Phân tích hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối khi có hiện tượng sụt áp

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, luận văn có tham khảo số tài liệu báo tác giả nước nêu phần cuối luận văn Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm có sử dụng kết người khác Học viện Tạ Văn Toàn i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nỗ lực thân tác giả,cần phải kể đến giúp đỡ đóng góp ý kiến thầy cô Viện Điện, Viện Sau Đại Học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, bạn đồng nghiệp tập thể lớp cao học Hệ thống điện 2012B cung cấp kiến thức, tài liệu thông tin có liên quan đến đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.Lê Thị Minh Châu tận tình giúp đỡ nhiều trình thực luận văn Tôi chân thành cảm ơn tập thể quan, bạn bè, gia đình người thân tôi, người bên cạnh an ủi nguồn động viên to lớn giúp vượt qua khó khăn thời gian qua Vì thời gian có hạn vấn đề nghiên cứu phức tạp nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô, đồng nghiệp bạn đọc quan tâm Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 10 – 2015 Học viên Tạ Văn Toàn ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN PHÂN TÁN - NGUỒN NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI 1.1 Khái niệm chung nguồn phân tán - nguồn lượng mặt trời 1.1.1 Định nghĩa nguồn điện phân tán 1.1.2 Các loại nguồn phân tán – nguồn lượng mặt trời[NLTT] 1.2 Ảnh hưởng qua lại hệ thống lưới điện phân phối hệ thống lượng mặt trời 13 1.2.1 Ảnh hưởng hệ thống lượng mặt trời lưới điện 13 1.2.2 Ảnh hưởng lưới điện đến hệ thống lượng mặt trời 18 1.2.3 Hành vi lượng mặt trời gặp tượng sụt áp 19 CHƢƠNG 2: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI KẾT NỐI VÀO LƢỚI PHÂN PHỐI 21 2.1 Lưới phân phối hệ thống bảo vệ 22 2.1.1 Tổng quan hệ thống điện: .22 2.1.2 Lưới điện phân phối 23 2.1.3 Mô lưới điện phân phối 25 2.1.4 Hệ thống rơle bảo vệ lưới điện phân phối .27 2.1.5 Mô hoạt động hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối 29 2.2 Mô hình hệ thống lượng mặt trời hệ thống bảo vệ ngắt kết nối .34 2.2.1 Mô hình hệ thống lượng mặt trời(nguồn PV) 34 2.2.2 Hệ thống bảo vệ kết nối 38 iii CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC SỰ CỐ NGẮN MẠCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HẠN CHẾ SỰ NGẮT KẾT NỐI KHÔNG MONG MUỐN 45 3.1 Phân tích hành vi hệ thống lượng mặt trời kết nối vào lưới điện phân phối 45 3.1.1 Kịch thứ nhất: ngắn mạch nhánh – có hệ thống NLMT kết nối 46 3.1.2 Kịch thứ 2: ngắn mạch nhánh – hệ thống NLMT kết nối 48 3.2 Đề xuất phương thức cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối để đảm bảo tính chọn lọc 52 3.2.1 Phương án phối hợp mặt thời gian 53 3.2.2 Phương án phối hợp theo đường đặc tính LVRT 56 3.3 Kết luận 60 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU DG Nguồn điện phân tán NLMT Năng lượng mặt trời PV Photovoltaic – Pin lượng mặt trời PIProportionnel-Intégral NM Ngắn mạch MBA Máy biến áp TTK Thứ tự không PLL Phase-Locked-Loop LVRT Low Voltage right thought ANSI 59/57 Chức chống áp thấp áp ANSI 59N Chức chống áp thứ tự không ANSI 81 Chức chống tần thấp tần v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Các cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV 41 Bảng 3.1: Bảng tổng kết, kết khảo sát dạng ngắn mạch 51 Bảng 3.2: Cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV .54 Bảng 3.3: Cấu hình bảo vệ kết nôi cho nguồn PV( giải pháp tăng thời gian trễ) 54 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Nhà máy điện PV giới 11 Hình 1.2: Top 10 quốc gia hàng đầu giới việc khai thác, sử dụng lượng mặt trời 12 Hình 2.1: Mô hình lưới điện phân phối sử dụng luận văn 24 Hình 2.2: Mô hình lưới điện mô phần mềm Matlap Simulink 26 Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động rơle dòng pha .28 Hình 2.4: Sơ đồ khối nguyên lý làm việc rơle dòng đất 29 Hình 2.5: Sơ đồ Module dòng pha A 30 Hình 2.6: Sơ đồ Module chức dòng đất 31 Hình 2.7: Mô hình rơle dòng 32 Hình 2.8: Lưới điện phân phối .33 Hình 2.9: Tín hiệu đầu Module dòng 33 Hình 2.10: Dòng điện bapha cố A-N N9 34 Hình 2.11: Sơ đồ khối nguồn điện PV 35 Hình 2.12: Mô hình điều khiển PV 35 Hình 2.13: Mô hình khối điều chỉnh P/Q Matlab Simulink 37 Hình 2.14: Công suất nguồn PV biến thiên theo thời gian 24H 38 Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý hoạt động rơ le thấp áp .42 Hình 2.17: Module xử lý chức thấp áp 42 Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý rơle điện áp thứ tự không 43 Hình 2.19: Module chức áp thứ tự không 59N 43 Hình 2.20: Module bảo vệ tách lưới cho nguồn PV 44 vii Hình 3.1: Lưới điện trung áp khảo sát 46 Hình 3.2 : Dòng điện ba pha cố A- N N9 47 Hình 3.3:Độ lớn điện áp thứ tự không đo điểm kết nối nguồn PV 47 Hình 3.4: Dòng điện hệ thống NLMT cố A – N N9 48 Hình 3.5: Độ lớn dòng điện ba pha nhánh 49 Hình 3.6: Độ lớn dòng điện ba pha nhánh 49 Hình 3.7: Điện áp hệ thống NLMT cố ba pha nhánh .50 Hình 3.8 : Điện áp hệ thống NLMT trước sau sử dụng giải pháp 55 Hình 3.9: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho nguồn lớn 5MW 56 Hình 3.10: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối 57 Hình 3.11: Sơ đồ khối rơ le thấp áp theo đặc tính LVRT .58 Hình 3.12: Chức thấp áp tác động theo đặc tính LVRT 58 Hình 3.13: Module xử lý chức thấp áp theo đặc tính LVRT 59 Hình 3.14: Điện áp điểm đặt rơle bảo vệ kết nối nguồn PV 60 viii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Hiện nhu cầu tiêu thụ điện gia tăng nhanh nhiên lượng cung ứng điện (chủ yếu từ thủy điện nhiệt điện) không phát triển kịp Điều khiến cho hệ thống tính trạng thiếu điện cung cấp cho phụ tải Để cải thiện việc vấn đề đặt phải phát triển hệ thống nguồn lượng điện khác lượng hóa thạch ngày cạn kiệt Việc sử dụng nguồn điện chỗ (thủy điện nhỏ, cực nhỏ, lượng mặt trời, gió….)được huy động để chiếm tỷ trọng đáng kể hệ thống nguồn cấp Về nguồn lượng tái tạo ta có nguồn xuất phát từ mặt trời, từ gió, từ địa nhiệt, từ nướcvà lượng sinh khối Trong đó, nguồn lượng mặt trời phạm vi nghiên cứu đề tài Năng lượng mặt trời nguồn lượng tái tạo quan trọng mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh chúng ta, lượng mặt trời nói vô tận Tuy nhiên, để khai thác, sử dụng nguồn lượng cần phải biết đặc trưng tính chất nó,đặc biệt tới bề mặt trái đất Việt Nam quốc gia phát triển, nhu cầu lượng ngày tăng Hiện sách quốc gia Việt Nam nhu cầu lượng dựa vào việc thiết lập hệ thống nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện tua bin tua bin khí, số nhà máy điện nguyên tử … Tuy nhiên, để phát triển bền vững đặc biệt cân lượng quốc gia tương lai, Việt Nam tập trung nghiên cứu phát triển nguồn lượng NLMT nguồn lượng tối ưu tương lai điều kiện Việt Nam đứng phương diện địa dư nhu cầu phát triển kinh tế Hiện phát triển chủ yếu dạng nguồn NLMT có công suất bé nối chủ yếu vào lưới hạ áp cánh đồng lượng mặt trời nối trực tiếp vào lưới trung áp Tuy nhiên việc kết nối hệ thống NLMT vào lưới phân phối gây số tác động hệ thống: ảnh hưởng đến trào lưu công suất, chất lượng điện năng, hệ thống bảo vệ lưới điện Mặt khác, chế độ vận hành, nhiễu loạn lưới điện ảnh hưởng tới hệ thống NLMT Trong đề tài tác giả nghiên cứu ảnh hưởng tượng sụt áp (do ngắn mạch) đến hoạt động hệ thống NLMT Hiện nay, Việt Nam chưa có tiêu chuẩn cụ thể để kết nối hệ thống NLMT vào lưới điện, tác giả áp dụng số tiêu chuẩn phổ biến Pháp(DIN 0126_1, ARRETE_08, ERDF_13E) làm sở cho nghiên cứu luận văn Khi áp dụng tiêu chuẩn này, đặc biệt tiêu chuẩn điện áp, hố điện áp gây cố ngắn mạch dẫn đến việc ngắt kết nối hàng loạt hệ thống NLMT nối lưới bảo vệ kết nối Tuy nhiên, ngắt kết nối không mong muốn, đặc biệt cố xuất tuyến kế cận (không phải xuất tuyến có NLMT kết nối vào) Trong tương lai tổng công suất hệ thống NLMT cung cấp quan trọng việc cắt kết nối gây lượng công suất thiếu hụt đáng kể dẫn đến cân công suất phát/công suất tiêu thụ Xuất phát từ lý trên, đề tài “Phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối có tượng sụt áp” cần thiết nhằm nghiên cứu đề giải pháp để tăng khả kết nối hệ thống NLMT vào lưới điện gặp nhiễu loạn xảy lưới điện Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu: - Phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối với lưới phân phối có tượng sụt áp có hệ thống rơle bảo vệ - Dựa vào kết phân tích xác định trường hợp cắt không mong muốn hệ thống NLMT khỏi lưới điện gặp tượng sụt áp - Đề giải pháp để hệ thống NLMT ngắt kết nối cố vùng tác động giữ kết nối trường hợp vùng tác động Các luận điểm đóng góp mới: Với mục đích trên, nội dung luận văn bao gồm: - Xây dựng mô hình lưới phân phối trung áp và hệ thống bảo vệ lưới - Xây dựng mô hình hệ thống lượng mặt trời với bảo vệ kết nối - Áp dụng mô hình để xây dựng hệ thống lượng mặt trời kết nối với lưới điện trung áp Bằng cách mô phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối với lưới phân phối trường hợp sụt áp (do Rơle tách Sự cố Dạng cố Rơle nhánh Rơle nhánh lƣới nguồn 500kW, loại bảo vệ H1 Tác động Ba pha Tác động Không tác sau 0,5s động Rơle tách lƣới nguồn 2MW, loại bảo vệ H2 Tác động ngay  Không  Không mong muốn mong muốn Tác động Hai pha Tác động Không tác sau 0,5s động Sự cố nhánh Hai pha- Tác động Không tác đất sau 0,5s động Tác động ngay  Không  Không mong muốn mong muốn Tác động Tác động ngay  Không  Không mong muốn mong muốn Tác động Một pha Tác động Không tác sau 0,5s động Không tác động  Không mong muốn Ba pha Hai pha Sự cố nhánh Hai pha-đất Một pha Không tác Tác động Tác động Tác động động sau 0,5s ngay Không tác Tác động Tác động động sau 0,5s ngay Không tác Tác động Tác động động sau 0,5s ngay Không tác Tác động Tác động động sau 0,5s ngay Tác động Tác động Tác động Bảng 3.1: Bảng tổng kết, kết khảo sát dạng ngắn mạch 51 Tổng hợp lại kết mô kịch trên, ta thấy hệ thống NLMT nhạy cảm với hố điện áp gây ngắt kết nối hệ thống NLMT khỏi lưới Bên cạnh đó, nhiều trường hợp ngắt kết nối không muốn hệ thống NLMT xác định Để hạn chế ngắt kết nối không mong muốn này, mục 3.2 tác giả đề xuất phương thức cài đặt cho bảo vệ kết nối hệ thống NLMT để đảm bảo tính chọn lọc 3.2 Đề xuất phƣơng thức cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối để đảm bảo tính chọn lọc Trước hết phân tích ảnh hưởng cố ngắn mạch lưới điện trung áp đến làm việc rơle bảo vệ kết nối nguồn PV - Các cố vùng nguồn PV (sự cố nhánh 6): Đây cố tương đối gần với nguồn điện PV, điện áp điểm kết nối bị giảm thấp gần không, rơle tác động Trường hợp rơle tác động đúng, nhanh tin cậy - Các cố vùng nguồn PV (sự cố nhánh 5): Đây cố mà cài đặt tốt cho rơle đảm bảo tính chọn lọc, tức rơle xuất tuyến trung áp tác động trước loại trừ cố rơle bảo vệ kết nối khởi động trở không đủ thời gian tác động Sau hệ thống nguồn PV quay lại trạng thái làm việc bình thường Với cách cài đặt truyền thống theo cấu hình H1 H2 gây tác động tách lưới không mong muốn - Các cố vùng nguồn PV có đặc điểm sau: +, Sự cố pha – đất: Điện áp suy giảm không nhiều không đủ nhỏ để khởi động chức thấp áp ANSI 27 Còn điện áp thứ tự không tương đối lớn, cài đặt theo cấu hình H1 gây tác động tách lưới không mong muốn chức áp thứ tự không Ở cấu hình H2, thời gian trễ chức áp thứ tự không cài đặt tăng lên t = t + 0,5s (với t thời gian trễ chức dòng đất đầu xuất tuyến trung áp) +, Sự cố ba pha, hai pha, hai pha – đất: Đối với dạng cố điện áp suy giảm mạnh, khởi động chức thấp áp Đối với cấu hình H1, H2 cài đặt chức 52 thấp áp với thời gian trễ không Do đó, rơle tách nguồn PV khỏi lưới Đây tác động không mong muốn Với phân tích kết mô thực mục 3.1, thấy làm việc bảo vệ thấp/quá áp nguồn PV kết nối với lưới điện trung áp chịu sụt áp lưới phức tạp, tùy thuộc vào dạng ngắn mạch, vị trí ngắn mạch, sơ đồ lưới điện Và áp dụng phương pháp cài đặt cho bảo vệ thấp/ áp trình bày mục 3.1, số trường hợp không cần thiết (ngắn mạch xuất tuyến kế cận) rơle hoàn toàn tách nguồn PV khỏi lưới điện Những tác động thực không mong muốn gây nhiều ảnh hưởng nhánh có nhiều nguồn PV kết nối nguồn điện lưới trung áp yếu Vì vậy, cần xác định giải pháp cần thiết để giảm thiểu tác động tách lưới không mong muốn hệ thống bảo vệ thấp/quá áp cho nguồn PV Cụ thể có phương án sau: - Phương án 1: Phối hợp mặt thời gian, cài đặt thời gian trễ cho chức bảo vệ tách lưới ttrễ = ttrung áp + ∆t - Phương án 2: Phối hợp theo đặc tính LVRT (U -t) Trong luận văn này, tác giả xin đề xuất hai phương án vào áp dụng cho lưới điện trung áp có kết nối với nguồn điện mặt trời PV Dưới đây, tác giả trình bày chi tiết mô để kiểm chứng phương án 3.2.1.Phƣơng án phối hợp mặt thời gian Theo tiêu chuẩn ERDF_13E [5], tác động tức thời rơle bảo vệ (loại H.1 H.2) gây ngắt kêt nối không mong muốn nguồn PV ngắn mạch xuất tuyến kế cận Với loại H1 H2, tiêu chuẩn ERDF_13E (bảng 3.2) phù hợp cho nguồn phân tán công suất nhỏ loại máy điện quay, nguồn loại gặp cố tốc độ tăng lên nhanh chóng có khả làm hỏng máy phát Với hệ thống NLMT, phản ứng hoàn toàn khác so với nguồn phân tán loại máy điện quay 53 Bảng 3.2:Cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV Để hạn chế ngắt kết nối không mong muốn, giải pháp tăng thời gian trễ bảo vệ áp thự tự không bảo vệ H.1 lên t + 0,5 cố pha bảo vệthấp áp bảo vệ H1 H2 lên t + 0,5 s cố nhiều pha (bảng 3.3) Bảng 3.3:Cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV( giải pháp tăng thời gian trễ) Trong trình ngắn mạch, dòng điện đầu hệ thống NLMT bị giới hạn giá trị 1.1Iđm nên tham gia hệ thống NLMT vào dòng ngắn mạch 54 lưới trung áp hạn chế Vì vậy, phương pháp ngăn chặn ngắt kết nối không mong muốn ngắn mạch xuất xuất tuyến kề cận Hình 3.8 mô tả điện áp hệ thống NLMT 500kW với hai trường hợp có sử dụng phương pháp đề xuất Giả sử ngắn mạch hai pha chạm đất xuất xuất tuyến kề cận (nhánh 05), cố bảo vệ dòng đầu xuất tuyến nhánh 05 loại trừ sau 500ms Trái lại bảo vệ dòng đầu xuất tuyến nhánh 06 (có kết nối hệ thống NLMT) không tác động nhánh 06 nối lưới Vì điện áp hệ thống NLMT trở lại điện áp ban đầu sau ngắn mạch bị loại trừ Nguồn PV kết nối với lưới thời gian trễ bảo vệ kết nối loại H1 (t +0.5s) lớn 500ms Hình 3.8 : Điện áp hệ thống NLMT trước sau sử dụng giải pháp Ưu nhược điểm phương án: - Ưu điểm: Luôn đảm bảo tính chọn lọc Khi cố vùng PV (trên xuất tuyến trung áp kề cận) không tác động tách lưới rơ le xuất tuyến trung áp làm việc tốt Chỉ tác động (sau t = t0 + 0,5) bảo vệ xuất tuyến trung áp bị cố không làm việc Một ưu điểm phương án dễ dàng tính toán cài đặt 55 - Nhược điểm: Với cài đặt cố vùng tác động rơle kết nối, tác động sau thời gian trễ lớn t = 1s 3.2.2 Phƣơng án phối hợp theo đƣờng đặc tính LVRT Tại số nước phát triển nguồn lượng tái tạo (như Đức, Pháp), nguồn điện có công suất lớn 5MW yêu cầu trì kết nối với lưới điện trung áp suốt thời gian có sụt áp tuân theo đường đặc tính LVRT (hình 3.9), theo tiêu chuẩn [6] Hình 3.9: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho nguồn lớn 5MW Trong phần này, tác giả đề xuất thêm phương án thứ phối hợp độ lớn điện áp thời gian tác động rơle bảo vệ kết nối Phương án cài đặt đường đặc tính tác động theo điện áp điểm đo rơle Cụ thể: - Độ lớn điện áp từ - 0,05pu tác động sau 0,15s (vùng 1) - Độ lớn điện áp từ 0,05 - 0,2pu tác động sau 0,5s (vùng 2) - Cuối thời gian tác động tăng tuyến tính điện áp tăng lên đến 0,9pu suốt 1s (vùng 3) 56 0.9 0.8 Vùng Nguong dien ap khoi dong (pu) 0.7 0.6 Vùng 0.5 0.4 Vùng 0.3 0.2 0.1 0 0.5 1.5 Thoi gian tac dong (s) Hình 3.10: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối Mô hình rơ le thấp áp theo đặc tính LVRT Để thực chức tác động theo độ lớn điện áp rơle thấp áp thiết lập dựa sơ đồ khối hình3.11 Trong sơ đồ này, trước hết cần xác định độ lớn điện áp dây, độ lớn điện áp điểm kết nối thay đổi tùy thuộc vào cấu hình lưới điện, trạng thái vận hành vị trí, dạng ngắn mạch xuất Sau đó, chia ứng với vùng tác động rơle thấp áp Trong đó, vùng vùng vùng có đặc tính độc lập (giá trị thời gian trễ cố định) nên thiết lập simulink chương luận văn Còn vùng tác động thứ vùng có đặc tính tuyến tính giá trị điện áp thời gian tác động Tín hiệu vùng tác động đưa đến khối (OR) để đưa tín tác động cuối đến cuộn cắt máy cắt 57 Hình 3.11: Sơ đồ khối rơ le thấp áp theo đặc tính LVRT Dưới đây, tác giả trình bày cách thức thiết lập mô hình rơle thấp áp tác động theo đặc tínhLVRTtrong phần mềm Matlab – Simulink Hình 3.12: Chức thấp áp tác động theo đặc tính LVRT Về mặt tổng quan, rơle có module chính: Module vùng 1; vùng 2; vùng (theo vùng tác động rơle) Trong đó, vùng vùng trình bày chương 58 Dưới đây, tác giả vào chi tiết thiết lập Module vùng Hình 3.13: Module xử lý chức thấp áp theo đặc tính LVRT Tín hiệu đưa vào Module vùng giá trị độ lớn bé chọn pha Sau đó, so sánh với giá trị lựa chọn theo đặc tính vùng 0,2pu 0,9pu, giá trị điện áp nằm vùng qua khối tích phân Integrator để đếm thời gian tđếm Ngoài giá trị điện áp đưa vào Module vùng đưa vào khối Module xac dinh thoi gian cat để xác định thời gian tác động ttính toán theo đặc tính U-t Giá trị thời gian đếm tđếm giá trị ttính toán so sánh với nhau.Nếu tđếm> ttính toán, tín hiệu đầu rơle thấp áp có giá trị 0, tức giá trị tác động cắt máy cắt Đƣờng đặc tính LVRT Đường đặc tính LVRT hiệu cho cố ngắn mạch nhiều pha áp dụng cho điện áp dây cho ngắn mạch pha ảnh hưởng đến điện áp dây Để thấy hiệu phương pháp này, ta phân tích kết mô sau : giả sử ngắn mạch pha lưới xuất tuyến kề cận (nhánh 05) Hình 3.14mô tả điện áp hệ thống NLMT Trong trình ngắn mạch điện áp hệ thống NLMT lớn điện áp giới hạn LVRT, sau 500ms cố xuất tuyến nhánh 05 bị loại trừ bảo vệ dòng điện áp nhánh 06 phục hồi cũ, trường hợp hệ thống NLMT kết nối vào xuất tuyến 06 lưới trung áp 59 Hình 3.14: Điện áp điểm đặt rơ le tách lưới nguồn PV Với mô trên, ta rút số nhận xét phương án phối hợp theo đường đặc tính U – t (LVRT) sau: - Ưu điểm: Linh hoạt thời gian tác động phụ thuộc vào vị trí ngắn mạch.Đối với cố vùng chắn tác động tách lưới với thời gian ngắn.Đối với cố vùng (trên xuất tuyến khác) cách tính toán xác định đặc tính phù hợp để đảm bảo tính chọn lọc - Nhược điểm: Phương pháp phức tạp phải xác định đường đặc tính phù hợp, phụ thuộc vào cấu hình lưới điện, trạng thái vận hành Và chọn lọc trường hợp điện áp sụt giảm thấp 3.3 Kết luận Qua mô kịch trên, ta thấy hệ thống NLMT nhạy cảm với hố điện áp gây ngắt kết nối hệ thống NLMT khỏi lưới Bên cạnh đó, nhiều trường hợp ngắt kết nối không muốn hệ thống NLMT xác định Để khắc phục điều tác giả đề xuất hai phương án: Phương án phối hợp mặt thời gian, đảm bảo tính chọn lọc Khi cố vùng PV (trên xuất tuyến trung áp kề cận) không tác động tách 60 lưới rơ le xuất tuyến trung áp làm việc tốt Chỉ tác động (sau t = t + 0,5) bảo vệ xuất tuyến trung áp bị cố không làm việc Phương án phối hợp theo đường đặc tính LVRT linh hoạt thời gian tác động phụ thuộc vào vị trí ngắn mạch Đối với cố vùng PV chắn tác động tách lưới với thời gian ngắn Đối với cố vùng PV (trên xuất tuyến khác) cách tính toán xác định đặc tính phù hợp để đảm bảo tính chọn lọc 61 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU Ngày nay, bối cạnh nguồn hóa thạch ngày cạn kiệt với phát triển nguồn lượng thay thế, yếu tố môi trường, phát triển công nghệ mới, chất lượng điện năng, độ tin cậy hệ thống điện nguồn lượng mặt trời thiết thực cho nhu cầu lượng xã hội phát triển, đại nhằm bổ sung đáp ứng nhanh chóng nguồn điện cho phụ tải Tuy nhiên, việc kết nối tích hợp nguồn NLMT vào mạng lưới điện phân phốigây số vấn đề đáng quan tâm ảnh hưởng qua lại lưới điện nguồn NLMT như: chất lượng điện năng, điều khiển điện áp công suất phản kháng, tính ổn định khả hệ thống NLMT chống lại nhiễu loạn Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu phân tích hành vi nguồn NLMT kết nối vào lưới phân phối gặp tượng sụt áp gây cố ngắn mạch Đầu tiên, tác giả thực mô hệ thống NLMT kết nối vào lưới trung áp cụ thể bao gồm bảo vệ kết nối bảo vệ lưới điện phần mềm Simulink Tiếp đó, qua việc nghiên cứu phân tích hành vi hệ thống NLMT có tượng sụt áp, thấy nghịch lưu (có tích hợp bảo vệ kết nối) hệ thống NLMT nhạy cảm với hố điện áp gây việc ngắt kết nối hệ thống NLMT khỏi lưới điện, ngắt kết nối không mong muốn, đặc biệt cố xuất tuyến kế cận(không phải xuất tuyến có NLMT kết nối vào) Trong tương lai tổng công suất hệ thống NLMT cung cấp quan trọng việc ngắt kết nối gây thiếu hụt lượng công suất đáng kể dẫn đến cân công suất phát/công suất tiêu thụ Từ đó, tác giả đề xuất phương pháp nhằm hạn chế ngắt kết nối không mong muốn Trong luận văn, hai phương án đề xuất: phương án phối hợp mặt thời gian(tăng thời gian trễ) phương án phối hợp theo đường đặc tính LVRT (theo U - t) Hai phương pháp đề xuất đảm bảo nguồn NLMT ngắt kết nối có ngắn mạch xảy vùng tác động (NM xuất tuyến có nguồn NLMT kết nối vào) không ngắt kết nối ngắn mạch vùng tác động 62 (NM xuất tuyến kế cận) Như vậy, hai phương pháp đề xuất nhằm tăng khả kết nối hệ thống NLMT vào lưới điện gặp tượng sụt áp lưới điện Luận văn nghiên cứu hành vi hệ thống NLMT gặp tượng sụt áp gây cố ngắn mạch nhiên lưới điện có nhiều loại nhiễu loạn khác Trong tương lai, tác giả cần nghiên cứu thêm tác động nhiễu loạn đến hoạt động không xác hệ thống NLMT Bên cạnh đó, hai phương pháp tác giả đề xuất thay đổi thời gian trễ rơle bảo vệ kết nối, ta mở rộng hướng nghiên cứu việc xây dựng thuật toán điều khiển thông minh cho nghịch lưu NLMT để hạn chế hoạt động không xác nhằm tăng khả kết nối chắn hệ thống NLMT vào lưới phân phối 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO [TT12] Thông tư số 12/2010/TT-BCT ngày 15 tháng 04 năm 2010 Bộ Công Thương:Quy định hệ thống điện truyền tải http://www.moit.gov.vn/vn/Pages/ChiTietVanBan.aspx?vID=9995 [TT32] Thông tư số 32/2010/TT-BCT ngày 30 tháng 07 năm 2010của Bộ Công Thương:Quy định hệ thống điện phân phối http://www.moit.gov.vn/vn/Pages/ChiTietVanBan.aspx?vID=10938 [NLTT] Tìm hiểu lượng tái tạo http://luanvan.co/luan-van/do-an-tim-hieu-nang-luong-tai-tao-phan-tichdanh-gia-hieu-qua-khai-thac-su-dung-nang-luong-mat-troi-3417 [SPS] SimPowerSystems http://www.zbook.vn/ebook/khao-sat-mo-hinh-tai-bang-matlab-38269/ [EPU] Nguồn phát điện phân tán vấn đề cần quan tâm tích hợp lưới http://www.epu.edu.vn/Default.aspx?BT=5410 [REN21] Ren21Renewables 2015 Global Status Report https://www.google.com.vn/?gws_rd=ssl#q=solar+pv+global+capacity+20 04+-+2014&start=0 [IEEE 1547 2003], Standard for interconnection distributed resources with electric power system [ERDF_13E] Référentiel technique – Protection des installations de production raccordées au réseau public de distribution (ERDF-NOI-RES_13E) [ARRETE_08] arrêté du 23 avril 2008 relatif aux prescriptions techniques de conception et de fonctionnement pour le raccordement un réseau public de distribution d’électricité en basse tension ou en moyenne tension d’une installation de production d’énergie électrique 10 [LV_BKHN] Lê Thị Minh Trang (2011), Nghiên cứu ảnh hưởng nguồn phân tán tới hệ thống rơle bảo vệ: Luận văn thạc sĩ khoa học chuyên ngành kỹ thuật điện, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2011 64 11 [LUOI_TB] PGS.TS Trần Bách (2007), Lưới điện Hệ thống điện 1, NXB Khoa học Kỹ thuật 12 [GTRL]Nguyễn Xuân Hoàng Việt, “Giáo trình Bảo vệ rơle”, Đại học Bách Khoa TP.HCM 13 [BVHTĐ] VS.GS Trần Đình Long, “Bảo vệ phần tử hệ thống điện”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 2009 14 [AR_CHAU] C Le Thi Minh, T Tran-Quoc, S Bacha, C Kieny, P Cabanac, D Goulielmakis, C Duvauchelle “Behaviors of photovoltaic systems connected to MV networkduring faults”, 26th EUPVSEC, Humburg, Germany, 2011 65 ... hệ thống lượng mặt trời 18 1.2.3 Hành vi lượng mặt trời gặp tượng sụt áp 19 CHƢƠNG 2: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI KẾT NỐI VÀO LƢỚI PHÂN PHỐI 21 2.1 Lưới phân phối hệ thống. .. vệ kết nối - Áp dụng mô hình để xây dựng hệ thống lượng mặt trời kết nối với lưới điện trung áp Bằng cách mô phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối với lưới phân phối trường hợp sụt. .. trên, đề tài Phân tích hoạt động hệ thống lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối có tượng sụt áp” cần thiết nhằm nghiên cứu đề giải pháp để tăng khả kết nối hệ thống NLMT vào lưới điện gặp