Hình 6.23. Cơng su t P t Phan Thi t 2 –M i Nékhi đ t BESS nút M i Né
➢ Nh n xét:
- Hình 6.19 cho th y hàm t i u h i t sau kho ng 300 vòng l p. Giá tr hàm m c tiêu gi m kho ng 30% (t kho ng 67000$ gi m còn 45000$).
- Hình 6.20 th hi n cơng su t n p/x c a BESS trong 24 gi t i nút M i Né. BESS n p trong kho ng th i gian 9h sáng đ n 17h chi u và x vào 18h t i đ n 8h sáng hôm sau. Công su t n p l n nh t là kho ng 40 MW vào bu i tr a lúc MT và G đ u phát cao, công su t x l n nh t kho ng 40 MW vào ban đêm do ph t i t ng cao.
- Hình 6.21 th hi n n ng l ng n p/x c a BESS trong 24 gi t i nút M i Né. Cùng pha v i công su t, n ng l ng c a BESS c ng đ c n p vào ban ngày và x ra
vào ban đêm.
- Hình 6.22 th hi n đi n áp trên t t c 19 nút khi đ t BESS t i M i Né. i n áp n m trong kho ng 1.04 –1.08 pu, không thay đ i đáng k .
- Hình 6.23 th hi n cơng su t t Phan Thi t 2 đi M i Nétr c và sau khi đ t
BESS. ng cơng su t thay đ i r t ít xung quanh giá tr -50 MW, t c là công su t phát
ng c t phía M i Né v Phan Thi t 2 do khu v c này có 3 NM G phát cơng su t cao và n đnh.
e. K t qu mơ ph ng t i Hàm Ki m (sub-3):
Hình 6.24. K t qu hàm t i u chi phí t i nút Hàm Ki m qua các vịng l p
Hình 6.26. N ng l ng n p/x c a BESS trong 24 gi t i nút Hàm Ki m
Hình 6.28. Cơng su t P t Phan Thi t 2 – Phan Thi t khi đ t BESS nút Hàm Ki m
➢ Nh n xét:
- Hình 6.24 cho th y hàm t i u h i t sau kho ng 300 vòng l p. Giá tr hàm m c tiêu gi m kho ng 50% (t kho ng 73000$ gi m còn 39000$).
- Hình 6.25 th hi n cơng su t n p/x c a BESS trong 24 gi t i nút Hàm Ki m.
BESS n p trong kho ng th i gian 8h sáng đ n 17h chi u và x vào 18h t i đ n 7h sáng hôm sau. Công su t n p l n nh t là 100 MW vào bu i tr a lúc MT và G đ u phát cao, công su t x l n nh t kho ng 70 MW vào ban đêm do ph t i t ng cao.
- Hình 6.26 th hi n n ng l ng n p/x c a BESS trong 24 gi t i nút Hàm Ki m. Cùng pha v i công su t, n ng l ng c a BESS c ng đ c n p vào ban ngày và x ra vào ban đêm.
- Hình 6.27 th hi n đi n áp trên t t c 19 nút khi đ t BESS t i Hàm Ki m. i n áp n m trong kho ng 1.04 –1.08 pu, khơng thay đ i đáng k .
- Hình 6.28 th hi n công su t t Phan Thi t 2 đi Hàm Ki m tr c và sau khi
f. Khi v n hƠnh đ ng th i 3 BESS 3 nút đ c ch n trên, tính tốn hàm chi phí trên tồn h th ng.
Hình 6.29. Hàm chi phí khi xét đ ng th i 3 BESS
Hình 6.31. N ng l ng n p/x c a m i BESS
➢ Nh n xét:
- Hình 6.29 th hi n hàm chi phí tr c và sau khi đ t BESS 3 h th ng con và trên toàn b h th ng. c bi t, khi xét trên toàn b h th ng, hàm chi phí gi m đi r t l n do hàm ph thu c l n vào công su t t i đi m cân b ng.
- Hình 6.30 cho th y vi c ph i h p v n hành c a 3 BESS cùng n p vào ban ngày
t 8h sáng đ n 17h chi u đ l u tr công su t c a các NM m t tr i và NM gió. n t i khi ngu n đi n NLTT phát th p và ph t i t ng cao, BESS x n ng l ng ra đ h tr h th ng, gi m t n th t và gi m dao đ ng cơng su t trên l i.
- Hình 6.31 th hi n n ng l ng n p/x c a c 3 BESS trên cùng 1 đ th . BESS Hàm Ki m tích đi n đ n kho ng 700 MWh do BESS Hàm Ki m l n h n 2 BESS t i
Ma Lâm và M i Né.
- Hình 6.32 th hi n công su t t i nút Phan Thi t 2, c th là công su t truy n
qua 2 MBA công su t 2x250 MVA. Ta th y t ban đ u biên đ dao đ ng công su t r t l n (hút max kho ng 200 MW và phát max kho ng 150 MW, biên đ dao đ ng 350 MW) nh ng sau khi đ t BESS t i 3 nút Ma Lâm, M i Né và Hàm Ki m, công su t t i
qua MBA dao đ ng r t th p quanh giá tr 0.
6.3. NH N XÉT, K T LU N
- Ngoài vi c t i u đ c v trí và cơng su t c a BESS, ta cịn tìm đ c công su t n p/x c a BESS t i m i th i đi m trong 24 gi .
- i v i m t h th ng đi n th c t , mang tính ch t ph c t p, ta có th d a vào kinh nghi m chia nh h th ng ra thành nhi u h th ng con và t đó đ t nhi u BESS v i s l ng và quy mô công su t phù h p s t ng hi u qu v n hành BESS h n là t p trung BESS t i cùng 1 v trí trên h th ng.
- Tuy nhiên ngoài nh ng u đi m trên, ta c n xét đ n bài toán kinh t đ có th
đ a BESS ng d ng trên l i đi n th c t . Hi n nay, chi phí đ u t h th ng BESS còn r t cao nh ng ch a có chính sách u đãi c th t C quan qu n lý, khơng đ m b o đ c
chi phí đ u ra.
- n c nh mu n gi m biên đ dao đ ng công su t t i nút Phan Thi t 2 (350 MW) c n ph i đ u t m t h th ng BESS đ n 200 MW (3 h th ng con) là r t l n.
CH NG 7. T NG K T
7.1. K T QU NGHIÊN C U ĩ T C
- Tìm hi u t ng quan v bài tốn BESS và các ph ng pháp ti p c n, x lý v n
đ liên quan đ n BESS các nghiên c u tr c đó.
- Tìm hi u v thu t tốn t i u đom đóm (FA) vàph ng pháp l ng t (QEA). ng th i tìm hi u gi i pháp k t h p 2 ph ng pháp trên thành ph ng pháp đom đóm
v i bit l ng t (QBFA).
- Tìm hi u v mơ hình và các ràng bu c c a BESS v công su t, n ng l ng n p/x t i đa, hi u su t và ràng bu c v v n hành c a BESS ph i tu n hồn trong chu k đang xét.
- Tìm hi u v l i đi n IEEE 33 nút và công c Matpower, s d ng Matlab đ
mơ hình hóa các ph n t và gi i bài toán t i u c a h th ng.
- Áp d ng thu t toán FA và QBFA gi i bài tốn tìm min hàm chi phí bao g m
t n th t đi n n ng, đ l ch đi n áp và biên đ dao đ ng công su t t i nút cân b ng. i
t ng áp d ng là l i đi n IEEE 33 nút có tích h p 2 ngu n đi n gió và 7 ngu n đi n m t tr i. M c dù QBFA là m t ph ng pháp c i ti n c a thu t toán FA nh ng tr ng h p này do không áp d ng h t tồn b thu t tốn QBFA nên thu t toán FA cho k t qu t t h n.
- Áp d ng thu t tốn FA gi i bài tốn tìm min hàm chi phí bao g m t n th t đi n
n ng, đ l ch đi n áp và biên đ dao đ ng công su t t i nút cân b ng. i t ng áp d ng là l i đi n 110 kV khu v c TBA 220 kV Phan Thi t. K t qu tìm đ c 3 v trí đ t BESS là Ma Lâm (50 MW), M i Né (50 MW) và Hàm Ki m (100 MW) mà khi v n hành giúp gi m thi u hàm chi phí c a h th ng m t cách rõ r t.
7.2. H N CH , THI U SĨT
Ngồi nh ng k t qu đ t đ c trên, do còn nhi u v n đ c n đ c xem xét m r ng, đ tài này khơng tránh kh i nh ng thi u sót:
- Bài tốn nghiên c u ch gi i h n trong ph m vi k thu t, đ c tính v n hành c a thi t b mà ch a xét đ n bài tốn kinh t , bao g m chi phí l p đ t, chi phí v n hành và v n đ v pháp lý c a vi c đ u t d án.
- H s chi phí s d ng các cơng th c (4.25) đ n (4.29) đ c l y t k t qu nghiên c u c a bài báo đ i v i l i đi n trung áp. Tuy nhiên, trong đ tài này, các h s
đó đang đ c s d ng đ tính tốn cho h th ng đi n 110 kV Vi t Nam. Có th các h s chi phí này ch a ph n ánh đúng th c t chi phí khi v n hành h th ng đi n n c ta.
- H s hàm ph t v đi n áp, v BESS và v dao đ ng công su t ph ng trình
(5.4) ch a đ c tính tốn c th mà ch đ c l a ch n d a trên kinh nghi m và phép th nhi u l n. Nh v y s gây ra tính b t đ nh cho l i gi i, n u khơng tìm đ c h s phù h p thì bài tốn s khơng h i t .
- K ch b n l i đi n Phan Thi t đang xét là l i đi n v n hành bình th ng, khơng có hi n t ng đ y/quá t i trên các đ ng dây và TBA. Do đótrên l i đi n này khơng có h th ng giám sát AGC gi i h n công su t phát c a các nhà máy. N u xét bài tốn BESS có thêm h th ng AGC s thêm nhi u ràng bu c h n, làm cho vi c gi i bài tốn ph c t p và khó h i t h n.
-Ph ng pháp đang s d ng là đ t BESS t ng v trí r i tìm cơng su t n p/x t i u. N u th c hi n trên l i đi n l n h n (kho ng 100 nút) và đ t nhi u BESS cùng m t lúc s t h p ra r t nhi u tr ng h p, x lý s m t r t nhi u th i gian và công s c.
- T n su t l y m u hi n t i là 1h/l n, m t ngày s có 24 m u. N u t ng t n su t l y m u lên 30ph/l n ho c 15ph/l n ho c t ng chu k l y m u t 1 ngày lên 1 tháng ho c 1 n m thì s l ng m u c n x lý là r t l n. x lý s m t r t nhi u th i gian và cơng s c.
- Thu t tốn QBFA là m t ph ng pháp c i ti n c a thu t toán FA, theo lý thuy t QBFA s tìm đ c giá tr t t h n FA. Tuy nhiên khi áp d ng vào bài tốn tìm BESS
trên l i đi n IEEE 33 nút ch áp d ng đ c m t ph n, ch a áp d ng đ c h t tồn b thu t tốn (áp d ng ph n c ng xoay l ng t Q-bit) nên k t qu ch a đ c t t nh thu t toán FA.
7.3. H NG PHÁT TRI N C A TÀI
- Nghiên c u thêm v các v n đ kinh t nh chi phí đ u t , chi phí v n hành và các v n đ pháp lỦ đ có th s m ng d ng BESS trong th c t .
- Tính tốn các h s chi phí v t n th t, dao đ ng đi n áp, dao đ ng công su t trên h th ng đi n Vi t Nam.
- Nghiên c u các ph ng pháp đ gi i h n dãy giá tr các h s ph t làm cho bài toán h i t .
- Nghiên c u t i u BESS trong l i đi n có tích h p h th ng AGC.
- Nghiên c u ng d ng tồn b thu t tốn QBFA ho c các ph ng pháp khác đ
t i u đ ng th i v trí và cơng su t c a BESS.
- Nghiên c u thu t tốn khác giúp gi m th i gian tính tốn đ gi i đ c các bài toán l n h n, đòi h i th i gian x lỦ nhanh h n.
TÀI LI U THAM KH O
[1] D. Q. Hung et al., "Integration of PV and BES units in commercial distribution systems considering energy loss and voltage stability," Applied Energy, vol. 113, p. 1162–1170, 2014.
[2] H. Shareef et al., "Optimum placement of battery energy storage systems in a power system with embedded generation for mitigating voltage fluctuation using a reinforced firefly algorithm," in International Conference on Electrical and Electronic Engineering (IC3E 2015), Melaka, Malaysia, 2015.
[3] Selim et al., "Optimal setting of PV and battery energy storage in radial
distribution systems using multi objective criteria with fuzzy logic decision
making," IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 15, no. 1, pp. 135- 148, 2020.
[4] P. Boonluk et al., "Optimal Siting and Sizing of Battery Energy Storage Systems for Distribution Network of Distribution System Operators," Batteries, vol. 6, no. 4, p. 56, 2020.
[5] W. Yi et al., "Multiobjective Robust Scheduling for Smart Distribution Grids: Considering Renewable Energy and Demand Response Uncertainty," IEEE Access, vol. 6, pp. 45715 - 45724, 2018.
[6] H. Mortazavi et al., "A Monitoring Technique for Reversed Power Flow Detection With High PV Penetration Level," IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 6, no. 5, pp. 2221 - 2232, 2015.
[7] H. Khani et al., "Real-time optimal management of reverse power flow in integrated power and gas distribution grids under large renewable power penetration," IET Generation, Transmission & Distribution, vol. 12, no. 10, p. 2325 – 2331, 2018.
[8] V. H. M. Quezada et al., "Assessment of energy distribution losses for increasing penetration of distributed generation," IEEE Transactions on Power Systems, vol. 21, no. 2, pp. 533 - 540, 2006.
[9] G. A. H. Laugs et al., "Balancing responsibilities: Effects of growth of variable renewable energy, storage, and undue grid interaction," Energy Policy, vol. 139, 2020.
[10] J. Krata, and T. K. Saha, "Real-Time Coordinated Voltage Support With Battery Energy Storage in a Distribution Grid Equipped With Medium-Scale PV Generation," IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 1, no. 1, p. 99, 2018.
[11] Y. Zhang et al., "Multi-Agent-Based Voltage Regulation Scheme for High Photovoltaic Penetrated Active Distribution Networks Using Battery Energy Storage Systems," IEEE Access, vol. 8, pp. 7323 - 7333, 2019.
[12] A. Alzahrani et al., "Minimization of Power Losses through Optimal Battery Placement in a Distributed Network with High Penetration of Photovoltaics," Energies, vol. 13, no. 1, 2020.
[13] L. A. Wong et al., "Optimal Placement and Sizing of Battery Energy Storage System Considering the Duck Curve Phenomenon," IEEE Access, vol. 8, pp. 197236 - 197248, 2020.
[14] J. A. d. Costa et al., "Optimal Sizing of Photovoltaic Generation in Radial Distribution Systems Using Lagrange Multipliers," Energies, vol. 12, no. 9, p. 1728, 2019.
[15] N. M. Nor et al., "Battery Storage for the Utility-Scale Distributed Photovoltaic Generations," IEEE Access, vol. 6, pp. 1137 - 1154, 2017.
[16] Y. Zhang et al., "Comparative study of hydrogen storage and battery storage in grid connected photovoltaic system: Storage sizing and rule-based operation," Applied Energy, vol. 201, pp. 397-411, 2017.
[17] J. Sardi et al., "Multiple community energy storage planning in distribution networks using a cost-benefit analysis," Applied Energy, vol. 190, pp. 453-463, 2017.
[18] N. Jayasekara et al., "Optimal Operation of Distributed Energy Storage Systems to Improve Distribution Network Load and Generation Hosting Capability," IEEE Transactions on Sustainable Energy, vol. 7, no. 1, pp. 250 - 261, 2015.
[19] C. K. Das et al., "Optimal placement of distributed energy storage systems in distribution networks using artificial bee colony algorithm," Applied Energy, vol. 232, pp. 212-228, 2018.
[20] C. K. Das et al., "Optimal allocation of distributed energy storage systems to improve performance and power quality of distribution networks," Applied Energy, vol. 252, 2019.
[21] A. S. A. Awad et al., "Optimal ESS Allocation for Benefit Maximization in Distribution Networks," IEEE Transactions on Smart Grid, vol. 8, no. 4, pp. 1668 - 1678, 2017.
[22] I. Naidji et al., "Efficient Allocation Strategy of Energy Storage Systems in Power Grids Considering Contingencies," IEEE Access, vol. 7, pp. 186378 - 186392, 2019.
[23] M. Nick et al., "Optimal Allocation of Dispersed Energy Storage Systems in Active Distribution Networks for Energy Balance and Grid Support," IEEE