Kết quả mô phỏng:
Mô phỏng sự cố khi ngắn mạch 3 pha tại Bus 1501 khi kết nối năng lượng mặt
trờị
Hình 4.1.16 Hệ thống lúc xảy ra sự cố ngắn mạch tại Bus1501 (khơng có pin mặt trời).
Hình 4.1.17 Hệ thống lúc đã khắc phục sự cố ngắn mạch tại Bus1501 (khơng có pin mặt trời).
Hình 4.1.18 Đồ thị điện áp của Bus1478 khi ngắn mạch tại Bus1501 (không có pin mặt trời).
Hình 4.1.19 Đồ thị tần số của Bus1478 khi ngắn mạch tại Bus1501 (khơng có pin mặt trời).
Mơ phỏng sự cố khi ngắn mạch 3 pha tại Bus 1479 khi kết nối năng lượng mặt
trờị
Hình 4.1.21 Hệ thống lúc xảy ra sự cố ngắn mạch tại Bus1501 (có pin mặt trời).
Hình 4.1.22 Hệ thống lúc đã khắc phục sự cố ngắn mạch tại Bus1501 (có pin mặt trời).
Hình 4.1.23 Đồ thị điện áp của Bus1478 khi ngắn mạch tại Bus1501 (có pin mặt trời).
Nhận xét:
Trong trường hợp lưới điện được kết nối pin mặt trời thì khi xảy ra sự cố ngắn mạch ở thanh cái Bus1501 thì thanh cái kết nối pin mặt trời với lưới là Bus1478 bị sụt áp từ 100,67% xuống 4,6%. Khi đã khắc phục sự cố thì điện áp tại Bus1478 quay trở lại bình thường là 101,44% và lớn hơn mức điện áp khi chưa xảy ra sự cố là 100,67% do lưới điện đã cắt bớt nhánh phụ tải nằm sau thanh cái Bus1501.
Trong trường hợp lưới điện khơng kết nối pin mặt trời thì khi xảy ra sự cố ngắn mạch ở thanh cái Bus1501 thì thanh cái Bus1478 bị sụt áp từ 98,22% xuống 4,29%. Khi đã khắc phục sự cố thì điện áp tại Bus1478 quay trở lại bình thường là 98,99% và lớn hơn mức điện áp khi chưa xảy ra sự cố là 98,22% do lưới điện đã cắt bớt nhánh phụ tải nằm sau thanh cái Bus1501. Tần số của thanh cái Bus1478 vẫn ổn định trong cả 2 trường hợp ngắn mạch khi có pin mặt trời và khơng có pin mặt trờị
4.2. Phân tích sóng hài
Trong hệ thống điện xoay chiều, nguồn điện áp sinh ra bởi các nhà máy điện thường có dạng hình sin với tần số 50Hz hoặc 60Hz. Nếu các nguồn điện cung cấp cho các phụ tải tuyến tính, tức là dịng điện cũng là một dạng sóng thuần sin với tần số bằng tần số cơ bản (50Hz hoặc 60Hz).[12]
Tuy nhiên, trong thực tế tồn tại rất nhiều loại phụ tải phi tuyến, đó là loại tải mà điện áp và dịng điện có mối quan hệ khơng tuyến tính, ví dụ như máy tính, lị hồ quang, các hệ thống lưu điện,… Các phụ tải khơng tuyến tính sẽ gây méo dạng dịng điện của phụ tải khiến cho dịng điện khơng cịn là hình sin.[12]
Các dịng điện khơng thuần sin này, ngồi việc gây ra méo dạng dòng điện trên các hệ thống truyền tải và phân phối, còn ảnh hưởng tới điện áp tại các nút trong hệ thống điện thông qua điện áp giáng trên đường dây truyền tải cũng là dạng khơng thuần sin, qua đó làm méo dạng điện áp. Nói một cách khác, từ phụ tải phi tuyến, hiện tượng méo dạng sóng của dịng điện và điện áp sẽ lan truyền trong hệ thống điện. việc nghiên cứu và tính tốn các ảnh hưởng của hiện tượng méo dạng sóng này là rất khó khăn và đang được nghiên cứu rộng rãi trên thế giớị[12]
4.2.1. Mơ phỏng sóng hài
Trong khi vận hành pin mặt trời, pin lưu trữ sẽ phát ra sóng hài làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng điện năng mà pin mặt trời phát lên lướị Nguồn sóng hài chính là nguồn phát từ bộ lưu điện. Do vậy, ta sẽ mơ phỏng sóng hài ở các chế độ trước và sau khi kết nối pin mặt trời để làm rõ vấn đề. Mơ phỏng này sẽ tính tốn khả năng ảnh
hưởng của nguồn sóng hài tới hệ thống. Ta chọn sóng hài bậc 5 để mơ phỏng vì nó có biên độ dao động lớn nhất.
Hình 4.2.1 Bộ lọc sóng hài Filter (HMN – Single Tuned ) trong mô phỏng.
Lưới điện khi khơng kết nối bộ lọc sóng hài Filter và Pin lưu trữ (Battery).
Kết quả mơ phỏng:
Hình 4.2.3 Dạng sóng điện áp bậc 5 tại Bus 1562 (khơng kết nối pin lưu trữ).
Hình 4.2.4 Dạng phổ sóng hài bậc 5 tại Bus 1562 (khơng kết nối pin lưu trữ).
Lưới điện khơng kết nối bộ lọc sóng hài Filter.
Kết quả mơ phỏng:
Hình 4.2.6 Dạng sóng điện áp bậc 5 tại Bus 1562 ( Filter Off ).
Hình 4.2.7 Dạng phổ sóng hài bậc 5 tại Bus 1562 ( Filter Off ).
Lưới điện có kết nối bộ lọc sóng hài Filter.
Kết quả mơ phỏng:
Hình 4.2.9 Dạng sóng điện áp bậc 5 tại Bus 1562 ( Filter On ).
Hình 4.2.10 Dạng phổ sóng hài bậc 5 tại Bus 1562 ( Filter On ).
Nhận xét:
Theo kết quả mô phỏng ở các hình 4.2.3, hình 4.2.4, hình 4.2.6, hình 4.2.7, hình
4.2.9 và hình 4.2.10 ta có thể thấy độ lớn sóng hài bậc 5 đạt mức 5,5% khi khơng kết
nối pin lưu trữ. Và khi đã kết nối pin lưu trữ, giá trị sóng hài đã vượt quá mức cho phép là 6,5 %. Nhưng giá trị của nó đã giảm hẳn sau khi kết nối bộ lọc sóng hài Filter vào lưới điện. Tổng mức biến dạng sóng hài do nhà máy điện mặt trời gây ra tại điểm đấu nối khi đã kết nối bộ lọc sóng hài Filter là 2,25% nhỏ hơn giá trị cho phép là 6,5 %.
4.3. Kết luận
Sự ổn định quá độ và sóng hài là những yếu tố ảnh hưởng mạnh đến chất lượng điện năng mà nguồn năng lượng mặt trời cung cấp. Ta phải đảm bảo tổng mức biến dạng sóng hài do nhà máy điện mặt trời gây ra tại điểm đấu nối không vượt quá 6,5% và kiểm soát chặt chẽ các trường hợp ngắn mạch của lưới điện, kịp thời khắc phục để giữ cho chất lượng điện năng trên toàn mạng điện được tốt nhất.
KẾT LUẬN
Qua các trường hợp mô phỏng và nhận xét ở trên, ta có thể thấy để kết nối được nguồn năng lượng mặt trời có pin lưu trữ vào lưới điện trung thế 22kV mà vẫn đảm bảo sự ổn định của hệ thống là điều khơng đơn giản. Ngồi các yếu tố tác động tích cực khi kết nối nguồn năng lượng mặt trời vào lưới điện như làm giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện áp qua đó nâng cao được chất lượng điện năng cho các phụ tải thì cịn có nhiều yếu tố tác động tiêu cực khác. Trong đó, sự ổn định quá độ và sóng hài do pin lưu trữ phát ra là hai yếu tố có tác động tiêu cực nhất đến lưới điện trung thế khi được kết nối nguồn năng lượng mặt trời có pin lưu trữ. Chúng góp phần làm chất lượng điện năng của lưới điện đi xuống.
Để đảm bảo cho lưới điện hoạt động bình thường đúng với yêu cầu kỹ thuật khi kết nối với nguồn năng lượng mặt trời ta cần can thiệp xử lý nhanh chóng các trường hợp sự cố làm mất ổn định hệ thống bằng cách cô lập vùng bị sự cố với các thiết bị điện như relay, máy cắt, dao cách ly,… Bên cạnh đó, ta cũng cần đảm bảo tổng mức biến dạng sóng hài do nhà máy điện mặt trời gây ra tại điểm đấu nối không vượt quá 6,5%. Như trong mơ phỏng trường hợp lưới điện có kết nối bộ lọc sóng hài Filter ở hình 4.2.9 thì tổng mức biến dạng sóng hài do pin lưu trữ phát ra chỉ đạt là 2,25% và ở mức giá trị đó thì hệ thống sẽ vẫn hoạt động bình thường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Con số sự kiện (2020). Phát triển điện mặt trời trên thế giới,
http://consosukien.vn/phat-trien-dien-ma-t-troi-o-mot-so-quoc-gia-tren-the- gioịhtm .
[2] Tổng quan năng lượng tái tạo Việt Nam, Nguyễn Tiến Long, 2013.
[3] Hồ Phạm Huy Anh (2012). Kỹ thuật hệ thống năng lượng tái tạo, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
[4] BKE – solar (2019). Chính sách của việt nam về năng lượng mặt trời,
https://bke-solar.com/chinh-sach-dien-mat-troi-viet-nam-khoi-dau-cho-ky-nguyen- moi-trong-dau-tu-nang-luong.
[5] Techway (2020). Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời, https://techwaỵvn/cau-
tao-tam-pin-nang-luong-mat-troi .
[6] TS. Nguyễn Thanh Hào (2012). Năng lượng tái tạo, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
[7] Power Sun (2019). Ứng dụng của pin năng lượng mặt trời,
https://powersun.vn/ung-dung-cua-pin-nang-luong-mat-troi.
[8] Vietnamsolar, Các loại hình năng lượng mặt trời phổ biến nhất hiện nay,
https://vietnamsolar.vn/cac-loai-mo-hinh-dien-nang-luong-mat-troi-pho-bien-nhat- hien-nay.
[9] Thư viện pháp luật, Quy định hệ thống điện phân phối,
https://thuvienphapluat.vn/van-ban/Thuong-mai/Thong-tu-39-2015-TT-BCT-he- thong-dien-phan-phoi-296868.aspx .
[10] Dỗn Văn Đơng (2019). Giáo trình lưới điện phân phối, NXB Xây Dựng, Hà Nộị
[11] Báo cáo lưới điện Tp. KonTum ngày 31/12/2017.
[12] Võ Ngọc Điều (2017). ETAP và ứng dụng trong phân tích HTĐ, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh.