PowerPoint Presentation 1 NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG NÂNG CAO GVHD PGS TS Nguyễn Hữu Phúc HVTH Nguyễn Ngọc Triều 2170686 Võ Mạnh Hùng 2170653 ỔN ĐỊNH TẦN SỐ, GÓC ROTO MÁY PHÁT KHI CÓ SỰ XÂ[.]
Trang 2NỘI DUNG TRÌNH BÀY
Các vấn đề phải giải quyết
Giới thiệu đề tài
Ổn định HTĐ
1 2 3
Mô phỏng ổn định trên lưới điện IEEE 9 bus bằng PM ETAP 5
Trang 3GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
1 Nội dung
- Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp
năng lượng tái tạo đang nhận được nhiều sự quan
tâm và đầu tư phát triển từ khắp các quốc gia trên
thế giới Việt Nam cũng đã thực hiện nhiều nỗ lực
trong việc thúc đẩy các dự án điện mặt trời trên
toàn tỉnh, thành cả nước
- Việc đưa các nguồn năng lượng tái tạo vào vận
hành thay thế các nguồn năng lượng truyền thống
như nhiệt điện, thủy điện… sẽ góp phần cung ứng,
bổ sung nguồn điện sạch cho hệ thống điện Hình 1 Biểu đồ tỉ lệ công suất của các dạng nguồn năng lượng
Trang 4Trong khi đó, nguồn NLTT lại bộc lộ nhiều nhược điểm như:
Tiêu thụ công suất phản kháng Q
Giảm quán tính của hệ thống
Làm thay đổi đồ thị phụ tải
Gây quá điện áp
Mất cân bằng giữa các pha lưới điện phân phối
Làm dòng công suất thay đổi
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Trang 5ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN
• Chế độ làm việc của HTĐ
- Chế độ xác lập (cân bằng): là chế độ trong đó các thông
số hệ thống không thay đổi Có thể là chế độ xác lập bình
thường hoặc xác lập sau sự cố hoặc nhiễu (disturbance)
- Chế độ quá độ: là chế độ trong đó các thông số hệ thống
thay đổi theo thời gian (ngắn mạch, dao động công suất của
các máy phát, thay đổi công suất tải,…) Là chế độ trung gian
chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác
Ổn định HTĐ (power system stability) có thể được định nghĩa một cách tổng quát là
đặc tính của HTĐ cho phép nó duy trì trạng thái cân bằng trong chế độ vận hành bình
thường và đạt đến trạng thái cân bằng chấp nhận được sau khi chịu tác động của nhiễu
Trang 6Ổn định góc rotor
- Ổn định góc rotor là khả năng của các máy
đồng bộ liên kết với nhau trong HTĐ duy trì sự
đồng bộ Bài toán ổn định góc rotor liên quan đến
việc nghiên cứu dao động cơ điện vốn có trong
HTĐ, trong đó công suất phát của các MF đồng
bộ thay đổi khi góc rotor dao động
CÁC VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT
cos 𝛿𝑏 ¿ cos 𝛿𝑐𝑟 ¿ sin𝛿𝑎 ( ¿ 𝜋−2𝛿𝑎 )−cos 𝛿𝑎 ¿
The critical clearing angle the maximum angle is
δmax=180-δa
Trang 7 Mất ổn định tần số dẫn đến việc tần số thay đổi
gây ra cắt các phần tử máy phát hoặc tải
CÁC VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT
Trang 8CÁC VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT
Trang 9 Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định quá độ
- Mức độ tải của MF
- Công suất đầu ra của MF trong chế độ sự cố Điều này phụ thuộc vào vị trí và loại sự cố
- Thời gian xóa sự cố
- Điện kháng hệ thống truyền tải sau sự cố
- Điện kháng máy phát Điện kháng càng nhỏ CS cực đại càng lớn và góc rotor ban đầu càng
nhỏ
- Quán tính MF: Quán tính càng cao, tốc độ thay đổi góc càng bé Điều này sẽ làm giảm động
năng tích lũy trong lúc sự cố, nghĩa là A1 giảm
- Biên độ điện áp nội của MF (E’)
- Biên độ điện áp của thanh góp vô cùng lớn (EB)
CÁC VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT
Trang 10 Máy phát điện gió không đồng bộ nguồn kép (DFIG)
Máy phát điện cấp nguồn kép là máy phát điện không
đồng bộ có khả năng chạy ở tốc độ cao hơn hoặc thấp
hơn một chút so với tốc độ đồng bộ tự nhiên của chúng
Cuộn stator được kết nối trực tiếp với đầu ra và tạo ra
nguồn điện xoay chiều 3 pha ở tần số lưới mong
muốn Cuộn rotor được kết nối với bộ chuyển đổi thông
qua các vòng trượt và bộ chuyển đổi nguồn điện áp
back-to-back điều khiển cả rôto và dòng điện lưới Do đó,
tần số rotor có thể tự do khác với tần số lưới (50 hoặc 60
Hz)
CÁC VẤN ĐỀ PHẢI GIẢI QUYẾT
Trang 11MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ KHÔNG ĐỒNG BỘ NGUỒN KÉP (DFIG)
- Stator nối lưới trực tiếp, rotor nối qua bộ BĐCS
- Có thể phát điện ở vận tốc siêu đồng bộ và dưới đồng
bộ
- Độ trượt được thay đổi theo công suất qua bộ BĐCS
- Ưu điểm :
- Công suất BBĐ giảm (~ 30% Pturbin) (do định mức
cuộn rotor thấp hơn stator)
- Vận tốc rotor thay đổi được trong phạm vi ~ 30% vận
tốc định mức
- Điều khiển P và Q
Trang 12CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH HTĐ
➢ Cải thiện công nghệ phát điện gió
Đặc tính kỹ thuật: cải tiến Máy phát điện gió cho tiệm cận Máy phát truyền thống
(syn.gen)
Điều khiển: Điều khiển P, Q >> cải thiện 3 thông số này >> cải thiện tính ổn định
➢ Giảm thời gian cắt sự cố
Sự cố càng được kéo dài thì khả năng ổn định của hệ thống càng trở nên yếu đi
Do đó, sự cố cần được yêu cầu cô lập nhanh nhất có thể Để làm được điều này,
các thiết bị đóng cắt phải được cải tiến để có thời gian làm việc nhanh hơn Các
thiết bị Relay và tự động hóa phải có được cải tiến về tính chọn lọc, nhanh, nhạy
và tin cậy
Trang 13➢ Sử dụng kết hợp các hệ thống phụ trợ khác
- Static VAR compensator (SVC): điều chỉnh Q
- Static synchronous compensator (STATCOM): điều chỉnh Q
CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH HTĐ
Trang 14➢ Sử dụng kết hợp các hệ thống phụ trợ khác
- Energy storage system (ESS): Điều chỉnh P
CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH HTĐ
Trang 15KHẢO SÁT TRÊN LƯỚI IEEE 9BUS
Hình 2 Sơ đồ IEEE 9 nút có tích hợp NLTT
Trang 16KHẢO SÁT TRÊN LƯỚI IEEE 9BUS
Các trường hợp khảo sát
STT Công suất WT Vị trí xâm
nhập Tên sự cố
Thời gian xét sự cố
Thời gian loại trừ
sự cố
1 150MW Bus 8 NM 3Pha đường dây số 3 3s 3.1s
Trang 17Thời gian loại trừ
sự cố
2 150MW Bus 6 NM 3Pha đường dây số 3 3s 3.1s
Trang 18KHẢO SÁT TRÊN LƯỚI IEEE 9BUS
Các trường hợp khảo sát
STT Công suất WT Vị trí xâm
nhập Tên sự cố
Thời gian xét sự cố
Thời gian loại trừ
sự cố
3 150MW Bus 6 NM 3Pha Bus8 3s 3.2s
Trang 19Thời gian loại trừ
sự cố
4 150MW Bus 9 NM 3Pha Bus8 3s 3.2s
Trang 20KHẢO SÁT TRÊN LƯỚI IEEE 9BUS
Các trường hợp khảo sát
STT Công suất WT Vị trí xâm
nhập Tên sự cố
Thời gian xét sự cố
Thời gian loại trừ
sự cố
Trang 21Thời gian loại trừ
sự cố
Trang 22CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC QUÝ ANH/CHỊ ĐÃ LẮNG NGHE!
NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO - TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG NÂNG CAO