Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Tìm hiểu và nghiên cứu vấn đề đo gió, phục vụ đầu tư trang trại điện gió

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của đề tài "Tìm hiểu và nghiên cứu vấn đề đo gió, phục vụ đầu tư trang trại điện gió" là tìm hiểu công nghệ đo gió, thiết bị đo gió, phần mềm tính toán công suất và năng lượng của một trang trại điện gió để đánh giá, kiểm tra tính khả thi của đầu tư trang trại điện gió.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện tử: Tìm hiểu và nghiên cứu vấn đề đo gió, phục vụ đầu tư trang trại điện gió

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ÐỀ ÐO GIÓ, PHỤC VỤ ÐẦU TƯ TRANG TRẠI ÐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 0 5 8 7 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ ĐO GIÓ, PHỤC VỤ ĐẦU TƯ TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯƠNG QUANG VĨ TÌM HIỂU VÀ NGHIÊN CỨU VẤN ĐỀ ĐO GIÓ, PHỤC VỤ ĐẦU TƯ TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN BÁCH PHÚC Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06/2018
MSHV: 1620634 Ngành: Khóa: 2016 nh ng: 0903688130 2.1. Nh n xét v 2.2. Nh 2.3. Nh c tiêu nghiên c u, ph ng pháp nghiên c u s d ng trong LVTN 2.4. Nh n xét T ng quan c tài 2.5. n 2.6. kh ng d tài 2.7. Lu t sót và t n t i): II. CÁC V C N LÀM RÕ 1 2
TT Không 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x ” hay “ ”)
MSHV: 1620634 Ngành: Khóa: 2016 nh ng: 0908337518 2.1. Nh n xét v 2.2. Nh 2.3. Nh c tiêu nghiên c u, ph ng pháp nghiên c u s d ng trong LVTN 2.4. Nh n xét T ng quan c tài 2.5. n 2.6. kh ng d tài 2.7. Lu t sót và t n t i):
II. CÁC V C N LÀM RÕ TT Không 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x ” hay “ ”)
LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Trương Quang Vĩ Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01/01/1988 Nơi sinh : Quảng Ngãi Quê quán: Tịnh Thọ, Sơn Tịnh, Quảng Ngãi Dân tộc : Kinh Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 818/39G Xô Viết Nghệ Tĩnh, P.25, Q. Bình Thạnh, TP.HCM Điện thoại cơ quan: Điện thoại nhà riêng: Fax: Email: truongquangvi1188@gmail.com II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Thời gian đào tạo từ ……/……đến ……/…… Nơi học (trường, thành phố): Ngành học: 2. Đại học: Hệ đào tạo: Đại học Thời gian đào tạo từ 07/2010 đến 08/2012 Nơi học (trường, thành phố): Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, TP.HCM Ngành học: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết Kế Trạm Biến Áp 110/22 kV Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 26/05/2012 tại Đại Học Công Nghiệp TP.HCM Người hướng dẫn: Th.s Lê Hoàng Chương III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 2012 - 2013 Công ty Nidec Copal Việt Nam Nhân Viên phòng ME 2013 - 2015 Công ty TNHH Công Nghiệp Kỹ Sư Cơ Điện 2015 - 2016 Công ty TNHH DooWon Việt Nam Giám sát thi công i
Công ty CP Dịch Vụ Kỹ Thuật Cơ Điện 2016 - Nay Kỹ sư thiết kế Điện Lạnh REE i
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của 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. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 11 tháng 06 năm 2018 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trương Quang Vĩ ii
LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ Thuật Điện với đề tài “Tìm Hiều và Nghiên Cứu Vấn Đề Đo Gió, Phục Vụ Đầu Tư Trang Trại Điện Gió” là kết quả của quá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân. Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua. Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy giáo TS. Nguyễn Bách Phúc đã trực tiếp tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này. Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, khoa Điện - Điện Tử đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. TÁC GIẢ Trương Quang Vĩ iii
TÓM TẮT Nền công nghiệp điện gió của Việt Nam còn rất mới, kiến thức về công nghệ điện gió chưa được phổ biến rộng rãi và quy trình quy phạm kỹ thuật liên quan cũng chưa có đầy đủ. Dữ liệu quan trọng cho tính toán đầu tư xây dựng trang trại điện gió là các thông số của gió như tốc độ gió, hướng gió, tần suất gió, mùa gió...Các thông số này có được nhờ công việc đo gió tại trang trại điện gió tương lai. Việc đo gió là quan trọng hàng đầu để quyết định có nên đầu tư một trang trại điện gió hay không. Nhưng ở Việt Nam mặc dù có tiềm năng gió rất lớn tới 512 GW (Theo nghiên cứu của Ngân hàng Thế giới vào năm 2001), nhưng hiện nay chưa có tài liệu kỹ thuật hoặc giáo trình về đo gió được xuất bản công khai và phổ biến rộng rãi, nhà đầu tư điện gió và các đơn vị tư vấn đầu tư điện gió chỉ lấy kết quả đo gió của ngành khí tượng hoặc các nguồn thông tin rời rạc của đo gió cho việc thiết kế trang trại gió. Trước tình hình đó, tác giả đã tìm hiểu công nghệ đo gió cho đầu tư điện gió của các nước đã có bề dày phát triển công nghệ điện gió. Từ những nghiên cứu và tập hợp đó tác giả đã tổng hợp thành một tài liệu kỹ thuật, bao quát những nội dung cơ bản của vấn đề đo gió phục vụ đầu tư trang trại điện gió. Hy vọng tài liệu này sẽ góp phần cho sự nghiệp điện gió của Việt Nam. vi
ABSTRACT The wind power industry in Viet Nam is still very new, knowledge about wind power technology has not been widely disseminated and the technical procedures involved are not sufficient. Important data for calculating investment in wind farm construction are wind parameters such as wind speed, wind direction, wind frequency, wind speed etc. These parameters are obtained by the wind measurement at future wind farms. Wind measurement is of prime importance to decide whether to invest in a wind farm. But in Vietnam, despite the huge wind potential of up to 512 GW (according to the World Bank research), there are currently no published technical or curricular materials on wind gauges published widely and widely. Windmill investors and Wind Turbine Investment Advisors only take meteorological wind measurements or discrete sources of wind measurements for the design of wind farms. Facing this situation, the author has studied the wind measurement technology for wind power investment of countries have developed the technology of wind power. From the research and gathering that the author has compiled into a technical document, covering the basic content of wind measurement issues for investment wind farm. It is hoped that this document will contribute to the cause of Viet Nam wind measurement. v
MỤC LỤC Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học...........................................................................................................i Lời cam đoan...............................................................................................................ii Cảm cảm ơn .............................................................................................................. iii Tóm tắt .......................................................................................................................iv Abtract.........................................................................................................................v Mục lục.......................................................................................................................vi Danh sách các hình....................................................................................................vii Danh sách các bảng ................................................................................................. viii Chương 1.TỔNG QUAN..........................................................................................1 1.1 Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................1 1.2 Mục đích nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu của đề tài ....................................2 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu và giới hạn của đề tài.........................................................2 1.4 Kết quả dự kiến .....................................................................................................2 Chương 2. CÔNG NGHỆ ĐO GIÓ CHO XÂY DỰNG TRANG TRẠI ĐIỆN GIÓ ............................................................................................................................3 2.1 Tổng quan..............................................................................................................3 2.2 Các chỉ tiêu cần đo ................................................................................................4 2.2.1 Tốc độ gió ..................................................................................................4 2.2.2 Nhiệt độ không khí.....................................................................................6 2.2.3 Áp suất không khí ......................................................................................7 2.2.4 Độ ẩm không khí........................................................................................7 2.2.5 Hướng gió ..................................................................................................8 2.2.6 Độ lệch và nhiễu loạn của dòng khí...........................................................8 2.3 Công nghệ đo ........................................................................................................9 2.3.1 Tần suất đo .................................................................................................9 2.3.2 Thời gian đo ...............................................................................................9 vi
2.3.3 Ghi chép và lưu trữ kết quả đo...................................................................9 2.3.4 So sánh giữa đo gió trong đầu tư điện gió và đo gió khí tượng .................9 Chương 3. CÁC THIẾT BỊ ĐO GIÓ ....................................................................11 3.1 Cột đo gió ............................................................................................................11 3.2 Máy đo tốc độ gió (loại hình chén) .....................................................................13 3.3 Máy đo hướng gió - Chong chóng gió ................................................................13 3.4 Cảm biến nhiệt độ ...............................................................................................14 3.5 Cảm biến áp suất không khí ................................................................................15 3.6 Thiết bị phụ trợ....................................................................................................16 3.6.1 Đèn báo không .........................................................................................16 3.6.2 Cameras quan sát chung...........................................................................17 3.6.3 Cáp kết nối ...............................................................................................17 3.7 Trung tâm đo lường.............................................................................................18 3.7.1 Hoạt động của trung tâm đo lường ..........................................................18 3.7.2 Phụ kiện của trung tâm đo lường .............................................................20 Chương 4. SÀNG LỌC VÀ ĐÁNH GIÁ DỮ LIỆU ĐO......................................25 4.1 Đánh giá chất lượng và sàng lọc dữ liệu đo........................................................25 4.2 Bổ sung dữ liệu còn thiếu....................................................................................27 4.3 Phần mềm hỗ trợ đánh giá kết quả đo AmmonitOR ...........................................29 4.3.1 Các tính năng giám sát đợt đo..................................................................29 4.3.2 Kế hoạch đo và dữ liệu đo lường .............................................................30 4.3.3 Trình bày dữ liệu đo với nhiều dạng biểu đồ khác nhau..........................34 4.3.4 Giám sát và kiểm tra chất lượng dữ liệu ..................................................36 Chương 5. CÁC PHẦN MỀM TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA TRANG TRẠI GIÓ.......................................................................................37 5.1 Phần mềm WAsP ................................................................................................37 5.1.1 Tổng quan về phần mềm WAsP ...............................................................37 5.1.2 Thông tin đầu vào......................................................................................37 5.1.3 Thông tin đầu ra ........................................................................................38 5.2 Phần mềm WindFarmer ......................................................................................40 vi
5.2.1 Tổng quan về phần mềm WindFarmer .....................................................40 5.2.2 Thông tin đầu vào......................................................................................40 5.2.3 Thông tin đầu ra ........................................................................................40 5.3 Phần mềm WindSim ...........................................................................................43 5.3.1 Tổng quan về phần mềm WindSim...........................................................43 5.3.2 Thông tin đầu vào......................................................................................43 5.3.3 Thông tin đầu ra ........................................................................................44 Chương 6. XÁC ĐỊNH VÙNG ĐO VÀ VỊ TRÍ ĐO ............................................46 6.1 Tiêu chuẩn xác định vùng đo - Tiêu chuẩn Measnet ..........................................46 6.1.1 Kiểm tra vị trí đo ......................................................................................46 6.1.2 Dữ liệu địa hình........................................................................................47 6.1.3 Các thông số khí tượng đã có của Ngành khí tượng thủy văn .................47 6.1.4 Tính đại diện của các phép đo gió............................................................48 6.2 Xác định sơ bộ vùng đo lớn có khả năng xây dựng nhiều trang trại gió ............48 6.2.1 Căn cứ kết quả đo của ngành khí tượng thủy văn....................................48 6.2.2 Căn cứ vào kết quả đo Ngân hàng Thế giới Worldbank..........................49 6.2.3 Căn cứ vào kết quả đo của tập đoàn điện lực Việt nam EVN..................52 6.2.4 Căn cứ theo kết quả đo của Bộ Công Thương và Ngân Hàng Thế Giới .54 6.2.5 Nhận xét và kết luận vị trí sơ bộ cần đo...................................................57 6.3 Xác định vị trí đo cho một trang trại điện gió tương lai .....................................57 6.3.1 Quy trình lựa chọn vị trí...........................................................................57 6.3.2 Tiêu chí lựa chọn vị trí .............................................................................58 Chương 7. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐO GIÓ .......................................................59 7.1 Dựng cột đo gió...................................................................................................59 7.2 Lắp đặt các Sensor ..............................................................................................61 7.3 Lắp đặt dây cáp, tủ điện và các thiết bị phụ trợ ..................................................65 7.4 Những nhầm lẫn cần tránh khi lắp đặt ................................................................67 7.4.1 Chọn sai máy đo gió.................................................................................67 7.4.2 Không hiệu chỉnh máy đo gió ..................................................................67 vi
7.4.3 Độ dài của thanh xà không phù hợp.........................................................68 7.4.4 Ảnh hưởng của các vật che khuất ............................................................68 7.4.5 Đo sai chiều cao .......................................................................................69 Chương 8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................70 8.1 Kết luận ...............................................................................................................70 8.1.1 Về lý thuyết .............................................................................................70 8.1.2 Về thực tiễn .............................................................................................70 8.2 Kiến nghị ............................................................................................................71 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………..73 vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 3.1: Cột đo gió dạng kết cấu thép....................................................................11 Hình 3.2: Cột đo gió dạng hình kính thiên văn ........................................................12 Hình 3.3: Máy đo gió hình chén...............................................................................13 Hình 3.4: Máy đo hướng gió ....................................................................................14 Hình 3.5: Cảm biến đo nhiệt độ ...............................................................................15 Hình 3.6: Cảm biến áp suất không khí .....................................................................15 Hình 3.7: Đèn báo không .........................................................................................16 Hình 3.8: Cameras....................................................................................................17 Hình 3.9: Cáp kết nối................................................................................................18 Hình 3.10: Trung tâm đo lường................................................................................19 Hình 3.11: Sơ đồ khối trung tâm đo lường Meteo-40 ..............................................19 Hình 3.12: Tủ điện điển hình....................................................................................20 Hình 3.13: Modem UMTS/GPS PHS8-P .................................................................21 Hình 3.14: Modem đấu nối vệ tinh...........................................................................21 Hình 3.15: USB không dây ......................................................................................22 Hình 3.16: Anten một hướng....................................................................................23 Hình 3.17: Anten đa hướng ......................................................................................23 Hình 3.18: Module năng lượng mặt trời...................................................................24 Hình 3.19: Bảo vệ quá điện áp .................................................................................24 Hình 4.1: Sơ đồ của phương pháp MCP (Measure – Correlate – Predict)...............28 Hình 4.2: Dữ liệu đo lường tốc độ gió theo ngày giờ ..............................................31 Hình 4.3: Kết nối từ trung tâm đo lường tới cột đo trong vòng 30 ngày .................32 Hình 4.4: Báo cáo bằng file PDF điển hình .............................................................33 Hình 4.5: Đồ thị xếp chồng của nhiệt độ..................................................................34 Hình 4.6: Đồ thị thể hiện sự tương quan về biên dạng của máy đo hướng gió trên cùng và máy đo hướng gió dự phòng........................................................................34 Hình 4.7: Đồ thị thể hiện toàn bộ bức xạ theo phường ngang .................................35 vii