CHƢƠNG 1 LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
2.3 Ảnh hƣởng tới chất lƣợng điện áp
2.3.1 Chỉ tiêu chất lượng điện áp
Chất lƣợng điện áp là một chỉ tiêu quan trọng trong tiêu chuẩn chất lƣợng điện năng, nó đƣợc đánh giá bởi các chỉ tiêu sau:
- Độ lệch điện áp trên cực của thiết bị dùng điện so với điện áp định mức.
- Độ dao động điện áp. - Độ không đối xứng.
- Độ không sin (sự biến dạng của đƣờng cong điện áp, các thành phần sóng hài bậc cao ...)
Chất lƣợng cung cấp điện bị ảnh hƣởng đáng kể bởi chất lƣợng điện áp cung cấp cho khách hàng, nó bị tác động bởi thông số của các phần tử trên hệ
Tại Việt Nam, chất lƣợng điện áp đƣợc quy định trong Luật Điện lực, Quy phạm Trang bị điện và Tiêu chuẩn kỹ thuật điện (TCKTĐ) nhƣ sau: Trong điều kiện vận hành bình thƣờng, điện áp đƣợc phép dao động trong khoảng 5% so với điện áp danh định và đƣợc xác định tại phía thứ cấp của máy biến áp cấp điện cho bên mua hoặc tại vị trí khác do hai bên thỏa thuận trong hợp đồng khi bên mua đạt hệ số công suất (cos) 0,85 và thực hiện đúng biểu đồ phụ tải đó thỏa thuận trong hợp đồng. Trong trƣờng hợp lƣới điện chƣa ổn định, điện áp đƣợc dao động từ +5% đến -10%.
DG không điều chỉnh trực tiếp điện áp của LĐTA nhƣng nó có thể làm cho điện áp trên lƣới tăng lên hoặc giảm đi phụ thuộc vào loại DG, phƣơng pháp điều chỉnh DG, công suất phát và các thông số của lƣới và tải. Ảnh hƣởng của DG lên sự thay đổi điện áp khi DG chỉ phát công suất tác dụng (cos=1) nhỏ hơn so với khi DG phát hoặc tiêu thụ cả công suất phản kháng [7][12][18][27].
DG cũng ảnh hƣởng tới tổn thất trên các lộ đƣờng dây, làm thay đổi đặc tính điện áp. DG ảnh hƣởng tới việc giảm tổn thất cũng giống nhƣ các giàn tụ bù đặt cùng vị trí. Điểm khác biệt là DG ảnh hƣởng tới cả dòng công suất tác dụng và phản kháng trong khi các giàn tụ bù chỉ ảnh hƣởng tới dòng công suất phản kháng. Khi DG đƣợc kết nối có công suất xấp xỉ bằng phụ tải địa phƣơng và đƣợc đặt gần phụ tải thì nó có thể giảm đáng kể tổn thất trên đƣờng dây.
DG đƣợc kết nối chủ yếu với LĐTA trung áp với giới hạn công suất nhỏ. Nhƣng khi mức độ thâm nhập của DG lớn thì công suất phát từ DG không chỉ làm thay đổi dòng công suất trong lƣới mà cả ở lƣới truyền tải. Nếu DG đƣợc đặt xa nguồn và phát công suất ngƣợc tới trạm nguồn hoặc thậm chí là ngƣợc tới lƣới truyền tải thông qua máy biến áp trạm nguồn, tổn thất có thể tăng lên trên LĐTA, nhƣng tổn thất trên lƣới truyền tải thì giảm xuống. Điều này sẽ có ích nếu lƣới truyền tải đang ở tình trạng đầy tải, mặt khác tổn thất tăng lên trên LĐTA sẽ là vấn đề lớn đối với các công ty phân phối điện.
Sự ổn định điện áp bao gồm các điều kiện tải vận hành ổn định và mức điện áp nằm trong phạm vi cho phép tại tất cả các nút (thanh cái). Hơn thế nữa, công suất phát từ các DG sẽ làm giảm công suất phát từ các nguồn phát điện tập trung và số máy phát trên lƣới, ảnh hƣởng tới dự trữ quay hệ thống. Điều này sẽ làm gia tăng mức độ không chắc chắn của ổn định hệ thống điện.
Do đó, trong nghiên cứu này sử dụng chỉ tiêu độ lệch điện áp để đánh giá ảnh hƣởng của DG tới chất lƣợng cung cấp điện của LĐTA.
2.3.2 Ảnh hưởng của DG tới chất lượng điện áp
2.3.2.1 Gia tăng điện áp
Với DG là các máy phát đồng bộ có thể phát công suất tác dụng, phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng, điều đó có thể làm tăng điện áp ở vùng có điện áp thấp nhƣng cũng có thể làm tăng điện áp cục bộ trên lƣới điện.
Máy phát điện đồng bộ có thể phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng, nhƣng máy phát điện không đồng bộ chỉ tiêu thụ công suất phản kháng, chính vì vậy mà máy phát điện đồng bộ làm gia tăng điện áp nhanh hơn, tức ảnh hƣởng lớn hơn. Với các DG có bộ biến đổi có thể thay đổi công suất phản kháng đầu ra trong một phạm vi nhỏ.
2.3.2.2 Suy giảm nhanh điện áp
Sự suy giảm nhanh điện áp là sự suy giảm điện áp trong thời gian ngắn và thƣờng kết thúc từ 0,5 chu kỳ dòng điện (0,1 giây) tới 1 giây hoặc từ hàng chục mili giây tới hàng trăm mili giây. Số lần suy giảm nhanh điện áp có thể xảy ra khi mở một nhánh, khi xảy ra ngắn mạch, hoặc khi khởi động một máy phát DG, hoặc máy phát trung tâm lớn bị sự cố. Mức suy giảm từ 0,9 pu đến 0,85 pu thƣờng do đóng cắt tải, trong khi đó những sự suy giảm mạnh có thể do các sự cố ngắn mạch gây ra.
Sự suy giảm nhanh điện áp có thể dẫn đến trục trặc của rơle bảo vệ hoặc một sự cố xảy ra trong mạng lƣới có thể gây ra ngừng hoạt động tạm thời các DG.
2.3.2.3 Dao động điện áp
Sự dao động điện áp là sự thay đổi có tính hệ thống về biên độ và hình dáng của sóng điện áp hoặc một chuỗi các thay đổi ngẫu nhiên về điện áp, biên độ điện áp thƣờng không vƣợt quá giới hạn quy định là từ 0,9 pu đến 1,1 pu.
Sự biến đổi công suất phát của một số máy phát DG nhƣ tuabin gió và pin mặt trời đều có tính ngẫu nhiên, có thể gây ra sự dao động điện áp. Điều này có thể gây ra sự không ổn định của điện áp khi cung cấp cho ngƣời tiêu dùng. Ở thời điểm đám mây di chuyển che khuất mặt trời có thể làm cho công suất phát sinh từ pin mặt trời thay đổi.
DG có công suất đầu ra dao động nhƣ gió hoặc hệ thống pin quang điện có thể gây ra những dao động điện áp ngẫu nhiên trên lƣới trong phạm vi từ vài giây đến một giờ. Phụ thuộc vào công suất đầu ra của DG, cùng với đặc tính của lƣới phân phối và tính chất tải, dao động điện áp kéo dài trong một vài phút có thể xảy
Đối với điện gió, công suất dao động ngắn hạn PST đƣợc đo trong khoảng thời gian 10 phút hoặc công suất dao động dài hạn PLT đƣợc đo trong vòng 2 giờ có mối liên hệ nhƣ sau:
3 12 1 3 , 12 i i ST LT P P (2.11)
Giá trị PLT phải nhỏ, không lớn hơn 1 trong khoảng 95% thời gian một tuần. Nó chỉ ra rằng tác động của sự dao động là mang tính chủ quan, ví dụ nhƣ trong một số trƣờng hợp, con ngƣời có thể bị gây phiền toái với PLT =1, trái lại trong một số trƣờng hợp thì có thể chấp nhận giá trị lớn hơn. Và để đảm bảo PLT 1 ở đầu vào của khách hàng (hộ tiêu thụ, điểm tải...) thì mỗi nguồn gây dao động đƣợc nối vào lƣới phải nằm trong giới hạn cho phép.