Đặt vấn đề tác giả muốn nêu ra và khái quát về cơ sở lý thuyết liên quan đến tính toán phân bố công suất, tính toán mức xâm nhập và ổn định, quá độ điện áp trên hệ thống, nội dung tiêu chuẩn áp dụng và phương pháp sàng lọc thanh cái. 13 Chương 3 : Hiện trạng năng lượng tái tạo Việt Nam Nêu hiện trạng các nguồn năng lượng tái tạo ở Việt Nam và vị trí địa lý từng vùng miền cho thấy sự cấp thiết của vấn đề và tiềm năng của năng lượng tái tạo hiện nay. Chương 4 : Phân tích, đánh giá tác động của năng lượng mặt trời trong chế độ xác lập Điều quan trọng trong xây dựng một mô hình năng lượng mặt trời phụ hợp cho việc khảo sát, đáp ứng các mức xâm nhập cần thiết và chọn thông số điện áp định mức thanh cái, thông số kỹ thuật inverter, máy biến áp sao cho sát với thực tế nhất. Tính toán tác động của việc tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện IEEE-9BUS và IEEE-30BUS thông qua bài toán trào lưu công suất ở chế độ xác lập, xem xét điện áp và tổn hao hệ thống.
Phân tích, đánh giá và đưa ra kết luận. Chương 5 : Phân tích, đánh giá tác động của năng lượng mặt trời trong chế độ quá độ Tính toán tác động của việc tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện IEEE-9BUS lên các thiết bị đóng cắt và hệ thống bảo vệ thông qua bài toán ổn định quá độ. Phân tích, đánh giá và đưa ra kết luận. Chương 6 : Giải pháp giảm thiểu tác động của năng lượng mặt trời Đưa ra giải pháp giúp cải thiện điện áp và tổn hao hệ thống, giảm thiểu ảnh hưởng của năng lượng mặt trời lên các thiết bị đóng cắt, hệ thống bảo vệ của lưới điện.
Chương 7 : Khảo sát, phân tích và đánh giá tác động của năng lượng mặt trời tích hợp vào lưới điện thực tế Ứng dụng các mô phỏng, quy trình tính toán và phân tích theo tiêu chuẩn, giải pháp đã thực hiện vào lưới điện hiện hữu trên thực tế. Cho thấy mức độ chính xác từ các kinh nghiệm chọn lọc vị trí và mức xâm nhập phù hợp theo tiêu chuẩn đề ra thông qua nhiều dữ liệu từ các hệ thống khác nhau. Chương 8 : Tổng kết luận văn va hướng nghiên cứu tương lai Kết luận, liên hệ bản thân, công việc và mở rộng nghiên cứu trong tương lai. 14 CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.
Tổng quan về năng lượng mặt trời 2. Lý thuyết về sự tạo thành năng lượng mặt trời Pin năng lượng Mặt trời hay pin mặt trời hay pin quang điện (Solar panel) bao gồm nhiều tế bào quang điện (solar cells) – là phần tử bán dẫn có thành phần chính là sillic tinh khiết – có chứa trên bề mặt một số lượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện. Các tế bào quang điện này được bảo vệ bởi một tấm kính trong suốt ở mặt trước và một vật liệu nhựa ở phía sau. Toàn bộ nó được đóng gói chân không trong thông qua lớp nhựa polymer càng trong suốt càng tốt.
Cường độ dòng điện, hiệu điện thế hoặc điện trở của pin mặt trời thay đổi phụ thuộc bởi lượng ánh sáng chiếu lên chúng. Tế bào quang điện được ghép lại thành khối để trở thành pin mặt trời (thông thường 60 hoặc 72 tế bào quang điện trên một tấm pin mặt trời).1 Cấu tạo pin quang điện Khi một photon chạm vào mảnh silic, một trong hai điều sau sẽ xảy ra: 1. Photon truyền trực xuyên qua mảnh silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon thấp hơn năng lượng đủ để đưa các hạt electron lên mức năng lượng cao hơn.
Năng lượng của photon được hấp thụ bởi silic. Điều này thường xảy ra khi năng lượng của photon lớn hơn năng lượng để đưa electron lên mức năng lượng cao hơn. Khi photon được hấp thụ, năng lượng của nó được truyền đến các hạt electron trong màng tinh thể. Thông thường các electron này lớp ngoài cùng, và thường được kết dính với các 15 nguyên tử lân cận vì thế không thể di chuyển xa.
Khi electron được kích thích, trở thành dẫn điện, các electron này có thể tự do di chuyển trong bán dẫn. Khi đó nguyên tử sẽ thiếu 1 electron và đó gọi là “lỗ trống”. Lỗ trống này tạo điều kiện cho các electron của nguyên tử bên cạnh di chuyển đến điền vào “lỗ trống”, và điều này tạo ra lỗ trống cho nguyên tử lân cận có “lỗ trống”. Cứ tiếp tục như vậy “lỗ trống” di chuyển xuyên suốt mạch bán dẫn.
Một photon chỉ cần có năng lượng lớn hơn năng luợng đủ để kích thích electron lớp ngoài cùng dẫn điện. Tuy nhiên, tần số của mặt trời thường tương đương 6000°K, vì thế nên phần lớn năng lượng mặt trời đều được hấp thụ bởi silic. Tuy nhiên hầu hết năng lượng mặt trời chuyển đổi thành năng lượng nhiệt nhiều hơn là năng lượng điện sử dụng được. Nguyên lý hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời hòa lưới Điện mặt trời hòa (nối) lưới là hệ thống hoạt động có sự kết hợp giữa năng lượng mặt trời và điện lưới quốc gia, có điện lưới thì hệ thống mới hoạt động được.
Điện mặt trời nối lưới bao gồm 2 loại là: 1. Hệ thống điện mặt trời hòa lưới không tích điện (không dự trữ). Hệ thống điện mặt trời hòa lưới có tích điện (có dự trữ). - Hệ thống pin năng lượng mặt trời sẽ nhận bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành nguồn điện một chiều (DC).
Nguồn điện một chiều (DC) sẽ được bộ inverter hòa luới chuyển hóa thành nguồn điện xoay chiều và hòa chung với nguồn điện lưới để cung cấp cho tải. - Bộ inverter hòa lưới có tích hợp bộ dò điểm công suất cực đại (MPPT) để tận dụng tối đa nguồn điện phát ra từ các tấm pin NLMT. Ngoài ra, Bộ inverter hòa luới còn có bộ dò dòng điện, điện áp và pha của lưới để đồng bộ điện mặt trời với nguồn điện lưới. - Hệ thống hoạt động theo 03 truờng hợp như sau: • Trường hợp 1: Khi công suất hệ thống phát ra lớn hơn công suất tải tiêu thụ thì điện năng dư sẽ được phát lên lưới.
Ngược lại nếu công suất hệ thống solar không đủ cấp cho tải thì tự động sẽ lấy điện lưới bù vào ngay để không làm gián đoạn sinh hoạt trong gia đình. • Trường hợp 2: Hệ thống chỉ hoạt động thay điện lưới hoàn toàn vào ban ngày (hầu như lệ thuộc vào ánh nắng 100%), nên vào ban đêm hệ thống sẽ ngủ đông và hoạt động lại bình thường vào ngày mai khi có nắng. • Trường hợp 3: Bộ chuyển đổi inverter hòa lưới có chức năng tự động ngắt điện khi điện lưới bị cúp, ngừng cung cấp điện năng cho tải để đảm bảo an toàn kỹ thuật khi sửa chữa điện lưới. Lý thuyết về tính toán phân bố công suất ở chế độ xác lập Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong qui hoạch, thiết kế phát triển hệ thống trong tương lai cũng như trong việc xác định chế độ vận hành tốt nhất của hệ thống hiện hữu [9][10].
Thông tin chính có được từ khảo sát phân bố công suất là trị số điện áp và góc pha 16 tại các thanh cái, dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng trên các nhánh. Tuy vậy, nhiều thông tin phụ thêm cũng được tính toán bằng chương trình máy tính. Thường có ba loại nút hay thanh cái: Thanh cái cân bằng: là thanh cái máy phát điện đáp ứng nhanh chóng với sự thay đổi của phụ tải. Nhờ vào bộ điều tốc nhạy cảm, máy phát điện cân bằng có khả năng tăng tải hoặc giảm tải kịp thời theo yêu cầu của toàn hệ thống.
Đối với thanh cái cân bằng, cho trước giá trị điện áp U và gốc pha 0 chọn làm chuẩn (thường cho 0 = 0). Thanh cái máy phát: đối với các máy phát điện khác ngoài máy phát cân bằng, cho biết trước công suất thực P mà máy phát ra (định trước vì lý do năng suất nhà máy) và điện áp U ở thanh cái đó. Thanh cái máy phát còn gọi là thanh cái P,U. Thanh cái phụ tải: cho biết trước công suất P và Q của phụ tải yêu cầu.
Thanh cái phụ tải còn gọi là cái P, Q. Nếu không có máy phát hay phụ tải ở một nút nào đó thì coi nút đó như nút phụ tải với P = Q = 0. Dòng công suất ở các thanh cái được qui ước theo chiều đi vào thanh cái. Ma trận tổng dẫn thanh cái (YBUS hay YTC) và ma trận tổng trở thanh cái (ZBUS hay ZTC) Cho hệ thống có bốn nút không kể nút trung tính với sơ đồ đơn tuyến như hình vẽ: Hình 2.2 Sơ đồ bốn nút Biểu diễn theo điện áp các nút U&1 ,U& 2 và U& 3 và tổng dẫn các nhánh theo định luật Kirchoff về dòng điện được viết: 17 I&1 U&1 y10 (U&1 U& 2 ) y12 (U&1 U& 3 ) y13 I&2 U& 2 y20 (U& 2 U&1 ) y12 (U& 2 U& 3 ) y23 (U& 2 U& 4 ) y24 I& U& y (U& U& ) y (U& U& ) y (U& U& ) y 3 3 30 3 1 13 3 2 23 3 4 34 I&4 U& 4 y40 (U& 4 U& 2 ) y24 (U& 4 U& 3 ) y34 Các dòng điện I&1 , I&2 , I&3 và I&4 tính theo chiều đi của nút.
Sắp xếp các phương trình trên dưới dạng ma trận: I&1 y10 y12 y13 y12 y13 0 U&1 & & I2 y12 y20 y12 y23 y24 y23 y24 . U 2 I3 & y13 y23 y30 y13 y23 y34 y34 U& 3 & I 4 0 y24 y34 y40 y24 y34 U& 4 Phương trình (2.
