Nam
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.
2.1.2.1.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:[1]
- Chế độ phỏt tự do: vận hành phỏt điện cụng suất lớn nhất cú thể theo sự biến đổi cựa nguồn năng lượng sơ cấp (mặt trời).
- 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 ± 0,1 % 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.
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 2.2. Thời gian tối thiểu duy trỡ vận hành phỏt điện tương ứng vởi 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 sổ được xỏc định theo cụng thức sau:
(2.1)
Trong đú:
: Mức giảm cụng suất phỏt tỏc dụng (MW);
: Cụng suất tỏc dụng tương ứng với thời điểm trước khi thực hiện giảm cụng suất (MW).
: Tần số hệ thống điện trước khi thực hiện giảm cụng suất (Hz).
2.1.2.2.Yờu cầu về khả năng điều chỉnh cụng suất phản khỏng và điện ỏp
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:[2]
- 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,
51 20 50 m fn P P P m P fn
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 và đến 0,95 ứng với chế độ nhận cụng suất phản khỏng tại điểm đấu nối ứng với cụng suất định mức.
- 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.
- 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 toàn bộ dải làm việc cho phộp của mỏy phỏt và hoàn thành trong thời gian khụng quỏ 02 phỳt.
- Trường hợp điện ỏp tại điểm đấu nối nằm ngoài 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 thiều 02 lần tỷ lệ thay đổi điện ỏp tại điềm 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:
- 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.
- Điện ỏp từ 0,3 pu đến dưới 0,9 pu, thời gian duy trỡ tối thiểu được tớnh theo cụng thức sau:
( 2.2 )
trong đú :
(giõy): Thời gian duy trỡ phỏt điện tối thiểu;
min 4 0,6
T U
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;
- 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;
- 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.
2.1.2.3.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 2.3.Mức nhấp nhỏy đỉện 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:
- Mức nhấp nhỏy điện ỏp ngắn hạn (Pst) là giỏ trị đo được trong khoảng thũi gian 10 phỳt bằng thiết bị đo tiờu chuẩn theo IEC868. Pst95% là ngưỡng giỏ trị của Pst 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.
- Mức nhấp nhỏy điện ỏp dài hạn (Pit) được tớnh từ 12 kết quả đo pst liờn tiếp (trong khoảng thời gian 02 giờ), theo cụng thức:
(2.3)
Pit95% là ngưỡng giỏ trị của Pit sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ớt nhất 01 tuần) và 95 % số vị trớ đo Pit khụng vượt quỏ giỏ trị này.
2.1.2.4.Yờu cầu về hệ thống thụng tin
Khỏch hàng sử dụng lưới điện phõn phối sở hữu nhà mỏy điện đấu nối vào lưới phõn phối cú cụng suất lớn hơn hoặc bằng 10MW và cỏc trạm biến ỏp 110kV cú trỏch nhiệm lắp đặt hệ thống thụng tin trong phạm vi quản lý của mỡnh và kết nối hệ thống này với hệ thống thụng tin của đơn vị phõn phối điện phục vụ thụng tin liờn lạc và truyền dữ liệu trong vận hành hệ thống điện. Cỏc thiết bị của khỏch hàng sử dụng lưới điện phõn phối phải tương thớch với hệ thống thụng tin hiện cú của đơn vị phõn phối điện.
Khỏch hàng cú quyền thỏa thuận về việc lắp đặt hệ thống thụng tin nhưng phải ghi rừ trong thỏa thuận đấu nối.
Đơn vị phõn phối điện cú trỏch nhiệm đầu tư, quản lý hệ thống thụng tin trong phạm vị quản lý lưới điện của mỡnh phục vụ vận hành hệ thống điện phõn phối.
Đơn vị phõn phối điện cú trỏch nhiệm cung cấp cho Khỏch hàng sử dụng lưới điện phõn phối cỏc yờu cầu về dừ liệu thụng tin, truyền dừ liệu và giao diện thụng tin cần thiết và phối hợp với khỏch hàng trong việc thừ nghiệm, kiểm tra và kết nối hệ thống thụng tin, dữ liệu của khỏch hàng vào hệ thống thụng tin, dữ liệu hiện cú trong phạm vi quản lý.
Ảnh hưởng của nguồn điện phõn tỏn tới Lưới điện khu vực và giải phỏp giảm thiểu tỏc động 12 3 3 1 1 12 tt stj P P
điện
2.2.1.1.Ảnh hưỏng tới khả năng mang tải của lưới điện
Đấu nối nguồn điện phõn tỏn vào lưới phõn phối sẽ làm thay đổi dũng cụng suất trờn lưới điện. Trong nhiều trường hợp những thay đổi này là tớch cực khi lảm giảm dũng cụng suất mang tải của lưới điện. Tuy nhiờn, nếu quy hoạch lưới điện phõn phối khụng được thực hiện tốt hoặc phương ỏn đấu nối chưa xem xột tớnh toỏn kỳ thỡ nguồn phõn tỏn sẽ tăng dũng cụng suất trờn lưới. Dũng cụng suất khi nguồn điện đi vào hoạt động cú thể vượt giỏ trị mang tải định mức cỏc thiết bị trờn lưới điện, gõy quỏ tải cục bộ cho lưới phõn phối trong một số chế độ vận hành.[3], [4]
2.2.1.2.Ánh hưởng đến điện ỏp lưới điện
Trong cỏc chế độ hoạt động khỏc nhau của nguồn điện phõn phối, những nguồn điện này sẽ tỏc động đến quỏ trỡnh điều khiển điện ỏp của lưới điện. Nguồn điện này cú thể làm điện ỏp trờn lưới tăng cao, sụt xuống thấp hoặc gõy dao động điện ỏp trờn lưới điện.[4], [5]
Điện ỏp tăng cao: Nguồn điện phõn tỏn phỏt cụng suất tỏc dụng và cụng suất
phản khỏng vào hệ thống, cú xu hướng làm tăng giỏ trị điện ỏp trờn lưới. Đối với lưới phõn phối trung ỏp, đơn vị vận hành lưới điện thường khụng ỏp dụng phương phỏp điều chỉnh điện ỏp dưới tải. Phương phỏp điều chỉnh điện ỏp này khiến điện ỏp trờn lưới phõn phối trung ỏp chỉ cú thể thớch ứng với những biến đồi nhỏ của nguồn phõn tỏn mà khụng làm điện ỏp trờn lưới vượt ra ngoài dải điện ỏp cho phộp. Trong khi cụng suất phỏt của nguồn phõn tỏn lại cú thể thay đổi liờn tục theo từng giờ, theo từng ngày. Do đú, điện ỏp trờn lưới điện cú nguồn điện phõn tỏn đấu nối vào thường tăng cao trong một số chế độ vận hành của lưới điện.
Điện ỏp giảm thấp: Điện ỏp trờn lưới phõn phối cú thể đột ngột giảm thấp do
một số nguyờn nhõn như quỏ trỡnh khởi động nguồn phõn tỏn, khi đúng cắt một nhỏnh, khởi động động cơ, cắt mỏy phỏt điện ra khỏi lưới, hoặc khi xảy ra ngắn mạch trờn lưới. Cỏc nguồn điện phõn tỏn sử dụng mỏy phỏt điện khụng đồng bộ nếu khụng được bự sẽ khi hoạt động sẽ tiờu thụ một lượng cụng suất phản khỏng nhất định. Gõy ra hiện tượng sụt giảm điện ỏp trờn lưới, ảnh hưởng tới khả năng làm việc của cỏc thiết bị phụ tải. Trường hợp nặng hơn cú thể xảy ra sụp đổ điện ỏp của cỏc nguồn phõn tỏn.
Ảnh hưởng đến dũng ngắn mạch và hệ thống bảo vệ
Nguồn điện phõn tỏn được đấu nối vào lưới điện phõn phối sẽ làm tăng dũng ngắn mạch trờn lưới điện khi vận hành đặc biệt tại cỏc vị trỡ gần điểm đấu nối. Dũng ngắn mạch trờn lưới tăng là do dũng điện từ mỏy phỏt khi cú sự cố. Nếu dũng ngắn mạch trờn lưới trước khi nguồn phõn tỏn mới đấu nối đó gần đạt đến giỏ trị dũng ngắn mạch quỵ định thỡ giỏ trị dũng ngắn mạch trờn lưới cú thể vượt giỏ trị quy định khi nguồn điện mới này được đấu nối vào lưới.
Thay đổi hệ thống bảo vệ của lưới điện: tăng dũng ngắn mạch trờn lưới sẽ
tỏc động đến hệ thống bảo vệ của lưới điện như làm thay đổi sự phối hợp bảo vệ của hệ thống rơ-le, thay đổi tớnh chọn lọc rơ-le, thay đổi đặc tớnh thời gian cựa thiết bị tự động đúng lại, thay đổi đến sự an toàn cựa hệ thống bảo vệ và thay đổi vựng tỏc động của rơ-le bảo vệ. Cụ thể như sau:
- Thay đổi sự phối hợp của cỏc thiết bị bảo vệ. - Thay đổi tớnh chọn lọc của thiết bị bảo vệ - Thay đồi thời gian đúng lại của TĐL
Khi đấu nối nguồn điện vào lưới điện trung ỏp, thiết bị TĐL trờn lưới phải được chỉnh định lại. Nếu khụng cú yờu cầu đặc biệt khỏc, nguồn điện phõn tỏn phải được tỏch khỏi lưới điện trước khi TĐL tỏc động và phải cú thời gian để
cố thoỏng qua cú thể trở thành sự cố vĩnh cửu. Thay đổi sự an toàn cựa hệ thống bảo vệ:
Sự an toàn cựa hệ thống bảo vệ cú thể bị ảnh hưởng khi đấu nối nguồn điện phõn tỏn vào lưới điện gõy tăng dũng ngắn mạch. Nờu dũng ngắn mạch sau khi đấu nối nguồn phõn tỏn cao hơn quy định hiện hành hoặc cao hơn khả năng hoạt động của cỏc thiết bị trờn lưới hiện tại thỡ khi xảy ra sự cố ngắn mạch cú thể được duy trỡ. Điều này khụng chỉ làm hỏng cỏc thiết bị trờn lưới điện mà cũn gõy nguy hiểm cho tớnh mạng con người.
Thay đổi vựng tỏc động của thiết bị bảo vệ.
2.2.2. Giải phỏp đối với những ảnh hưởng về kỹ thuật của nguồn điện phõn tỏn đến lưới điện
2.2.2.1.Đối với ảnh hưởng gõy quỏ tải lưới điện
Để nguồn điện khụng gõy quỏ tải cục bộ cho lưới phõn phối khi được đấu nối vào lưới điện trung ỏp, cần phải tiến hành lập và triển khai đỳng theo quy hoạch lưới điện phõn phối trung ỏp. Trong quỏ trỡnh lập quy hoạch lưới điện trung ỏp cần xem xột, tớnh toỏn đến khả năng nguồn điện phõn tỏn cú thể phỏt triển trong tương lai. Từ đú đưa ra kế hoạch xõy dựng mới hoặc cải tạo lưới điện để trong cỏc chế độ vận hành khỏc nhau đảm bảo lưới điện vận hành trong giới hạn mang tải cho phộp khi xuất hiện nguồn điện phõn tỏn đấu nối vào. Như vậy, phỏt triển nguồn điện phõn tỏn phải nằm trong quy hoạch phỏt triển lưới điện phõn phối trung ỏp của địa phương.[5], [6], [7]
2.2.2.2.Đối với ảnh hưởng đến điện ỏp lưới điện
Trước hết, nguồn điện phõn tỏn phải hoạt động theo quy định quốc gia về dải điện ỏp hoạt động trong chế độ làm việc bỡnh thường, chế độ trong thời gian xảy ra sự cố và chế độ sau khi xảy ra sự cố. Do những đặc tớnh kỹ thuật qua nguồn phõn tỏn nờn cần phải cú những quy định dành riờng cho đối tượng này
trong lưới điện. Những quy định này khụng cần thiết phải cú tiờu chuẩn cao nhưng vẫn cần phải đảm bảo hoạt động của nguồn phõn tỏn trong lưới điện khụng gõy ảnh hưởng xấu đến khỏch hàng dựng điện cũng như hoạt động của đơn vị phõn phối điện.
Đối với khu vực lưới điện khụng cú nhiều nguồn phõn tỏn (sử dụng mỏy phỏt điện đồng bộ) thỡ mỏy biến ỏp liờn lạc giữa lưới điện phõn phối và truyền tải phải là mỏy biến ỏp cú khả năng điều chỉnh điện ỏp dưới tải. Khi khu vực lưới điện cú nhiều nguồn điện phõn tỏn mà điện ỏp trờn lưới điện nằm ngoài khả năng điều chỉnh của mỏy biến ỏp thỡ cần thiết phải cú lắp đặt thờm cỏc thiết bị phụ trợ nhằm điều chỉnh điện ỏp trờn lưới nằm trong dải điện ỏp quy định. Những thiết bị điều chinh điện ỏp này nờn là những thiết bị điều khiển theo thuật toỏn nhằm đỏp ứng những thay đổi liờn tục của nguồn điện phõn tỏn. Cỏc thiết bị này cú thể là mỏy bự đồng bộ điều khiển được hoặc thiết bị D-FACTS dựng trong lưới phõn phối như SVC, STACOM...
Cần phải quy định nguồn điện sử dụng mỏy phỏt khụng đồng bộ hoặc sử dụng bộ biến đổi điện tử cụng suất nghịch lưu, những nguồn điện này khụng được phộp tiờu thụ cụng suất phản khỏng tại điểm đấu nối trong chế độ làm việc bỡnh thường và chế độ khởi động. Quy định này nhằm đảm bảo những nguồn điện này khụng gõy sụt ỏp trờn lưới điện khi bắt đầu phỏt điện. Ngoài ra, để trỏnh hiện tượng sụp đổ điện ỏp trờn diện rộng của lưới điện cú nhiều nguồn điện phõn tỏn sử dụng mỏy phỏt khụng đồng bộ cũng cần phải cú quy định những nguồn điện này khụng được tỏch khỏi lưới điện khi cú sự cố trong một khoảng thời gian nhất định. Quy định này nhằm đảm bảo nếu sự cố đú là sự cố thoỏng qua thỡ nguồn điện phõn tỏn vẫn tiếp tục phỏt điện lờn lưới sau sự cố mà