c. Loại PV Silic – film mỏng
3.2. Tổng hợp số liệu nguồn điện và phụ tải tại khu vực tớnh toỏn
Cỏc số liệu về phụ tải và lưới điện được sử dụng tớnh toỏn được tổng hợp tại cỏc bảng dưới đõy:
Bảng 3.14. Tổng hợp cỏc đường dõy trung ỏp trong khu vực tớnh toỏn
TT Tờn đường dõy 110kV Tiết diện L (km) 1 171/Tam Quan - 171/Đức Phổ AC 185 14,33 2 173/Đồn Phú - 171/An Khờ AC 185 6,83 3 171/Sụng Cầu - 172/Long Mỹ AC 185 7,73 4 172/Đồn Phú - 172/Trà Xom AC 185 0,00 5 171/Trà Xom - 172/Vĩnh sơn 5 AC 185 0,00 6 171/Vĩnh Sơn 5 - 171/Vĩnh Sơn AC 185 0,00 7 173/Vĩnh Sơn 5 – 178/Phự Mỹ 220 AC 240 1,00 8 176/Phự Mỹ 220 – 172/Phự Mỹ 110 AC 240 1,00 9 173/ Phự Mỹ 220– 171/Mỹ Thành AC 185 0,00 10 174/Phự Mỹ 220 – 171/Phự Mỹ 110 AC 185 1,00 11 175/ Phự Mỹ 220– 174/Phự Mỹ 110 AC 185 1,00
60
13 172/TĐ Vĩnh Sơn - 171/Hồi Nhơn AC 185 46,92
14 172/Tam Quan - 172/Hồi Nhơn AC 185 17,81
15 171/Quy Nhơn 220 - 172/An Nhơn AC 185 12,66
16 171/An Nhơn - 171/Phự Cỏt AC 185 16,67 17 172/Phự Cỏt - 172/Mỹ Thành AC 185 32,42 18 171/Mỹ Thành - 171/Phự Mỹ AC 185 21,22 19 174/Phự Mỹ - 173/Hồi Nhơn AC 185 24,54 20 173/NMTĐ Vĩnh Sơn 5 - 172/Phự Mỹ ACSR 240 43,61 21 171/Vĩnh Sơn - 172/Đồn Phú AC 185 51,25 22 171/Đồn Phú - 171 Nhơn Tõn AC 185 29,51
23 172/Quy Nhơn 220 - 172Nhơn Tõn AC 185 14,97
24 174/Quy Nhơn 220 - 172/Quy Nhơn 2 AC 240 9,95
25 175/Quy Nhơn 220 - 171/Quy Nhơn 2 AC 240 9,95
26 173/Quy Nhơn 220 - 171/Long Mỹ AC 185 5,67
27 171/Phước Sơn - 131/Nhơn Hội AC 240 13,75
28 172/KenLutHa - 172/Trà Xom AC 185 9,95
29 171/Tam Quan - 172/Hồi Nhơn AC 185 17,81
30 171/Qui Nhơn 220 - 172/An Nhơn AC 185 12,66
31 171/Đồn Phú - 171/Nhơn Tõn AC 240 29,51
32 172/Qui Nhơn 220 - 172/Nhơn Tõn AC 240 14,97
33 172/Tam Quan - 172/Mộ Đức AC 240 14,50
Bảng 3.15. Tổng hợp thụng số cỏc TBA 22/0,4kV trong khu vực tớnh toỏn TT TBA MBA Sđm (MVA) Điện ỏp (kV) Pmax (MW) 1 Quy Nhơn 2 T1 40 110/22/16 35,8 T2 40 110/22 31,5
2 Phỳ Tài (Quy Nhơn)
T3 25 115/35/22 17,3 T4 40 115/35/10 32,3 3 Long Mỹ T1 25 110/22 20,0 4 An Nhơn T1 25 115/35/22 20,1 T2 25 110/22 18,3 5 Đồn Phú T1 25 115/35/22 21,4 6 Phự Cỏt T1 25 115/24 24,9 T2 25 115/38,5/23 15,3 7 Phự Mỹ T1 25 115/35/22 18,3 8 Mỹ Thành T1 40 110/22 23,0 T2 40 110/22 16,0 9 Hồi Nhơn T1 25 115/35/22 18,6 T2 25 110/22 30,2 10 Tam Quan T1 25 110/22 30,4 11 Nhơn Hội T1 40 110/22 16,2 12 Phước Sơn T1 25 110/22 20,3 13 Nhơn Tõn T1 25 115/22 19,8 3.3 . Xõy dựng mụ hỡnh trờn phần mềm PSCAD 3.3.1 . Mụ hỡnh lưới điện
Để đỏnh giỏ ảnh hưởng của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara – Bỡnh Định đến lưới điện tỉnh Bỡnh Định ta sử dụng phần mềm PSCAD 4.6.2. Đầu tiờn xõy dựng và mụ phỏng lưới điện Bỡnh Định dựa trờn cỏc thụng số về đường dõy, cụng suất nhà mỏy đĩ được trỡnh bày ở trờn, cú được kết quả sơ đồ lưới như hỡnh 3.2 và điện ỏp tại thanh cỏi 110kV Nhơn Hội như hỡnh 3.3
62
Hỡnh 3.3 Điện ỏp tại thanh cỏi 110kV Nhơn Hội 3.3.2 Mụ hỡnh nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara - Bỡnh Định
Sơ đồ nguyờn lý điều khiển của nhà mỏy điện mặt trời được trỡnh bày trờn hỡnh 3.4:
Hỡnh 3.4 Sơ đồ nguyờn lý của nhà mỏy điện mặt trời nối lưới
Theo sơ đồ nguyờn lý trờn, tiến hành xõy dựng mụ hỡnh để khảo sỏt khả năng duy trỡ phỏt điện của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara - Bỡnh Định trong PSCAD bằng cỏch sử dụng cỏc mụ hỡnh cú sẵn trong thư viện của phần mềm. Cỏc khối chớnh được trỡnh bày như hỡnh 3.5.
64
Khối nhà mỏy điện mặt trời
Khối điều khiển nhà mỏy
Khối thử nghiệm
Khối mụ hỡnh lưới điện Bịnh Định
3.3.2.1. Khối nhà mỏy điện mặt trời
Giỏ trị cỏc tham số của khối này được cài đặt như hỡnh 3.6
Hỡnh 3.6 Cỏc giỏ trị cài đặt của khối nhà mỏy điện mặt trời
Khối nhà mỏy điện bao gồm hệ thống PV, mạch điều chỉnh điện ỏp 1 chiều (boost DC-DC), mạch nghịch lưu, bộ điều khiển MPPT (Max Power Point Tracking) và bộ điều khiển DC-AC inverter.
a. Hệ thống PV
Hỡnh 3.7 Mụ hỡnh hệ thống PV
Điện ỏp, dũng điện, cụng suất của hệ thống PV như một hàm của bức xạ mặt
trời và nhiệt độ. Với việc điều chỉnh 2 thụng số này ở khối SimpleSF: Controls ta
sẽ mụ phỏng được cụng suất của hệ thống PV khi bức xạ và nhiệt độ khỏc với điều kiện thử nghiệm, phự hợp với điều kiện thực tế của nhà mỏy đang mụ phỏng.
66
theo bức xạ và nhiệt độ như hỡnh 3.8. Dựa vào cỏc thụng số tấm PV như bảng 1.2, đường đặc tớnh I-V, P-V và sơ đồ bố trớ của hệ thống PV của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara Bỡnh Định ta sẽ đưa cỏc thụng số vào khai bỏo như ở hỡnh 3.9.
Thực tế tại nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara Bỡnh Định mỗi chuỗi PV gồm 30 tấm PV mắc nối tiếp với nhau, 16 chuỗi được đấu song song và đưa vào 1 bộ inverter, tổng số bộ invert được lắp đặt tại nhà mỏy là 320 bộ.
Hỡnh 3.9 Cỏc thụng số của hệ thống PV của nhà mỏy ĐMT Fujiwara - Bỡnh Định
Kết quả mụ phỏng đường đặc P-V của 16 chuỗi PV mắc song song của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara Bỡnh Định.
Hỡnh 3.10 Đặc tớnh P-V của 16 chuỗi PV đấu song song của Fujiwara - Bỡnh Định
68
Mạch điều chỉnh điện ỏp 1 chiều nhận điện ỏp từ hệ thống PV, điều chỉnh điện ỏp phự hợp cấp cho mạch chỉnh lưu như hỡnh 3.11
Hỡnh 3.11 Mạch điều chỉnh điện ỏp DC-DC
Để cấp được điện ỏp phự hợp cho mạch nghịch lưu là nhờ cú bộ Điều khiển MPPT. Bộ điều khiển MPPT cú nhiệm vụ cú 2 chế độ điều khiển:
- Chế độ điều khiển điện ỏp: được thực hiện khi nhà mỏy ở chế độ điều chỉnh cụng suất phản khỏng. Bộ điều khiển sẽ điều chỉnh điện ỏp cấp cho bộ inverter theo cụng suất đặt của cụng suất phản khỏng.
- Chế độ điều khiển theo cụng suất cực đại (MPPT): được thực hiện khi nhà mỏy ở chế độ điều chỉnh cụng suất tỏc dụng. Bộ điều khiển sẽ phõn tớch bức xạ và nhiệt độ thực tế tại thời điểm phỏt cụng suất, kết hợp với cỏc đường đặc P-V theo bức xạ và nhiệt độ để dũ tỡm điểm cụng suất cực đại.
c. Mạch nghịch lưu và bộ điều khiển DC-AC inverter
Mạch nghịch lưu biến đổi điện ỏp DC từ mạch điều chỉnh điện ỏp thành dũng điện AC hũa vào thanh cỏi đấu nối với MBA trung ỏp như hỡnh 3.12.
Bộ điều khiển DC-AC inverter sẽ điều khiển mạch nghịch lưu để thực hiện chức năng hũa lưới, điều chỉnh điện ỏp, phỏt cụng suất tỏc dụng hoặc cụng suất phản khỏng.
3.3.2.2. Khối điều khiển nhà mỏy
Giỏ trị cỏc tham số của khối này được cài đặt như hỡnh 3.13
Hỡnh 3.13 Giỏ trị của cỏc tham số của khối Điều khiển nhà mỏy
Khối điều khiển nhà mỏy cú chức năng đặt cụng suất tỏc dụng và điện ỏp, lựa chọn chế độ phỏt cụng suất phản khỏng theo giỏ trị cụng suất phản khỏng hay theo hệ số cụng suất. Khối này cũng đo lường cũng đo lường cỏc giỏ trị điện ỏp, cụng suất tỏc dụng, cụng suất phản khỏng tại thanh cỏi hồi tiếp về để điều khiển đỳng cỏc giỏ trị đĩ cài đặt.
3.3.2.3. Khối thử nghiệm
Khối thử nghiệm dựng để cải đặt cỏc thụng số của lưới tại điểm sự cố như điện ỏp, tần số, kiểu ngắn mạch và chế độ đang hoạt động của nhà mỏy điện mặt trời. Mố hỡnh khối thử nghiệm như hỡnh 3.14.
70
Hỡnh 3.14 Khối thử nghiệm
3.3.2.4. Khối lưới điện Bỡnh Định
Khối lưới điện Bỡnh Định được mụ hỡnh như phần 3.3.1
3.4 . Đỏnh giỏ khả năng duy trỡ phỏt điện của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara- Bỡnh Định khi cú sự cố trờn lưới điện - Bỡnh Định khi cú sự cố trờn lưới điện
Một trong những yờu cầu để nhà mỏy điện mặt trời cú thế nối lưới 110kV là khả năng vẫn duy trỡ phỏt điện khi lưới bị sự cố ngắn mạch trong thời gian 150ms. Điều này cú nghĩa là khi lưới bị sự cố ngắn mạch, nhà mỏy điện mặt trời sẽ giảm cụng suất tỏc dụng và phỏt cụng suất phản khỏng để hỗ trợ lưới điện vượt qua điện
ỏp thấp (LVRT - Low Voltage Ride Through) .
Để đỏnh giỏ khả năng duy trỡ phỏt điện của nhà mỏy điện mặt trời Fujiwara - Bỡnh Định đến lưới 110kV, tiến hành xột cỏc dạng sự cố ngắn mạch bao gồm: ngắn mạch 1 pha, ngắn mạch 2 pha, và ngắn mạch 3 pha tại ba vị trớ khỏc nhau, đú là điểm đấu nối với lưới 110kV tại thanh cỏi nhà mỏy, ngắn mạch tại thanh cỏi trạm biến ỏp Phước Sơn và điểm ngắn mạch tại thanh cỏi TBA Quy Nhơn 2.
Kết quả mụ phỏng cho cỏc dạng ngắn mạch được trỡnh bày như sau:
3.4.1. Trường hợp ngắn mạch xột tại thời điểm cụng suất phỏt đạt được 85%cụng suất đặt (42MW) cụng suất đặt (42MW)
* Ngắn mạch tại thanh cỏi 110kV nhà mỏy
Hỡnh 3.15 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cỏi 110kV nhà mỏy (85% cụng suất đặt)
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện của pha ngắn mạch tăng cao nhất so với 2 pha cũn lại; điện ỏp của pha bị ngắn mạch bằng 0, điện ỏp 2 pha cũn lại giảm xuống. Khi điện ỏp giảm xuống dưới 0,85 pu, bộ điều khiển phỏt hiện điện ỏp thấp trờn lưới hoạt động, điều khiển phỏt cụng suất phản khỏng vào lưới nhằm hỗ trợ để nõng điện ỏp lưới điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Trong thời gian xảy ra sự cố, nhà mỏy điện mặt trời vẫn phỏt cụng suất tỏc dụng vào lưới điện. Tớnh đến thời điểm
72
nhà mỏy điện mặt trời phỏt cụng suất tỏc dụng như trước khi xảy ra sự cố, đảm bảo
yờu cầu về điện ỏp.
- Ngắn mạch 2 pha
Hỡnh 3.16 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 2 pha tại thanh cỏi 110kV nhà mỏy (85% cụng suất đặt)
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện pha ngắn mạch tăng cao; điện ỏp 2 pha bị ngắn mạch bằng 0, điện ỏp pha cũn lại giảm xuống. Khi điện ỏp lưới giảm thấp hơn 0,2 pu bộ điều khiển phỏt hiện điện ỏp thấp trờn lưới sẽ khúa khụng làm việc nghĩa
là sẽ khụng phỏt cụng suất phản khỏng vào lưới trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Tớnh đến thời điểm 150 ms khi đĩ giải trừ sự cố ngắn mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới được phục hồi, nhà mỏy điện mặt trời phỏt cụng suất tỏc dụng trở lại. Quan sỏt trờn hỡnh 3.16 cho thấy trong khoảng 50ms sau khi sự cố được giải trừ, dũng điện và điện ỏp dao động nhưng vẫn đảm bảo trong điều kiện vận hành cho phộp.
- Ngắn mạch 3 pha
Hỡnh 3.17 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 3 pha tại thanh cỏi 110kV nhà mỏy (85% cụng suất đặt)
74
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện 3 pha tăng cao; điện ỏp 3 pha bằng
0. Khi điện ỏp lưới điện giảm thấp gần như bằng 0 pu, bộ điều khiển phỏt hiện điện
ỏp thấp trờn lưới điện, sẽ khúa khụng làm việc, khụng phỏt cụng suất phản
khỏng vào lưới trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Tớnh đến thời điểm 150 ms
khi đĩ giải trừ sự cố ngắn mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới được phục hồi, nhà
mỏy điện mặt trời phỏt cụng suất tỏc dụng trở lại. Quan sỏt trờn hỡnh 3.17 cho thấy trong khoảng 50ms sau khi sự cố được giải trừ, dũng điện và điện ỏp dao động nhưng vẫn đảm bảo trong điều kiện vận hành cho phộp.
* Ngắn mạch tại thanh cỏi 110kV TBA Phước Sơn
- Ngắn mạch 1 pha
Hỡnh 3.18 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Phước Sơn (85% cụng suất đặt)
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện của pha ngắn mạch tăng cao hơn so với 2 pha cũn lại; điện ỏp của pha bị ngắn mạch giảm thấp, kộo theo điện ỏp 2 pha cũn lại giảm theo. Khi điện ỏp giảm xuống dưới 0,85 pu, bộ điều khiển phỏt hiện điện ỏp thấp trờn lưới hoạt động, điều khiển phỏt cụng suất phản khỏng vào lưới nhằm hỗ trợ để nõng điện ỏp lưới điện trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Trong thời gian xảy ra sự cố, nhà mỏy điện mặt trời vẫn phỏt cụng suất tỏc dụng vào lưới điện. Tớnh đến thời điểm 150 ms khi đĩ giải trừ sự cố ngắn mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới được
phục hồi, nhà mỏy điện mặt trời phỏt cụng suất tỏc dụng như trước khi xảy ra sự
cố, đảm bảo yờu cầu về điện ỏp.
- Ngắn mạch 2 pha
Hỡnh 3.19 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 2 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Phước Sơn (85% cụng suất đặt)
76
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện của pha ngắn mạch tăng cao; điện ỏp 2 pha bị ngắn mạch giảm xuống, điện ỏp pha cũn lại giảm theo. Khi điện ỏp giảm xuống dưới 0,85 pu, bộ điều khiển phỏt hiện điện ỏp thấp trờn lưới sẽ khúa khụng làm việc nghĩa là sẽ khụng phỏt cụng suất phản khỏng vào lưới trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Trong thời điểm xảy ra sự cố, nhà mỏy điện mặt trời vẫn phỏt cụng suất tỏc dụng vào lưới điện. Tớnh đến thời điểm 150 ms khi đĩ giải trừ sự cố ngắn
mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới được phục hồi, nhà mỏy điện mặt trời phỏt cụng
suất tỏc dụng như trước khi xảy ra sự cố, đảm bảo yờu cầu về điện ỏp.
Ngắn mạch 3 pha
Hỡnh 3.20 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 3 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Phước Sơn (85% cụng suất đặt)
Tại thời điểm ngắn mạch, dũng điện 3 pha tăng; điện ỏp 3 pha giảm. Khi điện ỏp lưới giảm thấp, bộ điều khiển phỏt hiện điện ỏp thấp trờn lưới sẽ khúa khụng làm việc nghĩa là sẽ khụng phỏt cụng suất phản khỏng vào lưới trong thời gian xảy ra ngắn mạch. Trong thời điểm xảy ra sự cố, nhà mỏy điện mặt trời vẫn phỏt cụng suất tỏc dụng vào lưới điện. Tớnh đến thời điểm 150 ms khi đĩ giải trừ sự cố ngắn mạch trờn lưới điện, điện ỏp lưới được phục hồi, hệ thống điện hoạt động bỡnh thường,
nhà mỏy điện mặt trời phỏt cụng suất tỏc dụng như trước khi xảy ra sự cố, đảm bảo
yờu cầu về điện ỏp.
* Ngắn mạch tại thanh cỏi 110kV TBA Quy Nhơn 2
- Ngắn mạch 1 pha
Hỡnh 3.21 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 1 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Quy Nhơn 2 (85% cụng suất đặt)
78
Hỡnh 3.22 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 2 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Quy Nhơn 2 (85% cụng suất đặt)
- Ngắn mạch 3 pha
Hỡnh 3.23 Dạng súng P, Q, V, I khi ngắn mạch 3 pha tại thanh cỏi 110kV trạm biến ỏp Quy Nhơn 2 (85% cụng suất đặt)
Vỡ nhỏnh rẽ TBA Quy Nhơn 2 đấu vào thanh cỏi TBA Quy Nhơn cú