Luận văn nghiên cứu các yêu cầu kỹ thuật khi kết nối nguồn Điện phân tán với lưới Điện phân phối

thiết nhằm giải quyết và han chế ảnh hưởng của nguồn điện này dối với lưới diện phân phải trên phạm vỉ toàn quắc, trong hiện tại cũng như tương lai Mục tiêu nghiên cứu 'Trên cơ sd đánh

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

Pham Van Tuyén

NGHIEN CUU CAC YEU CAU KY THUAT KHI KET NOI NGUON

DIEN PHAN TÁN VỚI LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHÓI

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HUONG DAN KHOA HOC T.S Nguyễn Xuân Hoàng Việt

Hà Nội -2014

MỞ ĐẤU

Mục tiêu nghiên cứu

ôi lượng và phạm vi nghiên cứửu s nh 111ettrrrrrerrrrrrrosTt

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của dễ tải sescccetitteeiesseessie

CHUONG 1: TONG QUAN VE NGUON BIEN PHAN TAN

1.1 Định nghĩa và phân loại nguồn diện phân tản ào sec

1.1.1 Định nghĩa nguồn diện phân tán SH resort 1.1.2 Đặc tỉnh công suất của nguồn điện phân tám - - 5 1.1.3 Phân loại nguồn phân tán - - 6

1.2.1 Tổ hợp máy phát diện - déng eo dét trong 7 1.3.2 Tổ hợp máy phát điện — tuabin khí - - 8

1.3.4 Nguồn điện sử dụng năng lượng mặt trời (NI.MT) - 12 1.3.5 Nguôn điện sử dụng răng lượng gió 14

1.2.6 Pin nhiền liệu (Fuel cl]) ằằcieceeeiieerreoe T7

1.2.7 Điện sinh khôi (Biomags) Han ae ~ 18

1.3 Tác dộng của nguôn diện phân tán đến hệ thông diện 1Ð 1.3.1 Lợi ich của nguồn diện phân tản ảo occcccccccccctrcrrrrrirrree ~ „19 1.3.2 Ảnh hưởng của nguồn điện phân tán - 20 1.4 Bai loan van hành lưới điện phân phối có nguồn phan lan 21 CHUONG 2: YEU CAU KY THUAT BOI VOI NGUON ĐIỆN PHAN TAN

2.1 Yêu câu kỹ thuật của Việt Nam đối với nguồn điện phân tân đấu nối vào lưới

2.2 Quy định kỹ thuật của một số quốc gia trên thê giới - 28 22.1 Quy định đâu nỗi của hệ thông điện các nước Bắc Âu [3] 28 22.2 Quy định đâu nỗi nguồn điện phân tán vào hệ thông điện của bang Texas,

2.2.3 Quy dinh đầu nỗi nguồn điện phân tắn vào lưới điện của TEEE |2] 33

3.3.4 Quy định về thông số bảo vệ ki đân nối tguồn điện phân tím vào lưới điện của một số quốc gia khảo scs ccccv co tr tre wed 2.3 Đảnh giả về những quy dinh ky thuat déi voi nguén dign phan tan 36

CHUONG 3: TINH TOAN, PHAN TICH ANH HUONG CUA NGUON BIEN

PHAN TAN DEN LUGLDIEN PHAN PHO! GO VIET NAM 38 3.1 Xu hướng phát triển DG trong lưới dign phan phéi (LDEP) 6 Vist Nam .38

3.2 Phan tich ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến lưới điện phân phổi ở Việt

3.2.2 Phan tich anh hưởng của nguồn điện phần tán dến diện áp lưới diện 42

3.2.3 Phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phan tin dén bao vé hé théng 46 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

4.1 Kết luận TT seeessteteseasnesvinieeseisatssseenanseen SO

TÀI LIỆU THAM KHẢO

THỤ LỤC

LOI CAM BOAN

Tỏi xin cam đoan, những vấn đẻ được trình bay trong hiện văn này là

những nghiên cửu của riêng cá nhân lôi, có tham khảo ruột số lài liệu và bài báo của

các tác giá trong và ngoái nước đã được xuất bản Tôi xin chịu hoản toản trách

nhiệm nêu có sử đụng kết quả của người khác

Tac gid

Pham Văn Tuyển

iv

LOI CAM ON

Dé hoan thành luận văn này, táo giả đã nhận được rất nhiều sự giún đỡ đóng,

góp ý kiến của các ay cô ở Viện Điện, Viện Sau Đại Học — Trường Đại học Bách Khoa Là Nội, các bạn đồng nghiệp cùng tập thể lớp cao học Liệ thống điện 201213

đã cong cắp kiến thức, tài liệu và các thông tin cá liên quan đến để tải này

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơm sâu sắc đến thầy giáo T& Nguyễn Xuân

Hoang Liệt đã tận tình giúp dỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu hoàn thiện hiận văn này,

Tôi cũng chân thành căm em lập thể cơ quan, bạn bê, gia dink và những

người thản của tôi, những người luôn ở bên cạnh an i và là nguồn động viên to lớn

giúp tôi vượt qua những khó khăn Hreng thời gian qua

Trong khuôn khô một luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắc chân chưa đáp ứng được một cách đây đú những vẫn đề đã nêu ra Tôi xin chân thành cảm ơn

DANIIMUC TU VIET TAT

Distributed Control System (I1é théng, diéu khién phan tán)

Distnibution-Flexible AC Transmission System (Hệ thông truyền

tải điện linh hoạt đủng cho lưới phân phối)

Hệ thông điện

Ludi dién phân phối

Năng lượng mặt trời

May biến áp

TPholovoltaic — Phí nắng lượng mặt rời

Remote Terminal Unit (Lhiết bị đâu cuỗi từ xa)

Supervisory Control And Data Acquisition (TIệ thông thu thập số

DANIIMUC CAC BANG BIEU

Bang II: Dic tinh kỹ thuật của một số loại pin nhiên Hệu - - 17 Bảng 2.1: Quy định vùng tản số vả điện áp làm việc của nguồn điện trên lưới 31

Bang 2.2: Gidi han dong hai theo TEEE 519-1992 32

Bang 2.3: Yêu câu trang bị hệ thông bảo vệ và hệ thông thông tin liên lạc khi dấu

tiỗi nguồn điện phân tán nen nghe 32

Bang 2.4: Quy dinih dai điện áp làm việc của nguồn điện trên luới - 33

Bang 2.5: Quy định vúng tản số của nguồn điện trên lưới Keo.)

Bảng 2.6: Giới hạn đồng hài àcácceeriererire ¬

Bang 2.7: Quy định khi hòa đồng bộ máy phát đồng bộ Heo

Bang 2.8: Quy dinh vé thang số bảo vệ khi đâu nổi nguồn phân tan vào lưới điện

Bang 2.9: Quy định về thông số bảo vệ khi dâu nổi nguồn phân tán vào lưới diện của một số quốc gia khác [7] - - - - 35 Bang 3.1: Thong số chính của nhà máy thủy điệu Suối Sập 2 40

Bang 3.2: Điện áp nút liên dường trục 373 trong các chế độ vận hành khi nhà máy

thủy điện Suổi Sập 2 phát cỏng suất lớn nhất và khi không vận hành 42

Tăng 3.3: Diện áp nút trên đường trục 373 trong các chế độ vận hành khi các nhà

xuấy thủy điện Suối Sập 2 và Suối Sập 3 phát công suất lớn nhật 44 Bang 3.4: Điện áp nút trên đường trục 373 trong chế độ phụ tãi cực tiểu khi các nhà xáy thủy điện Suối Sập 2 và Suối Sập 3 tiếu thụ công suất phản kháng, 15

Bảng 3.5: Ngắn mạch ba pha trên lưới trung áp THA 110kV Phủ Yên AT

Bang 3.6: Dong ngắn mạch tại đầu xuất tuyến 373 TBA 110kV Thủ Yên khi có nhà

xnáy thủy điện Suối Sập 2 trong trường hợp sự cố tại nút Dèo Chẹn 4E

Bang 3.7: Dòng ngắn mạch tại đâu xuất tuyển 373 TA 110kV Phủ Yên khi cả hai

xhả máy thủy điện cũng vận hành trong trường hợp sự cố tại nit Bao Chen 4§

Bảng 3.8: Dòng ngắn mạch trên xuất tuyên 373 TBA 110kV Phù Yên khi có sự cố

DANII MUC CAC IINII VE, BO TIT

Hinb 1.1: Su dé phan loai cde loai nguén phan lin 8

Hình 1.2 Mô hình tổ máy phát điện điềzen series Hình 1.3 Mô hình máy phát diện tuabin khí chu trình hỗn hợp Ð Hình 1.4: Mô hình nhà máy thủy điện kiểu dập ào cscresereo.TT Hình 1.5: Mô hình nhà máy thủy diện kiểu kênh dẫn 1 Tình 1.6: Sơ đỗ nguyên lý nhỏ máy nhiệt điện NT.MT - 13

Tình 1.7: Mô hình Luabin giỏ với tốc độ có định - - 14 Tình 1.8: Mô hình Lualbm giỏ có vận tốc biếu đối chỉnh lưu toàn phân 15 Tình 1.9: Mô hình Luabim giỏ với tốc độ thay đổi có bộ biển đổi nồi trực tiếp giữa

stato và Hưỡi, XE hHH.H hưng giec 1

Hình 1.10: Câu trúc bải toán nghiên cứu ánh hướng cũa DG đến LĐPP 22

Hình 2.1: Quy định tân số và điện áp lâm việc của nguồn điện trên lưới 22 Tình 2.2: Quy định về khả năng hoại động của nguồn điện khi cổ sụ có 30

Hin 3.1: Su dé lưới điệu trung áp trạm biến áp 110kV Phủ Yên western

Hình 3.2: Phân bỏ điện áp nút trên dường trục lộ 373 khi TP Suối Sập 2 không,

Sập 3 tiêu thụ công suất phân kháng, - - 4

vii

MỞ ĐẦU

Ly do chon dé tai

Tiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mế của nên kinh tế xã hội là sự gia

tăng của phụ ti điện, địi hỏi ngành điện phải dẫu tư xây dựng các nhả máy diện

cũng như phát triển vả hoản thiện hệ thơng trưyền tải và phân phối Vấn để đặt ra xây khĩ giải quyết triệt để do vến đâu tư cao, thời gian thu hồi vốn lớn, việc xây dựng hay kéo đài đường dây truyền tải đễ cung cấp điện cho các khu vực cĩ mật độ

thụ tài nhỏ sẽ khĩ đăm bảo được các chỉ tiêu kinh tế vả chất lượng điện áp Do đĩ,

thưởng giải quyết dược đánh giá là cĩ nhiều hiệu quả và cũng là xu thể hiện tay là phát triển các nguồn điện phân tản (Disuibuted Generation - DG) nhu: Diézel, thay

điện nhỏ, điện mặt trời, điện giỏ để cung cấp điện tại chỗ cho phụ tải, gĩp phân

giảm áp lực về nguồn cho lưới điện Quốc gia

G nước ta trong thời gian gần đây, DG đã vả đang phát triển mạnh mẽ, một

số lượng lớn các nguồn DG được triển khai xây đựng va đâu nĩi vào lưới điện phân

phối Nhưng qua thực tế vận hành các lưới điện phân phối với những D này cũng,

đã đặt ra nhiều vẫn để cần giải quyết Thơng tư số 32/2010/TT-BCT của Bộ Cơng

Thương ban hành ngày 30 tháng 7 năm 2010 về “Quy định hé thẳng điện phan

phối” cũng dưa ra những quy dịnh kĩ thuật vận hành nguồn điện trong lưới phân phối đối với tần số, điện áp và báo vệ hệ thống điện Tuy nhiên quy định này chưa yêu cầu xem xét cụ thế đến sụ thay đổi và những ảnh hưởng khi đâu nổi nguồn điện phân tân vào lưới diện phân phối Trong khi đỏ thực tế một số nguồn điện phân tản van hanh đấu nổi vảo lưới phân phối đang gây nên những ảnh hưởng đến lưới điện phân phối như điện áp trên lưới tang cao, thu hẹp phạm vì bảo vệ của roÏe Qui

dịnh trong thơng tư 32/2010/T1-BCT dược áp dụng cho cã cáp diện áp 110kV,

trưng áp và hạ áp dang gây nên những khĩ khăn nhất định cho đơn vị phân phơi điện cũng như nhà mảy điện Đĩ chưa kể đến những ảnh hưởng cĩ thể cĩ khi dẫu nổi nguồn điện từ năng lượng tái tạo khác trong tương lai

Trong mước một số bài báo, nghiên cứu khoa học va luận án tốt nghiệp sau

đại học cũng đã bước dầu dễ cập dến ảnh hưởng của nguồn diện phân tán khi kết

nổi vào lưới điện trung áp Những tài liệu này chủ yến tập trung nghiên cứu tác

động của nguồn điện phân tán déu ôn định điện ấp và lồn thất công suất trêu lưới diện khi kết nổi vào lưới trung áp Các nghiên cửu này chưa phân tích, đánh giá dây

đủ những ảnh hưởng khác của nguồn điện phân tán khi đầu nổi vào lưới phân phối

cũng như chưa đưa ra những giải pháp kỹ thuật có tỉnh chất toàn diện, lâu dài

'Trên thể giới đã có nhiều nghiền cửu về ánh hưởng của nguồn điện khi đâu

nổi vào lưới điện phân phổi Các nghiên cứu này thường giải quyết nhimg van dé

của từng quốc gia, từng khu vực hoặc dự án cụ thể, Nhiễu quốc gia dã có những yêu cầu kĩ thuật riêng, chỉ tiết đổi với nguồn điện đầu nối vào lưới điện phân phối theo

Từng cập điện áp (L1OkV, trung áp và hạ áp) hoặc quy mồ công suất của nguồn điện

mát phát từ đội hồi cầu thiết phải có nghiên cửu hoạt động của nguồn điện phân tán trong lưới điện phân phối Việt Nam, đề tài “Nghiên cứu các yên cầu kỹ

thuật khi kết nỗi nguồn điện phân tản với lưới điện phân phẫi” là hết sức cân

thiết nhằm giải quyết và han chế ảnh hưởng của nguồn điện này dối với lưới diện

phân phải trên phạm vỉ toàn quắc, trong hiện tại cũng như tương lai

Mục tiêu nghiên cứu

'Trên cơ sd đánh giả ánh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thông điện,

căn cứ vào thông tư số 32/2010/TT-BCT của Bộ Công Thương, những tiêu chuẩn

đấu nói hành của một số quốc gia dế xuất một số giải pháp kỹ thuật giải quyết

và hạn chế, có xét đến tính khả thí khi ap dụng váo Việt Nam đổi với những anh hưởng khi dau néi nhà máy điện vao lưới điện phân phôi

Déi tượng và phạm vi nghiên cứu

Đi trợng nghiên cứu: Những nguần điện phân tan dau nổi vào lưới điện

phân phối trong hệ thống điện Việt Nam

Phạm vi nghiên cứu trung nghiên cửa các yêu cầu kỹ thuật khi đầu nói

nguồn điện phân tân vào lưới điện trưng áp

Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phương pháp mô phông

Phương pháp phân tích tải liệu và tổng hợp số liệu

Phương pháp hệ thông hoá trên cơ sở tổng hợp các số liệu, tư liệu, chụp ảnh, lập băng biểu, sơ dẻ

Phương pháp phân tích so sánh, đối chiếu

'Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài

Ý nghĩa khoa bọc: Dê tài nghiên cứu nhằm tìm ra các giải phá pkỹ thuật khi

đầu nội các nguồn điện phân tân vào lưới điện phân phối nói chưng, hay lưới điện

trung áp nói riêng

nghĩa thực tiễn: Cáo đề xuất của Luận văn là tải liệu kỹ thuật tham khảo

hữu ich cho các đơn vị quản lý, vận hành lưới điện phan phối, chủ đầu tư các dự an nguồn điện phân tàn dược dầu nổi vào lưới diện trung áp trên phạm vị toàn quốc

CIIUONG 1: TONG QUAN VE NGUON BIEN PIIAN TAN

1.1, Dinh nghia va phan loai nguén dign phân tản

1.1.1 Định nghĩa nguén diện phân tán

Tại Việt Nam, khái niệm nguồn diện phân tán dã xuất hiền trong một số bài

báo, nghiên cửu khoa học chuyên ngành cũng như trong luận án tốt nghiệp đại học

và sau đại học Tuy nhiên các táo giá đều chua đưa ra được định ngiữa về khái niêm

này Hiện nay trên thế giới cũng chưa có dịnh nghĩa thông nhất vẻ nguồn diện phân tán Một số quốc gia định nghĩa nguồn điện phân tán là nguồn điện theo các thông

số cơ bản như: “nguồn điện phân tấn là nguồn diện sử đựng răng lượng tái lạo, không điều khiển tập trung ”, hoặc một số khác căn cứ theo cấp điện áp mả nguồn

điện đó đâu nồi vào: “nguồn điện phân tán là nguồn điện đầu nói vào lưới điện cưng,

cấp trực tiếp cho phụ tải khách hàng” Các tổ chức quốc tế cũng đưa ra những định nghfa khác nhau về nguồn điện phân tản Các định nghĩa đó như sau:

- CIGRE (International Council on Large Electricity Systems) dinh nghia

nguồn điện phan tin là nguồn điện không được quy hoạch lập trưng, không được điều khiến tập trung và thường đấu nối vào lưới điện phân phổi với quy mô công suất nhỏ hơn 50 hoặc 100MTW

- TEA (Inlernationsl Euergy Ageney) định nghĩa nguồn điện phân lần là

nguồn điện phục vụ trực tiếp phụ tải khách hàng hoặc hỗ trợ cho lưới điện phân

phổi, được đầu nổi vào bệ thông điện ở các cấp điện áp của kưới phân phối

- IEEE (Institute of Elcctical and Elcetronics Enginecrs Ine.) dịnh nghĩa

nguồn điện phân tản là nguồn phát điện nhỏ hơn những nhà máy điện trung tâm, thường nhỏ hơn hoặc bằng 10MW, cho phép đầu nổi vào bất kỳ điểm nảo rang hệ thống diện

- TERI (lectric Power Research Institute) định nghĩa nguồn điện có công sual (ir vai kW dén SOMW và/hoặc các thiết bị lưu điện có vị trí gắn phụ tải khách bang hoặc lưới phân phối và các trạm biến áp truyền tắi trung gian là những nguồn

điện phân tân.

Như vậy, những, định nghĩa vẻ nguồn điện phân tản thường căn cứ vào quy

mô công suật và cấp điện áp đâu nổi Do chưa có sự thông nhật về quy mê công

suấi cũng như cấp điện áp đâu nổi nên một định nghĩa tổng quan về nguồn điện phân tán là cân thiết Gần dây, dịnh nghĩa nguồn diện phân tản là nguồn diện dâu nối trực tiếp vào lưới điện phản phối hoặc đấu nổi vào lưới điện của phía khách thẳng (sa với diễm đặt thiết bị do đến) được chấp rhận rộng rãi và phổ biển Do định ngiữa nảy xem xét nguồn điện phân tan về vị trí nguồn điện trong hệ thông

điện và điểm đầu nổi của nguên điện hơn là xem xét đến quy mô công suât của

nguồn diện nên có tính khải quát cao cũng như bao trùm được những dic didm ki thuật của từng loại nguồn điện nảy Dịmh nghĩa này về nguồn điện phân tan được sử

dung trong các nghiên cứu của đề tài

1.1.2 Dặc tỉnh công suất của nguôn điện phân tắn

Với đặc tính phụ thuộc tự nhiên nên công nghệ phát điện của các DG cũng

khác nhau và có những ảnh hưởng khác nhan đến LĐPP Để tên sự khác nhau nảy, nguồn DG thường sẽ dược mô hình hoa khi tinh toan Trong các đánh giá sơ

bộ, người ta thường mô hình hod DG theo đặc tính công suất dang đơn giãn, có 4

loại mô hình như sau:

- Loại mô linh thử nhất: chỉ phát công suất tác dựng P, chẳng bạn các tắm

tỉn quang điện:

~ Loại mô hình thứ hai: chỉ phát công, suất phan kháng, làm việc giống nÌyự máy bủ đồng bộ

- Loại mô hình thứ ba: phát công suất táo đụng P nhưng không phát công

suất phản kháng, Q, thậm chỉ tiêu thụ công suất phán kháng (các tuabin g26),

- Loại mã bình thứ tr phát đồng thời cã công suất tác dụng P và công suất

phân kháng Q (các DG sử đựng máy phát điện đểng bộ như: thuỷ điện nhỏ, Diezel,

Biomass ) Với các đặc tính trên dễ thấy: DG sẽ có những ánh hướng khác nhau

đổi với LDPP Chẳng hạn với các DO loại thử nhất và thủ ba thì chúng có thế gây

ảnh hưởng xâu đến chất lượng điện áp Còn với mô hình loại 2 và mỗ hình 4, tuy

DG có tác dụng nhất định trong cải thiện chất lượng điện áp, nhưng lại có ảnh

thưởng dến cầu hình chung của LĐPP trước và sau khi két ndi DG

1.1.3 Phân loại nguẫn phân tắn

Cáo loại nguồn phân tán sử dụng nhiều công nghệ khác nhau, trong dé công, nghệ sử dựng máy phát truyền thông đã được hoàn thiện như động cơ đốt trong, tua-

bản khí và các công nghệ khác đang được phát triển như pin nhiên liệu, pin mặt

trời, tua-bin giỏ,

tính kỹ thuật và tính kinh tế Việc lựa chọn công nghệ là nhân tổ chính dé quyết đỉnh về công guât và vị trí lắp đặt của nguồn phần tán Dưới đây là phân loại một số nguồn điện phản tán chính hiện có trên thế giới [hinh 1.1] Phần lớn những loại

nguồn điện này đã xuất hiện va đang được phát triển trong hệ thống điện của Việt

Mỗi loại nguồn phân tán đều có những ưu điểm, hạn chế vẻ đặc

Nguồn điện sử dụng công nghệ Tguên điện sử dựng

truyền thống rd cong nghé mdi

1 ' i

Động cơ Tua-bin Thủy điện Thiết bị điện hớa, |Năng lượng | [Năng lượng

đốt trong |_ |điesel, khí nhỏ tích điện giỏ nát trời

1.2 Các công nghệ phát điện phân tán

1.21 Tỗ hợp máy phát điện - động cơ đốt trong

Động cơ pittông, công nghệ đầu tiên của các loại nguồn phân tán, được phát

triển hơn 100 năm, được tiêu thụ nhanh trên thị trường bởi cỏ tỉnh cạnh tranh và độ tin cây cao, tuổi thọ lớn vả it bảo dưỡng Động cơ đốt trong được sử dụng réng rai,

có công suất từ vải chục kW cho tới 60MWV Nhược điểm lớn nhất của động cơ này:

là tiếng ôn, chỉ phí bảo dưỡng lớn và khí thải lớn Lượng phát thải này có thẻ giảm

được bằng cách thay đổi đặc tính đốt của động cơ Chỉ phí lắp đặt và vận hành của

động cơ này phụ thuộc vảo lượng khí phát thải muốn cắt giảm

Đông cơ đốt trong là công nghệ đã được kiểm chứng qua thực tế với tính

cạnh tranh cao, đải công suất rộng, có khả năng khởi động nhanh, hiệu suất cao (lên

tới 43% cho các hệ thống diesel lớn, 80% đối với miero tuabin), vả độ tin cậy cao

trong van hanh Hau het cac động cơ đốt trong sử dụng cho việc phát điện đều dùng,

động cơ bón kỳ Các động cơ nảy sử dụng khi tự nhiên, khí biogas hoặc dầu diesel

làm nhiên liệu Nguồn điện có động cơ sử dụng khí tự nhiên có hiệu suất cao và

phat thai it khi NO, hon dong co ding dau diesel

Hình 1.2 Mô hình tổ máy phát điện điêzen

Nguồn: internet

Loại nguồn điện nảy hiện nay được sử dụng rộng rãi trong cả nước trong đỏ

chủ yếu đóng vai trò là nguồn điện du phòng hoặc cập điện cho khm vực chưa có

điện lưới quốc gia (khu vực hải đảo ) Một số íL nguồn điện mày được đâu nối vào

lưới điện trung áp cô khả năng hoạt dộng song song với lưới diệu khu vực tại một

số thời điểm phụ tải đính theo yêu cầu của đơn vị phân phôi điện

Một số đặc tính của máy phát điện sử dựng động cơ đốt trong:

~ Hiệu suất cao, chỉ phí dầu tư thấp và chủ phí sân xuất điện cạnh Iranh so với nhiều loại công nghệ sử dụng trong nguồn phản tản khác

~ Thời gian khỏi động ngắn nên cỏ thể sử dụng để phủ đỉnh đỗ đủ phụ lãi

hoặc thích hợp cho dự phỏng quay

~ Phát thải khí CÓ và NÓ; nhiều hơn so với Lusbin khí

- Chất lượng điện năng không được cao

- Có khả năng hoạt dộng độc lập và có khả năng khối dộng “den” (black

start),

122 Té hop mdy phát điện — trabin khi

Tuabin khí là các thiết bị sử dụng không khí nén dưới áp suất cao kết hợp với

nhiên liệu khí hoặc nhiên liệu lỏng được đánh lửa tạo thành hỗn hợp cháy dưới

Triệt độ và áp suất cao Hồn hợp này được phưn Hực tiếp vào các cánh Iabim dé lam quay may phat điện Loại tuabin khí này được phát triển đầu tiên cho các dộng,

cơ máy bay, sau đó được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy nhiệt điện Đặc biệt là công nghệ chủ trình nhiệt diện hỗn hợp Nhiên liệu của máy phát điện tuabim khi có

thể là khi tự nhiên, dầu diezel, khi bioaas (khí sinh học) Hiệu suất của các loạt

tuabin khí phụ thuộc vào chế

việc ở chế độ phụ tâi cực đại và giảm dân khi phụ tất giảm Khi giá thành của các nhiên liệu khi rẻ, các tuabm khí chu trình hỗn hợp được sử dụng đề phủ đáy của đồ

thị phụ tái

hoạt động TIiệu suất cao nhất khi taabin khi làm

'Buởng đốt

Tua bin khí

Hiện nay ngoài các nhà mảy nhiệt điện khí lớn có vị trí quan trọng trong hệ

thong điện Việt Nam, chưa có nguồn điện sử dụng máy phát điện tuabin khí quy mô vừa vả nhỏ Tuy nhiên, với việc phát triển nguồn chăn muôi tập trung thì khả năng

phát triển nguồn điện sử dụng máy phát điện tuabin khí với nhiên liệu sơ cấp là khi

sinh học là hoàn toản khả thi trong tương lai không xa

Một số đặc tỉnh của máy phát điện tuabin khí:

~ Chi phí lắp đặt thấp, chỉ phí nhiên liêu hợp lý

- Lượng khí phát thải nhỏ

~ Thích hợp cho chu trinh nhiệt điện hỗn hợp

~ Thời gian khởi động, thay đổi công suất nhỏ

~ Hiệu suất điện thấp hơn nhiều so với hiệu suất của cả chu trình nhiệt điện

hỗn hợp.

Trong đó: P là công suất điện được tạora:

Tị là hiệu suất tuabin;

ÿ ]à khối lượng riêng của nước, kgản”;

g là gia tốc trọng trường, m/3Ẻ;

Q là lưu lượng dòng cháy trên một đơn vị thời gian, m°/s;

HH là độ cao mực nước, im

Có nhiều loại tuabm khác nhau dược sử dụng trong nhà máy thủy diện nhỏ

như là Pelton, Turgo, Crossflow, Iraneis và Kaplan Mỗi loại được sử dụng với một

độ cao mặt nước khác nhau để đâm bảo tắc độ qnay thích hợp của tuabin máy phát

Phân loại các nhả máy thủy điện nhó

- Theo đòng chảy:

1 Thủy điện kiểu

+ Thủy điện kiểu kênh dẫn

Hình 1.4: Mô hình nhà máy thủy điện kiểu đập

Nguon: Internet Nguồn thủy điện nhỏ hiện nay đang phát triển nhanh và rộng rãi trên toản

quốc Hàng năm có thêm hảng chục nhả máy thủy điện nhỏ được đưa vào vận hành,

bổ sung lượng công suất và điện năng đáng kể vào hệ thống điện quốc gia Các

nguồn điện này được đâu néi chủ yêu vảo lưới điện trung áp, tập trung phần lớn tại khu vực miễn núi phia Bắc, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bồ và Tây Nguyên

Hình 1.5: Mô hình nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn

“Nguồn: Internet 11

Một số đặc tính của thủy diện nhỏ:

- Linh hoạt trong vận hành, có dự trữ quay nên oó khả năng đự phòng, cho các trưởng hợp sự cổ

- Thủy điện kiểu kênh dẫn thân thiện với môi trường do không lảm biển dối

dong chày, không ảnh hưởng tới khu vực hạ lưu

- Có ý nghĩa rất lớn trong chương trình diện khí hóa nông thôn và khu vực

miễn núi Ngoai nhiệm vụ phát điện, một số nhà máy thủy điện còn lam nhiệm vụ

điều tiết thủy lợi

- Các nhà máy thủy diện nhỏ thường có hỗ chứa nhỏ hoặc không có hẻ chứa tiên công suất điện phụ thuộc rất lớn vào lưu lượng nước trên sông theo mủa, theo

thời điểm trong ngày

1.24 Nguôn điện sứ đụng năng lượng mặt trời (NLA47)

Nguồn điện sử dung năng lượng mặt trời gồm hai loại chính: nguén điện pin

xũng lượng mặt ri (PV) va nba máy nhiệt điện năng lượng mi trời

Nguồn dién PY: gm gác dàn pin NLMT được dâu nỗi với nhau, mỗi dàn pin NI.MT được ghép từ các miếng pín rời rạc nỗi với nhan để biên đối bức xa mặt trời

thành đòng diện một chiêu Trong pin mặt trời, điện áp duợc hình thành bằng các

electron và các hồ điện tích ở trạng thải mất cân bằng khi có bức xạ mặt trời chiếu

vào Pin mặt trời tạo ra đòng điện một chiều và chỉ phát điện khi có ánh sáng mặt

trời Do dó cản sử đựng bộ nghịch lưu để chuyên doi thanh dòng xoay chiều và các

bộ tịch điện và phát điện vào thời điểm khác

Hệ thống PV đầu nổi vào lưới điện được chia làm hai loại chính là hệ thẳng,

PV tích hợp va PV phát diện tập trung Đôi với hệ thông PV tích hợp, điện năng sản xuất bằng các tâm pin năng lượng mặt trời thông qua bệ nghịch lưu biến đổi thành dong điện xoay chiêu Tại các tủ phân phối một phản điện năng được sử dụng cho các thiết bị trong, một tỏa nhà hoặc khu vực dân cư Phân điện năng dư thừa sẽ nạp

điện các bộ tích điện như aoquy hoặc phát lên lưới, bán lại điện cho các công ty điện lực

Đổi với hệ thêng PV phát điện tập trung, điện năng có thể được lưu trữ trong

1

các bộ acquy hoặc phát trực tiếp lên lưới điện

Hiện nay, nguồn điện PV đang được ứng dụng tại một số khu vực mả lưới

điện quốc gia không thé cap điện như khu vực hải đảo, vùng núi cao Quy mô những nguồn điện này không lớn, đâu nổi vào lưới hạ áp cấp điện cho một khu vực

dân cư và hoạt động độc lập với lưới điện quốc gia Tuy nhiên, Việt Nam cỏ tiêm

năng lớn để phát triển nguồn năng lượng mặt trời nên hiện nay đã cỏ một số dự ản

nguồn điện PV có quy mô lớn, đấu nổi vào lưới điện quốc gia đang dự kiên được

triển khai

Một số tỉnh chất của nguồn điện pin NUMT:

~ Chỉ phi vận hành thấp, không cỏ khi thải;

- D6 tin cây cao và it phải bảo đưỡng;

~ Chất lượng điện năng không cao;

~ Hiệu suất trong phòng thi nghiệm là 24% nhưng thực tế lả 10%;

- Chi phi đầu tư cao, công suất phát thấp so với các dạng nguồn phân tán

khác do phụ thuộc vảo thời tiết và thời gian trong ngày

Nhà máy nhiệt điện NLMT: Hoạt động với nguyên lý như một nhà máy nhiệt

điện thông thưởng trong đỏ năng lượng sơ cấp biên đôi nước thành hơi lả nhiệt năng

từ ánh sáng mặt trời Nguyên lý hoạt động của nhà máy được trình bày trong hình

16

Tube bin het

Hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy nhiệt diện NLMÍT nhưng qua nghiên

cứu bước đầu cho thấy có một số địa điểm thích hợp để xây đụng nhà máy điện

loại này tại khu vực Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ

1.1.5 Nguẫn điện sử dụng năng lượng gió

Năng lượng gió được xếp vào nguồn phân tán vì công suất và vị trí cửa trang, trại giỏ thích hợp khi đầu nói váo lưới điện phân phổi Tuabin giỏ gồm roto, máy phát, cánh quạt, các thiết bị định hướng và ghép nổi Khi gió thổi vào các cánh quạt

theo nguyên lý động lục học làm quay rolo Lượng công suật điện phải ra phụ thuộc

vào tốc độ giỏ và diện tích bao phú của vừng cánh quạt lliện nay có nhiều phân loạt

khác nhan về mỏ hình tuabin máy phát điện gió nhưng có thể chia làm ba loại chính

sau [8]

a Tuabin gié cé van toc khong doi { Fixed Speed Wind Turbine)

Trong mô hinh này, máy phát điện khóng động bộ được nỗi trực tiếp với lưới

Thư trong hình vế trên Bộ điều tốc (Gear-box) có vai trò biến đổi tăng tốc độ quay của tuabin giỏ phủ hợp với tốc độ cua roto may phat dién May bién áp dược sử đụng để nâng điện áp máy phát lên điện áp của lưới điện đầu nổi hoặc điện áp hệ thông gom Trong mô hình này, hệ thống tụ dược đặt tại đầu ra của máy phát để bù

công suất phản kháng má máy phát không, đồng, bộ tiêu thụ Lốc độ cúa máy phát

được xác định bởi tần số của hệ thống và số đôi cực của máy phát

14

lớn nhất là mê bình nay không có khả năng điều khiển công suất phản kháng (hay

tệ số công suất) của máy phát, do đỏ mô hình nay đòi hỏi phải cõ nguồn công suất

phân kháng trong hệ thống có khả năng điều khiển được

b, THabin gió có vận tốc biến dỗi chỉnh lưa toàn phân (⁄ariable-Specd HWimd

Turbine with Full Converter}

“Hình 1.8: Mô hình tuabin gió có vận tắc bién déi chink lưu luần phần

Trong mỏ hình nảy, may phát điện được nói với lưới qua một bộ chỉnh lưu điện từ cổng suất Bộ chính lưu công suất này được nồi trục tiếp với stato của máy phát nên bộ chỉnh lưu công suất này phải có khả năng biển đổi toàn bộ công suất Lừ

mấy phét điện phát lên lưới Máy phát diện trong mồ bình nảy có thể là máy phảt

khâng đồng bộ hoặc máy phát đồng bộ Bộ điều tốc trong mô hình này có thế được

sd dung may phát đồng bộ nhiều cực Mô hình tuabin

loại bỏ hoặc đơn giên héa nd

giỏ này có khả nắng linh hoạt về diễu khiển công suất phản kháng Hạn chế của mô hình nay là công suất phát phụ thuộc vào công suất của hệ thông chỉnh lưu nên sẽ làm tặng giá thành đầu tư và tăng tôn thất qua bộ chỉnh lưu đối với tuabin gió có công suất lớn

c Tuabin gió có vận tốc biến đôi chỉnh lưu mét phan (Variable-Speed Wind

Turbine with Doubly-Fed Induction Generator)

Mê hình nảy cũng sứ dụng một bộ chính lưu điện tử công suất nhưng điểm

khảo nhau chính so với mô hình chỉnh lưu toàn phân là bộ chỉnh lưu này được nỗi

với rôto của máy phát không đồng bộ, cỏn stato của máy phát được nối trực tiếp với lưới Mô hình này khỏng những giữ được khả năng điểu chính công suất phản khang ctia may phat mà còn giảm chỉ phí đầu tư và tốn thất công suất qua bộ chính

lưu điện tử công suất đo chỉ một phần cỏng suất của máy phát (thông thường tir 20-

30%) di qua bộ biến đối này Mô hình này thích hợp che những, tuabin giá có công,

sual lớn

Hình 1.9: 46 hinh tuabin gid von tbc độ thay đối có bộ biến đổi nổi trực tiếp

giữa sialo và lưới

Việt Nam hiện có duy nhất một nhả may điện gió đang hoạt động đầu nối

vào lưới điện 110kV: dự án nhả mấy phong điện Tuy Phong — Binh Thuận

20x1,SMW (công suất cả dự án) của công ty cổ phần nắng lượng tải tạo Việt Nam (REVN) Lian nay cỏ năm tuabin gid (5x1,5MW) dang vận hành hỏa điện, đầu nỗi

và cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia lừ tháng 8/2009 Ngoài ra còn có nhiều

dy an gio khac dang được triển khai dầu từ, sẽ sớm dựa các nhá máy điện tuabin gió

nay vào vận hành như nhà máy điện gió Phước Iiữu, nhà máy điện gió Ninh Thuận

Một số đặc tình của năng lượng gió:

- Không phát thải ra khí thải ô nhiễm;

- Không thể sử dụng với các ứng dụng trong chú trình nhiệt điệu hỗn hợp

(CUP),

~ Luong điện sản xuất phụ thuộc vào tốc đô gió, do đó không thế sử dụng đề Thủ đinh đồ thị phụ lãi,

1ó

~ Các tuabin giỏ sử dụng máy phát không dòng bộ dễ sản xuất ra công suất

tác đụng nhưng lại tiêu thụ công suất phan khang,

- Gây ra đao động điện áp đo công suất phát thay đổi thoo Lắc độ giỏ;

- Ngoài ra, tuabim giỏ cón có thể gây ra tiếng ồn hoặc ảnh hướng dến cảnh quan của khu vực được lắp đặt

1.26 Pin nhiên liu (Fuel cell)

Pin nhiên liệu biến đổi khí hyđro hoặc nhiên liệu có chứa hydro thành năng,

lượng điện và nhiệt thông qua phần ứng hoa hoe cia hydro véi oxi thành nước Các phan ủng hỏa học như sau

- Trén cuc anode: Hz > (Ht | te"

~ Trên cực cathode: O¿ + 4H' +4e › 3H¿O

- Toàn bộ phần ứng: 2Hà +O› —+ THạO + t9

Ưu điểm của pin nhiên liệu nảy là hiệu suất cao, vận bảnh không có tiếng én,

và không gây ô nhiễm môi trường đo nhiên liệu sử dụng là lydro Nhiên liệu hydro

được chiết xuất từ khí tự nhiên, dẫu mõ và khi biomass Cac loại phì nhiền liệu

chính được trình bày trong băng 1.1 đưới đây

Hiện nay Việt Nau chưa có hệ thống pin nhiên liệu công suất lớn đầu nối,

hoạt động song song trên lưới điện do giả thành của nguồn điện này còn rất cao Khí

yếu câu về độ tin cay cung cap dién ngay cảng cao, khái niệm “lưới điện thông

mình” bắt dầu được giới thiệu rộng rãi tại các thành phố lớn thì khả năng xuất hiện của hệ thống pin nhiên liệu trong hệ thống điện Việt Nam sẽ không còn xa

Bang 1.1: Dặc tỉnh kỹ thuật của một số loại pin nhiên liệu

Loại Điện cực Nhiệt độ lâm | Hiệu suất | Lĩnh vực ứng

Phosphoric |Phospherieaeid | 175-200 40% — | Giao thông và

(MCFC)

Sold Oxide | Treri metal 600-1000 60% Thái điện

Membrane

Một số tính chất của TIydro:

- Hiệu suất cao so với các loại máy phát truyền thống (lớn hơn 60%),

- Tiếng Šn và mức độ ö nhiễm thấp, độ tin cậy cao nên thường được sử dụng,

làm nguồn điện đự phỏng tại khu vực đồ thị hoặc trong “lưới điện thông minh"

lăng theo thời gian, vì vậy các thiết bị điện

- Điện kháng bên trong máy phú

tử công suất phải được sử dụng đề điều chính điện áp

1.3.7 Điện sinh khối (Biomass)

Một dạng năng, lượng phân tán có tiêm năng, phát triển rất lớn với tỉ lệ 14-

15% tổng năng lượng tiêu thụ trên thế giới đó là Biomass Biomass (ning long sinh khói, hay năng lượng từ vật liêu hữa cơ) là nguồn khí nhiên liệu được lạo ra Lir quả trình phân huỷ các chất hữu cơ, thức ăn thừa và phân động vật

Quả trình chính để chuyến sinh khối thành điện nắng là ding kỹ thuật đết

trực tiếp sinh khỏi tạo ra nhiệt lượng cho các tuabin hơi Một trong những kỹ thuật

đốt trục tiếp là kết hợp giữa sinh khối va than đá đang được áp dụng ở một số nhà

máy điện nơi mà phải đối điện với việc phải tiết kiệm nhiên liệu hóa thạch và giảm

thải ra môi trường các chất ô nhiễm nh SO2, NOz, CO Ngoài ra còn có các kỹ

thuật cung cấp điện năng sinh khối khả dụng khác đang phát triển như kỹ thuật

nhiệt phân và khí hóa

Tại Việt Nam, một nhà mấy c rác thành điện năng dẫu tiên khỏi công

1

xây dụng tại khu Gé Cat, Tân Bình, T.p Hỗ Chí Minh Nhà máy này dược xây dựng

với vốn 260 ty đồng, trong đá vên viện trợ của Chính phủ Hà Lan là 65% Nha may

cỏ bà lổ máy phát điện, công suất 2400kW, Nhà máy bái đầu chạy ôn định một tổ máy và phát diện lên lưới quốc gia 530kW,

1.3 Tát động của nguồn điện phân tán đến hệ thông điện

1.3.1 Lợi ích cầu nguân diệu phân tản

Nguễn điện phân tan đóng vai trỏ ngảy cảng quan trọng trong, hệ thông điện

Nguồn điện phân tân nói chung và nguồn điện phân tán sử đụng năng lượng tái tạo

nói riêng đang đem lại nhiều lợi ích to lớn về kinh ằ biết đối với thị trường điện tự do, lợi ích về mỗi trường, cũng như góp phản dâm bảo an ninh năng lượng,

của mỗi quốc gia Những lợi ích này không chỉ có ý nghĩa tại thời diém hiện tại mà

cho cf tương Tại lâu dai

Do do dau tự phát triển vào lĩnh vực nguồn phân tán dang trở thành một xu thê trên toàn thể giới Nguyên nhân chủ yếu của xu thê này là do:

Nguồn điện phan tan sé

ó đồng gốp ngày cảng quan wrung vao dara bao an

ninh năng lượng quốc gia đặc biệt đối với những quốc gia phụ thuộc phần lớn vào năng lượng nhập khâu Da số nguồn điện phân tán đêu sử đụng năng lượng sơ cấp tại chỗ nên không bị phụ thuộc vào nắng lượng sơ cấp nhập khẩu Trong khi dỏ, tỉnh hình thế giới hiện tại và tương lai có nhiều biến động về kinh tế, chính trị ảnh

hưởng trực tiếp đên đẻn nguồn cung cấp năng lượng sơ cắp truyền thông như than

đá, dâu, khí trên thị trường thế giới Giá cảz loại nhiên liệu hỏa thạch có xu hướng,

tăng cao khó lường dẫn tới chỉ phi sản xuất điện năng tăng cao

Giãn tiên độ đầu tư của nên kinh tế vào hệ thống truyền tái, phân phổi điện cũng như giảm gánh nặng cho đầu lự vào hệ thống nguồn điện, Ngoài ra, do công, suất nhỏ, cho nên các nguồn phân tán có thời gian xây đựng ngắn, giảm thiêu nguy

co rủi ro trong thực biện quy hoạch, kế hoạch xây dựng nguồn điện ruới so với các nha may điện công svat lin

Về mặt kĩ thuật, sự tiền bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là hề thông điều

Ww

khiển va tự động hỏa, làm cho việc vận hành và diều khiển các nguồn phan tắn trở

xiên linh hoạt và tin cây Nguồn điện phân tán có thê đóng vai trò là nguồn đự phòng

hoặc phú đỉnh để ững cường độ tin cây cùng cấp điện cũng như nâng cao chất lượng diện năng của cả khách hàng vả dơn vị phân phối diện

Neuén điện phân tán sử dựng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời,

thủy diện nhỏ, tuabin giỏ lì những công nghệ [hân thiện với môi trường, giảm

thiểu sự phát thải khi nhà kinh, khí CÓ, NÓy, SOx ra môi trường, Từ đỏ góp phân

quan trọng trong việc thực hiện các cam kết quổe tế của mỗi quốc gia về mồi trường,

và biển đổi khi hậu toàn câu

Jon nifa, ngudn phân tán cén khuyến khich cạnh tranh trong thị trưởng phát

điện do thời gian thu hồi vốn nhanh (so với các đự án về truyền tải và các nhà máy

phát điện công guất lớn) và cung cấp điện trực tiếp tới các hộ phụ lãi và đơn vị phân phải điện

1.3.2 ,Ảnh hưởng của nguẫn điện phan tin

Mặc dủ nguồn diện phân tan dem lại nhiều lợi ich cho hệ thống diện nhưng,

chúng cũng gây ra những anh hưởng nhất định Những ảnh hưởng này được phân

tích trên hai mặt kính lế và kĩ thuật

* sÍnh hường về kinh tế

Về kinh tế, một số nguồn phần tán có công suất phát biến thiên rất lớn trong

ngày (thay déi tir 0 dén Pmax), phụ thuộc vào các yếu tỏ thời tiết, khí hậu như tua- bin gid, hệ thống PV, thủy điện nhỏ Do đó, trong quy hoạch phát triển hệ thông điện vẫn phải tính toán phát triển đự phòng cả nguồn điện và lưới điện để đáp ứng được nhu cầu phụ tải ngay cä khi những nguồn phân tán khỏng hoạt động, Như vay, trong một số trường hợp ngành điện phải đâu tư khối lượng lớn hơn cho cả nguần điện và lưới điện nhưng hiệu suất sử đụng lại khóng cao

Đa số nguồn phân tán sử dụng công nghệ ruới dễu dòi hồi vốn đầu tư bạn dầu

cao hơn so với công nghệ truyền thông Diện năng sản xuất của những loại nguồn

điện này lại không lớn nên thời gian thu hỗi vốn lâu Giá thành điện sản xuất của nguồn diện phân tản sử đụng công nghệ mới chưa cạnh tranh được so với các nguồn

20

điện truyền thống khác Chính phủ muốn phát triển những loại nguồn phân tin nay

hải có chính sách trợ giá, cũng như những chính sách ưu đãi đặc biệt khác Những chính sách này có thể góp phẩn làm tổng gánh nặng tải chính và hâm hụt ngân sách quốc gia

* ¿Ảnh hưởng về kĩ duiật

VỀ kĩ tuuật, nguồn phân tán cũng có ãnh huồng tới câu lúc lưới điện, Ôn định điện áp, thay đổi dòng ngắn mạch và hệ thông báo vệ rơÌe, máy biển áp van

hành với chế độ đòng công suất ngược so với thiết kế ban đâu, dao động điện áp

trong các chế độ làm việc của nguồn điện, tác động dến một số chỉ tiểu của chất lượng điện năng đối với khách hàng dùng điện và cáo nhà cưng cấp điện

1.4 Bài toán vận hành lưới điện phân phổi có nguồn phân tán

Với các dặc tính công suất phát không én định và phụ thuộc diễu kiện tự nhiên của một số DG (tác đồ gió, cường độ bức xa mặt trời, chẻ độ thuỷ văn ) nên tương quả trình vận hành chúng gây ra những tác động nhất định đến LĐPP Do vậy, cho dén nay các nghiên cửu cũng chủ yếu tập trung xem xét các ảnh budng mang tính địa phương của DG, các ảnh hướng này bao gém:

- Ảnh hưởng dễn chất lượng điện nắng và Ổn định điện áp dối với các LĐPP,

- Ảnh hưởng đến câu hinh lưới điện, đến phổi hợp báo vệ rơi

Cáo ảnh hưởng mang tính hệ thông (ảnh hưởng đến tân sổ) ít được xem xét

đo quy mô công suất của DỢ thường nhỏ hơn nhiều so với công suất chung của hệ thông điện Do vậy, việc tập trưng phân tích tính hợp lỷ trong cưng cấp điện, các ảnh hưởng đẻn chất lượng điện năng, cầu hình LĐDT trước va sau khi kết nồi DŒ luôn dược xem lá vẫn dẻ thởi sự khú nghiên cứu vẻ cac LDPP 6 DG Ly do dé thay

là LDPP luôn thay đổi và mở rộng, trong khi số lượng DG tham gia ngày cảng lớn

và ngày càng đa đạng về công nghệ và chững loại

Hinh 1.10 dưới đầy mô tả cầu trúc tổng thể nghiên cửu ảnh hưởng cúa DG

đến chế độ vận hành các LDPP Theo cầu trúc nảy, qua kinh nghiệm phát triển DƠ

ở nhiêu nước cho thấy, để giải quyết triệt để các vấn để đã nêu cần áp dụng sớm các bải toán nâng cao hiệu quá làm việc cho LDPP ngay từ khâu thiết kế, thậm chí ngay

21

khi dang vận hành Đồng thời phải kết hợp chặt chế việc phat trién DG voi chinh

sách tống thế hệ thông năng lượng Quốc gia

tổng thể nguồn điện phản tần

(nang lượng tải Lạo)

ï tiêu kính tế Nguồn điện phân Lán

(DG) kết nối DG vào LPP

—

Mức ổn định điện áp

CHƯƠNG 2: YÊU CÂU KỸ THUẬT ĐÓI VỚI NGUÒN ĐIỆN PHÂN

TÁN ĐẤU NÓI VÀO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP

2.1 Yêu cầu kỹ thuật của Nam dối với nguồn diện nhân tán dẫu nỗi vào

lưới điện trung áp T1]

Theo thông tư 32/2010/TT-BCT yêu câu kĩ thuật đối với lưới điện phân phối néi chung và nguồn điện đấu nổi váo luới điện trung áp được tổng hợp như sau:

Tần số

Tan số đình mức trong hệ thông điện quốc gia là S0Hz Trong điều kiện bình

thường, tần sô hệ thống điện được đao động trang phạm vi +0,2Hz so với tân số

định mức Trường hợp hệ thông điện chưa Gn din, tan số hệ thống điện được dao

- Tại diểm dấu nói với nhà máy diện là +10% và -5%

Trong chế độ sự có đơn lê hoặc trong quả trình khôi phục vận hành én định

sau sự cố, cho phép mức đao động điện áp tại điểm đầu nổi với khách hàng sử dụng, điện bị ảnh hưởng trực tiếp bởi sự có trong khoảng +5% va 10% so với điện áp

danh định

Trong chế độ sự cổ nghiễm trọng hệ thông diên truyền tải hoặc khôi phục sự

ho phép mức đao động điện áp trong khoảng + 10% so với điện áp danh định

Trong đó dao động điện áp được định nghĩa là sự biến đối biên độ điện áp so

với điện áp đanh định trong thời gian dải hơn một (01) phút

'Yêu cẫu đối với tổ máy phát điện đấu nếi vào lưới điện

Tế máy phát điện đấu nối vào lưới điện phân phối phái đáp ứng các yêu câu

- Mây cắt của tố máy phát điện tại điểm đâu nói phải có khả năng cắt đồng,

điện ngắn mạch lớn nhất cho phép và cách ly dược tổ máy ra khỏi lưới diện phân

'phải trong mọi chế độ vận hành

- Có khả năng phát công suất tác dụng định mức liên Lục rong dai Lin số lừ 49Hz dến 51Hz Trong dải tân số từ 47Hz dến 49Hz, mức giảm công suất không,

phân phổi có tố máy phát điện có quyên quyết định tách hoặc không tách đâu nói

các tổ máy phát diễn khỏi hadi phân phổi điện

- Trong điểu kiện vận hành bình thường, tổ máy phát điện đầu nổi vào lưới

điện phân phối phải có khả năng phát công suất phản kháng theo đặc tính công suất của 18 muáy và giữ được độ lệch điện áp trong đãi quy định

- Nhà máy điện đấu nổi vào lưới điện phân phổi có khả năng cung cấp công

suất phán kháng phải đâm báo các điều kiện sau

+ Có khả năng diễu chỉnh Hên tục công suất phân kháng phát lên lưới điện phân phổi đế điều chính điện áp trên lưới điện phân phối,

1 Có hệ thống kích wit dam bao duy trì điện áp đầu ra Õn định trong đãi vận

hành của các tổ máy phát diện dâu nói vào lưới điện phân phối,

- Tổ máy phát điện đầu nổi vào lưới điện phân phổi phải có khả năng chịu được mức mất đổi xứng điện áp trong hệ thông điện theo quy dinkva chịu được

thành phân dòng diện thứ tự không và thứ bự nghịch không nhỏ hơn thỏi gian loại

trừ ngắn mạch pha-pha và pha-dat gan may phat bang bao vé du phòng có liên hệ với điểm dẫu nội

- Trong trưởng hợp điểm đấu nối được trang bị thiết bị tự động đong lại, hệ

thông rơ le bão vệ của nhà máy điện phải đảm bảo phổi hợp được với thiết bị tự

déng dong lại của don vị phân phối điện và phải dược thiết kế để đảm bảo tach được tổ máy phát điện khỏi lưới điện phân phối ngay sau khi máy cắt, thiết bị tự

động đóng lại hoặc đao phân đoạn của lưới điện phân phối mở ra lần đầu tiên và

duy trì cách ly tổ máy phát diện khỏi lưới diện phản phối cho tới khi lưới diện phân

phối được khôi phục hoàn toàn

'Yêu cẫu về cân bằng pha

Trong chế độ làm việc bình thường, khách hàng sử dụng lưới điện phân phối

phải đăm bão thiết bị của mình không gây ra thành phân thứ tự nghịch của diện áp pha tại điểm đấu nói quá 3% điện áp danh định đổi với cắp điện áp 110V hoặc quá

cấp điện áp dưới 110kV,

'Yêu cầu về sáng hài

Giá trị cực đại cho phép (tỉnh theo giá trị tuyệt đối của dòng điện hoặc %

déng điện phụ tải tại diễm đầu nếi) của tổng độ biến dang dòng điện đo các thành phân sóng hải bậc cao gây ra tửy theo cấp điện áp được quy định như sau:

- Đổi với đân nổi vào cấp điện áp trung áp hoặc đấu nỗi có công suất trên

16KW và nhỏ hơn S0EW: giá trị dòng điện của sóng hài bậc cao không vượt quá 20% dong điện phụ tải;

- Đối với đâu nỗi vào cấp điện áp cao áp hoặc các đầu nỏi có công suất tử

50kW trở lên: giá trị dòng dhện của sống hài bậc cao không vượt qua 12% dong điện phụ tải

Tổng độ biến dạng sóng hải điện áp tại mọi điểm đấu nối không được vượt

quá giới hạn quy định ng sau:

Độ biên dạng sóng hài điện áp Cần điện áp Tổng biến dạng sông hài Biến dạng riêng lẻ

Yêu cầu về nhấp nhảy diện áp

Trong điêu kiện vận hanh bình thường, mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm đấu nỗi không được vượt quá giới hạn quy định như sau:

t t

Mức nhấp nháy diện áp

CẤp điện áp Mite nhấp nháy cho phép

'Yêu cầu về hệ thống thong tin

Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối sở hữu nhà máy điện đấn nồi vào

lưới điện phân phối cĩ cơng suất lớn hơn hoặc bằng 10MW và ede tram biển áp 110kV cĩ trách nhiệm lấp đặt hệ thơng thơng tin trong phạm vị quản lý của mình va

kết nổi hệ thẳng nảy với hệ thơng thơng tin của đơn vị phân phối điện phục vụ

thơng tí lên lạc và truyền dữ liệu rong vận hành hệ thơng diễn Các thiết bị của khách bàng sử dụng lưới điện phân phổi phải tương thích với hệ thống théng tin tiện cĩ của đơn vị phân phối điện

Khách hàng cĩ quyển thộ thuận về việc lấp đặt hệ thơng thơng tin nhưng, phãi ghi rõ trong thoả thuận đầu nối

Bon vi phan phéi điện cĩ trách nhiệm đâu tư, quản lý hệ thống thơng tin

trong phạm v¡ quản lý lưới diện của mình phục vụ vận hành hệ thống điện phân

phổi

Đơn vị phân phối điện cĩ trách nhiệm cung cấp cho khách hàng sử đụng lưới

điện phân phối các yêu câu vẻ dữ liệu thơng tin, truyền đề liệu vả giao diện thơng,

tin cần thiết và phối hợp với khách hàng trong việc thử nghiệm, kiếm tra và kết nổi

tiệ thống thơng tin, đít hệu của khách hàng vào hệ thẳng thơng tin, đữ liệu hiện cĩ

trong phạm v¡ quân lý

Yéu cfu về hé thing SCADA/DMS

Nhà máy điệu đâu nội vào lưới điện phân phối cĩ cơng suất lớn hơn hoặc bằng IOMW và các trạm biến áp 110kV phải được trang bị hệ thống diều khiển phan tán DCS hoặc RTU cé hai (02) cống độc lập với nhau và đước kết nổi trực tiếp

với hệ (hồng SCADA/DMS của đơn vị phân phối điện

Đối với nhà máy điện cĩ cơng suất nhỏ hơn 10MW đầu nĩi trực tiếp vào lưới

điện 110kV, yêu câu về hệ thông SCADA/DMS dược thỏa thuận giữa các bên tuỳ

theo từng trường hợp cụ thể và phải được ghi rõ trong thỏa thuận đầu nói

Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối có trách nhiệm đầu tu, lắp đặt và kết nói dường truyền dữ liệu hệ thống SCAI2A/DM8 từ lưới điện thưộc phạm ví quản lý với hệ thống SGCADA/DMS của Den vị phân phối điện

Hệ thống SƠADA/DMS của khách hàng phải có đặc tính kỹ thuật tương

thích và đăm báo kết nổi được với hệ thống SCADA/DMS cúa đơn vị phân phốt

điện

Việc kết nổi hệ thống SCADA/DMS của khách hàng với hệ thống SCADA/DMS hién có của đơn vị phân phối điện phải được hai bên phối hợp thực

hiện Đơn vị phân phải điện có trách nhiệm cung cấp đường truyền đến điểm đâu

nối và tích hợp các thông số của hệ thông SƠADA/DMS của khách hàng với hệ

thông SCADA/DMS của đơn vị

Trong trưởng hợp hệ thống SCADA/DMS của Đơn vị phân phải điện có sự thay đổi về công nghệ, khách hàng có trách whiém dau tu, nâng cấp hệ thống

SCADA/DMR đề đảm báo kết nội với hệ thống SCADA/DMS của đơn vị phân phổi

điện

'Yêu cầu danh sách các đử liệu và các tiêu chuẩn kỹ thuật của các thiết bị

thuộc hệ thông DC8/RTU được quy định cụ thể tại quy định về yêu cầu kỹ thuật vả

quân lý vận hành hệ thống SCADA/DMS

Tùng ngắn mạch và thửi gian loại trừ sự cổ

Dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian loại trữ sự cổ được quy định

2.3 Quy dịnh kỹ thuật của một số quốc gia trên thế giới

321 Quy định đấu nỗi cũa hệ thẳng điện các nưắc Bắc Âu [3]

Công suất phát tôi thiểu Máy phát điện phải có khả năng, duy trì công suất phát tối thiểu cảng tốt đối với bất ky dạng năng lượng sơ cấp nào Trong đó nhiệt điện than tối thiểu 40% công suât định mức; nhiệt điện đâu, khi tối thiểu 20% công

suất định mức

Khả năng vận hành quá tải: Không bắt buộc

Thời gian khởi động: Đôi với động co đối trong 3-3,5 phút; đối với tuabin

khí 10-15 phút

Các chỗ độ vận hành: Các máy phát có công suất từ 10-25SMW có chế độ

vận hành điều khiển tự động và chế độ vận hành tự chọn Trong chế độ vận hành điều khiển tự động hoạt dộng trong dãi tấn số từ 49,9Hz đến 50,1Hz với bước tình chỉnh tối đa là 50mHz Đỏi với chế độ vận hanh tu chon, may phát được trang bị bộ điều khiển để giới hạn về biên độ và tốc độ thay đổi công suất phát của máy phát với bất kỷ giả trị diểm dit nao trong dai lam việc chờ phép trong cả chế độ binh thưởng và chế độ sự cổ Máy phát có công suất 1-] 0MW: không quy định

Tham gia diễu khiến tần số hệ thông Không quy định

hũ biêu đã phụ tải, dải công suất và tốc độ đáp ứng: Mày phát phải có khả

năng phủ biến đồ phụ tải với tốc độ tối thiên +2% công suât định mức trong 30

giây

Dối với máy phát chạy dẫu, khí: máy phát có khá năng dap ứng tối thiểu % công suất định mức trong một phút khi máy phát hoạt đồng trong đải công suất tử 40-100%; tốc dộ dáp ứng công suất nảy có thể dạt tới giá trị lớn nhất cho phép nếu

máy đang hoạt động đưới 40% hoặc trên 90% công suất định mức

Quy định về đãi điện áp và tân số: Dài điện áp và tân số vận hành trong hưới của nguồn điện phân tán được trình bảy trong hình vẽ dưới đây:

480

Hình 2.1: Quy ảnh tần số và điện áp lam viée ctia nguén điện trên lưới

Vũng A: Vừng vận hành bình thường của hệ thống Nguẫn điện không dược

giảm phát công suất tác dụng hay công suất pluán kháng theo những thay đổi vẻ điện

áp và lần số của hệ thông

Vùng B; Nguồn diện phải có khả năng tiếp tục vận hành tối thiểu trong 30 phút Công suất tác dụng phát ra được phép giảm tuyến tỉnh theo tân số khi tân số là 49Hz đếu 154 công suất phát khí tần số là 47,5H+

Vung C, D: Nguén diện phải cò khá năng tiếp tục vận hành tối thiêu trong

vòng 60 phút Trong thời gian này công suất tác dụng phát ra được phép giảm 10%

Vùng E: Nguồn điện phải có khả năng tiếp tục vận hảnh tối thiểu trang 30

ng suất tác dụng phát ra trong thời gian nay được phép giảm Tổng thới

phút

gian nguồn điện phải vận hành với chẻ độ này trong một năm sẽ không nhiéu hon

10 tiếng

Ving I’: Nguồn điện phải có khả năng tiếp tục vận hành tối thiểu trong 3

phút Công suất tác đụng có thể giảm phát với giá trị bất kỳ nhưng không được phép tách khối lưới long trường hợp này

Nordic Grid Code còn quy dịnh các máy phát không được phép tác khối lưới

điện khi xảy ra sự cổ và thời điểm sau đó trong một khoảng thời gian nhật định

Quy định dược thể hiện trong hình vẽ đưới đây:

Hình 2.2: Quy dinh về khả năng hoạt dộng của nguồn dién khi cd sự cô

'Theo đỏ khi xây ra sự có trên lưới điện, nguồn điện phải chịu được 0,25 giây khí điện áp tại điểm đấu nối bằng 0,0% của quá trình phục hỗi điện áp sau sự cố và tiếp tục vận hành khi diện áp bằng, 90% diện áp danh định Quy dinh này có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với nguồn điện phân tản sứ dụng máy phát không đẳng bộ nhằm tránh hiện tượng sựp đỗ điện áp trên lưới điện có nhiều nguồn điện kiểu này

222 Quy định đễu nỗi nguẫn điện phân tán vào hệ thẳng điện của bang Texas,

Hoa Kỳ LỮ

Điện án: Nguồn điện đấu nổi vào lưới điện phải hoại động Irong đãi điện áp đanh định của lưới điện đang vận hành Nguân điện của khách hàng phải có thiết bị

tự động tách lưới trong các trường hợp: điện áp tại điểm đầu nội nam ngoài điện ap

danh định của lưới diện —5% hoặc -109 trong thời gian hơn 30 giây; dao dộng diện

áp trên lưới điện vượt +10%6 hoặc -30% điện áp danh định sau hơn 10 chu kỳ dao

động Nguồn điện của khách hàng có thể đâu nội ở lại lưới điện khi điện áp và Lần

số trên lưới diện trở lại dải làm việc bình thường và hệ thông ôn dịnh

Tần sé: Tan số vận hành của nguồn phát điện không được vượt quá 0,5IIz hoặc thấp hơn 0,7Hz so với Lân số 60H+ của hệ thống diện Nguồn diện sé tr dong tách khỏi lưới điện trong vòng 15 chủ ký nếu tân số của hệ thống không thể duy trị

30

trong đải tần số này Khách hàng có thể hỏa lưới trở lại khi hệ thống ôn định và diện

áp, tần số lưới điện trỏ lại đải làm việc bình thường

Quy định

thông số báo vệ cho nguồn diện dược trình bay tom tốt trong bảng dưới dây,

về đải làm việc của nguồn điện phân lần trong hệ thống điện và các

Bang 2.1: Quy dịnh vùng tân số và diện áp làm việc của nguồn diện trên lưới

70% - 90% 30,0 & 0,166 1800 (duy trì) & 10 (cat)

105% - 110% 30,0 & 0,166 1800 (duy tr) & 10 (city

Tan 96 (Hz)

Độ nhấp nhảy điện áp: Nguễn diện của khác bàng sẽ không gây nhấp nhảy

điện ap trên lưới vượt quá giá trị 39 độ sụt áp, phủ hợp với tiêu chuẩn 171-519

khí đo lại điểm đầu nỗi

đóng hài: Phủ hợp với tiểu chuẩn LEBE-519, tổng độ biển dạng sóng hải (TID) điện áp không được vượt qua 5% so với điện áp tấn số cơ sở 60IIz hoặc độ biển đạng điện áp của sóng hài bát kỳ không được vượt quá 3% so với điện áp tan

số cơ sở G0Hz tại điểm đầu nói

31