c. Loại PV Silic – film mỏng
2.1. Cỏc quy định kỹ thuật đỏnh giỏ ảnh hưởng đến lưới điện phõn phối
2.1.1 . Quy định kỹ thuật đấu nối hệ thống của một số Quốc gia trờn thế giới
2.1.1.1 . Quy định đấu nối của hệ thống điện ở Ai Cập [22]
Yờu cầu về khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp
Nhà mỏy điện mặt trời đấu nối vào lưới điện phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp như sau:
a) Nhà mỏy điện phải cú khả năng điều chỉnh liờn tục cụng suất phản khỏng trong dải hệ số cụng suất 0,95 (ứng với chế độ phỏt cụng suất phản khỏng) đến 0,95 (ứng với chế độ nhận cụng suất phản khỏng) tại điểm đấu nối ứng với cụng suất định mức;
b) Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm trong dải từ 0,85- 0,10 pu nhà mỏy điện phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và khụng được tỏch lưới;
c) Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm trong khoảng 1,1 - 1,15 pu, nhà mỏy điện phải cú khả năng phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng trong thời gian 30 phỳt;
Yờu cầu về khả năng điều chỉnh cụng suất tỏc dụng
Nhà mỏy điện mặt trời phải điều chỉnh cụng suất tỏc dụng trong phạm vi tần số từ 47,5 - 50,2 Hz, hoặc trong dải điện ỏp lưới điểm đấu nối theo thời gian trong hỡnh 2.1
Hỡnh 2.1 Quy định vựng tần số và điện ỏp làm việc của nguồn điện trờn lưới
Khi tần số lưới trong khoảng 50,2 Hz đến 51,5 Hz nhà mỏy điện mặt trời phải giảm cụng suất tỏc dụng theo cụng thức (1) và hỡnh 2.2:
ΔP = 0,4 x PM x (Δf) (1) [22]
Trong đú:
PM: cụng suất tỏc dụng trước khi tần số vượt quỏ 50,2 Hz Δf: tần số lưới trừ đi 50,2 Hz
Hỡnh 2.2 Độ giảm cụng suất tỏc dụng khi quỏ tần số
Yờu cầu về khả năng duy trỡ phỏt điện khi cú sự cố ngắn mạch
Ai Cập quy định cỏc mỏy phỏt khụng được phộp tỏch khỏi lưới điện khi xảy ra sự cố ngắn mạch trong một khoảng thời gian nhất định. Quy định được thể hiện trong hỡnh 2.3. Liờn tục Khụng cú giới hạn trờn hỡnh 2.2 Theo hỡnh 2.2 khụng quỏ 30 phỳt Theo hỡnh 2.2 khụng quỏ 30 phỳt 30 phỳt Tần số Hz Tần số Hz Tần số Hz C ụn g su ất t ỏc d ụ n g
Hỡnh 2.3 Quy định về khả năng duy trỡ của nguồn điện khi cú sự cố
Theo đú khi xảy ra sự cố ngắn mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới giảm xuống và nhà mỏy điện khụng được tỏch khỏi nếu điện ỏp nằm ở vựng phớa trờn của đường màu đỏ, nghĩa là nhà mỏy điện phải nối lưới trong vũng 250ms khi điện ỏp tại điểm đấu nối bằng 0, tiếp tục vận hành khi hết sự cố và điện ỏp phục hồi đến điện ỏp danh định. Quy định này cú ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với nguồn điện phõn tỏn sử dụng mỏy phỏt khụng đồng bộ nhằm trỏnh hiện tượng sụp đổ điện ỏp trờn lưới điện cú nhiều nguồn điện kiểu này.
Yờu cầu về nhấp nhỏy điện ỏp
Trong điều kiện vận hành bỡnh thường, mức nhấp nhỏy điện ỏp tại mọi điểm đấu nối khụng được vượt quỏ giới hạn quy định như sau:
Thời gian ngắn (10 phỳt) Pst ≤ 0,35 Thời gian dài (2 giờ) Pk = 0,25
Yờu cầu về thời gian bảo vệ
Cỏc bảo vệ tại điểm đấu nối của nhà mỏy điện mặt trời nối lưới phải đỏp ứng cỏc yờu cầu sau:
Chức năng Dải cài đặt Đề xuất
Giỏ trị Thời gian
Quỏ ỏp U>> 1,00 - 1,30 Un 1,15 x Un ≤ 3 s Thấp ỏp U<< 0,15 - 1,00 Un 0,30 x Un 1 s
Thấp ỏp U< 0,15 - 1,00 Un 0,80 x Un 3 s Quỏ tần số 50 - 52 Hz 51,5 Hz ≤ 100ms Thấp tần số 47,5 - 50 Hz 47,5 Hz ≤ 500ms
2.1.1.2 . Quy định đấu nối của hệ thống điện bang Texas (USA) [5]
Yờu cầu về khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp
Khụng được tỏc động
Khụng được tỏc động
Nhà mỏy điện mặt trời đấu nối vào lưới điện phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp như sau:
a) Nhà mỏy điện phải cú khả năng điều chỉnh liờn tục cụng suất phản khỏng trong dải hệ số cụng suất 0,95 (ứng với chế độ phỏt cụng suất phản khỏng) đến 0,95 (ứng với chế độ nhận cụng suất phản khỏng) tại điểm đấu nối ứng với cụng suất định mức;
b) Nguồn điện của khỏch hang phải cú thiết bị tự động tỏch lưới trong cỏc trường hợp: điện ỏp tại điểm đấu nối nằm ngồi điện ỏp danh định của lưới điện +5% hoặc -10% trong thời gian hơn 30 giõy, dao động điện ỏp trờn lưới điện vượt +10% hay -30% điện ỏp danh định sau hơn mười chu kỡ dao động. Nguồn điện của khỏch hàng cú thể đấu nối trở lại lưới điện khi điện ỏp và tần số trờn lưới điện trở lại dải làm việc bỡnh thường và hệ thống ổn định.;
c) Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm trong khoảng 1,1 - 1,15 pu, nhà mỏy điện phải cú khả năng phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng trong thời gian 30 phỳt;
Yờu cầu về khả năng điều chỉnh tần số
Tần số vận hành của nguồn phỏt điện khụng được vượt quỏ 0,5Hz hoặc thấp hơn 0,7Hz so với tần số 60Hz của hệ thống điện. Nguồn điện sẽ tự động tỏch khỏi lưới điện trong vũng 15 chu kỡ nếu tần số của hệ thống khụng thể duy trỡ trong dải tần số này. Khỏch hàng cú thể hũa lưới trở lại khi hệ thống ổn định và điện ỏp, tần số lưới điện trở lại dải làm việc bỡnh thườngYờu cầu về khả năng duy trỡ phỏt điện khi cú sự cố ngắn mạch
Quy định về dải làm việc của nguồn điện phõn tỏn trong hệ thống điện và cỏc thụng số bảo vệ cho nguồn điện được trỡnh bày túm tắt trong bảng sau:
Bảng 2.1. Quy định vựng tần số và điện ỏp làm việc của nguồn điện trờn lưới Thụng số Thời gian cắt
Điện ỏp ( %Udđ) Giõy(s) Chu kỡ
< 70% 0,166 10 ( duy trỡ) & 10 ( cắt) 70% - 90% 30,0 & 0,166 1800 ( duy trỡ) & 10 ( cắt) 90% - 105% Vận hành bỡnh thường
105% - 110% 30,0 & 0,166 1800 ( duy trỡ) & 10 ( cắt) > 110% 0,166 10 ( cắt) & 10 ( cắt)
< 59,3 0,25 15 ( cắt) 59,3 - 60,5 Vận hành bỡnh thường
> 60,5 0,25 15 ( cắt)
Yờu cầu về nhấp nhỏy điện ỏp và súng hài
Độ nhấp nhỏy điện ỏp: nguồn điện của khỏch hàng sẽ khụng nhấp nhỏy điện ỏp trờn lưới vượt quỏ giỏ trị 3% độ sụp ỏp, phự hợp với tiờu chuẩn IEEE-519, khi đo tại điểm đấu nối.
Súng hài: phự hợp với tiờu chuẩn IEEE-519, tổng độ biến dạng súng hài điện ỏp khụng được vượt quỏ 5% so với điện ỏp tần số cơ sở 60Hz hoặc độ biến dạng điện ỏp của súng hài bất kỡ khụng được vượt quỏ 3% so với điện ỏp tần số cơ sở 60Hz tại điểm đấu nối.
Bảng 2.2. Quy định về độ biến dạng súng hài trờn lưới điện Thành phần súng hài Độ biến dạng < 11th 3% 11th đến 17th 2% 17th đến 23th 1,5% 23th đến 35th 0,6% Từ 35th 0,3% Tổng độ biến dạng 5%
Yờu cầu về thời gian bảo vệ
Cỏc bảo vệ tại điểm đấu nối của nhà mỏy điện mặt trời nối lưới phải đỏp ứng cỏc yờu cầu sau:
Bảng 2.3. Yờu cầu trang bị hệ thống bảo vệ và hệ thống thụng tin liờn lạc khi đấu nối nguồn điện phõn tỏn
Mục Mỏy phỏt điện ba pha
Cụng suất ≤ 10kW 10kW-500kW 500kW-2MW 2MW-10MW Mỏy cắt (cú khả năng
đúng cắt với dũng nm lớn nhất cho phộp tại điểm đấu nối vào lưới điện)
√ √ √ √
Thiết bị đúng cắt mỏy phỏt
Bảo vệ quỏ điện ỏp √ √ √ √
Bảo vệ điện ỏp thấp √ √ √ √
Bảo vệ tần số √ √ √ √
Bộ kiểm tra hũa đồng bộ
Tự động Tự động Tự động Tự động
Vảo vệ quỏ dũng hoặc quỏ điện ỏp chạm đất √[1] √[1] √[1] Bộ cảm biến dũng cụng suất ngược √[2] √[2] √[2] Chức năng phối hợp với rơ-le tần số thấp theo chiều dũng cụng suất √ √ Hệ thống ngắt bảo vệ liờn động và SCADA √ tiếp.
[1] – Trang bị nếu nguồn điện đấu nối vào lưới điện cú trung tớnh nối đất trực
[2] – Trang bị nếu cụng suất nguồn phỏt lớn hơn phụ tải thấp điểm của lưới khu vực.
2.1.2 . Quy định kỹ thuật đấu nối nguồn phõn tỏn vào hệ thống điện tại Việt Nam [1, 2, 3, 8]
Hiện nay, Việt Nam chưa ban hành Quy trỡnh hướng dẫn chi tiết về yờu cầu kỹ thuật cho việc đấu nối cỏc nhà mỏy điện sử dụng nguồn năng lượng mặt trời núi riờng, nhà mỏy điện sử dụng nguồn năng lượng tỏi tạo núi chung. Cỏc chỉ tiờu kỹ thuật cho việc đấu nối điện mặt trời đang được xỏc định theo Thụng tư số 39/2015/TT-BCT ban hành ngày 18/11/2015 về Quy định hệ thống điện phõn phối, và Thụng tư số 25/2016/TT-BCT ban hành ngày 30/11/2016 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
2.1.2.1 . Yờu cầu kỹ thuật đối với nhà mỏy điện mặt trời đấu nối vào lưới điện phõn phối từ cấp điện ỏp trung ỏp trở lờn [2] phõn phối từ cấp điện ỏp trung ỏp trở lờn [2]
Yờu cầu về tần số
Nhà mỏy điện mặt trời phải cú khả năng vận hành phỏt cụng suất tỏc dụng trong dải tần số từ 49 Hz đến 51 Hz theo cỏc chế độ sau:
P
a) Chế độ phỏt tự do: vận hành phỏt điện cụng suất lớn nhất cú thể theo sự biến đổi của nguồn năng lượng sơ cấp (mặt trời).
b) Chế độ điều khiển cụng suất phỏt:
Nhà mỏy điện mặt trời phải cú khả năng điều chỉnh phỏt cụng suất tỏc dụng theo lệnh của Cấp điều độ cú quyền điều khiển phự hợp với sự biến đổi của nguồn năng lượng sơ cấp trong thời gian khụng quỏ 30 giõy với độ sai số trong dải ± 01 % cụng suất định mức, cụ thể như sau:
- Phỏt cụng suất theo đỳng lệnh điều độ trong trường hợp nguồn sơ cấp biến thiờn bằng hoặc lớn hơn giỏ trị dự bỏo;
- Phỏt cụng suất lớn nhất cú thể trong trường hợp nguồn sơ cấp biến thiờn thấp hơn giỏ trị dự bỏo.
Nhà mỏy điện mặt trời tại mọi thời điểm đang nối lưới phải cú khả năng duy trỡ vận hành phỏt điện trong thời gian tối thiểu tương ứng với cỏc dải tần số vận hành theo quy định như sau:
Bảng 2.4. Thời gian tối thiểu duy trỡ vận hành phỏt điện tương ứng với cỏc dải tần số của hệ thống điện
Dải tần số của hệ thống điện Thời gian duy trỡ tối thiểu
47,5 HZ đến 48,0 Hz 10 phỳt 48 Hz đến 49 Hz 30 phỳt 49 Hz đến 51 Hz Phỏt liờn tục 51Hz đến 51,5 Hz 30 phỳt 51,5 Hz đến 52 Hz 01 phỳt
Khi tần số hệ thống điện lớn hơn 51 Hz, nhà mỏy điện mặt trời phải giảm cụng suất tỏc dụng với tốc độ khụng nhỏ hơn 01 % cụng suất định mức mỗi giõy. Mức giảm cụng suất tương ứng với tần số được xỏc định theo cụng thức sau:
20 Pm 51.0 fn
50
Trong đú:
ΔP: Mức giảm cụng suất phỏt tỏc dụng (MW);
Pm: Cụng suất tỏc dụng tương ứng với thời điểm trước khi thực hiện giảm
cụng suất (MW);
fn: Tần số hệ thống điện trước khi thực hiện giảm cụng suất (Hz).
Nhà mỏy điện mặt trời đấu nối vào lưới điện phõn phối phải cú khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp như sau:
a) Trường hợp nhà mỏy điện phỏt cụng suất tỏc dụng lớn hơn hoặc bằng 20% cụng suất tỏc dụng định mức và điện ỏp nằm trong dải vận hành bỡnh thường, nhà mỏy điện phải cú khả năng điều chỉnh liờn tục cụng suất phản khỏng trong dải hệ số cụng suất 0,95 (ứng với chế độ phỏt cụng suất phản khỏng) đến 0,95 (ứng với chế độ nhận cụng suất phản khỏng) tại điểm đấu nối ứng với cụng suất định mức;
b) Trường hợp nhà mỏy điện phỏt cụng suất tỏc dụng nhỏ hơn 20 % cụng suất định mức, nhà mỏy điện cú thể giảm khả năng nhận hoặc phỏt cụng suất phản khỏng phự hợp với đặc tớnh của tổ mỏy;
c) Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm trong dải ± 10% điện ỏp định mức, nhà mỏy điện phải cú khả năng điều chỉnh điện ỏp tại điểm đấu nối với độ sai lệch khụng quỏ ± 0,5% điện ỏp định mức (so với giỏ trị đặt điện ỏp) trong tồn bộ dải làm việc cho phộp của mỏy phỏt và hồn thành trong thời gian khụng quỏ 02 phỳt;
d) Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm ngồi dải ± 10% điện ỏp định mức, nhà mỏy điện phải cú khả năng phỏt hoặc nhận cụng suất phản khỏng (theo tỷ lệ so với cụng suất phản khỏng định mức) bằng tối thiểu 02 lần tỷ lệ thay đổi điện ỏp tại điểm đấu nối.
Nhà mỏy điện mặt trời tại mọi thời điểm đang nối lưới phải cú khả năng duy trỡ vận hành phỏt điện tương ứng với dải điện ỏp tại điểm đấu nối trong thời gian như sau:
a) Điện ỏp dưới 0,3 pu (pu là hệ đơn vị tương đối thể hiện tỷ lệ giữa giỏ trị điện ỏp thực tế so với giỏ trị điện ỏp định mức), thời gian duy trỡ tối thiểu là 0,15 giõy.
b) Điện ỏp từ 0,3 pu đến dưới 0,9 pu, thời gian duy trỡ tối thiểu được tớnh theo cụng thức sau:
Trong đú: Tmin = 4 x U - 0,6
- Tmin (giõy): Thời gian duy trỡ phỏt điện tối thiểu;
- U (pu): Điện ỏp thực tế tại điểm đấu nối tớnh theo đơn vị pu.
c) Điện ỏp từ 0,9 pu đến dưới 1,1 pu, nhà mỏy điện mặt trời phải duy trỡ vận hành phỏt điện liờn tục;
d) Điện ỏp từ 1,1 pu đến dưới 1,15 pu, nhà mỏy điện mặt trời phải duy trỡ vận hành phỏt điện trong thời gian 03 giõy;
đ) Điện ỏp từ 1,15 pu đến dưới 1,2 pu, nhà mỏy điện mặt trời phải duy trỡ vận hành phỏt điện trong thời gian 0,5 giõy.
Nhà mỏy điện mặt trời phải đảm bảo khụng gõy ra thành phần thứ tự nghịch của điện ỏp pha tại điểm đấu nối quỏ 01 % điện ỏp danh định. Nhà mỏy điện mặt trời phải cú khả năng chịu được thành phần thứ tự nghịch của điện ỏp pha tại điểm đấu nối tới 03 % điện ỏp danh định đối với cấp điện ỏp 110 kV hoặc tới 05 % điện ỏp danh định đối với cấp điện ỏp dưới 110 kV.
Yờu cầu về súng hài
Giỏ trị cực đại cho phộp (tớnh theo giỏ trị tuyệt đối của dũng điện hoặc % dũng điện phụ tải tại điểm đấu nối) của tổng độ biến dạng dũng điện do cỏc thành phần súng hài bậc cao gõy ra tựy theo cấp điện ỏp được quy định như sau:
a) Đối với đấu nối vào cấp điện ỏp trung ỏp hoặc đấu nối cú cụng suất trờn 10kW và nhỏ hơn 50kW: giỏ trị dũng điện của súng hài bậc cao khụng vượt quỏ 20% dũng điện phụ tải;
b) Đối với đấu nối vào cấp điện ỏp cao ỏp hoặc cỏc đấu nối cú cụng suất từ 50kW trở lờn: giỏ trị dũng điện của súng hài bậc cao khụng vượt quỏ 12% dũng điện phụ tải.
Tổng độ biến dạng súng hài điện ỏp tại điểm đấu nối khụng được vượt quỏ giới hạn quy định sau đõy:
Cấp điện ỏp Tổng biến dạng súng hài Biến dạng riờng lẻ
Trung và hạ ỏp 6,5% 3,0%
Yờu cầu về nhấp nhỏy điện ỏp
Trong điều kiện vận hành bỡnh thường, mức nhấp nhỏy điện ỏp tại mọi điểm đấu nối khụng được vượt quỏ giới hạn quy định như sau:
Bảng 2.5. Mức nhấp nhỏy điện ỏp đối với lưới phõn phối Cấp điện ỏp Mức nhấp nhỏy cho phộp
110 kV Pst95% = 0,80 Plt95% = 0,60 Trung ỏp và hạ ỏp Pst95% = 1,00 Plt95% = 0,80
Trong đú:
a) Mức nhấp nhỏy điện ỏp ngắn hạn (Pst) là giỏ trị đo được trong khoảng thời
12 3
1 3
P P
sao cho trong khoảng 95% thời gian đo (ớt nhất một tuần) và 95% số vị trớ đo Pst
khụng vượt quỏ giỏ trị này;
b) Mức nhấp nhỏy điện ỏp dài hạn (Plt) được tớnh từ 12 kết quả đo Pst liờn tiếp
(trong khoảng thời gian 02 giờ), theo cụng thức: 1
lt stj
12
j
Plt95% là ngưỡng giỏ trị của Plt sao cho trong khoảng 95% thời gian đo (ớt nhất
01 tuần) và 95% số vị trớ đo Plt khụng vượt quỏ giỏ trị này.