Giải pháp bảo vệ rơ le cho hệ thống phân phối năng lượng tái tạo

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT LUẬN VĂN

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1. Lý do chọn đề tài

1.2. Mục tiêu đề tài

1.3. Phạm vi và phương pháp thực hiện

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ NHỮNG THÁCH THỨC

2.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO

2.2. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TRÊN THẾ GIỚI

2.3. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO TẠI VIỆT NAM VÀ NHỮNG THÁCH THỨC

2.3.1. Tiềm năng và hiện trạng phát triển năng lượng tái tạo tại Việt Nam

2.3.2. Thách thức phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam

3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠ LE LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC GIẢI PHÁP ĐƯỢC ĐỀ XUẤT

3.1. TÁC ĐỘNG CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI ĐỐI VỚI LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

3.2. NHIỆM VỤ CỦA BẢO VỆ RƠ LE VÀ CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG BẢO VỆ

3.2.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơ le

3.3. BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHỨC NĂNG 51 TRÊN XUẤT TUYẾN LƯỚI PHÂN PHỐI

3.4. TÁC ĐỘNG CỦA NGUỒN PV ĐỐI VỚI BẢO VỆ RƠ LE TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI

3.4.1. Thay đổi dòng điện sự cố

3.4.2. Mù bảo vệ

3.4.3. Mất phối hợp bảo vệ

3.4.4. Vấn đề tách đảo

3.4.5. Vấn đề tự đóng lại

3.5. TÌM HIỂU MỘT SỐ GIẢI PHÁP BẢO VỆ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI KHI CÓ ĐIỆN MẶT TRỜI

3.5.1. Điều phối bảo vệ bằng giải thuật tối ưu

3.5.2. Bảo vệ so sánh pha

3.5.3. Sử dụng bảo vệ quá dòng có hướng

3.5.4. Sử dụng bảo vệ khoảng cách

3.5.5. Giải pháp điều khiển thích nghi

3.5.6. Sử dụng thiết bị giảm dòng ngắn mạch (FCL)

4. CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG VÀ KHẢO SÁT RƠ LE BẢO VỆ QUÁ DÒNG LƯỚI PHÂN PHỐI BẰNG MATLAB/SIMULINK

4.1. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAB/SIMULINK

4.2. CÁC KHỐI CHỨC NĂNG CẦN THIẾT

4.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG RƠ LE BẢO VỆ QUÁ DÒNG CHỨC NĂNG 51 BẰNG MATLAB/SIMULINK

4.4. MÔ PHỎNG XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI VỚI CHỨC NĂNG BẢO VỆ QUÁ DÒNG 51 BẰNG MATLAB/SIMULINK

4.4.1. Giới thiệu mô hình lưới điện nghiên cứu

4.4.2. Tính toán và cài đặt phối hợp bảo vệ chức năng 51 của các máy cắt trên xuất tuyến

4.4.3. Kết quả mô phỏng

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI SAU KHI CÓ NGUỒN NLTT XÂM NHẬP

5.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH NGUỒN NLTT TRÊN MATLAB/SIMULINK

5.2. TÍCH HỢP PV VÀO XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI VÀ KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP LÀM VIỆC BÌNH THƯỜNG

5.2.1. PV được gắn vào tải 3

5.2.2. PV được gắn vào tải 2

5.3. TÍCH HỢP PV VÀO XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI VÀ KHẢO SÁT TRƯỜNG HỢP KHI CÓ XẢY RA SỰ CỐ

5.3.1. PV được gắn vào tải 2 và có sự cố ngắn mạch 3 pha ở nút 4

5.3.2. Khảo sát sự cố ngắn mạch 3 pha tổng trở cao tại nút 4 khi PV đặt ở tải 2

5.3.3. PV được gắn vào tải 3 và khảo sát các trường hợp sự cố

5.3.4. KHẢO SÁT MÔ HÌNH CÓ TÍCH HỢP NGUỒN PV VÀ ĐIỆN GIÓ

6. CHƯƠNG 6: GIẢI PHÁP NÂNG CAO BẢO VỆ RƠ LE CHO XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI CÓ TÍCH HỢP PV

6.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG FCL DẠNG ĐIỆN TRỞ BẰNG MATLAB/SIMULINK

6.2. KIỂM CHỨNG FCL QUA MÔ PHỎNG SIMULINK

6.3. ÁP DỤNG FCL DẠNG ĐIỆN TRỞ VÀO MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN PHÂN PHỐI CÓ TÍCH HỢP PV ĐỂ NÂNG CAO BẢO VỆ RƠ LE

6.3.1. Cài đặt dòng kích hoạt cho FCL

6.3.2. Hướng phát triển

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Tổng quan về bảo vệ rơ le trong hệ thống phân phối năng lượng tái tạo

Hệ thống phân phối năng lượng tái tạo đang ngày càng trở nên quan trọng trong bối cảnh nhu cầu năng lượng gia tăng và các vấn đề môi trường. Bảo vệ rơ le là một phần không thể thiếu trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, đặc biệt là khi có sự xâm nhập của các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời. Hệ thống phân phối năng lượng truyền thống có công suất chạy theo một hướng từ nguồn điện đến phụ tải, tuy nhiên, khi tích hợp nguồn năng lượng tái tạo, hướng dòng điện có thể thay đổi, dẫn đến các thách thức mới cho việc quản lý năng lượng và bảo vệ hệ thống. Việc nghiên cứu các giải pháp bảo vệ rơ le cho các xuất tuyến phân phối có nguồn năng lượng tái tạo xâm nhập cao là cần thiết để đảm bảo tính ổn định và an toàn cho hệ thống điện.

1.1. Tác động của nguồn năng lượng tái tạo đến bảo vệ rơ le

Nguồn năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện mặt trời, có thể gây ra nhiều vấn đề cho hệ thống bảo vệ rơ le. Khi có sự cố xảy ra, dòng điện từ nguồn PV có thể làm thay đổi biên độ và hướng dòng điện, dẫn đến việc rơ le không hoạt động chính xác. Hiệu suất năng lượng của hệ thống cũng bị ảnh hưởng bởi sự không đồng bộ giữa các thiết bị bảo vệ. Việc nghiên cứu tác động này giúp xác định các yêu cầu cơ bản cho hệ thống bảo vệ, từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện hiệu quả hoạt động của rơ le trong các tình huống khác nhau.

II. Giải pháp bảo vệ rơ le cho hệ thống phân phối năng lượng tái tạo

Để nâng cao hiệu quả bảo vệ rơ le trong hệ thống phân phối có nguồn năng lượng tái tạo, một số giải pháp đã được đề xuất. Sử dụng thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch (FCL) là một trong những giải pháp hiệu quả. FCL giúp giảm thiểu dòng ngắn mạch trong hệ thống, từ đó bảo vệ các thiết bị điện và đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện. Việc áp dụng FCL cần được thực hiện qua mô phỏng và kiểm chứng kết quả để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của giải pháp. Hơn nữa, việc sử dụng các công nghệ mới như hệ thống điện thông minh cũng góp phần nâng cao khả năng bảo vệ và quản lý năng lượng trong các hệ thống phân phối.

2.1. Mô phỏng và khảo sát giải pháp bảo vệ

Mô phỏng bằng phần mềm Matlab/Simulink cho phép nghiên cứu và khảo sát các tình huống khác nhau trong hệ thống phân phối. Các kết quả mô phỏng sẽ cung cấp cái nhìn rõ ràng về hiệu quả của các giải pháp bảo vệ rơ le, từ đó đưa ra các khuyến nghị cụ thể cho việc cải thiện hệ thống. Việc khảo sát này không chỉ giúp đánh giá các giải pháp hiện tại mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển công nghệ bảo vệ rơ le trong tương lai.

III. Kết luận và hướng phát triển

Nghiên cứu về giải pháp bảo vệ rơ le cho hệ thống phân phối năng lượng tái tạo là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết trong bối cảnh hiện tại. Các giải pháp như sử dụng FCL và công nghệ điện thông minh không chỉ giúp nâng cao hiệu suất bảo vệ mà còn đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống điện. Các kết quả từ mô phỏng và khảo sát sẽ là cơ sở để phát triển các giải pháp bảo vệ hiệu quả hơn trong tương lai, đồng thời góp phần vào việc tối ưu hóa quản lý năng lượng trong hệ thống phân phối điện. Điều này không chỉ hỗ trợ cho việc tích hợp nguồn năng lượng tái tạo mà còn thúc đẩy sự phát triển bền vững của hệ thống điện quốc gia.

3.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới trong bảo vệ rơ le, cũng như khảo sát thêm các tác động của nhiều loại nguồn năng lượng tái tạo khác nhau đến hệ thống phân phối. Việc này sẽ giúp xây dựng một hệ thống điện linh hoạt và an toàn hơn, đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội.

Nghiên cứu giải pháp bảo vệ rơ le cho xuất tuyến phân phối năng lượng tái tạo