Báo cáo cuối – Dự án “Xây dựng khung sách hỗ trợ kỹ thuật cho điện gió nối lưới Việt Nam” (GIZ/MoIT)

Bộ Công Thương Tổng cục Năng lượng BÁO CÁO CUỐI CÙNG Phân tích số liệu gió Huyện Hải Ninh, Tỉnh Quảng Bình Tháng 7/2013 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Chủ đầu tư: Dự án “Xây dựng khung sách hỗ trợ kỹ thuật cho điện gió nối lưới Việt Nam” (GIZ/MoIT) Tầng 5, 85 Nguyễn Du, Hai Bà Trưng, Hà nội, Viet Nam T: + 84 3941 2605 - (14) F: + 84 3941 2606 I: www.giz.de/vietnam www.renewableenergy.org.vn Tư vấn nước: Công ty Tư vấn Xây dựng Điện (PECC3) 32 Ngơ Thời Nhiệm, Quận 3, Hồ Chí Minh Người chịu trách nhiệm: Ơng Nguyễn Hồng Dũng Tư vấn độc lập: Ông Nguyễn Quốc Khánh Hà nội Tư vấn quốc tế: Công ty ProfEC Đức Südring 13, 26125 Oldenburg, Đức 2|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Nội dung TĨM TẮT CHUNG BỐI CẢNH VÀ PHẠM VI PHƯƠNG PHÁP LUẬN 3.1 Các yêu cầu xem xét Phân tích tiềm gió 3.1.1 Ghi chép tư liệu trạm đo 3.1.2 Cột đo gió 10 3.1.3 Cần quay (Cần quay ngang) 10 3.1.4 Chiều cao tháp chiều cao đo gió 10 3.1.5 Khoảng thời gian thực chương trình đo gió 10 3.1.6 Trang thiết bị 10 3.1.7 Lưu trữ số liệu 11 3.1.8 Bảo trì giám sát trạm đo gió 11 KẾT QUẢ ĐO 12 ĐIỀU CHỈNH DÀI HẠN 15 CÁC YẾU TỐ BẤT ĐỊNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH ĐO GIĨ 16 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT SỐ LIỆU ĐO GIÓ 17 PHỤ LỤC A – PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHI TIẾT SỐ LIỆU ĐO GIÓ 18 PHỤ LỤC B – BẢNG HIỆU CHỈNH AN NINH ĐÔNG 25 PHỤ LỤC C – ĐIỀN SỐ LIỆU CÒN THIẾU ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 3|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Tóm tắt chung Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện (viết tắt Công ty PECC3) GIZ ủy quyền thực đánh giá nguồn tài nguyên gió dài hạn huyện Hải Ninh, tỉnh Quảng Bìnhthuộc Chương trình "Đo gió phục vụ xây dựng Kế hoạch điện gió Dự án điện gió" Chương trình đo gió tiến hành 10 địa điểm nằm rải rác tỉnh từ miền trung vào miền nam Tại địa điểm, thực đo tốc độ gió vòng năm với tháp đo 80m cảm biến đo chất lượng cao Có thể nhấn mạnh kết sau địa điểm Hải Ninh:  Hoạt động đo gió thực thành cơng số liệu tốc độ gió thu chất lượng tốt, đặc trưng với tỷ lệ số liệu bị mát thấp, chuỗi số liệu đạt chuẩn độ thiếu tin cậy số liệu thấp (khoảng 11.9%)  Kết đo gió tóm tắt Bảng 1, trình bày đặc trưng khí hậu gió tốc độ gió, tham số Weibull A, tham số Weibull k cường độ nhiễu loạn độ cao đo đặc trưng khí hậu nói chung địa điểm đo, ví dụ nhiệt độ, áp suất khơng khí độ ẩm: Tốc độ gió Tham số Weibull A 80m Tham số Weibull k Cường độ nhiễu loạn Tốc độ gió Tham số Weibull A 60m Tham số Weibull k Cường độ nhiễu loạn Tốc độ gió Tham số Weibull A 40m Tham số Weibull k Cường độ nhiễu loạn Nhiệt độ 14m Các tham số khí tượng Áp suất 6m địa điểm đo Độ ẩm tương đối 14m Bảng 1: Kết hoạt động đo gió Hải Ninh [m/s] [m/s] [-] [-] [m/s] [m/s] [-] [-] [m/s] [m/s] [-] [-] [°C] [hPa] [%] 5.62 6.107 1.874 0.148 5.15 5.797 1.8449 0.168 4.73 5.338 1.873 0.177 27.30 1010.0 80.70 Đã cố gắng tính tốn tương quan dài hạn kết đo với số liệu khí hậu gió dài hạn Tuy nhiên, nỗ lực không thành công chất lượng nguồn số liệu gió dài hạn khu vực Mặc dù khơng thể tính tốn tương quan dài hạn, Cơng ty PECC3 thực nghiên cứu khí hậu gió dài hạn phù hợp với khu vực, cụ thể nghiên cứu số liệu từ trạm khí tượng gần để đưa báo cáo tính đại diện khoảng thời gian đo liên quan đến khí hậu gió dài hạn khu vực 4|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Bối cảnh Phạm vi Đánh giá nguồn tài nguyên gió dài hạn Hải Ninh thực khn khổ chương trình “Đo gió số địa điểm để phục vụ việc lập quy hoạch phát triển điện gió phát triển dự án điện gió" thuộc Dự án "Xây dựng khung sách hỗ trợ kỹ thuật cho phát triển điện gió nối lưới Việt Nam" Chương trình Bộ Mơi trường, Bảo tồn Thiên nhiên An toàn hạt nhân Liên bang Đức (BMU) Bộ Công thương Việt Nam tài trợ Cơ quan Hợp tác Quốc tế Đức (GIZ) (phía Đức) Bộ Cơng thương (phía Việt Nam) thực Chương trình đo gió bao gồm 10 địa điểm nằm rải rác từ Bắc vào Nam Mục tiêu chương trình nhằm hỗ trợ quyền địa phương việc lập quy hoạch điện gió đồng thời hỗ trợ nhà đầu tư thực dự án đầu tư điện gió Tỉnh 10 Xã-Huyện – Tỉnh Có dự án điện gió địa điểm đo hay không? Kon Dong – Mang Yang – Gia Lai Eaphe –Krong Pak – Daklak Xuan Hoa–Song Cau –Phu Yen Hai Ninh – Quang Ninh – Quang Binh Thanh Hai – Thanh Phu – Ben Tre La Der – IA GRAI – Gia Lai Da Loan- Duc Trong – Lam Dong Ea Drang – EAHLEO – Daklak An Hai –Tuy An –Phu Yen My Thanh – Phu My – Binh Dinh Khơng Khơng Có Có Khơng Khơng Khơng Có Khơng Khơng Bảng 2: Danh sách địa điểm chương trình Tại địa điểm đo, thực đo gió vòng năm với tháp đo 80m cảm biến đo chất lượng cao Các bên thực dự án có vai trị trách nhiệm mơ tả tóm tắt Cơng ty German ProfEC lựa chọn với tư cách công ty tư vấn quốc tế có trách nhiệm sau: tư vấn lựa chọn địa điểm; cung cấp thông số kỹ thuật trục ngang, cần quay vị trí lắp đặt; tư vấn chiến lược lắp đặt; giám sát chỗ, vận hành, ghi chép tư liệu hệ thống chuyển giao cơng nghệ q trình thực công việc; giám sát từ xa, tư vấn, vận hành, ghi chép tư liệu hệ thống Người đại diện đầu mối liên lạc German ProfEC GmbH ông Andreas Jansen, Giám đốc điều hành Công ty PECC3 lựa chọn công ty tư vấn nước có trách nhiệm cụ thể sau: thiết kế cột đo, lựa chọn địa điểm, giám sát lắp đặt cột, lắp đặt cảm biến cho 10 hệ thống, kết nối điện vận hành hệ thống, giám sát chỗ hoạt động đo thực đánh giá tiềm gió lượng vòng năm Người đại diện đầu mối liên lạc Cơng ty PECC3 ơng Nguyễn Hồng Dũng, Trưởng phòng Phát triển mạng lưới điện 5|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Ơng Nguyễn Quốc Khánh lựa chọn với nhiệm vụ hỗ trợ thực chương trình Ơng Khánh có nhiệm vụ hỗ trợ kỹ thuật cho Công ty PECC3 trình thực chương trình, bao gồm nhiệm vụ xây dựng báo cáo cuối 10 trạm đo gió Cơng ty TNHH Nam Kinh nhà sản xuất lắp đặt cột đo nước Người đại diện đầu mối liên lạc Công ty TNHH Nam Kinh ông Phan Quốc Hào, Trưởng Ban Quản lý Mặc dù chương trình đo gió tiếp tục thực địa điểm đo, đánh giá nguồn tài nguyên gió thực dựa số liệu năm đầy đủ kể từ ngày lắp đặt xong Các số liệu tham khảo dài hạn trạm khí tượng gần (nếu có) chủ chương trình cung cấp Hoạt động đánh giá hỗ trợ nhiều tài liệu kỹ thuật vốn sản phẩm bước trước đó, tài liệu kỹ thuật trình bày phần Giống hoạt động trước đây, đánh giá nguồn tài nguyên gió nhận hướng dẫn kỹ thuật Công ty German ProfEC nhằm đảm bảo đánh giá phù hợp với tiêu chuẩn liên quan phù hợp với thông lệ chung đánh giá chun nghiệp nguồn tài ngun gió Bởi khơng thể dựa vào kiến thức để dự đoán chi tiết nguồn tài nguyên gió tương lai (bao gồm ảnh hưởng biến đổi khí hậu) nên giả thiết nguồn tài nguyên gió dự kiến mức trung bình tương tự mức khoảng 10 đến 20 năm trước 6|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Phương pháp luận Chương trình đo gió đưa vào vận hành tháng 5/2012 Việc xây dựng lắp ráp kết cấu cột đo Công ty Nam Kinh thực Sau đó, kỹ thuật viên Cơng ty Nam Kinh Công ty PECC3 phối hợp lắp đặt thiết bị đo (thiết bị cảm biến) Việc lắp dựng kết cấu cảm biến đo theo tiêu chuẩn cụ thể (IEC, IEA, MEASNET, v.v) xác nhận Công ty PECC3 Công ty Nam Kinh Sau đưa vào vận hành điểm đo, biên thoả thuận vận hành ký kết PECC3 GIZ, ngồi PECC3 có trách nhiệm lập báo cáo vận hành Liên quan đến việc bố trí thiết bị đo, tham khảo báo cáo (đã cung cấp) có tên sau đây:  Báo cáo lắp đặt thiết bị đo gió trạm Hải Ninh, Quảng Bình từ 12/5/2012 Về bản, thành công mặt kinh tế dự án điện gió vấn đề sản lượng điện đạt hàng năm Sản lượng điện thường tính tốn q trình lập kế hoạch dự án thơng qua đo đạc mơ hình dự toán sản lượng điện Nếu suất điện dài hạn đạt thấp đáng kể so với số dự kiến lợi nhuận giảm dẫn đến phá sản mặt tài dự án Do vậy, thành công mặt kinh tế phụ thuộc vào khả đánh giá đáng tin cậy sản lượng điện gió dài hạn Cần phải dự báo sản lượng điện trung bình tồn thời gian thực (hoặc thời gian khấu hao) dự án trang trại điện gió với yếu tố bất định tốt Để có sở đáng tin cậy cho đánh giá sản lượng điện dự kiến, cần phải tiến hành đo tốc độ gió trực tiếp địa điểm dự án Hoạt động đo tốc độ gió cần phải thực năm hoàn chỉnh Khoảng thời gian năm (nếu đồng ý yêu cầu chất lượng) cho phép cung cấp thông tin cần thiết để xác định mức độ tương quan dài hạn dự đốn khí hậu gió nói chung địa điểm đo:  Điều kiện gió mực độ cao khác địa điểm đo  Đo khoảng thời gian có đặc tính khí hậu hồn chỉnh  Mức độ chiếm ưu gió theo độ cao địa phương Nhược điểm đo đạc giới hạn khoảng thời gian đo năm vị trí địa lý khu vực trang trại gió Để khắc phục vấn đề phép đo ngắn hạn, cần phải thiết lập mối tương quan với điều kiện gió dài hạn nơi có thể, để xác định điều kiện gió cho tồn khu vực trang trại gió, cần phải áp dụng mơ hình tính toán sản lượng điện Cần phải tạo lập mối tương quan dài hạn để hạn chế ảnh hưởng biến động tốc độ gió hàng năm Nếu chương trình đo tốc độ gió thực năm có sản lượng điện mức trung bình dẫn đến tình trạng ước tính sản lượng điện dự kiến mức cao so với điều kiện dài hạn Ví dụ, chương trình đo tốc độ gió thực năm có sản lượng điện cao 10% so với mức trung bình việc ước tính sản lượng điện hàng năm (tức đánh giá hiệu kinh tế) vào tình mà kết tốt 10% so với điều kiện dài hạn Vì vậy, đánh giá đáng tin cậy điều kiện tốc độ gió dài hạn quan trọng dự án điện gió 7|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Hình cho thấy cách áp dụng đo ngắn hạn kết hợp với đo dài hạn Thanh ngang phía khoảng thời gian đo dài hạn thực Địa điểm tham chiếu vài năm (ở 10 năm) Trên ngang có phần nhỏ màu vàng cho thấy khoảng thời gian đo ngắn hạn (ở năm) ghi lại khoảng thời gian giống hệt với đo ngắn hạn thực địa điểm trang trại điện gió đề xuất (Địa điểm dự đốn) Thanh ngang màu đỏ cho thấy khoảng thời gian ngắn hạn Địa điểm dự đoán Thanh ngang màu xanh lục dự đốn dài hạn có từ việc sử dụng quy trình Đo - Tương quan - Dự đốn (viết tắt quy trình MCP) Địa điểm tham chiếu: Đo dài hạn, bao gồm khoảng thời gian đo ngắn hạn 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 C Địa điểm dự đoán: Dự đoán dài hạn 94 95 96 97 Đo ngắn hạn P 98 99 00 01 02 M 03 04 Hình 1: Tương quan dài hạn số liệu đo tốc độ gió theo quy trình MCP Trước hết, thiết lập mối tương quan số liệu đo ngắn hạn thực Địa điểm dự báo với số liệu thu thập Địa điểm tham chiếu (trạm đo dài hạn) khoảng thời gian, từ cho tham số tương quan, kèm theo yếu tố bất định điều kiện ổn định trình đo Địa điểm tham chiếu Trong bước thứ hai, dự đoán dài hạn thực Địa điểm dự đoán cách sử dụng tham số tương quan tạo lập số liệu đo dài hạn có từ Địa điểm tham chiếu Tóm lại, cần ghi lại ba loại số liệu cho tương quan dài hạn:  Đo ngắn hạn Địa điểm dự đoán (khoảng thời gian năm)  Đo dài hạn Địa điểm tham chiếu  Bộ số liệu ngắn hạn Địa điểm tham chiếu, ghi lại khoảng thời gian đo ngắn hạn Địa điểm dự đoán Trạm đo dài hạn Địa điểm tham chiếu cần phải có thời gian lưu trữ số liệu từ đến 10 năm cần đặt khu vực mà  Gần với địa điểm đo ngắn hạn  Có điều kiện khí hậu gió tương tự (có khí hậu gió khu vực tương tự) 8|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Ở hầu có chương trình đo tốc độ gió quan khí tượng, sân bay trạm qn Các chương trình đo tốc độ gió thường thực độ cao thấp so với mặt đất (thường độ cao từ 10m đến 15m so với mặt đất) bị ảnh hưởng nhiều địa hình vật cản xung quanh Vì vậy, chương trình đo tốc độ gió có nhược điểm lớn: chúng có độ xác hạn chế không đại diện cho độ cao lớn Ưu điểm chương trình đo số liệu ghi lại khoảng thời gian dài, thường điều kiện hoạt động ổn định Ưu điểm khiến cho chúng trở nên phù hợp với tương quan lâu dài liên kết số liệu miễn số liệu ghi lại điều kiện ổn định Thật không may, trường hợp Việt Nam hai lý Trước tiên, trạm đo thường đặt thành phố, thị xã địa điểm chương trình đo lại xa Vì vậy, trạm khơng có chế độ khí hậu gió Thứ hai, trạm phục vụ đọc kết lần/ngày, khơng phù hợp để lập mối tương quan Nhược điểm đánh giá phần yếu tố bất định 3.1 Các yêu cầu xem xét Phân tích tiềm gió Các hoạt động đo gió thực tuân theo chuẩn quốc tế hành IEC 61400-121 [Nội dung tham khảo 1] Các tham số xem xét cho phép đo tốc độ gió với chất lượng cao giới thiệu ngắn gọn IEC 61400-121 [Nội dung tham khảo 1] tiêu chuẩn đo kết tốc độ gió sản lượng điện tua-bin gió (đường cong PV) Do đó, hoạt động đo khơng đơn đo tốc độ gió mà cịn thu thập/lưu trữ số liệu cần thiết đo điện tua-bin Tuy nhiên, cần phải có báo cáo đáng tin cậy điện tua-bin gió nên tiêu chuẩn đưa vào yêu cầu chấp nhận rộng rãi liên quan đến đo tốc độ gió 3.1.1 Ghi chép tư liệu trạm đo Để đánh giá xử lý số liệu đo cách thích hợp thời điểm nào, thiếu hoạt động ghi chép tư liệu đầy đủ hoạt động đo tốc độ gió Do đó, Bảng trình bày điểm quan trọng xem xét trình đo tốc độ gió Vị trí xác trạm đo  Vị trí địa lý, tọa độ UTM tọa độ chữ nhật tương tự Mơ tả bố trí/lắp đặt phục vụ hoạt động đo   Độ cao đo xác Hướng cần thiết bị đo hướng gió đánh dấu hướng bắc (khoảng cách thẳng góc với cực bắc) Thiết bị ghi số liệu sử dụng (máy ghi biểu đồ kiểu băng, máy ghi kỹ thuật số, v.v.) Các thiết bị cảm biến lắp đặt (nhiệt kế, áp kế, v.v.) bao gồm mã số nhận dạng   Ghi chép tư liệu thời gian khơng đo q trình lưu giữ số liệu   Tổng số không đo năm Độ dài lần không đo Thông tin chi tiết thay đổi trang thiết bị đo   Xây dựng lại Chuyển địa điểm 9|44 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Bảng số liệu (nếu có)  Thay đổi vùng xung quanh  Số liệu hiệu chỉnh thiết bị cảm biến đo sử dụng Thay đổi đường cong tham số hiệu chỉnh Số lượng báo cáo hiệu chỉnh   Bảng 3: Đề xuất ghi chép tư liệu trạm đo 3.1.2 Cột đo gió Bản thân cột đo gió tác động đến hướng gió Tác động hạn chế mức tối thiểu Các máy đo gió lắp đặt cột theo cách thức để hạn chế tối thiểu tác động cột đo gió cần (boom) Do đó, máy đo gió lắp đặt khoảng cách tối thiểu cần thiết so với tháp Trong trình hiệu chỉnh máy đo gió, trục gắn máy đo gió đảm bảo trùng khớp với cách lắp đặt trời sau chế điều chỉnh đường kính Cáp điện cảm biến bảo vệ chống lại ảnh hưởng thời tiết mài mòn học Cáp đặt ống trục gắn cố định vào cột đo gió mấu nối có khoảng cách ngắn 3.1.3 Cần (Cần ngang) Cần đo cần thiết thực đo gió, lắp đặt độ cao khác khơng phải đầu cột đo gió Khoảng cách cột đo gió máy đo gió giữ mức dài sáu lần đường kính tháp lưới cột đo gió [Nội dung Ref 2] 3.1.4 Chiều cao tháp chiều cao đo gió Chiều cao đo gió lý tưởng chiều cao trục tua-bin gió đề xuất lắp đặt 3.1.5 Khoảng thời gian thực chương trình đo gió Chương trình đo sử dụng cột đo gió thực khoảng thời gian năm, phù hợp với tiêu chuẩn liên quan phù hợp với thông lệ chung đánh giá nguồn tài nguyên gió cách chun nghiệp Sau đó, chương trình gia hạn thêm năm Đo khoảng thời gian dài giúp làm giảm yếu tố bất định dự đoán sản lượng điện Tuy nhiên, nói phần trên, báo cáo sử dụng số liệu năm 3.1.6 Trang thiết bị Đo tốc độ gió thực khoảng thời gian dài ( năm) Vì vậy, thiết bị cảm biến lựa chọn phải phù hợp để sử dụng lâu dài Các thiết bị chí hoạt động điều kiện thời tiết khắc nghiệt Các thiết bị bao gồm linh kiện có chất lượng cao đặc tính đáng tin cậy Sai số 1% tốc độ gió đồng nghĩa với sai số sản lượng điện từ 2% đến 3% Vì lý này, thiết bị đo gió cánh quạt gió hiệu chỉnh khí động lực (wind tunnel) cho phù hợp với mục đích điện gió Bảng số liệu số liệu hiệu chỉnh cảm biến ghi lại đọc Phụ lục E-H 10 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 27 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 28 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 29 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 30 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Độ cao 60m: 31 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 32 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 33 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 34 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 35 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 36 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Độ cao 40m: 37 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 38 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 39 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 40 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 41 | 4 ... 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 32 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 33 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 34 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió. .. 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 36 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Độ cao 40m: 37 | 4 Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT 38 | 4 Báo cáo cuối – Dự án. . .Báo cáo cuối – Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT Chủ đầu tư: Dự án “Xây dựng khung sách hỗ trợ kỹ thuật cho điện gió nối lưới Việt Nam” (GIZ/MoIT) Tầng 5, 85 Nguyễn Du,