Nghiên cứu chế độ vận hành máy phát điện trong nhà máy phong điện phương mai 1 nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện

10 Hình 1.3: Hệ thống turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc được kết nối với lưới điện.. Nên vấn đề đảm bảo sự ổn định trong vận hành trong các năm g

LÊ CÔNG TOÀN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN PHƯƠNG MAI 1 NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ LƯỚI ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Bình Định - Năm 2022

LÊ CÔNG TOÀN

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN PHƯƠNG MAI 1 NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ LƯỚI ĐIỆN

Ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 8520201

Người hướng dẫn: TS Lê Thái Hiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu chế độ vận hành

máy phát điện trong nhà máy phong điện Phương Mai 1 nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện” là công trình của tôi và được thực hiện dưới sự

hướng dẫn của TS Lê Thái Hiệp Các số liệu và kết quả là hoàn toàn trung thực

Để hoàn thành luận văn này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục “Tài liệu tham khảo” và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu phát hiện có sự sao chép tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Bình Định, ngày tháng năm 2022

Tác giả luận văn

Lê Công Toàn

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp là một trong những bước quan trọng trong khóa học Tôi rất hạnh phúc khi thực hiện xong luận văn tốt nghiệp và quan trọng hơn là những gì tôi đã học được trong thời gian qua Bên cạnh kiến thức thu được, tôi đã học được phương pháp nghiên cứu một cách độc lập Sự thành công này không đơn thuần bởi sự nỗ lực của cá nhân, mà còn có sự hỗ trợ và giúp đỡ của giảng viên hướng dẫn, gia đình và bạn bè Nhân cơ hội này, cho phép tôi được bày tỏ lời cảm ơn của tôi đến họ

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô trong Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ trường Đại Học Quy Nhơn đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong

suốt thời gian qua Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS Lê Thái Hiệp,

thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này Trong thời gian làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho tôi trong quá trình học tập và công tác sau này

Do với kiến thức bản thân còn rất giới hạn nên bản luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy (cô) giáo trong Khoa Kỹ thuật & Công nghệ, trường Đại học Quy Nhơn

để bản luận văn của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC CÁC BẢNG ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ x

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 3

3 Mục đích nghiên cứu 4

4 Nội dung nghiên cứu 4

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

Chương 1 6

TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN GIÓ 6

1.1 Tổng quan về năng lượng gió 6

1.2 Tổng quan về turbine gió 7

1.2.1 Giới thiệu 7

1.2.2 Cấu tạo turbine gió 8

1.2.3 Phân loại turbine gió 12

1.3 Máy phát điện gió 13

1.3.1 Turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng bộ 14

1.3.2 Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc 15

1.3.3 Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 16

1.4 Tổng quan về nhà máy phong điện Phương Mai 1 18

1.5 Kết luận chương 1 23

Chương 2 24

NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN PHƯƠNG MAI 1 NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ LƯỚI ĐIỆN 24

2.1 Cấu trúc hệ thống tự động điều khiển phát điện của hệ thống điện quốc gia [6] 24

2.1.1 Giới thiệu 24

2.1.2 Nguyên tắc làm việc của hệ thống AGC 26

2.1.3 Các trạng thái vận hành của AGC 27

2.1.4 Các chế độ làm việc của tổ máy trong AGC 28

2.2 Cấu trúc hệ thống nhà máy phong điện Phương Mai 1 31

2.2.1 Giới thiệu hệ thống nhà máy phong điện Phương Mai 1 31

2.2.2 Đường dây 110kV đấu nối vào hệ thống điện Quốc gia 32

2.2.3 Quy mô tuyến đường dây 33

2.2.4 Đặc điểm tuyến đường dây 33

2.2.5 Trạm biến áp 110kV ở nhà máy phong điện Phương Mai 1 34

2.3 Máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 36

2.3.1 Nguyên lý hoạt động của máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 36 2.3.2 Mô hình toán học máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 40

2.4 Mô hình toán máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 42

2.4.1 Mô hình toán học DFIG trong hệ trục tọa độ tĩnh αβ 44

2.4.2 Mô hình toán học DFIG trong hệ trục tọa độ đồng bộ dq 46

2.5 Chế độ vận hành máy phát điện trong nhà máy phong điện nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện 48

2.5.1 Các dạng ngắn mạch 48

2.5.2 Ổn định quá độ trong lưới điện 50

2.6 Đề xuất phương thức vận hành máy phát điện trong nhà máy phong điện nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện 53

2.6.1 MÁY PHÁT LÀM VIỆC Ở CHẾ ĐỘ WRIG 54

2.6.1.1 Mô hình hóa WRIG 54

2.6.1.2 Các đường đặc tính của máy phát khi nối điện trở crowbar 58

2.6.1.3 Điều khiển Rcrowbar 59

2.6.2 GSC làm việc ở chế độ STATCOM 61

2.6.2.1 Cấu trúc cơ bản của STATCOM 62

2.6.2.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM 63

2.7 Kết luận chương 2 66

Chương 3 67

MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN PHƯƠNG MAI 1 NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ LƯỚI ĐIỆN 67

3.1 Cấu trúc máy phát điện gió trên phần mềm mô phỏng 67

3.1.1 Tổng quan về Matlab 67

3.1.2 Sơ đồ kết nối lưới của nhà máy điện gió Phương Mai 1 68

3.1.3 Cấu trúc máy phát điện gió trên phần mềm mô phỏng 69

3.1.3.1 Khối mô phỏng máy phát điện (DFIG Wind Turbine) 70

3.1.3.2 Khối Wound-Rotor Induction Generator 73

3.1.3.3 Khối AC-DC-AC converter Average Model 74

3.1.3.4 Khối điều khiển các quạt và turbine (Turbine and Drive Train)

75 3.1.3.5 Khối điều khiển phần điện của turbine (Wind Turbine

Control) 76

3.1.4 Bộ phận hiển thị đặc tính 82

3.1.5 Thiết lập thông số các phần tử trong các khối 82

3.1.6 Mô phỏng ở chế độ làm việc bình thường 86

3.1.7 Mô phỏng ở chế độ ngắn mạch 89

3.1.7.1 Thiết kế bộ tạo tín hiệu ngắn mạch 89

3.1.7.2 Khối ngắn mạch ba pha 90

3.1.7.3 Bộ mô phỏng điện trở Crowbar 91

3.1.7.4 Kết quả mô phỏng chế độ làm việc khi xảy ra ngắn mạch sau máy biến áp 110kV 92

3.1.7.5 Phân tích và kiểm tra hiệu quả của chế độ làm việc máy phát khi xảy ra ngắn mạch trên lưới gần nhà máy 95

3.2 Kết luận chương 3 97

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

1 KẾT LUẬN 98

2 KIẾN NGHỊ 99

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101

PHỤ LỤC 103

đó giao diện điện tử công suất điều khiển các dòng điện rôto

để đạt được tốc độ thay đổi cần thiết để thu năng lượng tối đa khi có gió thay đổi

Miền Trung - Công ty Dịch

vụ điện lực miền Trung

hoặc nhà máy điện phục vụ việc thu thập và truyền dữ liệu về hệ thống SCADA của Trung tâm điều độ hệ thống

điện hoặc Trung tâm điều khiển

chỉnh tăng giảm công suất tác dụng của tổ máy phát điện nhằm duy trì tần số của hệ thống điện ổn định trong phạm vi cho phép theo nguyên tắc vận hành kinh tế

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật turbine.[8] 18 Bảng 2.1: Các dạng ngắn mạch [6] 49

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Cấu tạo turbine gió 8

Hình 1.2: Hộp số bên trong turbine gió 10

Hình 1.3: Hệ thống turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc được kết nối với lưới điện 15

Hình 1.4: Máy điện không đồng bộ 15

Hình 1.5: Turbine gió có tốc độ thay đổi sử dụng DFIG 17

Hình 1.6: Hình ảnh nhà máy điện gió Phương Mai 1 21

Hình 1.7: Sơ đồ nối điện chính nhà máy điện gió Phương Mai 1 (a) [7] 22

Hình 1.8: Sơ đồ nối điện chính nhà máy điện gió Phương Mai 1 (b) [7] 22

Hình 2.1: Sơ đồ đấu nối NMĐG Phương Mai 1 vào hệ thống điện 32

Hình 2.2: Hệ thống turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 37

Hình 2.3: Chế độ vận hành dưới đồng bộ máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 39

Hình 2.4: Chế độ vận hành trên đồng bộ máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 39

Hình 2.5: Cấu hình kết nối stator và rotor, Y-Y 43

Hình 2.6: Sơ đồ tương đương RL của stator và rotor 44

Hình 2.7: Sơ đồ tương đương DFIG trong hệ trục αβ 45

Hình 2.8: Sơ đồ tương đương của DFIG trong hệ trục quay dq 46

Hình 2.9: Sơ đồ điều khiển của DFIG khi có sự cố lưới [14] 55

Hình 2.10: Sơ đồ mạch tương đương khi xảy ra lỗi [1] 55

Hình 2.11: Biểu diễn dòng công suất trong DFIG khi có sự cố ngắn mạch ở lưới 56

Hình 2.12: Đặc tính công suất theo tốc độ của DFIG [14] 57

Hình 2.13: Đặc tính làm việc của MK 58

Hình 2.14: Sơ đồ máy phát điện khi nối Rf [2] 59

Hình 2.15: Sơ đồ nguyên lý điều khiển điện trở rôto [2] 60

Hình 2.16: Phương pháp điều chỉnh Rc [2] 60

Hình 2.17: Cấu trúc cơ bản của STATCOM 62

Hình 2.18: Sơ đồ mạch bộ điều khiển phía lưới 62

Hình 2.19: Nguyên lý hoạt máy phát bản STATCOM 63

Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý trao đổi SCPK và CSTD giữa bộ bù và lưới 64

Hình 2.21: Trạng thái hấp thụ công suất phản kháng của bộ bù 65

Hình 2.22: Trạng thái phát công suất phản kháng của bộ bù 65

Hình 3.1: Sơ đồ nhà máy điện gió Phương Mai 1 (a) [7] 68

Hình 3.2: Sơ đồ nhà máy điện gió Phương Mai 1 (b) [7] 68

Hình 3.3: Sơ đồ mô phỏng nhà máy điện gió Phương Mai 1 70

Hình 3.4: Khối DFIG WIND TURBINE 70

Hình 3.5: Sơ đồ mô phỏng của khối DFIG WIND TURBINE [17] 72

Hình 3.6: Khối Wound-rotor induction Generator 73

Hình 3.7: Sơ đồ mô tả chi tiết khối Woundrotor induction Generator 73

Hình 3.8: Khối biến đổi AC-DC-AC 74

Hình 3.9: Khối Turbine and Drive Train 75

Hình 3.10: Sơ đồ khối khối Turbine and Drive Train 75

Hình 3.11: Sơ đồ khối Drive train 76

Hình 3.12: Khối Wind Turbine Control 76

Hình 3.13: Các khối điều khiển trong Wind Turbine Control 77

Hình 3.14: Khối Speed regulator & Pitch Control 77

Hình 3.15: Sơ đồ mô phỏng khối Speed regulator & Pitch Control [17] 78

Hình 3.16: Khối Filtering and Measurements 78

Hình 3.17: Sơ đồ mô phỏng khối Filtering and Measurements [17] 79

Hình 3.18: Khối Grird-side Converter control System 79

Hình 3.19: Sơ đồ mô phỏng khối điều khiển bộ điều khiển phía lưới [17] 80

Hình 3.20: Khối Rotor-Side Converter Control System 80

Hình 3.21: Sơ đồ mô phỏng khối điều khiển bộ điều khiển phía Rôto [17] 81

Hình 3.22: Bộ phận hiển thị đặc tính 82

Hình 3.23: Dữ liệu 1 máy phát 82

Hình 3.24: Dữ liệu bộ chuyển đổi 83

Hình 3.25: Dữ liệu turbine gió 83

Hình 3.26: Dữ liệu bộ điều khiển cơ của Turbine 84

Hình 3.27: Dữ liệu bộ điều khiển phần điện của máy phát (a) 84

Hình 3.28: Dữ liệu bộ điều khiển phần điện của máy phát (b) 85

Hình 3.29: Thông số máy biến áp 35kV/690V 85

Hình 3.30: Thông số máy biến áp 110kV/35kV 86

Hình 3.31: Kết quả mô phòng dòng điện và điện áp thanh cái B690 86

Hình 3.32: Kết quả mô phỏng P và Q 87

Hình 3.33: Kết quả mô phỏng đặc tính tụ C và tốc độ Turbine 87

Hình 3.34: Kết quả mô phỏng đặc tính dòng và áp thanh cái B35 88

Hình 3.35: Sơ đồ bộ tạo tín hiệu ngắn mạch 89

Hình 3.36: Khối ngắn mạch ba pha 90

Hình 3.37: Dữ liệu khối ngắn mạch 90

Hình 3.38: Sơ đồ bộ điện trở Crowbar 91

Hình 3.39: Giá trị điện trở Crowbar 91

Hình 3.40: Sơ đồ máy pháy phát có kết nối điện trở Crowbar với rôto của máy phát 92

Hình 3.41: Sơ đồ mô phỏng của hệ thống điện tại nhà máy Phong điện Phương Mai 1 khi xảy ra ngắn mạch trên lưới điện gần nhà máy - sau máy biến áp 110kV 92

Hình 3.42: Kết quả mô phỏng đặc tính dòng và áp thanh cái B35 khi ngắn mạch 93

Hình 3.43: Kết quả mô phỏng đặc tính P và Q khi ngắn mạch 93

Hình 3.44: Kết quả mô phỏng Đặc tính Tụ C và tốc độ gió của Turbine khi ngắn mạch 94

Hình 3.45: Kết quả mô phỏng đặc tính điện áp và dòng điện trên thanh cái B35 khi ngắn mạch 94

MỞ ĐẦU

Hiện nay, nước ta đang đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng nghiêm trọng Qua nhiều hội thảo, hội nghị về năng lượng, qua trao đổi với nhiều nhà khoa học, cho thấy còn vài thập niên nữa, năng lượng hóa thạch như than

đá, dầu mỏ, khí đốt sẽ bị cạn kiệt, loài người sẽ lâm vào tình trạng khủng hoảng năng lượng trầm trọng Việt Nam không thể tránh khỏi nguy cơ do thiếu hụt năng lượng sắp đến gần

Thực tế, lũ lụt vừa qua bộc lộ nhiều bất cập về thủy điện Năng lượng thủy điện ta đã khai thác tối đa Nhiều trạm thủy điện lớn, nhỏ chiếm lòng

hồ rộng lớn hàng chục vạn ha, phá hủy rừng, cây cối, gây ô nhiễm môi trường sinh thái, đặc biệt không ngăn được lũ lụt, mà còn xả nước cùng với lũ lụt gây bao nhiêu thảm họa sinh mạng, hủy hoại nhà cửa, ruộng vườn, hoa màu, cây cối, tổn thất hàng ngàn tỷ đồng/năm

Các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ, khí đốt đang dần cạn kiệt, giá thành tăng cao, nguồn cung lại không ổn định Trong khi năng

lượng hạt nhân còn quá mới đối với nước ta Bất lợi là chúng ta phải dùng ngoại tệ nhập khẩu toàn bộ 100% về thiết bị, kỹ thuật, nhiên liệu uranium, thuê chuyên gia, ở trong nước chưa chế tạo được nhiên liệu hạt nhân, mua nhiên liệu rất đắt, không chủ động được, lại thêm dễ gây sự cố, ô nhiễm môi trường sinh thái, mất an toàn từ khâu khai thác, chế biến đến cất dấu chất thải hạt nhân

Từ các vấn đề nêu trên, trong tương lai chúng ta sẽ không thể bảo đảm

an ninh năng lượng và có nguy cơ thiếu hụt năng lượng trầm trọng nếu cứ

duy trì sản xuất điện như hiện nay, cũng như không thể đạt được mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đến năm 2025 Có thể nhận thấy rằng, khi năng lượng điện không đáp ứng được nhu cầu thì công, nông, ngư nghiệp, chế biến và khai thác sẽ bị tụt hậu, đời sống vật chất và tinh thần sút kém mà sẽ dẫn đến các bất ổn cho đời sống và xã hội

Với mục tiêu đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng, những nguồn năng lượng tái tạo đã và đang được quan tâm nhiều hơn như năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng địa nhiệt, năng lượng sóng biển, năng lượng thủy triều,… tất cả những loại năng lượng này góp phần rất lớn vào việc thay đổi cuộc sống nhân loại, cải thiện thiên nhiên, môi trường,…

Hệ thống điện sử dụng năng lượng gió có nhiều ưu điểm như không cần nguyên liệu, không gây ô nhiễm môi trường, ít phải bảo dưỡng, không gây tiếng ồn,…với ưu điểm là một nước có tiềm năng về năng lượng gió Do đó, việc sử dụng năng lượng gió tại Việt Nam đã, đang và sẽ được khuyến khích

áp dụng trong các lĩnh vực đời sống và sản xuất [1]

Tuy nhiên trong quá trình vận hành phải góp phần ổn định hệ thống điện Trong thời gian này các máy phát điện gió không được phép cắt ra khỏi lưới

mà phải tham gia hỗ trợ ổn định quá độ hệ thống hiện Máy phát đang sử dụng

phổ biến trên thế giới nói chung, và sử dụng cụ thể ở nhà máy điện gió Phương

Mai 1 là máy phát điện không đồng bộ nguồn kép (DFIG - Doubly Fed

Induction Generator) DFIG có các đặc tính không tương đồng với loại máy phát đồng bộ đã biết (máy sử dụng trong thủy điện, nhiệt điện, điện diesel…)

Do vậy mà cần có nghiên cứu chi tiết về các đặc tính và chế độ làm việc của máy phát điện gió Vì vậy, luận văn chọn đề tài “Nghiên cứu chế độ làm việc của máy phát điện trong nhà máy phong điện Phương Mai 1” nhằm giúp người vận hành hiểu rõ đặc tính kỹ thuật của máy phát để vận hành tốt nhà máy điện

gió nhằm ổn định quá độ hệ thống điện Ngoài ra khi xảy ra hư hỏng chế độ vận hành này ở nhà máy phong điện Phương Mai 1 thì các kỹ sư ở đây có thể

biết và sửa chữa được một phần hoặc toàn phần “Nghiên cứu chế độ vận hành máy phát điện trong nhà máy phong điện Phương Mai 1 nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện”

Hiện nay, thế giới đang hướng tới việc sử dụng nguồn năng lượng tái tạo thay thế cho việc sử dụng năng lượng truyền thống đang cạn kiệt Lý do chủ yếu sử dụng năng lượng tái tạo là để bảo vệ hành tinh xanh, nơi mà con người

và tất cả các sinh vật khác đang tồn tại Hơn thế nữa, năng lượng tái tạo không những thân thiện với môi trường mà còn không phải chịu những chi phí

về nhiên liệu đầu vào, ít phải bảo trì và đặc biệt là vô tận

Một trong những nguồn năng lượng tái tạo chính là năng lượng gió Nguồn năng lượng này tương tự như năng lượng mặt trời, vì gió là nguyên nhân của sự hâm nóng bầu khí quyển quanh mặt trời, do sự vận chuyển của trái đất và do mặt đất lồi lõm Ba yếu tố trên là ba nguyên nhân chính tạo thành gió Năng lượng gió dựa trên nguyên lý là gió tạo ra sức quay các turbine và

sẽ tạo ra điện năng

Vào nhưng năm gần đây, nhà máy điện gió được đưa vào sử dụng để cung cấp điện năng, kèm theo đó là những vấn đề trong quá trình ứng dụng và vận hành nhà máy điện Nên vấn đề đảm bảo sự ổn định trong vận hành trong các năm gần đây cũng đã có những bài báo nghiên cứu về nhà máy điện gió như:

“Điều khiển trượt máy phát điện gió cấp nguồn từ hai phía”, “Nghiên cứu và

mô phỏng phương pháp điều khiển bộ biến đổi PWM rectified và PWM inverter trong hệ thống chuyển đổi năng lượng gió và DFIG”, “Khảo sát mô hình máy phát điện gió trong lưới điện phân phối” Tuy nhiên ở Việt Nam

chưa có nghiên cứu cụ thể về vấn đề hỗ trợ ổn định quá độ tại nhà máy phong

điện Phương Mai 1

Đề tài tập trung nghiên cứu chế độ vận hành máy phát điện trong nhà máy

điện gió Phương Mai 1 nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện Nghiên cứu này

nhằmgiúp người vận hành hiểu rõ đặc tính kỹ thuật của máy phát để vận hành tốt nhà máy điện gió nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện

Luận văn tập trung nghiên cứu các nội dung chính sau:

- Tổng quan về điện gió

- Nghiên cứu chế độ làm việc vận hành của máy phát điện nhằm hỗ trợ ổn định quá độ lưới điện ở nhà máy phong điện Phương Mai 1

- Mô phỏng kiểm tra quá trình nâng hạ công suất tác dụng và phản kháng của nhà máy phong điện Phương Mai 1

- Đối tượng: Các máy phát điện trong Nhà máy phong điện Phương Mai

1

- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu chế độ làm việc vận hành của máy phát điện trong nhà máy phong điện Phương Mai 1 nhằm hỗ trợ ổn định lưới điện

Đầu tiên luận văn nghiên cứu cơ sở lý thuyết về nhà máy điện gió và các chế độ vận hành của máy phát điện gió Kèm theo đó là khảo sát, phân tích các

vấn đề thực tế vận hành máy phát điện gió ở nhà máy phong điện Phương Mai

1 Từ đó luận văn tập trung nghiên cứu các đặt tính của máy phát điện khi có

ngắn mạch trên lưới Sau đó luận văn sử dụng phần mềm Matlab/ Simulink để đánh giá các đặc tính

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN GIÓ

1.1 Tổng quan về năng lượng gió

Năng lượng gió là một nguồn năng lượng thiên nhiên mà con người đang quan tâm đặc biệt cho nhu cầu năng lượng tương lai của thế giới Hiện tại, năng lượng gió đã mang đến nhiều hứa hẹn Tuy nhiên, nếu muốn đẩy mạnh việc khai thác nguồn năng lượng này trong tương lai, các nhà khoa học cần nghiên cứu nhiều hơn để hoàn chỉnh các công nghệ khai thác và sử dụng Năng lượng gió được dựa trên nguyên lý là gió sẽ tạo ra sức quay các turbine và sau đó, sẽ tạo ra năng lượng điện Các yếu tố hình thành nên nguồn năng lượng gió bao gồm: sự hâm nóng bầu khí quyển quanh mặt trời, sự chuyển vận của trái đất và

sự lồi lõm của mặt đất

* Ưu điểm của nguồn năng lượng gió

Có thể nhận thấy rằng nguồn năng lượng này mang nhiều điểm thuận lợi

mà là lý do dẫn đến sự phát triển mạnh của nó trên thế giới trong những thập niên gần đây Các thuận lợi khi sử dụng nguồn năng lượng điện này bao gồm: + Giúp tăng trưởng kinh tế: Các nhà máy, xưởng sản xuất turbine gió phát triển sẽ tạo thêm nhiều việc làm

+ Là nguồn nhiên liệu sơ cấp đầu vào vô tận

+ Giá thành thấp: theo đánh giá của Bộ Năng lượng Mỹ trong tương lai giá của nguồn điện được khai thác từ nguồn năng lượng gió sẽ rẻ hơn giá điện của các nguồn khác như than, dầu hay biomass, Hiện tại, giá của nguồn năng lượng điện gió dao động từ 4 đến 6 cent/kWh và tùy theo nguồn gió của từng địa phương

+ Giảm ô nhiễm không khí và hiệu ứng nhà kính so với các nguồn năng lượng điện khác

* Khuyết điểm của nguồn năng lượng gió

- Khuyết điểm của nguồn năng lượng gió là phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên

- Mặc dù công nghệ năng lượng gió đang phát triển và giá thành của một turbine gió đã giảm dần từ hơn 10 năm qua nhưng mức đầu tư ban đầu cho nguồn năng lượng này vẫn còn cao hơn mức đầu tư các nguồn năng lượng truyền thống khác

Bên cạnh đó, cũng có thể dễ dàng nhận ra rằng, không có bất kỳ một nguồn năng lượng nào không gây ra các ảnh hưởng đến môi trường Đối với nguồn năng lượng gió, các ảnh hưởng cần phải quan tâm là các turbine gió gây ra các tiếng ồn làm đảo lộn các luồng sóng trong không khí và có thể xáo trộn hệ sinh thái của các loài chim hoang dã

Để sản xuất năng lượng điện bằng nguồn năng lượng gió, tốc độ gió cần lớn hơn 5m/s Gần đây, tính kinh tế của điện gió đã được nâng cao hơn, giá thành phát điện chỉ còn gấp 2 lần so với nhiệt điện

1.2 Tổng quan về turbine gió

+ Cơ cấu truyền máy phát khí

+ Bộ phận điều khiển và các cảm biến tốc độ

Trong hệ thống điện gió hiện đại, có thể thêm các phần tử sau:

+ Bộ phận điều khiển với sự hỗ trợ của máy tính

+ Lưu trữ điện để đáp ứng cho tải trong trường hợp làm việc độc lập + Đường truyền kết nối với mạng lưới khu vực

Do rotor có moment quán tính lớn, đã tạo ra những thách thức lớn trong vấn đề thiết kế liên quan đến quá trình khởi động, điều khiển tốc độ trong vận hành, cũng như dừng turbine khi cần thiết Do đó, phải dùng đến dòng điện xoáy hay phanh hãm để dừng turbine khi khẩn cấp, lúc bảo dưỡng định kỳ, Thông thường, mỗi turbine có hệ thống điều khiển riêng và được đặt ở một khoảng cách an toàn [12]

1.2.2 Cấu tạo turbine gió

Cấu tạo chung của turbine gió trục ngang được trình bày ở hình 1.1

Hình 1.1: Cấu tạo turbine gió

Trong đó:

- Cánh quạt (Blades): Gió thổi qua các cánh quạt làm cho chúng

chuyển động và quay Các nỗ lực để chế tạo turbine gió có khả năng thu nhiều năng lượng bị hạn chế bởi trọng lượng của các cánh quạt

- Bước răng (Pitch): Bộ phận này giúp cho cánh có thể xoay hoặc

nghiêng một góc nào đó sao cho rotor quay với một tốc độ hợp lý nhằm đạt hiệu suất sản xuất năng lượng điện tối ưu, cũng như bảo vệ cánh quạt rotor trong các điều kiện gió quá lớn

- Bộ hãm (Brake): Hầu hết, các turbine gió đều có bộ phận hãm dùng

để dừng turbine khi cần sửa chữa trong một số trường hợp khẩn cấp, bảo trì định kỳ hoặc khi gió quá lớn Thông thường, có hai loại phanh bao gồm phanh điện và phanh cơ Một số turbine có phanh cơ thông qua một đĩa Phanh cơ thường hiệu quả hơn và đáng tin cậy hơn so với phanh điện

- Trục quay tốc độ thấp (Low-speed shaft): Trục quay tốc độ thấp là

phần trục quay dùng để truyền moment giữa cánh quạt và hộp số

- Hộp số (Gear box): Hộp số bao gồm các bánh răng được nối với trục

có tốc độ thấp và trục có tốc độ cao mà có thể tăng tốc độ quay từ 30 đến 60 vòng/phút lên 1200 đến 1500 vòng/phút, tốc độ quay là yêu cầu của hầu hết các máy phát điện Bộ bánh răng này rất đắt tiền

Hình 1.2: Hộp số bên trong turbine gió

- Máy phát điện (Generator): Thông thường, máy phát điện turbine

gió là loại xoay chiều, có nhiều cặp cực với kết cấu đơn giản và phù hợp với đặc điểm tốc độ thấp của turbine gió

- Bộ điều khiển (Controller): Bộ điều khiển sẽ được sử dụng để khởi

động máy phát điện ở tốc độ gió thông thường vào khoảng 8 m/s đến

12 m/s và ngắt máy phát khi tốc độ gió lớn hơn 20 m/s để bảo vệ máy phát có thể phát nóng và các kết cấu cơ khí của turbine

- Bộ đo lường tốc độ gió (Anemometer): Bộ đo lường tốc độ gió được

sử dụng để đo lường tốc độ gió và truyền dữ liệu tốc độ gió đến các bộ điều khiển

- Bộ xác định hướng gió (Wind vane): Bộ xác định hướng gió có

nhiệm vụ hỗ trợ điều chỉnh hướng rotor quay theo chiều hướng gió

Nó có thể đơn giản là cánh quạt đuôi hay các bộ phận phức tạp Cánh quạt quay với moment lớn ở trên cao trong thời gian chuyển hướng

thường dẫn đến tiếng ồn Trong trường hợp, việc chuyển hướng quá nhanh có thể sinh ra tiếng ồn vượt quá giới hạn cho phép Vì vậy, quá trình này cần phải được kiểm soát một cách liên tục

- Vỏ (Nacelle): Vỏ bọc ngoài được đặt trên đỉnh trụ được sử dụng để

bảo vệ các thành phần bên trong vỏ Một số vỏ phải đủ rộng để một kỹ thuật viên có thể đứng bên trong trong khi làm việc

- Trục tốc độ cao (High – speed shaft): Trục tốc độ cao được sử dụng

để truyền động máy phát ở tốc độ cao

- Yaw drive: "Yaw drive" là bộ phận được sử dụng để giữ cho rotor

luôn luôn hướng về hướng gió chính sao cho công suất điện được sản xuất ra luôn luôn là cực đại

- Yaw motor: "Yaw motor" là máy phát hỗ trợ cho “yaw drive” sao cho

turbine gió luôn luôn hướng về hướng gió chính để đạt được công suất điện cực đại Tín hiệu từ bộ đo lường tốc độ gió được bộ điều khiển xử

lý và đưa đến máy phát này nhằm quay rotor theo đúng hướng gió

- Tháp đỡ (Tower): Tháp đỡ dùng để nâng turbine và buồng chứa các

hệ thống truyền máy phát khí, máy phát điện, bộ phận điều hướng,… Chiều cao của tháp phải cao hơn đường kính của cánh quạt rotor Trước đây, chiều cao của tháp từ 20m đến 50m Vấn đề chính trong thiết kế là động lực học cấu trúc Cần tránh mọi tần số cộng hưởng của tháp, rotor và buồng chứa Sự rung động là kết quả của chu kỳ mỏi dưới sự tác động của dao động tốc độ gió Bên cạnh vấn đề nghiên cứu

để phát triển chiều cao của tháp, người ta còn chú trọng đến việc khai thác các khía cạnh lắp đặt hệ thống ở ngoài khơi Tháp đỡ được làm bằng thép hình trụ Tháp đỡ cao hơn để thu được năng lượng gió nhiều hơn và sản xuất năng lượng điện nhiều hơn Đồng thời, cũng tránh

được các luồng gió xoáy gần mặt đất và tránh được các vật cản không khí như đồi núi, nhà và cây cối

- Bộ phận điều khiển tốc độ: Trong những năm qua, công nghệ turbine

gió đã thay đổi một cách đáng kể Các turbine lớn được lắp đặt đều hướng đến điều khiển tốc độ dựa trên sự kết hợp điều khiển cơ khí và điện tử công suất Các phương pháp điều khiển tốc độ rơi vào những loại sau:

+ Không điều khiển: trong trường hợp này turbine và máy phát điện được thiết kế để sẵn sàng chống chọi mọi cơn gió lớn

+ Điều khiển nghiêng, lệch hướng: trục rotor được điều khiển lệch hướng gió khi tốc độ gió vượt ra khỏi giới hạn cho phép khi thiết kế

+ Điều khiển xoay cánh quạt: thay đổi góc của cánh quạt trên trục turbine tương ứng với sự thay đổi tốc độ gió

+ Điều khiển tránh gió: khi tốc độ gió vượt ra khỏi tốc độ cho phép, những cánh quạt được di chuyển vào vị trí an toàn

1.2.3 Phân loại turbine gió

Hiện nay, turbine gió được chia thành hai loại:

1.3 Máy phát điện gió

Máy phát là thành phần quan trọng của hệ thống biến đổi năng lượng gió

Có những loại máy phát khác nhau được sử dụng với turbine gió Turbine gió nhỏ được trang bị với máy phát DC có công suất vài W đến kW Trong khi đó, đối với hệ thống lớn hơn là loại máy phát một hoặc ba pha AC, những máy phát này có thể là máy điện không đồng bộ hoặc máy điện đồng bộ

Trong hệ thống điện turbine gió, turbine gió có thể được vận hành ở tốc

độ cố định (thông thường có một sự thay đổi nhỏ, trong phạm vi thay đổi 1%

so với tốc độ đồng bộ) hoặc tốc độ thay đổi

Đối với turbine gió tốc độ cố định, hệ thống máy phát được nối trực tiếp với lưới điện, do tốc độ làm việc được cố định theo tần số lưới điện nên hầu như không thể điều khiển và do đó không có khả năng hấp thu công suất khi có

sự dao động tốc độ gió Vì vậy, đối với hệ thống turbine gió tốc độ cố định khi tốc độ gió có sự dao động sẽ gây nên sự dao động công suất và làm ảnh hưởng đến chất lượng điện năng của lưới điện

Đối với turbine gió tốc độ thay đổi, vận tốc máy phát được điều khiển bởi các thiết bị điện tử công suất, theo cách này sự dao động công suất do sự thay đổi tốc độ gió có thể được hấp thu bằng cách hiệu chỉnh tốc độ làm việc của rotor và sự dao động công suất gây nên bởi hệ thống chuyển đổi năng lượng gió có thể được hạn chế Như vậy, chất lượng điện năng do bị ảnh hưởng bởi turbine gió có thể được cải thiện hơn so với turbine gió tốc độ cố định

Các cấu hình hệ thống chuyển đổi năng lượng gió có thể là [14]:

- Turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng bộ

- Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc

- Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ nguồn kép

- Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu

1.3.1 Turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng bộ

Đối với turbine gió tốc độ cố định, máy phát điện không đồng bộ rotor lồng sóc được kết nối trực tiếp với lưới điện, điện áp và tần số máy phát được quyết định bởi lưới điện

Thông thường, hệ thống chuyển đổi năng lượng gió tốc độ cố định làm việc ở hai tốc độ cố định, điều này được thực hiện bằng cách sử dụng hai máy phát có định mức và số cặp cực từ khác nhau, hoặc cùng một máy phát nhưng

có hai cuộn dây với định mức và số cặp cực khác nhau Điều này sẽ cho phép tăng công suất thu được từ gió cũng như giảm tổn hao kích từ ở tốc độ gió thấp Máy phát không đồng bộ thường cho phép làm việc trong phạm vi độ trượt từ

1 - 2%, vì độ trượt lớn hơn đồng nghĩa với tổn hao tăng lên và hiệu suất thấp hơn

Mặc dù, hệ thống này có cấu tạo đơn giản và độ tin cậy cao nhưng nó cũng bao gồm các nhược điểm chính như sau:

- Không thể điều khiển công suất tối ưu

- Do tốc độ rotor được giữ cố định nên ứng lực tác động lên hệ thống lớn khi tốc độ thay đổi đột ngột

- Do tần số và điện áp stator cố định theo tần số và điện áp lưới nên không

có khả năng điều khiển tích cực

Hình 1.3: Hệ thống turbine gió tốc độ cố định với máy phát điện không đồng

bộ rotor lồng sóc được kết nối với lưới điện

1.3.2 Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ rotor lồng

sóc

Hệ thống turbine gió tốc độ thay đổi được trang bị một bộ biến đổi công suất mà được đặt giữa stator máy phát và lưới điện Trong hệ thống này, máy phát điện có thể là máy phát không đồng bộ rotor lồng sóc hoặc máy phát điện đồng bộ Với cấu hình này, có thể điều khiển tối ưu công suất nhận được từ gió, nhưng do phải biến đổi toàn bộ công suất phát ra nên tổn hao là lớn và cần đầu

tư chi phí cho bộ biến đổi công suất

Hình 1.4: Máy điện không đồng bộ

Máy phát điện không đồng bộ là loại máy phát điện xoay chiều, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ Do kết cấu đơn giản, làm việc chắc chắn, hiệu suất cao, giá thành thấp nên máy phát điện không đồng bộ được sử dụng rộng rãi Hiện nay, máy phát điện không đồng bộ được sử dụng vì các lý do sau:

- Đơn giản

- Chi phí rẻ

- Có thể kết nối hay ngắt kết nối với lưới điện một cách dễ dàng

Tuy vậy, máy phát điện không đồng bộ có những nhược điểm như cos của máy phát thường không cao lắm và đặc tính điều chỉnh tốc độ không tốt nên các ứng dụng còn có phần bị hạn chế

1.3.3 Turbine gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ nguồn

kép

Ngày nay với xu hướng ngày càng phát triển việc sử dụng nguồn năng lượng sạch tái tạo từ gió, trên thế giới người ta đã chế tạo các loại turbine gió với công suất lớn đến trên 7 MW Nếu dùng loại turbine gió tốc độ thay đổi có

bộ biến đổi nối giữa stator về lưới thì sẽ tốn kém do bộ biến đổi cũng phải có công suất bằng công suất của toàn turbine Vì vậy các hãng chế tạo turbine gió

có xu hướng sử dụng DFIG làm máy phát trong các hệ thống turbine gió công suất lớn để giảm công suất của bộ biến đổi Và do đó giảm giá thành (xem hình 1.5) Vì bộ biến đổi được nối vào mạch rôto của máy phát, công suất của nó thường chỉ bằng cỡ 1/3 tổng công suất toàn hệ thống, các thiết bị đi kèm như

bộ lọc biến đổi cũng rẻ hơn Vì cũng được thiết kế với công suất bằng 1/3 công suất của toàn hệ thống

Hình 1.5: Turbine gió có tốc độ thay đổi sử dụng DFIG

➢ Ưu điểm của hệ thống turbine gió - DFIG:

- Cho phép duy trì biên độ và tần số của điện áp đầu ra là hằng số mà không phụ thuộc vào tốc độ gió giúp cho hệ thống turbine gió - DFIG nối được với lưới và duy trì được sự đồng bộ với lưới tại mọi thời điểm

- Nó có thể điều khiển độc lập công suất phản kháng và công suất tác dụng bằng cách điều khiển dòng điện kích từ rôto từ đó thực hiện điều chỉnh hệ số công suất

- DFIG là máy điện không đồng bộ nên có cấu tạo đơn giản và rẻ hơn nhiều so với máy phát đồng bộ Trong DFIG, công suất danh định bộ biến đổi thường khoảng 20 - 30% tổng công suất hệ thống nên giảm giá thành bộ biến đổi, ít sinh ra sóng hài khi nối với lưới và cải thiện được hiệu suất hệ thống

- DFIG làm việc bám lưới Nên khi sử dụng trong lưới công suất nhỏ thì

có tính chất hỗ trợ

- Hiệu suất biến đổi năng lượng cao

➢ Nhược điểm của hệ thống turbine gió - DFIG:

- Cần phải có vành trượt và chổi than và yêu cầu phải bảo dưỡng chúng thường xuyên

- Dung lượng công suất phản kháng bị giới hạn

1.4 Tổng quan về nhà máy phong điện Phương Mai 1

Nhà máy điện gió Phương Mai 1 có tổng công suất 26,4 MW (gồm 11 tổ máy, mỗi tổ có công suất 2,4 MW) được xây dựng trên diện tích 141 ha, với tổng mức đầu tư 1.076 tỷ đồng Đây là dự án hợp tác giữa Công ty cổ phần Đầu

tư xây dựng và Phát triển Trường Thành (mã TTA – sàn HoSE) và Công ty cổ phần Phong điện Phương Mai Trường Thành, với vai trò cổ đông lớn, đang sở hữu 35% vốn điều lệ Công ty cổ phần Phong điện Phương Mai Giá trị đầu tư đến ngày 30/6/2021 là 115,5 tỷ đồng.[8]

Thông số kỹ thuật của turbine ở nhà máy phong điện Phương Mai 1

Bảng 1.1: Thông số kỹ thuật turbine.[8]

1.6 Vận tốc gió để đạt

IEC 61400-22 (IEC 61400-1phiên bản 3) UL6141

4.1 Nhà sản xuất

ABB/Siemens/ENVI SION hoặc tương đương

5 Bộ biến đổi điện

60 Hz: 621 V to 759 V(±10%)

˗ Xây dựng TBA nâng áp 35/110kV tại nhà máy Điện gió Phương Mai 1,

lắp đặt 1 MBA công suất 33MVA

˗ Xây dựng mới đường dây 110kV mạch đơn đấu nối trực tiếp từ nhà máy điện gió Phương Mai 1 vào trạm biến áp 110kV Nhơn Hội hiện có Chiều dài đường dây xây dựng dài khoảng 15 km

˗ Xây dựng ngăn lộ mở rộng tại trạm 110kV Nhơn Hội

˗ Hệ thống thông tin viễn thông, điều độ vận hành

˗ Hệ thống cáp ngầm 35kV nội bộ

˗ Giải pháp kỹ thuật phần điều khiển, đo lường và bảo vệ

˗ Đường dây 22kV cấp điện thi công - tự dùng

Hình 1.6: Hình ảnh nhà máy điện gió Phương Mai 1

Hình 1.7: Sơ đồ nối điện chính nhà máy điện gió Phương Mai 1 (a) [7]

Hình 1.8: Sơ đồ nối điện chính nhà máy điện gió Phương Mai 1 (b) [7]

• Các loại máy phát điện gió

• Giới thiệu tổng quan về nhà máy điện gió Phương Mai 1

Chương 2 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH MÁY PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN PHƯƠNG MAI 1 NHẰM HỖ TRỢ ỔN

ĐỊNH QUÁ ĐỘ LƯỚI ĐIỆN

2.1 Cấu trúc hệ thống tự động điều khiển phát điện của hệ thống điện quốc gia [6]

2.1.1 Giới thiệu

Trong những năm qua, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đã khai thác sử dụng hiệu quả hệ thống này, góp phần quan trọng trong công tác vận hành hệ thống điện, thị trường điện, đặc biệt là trong bối cảnh nguồn năng lượng tái tạo ngày càng chiếm tỷ trọng cao trong tổng công suất đặt của hệ thống điện Việt Nam Phục vụ công tác chỉ huy điều độ hệ thống điện quốc gia hiện nay,

có hơn 300 nhà máy điện với xấp xỉ hơn 400 tổ máy, hơn 170 trạm biến áp 220

- 500kV với trên 400 máy biến áp được thu thập số liệu đầy đủ Tại phòng điều khiển, các điều độ viên có thể giám sát, nắm bắt được sự thay đổi của từng tổ máy, máy biến áp, đường dây,…, từ đó đưa ra các mệnh lệnh điều độ nhanh - chính xác - kịp thời

Cùng với việc phát triển hệ thống máy tính và mạng truyền dẫn máy tính,

hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát, điều khiển nhà máy điện, TBA được tích hợp thành một hệ thống điều khiển giám sát chung gọi tắt là SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) Trải qua hơn 40 năm phát triển hệ thống SCADA được áp dụng rất nhiều công nghệ tự động hóa khác nhau và kết nối với nhau thành một hệ thống điều khiển thống nhất trong toàn hệ thống điện

Hệ thống SCADA thực hiện điều khiển ở các mức khác nhau: Từ mức thiết bị tại chỗ, đến mức ngăn lộ thông qua các bộ điều khiển BCU (Bay Computer Unit), mức điều khiển toàn nhà máy điện trên máy tính điều khiển,

và mức toàn hệ thống thông qua chức năng điều khiển xa đặt ở các trung tâm điều khiển Thành phần của hệ thống SCADA hiện đại bao gồm các bộ điều khiển cơ sở BCU, các bộ lập trình logic PLC (Programmable Logic Controller), các thiết bị đầu cuối RTU/Gateway (Remote Terminal Unit/Gateway), các máy tính giám sát (SC-Supervisory Computers), các giao diện người máy (HMI), và

hệ thống thông tin liên lạc mạng dữ liệu

OpenAGC (tự động điều khiển phát điện) với khả năng thực hiện điều khiển tự động các tổ máy phát điện theo nhiều chế độ khác nhau là ứng dụng đặc biệt quan trọng, giúp điều độ viên không chỉ giảm khối lượng công việc mà còn thực hiện tự động nhanh chóng, chính xác các lệnh điều độ, đặc biệt là trong bối cảnh các nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh và mạnh

Với quy mô hệ thống ngày càng lớn, cộng thêm tính không ổn định của các nhà máy điện năng lượng tái tạo, việc điều tần truyền thống sử dụng 1 nhà máy thủy điện (Hòa Bình, Sơn La) không đảm bảo an ninh hệ thống điện Việc

sử dụng OpenAGC để điều chỉnh tần số tự động thông qua nhiều tổ máy sẽ đảm bảo được tốc độ tăng giảm tải, cũng như lượng công suất dự phòng điều tần cần thiết OpenAGC cũng đảm bảo việc huy động, hoặc tiết giảm các nguồn năng lượng đảm bảo sự công khai, minh bạch Tính đến nay, hầu hết các nhà máy điện (gồm các loại hình nguồn thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, turbine khí, năng lượng tái tạo) đã kết nối thành công AGC, trong đó hầu hết các nhà máy năng lượng tái tạo đều được kết nối

Mục đích của tự động điều chỉnh phát điện (AGC):

• Đưa tần số trở lại giá trị định mức