5. Cấu trỳc của luận văn
2.2.Lý thuyết hũa lưới điện
Hũa đồng bộ là một trong cỏc điều kiện để nguồn điện (từ mỏy phỏt, pin mặt trời…) cú thể hoạt động ở chế độ làm việc song song hoặc cựng nối chung vào một mạng lưới điện.
Cỏc nguồn điện khi hoạt động ở chế độ làm việc song song với một nguồn khỏc, hoặc nhiều nguồn cựng nối chung vào một mạng lưới điện luụn đũi hỏi một số
điều kiện. Một trong cỏc điều kiện đú là cỏc nguồn điện phải hoạt động đồng bộ với nhau.
2.2.1. Cỏc điều kiện hũa đồng bộ
- Điều kiện về tần số: Hai nguồn phải bằng tần số với nhau, hoặc tần số nguồn điệnphải bằng tần số lưới.
- Điều kiện về điện ỏp: Hai nguồn phải cựng điện ỏp với nhau, hoặc điện ỏp nguồn phải bằng điện ỏp lưới.
- Điều kiện về pha: Hai nguồn phải cựng thứ tự pha nếu số pha lớn hơn 1, và gúc pha phải trựng nhau.
Ta thấy điều kiện 1 và điều kiện 3 cú vẻ như mõu thuẫn với nhau vỡ nếu muốn cho gúc pha của 2 phớa trựng nhau thỡ phải điều chỉnh tần số, mà đó điều chỉnh tần số thỡ tần số khụng thể bằng nhau. Cũn nếu muốn giữ nguyờn cho 2 tần số bằng nhau thỡ khú cú thể điều chỉnh được gúc pha. Do đú, điều kiện thực tế là:
a. Điờ̀u kiện vờ̀ tõ̀n số
Tần số của 2 nguồn xấp xỉ bằng nhau. Sai lệch nằm trong khoảng f cho phộp.
f
này là bao nhiờu tựy thuộc vào việc chỉnh định bộ điều tốc và rơle hũa điện tự
động, hoặc rơle chống hũa sai.
Thụng thường, người ta điều chỉnh sao cho f cú trị số > 0 một chỳt, nghĩa là
tần số nguồn điện cao hơn tần số lưới một chỳt. Như vậy, khi hũa vào lưới nguồn điện sẽ bị tần số lưới giữ lại, nghĩa là nguồn điện sẽ phỏt một cụng suất nhỏ ra lưới ngay thời điểm đúng mỏy cắt.
b. Điờ̀u kiện vờ̀ điện ỏp
Người ta cũng cho phộp điện ỏp cú sai lệch chỳt ớt so với điện ỏp lưới và người ta cũng chỉnh định sao cho điện ỏp nguồn điện bằng hoặc hơn điện ỏp lưới một chỳt để khi đúng điện thỡ cụng suất vụ cụng của nguồn điện nhỉnh hơn 0 một chỳt. Đối với điện ỏp thỡ cú thể điều chỉnh cho điện ỏp nguồn điện bằng điện ỏp lưới chớnh xỏc mà khụng cú vấn đề gỡ.
c. Điờ̀u kiện vờ̀ pha
Đõy là điều kiện bắt buộc và phải tuyệt đối chớnh xỏc. Thứ tự pha thường chỉ kiểm tra khi lắp đặt mỏy hoặc sau khi cú thao tỏc sửa chữa, bảo trỡ mà phải thỏo rời cỏc điểm nối.
Vỡ phải điều chỉnh tần số nờn 2 tần số khụng bằng nhau. Do đú, gúc pha sẽ thay đổi liờn tục theo tần số phỏch bằng hiệu của 2 tần số. Cỏc rơle phải dự đoỏn chớnh xỏc thời điểm gúc pha bằng 0, biết trước thời gian đúng của mỏy cắt và phải cho ra tớn hiệu đúng mỏy cắt trước thời điểm đồng bộ bằng đỳng thời gian đú. Thường khoảng dưới 100 ms đến vài trăm ms.
Cỏc điều kiện về điện ỏp và điều kiện về tần số cú thể kiểm tra bằng cỏc dụng cụ đo trực tiếp như vụnkế, tần số kế nhưng cỏc điều kiện về pha: thứ tự pha và đồng vị pha (gúc lệch pha) cần phải kiểm tra nghiờm ngặt hơn.
2.2.2 Đồng vị pha trong hai hệ thống lưới
Đối với cỏc hệ thống phõn đoạn, hệ thống lưới mạch vũng, thỡ đồng vị pha đó được xỏc định ngay khi thiết kế. Tuy nhiờn do những sai lệch về điện ỏp giỏng trờn đường dõy, trờn tổng trở ngắn mạch của mỏy biến ỏp, do phối hợp cỏc tổng trở cỏc mỏy biến ỏp trong mạch vũng khụng tốt và do sự phõn bố tải trước khi đúng, nờn gúc pha giữa 2 đầu mỏy cắt cú thể khỏc 0. Nhưng thường là ớt thay đổi trong thời gian ngắn. Trong trường hợp này, đúng mỏy cắt sẽ khụng gõy ra ảnh hưởng gỡ lớn, ngoại trừ một vài điểm nào đú cú khả năng quỏ tải. Đối với một số vựng liờn kết với hệ thống lưới bằng 1 đường duy nhất, hoặc nhiều đường nhưng do sự cố đó ró tồn bộ, thỡ khi đúng lại, gúc pha sẽ khụng cũn 0 nữa. Khi đú, gúc pha sẽ thay đổi liờn tục, vỡ 2 tần số lỳc ấy sẽ khụng cũn bằng nhau. Đúng mỏy cắt lỳc đú phải đầy đủ cỏc điều kiện về tần số như hũa đồng bộ mỏy phỏt điện. Và thường rất khú, khú hơn hũa đồng bộ mỏy phỏt. Vỡ muốn thay đổi tần số của một trong 2 hệ thỡ khụng thể tỏc động tại chỗ được, mà phải liờn hệ từ xa. Để bảo đảm đồng vị pha, trờn mạch điều khiển cỏc mỏy cắt ấy phải cú lắp đặt rơ le hũa đồng bộ, hoặc rơ le chống hũa sai.
Đối với trường hợp thứ nhất, rơ le cú thể chỉnh định với khoảng cho phộp khỏ rộng: gúc pha cú thể sai từ 5 đến 10%, điện ỏp cho phộp sai từ 5 đến 10%.
Để hũa nguồn điện từ pin mặt trời vào lưới cũng khụng đơn giản, do điện ỏp và tần số khú thỏa món điều kiện hoà. Do vậy, ta khụng nờn hũa trực tiếp, mà hũa điện thụng qua bộ nghịch lưu. Cỏc bộ nghich lưu ngày nay cú thể biến điện ỏp 1 chiều từ ắc quy thành nguồn cú tần số và điện ỏp bất kỳ.