Ứng dụng Smart inverter nhằm nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối có kết nối điện mặt trời tại Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này đã trình bày một giải pháp nhằm nâng cao chất lượng điện áp của lưới phân phối có kết nối điện mặt trời. Smart inverter với chức năng Volt-var đã được thử nghiệm trên hệ thống IEEE 13-bus.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng Smart inverter nhằm nâng cao chất lượng điện năng trong lưới phân phối có kết nối điện mặt trời tại Việt Nam

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 ỨNG DỤNG SMART INVERTER NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI CÓ KẾT NỐI ĐIỆN MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM Nguyễn Quang Thuấn, Nguyễn Công Chính, Nguyễn Nhất Tùng Trường Đại học Thủy lợi, email: thuannq@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG chiều công suất tác dụng, biến động điện áp lưới khi mất hoặc giảm đột ngột công suất Tại Việt Nam, nhà máy điện mặt trời phải của nhà máy điện mặt trời [3]. Để khắc phục có khả năng điều khiển điện áp và công suất và giảm thiểu ảnh hưởng, các tác giả đã đề phản kháng. Cụ thể: nếu điện áp tại phía cao xuất một số giải pháp như: thay đổi phương áp máy biến áp tăng áp của nhà máy điện pháp quản lý, ưu tiên lắp đặt cho các nguồn trong dải ± 10 % điện áp danh định, nhà máy điện mặt trời có tính phân tán thay vì tập điện mặt trời phải có khả năng điều chỉnh trung, lắp đặt các thiết bị bù linh hoạt như điện áp tại phía hạ áp máy biến áp tăng áp SVC, STATCOM, D-STATCOM [2] hoặc với độ sai lệch không quá ± 0,5 % điện áp mới chỉ đề xuất cần có giải pháp mà chưa có định mức (so với giá trị đặt điện áp) bất cứ phương án cụ thể [3]. Tuy nhiên, các giải khi nào công suất phản kháng của tổ máy pháp trên còn có nhược điểm là tăng chi phí phát điện còn nằm trong dải làm việc cho và chưa thể chủ động trong vận hành cũng phép và hoàn thành trong thời gian không như phát triển nguồn điện mặt trời. quá 05 giây. Khi điện áp tại phía cao áp máy Trong nghiên cứu này, Smart Inverter với biến áp tăng áp của nhà máy điện nằm ngoài các chức năng Volt-var được đề xuất để thử dải ± 10 % điện áp danh định, nhà máy điện nghiệm trên hệ thống IEEE 13 bus có kết nối phải có khả năng ưu tiên phát dòng điện phản điện mặt trời. Bức xạ mặt trời một ngày được kháng (khi điện áp thấp) hoặc hút dòng điện tạo ngẫu nhiên; Thông tin phụ tải ngày cũng phản kháng (khi điện áp cao) để hỗ trợ hệ được xét đến trong nghiên cứu này. Sau đó, thống điện trong quá trình sự cố, dòng điện tính toán trào lưu công suất được thực hiện phản kháng có khả năng thay đổi từ 0 % đến 10 % dòng điện định mức của nhà máy cho bằng cách sử dụng phần mềm OpenDSS [4] mỗi 01% điện áp thay đổi với sai số không để đánh giá tác động đến điện áp hệ thống quá 20 % (tốc độ thay đổi do cấp điều độ có khi kết nối với điện mặt trời. Ngoài ra, quyền điều khiển tính toán xác định), thời MATLAB cũng được sử dụng để thu thập và gian hoàn thành đáp ứng không trễ hơn 100 mô tả kết quả từ phần mềm OpenDSS. miligiây [1]. Một số nghiên cứu trong những 2. SMART INVERTER năm gần đây đã chỉ ra rằng việc tích hợp điện mặt trời tạo ra nhiều ảnh hưởng không tốt Giống như Inverter truyền thống, Smart cho lưới điện. Nguồn điện mặt trời công suất inverter cũng chuyển đổi dòng điện một chiều lớn có thể gây ra các dao động công suất, tần của các tấm pin mặt trời thành dòng điện xoay số và điện áp của lưới bởi sự bất định, sự phụ chiều. Tuy nhiên, ngoài chức năng cơ bản này, thuộc của chúng vào điều kiện môi trường Smart inverter được trang bị thêm các chức xung quanh [2]. Tích hợp nguồn điện mặt trời năng hỗ trợ lưới điện, chẳng hạn như điều cũng gây nên một số ảnh hưởng như: đảo chỉnh điện áp, hỗ trợ tần số và khả năng truyền 301
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 tải. Smart inverter có thể cung cấp một số chức năng khác nhau chẳng hạn như Volt-var, Volt-watt và hệ số công suất cố định, v.v… Các chức năng này có thể giúp hệ thống điện mặt trời đáp ứng kịp thời với sự thay đổi của điện áp tại điểm kết nối [5]. Chức năng Volt-var Chức năng Volt-var cho phép mỗi hệ thống điện mặt trời cung cấp công suất phản kháng để đáp ứng với điện áp tại điểm kết nối (hình 1). Khi điện áp tại điểm kết nối nhỏ hơn U2, chức năng Volt-var cho phép Inverter cung cấp công suất phản kháng cho lưới giúp Hình 2. Lưới phân phối IEEE 13-bus tăng điện áp. Nếu điện áp vượt quá giá trị U3, Inverter sẽ tiêu thụ công suất phản kháng giúp Do nguồn điện mặt trời có tính bất định và giảm điện áp. Trong trường hợp điện áp lớn phụ thuộc vào thời tiết, việc mô phỏng nguồn điện mặt trời dựa trên sự thay đổi về thời tiết hơn U2 và nhỏ hơn U3, Inverter không cần là hoàn toàn cần thiết. Bên cạnh đó, tải cũng thiết cung cấp công suất phản kháng. Các giá luôn luôn thay đổi theo từng giờ. Dữ liệu tải trị U1, U2, U3 và U4 có thể cài đặt theo giá trị và bức xạ hàng giờ trong một ngày có thể thu mong muốn của người sử dụng. được bằng nhiều phương pháp khác nhau. Ví dụ như: sử dụng phương pháp dự báo, hay đơn giản là lấy dữ liệu ngẫu nhiên của một ngày trong năm. Trong nghiên cứu này, dữ liệu tải và bức xạ được giả thiết như trong hình 3. Hình 1. Chức năng Volt-var 3. MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ Lưới phân phối IEEE 13-bus được minh họa trong hình 2 [6]. Đây là một hệ thống Hình 3. Dữ liệu tải và bức xạ mặt trời nhỏ được sử dụng để thử nghiệm các hệ Để đánh giá mức độ ổn định điện áp của thống phân phối. Lưới điện này hoạt động ở lưới phân phối khi kết nối điện mặt trời, hệ điện áp 4,16 kV, có 1 bộ điều chỉnh điện áp thống được thử nghiệm với các trường hợp: và tụ điện. Tổng công suất tác dụng của tải - Không sử dụng Smart Inverter. hoạt động trên lưới là 3.466 kW. Trong - Sử dụng chức năng Volt-var của Smart nghiên cứu này, để đánh giá mức độ ảnh Inverter. hưởng tới điện áp của hệ thống, một nguồn Khi không sử dụng Smart inverter, điện áp điện mặt trời có công suất 800 kW sẽ được tại điểm kết nối nằm trong khoảng kết nối với nút 671. 0.98÷1.055 pu. Giá trị điện áp lớn nhất xuất 302
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 hiện vào lúc 12 giờ và vượt quá mức cho nghiệm trên hệ thống IEEE 13-bus. Kết quả phép (hình 4). Khi sử dụng chức năng Volt- cho thấy giá trị điện áp lớn nhất xuất hiện vào var của Smart Inverter, điện áp tại điểm kết lúc 12 giờ giảm từ 1.055 pu xuống còn 1.02 nối nằm trong khoảng 0.983÷1.02 pu. Giá trị pu. Điện áp tại điểm kết nối nằm trong giới điện áp lớn nhất xuất hiện vào lúc 12 giờ hạn cho phép. Thông qua kết quả nghiên cứu, giảm từ 1.055 pu xuống còn 1.02 pu, điều tác giả khuyến nghị các nhà đầu tư điện mặt này cho thấy chức năng Volt-var của Smart trời tại Việt Nam nên sử dụng Inverter được inverter đã giúp cải thiện đáng kể chất lượng trang bị chức năng Volt-var để có thể đáp điện áp tại điểm kết nối (hình 5). ứng được quy định hiện hành của Bộ Công thương. Bên cạnh đó, việc sử dụng Smart inverter cũng giúp các công ty điện lực chủ động hơn trong công tác vận hành cũng như phát triển nguồn điện mặt trời. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thông tư 39/2022/TT-BCT về Sửa đổi một số điều của Thông tư số 25/2016/TT-BCT, Thông tư số 39/2015/TT-BCT và Thông tư số 30/2019/TT-BCT, (2022). Hình 4. Điện áp tại nút 671 khi [2] Trần Huỳnh Ngọc, “Tích hợp điện mặt trời không sử dụng Smart Inverter vào lưới điện - Các ảnh hưởng, nguy cơ và các giải pháp khắc phục”, 2023. https://www.pecc2.com/vn/tich-hop-dien-mat- troi-vao-luoi-dien-cac-anh-huong-nguy-co-va- cac-giai-phap-khac-phuc.html. [3] Dương Minh Quân, Hoàng Dũng, Mã Phước Khánh, Trần Ngọc Thiên Nam, “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến lưới điện tỉnh Thừa thiên - Huế”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, số 11(132).2018, quyển 2. Hình 5. Điện áp tại nút 671 khi sử dụng [4] Phần mềm mô phỏng OpenDSS. http://smartgrid.epri.com/SimulationTool.aspx. chức năng Volt-var của Smart Inverter [5] B. Seal, Common Functions for Smart Inverters, 4th Ed., EPRI Technical Report, 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Dec. 2016. Bài báo này đã trình bày một giải pháp [6] IEEE 13 Bus Feeder, May. 2023, [online] nhằm nâng cao chất lượng điện áp của lưới Available: https://cmte.ieee.org/pes-testfeeders/ phân phối có kết nối điện mặt trời. Smart resources/. inverter với chức năng Volt-var đã được thử 303