được biểu hiện như một nguồn hài điện áp (dạng sóng gần như dạng bậcthang)

1.2.4 Tác hại , ảnh hưởng của Sóng hài

1.2.4.1 Máy điện quay (Máy phát điện, động cơ điện)

Sự biến dạng của sóng hài điện áp gây nên tổn hao trên cuộn dây và lõi thép động

cơ gây méo dạng momen, làm rung lắc động cơ, giảm hiệu suất, phát nóng, gây tiếng

ồn Trường hợp nguy hại hơn, sóng hài còn sinh ra momen xoắn trục động cơ, gâydao động cộng hưởng cơ khí làm hư hỏng hộp số.

1.2.4.2 Máy biến áp

Ảnh hưởng của sóng hài sẽ làm phát nóng máy biến áp và gây ra các tổn thấtcông suất, điện năng, làm giảm tuổi thọ của máy biến áp

Hình 1.4 Phát nóng máy biến áp do tác động của Sóng hài

Sự phát nóng do sóng hài sẽ làm giảm khả năng tải, giảm tuổi thọ máy biến áp doquá trình già hóa cách điện

1.2.4.3 Hệ thống tụ bù phản kháng

Đối với hệ thống tụ bù phản kháng, dung kháng của các tụ giảm dần khi tần sốtăng lên Trong thực tế các sóng hài bậc cao tạo dòng điện lớn chạy qua tụ, gây nóng,nguy hiểm hơn có thể phát nổ tụ bù mà chúng ta thường thấy

1.2.4.4 Giảm hệ số công suất và hỏng tụ điện

Biến dạng sóng hài có ảnh hưởng trực tiếp đến yếu tố công suất Nhiễu sóng hàilàm hệ số công suất giảm Các tổn thất nhiệt được tạo ra bởi sóng hài Dòng điện hài

có thể làm cho tụ điện bị hỏng

1.2.4.5 Các ảnh hưởng khác của sóng hài

 Trong Công nghiệp :

Vì là một dạng nhiễu không mong muốn, nó có ảnh hưởng xấu tới các thiết

bị điện bởi khi điện áp ổn định các thiết bị hoạt động bình thường, khi có ảnhhưởng sóng hài nó sẽ thay đổi liên tục bởi vậy mà gây ra những tình trạng sau vềthiết bị điện :

- Giảm tuổi thọ động cơ.

- Quá tải CB, quá nhiệt và gây cháy nổ

- Máy cắt, Aptomat, cầu chì có thể bị tác động mà không rõ nguyên nhân

- Giảm tuổi thọ tụ bù, thậm chí gây nổ tụ bù bất thường

- Gây nhiễu ảnh hưởng đến các thiết bị viễn thông, hệ thống tự động hóa

- Các thiết bị đo hoạt động không chính xác , lãng phí năng lượng

Hình 1.5 Tác động của sóng hài trong công nghiệp

 Ảnh hưởng đến chất lượng điện năng của lưới truyền tải :

- Sóng hài sẽ làm suy giảm chất lượng của nguồn điện trong mạng phân phối,truyền tải Nó có thể gây ra một số tác động tiêu cực

- Các sóng có hại có thể làm tăng dòng điện RMS hiệu dụng, điều này dẫnđến tổn thất điện năng của lưới truyền tải

- Sự gia tăng tích lũy của sóng hài thứ ba sẽ gây ra quá tải trong các dây dẫntrung tính

- Các sóng hài sẽ làm tăng mức độ nhiễu của tín hiệu điện

- Sóng hài có thể làm nhiễu loạn điện áp cung cấp, do đó chúng gây ra hoạtđộng sai của các tải nhạy cảm

- Sóng hài gây ra nhiễu loạn trong đường dây liên lạc và đường dây điệnthoại

- Chúng ảnh hưởng đến sự cộng hưởng giữa độ tự cảm của nguồn cung cấp

và mức điện dung của các tụ điện có hệ số công suất

1.2.5 Các biện pháp giảm Sóng hài

Với nhu cầu ngày càng tăng của loại thiết bị và tải phi tuyến tính, việc giảm thiểusóng hài ngày càng trở nên quan trọng Tùy thuộc vào từng tình huống, thường cómột số phương pháp giảm thiểu sóng hài như sau:

- Hạn chế lượng tải phi tuyến tính

 Công dụng :

AC reactor có thể gắn trước nguồn vào hoặc sau nguồn ra của biến tần có tácdụng là giảm các sóng hài và các gai nhọn giúp giảm các sốc điện và ổn định nguồnđiện xoay chiều cho cả biến tần và động cơ

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý truyền động AC Reactor

DC reactor thì được gắn nối tiếp trên DC bus của biến tần, nó kết hợp với tụ điệngắn song song trên DC bus tạo ra mạch lọc sóng hài tạo ra trong quá trình nén từ điện

AC sang DC, ngoài ra việc sử dụng DC reactor cũng đảm bảo dạng sóng DC saucuộn kháng sẽ giữ ổn định và tránh bị số điện

Hình 1.7 Sơ đồ truyền động hiển thị vị trí của DC Reactor

Hình 1.8 Cuộn kháng AC (trái) và cuộn kháng DC (phải)

1.2.5.2 Sử dụng bộ lọc hài chủ động

 Bộ lọc LCL: có nhiệm vụ lọc sóng hài cao cho ngõ ra của nghịch lưu trước khi

được kết nối với lưới điện Chủ yếu được hình thành từ sự kết hợp song song giữa cáccuộn kháng và tụ điện được điều chỉnh để giảm THD của bộ chỉnh lưu

Bộ lọc chủ động song song đắt hơn đáng kể so với bộ lọc thụ động và chiếmnhiều không gian hơn

Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lý Bộ lọc chủ động song song

Bộ lọc chủ động song song có thể làm việc với nhiều biến tần Khi bộ lọc đạt đếngiới hạn, nó sẽ không bị quá tải Ngoài ra, nếu bộ lọc bị hỏng nó sẽ không dừng động

cơ mà chỉ không còn chức năng lọc dòng điện hài

1.2.5.3 Sử dụng bộ lọc sóng hài thụ động

Bộ lọc thụ động có kết cấu gồm nhiều loại đường dẫn song song có trở khángthấp đối với nhiều bậc hài khác nhau Dòng hài sẽ chảy qua các đường dẫn có trởkháng thấp này và làm áp hài tại điểm xét giảm đi

Bộ lọc thụ động có thể phân thành những loại sau:

Bộ lọc được điều chỉnh để cộng hưởng nối tiếp tại một tần số hài nhất định Qua

đó tạo ra một đường dẫn trở kháng thấp cho dòng hài đó Bộ lọc này được nối theokiểu rẽ nhánh với hệ thống điện Ngoài tác dụng hạn chế sóng hài thiết bị này còn cóthể cải thiện hệ số công suất

Một điểm cần chú ý với bộ lọc này đó là nó tạo ra một điểm cộng hưởng songsong tại tần số dưới tần số chỉnh Ta phải tránh để tần số cộng hưởng này trùng vớimột tần số điều hòa nào đó Bộ lọc thường được chỉnh để có tần số lọc nhỏ hơn mộtchút so với bậc hài cần lọc qua đó sẽ tạo ra một biên độ an toàn trong trường hợp mộtvài thông số thay đổi

Để tránh sự cố xảy ra với hiện tượng cộng hưởng này các bộ lọc phải được thiết

kế để lọc ngay từ bậc hài nhỏ nhất Thường các tụ điện hạ áp thường được nối tamgiác, do vậy ta có cấu trúc điển hình của một bộ lọc rẽ nhánh ở hạ áp như hình dướiđây:

Hình 1.11 Cấu trúc bộ lọc ở hạ áp (bên trái) và mạch thay thế tương đương (bên phải)

Bộ lọc thụ động chỉ nên được lắp đặt khi trở kháng ngắn mạch tại điểm lắp đặt cógiá trị không đổi Lý do là vì với bộ lọc này thì tần số điều chỉnh để lọc điều hòa làkhông đổi nhưng điểm cộng hưởng song song lại thay đổi tùy vào trở kháng của hệthống

Đây cũng là lý do để không sử dụng bộ lọc kiểu này với hệ có máy phát điện dựphòng Máy phát điện dự phòng có trở kháng cao hơn rất nhiều so với trở kháng lướiđiện dẫn đến điểm cộng hưởng song song lúc này có giá trị thấp hơn nhiều và nhưvậy sẽ dẫn đến việc khuếch đại các sóng hài

 Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp :

Bộ lọc này nối nối tiếp với tải Bộ lọc gồm điện dung và điện kháng nối songsong được điều chỉnh để có trở kháng cao với một tần số hài nhất định Trở kháng caonày ngăn dòng điều hòa có tần số bằng tần số chỉnh của bộ lọc

Tại tần số cơ bản bộ lọc có trở kháng thấp và như vậy cho phép dòng cơ bản điqua

Hình 1.12 Bộ lọc thụ động kiểu nối tiếp

Bộ lọc nối tiếp được sử dụng để ngăn một hài nhất định (ví dụ hài bậc 3)

và thường dùng trong mạch một pha vì khi đó không thể lợi dụng được đặc tính thứ

tự không

 Bộ lọc tụ C :

Nguyên lý hoạt động của bộ lọc:

Tại tần số cơ bản tụ Ca và Lm tạo ra cộng hưởng dẫn đến ngắn mạch điện trở R

Do vậy các tổn hao sinh ra do trở R được loại trừ

Tại tần số hài bậc cao, dung kháng Ca rất nhỏ trong khi cảm kháng Lm lớn, vàđiện kháng của nhánh Lm Ca gần bằng kháng của Lm Lúc này bộ lọc tụ C lại códạng giống như bộ lọc thông cao bậc hai Nói cách khác, đáp ứng tần của bộ lọc kiểu

tụ C và bộ lọc thông cao bậc hai là gần giống nhau ở đoạn tần số cao

Hình 1.14 Bộ lặp Tụ C và đáp ứng tần của trở kháng (đường nét liền)

Bộ lọc này có thể làm suy giảm một dải các bậc điều hòa sinh ra từ các bộ biếnđổi điện tử công suất, các lò hồ quang…

Không giống như bộ lọc tích cực, bộ lọc thụ động cần các thông số thiết bị nhàcủa nhà máy thật chính xác, các phụ tải được phân loại để xác định nguồn sinh rasóng hài, chu kỳ hoạt động tải, hệ số tải,… Và đo đếm bằng đo máy chuyên dụng đểphụ vụ thiết kế Việc thiết kế sau đó phải được kiểm tra tính đáp ứng trên những phầnmềm mô phỏng nhằm tinh chỉnh các thông số cần thiết trước khi chế tạo

1.2.6 Tiêu chuẩn về chất lượng sóng hài ở Việt Nam và nước ngoài

1.2.6.1 Tiêu chuẩn chất lượng sóng hài ở Việt Nam

Theo Thông tư 39 Sửa đổi Khoản 1, Khoản 2 và bổ sung Khoản 6 Điều 8 ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương ban hành tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện năng

ở Việt Nam như sau :

 Sóng hài điện áp:

Tổng biến dạng sóng hài điện áp là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hài điện

áp với giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản được tính theo công thức sau:

THD=√ ∑V i2

V12 100 %(1.1)

Trong đó:

- THD: Tổng biến dạng sóng hài điện áp;

- Vi: Giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i và N là bậc cao nhất củasóng hài cần đánh giá;

- V1: Giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản (tần số 50 Hz)

 Sóng hài dòng điện:

Tổng biến dạng sóng hài dòng điện là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của sóng hàidòng điện với giá trị hiệu dụng của dòng điện bậc cơ bản ở phụ tải/công suất phát cựcđại được tính theo công thức sau:

- TDD: Tổng biến dạng sóng hài dòng điện;

- Ii: Giá trị hiệu dụng của sóng hài dòng điện bậc i và N là bậc cao nhất củasóng hài cần đánh giá;

- IL: Giá trị hiệu dụng của dòng điện bậc cơ bản (tần số 50 Hz) ở phụ tải,công suất phát cực đại

Ở Việt Nam, tiêu chuẩn về sóng hài được đề cập như trên, tổng độ biến dạngsóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối trung và hạ áp không được vượt quá giới hạnnhư bảng dưới sau:

Bảng 1.5 Độ biến dạng sóng hài cho phép

Cấp điện áp Tổng độ biến dạng sónghài (%) Độ biến dạng riêng lẻ (%)

1.2.6.2 Tiêu chuẩn sóng hài quốc tế

 Tiêu chuẩn IEEE :

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) là tên viết tắt của các kỹ

sư điện, điện tử quốc tế Được thành lập năm 1963 từ sự hợp nhất của Hiệp hội Kỹ sưđiện Hoa kỳ (1884) và Hiệp hội Kỹ sư Vô tuyến điện (1912), IEEE đã dần phát triểnthành một tổ chức quốc tế, tập hợp được các nhà khoa học, các nhà giáo dục, cácchuyên gia đầu ngành, các kỹ sư trong nhiều ngành nghề

Theo đó, Tiêu chuẩn IEEE Std 519-1992 về giới hạn sóng hài về điện áp và

dòng điện được quy định như sau:

Theo IEEE 519, méo điện áp hài trên hệ thống điện 69kV trở xuống được giởihạn ở mức 5% tổng méo hài (TDH) với mỗi sóng hài riêng lẻ được giới hạn ở mức3%

Bảng 1.6 Giới hạn điện áp hài IEEE Std 519-1992

Điện áp Điện áp riêng lẻ(%) Tổng biến dạng sóng hàiTDH (%)

 Tiêu chuẩn sóng hài quốc tế ( Tiêu chuẩn IEC 61000-3-6 )

IEC (International Electrotechical Commission) – Tiêu chuẩn IEC tiếng việt cónghĩa là Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc Tế Là một tổ chức phi lợi nhuận chuyên xâydựng và ban hành các tiêu chuẩn quốc tế cho kỹ thuật điện Được thành lập năm

1906, ban đầu trụ sở Ủy Ban Kỹ Thuật Điện Quốc Tế được đặt ở Luân Đôn Đến năm

1948 được dời sáng Geneve-Thụy Sĩ

Trong đó bảng giá trị giới hạn mức điện áp hào tính bằng % điện áp như sau:

Bảng 1.7 Tiêu chuẩn biến dạng sóng hài riêng lẻ theo tiêu chuẩn IEC 61000-3-6

% Thứ tự

sóng hài

Điện áp sónghài

% Thứ tự

sónghài

Điện áp sóng hài

%

MV EHVHV- MV EHVHV- MV EHV

1.2.7 Nguồn điện phân tán

1.2.7.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán

Nguồn phân tán DG là nguồn phát có công suất nhỏ (<30MW), được lắp đặt gầnnơi tiêu thụ điện năng nên loại trừ được những chi phí truyền tải và phân phối khôngcần thiết Hơn nữa, nó có thể làm giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, tăng cườngtính 6 linh hoạt của nguồn điện và độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất và cải thiệnđiều kiện điện áp đường dây phân phối

1.2.7.2 Phân loại nguồn điện phân tán

- Nhà máy năng lượng mặt trời

- Nhà máy phong điện

- Nhà máy thuỷ điện nhỏ

- Một số nguồn phân tán khác

1.2.7.3 Những ảnh hưởng khi tích hợp các nguồn phân tán vào hệ thống điện

Ngoài những lợi ích mà DG đem lại như đã đề cập như trên, 2 khi kết nối DGvào lưới điện còn phải tuân thủ các tiêu chuẩn kết nối và ràng buộc về mặt kỹ thuật

và kinh tế Tùy thuộc vào cấu trúc của lưới điện mà những tiêu chuẩn cũng khác nhau

và kéo theo ảnh hưởng của DG tới lưới cũng khác nhau

 Tổn thất công suất trên lưới

Trong thực tế thì vị trí của DG được xác định để cho khi đó tổn thất trên lưới lànhỏ hơn trước khi có DG Việc xác định tối ưu vị trí đặt và công suất DG, có xét đếnđiều kiện vận hành khác nhau của lưới điện, sẽ đem lại kết quả tốt hơn cho bài toángiảm thiểu tổn thất công suất trên lưới

Khi phụ tải tăng cao thì DG gần phụ tải đó sẽ cung cấp công suất bù vào lượngtăng thêm đó, do đó giảm được lượng công suất từ nguồn hệ thống tới phụ tải Mặtkhác, khi phụ tải giảm thấp thì DG lại có tác dụng cung cấp điện cho lưới điện Mức

độ ảnh hưởng của DG phụ thuộc vào công suất phát của chúng và nhu cầu tăng thêmcủa phụ tải

 Các vấn đề về điện áp

DG ảnh hưởng tới tổn thất điện áp trên các lộ đường dây, làm thay đổi đặc tínhđiện áp DG ảnh hưởng tới việc giảm tổn thất điện áp cũng giống như các giàn tụ bùđặt cùng vị trí Điểm khác biệt là DG ảnh hưởng tới cả dòng công suất tác dụng vàphản kháng trong khi các giàn tụ bù chỉ ảnh hưởng tới dòng công suất phản kháng

 Sự dao động điện áp

Sự dao động điện áp là sự thay đổi có tính hệ thống về biên độ và hình dáng củasóng điện áp hoặc một chuỗi các thay đổi ngẫu nhiên về điện áp, biên độ điện ápthường không vượt quá giới hạn quy định là từ 0.9pu đến 1.1pu Sự biến đổi côngsuất phát của một số máy phát DG như tuabin gió và pin mặt trời đều có tính ngẫunhiên … có thể gây ra sự dao động điện áp Điều này có thể gây ra sự không ổn địnhđiện áp khi cung cấp cho người tiêu dùng

 Ảnh hưởng do gây ra sóng hài

Do đa số các DG sử dụng bộ biến đổi DC/AC nên các sóng hài bậc cao được sinh

ra bởi bộ biến đổi sẽ được đưa vào lưới điện Các sóng hài này làm méo dạng sóng cơ

bản của điện áp và dòng điện, làm tăng tổn thất trong các thiết bị điện từ trên lưới vàtăng tổn thất trong lưới điện.

Giá trị biên độ sóng hài bậc h của điện áp (Uh) có thể được đánh giá thông quagiá trị tương đối so với giá trị sóng điện áp bậc 1(Un):

 Ảnh hưởng đến dòng ngắn mạch và làm việc của thiết bị bảo vệ

Vấn đề về bảo vệ là vấn đề cần đặc biệt quan tâm khi kết nối DG vào lưới điện.Khi kết nối DG vào lưới điện, trong chế độ sự cố, DG có thể làm giảm bớt mức độsuy giảm điện áp, tuy nhiên cũng ảnh hưởng tới sự phân bố dòng sự cố với mức độphức tạp tăng lên

Cấu trúc truyền thống của LĐTA là các sơ đồ lưới hình tia hoặc mạch vòng kínvận hành hở Như vậy, trong chế độ làm việc bình thường cũng như trong chế độ sự

cố, dòng điện chạy theo một chiều duy nhất từ nguồn tới phụ tải Nếu như có sự cốxảy ra gần với phụ tải thì thiết bị bảo vệ phụ tải gần nhất về phía nguồn sẽ tác động,nếu không thì bảo vệ cấp trên sẽ tác động để cô lập phần lưới bị sự cố hoặc loại trừ sự

cố Do các DG được đấu nối song song với lưới nên làm giảm tổng trở sự cố của lướidẫn đến tăng dòng sự cố Chính vì vậy, khi kết nối DG vào LĐTA thì nhất thiết phảiđảm bảo được tính chọn lọc và đảm bảo mức độ sự cố phải thấp hơn giá trị thiết kếban đầu của lưới dưới các điều kiện bất lợi nhất

1.3 Tìm hiểu về nguồn Năng lượng tái tạo

1.3.1 Khái niệm

Năng lượng tái tạo hay (năng lượng sạch hoàn toàn) trái ngược với nhiên liệu hóathạch Chúng được tạo ra từ các nguồn hình thành liên tục, có thể coi là vô hạn nhưgió, mưa, ánh sáng mặt trời, sóng biển, thủy triều…

Vô hạn có hai nghĩa:

- Hoặc là năng lượng tồn tại nhiều đến mức mà không thể trở thành cạn kiệt

vì sự sử dụng của con người (ví dụ như năng lượng Mặt Trời)

- Hoặc là năng lượng tự tái tạo trong thời gian ngắn và liên tục (ví dụnhư năng lượng sinh khối) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thờigian dài trên Trái Đất

Tuy còn khá mới nhưng đây lại là nguồn năng lượng mang đến những chuyểnbiến tích cực trong tương lai Năng lượng sạch hoàn toàn đang nhanh chóng lan rộng

ở cả quy mô lớn và nhỏ, dần thay thế cho các nguồn nhiên liệu truyền thống

1.3.2 Thực trạng sử dụng năng lượng hiện nay

Trong những năm gần đây, mối quan tâm về nguồn Năng lượng tái tạo trên toàncầu ngày càng tăng lên khi nhu cầu về nguồn phát điện để cung cấp cho công nghiệphóa- hiện đại hóa ngày một gia tăng Những nguồn năng lượng tái tạo như: điện gió,điện mặt trời, thủy điện nhỏ, điện sinh khối…đang được chú ý quan tâm hơn cả

Các nguồn năng lượng mới sẽ khắc phục được tối đa những tác hại của nănglượng truyền thống Chúng sạch hơn, dễ tìm kiếm và dễ khai thác hơn, hơn cả làchúng vô tận, không hạn chế về mặt không gian và thời gian

1.3.3 Thực tiễn vai trò của nguồn Năng lượng tái tạo tại Việt Nam

Việt Nam nằm ở vị trí địa lý đặc thù nhiệt đới gió mùa, quanh năm chịu sự tácđộng của sự thay đổi thời tiết Nhưng đi đôi với đó, chúng ta lại có tiềm năng nguồnNăng lượng tái tạo( Mặt trời, thủy điện nhỏ, gió , sinh khối) dồi dào bởi thời tiết 4mùa rõ rệt, hệ thống mạng lưới sông ngòi, thời tiết mùa nắng nóng,…đảm bảo cungcấp năng lượng, góp phần phát triển đất nước

1.3.3.1 Năng lượng mặt trời

Kỹ thuật điện mặt trời đơn giản là cách chuyển quang năng thành điện năngtrực tiếp nhờ các tấm pin mặt trời ghép lại với nhau thành mô đun hay panel