7. Bố cục luận văn
2.2.1. Ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi nối lưới đến lưới điện trung thế
trung thế
Tại Việt Nam núi chung và tại tỉnh Bỡnh Định núi riờng, cỏc hệ thống điện mặt trời ỏp mỏi cú cụng suất lớn (cụng suất lắp đặt gần 1000kWp) được đấu nối vào lưới điện trung thế 22kV. Vỡ thế, trong khuụn khổ luận văn này, tỏc giả chỉ xem xột ảnh hưởng của cỏc dạng nhà mỏy này đến lưới điện trung thế do Cụng ty Điện lực Bỡnh Định quản lý. Dựa vào bảng 2.3. ta thấy, hiện tại trờn địa bàn tỉnh cú 5 khỏch hàng cú cụng suất lắp đặt trờn 500kWp. Đối chiếu với tiờu chuẩn IEEE 929-2000, đõy được xem là cỏc hệ thống điện mặt trời nối lưới lớn.
Bảng 2.3. Danh sỏch hệ thống điện mặt trời cú cụng suất lớn hơn 200kWp
DANH SÁCH HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI MÁI NHÀ
Cụng suất lắp đặt lớn hơn 200kWp TT Tờn khỏch hàng Mó TBA được đấu nối vào Cụng suất định mức của MBA được đấu nối vào
(kVA) Cụng suất lắp đặt ĐMTAM (kWp) 1 Cụng Ty TNHH Thế Vũ FH539207 2000 556.25 2 Cụng ty Cổ phần Kỹ nghệ gỗ Tiến Đạt FH53B301 2000 999 3 Cụng ty Cổ phần Intekcom FD53B701 1000 990 4 Cụng ty Cổ phần TTC
ENRGRY Toàn Cầu FD53B702 1000 990 5 Cụng ty cổ phần INVEST
HDB GD539145 1000 982.08
Nghiờn cứu thực tế cho thấy rằng, đầu ra của hệ thống năng lượng mặt trời là khụng thể đoỏn trước và phụ thuộc nhiều vào cỏc điều kiện mụi trường như nhiệt độ và bức xạ của mặt trời như được mụ tả trong Hỡnh 2.3 và 2.4.
Hỡnh 2.3. Ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đến hệ thống
Hỡnh 2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hệ thống
Búng che một phần do mõy đi qua, thay đổi nhiệt độ là tất cả cỏc yếu tố sẽ ảnh hưởng đến cụng suất đầu vào của hệ thống điện mặt trời, dẫn đến sự thay đổi đột ngột trong cụng suất đầu ra của nú. Trong một nghiờn cứu thực tế, về nhà mỏy năng lượng mặt trời 2MW trờn lưới phõn phối, sản lượng điện được đo và được ghi lại sau mỗi 5 phỳt. Cỏc phộp đo cho thấy sự dao động cụng suất đột ngột và nghiờm trọng do mõy đi qua và sương mự buổi sỏng. Dao động cụng suất hoạt động dẫn đến tần số thay đổi nghiờm trọng cỏc biến động trong
mạng điện, trong khi dao động cụng suất phản khỏng dẫn đến dao động điện ỏp đỏng kể. Những dao động điện ỏp này cú thể gõy ra khú khăn khi đúng cắt tủ tụ bự. Thực tế cũng cho thấy rằng hiện tượng nhấp nhỏy điện ỏp xảy ra thường xuyờn hơn khi cú đỏm mõy ngang trờn lưới điện cú số lượng hệ thống điện mặt trời đấu nối tăng cao.
b. Yờu cầu dịch vụ phụ trợ gia tăng
Vỡ lưới điện hoạt động như một nguồn dự phũng núng để bự đắp cho bất kỳ sự dao động cụng suất nào và củng cố cụng suất đầu ra của cỏc hệ thống điện năng lượng mặt trời, do đú, đầu ra của cỏc trạm biến ỏp cần được điều chỉnh thường xuyờn cả về cụng suất và điện ỏp để đỏp ứng với những thay đổi cụng suất phỏt đột ngột của hệ thống điện mặt trời.Vớ dụ: nếu một đỏm mõy phủ búng hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời cú cụng suất 1MW trong 10s, thỡ lưới điện phải cung cấp thờm cụng suất với tốc độ 1MW/10 s, nếu khụng sẽ xảy ra nhiễu loạn điện ỏp và tần số trong hệ thống điện, nếu nghiờm trọng hơn cú thể dẫn đến ró lưới. Do đú, lưới điện phõn phối cần kết hợp cỏc nguồn phỏt điện tăng nhanh để bự cho những dao động cụng suất do hệ thống pin mặt trời gõy ra trước khi điện ỏp và tần số thay đổi vượt quỏ giới hạn cho phộp. Cỏc nguồn phỏt điện điều tiết hiện tại (chẳng hạn như cỏc nhà mỏy thủy điện) quỏ chậm và do đú khụng thể bự đắp cho cỏc biến động nhanh. Do đú, sự gia tăng cỏc yờu cầu về dịch vụ quy định chống lại tiết kiệm phỏt thải do phỏt điện tỏi tạo. Tỡnh hỡnh trước đú cũng đũi hỏi sự gia tăng đỏng kể cỏc yờu cầu điều chỉnh tần số ở mức thõm nhập cao hơn của hệ thống điện mặt trời cỡ lớn. Theo thụng tư 39, khi lưới điện chưa ổn định, dao động điện ỏp cú thể là 1% (+ – 0,5Hz). Ước tớnh rằng yờu cầu điều chỉnh tần số 2% khi cú hệ thống điện mặt trời chiếm 20% cụng suất phỏt toàn hệ thống và 4% để tớch hợp 33% cụng suất từ hệ thống điện mặt trời. Một nghiờn cứu khỏc được thực hiện tại Nhật Bản, kết luận rằng nếu nguồn phỏt là điện mặt trời chiếm 10%, thỡ yờu cầu điều chỉnh tần số sẽ tăng 2,5% so với trường hợp lưới điện khụng cú cỏc hệ thống điện mặt trời. Nhưng nếu trờn lưới tỷ lệ hệ thống điện mặt trời đấu nối tăng cao ở mức 30%, tỏc giả nhận thấy rằng quy định tần số đú nờn tăng 10%. Lỳc đú, chi phớ đầu tư của cỏc đơn vị điện lực sẽ vượt quỏ lợi nhuận mang lại từ cỏc hệ thống điện mặt trời. Vỡ lý do nờu trờn, dịch vụ điều tần đúng vai trũ quan trọng, quyết định dung lượng cho phộp đấu nối tối đa của cỏc hệ thống điện mặt trời trong lưới điện.
nối tối đa cho phộp trong khu vực đú. Nếu cỏc hệ thống điện mặt trời càng gần nhau, thỡ càng cú nhiều dao động cụng suất do cỏc đỏm mõy gõy ra, và càng cần nhiều dịch vụ điều tần để cõn bằng cỏc dao động cụng suất đú. Cú thể tham khảo kết quả sau:
• 1,3% nếu hệ thống điện mặt trời đặt tại khu vực trung tõm. • 6,3% nếu hệ thống điện mặt trời được đặt trờn diện tớch 10 km2. • 18,1% nếu hệ thống điện mặt trời được đặt tại khu vực 100 km2. • 35,8% nếu hệ thống điện mặt trời được đặt trờn diện tớch 1000 km2.
Cỏc kết quả này chỉ ra rằng, do tớnh chất phõn tỏn của cỏc hệ thống điện mặt trời mỏi nhà, cỏc hệ thống quy mụ nhỏ khụng cú khả năng ảnh hưởng đến cỏc yờu cầu điều chỉnh tần số và do đú, cỏc yờu cầu này được xỏc định khi cú nhiều hệ thống điện mặt trời nối lưới cụng suất lớn, đặt gần nhau, trờn cựng một xuất tuyến.
c.Vấn đề ổn định
Như đó giải thớch ở trờn, sản lượng của một hệ thống điện mặt trời khụng thể đoỏn trước và phụ thuộc nhiều vào điều kiện mụi trường. Điều này gõy khú khăn cho cụng tỏc điều độ, vận hành hệ thống điện vỡ trong phạm vi lưới điện phõn phối tỉnh, ớt nguồn phỏt thuộc quyền điều khiển của cấp điều độ phõn phối tỉnh, khụng thể cung cấp nguồn cung cấp thay thế cú thể điều chỉnh được theo nhu cầu khỏc nhau, do đú hệ thống điện khụng chỉ phải đối phú với nhu cầu khụng kiểm soỏt được mà cũn khụng kiểm soỏt được việc phỏt điện. Do đú, cỏc vấn đề về ổn định tải lớn hơn cú thể xảy ra. Mặt khỏc, đặc thự hệ thống điện mặt trời là khụng cú tuabin như cỏc nhà mỏy nhiệt điện hay thủy điện, vỡ vậy khụng cú quỏn tớnh và việc điều khiển hoàn toàn thụng qua cỏc thụng số trờn giao diện của biến tần. Đó cú cỏc nghiờn cứu về, tỏc động của sự thõm nhập cao của cỏc hệ thống điện mặt trời đối với hệ thống điện. Nghiờn cứu chỉ ra rằng cỏc hệ thống điện mặt trời cú thể cú những tỏc động cú lợi hoặc cú hại đối với sự ổn định của hệ thống điện tựy thuộc vào vị trớ đấu nối và mức cụng suất thõm nhập...Khi cụng suất phỏt của cỏc hệ thống điện mặt trời tăng cao thỡ cỏc mỏy phỏt điện truyền thống ngừng phỏt, do chớnh sỏch ưu đói đối với ngành năng lượng tỏi tạo. Sự hiện diện của việc phỏt điện mặt trời cũng cú thể thay đổi chế độ làm việc đối với cỏc mỏy phỏt điện đồng bộ. Tỏc giả nhận thấy rằng một số mỏy phỏt điện đồng bộ nờn được duy trỡ chế độ dự phũng núng để duy trỡ ổn định cho hệ thống điện. Ngoài ra, cho thấy rằng trong điều kiện sự cố ở cỏc lưới
điện cú nhiều hệ thống điện mặt trời đấu nối vào, thỡ rụto của một số mỏy phỏt điện thụng thường quay ở tốc độ cao hơn.
Như vậy, cụng suất đặt, vị trớ và phương thức hoạt động của cỏc hệ thống điện mặt trời cú tỏc động mạnh đến ổn định điện ỏp, độ ổn định điện ỏp giảm đi do bộ biến tần hoạt động ở chế độ hệ số cụng suất khụng đổi, trong khi bộ biến tần hoạt động trong chế độ điều chỉnh điện ỏp cú thể cải thiện độ ổn định điện ỏp của hệ thống.