1 .2Các thành phần trong MicroGrid
1.3 .1Cấu trúc MicroGrid AC
1.6 Ưu điểm, nhược điểm và những thách thức của MicroGrid
1.6.1 Ưu điểm của MicroGrid
Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện: khi phụ tải bị ngưng cấp điện có thể gây ra những tổn thất rất lớn về mặt kinh tế. Sự kết hợp giữa Microgrid và lưới điện chính làm giảm căng thẳng cho lưới điện trong khung giờ cao điểm. Nó xem như nguồn điện dự phịng nếu lưới điện chính bị sập, giúp duy trì hoạt động của các cơ sở quan trọng như là trường học, nhà máy nước và trạm xăng. Hơn nữa, nó có thể là nguồn điện chính cho các vùng cao mà cơ sở hạ tầng của lưới điện lực chưa thể đáp ứng được.
Tạo doanh thu nhờ bán năng lượng. Microgrids có thể cung cấp nguồn doanh thu cho khách hàng của họ. Họ có doanh thu bằng cách bán năng lượng trở lại lưới điện. Điều này mang đến cho người tiêu dùng một loại kiểm sốt mới trong thị trường năng lượng. Họ khơng những tiêu thụ năng lượng, mà cịn có thể sản xuất và kiểm sốt nó thơng qua các ứng dụng.
Thúc đẩy tăng trưởng kinh tế. Microgrids giúp ngăn ngừa mất điện cho xí nghiệp sản xuất, vẫn đảm bảo tính liên tục làm việc trong thời gian bị gián đoạn.
Thúc đẩy năng lượng tái tạo, đồng thời tạo ra nhiều việc làm ở địa phương hơn. Nhiều người quan tâm đến việc theo đuổi các mục tiêu năng lượng sạch sẽ giúp ích cho mơi trường. Microgrids có thể bao gồm một loạt các nguồn sản xuất năng lượng xanh, như gió và mặt trời, giúp cắt giảm lượng khí thải carbon và giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
Tăng cường an ninh mạng. Cấu trúc phân tán của một microgrid làm cho nó có khả năng chống lại các cuộc tấn công mạng nhiều hơn. Hơn nữa, microgrids có thể được lắp đặt nhanh hơn các nhà máy điện truyền thống, giúp đáp ứng nhu cầu cơng cộng nhanh hơn.
Xanh hóa thảm thực vật: Năng lượng mặt trời mà lưới Microgrid mang lại xuất hiện hầu hết ở những khu vực có cường độ ánh sáng cao và khí hậu khắc nghiệt, đồng nghĩa với thảm thực vật ở nơi này vô cùng khô cháy và đất đai cằn cỗi. Sự che phủ của hệ thống tấm pin mặt trời giúp cho xanh hóa thảm thực vật phía bên dưới, cái thiện nơng
nghiệp, giảm lượng khí CO2 đồng thời thay đổi khí hậu tại khu vực theo hướng tích cực
hơn.
1.6.2 Nhược điểm của MicroGrid
Lưới Microgrid dần phát triển và mở mộng trong bối cảnh phát triển năng lượng sạch và năng lượng tái tạo thay thế cho các năng lượng sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch truyền thống gây ơ nhiễm môi trường là xu hướng phát triển năng lượng điện của tất cả quốc gia hiện nay. Tuy nhiên, song song với những ưu điểm của lưới Microgrid đã nhắc đến ở trên là những mặc hạn chế đi cùng đáng quan tâm đến, nó ảnh hưởng đến các yếu tố mà một lưới điện hịa với nhau khơng thể khơng nhắc đến:
Không thể tạo ra một lượng lớn điện ở một nơi: lưới Microgrid hiện nay mặc dù đã cung cấp nguồn năng lượng cho hệ thống điện quốc gia, sản lượng điện tăng nhanh qua các năm. Tuy nhiên, để tạo ra công suất lớn trên một vùng diện tích là vấn đề cịn nhiều khó khăn, địa hình khai thác năng lượng. Để đáp ứng hệ thống trên diện rộng cần đáp ứng đủ diện tích lắp đặt trên diện rộng, đó là một khó khăn mở rộng cũng như xây dựng hệ thống tập trung theo vùng, khó quy hoạch tập trung và khó có sản lượng
điện như truyền thống.
Đồng bộ hóa với lưới chính: Để lưới Microgrid và lưới điện quốc gia hòa đồng bộ với nhau, lưới Microgrid phải đảm bảo yếu tố tần số và góc lệch pha trùng với lưới chính, để thực hiện được điều đó, năng lượng điện sinh ra cần được xử lý bởi các bộ biến đổi công suất, khá tốn kém kinh phí đầu tư.
Cung cấp năng lượng thất thường: Tuy Microgrid là một nguồn dự phòng đáng tin cậy và liên tục cho lưới điện chính, nhưng nguồn phát phụ thuộc hồn tồn vào yếu tố mơi trường, nên năng lượng tạo ra có biên độ khơng cố định.
Ảnh hưởng của tua bin gió trong q trình hoạt động: Trong q trình hoạt động âm thanh của tuabin gió làm cho khu vực bị ơ nhiễm tiếng ồn, và hệ thống đòi hỏi nơi làm việc phải nằm xa khu dân cư và lượng gió lớn, khơng bị gián đoạn. Điều này gây ra trở ngại cho quá trình vận chuyển và lắp đặt lưới Microgrid.
Rác thải công nghệp của hệ thống PV: Pin năng lượng mặt trời được biết đến như thiết bị độc nhất và hiệu quả cao đến thời điểm hiện tại trong mảng năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, sau vài chục năm hoạt động (từ 25-30 năm) sẽ trở thành phế phẩm, và đáng chú ý hơn, xử lý hoặc tái chế loại rác thải này vô cùng tốn kém và gây ô nhiễm môi
trường, đây là vấn đề mà các doanh nghiệp sản xuất PV đều đang cố gắng tìm ra quy trình xử lý tốt nhất.
1.6.3 Những thách thức của MicroGrids
Microgrids đại diện cho một sự thay đổi trong mơ hình phân phối năng lượng và gọi là hệ phân tán, khả năng hoạt động ở chế độ độc lập, microgrids có thể duy trì nguồn điện ngay cả khi lưới điện chính bị hỏng. Microgrids cung cấp năng lượng sạch cho các địa phương chưa có điều kiện cơ sở hạ tầng phát triển, cải thiện sự ổn định. Xong, nó vẫn cịn mắt kẹt bởi những thách thức đáng chú ý sau:
Những thách thức cơng nghệ phải đối mặt trong q trình vận hành và triển khai microgrids. Q trình đóng ngắt kết nối bộ nạp từ các hệ thống tiện ích gây ra dịng trong microgrids có thể cao hơn nhiều so với các bộ phận gặp phải trong các hệ thống phân tán, nó có thể làm hỏng các thiết bị bảo vệ, đóng ngắt. Đây là một mối quan tâm lớn trong quá trình vận hành độc lập. Do vậy, có thể dẫn đến thiệt hại nghiêm trọng cho lưới điện nếu không hiểu rõ hệ thống và cách vận hành.
Khi khởi động microgrid ở chế độ độc lập, hệ thống dịng điện xâm nhập có thể gây ra sai lệch đáng kể về tần số và điện áp hệ thống. Điều này có thể khiến các máy phát điện bị ngắt và chuyển sang chế độ ngoại tuyến trong giai đoạn ban đầu. Các kỹ thuật giảm thiểu liên quan đến phân tích chuyên biệt về các loại máy phát được chọn để cung cấp năng lượng cho microgrid trong tình huống độc lập và tái cấu trúc các điều khiển của chúng cho các ứng dụng microgrid. Hơn nữa, bảo vệ phải có khả năng phân biệt các thay đổi năng lượng với các thay đổi liên quan đến lỗi. Điều này chỉ xảy ra thông qua thiết kế chu đáo và với sự hiểu biết kỹ lưỡng về hệ thống.
Cân bằng giữa công suất máy phát và tải cũng phải được duy trì liên tục trong suốt quá trình hoạt động của microgrid độc lập. Thay đổi tải, đặc biệt là tải khối lớn, có thể có tác động mạnh mẽ hơn đến sự ổn định chung trên hệ thống độc lập so với khi kết nối lưới. Điều này được gây ra bởi sự thay đổi tải thường là phần trăm lớn hơn nhiều so với cơng suất đầu ra. Sau đó, việc tạo ra phải được lựa chọn có chủ ý và hệ thống điều khiển microgrid phải có đủ khả năng giám sát sự ổn định của hệ thống và điều phối / sản xuất máy phát điện khi cần thiết để duy trì sự ổn định của hệ thống.
Một thách thức với sản xuất điện mặt trời phân tán là vấn đề lưu trữ. Thông thường, các chủ sở hữu pin mặt trời sử dụng lưới điện như một hệ thống lưu trữ, họ bán phần điện năng dư thừa lên lưới khi có thể và mua lại từ lưới để bù đắp cho phần thiếu hụt.
Đây thường là cách đơn giản và rẻ nhất. Tuy nhiên, việc thêm chi phí cho ắc quy vào chi phí ban đầu của hệ thống năng lượng mặt trời để dừng hoàn toàn việc sử dụng điện từ lưới khiến cho giá điện cao hơn đáng kể so với mua điện thông thường từ lưới điện.
[8] Những thay đổi khác trong ngành sẽ chỉ làm nghiêm trọng thêm các vấn đề tài chính. Chẳng hạn, trong q khứ, các cơng ty điện lực có thể trơng cậy vào các bộ phận của lưới điện có thời gian khấu hao dài. Nhưng lưới điện thông minh phụ thuộc vào các linh kiện điện tử, chẳng hạn như công tơ điện thông minh điều khiển bởi phần mềm, có tuổi thọ ngắn hơn và yêu cầu nâng cấp thường xuyên hơn nhiều.
CHƯƠNG II. CÁC MƠ HÌNH VÀ THƠNG SỐ CƠ BẢN TRONG MƠ HÌNH MICROGRID