Luận văn thạc sĩ Quản lý năng lượng: Phân tích sự ảnh hưởng của nhà máy điện gió Thạnh Hải lên lưới điện khu vực tỉnh Bến Tre

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

HUỲNH VĂN PHÚ

PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ THẠNH HẢI LÊN LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH BẾN TRE

ANALYSIS OF WIND THANH HAI

POWER PLANTS TO BEN TRE OPERATION NETWORK

Chuyên ngành: Quản lý năng lượng Mã số: 8510602

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH tháng 1 năm 204

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS HUỲNH QUANG MINH (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS LÊ VĂN ĐẠI

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Tp HCM ngày 20 tháng 01 năm 2024

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1 Chủ tịch hội đồng: PGS TS PHẠM ĐÌNH ANH KHÔI

2 Thư ký hội đồng: TS NGUYỄN NGỌC PHÚC DIỄM 3 Ủy viên Phản biện 1: TS HUỲNH QUANG MINH 4 Ủy viên Phản biện 2: TS LÊ VĂN ĐẠI

5 Ủy viên hội đồng: PGS TS TRƯƠNG VIỆT ANH

chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ THẠNH HẢI LÊN LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH BẾN TRE (ANALYSIS OF WIND THANH HAI POWER PLANTS TO BEN TRE OPERATION NETWORK)

II Nhiệm vụ và nội dung:

- Phân tích các chế độ vận hành của lưới điện 22/110kV tỉnh Bến Tre khi có sự xâm nhập của nhà máy điện gió Thạnh Hải 1

- Phân tích các trường hợp sự cố trong lưới điện khi có sự tham gia của nhà máy điện gió - Mô hình hóa lưới điện tỉnh Bến Tre và nhà máy điện gió Thạnh Hải 1

- Mô phỏng bằng phần mềm ETAP, so sánh và phân tích để đánh giá ảnh hưởng của việc tích hợp điện gió vào lưới điện

III NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 04/9/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/12/2023

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU

Tp HCM, ngày … tháng … năm

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn đến Ban lãnh đạo và quý Thầy (Cô) cán bộ của Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh và quý Thầy (Cô) cán bộ của Khoa Điện – Điện Tử

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn đến Thầy PGS.TS Võ Ngọc Điều đã hướng dẫn chỉ bảo hỗ trợ cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ này, em đã học hỏi được nhiều kiến thức trong quá trình học tập và kiến thức thực tiễn từ Thầy Cảm ơn Thầy đã tạo điều kiện thuận lợi và tài liệu tham khảo cho em hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ này

Em xin chân thành cảm ơn !

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Học viên thực hiện

Huỳnh Văn Phú

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Điện gió là một trong những ngành công nghiệp tiềm năng và phát triển bền vững trong tương lai là nguồn năng lượng dồi dào và vô tận Việc xây dựng các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió công suất lớn ở Việt Nam là hợp lý và sẽ mang lại hiệu quả cao, nhằm đáp ứng một phần nhu cầu sử dụng điện năng hiện nay Luận văn đã nghiên cứu những vấn đề liên quan đến việc đấu nối điện gió vào hệ thống điện và mô hình hóa lưới điện tỉnh Bến Tre, nhà máy điện gió Thạnh Hải và phân tích các chế độ vận hành, các trường hợp sự cố của lưới điện 110kV tỉnh Bến Tre khi có sự xâm nhập của nhà máy điện gió Thạnh Hải

Việc thực hiện mô phỏng, phân tích, tính toán các chế độ vận hành khi kết nối nhà máy điện gió Thạnh Hải vào lưới điện 110 kV tỉnh Bến Tre bằng phần mềm ETAP để đánh giá ảnh hưởng của việc tích hợp điện gió vào lưới điện

Từ khóa: Năng lượng gió, chất lượng điện năng, NMĐG Thạnh Hải tỉnh Bến

Tre, ETAP,…

ABSTRACT

Wind power is one of the potential industries for sustainable development in the future It is an abundant and inexhaustible source of energy The construction of power plants using wind energy with large capacity in Vietnam is reasonable and will bring high efficiency in order to meet part of the current electricity demand The thesis has studied the problems related to the connection of wind power to the power system, analyzed the operating modes, and examined the incident cases of the 110kV power grid in Ben Tre province when there is an intrusion of the power plant The Thanh Hai wind power plant and the modeling of the electricity grid in Ben Tre province were also studied

Simulation, analysis, and calculation of operating modes were performed using the ETAP software to evaluate the effects of integrating wind power into the grid electricity when connecting the Thanh Hai wind power plant to the 110kV power grid in Ben Tre province

Keywords: Wind energy, power quality, Thanh Hai wind power plant in Ben Tre

province, ETAP, etc

LỜI CAM ĐOAN

Em tên Huỳnh Văn Phú là học viên lớp Quản lý năng lượng khóa 2020 – 2022 Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh

Sau khi học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh em

đã chọn được đề tài “Phân tích sự ảnh hưởng của nhà máy điện gió Thạnh Hải lên lưới

điện khu vực tỉnh Bến Tre”

Được sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của Thầy PGS.TS Võ Ngọc Điều em đã hoàn thành được luận văn thạc sĩ này Nay em xin cam đoan toàn bộ nội dung luận văn

thạc sĩ với đề tài “Phân tích sự ảnh hưởng của nhà máy điện gió Thạnh Hải lên lưới điện

khu vực tỉnh Bến Tre” là kết quả tìm hiểu do em thực hiện

Trong bài luận văn có sử dụng hình ảnh tài liệu khoa học dùng làm tài liệu tham khảo được trích dẫn rõ ràng Nếu có phát hiện bất kỳ sự gian lận nào trong bài luận văn của em thì em xin hoàn toàn chịu toàn bộ trách nhiệm về luận văn thạc sĩ của mình

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm

Học viên thực hiện

Huỳnh Văn Phú

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Khái niệm về năng lượng gió 6

1.2 Những yếu tố thúc đẩy sự phát triển năng lượng gió 7

1.2.1 Sự cạn kiệt của các nguồn tài nguyên hóa thạch 7

1.2.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường 8

1.2.3 Nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng ngày càng gia tăng 9

1.2.4 Điện hạt nhân một giải pháp hiệu quả nhưng ẩn chứa nhiều rủi ro 10

1.3 Tình hình phát triển điện gió trên thế giới 11

1.4 Tình hình phát triển điện gió tại Việt Nam 12

1.4.1 Cơ hội và thời cơ 16

1.4.2 Khó khăn và thách thức 17

1.4.3 Các công trình nghiên cứu về điện gió tại Việt Nam 17

1.5 Kết luận 18

CHƯƠNG 2 HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH BẾN TRE 19

2.1 Tiềm năng điện gió trên địa bàn tỉnh Bến Tre 19

2.2 Hiện trạng lưới điện khu vực 24

2.2.1 Lưới điện 220 kV 24

2.2.2 Lưới điện 110 kV 25

2.3 Phụ tải 28

2.4 Mô hình kết nối nhà máy điện gió vào lưới điện 30

2.4.1 Mô hình kết nối máy phát điện cảm ứng nguồn kép với lưới điện 30

2.4.2 Mô hình kết nối trực tiếp máy phát với lưới điện 31

2.4.3 Mô hình máy phát kết nối trực tiếp với lưới điện sử dụng phương thức thay đổi điện trở mạch rotor 32

2.4.4 Mô hình máy phát kết nối lưới điện thông qua bộ biến đổi toàn diện 33

2.4.5 Kết luận 35

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ THẠNH HẢI 1 36

3.1 Giới thiệu nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 Bến Tre 36

3.2 Thông số kỹ thuật nhà máy 37

3.2.1 Thông số turbine gió 37

3.2.2 Thông số bộ điều tốc 38

3.2.3 Thông số kỹ thuật máy phát 39

3.2.4 Thông số trạm biến áp và tăng áp 40

3.3 Phân tích chế độ vận hành của lưới điện 41

3.4 Phân tích chế độ vận hành của lưới điện phân phối khu vực khi chưa kết nối nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 42

3.4.1 Chế độ lưới điện vận hành tải cực đại 43

3.4.2 Chế độ lưới điện vận hành tải cực tiểu 46

3.4.3 So sánh 2 chế độ vận hành khi chưa kết nối nhà mấy điện gió Thạnh

Hải 1 49

3.5 Phân tích đánh giá các chế độ phát của nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 ứng với từng chế độ tải của lưới điện tỉnh Bến Tre 52

3.5.1 Trường hợp khi nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 phát cực đại 53

3.5.2 Trường hợp khi nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 phát cực tiểu 57

3.5.3 Phân tích tổn thất công suất, điện áp các nút 110 kV ứng với các chế độ mô phỏng 61

3.6 Phân tích các trường hợp sự cố trong lưới điện khi có sự tham gia của nhà máy điện gió Thạnh Hai 1 64

3.6.1 Xét trường hợp sự cố ngắn mạch tại thanh cái 22 kV NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 64

3.6.2 Xét trường hợp sự cố ngắn mạch tại thanh cái 110 kV NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 73

3.6.3 Xét trường hợp sự cố ngắn mạch đầu cực máy phát điện NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 83

3.6.4 Xét trường hợp sự cố ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 92

3.7 Kết luận 96

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 98

1 Kết luận 98

2 Hướng phát triển của đề tài 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 100

PHỤ LỤC 103

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Quá trình hình thành gió 07

Hình 1.2: Lượng khí thải CO₂ dựa trên tiêu dùng bình quân đầu người so với GDP bình quân đầu người 2020 09

Hình 1.3: Tiêu thụ điện toàn cầu 1980 - 2019 10

Hình 1.4: Lịch sử phát triển công suất lắp đặt (GW) năng lượng gió trên thế giới trên bờ và ngoài khơi, 2016 - 2020 11

Hình 1.5: Kịch bản sản lượng điện gió năm 2010 - 2030 12

Hình 1.6: Công suất năng lượng gió lắp đặt bổ sung của 10 quốc gia hàng đầu, năm 2021 14

Hình 2.1: Bản đồ tiềm năng gió tỉnh Bến Tre ở độ cao 80 m 19

Hình 2.2: Đồ thị biến thiên tốc độ gió trung bình tháng ở các độ cao 21

Hình 2.3: Đồ thị biến thiên tốc độ gió trung bình tháng ở các độ cao 22

Hình 2.4: Mô hình kết nối máy phát điện cảm ứng nguồn kép với lưới điện 31

Hình 2.5: Mô hình kết nối trực tiếp máy phát với lưới điện 32

Hình 2.6: Mô hình máy phát kết nối trực tiếp với lưới điện sử dụng phương thức thay đổi điện trở mạch rotor 33

Hình 2.7: Mô hình máy phát kết nối lưới điện thông qua bộ biến đổi toàn diện 34

Hình 3.1: Sơ đồ nối điện chính NMĐG số 5 Bến Tre 36

Hình 3.2: Bản vẽ mặt bằng NMĐG số 5 Bến Tre 37

Hình 3.3: Đường công công suất của turbine gió 39

Hình 3.4: Sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện 110 kV Bến Tre 41

Hình 3.5: Sơ đồ mô phỏng lưới điện 110 kV Bến Tre 42

Hình 3.6: Phân bố công suất ở chế độ vận hành tải cực đại khi chưa kết nối NMĐG 43

Hình 3.7: Phân bố công suất ở chế độ vận hành tải cực tiểu khi chưa kết nối NMĐG 46

Hình 3.8: Điện áp (kV) định mức tại các nút của lưới điện 110 kV tỉnh Bến Tre 51

Hình 3.9: NMĐG phát cực đại và phụ tải lưới ở chế độ cực đại 53

Hình 3.10: NMĐG phát cực đại và phụ tải lưới ở chế độ cực tiểu 54

Hình 3.11: NMĐG phát cực tiểu và phụ tải lưới ở chế độ cực đại 58

Hình 3.12: NMĐG phát cực tiểu và phụ tải lưới ở chế độ cực tiểu 58

Hình 3.13: Điện áp giữa các nút ở các chế độ vận hành tại các nút của lưới điện 110 kV tỉnh Bến Tre 63

Hình 3.14: Sự cố ngắn mạch tại thanh cái 22 kV NMĐG Thạnh Hải 1 64

Hình 3.15: Biểu đồ điện áp ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 65

Hình 3.16: Biểu đồ công suất tác dụng ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 66

Hình 3.17: Biểu đồ công suất phản kháng ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 67

Hình 3.18: Biểu đồ dòng điện ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 68

Hình 3.19: Biểu đồ tốc độ turbine ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 69

Hình 3.20: Biểu đồ quá độ điện áp ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 70

Hình 3.21: Biểu đồ quá độ tần số ngắn mạch 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 71

Hình 3.22: Sự cố ngắn mạch đường dây 110 kV NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 74

Hình 3.23: Biểu đồ điện áp ngắn mạch đường dây 110 kV NMĐG Thạnh Hải 1 75

Hình 3.24: Biểu đồ công suất tác dụng tại WT01 ngắn mạch đường dây 110 kV NMĐG Thạnh Hải 1 76

Hình 3.25: Biểu đồ công suất phản kháng tại WT01 ngắn mạch đường dây 110 kV NMĐG Thạnh Hải 1 77

Hình 3.26: Biểu đồ dòng điện ngắn mạch tại WT01 đường dây 110 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 78 Hình 3.27: Biểu đồ tốc độ turbine ngắn mạch tại WT01 đường dây 110 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 79 Hình 3.28: Biểu đồ quá độ điện áp ngắn mạch đường dây 110 kV tại NMĐG Thạnh Hải1 80 Hình 3.29: Biểu đồ quá độ tần số ngắn mạch đường dây 110 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 80 Hình 3.30: Sự cố ngắn mạch đầu cực máy phát điện NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 83

Hình 3.31: Biểu đồ điện áp ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 84 Hình 3.32: Biểu đồ công suất tác dụng ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 85 Hình 3.33: Biểu đồ công suất phản kháng ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 86 Hình 3.34: Biểu đồ dòng điện ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 87 Hình 3.35: Biểu đồ tốc độ turbine trường hợp ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 88 Hình 3.36: Biểu đồ quá độ điện áp trường hợp ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 89 Hình 3.37: Biểu đồ quá độ tần số trường hợp ngắn mạch tại đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 89

Hình 3.38: Biểu đồ sự cố ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre NMĐG Thạnh Hải 1 khi kết nối lưới điện 93 Hình 3.39: Biểu đồ quá độ điện áp trường hợp ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre có sự tham gia NMĐG Thạnh Hải 1 94 Hình 3.40: Biểu đồ quá độ tần số trường hợp ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre có sự tham gia NMĐG Thạnh Hải 1 94 Hình 3.41: Biểu đồ quá độ điện áp trường hợp ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre không có sự tham gia NMĐG Thạnh Hải 1 95 Hình 3.42 Biểu đồ quá độ tần số trường hợp ngắn mạch tại thanh cái 110 kV Bến Tre không có sự tham gia NMĐG Thạnh Hải 1 96

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tiềm năng gió trên bờ của Việt Nam ở độ cao 65m 13

Bảng 1.2: Mục tiêu về năng lượng gió của Việt Nam 14

Bảng 2.1: Tốc độ gió trung bình tháng cột 1 huyện Bình Đại 21

Bảng 2.2: Tốc độ gió trung bình tháng cột 2 huyện Thạnh Phú 22

Bảng 2.3: Tình trạng vận hành trạm 220 kV Bến Tre 24

Bảng 2.4: Hiện trạng mang tải trạm biến áp 110 kV trên địa bàn tỉnh Bến Tre 26

Bảng 2.5: Tổng hợp kết quả dự báo nhu cầu điện tỉnh Bến Tre giai đoạn 2016 - 2030 29

Bảng 3.1: Thông số turbine gió 38

Bảng 3.2: Thông số bộ điều tốc 38

Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật máy phát 40

Bảng 3.4: Thông số trạm biến áp và tăng áp 40

Bảng 3.5: Phụ tải ngày đặc trưng của tỉnh Bến Tre 42

Bảng 3.6: Thống kê điện áp tại các nút và chưa kết nối NMĐG 44

Bảng 3.7: Phân bố tải trên các đường dây khi tải cực đại và chưa kết nối NMĐG 45

Bảng 3.8: Thông số các nguồn khi tải cực đại và chưa kết nối NMĐG 45

Bảng 3.9: Thống kê điện áp tại các nút ở chế độ tải cực tiểu và chưa kết nối NMĐG 47

Bảng 3.10: Phân bố tải trên các đường dây khi tải cực tiểu và chưa kết nối NMĐG 48

Bảng 3.11: Thông số các nguồn khi tải cực tiểu và chưa kết nối NMĐG Thạnh Hải 1 49

Bảng 3.12: Tổn thất công suất tại các Đường dây/TBA ở các chế độ vận hành 50

Bảng 3.13: Điện áp (kV) định mức tại các nút ở các chế độ vận hành 51

Bảng 3.14: Các trường hợp phân tích khi lưới điện có tích hợp NMĐG Thạnh Hải 1 53

Bảng 3.15: Phân bố công suất ở chế độ NMĐG phát cực đại 54

Bảng 3.16: Điện áp tại các nút ở chế độ NMĐG phát cực đại 56

Bảng 3.17: Số liệu tổng quan ở chế độ NMĐG phát cực đại 57

Bảng 3.18: Phân bố công suất ở chế độ NMĐG phát cực tiểu 59

Bảng 3.19: Điện áp tại các nút ở chế độ NMĐG phát cực tiểu 60

Bảng 3.20: Số liệu tổng quan ở chế độ NMĐG phát cực tiểu 61

Bảng 3.21: Tổn thất công suất ở từng chế độ vận hành 62

Bảng 3.22: Điện áp giữa các nút ở các chế độ vận hành 62

Bảng 3.23: Số liệu trường hợp ngắn mạch tại thanh cái 22 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 71

Bảng 3.24: Số liệu trường hợp ngắn mạch đường dây 110 kV tại NMĐG Thạnh Hải 1 81

Bảng 3.25: Số liệu trường hợp ngắn mạch đầu cực WT01 NMĐG Thạnh Hải 1 90

DANH MỤC VIẾT TẮT

- EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam - MBA: Transformer - Máy biến áp

- DC: Direct Curent - dòng điện một chiều

- AC: Alternating Current - dòng điện xoay chiều

- DFIG: Doubly Fed Induction Gennerrator - Máy phát cảm ứng nguồn kép - NMĐG: Nhà máy điện gió

- NLTN: Năng lượng tái tạo - TNHH: Trách nhiệm hữu hạn - WT: Wind turbine

- NMĐMT: Nhà máy điện mặt trời

GIỚI THIỆU 1 Lý do chọn đề tài

Quá trình đổi mới, hội nhập toàn diện đã mang lại cho Việt Nam nhiều thành tựu trong việc phát triển kinh tế đất nước Bên cạnh đó, nền kinh tế nước ta đã và đang đối mặt với những khó khăn và thách thức khi chuyển đổi sang kinh tế thị trường Là một khu vực quan trọng của nền kinh tế quốc dân cùng sự phát triển ngày càng cao của xã hội thì nhu cầu về sử dụng điện tiêu dùng và sản xuất ngày càng tăng Theo dự báo của Tổng công ty Điện lực Việt Nam EVN, nếu tốc độ tăng trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì hàng năm là 7% thì nhu cầu điện của Việt Nam vào khoảng 200.000 GWh năm 2020 và tăng đến 327.000 GWh năm 2030 Tuy nhiên, nếu phát triển tối đa các nguồn điện truyền thống thì lượng điện của Việt Nam chỉ đáp ứng khoảng 165.000 GWh vào năm 2020 và 208.000 GWh vào năm 2030 Lượng thiếu hụt tương ứng khoảng 20 - 30% mỗi năm và nếu điều này xảy ra thì sẽ ảnh hưởng rất lớn đến việc sinh hoạt và hoạt động sản xuất trong cả nước [2] Vì vậy, nhu cầu cấp bách hiện nay là cần phải ưu tiên phát triển các công trình năng lượng qui mô lớn

Bên cạnh đó năng lượng và năng lượng điện giữ vai trò rất quan trọng trong cơ cấu kinh tế xã hội của đất nước Phát triển năng lượng quốc gia trong đó có năng lượng điện có ý nghĩa quyết định cho sự tăng trưởng và phát triển bền vững của đất nước Ngày 11/02/2020, Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Việt Nam ban hành Nghị quyết 55 về định hướng Chiến lược phát triển năng lượng quốc gia của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045, trong đó đề ra mục tiêu cho các nguồn năng lượng tái tạo chiếm tỉ lệ trong tổng năng lượng sơ cấp đạt khoảng 15 - 20% vào năm 2030, 25 - 30% vào năm 2045 [2]

Atlas tiềm năng gió cho thấy, các khu vực có tiềm năng gió được tập trung ở khu vực duyên hải các tỉnh phía Nam Việt Nam Tổng diện tích được đánh giá có tiềm năng gió vào loại khá có vận tốc trung bình năm tại độ cao lắp turbine từ 6m/s trở lên, ở độ

cao tiêu biểu lắp turbine 80m là 2.659 km2, chiếm tỉ lệ 0,8% diện tích cả nước, với tổng công suất điện gió ước đạt khoảng 10.637 MW [3]

Với các đặc điểm trên, việc xây dựng nhà máy điện gió ở tỉnh Bến Tre là cần thiết, nhà máy là nguồn phát và liên kết với hệ thống điện lưới quốc gia nhằm cung cấp bổ sung nguồn điện cho tỉnh Bến Tre nói riêng và cho Việt Nam nói chung Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bến Tre đang triển khai nhiều dự án điện gió, trong đó có dự án nhà máy điện gió Thạnh Hải Tuy nhiên có thể thấy rằng nhà máy điện gió là một loại nguồn có công suất phát phụ thuộc vào tốc độ gió và biến thiên không ổn định Nhiều tỉnh thành trong cả nước trong đó có tỉnh Bến Tre có chế độ gió biến đổi theo thời gian trong một giới hạn rất rộng, nhiều thời điểm gió rất lớn nhưng ngay sau vài phút có thể tốc độ gió gần như bằng không Ngoài ra lượng gió và thời gian tồn tại gió theo hướng cũng luôn thay đổi Do đó cần phải nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện gió khi đấu nối vào lưới điện của khu vực

Một nghiên cứu được đăng trên tạp chí khoa học và công nghệ Đại học Công nghiệp Hà Nội tập 59, số 2A tháng 03 năm 2023 [11] về phân tích đánh giá ảnh hưởng của nguồn năng lượng gió đến ổn định điện áp của lưới điện 110 kV kết quả cho thấy ổn định điện áp là khả năng duy trì điện áp tại tất cả các nút trong hệ thống nằm trong một phạm vi cho phép ở điều kiện vận hành bình thường hoặc sau các kích động Hệ thống sẽ đi vào trạng thái không ổn định khi xuất hiện các kích động như tăng, giảm tải đột ngột hay thay đổi cấu trúc lưới điện vận hành,… Các thay đổi đó có thể làm cho quá trình dao động điện áp xảy ra và nặng nhất là có thể rơi vào tình trạng sụp đổ điện áp Nhân tố chính gây ra mất ổn định điện áp là hệ thống không có khả năng đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng trong mạng Các thông số có liên quan đến sụp đổ điện áp là mất cân bằng công suất tác dụng, công suất phản kháng của hệ thống điện Mất ổn định điện áp hay sụp đổ điện áp là sự cố nghiêm trọng trong vận hành hệ thống điện, làm mất điện trên một vùng hay trên cả diện rộng, gây thiệt hại rất lớn về kinh tế, chính trị, xã hội Bài báo này đã phân tích ổn định điện áp bằng việc tính toán trào lưu công suất,

phân tích đặc tính PV, QV của lưới điện 110 kV khu vực miền Trung tỉnh Quảng Trị bằng phần mềm DIgSILENT

Một nghiên cứu phân tích ảnh hưởng của nhà máy điện gió và điện mặt trời đến lưới điện 110 kV tỉnh Bình Định được đăng trên tạp chí khoa học Đại học Sài Gòn số 80 tháng 02 năm 2022 cũng đã phân tích bên cạnh những yếu tố tích cực, NMĐG và NMĐMT công suất lớn khi kết nối vào hệ thống điện đã và đang gây ra không ít những khó khăn, thách thức trong quá trình vận hành lưới điện Nguyên nhân chủ yếu là do yếu tố ngẫu nhiên bất định, biến đổi nhanh, phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường thời tiết, khí hậu và đặc điểm riêng ở mỗi vùng miền Do đó, trong giai đoạn phát triển nóng đối với các dự án NMĐG và NMĐMT với lượng công suất lớn như hiện nay, việc đánh giá ảnh hưởng các NMĐG, NMĐMT công suất lớn mới được đưa vào sử dụng đến hệ thống điện là một chủ đề đang được quan tâm và nghiên cứu [12-13] Quân và cộng sự [12] đã nghiên cứu tác động của NMĐMT Phong Điền đến lưới điện của tỉnh Thừa Thiên Huế, trong đó các sự cố được giả lập để khảo sát điện áp, tần số của lưới điện Trong nghiên cứu của Shah [14], việc tích hợp các NMĐG công suất lớn tác động đến các vấn đề về yêu cầu kỹ thuật của lưới điện truyền tải yếu được nghiên cứu và phân tích Tác động của NMĐG đến ổn định điện áp Trong nghiên cứu của Oum [15] và ổn định tần số hệ thống điện trong nghiên cứu của Ronan [16] cũng được nghiên cứu để đề xuất các phương pháp điều khiển phù hợp nhằm cải thiện điện áp và tần số của hệ thống điện có tích hợp điện gió Ngoài ra, các nghiên cứu [13-17] cũng trình bày các nghiên cứu về phân tích và khảo sát mức độ ảnh hưởng của các NMĐMT đến lưới điện để đưa ra các biện pháp nhằm giảm các tác động đó góp phần cải thiện hiệu quả vận hành của lưới điện Vì vậy đề tài “Phân tích sự ảnh hưởng của nhà máy điện gió Thạnh Hải lên lưới điện khu vực tỉnh Bến Tre” mang tính thực tiễn cao Đáp ứng nhu cầu tính toán, phân tích ảnh hưởng của nhà máy đến chế độ vận hành của lưới điện tỉnh Bến Tre sau khi hoàn thành

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Nhà máy điện gió Thạnh Hải, hệ thống lưới điện phân phối 110 kV tỉnh Bến Tre và các vấn đề liên quan khi vận hành nhà máy điện gió trong lưới điện Phạm vi nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu sự ảnh hưởng của nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 lên lưới điện khu vực tỉnh Bến Tre Trên cơ sở lý thuyết, số liệu thực tế và sử dụng công cụ thích hợp (phần mềm) để đánh giá, phân tích trào lưu công suất, các chế độ sự cố trong lưới điện tỉnh Bến Tre khi tích hợp nhà máy điện gió Thạnh Hải

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận

• Cơ sở lý thuyết, các nghiên cứu khoa học đã công bố

• Cơ sở tư liệu lý thuyết trên nền tảng khoa học đã được chứng minh • Cơ sở toán học, lý thuyết thuật toán, mô hình hóa đối tượng

• Kết quả thí nghiệm mô phỏng, đưa ra đánh giá nhận xét và kết luận

4.2 Phương pháp nghiên cứu

• Mô hình hóa mô phỏng

• Phân tích, tổng hợp, đánh giá kiểm chứng

5 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Kết quả thu được qua luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực của đề tài Đề tài có thể được dùng để tham khảo trong việc thiết kế, vận hành nhà máy điện gió Đề tài có thể áp dụng thực tế cho nhà máy điện gió Thạnh Hải 1 và các nhà máy điện gió khác

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm về năng lượng gió

Bức xạ Mặt Trời chiếu xuống bề mặt Trái Đất không đồng đều làm cho bầu khí quyển, nước và không khí nóng không đều nhau Một nửa bề mặt của Trái Đất, mặt ban đêm bị che khuất không nhận được bức xạ của Mặt Trời và thêm vào đó là bức xạ Mặt Trời ở các vùng gần xích đạo nhiều hơn là ở các cực, do đó có sự khác nhau về nhiệt độ, vì thế khác nhau về áp suất mà không khí giữa xích đạo và 2 cực cũng như không khí giữa mặt ban ngày và mặt ban đêm của Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí vì trục quay của Trái Đất nghiêng đi so với mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo thành khi quay quanh Mặt Trời nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa

Do bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Coriolis được tạo thành từ sự quay quanh trục của Trái Đất nên không khí đi từ vùng áp cao đến vùng áp thấp không chuyển động thẳng mà tạo thành các cơn gió xoáy có chiều xoáy khác nhau giữa Bắc bán cầu và Nam bán cầu Nếu nhìn từ vũ trụ thì trên Bắc bán cầu không khí di chuyển vào một vùng áp thấp ngược với chiều kim đồng hồ và ra khỏi một vùng áp cao theo chiều kim đồng hồ Trên Nam bán cầu thì chiều hướng ngược lại [2-3]

Sự chuyển động của không khí được gọi là gió như được trình bày trong Hình 1.1 Có thể sử dụng động năng của khối không khí chuyển động này chạy turbine gió để phát ra điện năng

Hình 1.1: Quá trình hình thành gió [19]

1.2 Những yếu tố thúc đẩy sự phát triển năng lượng gió

1.2.1 Sự cạn kiệt của các nguồn tài nguyên hóa thạch

Nhu cầu về năng lượng toàn cầu đang tăng từng ngày Cơ quan năng lượng quốc tế IEA dự đoán tới năm 2030 nhu cầu thế giới tăng hơn hiện tại 60%, khoảng 4800 GW Khi nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cùng với việc thiếu các biện pháp sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng hóa thạch (nguồn cung cấp chính chủ yếu cho các nhà máy phát điện), đặc biệt là khí đốt đang dần cạn kiệt Ở Châu Âu nguồn nhiên liệu dầu và khí đốt tập trung chủ yếu ở vùng Biển Bắc đang suy giảm nhanh chóng Hiện tại trữ lượng năng lượng hoá thạch của thế giới chỉ còn 34 triệu tỉ MJ (34.1012 MJ), trong đó than chiếm khoảng 60% (19630.1012 MJ), dầu các loại khoảng 22% (9185.1012 MJ) và khí đốt còn 5110.1012 MJ Với mức tiêu thụ như năm 2010 (423.1012 MJ/năm) thì nguồn năng lượng hoá thạch còn lại chỉ đủ cho thế giới chúng ta sử dụng thêm khoảng 80 năm, trong đó than 200 năm, dầu khoảng 48 năm, khí đốt khoảng 15 năm và Uranium còn 40 năm Thậm chí nguồn Uranium hiện tại là nguồn nhiên liệu cung cấp hơn 30% sản lượng điện cho Châu Âu cũng đánh giá là suy kiệt trong vòng 40 năm tới [2]

Áp lực về nguồn năng lượng từ các nguồn tài nguyên hóa thạch của Việt Nam ngày càng lớn khi nguồn cung ngày càng cạn kiệt Nếu giữ nguyên tốc độ khai thác như hiện nay, trữ lượng dầu mỏ của Việt Nam chỉ đủ khai thác trong khoảng 34 năm, khí thiên nhiên chỉ còn 63 năm còn than đá chỉ còn khai thác được 4 năm trong khi đây lại đang là những nguồn đầu vào chính cho nền kinh tế Việt Nam

1.2.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường

Thế giới phải đối mặt với vấn đề về năng lượng phần lớn hoạt động sản xuất năng lượng của chúng ta vẫn tạo ra khí thải nhà kính

Chính việc sản xuất năng lượng chịu trách nhiệm cho 87% lượng khí thải nhà kính toàn cầu như được trình bày trong Hình 1.2 cho thấy, người dân ở các quốc gia giàu có nhất có lượng khí thải cao nhất

Hình 1.2 ở đây sẽ hướng dẫn chúng ta thảo luận về vấn đề năng lượng của thế

trung bình ở quốc gia đó trên trục hoành

Ở những quốc gia mà người dân có thu nhập trung bình từ 15.000 đến 20.000

lượng khí thải trung bình trên đầu người cao hơn mức trung bình toàn cầu

vào năm 2018 Khi nào chúng ta còn thải ra khí nhà kính thì nồng độ của chúng trong bầu khí quyển còn tăng lên Để chấm dứt biến đổi khí hậu, nồng độ khí nhà kính trong bầu khí quyển cần phải ổn định và để đạt được điều này, lượng khí thải nhà kính của thế giới phải giảm xuống mức 0%

Giảm lượng khí thải xuống mức 0% sẽ là một trong những thách thức lớn nhất của thế giới trong những năm tới [9]

Hình 1.2: Lượng khí thải CO₂ dựa trên tiêu dùng bình quân đầu người so với GDP bình quân đầu người 2020 [9]

1.2.3 Nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng ngày càng gia tăng

Mức tiêu thụ điện của thế giới đã liên tục tăng trong nửa thế kỷ qua được thể hiện ở Hình 1.3 đạt khoảng 23.800 TWh vào năm 2019 Từ năm 1980 đến 2019, mức tiêu thụ điện đã tăng hơn gấp ba lần, trong khi dân số toàn cầu tăng khoảng 75% Tăng trưởng trong công nghiệp hóa và khả năng tiếp cận điện trên toàn cầu đã thúc đẩy hơn nữa nhu cầu điện [15]

Hình 1.3: Tiêu thụ điện toàn cầu 1980-2019 [15]

1.2.4 Điện hạt nhân một giải pháp hiệu quả nhưng ẩn chứa nhiều rủi ro

Năm 2005, năng lượng hạt nhân cung cấp 2,1% nhu cầu năng lượng của thế giới và chiếm khoảng 15% sản lượng điện thế giới, trong khi đó chỉ tính riêng Hoa Kỳ, Pháp, và Nhật Bản sản lượng điện từ hạt nhân chiếm 56,5% tổng nhu cầu điện của ba nước này [11] Đến năm 2007, theo báo cáo của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) có 439 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động trên thế giới [12], thuộc 31 quốc gia [13]

Năm 2007, sản lượng điện hạt nhân trên thế giới giảm xuống còn 14% Theo IAEA, nguyên nhân chính của sự sụt giảm này là do một trận động đất xảy ra vào ngày 16 tháng 7 năm 2007 ở phía tây Nhật Bản, làm cho nước này ngưng tất cả bảy lò phản ứng của nhà máy điện hạt nhân Kashiwazaki-Kariwa

Năng nượng hạt nhân là một nguồn năng lượng bền vững làm giảm phát thải cacbon và các khí nhà kính Tuy nhiên năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng chứa đựng nhiều tiềm năng nguy hiểm và rủi ro rất lớn nếu xảy ra sự cố Các ảnh hưởng của năng lượng hạt nhân là rất lâu dài và rất tốn kiếm để khắc phục hậu quả Hiện nay nhiều

nước trên thế giới đã xem xét và dần loại bỏ năng lượng hạt nhân để dần thay thế các nguồn năng lượng tái tạo như: Năng lượng gió, năng lượng mặt trời,… hoặc các nguồn năng lượng hóa thạch khác

1.3 Tình hình phát triển điện gió trên thế giới

Trong số các nguồn năng lượng sạch sẵn có khác nhau như năng lượng mặt trời, năng lượng sóng biển, năng lượng địa nhiệt,… năng lượng gió có lợi thế khác biệt so với các nguồn năng lượng tái tạo khác và không ngừng phát triển mạnh mẽ đặc biệt là trong hai thập kỷ qua được thể hiện Hình 1.4

Hình 1.4: Lịch sử phát triển công suất lắp đặt (GW) năng lượng gió trên thế giới trên bờ và ngoài khơi, 2016-2020 [18]

Năm 2021, sản lượng điện gió tăng kỷ lục 273 TWh (tăng 17%) Đây là mức tăng trưởng cao hơn 55% so với mức đạt được vào năm 2020 và là mức tăng trưởng cao nhất trong số tất cả các công nghệ năng lượng tái tạo Sự phát triển nhanh chóng như vậy có được là nhờ sự gia tăng chưa từng thấy về công suất gió bổ sung, đạt 113 GW vào năm 2020, so với chỉ 59 GW vào năm 2019 [5]

Lượng điện do gió tạo ra đã tăng gần 273 TWh vào năm 2021 (tăng 17%), mức tăng trưởng cao hơn 45% so với mức đạt được vào năm 2020 và lớn nhất trong số các công nghệ phát điện Gió vẫn là công nghệ tái tạo hàng đầu, tạo ra 1.870 TWh vào năm 2021 được thể hiện ở Hình 1.5 kịch bản sản lượng điện gió năm 2010 - 2030, gần bằng tất cả các công nghệ khác cộng lại

Hình 1.5: Kịch bản sản lượng điện gió năm 2010 - 2030 [5]

Trung Quốc chịu trách nhiệm cho gần 70% tăng trưởng điện gió vào năm 2021, tiếp theo là Hoa Kỳ ở mức 14% và Brazil ở mức 7% Liên minh Châu Âu, mặc dù có mức tăng trưởng công suất gần kỷ lục vào năm 2020 và 2021, nhưng sản lượng điện gió giảm 3% vào năm 2021 do điều kiện gió thấp kéo dài bất thường Trên toàn cầu, mức tăng trưởng phát điện kỷ lục có thể đạt được nhờ mức tăng trưởng công suất tăng 90% vào năm 2020, đạt 113 GW, do thời hạn chính sách ở Trung Quốc và Hoa Kỳ Tuy nhiên, vào năm 2021, lượng gió bổ sung đã giảm một phần ba ở Trung Quốc và một phần tư ở Hoa Kỳ, được bù đắp một phần bởi tốc độ tăng trưởng nhanh hơn ở các khu vực khác trên thế giới, dẫn đến tăng trưởng công suất tổng thể đạt 94 GW [5]

Qua các số liệu trên có thế thấy rằng điện gió là một loại nguồn có công suất phát phụ thuộc vào tốc độ gió và biến thiên không ổn định có chế độ gió biến đổi theo thời

gian trong một giới hạn rất rộng, ngoài ra lượng gió và thời gian tồn tại gió theo hướng cũng luôn thay đổi Do đó cần phải nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện gió khi đấu nối vào lưới điện của khu vực

1.4 Tình hình phát triển điện gió tại Việt Nam

Tài nguyên gió của Việt Nam chủ yếu nằm dọc theo bờ biển dài hơn 3.000 km, vùng đồi núi và cao nguyên của miền Bắc và miền Trung [6] Một nghiên cứu ESMAP của Ngân hàng Thế giới được trình bài ở Bảng 1.1 ước tính rằng hơn 39% diện tích Việt Nam có tốc độ gió trung bình hàng năm trên 6 m/s ở độ cao 65 m, tương đương với tổng công suất 512 GW [7] Người ta ước tính rằng hơn 8% diện tích đất của Việt Nam có tốc độ gió trung bình hàng năm trên 7 m/s, tương đương với tổng công suất 110 GW [8] Bảng 1.1: Tiềm năng gió trên bờ của Việt Nam ở độ cao 65m [8]

Tốc độ gió trung bình

Thấp hơn < 6 mét/giây

Vừa phải 6–7 mét/giây

Khá cao 7–8 mét/giây

Cao 8–9 mét/giây

Rất cao > 9 mét/giây

Hình 1.6 cho thấy Việt Nam lần đầu tiên nằm trong 10 thị trường hàng đầu về năng lượng gió, xếp hạng thứ tư trên toàn cầu vào năm 2021 Số lượng công suất lắp đặt hàng năm của Việt Nam tăng gấp nhiều lần Năm 2020 bổ sung 0,1 GW, kế hoạch 3,5 GW (2,7 GW trên bờ và 0,8 GW gần bờ) với tổng số cuối năm là 4,1 GW

Trong ASEAN, Việt Nam là quốc gia có nguồn tài nguyên gió dồi dào nhất Với bờ biển dài hơn 3200 km và nhiều đảo là những điều kiện thuận lợi để khai thác nguồn năng lượng gió cả gió trên bờ và ngoài khơi Bảng 1.2 trình bày tổng hợp mục tiêu về năng lượng gió của Việt Nam giai đoạn 2020 - 2045

Bảng 1.2 Mục tiêu về năng lượng gió của Việt Nam [18]

Điện gió trên bờ và gần bờ biển (MW)

Điện gió ngoài khơi khu cực có độ sâu 20 mét (MW)

Hình 1.6: Công suất năng lượng gió lắp đặt bổ sung của 10 của quốc gia hàng đầu, năm 2021 [19]

Chỉ tiêu/Năm 2020 2025 2030 2035 2040 2045

Hiện nay trên cả nước có nhiều các dự án điện gió, tiêu biểu có thể kể đến như:

Việt Nam (REVN) phát triển với tổng mức đầu tư khoảng 1.450 tỷ đồng và công suất 120 MW bao gồm 80 turbine điện gió 1,5 MW

Công Lý phát triển với tổng mức đầu tư khoảng 5.300 tỷ đồng và công suất 99.2 MW

đầu tư với công suất 6 MW sử dụng turbine loại 2,0 MW

chính thức khởi công tại Bến Tre vào ngày 28 tháng 11 năm 2017 Công suất giai đoạn 1 là 30 MW, công suất giai đoạn 2 là 49.5 MW và công suất giai đoạn 3 là 49.5 MW

Tre làm chủ đầu tư, với tổng số vốn trên 1.500 tỷ đồng, khởi công ngày 5 tháng 4 năm 2020 Dự án có 7 trụ turbine gió, công suất 4,2 MW/turbine Nhà máy đi vào vận hành thương mại trước ngày 31 tháng 10 năm 2021

Bến Tre làm chủ đầu tư Dự án bao gồm 4 nhà máy Thạnh Hải 1, 2, 3, 4 với 28 turbine có tổng công suất 120 MW với tổng số vốn trên 4.900 tỷ đồng Công suất giai đoạn 1 là 30 MW đi vào vận hành thương mại ngày 1 tháng 7 năm 2022

1.4.1 Cơ hội và thời cơ

Nhằm khuyến khích doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực này, Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg ban hành ngày 29/06/2011 (có hiệu lực từ ngày 20/08/2011) về cơ chế hỗ trợ sự phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam

Các ưu đãi bao gồm: miễn thuế nhập khẩu đối với hàng hóa nhập khẩu để tạo tài sản cố định cho dự án; miễn giảm thuế thu nhập doanh nghiệp (còn lại 10% trong vòng 15 năm, có thể gia hạn trong 30 năm), miễn phí toàn bộ phí bảo vệ môi trường, miễn giảm tiền sử dụng đất và tiền thuê đất đối với dự án và công trình đường dây, trạm biến áp đấu nối với lưới điện quốc gia… Ngoài ra, Chính phủ qui định bên mua điện Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) hay các đơn vị được ủy quyền có trách nhiệm mua toàn bộ sản lượng điện từ các dự án điện gió với giá tại điểm giao nhận điện là 1.614 đồng/kWh (tương đương 7,8UScents/kWh) Mức giá này được tính trong vòng 20 năm, chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng và cao hơn giá điện bình quân hiện nay (khoảng 1.508 đồng/kWh Đồng thời bên bán điện có thể kéo dài thời gian hợp đồng hoặc ký hợp đồng mới với bên mua điện Nhà nước sẽ hỗ trợ giá điện 1 UScents/kWh (đã bao gồm trong mức giá 7,8UScents/kWh) cho EVN đối với toàn bộ sản lượng điện mua từ các nhà máy điện gió thông qua quỹ Bảo vệ môi trường Việt Nam Nhằm khuyến khích hơn nữa nhu cầu phát triển của công nghệ điện gió tại Việt Nam, tháng 08/2013 Bộ Công thương vừa trình Thủ tướng Chính phủ giá mua điện cho 10 năm đầu là 11,5 UScents/kWh, giá cho 4 năm tiếp theo là 9,8 UScents/kWh Các năm còn lại, hoặc theo phương án 6,8 UScents/kWh, hoặc theo quy định hiện hành tại thời điểm sau 14 năm Đây được xem là một động thái khích lệ to lớn đối với các dự án điện gió và giá này cao hơn nhiều so với mức giá 7,8 UScents/kWh theo quyết định số 37/2011/QĐ-TTg đề cập ở trên [25]

Đến năm 2018, Chính phủ đã ban hành Quyết định số 39/2018/QĐ-TTg sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định 37 Theo đó, giá điện được điều chỉnh tăng lên, chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng (VAT), lần lượt là: Điện gió trong đất liền là 8,5 Uscent/kWh; điện gió trên biển là 9,8 Uscent/kWh Chính phủ quy định bên mua điện EVN, hay các đơn vị được ủy quyền có trách nhiệm mua toàn bộ sản lượng điện từ các

dự án điện gió với giá tại điểm giao nhận điện là như trên Mức giá này được tính trong vòng 20 năm Đồng thời, bên bán điện có thể kéo dài thời gian hợp đồng hoặc ký hợp đồng mới với bên mua điện Áp dụng cho một phần hoặc toàn bộ nhà máy điện gió nối lưới có ngày vận hành thương mại trước ngày 1 tháng 11 năm 2021 [25]

1.4.2 Khó khăn, thách thức

Điện gió là một trong những ngành công nghiệp tiềm năng và phát triển bền vững trong tương lai tuy nhiên đây cũng là ngành công nghiệp mang đầy thách thức, khó khăn điển hình là hai yếu tố tài chính và công nghệ

khá lớn Tuy nhiên, giá thành đầu tư vào điện gió hiện nay cũng còn khá cao (trung bình xấp xỉ khoảng 2.500 USD/kW, nghĩa là hơn 50 triệu đồng/kW) Điển hình như dự án Điện gió Bạc Liêu có tổng mức đầu tư khoảng 5.300 tỷ đồng với tổng công suất khoảng 99.2 MW do công ty TNHH Xây Dựng - Thương mại & Du Lịch Công Lý thực hiện từ năm 2010 đến nay Dự án này được sự hỗ trợ từ một Ngân hàng Hoa Kỳ thông qua sự bảo lãnh cho vay từ Chính phủ Do đó, giải pháp thực hiện một dự án điện gió thành công thì cần phải có sự hỗ trợ kịp thời về tài chính của các tổ chức tín dụng uy tín trong nước, quốc tế và của Chính phủ

turbine từ nước ngoài (Hoa Kỳ, Châu Âu,…) Tại Việt Nam, chủ yếu thi công phần đế móng và các phần kết nối với turbine (đường xá, cống, hệ thống điện, cầu dẫn, thiết bị giao thông…)

1.4.3 Các công trình nghiên cứu về điện gió tại Việt Nam

Điện gió ở Việt Nam thuộc nhóm công nghiệp năng lượng mới nổi, được nhập cuộc theo sự phát triển nguồn năng lượng tái tạo chung của thế giới, sự nhập khẩu khoa học kỹ thuật, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn năng lượng khi các nguồn thủy điện lớn đã khai thác hết, các thủy điện nhỏ không đảm bảo lợi ích mang lại so với thiệt hại môi trường mà nó gây ra Việc nghiên cứu và ứng dụng năng lượng điện gió ở Việt

Nam đã bắt đầu vào những năm 1970 với sự tham gia của nhiều trung tâm và các trường Đại học trên cả nước và đã đạt được một số thành quả nhất định làm nền tảng cho sự phát triển điện gió tại Việt Nam

Động cơ phát điện chạy bằng sức gió

học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh

khoa thành phố Hồ Chí Minh

đang được Ngân hàng Thế Giới (WB) xem xét tài trợ, đó là sáng chế Máy phát điện gió hình trái bí của anh Trần Thanh Thành, ấp 3, xã Bình Thới, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre

Động cơ bơm nước chạy bằng sức gió

Phiên Thành phố Huế, tỉnh Thừa Thiên - Huế

thành phố Hồ Chí Minh thiết kế và chế tạo

1.5 Kết luận

Từ những nội dung nêu trên ta có thể thấy rằng, việc ưu tiên phát triển các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời, gió, sinh học, thủy triều,… là nhu cầu cấp bách hiện nay Trong đó, điện gió được xem là nguồn năng lượng dồi dào và vô tận trên thế giới cũng như ở Việt Nam Việc xây dựng các nhà máy điện sử dụng năng lượng gió công suất lớn ở Việt Nam là hợp lý và sẽ mang lại hiệu quả cao, nhằm đáp ứng một phần nhu cầu sử dụng điện năng hiện nay Đồng thời, đây cũng là nguồn năng lượng xanh và

có mức độ ảnh hưởng đến môi trường thấp nhất so với các nguồn năng lượng khác

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TỈNH BẾN TRE

2.1 Tiềm năng điện gió trên địa bàn tỉnh Bến Tre

Bến Tre là một tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long, tiếp giáp biển Đông với chiều dài bờ biển khoảng 65 km Theo bản đồ “Nguồn tài nguyên gió Việt Nam - Tốc độ gió trung bình năm ở độ cao 80 m” do tổ chức AWS Truepower lập năm 2010 được thể hiện ở Hình 2.1 cho thấy vùng ven biển tỉnh Bến Tre được đánh giá có tiềm năng về năng lượng gió

Hình 2.1: Bảng đồ tiềm năng gió tỉnh Bến Tre ở độ cao 80m [10]

Theo bản đồ tiềm năng gió của Ngân hàng Thế giới Bến Tre là một trong những tỉnh được đánh giá là có tiềm năng gió khá tốt Căn cứ vào bản đồ gió, tiềm năng gió chỉ tập trung ở các huyện ven biển như huyện Bình Đại, Ba Tri và Thạnh Phú, tốc độ gió giảm dần từ ngoài biển vào đất liền

Theo các thông tư 32/2012/BCT và 06/2013/TT-BCT, thì các địa điểm chỉ được quy hoạch phát triển điện gió khi đạt được tốc độ gió lớn hơn 6 m/s Do đó, toàn tỉnh Bến Tre chỉ có 3 huyện ven biển là đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật này

Vì vậy, để đánh giá tiềm năng năng lượng gió khu vực này chỉ cần lắp đặt các cột quan trắc đo gió ở huyện Bình Đại, Ba Tri và Thạnh Phú

Với địa hình khu vực này tương đối bằng phẳng, trên địa bàn Tỉnh đã lắp đặt 02 cột đo tại huyện Bình Đại và Thạnh Phú, theo IEC61400-12 thì với mỗi cột đo có thể đánh giá tiềm năng gió xung quanh lên tới 30 km, do đó với 2 cột đo được bố trí như trên thì hoàn toàn đánh giá hết tiềm năng gió của các huyện ven biển

Cột đo thứ nhất tại huyện Bình Đại được thể hiện ở Bảng 2.1

Vị trí cột đo gió cao 80 mét, được lắp đặt tại địa phận ấp Thới Bình, xã Thới Thuận, huyện Bình Đại, tỉnh Bến Tre, cách trung tâm thành phố Bến Tre khoảng 50km

khu vực trạm đo là đất trống ven biển

Thời gian đo cột 1: từ ngày 29/5/2011 đến ngày 10/6/2012

Bảng 2.1: Tốc độ gió trung bình tháng cột 1 huyện Bình Đại Đơn vị: m/s Tháng

vực trạm đo là đất nông nghiệp trồng dưa của người dân địa phương

V IV I IV I I II XXX IX I III II I II VV78m76m62m40m10m

m/s

Thời gian đo của cột 2: từ ngày 12/12/2012 đến 2/1/2014

Bảng 2.2: Tốc độ gió trung bình tháng cột 2 huyện Thạnh Phú Đơn vị: m/s Tháng

II II I II VVV IV I IV I I II XXX IX I I76m74m60m12m

Tháng

Tháng V đến tháng IX: Chịu ảnh hưởng của không khí xích đạo bắt nguồn từ vùng biển Bắc Ấn Độ Dương kết hợp với tín phong Nam Bán cầu vận chuyển lên phía Bắc theo hai luồng nên hướng gió Tây (W), Tây Tây Nam (WSW) thịnh hành

Chế độ gió trong năm chia 2 mùa rõ rệt: Gió mùa Đông Bắc và gió mùa Tây Nam Tốc độ gió mùa đông (tháng X - IV năm sau) lớn hơn tốc độ gió mùa hè (tháng V - IX), do đó đồ thị có dạng biến thiên cực đại vào mùa đông (I-II) và cực tiểu vào mùa hè (V-VI) Nguyên nhân do trong cơ cấu khí áp thì gradient khí áp mùa đông lớn hơn mùa hè Đường biến thiên tốc độ gió trung bình tháng trong năm ở các độ cao có hình dạng tương tự nhau, điều này cho thấy là phù hợp với kết quả hệ số tương quan

Trên cơ sở số liệu gió quan trắc đo được từ 2 cột, thấy rằng tốc độ gió lớn nhất khu vực này là 6,6 - 6,8 m/s, tập trung tại cửa sông Hàm Luông, tốc độ gió giảm dần khi đi vào đất liền, sau khi qua khu rừng phòng hộ tốc độ gió giảm còn 6,2 - 6.0 m/s

So sánh bản đồ tiềm năng gió lý thuyết được xây dựng bằng số liệu quan trắc và bản đồ tiềm năng gió lý thuyết Toàn quốc xây dựng năm 2010 có thể thấy rằng quy luật gió, sự biến thiên tốc độ gió đều tương đồng với nhau, đều giảm dần từ vùng biển đến đất liền, vùng có tiềm năng gió tốt nhất là dọc theo vùng cửa sông, bãi bồi

Có thể nhận thấy tiềm năng gió tỉnh Bến Tre tập trung chủ yếu ở khu vực ven biển các huyện Bình Đại, Ba Tri và Thạnh Phú với vận tốc gió lớn hơn 6,0 m/s, chiếm khoảng trên 90.000 ha, tương ứng với công suất 3.500 MW (mật độ bố trí công suất turbine gió là 1 MW/25 ha), trong đó diện tích đất bãi bồi ven biển chiếm 55% (khoảng

cách xa bờ 10 km, độ sâu khoảng 20 m), đất liền chiếm 45% (Nguồn: QH điện gió Bến

Tre 2020, tầm nhìn 2030)