Phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến chất lượng điện năng trong hệ thống điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ HOÀNG ĐẠO Vũ Hoàng Đạo KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Kỹ thuật điện hướng Hệ thống điện 2009-2011 Hà Nội – 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Vũ Hoàng Đạo PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện hướng Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Kỹ thuật điện hướng Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt Hà Nội – 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn riêng Các kết tính toán nêu luận văn trung thực chưa công bố luận văn khác Hà Nội, tháng năm 2011 Tác giả luận văn Vũ Hoàng Đạo Lời cảm ơn Để hoàn thành luận văn, nỗ lực phấn đấu thân, tác giả nhận nhiều quan tâm giúp đỡ thầy cô, bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt, người tận tình bảo hướng dẫn suốt trình làm luận văn Tác giả xin chân thành cám ơn thầy cô môn Hệ thống điện Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình dạy bảo cho có ngày hôm Do kiến thức hạn chế nên luận văn khó tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận bảo, góp ý thầy cô giáo môn Hệ thống điện người quan tâm Xin chân thành cám ơn! Tác giả Vũ Hoàng Đạo Danh mục bảng: Bảng 2.1: Các tượng chất lượng điện Bảng 3.1 Các loại phụ tải điển hình Bảng 3.2 Công suất định mức phụ tải điện Bảng 3.3 Trị số điện áp nút chế độ lưới điện vận hành điển hình, phụ tải có đặc tính dân cư Bảng 3.4 Công suất phát HT, NĐ NT chế độ điển hình, phụ tải có đặc tính dân cư Bảng 3.5 Trị số điện áp nút chế độ lưới điện vận hành điển hình, phụ tải có đặc tính công nghiệp Bảng 3.6 Công suất phát HT, NĐ NT chế độ điển hình, phụ tải có đặc tính công nghiệp Bảng 3.7 Trị số điện áp nút sau cắt đường dây 377 Bảng 3.8 Trị số hố điện áp cắt hệ thống đột ngột sa thải phụ tải Bảng 3.9 Chênh lệch công suất kịch 2.1 - phụ tải dân cư Bảng 3.10 Chênh lệch công suất kịch 2.1 - phụ tải công nghiệp Bảng 3.11 Các hố điện áp tách đảo sa thải phụ tải mức độ chênh lệch công suất nhỏ 30% Bảng 3.12 Chênh lệch công suất kịch 2.2 - phụ tải dân cư Bảng 3.13 Chênh lệch công suất kịch 2.2 - phụ tải công nghiệp Bảng 3.14 Chênh lệch công suất kịch 2.3 - phụ tải dân cư Bảng 3.15 Chênh lệch công suất kịch 2.3 - phụ tải công nghiệp Bảng 3.16 Lựa chọn thời gian trễ thuật toán điều khiển Bảng 3.17 Thứ tự ưu tiên phụ tải chế độ khởi động đen Bảng 3.18 Trị số cụm phụ tải chia nhỏ Danh mục hình vẽ, đồ thị: Hình 1.1 Nguồn phát điện tương lai Hình 1.2 Máy phát điện diesel Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý Tua-bin khí Hình 1.4 Pin nhiên liệu Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống quang điện Hình 1.6 Cấu tạo tua-bin gió Hình 1.7 Mô hình thủy diện nhỏ Hình 1.8 Công nghệ xây đập giữ nước Hình 1.9 Hệ thống máy phát tua-bin thủy triều Hình 1.10 Chu trình lượng lượng sinh khối Hình 2.1 Sét đánh gây độ xung hệ thống Hình 2.2 Quá độ dao động đóng tụ điện vào hệ thống Hình 2.3 Quá độ dao động tần số thấp đóng tụ điện vào hệ thống Hình 2.4 Quá độ dao động tần số thấp đóng máy biến áp không tải Hình 2.5 Các dạng biến đổi thời gian ngắn theo thời gian tồn Hình 2.6 Ngắt điện cố có tự đóng lại Hình 2.7 Sụt áp xảy cố chạm đất pha Hình 2.8 Sụt áp sinh khởi động động Hình 2.9 Tăng áp cố ngắn mạch pha Hình 2.10 Dạng sóng điện áp Hình 2.11 Hình ảnh cân điện áp Hình 2.12 Dạng dòng điện phổ hài cấp điều tốc Hình 2.13 Phụ hài sinh hoạt động biến đổi Hình 2.14 Dao động điện áp sinh lò hồ quang điện Hình 2.15 Các phương thức kết nối DG với lưới điện Hình 2.16 Các phương thức vận hành DG lưới điện Hình 2.17 Máy phát phân tán nối lưới biểu đồ điện áp Hình 2.18 Tổn thất công suất tác dụng với mức thâm nhập khác DG Hình 2.19 Sụt điện áp với mức thâm nhập khác DG Hình 2.20 Biểu đồ điện áp xảy cố ngắn mạch Hình 2.21 Mô hình máy phát tuabin gió nối lưới biểu đồ pha điện áp Hình 2.22 Sự dao động đại lượng máy phát điện gió Hình 2.23 Công suất tác dụng phát theo công suất phản kháng hấp thụ Hình 2.24 Đặc tính chập chờn điện áp theo tiêu chuẩn IEC 60868 Hình 2.25 Đường công suất thực nghiệm chế độ vận hành bình thường Hình 2.26 Đặc tính P Q tuabin gió công suất 600kW Hình 2.27 Điện áp tuabin gió lúc khởi động Hình 2.28 Đặc tính điều chỉnh tần số Hinh 2.29 Đặc tính điều chỉnh điện áp Hình 3.1 Sơ đồ lưới điện phân phối phía 35kV sau trạm 110kV Nghĩa Lộ E12.2 Hình 3.2 Giao diện chương trình PSCAD/EMTDC Hình 3.3 Mô hình lưới hệ thống Hình 3.4 Mô hình nguồn thuỷ điện nhỏ Hình 3.5 Mô hình máy biến áp Hình 3.6 Mô hình dây dẫn Hình 3.7 Mô hình phụ tải điện Hình 3.8 Mô hình máy cắt điện Hình 3.9 Mô hình kích từ Hình 3.10 Mô hình điều tốc Hình 3.11 Sơ đồ mô lưới điện giao diện PSCAD/EMTDC Hình 3.12 Sơ đồ khối điều khiển vận hành lưới Hình 3.13 Phản ứng lưới địa phương ngắn mạch đường dây 377 Hình 3.14 Phản ứng lưới địa phương cắt NĐ đột ngột khỏi lưới điện Hình 3.15 Phản ứng lưới địa phương tách đảo sa thải phụ tải Hình 3.16 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất nhỏ - đặc tính tải khu dân cư Hình 3.17 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất nhỏ - đặc tính tải khu công nghiệp Hình 3.18 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất trung bình - đặc tính tải khu dân cư Hình 3.19 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất trung bình - đặc tính tải khu công nghiệp Hình 3.20 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất lớn - đặc tính tải khu dân cư Hình 3.21 Phản ứng lưới địa phương tách đảo có mức chênh lệch công suất lớn - đặc tính tải khu công nghiệp Hình 3.22 Sơ đồ thuật toán sa thải phụ tải Hình 3.23 Đồ thị điện áp tần số lưới điện thời gian trễ lớn (t=10s) Hình 3.24 Đồ thị điện áp tần số lưới điện thời gian trễ nhỏ (t=0.1s) Hình 3.25 Phản ứng lưới địa phương với thời gian trễ cho bảng 3.16 Hình 3.26 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 10% sau 30 giây Hình 3.27 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 10% sau 60 giây Hình 3.28 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 5% sau 30 giây Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt: CLĐN CSTD CSPK DG HT MFĐ NĐ NLSK NT PCC PNL TBA TBA TG TĐN Chất lượng điện Công suất phản kháng Công suất tác dụng Nguồn phát điện phân tán (nguồn phân tán) Nguồn điện từ hệ thống Máy phát điện Nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông Năng lượng sinh khối Nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Tục Điểm kết nối chung Pin nhiên liệu Trạm biến áp Trạm biến áp trung gian Thủy điện nhỏ Luận văn cao học MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 3  1.1.  Nguồn điện phân tán (DG) 3  1.1.1.  Định nghĩa nguồn điện phân tán 3  1.1.2.  Ảnh hưởng tích cực nguồn phân tán 3  1.1.3.  Hạn chế nguồn phân tán 4  1.1.4.  Phân loại nguồn phân tán 4  1.1.5.  Kết luận 18  1.2.  Tiềm nguồn lượng phân tán 18  1.2.1.  Tiềm năng lượng gió 18  1.2.2.  Tiềm năng lượng mặt trời 21  1.2.3.  Tiềm năng lượng thủy điện nhỏ 23  1.2.4.  Tiềm năng lượng sinh khối 26  1.2.5.  Kết luận 28  1.3.  Kết luận chương 28  CHƯƠNG 2: ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 29  2.1.  Chất lượng điện (CLĐN) 29  2.1.1.  Tổng quan CLĐN 29  2.1.2.  Định nghĩa chất lượng điện 30  2.1.3.  Phân loại tượng chất lượng điện 32  2.1.4.  Mô tả tượng chất lượng điện 34  2.1.5.  Kết luận 51  2.2.  Ảnh hưởng nguồn phân tán lên CLĐN 51  2.2.1.  Ảnh hưởng chung DG đấu nối vào hệ thống điện 51  2.2.2.  Thay đổi điện áp nút tuyến đường dây 53  2.2.3.  Thay đổi tổn thất công suất 55  2.2.4.  Suy giảm điện áp có cố ngắn mạch gần đầu cực máy phát 57  2.2.5.  Dao động điện áp tượng chập chờn điện áp 58  2.2.6.  Các vấn đề tách đảo 65  2.2.7.  Kết luận 70  2.3.  Kết luận chương 71  CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NHÀ MÁY THUỶ ĐIỆN NHỎ NẬM ĐÔNG VÀ NẬM TỤC ĐẾN LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC 72  3.1.  Giới thiệu lưới điện khảo sát 72  3.1.1.  Sơ đồ lưới điện 72  3.1.2.  Các thông số lưới điện 72  3.2.  Mô lưới điện 73  3.2.1.  Phần mềm PSCAD/EMTDC 73  3.2.2.  Các giả thiết mô 74  3.2.3.  Mô phần tử 75  3.2.4.  Sơ đồ mô lưới điện 79  3.3.  Phân tích ảnh hưởng thuỷ điện nhỏ Nậm Đông Nậm Tục đến lưới điện địa phương 83  3.3.1.  Chế độ vận hành lưới điện khu vực kết nối với hệ thống 83  3.3.2.  Chế độ tách đảo (islanding) 91  Luận văn cao học lượng điện IEEE 1159, ta gặp biến đổi thời gian ngắn điện áp trường hợp Cụ thể có tượng sụt áp tạm thời đầu cực máy phát thuỷ điện NĐ, NT, PCC đầu cực phụ tải điện Nếu lưới điện có thiết bị nhạy cảm điện áp quan tâm đến ổn định điện áp cho thiết bị Như vậy, với tác động việc sa thải phụ tải theo thuật toán nêu, cứu hệ thống tránh khỏi dao động lớn giới hạn chúng mức độ Thuật toán thiết lập cho chế độ thường vận hành (chế độ tải 70%), phát huy hiệu thực tế áp dụng nghiên cứu thêm để vận hành chế độ khác Nhận xét cụm phụ tải cắt tương đối lớn nên trình độ xảy mạnh Điều khắc phục nâng cấp tăng nhiều thiết bị đóng cắt lưới điện, phân loại thành nhiều nhóm phụ tải nhỏ theo mức độ ưu tiên Khi đó, trình đóng cắt linh hoạt hơn, đáp ứng điện áp tần số đặc tính tốt 3.3.3 Chế độ khởi động đen lưới điện khu vực (black start) Khi có cố từ phía hệ thống, lưới điện cục phải tách Khi này, nhiều trường hợp, điều khiển có không đủ nhạy để sa thải phụ tải điện, cứu hệ thống khỏi ổn định Hoặc lúc cố, tổng công suất phát lưới cục nhỏ so với tổng phụ tải tiêu thụ, công suất lấy từ hệ thống tương đối lớn (lưới cục có mối liên kết chặt với lưới hệ thống mặt trao đổi công suất), hệ thống tách ra, dao động lớn, nguồn lưới cục tự điều chỉnh để giữ lưới ổn định Trong trường hợp này, nguồn muốn cấp điện lại cho lưới địa phương phải thực trình khởi động đen (hay gọi black start) Trong trường hợp khởi động đen, nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông khởi động, sau phụ tải đóng dần vào cách nhanh giữ ổn định lưới Phụ tải đóng vào tổng công suất phụ tải 105 Luận văn cao học khoảng 80% công suất phát định mức nhà máy Khi đóng tải, cần phân phụ tải quan trọng quan trọng theo cấp để ưu tiên thứ tự đóng Thứ tự ưu tiên phụ tải theo thứ tự giảm dần là: T375; T371.1; T373.1; T371.2; T371.3; T373.2; T373.3; T371.4; T371.6; T373.4; T373.5; T373.7; T371.5; T373.8; T373.6 Như phụ tải điện ưu tiên đóng vào theo thứ tự bảng 3.17 Phụ tải T375 T371.1 T373.1 T371.2 T371.3 T373.2 T373.3 Thứ tự Bảng 3.17 Thứ tự ưu tiên phụ tải chế độ khởi động đen Phụ tải xét với đặc tính phụ tải khu vực dân cư Tổng công suất đóng vào là: 11.382+j5.513 MVA ( 73% công suất phát định mức nhà máy) Mức độ dao động lưới địa phương phụ thuộc nhiều vào trị số cụm phụ tải đóng vào khoảng thời gian trễ hai lần đóng liên tiếp Do đó, để không tính tổng quát, ta xét kịch sau: + Kịch 1: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 10% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 30 giây; + Kịch 2: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 10% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 60 giây; + Kịch 3: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 5% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 30 giây 3.3.3.1 Kịch 1: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 10% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 30 giây Trong kịch này, giả sử phụ tải phân chia thành cụm với tổng công suất cụm khoảng 10% công suất định mức nhà máy thuỷ 106 Luận văn cao học điện nhỏ Nậm Đông Sau đó, trình khởi động đen, cụm phụ tải đóng theo thời gian t=30 giây cho trước Các phụ tải phân nhóm theo bảng 3.2 đóng vào theo thứ tự ưu tiên bảng 3.17 thời gian gian trễ hai lần đóng liên tiếp 30s Đồ thị đặc tính hệ thống cho hình 3.26 a Đồ thị điện áp nút b Đồ thị tần số c Đồ thị công suất tác dụng d Đồ thị công suất phản kháng Hình 3.26 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 10% sau 30 giây Trong hình 3.26.a, nhận thấy đóng phụ tải điện vào điện áp đầu cực nhà máy thuỷ điện Nậm Đông giữ ổn định sau dao động bé Khi công suất phụ tải tăng lên, mức suy giảm điện áp tăng lên theo, điện áp PCC giảm dần Tuy nhiên, giá trị điện áp PCC nằm giới hạn cho phép Đồng thời, điện áp đầu cực phụ tải xa nguồn NĐ 371.3 373.2 (khi phụ tải đấu vào lưới điện địa phương) nằm giới hạn cho phép Theo hình 3.26.b, tần số lưới địa phương trường hợp dao động mạnh Có lý khiến dao động mạnh tần số, thời gian 107 Luận văn cao học trễ hai lần đóng tải phụ tải vào lưới điện ngắn công suất phụ tải đóng vào lớn Khi thời gian trễ hai lần đóng phụ tải vào lưới ngắn, tần số lưới bị suy giảm lần đóng phụ tải trước chưa kịp phục hồi, bị suy giảm lần đóng phụ tải Điều dẫn đến giảm sâu tần số Công suất phụ tải đóng vào lớn ảnh hưởng đến dao động tần số lưới điện Khi đóng lượng phụ tải vào lưới điện, công suất tiêu thụ tăng lên đột ngột Trong công suất chưa kịp tăng có số quán tính máy phát Điều tạo mức độ chênh lệch công suất phát tiêu thụ lưới điện Theo đặc tính phụ tần số theo công suất tác dụng, đó, tần số giảm, hiển nhiên, công suất phụ tải đóng vào lớn, tức mức độ chênh lệch công suất cao, độ giảm tần số lớn 3.3.3.2 Kịch 2: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 10% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 60 giây Trong kịch này, phụ tải phân nhóm theo bảng 3.2 đóng vào theo thứ tự ưu tiên bảng 3.17 thời gian trễ hai lần đóng liên tiếp 60s Đồ thị đặc tính hệ thống cho hình 3.27 a Đồ thị điện áp nút b Đồ thị tần số 108 Luận văn cao học c Đồ thị công suất tác dụng d Đồ thị công suất phản kháng Hình 3.27 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 10% sau 60 giây Cũng hình 3.26.a, hình 3.27.a cho thấy khởi động đen, điện áp đảm bảo giới hạn cho phép (lớn 0.9pu nhỏ 1.1pu) Tại thời điểm đóng nhóm phụ tải điện vào lưới địa phương, điện áp có dao động, không đáng kể (không vượt dải điện áp cho phép) nhanh chóng ổn định Đồ thị tần số hình 3.27.b, có khác so với hình 3.26.b kéo dài khoảng thời gian trễ lần đóng phụ tải liên tiếp, phụ tải đóng vào thời điểm tần số phục hồi đến giá trị tốt hơn, đó, giá trị tần số cực tiểu nâng lên Tuy nhiên, giá trị cải thiện không đáng kể (từ 43.8Hz lên 44Hz) Nhận xét chung rằng, kịch này, mức độ dao động tần số tương đối lớn, đặc biệt đóng phụ tải lớn vào lưới điện Điều ảnh hưởng đến việc vận hành động điện cấp điện cho phụ tải điện nhạy cảm Trong kịch sau, nhóm phụ tải phân chia để đặc tính tần số thu cải thiện 3.3.3.3 Kịch 2: Đóng cụm phụ tải điện có trị số công suất khoảng 5% công suất định mức nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông, khoảng thời gian hai lần đóng liên tiếp 30 giây Trong kịch này, cụm phụ tải điện chia nhỏ kịch trước đóng vào lưới điện địa phương Các phụ tải chia nhỏ bao gồm: 109 Luận văn cao học T371.1; T371.2; T371.3; T373.2; T373.3 Phụ tải T371.1; T371.3; T373.2 chia thành phần nhau; phụ tải T371.2 chia thành phần nhau; phụ tải T373.3 chia phần Sự phân chia nhỏ phụ tải điện cho bảng 3.18 Phụ tải T371.1.1 T371.2.1 T371.3.1 T373.2.1 T373.3.1 P (MW) 0.599 0.726 0.606 0.766 0.664 Q (MVAr) 0.290 0.351 0.293 0.371 0.322 Bảng 3.18 Trị số cụm phụ tải chia nhỏ Các phụ tải phân nhóm theo bảng 3.17 kết hợp với bảng 3.18 đóng vào lưới địa phương sau vận hành nhà máy thủy điện Nậm Đông thời gian gian trễ hai lần đóng liên tiếp 30s Đồ thị đặc tính hệ thống cho hình 3.28 a Đồ thị điện áp nút b Đồ thị tần số c Đồ thị công suất tác dụng d Đồ thị công suất phản kháng Hình 3.28 Khởi động đen đóng cụm phụ tải 5% sau 30 giây 110 Luận văn cao học Qua kết hình 3.28, thấy tải tách nhỏ đóng theo thứ tự ưu tiên vào lưới dao động tần số nhỏ nhiều so với trường hợp không tách nhỏ Tần số dao động khoảng từ 48.5Hz đến 51Hz Điều đảm bảo cho điều kiện lưới cung cấp điện với chất lượng điện tốt cho phụ tải điện Như vậy, phụ tải chia nhỏ đặc tính tần số cải thiện trình khởi động đen Tuy nhiên, cụm phụ tải chia thành nhỏ, làm tăng số lượng thiết bị đóng cắt lưới điện, từ tăng vốn đầu tư Đồng thời, có nhiều cụm phụ tải cần đóng vào, thời gian cần thiết để đóng hết lượng công suất phụ tải lâu Do đó, cần xem xét yêu cầu chất lượng điện phụ tải quan trọng cụ thể lưới, để có giải pháp hợp lý cho tình vận hành khác 3.3.4 Kết luận Qua phân tích ảnh hưởng nguồn thủy điện nhỏ nhà máy thuỷ điện Nậm Đông Nậm Tục đến lưới điẹn địa phương phần lưới điện phân phối tỉnh Yên bái, ta thấy rằng, nhờ có nguồn điện phân tán này, chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện tăng lên đáng kể Nếu nhà máy thuỷ điện nhỏ này, có cố điện phía hệ thống, phụ tải lưới phân phối điện Nhờ có nhà máy này, cố phía cao áp, chúng vận hành số chế độ đặc biệt tách đảo, nhằm cung cấp điện cho phụ tải điện lưới điện địa phương Như vậy, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Nhà máy thuỷ điện Nậm Tục đấu nối phía xa 35kV trạm 110kV Nghĩa Lộ giúp nâng cao điện áp phụ tải phía cuối đường dây lộ 371 (tính từ trạm 110kV Nghĩa Lộ) thông qua việc phát công suất tác dụng công suất phản kháng vào phía cuối đường dây Song song với lợi ích rõ ràng mà DG mang lại, vận hành chế độ đặc biệt có số tượng chất lượng điện không mong muốn 111 Luận văn cao học Tuy nhiên biến đổi thường không đáng kể có lưu ý nhiều lưới có phụ tải nhạy cảm tượng chất lượng điện 3.4 Kết luận chương Trong chương giới thiệu sơ phần mềm PSCAD/EMTDC, phần mềm mạnh mô hệ thống điện Đồng thời, giới thiệu sơ lược, khảo sát cụ thể ảnh hưởng nguồn điện phân tán thủy điện nhỏ Nậm Đông Nậm Tục đến lưới điện khu vực sau trạm biến áp 110kV Nghĩa Lộ E12.2, thị xã Nghĩa Lộ, tỉnh Yên Bái Thông qua tính toán mô phỏng, số trường hợp ảnh hưởng cụ thể nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông Nậm Tục đến lưới điện địa phương nêu Các chế độ kịch xem xét mang tính chất điển hình, khai thác, áp dụng vào lưới điện thực tế Qua khảo sát lưới điện địa phương có khả vận hành chế độ tách đảo Để chuẩn bị cho việc vận hành chế độ này, cần phải nâng cấp lưới điện, trang bị thêm thiết bị đóng cắt tự động, nhằm sa thải phụ tải cách thông minh để giữ cho lưới địa phương ổn định có cố nguồn lưới hệ thống Đồng thời, cần trang bị thiết bị điều khiển tốt cho máy phát nhà máy thuỷ điện Nậm Đông, nhằm nâng cao hiệu trình khởi động đen nhà máy Khi vận hành chế độ xét, xảy số tượng chất lượng điện không mong muốn Tuy nhiên tượng chấp nhận phụ tải không nhạy cảm nhiều với chúng 112 Luận văn cao học CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận, hướng phát triển đề tài + Kết luận Luận văn trình bày ưu nhược điểm, xu phát triển, tiềm nguồn lượng phân tán Qua nhấn mạnh phát triển nguồn điện phân tán định hướng cho tương lai giới nói chung Việt Nam nói riêng Bằng số liệu thống kê cụ thể, luận văn nêu tiềm to lớn nguồn điện phân tán Việt Nam Luận văn nêu tượng chất lượng điện năng, tiêu chuẩn, để đánh giá chất lượng điện Khi đấu nguồn phân tán vào lưới điện, lưới có bị thay đổi cấu trúc đó, ảnh hưởng đến chất lượng điện Luận văn nêu số ảnh hưởng điển hình chứng minh ảnh hưởng công thức toán học Một trường hợp cụ thể lưới điện địa phương, phần lưới điện phân phối sau trạm biến áp 110kV Nghĩa Lộ E12.2 thị xã Nghĩa Lộ, tỉnh Yên Bái khảo sát Qua việc phân tích chế độ làm việc nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông Nậm Tục (sử dụng phần mềm mô PSCAD/EMTDC), thấy thuỷ điện nhỏ góp phần vào cải thiện chất lượng điện lưới điện khu vực Ngoài ra, chúng vận hành chế độ đặc biệt tách đảo hay khởi động đen, nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải lưới điện phân phối + Hướng phát triển đề tài Luận văn có xét đến tách đảo, vấn đề tương đối mới, có tiềm lớn khai thác Trong tương lai xét thêm phản hồi hệ thống, nghiên cứu kỹ chế độ vận hành Đó sở để cải thiện độ tin cậy cung cấp điện lưới phân phối, khai thác tối đa tiềm kinh tế thủy điện nhỏ mang lại 113 Luận văn cao học Một hướng phát triển đề tài mở rộng dạng nguồn phân tán khác xem xét phối kết hợp nguồn phân tán vận hành lưới điện 4.2 Kiến nghị Mặc dù Việt Nam, tiềm phát triển DG lớn, khai thác hết nguồn DG công suất đạt đến hàng chục nghìn MW, khó khăn vốn đầu tư, vấn đề công nghệ nên trình phát triển DG Việt Nam chậm Vì nhà nước cần khuyến khích nhiều thành phần tham gia đầu tư vào phát triển DG, để khai thác hiệu nguồn lượng dồi vốn có Đối với DG có, đặc biệt nguồn thuỷ điện nhỏ, cần đầu tư nâng cấp sở hạ tầng đào tạo tốt nguồn lực người để vận hành khai thác tối ưu DG Cần đầu tư nhiều nghiên cứu chế độ vận hành lưới điện có tham gia DG vào lưới điện đó, đặc biệt chế độ tách đảo lưới điện Đồng thời, cần định hướng để áp dụng nghiên cứu vào thực tế để phát huy hiệu nghiên cứu khoa học 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Bách Phúc, Nguyễn Hữu Bính; Tổng quan phát triển điện gió giới; Viện Điện - Điện tử - Tin học TP Hồ Chí Minh; 2008 [2] Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên; Cơ sở lượng tái tạo; Đại học Bách Khoa Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2006 [3] Hội nghị khoa học quốc tế Phát triển lượng bền vững; Viện Khoa học lượng - Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam tổ chức Hà Nội Quảng Ninh 2008 [4] Lê Kim Hùng, Lê Thái Thanh; Tối ưu hóa vị trí đặt công suất phát nguồn phân tán mô hình lưới điện phân phối 22kV; Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Đà Nẵng 2008 [5] Nguyễn Quang Khải; Những vấn đề phát triển lượng sinh khối Việt Nam; báo cáo hội thảo phát triển lượng bền vững Việt Nam [6] Viện lượng, Quy hoạch phát triển Điện lực Quốc gia giai đoạn 2006-2015 có xét triển vọng đến 2025 [7] PGS TS Trần Bách; Lưới điện hệ thống điện - tập 2; Đại học Bách Khoa Hà Nội; Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2008 [8] Phạm Văn Hòa; Nghiên cứu chế độ vận hành tối ưu hệ thống cung cấp điện nông thôn, trung du, miền núi; Báo cáo đề tài NCKH cấp Bộ Công Thương - Số 1999/QĐ-BCT [9] Công ty điện lực thành phố Hồ Chí Minh; Đánh giá chất lượng điện lưới phân phối [10] Nguyễn Xuân Tùng, Trịnh Trọng Chưởng; Ảnh hưởng suy giảm điện áp đến trình độ máy phát điện gió giá trị chỉnh định áp dụng cho hệ thống bảo vệ áp; Đại học Bách khoa Hà nội, Đại học Công nghiệp Hà nội [11] N Hatziargyriou, M Donnelly, S Papathanassiou, J.A Pecas Lopes, M Takasaki, H Chao, J Usaola, R Lasseter, A.Efthymiadis, K Karoui, S Arabi; Cigre technical brochure on modeling new forms of generation and storage; CIGRE TF38.01.10; 2000 [12] Roger C Dugan, Mark F McGranaghan, Surya Santoso, H Wayne Beaty; Electrical power systems quality - second edition; McGraw-Hill; 2004 [13] Turan Gonen; Electric Power Distribution System Engineering; McGraw-Hill; 1986 [14] Alexander Kusko, Marc T Thompson; Power Quality in Electrical Systems; McGraw-Hill; 2007 [15] Konstantinos Angelopoulos; Integration of Distributed Generation in Low Voltage Networks: Power Quality and Economics; University of Strathclyde in Glasgow; 2004 [16] IEC 61400-21; Power quality requirements for wind whines; 2001 [17] N Mithulananthan, Than Oo and Le Van Phu; Distributed Generator Placement in Power Distribution System Using Genetic Algorithm to Reduce Losse; Asian institute of technology, Thailand; 2004 [18] J Schlabbach, D Blume, T Stephanblome; Voltage quality in electrical power system; The Institution of Engineering and Technology, London, United Kingdom; 2000 [19] Vu Van Thong; Impact of distributed generation on power system operation and control; PhD thesis; Katholieke Universiteti Leuven, Leuven; May 2006 [20] S.Mekhilef, T.R.Chard, V.K.Ramachandramuthy; Voltage rise due to inter-connection of embedded generators to distribution network; Journal of scientific and industrial research; June 2010 [21] IEEE Application Guide for IEEE Std 1547; IEEE Standard for Interconnecting Distributed Resources with Electric Power Systems; 2008 [22] IEEE Std 519; IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems; 1992 [23] IEEE Std 446; IEEE Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems for Industrial and Commercial Applications; 1987 [24] ANSI-IEEE Std 1001; IEEE Guide for Interfacing Dispersed Storage and Generation Facilities with Electric Utility Systems; 1988 [25] Andrew James Senini; Simulating Power Quality Problems by ATP-EMTP; Department of Computer Science & Electrical Engineering, University of Queensland; 1998 [26] A Von Jouanne and B Banerjee; Assessment of voltage umbalance; power delivery, IEEE transaction; Oct 2001 [27] Thomas E Grebe; Application of distribution system capacitor banks and their impact on power quality; IEEE trans On industry application; May-june, 1996 [28] Z Chen, E Spooner; Grid Power Quality with Variable Speed Wind Turbines; IEEE trans On energy conversion; june, 2001 [29] Torbjorn Thiringer; Power Quality Measurements Performed on a Low-Voltage Grid Equipped with Two Wind Turbines; IEEE Transactions on Energy Conversion; September 1996 [30] R A Adams and S WD Middlekauff; Solving Customer Power Quality Problems Due to Voltage Magnification; IEEE Transactions on Power Delivery; October 1998 [31] Juan A Martinez and Jacinto Martin-Arnedo; Voltage Sag Studies in Distribution Networks—Part I System Modeling; IEEE Transactions on Power Delivery; July 2006 [32] Giuseppe Esposito, Dario Zaninelli (Milan, Italy) and George C Lazaroiu, Nicolae Golovanov (Bucharest, Romania); Impact of embedded generation on the voltage quality of distribution networks [33] Alternate Hydro Energy Center Indian Institute of Technology Roorkee; Standards/ manuals/ guidelines for small hydro development: Electro-Mechanical Works –Guidelines for Power Evacuation and Interconnection with Grid; Sep 19, 2008 [34] Per Lund, Olve Mogstad, Viktoria Neimane, Anngjerd Pleym and Olof Samuelsson; Connection of distributed generation – effect on the power system; Mars 2003 [35] M Aktarujjaman, M.E Haque, K.M Muttaqi, M Negnevitsky, G Ledwich; Control Stabilisation of Multiple Distributed Generation; Proceedings Australasian Universities Power Engineering Conference; Perth, Western Australia; 2007 [36] F Katiraei, M R Iravani, P W Lehn; Micro-Grid Autonomous Operation During and Subsequent to Islanding Process; IEEE transactions on Power Delivery, vol 20, no 1; january 2005 [37] Johan Björnstedt; Island Operation with Induction Generators - Frequency and Voltage Control; Department of Measurement Technology and Industrial Electrical Engineering Lund University, Sweden; 2009 [38] Thawatchai Tantimaporn, Panida Srikacha, Kesinee Loahacharoensombat, and Phongphat Waraphok; Islanding Operation of Mini-Hydro Generation in Real Distribution Network; International Conference on Energy and Sustainable Development: Issues and Strategies; Chiang Mai, Thailand; June 2010 [39] M Aktarujjaman, M.A Kashem, M Negnevitsky, G Ledwich; Dynamics of a Hydro-Wind Hybrid Isolated Power System; Australia [40] Truptimayee Pujhari; Islanding detection in distributed generation; Master of Technology In Electrical Engineering; Orissa; May, 2009 [41] Bok Eng Law; Simulation of the Transient response of Synchronous machines; Honours Thesis; The University of Queensland; October 2001 [42] Vincent Friedel; Modeling and Simulation of a Hybrid Wind-Diesel Microgrid; Master of Science Thesis in Electric Power Systems; Royal Institute of Technology; Stockholm, Sweden; June 2009 [43] IEEE Std 421.5; IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies; 1992 [44] User’s Guide; A Comprehensive Resource for EMTDC - Transient Analysis for PSCAD Power System Simulation; 2004 [45] User’s Guide; User’s Guide on the use of PSCAD; 2005 [46] Prabha Kundur; Power system stability and control; McGraw-Hill [47] P M Anderson, A A Fouad; Power system control and stability; The IOWA state University Press, Ames IOWA, USA; 1977 [48] G R C B Gamlath, A Arulampalam, LH D Sumanaratne; Electrical systems of a grid connected MW nini hydro power project at Siripagama; International Conference on Small Hydropower – Hydro Sri Lanka; Ocober, 2007 ... Đạo PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện hướng Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Kỹ thuật điện hướng Hệ thống. .. TBA TG TĐN Chất lượng điện Công suất phản kháng Công suất tác dụng Nguồn phát điện phân tán (nguồn phân tán) Nguồn điện từ hệ thống Máy phát điện Nhà máy thuỷ điện nhỏ Nậm Đông Năng lượng sinh... 1: TỔNG QUAN NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 1.1 Nguồn điện phân tán (DG) 1.1.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán Trong năm gần đây, với phát triển nhiều công nghệ mới, nhiều loại nguồn điện phân tán ứng dụng