Những ảnh hưởng của NMĐG đến lưới điện liên quan đến nhiều vấn đề, trong đó có: Trào lưu công suất; lượng công suất dự phòng để đảm bảo ổn định hệ thống; ngắn mạch trên lưới điện; ổn địn
Trang 11
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Từ sau cuộc khủng hoảng năng lượng dầu mỏ trong thập niên 1970, việc nghiên cứu sản xuất năng lượng từ các dạng nguồn năng lượng khác được đẩy mạnh trên toàn thế giới, trong đó phát điện bằng sức gió được đặc biệt quan tâm Đến cuối năm 2012 trên toàn thế giới ước đạt 282410MW công suất điện gió đấu nối vào lưới điện Dự báo trong tương lai, mức độ thâm nhập điện gió sẽ còn tăng cao hơn nữa
Việt Nam được đánh giá là quốc gia có tiềm năng năng lượng gió khá cao Mới đây nhất (19/09/2014), tại
Hà Nội AWS Truepower – Hoa Kỳ đã công bố kết quả khảo sát tiềm năng gió trên toàn lãnh thổ Việt Nam, cho thấy ở 142 vị trí có thể xây dựng nhà máy điện gió (NMĐG) quy mô công nghiệp với tổng công suất vào khoảng 9000MW Khi số lượng lớn công suất điện gió tích hợp vào lưới điện sẽ có những tác động đến lưới điện, đặc biệt
là lưới điện phân phối lân cận điểm kết nối
Những ảnh hưởng của NMĐG đến lưới điện liên quan đến nhiều vấn đề, trong đó có: Trào lưu công suất; lượng công suất dự phòng để đảm bảo ổn định hệ thống; ngắn mạch trên lưới điện; ổn định của hệ thống điện (HTĐ); hệ thống bảo vệ về cơ và điện; chất lượng điện năng…
Ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu về điện gió, chẳng hạn chế tạo turbine gió đáp ứng với điều kiện Việt Nam; điều khiển để turbine gió bám lưới khi xảy ra ngắn mạch; sử dụng siêu tụ để tích trử năng lượng gió dư thừa…Tuy nhiên vấn đề nghiên cứu lựa chọn các chế độ đặc trưng, đánh giá ảnh hưởng của NMĐG đến thông số vận hành của lưới điện địa phương và độ tin cậy cung cấp điện (ĐTC CCĐ) của lưới điện khi có sự tham gia của
nguồn điện gió chưa được quan tâm đúng mức Chính vì vậy, luận án tập trung vào việc “nghiên cứu tác động của nhà máy điện gió đến thông số vận hành trong các chế độ xác lập đặc trưng của lưới điện địa phương và ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện lân cận điểm kết nối của nhà máy điện gió”
2 Mục đích nghiên cứu
Phân tích và đánh giá tác động của NMĐG đến các thông số vận hành của lưới điện trong các chế độ xác lập đặc trưng được lựa chọn Xây dựng mô hình xác suất đánh giá ĐTC CCĐ và khả năng cô lập (tách đảo) một phần lưới điện địa phương có kết nối với nguồn điện gió khi HTĐ lớn bị sự cố để nâng cao ĐTC CCĐ
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Ảnh hưởng của NMĐG sử dụng máy phát cảm ứng nguồn kép đến các thông số
vận hành của lưới điện lân cận điểm kết nối Nghiên cứu các chỉ tiêu về ĐTC CCĐ, chủ yếu tập trung vào việc xây dựng mô hình và xem xét sự thay đổi kỳ vọng thiếu hụt công suất, thiếu hụt điện năng đối với nút phụ tải được khảo sát khi có NMĐG hoạt động và giải pháp “tách đảo” để nâng cao ĐTC CCĐ
Phạm vi nghiên cứu: Sự thay đổi các thông số vận hành và ĐTC trong các chế độ xác lập đặc trưng của
lưới điện phân phối địa phương lân cận điểm kết nối với nguồn điện gió Áp dụng tính toán thực tế tại lưới điện ở Tuy Phong – Bình Thuận nơi có NMĐG công suất 120MW kết nối với lưới điện 110kV
4 Phương pháp nghiên cứu
Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, xây dựng phương pháp, mô hình nghiên cứu với việc thu thập và xử lý số liệu thực tế của lưới điện và NMĐG để phục vụ các tính toán minh họa Sử dụng phần mềm chuyên dụng PSS/E để khoanh vùng phạm vi ảnh hưởng của NMĐG đến lưới điện và tính toán các thông số vận hành của lưới điện trong các chế độ đặc trưng Các số liệu được thu thập và cập nhật liên tục từ các nghiên cứu, các dự án điện gió đang thực hiện tại Việt Nam có đấu nối với lưới điện
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Đề xuất phương pháp xây dựng đặc tính phát và trao đổi công suất giữa NMĐG với lưới
điện theo thời gian ngày, tháng, năm trên cơ sở số liệu thống kê quá trình vận hành của đối tượng nghiên cứu từ
đó lựa chọn các ngày đặc trưng trong năm để đánh giá tác động của NMĐG đến lưới điện lân cận điểm kết nối Xây dựng mô hình xác suất để đánh giá ĐTC đối với nút phụ tải được khảo sát của lưới điện phân phối khi đấu nối với các nguồn điện phân tán Đề xuất giải pháp chia cắt (tách đảo) một phần lưới điện có kết nối với các nguồn điện phân tán để nâng cao ĐTC CCĐ cho các phụ tải quan trọng khi hệ thống điện lớn bị sự cố
Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu, đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đấu nối NMĐG vào lưới điện Việt Nam nhằm
đảm bảo các điều kiện vận hành và chất lượng điện năng cho hộ tiêu thụ Phân vùng và đánh giá tác động của NMĐG đến các thông số vận hành của lưới điện thực tế Xử lý các số liệu thống kê thực tế để xác định thông số
về hỏng hóc của turbine gió vận hành tại Việt Nam Tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng đối với nút phụ tải được khảo sát khi có sự tham gia của nguồn điện gió để thấy rõ tác động tăng cường ĐTC CCĐ của lưới điện
Trang 22 phân phối khi kết nối với các nguồn điện phân tán Đề xuất giải pháp tách đảo một phần lưới điện địa phương có kết nối với nguồn điện phân tán để nâng cao ĐTC CCĐ cho các hộ tiêu thụ quan trọng khi HTĐ lớn bị sự cố Phương pháp nghiên cứu được tính toán minh họa cho trường hợp NMĐG Tuy Phong – Bình Thuận
6 Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 4 chương: Chương 1 Tổng quan
Chương 2 Đấu nối NMĐG vào HTĐ
Chương 3 Mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của NMĐG đến thông số vận hành của lưới điện địa phương Chương 4 Ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy cung cấp điện
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Phần tổng quan của Luận án nhằm giới thiệu những vấn đề chung về phát triển điện gió trên thế giới và ở Việt Nam Tổng quan về từng nội dung nghiên cứu trong luận án sẽ được giới thiệu ở đầu các chương tương ứng
1.1 Hiện trạng phát triển năng lượng gió trên thế giới
Thị trường điện gió toàn cầu đã và đang được phát triển nhanh chóng hơn tất cả các dạng năng lượng khác dùng để phát điện Tổng công suất đặt của điện gió toàn thế giới vào năm 2005 khoảng 59063MW và cho đến cuối năm 2012 đã tăng gấp hơn 4 lần đạt 282410MW, quá trình phát triển này được mô tả trên Hình 1.3
Hình 1.3 Biểu đồ tăng trưởng công suất điện gió trên toàn thế giới Hình 1.4 Xếp hạng 10 quốc gia có công suất lắp đặt điện gió
cao nhất thế giới
Quốc gia có tổng công suất lắp đặt điện gió trong năm 2011 lớn nhất là Trung Quốc (75324MW), xếp sau là
Mỹ (60007MW), Đức (31307MW), Tây Ban Nha (22796MW), Ấn Độ (18421MW), Vương quốc Anh (8445MW), Ý (8124MW), Pháp (7473MW) Một số quốc gia khác bao gồm, Bồ Đào Nha, Đan Mạch cũng đạt ngưỡng trên 4000MW công suất điện gió đã được lắp đặt (Hình 1.4) Quá trình phát triển của công suất turbine được trình bày trên Hình 1.8
Hình 1.8 Quá trình phát triển của turbine gió Hình 1.9 Mô hình chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng điện
1.2 Mô hình hệ thống chuyển đổi năng lượng gió
Bằng cách sử dụng phương pháp khí động học, turbine gió được thiết kế dưới dạng cánh quạt, nhận năng lượng gió và chuyển đổi thành năng lượng cơ quay máy phát, được trình bày trên Hình 1.9
1.3 Giải pháp về công nghệ chế tạo máy phát điện
93959 121247 157910 194559 237029 282410
4525
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
Trang 33 Máy phát điện làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng cơ học của rotor thành năng lượng điện Ở các thiết bị chuyển đổi năng lượng gió người ta sử dụng cả máy phát đồng bộ lẫn máy phát không đồng bộ, được mô tả trong Hình 1.10
Hình 1.10 Giản đồ khối mô tả các loại máy phát điện chạy
bằng sức gió
Hình 1.11 Năng lực chế tạo turbine gió của một số nhà sản xuất hàng
đầu thế giới (theo công suất tổ máy)
Hình 1.11 mô tả năng lực chế tạo (theo công suất danh định tổ máy) của một số nhà sản xuất turbine gió
1.4 Phát triển năng lượng gió ở thềm lục địa
Khả năng cố định được các động cơ gió xuống nền đáy biển đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành năng lượng gió Trang trại điện gió ngoài khơi đầu tiên với tên gọi “Vindeby – Lolland” được xây dựng tại Đan Mạch, với tổng công suất 5MW sử dụng turbine gió của nhà chế tạo Bonus loại B35/450, vận hành vào năm 1991 cung cấp khoảng 12GWh/năm Tính đến hết năm 2012 điện gió ở thềm lục địa trên toàn thế giới được giới thiệu trên Hình 1.12
Hình 1.12 Biểu đồ tăng trưởng công suất điện gió ở thềm lục địa Hình 1.14 Giá thành điện gió giảm từ năm 1990 đến năm 2012
1.5 Suất đầu tư và giá thành điện năng của nguồn điện gió
Nếu so sánh giá thành điện năng của điện gió (USD/kWh) thì từ năm 1990 đến năm 2012 đã giảm đi khoảng 6.7 lần, cho thấy tính cạnh tranh của điện gió tăng lên đáng kể (Hình 1.14)
1.6 Điện gió tại Việt Nam
Kết quả nghiên cứu gần đây nhất (09/2014) về tiềm năng, đặc điểm, chế độ gió và các vị trí có thể xây dựng NMĐG quy mô công nghiệp được giới thiệu trên Hình 1.17 – 1.19
10 10 10 8 7.5 7 7 7
6 6 6 6 6 6 6 6 6 5.55.55.55.5
5 5 5 5 5 5 5 5 5
0 2 4 6 8 10 12
Trang 44
Hình 1.19 Miền Nam, kịch bản cho năm 2020
Tốc độ gió Miền Bắc đo ở độ cao 80m
Vận tốc gió trung bình 6,24m/s, tổng công suất
500MW, hiệu suất trung bình 31%
Tốc độ gió ở Miền Nam đo ở độ cao 80m
Vận tốc gió trung bình 5,74m/s, tổng công suất
1500MW, hiệu suất trung bình 27%
Tốc độ gió ở Miền Trung đo ở độ cao 80m
Vận tốc gió trung bình 6,95m/s, tổng công suất 4000MW, hiệu suất trung bình 38%
Hình 1.16 Các vị trí có thể xây dựng NMĐG qui mô công nghiệp tại Việt Nam
Kết quả khảo sát và tính toán sự thay đổi và độ lệch chuẩn của công suất điện gió trong thời gian 10 phút ở các mức công suất khác nhau được mô tả trên các Hình 1.21 và 1.22
Hình 1.21 Mức thay đổi công suất trong thời gian 10 phút Hình 1.22 Độ lệch chuẩn công suất gió trong thời gian 10 phút
Công suất dự phòng dùng để điều tần được thiết kế lớn hơn 2.5 lần độ lệch chuẩn để hỗ trợ do công suất điện gió thay đổi trong mỗi khoảng thời gian 10 phút
Cho đến nay đã có hơn 40 dự án đầu tư xây dựng NMĐG tại Việt Nam với tổng công suất lắp đặt vào khoảng 4113MW Hiện tại có 2 dự án đã đấu nối vào lưới điện quốc gia (NMĐG Tuy Phong, NMĐG Bạc Liêu)
CHƯƠNG 2: ĐẤU NỐI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN
Hiện nay chưa có Quy chuẩn quốc gia của Việt Nam về đấu nối NMĐG vào HTĐ ERAV và EVN đang trong quá trình xây dựng Quy chuẩn này Các nghiên cứu trong chương này nhằm tìm hiểu, lựa chọn và giới thiệu
Trang 55 một số nội dung, thông số, tiêu chuẩn của một số quốc gia có công nghiệp điện gió phát triển trên thế giới cũng như một số quy định hiện hành của Việt Nam về lưới điện liên quan đến đấu nối Những thông tin được tổng hợp trong chương này có thể được tham khảo trong quá trình xây dựng quy chuẩn của Việt Nam
2.1 Sơ đồ đấu nối nhà máy điện gió vào hệ thống điện
Kết nối trang trại gió vào lưới điện có thể được thực hiện tại các cấp điện áp khác nhau tùy theo lượng công suất phát, khoảng cách đến điểm đấu nối cũng như lưới điện của mỗi quốc gia Trên thực tế, việc đấu nối có thể thực hiện ở cấp điện áp phân phối hoặc cấp điện áp truyền tải Có hai sơ đồ điển hình đấu nối NMĐG vào lưới điện được trình bày ở Hình 2.1 và 2.2
Hình 2.1 Sơ đồ điển hình đấu nối trang trại gió trên đất liền vào
lưới điện
Hình 2.2 Sơ đồ điển hình đấu nối trang trại gió ở thềm lục địa
vào lưới điện
2.2 Lựa chọn thông số của mạch đấu nối
Các thông số của mạch đấu nối bao gồm: khoảng cách, điện áp, mức công suất, tiết diện dây dẫn, số mạch đường dây, vị trí xây dựng nhà máy và qui định về độ sụt áp tại điểm kết nối, được trình bày trên Bảng 2.1 và Hình 2.3
Bảng 2.1 Mối quan hệ của các thông số trong mạch đấu nối NMĐG với lưới điện
Qui mô trang trại gió (MW)
Độ sụt áp cực đại cho phép
Khoảng cách đấu nối (km)
Trang trại điện gió nhỏ P ≤ 10MW Trang trại điện gió trung bình 10MW < P ≤ 100MW Trang trại điện gió lớn P > 100MW
Hình 2.3 Sơ đồ đấu nối tương ứng với qui mô công suất của trang trại gió
Trang 66
2.3 Các mô hình kết nối tổ máy turbine gió với lưới điện
2.3.1 Mô hình kết nối trực tiếp máy phát với lưới điện (loại A) (Hình 2.4)
Hình 2.4 Mô hình máy phát nối trực tiếp với lưới (loại A) Hình 2.5 Mô hình máy phát nối lưới có tốc độ thay đổi nhờ
việc thay đổi điện trở mạch rotor (loại B)
2.3.2 Mô hình máy phát kết nối lưới điện sử dụng phương thức thay đổi điện trở mạch rotor (loại B) (Hình 2.5)
2.3.3 Mô hình kết nối máy phát cảm ứng nguồn kép với lưới điện (loại C) (Hình 2.6)
Hình 2.6 Mô hình nối lưới của máy phát cảm ứng nguồn kép
(loại C)
Hình 2.7 Mô hình máy phát nối lưới thông qua bộ biến đổi
điện tử công suất đầy đủ (loại D)
2.3.4 Mô hình máy phát kết nối lưới điện thông qua bộ biến đổi tỉ lệ đầy đủ (loại D) (Hình 2.7) 2.4 Dòng công suất của máy phát cảm ứng nguồn kép nối lưới (DFIG)
DFIG là loại máy phát được dùng phổ biến hiện nay trên thế giới, cũng là loại máy đã được lắp đặt tại bai NMĐG đang hoạt động tại Việt Nam Luận án sẽ tập trung phân tích và giới thiệu chi tiết mô hình này
Hình 2.9 Sơ đồ mô tả dòng công suất của máy phát cảm ứng nguồn kép nối lưới
Tùy thuộc vào tốc độ gió và điều kiện vận hành của hệ thống mà công suất qua mạch rotor có thể đi theo hai chiều: từ lưới qua bộ chuyển đổi công suất đến rotor hoặc ngược laị
2.5 Một số tiêu chuẩn Quốc tế và quy định của Việt Nam về điều kiện đấu nối NMĐG vào HTĐ 2.5.1 Một số tiêu chuẩn Quốc tế
2.5.1.1 Phạm vi hoạt động của điện áp và tần số
Trang 77 Điện áp và tần số tạo ra từ NMĐG phụ thuộc rất lớn vào tốc độ gió Mặt khác, việc ngắt và đóng kết nối với lưới điện đối với trang trại gió là thường xuyên xảy ra Điều này làm thay đổi điện áp và tần số tại điểm kết nối, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng của lưới điện
Một đồ thị đại diện của lưới điện Đan Mạch dùng cho turbine gió khi kết nối với lưới điện phân phối, cho biết phạm vi vận hành nằm trong giới hạn biên độ điện áp và tần số lưới điện, được minh họa trên Hình 2.13
Hình 2.13 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần số của
lưới điện Đan Mạch vận hành có kết nối điện gió
Hình 2.14 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần
số của lưới điện Anh Quốc vận hành có kết nối điện gió
Hình 2.14 mô tả giới hạn biên độ điện áp và tần số khi kết nối trang trại gió với lưới điện có cấp điện áp nhỏ
hơn 132kV của quốc gia Anh
2.5.1.2 Kiểm soát công suất phản kháng và điều chỉnh điện áp
Turbine gió có khả năng kiểm soát công suất phản kháng để hỗ trợ và điều chỉnh điện áp tại điểm kết nối (POC) Ngoài ra NMĐG còn phải trang bị bộ điều chỉnh điện áp (VR) để duy trì độ lệch điện áp nằm trong giới hạn quy định (± 10% cho các mạng điện áp thấp và ± 5% cho mạng lưới điện trung bình hoặc cao) Các NMĐG phải duy trì phát công suất phản kháng trong suốt khoảng thời gian điện áp giảm thấp theo khả năng cho phép của thiết bị
Hình 2.17 Yêu cầu lượng công suất phản kháng của turbine gió
(Liên Bang Đức và Anh Quốc)
Hình 2.18 Điều chỉnh lượng công suất tác dụng cho
việc hỗ trợ tần số 2.5.1.3 Điều khiển công suất tác dụng và kiểm soát tần số
Một trong những yếu tố quan trọng nhất là việc tính toán và xác định lượng công suất dự phòng cần thiết để tránh sự sụp đổ HTĐ trong khi không thể dự báo trước vận tốc gió và vận tốc gió có thể đột ngột trở về không trong khoảng thời gian rất ngắn dẫn đến mất một lượng công suất
Các trang trại gió phải có khả năng điều chỉnh sản lượng điện ở một mức xác định nào đó từ nhà điều hành
hệ thống nhằm để hỗ trợ và ổn định tần số HTĐ Ngoài ra, trang trại gió phải có khả năng điều chỉnh tăng hoặc giảm công suất tác dụng theo độ lệch tần số Hình 2.18 mô tả đường cong điều chỉnh tỉ lệ phần trăm công suất trang tại gió ứng với dải tần số hoạt động đã quy định
2.5.1.4 Khả năng vượt qua điện áp thấp
Yêu cầu các NMĐG phải duy trì kết nối trong trường hợp hệ thống bị sự cố để ngăn ngừa hệ thống mất ổn định Vì vậy nhiều công ty Điện lực đòi hỏi yêu cầu NMĐG phải có khả năng vượt qua điện áp thấp (LVRT) (đặc biệt kết nối với lưới điện cao áp) với tỉ lệ phần trăm nhất định so với điện áp định mức (có khả năng chịu được điện áp giảm tới khoảng từ 0 – 15%) và trong thời gian qui định của mỗi quốc gia
Trang 88
Hình 2.19 Qui định LVRT của NMĐG ở một số quốc gia phát triển điện gió
2.5.1.5 Yêu cầu về chất lượng điện năng
Biến thiên điện áp
Mức độ biến thiên điện áp cho phép được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế và quy định của mỗi quốc gia Chẳng hạn, đối với lưới truyền tải: tại Đan Mạch turbine gió gây ra một sự biến đổi điện áp không vượt quá 1% tại điểm kết nối chung (POC); Ở Đức và Thụy Điển các giới hạn tương ứng là 2% và 2,5% Đan Mạch, không quá 4% ở cấp điện áp 10 – 20kV và không quá 3% ở cấp điện áp 50 – 60kV…
Nhấp nháy điện áp
Khuyến cáo rằng Plt ≤ 0.5 ở cấp điện áp từ 10 – 20kV và Plt ≤ 0.35 ở cấp điện áp 50 – 60kV được xem là chấp nhận được Tuy nhiên, tùy theo mỗi quốc gia có thể có những giới hạn cho phép nhấp nháy khác nhau Chẳng hạn, đối với lưới phân phối: Đan Mạch Plt ≤ 0.5 ở cấp điện áp từ 10 – 20kV và Plt ≤ 0.35 ở cấp điện áp 50 – 60kV; ở Đức tại điểm kết nối Plt ≤ 0.46 Ở cấp điện áp lớn hơn 132kV, Plt ≤ 0.37 (Đức) và Pst ≤ 0,8, Plt ≤ 0.6 đối với tiêu chuẩn Anh…
Sóng hài
Sự biến dạng sóng hài có thể được định lượng bằng phương pháp đo tổng biến dạng sóng hài TDH (Total Harmonic Distortion) hoặc biến dạng sóng hài riêng lẻ Tiêu chuẩn IEC 61.400–21 (2008), IEC 61000–3–6 và IEEE 519–1992 thường được áp dụng trong hệ thống năng lượng gió hiện đại Đối với Ấn Độ ở cấp điện áp lớn hơn 132kV, THD ≤ 3% THD ≤ 5% đối với lưới có cấp điện áp thấp hơn 69kV và THD ≤ 2.5% ở cấp điện áp lớn hơn 69kV Qui định về tổng dạng méo hài của quốc gia Ai Len theo tiêu chuẩn IEC 61000–3–6…
2.5.2 Quy định của Việt Nam về điều kiện đấu nối
Một số vấn đề liên quan đến việc kết nối NMĐG với lưới điện Việt Nam được xem xét và đề xuất sau đây:
a Yêu cầu về giới hạn điện áp và tần số
Hình 2.20 Giới hạn điện áp và tần số trong vận hành lưới điện có kết nối với NMĐG tại Việt Nam
Trang 9105 – 115 % 49,5 – 50,5 Hz Khả năng vận hành trong 1 giây
115 – 120 % 49,5 – 50,5 Hz Khả năng vận hành trong 0,5 giây Ngoài giới hạn điện áp và tần số cho trong Bảng 2.3, turbine gió phải ngừng ngay lập tức
b Yêu cầu về công suất phản kháng
Công suất phản kháng cung cấp vào hệ thống sẽ giảm từ mức hệ số công suất định mức 0,95 Khi điện áp lớn hơn điện áp danh định, công suất phản kháng hấp thụ từ lưới điện về nhà máy sẽ giảm khi điện áp ở mức dưới điện áp danh định trừ khi có những qui định khác Ngoài ra công suất phản kháng sẽ giảm đi khi công suất phát của nhà máy dưới mức 20% công suất định mức
c Yêu cầu về điều khiển điện áp
Các NMĐG cần phải trang bị bộ điều chỉnh điện áp để duy trì độ lệch điện áp nằm trong giới hạn quy định Trong trường hợp điện áp tại điểm kết nối giảm nhiều, NMĐG phải duy trì phát công suất phản kháng hết khả năng điều chỉnh của các thiết bị trong suốt thời gian này
d Yêu cầu về điều khiển công suất tác dụng
NMĐG cần có khả năng tăng hoặc giảm công suất theo lệnh điều độ với tốc độ 1%/giây, cho phép đặt trước giới hạn tăng công suất từ 5 – 100% công suất danh định/phút Ngoài ra NMĐG cần phải có khả năng điều chỉnh tần số sơ cấp tương tự như các nhà máy điện truyền thống Cho phép giảm công suất tác dụng trong thời gian sụt giảm điện áp và khôi phục về mức 90% công suất danh định trước khi xảy ra nhiễu loạn trong vòng ½ giây
e Yêu cầu về khả năng vượt qua điện áp thấp
Theo thông tư 12 và 32/2010/TT–BCT thời gian tối đa giải trừ sự cố ở cấp điện áp ≤ 110kV là 150ms, có thể đưa ra yêu cầu vượt qua điện áp thấp của turbine gió cho lưới điện Việt Nam theo Hình 2.21
Hình 2.21 Khả năng vượt qua điện áp thấp của turbine gió kết nối với lưới điện Việt Nam
f Yêu cầu về đảm bảo chất lượng điện năng
Bảng 2.4 Giới hạn một số thông số về chất lượng điện năng
Cấp điện áp Dao động điện áp Nhấp nháy Sóng hài
CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NMĐG ĐẾN THÔNG SỐ
VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG
Trang 1111
Hình 3.1 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày phụ tải tiêu thụ công suất lớn nhất
Hình 3.2 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày phụ tải tiêu thụ công suất nhỏ nhất
Hình 3.3 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày NMĐG phát công suất lớn nhất
Nhận thấy chỉ có 5 nút: Lương Sơn, Phan Rí, Tuy Phong, CN Vĩnh Hảo, Ninh Phước là chịu ảnh hưởng của NMĐG Vì vậy ở các phần áp dụng cho lưới điện thực tế sau đây, chỉ tính toán và mô phỏng sơ đồ đã được đơn giản hóa Hình 3.4 Kết quả mô phỏng trên nền PSS/E được giới thiệu trên Hình 3.5
0.98 0.985
0.99 0.995
1 1.005
Trang 1212
Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện 110kV Bình Thuận có kết nối điện gió đã
được đơn giản hóa
Hình 3.5 Sơ đồ mô phỏng trên nền PSS/E lưới điện 110kV
Bình Thuận có kết nối điện gió đã được đơn giản hóa
3.2 Xây dựng biểu đồ trao đổi công suất giữa NMĐG với lưới điện địa phương trong một số chế
bố vận tốc gió trong năm (Hình 3.8b)
Hình 3.6 Hoa gió Hình 3.7 Họ đặc tính tần suất tốc độ gió Hình 3.8 Đồ thị kéo dài theo thời gian (a)
và xác suất phân bố vận tốc gió (b) trong năm
3.2.2 Khả năng phát công suất của turbine gió
Công suất phát của turbine gió được tính theo công thức: 1 2 3
thiết kế và góc nghiêng của cánh quạt Các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm cho thấy trị số lý tưởng của hệ số
này là C p = 0,593, loại turbine 3 cánh quạt có hệ số này là tốt nhất Thông thường nhà chế tạo turbine gió cho biết
quan hệ giữa hệ số chuyển đổi tối đa C Pmax với biến thiên tốc độ gió
– Mật độ không khí nơi đặt turbine gió ( = 1.22kg/m
3
r– Bán kính của rotor Những turbine gió hiện đại, công suất lớn có đường kính đến 150m Theo (3.1) kết hợp với đặc tính phân bố tốc độ gió trên Hình 3.9 có thể xây dựng biểu đồ phát công suất và năng lượng khả dụng của NMĐG cho một khoảng thời gian khảo sát nào đó (ngày, tháng, mùa, năm…) Năng lượng thu được từ NMĐG trong khoảng thời gian t: