Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố nam định

Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Nghiên cứu ảnh hưởng của điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* NGÔ VĂN BÃO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT NỐI LƯỚI TỚI CÔNG TÁC VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN HÀ NỘI – 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *********♦********* NGÔ VĂN BÃO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT NỐI LƯỚI TỚI CÔNG TÁC VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN MÃ SỐ SV: CB170145 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN HOÀNG VIỆT HÀ NỘI – 2009 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Tình hình nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những đóng góp luận văn Kết cấu luận văn CHƯƠNG - TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1.1 Tấm pin lượng mặt trời 1.1.1 Lịch sử phát triển pin lượng mặt trời [5] 1.1.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 1.1.3 Các đặc trưng PMT 1.1.4 Tấm pin mặt trời cách ghép nối module mặt trời 10 1.2 Hệ thống điện lượng mặt trời kết nối lưới [1] 14 CHƯƠNG 2- HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT NỐI LƯỚI VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI 17 2.1 Cấu trúc hệ thống điện lượng mặt trời kết nối lưới 17 2.1.1 Một số yêu cầu nối pin lượng mặt trời với lưới điện [6] 17 2.1.2 Cấu trúc hệ thống lượng mặt trời kết nối lưới không dự trữ [2] 17 2.1.3 Các biến đổi hệ thống điện lượng mặt trời kết nối lưới [2] 19 2.2 Ảnh hưởng cường độ sáng nhiệt độ đến hệ thống điện mặt trời 26 2.2.1 Mơ hình mơ hệ thống điện mặt trời kết nối lưới 26 2.2.2 Ảnh hưởng cường độ ánh sáng [3] 35 2.2.3 Ảnh hưởng nhiệt độ [3] 36 CHƯƠNG – XÂY DỰNG MƠ HÌNH TÍNH TỐN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ NAM ĐỊNH 40 3.1 Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội TP Nam Định 40 3.2 Hiện trạng tình hình cung cấp điện thành phố Nam Định 40 3.3 Mơ hình lưới điện phụ tải 44 3.4 Tính tốn lưới điện phân phối 49 CHƯƠNG - PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT NỐI LƯỚI TỚI VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP NAM ĐỊNH54 4.1 Kịch nghiên cứu 54 4.2 Ảnh hưởng điện mặt trời tới điện áp nút lộ 478 E3.4 55 4.3 Tổng tổn thất công suất tác dụng toàn lưới điện lộ 478 E3.4 59 4.4 Tổng công suất tác dụng cần huy động từ trạm biến áp nguồn 64 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí, báo trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2019 Tác giả Ngô Văn Bão DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt HTĐ Electric power system Hệ thống điện INC Incremental Conductance Điện dẫn gia tăng MBA Transformer Máy biến áp MPPT Maximum Power Point Tracking Bám công suất cực đại MPP Maximum Power Point Điểm công suất lớn NM Short circuit Ngắn mạch P&O Purturb and Observer Nhiễu loạn quan sát PMT Solar cell Pin Mặt trời PLL Phase-locked-loop Vịng khóa pha PV Photovoltaics Điện mặt trời Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung V-A Volt – Ampere Vôn – Ampe VSC Voltage Source Converters Bộ chuyển đổi nguồn áp PWM DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1 Chất bán dẫn P-N Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo pin mặt trời Hình 1.3 Sơ đồ thay pin mặt trời Hình Mơ hình Cell, Module Array pin mặt trời 11 Hình Sơ đồ tương đương đường đặc tính V – A ghép nối tiếp 13 Hình Sơ đồ tương đương đường đặc tính V – A ghép song song 14 Hình 1.8 Sơ đồ hệ thống điện lượng mặt trời hoạt động độc lập 15 Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống điện lượng mặt trời kết nối lưới 16 Hình Cấu trúc chung hệ thống điện mặt trời nối lưới không dự trữ 17 Hình 2 Sơ đồ khối HTĐ mặt trời nghịch lưu nguồn áp không cách ly 18 Hình 2.3 Bộ biến đổi DC/DC tăng áp (Boost Converter) 20 Hình Phương pháp tìm điểm làm việc cơng suất lớn P&O 22 Hình Lưu đồ thuật toán phương pháp P&O 23 Hình Phương pháp điện dẫn gia tăng 24 Hình Thuật tốn INC điều khiển thông qua điện áp tham chiếu Vref 25 Hình 2.8 Mơ hình mơ hệ thống điện mặt trời nối lưới 27 Hình 2.9 Mơ hình mơ dàn Pin mặt trời 27 Hình 2.10 Mơ hình mạch điều chỉnh điện áp DC/DC 28 Hình 2.11 : Phương pháp điện dẫn gia tăng 29 Hình 2.12 Thuật tốn INC 30 Hình 2.13 Mạch nghịch lưu nguồn áp ba pha 31 Hình 2.14 Sơ đồ khối mạch điều khiển tín hiệu nghịch lưu 31 Hình 2.15 Sơ đồ khối điều khiển mô Simulink 32 Hình 2.16 Vịng khóa PLL mô 32 Hình 2.17 Khâu điều khiển Current control 33 Hình 2.18 Lưới điện kết nối với PV 34 Hình 19 Đặc tính Von – Apme với ảnh hưởng cường độ sáng 35 Hình 20 Quan hệ công suất PV cường độ sáng Ir pin Top SunTSM394NA1 36 Hình 2.21 Quan hệ công suất PV cường độ sáng Ir pin TrinaSolarTSM245PA05 36 Hình 22 Đặc tính Von – Apme với ảnh hưởng nhiệt độ 37 Hình 2.23 Quan hệ công suất PV nhiệt độ T pin Top Sun-TSM394NA1 Ir=[400;800;1000] W/m2 38 Hình 2.24 Quan hệ công suất PV nhiệt độ T pin TrinaSolar-TSM245PA05 Ir=[400;800;1000]W/m2 38 Hình Lưới điện hình tia 40 Hình Lưới điện hình tia có phân đoạn 41 Hình 3 Lưới kín vận hành hở nguồn cung cấp 41 Hình Lưới điện kiểu đường trục 41 Hình Hệ thống phân phối điện 42 Hình 3.6 Sơ đồ lưới điện 22kV Thành phố Nam Định 43 Hình 3.7 Điện áp lưới phân phối có điện mặt trời kết nối lưới 44 Hình 3.8 Sơ đồ lưới điện lộ 478 E3.4 46 Hình 3.9 Mơ hình phụ tải ZIP 48 Hình 3.10 Lưu đồ tính tốn chế độ xác lập cho tải tổng trở khơng đổi 49 Hình 3.11 Lưu đồ tính tốn chế độ xác lập cho tải dịng điện khơng đổi 50 Hình 3.12 Lưu đồ tính tốn chế độ xác lập cho tải ZIP 51 Hình 3.13 Phương pháp Newton-Raphson sử dụng tính tốn lưới điện 52 Hình 4.1 Điện áp nút (tải: Z% = 0%; I% = 0%; P% = 100%) 55 Hình 4.2 Điện áp nút (tải: Z% = 0%; I% = 100%; P% = 0%) 56 Hình 4.3 Điện áp nút (tải: Z% = 25%; I% = 25%; P% = 50%) 56 Hình 4.4 Điện áp nút (tải Z% = 25%; I% = 50%; P% = 25%) 57 Hình 4.5 Điện áp nút (tải Z% = 50%; I% = 25%; P% = 25%) 57 Hình 4.6 Điện áp nút (tải Z% = 100%; I% = 0%; P% = 0%) 58 Hình 4.7 Tổng tổn thất cơng suất P (tải: Z% = 0%; I% = 0%; P% = 100%) 60 Hình 4.8 Tổng tổn thất cơng suất P (tải: Z% = 0%; I% = 100%; P% = 0%) 61 Hình 4.9 Tổng tổn thất cơng suất P (tải: Z% = 25%; I% = 25%; P% = 50%) 61 Hình 4.10 Tổng tổn thất công suất P (tải: Z% = 25%; I% = 50%; P% = 25%) 62 Hình 4.11 Tổng tổn thất công suất P (tải Z% = 50%; I% = 25%; P% = 25%) 62 Hình 4.12 Tổng tổn thất công suất P (tải Z% = 100%; I% = 0%; P% = 0%) 63 Hình 4.13 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải: tải: Z% = 0%; I% = 0%; P% = 100%) 65 Hình 4.14 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải: Z% = 0%; I% = 100%; P% = 0%) 65 Hình 4.15 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải: Z% = 25%; I% = 25%; P% = 50%) 66 Hình 4.16 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải Z% = 25%; I% = 50%; P% = 25%) 66 Hình 4.17 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải Z% = 50%; I% = 25%; P% = 25%) 67 Hình 4.18 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải Z% = 100%; I% = 0%; P% = 0%) 67 Hình 4.19 Tổng cơng suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt trời gần TBA) 69 Hình 4.20 Tổng cơng suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt trời phụ tải) 69 Hình 4.21 Tổng công suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt xa TBA) 70 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, điện mặt trời nguồn lượng đánh giá có tiềm lớn có khả ứng dụng cao ưu điểm như: - Có thể đưa đến vùng mà điện lưới khó đến - Có thể lắp đặt gần phụ tải để tiết kiệm chi phí truyền tải - Khả phát công suất max vào cao điểm - Chi phí bảo dưỡng thấp cấu trúc tĩnh - Khơng phát thải khí gây nhiễm mơi trường CO2, SO2… Bên cạnh nguồn lượng truyền thống lượng hóa thạch, thủy điện, điện hạt nhân bộc lộ nhiểu nhược điểm khắc phục (như trữ lượng có hạn, gây nhiễm mơi trường, an tồn cho người…) khiến cho điện lượng mặt trời ứng dụng phát triển nhanh Những năm trở lại cải tiến công nghệ chế tạo pin mặt trời kết hợp với phát triển thiết bị điện tử công suất, nhiều hệ thống điện mặt trời công suất lớn tạo có khả hòa lưới đạt hiệu cao Do việc nghiên cứu hệ thống điện mặt trời kết nối lưới trở nên cấp thiết Mục đích nghiên cứu Trong luận văn này, mục đích đề tài gồm: 1- Nghiên cứu điện mặt trời kết nối lưới 2- Phân tích ảnh hưởng điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Tình hình nghiên cứu Hiện giới Việt Nam có nhiều nhà máy điện mặt trời cơng suất lớn đấu nối vào lưới truyền tải, có nhiều dạng pin mặt trời áp mái kết nối lưới hạ áp nhiên điện mặt trời kết nối lưới trung áp chưa có Ở thành phố Nam Định, nguồn điện lượng mặt trời chưa phổ biến rộng rãi bắt đầu có hệ thống điện lượng mặt trời cơng suất lớn hịa vào lưới điện khu vực tương lai nguồn phát triển mạnh mục đích kinh tế lẫn mục đích bảo vệ mơi trường Để đáp ứng nhu cầu luận văn tiến hành: “Nghiên mặt trời công suất gần trạm biến áp phân phối) Riêng đường màu đen có kết điện áp nút khoảng đường dây (từ nút 13 đến nút 20) đặc biệt: điện mặt trời công suất lớn đặt đường dây nâng điện áp khu vực cao so với đặt cuối đường dây rõ rệt cơng suất lớn - Khi tải thay đổi đặc tính chuyển từ tổng trở không đổi (công suất phụ thuộc vào bình phương điện áp) sang dạng cơng suất không đổi (công suất không phụ thuộc vào điện áp) điện áp nút xa nguồn bị giảm nhiều - Khoảng cách đường điện áp tăng dần phía xa nguồn nút 2, điều có nghĩa cơng suất điện mặt trời thay đổi ảnh hưởng đến điện áp điểm xa nguồn nhiều điểm gần nguồn trạm biến áp phân phối dù điện mặt trời kết nối vị trí khác Từ kết rút nhận xét: Để tránh ảnh hưởng thay đổi công suất điện mặt trời tới điện áp nút lưới điện điểm kết nối điện mặt trời nên gần với trạm biến áp nguồn Tuy nhiên, cần cải thiện điện áp điểm xa nguồn điện (xa trạm biến áp phân phối), đồng thời khu vực có nhiệt độ cường độ sáng khơng thay đổi nhiều điện mặt trời nên kết nối điểm xa nguồn Với đặc điểm địa lý tỉnh Nam Định có nhiệt độ mơi trường cường độ sáng thay đổi nhiều, đồng thời lưới điện lộ 478 E3.4 tương đối ngắn, tổn thất điện áp cuối đường dây nhỏ ta nên đặt điện mặt trời đầu đường dây trung tâm phụ tải để tránh làm thay đổi nhiều đến điện áp lưới 4.3 Tổng tổn thất cơng suất tác dụng tồn lưới điện lộ 478 E3.4 Tương tự phần trước, kết tính tốn tổn thất cơng suất tác dụng lưới phân phối trình bày từ hình 4.7 đến hình 4.12 thay đổi điện áp vận hành nút 1, với: - Các đường nét đứt ứng với phương thức kết nối điện mặt trời gần trạm biến áp phân phối (ở nút 2) - Các đường hình ứng với phương thức kết nối điện mặt trời trung tâm phụ tải (nút 18) - Các đường nét liền ứng với phương thức kết nối điện mặt trời xa trạm biến áp 59 phân phối (ở nút 39) - Đường màu đen ứng với điện mặt trời công suất 10MW kết nối - Đường màu đỏ ứng với điện mặt trời công suất 5MW kết nối - Đường màu xanh da trời ứng với điện mặt trời công suất 2,5MW kết nối - Đường màu xanh ứng với điện mặt trời công suất 0,5MW kết nối - Đường màu hồng ứng với điện mặt trời công suất 0,25MW kết nối Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) - Đường màu xanh coban ứng với điện mặt trời công suất 0kW Điện áp nút (p.u) Hình 4.7 Tổng tổn thất công suất P (tải: Z% = 0%; I% = 0%; P% = 100%) 60 Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) Điện áp nút (p.u) Hình 4.8 Tổng tổn thất công suất P (tải: Z% = 0%; I% = 100%; P% = 0%) Điện áp nút (p.u) Hình 4.9 Tổng tổn thất cơng suất P (tải: Z% = 25%; I% = 25%; P% = 50%) 61 Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) Điện áp nút (p.u) Hình 4.10 Tổng tổn thất cơng suất P (tải: Z% = 25%; I% = 50%; P% = 25%) Điện áp nút (p.u) Hình 4.11 Tổng tổn thất công suất P (tải Z% = 50%; I% = 25%; P% = 25%) 62 Tổng tổn thất công suất tác dụng (MW) Điện áp nút (p.u) Hình 4.12 Tổng tổn thất công suất P (tải Z% = 100%; I% = 0%; P% = 0%) Từ kết mô phỏng, nhận thấy: - Các đường nét đứt ln nằm phía đường nét liền đường nét liền nằm đường tức tổng tổn thất công suất tác dụng lưới điện mặt trời kết nối tâm phụ tải phía cuối đường dây cho giá trị nhỏ so với việc kết nối gần với nguồn điện Khoảng cách đường nét liền rõ rệt công suất điện mặt trời tăng lên - Khi thành phần tải công suất không đổi tăng lên đường tổn thất xuống vận hành với điện áp tăng dần tải có đặc tính nghiêng nhiều tổng trở khơng đổi vận hành điện áp cao gây nhiều tổn thất lưới - Khi tải dòng điện không đổi I% = 100% thành phần Z% tương đương với thành phần P% đường tổn thất lưới có xu hướng nằm ngang tức điện áp vận hành lưới không ảnh hưởng nhiều tới tổn thất công suất tác dụng Đối với lưới điện lộ 478 E3.4, phụ tải sản xuất chiếm tỉ lệ cao phụ tải có đặc tính tổng trở khơng đổi chiếm tỷ lệ cao Như vậy, nên lựa chọn điểm kết nối điện mặt trời gần trung tâm phụ tải cần phải lựa chọn điện áp vận hành lưới 63 điện khoảng từ 0,8 pu đến 0,9 pu để tổn thất công suất nhỏ 4.4 Tổng công suất tác dụng cần huy động từ trạm biến áp nguồn Tương tự phần trước, kết tính tốn tổn thất cơng suất tác dụng lưới phân phối trình bày từ hình 4.13 đến hình 4.18 thay đổi điện áp vận hành nút 1,với: - Các đường nét đứt ứng với phương thức kết nối điện mặt trời gần trạm biến áp phân phối (ở nút 2) - Các đường hình ứng với phương thức kết nối điện mặt trời trung tâm phụ tải (nút 18) - Các đường nét liền ứng với phương thức kết nối điện mặt trời xa trạm biến áp phân phối (ở nút 39) - Đường màu đen ứng với điện mặt trời công suất 10MW kết nối - Đường màu đỏ ứng với điện mặt trời công suất 5MW kết nối - Đường màu xanh da trời ứng với điện mặt trời công suất 2,5MW kết nối - Đường màu xanh ứng với điện mặt trời công suất 0,5MW kết nối - Đường màu hồng ứng với điện mặt trời công suất 0,25MW kết nối - Đường màu xanh côban ứng với điện mặt trời công suất 0kW 64 Tổng công suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Tổng công suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Điện áp nút (p.u) Hình 4.13 Tổng công suất P lấy từ TBA (tải: tải: Z% = 0%; I% = 0%; P% = 100%) Điện áp nút (p.u) Hình 4.14 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải: Z% = 0%; I% = 100%; P% = 0%) 65 Tổng công suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Điện áp nút (p.u) Tổng cơng suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Hình 4.15 Tổng công suất P lấy từ TBA (tải: Z% = 25%; I% = 25%; P% = 50%) Điện áp nút (p.u) Hình 4.16 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải Z% = 25%; I% = 50%; P% = 25%) 66 Tổng công suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Điện áp nút (p.u) Tổng công suất tác dụng lấy từ TBA (MW) Hình 4.17 Tổng công suất P lấy từ TBA (tải Z% = 50%; I% = 25%; P% = 25%) Điện áp nút (p.u) Hình 4.18 Tổng cơng suất P lấy từ TBA (tải Z% = 100%; I% = 0%; P% = 0%) 67 Từ kết mơ phỏng, nhận thấy: - Vị trí cao/thấp đường nét đứt nét liền không rõ ràng nhiều trường hợp, tùy thuộc vào đặc tính phụ tải Riêng phụ tải tổng trở không đổi Z% = 100% phụ tải công suất không đổi P% = 100% cho kết tính tốn khác nhau, việc huy động công suất từ lưới điện tăng hay giảm phụ thuộc vào vị trí kết nối điện mặt trời tới lưới phân phối - Cũng giống tổn thất, lượng công suất tác dụng cần lấy từ trạm biến áp phân phối tăng giảm tùy thuộc vào đặc tính phụ tải điện áp vận hành lưới điện Trong vài trường hợp, điện áp vận hành không làm thay đổi nhiều tổng tổn thất công suất tác dụng lượng công suất cần huy động từ nguồn lại thay đổi nhiều công suất phụ tải thay đổi lớn theo điện áp - Khi điện áp vận hành lưới tăng lên, tổng công suất huy động từ trạm biến áp phân phối tăng hay giảm tùy theo phụ tải Do cần phải lựa chọn điện áp vận hành hợp lý Trong trường hợp này, phương thức kết nối điện mặt trời tới lưới trung áp không làm thay đổi nhiều tới tổng công suất tác dụng cần huy động Để làm rõ ảnh hưởng phương thức kết nối điện mặt trời vào lưới phân phối công suất tác dụng nguồn điện chính, ta xét trường hợp điện mặt trời đột ngột phần lớn cơng suất phát phân tích lượng công suất cần phải nhận từ trạm biến áp phân phối 68 Tổng công suất P thay đổi (p.u) Z load I load P load 0.8 0.85 0.9 0.95 1.05 1.1 Điện áp nút (p.u) 1.15 1.2 Tổng công suất P thay đổi (p.u) Hình 4.19 Tổng cơng suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt trời gần TBA) Z load I load P load 0.8 0.85 0.9 0.95 1.05 1.1 Điện áp nút (p.u) 1.15 1.2 Hình 4.20 Tổng cơng suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt trời phụ tải) 69 Tổng công suất P thay đổi (p.u) Z load I load P load 0.8 0.85 0.9 0.95 1.05 1.1 Điện áp nút (p.u) 1.15 1.2 Hình 4.21 Tổng cơng suất P cần huy động thêm từ TBA (điện mặt xa TBA) Như vậy, để giảm tổn thất cơng suất tác dụng lưới điểm kết nối điện mặt trời nên trung tâm phụ tải xa với nguồn lưới điện cần phải lựa chọn điện áp vận hành lưới điện phù hợp với đặc tính tải, lúc vận hành điện áp cao cho tổn thất công suất nhỏ Kết tính tốn cơng suất cần huy động thêm điện mặt trời kết nối lưới giảm từ 5MW 0,25MW ứng với vị trí kết nối gần trạm biến áp phân phối, phụ tải xa trạm biến áp thể hình 4.19, 4.20 4.21 Kết cho thấy lượng công suất tác dụng cần huy động tương đối đồng lưới điện vận hành khoảng điện áp 1,1 p.u, khơng phụ thuộc nhiều vào đặc tính tải vị trí kết nối điện mặt trời Nếu điện mặt trời kết nối gần trạm biến áp nguồn lượng cơng suất cần huy động tăng so với kết nối xa trạm biến áp nguồn lại bị ảnh hưởng đặc tính phụ tải so với trường hợp lại Kết huy động công suất điện mặt trời kết nối cuối đường dây khơng có khác biệt rõ rệt Tính tốn để đưa phương thức vận hành tối ưu, giảm tối đa công suất 70 cần huy động từ nguồn truyền thống mục tiêu quan trọng việc lắp đặt vận hành điện mặt trời kết nối lưới Nếu công suất từ hệ thống điện mặt trời tích trữ phát vào lưới điều kiện thời tiết xung quanh làm thay đổi đột ngột công suất phát điện mặt trời tốn trở nên dễ dàng với việc ưu tiên kết nối điện mặt trời điểm gần trung tâm phụ tải xa nguồn điện Cụ thể với lưới điện lộ 478 E3.4 phụ tải có đặc tính thiên dạng tổng trở hơn, nên lựa chọn vận hành lưới điện điện áp thấp khoảng 0,8 p.u Từ kết phân tích mục 4.2, 4.3 4.4 tác giả đưa khuyến nghị lưới điện lộ 478 E3.4 thuộc thành phố Nam Định nên đặt điểm kết nối mặt trời tâm phụ tải vận hành điện áp lưới khoảng 0,8 p.u đến 0,9 p.u tổn thất công suất lưới tổng công suất cần huy động từ nguồn nhỏ đồng thời tránh ảnh hưởng công suất phát điện mặt tới thay đổi điện áp lưới 71 KẾT LUẬN Luận văn tìm hiểu yếu tố mơi trường nhiệt độ cường độ sáng ảnh hưởng trực tiếp tới công suất phát hệ thống điện mặt trời Ảnh hưởng nhiệt độ làm việc đến hoạt động PV tương đối phức tạp Ở dải nhiệt độ định cơng suất phát PV lớn, ngồi dải nhiệt độ này, nhiệt độ tăng, công suất phát PV giảm Trong cường độ sáng mạnh cơng suất phát hệ thống điện mặt trời lớn ngược lại Luận văn mô đưa số kết nghiên cứu kết nối hệ thống điện mặt trời với lưới điện trung áp phương thức khác nhau, qua yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới vận hành tối ưu lưới điện lộ 478 E3.4 nói riêng lưới điện phân phối thành phố Nam Định nói chung từ khai thác hiệu nguồn điện mặt trời kết nối lưới, cụ thể: Vị trí kết nối điện mặt trời ảnh hưởng nhiều tới diễn biến điện áp lưới phân phối, đặc biệt công suất phát điện mặt trời thay đổi Với đặc điểm địa lý tỉnh Nam Định có nhiệt độ mơi trường cường độ sáng thay đổi nhiều, đồng thời lưới điện tương đối ngắn, tổn thất điện áp cuối đường dây nhỏ nên đặt điện mặt trời đầu đường dây trung tâm phụ tải để tránh làm thay đổi nhiều đến điện áp lưới Phương thức kết nối với lưới điện trung áp điện mặt trời cần khảo sát với đặc tính phụ tải để từ đưa điện áp vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối (giảm công suất cần lấy từ nguồn điện giảm ảnh hưởng xấu tới lưới điện mặt trời thay đổi công suất), lúc vận hành điện áp cao cho tổn thất công suất lưới thấp Do vận hành lưới điện cần tận dụng hệ thống đo đếm thông minh, thu thập sở liệu để đưa đặc tính phụ tải xác thời điểm để có kịch vận hành tối ưu Đề xuất hướng phát triển luận văn nghiên cứu phương pháp kết nối hệ thống điện mặt trời với lưới phân phối để đảm bảo tốn tối ưu đa mục tiêu cơng tác vận hành lưới điện; Nghiên cứu phương pháp kết nối hệ thống điện mặt trời với lưới phân phối để tách lưới vận hành độc lập máy biến áp nguồn bị cố nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới phân phối 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Bốn, Hoàng Dương Hùng (2004), Năng lượng mặt trời lý thuyết ứng dụng, Đà Nẵng Nguyễn Thị Kha (2011), Nghiên cứu nâng cao hiệu nghịch lưu DC- AC (Inverter), đầu dạng sóng sin chuẩn (THD ≤ 5%), hệ thống điện mặt trời, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Đặng Đình Thống (2005), Pin Mặt Trời ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2006), Cơ sở lượng tái tạo, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội https://techway.vn/lich-su-hinh-thanh-va-phat-trien-tam-pin-nang-luong-mat-troi/ Tài liệu tiếng Anh Arto Niinistö (2009), Simulation of the Management of a Micro Grid with Wind, Solar and Gas Generators, Aalto University School of Science and Technology Faculty of Electronics, Communications and Automation Rajasekar S., Student Member IEEE and Rajesj Gupta (2012), Solar Photovoltaic Power Conversion Using Modular Multilevel Converter, Motilal Nehru National Institute of Technology, India Søren Bækhøj Kjær (2005), Design and Control of an Inverter for Photovoltaic Applications, Aalborg University, DENMARK Institute of Energy Technology V.Srimaheswaran, R.Uthirasamy (2013), Cascaded Multilevel Inverter for PV Cell Application Using PIC Microcontroller, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering 73 ... cứu ảnh hưởng điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định? ?? Đối tượng phạm vi nghiên cứu Việc hòa lưới điện mặt trời, đặc biệt công suất điện mặt. .. 2- Phân tích ảnh hưởng điện mặt trời kết nối lưới tới công tác vận hành tối ưu lưới điện phân phối thành phố Nam Định Tình hình nghiên cứu Hiện giới Việt Nam có nhiều nhà máy điện mặt trời công. .. CHƯƠNG - PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI KẾT NỐI LƯỚI TỚI VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TP NAM ĐỊNH54 4.1 Kịch nghiên cứu 54 4.2 Ảnh hưởng điện mặt trời tới điện áp nút lộ