Luận văn thạc sĩ nghiên cứu và Đánh giá các Ảnh hưởng nguồn Điện phân tán với mạng lưới phân phối

Sơ đỗ lưới diện phân phối Lui dién phân phối với mật độ kha day đặc, là lưới trung gian kết nổi giữa các trạm biển áp trung gian nguồn và các khách hảng tiêu thụ diện nắng phụ tải Câu tr

TRINH MINH TUAN

NGHIEN CUU VA DANH GIA CAC ANH HUGNG NGUON ĐIỆN

PHAN TAN VGI MANG LUGI PHAN PHOL

Chuyên ngành: K§ thuat dién

Mã dễ tài KTĐIIR-54

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS Lê Việt Tiến

HA NOT, 2014

Têu tôi là: Trinh Minh Tuan Sinh ngày 12 tháng 11 năm 1982 Học viên lớp đảo tạo sau đại học Hệ thông diện - Khoá 2011B - Trường Dai hoc Bach Khoa LIà Nội

Tiện đang công tác tại Trường Đại Học Điện Lực

Xin cam doan Dé tai “Aghiôn cứu và đánh giá các ảnh lưởng của nguẫn điện phân tản với mạng lưới phân phối” do giảng viên, T8 Lê Việt Tiễn hướng dan là

nghiên cứu của riêng tôi Tắt cả các tài liệu tran khảo đến có nguồn gốc, xuất xử

MỤC LỤC

Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt

Danh mục các băng biểu

1.1 Giới thiệu chung vẻ lưới phân phối _ +

Chương 2 Các ảnh hưởng của nguẫn phân tán tới lưới điện phân phối

2.4 Vẫn dé vé dang su cd va bao về rơ le - - 48

2.7 Đảnh giá ảnh hưởng của DG bằng hệ số đã mục tiêu - 6 Chương 3 Chương trình nhân tích hệ thống điện PSS/ADEPT

Chương 4 Đánh giá biệu quả của DG trong việc nâng cao chất lượng điện

năng trên lưới phân phối

4.1 Bài toàn phân bố đòng công suất

42 Higu qua eda DG trong vide cải thiệt

dường dây

Phụ lục Dữ liệu vả kết quả tính toán

Ky higu, chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt

Bang 1.1 Hé sé théng kê cho một số phụ tải thông dung - 20

Tăng 1.2 Dãy công suất tương ứng của các công nghệ nguền phân tản + Bảng 1.3 Công suất đặt của các nhà máy địa nhiệt trên thể giới 33 Bảng 2.1 - Giới hạn méo sóng hài cho phép theo TEC-61000-3-6 Ad

ng 2.2 Ví vụ về các hệ số đa mục liêu - - 67

Rang 3.4 Pinh dang dit ligu dudmg day phu (Lines.con) - 81 Rang 3.5 Pinh dang dit ligu may bién ap (Line.con) 82 Bảng 3.6 Định đạng đữ máy phái núi cân bằng (SW con) 83 Rang 3.7 Pink dang dit ligu inay phat PV (PV.con) - 85 Bang 3.8 Dinh dang dé ligu tải PQ (PQ.con) Hemeerrreriore.ÑỔ Rang 3.9 Pinh dang dit ligu may phat PQ POgen eon) - 8? Bằng 3.10 Định dạng dữ liệu tổng dẫn shunt (Shunt,con) ŸẾ Bảng 3.11 Dinh dang di liệu vùng miễn (Area.con và Regioncon) 89

Bang 4.1 Số liệu lưới thử nghiệm

Bằng 4.2 - Mức độ cải thiện diện áp sau khi kết ndi DG

Bảng 4.3 Mức giăm tổn thất công suất sau khi kết nổi DG

Bang 4.4 11é số đánh giá phương an (IMO)

Bang 4.5 $6 liu ludi thi nghiệm 1U12L-14

Tiäng 4.6 Số liệu phụ tải các mắt lưới thủ nghiệm TIIZT-11

lăng 4.7 LIệ số cái thiện chất lượng điện áp (Vlam)

Bang 4.8 T1ệ số giảm tốn thất công suất (LL Timp)

Hình 1.1 Lưới điện phân phối hình la không phân đoạn

Hình 1.2 Lưới diện phân phối hình tỉa có phân doạn

Tinh 1.3 Luới điện phân phối kín vận hành hở

Hình 1.4 Sơ đồ lưới cung cấp điện trong tương lai có sự tham gia của các DG .23 Hình 1.5 Điển kết nối (CP) và điểm kết nổi chung (PCC)

TTình 1.6 Mặt cắt đọc hộp tễ hợp tuabin — máy phát điện gió

Hình 1.7 Đặc tính công suất của động cơ giỏ

Hình 1.12.8o đồ mô hình cụng cấp điện bằng khí Biogass HH mu Hheirưee

Tlinh 2.1 DG lam giàm công suất trên đoạn lưới từ hệ thống tới - 7

Hình 2.2 Phân bồ hợp lý các DG trên lưới sẽ giâm được tên thất 39

so vỏi đặt lập trưng

Hình 2.3 Điện áp nútTầng lên tại nút có đầu nổi DG events nee AZ Hinh 2.4, Ảnh hưởng của DG tôi sự phối hợp giữa các bảo vệ - 50 Hình 2.5 — Sur phéi hop gitis TRI, va CC trén hadi dign hinh tia —

Hình 2.6 - DG làm việc song song với lưới caro seao.SỐ Hình 2 7 - Chế độ van bành cô lập eta DG làm tăng độ tin cây CCD 57 Hình 2.8 - Cách thức đặt TĐI, có thế làm tăng độ tin cây của lưới -88 Hình 2.9 - Lưới hình tia đơn giản không có dao phân đoạn trục chính 59 Tlinh 2.10 - Phên chia các phân đoạn và các điểm tải trên lưới hình tỉa S39

Hinh 3.1 — Cân trúc chưng của PSAT

Hình 3.2— Giao diện chinh của PSAT

Hình 3.3 Màn hình chính của thư viện SIMULINK KH eHerddreireifi

Hình 3.6 Dữ kiện cho bai toan CPF va OPF

Hình 3.12 — Mê hình máy biến dp 6 diéu chinh

Linh 4.4, TH: Pon = 50%Pr, dau vao mut 11 „100 Hình 4.5 TH3: Ppa = 100%P¡, đầu vào nút 11 cee LOO Hiuh 4.6 TH4: Pog 30%Pr, ptiin déu cho mitt 6, 11 101 Hình 4.7 TH: Pps = 30%6Pr, phân đều cho nút 6, 11, 14 s cóc 101 Linh 4.8 TH: Ppa = 50%6P:„ phân đều cho nút 6, 11 sec 102 Hiuh 4.9 TH7: Ppg 5Ø%áP:, phân đều cho nút 6, 11, 14 - 102 Hình 4.10 TH8: Pre = 100%P, phin déu cho nut 6, 11 103 Tlinh 4.11 TH9: Pra = 100%Pr, phan déu cho nut 6, 11,14 "Ă Hình 4.12 Điện áp các nút khi tăng dân mức độ thâm nhập của DG 105 Hình 4.13 Điện áp các nút khi tăng dân mức độ phân tán của DG -106

Hình 4.14 Biểu dỗ mô tả mức độ cái thiện diện ấp khi lưới có kết nói DG 106 Hình 4.15 Mức giảm tốn thất công suất tác khi khi có DG tham gia nôi lưới 107 Hình 4.16 Tâu thất công suất trên bedi khi thay đổi mức DG&(Pne 30% Pu) 107 Hình 4.17 Tỗn thất công suất trên lưới khi thay đổi mức dò thâm nhập của DG (Pnø

Hình 4.18 ~ Áp dựng hệ số đa mục t nát Tra chọn phương § 109

Hình 4.19 Sơ đỗ lưới điện thứ nghiệm IHEH-14 L1Ó Tlinh 4.20 Diện áp cáo nút trong trường hợp khi chưa có DG eed 12 Hình 4.21 Quan hệ điện áp nút trong các trường hợp két néi DG, Ppg=30%Py, 113

Hình 4.22 Tên thất công suât trên các nhánh đường đây trong các trường hợp kết

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE LUOI BIEN PHAN PHOI VA NGUON PHAN TAN

1.1 GIỚI THHỆU CHUNG VE LOT BIEN PHAN PHOT

Lưới điện là tập hợp toàn bộ các đường đây và trạm biến áp kết nói với nhau

theo những nguyên tắc nhất dịnh cỏ chức năng truyền tái diện năng từ nơi sản xuất

tới nơi tiêu thụ Mỗi loại lưới lại có các tính chất vật lý và quy luật hoạt động khác nhau [1] Trên hệ thống điện Việt Nam, lưới điện được chỉa ra thành 3 loại lưới chỉnh

- Ludi truyén tải 200KV + 500kV nổi liên các nhà máy điện với nhau và

với các niúL phụ lấi khi vực — các trạm biên áp trung gian khu vục, tạo ra

hệ thống diện lớn

-_ Lưới cung cấp khu vực 110kV, là phân lưới điện từ các trạm trung gian

khu vực hoặc lừ thanh cái gao áp các nhà máy điện cụng cấp điện cho các

trạm trung g1an dịa phương

- Luéi phan phéi la phần lưới điện sau các trạm biến áp trung gian địa

phương, kết nối trực tiếp với lưới truyền tải để cấp điện tới các phụ tỗi tiêu thụ diện Lưới phân phổi được phân chia thành lưới phân phỏi trung,

áp (6, 10, 15, 22, 35KV) và lưới phân phối hạ áp (0,1/0,22kV)

lên phân phối - LPP) làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian (hoặc trạm khu vực hoặc

thanh cái nhà máy điện) cho các phụ tái Lưới phân phổi có nhiệm vụ chính trong

sơ cấp máy biên áp (MBA) ở

các cấp điện áp cao (110kV, 220kV) cấp cho các LPP địa phương, và

thường lả nảng cao khả năng điều chính điện áp cho lưới cao áp phia sơ cấp MBA

kế phủ hợp với địa hình tùng khu vực và cấp điện cho các trạm biến ap phân phối hạ áp

- ‘Tram biến áp phân phối hạ áp, với mật độ dày đặc trên L.PP, biển đổi điện năng từ cấp điện áp trưng áp xuống cấp điện áp 0,4kV cấp điện trực tiễn

cho phụ

1.1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối

Công nghệ của LPP thường tồn tại ở hai dạng là 3 pha 3 đây, và 3 pha 4 day

và điều nảy liên quan trực tiếp tới phương thức nỗi đất trung tỉnh của MBA nguén

(MBA tai trạm trung gian)

Đôi với cầu hình 3 dây pha, MBA tại trạm trung gian sẽ có trung tỉnh nổi đất qua tổng trở Z và không có đây trung tính đi học theo lưới điện Cấu hình 3 pha 4

dây với dây trung tính đi đọc theo lưới điện thì trung tính MBA trung gian sẽ được

nỗi dất trực tiếp Các phương thức nói dất trung tính MBA trung gian là: Trung tỉnh cách đất (Z=e), trung tính nói đất trực tiếp (Z0), trung tính nổi đất qua điện kháng (7=R heặc Z=R Ij*): hoặc nái đất qua cuộn đập hô quang (Petersen) [1]

Trung tính cách đất (2 +) chỉ thục hiện được khi dòng điện chạm đất do

điện đung sinh ra trên lưới nhỏ hơn giá trị giới bạn cho phép, và khi đó lưới điện

vẫn tiếp tục được vận hành, đâm bảo dé tin cay cúng cập điện Tuy nhiên, khi chạm dất 1 pha cũng có nghũa là các pha còn lại sẽ phải chịa diện áp đây, khiển cho các

thiết bị trên lưới bị quá áp và công hưởng điện gây nguy hiểm Đồng thời, cách điện

của lưới cfmg phải được tính theo điện áp dây sẽ gây tốn kém vẻ vốn đầu Lư

Với phương thức trung tính nói dất trực tiếp (2 Ú) thì giá thành lưới diện sẽ

được đảm bảo do cách điện trên lưới chi phai chịu điện áp pha Tuy nhiên, bắt lợi

kéo theo là dộ tin cây cung cấp điện giảm do khi chạm đất ] phá cũng tương dương

Ja ngắn mạch 1 pha, lưới sẽ bị cắt điện đê dam bảo an toản cho thiết bị trên lưới Tuy nhiên, dòng điện chạm đất tăng quá cao cùng sẽ dẫn tới sự giả hóa của MBA

Phương thức trưng tính nối đất qua tổng trẻ là sự bỗ sung cho trường hợp trung tính nếi đất trực tiếp khi dòng điện chạm: đất 1 pha là quá cao và thường được

sử dụng cho lưới diện 22kV Tổng trở nói đất sẽ được tính toàn và lựa chọn dễ đảm bảo hiệu quả tôi tu về mặt kinh tế và kỹ thuật

Phương thức trưng tính nỗi đảt qua cuộn đập hỗ quang khi được lựa chơn sẽ mang lại những lợi ích như: Dập nhanh hỗ quang khi chạm đất một pha, dòng chạm đất rất nhỏ có khi bị triệt tiêu, độ sụt áp nhỏ, không gây nhiễu đường đây điện thoại Tuy vậy, nó vẫn có những nhược điểm rắn khi chạn đất pha lành chịu điện áp dây,

su cd hé quang dao động gây quả điện áp trên cách điện, cuộn đập hé quang phải được điều chỉnh đề thích nghỉ với câu trúc vận hành của lưới, sơ đổ bảo vệ phức tạp

và khó lim chỗ chạm đái, giá thành cao

Mỗi một phương thức nói dất dẻu có những ưu nhược diểm riêng và trong, timg trường hợp cụ thể thì một phương thức nào đó sẽ được chọn Đối với lưới điện 22kV hiển dang rất phố biến trên lưới diện Việt Nam và là sự lựa chọn cho tương lai của LPE tại Việt Nam, phương thức nói đất nỗi đất ưrực tiếp và nói đất qua tổng, trỡ được lựa chọn cho từng trường hợp cu thé

1.1.2 Sơ đỗ lưới diện phân phối

Lui dién phân phối với mật độ kha day đặc, là lưới trung gian kết nổi giữa các trạm biển áp trung gian (nguồn) và các khách hảng tiêu thụ diện nắng (phụ tải) Câu trúc của LFP được chia làm ba loại chính là: cầu trúc hình tia không phần đoạn

(hình 1.1), cấu trúc hình tia có phân đoạn (hình 1.2) và cấu trúc mạch vòng kin vận hành hở (hình 1.3)

Ó các đô thị lớn, T.PP thường lâ lưới cáp điện ngâm với mật độ phụ tải rất cao, dộ lin cây cung cấp điện dược yêu cầu cao nên câu trúc thường gặp của lưới là cấu trủc mạch vỏng kín vận hảnh hở

Ở các vừng nông thôn thì LPP lại là lưới trên không với mật độ phụ tải

không cao, không có đòi hỏi cao về dộ tìn cậy cung cấp diện cao như lưới thánh phd

tiên câu trúc lưới được lựa chow la cu Irúc hình tia Các trục chính được yêu cảu có các thiết bị phân doan dé tang dé tin cay Cac thiét bi phan đoạn có thể là dao cách

ly, cầu dao phụ tải, thiết bị tự động đóng lại CDL) hoặc cao hơn có thể là máy cắt

“Fe Pep pyre”

Hinh 1.3, Ludi dign phan phổi kin vận hành hở

1.1.3 Các chế độ làm việc và yêu câu của lưới điện phân phối

1.1.3.1 Định nghĩa chế độ làm việc

Lập hợp các quá trinh điện xây ra trên lưới điện trong một khoảng thôi gian

nhất định gọi là chẻ đô làm việc oủa lưới điện, các thông số xuất hiện khi hệ thống

điện làm việc: í, U, I,P, Q tại mỗi điểm trên lưới gợi là thông số chế độ của lưới

điện Các thông số nảy biến thiên liên tục theo thời gian và dựa vào sự biến thiên nay để phân chia chế độ lâm việc của lưới điện

Chế dộ xác ap

Chế độ xác lập lá chế độ trong, đó các thông số biến đổi nhỏ quanh giả trị

trung bình, nên có thế là không đổi

Chế độ làm việc cơ bản của lưới diện là chế dộ làm việc xác lập bình thường,

trong đó lưới điện cung cấp điện cho phụ tái điện với cầu trúc đây đủ vá chất lượng

điện năng đại yêu câu

Chế dộ xác lập có thể là chế độ xác lập dỗi xứng hoặc không déi xứng Đối với LPP (3 pha 3 day) thi chế độ làm việc chủ yếu là chẻ độ đối xứng vi phụ tải được cấp qua MBA 3 pha vả phía hạ áp các hộ đảng điện được phân đêu cho các

pha

Trong các chẻ độ xác lập thì các chế độ sau được quan tâm hem cá:

-_ Chế độ max: là chế độ dùng để chọn hoặc kiểm tra kỹ thuật đây din va thiết bị phản phối điện, tinh tổn thất công suất và tốn thất điện năng Trên lưới phân phôi, chế độ max của từng phần tử và chê độ max chung của toàn lưới điện (mức điện áp trên lưới là thấp nhất, lỗn thất công suất

là lớn nhấp là không trùng nhau vẻ thời gian vi công suất yêu cầu lớn nhất của từng phụ tải không xây ra đồng thời

- Chế độ mim' là chế độ của lưới điện trong đó mức điện áp trên lưới là cao nhất, với trường hợp riêng là chế độ không tải

-_ Chế độ xác lập sau sự cổ: là khi một hay hơn 1 phần tử lưới điện bị sự cố không tham gia van hành Chế độ sự có ở thời điểm max chưng được

quan tâm chính

- Ché độ quả độ bình thường xảy ra khi phụ tải biển đổi giả trị yêu cầu do quy luật sinh hoạt và sân xuất, khi đó điện án cũng biên đổi theo và được điều chỉnh bỡi thiết bị diễn chính điện

-_ Chế độ quá độ sự cố xảy ra khi ngắn mạch, chạm đất pha trong chế độ

ái bộ

này, đông điện và điện áp biến đổi mạnh, lưới điện có thể phải

phận sự có để dim bao an toán, đưa lưới điện về chế độ xác lập sau sự có

1.1.3.1 Các yêu cầu của lưới điện phân phối

Luưới điện phần phổi có mật đó khả dày đá, cung cấp điện năng cho phụ tải

với chất lượng đệ

nẹhiệp kinh doanh diện lợi nhuận cao nhất trong toàn bộ thời gian vận hành:

năng đảm bảo, độ lim cay cao, an loan va dem ka cho doanh

- Chit luong điện năng bao gồm chất lượng điện áp và chất lượng tân sé,

phôi đấm bảo chúng phải thỏa mãn các tiêu chuẩn về độ lệch và độ đao động, Riêng

với điện áp, nó còa phải đấm bảo độ không đối xứng và độ không sin

- An toàn điện gồm có an toàn cho thiết bị phân phối điện, cho hệ thông điện, chơ người vận bảnh và người dùng diện

- Dộ tin cây cung cấp điện cao, cần được xem xét chọn mức tin cậy hợp lý về

kinh té, thể hiện trong việc lựa chọn phương án lưới điện

~ Tổn thái điện năng trên lưới là nhỏ nhất

Tiên cạnh đó, khả năng tải của lưới điện cũng cân được đảm bảo, đó là đồng điện hoặc đòng công suất mà đường dây hoặc MBA tải được ma không vi phạm các tiêu chuân kỹ thuậL Trên 1LPP, khả năng tải dược tỉnh theo phát nóng và điều kiện điện áp, tốn thất điện áp trên đường đây phải nhỏ hem giá trị cho phép, trong điều

kiện bình thường và sự cố, đâm bảo chất lượng điện ấp ở phụ lải

1.1.4 Phụ tải của lưới điện phân phổi

Phụ tải điện là công suất táo dụng, (P) và phản kháng (Q) yêu cầu đối với lưới điện ở điện áp và tần số danh định tại một điểm nào đỏ trên lưới điện (gọi là điểm

tai) va trong một khoảng thời gian nào dó

Trong các giá trị của phụ tải thì quan trọng nhất la phụ tải cục đại (max) là công suất yêu cầu lớn nhật đối với lưới điện trong một chu ky vận hành nhật định Giá trị phụ tải đó thường dược lây là giá trị trung bình lớn nhất rong vòng 3Ó phút của đổ thị phụ tải thực Dây chính là giá trị công suất gây lên tốn thất điện áp lớn nhất trên lưới phân phối

Lưới điện phản phối cùng cấp điện tới một lượng lớn và da dạng về các loại phụ tải, như: sinh hoạt, thương mại, công nghiệp, nông nghiệp và các thành phản

khác Các phụ tải này có những tính chất và độc điểm riêng về điện tạo lên những, die tinh khác nhau của các lộ dường dây cấp diện cho chimg Va do dó các lộ

đường dây sẽ được phân loại theo tùng loại phụ tải mà chứng cấp điện tới Trong một trạm trìmg gian với nhiều lộ xuất tuyến cắp diện cho các loại phụ lãi, việc phân loại lộ xuất tuyến đó phụ thuộc vào phần trăm plru tải trên tổng sé phy tai được cấp

điện [2⁄1]

Trên toàn bộ lưới thì đặc tính phụ tải của lưới sẽ thay đổi theo số hộ phụ tải được cấp điện từ lưới Khi số hộ tiêu thự tăng lên tức là mức ánh hưởng của chủng

tải các chế độ của lưới điện sẽ giảm đi Phụ tải trên lưới có thế được chia thành phụ

tãi động, phư tãi nhiệt, phụ tải chiếu sang va cde tin thal trên lưới

Trong phạm vi 80+120% điện áp định mức, thì sự phụ thuộc của các thành

phân phụ tâi hỗn hợp vào điện áp có thể được mô tâ thông qua quan hệ sau [24]

p| _

Un

Trong (1.1) a - 0,6: 1,4 va b — 1,5:3,2, gid ui trung bình cima a — 1 và b— 2

có thể được sử đụng trong những tường hợp trung, có nghĩa là công suất tác dụng

tiêu thụ tỉ lệ bậc mhất với điệu áp trong khi công suất phân kháng yêu câu của phụ tâi lại thay dỗi theo bình phương điện áp

Một trong những đặc điểm của phụ tải lá biển đổi theo tần số vả điện áp tại điểm nổi vào lưới điện Phụ tải cơ sở có giá trị ở [án và Í3m Khi điện áp và lần số lệch khói định mức thả giá trị thục tế của phu tai sế biến dỗi theo quan hệ [1]

P-Kp(UY UY 9-K£-(UY sy

Trong đó Kp và Kq là các hệ số phụ thuộc giá trị định mức của phụ tải Can

(1.2)

các hé 86 py, pl, qv va qí Tà các hệ số thống kê đặc rưng cho các loại Hết bị dùng

ện Bảng 1.1 cho các giá trị của một số phụ tài

Bảng 1.1 Hệ số thông kê cho một số phụ tải thông dung

Khi có nhiễu thiết bị điện dùng điện đối với một diém tai, cdc hé s4 pv, pf

qy và gÝ có thể tình theo phương pháp trung bình toán học như sau:

DH

py

Trơng đó Pị là công suất cfia phu tôi thử ¡

1.2 NGUON BIEN PHAN TAN

1.2.1 Định nghĩa nguồn diện phan tan (DG)

Vài thập kỹ nay, hệ thông cùng cấp điện bao gồm các khâu phát điện, truyền tải và phản phối Trong những, năm gân dây, cùng với sự phát triển của nhiễu công, nghệ mới, nhiều loại nguẫn điện phân tán đã được ứng đụng thành công,

Treng nhiêu tài liệu, nhiền thuật ngữ và định nghĩa được sử dụng để định 1rghfa nguồn phân tám Ví dụ, thuật ngữ dược sử dụng nước Anglo-Saxon là “nguồn phát nhúng vào”, ở phía bắc Chân Mỹ gọi là “nguồn phân tán” và ở Châu Ân và khu vực Châu A goi la “ngudn phi tập tung” được sử dụng đề chỉ chung cho loại nguồn phát Bên cạnh cầu trúc truyền thống của lưới diện phân phối, kết nói từ các trạm biển áp trung giam tới cáo khách hang dimg điện thì ngày cảng có nhiêu các nguồn phát điện nhô được kết nỗi vào lưới Các nguồn phát điện này rải rác khắp nơi theo diễu kiện dịa lý của dịa phương, gẫn với khu vực phy tai nên dược dụnh nghĩa với tên gợi là nguồn phát điện phân tán (sau day được gọi tắt là nguôn phôn tán), Tuy rằng hiện nay chưa có một định nghĩa nào thống nhất về nguồn phân tán chưng mọi

¥ tưởng đều hướng đến các nguồn phát điện được đâu nói vào lưới điện phân phối

trung áp và hạ áp Trong luận văn này sẽ định nghĩa nguồn phân tán theo mục đích

chung: “ Nguồn phân tán là một loại nguồn kết nói trực tiếp tới hê thống phân phối hoặc thiết lập phia sau công tơ khách hàng”

Hơn nữa, nguẫn phân tán có thế được định nghĩa như mật nguồn phát hoặc

trạm trung gian cung cấp cho phụ tải, Hường đặt tại phía khách hàng Ngoài ra nó

có thể định nghĩa như một vải mô hình nguồn phát tại vị trí hoặc gần trung tầm phụ tâi Nó có thể là nguồn nắng lượng mới như thủy điện cực nhồ, mặt trời, gió va quang răng hoặc nguồn nhiền Hiệu như pin nhiên hêu và tuabm khí Nó có thể được hiểu như là một nguồn phát điện với quy mô nhỏ

1.2.2 Những lợi ích của nguồn nhân tán

Phát triển công nghệ nguồn phản tản, hạn chế xây dựng đường đây truyền tải mới, nẽng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hảng, tạo một thị trường điện có tính cạnh tranh và giải quyết những vấu để về thay đổi khí

hậu, mới trường [28]

Tránh được chỉ phí đầu tư xây đựng, cải tạo đường dây truyền tải và phân phôi khí lắp đặt nguồn mới gân phụ tải [28]

DG có thê làm dự phòng cấp điện và có thể tăng hiệu quá sử đụng năng

Khi số lượng DG tham gia nhiều treng lưới điện sẽ có thế nâng cao chất lượng diện äp vận hành, cung cấp công suất trong quả trình sự có dé cai

thiện độ vòng điện áp trên đường day Ion niia, DG nang cao dé tin cay

cap điện rõ rệt khi một máy phát dự phòng khối động chỉ trong vòng vải

phút [13]

Sự bể sung của DG làm đa dạng hoá nguồn cưng cấp năng lượng sơ cấp giúp chúng ta tránh phụ thuộc vào các đang nguồn năng lượng tập trung,

Các nguồn nẵng lượng tải tạo góp phân làm giảm phát thải khí gây hiệu ứng

nhà kính, giúp môi trường trong sạch hơn [9]

1.2.3 Tổng quan các ảnh hưởng của nguỗn phân tán

Sự khởi dộng không đúng lúc ca các nguồn DG có tính câm ứng lớn có thé làm cho các điện áp bị hạ thấp dẫn tới ảnh hướng đến các phụ tải nhạy cảm

và trục trặc của rơle bâo vệ

DG cỏ thể cũng ãnh hưởng tỏi sự hoạt động én định của lưới diện phân phối

Gây ra sự gia lăng độ lớn loàn bộ các đông điện chây trong mạng, điều này dẫn đến những phẩn tử trong mạng sẽ gần đạt đến giới hạn nhiệt độ của

chứng, Gây ra cáo đao động điện áp và độ võng điện áp lớn trong lưới điện

trong quá trình vận hành, khởi động hay đừng đo sự cô của DG [13]

‘Tao ra su méo dạng sóng hài trên lưới điện do các bộ biên đổi điện tứ công suất hiện đại giao tiếp với lưới điện [L3]

Lam tng mite độ déng sự cố do tổng trổ sự ed bi gid khi DG mắc song

song với lưới diện [13]

Dảng chây công suất trên lưới thay đối hướng của nó so với ban dan nếu công suất phát cửa nguồn phát lớn hơn công suất phụ tải cục bộ tại nơi nó được gắn vào [13]

1.2.4 Đặc điểm công nghệ nguồn phần tán

DÓ có thể là nguồn năng lượng tái tạo hoặc không tái tạo Quá trình khai thác

công nghệ DG có thế phân thành cáo loại chính là: động cơ đết trong, tuabin khi, đông cơ SIirling, pin nhiên liêu và các nguồn nẵng lượng tái ta DG lái lao dang

được thúc đẩy phát triển nhờ hiệu quả tác động đến mỗi trường, chủ y éu nhu: Pin

quang điên: tua bin gid: TS hop nhiét dién CHP, Pin nhién liệu, Năng lượng sinh

khối, Thủy điện nhỏ Có các loại DG khác nhau lừ cầu trúc và thời điểm công

nghệ đưa ra

Hệ thống điện ngày nay - Hệ thống điện có nguồn phân tán trong tương lai

Nguồn phát trung tim

‘May phat Diesel

Pin nhién tiew oon

=| Ác quy Quang điện

Công nghệ tuabin khí là những tua bin nhỏ có đông cơ sử dụng nhiên liêu khí

sinh học, khi ga tự nhiên, khí đốt vả dâu lửa Với tuabin đơn giản bao gồm một máy

tiên, mội buông đốt, tuabim nhỏ và máy phái Có các loại tưabim nhô khác nhau hoạt

dộng như tuabin khí và taabin đốt, Tuabm khí luôn được sử dụng trên 1MW nhưng,

ngày nay chủng ta có thể sử dụng module nhớ hơn với cổng suất từ 20kW đến

~ Hiệu suất nhiên liệu thập so với một số loại DG khác

b May phat dién Diesel

Máy phát điện Diesel là một loại động cơ đốt trong, sử dựng đầu điesel hoặc khi gu tự nhiền làm nhiên liệu, hiệu nay loại máy phải nảy sử dụng rất rộng rấi Hậu

hết các máy phát điện này đều sử dụng động cơ 4 kỳ vẻ hoạt động trong 4 chu ky

khip kin Công suất của máy phát điện Diesel từ 3-1 500kV A

* Ưu điểm:

- Chị phi chế tạo thấp và báo dưỡng đơn gián

- Thời gian khởi động nhanh

* Nhược diễm:

- Gây ö nhiễm môi trường, ôn ảo và rung động,

- Chât lượng điện năng không cao như một số công nghệ chuyển đối

như pin nhiên liệu và tuabin nhỏ

Photovoltaic System

Quang điện là cục pin hình vuông hoặc hình tron, được lam bang chat long

tỉnh thể silicon Những cục pin này được kết nổi với nhau thảnh module hoặc panen

và các module này được kết nổi thành một hàng dé tao ra nang lượng cẩn thiết Những cục pin nay hấp thụ năng lượng tử ánh sáng mặt trời, ở đầy lượng tử ánh sáng tác động đến dòng electron biến đổi thành điện năng, Thông thường một day pin cung cap khoảng 12V, công suất 20W-100KW,

* Ưu điểm:

~ Không mắt tiễn mua nhiên liệu và bảo dưỡng

~ Không gây ô nhiễm

- Dé ben cao va dang tin cay

* Nhược điểm:

~ Hiệu quả thấp (trong phỏng thí nghiệm đạt 24% vả trong thực tế đạt

10%)

~ Chi’ phi bony Gu ono,

~ Đôi hỏi phải có nơi lưu trữ và chuyên đổi thiết bị

~ Công suất thấp

~ Phụ thuộc vào thời tiết và điều kiện địa lý

4 Tuabin giỏ

Theo thong kê của ngành điện, sản lượng điện năng sản xuất từ sức gió hiện nay

trên thể giới tăng liên tục, năm 1994 là 3.527,5MW; năm 1997 là 7.500MW và hiện

nay là trên 10.000MW Sử dụng nguồn điện bằng sức giỏ không lo hết nhiên liệu

hay cạn kiệt nguồn nước như thủy điện vả nhiệt điện, đặc biệt là không gây những

tác động dang kể đến mỗi trường Mặc đủ Việt Nam không có nhiều tiềm năng giỏ như các nước châu Âu song so với Đông Nam Á thi lại có tiềm năng tốt nhất Đáng tiếc là cho tới nay phong điện ở Việt Nam vẫn chưa phát triển tương ximg voi tiem nang sẵn có

Năng lượng gió không phải là một dạng mới, nó đã được sử dụng trong nhiều

thập kỉ qua Tua bin gió bao gồm các bộ phân chỉnh: Bộ đo lường tốc độ giỏ (Anemometer), canh quạt (Blades), bộ hãm (Brake), bé diéu khién (Controller), hép bánh rang (Gear box), máy phát (Generator), trục truyền động của máy phát ở tốc

46 cao (High-speed shaft), truc quay toc dé thap (Low-speed shaft), v6 (Nacelle), bước răng (Pitch), trụ đỡ (Tower) Công suất tua bín gió SKW đến vải MW, de co

những tuabin lớn hơn thi tập hợp thảnh một nhỏm các tuabin giỏ với nhau trong một

trai giỏ và nó sẽ cung cấp năng lượng lớn hơn cho lưới điện Các Tuabim gió loại nhỏ cỏ công suất dưới 50KW được sử dụng cho gia đình, viên thông hoặc bơm nước, đôi khi cũng dùng đề nỗi với mảy phát diezen, pin vả hệ thông quang điện Các hệ thông này được gọi là hệ thông lai gió và điền hình là sử dụng cho các vùng,

sâu vủng xa, những địa phương chưa có lưới điện, những nơi mà mạng điện không

thể nỗi tới các khu vực nay

Loại máy phát điện phỏ dụng nhất được áp dụng cho té tuabin — may phat điện gió là máy phát không đồng bộ Neu một máy phát không đỏng bộ được nồi trực

tiếp với tuabim thì một bộ khởi động mềm cần được trang bị để giảm thiểu dòng khởi dộng của máy phát, Trong diều kiện vận hành bình thường, máy phát dược nỗi trực tiếp có thể làm cho mức độ nhấp nháy điện tăng lên theo sự biến đổi của dòng công suất lác dụng,

Giần dây, công nghệ nghịch lưu hiện dại đã được áp dụng trong các hệ thông, điều chính tếc độ và công suất đầu ra có thể được giữ gần như không đổi so với sự thay đổi tốc độ gió Với sự xuất hiện của hệ thông mày thì cả máy phát đẳng hộ và không đồng bộ đều có thể được áp dụng,

Công suất cơ lẫy ra từ tuabin gió phụ thuộc vào điện tích quét của cánh quạt và

tỉ lệ bậc ba với tốc độ giỏ, theo công thức sau:

Cz — lệ số công suất cơ của tuabim gió (Cp 0.2 +0.5)

Ở tốc độ gió Gm/s thi năng lượng tương ứng là 132 W/m, Khi V=12ms thì rừng lượng lương ứng là 1053 WjknÈ

* Uũ điểm:

- Không cần nạp nhiên liệu

- Không gây ö nhiễm mỗi trường,

- Phủ hợp lắp đặt cho các khu vực vùng sâu, vùng xa

Y Mhược diễm:

- Phụ thuộc vào thời tiết vá điều kiện địa lý

Pin nhién liéu (fuel cell) bién d6i nang lxong héa bọc của nhiên liệu, thí đụ

nhu la hidré true tiép thanh nang lượng điện, Không giống như các loại pin bình

thường khác hoặc ắc quy, pin nhiên liệu không bị mắt điện và cũng không có khả

năng tích điện Pin nhiên liêu hoạt động liên tục khi nhiên liệu (hđrô) a

một nguyên tắc được mô tả dựa vào tế bào nhiên liệu PEM (Proton Exchange

Membrane - tế bảo nhiên liệu màng trao đổi bằng proton) Các hệ thông pin nhiên liêu được phân loại theo nhiều cách khác nhau: AFC (Alkaline fuel cell - tế

cell - tế bảo nhiên liệu axit phosphoric), công suất vảo khoảng từ 100-200KW;

.MCEC (Molten carbonate fuel cell - tế bảo nhiên liệu carbonat nóng, chảy), công,

suat vao khoang 250kW-10MW; SOFC (Solid oxide fuel cell - tế bào nhiên liệu

oxit rắn), công suất vào khoang 1kW-10MW; DMEC (Direct methanol fuel cell - tế bao nhién ligu methanol truc tiép), co cong suat vao khoang tir 300kW-2,8MW

Thủy điện nhỏ là loại thủy điện có công suất < 30MW Từ lâu, thuỷ điện nhỏ

đã được sử dụng ở Việt Nam nhằm giải quyết nhu cầu năng lượng ở quy mô gia đình và công đồng nhỏ, chủ yếu là vùng trung du miễn núi Thuỷ điện nhỏ cỏ sức cạnh tranh so với các nguồn năng lượng khác do điện tử đó có giá thành cạnh tranh,

trung bình khoảng 4 cent (600 đồng)/KWh Ước tính Việt Nam cỏ khoảng 480 trạm thuỷ điện nhỏ với tổng công suất lắp đặt là 300MW, phục vụ hơn 1 triệu người tại

20 tĩnh Trong số 113 trạm thuỷ điện nhỏ, công suất từ 100KWW-1OMW, chỉ còn 44 trạm đang hoạt động Con số 300M quả là quả nhỏ bé so với tiểm năng của thuỷ

điện nhỏ ở Việt Nam là 3.000MW, tương đương với công suất của nhà máy thuỷ diện Hoà Binh

'TDN chủ yếu là loại thủy điện lợi dụng trục tiếp dòng chảy, không tạo thánh

hé chứa hoặc hỗ chứa dưng tích rất nhỏ Loại thủy điện này thường bao gồm các

dập nhỏ và hau nh không gây ảnh hưởng đến môi trường TĐN thường dược thiết

kế với cột nước thấp, nằm trên những đòng sông nhỏ với độ đốc kháng lớn lắm, có thể sử dụng toàn bộ hoặc một phần lưu lượng của dong song

Dặc điểm của THN là công suất ở mỗi thời điểm phụ thuộc vào lưu lượng nước thiên nhiên, hầu như không đối trong phạm ví một ngày đêm Vi vậy công suất cả trạm TỒN trong phạm vị một ngày đêm có thế xem là cổ định và liôn làm việc ở phần gốc của đồ thị phụ tái Do không có khả năng điều tiết nên công suất thiết kế và công suất đâm bão của TĐN cổ định trong ngày đêm, nhưng trong những

ngay khác nhau thì khác nhau theo điểu kiệu thủy vẫn

Công suất của trạm TĐN xác dịnh theo biểu thức:

P=981'7-0-H (kW)

Trong đỏ + là hiệu sual bién đổi năng lượng, Q là lưu lượng nước (m3⁄4) và H

là chiều cao cột nước Gm),

Do tính da dạng của TĐN và dáp ứng như cầu sử dụng TĐN của nhiều loại dối

tượng khác nhau, vả tùy thuộc vào qui mô công suất, TDN cũng được phân thành 3 loại thủy điện nhô (Small Hydropower), thủy điện năm (mm hydropower, thủy dign cue nhé (micro hydropower)

G Viét Nam, TDN tap trung chủ yêu ở các ving nui phía Bắc, miễn Trung và

Tây Nguyên, rất thuận lợi cho quá trình Điện khí hóa nông thôn, đặc biệt là các khu vực xa lưới điện có mật độ phụ tái nhỏ

* Tu điểm:

- Chỉ phú nhôn công thấp bởi vi các nhà máy này được bự động hóa

cao và có Ít người làm việc tại chỗ khi vận hành thông thường

- Nhà máy thủy điện có tuổi thọ lớn hơn các nhả máy nhiệt điện

~ Lợi ích lớn nhất của thấy điện là hạn chế giá thành nhiền liệu Các nhà tnáy

thủy điện không phải chịu tăng giá của nhiên liệu hóa thạch như dầu mỏ, khí tự

nhiên hay than đã và không cân phải nhập nhiên liệu

* Nhược điểm:

- Ảnh hướng dến can bang sinh thai

- Sự phát điện của nhả máy điện cũng có thé ảnh hưởng đến môi

trường của đông sông bên đưới

- Ảnh hướng đến việc tái định cự dân chúng sống trong vủng hỗ chứa

g Năng lượng sinh khối

Sinh khổi chứa năng lượng hóa học, nguồn nang lượng tử mặt trời tích lũy trong thực vật qua quá trình quang hợp Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp (rơm ra, bã mửa, vỗ, xơ bắp v v ), phế phẩm lâm nghiệp (lá khô, vụn gỗ v.v ), giấy vụn, mệtan từ các bãi chôn lắp, trạm xử lý nước thải, phân từ các trại chân nuôi gia súc và gia cảm

Nhiên liệu sinh khối có thể ở dạng rắn, lông, khí dược đốt để phóng tích năng lượng Sinh khối, đặc biệt là gỗ, than g (charcoal) cung cap phân năng lượng, đáng kế trên thế giới [Hén nay, 26 van được sử dụng làm nhiên liệu phổ biến ở các nước đang phát triển

Sinh khối cũng có thể chuyên thánh dạng nhiên liệu lỏng nhu métanol, étanol

dũng trong các đông cơ đốt trong, hay thành dạng khí sinh học (biogas) ứng đụng,

cho như cầu năng lượng ở quy rnô gia đình

Nguồn sinh khỏi chủ yếu ở Việt Nam là chấu, bã mía, sắn, ngô, quả có dâu, gỗ, phân động vật, rác sinh học đô thị và phụ phẩm nông nghiệp Theo nghiên cửu của

Bộ Công Thương, tiểm năng sinh khối từ ma, bã mứa là 200-250MW trong khí

châu có tiêm năng tối đa là 10UMW Tlién cả nước có khoảng 13 nhà máy mía đường trong đỏ 33 nhà may si dung hệ thông đồng phảt nhiệt điện bằng ba mia với tổng công suất lắp dặt 130MW Tuy nhiên, nêu thừa điện thì các nhả máy nảy cũng,

không bán được

Ngoại trừ mía đường, các nguồn sinh khối khác vẫn chưa được khai thác để sản xuất diện Một số nhà dâu tư nước ngoài đã chuẩn bị các nghiên cứu khả thi yẻ

sử dụng rác sinh học đô thị để sản xuất điện, mặc đủ vậy chua có một nha may sinh khối thương nuại nào ở Việt Nam Chính phủ đang đàm phán với các nhà đầu tư Anh, Mỹ đẻ ký một hợp đồng BOT trị giá 106 triệu dõla dễ xảy đựng một nhà máy sinh khối tại TP Tiỗ Chí Minh Dự án này sẽ xây đựng một nha máy xử lý I.S00 - 3.000 tán rác mỗi ngày, sân xuất 1 SMW điện và 480.000 tấn NPK Aca

Nguồn khí sinh học (biogas) tứ bãi rác chốn lấp, phản động vật, phụ phẩm nông nghiệp hiện mới chỉ được ứng dụng trong đưn nâu Lý do đây là nguồn phân

tan, khô sân xuất điện Ưúc tính cả nước có chừng 35.000 trầm khí biogns phục vụ dun nâu gia đình với sắn lượng 500-1.000m3 khi/năm cho mỗi hẳm Tiểm năng lý

thuyết của biogas ở Việt Nam là khoảng 10 tỷ m3/năm (1m3 khí tương đương 0,5

kg đầu) Hiện tại đang có một số thử nghiệm dùng biogas để phát điện Theo nghiên

cửu của Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng vá Môi trưởng, nêu mỗi ngáy chạy 1

may phát (công suất 1-2kw) trong thời gian 2 tiếng thì cân phải nuôi 20 con lon Giá

thành của khí sinh học ở vào khoảng 6cont/kwh, tương đường 800 dồng,

- NLSK có thể tái sinh dược

- NL§K tận dụng chất thải làm nhiên liệu Do đỏ nó vừa làm giảm lượng rác

vừa biến chất thải thành sân phẩm hữa ích

- Phát trign NILSK lam giảm sự thay đổi khí lậu bất lợi, giảm hién lượng, mưa axit, giảm sức ép về bãi chôn lấp v.v

Về mặt kỹ thuật:

- Có chỉ số celan cao hơn DieseL

- Sinh khối rắt linh dộng cỏ thể trộn với diesel theo bắt kỉ tỉ lệ nảo

- Sinh khối có điểm chép cháy cao hơn điesel, đốt cháy hoàn toàn, an toàn trong tồn chứa và sử dụng,

* Nhược điêm:

- Năng lượng sinh khối có một số tác động môi trường Khi đốt, các niguén sinh khối phát thái vào không khí bụi và khí sulũmơ (S02) Mute 46 phat thai tùy thuộc vào nguyên liệu sinh khối, công nghệ và biện pháp kiểm soát ô nhiễm

- Việc phát triển quy mỏ lớn các cây năng lượng đẻ sẵn xuất nhiên ligu sinh hoc (biofuel) vd thé din t6i gia Ling sir dung thuốc trừ sâu và phân bón, pay tac hai ddi với động vật hoang đã và mỏi trường sóng

- Sân xuât năng lượng từ gỗ có thể gây thêm áp lực cho rừng

12.5 Gam công suất DG úng với các công nghệ khác nhau

Gam công suất DG khác nhau sẽ giúp người nghiên cửu hệ thống, quy hoạch

có thể lụa chọn đúng gam công suất cần thiết l3áng 1.1 cáo công nghệ và gam công suất khác nhau của DG

8 Thng lâm nhận từng lượng thiệt mặt trời | 1 —10 MW

9 Máng hệ thống nhận năng lượng mặt trời | 10—30 MW

Tô Tăng lượng sinh khôi đựa vào khí hoá 100 EW -20MW

Bằng 1.1: Các gam công suất ứng với các công nghệ DG khóc riiøu

1.2.6 Hiện trạng và xu hướng phát triển nguồn phân tán ở Việt Nam

rong những năm gân đây, mối quan tâm về DG tai Việt Nam ngảy cảng nhiều khi mà nhu câu về các nguồn phát điện tại chỗ đang tăng lên Những nguồn diện phân tán như: diện giỏ, diện mặt trời, thúy diện nhỏ, diện sinh khối dang

được chú ý quan tâm hơn cả Tính tới năm 2007, tổng công suất của DG đã được lắp đặt và đưa vào vận hành khoảng 380,5MW, trong đó nguồn Thủy điện nhỏ, điện

giỏ chiếm tỉ trọng lớn nhất Trong một vải nắm Lới, các nguồn DG khác như: điện

giỏ (hương Mai — 50,41 MW, Phước Ninh — 20 MW, Phú Quý — 1000 MW ), điện inl trời (1000KWp) ở khu vực Tây Nguyên khi đi vào vận hánh sẽ đóng vai trò

dang kể trong việc đảm bảo nhu câu diễn năng che các phu tài dịa phương, góp phân giảm “nhiệt” cho cáo hệ thống điện khu vue

Theo Tổng sơ đổ VT ~ mục Liêu phát triển DG đến 2025 là 4051 MW, trong

do giai doan 2006-2015 14 2451 MW va giai doan 2015-2025 la 1600 MW

hư vậy, LPP của Việt Nam trong tương lai không xa sẽ có những thay đổi dang kế + hình cũng như các vẫn để kỹ thuật Hiên quan tới khai thác, vận hành

mang din

CHƯƠNG2 CÁC ẢNII HƯỚNG CỦA CÁC NGUỎN PHIÁT ĐIỆN PIIAN TAN TOT

LƯỚI PHẦN PHÓI

2.1 KHÁI QUÁT CIUNG

Những lợi ích mà DG mang lại cho lưới điện như đã để cập ở trên Tuy nhiên, khi kết nối DG vào lưới điện cẻn phải tuân thủ các tiều chuẩn kết nối và rằng

chuẩn cũng khác nhau và kéo theo ảnh hưởng của DỢ tới lưới cũng khác nhau

Lưới điện phân phối bị giới hạn bởi những ràng buộc về ổn định điện ap va kha trăng lải của đường đây, thiết bị Ngoài ra các tiêu chuẩn cơ bản cho phép kế nổi vào lưới diện phân phổi (tiêu chuẩn về cấp diện áp, tấn số ) bị ảnh hưởng bởi kỹ thuật và công nghệ chế tạo

Các nguồn phan tin (DG) thường được kết nói chủ yếu là ở lưới diện phân phối trung áp với cấp điện áp từ 6kV 35kV Những nghiên cửu trước đây cho thấy, với mức độ thâm nhập từ 10-15% của các nguằn phân tán vào lưới sẽ không

có những thay đổi đáng kế nào đối với cầu trúc lưới và hệ thống điện [3] Tuy rửiên

khi mức độ thâm nhập của DQ cảng tăng thì mức độ ánh hưởng lên lưới lả cảng lón Khi đó, ngoài những ảnh hưởng tới tính kinh tế oủa lưới điện, những lợi ích và bắt foi và những vẫn để liên quan lới môi trường và biển đối khi hậu, sự thâm nhập của

DG vao lưới còn làm phát sinh những van dé kỹ thuật cân phải quan tâm, đó là:

- _ Đặc tính điện áp thay đối trên toàn kưới phụ thuộc váo công suất tiêu thụ

-_ Quá độ điện áp sẽ xây ra đo việc kết nổi và ngất kếi nổi các máy phải

hoặc thậm chỉ là do quá trinh vận hành máy phát phân tán

- Tang mức đê dòng ngắn mạch sự cổ

-_ Văn dễ về phối hợp bảo về giữa phía máy phát phân tần và lưới điền

-_ 'Tển thất công suất thay đối theo các cấp độ phụ tái

- Chất lượng, độ an toàn và độ tín cậy cung cấp điện

2.2 TON THAT CONG SUAT TREN LUOL

DG xuất hiện sẽ làm thay đổi dòng công suất trên lưới Nếu DG đặt giữa nguồn cấp điện và phụ tải sẽ làm giảm công suất truyền tải từ nguồn tới vị trí đặt

DG do đó làm giảm tốn thất công suất trên đoạn lưới nảy Hoặc khi phụ tải tăng cao thị sự xuất hiện của DG cục bộ gân phụ tải đỏ sẽ cấp công suất bù vào lượng tăng, thêm đó, điều này đồng nghĩa với việc giảm được lượng công suất từ nguồn truyền thông tới phụ tải, trong lưới phân phỏi thì nguồn đó thường là các tram bien áp trung gian Mặt khác, khi phụ tải giảm thấp thì nguồn phân tản lúc đó có thể cung cấp điện cho lưới điện Mức độ đỏng góp của DG cỏn tủy thuộc vảo công suất của

nó so với nhụ câu tăng thêm của phụ tải

PstjQs Hinh 2.1 DG làm giảm công suất trên đoạn lưới từ hệ thông tới

D6 có thê làm giảm hoặc tăng tồn thất công suất trên lưới phụ thuộc vào vị trí của nó trên lưới và câu hình của lưới (cấp điện áp, sơ đồ lưới ) Trong thực tế thì

vị trí DG được xác định đề cho khi đỏ tồn thất trên lưới là nhỏ hơn trước khi có DG

Việc xác định tôi ưu vị trí đặt và công suất DG, cỏ xét đến các điệu kiện vận hảnh khác nhau của lưới điện, sẽ đem lại kết quả tốt hơn cho bài toán giảm thiêu tôn thất công suất trên lưới Tổn thất sẽ được giảm nhiều hơn khi kết nồi các DG ở các khu

vực có mật độ phụ tải cao hơn [18]

Xét lưới đơn giản như trong hình 2.1, để cấp cho phụ tải tại nút 3, khi chưa

có DG thi hệ thông (HT) sẽ phải cấp tới một lượng công suat: S, = S, + AS,, Tuy nhiên, khi có DG thì lượng công suất đó sẽ giảm đi một lượng chỉnh là công suất của DG (8; =8, + AS,,—8„„) nêu như DG không cấp đủ cho phụ tải tại mút 3

Trong trường hợp này, đồng nông suất trên đoạn 12 sẽ giảm va kéo theo là giãm tốn

thất công, suất trên doạn này, và vị trí kết nói là có lợi

Với sự có mặt của DG, tổn thất công suất trên đường dây của LPP có thể được điều chính và có thể được đánh giá thông qua hệ số Lồn thất công xuất trên

trong đỏ LLnœ là tổng tổn thất công suất trên đường dây trong hệ thông có

DG va ngược lại, Ï.Tnø là khi không có DG

Cũng theo |22|, tồn thết công suất trên lưới diện còn phụ thuộc chặt chế với

công nghé DG duge sit dung, mic độ thâm nhập (DG;« — liên quan về công suât)

và múc độ phân lân (DØf¿ — liên quan tới vị trí kết nói) của DG trên lưới Mức độ thâm nhập có thể đuợc tỉnh toàn theo hàm của lông công suất phải của TÌG (P,.) va tổng công suất phụ tải đỉnh của lưới (7, )

Py

DG yy — Z5 310096 pan 42)

Mức đô thâm nhập của DG < 3094 (Ppg<0.3PL ) được coi là thấp và lý lưởng

là 100% (Pna=Pi) Mức độ thâm nhập của tử 10-15% sẽ không gây ra những, thay

đi về câu trúc lưới

Mức độ phân tán của DŒ trên lưới là tỉ số giữa số nứt kết nỗi DG (W„ ) so

với số nút phụ tái (V, ) trên lưới điện

w với Mụ, + ÂM, +1— N là số núi của lưới điện

Mức độ phản tán của DG < 30% (N„„ «0⁄3, ) được coi là thấp và lý tưởng là 100% (M„T— N,) Khi 7X7„„— 0% thì trên lưới chỉ có nguồn phát điện

tập trung truyền thông

Tên thất công suất trên lưới có thẻ tăng lên khi mức độ thâm nhập của DG vào lưới lả lớn Điều này có thể khắc phục được nếu như DG được phân bỏ hợp ly trên lưới và cung cập đủ công suất phản kháng lên lưởi (hình 2.2

= Céng suat tai mit i (=1,2,3 n) là

USU, Ís, eo(G, —0,)+ By sin(0,-0,}] 2.7)

2, -Qra - Ox, =U IE Ulla, sinl8, — 8, }+ 8, e098, — 6, ] 08

trong đó Y = gu +jba là tổng dẫn tương hỗ đường day Gk), —F7 z0, và

6, Công suất phụ tải tại mút ¡ là ,, = P„ + /Q,,, công suất phát của DG

2.3 CAC VAN DE VE DIEN AP

DG khéng diéu chỉnh trực tiếp điện áp của lưới điện phân phối Điều nay được giải thích như là tác dụng ngăn căn sự điều chỉnh khép kín (tự động hoặc bằng tay) công suất phân kháng của DG khí có sự thay đổi điện áp Điều nảy không có nghĩa là DG không ảnh hướng tới điện áp lưới điện Cho đủ DG không điểu khiển

trực tiếp điện áp trên lưới nhưng DG có thể làm che điện áp trên lưới tăng lên hoặc

giảm đi phụ thuộc vào loại DG, phương pháp điều chỉnh D, công suất phát và các thông số của lưới và tải Ảnh hưởng của DG lên sự thay đổi điện áp là nhỏ hơn khi

DG chỉ phát công suat tac dung (cosp = 1) so với khi 2G phát hoặc tiêu thụ công, suất phản kháng

Các máy phát không đồng bộ phát công suất tác dụng nhưng lại luôn tiêu thụ công suất phân kháng từ hệ thống Do vậy, các lụ điện tũnh thường dược sử dung dé

bủ lại lượng công suất phán kháng tiêu thụ đó

Các máy phát đồng bộ phát công suất tác đụng và có thé phat hoặc tiêu thụ

công suất phản kháng, Khi được sử đụng như là DG, các máy phát này thường được

vận hành trong chế độ điều khiển hệ số cose không đổi Khi các máy phát đồng bộ tiên lhụ công suất phân kháng lừ hệ thông thì ảnh hưởng tới điện ap gidng nha

trường hợp vận hành máy phát không đồng bỏ liêu thụ cùng lượng công suất nhậm kháng, Nếu một DO tiêu thụ công suất phản kháng, điện áp có thể giảm Nếu một

DG phat công suất phan khang, anh hướng của DG là giống như cáo tụ điện tĩnh, điện áp có thể tầng lên

DG cing anh hưởng tới tổn thất trên các lộ dường dây, làm thay déi dic tinh điện áp DG ảnh hưởng tới việc giảm tổn thất cũng giếng như các giản tụ bù đặt

là ngược tới lưới truyền tãi thông qua máy biến áp trạm nguồn, tốn thât có thể tăng lên trên lưới phân phôi, nhưng tốn thất trên lưới truyền tải thị giãm xuống Điều này

sẽ có ich nếu lưới truyền tải đang ở trong tình trạng đầy tải, mặt khác tổn thất ting lên trên luới phân phối sẽ là vẫn đề lớn đối với các công ty phân phối điện Mặt khác, khi công suất Dữ phát ngược lên lưới truyền tải, sự ổn định của hệ thông, tức

lä ởn định gáo, tần số và điện áp sẽ bị ảnh hướng

Sự én dinh điện áp bao gồm các điều kiện tải vận hảnh én định vả múe điện 4p nam trong phạm vi cho phép tại tất cá các mút (thanh cái), Hơn thể nữa, công suất phát từ các DG sẽ giảm công suất phát từ các nguồn phát điện tập trung (ruyển thống) và số máy phát trên lưới, ảnh hưởng tới dự trữ quay hệ thống Điều này sẽ làm gia tăng mức độ không chắc chắn của ôn định hệ thông điện khi có nhiễu loạn

xây ra

Nhu đã để cập, với các DG là các máy phát đồng bộ có thé phát công suất tác đụng phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng có thể làm tăng điện áp ở vùng có diện áp thấp nhưng cũng, cỏ thể lâm tăng diện ấp cục bộ trên lưới diện

Dé hie mh hưởng của DŒ đến điện áp của lưới, ta xét mô hình kết nối DŒ

vào lưới điện như trên hình 3.3 |20|

Trị1jQui

HX,

Hinh 2.3 Điện áp nút tăng lên tại mút có đấu nổi DG

Công suất bơm vào nút j là:

Sy ~ Pay — FOny ~ (Pag + JOne)-P, + 70,) G1)

trong đỏ, Š„ là công suất biểu kiến ơủa DG bơm váo lưới, #,„,Ó,„ là công

suất tác dụng và phân kháng của DG; P,,, iy lả công suất tác dụng và phản kháng, của phụ tai;

Vì đòng điện trên nhánh jj là /„ — ÍP — JG„)/ 1, nên ta có điện áp tại nút kết nổi là

may phat điện đồng bộ làm gia tăng điện áp nhanh hơn, tức ảnh hưởng lớn hơn DG

có bộ biến đổi có thể thay đối công suất phân kháng đầu ra trong một phạm vĩ nhỏ

Do đó, việc kết hợp tỷ số R/X của hệ thông hoặc đặc tỉnh lưới phân phối với đặc tính tải (hinh dang đồ thị phụ tãi) để xác định xem mức điện áp ở điểm kết nỗi có tầng lên hay không khi công suất phát cúa DG tăng lên

3.3.2 Sự suy giảm nhanh điện áp

Sự suy giãm nhanh diện áp là sự suy giãm diện áp trong thời gian ngắn va

thường kết thrúc từ 0,5 chủ kỳ đỏng điện (0,1 giây) tới 1 giây hoặc từ hàng chục

thể từ hàng chục đến hảng ngân lần Sự suy giám nhanh điện áp có thể xây ra khi

mở một nhánh, khí xây ra ngắn mạch, boặo khí khỏi đông một máy phát DG, hoặc

mây phát trung lâm lớn bị sự cd Mite suy giam từ 0.9 pu dén 0.85 pú thường do dòng cắt tải, trong khi dé những sự suy giảm mạnh cỏ thể do các sự có ngắn mạch

gây ra

Sự suy giãm nhanh điện áp có thể dẫn đến trục trặc của rơle bão vệ hoặc rnột

sự có xây ra trong mạng lưới có thể gây ra ngừng hoạt dộng tạm thoi cae DG

Trong trường hợp điện gió, khi khởi đồng tuabin gió có thể gây ra sự sụt giảm điện áp đột ngột và khôi phục lại sau vải giây Giả sử rắng Iuabin được đặc trưng bởi hệ số thay đổi điện áp kí, } Cự, là góc của tổng trở ngắn mạch của tưới), điện áp suy giảm đột ngột có thể được ude lượng như sau

5s,

trong đó, Š» là công suất toàn phản định mức của tuabin giỏ, 8x là công suất ngắn mạch của lưới điện,

Tuy nhiền, từ công thúc (2.14) thì đó là một làm không phụ thuộc vào số

tuabin gió (trong, nhà máy diện gió) nên có thể nói rằng sự suy giảm nhanh về diện

áp không phái là một ràng buộc khi mở rộng qui mô (công suất) nhà máy điện gió 1.3.3 Sự đau động điện án

Sự đao động điện áp lả sự thay đối có tính hệ thống biên độ và hình đáng của

sông điện áp hoặc một chuỗi các thay đổi ngẫu nhiên về điện áp, biên độ điện áp thường không vượt quá giới hạn qui dịnh là từ 0.9 pu dén 1.1 pu

Sự biển đổi công suất phát của một số máy phat DG nhu tra-bin gió và pin

xuặt trời dễu cỏ tỉnh ngẫu rửiên có thể gây ra sự dao đông diện áp, Điều nảy có

thể gây ra sự không ổn định của điện ap khi cung cấp cho người tiêu dùng, Sự biển đối của tỏc độ gió của các tua-bim gió có tóc độ cỗ định có thể sản sinh ra động điện dao dộng Ở thời điểm đám mây dị chuyển che khuất mặt trời có thể làm cho công, suất phát từ pin mặt trời thay đổi Khi công suất của pin mặt trời mà nhỏ so với ông suất của lưới phân phối và tãi thủ ảnh hưởng tới đao động điện áp là không lớn Tuy nhiên, khi công suất của pin mặt trời tăng lên thì ảnh hưởng dó là dáng kẻ,