Ngày 1192018, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam phối hợp với Bamboo Capital Group (Công ty cổ phần BCG) với đại diện là Công ty cổ phần BCG Floating Energy, tư vấn quốc tế ENEA và Viện Năng lượng tổ chức hội thảo về các giải pháp môi trường liên quan đến hai dự án nhà máy điện năng lượng mặt trời hồ Phú Ninh và hồ Khe Tân. Vấn đề nghiên cứu lựa chọn các chế độ vận hành, đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam cần được quan tâm đúng mức. Trong luận văn, phần mềm ETAP được lựa chọn để thực hiện mô phỏng, tính toán, phân tích lưới điện tương ứng với các chế độ vận hành khác nhau của hai nhà máy. Chính vì vậy, nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện tỉnh Quảng Nam” để tìm hiểu và nghiên cứu làm Đồ án Tốt nghiệp của nhóm.Ứng dụng phần mềm Etap đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ phú ninh và khe tân đến lưới điện quảng nam
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA HAI NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HỒ PHÚ NINH VÀ KHE TÂN ĐẾN LƯỚI ĐIỆN QUẢNG NAM Người hướng dẫn Sinh viên thực Số thẻ sinh viên Lớp : TS PHAN ĐÌNH CHUNG : : 105150086 : 15D3 Đà Nẵng, 16/12 i TÓM TẮT Tên đề tài: “ Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Sinh viên thực 1: NGUYỄN KHẮC QUÂN Số thẻ Sinh viên: 105150164 Lớp: 15D3 Sinh viên thực 2: PHAN VĂN GIANG Số thẻ sinh viên: 105150086 Lớp: 15D2 Điện mặt trời nguồn lượng tái tạo, không gi ống nh nhiên li ệu hóa thạch than, dầu mỏ, khí đốt… nguồn nhiên liệu không th ể phục hồi Năng lượng mặt trời vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu lượng nhân loại, đủ dùng cho muôn vàn hệ sau Theo xu hướng phát triển gần đấu tranh cho việc làm s ạch môi trường trái đất, lượng mặt trời lĩnh vực hứa hẹn nhất, thay th ế phần lượng từ nguồn nhiên liệu không tái tạo đó, đóng vai trị quan trọng cơng bảo vệ mơi trường từ tăng nhiệt tồn cầu Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt vận hành nhà máy ện m ặt tr ời khơng phát thải loại khí độc hại vào khí quy ển Ngay c ả có phát thải lượng nhỏ so sánh với nguồn l ượng truy ền thống, lượng khí không đáng kể Ngày 11/9/2018, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam phối h ợp v ới Bamboo Capital Group (Công ty cổ phần BCG) với đại diện Công ty cổ ph ần BCG Floating Energy, tư vấn quốc tế ENEA Viện Năng lượng tổ chức hội thảo giải pháp môi trường liên quan đến hai dự án nhà máy ện l ượng m ặt trời hồ Phú Ninh hồ Khe Tân Vấn đề nghiên c ứu lựa chọn chế đ ộ v ận hành, đánh giá ảnh hương nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam cần quan tâm mức Trong lu ận văn, phần mềm ETAP lựa chọn để thực mơ phỏng, tính tốn, phân tích lưới điện tương ứng với chế độ vận hành khác hai nhà máy Chính vậy, nhóm chúng em lựa chọn đề tài “Đánh giá ảnh hương c hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới ện tỉnh Qu ảng Nam” để tìm hiểu nghiên cứu làm Đồ án Tốt nghiệp nhóm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DANH SÁCH HỘI ĐỒNG HƯỚNG DẪN CAPSTONE PROJECT Khoa Điện (Kèm theo Quyết định số /QĐ-ĐHBK, ngày tháng năm 2019) ĐỀ TÀI Tên đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Nhóm sinh viên thực Nguyễn Khắc Quân Lớp 15D3 Phan Văn Giang Lớp 15D2 Danh sách Hội đồng hướng dẫn Stt Họ tên TS.Phan Đình Chung ThS.Châu Minh Thắng TS.Trịnh Trung Hiếu Chức vụ/Đơn vị Giảng viên khoa Điện Trung tâm Điều độ HTĐ Miền Trung Giảng viên khoa Điện Nhiệm vụ GV hướng dẫn GV hướng dẫn GV Phản biện TRƯỞNG KHOA ĐIỆN PGS TS LÊ TIẾN DŨNG ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP T Họ tên sinh viên Số thẻ SV Lớp Ngành T 01 Nguyễn Khắc Quân 105150165 15D3 Kỹ thuật Điện – Điện tử 02 Phan Văn Giang 105150086 15D2 Kỹ thuật Điện – Điện tử Tên đề tài đồ án: Đánh giá ảnh hưởng nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu: - Thông số lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam, nhà máy điện mặt trời Phú Ninh Khe Tân Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Giới thiệu tổng quan hệ thống điện lượng mặt trời Chương 2: Giới thiệu phần mềm ETAP Chương 3: Tổng quan lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam Chương 4: Đánh giá ảnh hưởng nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ) : Khơng có vẽ đồ thị Họ tên người hướng dẫn: TS Phan Đình Chung ThS Châu Minh Thắng Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 28/08/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 15/12/2019 Trưởng Bộ môn Hệ Thống Điện Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Người hướng dẫn LỜI CẢM ƠN Kính thưa thầy cô giáo! Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến th ầy, cô Khoa Đi ện; thầy, cô Ban giám hiệu; Phòng, Ban Tr ường Đại H ọc Bách Khoa, Đ ại học Đà Nẵng nhiệt tình giảng dạy, dẫn tạo ều kiện giúp đ ỡ em trình học tập làm đồ án tốt nghiệp Đặc bi ệt em xin gửi l ời tri ân biết ơn sâu sắc đến Thầy TS.Phan Đình Chung anh Châu Minh Thắng tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian thầy hướng dẫn, em không ngừng ti ếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tinh thần làm việc nh thái đ ộ nghiên cứu đề tài nghiêm túc, hiệu quả, ều c ần thi ết cho em q trình học tập cơng tác sau Sau em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân bạn bè đ ộng viên giúp đỡ em suốt trình học tập Tr ường Đại H ọc Bách Khoa thời gian thực đồ án tốt nghiệp Đề tài nghiên cứu thực dựa kiến thức h ọc tr ường, kiến thức thực tế thầy cô giảng dạy, dẫn tìm tịi qua kênh thơng tin Do khả thân nhiều hạn chế nên khơng tránh kh ỏi nh ững thi ếu sót q trình thực nghiên cứu kính mong s ự đóng góp ý ki ến q báu Thầy Cơ để đề tài em hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Sinh viên Nguyễn Khắc Quân CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan trình làm đồ án tốt nghiệp thực nghiêm túc quy định liêm học thuật: - Khơng gian lận, bịa đặt, đạo văn, giúp người học khác vi phạm - Trung thực việc trình bày, thể hoạt động học thuật kết từ hoạt động học thuật thân - Không giả mạo hồ sơ học thuật - Không dùng biện pháp bất hợp pháp trái quy định để tạo nên ưu cho thân - Chủ động tìm hiểu tránh hành vi vi phạm liêm học thuật, chủ động tìm hiểu nghiêm túc thực quy định luật sở hữu trí tuệ - Sử dụng sản phẩm học thuật người khác phải có trích dẫn nguồn gốc rõ ràng Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu đồ án trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc rõ ràng phép công bố Sinh viên thực Nguyễn Khắc Quân MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu cảm ơn Lời cam đoan liêm học thuật Mục lục Danh sách hình vẽ, sơ đồ bảng biểu Danh mục viết tắt I II III V VIII Trang Chương 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI 1.1 Tiềm lượng mặt trời thực trạng phát triển nhà máy điện mặt trời Việt Nam 1.1.1 Tiềm lượng mặt trời Việt Nam 1.1.2 Thực trạng phát triển nhà máy điện mặt trời Việt Nam 1.2 Tiềm năng lượng mặt trời Quảng Nam hai dự án điện mặt trời Phú Ninh Khe Tân 1.2.1 Tiềm năng lượng điện mặt trời Quảng Nam 1.2.2 Dự án nhà máy điện mặt trời Phú Ninh nhà máy điện mặt trời Khe Tân .7 1.3 Tìm hiểu nhà máy điện mặt trời 1.4 Kết luận 12 Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP (12.6) 13 2.1 Tổng quan chương trình ETAP 13 2.2 Tìm hiểu phần mềm ETAP 13 2.2.1 Giao diện phần mềm ETAP 12.6 .14 2.2.2 Các phần tử .16 Chương 3: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN 110kV QUẢNG NAM 28 3.1 Tình hình phát triển điện lực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 20162025 có xét đến năm 2035 28 3.1.1 Lưới điện mở rộng nhu cầu phụ tải: .28 3.1.2 Về khối lượng đầu tư xây dựng 29 3.2 Tổng quan lưới điện 110kV Quảng Nam 29 3.2.1 Sơ đồ lưới điện 110kV Quảng Nam 29 3.2.2 Trạm biến áp .31 3.2.3 Các đường dây 110 kV .31 3.2.4 Các nguồn phát địa bàn tỉnh 33 3.2.5 Thông số tải: .34 3.2.6 Tổng kết chương 34 Chương 4: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ HAI NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI 36 4.1 Mơ hình lưới 36 4.2 Đánh giá ảnh hương nhà máy điện mặt trời đến lưới điện Quảng Nam 4.2.1 Khi NMĐMT hoạt động chế độ vận hành khác nhau………………… 39 4.2.2 Khi công suất nhà máy khác nhau…………………………………………52 4.3 Khả vận hành lưới điện 110 kV tỉnh quảng nam chế độ cố có xâm nhập nhà máy điện mặt trời………………………………….56 4.3.1 Sự cố đột ngột công suất nhà máy…………………………………………56 4.3.2 Trường hợp cắt đường dây khỏi lưới…… …… ………………………… 59 4.3.3 xét cố ngắn mạch góp, đường dây……………………………………60 4.4 Kết luận 61 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 64 PHỤ LỤC…………………………………………………………………………….65 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ xạ nhiệt nước ta Hình 1.2: Bản đồ phân bố xạ trung bình năm tỉnh Quảng Nam Hình 1.3: Bản đồ nhiệt độ trung bình tỉnh Quảng Nam Hình 1.4: Vị trí hồ Phú Ninh Hình 1.5: Vị trí hồ Khe Tân Hình 1.6: Sơ đồ nhà máy điện mặt trời nối lưới Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống dàn pin đến invecter 10 Hình 1.8: Sơ đồ từ invecter nối lên máy biến áp trung áp 11 Hình 1.9: Sơ đồ từ góp 24kV đến trạm 110kV .11 Hình 2.1: Operation Technology, Inc – OTI 13 Hình 2.2: Giao diện phần mềm ETAP 14 Hình 2.3: Các chức tính tốn 15 Hình 2.4: Các phần tử AC .15 Hình 2.5: thiết bị đo lường, bảo vệ 16 Hình 2.6: Trang info nguồn 16 Hình 2.7: Trang Rating nguồn 17 Hình 2.8: Trang Rating máy phát……………… ……………………………………18 Hình 2.9: Trang Imp/Mode máy phát 18 Hình 2.10: Trang info Bus 19 Hình 2.11: Trang info đường dây .19 Hình 2.12: Trang parameter đường dây .20 Hình 2.13: Trang Info máy biến áp 21 Hình 2.14: Trang Rating máy biến áp 21 Hình 2.15: Trang Tap máy biến áp 22 Hình 2.16: Chỉnh đầu phân áp máy biến áp 23 Hình 2.17: Trang Grounding máy biến áp 23 Hình 2.18: Trang Reliability máy biến áp .24 Hình 2.19: Trang Info tải .24 Hình 2.20: Trang Nameplate tải .25 Hình 2.21: Trang Short Circuit 25 Hình 2.22: Trang PV panel điện mặt trời .26 Hình 2.23: Trang PV array điện mặt trời 26 Hình 2.24: Trang invecter điện mặt trời 27 Hình 3.1: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam mơ rộng .28 Hình 3.2: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam tại……………………………………….30 Hình 4.1: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam mơ phần mềm ETAP .36 Hình 4.2: Sơ đồ nhà máy điện mặt trời 39 Hình 4.3: Biểu đồ điện áp thực TH1 42 Hình 4.4: Biểu đồ điện áp thực TH2 45 Hình 4.5:Biểu đồ điện áp thực TH3 48 Hình 4.6: Biểu đồ điện áp nút kết nối nhà máy 49 Hình 4.7: Biểu đồ so sánh điện áp nút trường hợp 51 Hình 4.8: Biểu đồ tổn thất công suất .51 Hình 4.9: Biểu đồ% điện áp nút .54 Hình 4.10: Biểu đồ tổn thất cơng suất TH 54 Hình 4.11: Biểu đồ điện áp nút đột ngột công suất nhà máy Khe Tân 57 Hình 4.12: Đồ thị điện áp nút lúc nhà máy Phú Ninh đột ngột công suất 58 Hình 4.13: Vị trí ngắn mạch góp lân cận nhà máy 60 Hình 4.14: Vị trí ngắn mạch đường dây lân cận nhà máy 61 10 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” 70 60 50 40 30 20 10 57.48 54.26 25.15 22.09 21.68 P(MW) Q(Mvar) 10.11 TH1 TH2 TH3 Bi ểu đ t ổ n thất công suất Từ bảng số liệu ta vẽ biểu đồ tổn thất cơng suất Hình 4.8 Hình 4.8 Biểu đồ tổn thất công suất công suất Qua Bảng 4.10 biểu đồ Hình 4.8, ta thấy tổn thất công su ất tác dụng TH1 P= 10,11MW thấp TH, TH2 có P=21,68MW TH3 có P =22,09 MW đạt mức cao trường hợp mơ ph ỏng Qua ta th đem nhà máy điện mặt trời Phú Ninh Khe Tân vào ho ạt đ ộng t ổn th ất cơng suất tăng lên rõ rệt, tăng lên gấp đôi so v ới lúc chưa k ết n ối nhà máy ện vào lưới Kết luận: Trong q trình mơ phỏng, phân tích kết quả, trường hợp mơ ta thấy nhà máy làm việc chế độ ều khiển điện áp khơng đổi có lợi tổn thất công suất nh điện áp nút Vì vận hành ưu tiên l ựa ch ọn chế độ 4.2.2 Khi công suất phát nhà máy khác Hai nhà máy làm việc chế độ điều khiển điện áp không đổi, xét s ố trường hợp điều chỉnh công suất phát nhà máy Bảng 4.11 Bảng 4.11 Các TH mô điều chỉnh công suất phát nhà máy Kịch mô Trường hợp Nhà máy Phú Ninh Nhà máy Khe Tân TH1 0% 100% TH2 100% 0% TH3 50% 50% TH4 25% 75% TH5 75% Thống kê nguồn hệ thống cho Bảng 4.12 SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung 25% GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 52 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Bảng 4.12 Công suất nguồn hệ thống Công suất tác dụng (MW) Nguồn phát TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 HT1 216,8 138,1 178,3 197,7 158 HT2 104,4 185,2 143,7 123,8 164,2 HT3 73 -26,1 23,3 48,1 -1,6 HT4 106,2 38,9 71,7 88,7 55,1 Tổng hợp kết điện áp tổn thất công suất nút k ết n ối nhà máy vận hành chế độ khác cho Bảng 4.13 Bảng 4.14 Bảng 4.13 So sánh điện áp nút Điện áp thực Tên nút STT TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 220kV Đà Nẵng 100 100 100 100 100 220kV Tam Kỳ 100 100 100 100 100 Thạnh Mỹ 100 100 100 100 100 Sông Bung5 100,37 100,37 100,37 100,37 100,37 Sông Bung6 100,54 100,54 100,54 100,54 100,54 Za Hưng 100,17 100,17 100,17 100,17 100,17 Sông Côn Nông Sơn XM Thạnh Mỹ 100,05 99,93 10 Đại Lộc 101,63 99,65 100,75 101,22 100,53 11 Hòa Xuân 98,95 12 Ngũ Hành Sơn SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang 101,7 10111 101,17 101,58 101,29 101,41 100,05 100,82 101,14 101,46 99,11 101,39 101,55 GVHD1: TS Phan Đình Chung 100 99,04 100,03 99,07 99,97 99,05 101,5 101,47 101,54 GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 53 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” 13 Điện Nam Điện Ngọc 96,8 96,93 96,9 98,46 96,92 14 Hội An 95,88 96,01 95,98 96,86 96.01 15 110kV Đà Nẵng 99,56 99,68 99,66 95,94 99,68 16 Điện Bàn 98,13 98,4 98,34 99,62 98,39 17 Duy Xuyên 96,08 96,57 96,44 99,25 96,54 18 Thăng Bình 96,72 96,36 96,19 96,29 96,31 19 Thăng Bình 95,96 96,76 96,53 95,96 96,69 20 Tam Thăng 97,56 98,59 98,25 96,29 98,46 21 Tam Kỳ 97,76 99,5 98,81 97,95 99,2 22 Tam Anh 97,77 99,02 98,55 98,38 98,82 23 Dốc Sỏi 100 100 100 100 100 24 Kỳ Hà 98,13 98,13 98,13 98,13 98,13 Bảng 4.14 Tổn thất công suất TH mô Tổn thất công suất Trường hợp Công suất tác dụng (MW) Công suất phản kháng (MVAr) TH1 17.764 40.12 TH2 14.47 35.81 TH3 14.08 32.62 TH4 15.03 37.81 TH5 13.87 28.11 Từ Bảng 4.13 Bảng 4.14 ta biểu đồ điện áp thực nút Hình 4.9 biểu đồ tổn thất cơng suất Hình 4.10 SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 54 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” 104 102 100 98 96 94 92 Điện áp thực TH1 Điện áp thực TH2 Điện áp thực TH3 Điện áp thực TH4 Điện áp thực TH5 Điện áp thực Hình 4.9 Biểu đồ điện áp nút 45 40 35 30 25 20 15 10 40.12 17.76 TH1 35.81 37.81 32.62 28.11 Công suất tác dụng (MW) Công suất phản kháng (MVAr) 14.47 14.08 15.03 13.87 TH2 TH3 TH4 TH5 Bi ểu đ t ổ n thất cơng suất Hình 4.10 Tổn thất công suất trường hợp Nhận xét: Từ Hình 4.9 ta thấy trường hợp (nhà máy Khe Tân phát 25% cơng suất cịn nhà máy Phú Ninh phát 75% cơng suất) có điện áp trung bình nút cao h ơn trường hợp lại Tuy nhiên, chênh lệch điện áp nút trường hợp không lớn, điện áp nút t ất c ả tr ường h ợp đ ều nằm giới hạn cho phép từ 95% Uđm đến 105%Uđm Khi nhà máy ện mặt trời phát cơng suất lớn điện áp nút lân c ận nhà máy tăng lên nhiều, cịn nhà máy phát cơng su ất ện áp nút lân c ận nhà máy tăng lên Từ Hình 4.10 ta thấy TH1 ( nhà máy Khe Tân phát 100% cơng su ất cịn nhà máy Phú Ninh khơng phát cơng suất ) tổn thất cơng suất l ưới ện P = 17,764 (MW), chiếm tỷ lệ 3,86%, cao tất tr ường h ợp mơ cịn lại Lý nhà máy Khe Tân phát công suất cực đ ại ph ụ tải gần nhà máy sử dụng không hết lượng công suất phát nhà máy nên chuyển phần lớn lượng cơng suất cịn lại hệ thống gây nên tổn hao l ớn Mặt khác công suất từ nhà máy truyền đến tải phải quãng đường xa SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 55 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” nên trào lưu công suất phân bố theo hướng bất l ợi tổn thất công suất Ở TH2( nhà máy Phú Ninh phát 100% cơng suất cịn nhà máy Khe Tân khơng phát cơng suất) tổn thất lưới điện 14,47MW, chiếm tỷ lệ 3,14% th ấp nhiều so với TH1 Lý công suất nhà máy Phú ninh phát cung cấp đủ cho phụ tải lân cận, HT4 phải cung cấp lượng nhỏ công suất 38,9MW( TH1 106,1MW) lúc không cần nhận công su ất từ HT3 n ữa(TH1 nhận 73MW), đường dây nối nguồn HT lúc mang cơng su ất h ơn từ giảm thiểu tổn thất đường dây Trường hợp (nhà máy Khe Tân phát 25% công suất cịn nhà máy Phú Ninh phát 75% cơng suất) tổn thất công suất lưới điện 13,82MW chi ếm tỷ l ệ 3% thấp tất trường hợp Lý phụ tải lưới sử dụng gần hết công suất nhà máy phát ra, nên hệ thống phải cung cấp lượng nh ỏ công suất, giảm thiểu gánh nặng cho đường dây truyền tải từ giảm thi ểu tổn thất đường truyền Mặt khác phụ tải tiêu thụ gần hết cơng suất nên ch ỉ có cơng suất dư thừa phải di chuyển ngược hệ th ống ện qu ốc gia v ậy trào lưu cơng suất phân bố theo hướng có lợi tổn thất công suất Kết luận: Qua trường hợp điều chỉnh công suất phát hai nhà máy khác nhau, ta có th ể thấy việc kết nối nhà máy điện mặt trời Khe Tân vào lưới điện 110kV Qu ảng Nam gây tổn thất cơng suất lớn nhi ều so v ới tr ường h ợp k ết n ối nhà máy điện mặt trời Phú Ninh 4.3 Khả vận hành lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam có xâm nhập nhà máy điện mặt trời lúc xảy cố Đối với nhà máy điện, trình vận hành trình v ận hành lúc cố xảy sau cố Các đặc tính điện áp tần s ố cần phải tuân thủ nghiêm ngặt, đảm bảo khả vận hành hệ th ống, tránh s ự cố nghiêm trọng xảy ra, tình trạng rã lưới điện Ta xét s ố s ự c ố nghiêm trọng sau: 4.3.1 Sự cố đột ngột công suất phát nhà máy điện mặt trời Để phân tích q trình vận hành lưới điện 110kV Quảng Nam có xâm nhập nhà máy điện mặt trời Phú Ninh Khe Tân xảy s ự c ố, k ịch giả định tổng quan đưa ra: Kịch 1: Sự cố đột ngột công suất phát từ nhà máy ện mặt tr ời Khe Tân, nhà máy điện mặt trời Phú Ninh hoạt động bình thường Nhận xét s ự thay đổi điện áp nút Đại Lộc nút lân cận Kịch 2: Sự cố đột ngột công suất phát từ nhà máy ện mặt tr ời Phú Ninh, nhà máy Khe Tân hoạt động bình thường Nhận xét thay đổi ện áp nút Tam Kỳ nút lân cận SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 56 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Kịch 1: Mất đột ngột công suất nhà máy Khe Tân, nhà máy Phú Ninh v ẫn hoạt động bình thường Sự cố dựa tượng che khuất xảy khu vực nhà máy đột ngột có mưa giơng, mặt trời bị che khuất hoàn toàn Hiện tượng làm giảm đ ột ngột công suất phát pin quang điện từ làm s ụt gi ảm cơng su ất c nhà máy, ta xét nghiêm trọng tượng che khu ất hoàn toàn làm toàn nguồn phát nhà máy.Quá trình mơ cho Bảng 4.15 Bảng 4.15 Q trình mơ cố kịch b ản Thời điểm (s) Kịch 0÷3 Nhà máy hoạt động bình thường Nhà máy tồn cơng suất 3÷11 Thời gian q độ 11÷25 Vận hành bình thường Từ kịch trên, q trình mơ tiến hành kết v ề điện áp thể qua Hình 4.11 Hình 4.11 Biểu đồ điện áp nút đột ngột công suất nhà máy Khe Tân Nhận xét: Với kết mô điện áp nút hình 4.11 ta th ện áp thay đổi cách đột ngột bị kéo dài Cụ th ể ện áp nút thay đ ổi nh sau: -Tại nút Đại Lộc: Điện áp nhanh chóng sụt áp từ 100,5% Uđm xuống 97,8% Uđm Sau khoảng thời gian độ điện áp ổn định mức 99,3% Uđm SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 57 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” -Tại nút Nông Sơn: Điện áp từ 100,8% Uđm nhanh chóng sụt áp cịn 98,3 % sau khoảng thời gian độ điện áp giữ ổn định mức 100,2% Uđm -Tại nút 110 Đà Nẵng: Điện áp từ 99,8% Uđm giảm xuống 98,5% nằm gần nguồn vô lớn nên điện áp nút đáp ứng Nên sau th ời gian độ điện áp nút phục hồi ban đầu -Tại nút Sông Côn: Điện áp từ 101,5% Uđm nhanh chóng sụt áp cịn 98,5% sau kết thúc thời gian độ điện áp dao động theo đường hình sin v ới điện áp trung bình 100,86% Uđm Lý xảy cố dẫn đến máy phát kết nối vào nút Sông Côn bị ổn định dẫn tới điện áp nút dao động hình Kịch 2: Mất đột ngột công suất nhà máy Phú Ninh, nhà máy Khe Tân hoạt động bình thường Sự cố dựa tượng che khuất, xảy khu vực nhà máy đột ngột có mưa giơng, mặt trời bị che khuất hoàn toàn Hiện tượng làm gi ảm đột ngột công suất phát pin quang điện từ làm sụt giảm suất nhà máy Ở ta xét nghiêm trọng tượng che khuất hoàn toàn toàn nguồn phát nhà máy Q trình mơ cho Bảng 4.16 Bảng 4.16 Q trình mơ cố kịch Thời điểm (s) Kịch 0÷3 Nhà máy hoạt động bình thường Nhà máy tồn cơng suất 3÷12 Thời gian q độ 12÷25 Vận hành bình thường Từ kịch trên, q trình mơ tiến hành kết v ề điện áp thể qua Hình 4.12 SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 58 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Hình 4.12 Đồ thị điện áp nút lúc nhà máy Phú Ninh đột ngột công suất Nhận xét: Với kết mô điện áp nút Hình 4.12 ta th m ất tồn công suất phát từ nhà máy điện mặt trời Phú Ninh l ưới ện ph ải đ ối mặt với vấn đề nghiêm trọng Điện áp sụt giảm cách đột ng ột b ị kéo dài Cụ thể điện áp nút thay đổi sau: - Tại nút Tam Thăng: Điện áp giảm từ 98.31% Uđm xuống 97,36% Uđm giữ mức ổn định mức điện áp - Tại nút Tam Kỳ: Điện áp giảm từ 99,3% Uđm xuống mức đáng kể 97.3% Uđm giữ ổn định mức điện áp - Tại nút Tam Anh: Điện áp giảm từ 98,8% Uđm xuống 97,5% Uđm giữ ổn định mức điện áp Kết luận: Ta thấy gặp cố đột ngột cơng suất nhà máy c b ản nút kết nối nhà máy nút lân cận đ ều b ị s ụt áp Nh ưng s ự s ụt áp không lớn, điện áp nút nằm khoảng gi ới hạn vận hành cho phép 95% Uđm-105% Uđm So sánh kịch điện áp nút kịch ổn đ ịnh h ơn k ịch Nguyên nhân khu vực kết n ối nhà máy Phú Ninh có nhi ều ngu ồn vơ lớn nên đáp ứng ổn định điện áp xảy s ự c ố M ặt khác, xảy cố đột ngột công suất phát nhà máy Khe Tân làm cho máy phát điện khu vực ổn định dẫn đến điện áp nút mà máy phát điện nối vào ổn định 4.3.2 Trường hợp cắt đường dây lưới Ta cắt đường dây khu vực kết nối nhà máy xem xét kh ả ch ịu dòng đường dây cịn lại có bị q tải hay khơng Dịng ện ch ạy đường dây thống kê Bảng 4.17 SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 59 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Bảng 4.17 Dòng điện chạy đường dây Đường dây ngừng làm việc Sông Côn - Đại Lộc Nông Sơn - Đại Lộc 110 Đà Nẵng - Đại Lộc Tam Kỳ - Tam Thăng Tam Kỳ - Tam Anh Tam Kỳ - Trạm 220 Tam Kỳ Xét đường dây Đại Lộc - Nông Sơn Đại Lộc - 110 Đà Nẵng Đại Lộc - 110 Đà Nẵng Đại Lộc - Sông Côn Đại Lộc - Sông Côn Đại Lộc - Nông Sơn Tam Kỳ -Trạm 220 Tam Kỳ Tam Kỳ - Tam Anh Tam Kỳ - Tam Thăng Tam Kỳ-Trạm 220 Tam Kỳ Tam Kỳ - Tam Thăng Tam Kỳ - Tam Anh Dòng chạy 110,3 682,6 750 41,6 276,5 498,4 Dòng chạy 240,7 692.3 758,6 167,4 276 523,6 Dòng điện cho 510 510 510 510 510 510 548,2 602,5 510 250,2 312 262 331 510 510 495,9 549 510 495 301,4 541 318 510 510 Nhận xét: Từ Bảng 4.17 ta thấy : Ở chế độ phụ tải cực đại, khu vực nhà máy Khe Tân đường dây Sông Côn –Đại Lộc ngừng làm việc cơng suất nhà máy đổ qua đường dây Đại L ộc – 110 Đà Nẵng làm đường dây tải Khi đường dây Nơng sơn – Đại Lộc ngừng làm việc dẫn đến đường dây Đại Lộc -110 Đà nẵng bị t ải Còn đ ường dây Đại Lộc -110 Đà Nẵng ngừng làm việc thì đường dây cịn l ại khơng bị q tải Tại khu vực nhà máy Phú Ninh, trường hợp đường dây Tam Kỳ-Tam Thăng ngừng làm việc cơng suất từ nhà máy đổ qua đường dây Tam Kỳ -Tr ạm 220 Tam Kỳ làm đường dây tải Còn trường hợp đường dây Tam Kỳ -Tam Anh Tam Kỳ -Trạm 220 Tam Kỳ ngừng làm việc không gây tải cho đường dây lại Ở chế độ phụ tải cực tiểu, khu vực nhà máy Khe Tân ta cắt đường dây Sông Côn –Đại Lộc Nơng Sơn – Đại lộc làm cho đường dây Đ ại L ộc -110 Đà Nẵng bị tải, ta cắt đường dây Đại Lộc -110 Đà Nẵng kh ỏi lưới dẫn đến đường dây Đại Lộc – Nông Sơn bị Quá tải Tại khu v ực nhà máy Phú Ninh ta cắt đường dây Tam Kỳ -Tam Thăng Tam Kỳ - Tam Anh làm cho đường dây Tam Kỳ -Trạm 220 Tam Kỳ bị tải, cắt đường dây Tam Kỳ - Tr ạm 220 Tam Kỳ làm cho đường dây Tam Kỳ - Tam Thăng bị tải SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 60 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Kết luận: Khi cắt đường dây khu vực kết nối nhà máy Phú Ninh Khe Tân gây ảnh hương cho đường dây cịn l ại có th ể gây nên tượng tải đường dây Vì để đưa nhà máy điện mặt trời vô hoạt động trước tiên cần nâng cấp hệ thống đường dây truyền tải khu vực kết nối nhà máy 4.4.3 Sự cố ngắn mạch góp đường dây Ta xét số trường hợp ngắn mạch xảy s ố góp, đ ường dây lưới điện 110kV Quảng Nam chưa có có nhà máy ện m ặt tr ời Phú Ninh Khe Tân vào hoạt động Mục đích xét trường hợp ngắn mạch để xem tr ước sau có s ự xuất nhà máy dịng ngắn mạch đường dây, góp có chênh lệch lớn hay bé, có ảnh hương đến hoạt động làm việc bình th ường máy cắt nằm gần cố hay không Ở xét lo ại ng ắn m ạch ngắn mạch pha ngắn mạch pha Vị trí ngắn m ạch góp đường dây lân cận khu vực kết nối nhà máy đánh dấu Hình 4.13 Hình 4.14 Dịng ngắn mạch xảy cố góp trước sau có s ự xu ất hi ện nhà máy điện mặt trời Bảng 4.18 Bảng 4.18 Dòng ngắn mạch cố góp trước sau có xuất nhà máy điện mặt trời Dòng dòng ngắn mạch xảy cố đường dây trước sau có xuất nhà máy Bảng 4.19 Bảng 4.19 Dòng ngắn mạch cố đường dây trước sau có s ự xu ất hi ện nhà máy điện mặt trời SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 61 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” Chú ý: A,B,C,D vị trí xảy ngắn mạch ký hiệu Hình 4.19 Nhận xét: Qua Bảng 4.18 4.19 ta thấy trước sau có nhà máy ện m ặt tr ời dòng ngắn mạch pha hay pha thay đổi nhẹ Dòng ngắn mạch chạy đường dây nối điểm cố với khu vực kết n ối nhà máy ện m ặt tr ời tăng lên có dịng từ nhà máy đổ 4.4 Kết luận Như chương tìm hiểu trào lưu công suất nh chế độ vận hành đưa hai nhà máy điện mặt tr ời Phú Ninh Khe Tân vào hoạt động Trong q trình mơ phỏng, phân tích kết ta thấy ch ế đ ộ vận hành có ưu nhược điểm Tùy thuộc yêu cầu lưới mà điều đ ộ đưa lựa chọn vận hành tối ưu cho lưới Việc đưa hai nhà máy điện mặt trời Phú Ninh Khe Tân vào vận hành ph ần giải tốn gia tăng cơng suất nguồn phát th ực tr ạng yêu cầu phụ tải ngày tăng cao Tuy nhiên, điều gây nên m ột s ố ảnh hương tiêu cực như: đảo chiều công suất tác dụng, cần phải tăng l ượng công suất phản kháng lưới cung cấp cho nhà máy hoạt động, từ gia tăng tổn hao công suất lưới Trong trường hợp cố đột ngột công suất phát nhà máy l ưới điện chịu ảnh hương ảnh hương không nghiêm tr ọng điện áp nút nằm giới hạn an toàn cho phép vận hành lưới bình thường Khi cắt đường dây khu vực kết nối nhà máy khỏi lưới gây hi ện tượng tải cho số đường dây Cụ thể khu vực nhà máy Khe tân c đường dây Nông Sơn-Đại Lộc với Sông Cơn –Đại Lộc làm cho đ ường dây Đ ại L ộc110kV Đà Nẵng bị tải, cắt đường dây, khu vực nhà máy Phú Ninh cắt đường dây Tam Kỳ-Tam Thăng khỏi lưới làm cho đường dây Tam Kỳ -Trạm 220kV Tam Kỳ bị tải Xét trường hợp ngắn mạch pha, pha góp đường dây trước sau có xuất nhà máy cho ta thấy dịng ngắn m ạch có chênh lệch SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 62 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” KẾT LUẬN Đề tài giải vấn đề lúc đầu đặt đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam Dưới kết mà đề tài đạt được: Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới nhà máy làm việc chế độ điều khiển điện áp không đổi chế độ điều khiển hệ số công suất không đổi Lựa chọn chế độ điều khiển điện áp nhà máy điện mặt trời khơng đổi có lợi Qua trường hợp điều chỉnh công suất phát hai nhà máy khác nhau, ta thấy việc kết nối nhà máy điện mặt trời Khe Tân vào l ưới ện 110kV Quảng Nam gây tổn thất công suất l ớn nhiều so v ới tr ường h ợp kết nối nhà máy điện mặt trời Phú Ninh Trong trường hợp xảy cố thu kết quả: + Sự cố công suất phát nhà máy điện mặt trời: Điện áp nút kết nối nút lân cận nhà máy giảm xuống nằm giới hạn cho phép + Cắt đường dây khu vực kết nối nhà máy khỏi lưới: Gây tượng tải cho số đường dây Cụ thể khu vực nhà máy Khe tân cắt đường dây Nơng Sơn-Đại Lộc với Sơng Cơn –Đại Lộc làm cho đường dây Đại Lộc-110kV Đà Nẵng bị tải, cắt đường dây, khu vực nhà máy Phú Ninh cắt đường dây Tam Kỳ- Tam Thăng khỏi lưới làm cho đường dây Tam Kỳ -Trạm 220kV Tam Kỳ bị tải Yêu cầu cấp thiết để đưa nhà máy điện mặt trời vô hoạt động cần nâng cấp hệ thống đường dây truyền tải khu vực kết nối nhà máy + Sự cố ngắn mạch pha, pha góp đường dây gần khu vực kết nối nhà máy điện mặt trời: Dòng ngắn mạch thay đổi sau có xâm nhập nhà máy điện mặt trời SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 63 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Linh tải phần mềm ETAP https://banquyensoftware.com/download-etap-12-6-0.html [2] Hướng dẫn sử dụng phần mềm ETAP https://etap.com/searchresults? indexCatalogue=searchindex&searchQuery=etap+12.6&wordsMode=0 [3] Dự án điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân http://www.tracodi.com.vn/du-an-floating-solar-tren-mat-ho-khe-tan-phu-ninh [4] Global Solar Atlas, Trang chủ: http://globalsolaratlas.info/ [5] Dương Minh Quân, hoàng Dũng, Mã Phước Khánh, Trần Ngọc Thiên Nam, “Nghiên cứu ảnh hương nhà máy điện mặt trời Phong Đi ền đến l ưới ện tỉnh Thừa thiên huế”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, S ố: 11(132), Trang: 59-63, Năm 2018 [6] TS Hoàng Dương Hùng, “Năng lượng mặt tr ời lý thuy ết ứng d ụng”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [7] Các tài liệu kỹ thuật, vẽ, sơ đồ, luận án, đồ án lĩnh vực + Luận án Thạc Sỹ “Nghiên cứu chế độ vận hành k ết n ối nhà máy điện mặt trời Tuấn Ân vào lưới điện phân phối Cam Ranh Nguy ễn Đình Khoa” + Luận án Thạc Sỹ “Nghiên cứu chế độ vận hành kết nối nhà máy điện mặt trời Dohwa vào lưới điện 110kV tỉnh Quảng Bình Phạm Ngọc Hưng” + Luận án Thạc Sỹ “Nghiên cứu xây dựng mơ hình mơ để phân tích chế độ vận hành hệ thống điện nhà máy lọc dầu dung quất phần m ềm ETAP Ngô Hữu Chiến” [8] Một số tài liệu, viết, báo liên quan tìm kiếm Internet, trang web: https://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BB%93_Ph%C3%BA_Ninh http://wikimapia.org/13452248/vi/Khu-du-l%E1%BB%8Bch-Khe-T %C3%A2n http://www.ievn.com.vn/tin-tuc/Quy-hoach-phat-trien-dien-luc-tinhQuangNam-giai-doan-2016-2025-co-xet-den-nam-2035-5-1351.aspx https://evn.com.vn/d6/news/Den-3062019-Tren-4460-MW-dien-mattroi-da-hoa-luoi-141-17-23925.aspx SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 64 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” PHỤ LỤC SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng 65 Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam” SVTH: Nguyễn Khắc Quân Phan Văn Giang GVHD1: TS Phan Đình Chung GVHD2:ThS Châu Minh Thắng ... ? ?Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam? ?? Chương 4: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA HAI NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI ĐIỆN QUẢNG NAM 4.1 Mơ hình lưới điện. .. ? ?Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam? ?? a) Đối tượng nghiên cứu - Phần mềm mô hệ thống điện ETAP - Nhà máy điện mặt trời Phú Ninh nhà máy điện. .. lượng mặt trời địa bàn tỉnh, tiêu bi ểu hai d ự án nhà máy điện mặt trời Phú Ninh nhà máy điện mặt trời Khe Tân th ực 1.2.2 Dự án nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh nhà máy điện mặt trời hồ Khe Tân