L ỜI CẢM ƠN
4.6Tóm tắt chương 4
1. Khảo sát, thống kê và phân tích các thông số hỏng hóc của các tổ máy điện gió ở NMĐG Tuy Phong. Xây dựng bảng xác suất trạng thái của nguồn điện gió Tuy Phong.
2. Đề xuất phương pháp xây dựng dãy phân bố xác suất khả năng năng cung ứng của sơ đồ cung cấp điện đối với hộ tiêu thụ trên cơ sở điểm kê hạn chế số trạng thái của hệ thống đã được đẳng trị nhằm giảm khối lượng tính toán khi nghiên cứu độ tin cậy.
3. Kết hợp với đồ thị phụ tải của các hộ tiêu thụ khu vực kết nối với NMĐG, xây dựng mô hình tính kỳ vọng thiếu hụt điện năng theo dãy phân bố xác suất khả năng cung ứng của sơ đồ cung cấp điện đối với hộ tiêu thụ trong ngày đặc trưng được xem xét khi có NMĐG.
4. Tính toán phương án tách đảo trong trường hợp có nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện nhằm tận dụng hết khả năng phát của nguồn phân tán khi sự cố hệ thống điện lớn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1. Việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng gió để dần thay thế cho các nguồn năng lượng truyền thống là xu thế tất yếu trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Nhiều nghiên cứu trong nước và quốc tế, cho thấy tiềm năng phát triển điện gió ở Việt Nam được đánh giá khá tốt. Nếu có chiến lược phát triển hợp lý thì trong vòng 15 – 20 năm đến, điện gió có thể chiếm tỷ trọng đáng kể trong cân bằng điện năng toàn quốc. Sau nhiều năm bàn luận, nghiên cứu, gần đây hai dự án điện gió quy mô công nghiệp đầu tiên đã được đưa vào vận hành và đấu nối với lưới điện Việt Nam. Việc nghiên cứu các thông số, chế độ làm việc cũng như ảnh hưởng của hai NMĐG này đến lưới điện địa phương cho phép rút ra được những kết luận bổ ích phục vụ cho việc phát triển điện gió trong tương lai ở Việt Nam.
2. Để có thể đưa một lượng công suất điện gió lớn vào vận hành trong HTĐ cần xây dựng Quy chuẩn đấu nối điện gió vào HTĐ trong đó quy định những tiêu chuẩn cụ thể về cấp điện áp đấu nối, độ lệch điện áp và tần số cho phép trong điều kiện vận hành, các chỉ tiêu về chất lượng điện năng cũng như ảnh hưởng của NMĐG đến lưới điện ở khu vực được kết nối. Trong luận án này, sau phần tổng quan về phát triển điện gió trên thế giới và giới thiệu tiềm năng điện gió ở Việt Nam, đã nghiên cứu những vấn đề liên quan đến việc đấu nối điện gió vào HTĐ, các phương pháp điều chỉnh chế độ làm việc của turbine gió trong lưới điện và ảnh hưởng của NMĐG đến lưới điện địa phương được mô phỏng và minh họa cho trường hợp NMĐG Tuy Phong – Bình Thuận. Những nghiên cứu và đề xuất này có thể được tham khảo để xây dựng quy chuẩn đấu nối các NMĐG vào HTĐ Việt Nam
3. Đóng góp khoa học của luận án có thể tóm tắt như sau:
a. Nghiên cứu, xây dựng biểu đồ phát công suất của NMĐG và biểu đồ trao đổi công suất giữa NMĐG với lưới điện thông qua các phần tử liên lạc, từ đó xác định các chế độ đặc trưng cần khảo sát.
b. Nghiên cứu khoanh vùng và đánh giá tác động của NMĐG đến các thông số vận hành của lưới điện lân cận điểm đấu nối như trào lưu công suất, tổn thất công suất và điện năng, điện áp tại các nút phụ tải trong các chế độ xác lập đặc trưng được chọn bằng phần mềm PSS/E.
c. Xây dựng mô hình tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng cho hộ tiêu thụ khi có sự tham gia của nguồn điện gió dựa trên phương pháp điểm kê hạn chế các trạng thái tính toán của hệ thống, đánh giá biến thiên công suất phát (theo từng giờ), xác suất trạng thái của nguồn điện gió, biểu đồ phụ tải của hộ tiêu thụ trong khu vực khảo sát, khả năng tải, thông số hỏng
hóc của các phần tử lưới điện và số liệu về hỏng hóc thực tế thống kê được của turbine gió khi vận hành ở điều kiện Việt Nam.
d. Xây dựng chiến lược chia cắt (tách đảo) lưới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho trường hợp công suất của nguồn phát không thể được huy động một cách chủ động với mục đích sử dụng tối đa nguồn điện phân tán ở các địa phương khi hệ thống điện lớn bị sự cố. Đề xuất phương pháp kết hợp việc chia cắt lưới điện và sa thải phụ tải để mở rộng khu vực duy trì cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ quan trọng trong thời gian hệ thống điện lớn bị sự cố.
Kiến nghị
1. Điện gió là một lĩnh vực còn rất mới mẻ ở Việt Nam và cũng đang được đầu tư nghiên cứu rất nhiều trên thế giới. Do vậy, để có thể phát triển nhanh và bền vững lĩnh vực nguồn điện nhiều tiềm năng này tại Việt Nam, rất nhiều vấn đề cần được nghiên cứu liên quan đến cơ chế chính sách đầu tư và trợ giá, quy chuẩn kỹ thuật về đấu nối và vận hành điện gió, phối hợp với các nguồn điện truyền thống và phân tán sử dụng năng lượng tái tạo khác để xây dựng một hệ thống nguồn thông minh, bền vững.
2. Chính phủ Việt Nam đã thực hiện bước đi ban đầu quan trọng trong việc trợ giá cho điện gió. Mặc dù mức trợ giá chưa đủ sức thu hút nhưng vẫn được các nhà đầu tư đánh giá cao, chứng tỏ sự quan tâm của Nhà nước đến việc phát triển năng lượng gió nói riêng và năng lượng tái tạo nói chung tại Việt Nam. Để phát triển mạnh mẽ hơn lĩnh vực này, cần nghiên cứu nâng mức trợ giá trong tương lai, nguồn vốn cho trợ giá cần được huy động từ các hoạt động bảo vệ môi trường, chống thảm họa, thiên tai…
3. Điện gió là một lựa chọn tốt trong các phương án cấp điện cho hải đảo Việt Nam, cần xây dựng một quy hoạch tổng thể về điện khí hóa các hải đảo, trong đó điện gió kết hợp với các loại nguồn phân tán khác như mặt trời, sóng biển, diezel…sẽ được tích hợp để cung cấp điện năng cho cư dân các hải đảo xa xôi, vấn đề đang được Nhà nước và dư luận xã hội rất quan tâm trong sự nghiệp bảo vệ chủ quyền biển đảo của tổ quốc.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
1. Nguyễn Duy Khiêm, Trần Đình Long (2014), “Ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy lưới điện phân phối địa phương”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật, số 103, tr 12 – 16, Hà Nội.
2. Nguyễn Duy Khiêm (2014), “Biểu đồ trao đổi công suất và ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến lưới điện phân phối địa phương”, Hội nghị Khoa học và Công nghệ Điện lực toàn quốc 2014, tr 157 – 170, Đà Nẵng.
3. Nguyễn Duy Khiêm, Trần Đình Long (2015), “Xây dựng đặc tính trao đổi công suất giữa nhà máy điện gió với lưới điện”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Viện hàn lâm
Khoa học Việt Nam, tập 53, số 1, tr 1 – 8, Hà Nội.
4. Nguyễn Duy Khiêm, Trần Đình Long (2015), “Tách đảo lưới điện phân phối có nguồn điện phân tán – giải pháp nâng cao độ tin cậy”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học
Đà Nẵng, tập 88, số 3, tr 46 – 49, Đà Nẵng.
Các công trình công bố liên quan đến luận án
1. Nguyễn Duy Khiêm, Bùi Đình Tiếu, Trần Văn Thịnh, (2009), “Mô phỏng ảnh hưởng của nhà máy phát điện chạy bằng sức gió ở Bình Định đến lưới điện quốc gia sử dụng phần mềm Matlab – Simulink”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trường Đại
học Kỹ thuật, số 71, tr 41 – 45, Hà Nội.
2. Nguyễn Duy Khiêm, (2014). “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy phát điện chạy bằng sức gió ở Tuy Phong – Bình Thuận đến chất lượng điện năng trong Hệ thống điện”, Chủ nhiệm Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường Đại học Quy Nhơn, mã số: T2014.435.13, Bình Định.
3. Lê Thái Hiệp, Nguyễn Duy Khiêm, Lê Văn Doanh, Nguyễn Thế Công (2015), “Tính
toán lượng công suất phát cực đại của trạm điện gió trong hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel trên đảo Phú Quý”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật, số 104, tr 6 – 10, Hà Nội.
4. Le Thai Hiep, Nguyen Duy Khiem, Le Van Doanh, Nguyen The Cong (2015), “The
Diesel Power Station in Phu Quy Island”, Journal of Science & Technology technical
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
[1]. Bộ Công Thương, (2010), “Thông tư Quy định hệ thống điện phân phối”, Số 32/2010/TT – BCT, Hà Nội.
[2]. Bộ Công Thương, (2010), “Thông tư Quy định hệ thống điện truyền tải”, Số 12/2010/TT – BCT, Hà Nội.
[3]. Bộ Công Thương, (2012), “Quy hoạch và phát triển Điện lực tỉnh Bình Thuận giai đoạn 2011 – 2015 có xét đến 2020”, Quyết định số 4715/QĐ–BCT, Hà Nội.
[4]. Bộ Công Thương, (2012), Hội thảo chuyên đề, “Vấn đề hòa lưới và vận hành trong hệ thống của nhà máy điện gió”, Hà Nội.
[5]. Bộ Công Thương, Hiệp hội đồng quốc tế khu vực Đông Nam Á, (2012), “Hội thảo
kỹ thuật về phát triển điện gió ngoài khơi và cơ hội cho Việt Nam”, Hà Nội.
[6]. Cục Điều tiết Điện lực, (2014), Hội thảo chuyên đề “Xây dựng quy định đấu nối điện gió và nghiên cứu tích hợp năng lượng tái tạo tại Việt Nam”, Hà Nội.
[7]. Cục khí tượng thủy văn, (2007), “Số liệu đo gió”, Hà Nội.
[8]. Đặng Danh Hoằng, Nguyễn Phùng Quang, (2011) “Thiết kế bộ điều khiển dựa trên thụ động (Passivity – Based) để điều khiển máy phát không đồng bộ nguồn kép”, Tạp chí Khoa học & Công nghệ các trường Đại học Kỹ thuật, số 76, Hà Nội.
[9]. GS.TS.Lã Văn Út, (2009), “Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện”, Nhà xuất bản Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội.
[10]. GS.VS.TSKH.Trần Đình Long, (2001), “Lý thuyết hệ thống”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[11]. Nguyễn Duy Khiêm, (2008), “Nghiên cứu điều khiển hệ thống điện gió”, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
[12]. Nguyễn Duy Khiêm, Bùi Đình Tiếu, Trần Văn Thịnh, (2009), “Mô phỏng ảnh hưởng của nhà máy phát điện chạy bằng sức gió ở Bình Định đến lưới điện quốc
gia sử dụng phần mềm Matlab – Simulink”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các
trường Đại học kỹ thuật, số 71, Hà Nội.
[13]. Nguyễn Thị Mai Hương, (2012), “Sách lược điều khiển nhằm nâng cao tính bền
vững trụ lưới của hệ thống phát điện chạy bằng sức gió sử dụng máy phát không
đồng bộ nguồn kép” Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên.
[14]. Nhà máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận, (2013), “Các bảng số liệu kỹ thuật,
những hỏng hóc và thông số vận hành từ 2009 – 2013”, Bình Thuận.
[15]. PGS.TS.Trần Bách, (2008), “Lưới điện & Hệ thống điện – tập 1”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[16]. PGS.TS.Trần Bách, (2008), “Lưới điện & Hệ thống điện – tập 2”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[17]. Quyết định số 37/2011/QĐ–TTg, (29/06/2011), “Về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam”, Hà Nội.
[18]. Tập đoàn Điện lực Việt Nam, (2013), “Sổ tay kỹ thuật về đấu nối điện gió vào lưới điện Việt Nam”, Hà Nội.
[19]. Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chương, Lê Văn Doanh, Bạch Quốc Khánh, Hoàng Hữu Thận, Phùng Anh Tuấn, Đinh Thành Việt, (2014), “Sách tra cứu về chất lượng điện năng”, Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
[20]. Viện Năng Lượng, (2010), “Quy hoạch và phát triển Điện lực giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến 2030” (Quy hoạch 7), Hà Nội.
TIẾNG NƯỚC NGOÀI
[21]. Abram Perdana, (2008), “Dynamic models of wind turbines”, Thesis for the degree of doctor of philosophy, Sweden.
[22]. Ackermann T. (2005), “Wind Power in Power Systems”, John Wiley & Sons Inc, pp.745, New York.
[23]. Ahola A, Haarla L, Matilainen J, Lemström B, (2009), “Wind power and the (N-1)
security of the Finnish transmission grid–a simulation study”. In: European wind
energy conference and exhibition, EWEC, Elsevier, Europe, pp 1 – 10.
[24]. Ake Larsson, (2000), “The power quality of wind turbines”, Thesis for the degree of doctor of philosophy.
[25]. Akhmatov V, Knudsen H, (2002),“An aggregated model of a grid-connected,
large-scale, offshore wind farm for power stability investigations”, IEEE Electric
Power Energy Systems, Vol. 24, pp. 709 – 717.
[26]. Ala Tamimi, (2011), “Voltage stability limits for weak power system with high
wind penetration”, Thesis Doctor of philosophy.
[27]. Alboyaci B, Dursun B, (2008), “Grid connection requirements for wind turbine
system in selected countries – Comparison to Turkey”, Electrical power quality &
[28]. Amitkumar Dadhania, (2011), “Modeling of doubly fed induction generators for
distribution system power analysis”, Thesis Master of Applied Science in the
program of Electrical and Computer Engineering.
[29]. Andrea P.Leite, Carmen L.t.Borges, Djalma M.Falcao, (2006), “Probabilistic Wind
Farms Generation Model for Reliability Studies Applied to Brazilian Sites” [J],
IEEE Transactions on Power Systems, 21(4), pp. 1493 – 1501.
[30]. Andreas Petersson, (2005), “Analysis, modeling and control of doubly fed
induction generators for wind turbines”, Thesis for the degree of doctor of
philosophy, Sweden.
[31]. Ashish Kumar Agrawal, Bhaskar Munshi, Srikant Kayal, (2008), “Study of wind
turbine driven DFIG using AC/DC/AC converter”, Thesis doctor in electrical
engineering.
[32]. B. Bala Sai Babu, N. Rama Devi, (2012), “Islanding detection in distributed
generations using negative sequence components”, [IJESAT] International journal
of engineering science & advanced technology, Vol. 2, Issue. 5, pp. 1440 – 1446. [33]. Behrooz Bahrani, (2008), “Islanding Detection and Control of Islanded Single and
Two–Parallel Distributed Generation Units”, Master of Applied Science,
Department of Electrical and Computer Engineering, University of Toronto. [34]. Bijaya Pokharel, (2011) “Modeling, control and analysis of a doubly fed induction
generator based wind turbine system with voltage regulation”. Thesis master of
science.
[35]. C.C POKOTЯHA и И. M. ШAПИPO, (1971), “CПPABOЧHИK ПO ПPOEKTИPOBAHИЮ ЭЛEKTPИЧECKИX CИCTEM”, “ЭHEPГИЯ” MOCKBA.
[36]. Chad Abbey, (2004), “A doubly fed induction generator and energy storage system
for wind power application”, Thesis Master in Engineering, Canada.
[37]. Chandra Shekhar Chandrakar, Bharti Dewani, Deepali Chandrakar, (2012) “An
Assessment Of Distributed Generation Islanding Detection Methods”, (IJAET),
International Journal of Advances in Engineering & Technology, Vol. 5, Issue. 1, pp. 218 – 226.
[38]. David Jamer Bray Shaw, Alberto Troccoli, Rachael Fordham, John Methven, (2011), “The impact of large scale atmospheric circulation patterns on wind
power generation and its potential predictability”, A case study over the UK,
[39]. Denmark, (2004), “Grid connection of wind turbines to networks with voltages
above 100 kV, Regulation TF3.2.5”,Energinet, December.
[40]. Denmark, (2004), “Grid connection of wind turbines to networks with voltages
below 100 kV, Regulation TF 3.2.6”, Energinet, May.
[41]. Dr.Sathyajith Mathew, (2006), “Wind energy fundamentals, resource analysis,
economics”, Springer – Verlag Berlin Heidelberg.
[42]. Dugan R. C., Mc Granaghan M. F., Stantoso S. and Beaty H.W, (2004) “Electrical
Power Systems Quality”. Second Edition, Mc Graw – Hill, New York.
[43]. Durga Gautam, (2010), “Impact of increased penetration of DFIG based wind
turbine rotor angle stability of power systems”, the Degree Doctor of Philosophy.
[44]. E. Martinot, (2012), “Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation
Special Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change”, Cambridge
University Press, pp. 1 – 1088.
[45]. E. Rosolowski, J. Iżykowski, A. Burek, (2006), “Islanding detection methods for
distributed generation”, Technicna Elektrodinamika (Tech. Elektrodinamika) part
2, pp. 50 – 53.
[46]. El–Arroudi, K.; Joos, G.; Kamwa, I., McGillis, D.T., (2007), “Intelligent-Based
Approach to Islanding Detection in Distributed Generation”, IEEE Transactions
on Power Delivery, Vol. 22, Issue 2, pp. 828 – 835, April.
[47]. EnergiNet, (2004), “Grid connection of wind turbines to networks with voltages
below 100 kV”, Regulation TF 3.2.6, pp. 29.
[48]. Eric Martinot, (2013), “Renewables Global Futures Report 2013,” Rep. REN 21, pp. 1 – 76.
[49]. Eugeniusz Rosolowski, Arkadiusz Burek, Leszek Jedut, (2012), “A new method for
islanding detection in distributed generation”, Wroclaw University of
Technology, Department of Electrical Power Engineering, 50 – 370 Wroclaw, Wybrzeze Wyspianskiego 27, Poland.
[50]. EVN, International Copper Association Southeast Asia, (2015), “Study on Vietnam
wind power integration studies and draft national wind grid code”, The second
consultation workshop, Hanoi.
[51]. F. Xu, X. P. Zhang, K. Godfrey and P. Ju, (2006), “Modeling and control of wind
turbine with doubly fed induction generator”, Proc, IEEE PES Power Systems
[52]. F.Mei, B.Pal, (2007), “Modal analysis of grid connected doubly fed induction
generators”, IEEE Trans, Energy Conversion, Vol. 22, No. 3, pp. 728 – 736.
[53]. Fernando D.Bianchi, Hernan De Battista and Ricardo J. Mantz, (2006), “Wind
turbine control systems”.
[54]. Francois Vallee, Jacques Lobry, Olivier Deblecker, (2008), “System Reliability
Assessment Method for Wind Power Integration” [J], IEEE Transactions on Power
Systems, 23(3), pp. 1288 – 1297.
[55]. Germany, (2006), “Grid Code - High and extra high voltage”, E.ON Netz GmbH, Bayreuth, 1st April.
[56]. Global Wind Energy Outlook, (2008), “Global wind energy council GWEC;
Renewable energy campaign – greenpeace International”.
[57]. H. Selcuk Nogay, Tahir Cetin Akinci, Marija Eidukeviciute, (2012), “Application of artificial neural networks for short term wind speed forecasting in
Mardin,Turkey”, Journal of Energy in Southern Africa, Vol 23, No 4, November.
[58]. Hany M. Jabr Soloumah, (2008), “Doubly fed induction generator used in wind
energy”, Thesis doctor of philosophy at University of Windsor, Canada.
[59]. http://www.Thewindpower.net.
[60]. Ireland, (2007), “Grid Code – Version 3.0”, ESB National Grid, 28th September. [61]. J. L. Barden, M. L. Mellish, B. T. Murphy, N. Slater – thompson, D. Peterson, and
P. Lindstrom, (2013), “International Energy Outlook 2013”.
[62]. J. Peng, L. Lu, and H. Yang, (2013), “Review on life cycle assessment of energy
payback and greenhouse gas emission of solar photovoltaic systems”, Renew.
Sustain. Energy Rev., Vol. 19, pp. 255 – 274, Mar.
[63]. J. W. Taylor, P. E. McSharry, R. Buizza (2009), “Wind Power Density Forecasting
Using Ensemble Predictions and Time Series Models”, IEEE Transactions on
Energy Conversion, 24, pp. 775 – 782.
[64]. Jang S, Kim K., (2004), “An islanding detection method for distributed generation
algorithm using voltage unbalance and total harmonic distortion of current”.
IEEE Trans Power Delivery, 19(2), pp. 745 – 52.
[65]. Jason G.Massey, (2009), “Doubly fed induction machine control for wind energy
conversion”, Thesis Master of science.
[66]. Jin Yang, (2011), “Fault analysis and protection for wind power generation