Đánh giá chất lượng điện áp của lưới điện truyền tải khi có kết nối nguồn điện tái tạo bằng phần mềm digsilent

Đồ án này bao gồm những nội dung chính sau:  Chương 1: Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng, sự ổn định điện áp và ảnh hưởngcủa nguồn điện phân tán trên lưới điện truyền tải  Chương 2: Tìm h

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn : TS Nguyễn Hồng Việt Phương

Nhóm sinh viên : Lưu Văn Trung 1811505120250 18D2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

Người hướng dẫn : TS Nguyễn Hồng Việt Phương

Nhóm sinh viên : Lưu Văn Trung 1811505120250 18D2

Trần Tấn Vương 1811505120259 18D2

Đà Nẵng, 06/2022

Tên đề tài: Đánh giá chất lượng điện áp của lưới điện truyền tải khi có kết nối

nguồn điện tái tạo bằng phần mềm Digsilent

Trần Tấn Vương MSV:1811505120259 Lớp:18D2

Theo tình hình phát triển của đất nước cũng như trên toàn thế giới, cùng với sự biếnđổi khí hậu toàn cầu thì việc sử dụng các dạng năng lượng sạch đang là mối quan tâmhàng 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 nối nguồn tái tạobằng phần mềm DIGSILENT để đánh giá ảnh hưởng chất lượng điện áp đối với lướiđiện hiện nay

Đồ án này bao gồm những nội dung chính sau:

 Chương 1: Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng, sự ổn định điện áp và ảnh hưởngcủa nguồn điện phân tán trên lưới điện truyền tải

 Chương 2: Tìm hiểu phần mềm DigSilent, mô phỏng lưới điện truyền tải cókết nối với nguồn điện phân tán

 Chương 3: Kết quả mô phỏng, đánh giá sự ảnh hưởng của điện áp trên lướiđiện truyền tải

 Chương 4: Kết luận

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Hồng Việt Phương

Họ và tên sinh viên: Lưu Văn Trung MSV: 1811505120250 Lớp:18D2

Trần Tấn Vương MSV: 1811505120259 Lớp:18D2

1 Tên đề tài

- Đánh giá chất lượng điện áp của lưới điện truyền tải khi có kết nối nguồn điện tái

tạo bằng phần mềm Digsilent

2 Các số liệu tài liệu ban đầu:

- Sử dụng phần mềm và thông số của lưới điện thực tế tại Ninh Thuận – Bình Thuận

3 Nội dung chính của đồ án:

- Chương 1: Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng điện, sự ổn định điện áp và ảnh hưởngcủa nguồn điện phân tán trên lưới điện truyền tải

- Chương 2: Tìm hiểu phần mềm DigSilent V15.7

- Chương 3: Kết quả mô phỏng, đánh giá sự ảnh hưởng của điện áp trên lưới điệntruyền tải

Kính thưa các thầy cô giáo!

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy, cô trong Khoa Điện;các thầy, cô trong Ban giám hiệu; các Phòng, Ban Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật

và Đại Học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng đã nhiệt tình giảng dạy, chỉ dẫn và tạo mọiđiều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp Đặc biệt em xingửi lời tri ân và biết ơn sâu sắc đến Thầy Tiến sĩ Nguyễn Hồng Việt Phương đã tậntình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốtnghiệp Trong thời gian được thầy hướng dẫn, em không ngừng tiếp thu thêm nhiềukiến thức bổ ích mà còn học được tinh thần làm việc cũng như thái độ nghiên cứu đềtài nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều cần thiết cho em trong quá trình học tập vàcông 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 Dokhả năng bản thân còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót trong quátrình thực hiện nghiên cứu kính mong sự đóng góp ý kiến quý báu của Thầy Cô để đềtài của em được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Em xin cam đoan trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ thực hiện nghiêm túc cácquy 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 thếcho bản thân

Chủ động tìm hiểu và tránh các hành vi vi phạm liêm chính học thuật, chủ độngtìm 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 rõ nguồngốc rõ ràng và được phép công bố

Sinh viên thực hiện Sinh viên thực hiện

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆ

LỜI NÓI ĐẦU i CAM ĐOAN ii MỤC LỤC

iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT x

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: .Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng, sự ổn định điện áp và ảnhhưởng của nguồn điện phân tán trên lưới điện truyền tải 31.1. Tìm hiểu tiêu chuẩn chất lượng điện trong nước và nước ngoài3

1.1.1. Các tiêu chuẩn chất lượng điện ở trong nước3

1.1.2. Các tiêu chuẩn chất lượng điện ở nước ngoài4

1.2. Hiện tượng ngắn mạch và sự ổn định điện áp của lưới truyền tải điện.6

1.2.1. Hiện tượng ngắn mạch6

1.2.2. Giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch7

1.6.2. Các lợi ích của nguồn điện phân tán27

Chương 2:.Tìm hiểu phần mềm DigSilent, mô hình lưới điện truyền tải

có kết nối với nguồn điện phân tán 29

2.1.5. Các phương pháp tính toán và biểu tượng mạng lưới33

2.1.6. Phương pháp tính dòng tải33

2.1.7. Phương pháp tính toán dòng tải DC34

2.2. Các thành phần trong mô hình lưới điện phân tích34

2.2.1. Vị trí và công suất các nhà máy năng lượng mặt trời34

2.2.2. PV Modules36

2.2.3. Các thanh cái36

2.2.4. Các máy biến áp37

Chương 3: Kết quả mô phỏng, đánh giá sự ảnh hưởng của điện áptrên lưới điện truyền tải 39

3.1. Giới thiệu về độ mô phỏng và EMT39

3.2.1. Mô phỏng RMS cân bằng40

3.2.2. Mô phỏng RMS 3 pha42

3.3. Thiết lập mô phỏng42

3.3.1. Edit result variables (thiết lập tập hợp các biến)42

3.3.2. Edit simulation event (thiết lập sự kiện mô phỏng)43

3.3.3. Calculate initial conditions (thiết lập tính toán các điều kiện ban đầu)43

3.3.4. Start simulation (thiết lập chạy mô phỏng)44

3.4. Mô-đun quét điện áp (Voltage scan Mô-đun)45

3.5. Bắt đầu mô phỏng45

3.5.1. Mô phỏng ngắn mạch cùng thời điểm (0,3s - 0,6s) nhưng khác vị trí46

3.5.2. Mô phỏng ngắn mạch khác thời điểm nhưng cùng vị trí56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

Danh sách các bảng

Chương

Bảng 1 1 Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố 4

Bảng 1 2: Hệ thống xoay chiều có điện áp định mức từ 100V/1000V và các thiết bị lên quan 4

Bảng 1 3: Hệ thống xoay chiều 3 pha có điện áp định mức từ 1/35kV và các thiết bị liên quan 5

Bảng 1 4: Hệ thống xoay chiều 3 pha có điện áp định mức từ 35/230kV và các thiết bị liên quan: 6

Bảng 1 5: Các loại nguồn phân tán thông dụng 26

Chương Bảng 2 1: Bảng công suất các nhà máy năng lượng mặt trời 35

Bảng 2 2: Thông số các thanh cái đấu nối với nhà máy NLMT 37

Bảng 2 3: Thông số máy biến áp 37

Chương Bảng 3 1: Trước khi xảy ra ngắn mạch tại Hồng Phong (0,3s-0,6s) 47

Bảng 3 2: Trong khi xảy ra ngắn mạch tại Hồng Phong (0,3s-0,6s) 48

Bảng 3 3: Sau khi xảy ra ngắn mạch tại Hồng Phong (0,3s-0,6s) 49

Bảng 3 4: Trước khi xảy ra ngắn mạch tại C22 Phan Thiết (0,3s-0,6s) 50

Bảng 3 5: Trong khi xảy ra ngắn mạch tại C22 Phan Thiết (0,3s-0,6s) 51

Bảng 3 6: Sau khi xảy ra ngắn mạch tại C22 Phan Thiết (0,3s-0,6s) 52

Bảng 3 7: Trước khi xảy ra ngắn mạch tại thanh cái C22 Hàm Tân (0,3s-0,6s) 53

Bảng 3 9: Sau khi xảy ra ngắn mạch tại TC C22 Hàm Tân (0,3s-0,6s) 55

Bảng 3 10: Trước khi xảy ra NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,1s-0,4s) 56

Bảng 3 11: Trong khi xảy ra NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,1s-0,4s) 57

Bảng 3 12: Sau khi xảy ra NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,1s-0,4s) 58

Bảng 3 13: Trước khi xảy ra NM TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,5s-0,8s) 60

Bảng 3 14: Trong khi xảy ra NM TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,5s-0,8s) 60

Bảng 3 15: Sau khi xảy ra NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,5s-0,8s) 61

Bảng 3 16: Trước khi xảy ra ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,1s-0,4s) 63

Bảng 3 17: Trong khi xảy ra ngắn mạch mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,1s-0,4s) 63

Bảng 3 18: Sau khi xảy ra ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,1s-0,4s) 64

Bảng 3 19: Trước khi xảy ra ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,5s-0,8s) 65

Bảng 3 20: Trong khi xảy ra ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,5s-0,8s) 65

Bảng 3 21:Say khi xảy ra ngắn mạch mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,5s-0,8s) 66

Danh sách các hình Chương Hình 1 1: Sơ đồ thay thế 1 pha 8

Hình 1 2: Biện pháp ngăn chặn sự sụp đổ điện áp 10

Hình 1 3: Hình Bản đồ bức xạ mặt trời 11

Hình 1 4: Hình sơ đồ nguyên lý hệ thống độc lập lưới điện 12

Hình 1 5: Hình mô hình và nguyên lý hoạt động điện mặt trời nối với lưới điện 14

Hình 1 6: Hình sơ đồ nguyên lý hệ thống nối với lưới điện và dự phòng 16

Hình 1 7: Hình mắc nối tiếp các Panel 18

Hình 1 8: Hình mắc song song các Panel 18

Hình 1 9: Hình acquy tích trữ điện dùng trong năng lượng mặt trời 19

Hình 1 11: Hình bộ biến tần năng lượng mặt trời 20

Hình 1 12: Nhà máy năng lượng gió 21

Hình 1 13: Cấu tạo Tua-bin gió trục ngang 22

Hình 1 14: Cửa xả nhà máy thủy điện Đa Mi 23

Hình 1 15: Nguyên lý hoạt động của thủy điện 24

Hình 1 16: Cấu tạo nguồn điện phân tán 27

Hình 1 17: Sơ đồ tổng quát trong kết nối DG của lưới điện trung áp 27

Chương 2Y Hình 2 1: Giới thiệu giao diện phần mềm PowerFactory 31

Hình 2 2: Thanh công cụ chính phần mềm PowerFactory 31

Hình 2 3: Sơ đồ nhất thứ TTD tại Bình Thuận 34

Hình 2 4: Hình vị trí và công suất nhà máy điện mặt trời Hồng Phong 1A 35

Hình 2 5: Nhà máy điện mặt trời trong sơ đồ nhất thứ tại Bình Thuận 35

Hình 2 6: Thông số mỗi tấm pin năng lượng mặt trời 36

Hình 2 7: Thanh cái nối với NMNL mặt trời 37

Chương Hình 3 1: Mô phỏng RMS về điện áp 41

Hình 3 2: Giao diện thiết lập tập hợp các biến 42

Hình 3 3: Ví dụ về danh sách các tập biến 43

Hình 3 4: Tập hợp các sự kiện 43

Hình 3 5: Thiết lập tính toán các điều kiện ban đầu 44

Hình 3 6: Hộp thoại tính toán về chất lượng điện áp trong phần mềm Digsilent 44

Hình 3 7: Hộp thoại bắt đầu chạy mô phỏng 44

Hình 3 8: Biểu đồ mô phỏng 45

Hình 3 9: Mô phỏng ngắn mạch tại 3 vị trí 46

Hình 3 11: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại thanh cái ĐMT Hồng Phong (0,3s-0,6s) 47

Hình 3 12: Sơ đồ mô phỏng ngắn mạch tại thanh cái ĐMT Hồng Phong (0,3s-0,6s) 47 Hình 3 13: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại thanh cái C22 Phan Thiết (0,3s-0,6s) 50

Hình 3 14: Sơ đồ mô phỏng ngắn mạch tại thanh cái C22 Phan Thiết (0,3s-0,6s) 50

Hình 3 15: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại TC C22 Hàm Tân (0,3s-0,6s) 53

Hình 3 16: Sơ đồ mô phỏng ngắn mạch tại TC C22 Hàm Tân (0,3s-0,6s) 53

Hình 3 17: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại TC 220kV Hồng Phong (0,1s-0,4s) 56

Hình 3 18: Sơ đồ mô phỏng NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,1s-0,4s) 56

Hình 3 19: Sơ đồ 1 sợi NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,5s-0,8s) 59

Hình 3 20: Sơ đồ mô phỏng NM tại TC 220kV ĐMT Hồng Phong (0,5s-0,8s) 59

Hình 3 21: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,1s-0,4s) 62

Hình 3 22: Sơ đồ mô phỏng ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,1s-0,4s) 62

Hình 3 23: Sơ đồ 1 sợi ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,5s-0,8s) 64

Hình 3 24: Sơ đồ mô phỏng ngắn mạch tại TC C22 Phan Thiết (0,5s-0,8s) 65

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

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 phỏng dựatrên phần mềm Digsilent được so sánh, đánh giá để cho thấy sự ảnh hưởng của điện ápđến lưới điện truyền tải

Cơ cấu công suất nguồn điện đến năm 2020

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 điện áp 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 điện

áp trên lưới điện truyền tải khi có kết nối với nguồn điện tái tạo

D Kết quả nghiên cứu

Đánh giá được ảnh hưởng chất lượng điện áp của lưới điện truyền tải khi kết nối vớinguồn điện tái tạo

Chương 1: TÌM HIỂU TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG, SỰ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP

VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TRÊN LƯỚI ĐIỆN

TRUYỀN TẢI

1.1.1 Các tiêu chuẩn chất lượng điện ở trong nước

Theo QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ KỸ THUẬT ĐIỆN (QCVN:

+ Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ±5%

+ Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là +10% và -5%

- Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn định sau sự

cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện bịảnh hưởng trực tiếp bởi sự cố trong khoảng +5% và –10% so với điện áp danh định;

- Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự cố,cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ±10% so với điện áp danh định

- Trường hợp Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có yêu cầu chất lượng điện

áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2 Điều này, Khách hàng sử dụng lưới điện phânphối có thể thỏa thuận với Đơn vị phân phối điện hoặc Đơn vị phân phối và bán lẻđiện

Điều 9: Yêu cầu về dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố trong vận hành

hệ thống điện phân phối của Việt Nam

- Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố của bảo vệchính được quy định trong Bảng 3 như sau:

Bảng 1 1 Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ sự cố

Dòng ngắnmạch lớn nhất(kA)

Thời gian tối

đa loại trừ sự

cố của bảo vệchính (ms)

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

Áp dụng tới ngày31/12/2017

Áp dụng từ ngày01/01/2018

- Đối với lưới điện trung áp cấp cho khu đô thị có mật độ dân cư đông và đường dây

có nhiều phân đoạn, khó phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị đóng cắt trên lưới điện, chophép thời gian loại trừ sự cố của bảo vệ chính tại một số vị trí đóng cắt lớn hơn giá trịquy định tại Khoản 1 Điều này nhưng phải nhỏ hơn 01 giây (s) và phải đảm bảo antoàn cho thiết bị và lưới điện

1.1.2 Các tiêu chuẩn chất lượng điện ở nước ngoài

Theo tiêu chuẩn điện áp quốc tế IEC 60038: 2009 + AMD1: 2021 quy định các giá

trị điện áp tiêu chuẩn được dùng làm giá trị ưu tiên cho điện áp định mức của hệ thốngcung cấp điện và làm giá trị tham chiếu cho thiết bị và thiết kế hệ thống

Các cấp điện áp định mức trong hệ thống điện xoay chiều bao gồm:245kV, 230kV,35kV, 1kV, 100V

Tiêu chuẩn này áp dụng cho: mạng điện một chiều và xoay chiều (tần số 50 Hz hoặc60Hz), các nguồn điện nối vào mạng điện và các thiết bị nhận năng lượng điện

Khi mạng điện đặc biệt nối với mạng điện thông dụng thì cần có điện áp định mứcphù hợp với một cấp điện áp quy định trong tiêu chuẩn này

Bảng 1 2: Hệ thống xoay chiều có điện áp định mức từ 100V/1000V

và các thiết bị lên quan

Hệ thống 3 pha 4 dây hoặc 3 dây Hệ thống ba dây 1 phaĐiện áp định mức(V) Điện áp định mức(V)

-230/400

-400/690

1000

-120/208240277/480480347/600600

120/240 -

- Điện áp định mức của các hệ thống 220/380V và 240/415V hiện có sẽ phát triểntheo giá trị khuyến nghị là 230/400 V

- Các cơ quan cung cấp điện của các quốc gia có hệ thống 220/380V nên đưa điện

áp trong phạm vi 230/400 +6%, -10%

- Các quốc gia có hệ thống 240/415 phải đưa điện áp trong pham vi 230/400V+10%, -6%

Bảng 1 3: Hệ thống xoay chiều 3 pha có điện áp định mức từ 1/35kV

và các thiết bị liên quan

Điện áp địnhmức (kV)3,61)

333)

-

-31)

61)

10 -(15)20 -

353)

4,41)

-13,22)

-13,972)

14,521)

-26,42)

36,52)

-4,161)

-12,472)

-13,22)

13,81)

-24,942)

34,52)

Hệ thống này thường là hệ thống điện xoay chiều 3 pha 3 dây

- Hệ thống thuộc loại 1: Điện áp cao nhất và điện áp thấp nhất không chênh lệchnhiều hơn khoảng ± 10% so với điện áp định mức của hệ thống

- Hệ thống thuộc loại 2: Điện áp cao nhất không chênh lệch nhiều hơn +5% và điện

áp thấp nhất không chênh lệch hơn -10% so với điện áp của hệ thống

Chú thích:

1) Các giá trị này không nên được sử dụng cho các hệ thống phân phối công cộng

2) Các giá trị này là hệ thống 3 pha 4 dây

3) Việc thống nhất các giá trị này đang được xem xét

Bảng 1 4: Hệ thống xoay chiều 3 pha có điện áp định mức từ 35/230kV

và các thiết bị liên quan:

Điện áp cao nhất cho thiết bị (kV) Điện áp định mức(kV)

(45)66110132(150)220

69115138-230

-+ Các giá trị trong ngoặc đơn được coi là các giá trị không được ưu tiên, các giá trịnày không nên sử dụng cho các hệ thống mới trong tương lai

1.1.1 Hiện tượng ngắn mạch

Khái niệm

Ngắn mạch là một loại sự cố xảy ra trong hệ thống điện do sự va chạm giữa các phavới nhau, hoặc giữa pha với đất, hoặc với dây trung tính… Khi sự cố ngắn mạch xảy rathì dòng điện sẽ tăng rất lớn, và điện áp bị giảm mạnh

Nguyên nhân gây ra ngắn mạch có thể là: Do hư hỏng các chất cách điện của cácphần tử dẫn điện trong các thiết bị điện khác nhau, có thể do sự bảo dưỡng của cácthiết bị không đúng theo quy trình hoặc hư hỏng cơ khí …

Hậu quả của ngắn mạch

Phát nóng cục bộ rất nhanh, nhiệt độ cao, gây cháy nổ

Gây sụt áp lưới điện, ảnh hưởng đến năng suất làm việc của máy móc thiết bị Gây ra mất ổn định hệ thống điện do các máy phát bị mất cân bằng công suất, quaytheo những vận tốc khác nhau

→ Mục đích tính toán ngắn mạch: Lựa chọn các trang thiết bị điện phù hợp, chịu đượcdòng điện trong thời gian tồn tại ngắn mạch Tính toán hiệu chỉnh bảo vệ rơle, lựa chọn

sơ đồ thích hợp làm giảm dòng ngắn mạch và lựa chọn thiết bị hạn chế dòng ngắnmạch

1.2.1 Giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch

Giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch đối với lưới điện truyền tải

Đối với hệ thống điện truyền tải, các giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch có thể kểđến như sau:

- Thay đổi sơ đồ phương thức lưới điện (sơ đồ kết dây lưới điện) để làm thay đổitổng trở (như tách các mạch vòng tách thanh cái các TBA 500kV, 220kV)

- Lắp đặt kháng điện cho các nguồn điện, các TBA 500kV, 220kV

- Đối với lưới điện có trung tính nối đất, sử dụng giải pháp nối đất qua tổng trở:Đối với giải pháp thay đổi sơ đồ phương thức vận hành lưới điện, trong những nămqua các Trung tâm điều độ hệ thống điện (A0, Ax) đã thực hiện Tuy nhiên, do lướiđiện phát triển quá nhanh nên giải pháp này chưa phát huy hiệu quả

Giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch lưới điện phân phối:

Giải pháp nối đất qua tổng trở: Về nguyên lý, việc nối đất trung tính qua tổng trởlàm thay đổi tổng trở thứ không của hệ thống điện khi ngắn mạch Nên giải pháp nàybộc lộ một số khuyết điểm như sau:

- Chỉ hiệu quả đối với ngắn mạch 1 pha chạm đất

- Chỉ phù hợp với phụ tải 3 pha đối xứng Đối với phụ tải phi đối xứng sẽ có dòngđiện liên tục chạy qua tổng trở nối đất gây tổn thất điện năng thiết bị này

→ Vì vậy giải pháp này chỉ phù hợp với lưới điện có dòng I0 tương đối thấp

Giải pháp sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch: Một giải pháp hạn chế dòngngắn mạch khác được các nhà sản xuất thiết bị lớn như ABB, Schneider, G&W đềxuất được các các nhà sản xuất lần lượt gọi là Is Limiter, CLiP hay FCL (sau đâythống nhất gọi là FCL) với nguyên lý hoạt động như sau: Ở dòng điện làm việc bìnhthường, thiết bị ở trạng thái đóng Khi xảy ra ngắn mạch (dòng điện lớn), thiết bị dạngcầu chì (FUSE) sẽ cắt trong vòng ½ chu kỳ Tùy theo mục đích sử dụng, có thể phốihợp thiết bị này với một tổng trở cao để làm thay đổi tổng trở hệ thống (Tổng trở thứ

tự thuận và thứ tự nghịch) khi ngắn mạch

1.2.2 Sự ổn định điện áp của lưới truyền tải điện

Khái niệm ổn định điện áp

Ổn định điện áp liên quan đến sự ổn định của tải (load stability)

Theo định nghĩa của Hội nghị quốc tế về hệ thống điện cao thế (CIGRE): Ổn địnhđiện áp là khả năng một hệ thống điện vẫn còn duy trì được mô đun điện áp của cácnút trong một khoảng giới hạn cho phép sau khi trải qua các kích động

Một tải nối với hệ thống điện thông qua một đường dây đơn, liên quan trực tiếp đến

ổn định điện áp

Thông thường bắt đầu từ một vùng tải, sau đó lan rộng ra, có thể dẫn đến mất điệntrên diện rộng

Cơ chế xảy ra mất ổn định điện áp

Một phần của HTĐ đang mang tải nặng, điện áp giảm thấp, và tiếp theo đó là một

số đường dây/MPĐ bị cắt ra:

- Điện áp bị suy giảm

- Các phụ tải “nhạy” với sự thay đổi điện áp sẽ giảm giá trị, và HTĐ được ổn địnhtrở lại

- Nếu các đường dây bị mất ra do ngắn mạch, sẽ làm cho các Động cơ điện giảm tốc

độ và cần nhiều công suất phản kháng, và có thể dẫn đến hiện tượng tự dừng

Các thiết bị tự động điều chỉnh điện áp sẽ cố gắng khôi phục lại giá trị phụ tải ở giátrị điện áp bình thường

Việc khôi phục lại phụ tải lại càng làm cho HTĐ bị quá tải hơn, và dẫn đến điện ápmất ổn định và sụp đổ

→Tóm lại: ổn định điện áp liên hệ chặt chẽ với sự ổn định của tải, hay là sự cânbằng giữa tải và khả năng dự trữ công suất phản kháng của nguồn

Ổn định điện áp trong hệ thống điện đơn giản

Xét HTĐ đơn giản có sơ đồ thay thế 1 pha như hình vẽ:

Hình 1 1: Sơ đồ thay thế 1 pha

´S12 P12 jQ12

Trong đó: ´Z tổng trở đường dây ().

R điện trở đường dây ().

X điện kháng đường dây ()

S công suất biểu kiến (MVA)

P công suất tác dụng (MW)

Q công suất phản kháng (MVAr)

Công suất tác dụng P phụ thuộc góc công suất và, công suất tác dụng chạy từ nơigóc lớn về nơi góc nhỏ

Công suất phản kháng Q phụ thuộc vào mô đun điện áp và chạy từ nơi có điện ápcao về nơi có điện áp thấp

Giảm Q sẽ giảm tổn thất ∆P và tổn thất ∆Q:

- Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: ∆ P=I2R

- Tổn thất công suất phản kháng trên đường dây: ∆ Q=I2X

Giữ U cao sẽ giảm tổn thất, nâng cao ổn định điện áp

Phải giảm công suất phản kháng trên đường dây truyền tải vì:

- Cho dù đường dây không tổn thất (R=0) thì vẫn có tổn thất Q=> rất khó để truyềntải Q đi xa

- Giảm Q truyền tải trên đường dây sẽ giảm tổn thất P

- Giảm Q truyền tải trên đường dây cũng giảm tổn thấtQ (tiết kiệm chi phí đầu tư)

- Vấn đề ổn định điện áp

- Gây ra quá điện áp tạm thời khi mà mất tải đột ngột

Các biện pháp nâng cao sự ổn định điện áp

Nguyên nhân chủ yếu là thiếu hụt công suất phản kháng thì phải bù công suất phảnkháng:

- Lắp đặt tụ điện tại phía lưới phân phối để giảm Q trên đường dây truyền tải

- Tăng khả năng điều khiển công suất phản kháng dự trữ từ các MPĐ

- Các tụ đóng cắt được, FACTS (SVC, Statcom )

Khóa hoặc thay đổi chiều điều khiển ULTC

Sa thải phụ tải

Hình 1 2: Biện pháp ngăn chặn sự sụp đổ điện áp

1.3 Tổng quan về điện mặt trời

1.1.1 Giới thiệu về năng lượng mặt trời

Hình 1 3: Hình Bản đồ bức xạ mặt trờiĐiện năng lượng mặt trời là ý tưởng tuyệt vời Lấy năng lượng từ mặt trời vàchuyển thành điện năng cung cấp cho các trang thiết bị là mong ước của chúng ta, sẽkhông còn hóa đơn tiền điện, không còn phụ thuộc vào công ty điện lực và bạn sẽ cónguồn năng lượng tái tạo, xanh sạch và bảo vệ môi trường Tạo ra năng lượng mặt trờinhờ vào ánh sáng mặt trời chiếu vào các panel pin mặt trời tạo ra nguồn điện 1 chiều

DC qua các bộ biến tần chỉnh thành các nguồn điện xoay chiều AC cung cấp cho cácthiết bị điện.

Panel mặt trời tạo ra điện là do hiệu ứng quang điện giữa 2 lớp bán dẫn, 1 lớp thiếuelectron Khi các electron này bị các photon kích thích làm cho chúng chuyển từ lớpbán dẫn này sang bán dẫn kia, nên tạo ra điện tích Các panel này thường là Si đượccắt thành các tấm mỏng xếp kết hợp vừa song song và nối tiếp Nối tiếp thì tăng hiệusuất của pin, mắc song song thì tăng áp cung cấp cho phụ tải

Nguồn năng lượng mặt trời ngày nay thường được ứng dụng ích vì giá thành vẫncòn cao Nên được chỉ ứng dụng ở những nơi chưa có điện lưới kéo tới hoặc cung cấpcho 1 vài phòng, hay ứng dụng làm bình nước nóng, thiết bị bán hàng tự động

1.3.1 Cấu hình hệ thống điện mặt trời

a) Hệ thống độc lập/ngoài lưới điện

Trạm điện mặt trời độc lập là kiểu hệ thống điện mặt trời thông dụng nhất trên phạm

vi toàn cầu Mục đích chính là cung cấp điện cho những nơi chưa có lưới điện kéo tớihay không có nguồn năng lượng khác

Hình 1 4: Hình sơ đồ nguyên lý hệ thống độc lập lưới điện

Nguyên lý hoạt động:

- Từ giàn pin mặt trời (solar cells), ánh sáng được biến đổi thành điện năng, tạo radòng điện một chiều (DC Power) Dòng điện này được dẫn tới bộ điều khiển (chargecontroller) là một thiết bị có chức năng có chức năng tự động điều hòa dòng điện từpin mặt trời và dòng điện nạp cho acquy (Battery) ở chế độ tối ưu nhất

- Khi acquy (Battery) đầy thì bộ điều khiển (charge controller) sẽ ngưng sạc hoặcsạc ở chế độ duy trì Khi acquy (Battery) cạn thì tự động vào chế độ nạp lại Thôngqua bộ đổi điện DC/AC (Inverter) tạo ra dòng điện xoay chiều chuẩn 220V/50Hz đểchạy các thiết bị trong gia đình như đèn chiếu sáng, quạt, tivi, máy tính, tủ lạnh, máybơm

b) Hệ thống điện mặt trời nối với lưới điện:

Nguyên lý hoạt động:

- Khi không có mặt trời: (Buổi tối hoặc khi bị mây che) Các Solar panel sẽ khôngsản sinh ra điện nên các phụ tải sẽ sử dụng điện từ lưới một cách bình thường Lúc nàychỉ số của W0 sẽ thể hiện đúng chỉ số tiêu thụ điện năng của phụ tải mà bạn đang sửdụng (W2): W2 = W0

Hình 1 5: Hình mô hình và nguyên lý hoạt động điện mặt trời nối với lưới điện

- Khi trời có nắng: Các solar panel sẽ có địên và lúc này GTSIA sẽ biến đổi điệnnăng DC từ các solar panel trên thành điện AC có tần số, pha và điện áp trùng với điệnlưới Điện năng từ mặt trời sẽ được hòa với điện lưới qua chỉ số của đồng hồ (W1).Như vậy chỉ số mua điện từ lưới (W0) sẽ bằng hiệu của mức tiêu thụ của phụ tải (W2)với điện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra (W1) W0 = W2 - W1

Trong trường hợp công suất của phụ tải là nhỏ hơn công suất của điện mặt trời đưa

ra W2 < W1, ta thấy điện năng sẽ được “bơm” và gửi ngược trở lại lưới và chỉ số trênW0 sẽ mang trị số âm (giảm)

- Khi mất điện lưới, hệ thống GTSIA ngưng hoạt động đảm bảo sự an toàn cho lướiđiện

Chuyển mạch SW ở vị trí OA: Được sử dụng khi nhà nước chấp nhận mua điện từcác hộ gia đình có hệ thống điện mặt trời nối lưới

Ưu điểm:

- Hệ thống nối với lưới điện, bạn có thể sử dụng điện mặt trời vào ban ngày, điện dưthì dẫn vào lưới điện bán cho công ty điện lực Buổi chiều hoặc tối thì bạn lại sử dụngđiện từ công ty điện lực cung cấp vì vậy hệ thống này thường ít phụ thuộc vào công tyđiện lực, giảm được điện mà nhà máy sản xuất bằng các phương thức gây ô nhiễm môitrường

- Không sử dụng bình acquy: giảm đáng kể chi phí đầu tư và bảo dưỡng cho hệthống acquy

- Khai thác điện năng hiệu quả nhất: từ nguồn năng lượng mặt trời (hoặc gió) do có

cơ cấu nổi bật là thu nhận, biến đổi và bổ xung trực tiếp vào lưới điện không bị tổn haotrên acquy dự trữ

- Bền vững, lâu dài: Do máy luôn được vận hành song song với lưới điện nên mọiđột biến của tải hay điện áp trên đường dây và nguồn điện đều không thể tác động trựctiếp vào máy Tuổi thọ của hệ thống là tuổi thọ của các linh kiện điện tử cao cấp có thểlên tới 25 năm

- Ứng dụng rộng rãi cho mọi nơi như: các hộ dân, cơ quan, đơn vị đang có điện lướiquốc gia

- Việc lắp đặt và sử dụng đơn giản, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp, gần như bằngkhông, nên thời gian thu hồi vốn được rút ngắn tối đa và chắc chắn theo dự tính đầu tưban đầu

Nhược điểm:

- Hệ thống này nếu điện lưới bị cắt thì điện năng từ các panel mặt trời cũng bị cắt,

để đảm bảo an toàn cho lưới điện Vì hệ thống này khi kết nối nguồn năng lượng điệnsản xuất từ năng lượng điện từ các dãy pasnel mặt trời với lưới điện quốc gia thì nógiống như hệ thống máy phát nối với lưới điện Khi đưa công suất điện lên lưới cầnphải trung hòa điện và tần số để trùng với lưới điện

- Hệ thống này có thể áp dụng tại Việt Nam, những vẫn chưa được phổ biến ở ViệtNam và do hệ thống quản lý điện lực nước ta vẫn chưa chấp nhận mua điện từ nguồnnăng lượng mặt trời và năng lượng gió Còn về đồng hồ điện năng thì vẫn chưa đượccho phép quay ngược nên dù có đẩy công suất ngược lên lưới thì vẫn là công ‘phíuổng’

- Nguồn năng lượng mặt trời vẫn đang trong vòng nghiên cứu của Viện Vật Lý TP

Hồ Chí Minh Các chuyên gia năng lượng điện mặt trời của Viện Nghiên Vật Lý TP

Hồ Chí Minh đang kỳ vọng về một dự án năng lượng điện mặt trời trong tương lai gầntheo công nghệ nối lưới điện thông minh SIPV với siêu công suất - khoảng 250 MWp(bằng nửa công suất của Nhà máy thủy điện Trị An)

- Công nghệ SIPV ưu tiên dùng điện mặt trời, chỉ khi điện mặt trời không đủ, mớicần sự trợ giúp từ điện lưới quốc gia (thiếu bao nhiêu cấp bấy nhiêu, không thiếukhông cấp) Ý nghĩa khác của công nghệ là khả năng hỗ trợ phụ tải cho điện lưới quốcgia và hỗ trợ người tiêu dùng có thể mua điện của EVN vào giờ thấp điểm với giá rẻ.Tất cả các chức năng của hệ thống đều được bộ điều khiển thông minh số hóa và điều

hành không cần đến sự can thiệp của con người Buổi sáng khi mặt trời lên, hệ thốngchuyển sang chế độ dùng điện mặt trời và ngắt điện từ EVN Khi có sự cố đường dâycủa EVN, lập tức hệ thống chuyển sang dùng mạng điện mặt trời dự phòng từ giàn ắc-quy Từ 22 giờ đêm, hệ thống điều khiển thông minh ra lệnh cho bộ sạc lưới mua điệngiá rẻ của EVN Khi điện sản xuất từ giàn pin mặt trời dư không dùng hết, phần điện

dư thừa lập tức được đưa về dự trữ vào hệ thống tồn trữ năng lượng của tòa nhà

c) Hệ thống nối với lưới điện và dự phòng

Hệ thống mặt trời nối với lưới điện và đề phòng sự cố- còn gọi là hệ thống tươngtác lưới-kết hợp với hệ thống mặt trời nối với lưới điện và dãy các acquy Cũng như hệthống nối với lưới điện, bạn sử dụng điện năng từ các panel mặt trời khi trời nắng vàbán điện dư cho công ty điện lực Nhưng khác với hệ thống nối với lưới điện, dãy cácacquy sẽ cung cấp điện ngay khi lưới điện bị cắt đột ngột, do đó hệ thống của bạn sẽliên tục có điện

Hình 1 6: Hình sơ đồ nguyên lý hệ thống nối với lưới điện và dự phòng

Nguyên lý hoạt động:

Đây là sự tích hợp của hai hệ thống thành một hệ thống liên hoàn bao gồm:

- Hệ thống on - grid (hệ thống nối lưới): Sản xuất điện năng từ các tấm pin mặttrời (Solar Panel) thành điện 220V AC /50Hz để hòa vào điện lưới

- Hệ thống off - grid (hệ thống độc lập): Lưu trữ điện năng từ các tấm pin mặt trời(Solar Panel) vào Acquy để sẵn sàng biến đổi thành điện 220VAC /50Hz để cung cấpcho tải khi không có điện lưới

- Khi khởi động hệ thống, Acquy (battery) luôn được ưu tiên nạp điện từ Mặt trờicho đến khi đầy Lúc này hệ thống On Grid chưa làm việc

- Khi acquy đầy, hệ thống sẽ tự động biến đổi điện DC từ Solar Panel thành điện

AC 220V để hòa với điện lưới (Điện áp ra của hệ thống có tần số, pha trùng với điệnlưới có thể là 1 pha hoặc 3 pha)

- Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ tự động lấy điện DC từ Acquy và Solar để biến đổithành điện AC 220V cung cấp cho tải ưu tiên

- Yêu cầu người lắp phải có kinh nghiệm và trình độ chuyên môn

1.3.2 Các bộ phận trong hệ thống điện mặt trời

Panel mặt trời là phần là phần cốt lõi của hệ thống điện mặt trời Panel mặt trờichính xác là panel quang điện mặt trời, nó tạo ra năng lượng từ ánh sáng mặt trời.Năng lượng mặt trời càng mạnh thì công suất nhận được càng cao Hầu hết các panelmặt trời đều gồm các tế bào (pin) mặt trời ghép lại với nhau Pin mặt trời thông dụnghiện nay chỉ tạo ra điện áp khoảng 0.5V, do đó phải mắc ghép chúng lại với nhau bêntrong panel để tạo ra điện áp hữu dụng Nếu ta dùng đồng hồ đo không tải của panelmặt trời thì ta thấy điện áp lên đến 26V, nhưng khi nối với các phụ tải thì nó sụt ápxuống còn lại 14-18V

Nối các panel với nhau có thể tạo ra 1 mảng panel mặt trời Nối nhiều panel nhưvậy với nhau giúp bạn tạo ra dòng điện cường độ cao hơn hoặc điện áp cao hơn

- Mắc nối tiếp các panel cho phép mảng panel tạo ra điện áp lớn hơn; khoảng 28V trong hệ thống độc lập, hoặc vài trăm volt trong hệ thống nối với điện lưới

24-Hình 1 7: 24-Hình mắc nối tiếp các Panel

- Mắc song song các panel cho phép mảng panel cung cấp công suất lớn trong khi vẫn giư nguyên giá trị điện áp của từng panel

Hình 1 8: Hình mắc song song các Panel

- Khi nối tiếp nhiều panel với nhau, công suất của toàn hệ thống sẽ tăng, bất kể mắc nối tiếp hay song song hoặc kết hợp cả hai

Trong mảng panel mắc nối tiếp, ta cộng điện áp của từng panel với nhau và cộngcông suất (watt) của chúng để tính điện áp và công suất cực đại mảng panel đó có thểtạo ra

Trong mảng panel mắc song song, bạn lấy giá trị điện áp trung bình của tất cả cácpanel và cộng công suất (watt) của từng panel để tính công suất cực đại của mảngpanel điện mặt trời

d) Bộ điều khiển

Hình 1 10: Hình bộ điều khiển năng lượng mặt trời

Nếu sử dụng các acquy, hệ thống điện mặt trời cần có bộ điều khiển để quản lýdòng điện vào và ra khỏi acquy Nếu hệ thống nạp điện quá mức cho acquy, acquy cóthể bị hỏng Tương tự nếu hệ thống phóng hết điện lượng từ các acquy, các acquy sẽ bị

hư hại một cách nhanh chóng Bộ điều khiển chính là thiết bị điều khiển các quá trìnhnạp và phóng điện acquy Nhưng trong 1 số trường hợp, hệ thống điện mặt trời cỡ nhỏthì không yêu cầu bộ điều khiển vì tấm panel mặt trời này quá nhỏ để làm hư acquykhi acquy đó được nạp đầy

Hệ thống điện mặt trời đều yêu cầu sử dụng bộ điều khiển để quản lý các quá trìnhnạp và phóng điện của acquy, bảo đảm duy trì acquy luôn luôn ở trạng thái tốt

e) Bộ biến tần (inverter)

Hình 1 11: Hình bộ biến tần năng lượng mặt trờiĐiện năng do hệ thống điện mặt trời tạo ra là điện một chiều (DC) Điện năng từlưới điện phân phối là điện xoay chiều (AC) điện áp cao Muốn sử dụng điện mặt trời

để vận hành trang thiết bị vốn hoạt động từ nguồn điện lưới phân phối, cần có bộ biếntần để chuyển đổi dòng điện từ DC sang AC và tăng điện áp đến giá trị điện áp lưới.Theo truyền thống, thường có một bộ biến tần trung tâm trong hệ thống điện mặttrời, mắc trực tiếp với mảng panel trong hệ thống nối với điện lưới, hoặc nối vào dãyacquy trong hệ thống điện mặt trời độc lập Sáng chế mới đây là bộ vi biến tần Các bộ

vi biến tần nối vào từng panel riêng rẽ, cho phép các panel đó cung cấp điện xoaychiều điện áp cao

1.4 Tổng quan về năng lượng gió

1.1.1 Giới thiệu về năng lượng gió

Hình 1 12: Nhà máy năng lượng gió Gió là một dạng năng lượng mặt trời và nó là kết quả của việc mặt trời, bề mặtkhông bằng phẳng của trái đất, và việc quay tròn của trái đất đốt nóng không đều trongbầu khí quyển Gió thổi hướng và tốc độ thay đổi và có thể bị biến đổi do nước, khuvực và địa hình địa lý Con người sử dụng gió (năng lượng động năng) để phục vụ rấtnhiều mục đích như: chèo thuyền buồm, thả diều và thậm chí là tạo ra điện

Ưu điểm

- Không cần nạp nhiên liệu

- Các trạm gió có thể đặt gần nơi tiêu thụ điện, như vậy làm giảm chi phí cho việcxây dựng đường dây tải điện

- Là nguồn năng lượng sạch, tái tạo và bền vững, góp phần bảo vệ môi trường

- Phù hợp với các vùng sâu, vùng xa, biển, hải đảo

Nhược điểm:

- Vốn đầu tư ban đầu lớn

- Không ổn định, phụ thuộc vào thời tiết và điều kiện địa lý

- Cần có khoảng không gian lớn

1.4.1 Các bộ phận trong hệ thống điện gió

Mỗi hệ thống điện gió (phong điện) gồm bốn thành phần chính: tua-bin gió để tạodòng điện một chiều, bộ điều khiển sạc điện gió để điều khiển điện áp và dòng điệnđảm bảo an toàn cho ắc-quy, ắc-quy lưu trữ điện và bộ Inverter chuyển điện một chiềusang xoay chiều

a) Tua-bin gió

Tua-bin gió là thiết bị biến đổi động năng của gió thành cơ năng, từ cơ năng biếnđổi thành điện năng nhờ máy phát điện - Máy phát điện dùng sức gió Tua-bin gió chỉ

có 2 loại chính: trục đứng và trục ngang Tua-bin gió loại 100W, 500 W, 1 KW, 2 KW,

5 KW Các trạm phát điện có thể hoạt động độc lập hoặc cũng có thể nối với mạngđiện quốc gia

Ngày nay, đa số Tua-bin được sản xuất là Tua-bin trục ngang với hai hoặc ba cánhquạt Một Tua-bin trục ngang bao gồm trụ đứng (tháp) và vỏ bọc dùng để bảo vệ cácphần và được đặt trên đỉnh trụ Ngoài ra, cũng giống như Tua-bin gió trục đứng Tua-bin gió trục ngang cũng có một số bộ phận chuyển đổi năng lượng, hệ thống điềukhiển và một số bộ phận phụ trợ khác như bộ phận làm mát, hệ thống phanh…

Hình 1 13: Cấu tạo Tua-bin gió trục ngang

b) Ắc-quy

Với ắc-quy Ắc-quy axit - chì rẻ, nhưng tuổi thọ ngắn và có thể gây ô nhiễm môitrường, còn ắc-quy dùng pin Lithium-ion đắt hơn, bù lại hiệu suất tốt hơn và độ bềncao Thông thường, một hệ thống lưu trữ điện gió cho hộ gia đình cần khoảng 2 đến 5chiếc ắc-quy dung lượng từ 100 đến 300 AH mỗi chiếc

c) Bộ Inverter

Bộ Inverter cho điện gió thường từ 1KW tới 10KW Đây là thiết bị chuyển từ dòngđiện một chiều từ ắc-quy sang dòng điện xoay chiều 180 - 260V, phục vụ cho các thiết

bị trong gia đình

1.1.1 Giới thiệu về năng lượng thuỷ điện

Năng lượng thủy điện, còn được gọi thủy điện hoặc thủy năng, là một dạng nănglượng khai thác sức mạnh của nước trong chuyển động, chẳng hạn như nước chảy quathác, để tạo ra điện

Thủy điện mang lại tiềm năng đáng kể trong việc giảm phát thải carbon, vì lượngphát thải khí nhà kính (GHG) nói chung là rất thấp, thường dưới 1% lượng phát thải từcác nhà máy điện than Thủy điện có thể cung cấp cả dịch vụ quản lý năng lượng vànước, đồng thời cũng giúp hỗ trợ các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi khác như gió

và mặt trời, bằng cách cung cấp các dịch vụ lưu trữ và cân bằng tải

Hình 1 14: Cửa xả nhà máy thủy điện Đa Mi