Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 6 (Bài 13) - TS. Nguyễn Quang Nam

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 33
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Năng lượng tái tạo - Chương 6 (Bài 12): Ứng dụng hiệu quả NLTT" nghiên cứu một số vấn đề kỹ thuật về điện gió bao gồm: Tích hợp điện gió vào lưới điện, các công nghệ mới, tiêu chuẩn về điện gió, công nghệ truyền dẫn, truyền động trực tiếp, tích trữ năng lượng trong tương lai. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Năng lượng tái tạo: Chương 6 (Bài 13) - TS. Nguyễn Quang Nam

408004 Năng lượng tái tạo Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam 2013 – 2014, HK1 http://www4.hcmut.edu.vn/~nqnam/lecture.php nqnam@hcmut.edu.vn Bài giảng 13 1
Ch. 6: Ứng dụng hiệu quả NLTT 6.3. Một số vấn đề kỹ thuật về điện gió  Tích hợp điện gió vào lưới điện  Các công nghệ mới  Tiêu chuẩn về điện gió  Công nghệ truyền dẫn  Truyền động trực tiếp  Tích trữ năng lượng trong tương lai Bài giảng 13 2
Tích hợp điện gió vào lưới điện  Hiện tại điện gió vẫn chiếm một tỷ trọng nhỏ về nguồn phát, nên tác động của nó lên sự vận hành của lưới điện là nhỏ  Nhưng khi điện gió phát triển (trong tương lai không xa), nó sẽ có ảnh hưởng lớn hơn, thậm chí chiếm ưu thế đối với sự vận hành của lưới điện  Điện gió gây ảnh hưởng đến sự vận hành của lưới điện từ tính ổn định quá độ đến dòng công suất trong trạng thái xác lập  Ảnh hưởng về điện áp và tần số là mối quan tâm chính Bài giảng 13 3
Tích hợp điện gió vào lưới điện  Một vấn đề cơ bản liên quan đến các hệ thống dùng “nhiên liệu miễn phí” như gió là việc vận hành với một mức dự trữ đòi hỏi phải để lại một phần năng lượng miễn phí. – Một vấn đề tương tự đã tồn tại với năng lượng hạt nhân, với nhiên liệu hóa thạch thường đóng vai trò dự trữ  Vì ngõ ra của tuabin gió có thể thay đổi theo lũy thừa ba của vận tốc gió, dưới các điều kiện nhất định thì một sự sụt giảm tốc độ vừa phải có thể gây ra một tổn thất lớn về công suất phát ra. – Sự thiếu hụt dự trữ hóa thạch có thể làm vấn đề trầm trọng hơn Bài giảng 13 4
Điện gió và dòng công suất  Công cụ phân tích hệ thống điện phổ biến nhất là phân bố công suất (còn gọi là phân bố tải) – phân bố công suất xác định công suất truyền như thế nào trong lưới điện – cũng dùng để xác định tất cả điện áp và dòng điện – vì các mô hình công suất hằng, phân bố công suất là một kỹ thuật phân tích phi tuyến – phân bố công suất là công cụ phân tích xác lập – cũng có thể được dùng để lập kế hoạch cho các nguồn phát mới, kể cả điện gió Bài giảng 13 5
Ví dụ phân bố công suất 5 bus T2 800 MVA 1 T1 5 4 345/15 kV 3 520 MVA Line 3 345 kV 50 mi 400 MVA 800 MVA 15 kV 15 kV 400 MVA 345 kV 40 Mvar 80 MW Line 2 Line 1 345 kV 15/345 kV 100 mi 200 mi 2 280 Mvar 800 MW Singleline diagram Bài giảng 13 6
Thay đổi nguồn phát và slack bus  Phân bố công suất là công cụ phân tích xác lập, do đó giả thiết là tổng công suất tải và tổn thất luôn bằng với tổng công suất phát • Sự khác biệt về nguồn phát xảy ra ở slack bus  Khi nghiên cứu thay đổi nguồn phát dựa vào phân bố công suất cần luôn luôn hiểu rõ nơi đặt nguồn phát • Các phương án phổ biến là slack bus của hệ thống, phân bố trên các máy phát dựa vào hệ số thâm nhập hay kinh tế Bài giảng 13 7
Công nghệ mới trong điện gió – Công nghệ tốc độ thay đổi – tăng hiệu suất 5% – Dễ điều khiển phân bố công suất tác dụng và phản kháng – Rôto đóng vai trò bánh đà (trữ năng lượng) – Không có vấn đề chập chờn điện áp – Chi phí cao hơn (phần điện tử công suất chiếm 7% giá thành) Bài giảng 13 8
Máy phát KĐB nguồn kép (DFIG) http://www.windsimulators.co.uk/images/DFIG.gif Bài giảng 13 9
Tuabin vận tốc thay đổi với DFIG  Bộ biến đổi cấp nguồn cho dây quấn rôto  Dây quấn stato nối trực tiếp vào lưới  Bộ biến đổi nhỏ  Giá thành thấp Bài giảng 13 10
Turbin tốc độ bán biến thiên đơn giản hóa  Điện trở của rô to của máy phát không đồng bộ lồng sóc được thay đổi tức thời nhờ mạch điện tử công suất tốc độ cao Bài giảng 13 11
Tốc độ biến thiên bằng bộ biến đổi đủ công suất  Cách ly khỏi lưới điện Truyền năng lượng Điều khiển công suất tác dụng và phản kháng, điều khiển méo dạng họa tần toàn phần Mạch kích điều khiển mômen máy phát, dùng giải thuật điều khiển vectơ Bài giảng 13 12
Bộ chỉnh lưu và băm xung Băm xung tăng áp được dùng để biến đổi điện áp chỉnh lưu phù hợp với điện áp dc-link của bộ nghịch lưu Bài giảng 13 13
Các tiêu chuẩn kết nối lưới cho trang trại gió Khả năng lướt qua sự cố điện áp của tuabin gió a. Tuabin nên nối lưới thường trực và đóng góp cho lưới trong trường hợp có nhiễu loạn như sụt điện áp. b. Trang trại gió nên phát điện giống như các nhà máy điện truyền thống, cung cấp công suất tác dụng và phản kháng để phục hồi tần số và điện áp, ngay sau khi xuất hiện sự cố. Bài giảng 13 14
Các yêu cầu Bài giảng 13 15
Các yêu cầu CLĐN cho các tuabin gió hòa lưới  Chập chờn điện áp + liên họa tần  Dự thảo tiêu chuẩn IEC-61400-21 đối với “Các yêu cầu về chất lượng điện năng cho các tuabin gió hòa lưới” Bài giảng 13 16
Tiêu chuẩn IEC-61400-21 1. Phân tích chập chờn điện áp 2. Vận hành chuyển mạch. Quá độ điện áp và dòng điện. 3. Phân tích họa tần (FFT) – cửa sổ hình chữ nhật 8 chu kỳ tần số cơ bản. THD đến họa tần bậc 50. Bài giảng 13 17
Các tiêu chuẩn khác 1. Họa tần tần số cao và liên họa tần IEC 61000-4-7 và IEC 61000-3-6 2. Các phương pháp tính tổng họa tần và liên họa tần trong IEC 61000-3-6 3. Để có được biên độ đúng của các thành phần tần số, xác định chiều rộng cửa sổ theo IEC 61000-4-7 4. Tần số chuyển mạch của bộ nghịch lưu không phải là hằng số 5. Có thể không phải là bội số của 50 Hz Bài giảng 13 18
Các công nghệ truyền dẫn tương lai  Lắp đặt ngoài khơi. Bài giảng 13 19
Truyền tải AC cao áp (HVAC)  Nhược điểm:  Cáp có điện dung phân tán cao  Chiều dài bị giới hạn Bài giảng 13 20