Khảo sát, đánh giá và đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng trên lưới điện phân phối tại thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THANH CẨN KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2021 i   Cơng trình được hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU     Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS HUỲNH QUỐC VIỆT      Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS LÊ VĂN ĐẠI       Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM  ngày 23  tháng 01 năm 2021.  Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:  (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)  1. PGS.TS. Hồ Văn Nhật Chương  2. TS. Nguyễn Nhật Nam  3. TS. Huỳnh Quốc Việt  4. TS. Lê Văn Đại  5. PGS.TS Vũ Phan Tú  Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên  ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).  CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ       PGS.TS Hồ Văn Nhật Chương    ii   ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA   CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc    NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Thanh Cẩn                                    MSHV:1870007   Ngày, tháng, năm sinh: 17/04/1994                              Nơi sinh: Khánh Hòa  Chuyên ngành: Kỹ thuật điện                                       Mã số : 8520201  I TÊN ĐỀ TÀI : KHẢO SÁT, ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI TẠI TP HỒ CHÍ MINH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và các tiêu chuẩn liên quan chất lượng điện năng  Đo đạc, phân tích và đánh giá chất lượng điện năng trên lưới phân phối Tp.  Hồ Chí Minh  Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng điện năng trên  lưới phân phối Tp. Hồ Chí Minh  Đánh giá giải pháp một số hiện tượng chất lượng điện năng bằng phần mềm  ETAP III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 24/02/2020.  IV NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2020.  V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS. VÕ NGỌC ĐIỀU  Tp. Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 08  năm 2020  CÁN BỘ HƯỚNG DẪN      (Họ tên và chữ ký)  CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO                                                (Họ tên và chữ ký)      PGS. TS. VÕ NGỌC ĐIỀU  TRƯỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ (Họ tên và chữ ký)  iii   LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, tơi xin chân thành cám ơn thầy Võ Ngọc Điều đã tận tình chỉ dẫn, giúp  đỡ và cung cấp cho tơi những tài liệu vơ cùng q giá trong q trình thực hiện luận  văn của mình.  Xin chân thành cám ơn Q thầy cơ Khoa Điện-Điện Tử trường Đại học Bách  Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tơi những kiến  thức trong q trình tơi học tập tại đây.  Xin chân thành cám ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, tạo mọi  điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình học tập và thực hiện luận văn.  Trong thời gian thực hiện luận văn dù đã cố gắng nhưng vẫn khơng thể tránh  khỏi sai sót, mong Q thầy cơ góp ý, bổ sung cho luận văn của mình.  Xin chân thành cám ơn.                                    iv   TĨM TẮT LUẬN VĂN Trong cơng cuộc cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước như hiện nay, điện  năng chính là một trong những nguồn lực để thực hiện nhiệm vụ này. Chính vì vậy,  các vấn đề về chất lượng điện năng ngày càng được quan tâm cùng với ý thức của  khách hàng ngày càng rõ hơn về tác động của chất lượng điện năng đến q trình sản  xuất và sử dụng điện. Với vị thế là một trong những thành phố lớn của đất nước, thành  phố Hồ Chí Minh càng chú trọng đến vấn đề này.   Luận văn này thực hiện đánh giá chất lượng điện năng trên lưới điện phân phối  Thành phố Hồ Chí Minh thơng qua việc đo đạc các thơng số liên quan đến điện áp và  sóng hài tại một số điểm trên địa bàn như Khu Cơng Nghệ Cao, Khu Chế Xuất…, kết  hợp với đối chiếu với các tiêu chuẩn hiện nay để đánh giá thực trạng. Từ đó, đề xuất  một số giải pháp để cải thiện vấn đề về chất lượng điện năng trên lưới điện phân phối  tại Thành phố Hồ Chí Minh.  ABSTRACT    In  the  process  of  industrialization  and  modernization  of  the  country  today,  electricity  is  one  of  the  resources  to  perform  this  task.  As  a  result,  power  quality  concerns  are  increasingly  concerned  with  customers'  awareness  of  the  impact  of  power quality on the production and use of electricity. With its status as one of the  country's major cities, Ho Chi Minh City pays more attention to this issue.  This thesis assesses the quality of electricity on the distribution grid of Ho Chi Minh  City through measuring the voltage and harmonics related parameters at some points  in  the  area  such  as  Hi-Tech  Park,  Export  Processing  Zone  ,  combined  with  comparison  with  current  standards  to  assess  the  current  situation.  Since  then,  proposing  a  number  of  solutions  to  improve  the  power  quality  problem  on  the  distribution grid in Ho Chi Minh City.            v   LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết  quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kì cơng trình  nào khác.  Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được  cảm ơn và thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.  Học viên thực luận văn                                                                                           (Ký và ghi rõ họ tên)                                                                                                                                                                                            LÊ THANH CẨN                                      vi   DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Dao động cơng suất   8 Hình 2.2 Sơ đồ điều khiển kích từ máy phát điện   9 Hình 2.3 Cấu trúc điển hình và đặc tính V-I của SVC   12 Hình 2.4 BTĐA ngắn hạn   14 Hình 2.5 Phân loại các hiện tượng chất lượng điện áp (IEEE1159-1995)  . 14 Hình 2.6 SAG khơng hình chữ nhật  . 15 Hình 2.7 Ngắn mạch trong hệ thống điện gây BTĐA ngắn hạn   16 Hình 2.8 SAG do ngắn mạch  . 17 Hình 2.9 SAG do khởi động động cơ   17 Hình 2.10 SAG do đóng điện máy biến áp   18 Hình 2.11 Cấu hình đặc trưng của bộ cấp nguồn thiết bị điện tử   19 Hình 2.12  a) Sử dụng nguồn dự phịng b) Kết hợp UPS và MBA cộng hưởng sắt từ    21 Hình 2.13  Dynamic Voltage restore (DVR)   22 Hình 2.14 Đặc tính chịu điện áp CBEMA và ITIC.   23 Hình 2.15  Một số dao động điện áp   24 Hình 2.16 Độ lệch điện áp hình chữ nhật với d=∆ / =40% tần số 8.8Hz   25 Hình 2.17 Đặc tính V-I của hồ quang và DĐĐA đầu cực lị hồ quang   26 Hình 2.18 Dao động điện áp tại đầu thanh góp của một trang trại gió   27 Hình 2.19 Ổn định điện áp cho phụ tải nhạy cảm dùng DVR và STATCOM  . 28 Hình 2.20 Quan hệ từ thơng và dịng từ hóa lõi thép   33 Hình 2.21  Quan hệ từ thơng và dịng từ hóa khi có hiện tượng từ trễ   34 Hình 2.22 Dạng sóng và phổ đặc trưng của bộ chỉnh lưu một pha  36 Hình 2.23 Dạng sóng dịng điện chỉnh lưu 12 tia   37 Hình 2.24 Sơ đồ tương đương của SVC điều khiển bởi Thyristor   38 Hình 2.25 Cộng hưởng song song tại điểm đấu nối chung   45 Hình 2.26 Cộng hưởng nối tiếp   45 Hình 2.27 Tác động của cuộn kháng đối với dạng sóng và THD   47 Hình 2.28  Bộ lọc thụ động song song   48 vii   Hình 2.29 Sơ đồ nguyên lý bộ lọc chủ động   49 Hình 2.30 Bộ lọc chủ động song song  50 Hình 2.31 Bộ lọc chủ động nối tiếp  . 50 Hình 2.32 Bộ lọc chủ động lai  . 51 Hình 3.1 Minh họa hệ thống thu thập dữ liệu chất lượng điện năng  . 55 Hình 3.2 Thiết bị đo Fluke 435-II   56 Hình 3.3 Điểm đo tại trạm Phát Triển thuộc Khu Cơng Nghệ Cao  . 58 Hình 3.4 Điểm đo trạm Dân cư Hồn Cầu 2 thuộc Khu chế xuất Tân Thuận  . 59 Hình 3.5 Điểm đo tại trạm Văn Phịng PC Sài Gịn   60 Hình 3.6 Đo tại điểm đo Văn Tần 6  . 60 Hình 3.7 Dạng sóng điện áp và dịng điện tại điểm đo Văn Phịng PC Sài Gịn   61 Hình 3.8 Dạng sóng điện áp và dịng điện tại trạm Văn Tần 6  . 62 Hình 3.9 Dạng sóng điện áp và dịng điện trạm Phế Binh 1A  . 63 Hình 3.10 Dạng sóng điện áp và dịng điện trạm Dân cư Hồn Cầu 2   64 Hình 3.11 Dạng sóng dịng điện tại điểm đo khu Cơng Nghệ Cao  . 65 Hình 4.1 Giao diện cơ bản phần mềm ETAP  . 71 Hình 4.2 Sơ đồ đơn tuyến Kênh B  . 72 Hình 4.3 Dạng SAG điện áp khi khởi động động cơ tại thanh cái Bus 11   73 Hình 4.4 Giá trị dịng khởi động khi khởi động động cơ   74 Hình 4.5 Điện áp tại thanh cái bus 11 khi động cơ nối tiếp cuộn kháng  . 75 Hình 4.6 Đồ thị dịng mở máy  . 75 Hình 4.7 So sánh điện áp trước và sau khi đặt cuộn kháng   76 Hình 4.8 Lưới mơ phỏng có đặt bộ hạn dịng FCL  . 77 Hình 4.9 Ảnh hưởng FCL đến dịng ngắn mạch   78 Hình 4.10  Bộ lọc thụ động đơn   79 Hình 4.11  Lưới mơ phỏng tác động bộ lọc sóng hài thụ động  . 80 Hình 4.12 Phổ dạng sóng điện áp  81 Hình 4.13 Phổ điện áp sau khi gắn bộ lọc   82 Hình 4.14 So sánh THDV giữa khơng có bộ lọc và có bộ lọc  . 82 Hình 4.15 Lưới điện có nguồn mặt trời bus 4  . 83 viii   Hình 4.16 So sánh tác động của nguồn DG đối với điện áp   84                                                        ix   DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tóm tắt các hiện tượng chất lượng điện năng theo tiêu chuẩn IEEE 11591995   4 Bảng 2.2 Mức nhấp nháy điện áp   30 Bảng 2.3 Tiêu chuẩn EN50610 : Giới hạn Uh tại điểm cấp điện   52 Bảng 2.4 Yêu cầu về dạng sóng điện áp  . 52 Bảng 3.1 Kết quả đo chất lượng điện năng trạm Văn Phòng PC Sài Gòn  . 61 Bảng 3.2 Kết quả đo chất lượng điện năng trạm Văn Tần 6   62 Bảng 3.3 Kết quả đo chất lượng điện năng trạm Phế Binh 1A  . 63 Bảng 3.4 Kết quả đo chất lượng điện năng trạm Dân cư Hồn Cầu 2   65 Bảng 3.5 Kết quả đo chất lượng điện năng trạm Phát Triển Cơng Nghệ Cao  . 66 Bảng 4.1 Thơng số đường dây  . 72 Bảng 4.2 Kết quả điện áp tại các nút trước và sau khi khởi động động cơ   73 Bảng 4.3 Kết quả điện áp tại các nút khi khởi động thông qua cuộn kháng nối stator    74 Bảng 4.4 Kết quả chạy mơ phỏng trước khi có FCL   77 Bảng 4.5 Kết quả chạy mô phỏng sau khi lắp FCL   78 Bảng 4.6 Kết quả mơ phỏng sóng hài chưa lắp bộ lọc   81 Bảng 4.7 Kết quả mơ phỏng với bộ lọc thụ động   81 Bảng 4.8 Kết quả mô phỏng tác động của nguồn DG   83 Bảng 4.9 Kết quả mơ phỏng tổn thất khi có nguồn DG   84 Bảng 4.10 Kết quả mơ phỏng sóng hài khi có nguồn DG  . 85 Luận văn thạc sỹ                                         76      Hình 4.7 So sánh điện áp trước sau đặt cuộn kháng  Đánh giá kết quả:   Dựa vào hình 4.7 kết hợp với đồ thị dịng mở máy của động cơ trước và sau khi  gắn cuộn kháng. Mơ phỏng đã cho thấy được hiệu quả của giải pháp nối tiếp cuộn  kháng phía stator khi khởi động động cơ cơng suất lớn. Độ sụt giảm điện áp đã được  cải thiện rõ rệt, dịng mở máy cũng nhỏ hơn từ ≈ 6 lần đối với khởi động trực tiếp đã  giảm xuống cịn 3.94 lần khi khởi động cùng cuộn kháng. Khởi động trực tiếp chỉ áp  dụng cho động cơ có cơng suất nhỏ.   4.2.2 Đánh giá giải pháp giảm dòng ngắn mạch sử dụng hạn dòng FCL   Ngắn mạch là ngun nhân chính dẫn đến sụt áp ngắn hạn trong lưới điện. Nhằm  khắc phục hạn chế của kháng điện trong lưới điện vận hành và tận dụng các ưu điểm  của kháng điện trong khi lưới điện có ngắn mạch thiết bị hạn chế dịng ngắn mạch  (FCL- Fault Current Limiter) ra đời. FCL là loại thiết bị có trở kháng tự động thay  đổi, ở trạng thái vận hành bình thường, tổng trở của thiết bị nhỏ hoặc khơng đáng kể  để tổn hao trên thiết bị là nhỏ nhất. Khi xuất hiện sự cố trong lưới điện, trở kháng của  thiết bị tăng lên rất nhiều lần, nhằm tăng trở kháng ngắn mạch của lưới điện và giảm  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         77    dịng sự cố. Hiện nay, có rất nhiều loại FCL, có thể phân loại như sau: FCL siêu dẫn  và FCL khơng siêu dẫn.    Một số loại FCL khơng siêu dẫn bao gồm FCL lõi bão hịa, FCL trạng thái rắn,  FCL siêu dẫn dạng điện trở, FCL siêu dẫn cảm ứng hoạt động giống như máy biến  áp  và  cuộn  dây  thứ cấp  siêu dẫn  ngắn,  FCL siêu dẫn  cầu sử  dụng cầu  diode  hoặc  thryistor.    Khi lựa chọn FCL, chúng ta cần quan tâm đến dịng làm việc lớn nhất IL, u  cầu giảm dịng ngắn mạch tỉ lệ thuận với độ sụt áp trên FCL khi sự cố. Để đánh giá  mơ phỏng tác động của FCL trong giảm dịng ngắn mạch, mơ phỏng được thực hiện  với các thơng số điện áp nguồn 22kV, dịng tải làm việc lớn nhất IL=600A, dịng ngắn  tối đa 25kA, u cầu giảm dịng ngắn mạch 50% ILim=12.5kA. Ta tính được các thơng  số sau:  Tổng trở ngắn mạch hệ thống:  Z S  Dòng ngắn mạch giảm:  CR  VS 3.I P 22  0.51       3.25         (4.1)  I P  I Lim  50%       IP            (4.2)  CR  0.51       CR            (4.3)  Tổng trở cuộn kháng:  Z FCL  Z S Trong mơ phỏng này, FCL được đặt sau thanh cái C41 22kV như hình 4.8 và sự cố  tại Bus 2.    Hình 4.8 Lưới mơ có đặt hạn dịng FCL  Kết quả mơ phỏng dịng ngắn mạch trường hợp chưa có bộ hạn dịng FCL Bảng 4.4 Kết chạy mơ trước có FCL  Sự cố Ngắn mạch pha HVTH: Lê Thanh Cẩn  Dòng cố (kA) Dòng trước cố (A) 9.7 113.7   CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         78    Ngắn mạch pha 11.2 Ngắn mạch pha 8.5 Ngắn mạch pha chạm đất 10.7 Kết quả mơ phỏng dịng ngắn mạch khi lắp cuộn kháng hạn dịng FCL.  Bảng 4.5 Kết chạy mơ sau lắp FCL  Sự cố Dịng cố (kA) Ngắn mạch pha 7.25 Ngắn mạch pha 7.9 Ngắn mạch pha 6.27 Ngắn mạch pha chạm đất 7.7 Dòng trước cố (A) 113.7   Hình 4.9 Ảnh hưởng FCL đến dịng ngắn mạch  Đánh giá kết quả:   Với việc mơ phỏng trường hợp ngắn mạch ở lưới mơ phỏng như hình 4.8 sự cố  ngắn mạch tại Bus 2 với hai trường hợp có lắp bộ hạn dịng (Z=0.51Ohm) và khơng  lắp cuộn kháng hạn dịng ta có giá trị dịng ngắn mạch với các dạng sự cố trong bảng  4.4 và 4.5 cho thấy được giá trị các dịng ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 1 pha, ngắn  mạch hai pha, ngắn mạch hai pha chạm đất đã giảm hơn so với trước khi chưa đặt bộ  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         79    hạn dịng FCL. Từ đó, cho thấy được khả năng hạn dịng ngắn mạch hiệu quả. Mơ  phỏng trên chỉ đánh giá tác động của bộ FCL đối với giảm dịng ngắn mạch, tùy vào  loại FCL và cơng nghệ của bộ FCL đó mà các thơng số khác được tính tốn thêm.  4.2.3 Đánh giá giải pháp sóng hài sử dụng lọc thụ động Bộ lọc thụ động đã trở thành biện pháp tiềm năng trong việc giảm thiểu sóng  hài của hệ thống điện. Bộ lọc này có một số cấu trúc khác nhau trong đặc tính đáp  ứng tần số. Trong thực tế việc kết hợp liên kết nhiều bộ lọc để đạt được mục tiêu cụ  thể cho việc lọc sóng hài. Các bộ lọc sóng hài ngồi chức năng giảm thiểu sóng hài  cịn cho phép bù lượng cơng suất phản kháng cho lưới điện. Các bộ lọc sóng hài thụ  động có ưu điểm là giá tiền phù hợp và dễ bảo dưỡng sửa chữa nên thường được sử  dụng phổ biến hơn các bộ lọc khác.  Bộ lọc thụ động LC bù ngang được thiết kế dựa trên ngun lý cộng hưởng. Bộ  lọc được điều chỉnh cộng hưởng với một tần số nào đó, khi đó bộ lọc sẽ trở thành  đường  dẫn  trở  kháng  thấp  cho  những  sóng  hài  nhất  định.  Thơng  thường  hệ  thống  thường sử dụng bộ lọc bậc 5 và bậc 7 bởi vì có tỉ lệ cao nhất trong các bậc sóng hài,  việc giảm sóng hài bậc 5 và bậc 7 sẽ làm giảm các bậc sóng hài khác trong phổ sóng  hài. Trong bài mơ phỏng này, luận văn sử dụng bộ lọc sóng hài đơn.   Để thiết kế bộ lọc này, điện áp định mức của tụ Vcap phải lớn hơn điện áp thanh  cái để ngăn ngừa ảnh hưởng của dịng sóng hài làm đánh thủng tụ bù do tăng nhiệt  độ.  Cấu hình bộ lọc thụ động đơn được thể hiện trong hình 4.10.    Hình 4.10 Bộ lọc thụ động đơn   HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         80    Giá trị dung kháng của bộ lọc XC được xác định theo phương trình sau :  XC  (Vcap )    kVar filter         (4.4)  Trong đó, Vcap là điện áp định mức của tụ,  kVar filter là dung lượng của bộ tụ. Khi  đó, dung kháng của bộ tụ được xác định theo phương trình:  C      2 fX C         (4.5)  Trong đó,  f  là tần số cơ bản, giá trị điện kháng của bộ lọc được xác định theo cơng  thức:  L      (2 f ) (rh)2 C       (4.6)  Trong đó, h là hệ số sóng hài bộ lọc, r là hệ số thực nghiệm nhỏ hơn 1, rh là giá trị  nhỏ hơn một chút so với tần số sóng hài liên quan. Chính hệ số này làm giảm khả  năng xảy ra cộng hưởng khơng mong muốn chẳng may xảy ra nếu có sự thay đổi của  thơng số hệ thống. Giá trị r này thường đối với bậc 5 là 0,94. Điện trở của bộ lọc được  dựa trên hệ số chất lượng Q. Hệ số chất lượng được giải thích bằng phương trình sau:  Q LC       R       (4.7)  Luận văn thực hiện mơ phỏng với các thơng số nhập vào phần mềm ETAP, với hệ số  chất lượng Q=40, dịng sóng hài bậc 5, 7 lần lượt là 64A và 22A. Các thơng số được  tính tốn và cho kết quả mơ phỏng như sau:    Hình 4.11  Lưới mơ tác động lọc sóng hài thụ động  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         81    Bảng 4.6 Kết mơ sóng hài chưa lắp lọc  Bus Điện áp kV THDV Bus 1  22.01  3.44%  Bus 2  21.94  4.3%  Bus 3  21.93  4.46%  Bus 4  21.92  4.54%  Bus 5  21.91  4.54%  Bus 6  21.91  4.54%  Bus 7  21.91  4.54%    Hình 4.12 Phổ dạng sóng điện áp    Tiến hành chạy mơ phỏng với bộ lọc sóng hài bậc 5, 7 được lắp vào bus 4 là  nguồn phát sinh sóng hài. Kết quả được thể hiện trong bảng 4.7.   Bảng 4.7 Kết mô với lọc thụ động  Bus Điện áp kV THDV Bus 1  22.00  1.41%  Bus 2  21.95  1.76%  Bus 3  21.94  1.83%  Bus 4  21.93  1.86%  Bus 5  21.93  1.86%  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         82    Bus 6  21.93  1.86%  Bus 7  21.93  1.86%    Hình 4.13 Phổ điện áp sau gắn lọc    Hình 4.14 So sánh THDV khơng có lọc có lọc  Đánh giá kết quả:   Với mơ phỏng thực hiện bộ lọc sóng hài thụ động bậc 5, 7 tại thanh cái Bus 4  nơi nguồn sóng hài phát sinh. Kết quả cho thấy giá trị THD khi lắp bộ lọc thụ động  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         83    đã giảm một cách đáng kể so với trường hợp khơng dùng bộ lọc. Ngồi ra, cịn có thể  thấy giá trị điện áp tại các nút cũng tăng lên khi hệ số cơng suất được cải thiện khi  lắp thêm bộ lọc. Từ đó, ta thấy được hiệu quả của bộ lọc thụ động trong vấn đề khắc  phục sóng hài trên lưới.   4.2.4 Đánh giá tác động nguồn phân tán lưới phân phối (Điện mặt trời)   Nguồn phân tán có thể tác động đáng kể lên sự phân bố cơng suất, cấu hình điện  áp, hệ thống bảo vệ và chất lượng điện năng của khách hàng và nhà cung cấp điện.  Để thấy được tác động của nguồn phân tán (điện mặt trời) đối với lưới điện. Mơ phỏng  tác động lưới điện có nguồn điện mặt trời như hình 4.14.    Hình 4.15 Lưới điện có nguồn mặt trời bus 4  Khi có nguồn mặt trời lắp vào lưới, nguồn phân góp phần cải thiện độ tin cậy  hệ thống điện phân phối. Vị trí tối ưu của nguồn phân tán có thể cái thiện giảm tổn  thất điện năng và nâng cao điện áp của hệ thống. Với nguồn mặt trời cơng suất 5 MW  Bảng 4.8, 4.9 thể hiện điện áp và tổn thất của lưới mơ phỏng trước và sau khi có lắp  nguồn phân tán.  Bảng 4.8 Kết mô tác động nguồn DG  Bus Khơng có DG Có DG Bus 1  22 kV  22 kV  Bus 2  21.981 kV  21.982 kV  Bus 3  21.977 kV  21.979 kV  Bus 4  21.976 kV  21.978 kV  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         84    Bus 5  21.972 kV  21.974 kV  Bus 6  21.97 kV  21.972 kV  Bus 7  21.969 kV  21.971 kV    Hình 4.16 So sánh tác động nguồn DG điện áp  Bảng 4.9 Kết mơ tổn thất có nguồn DG  Từ Bus Khơng nguồn DG Có nguồn DG (kW+jkVar) (kW+jkVar) Đến Bus Bus 1  Bus 2  0.81+j1.63  0.681+j1.37  Bus 2  Bus 3  0.112+j0.226  0.092+j0.184  Bus 3  Bus 4  0.048+j0.096  0.038+j0.077  Bus 4  Bus 5  0.09+j0.18  0.09+j018  Bus 5  Bus 6  0.025+j0.051  0.025+j0.051  Bus 6  Bus 7  0.007+j0.014  0.007+j0.014  Tuy nhiên, do có các bộ chuyển đổi inverter tạo ra dịng khơng thuần sin vào  lưới và gây ra sự méo dạng sóng hài. Bảng 4.10 thể hiện kết quả sóng hài dưới tác  động của nguồn DG.  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         85    Bảng 4.10 Kết mơ sóng hài có nguồn DG  Bus THDv khơng có nguồn DG (%) THDv có nguồn DG (%) Bus 1  0  0.138  Bus 2  0  0.139  Bus 3  0  0.15  Bus 4  0  0.15  Bus 5  0  0.151  Bus 6  0  0.151  Bus 7  0  0.151  Đánh giá kết quả: Qua kết quả mơ phỏng, cho thấy tác động của nguồn phân tán (điện mặt trời) như  sau:   Khi có nguồn phân tán trên lưới, điện áp tại các bus được nâng lên một cách  rõ rệt, giúp cải thiện điện áp. Tổn thất điện năng cũng được giảm đối với các bus phía  trước vị trí đặt nguồn phân tán. Việc lựa chọn vị trí tối ưu đặt nguồn phân tán giúp  cải thiện được chất lượng điện áp và giảm tổn thất cho lưới.   Tuy nhiên, do sử dụng các bộ inverter cho nên cũng là ngun nhân góp phần  sinh ra sóng hài trên lưới điện.   Khi có sự cố ngắn mạch xảy ra, nguồn phân tán đóng góp thêm dịng ngắn  mạch vào lưới, giúp giảm điện áp bị sụt ở thanh cái nối chung.                  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         86    Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN   Với tốc độ phát triển của kinh tế nhanh như hiện nay thì nhu cầu tiêu thụ điện  ngày càng lớn. Các thiết bị điện ngày càng hiện đại địi hỏi chất lượng điện năng cũng  ngày càng khắt khe hơn. Vì vậy, việc đảm bảo cung cấp điện một cách đầy đủ, ổn  định cả về chất lượng và độ tin cậy phải ngày càng được quan tâm nhiều hơn.    Với đề tài “Khảo sát, đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới phân phối Tp Hồ Chí Minh” đã trình bày cơ sở lý thuyết của  các hiện tượng điển hình của chất lượng điện năng bao gồm định nghĩa, thơng số, tác  động, ngun nhân và các tiêu chuẩn liên quan. Từ đó, cũng đưa ra các giải pháp khắc  phục trên cơ sở lý thuyết để nâng cao chất lượng điện áp, sóng hài trong hệ thống  điện. Kết hợp với đo đạc số liệu thực tế tại các khu vực khác nhau với thành phần phụ  tải đặc trưng để có thể nhìn nhận được chất lượng điện năng tại lưới Tp. Hồ Chí Minh  so với các tiêu chuẩn hiện hành. Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao chất lượng  điện năng.    Qua đề tài trên, ta thấy được tầm quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện  năng cung cấp cho khách hàng, góp phần phát triển kinh tế xã hội và nâng cao đời  sống tinh thần.  5.2 KIẾN NGHỊ   Do hạn chế về mặt thời gian, mặt dù cịn nhiều tiềm năng phát triển nghiên cứu  nhưng luận văn chỉ tạm thời dừng lại mức đánh giá sơ bộ về tình hình chất lượng điện  năng trên lưới điện phân phối Tp. Hồ Chí Minh. Kết quả đo đạc tại một số điểm vẫn  chưa đánh giá hết được tình hình chất lượng điện năng trên địa bàn thành phố. Bài  tốn nghiên cứu về chất lượng điện năng là một bài tốn lớn, mang tính tương lai khi  sự phát triển của cơng nghệ, ứng dụng của lưới điện thơng minh và thị trường điện  càng phát triển. Hướng phát triển của đề tài trong tương lai là xây dựng được nhiều  mơ hình hơn, khảo sát đầy đủ các mặt của chất lượng điện năng để ngày càng đáp  ứng nhu cầu của khách hàng, mở rộng ra các bài tốn khác trong vận hành lưới điện.    HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         87    TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thông tư 30/2019/TT-BCT Sửa đổi một số điều của Thông tư 25/2016/TT-BCT  Quy định hệ thống điện truyền tải và Thông tư 39/2015/TT-BCT Quy định hệ  thống điện phân phối của Bộ Công Thương.  [2] Angelo Baggini (2008) Handbook Power Power Quality, John Wiley & Sons  Ltd.  [3] 1159-2009 IEEE Recommended Practice for Monitoring Power Quality, IEEE,  2009. Available: https://standards.ieee.org/findstds/standard/1159-2009.html.  [4] C. Chang, Y. Zhemin (2004) “Distributed mitigation of voltage sag by optimal  placement  of  series  compensation  devices  based  on  stochastic  assessment”,  IEEE Transaction on Power Systems, Vol. 19, No. 02, pp. 788–795.  [5]  V.  C. R. Devaraju,  V. C. Veera Reddy, M. V. Kumar  (2010) “Performance of  DVR  under  different  voltage  sag  and  swell  conditions”,  ARPN  Journal  of  Engineering and Applied Sciences, Vol. 5, No. 10, pp. 56–64.  [6] Task Force on Harmonics Modeling and Simulation Harmonics Working Group  (1998)  Tutorial  on  Harmonics  Modeling  and  Simulation,  IEEE  Power  Engineering Society.  [7]  Math  H.J.  Bollen,  Understanding  Power  Quality  Problems,  Voltage  Sags  and  Interruptions, IEEE Press, 2000 [8] P. Kundur, Power System Stability and Control, Mc Graw-Hill, Inc.  [9] J. Schlabbach, D. Blume, T. Stephanblome, Voltage Quality in Electrical Power  Systems,  The  Institution  of  Engineering  and  Technology,  London,  United  Kingdom, 2000.  [10] Power System Stability and Control (2006), Leonard L. Grigsby, CRC Press.  [11] IEC 61000-4-7 (1991), Electromagnetic Compatibility (EMC), Part 4: Limits,  Section 7: General guide on harmonics and inter-harmonics measurements and  instrumentation for power supply systems and equipment connected thereto.  [12]  Power  System  Harmonics,  Second  Edition,  J.  Arrillaga,  N.R.  Watson,  2003,  John Wiley & Sons, Ltd ISBN: 0-470-85129-5.  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         88    [13] Dynamics and Control of Electric Power Systems, Lecture 227-0528-00, ITET  ETH  Goran  Andersson,  EEH  -  Power  Systems  Laboratory,  ETH  Zurich,  February 2012.  [14] Ahang L. D., Bollen M., Characteristics of voltage dips (sags) in power systems.  IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 15, no. 2, pp. 827–832, 2000.  [15] Bollen M. H. J., Ongoing standard work  on statistical presentation of  voltage  dips. Discussion in the CIGRE Working Group.  [16] IEC 61000-2-8, Voltage dips and short interruptions on public supply systems  with statistical measurement results.  [17]  CIGRE  SC-14,  WG  14.25  (1997)  Harmonic  cross-modulation  in  HVdc  transmission, HVdc colloquium, Johannesburgh.  [18] IEEE Standard 1366, Guide for electric power distribution reliability indices.  [19] EN 50160, Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution  networks.  [20]  Das  J.  C.,  Power  System  Analysis:  Short-Circuit,  Load  Flow  and  Harmonic,  Marcel Dekker, NewYork, 2002.  [21] Taylor C. W., Power System Voltage Stability, McGraw-Hill, New York, 1994.  [22] Yong Hua Song, Johns A. T., Flexible ac transmission systems (FACTS), IEE  Press, Stevenage, 1999.  [23] Ashmole P., Quality of supply – voltage fluctuations. Part 2. Power Engineering  Journal, April, pp. 108–117, 2001.  [24] IEC 868, Flickermeter. Functional and design specifications, 1986.  [25]  IEC61000-4-15(1997-11),  Electromagnetic  Compatibility  (EMC)-Part  4:  Testing  and  measurement  techniques-Section  15:Flickermeter-Functional  and  design specifications.  [26]  Hernandez  A.,  Mayordomo  J.  G.,  Asensi  R.,  Beites  L.  F.,  A  new  frequency  domain  approachfor  flicker  evaluation of  arc furnaces. IEEE  Transactions  on  Power Delivery, vol.18, no.2, pp. 631–638, 2003.  HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         89    [27] Hanzelka Z. et al., Comparative tests of flicker meters. Proceedings of CIRED.  17th International Conference on Electricity Distribution, Barcelona Spain, 12– 15 May2003. TechnicalReports, Session 2, Paper no. 25, pp. 1–5.  [28]  Garcia-Cerrada  A.,  Garcia-Gonzalez  P.,  Collantes  R.,  Gomez  T.,  Anzola  J,  Comparison  of  thyristor-controlled  reactors  and  voltage-source  inverters  for  compensation of flicker caused by arc furnaces. IEEE Transactions on Power  Delivery, vol. 15, no. 4, pp. 1225–1231, 2000.  [29]  Zezelenko  I.W.,  Harmonics  in  power  system  supplying  industrial  loads,  Elektroatomizdat, Moscow, 1994 (in Russian).  [30]  Xu  Wilsun,  Liu  Xian,  Liu  Yilu,  An  investigation  on  the  validity  of  powerdirection  method  for  harmonic  source  determination.  IEEE  Transactions  on  Power Delivery, vol. 18, no. 1, 2003.  [31]  Shepherd  W.,  Zakikhani,  P.,  Energy  flow  and  power  factor  in  non-sinusoidal  circuits, Cambridge University Press, New York.  [32] Purkayastha I., Savoce P. J., Effect of harmonics on power measurement. IEEE  Transactions on Industry Applications, vol. 26, no. 5, 1990.  [33] Giese RF. Fault Current Limiters A Second Look. Paris, FR: Argonne National  Laboratory ; 1995.  [34]  Fault  Current  Limiter  Selection  Considerations  For  Utility  Engineers,  K.  Tekletsadik,  P.Lubicki, S.Nickerson, J.Ludlum, P.Murphy  Applied Materials,  Inc., U.S.A.  [35] Single-tuned Passive Harmonic Filter Design Considering Variances Of Tuning  And Quality Factor, Young-Sik Cho & Hanju Cha.  [36] Various Passive Filter Designs Proposed for Harmonic Extenuationin Industrial  Distribution  Systems,  Devan  Junesco,  Shahad  Al-Youif,  Mohannad  Jabbar  Mnati, Mohammad Ali Tofigh.          HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  Luận văn thạc sỹ                                         90    LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ và tên: LÊ THANH CẨN  Ngày, tháng, năm sinh: 17/04/1994        Nơi sinh: Khánh Hịa  Số điện thoại: 0982840713  Email: ltcan79@gmail.com    Q TRÌNH ĐÀO TẠO Từ năm 2012-2017: Học Đại học tại trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.  Từ năm 2018-đến nay: Học Cao học tại trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh.  Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ năm 2017-đến nay: cơng tác tại Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Tp. Hồ Chí  Minh.     HVTH: Lê Thanh Cẩn    CBHD: PGS. TS. Võ Ngọc Điều  ...  Nghiên cứu cơ sở lý thuyết,? ?các? ?tiêu chuẩn liên quan đến? ?chất? ?lượng? ?điện? ? năng.    Đo đạc,? ?phân? ?tích,? ?đánh? ?giá? ?chất? ?lượng? ?điện? ?năng? ?trên? ?địa bàn? ?Thành? ?phố? ?Hồ? ? Chí? ?Minh.    Nghiên cứu? ?các? ?giải? ?pháp? ?nhằm? ?nâng? ?cao? ?chất? ?lượng? ?điện? ?năng.    Đề? ?xuất? ?các? ?giải? ?pháp? ?tích cực? ?và? ?hiệu quả nhằm? ?nâng? ?cao? ?chất? ?lượng? ?điện? ?... với  đề? ? tài  ? ?Khảo sát, đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới điện phân phối Tp Hồ Chí Minh? ??  là cần thiết đối với vấn? ?đề? ?chất? ?lượng? ?điện? ?năng? ?hiện nay.  1.2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI... Hồ? ?Chí? ?Minh  Nghiên cứu? ?và? ?đề? ?xuất? ?các? ?giải? ?pháp? ?nhằm? ?nâng? ?cao? ?chất? ?lượng? ?điện? ?năng? ?trên? ? lưới? ?phân? ?phối? ?Tp.? ?Hồ? ?Chí? ?Minh ? ?Đánh? ?giá? ?giải? ?pháp? ?một số hiện tượng? ?chất? ?lượng? ?điện? ?năng? ?bằng phần mềm