Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện:Quản lý công xuất cho máy phát phân tán trong hệ microgrid

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung nghiên cứu đề tài gồm có: Nghiên cứu quản lý vận hành hiệu quả và tin cậy một vi lưới 3 pha cân bằng điện áp thấp trong chế độ nối lưới và vận hành. Mô phỏng mô hình vi lưới đầy đủ bằng Matlab/Simulink để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp điều khiển được đề xuất và nghiên cứu các phương pháp chia sẻ tải.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện:Quản lý công xuất cho máy phát phân tán trong hệ microgrid

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐINH QUANG TÚ QUẢN LÝ CÔNG SUẤT CHO MÁY PHÁT PHÂN TÁN TRONG HỆ MICROGRID LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- ĐINH QUANG TÚ QUẢN LÝ CÔNG SUẤT CHO MÁY PHÁT PHÂN TÁN TRONG HỆ MICROGRID LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60520202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS VÕ NGỌC ĐIỀU TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2016
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS VÕ NGỌC ĐIỀU Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 25 tháng 9 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 PGS.TS Đồng Văn Hướng Chủ tịch 2 PGS.TS Quyền Huy Ánh Phản biện 1 3 TS Võ Công Phương Phản biện 2 4 TS Võ Viết Cường Ủy viên 5 TS Nguyễn Hùng Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 2016 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đinh Quang Tú Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/01/1986 Nơi sinh: Thanh Hóa Chuyên ngành: Kỹ thuật điện MSHV: 1441830058 I- Tên đề tài: Quản lý công xuất cho máy phát phân tán trong hệ microgrid II- Nhiệm vụ và nội dung: 1. Nhiệm vụ - Nghiên cứu tài liệu, Matlab/Simulink và nghiên cứu về vi lưới, - Mô hình hóa các thành phần quan trọng trong một vi. 2. Nội dung: - Nghiên cứu quản lý vận hành hiệu quả và tin cậy một vi lưới 3 pha cân bằng điện áp thấp trong chế độ nối lưới và vận hành. - Mô phỏng mô hình vi lưới đầy đủ bằng Matlab/Simulink để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp điều khiển được đề xuất và nghiên cứu các phương pháp chia sẻ tải. III- Ngày giao nhiệm vụ: 23/01/2016 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 25/ 9 / 2016 V- Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS VÕ NGỌC ĐIỀU CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện luận văn (Ký tên và ghi rõ họ tên) Đinh Quang Tú
ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành gửi đến thầy PGS.TS Võ Ngọc Điều người đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt các kiến thức giúp tôi hoàn thành luận văn này. Bên cạnh đó, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong bộ môn trong khoa Điện- Điện tử đã truyền đạt cho tôi các kiến thức rất bổ ích và quý giá trong quá trình học tập để ứng dụng vào nghiên cứu và phát triển đề tài này cũng như ứng dụng vào công việc sau này. Tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn cao học Kỹ thuật điện đã động viên, giúp đỡ, trao đổi kiến thức với nhau trong suốt khóa học. Họ và tên của Tác giả Luận văn Đinh Quang Tú
iii TÓM TẮT Luận văn này trình bày một mô hình đầy đủ của một vi lưới (vi lưới) điển hình cùng với các phương pháp điều khiển cần thiết để vận hành vi lưới. Trong luận văn này, tác giả trình bày chi tiết việc mô hình hóa vi lưới với các thành phần như hệ thống pin năng lượng mặt trời (PV), bộ nghịch lưu nối lưới, vòng khóa pha (PLL), tải tiêu thụ và mạng điện phân phối dịch vụ. Chiến lược điều khiển trong bài này có xem xét đến các chế độ vận hành khác nhau của vi lưới. Ở chế độ cách ly, kỹ thuật điều khiển là tương đương với điều khiển hệ thống năng lượng thông thường để điều chỉnh sự vận hành của vi lưới. Ở chế độ nối lưới, mô hình điều khiển dòng không đổi và điều khiển P-Q được sử dụng để điều khiển công suất ngõ ra của nguồn bên trong vi lưới. Sau khi đánh giá các kết quả mô phỏng, mô hình được thiết kế là thích hợp và nó vận hành tương tự như các hệ thống điện tích hợp trong thực tế. Hơn thế nữa, các phương pháp điều khiển được chứng minh là có tính hiệu quả và bền vững trong việc điều khiển vận hành vi lưới khi duy trì sự ổn định của cả hệ thống. Nội dung của luận văn này đặt nền móng cho sự nghiên cứu và phát triển sâu hơn đối với lĩnh vực điều khiển và mô hình hóa vi lưới.
iv ABSTRACT This thesis presents a complete model of a typical microgrid, together with identification of the required control strategies in order to operate this new type of power system. More specifically, it involves the modelling of PV systems, inverters, Phase Locked Loops (PLLs), loads and utility distribution networks, which can be then combined together to form a microgrid. The proposed microgrid control strategies in this thesis consider different operation conditions of a microgrid. For islanded operation, control techniques similar to those in conventional power systems are adopted and modified to regulate the microgrid operation. For grid-connected operation, constant current control and P-Q control schemes are used to control output powers of the sources within a microgrid. After examining the simulation results, it has been concluded that the designed microgrid model is adequate in its representation and it behaved in a way similar to real integrated power systems. Furthermore, proposed control strategies have proven their robustness and effectiveness in controlling the operation of microgrid while maintaining system stability. The contents of this thesis lay a groundwork that allows for further investigation and development in the areas of microgrid control and microgrid modelling.
v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DG: Distributed Generations MICROGRID: Vi lưới. CERTS: Hiệp hội các giải pháp công nghệ đáng tin cậy về điện PWM: Plse Width Modulation (Điều chế độ rộng xung) PCC : Point Of Common Coupling (Điểm ghép chung) MPPT: Maximum Power Point Tracker (Điểm dò tìm công suất cực đại) PLL: Phase Locked Loop (Vòng khóa pha) RMS: Root Mean Square THD: Total Harmonic Distortion (Méo sóng hài tổng) IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor (Transitor có cực điều khiển cách ly)
vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1:Thông số khối pin năng lượng mặt trời 80W của REDSUN ...................... 21 Bảng 2: Thông số bộ nghịch lưu ............................................................................ 31
vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ của một microgrid ............................................................................... 8 Hình 2.2: Cấu hình điều khiển công suất ...................................................................... 12 Hình 2.3: Cấu hình điều khiển dòng nhánh .................................................................. 13 Hình 3.2: Mô đun pin năng lượng mặt trời .................................................................. 19 Hình 3.3: Đồ thị đường cong I – V tại G = 1000W/m2 ................................................. 22 Hình 3.4: Đồ thị đường cong P – V tại G = 1000W/m2 ................................................ 23 Hình 3.5: Đồ thị I -V với hai mức bức xạ khác nhau tại nhiệt độ không đổi, T = 250C . 24 Hình 3.6: Đồ thị I -V với hai mức bức xạ khác nhau tại nhiệt độ không đổi, T = 250C . 24 Hình 3.7: Sơ đồ kết nối đơn giản của bộ nghịch lưu ba pha.......................................... 25 Hình 3.8: Sơ đồ dạng sóng tín hiệu đóng cắt và dạng sóng so sánh của bộ nghịch lưu áp ba pha .......................................................................................................................... 29 Hình 3.9: Sơ đồ dạng sóng tín hiệu dòng và bộ nghịch lưu........................................... 30 Hình 3.10:Mô hình tải .................................................................................................. 33 Hình 3.11: Mô hình lưới dịch vụ .................................................................................. 33 Hình 3.12: Điểm ghép nối chung minh họa bởi CB theo thời gian ............................... 34 Hình 3.13: Sơ đồ khối PLL ba pha ............................................................................... 35 Hình 4.1: Sơ đồ khối điều khiển dòng không đổi ........................................................ 38 Hình 4.2: Chi tiết khối điều khiển ............................................................................... 38 Hình 4.3: Sơ đồ khối bộ điều khiển P – Q .................................................................... 40 Hình 4.4: Sơ đồ khối của một bộ điều khiển vi nguồn .................................................. 43 Hình 4.5: Bộ nghịch lưu cung cấp công suất cho tải thông qua mô hình cáp phân phối 44 Hình 4.6: Một phiên bản tùy chỉnh của kỹ thuật điều khiển có trong ........................... 46 Hình 4.7: Các khối tính toán P và Q ............................................................................. 47 Hình 4.8: Các đặc tuyến P so với F của ba thành phần ................................................. 48 Hình 4.9: Sơ đồ khối của độ sụt công suất tác dụng ..................................................... 50 Hình 4.10: Khối Q theo E mở rộng .............................................................................. 51
viii Hình 4.11: Đặc tính độ sụt công suất phản kháng theo điện áp cho ba thành phần........ 53 Hình 5.1: Cấu trúc của vi lưới thử nghiệm ................................................................... 54 Hình 5.2: Tụ điện kết nối DC để cân bằng công suất .................................................... 56 Hình 5.3: Mô hình chức năng của một liên kết DC ...................................................... 58 Hình 5.4: Mô hình vi nguồn đại diện bởi hàm điều khiển ............................................. 59 Hình 5.5: Kết quả mô phỏng ....................................................................................... 60 Hình 32: Kết quả mô phỏng wind power ...................................................................... 63
MỤC LỤC Lời cam đoan ............................................................................................................. i Lời cảm ơn ................................................................................................................ii Tóm tắt luận văn tiếng Việt ..................................................................................... iii Tóm tắt luận văn tiếng Anh....................................................................................... iv Danh mục các chữ viết tắt .......................................................................................... v Danh mục các hình ................................................................................................... vi Danh mục các bảng.................................................................................................. vii Mục lục ..................................................................................................................viii Chương 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 1 1.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1 1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 5 1.3 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 5 1.4 Điểm mới của luận văn ..................................................................................... 5 1.5 Giá trị thực tiễn của luận văn ............................................................................ 6 1.6 Nội dung của luận văn ...................................................................................... 6 Chương 2. CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN MICROGRID ........................ 7 2.1 Khái niệm về microgrid ................................................................................... 7 2.2 Các thành phần của microgrid.......................................................................... 7 2.2.1 Vi nguồn ....................................................................................................... 8 2.2.2 Tải của vi lưới............................................................................................... 9 2.2.3 Thiết bị lưu trữ điện tức thời ........................................................................ 10 2.2.4 Hệ thống điều khiển ..................................................................................... 10
2.2.5 Điểm ghép chung (PCC) .............................................................................. 11 2.3 Cấu hình vi lưới .............................................................................................. 11 2.3.1 Cấu hình điều khiển công suất ..................................................................... 11 2.3.2 Cấu hình điều khiển dòng nhánh .................................................................. 12 2.3.3 Cấu hình điều khiển hỗn hợp ....................................................................... 13 2.4 Các điều kiện hòa ........................................................................................... 13 2.4.1 Điều kiện về biên độ điện áp ........................................................................ 13 2.4.2 Điều kiện về tần số ...................................................................................... 14 2.4.3 Điều kiện về thứ tự pha ................................................................................ 16 Chương 3. HỆ THỐNG MICROGRID ................................................................ 18 3.1 Vi nguồn ......................................................................................................... 18 3.1.1 Hệ thống quang điện ................................................................................... 18 3.1.2 Bộ nghịch lưu 3 pha .................................................................................... 23 3.1.2.1 Điều khiển bộ nghịch lưu 3 pha .............................................................. 27 3.1.2.2 Mô phỏng bộ nghịch lưu điều chế độ rộng xung PWM ........................... 30 3.2 Tải của vi lưới .............................................................................................. 31 3.3 Lưới dịch vụ ................................................................................................. 32 3.4 Điểm ghép chung (PCC) ............................................................................... 32 3.5 Vòng khóa pha (PLL) ................................................................................... 33 3.5.1 nguyên lý vận vòng khóa pha (PLL) .......................................................... 33 Chương 4. ĐIỀU KHIỂN HỆ MICROGRID ....................................................... 36 4.1 Điều khiển công suất trong hệ Microgrid ........................................................ 36 4.2 Điều khiển vi lưới trong chế độ nối lưới.......................................................... 37 4.2.1 Điều khiển dòng không đổi .......................................................................... 37 4.2.2 Điều khiển P-Q ............................................................................................ 38
4.3 Điều khiển vi lưới trong chế độ vận hành cách ly............................................ 41 4.3.1 Tính P-Q ...................................................................................................... 46 4.3.2 Độ sụt công suất tác dụng – tần số .............................................................. 47 4.3.3 Độ sụt công suất phản kháng theo điện áp ................................................... 50 Chương 5. MÔ PHỎNG HỆ MICROGRID ........................................................ 54 5.1 Cấu trúc của microgrid thử nghiệm ................................................................ 54 5.2 Thực thi trong simulink................................................................................... 56 5.3 Kết quả mô phỏng microgrid .......................................................................... 59 5.4 Vi lưới với wind power ................................................................................... 59 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................................... 65 6.1 Kết luận .......................................................................................................... 65 6.2 Hướng phát triển của đề tài ............................................................................. 66 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Có rất nhiều nghiên cứu được thực hiện trong lĩnh vực kỹ thuật về microgrid (vi lưới). Nói chung, những nhà nghiên cứu phân thành 2 nhóm: nhóm nghiên cứu về thông tin và nhóm nghiên cứu về kỹ thuật. Nhóm thứ nhất chủ yếu liệt kê các lợi ích của công nghệ vi lưới trên các vấn đề về hệ thống, môi trường nói chung và cả về mặt kinh tế. Họ cũng có thể liệt kê về các chi tiết kỹ thuật nhưng hầu hết chỉ ở dạng chữ mà không có các phương trình, công thức và các kết quả mô phỏng đi kèm. Những nghiên cứu này thường thấy trong các tạp chí về công nghệ hay trong các sách không chuyên về kỹ thuật. Mặt khác, các nhà nghiên cứu về kỹ thuật luôn luôn đánh giá các giả thuyết và các phương trình đặt ra bằng các kết quả từ thực nghiệm cũng như từ mô phỏng. Một trong những tác giả nổi tiếng trong lĩnh vực này là Robert H. Lasseter. Tiến sĩ Robert đã viết nhiều tài liệu kỹ thuật về vấn đề điều khiển và vận hành microgrid. Hầu hết các nội dung trong tài liệu của ông tập trung vào việc tự vận hành của microgrid. Trên cơ sở một nhóm nghiên cứu, có thể thấy rằng hiệp hội các giải pháp công nghệ đáng tin cậy về điện (CERTS) là nhóm có sự quan tâm lớn nhất trong lĩnh vực này. Mô hình của họ được dựa trên hai khái niệm là khái niệm ngang hàng và khái niệm cắm là chạy. Khái niệm ngang hàng đảm bảo rằng không có bất cứ thành phần nào trong microgrid là quan trọng cho việc vận hành của microgrid, chẳng hạn như bộ điều khiển chính. Điều này cho thấy rằng microgrid vẫn sẽ tiếp tục hoạt động ngay cả khi mất bất cứ thành phần nào, do đó, một hệ thống điều khiển là một phần trong một microgrid. Mô hình và khái niệm này của nó được thảo luận rộng rãi và áp dụng trong các nghiên cứu của cá nhân và nhóm. Và nó cũng được sử dụng trong việc nghiên cứu của luận văn này.
2 Khoảng 95% các tài liệu giả định các nguồn năng lượng tái tạo là nguồn năng lượng chính trong các hệ thống microgrid. Vì vậy, hầu hết các nội dung liên quan đến việc thiết kế hệ thống điều khiển và nghiên cứu động lực của các thiết bị điện tử có quán tính thấp, như là bộ biến tần. Mặc dù hầu hết các nghiên cứu sử dụng nguyên tắc điều khiển tương tự như trong các hệ thống điện thông thường để phát triển các mô hình điều khiển cho việc vận hành biến tần, một số nhà nghiên cứu đã công bố bài báo kỹ thuật để phê bình sự áp dụng này. Lập luận của họ là bản chất của một hệ thống microgrid và các nguồn của nó là hoàn toàn khác với một hệ thống điện cứng nhắc, và trong một số vấn đề về hoạt động có thể ảnh hưởng đến sự ổn định microgrid. Biến tần biến đổi nguồn điện AC do đó đáp ứng của nó với nhu cầu phụ tải và các biến động tải sẽ tương tự như máy phát điện thông thường nếu năng lượng chính của nó (các hệ thống năng lượng tái tạo) được điều khiển độc lập. Tần số và điện áp tại các đầu cực biến tần cũng có thể được điều khiển bằng cách sử dụng một kỹ thuật PWM có thể được sử dụng trong các hệ thống điều khiển để nhận lệnh điều khiển là các tín hiệu điện áp và tần số tham chiếu và sau đó hoạt động cho phù hợp. Tuy nhiên, sự khác biệt lớn giữa một hệ thống microgrid và một hệ thống lưới điện là phương pháp phân phối năng lượng điện. Do khoảng cách dài mà năng lượng truyền đi từ một vị trí này đến một vị trí khác trong hệ thống điện thông thường, điện kháng trong đường dây phân phối và truyền tải có tác động nhỏ lên việc điều chỉnh dòng năng lượng. Mặt khác hệ thống microgrid thường được lắp đặt trong khu vực nhỏ để phục vụ cho tải gần đó, và do khoảng cách ngắn, cáp được sử dụng để truyền tải điện thường có tỷ lệ điện trở trên điện kháng từ trung bình đến cao (R/X). Các vấn đề này liên quan mạnh mẽ giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng, điều này lại có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của một vi lưới, khi có bất kỳ thay đổi về công suất tác dụng sẽ kích hoạt một sự thay đổi về công suất phản kháng và ngược lại.
3  Quản lý microgrid giống như là quản lý một hệ thống rất nhiều mạng điện đa dụng nhỏ mà không có thành phần truyền dẫn và thành phần phân phối Quản lý về kỹ thuật: Đảm bảo chất lượng điện áp/ tần số/ công suất, lên kế hoạch bảo trì bảo dưỡng, thay đổi độ lớn và điều hướng dòng chảy công suất, đáp ứng được điều kiện trạng thái ổn định và sự cố thoáng qua và dư trữ năng lượng, sa thải phụ tải, đáp ứng nhu cầu. Quản lý hoạt động: An toàn, bảo vệ sự liên kết, tương thích tải và máy phát, xử lý mất cân bằng tải. Đảm bảo điều phối và quản lý hợp lý, đảm bảo bảo trì liên tục. Dự đoán nguồn phát và công suất tải: Công suất tải và máy phát sử dụng nguồn năng mặt trời, năng lượng gió, dự đoán lên kế hoạch tối ưu cho bộ thiết bị lưu trữ. Bản ghi dữ liệu công suất tải và máy phát sử dụng năng lượng. Để đạt được độ ổn định cao trong một số trường hợp thời tiếp đặc biệt, điều kiện kỹ thuật và hoạt động của Microgrid cần phải tuân thủ một số nguyên tắc: - Các thiết bị quản lý phải được an toàn nếu được đặt dưới đất. - Các nguồn phát phải được quan tâm kiểm tra và được giữ an toàn. - Nguồn cung nhiên liệu cho các máy phát phải liên tục không gián đoạn. - Các máy phát phải được đặt thiết bị lưu trữ black start - Các nhà máy phải đáp ứng được yêu cầu từ tải.  Máy phát phân tán là nguồn phát có công suất nhỏ, được lắp đặt gần nơi tiêu thụ điện năng nên giảm được những chi phí truyền tải và phân phối không cần thiết. Hơn nữa, nó có thể làm giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, tăng cường
4 tính linh hoạt của nguồn điện và độ tin cây cung cấp điện, giảm tổn thất và cải thiện điều kiện điện áp đường dây phân phối. Các nguồn phân tán bao gồm: năng lượng mặt trời, năng lượng gió, thủy triều, địa nhiệt, sinh khối…  Microgrid là hệ năng lượng thống nhất với những nguồn năng lượng phân phối(Distributed Energy Resources: DERs) như là tải tiêu thụ, các máy phát và các thiết bị lưu trữ như ac-quy hay pin nhiên liệu hay một nhóm các bộ lưu trữ năng lượng phân tán dưới các dạng máy phát phân tán và phụ tải liên kết với nhau qua hệ thống phân phối. Ở đề tài này đã có một số luận văn thạc sĩ Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Đại học Bách khoa TP.HCM và một số trường khác cũng đã thực hiện thành công nhưng cũng còn những hạn chế nhất định… Trong những năm gần đây, mối quan tâm về DG tại Việt Nam ngày càng nhiều khi mà nhu cầu về các nguồn phát điện tại chỗ đang tăng lên. Những nguồn điện phân tán như: điện gió, điện mặt trời, thủy điện nhỏ … đang được chú ý quan tâm hơn cả. Trong một vài năm tới, các nguồn DG khác khi đi vào vận hành sẽ đóng vai trò đáng kể trong việc đảm bảo nhu cầu điện năng cho các phụ tải địa phương, góp phần giảm gánh nặng cho các hệ thống điện khu vực  Trong năm 2015, hơn 3.1 GW điện đã được cung cấp bởi các hệ thống Microgrid trên toàn thế giới, mang lại lợi nhuận vào khoảng 7.8 tỷ USD. Nam Mỹ chiếm khoảng 5.8 tỷ USD, khoảng 74% lĩnh vực này. Nước Mỹ dẫn đầu về dung lượng trên toàn cầu – với khoảng 626 MW hoạt động năm 2010 và giờ dung lượng đã tăng lên 2352 MW trong năm 2015.
5 1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu Các nghiên cứu về vi lưới hiện tại thường giải quyết chỉ một trong nhiều khía cạnh của việc chứng minh mô phỏng và thực nghiệm. Các khía cạnh thường nhắc đến này là phương pháp chia sẻ năng lượng điện giữa các vi nguồn, điều khiển vi lưới trong chế độ nối lưới, điều khiển vi lưới trong chế độ cách ly, và nâng cao ổn định của vi lưới. Luận văn này hướng đến việc nghiên cứu các khía cạnh của vận hành vi lưới để đạt được sự hiểu biết cách một vi lưới hoạt động dưới các điều kiện vận hành và thay đổi tải khác nhau. Mục tiêu của luận văn hướng đến những điểm sau:  Mô hình hóa các thành phần quan trọng trong một vi lưới 3 pha.  Quản lý vận hành hiệu quả và tin cậy một vi lưới 3 pha cân bằng điện áp thấp trong cả chế độ nối lưới và vận hành.  Mô phỏng một mô hình vi lưới đầy đủ bằng Matlab/Simulink để kiểm tra tính hiệu quả của phương pháp điều khiển được đề xuất và nghiên cứu các phương pháp chia sẻ tải. 1.3 Phương pháp nghiên cứu Thu thập tài liệu liên quan đến các vấn đề nghiên cứu. Nghiên cứu các mô hình microgrid năng lượng mặt trời và lưới điện. Phân tích các kết quả nhận được và các kiến nghị. 1.4 Điểm mới của luận văn Xây dựng hoàn chỉnh mô hình vi lưới sử dụng nguồn năng lượng mặt trời nội bộ có công suất nhỏ hòa đồng bộ với lưới điện. Tìm ra các thông số ảnh hưởng đến việc hòa đồng bộ giữa nguồn phân tán (nguồn năng lượng mặt trời) và lưới điện lưới. Đưa ra các phương pháp vận hành thích hợp để vận hành vi lưới.