Tiểu Luận - Các Nguồn Năng Lượng Tái Tạo - Đề Tài - Các Tiêu Chuẩn Hòa Lưới Hệ Thống Điện Mặt Trời Của Việt Nam Và Thế Giới

Bản trình bày PowerPoint Các tiêu chuẩn hòa lưới hệ thống điện mặt trời của Việt Nam và thế giới 1 Hanoi University of Science and Technology – DEPS Nhóm 7 I Tổng quan về hệ thống năng lượng mặt tr[.]

Các tiêu chuẩn hòa lưới

hệ thống điện mặt trời

của Việt Nam và thế giới

1

Nhóm 7

I Tổng quan về hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin quang điện hòa lưới

II Các tiêu chuẩn hòa lưới nguồn năng lượng mặt trời của Việt Nam và thế giới

III Sơ đồ nối lưới hệ thống điện mặt trời

Nội dung

I Tổng quan về hệ thống năng lượng mặt trời sử dụng pin quang điện hòa lưới

3

• Bức xạ mặt trời: nguồn năng lượng vô

hạn, sạch, thân thiện với môi trường

• Pin quang điện

• Các nguồn năng lượng hóa thạch đang

dần dần cạn kiệt

Phát triển năng lượng tái tạo đặc biệt là

năng lượng mặt trời là ưu tiên của

nhiều quốc gia

Tại sao lại phải hòa đồng bộ hệ thống điện mặt trời

PV với lưới điện quốc gia?

• Vào giờ thấp điểm khi không sử dụng hết công

suất

• Nhu cầu phụ tải ngày càng tăng, trong khi nguồn

phát có hạn nên cần phải tối ưu

• Hướng tới phát triển thị trường điện cạnh tranh, tái

cơ cấu nguồn năng lượng

Cần các tiêu chuẩn để hòa lưới nguồn điện mặt trời

II Các tiêu chuẩn hòa lưới nguồn năng lượng mặt trời sử dụng pin

quang điện của Việt Nam và thế giới

Hệ thống điện mặt trời được phép đấu nối vào lưới điện hạ áp hoặc trung áp khi

đáp ứng được các yêu cầu về:

1 Công suất

2 Tần số

3 Cân bằng pha

4 Điện áp

5 Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố

6 Chất lượng điện năng

❖ Kết nối vào lưới hạ áp

• Tổng công suất đặt của hệ thống điện mặt trời đấu nối vào cấp điện

áp hạ áp của trạm biến áp hạ thế không được vượt quá công suất đặt

của trạm biến áp đó;

• Hệ thống điện mặt trời có công suất dưới 20 kWp trở xuống được đấu

nối vào lưới điện 01 pha hoặc 03 pha theo thỏa thuận với Đơn vị

phân phối điện, Đơn vị phân phối và bán lẻ điện;

• Hệ thống điện mặt trời có công suất từ 20 kWp trở lên phải đấu nối

vào lưới điện 03 pha

• Hệ thống điện mặt trời đấu nối vào lưới điện hạ áp không được phát

công suất phản kháng vào lưới điện và hoạt động ở chế độ tiêu thụ

công suất suất phản kháng với hệ số công suất (cosφ) lớn hơn 0,98

1 Công suất

1 Công suất

❖ Kết nối vào lưới trung áp

Nhà máy điện mặt trời phải có khả năng vận hành phát công suất tác dụng trong dải tần số từ

49 Hz đến 51 Hz theo các chế độ sau:

• Chế độ phát tự do: vận hành phát điện công suất lớn nhất có thể theo sự biến đổi của

nguồn năng lượng sơ cấp (mặt trời)

• Chế độ điều khiển công suất phát

o Trường hợp nguồn năng lượng sơ cấp biến thiên thấp hơn giá trị giới hạn theo lệnhđiều độ thì phát công suất lớn nhất có thể;

o Trường hợp nguồn năng lượng sơ cấp biến thiên bằng hoặc lớn hơn giá trị giới hạntheo lệnh điều độ thì phát công suất đúng giá trị giới hạn theo lệnh điều độ với sai

số trong dải ± 01% công suất định mức

Nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời phải có khả năng điều chỉnh công suất phản khángtheo đặc tính như hình vẽ dưới đây

2 Tần số

Tần số danh định trong hệ thống điện quốc gia là 50 Hz Trong điều kiện bình

thường, tần số hệ thống điện được dao động trong phạm vi ± 0,2 Hz so với tần số

danh định Trường hợp hệ thống điện chưa ổn định, tần số hệ thống điện được dao

động trong phạm vi ± 0,5 Hz so với tần số danh định

Quy định về tần số hòa lướitiêu chuẩn IEEE 1547

3 Cân bằng pha

Khi điện áp của các nguồn nguồn NLTT không

cân bằng pha, sẽ gây ra mất cân bằng điện áp

và dòng điện trong hệ thống Khi đó dòng và

áp trong các pha sẽ không bằng nhau nữa Mất

cân bằng điện áp gây ra quá nhiệt trên động cơ

và máy phát không đồng bộ vì máy điện không

đồng bộ có thành phần điện kháng thứ tự

nghịch thấp Ngoài ra các máy điện đồng bộ và

các bộ chỉnh lưu điện tử cũng rất nhạy cảm với

mất cân bằng điện áp

❖ Trong chế độ làm việc bình thường, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha không vượt quá 03 % điện áp danh định đối với cấp điện áp 110 kV hoặc 05 % điện áp

danh định đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp

❖ Cho phép thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha trên lưới điện phân phối trong một số thời điểm vượt quá giá trị quy định tại Khoản 1 Điều này nhưng phải đảmbảo 95% các giá trị đo với thời gian đo là ít nhất 01 tuần và tần suất lấy mẫu 10 phút/lần không được vượt quá giới hạn quy định”

3 Cân bằng pha

4 Điện áp

❖ Trong chế độ vận hành bình thường điện áp vận hành cho phép tại điểm đấu nối đượcphép dao động so với điện áp danh định như sau:

• Tại điểm đấu nối với khách hàng sử dụng điện là ± 05 %;

• Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là + 10% và - 05 %;

❖ Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong quá trình khôi phục vận hành ổn định sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện bị ảnh hưởngtrực tiếp do sự cố trong khoảng + 05 % và - 10 % so với điện áp danh định

❖ Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự cố, cho phépmức dao động điện áp trong khoảng ± 10 % so với điện áp danh định

4 Điện áp

Hệ thống điện mặt trời phải có khả năng duy trì vận hành phát điện liên tục trong các dải điện áp tại điểm đấu nối theo quy định như sau:

5 Dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố

Khi một nguồn NLTT được kết nối tới lưới phân phối, năng lượng từ nó tạo ra có thểlàm tăng dòng điện chạy trên lưới, phụ thuộc vào vị trí kết nối và công suất lắp đặt Trong tình trạng sự cố, các nguồn điện mặt trời lại đóng góp vào dòng điện sự cố trong mạng lưới => sẽ ảnh hưởng tới trạng thái ổn định của hệ thống và khiến cho việc kiểmsoát ngắn mạch khó khăn hơn

6 Chất lượng điện năng

❖ Sóng hài

Sóng hài là một loại sóng nhiễu không mong muốn và

tác động xấu đến hệ thống điện Các dạng sóng điện áp

sin được tạo ra tại các nhà máy điện, trạm điện lớn

thường thì rất tốt Nhưng càng di chuyển về phía phụ

tải, đặc biệt là các phụ tải phi tuyến thì các dạng sóng

càng bị méo, khi đó dạng sóng không còn là sóng sin

mà chuyển thành sóng hài Sóng hài có thể coi như là

tổng của các dạng sóng sin mà tần số của nó là bội số

nguyên của tần số cơ bản

6 Chất lượng điện năng

❖ Sóng hài

• Sóng hài điện áp

o THD: Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp;

o Vi: Giá trị hiệu dụng của sóng hài điện áp bậc i và N là bậc cao nhất của sóng hàicần đánh giá

o V1: Giá trị hiệu dụng của của điện áp tại bậc cơ bản (tần số 50 Hz)

• Sóng hài dòng điện

Trong đó:

o - TDD: Tổng biến dạng sóng hài dòng điện;

o - Ii: Giá trị hiệu dụng của sóng hài dòng điện bậc i và N là bậc cao nhất của sóng hài cần đánh giá;

o - IL: Giá trị hiệu dụng của dòng điện bậc cơ bản (tần số 50 Hz) ở phụ tải, công suất phát cực đạ

❖ Sóng hài

6 Chất lượng điện năng

❖ Nhấp nháy điện áp

6 Chất lượng điện năng

• Những dao động nhanh của điện áp trên lưới phân phối => làm giảm chất lượng điệnnăng cấp cho khách hàng (khi ánh sáng từ bóng đèn sợi đốt nhấp nháy thay vì là ánhsáng liên tục)

❖ Nhấp nháy điện áp

Trong đó:

• Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) là giá trị đo được trong khoảng thời gian 10 phútbằng thiết bị đo tiêu chuẩn theo IEC868 Pst95% là ngưỡng giá trị của Pst sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ít nhất một tuần) và 95 % số vị trí đo Pst không vượt quá giá trịnày;

• Mức nhấp nháy điện áp dài hạn (Plt) được tính từ 12 kết quả đo Pst liên tiếp (trong khoảngthời gian 02 giờ), theo công thức:

• Plt95% là ngưỡng giá trị của Plt sao cho trong khoảng 95 % thời gian đo (ít nhất 01 tuần) và

6 Chất lượng điện năng

❖ Chế độ nối đất

6 Chất lượng điện năng

❖ Bảo vệ

Hệ thống điện mặt trời phải trang bị thiết bị bảo vệ đảm bảo các yêu cầu sau:

• Tự ngắt kết nối với lưới điện phân phối khi xảy ra sự cố nội bộ hệ thống điện mặt trời;

• Tự ngắt kết nối khi xảy ra sự cố mất điện từ lưới điện phân phối và không phát điện lên lướikhi lưới điện phân phối đang mất điện;

• Không tự động kết nối lại lưới điện khi chưa đảm bảo các điều kiện sau:

o Tần số của lưới điện duy trì trong dải từ 48Hz đến 51Hz trong thời gian tối thiểu 60 giây;

o Điện áp tất cả các pha tại điểm đấu nối duy trì trong dải từ 85% đến 110% điện áp địnhmức trong thời gian tối thiểu 60 giây

6 Chất lượng điện năng

❖ Dòng điện một chiều

6 Chất lượng điện năng

• Xuất hiện trên lưới trung áp là nguyên nhân chính gây

ra bão hòa từ trong cuộn dây máy biến áp Nguồn điện

gió với những bộ biến tần đấu nối trực tiếp vào lưới

điện không qua máy biến áp sẽ phát một lượng đáng

kể dòng điện một chiều vào lưới điện phân phối =>

làm cuộn dây trong máy biến áp phân phối bị bão hòa,

gây ra hiện tượng điện áp bị méo, ảnh hưởng chất

lượng điện năng và gây ra tổn thất điện năng

• Hệ thống điện mặt trời không được gây ra sự xâm

nhập của dòng điện một chiều vào lưới điện phân phối

vượt quá giá trị 0,5% dòng định mức tại điểm đấu nối

III Sơ đồ nối lưới điện mặt trời

Sơ đồ hệ thống điện mặt trời PV ba pha nối lưới đơn giản

1 Sơ đồ mạch tương đương

2 Sơ đồ điều khiển

III Sơ đồ nối lưới điện mặt trời

Tài liệu tham khảo

[1] Thông tư 39/2015/TT-BCT (Thông tư quy định Hệ thống điện phân phối)

[2] Thông tư 30/2019/TT-BCT (Thông tư sửa đổi, bổ sung một số điều của Thông tư số

[4] Pradhan, Raseswari and Bidyadhar Subudhi “Double Integral Sliding Mode MPPT Control

of a Photovoltaic System.” IEEE Transactions on Control Systems Technology 24 (2016): 285-292 [5] EVN Annual Report 2018

[6] Wu, Y.-K., Lin, J.-H., & Lin, H.-J (2017) Standards and Guidelines for Grid-Connected

Photovoltaic Generation Systems: A Review and Comparison IEEE Transactions on Industry

Applications, 53(4), 3205–3216

31