Duongvanson tt

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƢƠNG VĂN SƠN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC LOẠI CƠNG NGHỆ TURBINE GIĨ ĐẾN DỊNG NGẮN MẠCH TRÊN LƢỚI ĐIỆN C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2020 Công trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS PHAN ĐÌNH CHUNG Phản biện 1: PGS.TS LÊ ĐÌNH DƢƠNG Phản biện 2: TS LÊ KỶ C C R UT.L D Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 30 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm học liệu truyền thông Trƣờng Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng  Thƣ viện Khoa Điện, Trƣờng Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, nƣớc ta khuyến khích sản xuất điện từ nguồn lƣợng nhƣ gió, mặt trời… Nhiều NMĐG kết nối lƣới thực Riêng, kết nối nhà máy điện gió vào lƣới điện hữu chắn thay đổi dòng ngắn mạch qua thiết bị hữu ảnh hƣởng đến cài đặt hệ thống bảo vệ rơ le Tuy nhiên, máy phát turbine gió có cấu trúc khác so với máy phát đồng nhà máy điện truyền thống, thƣờng đƣợc kết nối với lƣới thơng qua biến đổi DC/AC (hoặc kết nối trực tiếp với lƣới sử dụng máy phát điện cảm ứng) Khả cung cấp dòng điện ngắn mạch lƣới máy phát phụ thuộc vào chuyển đổi DC/AC Vấn đề đặt mức độ ảnh hƣởng nhà máy điện gió đến dòng ngắn mạch lƣới hữu nhiều hay so với nhà máy điện truyền thống Hơn nữa, cấu trúc nhà máy điện gió khác nên mức độ ảnh hƣởng loại nhà máy đến dòng ngắn mạch khác Để có sở xác định điều kiện cho phép nhà máy điện sử dụng lƣợng kết nối vào lƣới hữu khuyến khích loại nhà máy đƣợc nối vào lƣới hữu việc so sánh đánh giá mức độ ảnh hƣởng nhà máy điện gió đến dịng ngắn mạch lƣới điện hữu cần thiết C C R UT.L D Mục tiêu nghiên cứu - Xác định đƣợc dòng ngắn mạch điểm nút lƣới điện hữu có nhà máy điện gió kết nối vào - Đánh giá mức độ ảnh hƣởng nhà máy điện gió đến dịng ngắn mạch lƣới điện hữu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: Lƣới điện nơi mà có nhà máy điện gió kết nối vào - Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá mức độ ảnh hƣởng nhà máy điện gió đến dòng ngắn mạch lƣới hữu Phƣơng pháp nghiên cứu - Xây dựng đƣợc mơ hình tính tốn dòng ngắn mạch cung cấp từ nhà máy điện gió đến điểm ngắn mạch; - Sử dụng phần mềm ETAP để đánh giá mơ hình trên; - Áp dụng để tính tốn cho lƣới điện mẫu Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học Kết nghiên cứu sở ban đầu để xác định điều kiện cho phép nhà máy điện sử dụng lƣợng kết nối vào lƣới hữu khuyến khích loại nhà máy đƣợc nối vào lƣới hữu C C R UT.L 5.2 Tính thực tiễn Áp dụng cho nhà máy lƣợng gió thực tế Việt Nam thời gian tới D Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu kết luận kiến nghị, nội dung đề tài có chƣơng bao gồm: Chƣơng Tổng quan nhà máy điện gió Chƣơng Mơ hình tính tốn ngắn mạch cho loại máy phát turbine gió Chƣơng Đánh giá dòng điện cố lƣới điện mẫu CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ VÀ PHẦN MỀM ETAP 1.1 Khái quát chung Hiện với phát triển công nghiệp đại hố nhu cầu lƣợng cần thiết cho phát triển đất nƣớc Vấn đề đặt phát triển nguồn lƣợng cho phù hợp mà không ảnh hƣởng tới môi trƣờng cảnh quan thiên nhiên… Nhận thấy đƣợc tầm quan trọng này, Việt Nam có quan điểm sách sử dụng lƣợng hiệu nguồn lƣợng tái sinh có lƣợng gió nguồn lƣợng có tìm lớn 1.2 Lợi ích lƣợng điện gió Chi phí sản xuất thấp, khơng tổn hao lƣợng, lƣợng điện gió cạnh tranh với nguồn lƣợng khác nhƣ than đá, khí đốt… khơng gây nhiễm mơi trƣờng góp phần tạo cảnh quan cho việc phát triển du lịch nơi 1.3 Tình hình lƣợng điện gió giới Năng lƣợng điện gió nguồn lƣợng có triển vọng phát triển thời gian gần Nó trở thành nguồn lƣợng tái sinh phát triển nhanh giới C C R UT.L D 1.4 Tiềm gió Việt Nam Việt Nam có tiềm gió lớn, dao động từ - 9,5m/s khu vực: duyên hải miền Trung, Tây Nguyên, Bắc Thừa Thiên Huế… 1.5 Giới thiệu chung máy phát turbine gió 1.5.1 Các dạng máy phát turbine gió Hiện giới có nhiều dạng máy phát turbine gió khác từ loại có cánh tới loại có nhiều cánh 1.5.2 Các loại máy phát turbine gió Có loại: Điều khiển đƣợc không điều khiển đƣợc 1.5.3 Cấu tạo máy phát turbine gió - Anemometer: Bộ đo lƣờng truyền liệu tốc độ gió - Blades: Cánh quạt - Brake: Bộ hãm (phanh) - Controller: Bộ điều khiển - Gear box: Hộp số - Generator: Máy phát - High - speed shaft: Trục truyền động máy phát tốc độ cao - Low - speed shaft: Trục quay tốc độ thấp - Nacelle: Vỏ - Pitch: Bƣớc - Tower: Trụ đỡ Nacelle - Wind vane: Để xử lý hƣớng gió định hƣớng tuabin gió - Yaw drive: Dùng để giữ cho rotor ln hƣớng hƣớng gió - Yaw motor: Động cung cấp cho “yaw drive” 1.5.4 Nguyên lý hoạt động máy phát turbine gió Các máy phát turbine gió hoạt động theo nguyên lý đơn giản Năng lƣợng gió làm cho cánh quạt quay quanh rotor Mà rotor đƣợc nối với trục trục truyền động làm quay trục quay máy phát để tạo điện C C R UT.L D 1.5.5 Các kiểu máy phát turbine gió nay: Máy phát turbine gió đƣợc chia thành hai loại: trục đứng trục ngang 1.5.6 Cơng suất loại máy phát turbine gió - Từ 50 kW đến 3MW: dùng cho hệ thống lớn - Dƣới 50 kW: dùng cho gia đình, viễn thơng… 1.6 Giới thiệu nhà máy điện gió 1.6.1 Giới thiệu máy phát turbine gió gió sử dụng SCIG: Máy phát turbine gió loại có tốc độ trục truyền động cố định, sử dụng loại máy phát điện khơng đồng rotor lồng sóc (SCIG) đƣợc kết nối trực tiếp vào lƣới điện thông qua máy biến áp đƣợc mơ tả theo hình 1.5 Hình 1.5 Máy phát nối trực tiếp với lưới - Bộ tụ: dùng để giảm tiêu thụ CSPK từ lƣới điện - Bộ khởi động mềm: ổn định kết nối lƣới - Ƣu điểm: đơn giản - Nhƣợc điểm: không điều khiển đƣợc tốc độ, điện áp bị dao động, dễ gây rã lƣới Năng lƣợng thu đƣợc bị hạn chế, bị biến động CSTD CSPK C C R UT.L 1.6.2 Giới thiệu máy phát turbine gió sử dụng DFIG: DFIG bao gồm WRIG với cuộn dây stato kết nối trực tiếp D với lƣới ba pha, tần số không đổi cuộn dây rotor kết nối với lƣới thông qua công cụ chuyển đổi tần số, sử dụng phƣơng pháp điều chế độ rộng xung PWM, đƣợc mơ tả hình 1.6 Hình 1.6 Máy phát cảm ứng nguồn kép - Ƣu điểm: thay đổi đƣợc tốc độ phạm vi rộng, chất lƣợng điện tốt tốc độ gió thấp cao nhờ vào thay đổi tốc độ, góc nghiêng - Nhƣợc điểm: cần chuyển đổi nguồn có cơng suất tƣơng ứng 1.6.3 Giới thiệu máy phát turbine gió sử dụng PMSG: Nhà máy đƣợc sử dụng với mục tiêu đáp ứng với dạng biến đổi tốc độ gió Máy phát đƣợc kết nối với lƣới điện thông qua công cụ chuyển đổi nguồn điện áp (VSC) Hình 1.7 Máy phát nối lưới thông qua biến đổi điện tử công suất - Ƣu điểm: + Kiểm soát đƣợc tốc độ máy phát điện Phía đƣờng dây điều chỉnh CSPK ổn định hệ thống điện, chất lƣợng điện tốt + Thay đổi đƣợc tốc độ, điều khiển đƣợc CSTD CSPK - Nhƣợc điểm: + Công suất biến đổi cần lớn công suất danh định máy phát + Góc nghiêng khơng đổi nên bị hạn chế tốc độ gió danh định C C R UT.L D 1.8 Tổng quan chƣơng trình ETAP 1.8.1 Sơ lược ETAP ETAP sản phẩm công ty Operation Technology, Inc (OTI) Ban đầu ETAP phần mềm chuyên thiết kế lƣới điện, tính tốn thơng số lƣới điện tĩnh Năm 1992, ETAP giới thiệu mảng thứ toàn diện thiết thực hơn, quản lý lƣới điện thời gian thực với khả điều khiển, kiểm soát dự báo lƣới điện vận hành thực tế Kể từ ETAP phát triển nhanh với việc độc quyền tảng thời gian thực, ETAP thu hút số lƣợng ngƣời dùng đông đảo ngày đƣợc tin dùng 1.8.2 Ứng dụng phần mềm ETAP ETAP phần mềm có khả mơ phân tích tính tốn hệ thống điện cơng nghiệp, phân phối truyền tải Phần mềm cho ta biết nhiều thơng số hệ thống điện, nhờ mà ta kiểm sốt, điều chỉnh hay sửa chữa hệ thống kịp thời có cố để tránh thiệt hại đáng tiếc xảy 1.8.3 Giao diện phần mềm ETAP Cửa sổ thiết kế phần mềm: C C R UT.L D Hình 1.8 Giao diện phần mềm ETAP 1.8.4 Các phần tử ETAP 1.8.4.1 Nguồn (hệ thống) Nguồn đƣợc xem thay cho hệ thống phức tạp vô lớn đƣợc đặc trƣng thông số sau: - Trang info nguồn: IP, Bus, Mode - Trang Rating nguồn: Rated, Balanced/Unbalanced, Generation Categories, Operating, SC Rating, SC Imp (100MVA base) 1.8.4.2 Máy phát Máy phát tƣơng tự nhƣ nguồn khác vài điểm sau: - Rating: MW, kV, %PF, MVA, %Eff, Poles, FLA, RPM - PrimeMover Rating - Mvar Limits 1.8.4.3 Bus: Nomal kV, Bus Voltage 1.8.4.4 Đường dây - Trang info đƣờng dây: ID, From/to, Length - Trang parameter đƣờng dây: Conductor Type, R-T1, R-T2, Outside Diameter, GMR, Xa, X’, Ground Wire, Configuration, GMD, Phase, Transposed, Separation, Conductors/phase, Ground wires 1.8.4.5 Máy biến áp cuộn dây - Trang Info MBA: ID, Prim, Sec, Standard, Type/class - Trang Rating MBA: kV, MVA, Max MVA, FLA, Z tolerance - Trang Tap MBA: Fixed Tap, LTC/Voltage Regulator C C R UT.L 1.8.4.6 Tải - Trang info tải: ID, Connection, Model Type, Ratings, Load Type, Loading, % LRC, % Total Load, X/R D 1.7.4.7 Tính ngắn mạch: Thanh cơng cụ IEC Short Circuit: cung cấp cho ta tùy chọn phân tích ngắn mạch, phân tích sóng hài… tùy chọn khác để theo dõi kết trình phân tích Hộp thoại Short Circuit Study Case:Trang Info hộp thoại cung cấp cho ta thông tin cách tính dịng ngắn mạch chọn phân tích điểm ngắn mạch… 1.9 Kết luận Chƣơng - Chƣơng cho ta thấy tổng quan điện gió, cấu tạo nhà máy điện gió loại tuabin gió đƣợc sử dụng nhà máy - ETAP phần mềm phân tích vận hành hệ thống điện phát triển mạnh mẽ ƣu điểm vƣợt trội, áp dụng với mơ hình hệ thống điện từ đơn giản đến phức tạp, 10 Hình 2.2- Mạch tương đương của máy phát turbine gió loại 1- SCIG Cƣờng độ dịng điện sau ngắn mạch ba pha đƣợc tính | | | | Trƣờng hợp ngắn mạch pha, có tồn dịng thứ tự thuận, nghịch thứ tự không chạy mạch điện Nên sơ đồ thay X' Ia V' XL Rs X' Ia Rs XL C C R L Vs DUT XL Va Xs RL Ia Va Rs X2 RL RL If t=0s XL R2 S XM X2 Xs Rs I R2 2-S Vs Va XL RL a XM Va If RL o Va Va (b) (a) Hình 2.3 Sơ đồ thay máy phát turbine gió loại 1- SCIG Khơng có dịng thứ tự khơng, có dịng chạy máy cuộn dây stato có trung tính cách đất RMS dòng ngắn mạch ban đầu Isc đƣợc tính từ hình 2-3a, dịng xác lập ISS đƣợc tính từ hình 2.3b Kết quả, RMS cƣờng độ dịng điện sau ngắn mạch pha đƣợc tính bằng: | | | || 2.2 Tuabin gió loại (DFIG) | 11 Sơ đồ thay tƣơng đƣơng DFIG Hình 2.4 Sơ đồ thay máy phát turbine gió loại 3- DFIG Trong hệ trục dq, phƣơng trình mơ tả máy cảm ứng ⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (1) ⃗⃗⃗⃗⃗ (2) ⃗⃗ (3) ⃗⃗ (4) Chú ý, ta bỏ qua điện trở stator rotor Khi kể đến C C R UT.L điện trở cuộn dây dịng điện bị suy giảm Thành phần đại diện cho thành phần chiều dòng điện stator bị suy giảm với số thời gian Cụm thứ hai đại diện cho thành phần xoay chiều dịng điện stator phụ thuộc vào thành phần dòng điện chiều cuộn dây rotor nên thành phần bị suy giảm với số thời gian Vậy dòng ngắn mạch D ⃗⃗ √ (23) Dịng điện phía stator đạt cực đại t=T/2 nên √ (24) Khi turbine gió DFIG có sử dụng crowbar, ngắn mạch xảy ra, DFIG trở thành máy phát SCIG có nối thêm Rcb phía rotor nên dịng điện stator đƣợc tính: 12 Kết quả, T’r bị giảm dòng điện máy điện khơng đạt cực đại t=T/2, đạt thời điểm sau thời gian ngắn mạch nên với: Nếu Rcb đủ lớn T’r nhỏ phần bên ngoặc (27) xấp xỉ số nên (28) √ 2.3 Máy phát turbine gió loại (PMSG) Khi ngắn mạch đầu cực turbine gió, thay nguồn áp khơng đổi với điện kháng nội X Điện kháng nội X=U2đm/Sđm Hoặc ta xem nhƣ hệ thống có cơng suất ngắn mạch SN=Sđm điện áp điện áp đầu inverter Ta có : C C R UT.L D √ √ √ 2.4 Kết luận chƣơng Chƣơng tính tốn cố ngắn mạch loại máy phát turbine gió loại 1, loại 3, loại Từ dự đốn đƣợc dịng cố loại turbine gió 13 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ DỊNG ĐIỆN SỰ CỐ Ở LƢỚI ĐIỆN MẪU 3.1 Giới thiệu lƣới điện mẫu 3.1.1 Lưới hệ thống TG -18kV TG 7-230 kV TG 8-230 kV ÐD MC 19 MP2 163.2 MW MC18 MC 17 MC 15 MC 16 TG 9-230 kV MC 13 MC 20 MC 14 PT C 102.637 MVA T2-250 MVA TG - 13.8 kV ÐD MC 21 T3-250 MVA MC MP3 108.8 MW MC 12 MC 11 ÐD ÐD MC CB 10 TG 6-230 kV TG 5-230 kV MC MC PT B 92.949 MVA PT A 135.532 MVA ÐD ÐD NM 10 NM 11 C C R UT.L MC 26 MC 11 TG 4-230 KV D MC4 T1-500 MVA MC TG 1-16.5 kV MC NMÐG - 60MW MP1 247.5 MW Hình 3.1 Lưới điện 230kV-9 góp 3.1.2 Các máy phát điện Hệ thống sử dụng máy phát điện cung cấp cho phụ tải lƣới có tổng cơng suất 519,5MW Trong nhà máy điện truyền thống nối vào nút 1,2,3 : - Nhà máy G1 : điều chỉnh cơng suất - Nhà máy G2, G3 : điều chỉnh điện áp 3.1.3 Thông số máy biến áp lưới hệ thống Hệ thống gồm MBA có tổng cơng suất định mức 14 100MVA 3.1.4 Thơng số góp lưới hệ thống Gồm góp 230kV góp cịn lại có điện áp thấp 3.1.5 Thông số chiều dài lưới hệ thống Gồm đƣờng dây, có tổng chiều dài 312 km , dùng dây ACSR 3.1.6 Thông số phụ tải lưới hệ thống Hệ thống sử dụng phụ tải có tổng CS tác dụng 310,41 MW 3.2 Hệ thống điện gió kết nối với lƣới TG WTG MW WTG MW T6 4.5 MVA DU T27 45 MVA TG43 - 22 kV T28 45 MVA Cable Cable 25 WTG MW T7 4.5 MVA TG 75 - 22 kV Cable T8 4.5 MVA TG 74 - 22 kV WTG MW Cable WTG MW WTG 17 MW T9 4.5 MVA TG 73 - 22 kV T10 4.5 MVA Cable 10 WTG MW TG 90 22 kV WTG 18 MW T12 T13 T14 T11 4.5 MVA 4.5 MVA 4.5 MVA 4.5 MVA Cable 26 TG 70 - 22 kV TG 67 - 22 kV TG72 - 22 kV TG71 - 22 kV Cable 14 Cable 15 Cable 12 Cable 13 T15 4.5 MVA TG 91 22 kV TG 44 - 22 kV Cable 30 WTG MW WTG 10 MW T31 4.5 MVA TG 60 - 22 kV Cable 32 WTG MW C C R T.L MC 24 TG 76 - 22 kV WTG 3 MW T17 4.5 MVA T18 4.5 MVA WTG 19 MW T19 4.5 MVA T20 4.5 MVA TG 57 - 22 kV TG 59 - 22 kV TG 58 - 22 kV Cable 19 Cable 16 Cable 17 Cable 18 WTG 14 MW WTG 13 MW T21 4.5 MVA TG 66 - 22 kV WTG 12 MW WTG 11 MW Cable 20 WTG 15 MW T22 4.5 MVA TG 64 - 22 kV Cable 21 WTG 16 MW T23 4.5 MVA TG63 - 22 kV TG 92 22 kV WTG 20 MW T24 4.5 MVA TG 61 - 22 kV Cable 22 Cable 23 T25 4.5 MVA TG 93 22 kV Hình 3.2 Mơ kết nối tua bin gió hệ thống điện gió 15 3.3 Dịng ngắn mạch có nhà máy điện gió kết nối vào lƣới 3.3.1 Sự cố ngắn mạch pha lưới điện mẫu 3.3.1.1 NM pha góp có kết nối khơng kết nối NMĐG Bảng 3.6 Dòng ngắn mạch pha góp có kết nối khơng kết nối với nhà máy điện gió, nhà máy điện truyền thống Thanh góp Chƣa kết nối NMĐG (kA) Có kết nối NMĐG (kA) Sử dụng nhà máy truyền thống 60 Mw SCIG DFIG PMSG 33.105 33.105 27.925 41.908 đến 27.301 đến 23.019 24.767 24.767 23.143 27.066 đến 29.39 31 31 29.518 33.1 10 đến C C R L DUT 1.929 2.174 2.174 1.946 2.525 1.885 1.914 1.914 1.887 1.957 2.32 2.613 2.613 2.343 3.049 đến 1.412 1.433 1.433 1.413 1.465 đến 1.298 1.454 1.454 1.308 1.668 đến 0.916 0.969 0.969 0.919 1.043 đến 2.185 2.271 2.271 2.189 2.386 đến 1.302 1.364 1.364 1.305 1.447 đến 1.362 1.505 1.505 1.372 1.702 đến 1.089 1.136 1.136 1.091 1.2 NM10 đến NM10 3.171 3.737 3.737 3.216 4.668 NM11 đến NM 11 3.344 3.91 3.91 3.392 4.841 đến 11 đến 16 Theo bảng 3.6 ta thấy dòng NM pha từ TG4 - TG1 tăng cao Kết luận: + Khi kết nối hệ thống với nhà máy điện gió loại ( PMSG), dòng ngắn mạch pha tăng thấp so với NMĐG loại 1, loại + Khi kết nối NMĐG loại loại vào hệ thống, dòng ngắn mạch pha tăng + Khi kết nối NMĐG nhà máy điện truyền thống vào lƣới, dịng ngắn mạch pha nhà máy điện truyền thống tăng cao + Dòng ngắn mạch pha từ góp đổ góp lớn - Đề xuất: Thay đổi MC3, MC4 có dịng ngắn mạch cao hịa loại NMĐG nhà máy điện truyền thống vào lƣới điện 3.3.1.2 Dịng ngắn mạch pha khi: - Khơng kết nối NMĐG DFIG - Kết nối NMĐG DFIG với Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% - Kết nối NMĐG DFIG với Qmax = +5MVAr Qmin=-5 MVAr - Kết nối NMĐG DFIG với % V = 110% Bảng 3.7 Dòng ngắn mạch pha NMĐG DFIG Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100%và Qmax = +5MVAr, Qmin= - MVAr, % V = 110% C C R UT.L D Dịng ngắn mạch (kA) Thanh góp/ Điểm ngắn mạch Không kết nối NMĐG Qmax = Qmin=0 %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% đến 27.301 33.105 33.105 33.105 đến 23.019 24.767 24.767 24.767 đến 29.39 31 31 31 10 đến 1.929 2.174 2.174 2.174 đến 1.885 1.914 1.914 1.914 NM11 đến 2.32 2.613 2.613 2.613 17 Dòng ngắn mạch (kA) Thanh góp/ Điểm ngắn mạch Khơng kết nối NMĐG Qmax = Qmin=0 %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% đến 1.412 1.433 1.433 1.433 đến 1.298 1.454 1.454 1.454 đến 0.916 0.969 0.969 0.969 đến 2.185 2.271 2.271 2.271 đến 1.302 1.364 1.364 1.364 đến 1.362 1.505 1.505 1.505 đến 1.089 1.136 1.136 1.136 đến 10 3.171 3.737 3.737 3.737 đến 11 3.344 3.91 3.91 3.91 C C R UT.L Nhận xét: Từ bảng 3.7 ta nhận thấy dịng NM3P máy phát turbine gió loại DFIG khơng thay đổi thay đổi CSPK thay đổi điện áp D 3.3.1.3 Dòng ngắn mạch pha khi: - Không kết nối NMĐG PMSG - Kết nối NMĐG PMSG với Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% - Kết nối NMĐG PMSG với Qmax = +5MVAr Qmin=-5 MVAr - Kết nối NMĐG PMSG với % V = 110% Bảng 3.8 Dòng ngắn mạch pha NMĐG PMSG Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% Qmax = +5MVAr, Qmin= - MVAr, % V = 110% Dịng ngắn mạch (kA) Thanh góp Khơng kết nối NMĐG Qmax = Qmin=0 %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% đến 27.301 27.925 27.925 27.925 đến 23.019 23.143 23.143 23.143 đến 29.39 29.518 29.518 29.518 18 Dịng ngắn mạch (kA) Thanh góp Khơng kết nối NMĐG Qmax = Qmin=0 %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% 10 đến 1.929 1.946 1.946 1.946 đến 1.885 1.887 1.887 1.887 11 đến 2.32 2.343 2.343 2.343 đến 1.412 1.413 1.413 1.413 đến 1.298 1.308 1.308 1.308 đến 0.916 0.919 0.919 0.919 đến 2.185 2.189 2.189 2.189 đến 1.302 1.305 1.305 1.305 đến 1.362 1.372 1.372 1.372 đến 1.089 đến 10 3.171 đến 11 D 3.344 C C R UT.L 1.091 1.091 1.091 3.216 3.216 3.216 3.392 3.392 3.392 Nhận xét: Từ bảng 3.8 ta nhận thấy dịng NM3P NMĐG PMSG khơng thay đổi thay đổi CSPK thay đổi điện áp 3.3.2 Sự cố ngắn mạch pha lưới điện mẫu 3.3.2.1 Ngắn mạch pha góp có kết nối khơng kết nối nhà máy điện gió, nhà máy truyền thống Bảng 3.9 Dịng ngắn mạch pha góp có kết nối khơng kết nối với nhà máy điện gió, nhà máy truyền thống Thanh góp Chƣa kết nối NMĐG (kA) Có kết nối NMĐG (kA) SCIG DFIG PMSG Sử dụng nhà máy truyền thống 60 Mw đến 21.587 25.639 25.639 22.051 31.645 đến 35.965 37.648 37.648 36.091 39.903 19 Thanh góp Chƣa kết nối NMĐG (kA) Có kết nối NMĐG (kA) SCIG DFIG PMSG Sử dụng nhà máy truyền thống 60 Mw đến 40.865 42.33 42.33 40.991 44.28 10 đến 1.808 1.923 1.923 1.830 2.075 11 đến 1.932 2.055 2.055 1.956 2.219 đến 1.046 1.097 1.097 1.056 1.162 đến 0.548 0.563 0.563 0.552 0.58 đến 1.2 1.22 1.22 1.207 1.244 đến 0.739 0.755 0.755 0.744 0.774 đến 0.955 0.999 0.999 0.964 1.054 Theo bảng 3.9 ta thấy dòng NM pha từ TG4-TG1 tăng cao C C R UT.L Kết luận: + Khi kết nối hệ thống với nhà máy điện gió loại ( PMSG), dòng ngắn mạch pha tăng thấp so với NMĐG loại 1, loại + Khi kết nối NMĐG loại loại vào hệ thống, dòng ngắn mạch pha tăng + Khi kết nối NMĐG nhà máy điện truyền thống vào lƣới, dịng ngắn mạch pha nhà máy điện truyền thống tăng cao + Dòng ngắn mạch pha từ góp đổ góp lớn D * Đề xuất: - Thay đổi MC3 MC4 có dịng ngắn mạch cao hịa tuabin gió máy phát đồng vào hệ thống 3.3.2.2 Dòng ngắn mạch pha khi: - Không kết nối NMĐG DFIG - Kết nối NMĐG DFIG với Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% - Kết nối NMĐG DFIG với Qmax = +5MVAr Qmin=-5 MVAr - Kết nối NMĐG DFIG với % V = 110% 20 Bảng 3.10 Dòng ngắn mạch pha NMĐG DFIG Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100%và Qmax = +5MVAr, Qmin= - MVAr, % V = 110% Dịng ngắn mạch (kA) Thanh góp Khơng kết nối NMĐG Qmax = Qmin=0 %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% đến 21.587 25.639 25.639 25.639 đến 35.965 37.648 37.648 37.648 đến 40.865 42.33 42.33 42.33 10 đến 1.808 1.923 1.923 1.923 11 đến 1.932 2.055 2.055 2.055 đến 1.046 1.097 1.097 1.097 đến 0.548 0.563 0.563 0.563 đến 1.2 1.22 1.22 1.22 đến 0.739 0.755 0.755 0.755 đến 0.955 0.999 0.999 0.999 C C R L DUT Nhận xét: Từ bảng 3.10 ta nhận thấy dịng NM1P NMĐG DFIG khơng thay đổi thay đổi CSPK thay đổi điện áp 3.3.2.3 Dịng ngắn mạch pha khi: - Khơng kết nối NMĐG PMSG - Kết nối NMĐG PMSG với Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% - Kết nối NMĐG PMSG với Qmax = +5MVAr Qmin=-5 MVAr - Kết nối NMĐG PMSG với % V = 110% Bảng 3.11 Dòng ngắn mạch pha NMĐG PMSG Qmax = 0, Qmin=0, % V = 100% Qmax = +5MVAr, Qmin= - MVAr, % V = 110% Dòng ngắn mạch (kA) Thanh góp đến Khơng kết Qmax = nối Qmin= NMĐG %V = 100% 21.587 22.051 Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% 22.051 22.051 21 Dịng ngắn mạch (kA) Thanh góp Không kết Qmax = nối Qmin= NMĐG %V = 100% Qmax = +5MVAr Qmin= - MVAr %V= 110% đến 35.965 36.091 36.091 36.091 đến 40.865 40.991 40.991 40.991 10 đến 1.808 1.830 1.830 1.830 11 đến 1.932 1.956 1.956 1.956 đến 1.046 1.056 1.056 1.056 đến 0.548 0.552 0.552 0.552 đến 1.2 1.207 1.207 1.207 đến 0.739 0.744 0.744 0.744 đến 0.955 0.964 0.964 0.964 Nhận xét: Từ bảng 3.11 ta nhận thấy dịng NM1P NMĐG PMSG khơng thay đổi thay đổi CSPK thay đổi điện áp C C R UT.L D 3.4 So sánh đánh giá mức độ ảnh hƣởng 3.4.1 So sánh chênh lệch dòng NM3P không kết nối với NMĐG kết nối NMĐG nhà máy điện truyền thống Bảng 3.12 So sánh chênh lệch dịng ngắn mạch pha khơng kết nối NMĐG kết nối NMĐG Thanh góp/Điểm ngắn mạch Chênh lệch NMĐG SCIG DFIG PMSG Nhà máy điện truyền thống 60Mw đến 5.804 5.804 0.624 14.607 đến 1.748 1.748 0.124 4.047 đến 1.61 1.61 0.128 3.71 10 đến 0.245 0.245 0.017 0.596 đến 0.029 0.029 0.002 0.072 11 đến 0.293 0.293 0.023 0.729 đến 0.021 0.021 0.001 0.053 22 Chênh lệch NMĐG Thanh góp/Điểm ngắn mạch SCIG DFIG đến 0.156 0.156 0.01 0.37 đến 0.053 0.053 0.003 0.127 đến 0.086 0.086 0.004 0.201 đến 0.062 0.062 0.003 0.145 đến 0.143 0.143 0.01 0.34 đến 0.047 0.047 0.002 0.111 NM10 đến NM10 0.566 0.566 0.045 1.497 NM11 đến NM11 0.566 0.566 0.048 1.497 PMSG Nhà máy điện truyền thống 60Mw 3.4.2 So sánh chênh lệch dịng NM1P khơng kết nối với NMĐG kết nối NMĐG, nhà máy điện truyền thống Bảng 3.13 So sánh chênh lệch dòng ngắn mạch pha không kết nối NMĐG kết nối NMĐG Thanh góp C C R UT.L D Chênh lệch NMĐG SCIG DFIG PMSG Nhà máy điện truyền thống 60Mw đến 4.052 4.052 0.464 10.058 đến 1.683 1.683 0.126 3.938 đến 1.465 1.465 0.126 3.415 10 đến 0.115 0.115 0.022 0.267 11 đến 0.123 0.123 0.024 0.287 đến 0.051 0.051 0.01 0.116 đến 0.015 0.015 0.004 0.032 đến 0.02 0.02 0.007 0.044 đến 0.016 0.016 0.005 0.035 đến 0.044 0.044 0.009 0.099 23 3.4.3 Đánh giá mức độ ảnh hưởng 3.4.3.1 Đánh giá mức độ ảnh hưởng ngắn mạch pha - Máy phát turbine gió loại PMSG có dịng ngắn mạch pha tăng thấp loại máy phát turbine gió - Máy phát turbine gió loại SCIG loại DFIG có dịng ngắn mạch tăng cao máy phát turbine gió loại 3.4.3.2 Đánh giá mức độ ảnh hưởng ngắn mạch pha - Máy phát turbine gió loại PMSG có dịng ngắn mạch pha tăng thấp loại máy phát turbine gió - Máy phát turbine gió loại SCIG loại DFIG có dịng ngắn mạch tăng cao máy phát turbine gió loại 3.5 Kết luận Chƣơng - Khi bị cố ngắn mạch lƣới điện cao áp, lƣới có nối với máy phát turbine gió dịng ngắn mạch tăng Tùy theo vị trí nối máy phát turbine gió vào góp mà dịng ngắn mạch tăng khác nhau, góp gần vị trí nối máy phát turbine gió gần máy phát dịng ngắn mạch tăng nhiều ngƣợc lại Vì vậy, phần mềm ETAP mơ cụ thể giá trị dòng ngắn mạch để tiến hành chọn khí cụ điện thay cho phù hợp - Tùy thuộc vào việc ta chọn loại máy phát turbine gió mà dịng ngắn mạch tăng khác Trong loại máy phát turbine gió máy phát turbine gió loại (PMSG) dịng ngắn mạch tăng thấp nhất, máy phát turbine gió loại loại tăng cao D C C R UT.L 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: Khi nối thêm máy phát turbine gió vào hệ thống dịng ngắn mạch tăng, để biết cụ thể trị dịng ngắn mạch vị trí nào, có giá trị bao nhiêu, ta sử dụng phần mềm ETAP để mơ Từ ta tiến hành thay khí cụ điện có thơng số kỹ thuật cho đảm bảo hệ thống hoạt động tốt bình thƣờng cố Điển hình nhƣ hệ thống điện cao áp 230 KV/ 300MW – sử dụng góp nhƣ ta xét, nối máy phát turbine gió có cơng suất 60 MW nối vào góp 4, ta cần thay máy cắt MC3, MC 4, MC 5, MC 6, MC 7, MC 8, MC 11, MC 26 để đảm bảo an toàn cho hệ thống xảy cố ngắn mạch Trong loại máy phát turbine gió 1,3,4 xét nhƣ máy phát turbine gió loại tối ƣu có ƣu điểm lớn điều khiển đƣợc tốc độ bị cố ngắn mạch, dịng ngắn mạch tăng so với máy phát turbine gió loại 3, loại Mặt khác, máy phát turbine gió loại có hạn chế lớn khơng điều khiển đƣợc tốc độ * Kiến nghị: Vì khn khổ đề tài thời gian có hạn, nên đề tài nghiên cứu đến dòng ngắn mạch góp lƣới điện, vị trí khác nhƣ ngắn mạch máy phát turbine gió chƣa xét tới D C C R UT.L