2. Cách thức trình bày báo cáo
4.6Trường hợp mạng điện sự cố mất một lượng công suất phát ( công suất
của máy điện năng lượng tái tạo – Wind Turbine Generator)
Trong thời đại ngày nay, vấn đề bảo vệ mơi trường trở được đặt lên hàng đầu, vì vậy ngày càng nhiều điện được tao ra từ các nguồn năng lượng tái tạo. Năng lượng tái tạo có thể góp phần đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng và làm giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch, nó thay thế máy phát điện sử dụng nhiên liệu thông thường. Năng lượng tái tạo cung cấp 19% cơng suất điện trên tồn thế giới, trong đó cơng nghệ điện gió là một trong những cơng nghệ năng lượng tái tạo được phát triển ở những nước có tài nguyên gió dồi dào.
Trong những năm gần đây, công nghệ máy phát gió đã được cải tiến nhiều và được công nhận là thân thiện với môi trường, quy mô của các turbine gió và trang trại gió được tăng lên nhanh chóng , một lượng năng lượng gió khá lớn được hịa vào lưới điện. Sự thâm nhập của năng lượng gió vào hệ thống điện có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng do tính chất ngẫu nhiên của gió và đặc điểm của máy phát gió, ở các trang trại gió lớn kết nối với mạng truyền tải có thể gây ra sự cố mất ổn định thống qua. Ví dụ, sự dao động điện áp khi ngắt một số lượng lớn máy phát gió. Mục tiêu của nghiên cứu này là dùng mơ hình turbine gió DFIG được xây dựng trong phầm mềm ETAP để mô phỏng và đánh giá tác động của WTG (Wind Turbine Generator) lên sự ổn định của hệ thống điện bao gồm phản ứng của hệ thống khi có sự cố với sự có mặt của WTG và mức độ can thiệp về công suất phát của WTG đến việc ổn định hệ thống.
Kịch bản được mô phỏng là khảo sát ổn định của hệ thống điện IEEE 39bus có thêm nút phát năng lượng gió WTG trong 20s, tại thời điểm giây thứ 5s vì một số lí do mà hệ thống phát năng lượng gió bị ngắt ra. Ở đây ta sẽ đánh giá mức độ can thiệp của hệ thống máy phát gió đối với mạng điện và khả năng đáp ứng công suất của các máy phát truyền thống còn lại khi mạng điện bị thiếu hụt công suất.
86
4.6.1. Mô phỏng trường hợp lắp đặt hệ thống WTG tại BUS25.
WTG sẽ phát một lượng công suất phụ cho máy phát G8, các trường hợp được khảo sát sau đây:
G8: 240MW WTG: 300MW G8: 340MW WTG: 200MW G8: 440MW WTG: 100MW G8: 475MW WTG: 65MW
Hình 4.28 Đồ thị cơng suất điện đầu ra khi WTG 300 MW và G8 240 MW, với WTG đặt tại Bus 25
Hình 4.29 Đồ thị công suất điện đầu ra khi WTG 200 MW và G8 340 MW, với WTG đặt tại Bus 25
87
Hình 4.31 Đồ thị cơng suất điện đầu ra khi WTG 65 MW và G8 475 MW, với WTG đặt tại Bus 25
Nhận xét: Với đồ thị hình 4.35 ta thấy với với lượng công suất là 65MW thì hệ thống điện có khả năng ổn định được khi WTG bi ngắt ra, ta thấy máy phát G1 là nơi chịu tác động nhiều nhất trong mạng điện, vì vậy sau đây ta sẽ tăng hằng số quán tính của máy phát G1 từ 230 lên 1000 để khảo sát sự tự phục hồi sau sự cố của máy phát này trong mạng điện.
Hình 4.32 Đồ thị cơng suất điện đầu ra khi WTG 65 MW và G8 475 MW, với WTG đặt tại Bus 25, hằng số quán tính G1 tăng lên 1000
Hình 4.33 Đồ thị cơng suất điện đầu ra khi WTG 65 MW và G8 475 MW, với WTG đặt tại Bus 25, hằng số quán tính G1 tăng lên 1000 và G8 lên 500
88
• Nhận xét:
Khi tăng hằng số qn tính của máy phát số 1 lên 1000 (hình 4.36) ta thấy đồ thị công suất tác dụng của máy phát G1 đã bắt đầu trạng thái ổn định và khi tăng thêm hằng số quán tính ở máy phát G8 lên 500 thì đồ thị cơng suất điện của các máy phát còn lại cũng đã bắt đầu về trạng thái ổn định.
• Kết luận:
Năng lượng tái tạo là một dạng năng lượng sạch, không tốn tài nguyên và đầy tiềm năng. Nhưng để sử dụng dạng năng lượng này trên quy mô lớn và lâu dài thì cịn nhiều khuyết điểm cần khắc phục. Năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng gió nói riêng phụ thuộc khá nhiều và thời tiết nên để đảm bảo tính liên tục của dạng năng lượng này trong mạng điện là điều rất cần thiết. Như các trường hợp mô phỏng ở trên ta đã thực hiện thì khi các Turbine gió này bị ngắt quảng trong q trình sản xuất năng lượng điện cung cấp cho hệ thống thì ổn định hệ thống trong mạng điện chịu tác động không nhỏ, lúc này các máy phát còn lại phải phát lượng cơng suất lớn hơn bình thường và tăng một cách đột ngột để cung cấp cơng suất cho hệ thống, vì vậy dẫn đến năng lượng từ WTG chỉ thay thế được một phần không lớn (khoảng 10% đến 15%) công suất của một máy phát mà nó được hịa đồng bộ cùng một vị trí. Bên cạnh đó, khi có sự cố máy phát gió khơng phát cơng suất thì cần những máy phát truyền thống có hằng số qn tính lớn để nhanh chóng đưa hệ thống điện trở về trạng thái ổn định.