Luận văn thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu và đề xuất phương án giải tỏa công suất các dự án năng lượng tái tạo tỉnh Trà Vinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -

NGUYỄN BÁ QUỐC

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN GIẢI TỎA CÔNG SUẤT CÁC DỰ ÁN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TỈNH TRÀ VINH

CHUYÊN NGÀNH : QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG TP.HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Lê Kỷ

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Lê Thị Tịnh Minh

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS Huỳnh Châu Duy

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM ngày 22 tháng 08 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS Phan Thị Thanh Bình – Chủ tịch hội đồng

2 TS Huỳnh Quang Minh – Thư ký

3 TS Lê Thị Tịnh Minh – Phản biện 1

4 PGS.TS Huỳnh Châu Duy – Phản biện 2

5 TS Dương Thanh Long - Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: NGUYỄN BÁ QUỐC MSHV: 1970307

Ngày tháng năm sinh: 17/11/1995 Nơi sinh: tỉnh Lâm Đồng Chuyên ngành: Quản lý năng lượng Mã số: 8520602

I Tên đề tài: Nghiên cứu và đề xuất phương án giải tỏa công suất các dự án

năng lượng tái tạo tỉnh Trà Vinh (Research and proposal of power evacuation

options of renewable energy projects in Tra Vinh province)

II Nhiệm vụ và nội dung:

 Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

III Ngày giao nhiệm vụ: ngày 21 tháng 9 năm 2020

IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ngày 31 tháng 12 năm 2020 V Cán bộ hướng dẫn: TS Lê Kỷ

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ngày … Tháng 03 năm 2021

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

Để hoàn thành luận văn này trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy cô giáo trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, các thầy cô bộ môn Hệ thống điện, khoa Điện – Điện tử đã truyền đạt cho tôi những kiến thức bổ tích, giúp tôi khắc phục được nhiều thiếu sót trong quá trình học tập và nghiên cứu

Và đặc biệt, tôi xin gửi đến Tiến sĩ Lê Kỷ - người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này lời cảm ơn sâu sắc nhất

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và những người thân yêu đã hỗ trợ và tạo mọi đều kiện thuận lợi để tôi yên tâm học tập tốt trong thời gian vừa qua

Cảm ơn tất cả đồng nghiệp và bạn bè đã chia sẻ, trao đổi kiến thức, những kinh nghiệp thực tế trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn

TP.HCM, ngày tháng 03 năm 2021

Học viên thực hiện

Nguyễn Bá Quốc

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

Trong bối cảnh các dự án điện mặt trời và điện gió đang phát triển nhanh chóng, quy hoạch phát triển điện mặt trời và điện gió của tỉnh Trà Vinh vẫn chưa cập nhật được các dự án bổ sung quy hoạch, chưa có sự đánh giá toàn diện khả năng đáp ứng của lưới điện trong khu vực Do đó, nghiên cứu đánh giá khả năng truyền tải và giải tỏa công suất cho các dự án điện mặt trời và điện gió đã được bổ sung quy hoạch và đang đề xuất bổ sung quy hoạch là rất cần thiết

Luận văn giúp phân tích đánh giá khả năng đáp ứng của hiện trạng lưới điện khu vực về việc giải tỏa công suất từ các dự án điện mặt trời và điện gió Qua đó đề xuất và tính toán các giải pháp nâng cấp và vận hành lưới điện nhằm giải tỏa công suất tối đa cho các dự án điện mặt trời và điện gió

Luận văn này được chia thành 5 chương:  Chương 1: Tổng quan

 Chương 2: Tiềm năng phát triển điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam và tỉnh Trà Vinh

 Chương 3: Khảo sát đáp ứng của hệ thống điện tỉnh Trà Vinh và miền Nam về việc giải tỏa công suất các dự án điện mặt trời và điện gió

 Chương 4: Đề xuất, tính toán giải pháp nâng cấp lưới điện và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội

 Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

In the context of rapidly development of solar and wind power projects, the solar and wind power development plans (Master plan) of Tra Vinh province has not yet been updated with the projects which is proposing to supplemented, there is no comprehensive assessment of the capacity of the regional grid Therefore, the study of the possibility of transmission and capacity evacuation for solar and wind power projects which has been added and which are proposing to be added to the Master plan is very necessary

The thesis will help analyze and assess the responsiveness of the existing regional power grid on capacity evacuation possibility of solar and wind power projects Thereby it will propose and calculate solutions to upgrade and operate the grid in order to maximize capacity for solar and wind power projects

This thesis is divided into 5 chapters:  Chapter 1: Overview

 Chapter 2: Potential for solar and wind power development in Vietnam and Tra Vinh province

 Chapter 3: Surveying the response of the power system of Tra Vinh province and the South on capacity evacuation possibility of solar and wind power projects

 Chapter 4: Proposing and calculating solutions to upgrade the power grid and analyzing the socio-economic efficiency

 Chapter 5: Conclusion and development direction

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Bá Quốc, xin cam đoan luận văn thạc sĩ đề tài “Nghiên cứu và đề xuất phương án giải tỏa công suất các dự án năng lượng tái tạo tỉnh Trà Vinh” là công trình nghiên cứu của chính bản thân tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Lê Kỷ

Các số liệu, kết quả mô phỏng trong luận văn này là trung thực Tôi cam đoan không sao chép bất kỳ công trình khoa học nào của người khác, mọi sự tham khảo đều có trích dẫn rõ ràng

TP.HCM, ngày 06 tháng 03 năm 2021

Người cam đoan

Nguyễn Bá Quốc

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

1.5 Bố cục của luận văn 3

Chương 2TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN ĐMT VÀ ĐG TẠI VIỆT NAM VÀ TỈNH TRÀ VINH 4

2.1 Tiềm năng phát triển ĐMT và ĐG tại Việt Nam 4

2.2 Tiềm năng phát triển ĐMT và ĐG tại tỉnh Trà Vinh 6

Chương 3KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH TRÀ VINH VÀ MIỀN NAM VỀ VIỆC GIẢI TỎA CÔNG SUẤT CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN GIÓ 14

3.1 Bài toán phân bố công suất trong hệ thống điện 14

3.2 Giới thiệu phần mềm PSS/E 16

3.3 Hiện trạng và kế hoạch phát triển hệ thống điện Việt Nam 31

3.4 Đánh giá các phương án đấu nối các dự án điên gió trên địa bàn tỉnh Trà Vinh 44

3.5 Khảo sát đáp ứng của hệ thống điện hiện hữu và quy hoạch trong việc giải tỏa công suất các dự án NLTT 45

Chương 4ĐỀ XUẤT, TÍNH TOÁN GIẢI PHÁP NÂNG CẤP LƯỚI ĐIỆN VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ - XÃ HỘI 47

4.1 Đề xuất phương án phát triển lưới điện tỉnh Trà Vinh 47

4.2 Khảo sát đáp ứng của phương án đấu nối trong việc giải tỏa công suất các dự án NLTT 49

4.3 Phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội của phương án đấu nối 50

4.4 Những lợi ích khác của các dự án ĐG và phương án đấu nối đề xuất 59

Chương 5Kết luận và hướng phát triển 61

Phụ lục D: Kết quả tính toán TLCS lưới điện tỉnh Trà Vinh và miền Nam 80

Phụ lục E: Kết quả tính toán phân tích kinh tế - xã hội của phương án lưới điện đề xuất 81

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 82

Hình 3.1: Các loại nút trong hệ thống 15

Hình 3.2: Sơ đồ khối chính của chương trình PSS/E 17

Hình 3.3: Nhập số liệu nút trong PSS/E 18

Hình 3.4: Mô phỏng đường dây trong PSS/E 20

Hình 3.5: Nhập các giá trị của đường dây trong PSS/E 20

Hình 3.6: Sơ đồ máy biến áp 2 cuộn dây 23

Hình 3.7: Mô phỏng MBA 2 cuộn dây trong PSS/E 23

Hình 3.8: Nhập các giá trị của MBA 2 cuộn dây trong PSS/E 24

Hình 3.9: Chọn tổ đấu dây MBA 26

Hình 3.10: Mô phỏng MBA 3 cuộn dây trong PSS/E 27

Hình 3.11: Nhập số liệu MBA 3 cuộn dây 27

Hình 3.12: Nhập số liệu riêng từng cuộn dây 28

Hình 3.13: Mô phỏng máy phát trong PSS/E 29

Hình 3.14: Nhập các giá trị của máy phát trong PSS/E 29

Hình 3.15: Mô phỏng phụ tải trong PSS/E 30

Hình 3.16: Nhập các giá trị của phụ tải trong PSS/E 30

Hình 3.17: Biểu đồ tăng trưởng điện thương phẩm Việt Nam 32

Hình 3.18: Cơ cấu phụ tải điện giai đoạn 5 năm gần đây 32

Hình 3.19: Diễn biến phát triển các loại nguồn điện giai đoạn 2000-2018 33

Hình 3.20: Biểu đồ thay đổi cơ cấu công suất đặt giai đoạn 5 năm gần đây 33

Hình 3.21: Cơ cấu công suất đặt hiện trạng 34

Hình 3.22: Sản lượng truyền tải liên miền trong các năm gần đây 36

Hình 4.1: Vị trí đề xuất xây dựng TBA 500kV Duyên Hải 2 trên nền địa dư 47

Hình 4.2: Phương án đấu nối TBA 500kV Duyên Hải 2 trên nền địa dư 49

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Vùng quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh 9

Bảng 2.2: Các trạm đo gió trên địa bàn tỉnh Trà Vinh 10

Bảng 2.3: Danh mục các dự án ĐMT và ĐG đã BSQH 10

Bảng 2.4: Danh mục các dự án ĐG được Thủ tướng Chính phủ BSQH tại văn bản số 911/TTg-CN ngày 15/7/2020 12

Bảng 2.5: Danh mục các dự án ĐG đang trình BSQH 13

Bảng 3.1: Các thông số của nút cần nhập giá trị 19

Bảng 3.2: Các thông số của đường dây cần nhập giá trị 21

Bảng 3.3: Các thông số của MBA 2 cuộn dây cần nhập giá trị 25

Bảng 3.4: Các thông số của máy phát cần nhập giá trị 30

Bảng 3.5: Các thông số của phụ tải cần nhập giá trị 31

Bảng 3.6: Thống kê phụ tải điện toàn quốc giai đoạn 5 năm gần đây 31

Bảng 3.7: Cập nhật nguồn điện gió, điện mặt trời từng miền 34

Bảng 3.8: Tổng hợp khối lượng đường dây truyền tải năm 2019 35

Bảng 3.9: Tổng hợp khối lượng trạm biến áp truyền tải năm 2019 35

Bảng 3.10: Kết quả dự báo nhu cầu điện toàn quốc giai đoạn 2020 – 2030 37

Bảng 3.11: Công suất đặt các loại nguồn điện giai đoạn 2020  2030 38

Bảng 3.12: Khối lượng lưới điện truyền tải cần xây dựng theo từng giai đoạn 40

Bảng 3.13: Đường dây và TBA 500kV dự kiến xây dựng đến năm 2030 40

Bảng 3.14: Danh mục TBA 220kV dự kiến xây dựng giai đoạn đến 2030 41

Bảng 3.15: Khối lượng đường dây 220kV xây mới và cải tạo đến 2030 41

Bảng 3.16: Danh mục TBA 110kV dự kiến xây dựng giai đoạn đến 2030 41

Bảng 3.17: Khối lượng đường dây 110kV xây mới và cải tạo đến 2030 42

Bảng 4.1: Khái toán tổng mức đầu tư các dự án ĐG và phương án đấu nối đề xuất 56Bảng 4.2: Bảng chỉ tiêu kinh tế - tài chính của phương án đấu nối 57

Bảng 4.3: Phân tích độ nhạy của phương án đấu nối 58

STT Chữ viết tắt Tên gọi

1 NLTT Năng lượng tái tạo

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Theo báo cáo số 58/BC-BCT ngày 04/6/2019 của Bộ Công Thương về tình hình thực hiện các dự án điện trong Quy hoạch điện VII điều chỉnh: tình trạng hệ thống điện có dự phòng về nguồn điện (20 – 30%) đến năm 2018 – 2019 hầu như không còn và sang giai đoạn 2021 – 2025 xảy ra tình trạng thiếu hụt nguồn cấp điện

Từ vấn đề trên, việc đầu tư và giải pháp đẩy mạnh phát triển các dự án năng lượng tái tạo để cung cấp điện là rất cần thiết Ngoài ra, việc phát triển các dự án NLTT là phù hợp với xu hướng chung của thế giới và chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam đến năm 2030 tầm nhìn 2050 Trà Vinh có vị trí địa lý khá thuận lợi để phát triển các dự án NLTT Chính vì vậy, hiện nay có nhiều nhà đầu tư đã tiến hành làm thủ tục xin đầu tư xây dựng các dự án năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện gió

Quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt chiến lược phát triển NLTT của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 và Quyết định số 428/QĐ-TTg ngày 18/03/2016 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc giai đoạn 2011-2020, có xét đến năm 2030 Theo đó, tăng sản lượng điện sản xuất từ năng lượng tái tạo từ khoảng 58 tỷ kWh năm 2015 lên đạt khoảng 101 tỷ kWh vào năm 2020, khoảng 186 tỷ kWh vào năm 2030 và khoảng 452 tỷ kWh vào năm 2050 Tỷ lệ điện năng sản xuất từ năng lượng tái tạo trong tổng điện năng sản xuất toàn quốc tăng từ khoảng 35% vào năm 2015 tăng lên khoảng 38% vào năm 2020; đạt khoảng 32% vào năm 2030 và khoảng 43% vào năm 2050 Như vậy việc đầu tư xây dựng các dự án NLTT trong giai đoạn hiện nay là hoàn toàn cấp thiết cho sự phát triển bền vững năng lượng điện cho đất nước

Trà Vinh có vị trí địa lý khá thuận lợi, là tỉnh ven biển khu vực Tây Nam

nhất, đơn giản nhất cho các nhà đầu tư có dự án đầu tư trên địa bàn tỉnh Theo đó áp dụng mức ưu đãi cao nhất trong khung của Nhà nước đối với thuê đất, cấp đất và thuế thu nhập doanh nghiệp theo quy định của Luật Đất đai, Luật Thuế thu nhập doanh nghiệp và Luật Thuế Xuất khẩu Chính vì vậy việc đầu tư xây dựng các dự án NLTT tại tỉnh Trà Vinh trong thời điểm hiện nay là rất cần thiết, không những góp phần tăng nguồn phát điện tại chỗ bằng sử dụng nguồn năng lượng sạch mà còn góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội cho tỉnh Trà Vinh nói riêng và khu vực nói chung Các hoạt động xây dựng sẽ tạo cơ hội việc làm, phát triển giao thông tại chỗ, cải thiện cơ sở hạ tầng cho cộng đồng dân cư của tỉnh

Tuy nhiên, trong bối cảnh các dự án ĐMT và ĐG đang phát triển nhanh chóng như vậy, quy hoạch phát triển ĐMT và ĐG của tỉnh Trà Vinh vẫn chưa cập nhật được các dự án BSQH, chưa có sự đánh giá toàn diện khả năng đáp ứng của lưới điện trong khu vực Do đó, nghiên cứu đánh giá khả năng truyền tải và giải tỏa công suất cho các nguồn NLTT đã được bổ sung quy hoạch và đang đề xuất bổ sung quy hoạch là rất cần thiết

Nghiên cứu các dự án ĐMT và ĐG đã BSQH và đang đề xuất BSQH của tỉnh Trà Vinh và đưa ra các giải pháp lưới để giải tỏa công suất các nguồn điện này đến năm 2030 Các nội dung đề cập gồm:

 Nghiên cứu và mô phỏng lưới điện hiện trạng và lưới điện khi có các dự án ĐMT và ĐG

 Đánh giá khả năng đáp ứng của lưới điện khu vực hiện trạng về việc giải tỏa công suất từ các dự án ĐMT và ĐG

 Đề xuất và tính toán các giải pháp nâng cấp và vận hành lưới điện nhằm giải tỏa công suất tối đa cho các dự án ĐMT và ĐG

 Phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội của giải pháp lưới điện đề xuất

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

 Nghiên cứu được thực hiện trên quan điểm của các Kỹ sư điện, Kỹ sư xây dựng, các đơn vị Tư vấn Thiết kế hướng tới mục tiêu tìm giải pháp hợp lý để giải tỏa công suất của các dự án ĐMT và ĐG

 Thu thập số liệu thực tế của lưới điện và năng lượng tái tạo trong khu vực

 Sử dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng, tính toán kết quả hệ thống điện

 Sử dụng phần mềm Excel để tính toán hiệu quả kinh tế - xã hội

Tên luận văn: “Nghiên cứu và đề xuất phương án giải tỏa công suất các dự án năng lượng tái tạo tỉnh Trà Vinh”

Bố cục của luận văn bao gồm 5 chương, nội dung cụ thể của từng chương như sau:

 Chương 4: Đề xuất, tính toán giải pháp nâng cấp lưới điện và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội

 Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 2 TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN ĐMT VÀ ĐG TẠI VIỆT NAM VÀ TỈNH TRÀ VINH

Hình 2.1: Cường độ bức xạ mặt trời tại Việt Nam

Việt Nam được đánh giá là quốc gia có tiềm năng rất lớn phát triển năng lượng mặt trời, đặc biệt ở các vùng miền Trung và miền Nam Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam là khoảng 300 ngày/năm Năng lượng mặt trời có thể được khai thác cho hai nhu cầu sử dụng: sản xuất điện và cung cấp nhiệt

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng mặt trời Theo đánh giá của Hiệp hội năng lượng sạch Việt Nam, Việt Nam là một trong những quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở nước ta dao động từ 4,3-5,7 triệu kWh/m2 Ở các tỉnh Tây Nguyên, Nam Trung bộ, số giờ nắng khá cao, đạt từ 2.000-2.600 giờ/năm Bức xạ mặt trời trung bình 150kcal/m2 chiếm khoảng 2.000-5.000 giờ/năm, với ước tính tiềm năng lý thuyết khoảng 43,9 tỷ TOE

Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió So sánh tốc độ gió trung bình trong vùng biển Đông Việt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại biển Đông khá mạnh và thay đổi nhiều theo mùa Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất trong 4 nước Đông Nam Á bao gồm Thái Lan, Lào, Cam-pu-chia, Việt Nam, với tổng tiềm năng phong điện ước đạt 513.360 MW

Tỉnh Trà Vinh sở hữu khí hậu gió mùa nóng ẩm, 2 mùa rõ rệt Lượng bức xạ trung bình năm đo được tại khu vực duyên hải của tỉnh Trà Vinh đạt từ 1.700 kWh – 1.900 kWh/m2, với bức xạ ngày trung bình hơn 4.9 kWh/m2; kết hợp địa thế nhiều giồng cát hình cánh cung bao bọc giúp vùng duyên hải Trà Vinh đạt được các điều kiện cần thiết và đủ tiềm năng phát triển dự án năng lượng mặt trời

Hình 2.3: Cường độ bức xạ mặt trời tại tỉnh Trà Vinh

Tiềm năng gió được thể hiện qua tốc độ gió trên 5 m/s chủ yếu tập trung ở nửa phía dưới của tỉnh Trà Vinh Hình dưới đây thể hiện tốc độ gió phân bố tại độ cao 80 m so với mặt đất của tỉnh Trà Vinh

Theo thang màu thể hiện tốc độ gió trung bình cho thấy, tại độ cao 80 m ở khu vực trung tâm phía Nam của tỉnh Trà Vinh tốc độ gió trung bình trên 6 m/s

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Hình 2.4: Tốc độ gió trung bình tại độ cao 80m tỉnh Trà Vinh theo WB 2011

Số liệu gió thu thập từ NASA vận tốc gió ở độ cao 80m khu vực như sau:

2000 9.13 6.91 6.97 4.65 4.85 5.25 6.52 7.23 5.18 5.04 6.55 7.18 6.3 2001 8.08 6.66 7.7 5.7 5.2 6.38 6.57 7.63 5.24 4.72 5.73 8.23 6.49 2002 10.01 9.62 7.49 6.71 6.11 5.64 7.66 7.01 6.32 3.35 6.1 8.49 7.03 2003 8.63 9.26 8.31 5.62 6.05 5.74 5.33 6.85 6.39 4.56 6.58 7.37 6.71 2004 9.69 7.85 6.97 5.93 5.88 6.64 6.11 7.61 4.81 5.56 8.04 8.09 6.93 2005 8.73 7.57 8.39 6.47 4.97 6.18 6.53 6.53 6.14 3.96 5.2 7.5 6.51 2006 7.1 9.85 6.72 5.13 4.02 5.12 7.53 7.89 5.99 5.27 6.7 7.17 6.52 2007 8.97 7.69 6.48 6.73 4.83 4.15 5.55 7.5 6.19 5.22 5.57 7.58 6.37

Năm Vận tốc gió theo tháng (m/s)

2014 7.62 7.65 7.73 3.9 4.43 5.83 6.77 5.49 5.6 4.68 6.86 7.48 6.16 2015 8.08 8.64 7.63 6.73 4.93 5.26 6.5 6.39 5.7 4.88 8.11 8.7 6.78 2016 8.25 9.88 7.39 5.38 5.2 5.02 4.98 7.39 6.24 5.68 5.54 6.77 6.47 2017 8.82 8.04 6.86 5.5 4.35 5.69 6.62 6.18 4.95 4.16 6.85 7.62 6.3 2018 7.01 8.75 7.75 6.66 3.4 6.13 7.99 7.45 5.53 5.68 7.45 7.59 6.77 2019 10.23 8.12 6.1 4.97 5.04 5.67 6.69 8.41 6.79 5.68 6.32 11.39 6.73

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Hình 2.6: Hoa gió

Với các tiềm năng gió và đặc điểm gió như trên, khu vực tỉnh Trà Vinh được xem như khu vực có tiềm năng gió khá tốt, có thể khai thác hiệu quả

Theo đề án quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh (đã được Bộ Công Thương phê duyệt tại quyết định số 13309/QĐ-BCT ngày 04/12/2015), tiềm năng phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh được chia thành 3 vùng như trong bảng dưới đây.

Bảng 2.1: Vùng quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh

Công suất dự kiến

Vận tốc gió trung bình/năm

(m/s)

Vùng 1 Bãi bồi ven biển thuộc huyện Duyên Hải 10.330 408 6,4 - 6,8

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Trà Vinh có khá nhiều trụ đo gió được lắp đặt, chủ yếu dọc theo bờ biển thuộc huyện Duyên Hải và thị xã Duyên Hải, vùng được đánh giá có tiềm năng gió lớn nhất tỉnh Trụ đo gió được lắp đặt đầu tiên tại xã Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, trụ đo gió này được lắp đặt từ tháng 01/2006 Trụ đo gió lắp đặt gần đây nhất là trụ đo gió của TTVN, trụ được đưa vào khai thác số liệu tháng 5/2019

Bảng 2.2: Các trạm đo gió trên địa bàn tỉnh Trà Vinh

140 Vận hành thương mại 28/6/2019

2

Nhà máy ĐG số 1 (ĐG Hàn Quốc) tại vị trí V1-1

48

Hoàn thành ký hợp đồng mua bán điện số 03/2019/HD-NMĐG-TWPC ngày 30/9/2019

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

nghị Tập đoàn Điện lực Việt Nam tổ chức đàm phán hợp đồng mua bán điện (PPA)

5 Nhà máy ĐG số 4

tại vị trí V1-4 48

Đã đàm phán ký hợp đồng mua bán điện với Tập Đoàn điện lực Việt Nam

6 Nhà máy ĐG số 5 48 Đã hòan thành: Ký kết hợp đồng mua bán điện với Tập đoàn Điện lực Việt Nam số 09/HĐ ngày 16/9/2019;

7 Nhà máy ĐG số 6 30

Bảng 2.4: Danh mục các dự án ĐG được Thủ tướng Chính phủ BSQH tại văn bản số 911/TTg-CN ngày 15/7/2020

Công suất (MW)

1 Đông Thành 1 80 Đông Hải

Duyên

Hải Trà Vinh

- Xây dựng trạm biến áp 220 kV Nhà máy điện gió Đông Thành 1 công suất 125 MVA

- Xây dựng đường dây 220 kV mạch kép đấu nối

trạm biến áp 220 kV điện gió Đông Thành chuyển tiếp trên ĐD 220 kV Đông Hải 1 - Trạm 500 kV Duyên Hải

2 Đông Thành 2 120 Đông Hải

4 Thăng Long 96 Đông Hải

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

ACSR400

Bảng 2.5: Danh mục các dự án ĐG đang trình BSQH

1 ĐG V3-6 (Trung

Nam Trà Vinh) 348

Ngoài khơi xã Trường

Long Hòa

Thị xã

Duyên Hải Trà Vinh

Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn.

2 ĐG V3-8 (Hiệp

Thạnh 3) 210 Hiệp Thạnh

Thị xã

Duyên Hải Trà Vinh

Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn

3 ĐG Đông Hải 3 120 Ngoài khơi

xã Đông Hải Duyên Hải Trà Vinh

Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn

4 ĐG V3-5 100 Trường Long

Hòa Duyên Hải Trà Vinh

Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn

5 ĐG V 1-3 giai đoạn 2 48 Trường Long

Hòa Duyên Hải Trà Vinh

Lắp thêm máy biến áp 110 kV công suất 63 MVA tại trạm 110 kV nhà máy điện gió V1-3 Tận dụng hạ tầng đấu nối điện gió V1 -3 đã có quy hoạch

CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH TRÀ VINH VÀ MIỀN NAM VỀ VIỆC GIẢI TỎA CÔNG SUẤT CÁC DỰ

ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN GIÓ

Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong quy hoạch, thiết kế phát triển hệ thống trong tương lai cũng như trong việc xác định chế độ vận hành tốt nhất của hệ thống hiện hữu Thông tin chính có được từ khảo sát phân bố công suất là trị số điện áp và góc pha tại các thanh cái, dòng công suất tác dụng và phản kháng trên các nhánh Tuy vậy, nhiều thông tin phụ thêm cũng được tính toán bằng chương trình máy tính

Khảo sát phân bố công suất thường áp dụng cho hệ thống ba pha cân bằng, dựa trên sơ đồ tương đương một pha của hệ thống điện và tính toán trên đơn vị có tên hoặc đơn vị tương đối

Trước đây việc phân bố công suất được khảo sát bằng bàn tính điện xoay chiều mô hình hóa một hệ thống điện Ngày nay nhờ vào máy tính điện tử, vấn đề phân bố công suất được thực hiện nhanh chóng và chính xác Khảo sát phân bố công suất đòi hỏi các dữ kiện thông tin chi tiết hơn việc khảo sát ngắn mạch chẳng hạn như tổng trở đường dây và máy biến áp, đầu phân áp của máy biến áp, điện dung đường dây, số liệu công suất nguồn và phụ tải

Cơ sở lý thuyết của bài toán phân bố công suất dựa trên hai định luật Kirchoff về dòng điện điểm nút và điện thế mạch vòng

Các phương trình Kirchoff không còn tuyến tính như trong bài giải tích mạch thông thường nữa mà là phương trình phi tuyến, số liệu ban đầu cho trước đối với hệ thống điện có khác so với một bài giải tích mạch điện thông thường

Đối tượng của khảo sát phân bố công suất là xác định giá trị điện áp và góc pha ở các điểm nút, dòng công suất trên các nhánh và tổn thất công suất trong mạng điện

Mục đích của phân bố công suất thay đổi trong phạm vi rộng trong đó nhằm phục vụ cho thiết kế và vận hành hệ thống điện, khảo sát hệ thống

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

ở chế độ trước và sau sự cố, điều chỉnh điện áp và công suất, vận hành kinh tế hệ thống điện…

Thường có ba loại nút hay thanh cái

 Thanh cái cân bằng: là thanh cái máy phát điện đáp ứng nhanh chóng với sự thay đổi của phụ tải Nhờ vào bộ điều tốc nhạy cảm, máy phát điện cân bằng có khả năng tăng tải hoặc giảm tải kịp thời theo yêu cầu của toàn hệ thống Đối với thanh cái cân bằng, cho trước giá trị điện áp U và góc pha δ0 chọn làm chuẩn (thường cho δ0 = 0)

 Thanh cái máy phát: đối với các máy phát điện khác ngoài máy phát cân bằng, cho biết trước công suất thực P mà máy phát ra (định trước vì lý do năng suất của nhà máy) và điện áp U ở thanh cái đó Thanh cái máy phát còn gọi là thanh cái P, U

 Thanh cái phụ tải: cho biết công suất P và Q của phụ tải yêu cầu Thanh cái phụ tải còn gọi là thanh cái P, Q

Nếu không có máy phát hay phụ tải ở một nút nào đó thì coi nút đó như nút phụ tải với P = Q = 0

Dòng công suất ở các thanh cái được quy ước theo chiều đi vào thanh cái

Các loại nút được biểu diễn bằng sau đây:

Hình 3.1: Các loại nút trong hệ thống

Do hạn chế về số lượng trang trong luận văn tốt nghiệp bạn đọc có thể tham khảo chi tiết nội dung các phương pháp khảo sát trong tài liệu “Hệ thống điện – Truyền tải và phân phối (Giải tích hệ thống điện)” của tác giả Hồ Văn Hiến [1]

Phần mềm PSS/E viết tắt từ tên gọi Power System Simulator for Engineering, là sản phẩm của hãng Power Technologies, INC một hãng phần mềm nổi tiếng của Mỹ Từ khi được giới thiệu vào năm 1976, PSS/E đã trở thành công cụ phần mềm chuẩn trong tính toán lưới điện hiện nay và được rất nhiều nước trên thế giới sử dụng (trên 115 quốc gia)

PSS/E là tổ hợp chương trình đầy đủ, hỗ trợ hỗ trợ cho việc mô phỏng, phân tích và đánh giá khách quan hiệu suất hệ thống điện Chương trình PSS/E là chương trình mô phỏng hệ thống điện trên máy tính nhằm mục đích tính toán nghiên cứu phục vụ cho vận hành cũng như quy hoạch hệ thống điện Các tính toán phân tích hệ thống mà chương trình có khả năng thực hiện bao gồm:

 Tính toán trào lưu công suất

 Mô phỏng quá trình quá độ điện cơ  Phân tích động - Dynamics

 Tính toán ngắn mạch bất đối xứng - Unbalanced Fault Analysis

(Short Circuit)

 Phân bố công suất tối ưu - Optimal Power Flow (OPF)

Chương trình PSS/E có ba khía cạnh quan trọng sau:

 Cho phép ta tạo các thư viện để mô tả rõ ràng các điều kiện của hệ

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Hình 3.2: Sơ đồ khối chính của chương trình PSS/E

Thay đổi các dữ liệu đầu vào

 Các dữ liệu cơ bản: Mô phỏng đường dây, máy biến áp,…

 Kết quả tính toán trào lưu công suất

Các chức năng phụ khác:  khởi tạo file

số liệu mới

 xuất dữ liệu ở các dạng khác nhau,…

Tính toán trào lưu công suất

Trào lưu công suất Kết quả tính toán

 Các dữ liệu HTĐ

 Trào lưu công suất HTĐ  Kiểm tra các giới hạn  Hiển thị kết quả qua sơ đồ

Nghiên cứu hệ thống tuyến tính: Tính toán trào lưu công suất khi bỏ qua ảnh hưởng của công suất phản kháng,…

Biến đổi dữ liệu:

 Biến đổi dữ liệu của máy phát / phụ tải

 Tương đuơng hóa hệ thống  Đánh số lại các nút

 Tạo ra các ma trận toán học của hệ thống điện

Nghiên cứu các loại sự cố

Thường lấy SBASE = 100 MVA & VBASE KV tùy theo cấp điện áp

Nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ sẽ xuất hiện bảng số liệu như hình để nhập số liệu của nút vào:

Hình 3.3: Nhập số liệu nút trong PSS/E

Bus Số hiệu của nút

Name Tên nút nhiều nhất là 8 ký tự Base kV Điện áp cơ bản của nút

Code Mã dùng để chỉ loại nút: 1 Nút phụ tải 2 Nút máy phát 3 Nút cân bằng 4 Nút ảo

Area Chỉ nút đó thuộc khu vực nào Owner Chỉ nút đó thuộc vùng nào

Zone Chỉ nút đó thuộc miền nào

Voltage Biên độ điện áp hiệu dụng (đvtđ) của nút Angle Góc pha của điện áp nút

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Bảng 3.1: Các thông số của nút cần nhập giá trị

Tính toán trở kháng đường dây:  Các thông số cần thiết:

 Chiều dài đường dây: l (km)

 Điện trở đơn vị thứ tự thuận và thứ tự không: r1 và r0 (Ohm/km)  Điện kháng đơn vị thứ tự thuận và thứ tự không: x1 và x0

base KV

Mô phỏng và nhập số liệu đường dây trong PSS/E:

 Nhấp vào icon trên thanh công cụ, sau đó kéo đường dây nối 2 điểm hay 2 nút cần nối lại với nhau

Hình 3.4: Mô phỏng đường dây trong PSS/E

Nhấn đúp chuột vào đường dây, xuất hiện bảng nhập thông số:

Hình 3.5: Nhập các giá trị của đường dây trong PSS/E

From Bus Number/To Bus Number

Số hiệu nút đầu và nút cuối của đường dây

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Nhập lần lượt các thông số vào theo sau:

Bảng 3.2: Các thông số của đường dây cần nhập giá trị

Chuyển sang tab Short Circuit

From Bus Name/To Bus Name Tên nút đầu và nút cuối của đường dây

Line R Điện trở của đường dây Line X Điện kháng của đường dây Charging B Điện dẫn của đường dây

Rate A Rate B Rate C

Các mức mang tải cho phép khác nhau của nhánh đường dây đó (nhập ở đơn vị MVA)

Rate A là giá trị liên tục, bình thường

Rate B, Rate C là các giá trị quá tải trong điều kiện khẩn cấp

Line G, B (from) Shunt đường dây nối vào nút i, mặc định bằng 0 Line G , B (to) Shunt đường dây nối vào nút j, mặc định bằng 0

Length Chiều dài của đường dây Owner Số chỉ chủ sở hữu

Fraction i Hệ số chiếm hữu của các chủ sở hữu

Nhập lần lượt các thông số điện trở, điện kháng, điện dẫn đơn vị thứ tự không của đường dây vào lần lượt các ô

Các thông số yêu cầu MBA 2 cuộn dây:  Các thông số cần thiết:

 Công suất định mức: S (MVA)  Điện áp định mức cuộn cao: Uh (KV)  Điện áp định mức cuộn hạ: Ul (KV)  Phía điều áp và số nấc điều áp  Vị trí nấc giữa

 Khả năng điều chỉnh điện áp của mỗi nấc: step (%)  Tốn thất không tải: Pkt (KW)

 Dòng điện không tải: I0 (%)  Công suất ngắn mạch: Pnm (KW)  Điện áp ngắn mạch: Uk (%)  Tổ đấu dây

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

Hình 3.6: Sơ đồ máy biến áp 2 cuộn dây

Mô phỏng và nhập số liệu máy biến áp 2 cuộn dây trong PSS/E

 Máy biến áp 2 cuộn dây cần 1 ngõ vào và 1 ngõ ra nên để mô phỏng được máy biến áp 2 cuộn dây ít nhất ta phải có 1 ngõ vào và 1 ngõ ra Nhấp vào icon kéo từ ngõ vào đến ngõ ra của máy biến áp ta có sơ đồ máy biến áp như hình:

Hình 3.7: Mô phỏng MBA 2 cuộn dây trong PSS/E

Nhấn đúp vào máy biến áp sẽ xuất hiện bảng nhập số liệu:

Hình 3.8: Nhập các giá trị của MBA 2 cuộn dây trong PSS/E

Nhập các giá trị theo ý nghĩa trong bảng sau : From Bus Number/To Bus

Number Số hiệu nút đầu và nút cuối của máy biến áp From Bus Name/To Bus Name Tên nút đầu và nút cuối của máy biến áp Specified R Điện trở của máy biến áp

Specified X Điện kháng của máy biến áp Magnetizing Điện dẫn nhánh từ hóa

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

RATE A, RATE B, RATE C Các mức mang tải cho phép của MBA Winding 1 Ratio Tỉ số điều chỉnh của đầu phân áp

Winding 1 Nominal kV Điện áp định mức của cuộn dây thứ nhất Winding (1-2) Angle

Control mode

Mode điều chỉnh máy biến áp

0 None: Nấc phân áp được điều chỉnh bằng tay

1 Voltage: Điều chỉnh tự động theo điện áp 2 MVARr: Điều chỉnh theo công suất phản

Fraction Hệ số chiếm hữu của các chủ sở hữu

Bảng 3.3: Các thông số của MBA 2 cuộn dây cần nhập giá trị

Chọn cách đấu dây cho máy biến áp đối với phần mềm PSS/E 33 trở lên:  Nhấp chuột vào … Vector Group: Tổ đấu dây

 Có các tất cả các kiếu: sao, sao trung tính nối đất, tam giác, kiểu Zigzag trung tính nối đất

Hình 3.9: Chọn tổ đấu dây MBA

Các thông số cần thiết để mô phỏng:

 Công suất định mức của từng cuộn: Sdm_h /Sdm_m /Sdm_l (MVA)  Điện áp định mức cuộn cao: Uh (kV)

 Điện áp định mức cuộn trung: Um (kV)  Điện áp định mức cuộn hạ: Ul (kV)  Phía điều áp và số nấc điều áp  Vị trí nấc giữa

 Khả năng điều chỉnh điện áp của mỗi nấc: step (%)  Tổn thất không tải: Pkt (kV)

 Dòng điện không tải: I0 (%)

 Công suất ngắn mạch cao-trung/cao-hạ/trung-hạ:

Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS Lê Kỷ

rồi nhấp vào vị trí đặt ta được hình mô phỏng máy biến áp 3 cuộn dây như sau:

Hình 3.10: Mô phỏng MBA 3 cuộn dây trong PSS/E

Nhấn đúp vào máy biến áp sẽ xuất hiện bảng nhập số liệu:

Từ đó nhập các thông số cần thiết vào bảng như: giá trị điện trở, điện kháng giữa các cuộn cao – trung – hạ với nhau, chọn kiểu đấu cuộn dây

trong Vector Group

Lần lượt chuyển sang các Tab Winding 1 Power Flow, Winding 2 Power Flow, Winding 3 Power Flow, để nhập giá trị điện áp định mức các cuộn, các mức mang tải cho phép khác nhau của cuộn dây, số nấc, giá trị điện trở và điện áp lớn nhất nhỏ nhất

Hình 3.12: Nhập số liệu riêng từng cuộn dây

Các số liệu cần thiết để mô phỏng máy phát điện

 Công suất định mức của máy phát: Pdm (MW), Qdm (MVAr), Sdm

(MVA)

 Điện áp định mức của máy phát: Uf (kV)

 Công suất phát cực đại và cực tiểu: Pmax (MW), Pmin (MW), Qmax

(MVAr), Qmin(MVAr)

 Các điện kháng: Xd”, X0 và Xneg

Các thông số của máy phát điện được nhập trực tiếp vào chương trình PSS/E

Mô phỏng và nhập số liệu máy phát điện trong ứng dụng PSS/E

Nhấp vào icon di chuột đến vị trị đặt máy phát điện nhấp chuột được

hình mô phỏng máy phát điện như hình: