Năng lượng mặt trời hiện nay là một trong các dạng năng lượng tái tạo được sử dụng tại các nước với các nhà máy điện mặt trời sử dụng công nghệ quang điện. Bài viết cung cấp thông tin toàn cảnh về các xu hướng về mặt kĩ thuật hiện đang áp dụng tại các nhà máy điện mặt trời công suất lớn đang vận hành trên thế giới.
KĨ THUẬT NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI CÔNG NGHỆ QUANG - ĐIỆN PGS.TS NGUYỄN HỮU PHÚC Trường ĐH Bách Khoa – ĐH Quốc Gia TP HCM TÓM TẮT Năng lượng mặt trời dạng lượng tái tạo sử dụng nước với nhà máy điện mặt trời sử dụng công nghệ quang điện Cùng với xu trên, nhà máy điện mặt trời đưa vào vận hành thành phần nguồn phát điện nước thời gian tới Các thành phần chủ yếu pin mặt trời, biến tần, biến áp nhà máy điện mặt trời công suất lớn trình bày phân tích báo với sơ đồ đấu nối bên trong, sơ đồ góp đấu nối nhà máy điện mặt trời với hệ thống điện Qua số liệu, báo cung cấp thơng tin tồn cảnh xu hướng mặt kĩ thuật áp dụng nhà máy điện mặt trời công suất lớn vận hành giới GIỚI THIỆU Bài báo xem xét sơ đồ đấu nối nhà máy điện mặt trời NMĐMT (PVPP= PhotoVoltaic Power Plants) với định nghĩa sau, theo Ủy Ban Năng Lượng Quốc tế (International Energy Agency): nhà máy quy mô nhỏ NMĐMT-CSN (SS-PVPP= Small- Scale PVPP) với công suất nằm khoảng 250 kW đến MW; nhà máy qui mô công suất lớn NMĐMT-CSL (LSPVPP= Large-Scale PVPP) với công suất nằm khoảng MW đến 100 MW; nhà máy qui mô công suất lớn MĐMT-CSRL (VSLPVPP= Very-Large-Scale PVPP) với công suất từ 100 MW đến nhiều GW Trong viết sau giới thiệu đặc điểm thành phần NMĐMT, kĩ thuật pin mặt trời (tấm PV= photovoltaic panels), biến tần, cấp điện áp máy biến áp thường sử dụng, sơ đồ đấu nối nhà máy điện mặt trời qui mô công suất khác [1], [2], [3] CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA NMĐMT Các thành phần điện nhà máy NMĐMT có ba nhiệm vụ: i) chuyển đổi lượng mặt trời thành lượng điện, ii) đấu nối NMĐMT với lưới điện, iii) đảm bảo vận hành phù hợp nhà máy với hệ thống điện Các thành phần NMĐMT: PV, biến tần máy biến áp 2.1 Tấm pin mặt trời Các tế bào lượng mặt trời đấu nối tiếp đóng gói PV, hiệu suất PV tùy thuộc vào vật liệu chế tạo chúng Các tế bào lượng mặt trời vật liệu silic gồm có: loại đơn tinh thể (c-Si) loại silic đa tinh thể (m-Si), có hiệu suất biến đổi quang- điện gần 20% Các tế bào lượng mặt trời công nghệ màng mỏng sử dụng vật liệu silic vơ định hình (a-Si) có hiệu suất khoảng 6.9% đến 9% Các tế bào lượng mặt trời màng mỏng sử dụng vật liệu khác đồng Indium Diselenide (CuInSe2CIS), Cadmiun Telluride (CdTe) có hiệu suất khoảng 15% 12% Công nghệ c-Si m-Si chiếm thị phần lớn năm qua hiệu suất tương đối cao, tính hiệu diện tích đất sử dụng, tính ổn định kĩ thuật vật liệu theo thời gian, độ tin cậy cao nguồn vật liệu dồi Hạn chế cơng nghệ giá thành cao sản xuất lượng lớn vật liệu sử dụng Ngược lại, công nghệ màng mỏng có số ưu điểm giá thành thấp hơn, hiệu suất chuyển đổi lượng điều kiện xạ mặt trời thấp có hệ số nhiệt độ thấp Nhược điểm cơng nghệ NMĐMT diện tích đất sử dụng nhiều hơn, hiệu suất hiệu nhà máy thấp hơn, tính ổn định theo thời gian hơn, khan vật liệu chế tạo Hiệu suất chuyển đổi lượng PV ảnh hưởng lớn đến diện tích đất sử dụng dự án NMĐMT-CSL Với công suất đặt, NMĐMT-CSL với cơng nghệ PV có hiệu suất thấp có diện tích đất sử dụng dự án cao hơn, điều dẫn đến chi phí lắp đặt, vận chuyển, bảo dưỡng cao Hình minh họa mối quan hệ hiệu suất loại pin mặt trời khác theo công nghệ vật liệu chế tạo khác (m-Si, CIS, CdTe, a-Si), diện tích đất BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 sử dụng, với cơng suất đặt 100 MW NMĐMT-CSL Hình cho thấy công nghệ silic đa tinh thể (m-Si) có hiệu suất cao (12-18%) so với hiệu suất cơng nghệ màng mỏng (7-9%), diện tích đất sử dụng NMĐMT-CSL với công nghệ m-Silic nhỏ gần hai lần, so với công nghệ silic vô định hình điện (2πfgrid), uC biên độ dợn sóng điện áp Ví dụ, với UMPP= 35 V, uC = 3.0 V, PMPP= 160 W, CPV= 2.4 mF song song với PV Giá trị CDC, nối song song với tầng biến đổi dc-ac, 33 μF 380 V, với biên độ dợn sóng điện áp 20 Vcho cơng suất PV Hình Vị trí khác tụ cách li a) tụ song song với PV, với biến tần loại tầng b) tụ song song với PV, hay song song với biến đổi dc-ac, biến tần loại hai tầng Hình Hiệu suất (%) Diện tích đất sử dụng (km2) NMĐMT-CSL cơng suất 100 MW, sử dụng PV với công nghệ vật liệu khác 2.2 Biến tần PV Biến tần PV thiết bị điện tử công suất chuyển đổi từ dòng điện chiều từ PV thành dòng điện xoay chiều để đấu nối với lưới điện xoay chiều Biến tần PV phân loại theo: số tầng biến đổi cơng suất, vị trí tụ điện cách li cơng suất (power decoupling capacitors), có hay khơng có biến áp 2.2.1 Theo số tầng: biến tần thuộc loại tầng, hay tầng chuyển đổi Hình 2.a), 2.b), 2.c) Hình Phân loại biến tần PV theo số tầng: a) loại tầng, bao gồm chức MPPT (maximum power point tracking= kĩ thuật dị tìm điểm cơng suất cực đại), tăng áp, điều khiển dòng lưới b) loại hai tầng, với biến đổi dc-dc tích hợp MPPT biến đổi dc-ac điều khiển dòng lưới Bộ tăng áp tích hợp hai tầng biến đổi công suất c) loại hai tầng, với chuỗi PV đấu nối với biến đổi dcdc riêng lẻ, trước đấu nối chung vào biến đổi dc-ac 2.2.2 Theo vị trí tụ điện cách li cơng suất: Hình 3.a), 3.b) cho thấy tụ điện hóa cách li công suất loại điện môi film mỏng nối song song với PV (CPV) hay mạch dc nối với tầng dc-ac (CDC) Giá trị tụ C cho C= , PPV cơng suất định mức PV, UC giá trị trung bình điện áp tụ C, ωgrid tần số góc lưới BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 2.2.3 Biến áp: Biến tần dùng biến áp tần số cao mạch biến đổi dc-dc hay mạch biến đổi dc-ac, dùng biến áp tần số công nghiệp đấu nối với lưới điện, hay loại không dùng biến áp (Hình 4) Nhược điểm biến áp tần số cơng nghiệp đấu nối với lưới điện kích thước lớn, nặng nề, chi phí cao so với biến áp tần số cao Hình biến tần loại khơng dùng biến áp Hình Biến áp biến tần PV a) biến áp tần số công nghiệp (LFT= low-frequency transformer) đấu nối điện áp ac biến tần với điện áp lưới b) biến áp tần số cao (HFT= high- frequency transformer) tích hợp với biến đổi ac-ac nối lưới ac c) biến áp tần số cao (HFT) tích hợp với biến đổi ac-dc nối lưới dc Hình Biến tần PV điện áp cao không dùng biến áp với lọc kiểu nối chung (CM= common-mode) kiểu vi sai (DM= differential mode) Trong thực tế, NMĐMT-CSL thường dùng sơ đồ với máy biến áp Hình 6, máy biến áp tần số cơng nghiệp T1,…Tn đóng vai trị tăng áp từ điện áp thấp (LV, thông thường 0.4 kV) lên trung áp (MV, từ 13.8 kV đến 46 kV) vai trò cách li biến tần chuỗi (string) hệ thống PV với riêng rẻ MV Qua trung gian sơ đồ đấu nối nội (internal PV plant grid configuration), điện áp MV chung tăng áp tiếp qua máy biến áp T-HV sau đó, đấu nối vào lưới điện truyền tải điện áp HV 110 kV Thường dùng máy biến áp T với cuộn dây với biến tần PV công suất lớn 500 kW, hai cuộn dây điện áp thấp (LV) đấu nối với hai biến tần, cuộn dây thứ ba với trung áp (MV) Với biến tần PV công suất nhỏ 500 kW thường dùng máy biến áp hai cuộn dây Biến áp T-HV thường loại hai cuộn dây (MV-HV) với nhóm vectơ Yy mảng gồm hàng trăm chuỗi nối song song, chuỗi lại gồm hàng trăm PV nối tiếp Trong sơ đồ đấu nối chuỗi (Hình 7.b) chuỗi PV nối tiếp nối với biến tần Trong sơ đồ nhiều chuỗi (Hình 7.c) chuỗi PV nối với biến đổi dc-dc, sau biến đổi dc-dc đấu nối với biến tần Sơ đồ module ac tích hợp (ac module integrated) (Hình 7.d) sử dụng biến tần cơng suất nhỏ cho PV Hình Máy biến áp T(LV-MV) T-HV(MV-HV) nhà máy NMĐMT-CSL SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI NỘI BỘ Sơ đồ đấu nối biến tần PV với PV cho Hình 7, với máy biến áp Hình 8, thường bố trí theo kiểu chính: i) sơ đồ tập trung (central), ii) sơ đồ chuỗi (string), iii) sơ đồ nhiều chuỗi (multistring) Các yếu tố cơng suất, địa điểm lắp đặt, chi phí, hiệu nhà máy PVPP định sơ đồ đấu nối chọn 3.1 Các kiểu sơ đồ đấu nối nội bộ: Hình Các kiểu sơ đồ đấu nối máy biến áp với trung áp a) Biến tần tập trung với máy biến áp ba cuộn dây, b) Biến tần nhiều chuỗi với máy biến áp hai cuộn dây Bảng đặc tính biến tần sử dụng sơ đồ trên, với tên gọi tương ứng: biến tần tập trung, biến tần chuỗi, biến tần nhiều chuỗi biến tần module tích hợp Bảng Thông số loại biến tần PV Hình Các loại biến tần PV (a) Tập trung, (b) Chuỗi, (c) Nhiều chuỗi, (d) Module ac tích hợp Hình Hình cho thấy sơ đồ đấu nối PV với biến tần, biến tần (LV) với (MV) qua máy biến áp Trong sơ đồ đấu nối tập trung (Hình 7.a) hệ thống với vài ngàn PV bố trí nhiều mảng (arrays) nhiều chuỗi (strings) đấu nối tập trung vào biến tần Mỗi P(kW) Điện áp vào MPPT (V) Điện áp (V) Tần số (Hz) Tập trung 100500 400-1000 270-400 50, 60 Chuỗi 0.4-5 200-500 110-230 50, 60 2-30 200-800 270-400 50, 60 0.060.4 20-100 110-230 50, 60 Loại biến tần Nhiều chuỗi Module tích hợp Bảng đánh giá loại biến tần theo yếu tố: đặc tính chung, tổn thất cơng suất, chất lượng điện, chi phí Xét mục đánh giá đặc tính chung loại biến tần tập trung có độ tin cậy thấp, tính linh động, hiệu suất MPPT thấp, tính ổn định cao so với loại khác BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Mục tổn thất công suất đánh giá hiệu làm việc biến tần theo yếu tố: khơng tương thích đặc tính PV (do tượng già hóa PV theo thời gian, tượng bóng che, bụi bám, mức độ thơng gió, hiệu suất MPPPT), q trình chuyển mạch, tổn thất ac, tổn thất dc Theo tiêu chí này, biến tần tập trung có tính tương thích nhiều chuỗi PV nối vào biến tần, tổn thất chuyển mạch cao, tổn thất mạch dc cao nhiều chuỗi nối song song, tổn thất mạch ac lại thấp, vị trí đặt máy biến áp gần với biến tần Xét mục chất lượng điện cung cấp, biến tần tập trung có mức biến thiên điện áp dc cao (HH) có nhiều chuỗi nối song song, mức biến thiên điện áp ac thấp, độ cân điện áp cao sơ đồ sử dụng biến tần Điện áp dễ cân bằng, đặc biệt có nhiều biến tần nối song song, trường hợp sơ đồ module tích hợp Do ảnh hưởng yếu tố tổn thất khoảng cách, sụt điện áp, điện áp pha vị trí đấu nối với máy biến áp Tn cân Vì thế, có nhiều biến tần nối song song, cần thiết có điều khiển trung tâm cho nhóm biến tần song song nhằm giảm thiểu mức biến thiên điện áp ac, cải thiện mức cân điện áp pha Bảng Các yếu tố đánh giá loại biến tần PV Ghi chú: H: cao, L: thấp, H-H: cao, L-L: thấp Đặc điểm chung Tổn thất công suất Chất lượng điện Chi phí Độ tin cậy Tính ổn định Tính linh động Hiệu suất MPPT Tính khơng tương thích Chuyển mạch Tổn thất ac Tổn thất dc Biến thiên điện áp ac Biến thiên điện áp dc Mức cân điện áp Lắp đặt Cáp dc Cáp ac Bảo trì Tập trung L H L L Chuỗi H L H H Nhiều chuỗi M M M M Module tích hợp H-H L-L H-H H-H H L L L-L H L H L M L M M M L-L H L-L L H M H-H H-H M H L-L H M L L M H H L H L M M M M M M H-H L-L H H-H So sánh theo mục chi phí với loại biến tần khác nhau, yếu tố chi phí lắp đặt, chiều dài cáp dc ac, chi phí bảo trì, chi phí sử dụng đất, cho Bảng Hình minh họa ưu nhược điểm sơ đồ biến tần khác nhà máy NMĐMTCSL, xét theo mục kể Tóm lại, sơ đồ đấu nối tập trung có ưu điểm bật sau: độ ổn định cao, tổn thất điện ac thấp, biến thiên điện áp ac thấp chi phí lắp đặt bảo trì hợp lý so sánh với sơ đồ khác Sơ đồ chuỗi nhiều chuỗi có nhiều ưu điểm mục đặc điểm chung, nhược điểm chi phí lắp đặt bảo trì cao hơn, số lượng biến tần tăng lên Sơ đồ chuỗi có ưu điểm tương tự sơ đồ nhiều chuỗi quan tâm sử dụng, đặc biệt chuỗi PV lại có góc nghiêng lắp đặt khác BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Hình So sánh ưu- nhược điểm sơ đồ biến tần khác nhà máy NMĐMT-CSL Cho đến nay, thực tế nhà máy NMĐMT-CSL, sơ đồ module tích hợp chưa áp dụng rộng rải, có ưu điểm tính linh hoạt, hiệu suất MPPT, độ tin cậy Tuy vậy, tổn thất điện năng, chất lượng điện tổng chi phí nhược điểm mà nhà đầu tư cần cân nhắc, có ý định áp dụng sơ đồ 3.2 Phân tích số liệu cho nhà máy NMĐMT-CSL vận hành Bảng số liệu 24 nhà máy NMĐMT-CSL thực tế vận hành nước, với phạm vi công suất từ MWp đến 290 MWp, phương diện diện tích đất sử dụng (km2), số PV, công nghệ vật liệu PV, số lượng biến tần PV sử dụng (thiêt bị công ti SMA, ABB, SunPower, Danfoss), loại biến tần Với 17/22 nhà máy sử dụng sơ đồ tập trung cho thấy sơ đồ tập trung thường sử dụng phổ biến, tính khả thi cao số biến tần sử dụng Bảng cho thấy sơ đồ đấu nối nhiều chuỗi dùng, diện tích đất sử dụng tương đương Bảng cho thấy công nghệ vật liệu PV nhà máy PVPP chủ yếu m-Si màng mỏng, với diện tích đất sử dụng nhà máy NMĐMT-CSL với công nghệ màng mỏng lớn gấp hai lần, so với nhà máy NMĐMT-CSL sử dụng cơng nghệ m-Si Ngồi ra, số lượng biến tần sử dụng phụ thuộc vào sơ đồ đấu nối, với sơ đồ nhiều chuỗi sử dụng số lượng lớn biến tần Bảng Số liệu NMĐMT-CSL vận hành Stt NMĐMT Cơng suất (MWp) Diện tích (km2) Số PV (*103) Vật liệu Số lượng biến tần Loại biến tần Korat I 6.0 0.13 29 m-Si 540 M Narbonne 7.0 0.23 95 Thin film 19 C Rapale 7.7 0.49 100 Thin film 900 M Airport, Athens 8.1 0.16 29 m-Si 12 C Saint Amadou 8.5 0.24 113 Thin film 16 C Volkswagen Chattanoga 9.5 0.13 33 m-Si 10 C Masdar 10 0.22 87 m-Si, Thin film 16 C Adelanto 10.4 0.16 46 m-Si 13 C Taean 14 0.30 70 m-Si 28 C 10 Jacksonville 15 0.40 200 Thin film 20 C 11 San Antonio 16.0 0.45 214 Thin film 22 C 12 Cotton Center 18.0 0.58 93 m-Si 36 C 13 Almaraz 22.1 1.2 126 m-Si 6697 M 14 Veprek 35.1 0.83 185 c-Si 3069 M 15 Long Island 37.0 0.80 164 m-Si 50 C 16 Reckahn 37.8 0.98 487 Thin film 43 C 17 Ban Pa-In 44.0 0.80 160 m-Si 61 C 18 Lieberose 71.0 2.2 900 Thin Film 38 C 19 Kalkbult 75.0 1.05 312 m-Si 84 C 20 Eggebek 80.0 1.29 76 m-Si 3200 M 21 Montalto di Castro 85.0 2.83 280 c-Si 124 C 22 Templin 128 2.14 1500 Thin Film 114 C 23 California Valley Ranch 250 6.01 749 c-Si 500 C 24 Agua Caliente 290 9.71 5200 Thin Film 400 C Lấy ví dụ trường hợp nhà máy Veprek, Long Island Reckahn có cơng suất đặt MWp tương đương, 35.1, 37.0 37.8 MWp (Bảng 4) BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Bảng So sánh số liệu NMĐMT-CSL Stt Tên nhà máy Cơng suất đỉnh Diện tích (km2) Số PV Vật liệu Số biến tần Loại biến tần 14 15 Veprek Long Island 35.1 37.0 0.83 0.80 185 000 164 000 c-Si m-Si 3069 50 M C 16 Reckahn 37.8 0.98 487 000 Thin film 43 C Hai nhà máy Veprek Long Island có diện tích đất sử dụng gần nhau, có sơ đồ đấu nối khác nhau, sơ đồ nhiều chuỗi tập trung, PV sử dụng công nghệ vật liệu khác nhau, c- Si m-Si Số lượng biến tần PV sử dụng nhà máy Veprek 3069, nhà máy Long Island 50 So sánh với nhà máy Reckahn sử dụng PV công nghệ màng mỏng theo sơ đồ tập trung với công suất MWp tương đương với nhà máy trên, thấy nhà máy có diện tích đất 20% nhiều so với nhà máy Long Island, số lượng PV gấp lần nhiều hơn, số lượng biến tần khơng khác nhiều Hình 10 So sánh suất chi phí (Euros/kW), hiệu suất (%), mật độ công suất (kW/km2) cho sơ đồ biến tần khác (tập trung, nhiều chuỗi, đa tập trung- multicentral) Hình 11 So sánh diện tích đất sử dụng (km2) số PV sử dụng theo sơ đồ đấu nối NMĐMT-CSL (tập trung, nhiều chuỗi) BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Hình 10 Hình 11 so sánh suất chi phí (Euros/kW), hiệu suất (%), mật độ cơng suất (kW/km2) cho sơ đồ biến tần khác (tập trung, nhiều chuỗi, đa tập trung- multicentral), diện tích đất sử dụng (kW/km2) số PV sử dụng theo sơ đồ đấu nối NMĐMT-CSL (tập trung, nhiều chuỗi) Chi phí đầu tư định việc lựa chon sơ đồ đấu nối, công nghệ vật liệu PV, hiệu suất mong muốn, diện tích đất sử dụng, vị trí giá đất SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI THANH GĨP (COLLECTION GRID TOPOLOGIES) Cho đến có thơng tin sơ đồ đấu nối góp phía điện áp ac dc nhà máy NMĐMT-CSL vận hành Trong phần sau sử dụng thuật ngữ máy phát PV (PV generator) (Hình 12.a)) cho tổ hợp bao gồm nhiều dãy (array) PV, nối đến biến tần máy biến áp đấu nối vào MV 4.1 Sơ đồ hình tia (radial) Hình 12 a) Máy phát PV, b) Sơ đồ đấu nối góp hình tia Hình 12.b) trình bày sơ đồ hình tia, với nhiều máy phát PV nối đến góp chung MV xuất tuyến Phần lớn NMĐMT-CSL dùng sơ đồ tính dơn giản chi phí thấp, độ tin cậy cấp điện thấp Trong trường hợp máy phát PV phía đầu xuất tuyến bị cố cắt ra, chuỗi sau bị ảnh hưởng Một ví dụ cho sơ đồ dùng Công Ty Danfoss với biến tần đấu nối theo sơ đồ nhiều chuỗi, cho NMĐMT-CSL 15 MWp Nhà máy có xuất tuyến 7.5 MW/xuất tuyến, xuất tuyến gồm trạm biến áp 1.5 MVA Phía hạ áp máy biến áp nối đến 88 biến tần nhiều chuỗi nối song song Khi biến tần bị cố, điều không ảnh hưởng nhiếu đến việc sản xuất điện, trạm biến áp bị cố cắt ra, công suất nhà máy 50% 4.2 Sơ đồ mạch vòng (ring) Sơ đồ mạch vịng (Hình 13) có độ tin cấp điện cao hơn, có chi phí độ phức tạp cao Khi máy phát PV mạch vòng bị cố cắt ra, máy phát lại mạch vịng tiếp tục làm việc Một ví dụ cho sơ đồ dùng Công Ty Danfoss với biến tần đấu nối theo sơ đồ nhiều chuỗi, cho NMĐMT-CSL 10 MWp, với 15 trạm biến áp Phía hạ áp máy biến áp nối đến 42 biến tần nhiều chuỗi nối song song Khi biến tần bị cố, phận nhỏ mạch vòng bị ảnh hưởng (dưới 1%), trạm biến áp mạch bị cố cắt ra, công suất nhà máy giảm 6.3% 4.3 Sơ đồ hình (star) Theo sơ đồ này, máy phát PV nối đến góp chung Thơng thường, góp bố trí nằm khoảng nhà máy NMĐMT-CSL để giảm chiều dài cáp nối, bảo đảm tổn thất đồng chúng (Hình 14) BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 Giải pháp có độ tin cậy cao sơ đồ Tuy vậy, việc có xuất tuyến cho máy phát PV làm tăng tổng chi phí Một ví dụ cho NMĐMT-CSL 21 MWp Công Ty Renewable Energy Nam Phi sử dụng sơ đồ này, với trạm biến áp, phía hạ áp biến áp nối tới biến tần loại tập trung Trong trường hợp này, trạm biến áp bị cố, việc sản xuất điện bị ảnh hưởng 14% Khi dùng biến tần nhiều chuỗi, mức độ ảnh hưởng đến sản xuất điện giảm nhiều, vào khoảng 4%, có biến tần bị cố Hình 13 Sơ đồ đấu nối góp mạch vòng a) loại b) loại Bảng tóm tắt phần tử bản, sơ đồ đấu nối, sơ đồ đấu nối nội nhà máy NMĐMT-CSL KẾT LUẬN Trong báo trình bày đặc điểm thành phần cho nhà máy NMĐMT-CSL Ngoài ra, sơ đồ đấu nối nội góp đề cập với chi tiết Các Bảng đến Bảng với ví dụ vận hành thực tế nhà máy NMĐMT-CSL giới cho thấy đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến diện tích đất sử dụng, hiệu suất độ tin cậy lựa chọn thiết kết nhà máy NMĐMT-CSL Từ đánh giá này, rút số kết luận: • Cơng nghệ vật liệu dụng PV định diện tích đất sử dụng dự án nhà máy điện mặt trời Các PV với cơng kích thước nhỏ đặc biệt thích hợp cho NMĐMT-CSL, điều giúp giảm chi phí lắp đặt diện tích đất sử dụng Hiện nay, PV công nghệ vật liệu silic có hiệu suất tốt cơng nghệ màng mỏng sử dụng rộng rải Tuy vậy, công nghệ tế bào lượng mặt trời màng mỏng cải thiện dự kiến có nhiều NMĐMT-CSL sử dụng công nghệ giá thành thấp hơn, so với tế bào mặt trời silic đơn đa tinh thể • Biến tần PV loại tầng với khả cách li điện biến tần lưới điện cơng nghệ ổn định, sử dụng rộng rãi NMĐMT-CSL Biến tần PV loại hai tầng giải pháp tương lai cho NMĐMT-CSL với khả giảm biến thiên điện áp phía dc • Hiệu vận hành NMĐMT-CSL phụ thuộc nhiều vào biến tần PV, biến tần PV sử dụng đáp ứng tiêu chuẩn điện với chức hỗ trợ lưới công suất phản kháng hạn chế Xu hướng phát triển tương lai nhà máy NMĐMT-CSL phải hướng đến việc nhà máy NMĐMT-CSL làm việc nhà máy điện thơng thường khác, khía cạnh hỗ trợ cơng suất tác dụng công suất phản kháng cho hệ thống điện • Sơ đồ đấu nối quan trọng hiệu NMĐMT-CSL Sơ đồ tập trung sử dụng phần lớn NMĐMT-CSL, với ưu điểm đơn giản lắp đặt với số lượng giảm thiểu cho thành phần nhà máy Tuy vậy, hạn chế sơ đồ tập trung hiệu việc điều khiển MPPT điều ảnh hưởng đến sản lượng điện phát nhà máy, tính khơng tương thích đặc tính PV điều kiện xạ mặt trời thay đổi Sơ đồ dạng chuỗi có hiệu suất tổng thể tốt hơn, việc điều khiển MPPT thực độc lập, riêng rẻ chuỗi, số lượng lớn biến tần phải sử dụng độ phức tạp sơ đồ lại nhược điểm 10 BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 • Máy biến áp hai cuộn dây thường sử dụng NMĐMT-CSL nay, với biến tần PV loại tập trung Hiện nay, máy biến áp ba cuộn dây sử dụng nhiều cho phép đấu nối với hai biến tần PV trung tâm, việc điều khiển thực độc lập Trong sơ đồ biến tần nhiều chuỗi, máy biến áp hai cuộn dây thường sử dụng Hình 14 Sơ đồ hình a) loại b) loại • Các sơ đồ đấu nối góp ac mặt tổn thất, độ tin cậy kinh tế trình bày báo, với thực tế sơ đồ hình tia sử dụng nhiều nhà máy, chi phí cáp thấp Dự đốn tương lai, sơ đồ hình tia hay mạch vòng sử dụng rộng rải với giải pháp góp dc, thay góp ac • Tương lai phát triển NMĐMT-CSL phụ thuộc vào giảm giá, giảm kích thước, cải thiện hiệu thành phần (tấm PV, máy biến áp biến tần) Một giá thành phần đạt đến ổn định, sơ đồ đấu nối nội góp mối quan tâm tương lai, khía cạnh chi phí, độ bền, độ tin cậy tính linh hoạt Bảng Tóm tắt thành phần bản, sơ đồ đấu nối, sơ đồ đấu nối nội NMĐMT-CSL Thành phần Tấm PV Biến tần PV Máy biến áp Công nghệ m-Si c-Si Màng mỏng Một tầng (dc-ac) Hai tầng (dc-dc-ac) Cách li hay đấu nối trực tiếp với lưới điện Hai cuộn dây Ba cuộn dây Công nghệ sử dụng nhiều m-Si Màng mỏng Một tầng (dc-ac) Ba cuộn dây Các mối quan ngại Hiệu suất Hiệu suất Chi phí Tính ổn định Tổn thất chuyển mạch Hiệu suất Vấn đề điều khiển Qui định đấu nối (grid codes) Cách li với lưới điện Giá Kích thước Chi phí Cơng suất Sơ đồ đấu nối Sơ đồ đấu nối Sơ đồ đấu nối nội góp Tập trung Hình tia Chuổi Mạch vịng Nhiều chuỗi Hình AC tích hợp Tập trung Hiệu suất Biến thiên điện áp Chi phí lắp đặt Chi phí bảo trì Số liệu chưa đầy đủ Độ tin cậy Tổn thất Chi phí TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ana Cabrera-Tobara,*, Eduard Bullich-Massagu´ea, M`onica Aragăues-Pe~nalbaa, Oriol Gomis-Bellmunta; Topologies for Large Scale Photovoltaic Power Plants; Proceedings of Renewable and Sustainable Energy, November 20, 2015 [2] Soeren Baekhoej Kjaer, Member, IEEE, John K Pedersen, Senior Member, IEEE, and Frede Blaabjerg, Fellow ; A Review of Single-Phase Grid-Connected Inverters for Photovoltaic Modules; IEEE Transactions on Industry Applications, Vol 41, No 5, September/ October 2005 [3] ABB Technical Application Papers No.10 Photovoltaic Plants; http://www04.abb.com/global/seitp/seitp202.nsf/ c71c66c1f02e6575c125711f004660e6/d54672ac6e97a439c12577ce003d8d84/$FILE/Vol.10.pdf BẢN TIN HỘI ĐIỆN LỰC MIỀN NAM - THÁNG / 2019 11 ... thấy công nghệ vật liệu PV nhà máy PVPP chủ yếu m-Si màng mỏng, với diện tích đất sử dụng nhà máy NMĐMT-CSL với công nghệ màng mỏng lớn gấp hai lần, so với nhà máy NMĐMT-CSL sử dụng công nghệ m-Si... trung, PV sử dụng công nghệ vật liệu khác nhau, c- Si m-Si Số lượng biến tần PV sử dụng nhà máy Veprek 3069, nhà máy Long Island 50 So sánh với nhà máy Reckahn sử dụng PV công nghệ màng mỏng theo... NMĐMT-CSL Thành phần Tấm PV Biến tần PV Máy biến áp Công nghệ m-Si c-Si Màng mỏng Một tầng (dc-ac) Hai tầng (dc-dc-ac) Cách li hay đấu nối trực tiếp với lưới điện Hai cuộn dây Ba cuộn dây Công nghệ