Tốı ưu vận hành hệ thống PV - Diesel - Battery Hybrid tại đảo bé, huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH TRỌNG NGUYỄN TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG PV – DIESEL BATTERY HYBRID TẠI ĐẢO BÉ, HUYỆN LÝ SƠN TỈNH QUẢNG NGÃI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS LƢU NGỌC AN Phản biện 1: TS LÊ ĐÌNH DƢƠNG Phản biện 2: TS VŨ PHAN HUẤN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật, chuyên ngành kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 30 tháng năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa -Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Huyện Lý Sơn, trước gọi Cù Lao Ré, thuộc tỉnh Quảng Ngãi Diện tích khoảng 9,97 km2, dân số khoảng 22.460 người Gồm đảo: đảo lớn (Lý Sơn, Cù Lao Ré), đảo Bé (cù lao Bờ Bãi) phía Bắc đảo Lớn, Mù Cu phía Đơng đảo Lớn Huyện chia làm xã: An Vĩnh (huyện lỵ - đảo Lớn), An Hải (Đảo Lớn) An Bình (đảo Bé) Từ tháng 9/2014, Đảo Lớn cấp điện từ hệ thống điện Quốc gia, tuyến cáp ngầm xuyên biển 22kV từ xuất tuyến 470/TBA 220kV Dung Quất Riêng đảo Bé nằm cách đảo Lớn 3,5 hải lý (hơn 6km) phía Bắc, có 120 hộ dân sinh sống Để cấp điện cho đảo Bé ngành Điện đầu tư hệ thống Diesel có máy phát có cơng suất 2x110 KVA pin lượng mặt trời có cơng suất 96 KWp Hiện mạch lai ghép lượng mặt trời Diesel sau lắp đặt, thí nghiệm vận hành cấp điện 24/24h từ tháng 9/2017 Đảm bảo cấp điện cho huyện đảo Lý Sơn nói chung, đảo Bé nói riêng nhiệm vụ trị có ý nghĩa quan trọng, việc đảm bảo điện cho phát triển kinh tế - xã hội xã đảo góp phần giữ vững an ninh, quốc phòng, chủ quyền biển đảo Tổ quốc Việc cung cấp nguồn điện ổn định từ trạm phát điện diesel kết hợp hệ thống lượng tái tạo phục vụ nhu cầu sinh hoạt phát triển kinh tế cho đảo Bé, góp phần phát triển văn hóa, xã hội, nâng cao mức sống, trình độ dân trí, xóa đói giảm nghèo, kích thích phát triển kinh tế cho xã đảo An Bình việc làm cần thiết Đồng thời, địa điểm lắp đặt hệ thống điện mặt trời trở thành điểm tham quan cho du khách Qua số liệu báo cáo kết kinh doanh tháng đầu năm 2018 Điện lực Lý Sơn – Cơng ty Điện lực Quảng Ngãi, số liệu kinh doanh Đảo Bé sau: Phát Diesel: 42.412 kWh; điện mặt trời (PV): 23.266 kWh; điện thương phẩm bán cho khách hàng 61.565 kWh; doanh thu tiền điện 109,12 triệu đồng, tổn thất điện hệ thống 6,2% Với giá dầu 19.083 đồng; chưa tính cho phần chi phí phải mua điện mặt trời (PV) với sản xuất Diesel lỗ khoảng 130,9 triệu đồng Như vậy, khơng có phương án tối ưu phát Diesel lỗ Để đảm bảo cấp điện an toàn, liên tục nguồn Diesel hệ thống pin lượng mặt trời mặt lý thuyết đảm bảo, nhiên qua vận hành cho thấy để tối ưu kỹ thuật kinh tế (hạn chế chạy Diesel) cần phải tính tốn chế độ vận hành hợp lý cần thiết Ngoài việc nghiên cứu phân tích chất tượng giúp cho nhà quản lý, cán kỹ thuật nhân viên vận hành hiểu rõ chất vấn đề để nâng cao trách nhiệm vận hành hệ thống điện Đó lý chọn đề tài: - Tên đề tài: “ TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG PV – DIESEL – BATTERY HYBRID TẠI ĐẢO BÉ, HUYỆN LÝ SƠN, TỈNH QUẢNG NGÃI ” Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Luận văn nghiên cứu phương pháp tối ưu vận hành hệ thống điện lập; Xây dựng thuật tốn tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Tính tốn tối ưu hệ thống điện PV - Diesel – Battery Hybrid đảo Bé huyện đảo Lý Sơn Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu: a Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Đảo Bé, huyện Lý Sơn b Phƣơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết giải tốn tối ưu vận hành hệ thống điện lập; Thu thập số liệu hệ thống điện PV - Diesel – Battery Hybrid đảo Bé Mô xây dựng thuật tốn Tính tốn ứng dụng: áp dụng lý thuyết nghiên cứu, xây dựng phần mềm tính tốn để thao tác tính tốn, mơ trình xác lập trình độ hệ thống để tìm giải pháp vận hành tối ưu, kinh tế, môi trường Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu: Qua kết tính tốn cho biểu đồ vận hành tối ưu hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Đảo Bé huyện Lý Sơn cho kinh tế Giải pháp kỹ thuật nguồn lai ghép PV - Diesel – Battery giai đoạn cho vùng hải đảo xu hướng công nghệ tối ưu giới Với việc lựa chọn BESS dự trữ pin mặt trời phù hợp cho phép tạo hệ thống nguồn điện lai (hybrid) với giá thành hợp lý đảm bảo điều kiện kỹ thuật đặt Đồng thời, đầu tư, vận hành nguồn Diesel hợp lý đảm bảo cấp điện ổn định, đáp ứng điều kiện thời tiết, khí hậu khắc nghiệt Cấu trúc luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo luận văn gồm có chương sau: Chƣơng 1: Giới thiệu phương pháp tối ưu ứng dụng cho vận hành hệ thống điện lập Chƣơng 2: Xây dựng thuật tốn tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Chƣơng 3: Tính tốn tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid đảo Bé, huyện Lý Sơn CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU ỨNG DỤNG CHO VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN CÔ LẬP 1.1 Giới thiệu chung: Ngày nay, quan tâm ngày lớn việc áp dụng cơng nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) vào kỹ thuật hệ thống điện giới thiệu có tiềm lớn Cơng nghệ AI, khơng xác giống phương pháp tốn học, có khả rõ ràng để thích ứng với phi tuyến tính cố không liên tục thông thường hệ thống điện Các thuật toán tiếng bao gồm phương pháp Nhánh-Cận, lập trình tiến hóa, thuật tốn di truyền, mơ luyện kim, tìm kiếm Tabu, mạng nơ-ron… 1.2 Các phƣơng pháp giải quy t ài toán tối ƣu h a: 1.2.1 SA): 1.2.2 1.2.2.1 Các tính chất giải thuật di truyền: 1.2.2.2 Các bước giải thuật di truyền: 1.2.2.3 Nguyên lý hoạt động: 1.2.2.4 So sánh GAs với kỹ thuật tối ưu khác: 1.2.3 M 1.2.3.1 Cấu tr c điều khiển m : 1.2.3.2 hối tiền lý: 1.2.3.3 ộ điều khiển m bản: 1.2.3.4 hối hậu lý: 1.2.3.5 Phương pháp thi t k điều khiển m : 1.2.3.6 Các bước thi t k điều khiển m : 1.2.4 bầ đà P O 1.2.5 1.2.6 – b 1.2.6.1 Giới thiệu thuật tốn ví dụ: 1.2.6.2 Chia nhánh, đặt cận, chạm đáy: 1.2.6.3 Thuật toán nhánh - - cận: 1.3 Tổng k t chƣơng 1: Chương chủ yếu giới thiệu vài thuật tốn đáng ý, khơng sâu vào chứng minh hay áp dụng thuật toán này, mà giúp người đọc hiểu cách khái quát thuật tốn mà thơi Trong thập k vừa qua, có nhiều kỹ thuật tối ưu hóa phát minh thành công việc áp dụng vào vận hành điều khiển hệ thống điện CHƢƠNG 2: XÂY DỰNG THUẬT TOÁN TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG PV - DIESEL – BATTERY HYBRID 2.1 Phƣơng pháp tối ƣu h a: Trong thực tế, nhiều ngành xã hội phải giải toán tối ưu nhiều mục tiêu để đem lại hiệu kinh tế cao Nhà sản xuất phải đưa phương án cho tiết kiệm vật liệu, nhân công, chi phí thấp, giá bán sản phẩm cao nhất, lợi nhận đem lại cao nhất, dẫn đến có mâu thuẫn lẫn Nghiên cứu giải toán tối ưu đa mục tiêu nhiệm vụ khơng đơn giản chưa có lời giải thỏa mãn đồng thời mục tiêu đặt (thường mục tiêu đối nghịch) mà khơng vi phạm ràng buộc Đã có nhiều phương pháp giải tốn tối ưu đa mục tiêu đề xuất, việc nghiên cứu phát triển phương pháp ứng dụng chúng để giải toán thực tế vấn đề quan tâm 2.1.1 M bà Tối ưu hóa lĩnh vực quan trọng tốn học có ảnh hưởng đến hầu hết lĩnh vực khoa học, công nghệ, kinh tế xã hội Việc tìm giải pháp tối ưu cho lĩnh vực thực tế chiếm vai trò quan trọng việc tiến hành lập kế hoạch sản xuất hay thiết kế hệ thống điều khiển trình … Nếu áp dụng kiến thức tảng toán học để giải toán cực trị, người ta đạt hiệu kinh tế cao Điều phù hợp với mục đích vấn đề đặt thực tế Bài toán tối ưu tổng quát phát biểu sau: ( ) Cực đại hóa (cực tiểu hóa) hàm: ( ) Với điều kiện: ( ) (1.1) ( ) (1.2) ( ) (1.3) (1.4) Trong f(X) gọi hàm mục tiêu, điều kiện (1.1) gọi ràng buộc đẳng thức Các điều kiện (1.2), (1.3) gọi ràng buộc bất đẳng thức Các điều kiện (1.4) gọi ràng buộc dấu ( ) véc tơ thuộc không gian Tập hợp véc tơ X thỏa mãn hệ ràng buộc lập nên miền D gọi miền phương án (hay miền chấp nhận được), điểm X D gọi phương án Một phương án làm cho hàm mục tiêu f(X) đạt max (min) gọi phương án tối ưu 2.1.2 P bà Dựa mơ hình tổng qt, người ta hay phân loại lớp dạng toán tối ưu sau: - Qui hoạch tuyến tính: tốn mà hàm mục tiêu f(X) tất hàm ràng buộc ( ) ( ) ( ) tuyến tính - Qui hoạch phi tuyến: toán hàm mục tiêu f(X) hàm ràng buộc ( ) ( ) ( ) phi tuyến - Qui hoạch lồi: Là toán qui hoạch mà hàm mục tiêu f(X) lồi tập ràng buộc D lồi - Qui hoạch lõm: Là toán qui hoạch mà hàm mục tiêu f(X) lõm tập ràng buộc D lõm - Qui hoạch rời rạc: Bài toán tối ưu gọi qui hoạch rời rạc miền ràng buộc D tập hợp rời rạc Trong trường hợp riêng biến nhận giá trị nguyên ta có qui hoạch nguyên - Qui hoạch đa mục tiêu: Nếu miền ràng buộc ta xét đồng thời hàm mục tiêu khác Trong lĩnh vực kinh tế kỹ thuật qui hoạch phi tuyến, qui hoạch tuyến tính tốn thường gặp Trong phần này, tác giả trình bày tốn quy hoạch tuyến tính tối ưu đa mục tiêu 2.1.3 q í 2.1.4 đ ụ ê Trong toán kinh tế, kỹ thuật, khoa học công nghệ, nảy sinh từ thực tế, phải xem xét tối ưu hóa đồng thời nhiều mục tiêu Việc làm tốt mục tiêu thường dẫn tới việc làm xấu số mục tiêu khác (nghĩa khơng có lời giải tối ưu theo mục tiêu) Như vậy, cần phải tối ưu hóa (cực đại hóa cực tiểu hóa tùy theo tình cụ thể) khơng phải mục tiêu đó, mà đồng thời tất mục tiêu đặt thường khơng tương thích với Xét mơ hình tổng qt: ( ) ( ( ) ( ) ( )) ( ) ( ) ( ) Trong đó: + F(X) gọi hàm mục tiêu + G(X) gọi biểu thức ràng buộc + X phương án toán Tập tất phương án thỏa mãn hệ điều kiện ràng buộc gọi miền phương án, phương án thỏa mãn điều kiện để ( ) ( ) gọi phương án tối ưu Rõ ràng so với toán tối ưu mục tiêu, việc tìm nghiệm tốn tối ưu nhiều mục tiêu khó khăn nhiều đại đa số, xác định phương án tối ưu thật 2.2 Phƣơng pháp tối ƣu h a hệ thống điện cô lập: 2.2.1 Trong giai đoạn nay, giá nguyên liệu phát triển công nghệ lượng tái tạo đem đến hội cho việc sử dụng nguồn tái tạo hệ thống điện độc lập hệ thống điện tự dùng nhà máy công nghiệp, tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại, hệ thống điện nhỏ địa phương vùng sâu, vùng xa hẻo lánh, đảo hoạt động có tính chất độc lập không kết nối với hệ thống điện quốc gia Một hệ thống điện độc lập bao gồm: hệ thống điện mặt trời (PV), diesel hệ thống pin lưu trữ lượng (BESS) Với yêu cầu tăng cường hiệu kinh tế độ tin cậy hệ thống điện độc lập, việc xây dựng phương thức vận hành tối ưu với việc sử dụng lượng mặt trời tối đa, đồng thời giảm giá thành vận hành khí thải vấn đề đáng quan tâm nghiên cứu 2.2.2 đ 2.2.2.1 Hệ thống lượng mặt tr i (PV): 2.2.2.2 Hệ thống Pin lưu trữ lượng ( ESS): Chế độ nạp hay xả BESS dựa việc vận hành tối ưu hệ thống hỗn hợp BESS nạp việc sản xuất vượt tiêu thụ Mặc khác, nhu cầu phụ tải lớn lượng sẵn có, BESS khơng nạp để bù vào chỗ thiếu Trạng thái nạp/xả Pin (SOC) tính sau: ( ) Với C(t) cơng suất ứng với thời điểm t Và suất tham chiếu công 10 : Công suất định mức máy phát diesel ( ) : Công suất diesel thời điểm t - Giá khí thải (EC) tính sau: Với: ∑ Trong đó: ( ) : hàm khí thải (kg/kWh) : Hệ số giá khí thải - Chi phí thay Pin (BrC): Trạng thái biến đổi sức khỏe ( ) trình bày dạng hàm tuyến tính thay đổi trạng thái nạp ( ) hệ số tuổi thọ Pin (Z) ( ) ( ) ( ) Chi phí thay Pin (Brc) tính sau: ( ) ( ) BiC : Giá đầu tư Pin : Tình trạng sức khỏe mức tối thiểu Hệ số Z = Do vậy, hàm mục tiêu toán trở thành: Với: 24 min(CS) ∑ Cf (0.246.PD (t) + 0.08415.PR ) + to (SOCxi (t- t)-SOCxj (t)) Ef Ecf PD (t) + BiC 1000 1-SOHmin Hơn nữa, giá trị PD(t) thời điểm t xác định giá trị PB(t) giá trị dự báo trước PPV(t) PL(t) hình vẽ ….Tuy nhiên, giá trị PB(t) lại xác định thay đổi SOC ( SOC) Do vậy, hàm mục tiêu trở thành hàm ( SOC) Hàm mục tiêu: f( SOC) 2.2.3.2 Hàm ràng buộc: - Ràng buộc cân công suất: ( )= ( )+ ( )+ ( ) - Công suất đầu dự trữ: 11 ( ) Do vậy, ràng buộc biến đổi SOC miêu tả sau: ( ) - Ràng buộc trạng thái nạp Pin: Tình trạng nạp Pin giới hạn sau: ( ) - Ràng buộc tuổi Pin: Tình trạng sức khỏe Pin (SOH) giới hạn sau: ( ) - Ràng buộc máy phát Diesel: Công suất phát máy phát Diesel giới hạn sau: ( ) 2.3 Xây dựng thuật toán tối ƣu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid: Quy hoạch động (Dynamic Programming) thuật tốn Bellman sử dụng để xác định quản lý lượng tối ưu Thuật toán DP ứng dụng giải sau: 2.3.1 Q độ Quy hoạch động biết đến kỹ thuật tối ưu hóa, biến đổi vấn đề phức tạp thành vấn đề đơn giản cách chia nhỏ vấn đề thành loạt vấn đề phụ Những ưu điểm phương pháp là: áp dụng thời gian rời rạc cài đặt thời gian liên tục khơng có giải tốn tốn học cụ thể Thuật tốn Lập trình động gọi thuật tốn Bellman sử dụng để tìm đường ngắn từ tất nút biểu đồ Để hiểu thuật tốn này, người ta nhắc đến cơng nghệ bản: đồ thị thiết lập yếu tố gọi nút đỉnh, với cạnh số nút 12 2.3.2 Ứ ụ v - Diesel – Battery Hybrid PV 2.1 Tổng k t chƣơng 2: Trong chương này, tác giả xây dựng hàm mục tiêu hàm ràng buộc toán tối ưu vận hành hệ thống PV-diesel-Battery Với việc áp dụng thuật toán Bellman, tác giả đưa giải pháp để giải toán tối ưu đề 13 CHƢƠNG 3: TÍNH TỐN TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG PV – DIESEL – BATTERY HYBRID ĐẢO BÉ 3.1 Tổng quan điều kiện kinh t xã hội huyện Lý Sơn: 3.1.1 Vị í đị ý 3.1.2 ể K - Xã ộ 3.1.3 P ươ ể K - Xã ộ 3.2 Đánh giá tiềm phát triển điện mặt trời: 3.2.1 ả , ê v ă bứ x ặ đả Lý 3.2.2 ự ể ủ đ ă ượ ặ : 3.3 Mơ hình i n đổi NLMT thành điện năng: Hiện nay, Việt Nam có dạng mơ hình hệ thống NLMT áp dụng, là: mơ hình hệ thống NLMT cấp điện độc lập, mơ hình hệ thống độc lập kết hợp NLMT nguồn NL khác mơ hình NLMT kết nối lưới quốc gia 3.3.1 M NLM đ cô : Mô hình hệ thống NLMT cấp điện lập hệ không nối lưới, tự phát điện cung cấp trực tiếp cho hộ tiêu thụ Công suất pin NLMT ắc quy phụ thuộc nhu cầu điện hàng ngày phụ tải, tình hình xạ mặt trời nơi lắp đặt hệ thống Hình 3.1 đồ đ ển hình h th ng NLMT l p 14 Hình 3.2 đồ minh họa h th ng NLMT l p 3.3.2 Mơ hình hệ thống cô lập k t hợp NLMT nguồn NL khác Hình 3.3: Mơ hình h th ng l p k t hợp NLMT- Diesel Hình 3.4: Mơ hình h th ng l p k t hợp NLMT- gió- Diesel 15 3.3.3 Mơ hình h th ng NLMT k t n i 3.3.3.1 Mô hình hệ thống NLMT k t nối lưới khơng dự trữ Hình 3.5: - đồ đ ển hình h th ng NLMT k t n Hình 3.6: đồ minh họa h th ng NLMT k t n Hình 3.7 đồ minh họa h th ng NLMT k t n i không dự trữ i không dự trữ i có dự trữ 16 3.3.3.2 Mơ hình hệ thống NLMT k t nối lưới có dự trữ Hình 3.8: Mơ hình h th ng sản xu đ n mặt tr ò i có dự trữ 3.4 Hệ thống điện Đảo Bé, huyện Lý Sơn: 3.4.1 đ đả é: 3.4.1.1 Hệ thống điện, gồm: - Hệ thống pin mặt trời IREX đa tinh thể, tổng công suất 96 kWp - Hệ thống inverter nối lưới SMA Sunny Tripower, tổng công suất 100kW - Hệ thống inverter ắc quy SMA Sunny Island, tổng công suất 72 kW - Hệ thống ắc quy Gel chuyên dụng SEC, tổng dung lượng: 9600Ah 48VDC - máy phát diesel với tổng công suất 2x110kVA - Hệ thống lưới điện 0,4kV: dài 2.373,5m Trong đó: Đường dây trục 0,4kV dùng cáp vặn xoắn LV-ABC 4x120 Gồm xuất tuyến với tổng chiều dài tuyến: 1.438m (Trong có 525 mét đường dây mạch kép chung cột); Đường dây nhánh rẽ 0,4kV dùng cáp vặn xoắn LV-ABC 4x70 Gồm nhánh rẽ với tổng chiều dài tuyến: 1460,5m 17 3.4.1.2 Tấm pin lượng mặt tr i IR32 P-72 3.4.1.3 Ắc quy SEC 12-ETGB-200 3.4.1.4 Inverter SMA SUNNY ISLAND 8.0H-11 3.4.1.5 Inverter SMA SUNNY TRIPOWER STP 20000TL-30 3.4.2 độ v đ đả é, : Lý Hình 3.9: đồ nguyên lý - Nguồn điện chiều (DC) từ ắc quy qua Sunny Island biến đổi thành nguồn điện xoay chiều (AC) pha 220V/50 Hz, dạng sóng sin chuẩn Mỗi cụm gồm Sunny Island pha kết hợp với tạo thành nguồn pha Trong cụm có master inverter làm nhiệm vụ điều phối inverter lại tạo thành nguồn pha Một ba master inverter cài đặt làm inverter trung tâm, có nhiệm vụ điều phối master inverter lại hòa đồng để tạo thành nguồn điện pha tủ Multicluster, điều phối máy phát phụ tải toàn hệ thống - Vào ban ngày, pin lượng mặt trời chuyển hóa quang thành điện DC Điện DC qua inverter Sunny Tripower biến đổi thành nguồn pha hòa đồng với nguồn điện pha tủ Multicluster Nguồn điện pha tạo từ pin mặt trời cấp nguồn cho phụ tải sử dụng sạc vào hệ thống ắc 18 quy thông qua inverter Sunny Island trường hợp phụ tải không sử dụng hết - Vào ban đêm, khơng có nắng, phụ tải cấp nguồn từ hệ thống ắc quy Khi lượng điện ắc quy giảm đến giá trị điện (hệ thống cho phép cài đặt mức độ xả sâu ắc quy, ví dụ cài đặt mức 50%), inverter trung tâm kích hoạt máy phát tạo nguồn điện xoay chiều pha hòa động với nguồn điện pha tủ Multicluster, vừa cung cấp cho phụ tải vừa sạc lại cho hệ thống ắc quy thông qua inverter Sunny Island - Vào ngày nắng tốt, lượng điện pin mặt trời tạo lớn phụ tải sử dụng máy phát khơng cần kích hoạt - Trong trường hợp hệ thống ắc quy toàn battery inverter bị lỗi phải khởi động máy phát để tạo nguồn pha cho inverter Sunny Island hoạt động Khi nguồn pha bị ngắt điện đột ngột inverter Sunny Tripower tự động ngắt kết nối - chức an toàn chống tách đảo (anti-islanding) - Quy định mức nạp xả cài đặt ắc quy: + Mức xả cài đặt ắc quy: DOD 45% + Mức nạp cài đặt ắc quy: DOD 72% 3.4.3 P ụ ả Trên xã đảo có 120 hộ dân, 60% sinh sống chủ yếu nghề biển, 34% sống nghề nơng nghiệp, 6% bn bán dịch vụ Cơ quan hành có UBND xã An Bình, trạm y tế, trường tiểu học mẫu giáo, đơn vị lực lượng vũ trang trạm kiểm sốt biên phòng 3.5 Tính tốn theo phƣơng thức vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid 3.5.1 M ươ ứ v ự : 19 Bảng 3.1: Cơng su đ ển hình Từ thơng số có đảo Bé tỉnh Quảng Ngãi, tác giả dùng phần mềm Matlab để mô lại trình vận hành thực tế ngày Kết mơ thể hình sau: Hình 3.10: K t mơ ph ng theo s li u thực 20 Nhận xét: Chúng ta nhận thấy thời gian đầu, khơng có lượng mặt trời, diesel phát công suất cung cấp cho tải nạp cho pin Trong mặt trời bắt đầu phát công suất lớn cơng suất phụ tải, lúc pin gần khơng hoạt động đó, diesel nghĩ làm việc Điều này, làm lượng công suất đáng kể mặt trời phát không sử dụng Trong khoảng thời gian lượng mặt trời khơng đủ diesel phát cơng suất cấp cho tải đồng thời tích lũy lượng cho pin Điều khiến cho pin sạc gần ngày có hoạt động Diesel trừ trường hợp h ngày phụ tải cung cấp pin 3.5.2 Tính tốn độ v : Hình 3.20: K t mô ph ươ 21 Nhận xét: Với chương trình tối ưu nhận thấy thời gian đầu, pin xả để cấp cho tải, sau pin hết Diesel phát cơng suất cấp cho tải khơng nạp cho pin; có lượng mặt trời cung cấp cho tải nạp cho pin, diesel dừng phát công suất Trong mặt trời bắt đầu phát công suất lớn cơng suất phụ tải, pin nạp, diesel nghĩ làm việc Điều này, giảm phát Diesel tận dụng lượng công suất thừa mặt trời phát Trong khoảng thời gian lượng mặt trời khơng đủ diesel phát cơng suất pin xả Kết cho thấy pin sử dụng nạp, xả hợp lý giảm phát Diesel Kết tính CS= 3.105.082 đồng 3.5.3 í ự v CS = 9.448.777 đồng 3.5.4 So sánh: Với kết chương trình tối ưu cho thấy thời gian chạy Diesel giảm, chi phí giảm Ở tính đến thơng số đầu vào, chưa tính đến doanh thu từ bán khí thải Như vậy, việc tính tốn phương thức vận hành hệ thống PV Diesel – Battery Hybrid cần thiết đem lại hiệu kinh tế cao 3.6 Tổng k t chƣơng 3: Thực tế vận hành lưới điện Đảo Bé chưa mang lại hiệu kinh tế cho đơn vị bán điện, mang tính phục vụ đời sống sinh hoạt người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội Trong trình lập dự án, tư vấn tính tốn đưa phương thức vận hành chưa tính đến đặc thù phụ tải, thay đổi thời tiết Đề tài xây dựng chương trình tính cho kết tối ưu để giúp nhà quản lý đánh giá hiệu yêu cầu nhà cung cấp thiết bị hiệu chỉnh thông số nhằm đưa quy trình vận hành hợp lý, kinh tế 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ K t luận: Thơng qua thuật tốn Bellman, tác giả xây dựng chương trình tính tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Đảo Bé, huyện Lý Sơn, kết cho thấy chi phí vận hành thấp có chế độ nạp/xả BESS hợp lý Đề tài tính tốn chi phí tối ưu vận hành hệ thống PVDiesel-Battery Hybrid Đảo Bé, huyện Lý Sơn phù hợp với yêu cầu Khi hệ thống lượng mặt trời vận hành hiệu quả, việc giảm lượng nhiên liệu phát Diesel giá thành cao, vận chuyển đảo khó khăn, tốn mà tận dụng nguồn lượng xạ mặt trời cao chỗ nơi Đây sở để ngành Điện tiếp tục đầu tư hệ thống lượng mặt trời giai đoạn cho Đảo Bé sớm Ki n nghị: Trong bối cảnh nguồn lượng truyền thống dầu mỏ, than đá… ngày dần cạn kiệt, giá thành cao gây nhiểm mơi trường việc nghiên cứu sử dụng nguồn lượng tái tạo NLMT thiết thực cần thiết Ngoài ra, theo báo cáo EVN, nhu cầu điện với tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân giai đoạn khoảng 10,08%/năm, đòi hỏi dự án, cơng trình nguồn điện lưới điện giao Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia phải bảo đảm tiến độ, chất lượng hiệu đầu tư; nghiên cứu đầu tư phát triển nguồn điện lượng tái tạo, có biện pháp bảo vệ mơi trường Hàng năm, Chính phủ ưu tiên bố nguồn vốn để đầu tư cho lưới điện vùng sâu, xa, hải Đảo Tuy nhiên, để đưa điện lưới đến khu vực cần nguồn vốn lớn, lưới điện dài, dẫn đến tăng chi phí quản lý, độ tin cậy khơng cao; khả khép vòng lưới điện khơng có, dẫn đến việc cấp điện khơng an tồn, hiệu thấp Với xu đầu tư phát triển nguồn điện lượng tái tạo chỗ kết 23 hợp với nguồn Diesel, thủy điện nhỏ phù hợp với khu vực dân cư, vùng sâu, vùng xa, hải Đảo cấp quan tâm, đạo thực Do đó, xu hệ thống lai ghép PV-DieselBattery ngày phát triển Hƣớng phát triển đề tài: Thu thập, thống kê số liệu lượng gió để bổ sung nguồn phát điện kết hợp Gió - Mặt trời - Diesel đảo Bé, huyện Lý Sơn tỉnh Quảng Ngãi 24 ... tối ưu ứng dụng cho vận hành hệ thống điện cô lập Chƣơng 2: Xây dựng thuật toán tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Chƣơng 3: Tính tốn tối ưu vận hành hệ thống PV - Diesel – Battery. .. tốn tối ưu hệ thống điện PV - Diesel – Battery Hybrid đảo Bé huyện đảo Lý Sơn Đối tƣợng phƣơng pháp nghiên cứu: a Đối tƣợng nghiên cứu: Hệ thống PV - Diesel – Battery Hybrid Đảo Bé, huyện Lý Sơn... viên vận hành hiểu rõ chất vấn đề để nâng cao trách nhiệm vận hành hệ thống điện Đó lý chọn đề tài: - Tên đề tài: “ TỐI ƢU VẬN HÀNH HỆ THỐNG PV – DIESEL – BATTERY HYBRID TẠI ĐẢO BÉ, HUYỆN LÝ SƠN,