intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn điện phân tán tới hệ thống bảo vệ role

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST
Báo xấu
20
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn điện phân tán tới hệ thống bảo vệ role" nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối. Cụ thể ở đây là nghiên cứu hai lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp và trung tính cách điện so với đất.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn điện phân tán tới hệ thống bảo vệ role

  1. LÊ THỊ MINH TRANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Lê Thị Minh Trang KĨ THUẬT ĐIỆN – HƯỚNG HỆ THÔNG ĐIỆN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kĩ thuật điện KHOÁ 2009-2011 Hà Nội -2011
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Lê Thị Minh Trang NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ ROLE Chuyên ngành: Kĩ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KĨ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T.S Nguyễn Xuân Hoàng Việt Hà Nội -2011
  3. LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tác giả, còn phải kể đến những sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè, gia đình. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt, người đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn. Xin cảm ơn các thầy cô thuộc bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã có những góp ý quý báu về nội dung của đề tài. Đồng thời, tôi cũng xin gửi tới các bạn bè, đồng nghiệp đã cùng tôi trao đổi và giúp tôi tháo gỡ nhiều vướng mắc trong quá trình thực hiện. Cuối cùng tôi xin gửi tới gia đình và người thân, những người luôn bên cạnh tôi, là chỗ dựa tinh thần giúp tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian qua. Học viên Lê Thị Minh Trang
  4. Luận văn thạc sĩ khoa học LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố. Tác giả Lê Thị Minh Trang Học viên: Lê Thị Minh Trang 1 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  5. Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 8 Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN .................10 1.1. Định nghĩa nguồn điện phân tán (DG) .............................................................10 1.2. Các yếu tố thúc đẩy sự phát triển của nguồn điện phân tán .............................12 1.2.1. Thị trường điện tự do ................................................................................13 1.2.2. Độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng...................................14 1.2.3. Các vấn đề về biến đổi khí hậu.................................................................14 1.3. Các loại nguồn điện phân tán và khả năng phát triển của chúng......................15 1.3.1. Năng lượng mặt trời .................................................................................16 1.3.2. Năng lượng gió .........................................................................................17 1.3.4. Năng lượng thủy triều và sóng .................................................................17 1.4. Các lợi ích của nguồn điện phân tán .................................................................20 1.4.1. Nâng cao độ tin cậy của lưới điện ............................................................20 1.4.2. Nâng cao chất lượng điện năng ................................................................21 1.4.3. Giảm yêu cầu của công suất đỉnh. ............................................................23 1.4.4. Cung cấp các dịch vụ phụ trợ cho lưới điện .............................................24 1.5. Ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đối với hệ thống điện .............................25 1.5.1. Vấn đề điện áp của lưới điện ....................................................................26 1.5.2. Vấn đề đối với sa thải phụ tải tần số thấp ................................................27 1.5.3. Vấn đề hòa đồng bộ ..................................................................................29 1.5.4. Thay đổi trị dòng điện trong chế độ sự cố................................................30 1.5.5. Phát sinh nhiễu động và sóng hài bậc cao trong lưới điện .......................31 1.5.6. Vấn đề phối hợp hệ thống bảo vệ trong lưới điện phân phối ................... 31 Học viên: Lê Thị Minh Trang 2 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  6. Luận văn thạc sĩ khoa học 1.5.7. Thay đổi tổn thất công suất trên lưới điện ................................................38 1.5.8. Mất tính ổn định của lưới điện phân phối ................................................38 CHƯƠNG 2. NHỮNG ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN HỆ THỐNG BẢO VỆ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ...............................................40 2.1. Hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối ..........................................................40 2.2. Tác động của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối - 42 - 2.2.1 Tác động của sơ đồ nối các cuộn dây máy biến áp kết nối giữa lưới điện và nguồn điện phân tán. ............................................................................43 2.2.2. Nguồn điện phân tán trong lưới điện có điểm trung tính cách điện đối với đất .............................................................................................................45 2.2.3. Nguồn điện phân tán trong lưới điện có điểm trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang .............................................................................................47 2.2.4. Nguồn điện phân tán trong lưới điện điểm trung tính nối đất trực tiếp. - 49 - CHƯƠNG 3. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NHỎ NẬM ĐÔNG VÀ ĐA KHAI TỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ LƯỚI PHÂN PHỐI . .- 51 - 3.1. Ảnh hưởng của nhà máy thủy điện Nậm Đông (nối với lưới điện có điểm trung tính cách điện với đất).......................................................................................51 3.1.1. Giới thiệu nhà máy thủy điện Nậm Đông ................................................51 3.1.2. Tính toán phân bố dòng thứ tự không khi có sự cố một pha chạm đất trên lưới điện 35kV Văn Chấn .........................................................................53 3.1.3. Lựa chọn phương thức và thông số cài đặt của các rơle bảo vệ lưới điện 35kV Văn Chấn ........................................................................................54 3.2. Ảnh hưởng của nhà máy thủy điện Đa Khai (nối với lưới điện có điểm trung tính nối đất trực tiếp).........................................................................................60 Học viên: Lê Thị Minh Trang 3 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  7. Luận văn thạc sĩ khoa học 3.2.1. Giới thiệu nhà máy thủy điện Đa Khai .....................................................60 3.2.2. Ảnh hưởng của nhà máy thủy điện Đa Khai tới sự phối hợp các thiết bị bảo vệ ........................................................................................................65 CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................80 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 83 Học viên: Lê Thị Minh Trang 4 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  8. Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DG: Nguồn điện phân tán HT: Hệ thống BI: Biến dòng điện BU: Biến điện áp BI0: Biến dòng thứ tự không MBA: Máy biến áp TBA: Trạm biến áp NMTĐ: Nhà máy thủy điện 50/I>>: Bảo vệ quá dòng điện cắt nhanh 51/ I>: Bảo vệ quá dòng pha có thời gian 50N/ I0>>: Bảo vệ quá dòng thứ tự không cắt nhanh 51N/ I0>: Bảo vệ quá dòng thứ tự không có thời gian 67: Bảo vệ quá dòng pha có hướng 67N: Bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng 67Ns: Bảo vệ quá dòng thứ tự không có hướng độ nhậy cao Học viên: Lê Thị Minh Trang 5 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  9. Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Kết quả chỉnh định bảo vệ thứ tự không có độ nhậy cao cho các đường dây 377, 375, 373, 371. ............................................................................................. 60 Bảng 3.2. Dòng điện ngắn mạch chạy qua các bảo vệ khi có sự cố trên đường dây D1 và chưa có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào ............................................................ 72 Bảng 3.3. Dòng điện ngắn mạch chạy qua các bảo vệ khi có sự cố trên đường dây D1 và có NMTĐ Đa Khai đấu nối vào ...................................................................... 77 Bảng 3.4. Thông số chỉnh định của bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt trước khi nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào ....................................... 78 Bảng 3.5. Cài đặt lại thông số chỉnh định của bảo vệ đường dây D2 22kV trạm biến áp 110kV Đà Lạt sau khi nhà máy thủy điện Đa Khai đấu nối vào ..........................79 Học viên: Lê Thị Minh Trang 6 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  10. Luận văn thạc sĩ khoa học DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Sơ đồ mô tả trường hợp tự động đóng lại và cầu chì phối hợp bảo vệ không tốt ...................................................................................................33 Hình 1.2. Sơ đồ mô tả trường hợp tự động đóng lại tác động ngoài vùng bảo vệ ....34 Hình 1.3. Sơ đồ mô tả tác động của nguồn điện phân tán đến các sự cố ở đường dây lân cận .......................................................................................................36 Hình 2.1. Sơ đồ mô tả hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối .............................. 41 Hình 2.2. Sơ đồ nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện thông qua máy biến áp có tổ đấu dây Y 0/∆ .........................................................................................44 Hình 2.3. Sơ đồ nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện thông qua máy biến áp có tổ đấu dây Y 0/Y 0 .......................................................................................44 Hình 2.4. Phân bố dòng khi có sự cố chạm đất một pha ...........................................46 Hình 2.5. Đồ thị véctơ dòng điện và điện áp của mạng khi có một pha chạm đất ... 47 Hình 2.6. Phân bố dòng khi có sự cố chạm đất một pha ...........................................48 Hình 2.7. Nguồn điện phân tán nối song song với lưới điện ....................................49 Hình 3.1. Sơ đồ đấu nối nhà máy thủy điện Nậm Đông vào trạm 110kV Nghĩa Lộ 52 Hình 3.2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ tại các TBA 35kV đang sử dụng hiện nay ........ 57 Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ quá dòng có hướng độ nhạy cao (67Ns) ...... 58 Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý của bảo vệ quá dòng có hướng độ nhạy cao phát hiện xuất tuyến bị chạm đất một pha................................................................58 Hình 3.5. Sơ đồ nối điện chính của nhà máy thủy điện Đa Khai ..............................64 Hình 3.6. Sơ đồ đấu nối nhà máy thủy điện Đa Khai vào hệ thống điện quốc gia ... 65 Hình 3.7. Sơ đồ phương thức bảo vệ đường dây D2 khi có DG đấu vào.................79 Học viên: Lê Thị Minh Trang 7 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  11. Luận văn thạc sĩ khoa học MỞ ĐẦU Trong các lưới điện phân phối trên thế giới hiện nay, xuất hiện ngày càng nhiều các nguồn điện phân tán kết nối vào (nguồn điện có công suất nhỏ). Tỷ trọng điện năng phát ra từ các nguồn điện phân tán ngày càng lớn và tốc độ tăng nhanh đặc biệt trong những năm gần đây. Vì vậy, đầu tư cho nghiên cứu, khai thác nguồn điện phân tán cũng như nghiên cứu về việc kết nối và ảnh hưởng của nguồn điện phân tán vào lưới điện quốc gia cũng tăng theo hàm số mũ trong các năm trở lại đây. Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế đó, với đặc điểm có nhiều sông ngòi và trải đều theo chiều dài đất nước, nên ngày nay có nhiều các thủy điện nhỏ được kết nối vào lưới điện phân phối trên cả ba miền: Bắc, Trung, Nam. Ngoài ra, chúng ta cũng đang tiến hành khảo sát, tiến đến xây dựng các nhà máy thủy điện sử dụng năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, sự xuất hiện của nguồn điện phân tán trong lưới điện phân phối không phải tạo ra các vấn đề đối với lưới điện phân phối. Nguyên nhân chính của các vấn đề này là việc lưới điện phân phối được thiết kế là một lưới điện thụ động, nghĩa là trên lưới điện khi thiết kế được giả thiết là chỉ bao gồm các phụ tải điện, không có các nguồn điện kết nối vào. Nếu có nhiều nguồn phân tán kết nối vào có thể dẫn đến các chế độ vận hành không cho phép cũng như có thể gây hư hỏng cho các thiết bị điện trên lưới điện phân phối. Các tác động lớn nhất của nguồn điện phân tán đến lưới điện phân phối là ảnh hưởng của dòng điện trong các chế độ sự cố ngắn mạch và hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối. Vì vậy ta cần tìm hiểu, nghiên cứu để nhận biết và đề ra các biện pháp khắc phục, giải quyết các vấn đề đó một cách tối ưu nhất. Luận văn này nhằm mục đích nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối. Cụ thể ở đây là nghiên cứu hai lưới điện có trung tính nối đất trực tiếp và trung tính cách điện so với đất. Với lưới hai lưới điện này, khi có nguồn điện phân tán nối song song với lưới cần điều chỉnh Học viên: Lê Thị Minh Trang 8 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  12. Luận văn thạc sĩ khoa học hay cài đặt lại các hệ thống bảo vệ để đảm bảo độ chọn lọc cũng như độ nhạy của bảo vệ. Ý nghĩa khoa học của luận văn Ngày càng có nhiều nguồn điện phân tán (phần lớn là các thủy điện nhỏ) được kết nối vào lưới điện phân phối trong hệ thống điện Việt Nam. Việc phân tích, nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ của lưới điện phân phối sẽ làm sáng tỏ một phần các tác động của nguồn điện phân tán trong lưới điện phân phối. Các nghiên cứu của luận văn giúp hạn chế được các tác động tiêu cực của nguồn điện phân tán đến lưới điện phân phối khi tính toán thiết kế và vận hành. Học viên: Lê Thị Minh Trang 9 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  13. Luận văn thạc sĩ khoa học Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN Việt Nam vốn là một đất nước giàu nguồn tài nguyên năng lượng như dầu mỏ, than đá và thủy năng…. Nhưng với xu thế phát triển của thời đại, để có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng của đất nước trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa, với tốc độ tăng trưởng kinh tế ở mức cao như hiện nay thì nguy cơ thiếu điện ở Việt Nam đang rất trầm trọng. Từ đó, một chiến lược phát triển năng lượng dài hạn trong đó khai thác hiệu quả các nguồn tài nguyên sẵn có, đặc biệt là nguồn thủy năng và tránh được nguy cơ cạn kiệt tài nguyên, bảo vệ môi trường đang trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Đứng trước nguy cơ nguồn năng lượng hóa thạch có hạn trên trái đất đang dần đi đến cạn kiệt, những nguồn năng lượng mới (nguồn năng lượng phân tán) đã và đang dần được giới khoa học và con người quan tâm hơn. Chúng được đánh giá sẽ là những nguồn năng lượng quan trọng trong tương lai. Những tiến bộ của khoa học kỹ thuật, sự thay đổi của nền kinh tế và sự điều tiết của thị trường đã dẫn đến các nguồn điện phân tán - nguồn điện có công suất nhỏ đang được quan tâm. Những nguyên nhân chính tạo ra mối quan tâm này, đó là: sự phát triển trong công nghệ phát điện của nguồn điện phân tán, nhu cầu xây dựng lưới điện truyền tải mới để đáp ứng phụ tải ngày càng tăng trong khi lưới điện truyền tải đã rất lớn và quá phức tạp, nhu cầu phụ tải đối với dịch vụ cung cấp điện có độ tin cậy cao tăng lên, sự thành lập của thị trường điện tự do và những vấn đề đối với sự thay đổi khí hậu toàn cầu. Để tìm hiểu các tác động của nguồn điện phân tán đối với lưới điện, chương này sẽ giới thiệu sơ lược về nguồn điện phân tán để làm cơ sở cho việc nghiên cứu về nguồn điện phân tán ở các chương tiếp theo. 1.1. Định nghĩa nguồn điện phân tán (DG) Để tìm hiểu về nguồn điện phân tán, trước hết ta cần tìm hiểu xem định nghĩa Học viên: Lê Thị Minh Trang 10 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  14. Luận văn thạc sĩ khoa học của nguồn điện phân tán. Hiện nay chưa có một định nghĩa thống nhất nào dành cho nguồn điện phân tán, mỗi quốc gia, mỗi tổ chức lại đưa ra định nghĩa khác nhau dựa trên những đặc điểm nhất định về nguồn điện phân tán. Ví dụ như CIGRE [9] định nghĩa về nguồn điện phân tán là các nguồn điện có công suất trong khoảng 50- 100MW và thường được kết nối vào lưới điện phân phối. Còn IEEE [10] lại định nghĩa nguồn điện phân tán là các nguồn điện nhỏ hơn nguồn điện tập trung và có thể kết nối vào bất cứ điểm nào trên lưới điện....Tuy nhiên nhìn chung thì nguồn điện phân tán là các nguồn điện có các đặc điểm sau: - Cấp điện áp kết nối: Mặc dù có nhiề u định nghĩa cho rằng nguồn điện phân tán có thể kết nối vào bất cứ điểm nào trên lưới điện, nhưng hầu hết các định nghĩa đều cho rằng các nguồn điện phân tán đều nằm ở gần các phụ tải điện. Nhưng vì danh giới giữa lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối chỉ mang tính chất tương đối nên ta khó có thể sử dụng đặc điểm này để định nghĩa cho nguồn điện phân tán. - Công suất: Hầu hết các định nghĩa đều sử dụng công suất của nguồn điện như là một tiêu chuẩn để định nghĩa nguồn điện phân tán. Tuy nhiên ta có thể thấy sử dụng tiêu chuẩn này để định nghĩa nguồn điện phân tán là không thích hợp. Công suất của nguồn điện phân tán kết nối vào lưới điện là lớn hay nhỏ thì ta phải so sánh với công suất của lưới điện khu vực, đồng thời công suất tối đa của nguồn điện phân tán có thể kết nối cũng phụ thuộc vào công suất của lưới điện khu vực đó. Trong khi công suất của lưới điện từng khu vực là rất khác nhau. Chính vì vậy ta không nên sử dụng đặc điểm về công suất để định nghĩa cho nguồn điện phân tán, do rất khó có thể đưa ra một định nghĩa đúng cho mọi trường hợp, tuy nhiên công suất của nguồn điện phân tán vẫn là một đặc điểm quan trọng để phân biệt nguồn điện phân tán với nguồn điện tập trung khác. - Công nghệ phát điện: Trong một số trường hợp ta có thể sử dụng công nghệ phát điện để phân biệt nguồn điện phân tán với các nguồn điện khác. Nhưng để xây dựng một định nghĩa cho nguồn điện phân tán là rất khó, do tính đa dạng trong các công nghệ sử dụng để phát điện và dải công suất của nó, đặc biệt là trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Nhiều trường hợp ta thấy nguồn điện phân tán sử dụng năng Học viên: Lê Thị Minh Trang 11 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  15. Luận văn thạc sĩ khoa học lượng tái tạo làm năng lượng sơ cấp, nhiều trường hợp lại không sử dụng năng lượng tái tạo. Ta cần đưa ra một định nghĩa khái quát nhất về nguồn điện phân tán, trong định nghĩa không được đưa ra các giới hạn về công suất phát, điện áp kết nối cũng như công nghệ phát điện sử dụng trong các nguồn điện phân tán. Theo tài liệu ‘‘Distributed generation: definition, benefit and issues” [2] đã đưa ra một định nghĩa thích hợp nhất cho nguồn điện phân tán như sau: “Nguồn điện phân tán là các nguồn điện được kết nối trực tiếp vào lưới điện phân phối hay được kết nối vào các khu vực phụ tải điện”. Đây là định nghĩa phù hợp nhất cho nguồn điện phân tán hiện nay, trong định nghĩa không đưa ra các giới hạn về điện áp kết nối, công nghệ phát điện cũng như công suất của nguồn điện phân tán. Đồng thời định nghĩa cũng đã nêu bật được đặc điểm quan trọng nhất của nguồn điện phân tán là khoảng cách đến phụ tải gần hơn so với nguồn điện tập trung khác. 1.2. Các yếu tố thúc đẩy sự phát triển củ a nguồn điện phân tán Theo IEA [6] đã đưa ra 5 nguyên nhân cơ bản dẫn đến sự quan tâm trở lại đối với nguồn điện phân tán. Năm nguyên nhân lần lượt đó là: 1- Sự phát triển công nghệ phát điện sử dụng trong nguồn điện phân tán. 2- Nhu cầu cấp thiết cần xây dựng các đường dây truyền tải điện mới. 3- Sự tăng trưởng của nhu cầu cấp điện với chất lượng và độ tin cậy cao. 4- Sự hình thành của thị trường điện tự do. 5- Những vấn đề đặt ra đối với biến đổi khí hậu. Tuy nhiên có 3 nguyên nhân cơ bản nhất dẫn đến sự quan tâm trở lại đối với nguồn điện phân tán, đó là nguyên nhân thứ ba, tư, năm. Đối với nguyên nhân thứ nhất, tuy rằng các công nghệ phát điện được sử dụng đã phát triển rất nhiều so với trước đây tuy nhiên nếu phân tích kinh tế, tài chính thì nguồn điện phân tán không đem lại nhiều lợi nhuận như các nguồn điện tập trung khác. Đồng thời ta cũng thấy ảnh hưởng của nguyên nhân thứ hai là không rõ rệt vì việc xây dựng nguồn điện Học viên: Lê Thị Minh Trang 12 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  16. Luận văn thạc sĩ khoa học phân tán chỉ có thể giúp ta trì hoãn được việc xây dựng các đường dây truyền tải mới chứ không giúp ta tránh được việc xây dựng các đường dây truyền tải đó. Sau đây xin trình bày về các nguyên nhân cơ bản thúc đẩy sự phát triển nguồn điện phân tán. 1.2.1. Thị trường điện tự do Khi thị trường điện tự do được hình thành, nguồn điện phân tán là một công cụ giúp cho các nhà cung cấp điện đưa ra các dịch vụ một cách linh hoạt hơn để đáp ứng các nhu cầu đa dạng của các phụ tải. Bởi vì những khách hàng khác nhau sẽ tìm kiếm các dịch vụ cung cấp điện phù hợp nhất đối với nhu cầu của mình. Nhiều khi trong cùng một khu vực nhưng nhu cầu về dịch vụ cung cấp điện của khách hàng lại rất khác nhau, lúc này nguồn điện phân tán lại là một công cụ hữu hiệu giúp các nhà cung cấp đáp ứng các nhu cầu đa dạng này với chi phí cạnh tranh. Nhìn ra rộng hơn, nguồn điện phân tán sẽ giúp các nhà cung cấp phản ứng một cách linh hoạt hơn những thay đổi của thị trường điện. Bởi vì trong một thị trường điện điều quan trọng nhất là phải phản ứng một cách linh hoạt nhất với những thay đổi của nền kinh tế. Nguồn điện phân tán có thể giúp cung cấp các điều này nhờ lợi thế quy mô nhỏ và thời gian xây dựng ngắn. Đối với vận hành hệ thống điện, nguồn điện phân tán là một công cụ rất hữu ích để dự phòng nóng và phủ đỉnh. Đồng thời điều này sẽ giúp giảm được giá thành sử dụng điện năng tại các thời điểm phụ tải đỉnh, do đó tiết kiệm được chi phí khi không phải xây dựng các nhà máy điện tập trung có công suất lớn nữa mà thay vào đó là các nguồn điện phân tán có quy mô nhỏ hơn, được kết nối ở gần phụ tải. Ngoài ra, nguồn điện phân tán còn giúp các nhà cung cấp tiết kiệm được chi phí bằng việc trì hoãn sự bảo vệ cũng như xây mới lưới điện truyền tải, nếu ta lựa chọn vị trí đặt các nguồn điện phân tán hợp lý còn giúp giảm được tổn thất trên lưới điện, cũng như giúp các nhà cung cấp đưa ra các dịch vụ phụ trợ khác cho khách hàng (như hỗ trợ điện áp, các rung động tần số nhỏ hay cấp điện liên tục....). 1.2.2. Độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng Học viên: Lê Thị Minh Trang 13 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  17. Luận văn thạc sĩ khoa học Độ tin cậy cung cấp điện thấp có thể giúp nguồn điện phân tán nhận được nhiều sự quan tâm hơn. Tuy nhiên tiền đề này không xuất hiện ở các nước công nghiệp phát triển trong tương lai gần, nơi mà độ tin cậy cung cấp điện là rất cao và người tiêu dùng ít quan tâm đến vấn đề này. Nhưng khi thị trường điện tự do được hình thành đầy đủ điều này sẽ thay đổi, người tiêu dùng sẽ phải chú ý hơn đến vấn đề độ tin cậy cung cấp điện. Bởi vì cung cấp điện với độ tin cậy đồng nghĩa với vốn đầu tư và bảo dưỡng sẽ lớn, trong khi đó yêu cầu đối với một thị trường điện cạnh tranh là giá cả. Chính vì vậy mà các nhà cung cấp điện sẽ làm giảm độ tin cậy cung cấp điện để làm giảm được chi phí sản xuất. Nhưng độ tin cậy cung cấp điện lại rất quan trọng đối với các phụ tải công nghiệp. Các nhà máy công nghiệp sẽ s ớm nhận thấy độ tin cậy cung cấp điện thấp hơn so với nhu cầu của họ và họ sẽ tiến hành đầu tư vào các nguồn điện phân tán như là một giải pháp nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện tổng. Ngoài ra nguồn điện phân tán lại là một giải pháp khác cho các vấn đề của các nước đang phát triển, nơi mà độ tin cậy của lưới điện ở dưới giá trị mong muốn của các phụ tải. Còn mối liên hệ giữa nguồn điện phân tán và chất lượng điện năng hiện nay vẫn còn nhiều ý kiến trái chiều nhau. Một luồng ý kiến nhấn mạnh vào các tác dụng tích cực của nguồn điện phân tán đối với chất lượng điện năng, như: giúp hỗ trợ điều chỉnh điện áp trong các lưới điện, hay giúp làm giảm bớt sự mất cân bằng công suất trong các chế độ mất cân bằng công suất...Tuy nhiên một ý kiến khác lại cho rằng số lượng lớn các nguồn điệ n phân tán có thể dẫn tới sự không ổn định trong lưới điện, thay đổi dòng công suất lưới, gây phức tạp cho các hệ thống bảo vệ và tự động hóa... Nhưng nếu sử dụng nguồn điện phân tán một cách hợp lý nhằm mục đích phát huy được các mặt tích cực và hạn chế được các mặt tiêu cực, qua đó giúp chúng ta nâng cao chất lượng điện năng của lưới điện. 1.2.3. Các vấn đề về biến đổi khí hậu. Hiện nay các vấn đề về biến đổi khí hậu là động lực chính dẫn đến sự quan tâm đối với nguồn điện phân tán. Các chính sách mới về môi trường khiến cho các cá nhân, các tổ chức trong thị trường tìm kiếm các giải pháp năng lượng sạch nhưng Học viên: Lê Thị Minh Trang 14 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  18. Luận văn thạc sĩ khoa học đồng thời cũng phải mang lại lợi nhuận. Thêm vào đó hầu hết các chính phủ đều đẩy mạnh sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (một nguồn năng lượng sơ cấp quan trọng của nguồn điện phân tán), dẫn đến sự tăng trưởng của nguồn điện phân tán. Đặc biệt tại các nơi có nhu cầu về nhiệt năng thì họ sẽ thay đổi hình thức cung cấp nhiệt trong các ống hơi và điện trên lưới điện bằng hình thức kết hợp phát cả nhiệt và điện (Cogeration Combineed Heat and Power – CHP). So với việc cung cấp điện một cách riêng rẽ thì phương pháp CHP giúp chúng ta tiết kiệm được từ 10% đến 30% năng lượng sơ cấp, tùy thuộc vào quy mô cũng như hiệu suất. Ngoài ra, sử dụng nguồn điện phân tán giúp ta khai thác được các nguồn nhiên liệu giá rẻ. Ví dụ như các nguồn điện phân tán sử dụng khí sinh học từ rác thải để phát điện... Kết luận: IEA đưa ra 5 nguyên nhân dẫn đến sự quan tâm trở lại đối với nguồn điện phân tán, nhưng 2 nguyên nhân đầu tiên có những tác động không rõ ràng, đồng thời cùng với những phân tích ở trên ta thấy 2 nguyên nhân này nó cũng bao hàm trong 3 nguyên nhân còn lại. Vậy 3 nguyên nhân chính thúc đẩy sự phát triển của nguồn điện phân tán là: Sự hình thành của thị trường điện tự do, nhu cầu cấp điện với chất lượng điện năng và độ tin cậy cao, các vấn đề về biến đổi khí hậu. Trong đó đối với tình hình hiện nay thì nguyên nhân các vấn đề về biến đổi khí hậu là nguyên nhân chính, là động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của nguồn điện phân tán. 1.3. Các loại nguồn điện phân tán và khả năng phát triển của chúng Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển, nhu cầu về năng lượng ngày càng tăng. Trong khi đó các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện thì có hạn, khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời, năng lượng thủy thiều, thủy điện nhỏ.... là một trong những hướng quan trọng trong Học viên: Lê Thị Minh Trang 15 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  19. Luận văn thạc sĩ khoa học kế hoạch phát triển năng lượng, không những đối với những nước phát triển mà ngay cả với những nước đang phát triển. Trong đó những đóng góp của nguồn điện phân tán đối với việc cung cấp điện năng cho lưới điện quốc gia là không nhỏ. Dưới đây là các loại nguồn điện phân tán và khả năng phát triển của chúng ở nước ta hiện nay: 1.3.1. Năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời (NLMT) - nguồn năng lượng sạch và tiềm tàng nhất, đang được loài người đặc biệt quan tâm. Việt Nam là nước có tiềm năng về NLMT tương đối cao. Thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là hệ thống cung cấp điện dùng pin mặt trời, hệ thống nấu cơm có gương phản xạ và đặc biệt là hệ thống cung cấp nước nóng kiểu tấm phẳng hay kiểu ống có cánh nhận nhiệt. Nhưng nhìn chung các thiết bị này giá thành còn cao, hiệu suất còn thấp nên chưa được sử dụng rộng rãi. - Giá thành thiết bị còn cao: vì hầu hết các nước đang phát triển và kém phát triển là những nước có tiềm năng rất lớn về NLMT nhưng để nghiên cứu và ứng dụng NLMT lại đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, nhất là để nghiên cứu các thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí bằng NLMT cần chi phí quá cao so với thu nhập của người dân ở các nước nghèo. - Hiệu suất thiết bị còn thấp: nhất là các bộ thu năng lượng mặt trời dùng để cấp nhiệt cho máy lạnh hấp thu cần nhiệt độ cao trên 850C thì các bộ thu phẳng đặt cố định bình thường có hiệu suất rất thấp, do đó thiết bị lắp đặt còn cồng kềnh chưa phù hợp với nhu cầu lắp đặt và thẩm mỹ. - Việc triển khai ứng dụng thực tế còn hạn chế: về mặt lý thuyết, NLMT là một nguồn năng lượng sạch, rẻ tiền và tiềm tàng, nếu sử dụng nó hợp lý sẽ mang lại lợi ích kinh tế và môi trường rất lớn. Nhưng trong thực tiễn, các thiết bị sử dụng NLMT lại có quá trình làm việc không ổn định và không liên tục, hoàn toàn biến động theo thời tiết, vì vậy rất khó ứng dụng ở quy mô công nghiệp. Các ứng dụng NLMT phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu sau: pin Học viên: Lê Thị Minh Trang 16 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
  20. Luận văn thạc sĩ khoa học mặt trời, nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng mặt trời, các thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời, bếp nấu dùng năng lượng mặt trời, thiết bị chưng cất dùng năng lượng mặt trời, động cơ Stirling chạy bằng NLMT, thiết bị đun nước nóng bằng NLMT, thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí dùng NLMT....... 1.3.2. Năng lượng gió Gió là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra chất thải, không sinh ra SO 2 , CO2 ... Gió không cần "nguyên liệu", nó gần như vô tận, chỉ phải tốn kém cho việc đầu tư thiết bị ban đầu. Vì thế, các công nghệ tiến bộ mới cho thấy năng lượng gió sẽ có thể trở thành nguồn năng lượng quan trọng trong những thập kỷ tới. Chi phí sản xuất điện từ năng lượng gió ngày càng giảm nhờ các tuabin cải tiến. Sử dụng năng lượng gió không gây ra các vấn đề về môi trường. Các ứng dụng năng lượng gió phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu sau: Bơm nước dùng sức gió, máy phát điện dùng sức gió…. 1.3.3. Năng lượng thủy điện nhỏ Trong những năm gần đây, việc biến đổi khí hậu, dâng cao mực nước biển, tình trạng bùng nổ dân số và phát triển kinh tế làm cho vấn đề năng lượng ngày càng trở nên cấp bách. Việc khai thác sử dụng thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái tạo là cần thiết, mặc dù dạng năng lượng này phân tán và không dễ khai thác Việt Nam là đất nước dồi dào nguồn thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái tạo, nhưng đến nay vẫn còn khai thác ít. Dự kiến, Việt Nam sẽ phấn đấu để tỷ lệ năng lượng thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái tạo chiếm khoảng 3% tổng công suất điện năng tới năm 2010 và 6% vào năm 2030. Có hai lý do cơ bản thúc đẩy sự phát triển của các dự án thủy điện vừa và nhỏ: Chính sách quốc gia và lợi ích kinh tế, vấn đề biến đổi khí hậu. Thủy điện được xem là giải pháp hiệu quả giúp giảm phát thải khí carbon dioxide (CO2), do giảm sử dụng nguyên liệu địa khai như dầu hỏa, than đá, để vận hành nhà máy nhiệt điện. 1.3.4. Năng lượng thủy triều và sóng Học viên: Lê Thị Minh Trang 17 Ngành: Kĩ thuật điện 2009-2011
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.09: Bộ Luận Văn Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Quản Trị Kinh Doanh
81 tài liệu
1643 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2