Khảo sát mô hình nhà máy điện gió trong lưới điện phân phối

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA − − − − − −− −− − Nguyễn Chí Hiếu Khảo sát mơ hình nhà máy phát điện gió lưới điện phân phối Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2008 Luận văn tốt nghiệp LỜI CÁM ƠN Đề tài thực theo chương trình đào tạo thạc sĩ Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Tp.HCM Xin chân thành cám ơn PGS TS Nguyễn Hữu Phúc dù bận nhiều việc tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến q báu hướng dẫn em hoàn thiện đề tài Cám ơn thầy Vũ Phan Tú thầy, cô giảng dạy em suốt thời gian khóa học Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đồng nghiệp ủng hộ động viên suốt trình học, đặc biệt thời gian thực đề tài Kính chúc sức khỏe q thầy bạn Lời cám ơn Luận văn tốt nghiệp NỘI DUNG LUẬN VĂN Y”W -Đề tài “Khảo sát mơ hình nhà máy điện gió lưới điện phân phối” chia thành 05 chương: Chương : Tổng quan lượng gió Chương : Lý thuyết lượng gió Chương : Mơ hình máy phát điện gió DFIG Chương : Nhà máy điện gió lưới phân phối Chương : Kết luận định hướng đề tài GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc ML 1-1 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Phụ lục CHƯƠNG 1-1 TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG GIÓ 1-1 1.1 GIỚI THIỆU 1-1 1.2 ĐẶC THÙ Ở VIỆT NAM 1-1 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN NGUỒN NĂNG LƯỢNG GIÓ 1-2 1.4 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN 1-3 1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1-4 1.6 PHÁC THẢO NỘI DUNG LUẬN VĂN 1-4 U CHƯƠNG 2-1 LÝ THUYẾT NĂNG LƯỢNG GIÓ 2-1 2.1 HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG GIÓ 2-1 2.2 LÝ THUYẾT VỀ NĂNG LƯỢNG GIÓ 2-4 2.3 CÁC CẤU HÌNH HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG GIÓ 2-11 2.4 MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ CẤP NGUỒN TỪ HAI PHÍA DFIG 2-13 2.5 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TUABIN GIÓ TRANG BỊ DFIG 2-18 2.6 VẬN HÀNH CÔNG SUẤT TUABIN GIÓ 2-20 CHƯƠNG 3-1 MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIĨ DFIG 3-1 3.1 MƠ HÌNH TOÁN HỌC DFIG 3-1 3.2 ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 3-6 3.3 ĐỊNH HƯỚNG HỆ TRỤC TỌA ĐỘ XOAY DQ 3-7 3.4 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT DFIG 3-8 CHƯƠNG 4-1 NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 4-1 4.1 VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TRONG HỆ THỐNG ĐỘC LẬP 4-1 4.2 VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TRONG HỆ THỐNG LỚN 4-10 CHƯƠNG 5-1 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5-1 5.1 KẾT LUẬN 5-1 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5-1 GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc ML 1-2 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN NĂNG LƯỢNG GIÓ 1.1 GIỚI THIỆU Hiện giới sử dụng chủ yếu nguồn lượng hóa thạch (khoảng 80%) như: than, dầu mỏ, sản phẩm từ dầu mỏ, khí thiên nhiên…Tuy nhiên việc lạm dụng nguồn lượng dẫn đến nhiều vấn đề: Tác hại việc sử dụng nguồn lượng hóa thạch: Nhiên liệu hóa thạch dầu, than, khí tự nhiên đốt cháy thải điơxít cácbon (CO2), ơxít sunphua (SOx), ơxít nitơ (NOx) Khi nồng độ CO2 khơng khí tăng lên nhiệt độ trái đất tăng lên Người ta dự đoán nhân loại tiếp tục đốt nhiên liệu hóa thạch khí CO2 tiếp tục tăng lên sau 100 năm, nhiệt độ trung bình trái đất tăng lên hai độ làm ảnh hưởng lớn trái đất ▪ Ngồi ra, ơxít sunphua (SOx), ơxít nitơ (NOx) nguyên nhân tạo tượng mưa axít gây tác hại to lớn động thực vật trái đất ▪ Ngày hầu giới, sở hạ tầng mạng điện chủ yếu nhà máy công suất lớn nối kết vào mạng lưới truyền tải phân phối Thơng thường, nhà máy thủy điện, nhiệt điện điện hạt nhân, có công suất lớn từ hàng trăm mega-wat (MW) đến vài giga-wat(GW) Tuy nhiên, nguồn lượng truyền thống, kể lượng hạt nhân có hạn phải đối mặt nhiều vấn đề liên quan môi trường sống Vì vậy, vấn đề sử dụng lượng tái tạo nghiên cứu phát triển mạnh giới 1.2 ĐẶC THÙ Ở VIỆT NAM Năng lượng điện thực thiếu sống đại lĩnh vực để phát triển kinh tế xã hội quốc gia Thực vậy, kỷ 21 kỷ công nghệ thông tin, công nghệ tự động, công nghiệp hóa nơng nghiệp Cùng với xu hướng tồn cầu hóa chủ trương cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước nhà nước ta đặt ngành Điện lực thành sở hạ tầng để phát triển kinh tế thước đo cho phát triển kinh tế xã hội nước nhà Ở Việt Nam, lĩnh vực biến đổi lượng gió cịn mẻ, nhiên Việt Nam nằm vùng cận nhiệt đới gió mùa có đường bờ biển dài, đánh giá có thuận lợi để phát triển tiềm dạng lượng này, bước đầu thu hút quan tâm dự án điện gió huyện đảo Lý Sơn, giai đoạn I (2003 – 2005) bao gồm tuabin gió, tuabin có công suất lắp đặt 250kW, giai đoạn II (2005 – 2010) với qui mô tương tự để cung cấp điện cho đảo Dự án điện gió cơng suất 7,5MW Cơn Đảo Dự án tổ hợp điện gió máy phát diesel đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận, giai đoạn từ 2005 – 2010 với tổng công suất 13,2MW, điện gió 6,6MW máy phát diesel 6.6MW Trên cơng trình bước đầu nhằm giải vấn đề cung cấp điện cho vùng xa mà việc liên kết với lưới điện quốc gia có khả thực Dự án điện gió Phương Mai, tỉnh Bình Định với cơng suất thiết kế 20MW, dự án mang tính thương mại đầu tiên, bắt nhịp xu hướng phát triển chung giới lĩnh vực biến đổi lượng gió GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 1-1 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Ngày nay, với phát triển khơng ngừng cơng nghệ máy tính, người làm phần mềm mô ATP, PSCAD, EMTP, Matlab, … để hỗ trợ mô tính tốn tốn phương pháp số cách nhanh chóng với độ xác cao Chính lý trên, đề tài : “Khảo sát mơ hình nhà máy phát điện gió lưới điện phân phối ” hình thành 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN NGUỒN NĂNG LƯỢNG GIÓ Sự biến đổi lượng gió thực tổ hợp tuabin gió máy phát, làm việc tốc độ cố định tốc độ thay đổi Có nhiều lý cho việc sử dụng hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi, quan trọng phạm vi thay đổi tốc độ rộng cho phép điều khiển tối ưu cơng suất nhận từ gió, giảm ứng lực tác động lên kết cấu khí có thay đổi tốc độ gió đột ngột khả điều khiển công suất tác dụng cơng suất phản kháng Đối với cấu hình hệ thống biến đổi lượng gió trang bị máy phát khơng đồng cấp nguồn từ hai phía, stator kết nối trực tiếp với lưới điện rotor nối thông qua biến đổi công suất, máy phát điều khiển thiết bị điện tử công suất đặt bên phía rotor Ưu điểm bậc sử dụng DFIG thiết bị điện tử công suất biến đổi tỷ lệ 20 – 30% tổng cơng suất phát Có nghĩa giảm tổn hao linh kiện điện tử công suất so với cấu hình phải biến đổi tồn cơng suất phát hệ thống biến đổi lượng gió sử dụng máy phát đồng Ngồi ra, giảm chi phí đầu tư sử dụng biến đổi cơng suất có định mức nhỏ Với ưu điểm trên, máy phát khơng đồng cấp nguồn từ hai phía xem giải pháp cho hệ thống biến đổi lượng gió tốc độ thay đổi Ngày nay, DFIG sử dụng phổ biến ngành công nghiệp biến đổi lượng gió cho tuabin lớn với công suất lắp đặt DFIG đạt đến 5MW Ở khía cạnh chất lượng điện năng, hệ thống DFIG làm việc kết nối trực tiếp với lưới điện, công suất lắp đặt ngày tăng nên địi hỏi khả điều khiển để tiêu thụ phát công suất kháng nhằm giữ cho điện áp lưới trì giới hạn cho phép - góp phần nâng cao chất lượng điện độ tin cậy hệ thống điện, điều có ý nghĩa quan trọng hệ thống biến đổi lượng gió kết nối với lưới điện yếu thơng qua đường dây dài Ở khía cạnh kinh tế, thiết kế vận hành hệ thống tuabin gió cần phải đạt sản lượng điện hàng năm tối đa, tức tối ưu lượng nhận từ gió Như vậy, để thỏa mãn đồng thời hai mục tiêu địi hỏi hệ thống phải có khả điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng để vừa thực mục tiêu tối ưu lượng nhận từ gió, đồng thời trì hệ số cơng suất mức cao theo mong muốn bất chấp điều kiện vận hành công suất thực Hệ thống DFIG cho ta khả điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng đầu cực stator máy phát thông qua biến đổi công suất đặt bên phiá rotor Do chất phi tuyến, điều khiển đối tượng DFIG phức tạp nhiều so với điều khiển động không đồng thông thường (standard induction motor) Để điều khiển DFIG, thông thường hệ thống định hướng tựa trường theo véctơ điện áp lưới từ thông stator nhằm phân tích tính phi tuyến sử dụng sơ đồ điều khiển hệ thống phi tuyến GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 1-2 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp 1.4 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN Tác giả Paul Roberts tổng hợp đầy đủ lý thuyết máy phát điện sử dụng DFIG “A Study of Brushless Doubly-Fed (Induction) Machines” Ông mơ tả kỹ phương trình lý thuyết từ đưa kỹ thuật điều khiển phi tuyến có sử dụng tín hiệu hồi tiếp để điều khiển DFIG Andreas Petersson luận văn có nhan đề “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines” tổng hợp đầy đủ lý thuyết DFIG, cách điều khiển mô DFIG Hệ thống giảm ảnh hưởng tượng suy giảm điện áp tức thời (voltage sag) Các tác giả Andreas Petersson, Lennart Harnefors Torbjorn Thiringer có so sánh hệ thống DFIG định hướng theo véctơ điện áp lưới định hướng theo véctơ từ thông stator Bài báo kết luận, tính ổn định hệ thống định hướng theo véctơ điện áp lưới độc lập với dòng điện rotor, ngược với định hướng theo véctơ từ thơng stator Điều có nghĩa hệ thống định hướng theo véctơ điện áp lưới kích hồn tồn từ mạch rotor phát cơng suất kháng theo u cầu mà khơng làm tính ổn định hệ thống Nhóm tác giả C Batlle, A D`oria - Cerezo R Ortega đề xuất giải thuật điều khiển độc lập công suất tác dụng cơng suất phản kháng phía stator DFIG dùng điều khiển PI, hệ thống DFIG định hướng theo véctơ điện áp lưới phân lập công suất tác dụng cơng suất phản kháng, q trình điều khiển cách tác động lên điện áp rotor thơng qua hiệu chỉnh hai thành phần dịng điện stator Vòng điều khiển dòng điện bao gồm khâu tuyến tính hóa hồi tiếp điều chỉnh PI có ngõ vào dịng điện stator ngõ điện áp rotor Kết thu giải thuật đơn giản dễ thực Tuy nhiên, tính bền vững hệ thống điều khiển không cao chưa xét đến yếu tố điện trở rotor thay đổi theo nhiệt độ làm việc khâu tuyến tính hóa hồi tiếp địi hỏi xác định cách xác giá trị Điện trở dây quấn rotor xem thông số không chắn, để cải thiện tính bền vững giải thuật điều khiển, tác giả C.Batlle, A.D`oria - Cerezo R Ortega lần đề xuất giải thuật điều khiển PI thích nghi (Robust adaptive stable PI controller) việc thay khâu tuyến tính hóa hồi tiếp khâu tuyến tính hóa hồi tiếp thích nghi sử dụng giá trị điện trở rotor ước lượng trực tiếp (on-line) Kết quả, giá trị điện trở rotor ước lượng hội tụ giá trị thực, đảm bảo chất lượng hệ thống điều khiển phục hồi, tăng tính ổn định bền vững Do thêm khâu ước lượng điện trở rotor on-line làm cho giải thuật sơ đồ điều khiển trở nên phức tạp nhiều Trong trình vận hành, cố ngắn mạch đầu cực máy phát xảy Sau khắc phục cố, đòi hỏi phải tái lập cung cấp điện cho hệ thống với tổn hao công suất nhỏ Các tác giả Tao Sun, Z Chen, Frede Blaabjerg sử dụng chương trình PSCAD điều khiển mơ q trình độ hệ máy phát hệ thống điện trước sau xảy cố Nhìn chung có nhiều yếu tố ảnh hưởng như: cơng suất kháng, thơng số máy, mức kích từ, thời gian khắc phục cố, giới hạn vận hành, vị trí cố, làm ảnh hưởng đến trình độ hệ máy phát điện gió kết nối với lưới điện phân phối Aleksandar Radovan Katančević tiến hành thực mơ mơ hình khác nhau: máy đồng (Synchronous Machine) máy không đồng (Asynchronous GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 1-3 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Machine) nhận thấy hoàn tồn kết nối máy phát điện gió vào hệ thống điện Tuy nhiên, để ổn định cần có phương pháp điều khiển để máy phát hoạt động tốt điều kiện tốc độ gió ln thay đổi Nhóm tác giả Ahmed G Abo-Khalil, Dong-Choon Lee Se-Hyun Lee giới thiệu giải thuật đồng để kết nối máy phát DFIG (doubly fed induction generator) với hệ thống 1.5 PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.5.1 Đối tượng nghiên cứu Tìm hiểu ngun lý hoạt động, mơ hình hóa xây dựng giải thuật điều khiển máy phát không đồng cấp nguồn từ hai phía DFIG (Doubly Fed Induction Generator) ứng dụng hệ thống chuyển đổi lượng gió (Wind Energy Conversion System) 1.5.2 Phạm vi nghiên cứu Trong năm gần đây, công nghệ dẫn đến thay đổi lớn giá thành sản xuất hình thức phát điện phân bố, máy phát nhỏ vài chục MW trở lại trở nên kinh tế Trong đó, bật lượng gió với khả vận hành linh hoạt, công suất phát ngày lớn dần trở nên nguồn phát điện quan trọng Tuy nhiên, lưới điện thể thống nhất, bao gồm hệ thống lớn Vì vậy, có nhu cầu khảo sát vận hành hệ thống phát điện phân bố mơ hình lưới điện phân phối Luận văn tập trung vào vấn đề sau đây: Mơ hình hóa máy phát khơng đồng cấp nguồn từ hai phía DFIG Xây dựng giải thuật điều khiển độc lập công suất tác dụng công suất phản kháng trao đổi stator DFIG lưới điện Đánh giá tính ổn định tính bền vững hệ thống điều khiển có thay đổi tham số mơ hình So sánh kết đạt với phương pháp thiết kế khác 1.6 PHÁC THẢO NỘI DUNG LUẬN VĂN Nội dung luận văn phác thảo vắn tắt bao gồm chương sau: Chương : Tổng quan lượng gió Chương : Lý thuyết lượng gió Chương : Mơ hình máy phát điện gió DFIG Chương : Nhà máy điện gió lưới phân phối Chương : Kết luận định hướng Phần mềm PSCAD sử dụng luận văn để mơ hình hóa DFIG, xây dựng giải thuật điều khiển mô kết GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 1-4 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG LÝ THUYẾT NĂNG LƯỢNG GIÓ 2.1 HỆ THỐNG BIẾN ĐỔI NĂNG LƯỢNG GIĨ 2.1.1 Sự hình thành gió tự nhiên Bức xạ mặt trời chiếu xuống bề mặt trái đất khơng đồng làm cho bầu khí quyển, nước khơng khí nóng khơng Một nửa bề mặt Trái Đất, mặt ban đêm, bị che khuất không nhận xạ Mặt Trời thêm vào xạ Mặt Trời vùng gần xích đạo nhiều cực, có chênh lệch nhiệt độ Điều đẫn đến khác áp suất làm cho khối khơng khí xích đạo cực khơng khí mặt ban ngày mặt ban đêm Trái Đất di động tạo thành gió Trái Đất xoay trịn góp phần vào việc làm xốy khơng khí trục quay Trái Đất nghiêng (so với mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất tạo thành quay quanh Mặt Trời) nên tạo thành dịng khơng khí theo mùa Ngồi yếu tố gió cịn bị ảnh hưởng cấu tạo địa hình đia phương 2.1.2 Quá trình phát triển hệ thống biến đổi lượng gió Cối xay gió phát triển để tự động hóa cơng việc bơm nước xay ngũ cốc thiết kế được biết sớm hệ thống trục đứng phát triển Ba Tư vào khoảng năm 500 đến năm 900 sau cơng ngun Hình 2.1: Cối xay gió người Ba Tư (Persian windmill) Trước năm 1390, người Hà Lan trình bày cải tiến thiết kế cối xay gió trụ tháp (tower wind), loại cối xay gió xuất sớm dọc theo biển Mediterranean hình Người Hà Lan đưa tiêu chuẩn cần thiết cho cối xay gió đặt GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 2-1 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp trụ tháp Cả thiết kế cối xay loại trụ cối xay trụ tháp sau định hướng hướng gió tay thực cách đẩy đòn bẩy lớn phía sau cối xay Hình 2.2: Cối xay gió cánh buồm trục ngang Cải tiến cối xay gió Châu Âu sử dụng cánh buồm người thiết kế để tạo lực nâng khí động học hình 1.4 Đặc tính tạo cải tiến hiệu suất rotor so với cối xay gió người Ba Tư cho phép tăng tốc độ rotor Hình 2.3: Cối xay gió cải tiến người Hà Lan Sử dụng tua bin gió lớn để phát điện hệ thống xây dựng Cleveland, Ohio năm 1888 Charles F Brush Máy điện Brush (hình dưới) cối xay gió đặt trụ với rotor nhiều cánh có đường kính 17m, có lớn để chỉnh rotor theo hướng gió Đây tua bin gió kết hợp hộp số (với tỷ số 50:1) để điều chỉnh quay máy phát điện tốc độ vận hành yêu cầu (trong trường hợp 500 vòng/phút) GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 2-2 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Xét trường hợp ngắn mạch máy phát (sự cố xảy phía đầu cực máy phát) Tốc độ gió ban đầu giữ cố định vận tốc vw = 10m/s, sau cho thay đổi cách liên tục để khảo sát thay đổi máy phát hệ thống Các máy phát chuyển sang chế độ điều khiển moment sau thời gian 2s Công suất turbine gió thứ dạng phóng to GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-34 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Dịng điện turbine gió thứ dạng phóng to Moment đầu turbine gió thứ GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-35 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Điện áp turbine gió thứ dạng phóng to Vận tốc gió góc picth Kết mơ máy phát cịn lại (khơng gặp cố) Cơng suất turbine gió thứ (khơng bị cố) GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-36 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Moment máy phát Điện áp turbine gió thứ Vận tốc gió góc picth Kết hệ thống điện sau: GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-37 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Công suất hệ thống đấu nối máy phát điện gió GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-38 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Dòng điện hệ thống đấu nối máy phát DFIG dạng phóng to Nhận xét kết quả: Do hệ thống kết nối trực tiếp với hệ máy phát, vậy, có cố có cân dịng điện pha hệ thống với mức dao động lớn Trong đó, hệ thống độc lập nên bị ảnh hưởng Trong trình cố, tốc độ gió thay đổi làm cho hệ thống bị ảnh hưởng Trong trường hợp này, để đảm bảo vận hành, yêu cầu phải cắt tổ máy bị cố khỏi lưới Tuy nhiên, hệ có nhiều máy phát ảnh hưởng giảm đáng kể Và vậy, trì hoạt động cho hệ thống 4.2.9.5 Khi có ngắn mạch thống qua hệ thống Tốc độ gió ban đầu cố định vận tốc vw = 10m/s Các máy phát chuyển sang chế độ điều khiển moment sau thời gian 2s Ngắn mạch thời gian 0,15s Kết hệ thống điện sau: GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-39 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Công suất hệ thống đấu nối máy phát điện gió GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-40 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Dịng điện hệ thống đấu nối máy phát DFIG dạng phóng to Cơng suất máy phát điện gió 4.2.9.6 Khi có ngắn mạch thống qua hệ thống Tốc độ gió ban đầu cố định vận tốc vw = 10m/s Ngắn mạch thời gian 0,15s Các máy phát chuyển sang chế độ điều khiển moment sau thời gian 2s Kết hệ thống điện sau: GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-41 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Cơng suất hệ thống đấu nối máy phát điện gió GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-42 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Dịng điện hệ thống đấu nối máy phát DFIG dạng phóng to Cơng suất máy phát điện gió 4.2.9.7 Khi có ngắn mạch hệ thống Tốc độ gió ban đầu cố định vận tốc vw = 10m/s Các máy phát chuyển sang chế độ điều khiển moment sau thời gian 2s Ngắn mạch thời gian 3,2s Kết hệ thống điện sau: GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-43 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Cơng suất hệ thống đấu nối máy phát điện gió GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-44 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp Dòng điện hệ thống đấu nối máy phát DFIG dạng phóng to Cơng suất máy phát điện gió Nhận xét kết quả: Khi cố thoáng qua: cố xảy hệ thống ảnh hưởng lên hệ máy phát điện gió cố xảy hệ thống Khi cố trì thời gian dài: cố xảy 2, cần phải cách ly hệ máy phát khỏi lưới GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 4-45 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 KẾT LUẬN Qua tìm hiểu vận hành hệ thống điện gió hệ thống điện độc lập hệ thống điện quốc gia ta kết luận sau: 5.1.1 Vận hành hệ thống điện phân phối Khi vận hành hệ thống lớn điện áp tần số điều chỉnh hệ thống điện lớn Giới hạn vận hành ổn định công suất truyền tải đường dây liên kết phụ thuộc vào góc lệch pha điện áp điện áp khu vực điện gió điện áp hệ thống điểm đấu nối Khi đấu nối điện gió vào hệ thống điện phải đảm bảo điều kiện hòa đồng Khi vận hành hệ thống lớn điện áp tần số turbine gió điều chỉnh hệ thống điện lớn 5.1.2 Tiềm năng lượng gió Việt Nam Trong thời gian tới, dạng lượng truyền thống dần cạn kiệt cần phải gia tăng sử dụng dạng lượng tái tạo Việc ứng dụng lượng gió Việt Nam cần phải xem xét lĩnh vực: kỹ thuật kinh tế, đặc biệt cần tính tốn cụ thể tốn phân tích kinh tế tài cho dự án lượng gió liên quan đến đặc thù ngành điện Việt Nam 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Ngoài vấn đề giải quyết, luận án mở hướng phát triển là: ƒ Xây dựng mơ hình cánh đồng gió từ máy phát DFIG, kết nối với lưới truyền tải, phân phối để khảo sát ảnh hưởng lên lưới ƒ Thiết lập mô hình cụ thể để đối chiếu kết mơ Từ đưa lý thuyết vào thực tiễn sống ƒ Nghiên cứu phương án tích trữ lượng điện gió phát thời gian phụ tải thấp điểm ƒ Phân tích khả thi điện gió so với dạng lượng truyền thống khác GVHD: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc C 5-1 HVTH: Nguyễn Chí Hiếu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Rodolfo J Koessler, Srinivas Pillutla, Lan H Trinh, and David L Dickmander, “Integration of LargeWind Farms into Utility Grids (Part - Modeling of DFIG)” [2] Paul C Robert, “A Study of Brushless Doubly-Fed (Induction) Machines” [3] Andreas Petersson, “Analysis, Modeling and Control of Doubly-Fed Induction Generators for Wind Turbines” [4] F Poitiers, M Machmoum, R Le Doeuff, M.E Zaim, "Control of a doubly-fed Induction generator for wind energy conversion systems" [5] Poller, M.A “Doubly-Fed Induction Machine Models for Stability Assessment of Wind Farms” [6] Gilbert Sybille, Serge Bernard, “Modeling and Real-Time Simulation of a Doubly-Fed Induction Generator Driven by a Wind Turbine” [7] G Tapia, A.Tapia, “Wind Generation Optimization Algorithm for A Double Fed Induction Generator” [8] Pena, R., Clare, J.C and Asher, G.M (1996), “Doubly fed induction generator using back-to-back PWM converters and its application to variable-speed windenergy Generation” [9] A Dendouga, R Abdessemed, M L Bendaas and A Chaiba “Decoupled Active and Reactive Power Control of a Doubly-Fed Induction Generator” [9] A Dendouga, R Abdessemed, M L Bendaas and A Chaiba “Decoupled Active and Reactive Power Control of a Doubly-Fed Induction Generator” [10] Manitoba HVDC Research Centre Inc “Aplication of PSCAD/ EMTDC” LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Chí Hiếu Ngày, tháng, năm sinh: 30/10/1980 Nơi sinh: Tây Ninh Địa liên lạc: 88 Ni Sư Huỳnh Liên phường 10, Quận Tân Bình, Tp.HCM Điện thoại: 0913.662.502 Email: nch3010@yahoo.com Quá trình đào tạo: Từ 1997 đến 2002 trường Đại học Bách khoa Tp.HCM, chuyên ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện Từ năm 2007 đến nay, học cao học theo chương trình đào tạo sau đại học trường ĐHBK Tp.HCM Q trình cơng tác: Từ năm 2003 đến nay: nhân viên thiết kế thuộc phòng thiết kế trạm – Trung Tâm Tư Vấn Thiết Kế Điện – Công ty Điện lực ... ? ?Khảo sát mô hình nhà máy điện gió lưới điện phân phối? ?? chia thành 05 chương: Chương : Tổng quan lượng gió Chương : Lý thuyết lượng gió Chương : Mơ hình máy phát điện gió DFIG Chương : Nhà máy. .. CHƯƠNG 4-1 NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI 4-1 4.1 VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TRONG HỆ THỐNG ĐỘC LẬP 4-1 4.2 VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TRONG HỆ THỐNG LỚN 4-10... lý trên, đề tài : ? ?Khảo sát mơ hình nhà máy phát điện gió lưới điện phân phối ” hình thành 1.3 SỰ PHÁT TRIỂN NGUỒN NĂNG LƯỢNG GIÓ Sự biến đổi lượng gió thực tổ hợp tuabin gió máy phát, làm việc