Nghiên cứu giải pháp quản lý năng lượng cho dự án tái tạo tại Trà Vinh

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu quản lý năng lượng nghiên cứu và đề xuất phương án giải tỏa công suất các dự án năng lượng tái tạo, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyễn Bá Quốc
• Người hướng dẫn: TS. Lê Kỷ
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Quản lý năng lượng
• Đề tài: Giải Pháp Tối Ưu Công Suất Cho Dự Án Năng Lượng Tái Tạo Tại Trà Vinh
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan

Trong bối cảnh hiện nay, năng lượng tái tạo đang trở thành một phần quan trọng trong chiến lược phát triển năng lượng của Việt Nam. Tỉnh Trà Vinh, với vị trí địa lý thuận lợi, có tiềm năng lớn để phát triển các dự án năng lượng tái tạo như điện mặt trời và điện gió. Tuy nhiên, quy hoạch phát triển năng lượng tại Trà Vinh vẫn chưa cập nhật được các dự án mới, dẫn đến sự cần thiết phải nghiên cứu và đánh giá khả năng đáp ứng của hệ thống điện trong khu vực. Theo báo cáo của Bộ Công Thương, tình hình cung cấp điện tại tỉnh có nhiều thách thức, đặc biệt là trong giai đoạn 2021-2025 khi có nguy cơ thiếu hụt nguồn điện. Do đó, việc đầu tư vào các dự án năng lượng tái tạo không chỉ cần thiết cho sự phát triển bền vững của tỉnh mà còn góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực.

II. Tiềm năng phát triển năng lượng tái tạo tại Trà Vinh

Năng lượng mặt trời và điện gió là hai nguồn năng lượng chính được chú trọng phát triển tại Trà Vinh. Theo các nghiên cứu, tỉnh này có điều kiện khí hậu và địa hình lý tưởng cho việc khai thác năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Cụ thể, số ngày nắng trung bình tại Trà Vinh đạt khoảng 300 ngày/năm, cho phép khai thác năng lượng mặt trời một cách hiệu quả. Bên cạnh đó, tiềm năng phát triển điện gió cũng rất lớn, với nhiều khu vực có tốc độ gió ổn định và mạnh. Các dự án năng lượng tái tạo tại Trà Vinh không chỉ giúp tăng cường nguồn cung điện mà còn góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững.

III. Đánh giá khả năng đáp ứng của hệ thống điện

Hệ thống điện tỉnh Trà Vinh hiện tại đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện từ các dự án năng lượng tái tạo. Việc khảo sát khả năng đáp ứng của lưới điện là cần thiết để đảm bảo rằng các dự án điện mặt trời và điện gió có thể được kết nối và vận hành hiệu quả. Các nghiên cứu cho thấy lưới điện cần được nâng cấp để có thể tiếp nhận công suất từ các dự án mới. Việc đánh giá khả năng truyền tải và giải tỏa công suất từ các nguồn năng lượng tái tạo là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng lưới điện và đảm bảo cung cấp điện ổn định cho khu vực.

IV. Giải pháp nâng cấp lưới điện

Để tối ưu hóa công suất cho các dự án năng lượng tái tạo tại Trà Vinh, cần có các giải pháp nâng cấp lưới điện. Các giải pháp này bao gồm việc cải thiện hạ tầng lưới điện, áp dụng công nghệ mới và tối ưu hóa quy trình vận hành. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các công nghệ tiên tiến có thể giúp tăng cường khả năng truyền tải và giảm thiểu tổn thất điện năng. Hơn nữa, việc phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội của các giải pháp này sẽ giúp các nhà đầu tư và cơ quan quản lý có cái nhìn tổng quan về lợi ích và chi phí, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn trong việc phát triển các dự án năng lượng tái tạo.

V. Kết luận và hướng phát triển

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy rằng Trà Vinh có tiềm năng lớn để phát triển các dự án năng lượng tái tạo, tuy nhiên cần có sự đầu tư và nâng cấp hệ thống lưới điện để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Hướng phát triển trong tương lai cần tập trung vào việc cải thiện hạ tầng lưới điện, khuyến khích đầu tư vào công nghệ mới và nâng cao nhận thức về năng lượng tái tạo trong cộng đồng. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa công suất cho các dự án hiện tại mà còn mở ra cơ hội cho các dự án mới trong tương lai, góp phần vào sự phát triển bền vững của tỉnh Trà Vinh.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan.  Chương 2: Tiềm năng phát triển điện mặt trời và điện gió tại Việt Nam và tỉnh Trà Vinh.  Chương 3: Khảo sát đáp ứng của hệ thống điện tỉnh Trà Vinh và miền Nam về việc giải tỏa công suất các dự án điện mặt trời và điện gió.  Chương 4: Đề xuất, tính toán giải pháp nâng cấp lưới điện và phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội.

 Chương 5: Kết luận và hướng phát triển. Trang 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ CHƯƠNG 2 TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN ĐMT VÀ ĐG TẠI VIỆT NAM VÀ TỈNH TRÀ VINH 2. Tiềm năng phát triển ĐMT và ĐG tại Việt Nam 2.

Tiềm năng phát triển ĐMT Hình 2.1: Cường độ bức xạ mặt trời tại Việt Nam Việt Nam được đánh giá là quốc gia có tiềm năng rất lớn phát triển năng lượng mặt trời, đặc biệt ở các vùng miền Trung và miền Nam. Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước. Đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam là khoảng 300 ngày/năm. Năng lượng mặt trời có thể được khai thác cho hai nhu cầu sử dụng: sản xuất điện và cung cấp nhiệt.

Trang 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng mặt trời. Theo đánh giá của Hiệp hội năng lượng sạch Việt Nam, Việt Nam là một trong những quốc gia có ánh nắng mặt trời nhiều nhất trong bản đồ bức xạ mặt trời thế giới. Trung bình, tổng bức xạ năng lượng mặt trời ở nước ta dao động từ 4,3- 5,7 triệu kWh/m2.

Ở các tỉnh Tây Nguyên, Nam Trung bộ, số giờ nắng khá cao, đạt từ 2. Bức xạ mặt trời trung bình 150kcal/m2 chiếm khoảng 2.000 giờ/năm, với ước tính tiềm năng lý thuyết khoảng 43,9 tỷ TOE. Tiềm năng phát triển ĐG Hình 2.2: Bản đồ tài nguyên gió của Việt Nam tại độ cao 80m Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Nằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có thuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió.

So sánh tốc độ gió trung bình trong vùng biển Đông Việt Nam và các vùng biển lân cận cho thấy gió tại biển Đông khá mạnh và thay đổi nhiều theo mùa. Việt Nam có tiềm năng gió lớn nhất trong 4 nước Đông Nam Á bao gồm Thái Lan, Lào, Cam-pu-chia, Việt Nam, với tổng tiềm năng phong điện ước đạt 513. Tiềm năng phát triển ĐMT và ĐG tại tỉnh Trà Vinh 2. Tiềm năng phát triển ĐMT Tỉnh Trà Vinh sở hữu khí hậu gió mùa nóng ẩm, 2 mùa rõ rệt.

Lượng bức xạ trung bình năm đo được tại khu vực duyên hải của tỉnh Trà Vinh đạt từ 1.900 kWh/m2, với bức xạ ngày trung bình hơn 4.9 kWh/m2; kết hợp địa thế nhiều giồng cát hình cánh cung bao bọc giúp vùng duyên hải Trà Vinh đạt được các điều kiện cần thiết và đủ tiềm năng phát triển dự án năng lượng mặt trời.3: Cường độ bức xạ mặt trời tại tỉnh Trà Vinh 2. Tiềm năng phát triển ĐG Tiềm năng gió được thể hiện qua tốc độ gió trên 5 m/s chủ yếu tập trung ở nửa phía dưới của tỉnh Trà Vinh. Hình dưới đây thể hiện tốc độ gió phân bố tại độ cao 80 m so với mặt đất của tỉnh Trà Vinh. Theo thang màu thể hiện tốc độ gió trung bình cho thấy, tại độ cao 80 m ở khu vực trung tâm phía Nam của tỉnh Trà Vinh tốc độ gió trung bình trên 6 m/s.

Trang 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Hình 2.4: Tốc độ gió trung bình tại độ cao 80m tỉnh Trà Vinh theo WB 2011 Số liệu gió thu thập từ NASA vận tốc gió ở độ cao 80m khu vực như sau: Vận tốc gió theo tháng (m/s) Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB 2000 9.36 Trang 7 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Vận tốc gió theo tháng (m/s) Năm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB 2014 7.5: Phân bố vận tốc gió Tần suất tốc độ gió để tuabin bắt đầu phát điện v  3 m/s ở độ cao 100 m chiếm 90% thời gian đo đạc trong 01 năm. Hướng gió chủ đạo ở khu vực là hướng gió Đông đến Đông Bắc (ENE), Nam đến Tây Nam (WSW).

Trang 8 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Hình 2.6: Hoa gió Với các tiềm năng gió và đặc điểm gió như trên, khu vực tỉnh Trà Vinh được xem như khu vực có tiềm năng gió khá tốt, có thể khai thác hiệu quả. Theo đề án quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh (đã được Bộ Công Thương phê duyệt tại quyết định số 13309/QĐ-BCT ngày 04/12/2015), tiềm năng phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh được chia thành 3 vùng như trong bảng dưới đây.1: Vùng quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Trà Vinh Công suất Vận tốc Diện tích Vùng Khu vực phân bố dự kiến gió trung (ha) (MW) bình/năm (m/s) Vùng 1 Bãi bồi ven biển thuộc huyện Duyên Hải 10.330 408 6,4 - 6,8 Vùng 2 Đất liền thuộc huyện Cầu Ngang 7.115 285 6,0 - 6,4 Ngoài khơi gần bờ (trong khoảng cách Vùng 3 10km từ đường bờ biển) thuộc huyện 22.865 915 6,8 Duyên Hải Tổng 40.608 Trang 9 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Trà Vinh có khá nhiều trụ đo gió được lắp đặt, chủ yếu dọc theo bờ biển thuộc huyện Duyên Hải và thị xã Duyên Hải, vùng được đánh giá có tiềm năng gió lớn nhất tỉnh.

Trụ đo gió được lắp đặt đầu tiên tại xã Hiệp Thạnh, thị xã Duyên Hải, trụ đo gió này được lắp đặt từ tháng 01/2006. Trụ đo gió lắp đặt gần đây nhất là trụ đo gió của TTVN, trụ được đưa vào khai thác số liệu tháng 5/2019.2: Các trạm đo gió trên địa bàn tỉnh Trà Vinh 2. Danh mục các dự án ĐMT và ĐG tỉnh Trà Vinh Bảng 2.3: Danh mục các dự án ĐMT và ĐG đã BSQH Công suất TT Tên dự án Tiến độ thực tế (MW) Nhà máy ĐMT 1 Trung Nam Trà 140 Vận hành thương mại 28/6/2019. Vinh Nhà máy ĐG số 1 Hoàn thành ký hợp đồng mua bán điện 2 (ĐG Hàn Quốc) tại 48 số 03/2019/HD-NMĐG-TWPC ngày vị trí V1-1 30/9/2019 Nhà máy ĐG số 2 Đã phê duyệt dự án; ký hợp đồng mua 3 48 tại vị trí V1-2 bán điện ngày 19/11/2019.

Bộ Công Thương đã thẩm định dự án Nhà máy ĐG số 3 4 48 (Thông báo số 2008/ĐL-NLTT ngày tại vị trí V1-3 27/11/2019). Hoàn thiện và gửi hồ sơ đề Trang 10 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ nghị Tập đoàn Điện lực Việt Nam tổ chức đàm phán hợp đồng mua bán điện (PPA) Nhà máy ĐG số 4 Đã đàm phán ký hợp đồng mua bán điện 5 48 tại vị trí V1-4 với Tập Đoàn điện lực Việt Nam. 6 Nhà máy ĐG số 5 48 Đã hòan thành: Ký kết hợp đồng mua bán điện với Tập đoàn Điện lực Việt 7 Nhà máy ĐG số 6 30 Nam số 09/HĐ ngày 16/9/2019; Tổng 410 Trang 11 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.

Lê Kỷ Bảng 2.4: Danh mục các dự án ĐG được Thủ tướng Chính phủ BSQH tại văn bản số 911/TTg-CN ngày 15/7/2020 Công STT Tên dự án ĐG suất Xã Huyện Tỉnh Phương án đấu nối (MW) - Xây dựng trạm biến áp 220 kV Nhà máy điện gió Đông Thành 1 công suất 125 MVA. Đông Duyên - Xây dựng đường dây 220 kV mạch kép đấu nối 1 Đông Thành 1 80 Trà Vinh Hải Hải trạm biến áp 220 kV điện gió Đông Thành chuyển tiếp trên ĐD 220 kV Đông Hải 1 - Trạm 500 kV Duyên Hải - Lắp thêm máy biến áp 250 MVA tại trạm biến áp Đông Duyên 220 kV Nhà máy điện gió Đông Thành 1. 2 Đông Thành 2 120 Trà Vinh Hải Hải - Tận dụng hạ tầng đấu nối Nhà máy điện gió Đông Thành 1 - Xây dựng trạm biến áp 220 kV Nhà máy điện gió Đông Hải 1 công suất 2x63 MVA. Đông Duyên - Xây dựng đường dây 220 kV mạch đơn từ Nhà máy 3 Đông Hải 1 100 Trà Vinh Hải Hải điện gió Đông Hải 1 đấu nối vào thanh cái 220 kV nhà máy điện mặt trời Trung Nam Trà Vinh chiều dài 1x7 km, sử dụng dây dẫn ACSR330.

- Xây dựng trạm biến áp 220 kV Nhà máy điện gió Đông Duyên Thăng Long công suất 2x63 MVA 4 Thăng Long 96 Trà Vinh Hải Hải - Xây dựng đường dây 220 kV mạch đơn đấu vào TBA 220 kV Duyên Hải, chiều dài 11,5 km, tiết diện Trang 12 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS. Lê Kỷ ACSR400 Bảng 2.5: Danh mục các dự án ĐG đang trình BSQH Công suất STT Tên dự án ĐG Xã Huyện Tỉnh Phương án đấu nối (MW) Ngoài khơi ĐG V3-6 (Trung Thị xã Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV 1 348 xã Trường Trà Vinh Nam Trà Vinh) Duyên Hải Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn. Long Hòa ĐG V3-8 (Hiệp Thị xã Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV 2 210 Hiệp Thạnh Trà Vinh Thạnh 3) Duyên Hải Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn. Ngoài khơi Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV 3 ĐG Đông Hải 3 120 Duyên Hải Trà Vinh xã Đông Hải Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn.

Trường Long Đấu nối vào thanh cái 220kV trạm 500/220kV 4 ĐG V3-5 100 Duyên Hải Trà Vinh Hòa Duyên Hải bằng đường dây mạch đơn. Lắp thêm máy biến áp 110 kV công suất 63 Trường Long MVA tại trạm 110 kV nhà máy điện gió V1-3. 5 ĐG V 1-3 giai đoạn 2 48 Duyên Hải Trà Vinh Hòa Tận dụng hạ tầng đấu nối điện gió V1 -3 đã có quy hoạch. Trang 13 Luận văn tốt nghiệp GVHD: TS.

Lê Kỷ CHƯƠNG 3 KHẢO SÁT ĐÁP ỨNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN TỈNH TRÀ VINH VÀ MIỀN NAM VỀ VIỆC GIẢI TỎA CÔNG SUẤT CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI VÀ ĐIỆN GIÓ 3. Bài toán phân bố công suất trong hệ thống điện 3. Giới thiệu về bài toán phân bố công suất trong hệ thống điện Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong quy 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. Thông tin chính có được từ khảo sát phân bố công suất là trị số điện áp và góc pha tại các thanh cái, dòng công suất tác dụng và phản kháng trên các nhánh.

Tuy vậy, nhiều thông tin phụ thêm cũng được tính toán bằng chương trình máy tính.