Ứng dụng hiệu quả NLTT (phần 2) (NĂNG LƯỢNG tái tạo SLIDE)

Ch 6: Ứng dụng hiệu NLTT 6.3 Một số vấn đề kỹ thuật điện gió  Tích hợp điện gió vào lưới điện  Các cơng nghệ  Tiêu chuẩn điện gió  Cơng nghệ truyền dẫn  Truyền động trực tiếp  Tích trữ lượng tương lai Bài giảng 13 Tích hợp điện gió vào lưới điện  Hiện điện gió chiếm tỷ trọng nhỏ nguồn phát, nên tác động lên vận hành lưới điện nhỏ  Nhưng điện gió phát triển (trong tương lai khơng xa), có ảnh hưởng lớn hơn, chí chiếm ưu vận hành lưới điện  Điện gió gây ảnh hưởng đến vận hành lưới điện từ tính ổn định q độ đến dịng cơng suất trạng thái xác lập  Ảnh hưởng điện áp tần số mối quan tâm Bài giảng 13 Tích hợp điện gió vào lưới điện  Một vấn đề liên quan đến hệ thống dùng “nhiên liệu miễn phí” gió việc vận hành với mức dự trữ đòi hỏi phải để lại phần lượng miễn phí – Một vấn đề tương tự tồn với lượng hạt nhân, với nhiên liệu hóa thạch thường đóng vai trị dự trữ  Vì ngõ tuabin gió thay đổi theo lũy thừa ba vận tốc gió, điều kiện định sụt giảm tốc độ vừa phải gây tổn thất lớn công suất phát – Sự thiếu hụt dự trữ hóa thạch làm vấn đề trầm trọng Bài giảng 13 Điện gió dịng cơng suất  Cơng cụ phân tích hệ thống điện phổ biến phân bố công suất (còn gọi phân bố tải) – phân bố công suất xác định công suất truyền lưới điện – dùng để xác định tất điện áp dịng điện – mơ hình cơng suất hằng, phân bố cơng suất kỹ thuật phân tích phi tuyến – phân bố cơng suất cơng cụ phân tích xác lập – dùng để lập kế hoạch cho nguồn phát mới, kể điện gió Bài giảng 13 Ví dụ phân bố cơng suất bus T1 T2 800 MVA 345/15 kV Line 345 50kV mi 345 kV 100 mi Line 400 MVA 15/345 kV Line 400 MVA 15 kV 345 kV 200 mi 520 MVA 800 MVA 15 kV 40 Mvar 80 MW 280 Mvar 800 MW Single-line diagram Bài giảng 13 Thay đổi nguồn phát slack bus  Phân bố công suất công cụ phân tích xác lập, giả thiết tổng công suất tải tổn thất với tổng cơng suất phát • Sự khác biệt nguồn phát xảy slack bus  Khi nghiên cứu thay đổi nguồn phát dựa vào phân bố công suất cần ln ln hiểu rõ nơi đặt nguồn phát • Các phương án phổ biến slack bus hệ thống, phân bố máy phát dựa vào hệ số thâm nhập hay kinh tế Bài giảng 13 Công nghệ điện gió – Cơng nghệ tốc độ thay đổi – tăng hiệu suất 5% – Dễ điều khiển phân bố công suất tác dụng phản kháng – Rơto đóng vai trị bánh đà (trữ lượng) – Khơng có vấn đề chập chờn điện áp – Chi phí cao (phần điện tử cơng suất chiếm 7% giá thành) Bài giảng 13 Máy phát KĐB nguồn kép (DFIG) http://www.windsimulators.co.uk/images/DFIG.gif Bài giảng 13 Tuabin vận tốc thay đổi với DFIG  Bộ biến đổi cấp nguồn cho dây quấn rôto  Dây quấn stato nối trực tiếp vào lưới  Bộ biến đổi nhỏ  Giá thành thấp Bài giảng 13 Turbin tốc độ bán biến thiên đơn giản hóa  Điện trở rơ to máy phát khơng đồng lồng sóc thay đổi tức thời nhờ mạch điện tử công suất tốc độ cao Bài giảng 13 10 Các yêu cầu Bài giảng 13 14 Các yêu cầu CLĐN cho tuabin gió hịa lưới  Chập chờn điện áp + liên họa tần  Dự thảo tiêu chuẩn IEC-61400-21 “Các yêu cầu chất lượng điện cho tuabin gió hịa lưới” Bài giảng 13 15 Tiêu chuẩn IEC-61400-21 Phân tích chập chờn điện áp Vận hành chuyển mạch Quá độ điện áp dịng điện Phân tích họa tần (FFT) – cửa sổ hình chữ nhật chu kỳ tần số THD đến họa tần bậc 50 Bài giảng 13 16 Các tiêu chuẩn khác Họa tần tần số cao liên họa tần IEC 61000-4-7 IEC 61000-3-6 Các phương pháp tính tổng họa tần liên họa tần IEC 61000-3-6 Để có biên độ thành phần tần số, xác định chiều rộng cửa sổ theo IEC 61000-4-7 Tần số chuyển mạch nghịch lưu số Có thể khơng phải bội số 50 Hz Bài giảng 13 17 Các công nghệ truyền dẫn tương lai  Lắp đặt khơi Bài giảng 13 18 Truyền tải AC cao áp (HVAC)  Nhược điểm:  Cáp có điện dung phân tán cao  Chiều dài bị giới hạn Bài giảng 13 19 Truyền tải DC cao áp (HVDC) Kinh tế >100 km công suất 200-900 MW 1) Tần số hai đầu độc lập 2) Khoảng cách truyền dc khơng bị ảnh hưởng dịng điện điện dung cáp 3) Vị trí lắp đặt ngồi khơi cách ly nhiễu loạn đất liền 4) Phân bố cơng suất hồn tồn xác định điều khiển 5) Tổn thất công suất cáp thấp 6) Khả truyền tải công suất cáp cao Bài giảng 13 20 HVDC dựa LCC  Line-commutated converters (LCC)  Có nhiều nhược điểm  Vấn đề họa tần Bài giảng 13 21 HVDC dựa SVC HVDC Light – HVDC Plus Một số ưu điểm – điều khiển công suất linh hoạt, không cần bù công suất phản kháng, … Bài giảng 13 22 Các sơ đồ biến đổi trung công suất lớn • Bộ biến đổi đa bậc 1) Cấu hình đa bậc có diode kẹp 2) Cấu hình đa bậc với kết nối khóa hai chiều 3) Cấu hình đa bậc với tụ điện thả 4) Cấu hình đa bậc với nhiều nghịch lưu ba pha 5) Cấu hình đa bậc với cầu H pha nối tầng Bài giảng 13 23 Bộ biến đổi đa bậc back-to-back kết lưới trực tiếp Bài giảng 13 24 Máy phát NCVC tốc độ thấp power-electronic building block (PEBB) Bài giảng 13 25 Công nghệ truyền động trực tiếp tuabin gió  Giảm kích thước  Chi phí lắp đặt bảo trì thấp  Phương pháp điều khiển linh hoạt  Đáp ứng nhanh với dao động gió phụ tải  Các máy dùng từ thơng hướng trục Bài giảng 13 26 Công nghệ trữ tương lai cho trang trại gió Ắc-quy kẽm brơm  Suất lượng cao so với ắc-quy chì axit • Độ xả sâu 100% • Tuổi thọ cao, > 2000 chu kỳ • Khơng giới hạn th/gian bảo quản • Dải dung lượng rộng từ 10kWh đến 500kWh • Khả tích lượng từ nguồn phát điện Bài giảng 13 27 Công nghệ trữ tương lai cho trang trại gió Ắc-quy kẽm brơm Bài giảng 13 28 ... độ thay đổi – tăng hiệu suất 5% – Dễ điều khiển phân bố công suất tác dụng phản kháng – Rơto đóng vai trị bánh đà (trữ lượng) – Khơng có vấn đề chập chờn điện áp – Chi phí cao (phần điện tử cơng... sâu 100% • Tuổi thọ cao, > 2000 chu kỳ • Khơng giới hạn th/gian bảo quản • Dải dung lượng rộng từ 10kWh đến 500kWh • Khả tích lượng từ nguồn phát điện Bài giảng 13 27 Công nghệ trữ tương lai cho... giảng 13 10 Tốc độ biến thiên biến đổi đủ công suất  Cách ly khỏi lưới điện Truyền lượng Điều khiển công suất tác dụng phản kháng, điều khiển méo dạng họa tần tồn phần Mạch kích điều khiển mômen