Đánh giá tiềm năng năng lượng mặt trời của tỉnh thanh hóa và khả năng hòa lưới điện quốc gia

NGUYỄN HOÀNG SƠN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ĐÌNH THÁI ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA TỈNH THANH HĨA VÀ KHẢ NĂNG HỊA LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN 2009 - 2011 Hà Nội – Năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ĐÌNH THÁI ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA TỈNH THANH HÓA VÀ KHẢ NĂNG HÒA LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN LÂN TRÁNG Hà Ni Nm 2011 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái MC LC LI CAM OAN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC BẢNG BIỂU .6 DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 11 TỔNG QUAN VỀ MẶT TRỜI VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 11 1.1 Cấu trúc mặt trời 12 1.2 Phản ứng hạt nhân mặt trời .14 1.2.1 Phản ứng tổng hợp hạt nhân Hêli .14 1.2.2 Phản ứng tổng hợp Cácbon nguyên tố khác 14 1.3 Trái đất khí trái đất .15 1.4 Bức xạ mặt trời 20 1.5 Tình hình sử dụng lượng mặt trời giới Việt Nam 24 CHƯƠNG 28 PIN MẶT TRỜI 28 2.1 Cấu tạo hoạt động pin mặt trời 28 2.1.1 Hiệu ứng quang điện 28 2.1.2 Hiệu suất trình biến đổi quang điện 31 2.1.3 Cấu tạo pin mặt trời .32 2.2 Thiết kế hệ thống điện mặt trời 35 2.2.1 Ghép nối tiếp modul pin mặt trời .36 2.2.2 Ghép song song modul pin mặt trời .39 2.2.3 Các thông số kĩ thuật modul pin mặt trời 43 2.2.4 Các thông số cần thiết để thiết kế hệ thống điện mặt trời 43 2.3 Các bước thiết kế hệ thống điện mặt trời 46 2.3.1 Lựa chọn sơ đồ khối .46 2.3.2 Tính tốn hệ nguồn điện pin mặt trời .46 2.3.3 Các điều phối lượng .50 CHƯƠNG 55 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái NH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 55 CỦA TỈNH THANH HÓA .55 3.1 Đặc điểm tự nhiên 55 3.1.1 Vị trí địa lý 55 3.1.2 Địa hình 56 3.1.3 Khí hậu thời tiết 56 3.1.4 Tài nguyên môi trường 57 3.3 Hiện trạng nguồn cung cấp điện .58 3.4 Nhu cầu điện tỉnh Thanh Hoá 59 3.5 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Thanh Hoá .61 3.5.1 Đo lường xạ mặt trời 61 3.5.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng lượng mặt trời 68 3.5.3 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời cho số địa phương tỉnh Thanh Hoá .70 3.5.4 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời cho số tỉnh lân cận tỉnh Thanh Hoá .72 CHƯƠNG 84 ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH RETScreen ĐỂ TÍNH TỐN DỰ ÁN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI TỈNH THANH HÓA 84 4.1.Giới thiệu chung chương trình RETScreen 84 4.2 Chương trình RETScreen ứng dụng 86 4.2.1 Cách thực chương trình .86 4.2.2 Quy trình năm bước chương trình RETScreen 87 4.2.3 Cơ sở liệu chương trình RETScreen 90 4.3 Tính tốn thiết kế dự án pin mặt trời với công suất 500kW cung cấp điện lên lưới điện thành phố Thanh Hóa 94 4.4 Kết luận .114 CHƯƠNG 115 HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƯỚI 115 5.1 Các mơ hình hệ thống điện mặt trời 115 5.2 Hệ thống điện mặt trời không nối lưới 116 5.2.1 Nguyên lý 116 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái 5.2.2 Nguyên lý thiết kế sơ đồ mạch điện .117 5.3 Hệ thống điện mặt trời nối lưới 119 5.3.1 Nguyên lý 119 5.3.2 Nguyên lý thiết kế sơ đồ mạch điện .119 5.4 Hệ thống điện mặt trời nối lưới có pin dự phịng 122 5.4.1 Khái niệm 122 5.4.2 Nguyên lý thiết kế sơ đồ mạch điện .122 5.5 Bộ đổi điện nối lưới hệ thống điện mặt trời 124 5.6 Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tìm vị trí đấu nối nhà máy điện mặt trời vào lưới phân phối 126 5.6.1 Tổng quan chương trình PSS/ADEPT .126 5.6.2 Mô nhà máy điện mặt trời đấu nối vào lưới phân phối 10kV xã Quảng Thành PSS/ADEPT 130 KẾT LUẬN 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 139 PHỤ LỤC .140 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái LI CAM OAN Tụi xin cam đoan luận văn “Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Thanh Hóa khả hịa lưới điện quốc gia” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố luận văn trước Hà Nội, tháng năm 2011 Tác giả luận Nguyn ỡnh Thỏi Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái DANH MC CC CH VIT TT DC Điện chiều AC Điện xoay chiều NLMT Năng lượng mặt trời GTI Grid Tie Inveter - Bộ đổi điện nối lưới PV Photovoltaic - Quang điện PWM Pulse Width Modulation - Điều chế độ rộng xung IGBT Insulated Gate Bipolar Tranzitor – Tranzitor có cực điều khiển cách ly MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tranzitor – Tranzitor trường Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Nhu cầu điện tỉnh Thanh Hóa đến năm 2015 Bảng 3.2 Số nắng trung bình hàng tháng năm Thanh Hố số tỉnh khác Bảng 3.3 Lượng xạ tổng cộng lý tưởng tháng Thanh Hóa Bảng 3.4 Lượng xạ tổng cộng thực tế tháng Thanh Hóa Bảng 3.5 Tiềm năng lượng mặt trời số địa phương Tỉnh Thanh Hóa Bảng 3.6 Tổng xạ trung bình hàng tháng hàng năm tỉnh Nghệ An Bảng 3.7 Tổng xạ trung bình hàng tháng hàng năm tỉnh Sơn La Bảng 3.8 Tổng xạ trung bình hàng tháng hàng năm tỉnh Hịa Bình Bảng 3.9 Tổng xạ trung bình hàng tháng hàng năm tỉnh Ninh Bình Bảng 3.10 Tổng xạ trung bình hàng tháng hàng năm tỉnh Ninh Thuận Bảng 3.11 Tổng hợp tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Bảng 4.1 Giá thành điện số chng loi nh mỏy Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái DANH MC HèNH V Hỡnh 1.1 Mt trời Hình 1.2 Cấu trúc mặt trời Hình 1.3 Trái đất Hình 1.4 Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao tầng khí Hình 1.5 Dải xạ điện từ Hình 1.6 Góc nhìn mặt trời Hình 1.7 Quá trình truyền lượng mặt trời qua lớp khí Trái đất Hình 1.8 Xe dùng pin mặt trời Hình 1.9 Nhà máy điện mặt trời Hình 1.10 Tháp lượng mặt trời Hình 1.11 Dự án điện mặt trời nối lưới Việt Nam tịa nhà Bộ Cơng Thương Hình 2.1 Hệ mức lượng Hình 2.2 Các vùng lượng Hình 2.3 Nguyên lý hoạt động pin mặt trời Hình 2.4 Quan hệ η(E ) Hình 2.5 Quá trình tạo modul Hình 2.6 Cấu tạo modul Hình Ghép nối tiếp pin mặt trời giống đường đặc tính VA hệ Hình 2.8 Các đường đặc trưng VA modul không giống hệ g modul nối tiếp Hình 2.9 Ghép song song pin mặt trời giống đường đặc tính VA hệ Hình 2.10 Các đường đặc trưng hệ song song modul pin mặt trời khơng giống Hình 2.11 Diod nối song song với modul để bảo vệ modul dàn pin mặt tri Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Hình 2.12 Các diod bảo vệ dàn pin mặt trời Hình 2.13 Góc nghiêng β hệ thống Hình 2.14 Sơ đồ khối hệ thống điện mặt trời Hình 2.15 Bộ ắc quy Hình 2.16 Bộ điều khiển nạp phóng Hình 2.17 Bộ chuyển đổi Hình 3.1 Tỉnh Thanh Hóa Hình 4.1 Giao diện chương trình RETScreen Hình 4.2 Cơ sở liệu khí hậu RETScreen Hình 4.3 Cơ sở liệu sản phẩm RETScreen Hình 4.4 Thành phố Thanh Hóa khu vực lân cận Hình 4.5 Mơ hình dự án Hình 4.6 Tấm pin mặt trời HIP-200BA3 Sanyo Hình 4.7 Bộ SMA Sunny Central 500kW, 600VDC/230VAC,50Hz Hình 4.8 Dữ liệu khí hậu tỉnh Thanh Hóa Hình 5.1 Sơ đồ hệ thống điện mặt trời khơng nối lưới Hình 5.2 Sơ đồ hệ thống điện mặt trời nối lưới Hình 5.3 Sơ đồ hệ thống điện mặt trời nối lưới có pin dự phịng Hình 5.4 Sơ đồ làm việc đổi điện nối lưới Hình 5.5 Sử dụng phương pháp PWM để cú in ỏp u hỡnh sin Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái ny phi cao hn so với điện áp đỉnh AC lưới Ví dụ, lưới 120VAC, đường dây DC nên lớn 120 × = 168V Trị số điển hình 180-200V Đối với 240VAC ta cần 350 - 400 V Giai đoạn chuyển đổi thứ ba biến DC thành AC cách sử dụng công cụ chuyển đổi mạch cầu đầy đủ bao gồm IGBT Q6-Q9 lọc LC - L3, C4 Hình 5.5 Sử dụng phương pháp PWM để có điện áp đầu hình sin Các thiết bị chuyển mạch điện tử Q6-Q9 hoạt động chế độ PWM, lọc LC đầu làm giảm sóng hài tần số cao để sản xuất điện áp có dạng hình sin Một GTI phải đồng tần số pha với điện áp lưới truyền dịng điện hình sin vào tải Để cho phép dòng điện chạy vào lưới điện, điện áp đầu cao so với điện áp AC lưới GTI có để cung cấp gọi bảo vệ chống đảo ngược (anti-islanding) cách nhanh chóng ngắt kết nối từ đường dây lưới điện bị cố cường độ điện áp lưới tần số vượt giới hạn chấp nhận Việc thực thuật toán kiểm soát biến tần nối lưới phức tạp thường thực với vi điều khiển 5.6 Ứng dụng chương trình PSS/ADEPT tìm vị trí đấu nối nhà máy điện mặt trời vào lưới phân phối 5.6.1 Tổng quan chương trình PSS/ADEPT PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) phần mềm tính tốn phân tích lưới điện phân phối xây dựng phát triển nhóm phần mm A Shaw Group Company, Power 126 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Technologies International (PTI) thuc Siemens Power Transmission & Distribution, Inc.PSS/ADEPT module phần mềm PSSTM Theo thống kê công ty phần mềm PTI giới có tới 136 quốc gia sử dụng phần mềm phục vụ cho công tác tính tốn vận hành lưới điện phân phối điện lực Đặc biệt số nước có hệ thống điện phát triển sử dụng module tính tốn PSS/ADEPT giảm tổn thất điện xuống mức thấp Nhật (4,3%) Singapore(7,2%) Canađa(5,7%) PSS/ADEPT làm việc với mơ hình hệ thống ba pha, bốn dây với dạng tổng quát Hệ thống mô tả thành phần tổng trở cân thứ tự thuận thứ tự không Các phần tử hệ thống điện mơ bao gồm: • Các nút • Nguồn ba pha cân khơng cân • Đường dây thiết bị ngắt • Máy biến • Động máy phát • Tải Các phần đường dây, thiết bị ngắt, máy biến hệ thống hình thành kết nối nút Nguồn, tải, tụ shunt gắn nút Ba pha hệ thống đặt tên A, B, C Tất ba pha, hai pha, hay pha thể đường dây hay máy biến Vì mơ hình phát tuyến phân phối từ nguồn ba pha, với mạch ba pha, với nhánh rẽ hai pha, với tải ba, hai pha Nếu hệ thống nối đất trung tính PSS/ADEPT giả thiết dây trung tính liên tục, kết nối tốt, kết nối tới tất nút Hệ thống khơng nối đất mơ hình PSS/ADEPT qui cách kỹ thuật thích hợp máy biến tổng trở đường dây, quy cách kỹ thuật thích hợp loại tải 5.6.1.1 Đặc điểm PSS/ADEPT • Giao diện đồ họa trực quan thân thiện với người sử dụng (đã quen thuộc với hệ điều hnh WINDOWS) 127 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái ã Cú kh nng tớnh toỏn h thng ln, không hạn chế số nút (chỉ phụ thuộc vào máy tính sử dụng) • Có đầy đủ Module hỗ trợ tính tốn vấn đề cần thiết lưới phân phối • Có đầy đủ cơng cụ hỗ trợ Line Constants (tính tốn tổng trở đường dây), CSDL thiết bị bảo vệ, tập tin thư viện (quản lý liệu phần tử) Crystal Report (lập báo cáo kết tính tốn) • Chế độ quyền thực thơng qua khóa cứng giao tiếp máy tính cổng USB 5.6.1.2 Các modul PSS/ADEPT LOAD FLOW – Hỗ trợ giải toán phân bố cơng suất – Cho biết dịng điện, điện áp, công suất tiêu thụ (thực phản kháng) góc pha tất nút Đồng thời cho biết dịng điện, tổn thất cơng suất góc pha tất nhánh – Cơ sở tính tốn dựa phương pháp lặp để giải phương trình quan hệ điện áp công suất thông qua ma trận tổng dẫn hệ thống SHORT CIRCUIT – Hỗ trợ giải tốn tính tốn ngắn mạch lưới phân phối – Tính tất loại ngắn mạch một, hai ba pha – Cho biết dịng điện ngắn mạch lớn tất nút hệ thống (Fault All) – Cho biết dòng điện ngắn mạch xảy tất nút có cố xảy nút (Fault) MSA (MOTOR STARTING ANALYSIS) – Hỗ trợ phân tích sụt áp trường hợp khởi động động công suất lớn hệ thống – Phương pháp phân tích giải tốn phân bố cơng suất để tính điện áp nút trước q trình khởi động động sau so sánh để xác định mức độ sụt áp TOPO (TIE OPEN POINT OPTIMIZATION) 128 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái H tr phõn tớch xỏc nh cấu hình có tổn thất nhỏ hệ thống phân phối có nhiều cấu hình hoạt động – So sánh giá trị tổn thất công suất cấu hình có hệ thống – Cho biết cấu hình lưới có tổn thất nhỏ thiết bị bảo vệ phải thay đổi trạng thái so với cấu hình ban đầu – Phiên xét hệ thống hình vịng vận hành hở CAPO (OPTIMAL CAPACITOR PLACEMENT) – Hỗ trợ giải tốn tìm vị trí đặt tụ bù tốt phương diện giá trị kinh tế – Phương pháp tính tốn so sánh số tiền tiết kiệm việc lắp đặt tụ bù mang lại số tiền đầu tư, vận hành tụ bù – Có thể sử dụng để kiểm tra tụ bù hữu tìm vị trí lắp đặt tụ bù PROTECTION AND COORDINATION – Hỗ trợ phân tích phối hợp thiết bị bảo vệ hữu hệ thống – Phương pháp phân tích so sánh đường đặc tuyến dòng điện theo thời gian thiết bị bảo vệ có liên quan – Có thể sử dụng để kiểm tra tình trạng hoạt động thiết bị bảo vệ đề xuất giá trị cài đặt cho thiết bị bảo vệ để có sơ đồ phối hợp tốt HARMONIC – Hỗ trợ phân tích vấn đề ảnh hưởng họa tần bậc cao đến hệ thống phân phối – Cho biết thành phần bậc họa tần, độ méo dạng tổng (THD), hệ số ảnh hưởng đường dây điện thoại (TIF), dạng sóng… tất nút nhánh hệ thống – Sử dụng phương pháp bơm dòng quét tần số DRA (DISTRIBUTION REALIABILIY ANALYSIS) – Hỗ trợ tính toán số độ tin cậy hệ thống phõn phi nh SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI 129 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Phiờn bn hin áp dụng với hệ thống hình tia xét đến kiện điện dài hạn – Các số liệu điện thoáng qua đưa vào (nhưng chưa sử dụng) chứng tỏ phiên xét kiện điện thoáng qua 5.6.1.3 Các phần tử PSS/ADEPT NÚT (NODES, BUSBARS) NGUỒN (SOURCE) ĐƯỜNG DÂY (LINES) MÁY BIẾN ÁP (TRANSFORMERS) TẢI (LOADS) ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ (SYNCHRONUS MACHINES) ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (INDUCTION MACHINES) TỤ BÙ (CAPACITORS) THIẾT BỊ BẢO VỆ (PROTECTIVE DEVICES) 10 THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT (SWITCHS) 5.6.1.4 Sử dụng module PSS/ADEPT Bổ sung phần tử phụ module cần phân tích Thiết lập tham số cần thiết cho module phân tích Vào Menu ANALYSIS/OPTION Thực phân tích module cách vào Menu ANALYSIS dùng chuột click vào button tương ứng công cụ Xem kết phân tích trực tiếp giao diện đồ họa thơng qua report dạng bảng 5.6.2 Mô nhà máy điện mặt trời đấu nối vào lưới phân phối 10kV xã Quảng Thành PSS/ADEPT Nhà máy điện mặt trời sau biến đổi từ nguồn điện chiều thành nguồn điện xoay chiều biến đổi SMA Sunny Central 500kW, 600VDC/230VAC,50Hz với hiệu suất 97% thu công suất tác dụng đầu bin i: 130 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Th¸i P = 500 x 97% = 485kW với hệ số cosϕ = 0,9 lượng công suất phản kháng đầu biến đổi Q = 234,9 kVAr Như sau qua biến đổi điện chiều thành điện xoay chiều nhà máy có cơng suất S = 485 + j 234,9 (kVA) Lúc câu hỏi đặt đấu nối nhà máy điện mặt trời vào lưới phân phối nên đấu vào vị trí lưới có lợi Ứng dụng chương trình PSS/Adept ta tìm vị trí đấu nối với mục tiêu tổn thất cơng suất lưới nhỏ có xét đến vấn đề tổn thất điện áp Nhà máy điện mặt trời có cơng suất S = P + jQ mô máy phát đồng bộ, ứng dụng PSS/Adept ta tính tốn tổn thất công suất lưới điện 10kV xã Quảng Thành nguồn điện mặt trời đấu vào, qua lựa chọn trường hợp có tổn thất cơng suất lưới nhỏ Cụ thể ta tính tốn tổn thất trường hợp đấu nguồn điện mặt trời vào nút trục lưới phân phối nút 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, ,13, 14, 17, 18 Máy phát đồng PSS/Adept cài đặt thông số sau 131 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Quảng Thành Đờng dây 10 kV xà Quảng Thành 10 100 B.Vũ Duơng-HQ AC50 AC35 T.Đan Tràng-HV 100 11 Bích Đông 100 13 AC50 14 15 AC35 AC50 AC50 12 T.Thái Hoà-ĐH 100 100 B.Hạ Lễ-HL T.Bình Xá-TP 100 100 T.Tân Viên-HV 132 17 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 AC50 B.§a Léc 180 T.Trắc Điền-ĐL 180 B.Tiền Phong-TP 250 B.Diên Hồng-VX 100 AC50 AC50 B.Động Xá-LB 250 B.Khê Than-HL 180 AC50 B.Đan Tràng-HV 180 T.Phú Cuờng-ĐH 180 T.Bắc Cả-ĐL 180 18 B.Bạch Đằng-VN 100 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Mô đờng dây 10kV xà Quảng Thành phân mềm PSS/Adept Quảng Thành NODE41 NODE38 NODE48 NODE42 NODE34 NODE46 NODE35 B.Đan Tràng Phú Cuờng B.Khê Than NODE47 Đa Lộc Nhà máy điện mặt trời B.Động Xá Trắc Điền Tiền Phong B.Diªn Hång NODE5 NODE2 NODE3 NODE12 NODE7 NODE6 NODE4 NODE10 B.Vũ Duơng NODE11 NODE49 NODE14 NODE17 NODE13 Bạch Đằng Bích Đông T.Đan Tràng NODE36 Bắc Cả NODE40 NODE8 T.Thái Hoà NODE43 NODE15 Bình Xá NODE33 B.Hạ Lễ T.Tân Viên NODE44 NODE37 NODE39 133 NODE18 NODE45 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Sau thc hin tớnh toỏn PSS/Adept ta có bảng tổng hợp tổn thất cơng suất trường hợp đấu nhà máy điện mặt trời vào nút lưới phân phối sau: Đấu nối ∆P (kW) ∆Q (kVAr) Đấu nối ∆P (kW) ∆Q (kVAr) Chưa đấu nối 53,624 82,941 Node 10 42,598 75,271 Node 50,732 80,932 Node 11 41,147 74,260 Node 49,475 80,058 Node 12 40,956 74,126 Node 47,472 78,664 Node 13 40,831 74,039 Node 44,835 76,828 Node 14 40,449 73,768 Node 44,239 76,413 Node 17 40,400 73,732 Node 43,424 75,846 Node 18 40,408 73,734 Ta nhận thấy nhà máy điện mặt trời đấu nối vào nút 17 tổn thất công suất lưới nhỏ Nút 17 điểm đấu nối mà ta cần tìm Các kết tính tốn trình bày chi tiết phần phụ lục Từ kết tính tốn PSS/Adept ta nhận thấy vị trí đấu nối lùi phía cuối xuất tuyến độ sụt điện áp so với giá trị điện áp định mức nhỏ Điều trường hợp cụ thể phù hợp với lí thuyết Sau tính tốn cụ thể ta tổng kết điểm có độ lêch điện áp 5% so với điện áp định mức trường hợp: - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 2: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node36 5,15 Node44 5,49 Node37 5,09 Node49 6,08 Node43 5,66 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 3: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node36 5,12 Node44 5,45 Node37 5,05 Node49 6,03 134 LuËn văn cao học Node43 HV: Nguyễn Đình Thái 5,62 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 4: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node36 5,04 Node44 5,38 Node43 5,54 Node49 5,96 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 5: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,44 Node49 5,86 Node44 5,28 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 6: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,42 Node49 5,83 Node44 5,25 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 7: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,38 Node44 5,21 Node44 5,21 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 10: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,33 Node49 5,74 Node44 5,16 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 11: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,23 Node49 5,64 Node44 5,06 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 12: Nút ∆U(%) Nút 135 ∆U(%) Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái Node43 5,21 Node44 5,04 Node49 5,63 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 13: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,21 Node49 5,62 Node44 5,03 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 14: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,21 Node49 5,56 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 17: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,21 Node49 5,53 - Khi đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 18: Nút ∆U(%) Nút ∆U(%) Node43 5,21 Node49 5,50 Như đấu nối nhà máy điện mặt trời vào nút 18, chất lượng điện áp lưới phân phối tốt 136 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái KT LUẬN Theo kết đánh giá, lượng mặt trời nguồn lượng xác định có tiềm lớn tỉnh Thanh Hóa tỉnh lân cận, tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Thanh Hóa đánh giá cao tỉnh Hịa Bình, Ninh Bình, Sơn La, Nghệ An chí cịn cao so với tỉnh Ninh Thuận tỉnh có lượng xạ trung bình thuộc loại cao nước Phần mềm Phân tích dự án lượng RETScreen phần mềm đưa định lượng hàng đầu giới Đây công cụ hiệu giúp thực dự án điện mặt trời nói riêng lượng nói chung Việt Nam thời gian tới RETScreen làm giảm đáng kể mức độ tốn (kể tài lẫn thời gian) liên quan đến trình xác định đánh giá dự án lượng tiềm Những phí tổn phát sinh giai đoạn tiền khả thi, khả thi, phát triển ứng dụng rào cản lớn q trình triển khai cơng nghệ hiệu lượng lượng tái tạo Với khả giúp phá tan rào cản này, phần mềm RETScreen cắt giảm chi phí thực dự án từ ban đầu trình thực công việc kinh doanh với lượng Đây yếu tố quan trọng góp phần phát triển dự án điện mặt trời quy mô công nghiệp Việt Nam Dựa phần mềm RETScreen luận văn tính tốn dự án nhà máy điện mặt trời có cơng suất 500kW đặt tỉnh Thanh Hóa hồn tồn khả thi, nhiên giá thành điện mặt trời cao nên điện mặt trời cần có sách ưu tiên phát triển nhà nước nhằm rút ngắn thời gian thu hồi vốn khuyến khích điện mặt trời phát triển Hiện nay, mà nguồn nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu khí ngày cạn kiệt, có nguy cạn kiệt vịng 30 đến 40 năm nữa, giải pháp tìm kiếm dạng lượng giải pháp tối ưu Khi nguồn nhiên liệu hóa thạch khan hiếm, đẩy giá loại nhiên liệu lên cao, điều đồng nghĩa với việc chi phí đầu vào cho nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch bị đẩy lên cao Do giá điện mua từ cỏc nh 137 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Th¸i máy tăng cao Trong đó, dạng lượng tái tạo ngày mở rộng, điện mặt trời, nhiều nước giới mở rộng quy mô phát triển chất lượng số lượng Ở Việt Nam có nhà máy sản xuất pin mặt trời, góp phần làm giảm giá thành pin mặt trời nhập Việc đưa vào sản xuất với số lượng lớn pin mặt trời làm giảm đáng kể giá thành nhà máy điện mặt trời Do làm giảm đáng kể giá thành điện mặt trời Trong giá thành điện mặt trời ngày giảm, giá thành điện mua từ nhà máy nhiệt điện ngày tăng, đến thời điểm đó, giá thành tiệm cận với nhau, lúc điện mặt trời trở thành lựa chọn tối ưu cho nhân loại tương lai Chính vậy, để thúc đẩy phát triển dự án điện lượng mặt trời giai đoạn trước mắt cần phải có sách, khung pháp lý hỗ trợ cụ thể, đặc biệt chế mua bán điện mặt trời, nhằm huy động nhà đầu tư tư nhân tham gia đầu tư phát triển nguồn lượng Việt Nam Hệ thống điện mặt trời nối lưới hệ thống phức tạp, luận văn trình bày mơ hình hệ thống điện mặt trời nối lưới nguyên lý làm việc chúng, qua cho thấy cách nhìn tổng quát hệ thống điện mặt trời nối lưới Tuy nhiên vấn đề phức tạp cần có nghiên cứu khác hệ thống điện mặt trời nối lưới Luận văn sử dụng chương trình PSS/Adept để tính tốn tổn thất lưới điện phân phối 10kV xã Quảng Thành tìm điểm đấu nối nhà máy điện mặt trời vào lưới với mục tiêu tổn thât công suất lưới nhỏ nht 138 Luận văn cao học HV: Nguyễn Đình Thái TÀI LIỆU THAM KHẢO Viện Năng Lượng (2010), Quy hoạch phát triển điện lực Tỉnh Thanh Hoá giai đoạn 2011 – 2015 có xét đến năm 2020, Hà Nội Trần Bách (2008), Lưới điện hệ thống điện Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh (2008), Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Xuân Sít, Hà Dun Liên, Nguyễn Văn Bân (1986), Khí hậu Thanh Hố, Nhà xuất Thanh Hoá, Thanh Hoá Nguyễn Lân Tráng (2004), Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống, Lê Danh Liên (2006), Cơ sở lượng tái tạo, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống (2005), Năng lượng mặt trời ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đặng Đình Thống (2008), Pin mặt trời ứng dụng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Bent Sorensen (2005), Renewable Energy Its physics engineering use environtment impact economy and planning aspects, Elsevier academic press, Amsterdam 10 M Godoy Simões, Felix A Farret (2004), Renewable energy systems design and analysis with inducion generators, CRC press, London 11 Soeren Baekhoej Kjaer, John K Pedersen, Frede Blaabjerg (2005), “A Review of Single-Phase Grid-Connected Inverters for Photovoltaic Modules”, IEEE, 41,pp 1292–1306 12 J M A Myrzik, M Calais (2003), “String and Module Integrated Inverters for Single-Phase Grid Connected Photovoltaic Systems - A Review”, IEEE 139 Phân tích độ nhạy rủi ro RETScreen -Dự án điện Phân tích độ nhạy Giá trị (NPV) 10% USD Thực phân tích Dãi độ nhạy Ngưỡng Các giá thành ban đầu USD 2,646,513 2,793,541 2,940,570 3,087,598 3,234,627 Các giá thành ban đầu USD 2,646,513 2,793,541 2,940,570 3,087,598 3,234,627 Các giá thành ban đầu USD 2,646,513 2,793,541 2,940,570 3,087,598 3,234,627 -10% -5% 0% 5% 10% 112.50 -10% 393,141 229,622 66,103 -97,416 -260,935 118.75 -5% 584,558 421,039 257,520 94,001 -69,518 Tỷ giá xuất điện 125.00 0% 775,976 612,457 448,938 285,419 121,900 131.25 5% 967,393 803,874 640,355 476,836 313,317 USD/MWh 137.50 10% 1,158,811 995,292 831,773 668,254 504,735 -10% -5% 0% 5% 10% 13.50% -10% 867,570 709,140 550,710 392,279 233,849 14.25% -5% 822,033 661,072 500,112 339,152 178,192 Lãi suất tiền vay 15.00% 0% 775,976 612,457 448,938 285,419 121,900 15.75% 5% 729,414 563,308 397,202 231,096 64,990 % 16.50% 10% 682,360 513,640 344,920 176,200 7,480 -10% -5% 0% 5% 10% 31.50 -10% 736,412 572,893 409,374 245,855 82,336 33.25 -5% 756,194 592,675 429,156 265,637 102,118 Tỷ giá tín dụng giảm khí nhà kính 35.00 0% 775,976 612,457 448,938 285,419 121,900 36.75 5% 795,758 632,239 468,720 305,201 141,682 USD/tCO2 38.50 10% 815,540 652,021 488,502 324,983 161,464 Cực tiểu 2,646,513 20,402 112.50 31.50 13,629 43% 13.50% Cực đại 3,234,627 20,402 137.50 38.50 13,629 58% 16.50% 11 Phân tích rủi ro Giá trị (NPV) Thực phân tích Thông số Các giá thành ban đầu Vận hành & bảo trì Tỷ giá xuất điện Tỷ giá tín dụng giảm khí nhà kính Giảm khí nhà kính thực - thời hạn tín dụng Tỷ suất vay Lãi suất tiền vay Kỳ hạn vay Đơn vị USD USD USD/MWh USD/tCO2 tCO2 % % năm Giá trị 2,940,570 20,402 125.00 35.00 13,629 50% 15.00% 10 Dãi (+/-) 10% 0% 10% 10% 15% 10% 10% Tác động -Giá trị (NPV) Tỷ giá xuất điện Các giá thành ban đầu Sắp xếp theo tác động Lãi suất tiền vay Kỳ hạn vay Tỷ giá tín dụng giảm khí nhà kính Tỷ suất vay Giảm khí nhà kính thực - thời hạn tín dụng Vận hành & bảo trì -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 Tác động tương đối thông số (độ lêch tiêu chuẩn) Trung tuyến Mức độ rủi ro Cực tiểu mức độ tin tưởng Cực đại mức độ tin tưởng USD % USD USD 516,072 5.0% 156,351 846,085 Phân phối - Giá trị (NPV) 14% 12% Tần số 10% 8% 6% 4% 2% 0% 35,212 500kW Thanh Hoa-Viet Nam 140,242 245,272 350,301 455,331 560,361 665,391 770,420 875,450 980,480 8/26/2011 500kW.xls ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN ĐÌNH THÁI ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI CỦA TỈNH THANH HÓA VÀ KHẢ NĂNG HÒA LƯỚI ĐIỆN QUỐC GIA CHUYÊN... tiềm năng lượng mặt trời 68 3.5.3 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời cho số địa phương tỉnh Thanh Hoá .70 3.5.4 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời cho số tỉnh lân cận tỉnh Thanh Hoá ... cấp điện .58 3.4 Nhu cầu điện tỉnh Thanh Hoá 59 3.5 Đánh giá tiềm năng lượng mặt trời tỉnh Thanh Hoá .61 3.5.1 Đo lường xạ mặt trời 61 3.5.2 Phương pháp đánh giá tiềm năng lượng