Giải pháp nâng cao chất lượng điện năng từ năng lượng mặt trời

LỜI CÁM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu chung

1.2. Lý do chọn đề tài

1.3. Mục tiêu luận văn

1.4. Nhiệm vụ luận văn

1.5. Phạm vi của luận văn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tác động lên thông số vận hành của lưới điện theo mức độ xâm nhập của năng lượng mặt trời

2.1.1. Tác động lên thông số điện áp

2.1.2. Tổn hao công suất và khả năng mang tải của đường dây

2.1.3. Tác động đến ổn định điện áp

2.1.4. Ảnh hưởng họa tần

2.1.5. Tổng kết tác động của năng lượng mặt trời theo mức độ thâm nhập vào lưới điện

2.2. Chất lượng điện năng

2.2.1. Các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng

2.2.2. Một số tiêu chuẩn về chất lượng điện năng

2.3. Tổng quan về hệ thống điện năng lượng mặt trời

2.3.1. Lý thuyết về tế bào năng lượng mặt trời

2.3.2. Mạch tương đương của một tế bào năng lượng mặt trời

2.3.3. Đặc tuyến làm việc của tế bào năng lượng

2.4. Thông số điện áp đường dây và họa tần

2.4.1. Mạng hai cổng, vấn đề sụt áp và tổn thất công suất truyền tải

2.4.2. Mạng hai cổng tích hợp năng lượng mặt trời

2.4.3. Trào lưu công suất ngược

3. CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG VỚI MÔ HÌNH CHUẨN 9 NÚT CHUẨN IEEE

3.1. Hệ thống lưới điện 9 nút IEEE

3.2. Xây dựng mô hình hệ thống lưới điện 9 nút IEEE có tích hợp năng lượng mặt trời

3.3. Mô phỏng hệ thống trong trường hợp chưa tích hợp năng lượng mặt trời

3.3.1. Phương pháp nghiên cứu

3.3.2. Phân tích trào lưu công suất

3.3.3. Phân tích điện áp tại các nút

3.3.4. Phân tích họa tần

3.4. Mô phỏng hệ thống trong trường hợp đã tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện với các mức độ xâm nhập tăng dần từ thấp đến cao

3.4.1. Mức độ xâm nhập của hệ thống năng lượng mặt trời vào lưới điện

3.4.2. Phương pháp nghiên cứu

3.4.3. Phân tích trào lưu công suất

3.4.4. Phân tích ổn định điện áp tại các nút

3.4.5. Phân tích họa tần

4. CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG VỚI MÔ HÌNH CHUẨN 14 NÚT IEEE

4.1. Hệ thống lưới điện 14 nút IEEE

4.2. Xây dựng mô hình hệ thống lưới điện 14 nút IEEE có tích hợp năng lượng mặt trời

4.3. Mô phỏng hệ thống trong trường hợp đã tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện với các mức độ xâm nhập tăng dần từ thấp đến cao

4.3.1. Phương pháp nghiên cứu

4.3.2. Phân tích trào lưu công suất

4.3.3. Phân tích ổn định điện áp tại các nút

4.3.4. Phân tích họa tần

5. CHƯƠNG 5: MỞ RỘNG MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG VỚI LƯỚI ĐIỆN THỰC TẾ TẠI QUẬN 7, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

5.1. Hệ thống điện thực tế tại Quận 7, Thành Phố Hồ Chí Minh

5.2. Xây dựng mô hình hệ thống lưới điện trạm Him Lam 1 chưa tích hợp năng lượng mặt trời

5.3. Xây dựng mô hình hệ thống lưới điện trạm Him Lam 1 tích hợp năng lượng mặt trời

5.4. Mô phỏng hệ thống trong trường hợp chưa tích hợp năng lượng mặt trời

5.4.1. Phương pháp nghiên cứu

5.4.2. Phân tích trào lưu công suất

5.4.3. Phân tích điện áp tại các nút

5.4.4. Phân tích họa tần

5.5. Mô phỏng hệ thống điện trạm Him Lam 1 trong trường hợp đã tích hợp năng lượng mặt trời với các mức độ xâm nhập tăng dần từ thấp đến cao

5.5.1. Phương pháp nghiên cứu

5.5.2. Phân tích trào lưu công suất

5.5.3. Phân tích ổn định điện áp tại các nút

5.5.4. Phân tích họa tần

6. CHƯƠNG 6: NHỮNG GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG THEO MỨC ĐỘ XÂM NHẬP NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LƯỚI ĐIỆN

6.1. Những giải pháp cải thiện chất lượng điện năng theo mức độ xâm nhập năng lượng mặt trời

6.1.1. Bộ điều chỉnh điện áp dưới tải OLTC – On Load Tap Changer

6.1.2. Thiết bị bù tĩnh SVC – Static Var Compensator

6.1.3. Bộ lọc Single Tuned

6.2. Mô phỏng hệ thống khi áp dụng những giải pháp cải thiện chất lượng điện năng theo mức độ xâm nhập năng lượng mặt trời cho lưới 9 nút IEEE

6.2.1. Bộ điều áp dưới tải OLTC – On Load Tap Changer và tụ bù

6.2.2. Bộ lọc Single Tuned và Static Var Compensator

6.3. Những kết quả đạt được

6.4. Những hạn chế và hướng phát triển của đề tài

Tài liệu tham khảo

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu tổng quan

Luận văn này tập trung vào việc đánh giá và đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điện năng theo mức độ thâm nhập năng lượng mặt trời vào lưới điện. Mục tiêu chính là phân tích tác động của năng lượng tái tạo này đến chất lượng điện năng, từ đó đưa ra các giải pháp hiệu quả nhằm cải thiện tình hình. Chất lượng điện năng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống điện, do đó việc đánh giá tác động của năng lượng mặt trời là cần thiết. Đặc biệt, luận văn sẽ xem xét các thông số như điện áp, tổn thất công suất và ổn định điện áp trong các điều kiện khác nhau của lưới điện.

1.1. Lý do chọn đề tài

Năng lượng mặt trời đang trở thành một trong những nguồn năng lượng chính trong việc cung cấp điện năng cho hệ thống điện. Chính phủ Việt Nam đã có những chính sách khuyến khích phát triển năng lượng tái tạo, đặc biệt là năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, việc tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện cũng mang lại nhiều thách thức, như gây ra dao động điện áp và tổn thất công suất. Những vấn đề này cần được phân tích và đánh giá để đưa ra giải pháp nâng cao chất lượng điện năng hiệu quả.

II. Tác động của năng lượng mặt trời đến chất lượng điện năng

Việc tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện có thể gây ra nhiều tác động đến chất lượng điện năng. Một trong những vấn đề chính là sự dao động điện áp lớn, có thể dẫn đến mất cân bằng điện áp và tổn thất công suất. Luận văn sẽ phân tích các thông số điện áp và tổn thất công suất trong các mô hình lưới điện khác nhau, từ đó đánh giá khả năng cải thiện hiệu suất hệ thống điện. Các nghiên cứu cho thấy rằng, khi mức độ thâm nhập năng lượng mặt trời tăng lên, cần có những biện pháp cụ thể để giảm thiểu tổn thất điện năng và cải thiện ổn định điện áp.

2.1. Các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng

Một số vấn đề chính liên quan đến chất lượng điện năng bao gồm sự biến động điện áp, tổn thất công suất và họa tần. Những vấn đề này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất của lưới điện mà còn gây ra thiệt hại cho thiết bị điện. Đặc biệt, sự tích hợp năng lượng mặt trời vào lưới điện có thể làm gia tăng mức độ họa tần, do đó việc sử dụng các thiết bị như bộ lọc và thiết bị bù công suất là cần thiết để duy trì chất lượng điện năng ổn định.

III. Giải pháp cải thiện chất lượng điện năng

Để nâng cao chất lượng điện năng trong bối cảnh năng lượng mặt trời ngày càng thâm nhập mạnh mẽ vào lưới điện, các giải pháp như sử dụng bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC) và thiết bị bù tĩnh (SVC) sẽ được đề xuất. Những thiết bị này có khả năng điều chỉnh điện áp và bù công suất phản kháng, từ đó giảm thiểu tổn thất và cải thiện ổn định điện áp. Luận văn sẽ mô phỏng các giải pháp này trong các điều kiện khác nhau để đánh giá hiệu quả thực tế của chúng.

3.1. Các giải pháp cụ thể

Giải pháp đầu tiên là sử dụng bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC) để duy trì điện áp ổn định trong lưới điện. Giải pháp thứ hai là áp dụng thiết bị bù tĩnh (SVC) nhằm cải thiện hệ số công suất và giảm thiểu tổn thất công suất. Cuối cùng, việc sử dụng bộ lọc Single Tuned cũng sẽ được xem xét như một phương pháp hiệu quả để xử lý họa tần. Những giải pháp này không chỉ giúp cải thiện chất lượng điện năng mà còn góp phần vào việc phát triển bền vững của năng lượng tái tạo.

Đánh giá và cải thiện chất lượng điện năng với năng lượng mặt trời