Yêu cầu về khả năng điều khiển công suất tác dụng và điều chỉnh tần số Theo quy định của quy định nối lưới quốc tế, các nhà máy năng lượng tái tạo phải điều khiển lượng công suất tác d[r]
(1)TỔNG QUAN CÁC QUY ĐỊNH VÀ CÁC NGHIÊN CỨU NỐI LƯỚI ĐỐI VỚI NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ TÍNH TỐN CHO
NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI NAM PHI
Nguyễn Mậu Cương1, Nguyễn Đức Ninh2 1Bộ phận tư vấn điện PTI, Tập đoàn Siemens Đức 2Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia, Tập Đoàn Điện lực Việt Nam Tóm tắt: Bài báo trình bày tổng quan u cầu nối lưới nhà máy điện lượng tái tạo số quốc gia có tỷ trọng lượng tái tạo lớn hệ thống
điện Đó yêu cầu khả vượt qua cốđiện áp thấp điện áp cao, đáp
ứng công suất tác dụng công suất phản kháng Phần nghiên cứu cần thiết để kiểm tra khả đáp ứng yêu cầu nêu nhà máy lượng tái tạo Cuối tính tốn minh họa cho nhà máy điện mặt trời Nam Phi trình bày
Từ khóa: năng lượng tái tạo, yêu cầu nối lưới, điện mặt trời, điện gió
1 GIỚI THIỆU
Các yêu cầu nối lưới định nghĩa quan điều độ hệ thống điện bao gồm quy định quyền lợi trách nhiệm tổ máy phụ tải đấu nối vào lưới điện truyền tải phân phối Do tỷ trọng nguồn lượng tái tạo ngày tăng việc bổ sung quy định cho loại nguồn điện ngày trở nên cấp thiết khoảng thập kỷ gần
2 TỔNG QUAN CÁC QUY ĐỊNH NỐI LƯỚI ĐỐI VỚI NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI
TẠO CỦA CÁC NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI
Các quy định phân thành nhóm sau 2.1 Yêu cầu khả vượt qua cố
Yêu cầu bao gồm khả vượt qua cố điện áp giảm thấp (LVRT) điện áp tăng cao (HVRT) hình
(2)Đối với quy định HVRT để xét đến khả điện áp tăng cao (ví dụ trường hợp cắt phụ tải) hình quy định nhà máy phải nối lưới thời gian vài trăm ms với điện áp 1.3 pu phải có khả đưa điện áp dần vùng làm việc bình thường
Tổng hợp giá trị liên quan đến LVRT HVRT nước tổng hợp phụ lục
Hình 1: Yêu cầu LVRT của hệ thống điện Đan Mạch [1]
Hình 2: Yêu cầu HVRT của hệ thống điện Úc [2]
2.2 Yêu cầu khả đáp ứng công suất tác dụng công suất phản kháng trong sau cố
Hình 3: Yêu cầu hỗ trợ công suất phản kháng hệ thống điện Đức [3]
Quy định hệ thống điện Đức Tây Ban Nha thể hình
hình u cầu điều chỉnh cơng suất tác dụng nhằm góp phần trì ngắn hạn
(3)điện lượng tái tạo tham gia vào hỗ trợ tăng cường giới hạn ổn định điện áp hệ thống Cụ thể quy định hệ thống điện Úc nhà máy lượng tái tạo phải cung cấp dòng phản kháng dung 4% dòng điện vận hành liên tục lớn cho thay đổi 1% điện áp điểm đầu nối Như cách gần nhà máy phải phát tối đa dòng điện phản kháng điện áp điểm nối giảm xuống 25% Trong hệ thống điện Đức quy định giá trị thay đổi 2% tương đương dòng phản kháng cực đại nhà máy huy động hết điện áp điểm đấu nối giảm xuống 50%
Đối với khả điều chỉnh công suất tác dụng, hệ thống điện Úc quy định nhà máy phải phục hồi 95% công suất phát sau 100 ms kể từ sau cố kết thúc Hệ thống điện Ailen quy định nhà máy điện tái tạo phải trì lượng cơng suất phát tỉ lệ với điện áp điểm đấu nối phải phục hồi lại 90% khả phát lớn vòng 1s kể từ điện áp phục hồi lại 90% Hệ thống điện Đức quy định nhà máy phải phục hồi lại giá trị phát trước cố với độ dốc lớn 20% công suất định mức cho giây Tại Tây Ban Nha, nhà máy điện tái tạo không phép tiêu thụ công suất tác dụng lúc cố giai đoạn phục hồi điện áp, nhà máy phải nối lưới phát công suất tỉ lệ với điện áp dư điểm đấu nối Còn Anh quy định nhà máy phải phục hồi lại 90% lượng công suất phát trước cố vịng 500 ms tính từ lúc điện áp phục hồi lại 90% điện áp định mức
(4)2.3 Yêu cầu khả vận hành vùng tần số điện áp
Các quy định nối lưới quốc tế quy định vùng làm việc liên tục nhà máy xác định vùng giới hạn theo tần số điện áp điểm nối
Ở Úc, nhà máy phải vận hành liên tục khoảng tần số từ 49.5 - 50.5 Hz dải điện áp từ 90 - 110% Nhà máy phải chịu thay đổi tần số khoảng 49 - 51 Hz vòng 10 phút, với khoảng 48 - 51 Hz vòng phút khoảng 47.5 - 52 Hz vòng 9s Quy định Đan Mạch Bắc Âu thể hình hình
Hình 5: Phạm vi làm việc ứng với dải tần số và điện áp khác hệ thống điện Đan Mạch [1]
(5)2.4 Yêu cầu khả điều khiển công suất tác dụng điều chỉnh tần số Theo quy định quy định nối lưới quốc tế, nhà máy lượng tái tạo phải điều khiển lượng công suất tác dụng phát có thay đổi tần số hệ thống Cụ
thể quy định hệ thống điện Transpower, Ailen, Đan Mạch hình
7, 8,
Hình 7: Yêu cầu khả điều chỉnh công suất tác dụng tần số (hình trên) và phạm vi làm việc ứng với dải tần số điện áp khác (hình dưới)
của hệ thống điện Transpower [6]
(6)Hình 9: Yêu cầu khả điều chỉnh công suất tác dụng và tần số hệ thống điện Đan Mạch [1]
Trong hình quy định rõ tần số hệ thống thay đổi khỏi 50 Hz nhà
máy điện tái tạo phải có khả cung cấp công suất tác dụng nhằm ổn định tần số hệ
thống Mục đích cùa f1-f4 tạo dead band vùng điều khiển cho việc điều khiển sơ cấp Mục đích f5-f7 cung cấp khả điều khiển công suất khẩn cấp
2.5 Yêu cầu khả điều khiển công suất phản kháng điều chỉnh điện áp Các quy định Đan Mạch, Đức, Anh, Ailen thể hình 10, 11, 12, 13, 14
(7)Theo quy định Úc nhà máy phải phát công suất định mức với hệ số công suất thay đổi từ 0.93 dung đến 0.93 kháng dựa theo tín hiệu yêu cầu người vận hành hệ thống Tại Đức, nhà máy điện tái tạo phải vận hành liên tục với hệ số công suất từ 0.95 kháng đến 0.925 dung phụ thuộc vào điện áp điểm nối
Hình 11: Yêu cầu vùng điều chỉnh công suất phản kháng hệ thống điện Anh [8]
Hình 12: Yêu cầu vùng điều chỉnh công suất điện áp hệ thống điện Đan Mạch [1]