Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Nhà Máy Điện Mặt Trời Công Suất Lớn Khi Đấu Nối Vào Hệ Thống Điện

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật điện khảo sát ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn khi đấu nối vào hệ thống, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện

• Tác giả: Nguyen Tan Quang
• Người hướng dẫn: PGS. Võ Ngọc Điều
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Khảo Sát Ảnh Hưởng Của Nhà Máy Điện Mặt Trời Công Suất Lớn Đến Hệ Thống Điện
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM KẾT CỦA TÁC GIẢ LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Giới thiệu khái quát và hướng tiếp cận của đề tài
• 1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
• 2.1. Tổng quan hệ thống điện phân phối
• 2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị đấu nối
• 2.3. Công nghệ điện năng lượng mặt trời
• 2.4. Công nghệ pin quang điện
• 2.5. Công nghệ biến áp trung thế
• 3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI KHI ĐẤU NỐI VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN
• 3.1. Cơ sở phát triển của bài toán
• 3.2. Mô hình tích hợp nhà máy điện mặt trời trong tính toán hệ thống điện
• 3.3. Mô phỏng ổn định PV trong phần mềm PSS/E
• 3.4. Các kịch bản phân tích ổn định hệ thống điện điển hình
• 3.5. Tác động của nhà máy điện mặt trời khi thay đổi thời tiết
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN, HƯỚNG PHÁT TRIỂN VÀ KẾT LUẬN
• PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Nhà Máy Điện Mặt Trời Lớn

Năng lượng mặt trời ngày càng khẳng định vai trò quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng và bảo vệ môi trường. Theo báo cáo từ Đại học Bách Khoa TP.HCM, Việt Nam có tiềm năng bức xạ mặt trời lớn, đặc biệt ở khu vực miền Trung và miền Nam. Tuy nhiên, việc phát triển các nhà máy điện mặt trời công suất lớn đặt ra nhiều thách thức về ổn định hệ thống điện và điều khiển hệ thống điện. Việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống điện quốc gia đòi hỏi nghiên cứu kỹ lưỡng về tác động nhà máy điện mặt trời đến điện áp lưới điện và tần số lưới điện. Sự biến động của công suất phản kháng do yếu tố thời tiết cũng cần được xem xét. Nghiên cứu này tập trung vào phân tích ảnh hưởng điện mặt trời quy mô lớn đến hệ thống điện nhằm đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả. Điều này phù hợp với Quyết định số 2068/QĐ-TTg và Quyết định số 428/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ về phát triển năng lượng tái tạo.

1.1. Tiềm Năng và Thực Trạng Phát Triển Điện Mặt Trời ở Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng lớn về điện mặt trời, nhưng việc ứng dụng còn hạn chế, chủ yếu ở quy mô nhỏ. Các dự án lớn đang trong giai đoạn đầu tư xây dựng. Báo cáo đánh giá tác động cho thấy, việc đẩy mạnh phát triển công nghệ điện mặt trời là cần thiết để đáp ứng cam kết quốc tế về giảm phát thải. Tuy nhiên, cần có quy hoạch và giải pháp kỹ thuật phù hợp để đảm bảo ổn định hệ thống điện.

1.2. Mục Tiêu Nghiên Cứu và Phạm Vi Khảo Sát Ảnh Hưởng Điện Mặt Trời

Nghiên cứu này tập trung vào khảo sát tác động nhà máy điện mặt trời công suất lớn khi đấu nối vào hệ thống điện, đặc biệt là ảnh hưởng đến điện áp lưới điện và tần số lưới điện. Phạm vi nghiên cứu bao gồm các tiêu chuẩn kỹ thuật điện và quy định hiện hành về đấu nối điện mặt trời vào hệ thống điện phân phối theo Thông tư 39/2015/TT-BCT. Mục tiêu là đưa ra đánh giá khách quan và đề xuất giải pháp phù hợp.

II. Thách Thức Rủi Ro Khi Tích Hợp Điện Mặt Trời vào Lưới

Việc tích hợp điện mặt trời công suất lớn vào hệ thống điện quốc gia không tránh khỏi những thách thức và rủi ro. Sự biến động của điện mặt trời do yếu tố thời tiết gây khó khăn cho việc điều độ hệ thống điện và duy trì ổn định hệ thống điện. Ngoài ra, việc đảm bảo chất lượng điện áp lưới điện và tần số lưới điện trong điều kiện điện mặt trời chiếm tỷ trọng cao cũng là một vấn đề lớn. Theo nghiên cứu khoa học điện mặt trời, cần có các giải pháp lưu trữ năng lượng hoặc dự báo điện mặt trời chính xác để giảm thiểu tác động điện mặt trời đến hệ thống điện. Các vấn đề liên quan đến công suất phản kháng và sóng hài cũng cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Ảnh Hưởng của Điện Mặt Trời Đến Ổn Định Hệ Thống Điện

Sự biến động của điện mặt trời có thể gây ra dao động điện áp lưới điện và tần số lưới điện, ảnh hưởng đến ổn định hệ thống điện. Để giải quyết vấn đề này, cần có các hệ thống điều khiển hệ thống điện tiên tiến và các giải pháp lưu trữ năng lượng hiệu quả. Việc mô hình hóa hệ thống điện và phân tích lưới điện là rất quan trọng để đánh giá chính xác tác động điện mặt trời.

2.2. Quản Lý Công Suất Phản Kháng và Sóng Hài từ Nhà Máy Điện Mặt Trời

Nhà máy điện mặt trời có thể tạo ra công suất phản kháng và sóng hài, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng trong hệ thống điện. Cần có các thiết bị bù công suất phản kháng và bộ lọc sóng hài để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật điện. Việc phân tích lưới điện và mô phỏng hệ thống điện giúp xác định vị trí và dung lượng thiết bị bù cần thiết.

III. Cách Mô Phỏng và Phân Tích Ảnh Hưởng Nhà Máy Điện Mặt Trời

Để đánh giá ảnh hưởng nhà máy điện mặt trời, cần sử dụng các phần mềm mô phỏng hệ thống điện như PSS/E. Việc mô hình hóa hệ thống điện phải chính xác, bao gồm cả các thành phần hệ thống truyền tải điện và hệ thống phân phối điện. Các kịch bản mô phỏng cần xem xét đến các yếu tố như dự báo điện mặt trời, điều kiện thời tiết và sự cố hệ thống điện. Kết quả phân tích lưới điện sẽ giúp đưa ra các giải pháp điều độ hệ thống điện và đảm bảo ổn định hệ thống điện.

3.1. Sử Dụng Phần Mềm PSS E Để Mô Hình Hóa Hệ Thống Điện

Phần mềm PSS/E là công cụ mạnh mẽ để mô hình hóa hệ thống điện và phân tích lưới điện. Cần xây dựng mô hình hệ thống điện chi tiết, bao gồm các đường dây, máy biến áp, nhà máy điện mặt trời và các tải. Việc mô hình hóa phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật điện và sử dụng dữ liệu chính xác.

3.2. Xây Dựng Các Kịch Bản Mô Phỏng và Phân Tích Lưới Điện

Cần xây dựng các kịch bản mô phỏng khác nhau để đánh giá ảnh hưởng điện mặt trời đến hệ thống điện. Các kịch bản này cần xem xét đến các yếu tố như dự báo điện mặt trời, điều kiện thời tiết (mây che, bức xạ mặt trời thay đổi) và sự cố hệ thống điện (ngắn mạch). Phân tích lưới điện sẽ giúp xác định các điểm yếu trong hệ thống điện và đưa ra các giải pháp khắc phục.

3.3. Các Thông Số Cần Quan Tâm Trong Quá Trình Mô Phỏng

Trong quá trình mô phỏng ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời, cần đặc biệt quan tâm đến một số thông số quan trọng như điện áp lưới điện, tần số lưới điện, công suất phản kháng, và sóng hài. Báo cáo đánh giá tác động cho thấy sự thay đổi lớn của các thông số này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến ổn định hệ thống điện. Việc theo dõi và kiểm soát chặt chẽ các thông số này là rất quan trọng.

IV. Ứng Dụng Thực Tế Đánh Giá Ảnh Hưởng Điện Mặt Trời ở Bình Thuận

Luận văn Đại học Bách Khoa TP.HCM đã thực hiện nghiên cứu khoa học điện mặt trời tại khu vực Bình Thuận, nơi có nhiều dự án điện mặt trời đang được triển khai. Nghiên cứu đã sử dụng phần mềm PSS/E để mô phỏng hệ thống điện 110kV khu vực này và đánh giá tác động điện mặt trời đến điện áp lưới điện và tần số lưới điện. Kết quả cho thấy, điện mặt trời có thể gây ra dao động điện áp lưới điện và tần số lưới điện khi có sự thay đổi đột ngột về dự báo điện mặt trời hoặc khi xảy ra sự cố. Cần có các giải pháp điều độ hệ thống điện phù hợp để đảm bảo ổn định hệ thống điện.

4.1. Mô Hình Hệ Thống Điện 110kV Khu Vực Bình Thuận

Nghiên cứu đã xây dựng mô hình hệ thống điện 110kV khu vực Bình Thuận trong phần mềm PSS/E. Mô hình bao gồm các đường dây, máy biến áp, nhà máy điện mặt trời và các tải. Dữ liệu đầu vào được thu thập từ Công ty Điện lực và các đơn vị liên quan. Mô hình được hiệu chỉnh và kiểm tra độ chính xác trước khi sử dụng cho mô phỏng.

4.2. Kết Quả Mô Phỏng và Phân Tích Ảnh Hưởng Điện Mặt Trời

Kết quả mô phỏng cho thấy, điện mặt trời có thể gây ra dao động điện áp lưới điện và tần số lưới điện khi có sự thay đổi đột ngột về dự báo điện mặt trời hoặc khi xảy ra sự cố. Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào công suất của nhà máy điện mặt trời và cấu trúc hệ thống điện. Cần có các giải pháp điều độ hệ thống điện phù hợp để đảm bảo ổn định hệ thống điện.

V. Giải Pháp Nâng Cao Ổn Định Hệ Thống Điện Khi Có Điện Mặt Trời

Để giảm thiểu tác động điện mặt trời đến hệ thống điện, cần có các giải pháp đồng bộ về dự báo điện mặt trời, lưu trữ năng lượng, điều khiển hệ thống điện và chính sách năng lượng. Việc dự báo điện mặt trời chính xác giúp điều độ hệ thống điện chủ động hơn. Lưu trữ năng lượng giúp giảm thiểu sự biến động của điện mặt trời. Điều khiển hệ thống điện tiên tiến giúp duy trì ổn định hệ thống điện trong điều kiện điện mặt trời chiếm tỷ trọng cao.

5.1. Nâng Cao Độ Chính Xác Của Dự Báo Điện Mặt Trời

Dự báo điện mặt trời chính xác là yếu tố quan trọng để điều độ hệ thống điện hiệu quả. Cần sử dụng các mô hình dự báo tiên tiến, kết hợp dữ liệu thời tiết và dữ liệu hệ thống điện. Việc chia sẻ thông tin dự báo điện mặt trời giữa các đơn vị liên quan giúp điều độ hệ thống điện chủ động hơn.

5.2. Ứng Dụng Lưu Trữ Năng Lượng Để Ổn Định Điện Áp Lưới Điện

Lưu trữ năng lượng là giải pháp hiệu quả để giảm thiểu sự biến động của điện mặt trời. Các hệ thống lưu trữ năng lượng như ắc quy và pin năng lượng mặt trời có thể cung cấp công suất phản kháng và giúp duy trì ổn định hệ thống điện. Cần có chính sách năng lượng khuyến khích đầu tư vào lưu trữ năng lượng.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Về Điện Mặt Trời

Nghiên cứu này đã khảo sát ảnh hưởng điện mặt trời công suất lớn đến hệ thống điện. Kết quả cho thấy, điện mặt trời có thể gây ra dao động điện áp lưới điện và tần số lưới điện. Tuy nhiên, với các giải pháp dự báo điện mặt trời, lưu trữ năng lượng và điều khiển hệ thống điện phù hợp, tác động điện mặt trời có thể được giảm thiểu. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu về các vấn đề như lưới điện thông minh, điện mặt trời mái nhà, và điện mặt trời nổi để khai thác tối đa tiềm năng của điện mặt trời.

6.1. Tổng Kết Các Kết Quả Nghiên Cứu Chính Về Ảnh Hưởng Điện Mặt Trời

Các kết quả nghiên cứu chính cho thấy rằng việc tích hợp điện mặt trời vào hệ thống điện đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và các giải pháp kỹ thuật phù hợp. Dự báo điện mặt trời chính xác, lưu trữ năng lượng hiệu quả và điều khiển hệ thống điện tiên tiến là những yếu tố then chốt để đảm bảo ổn định hệ thống điện.

6.2. Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Tích Hợp Điện Mặt Trời

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu về các vấn đề như lưới điện thông minh, điện mặt trời mái nhà, điện mặt trời trang trại và điện mặt trời nổi. Nghiên cứu về mô hình hóa hệ thống điện và phân tích lưới điện cũng cần được đẩy mạnh để đánh giá chính xác tác động điện mặt trời và đưa ra các giải pháp tối ưu. Đồng thời, cần xem xét đến các khía cạnh kinh tế và chính sách năng lượng để thúc đẩy phát triển điện mặt trời bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu tiềm năng bức xạ mặt trời cao với giá trị bức xạ ngang trung bình (GHI) khoảng 4 kWh/m²/ngày ở miền Bắc và 5 kWh/m²/ngày ở miền Trung và miền Nam, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, hiện nay điện mặt trời tại Việt Nam chủ yếu phục vụ tự dùng hoặc cấp điện cho vùng núi, hải đảo với quy mô nhỏ, chưa có nhà máy điện mặt trời công suất lớn nối lưới. Theo Quyết định số 2068/QĐ-TTg năm 2015, mục tiêu phát triển điện mặt trời là đạt khoảng 850 MW vào năm 2020, 4.000 MW vào năm 2025 và 12.000 MW vào năm 2030, chiếm tỷ trọng lần lượt 0,5%, 1,6% và 3,3% trong tổng sản lượng điện.

Luận văn tập trung khảo sát ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn khi đấu nối vào hệ thống điện phân phối đến cấp điện áp 110 kV, đặc biệt tại khu vực tỉnh Bình Thuận – vùng có nhiều dự án điện mặt trời được phê duyệt. Mục tiêu nghiên cứu là mô phỏng và đánh giá các thông số điện áp vận hành và dao động tần số theo quy định tại Thông tư 39/2015/TT-BCT, nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn cho hệ thống điện khi có nhà máy điện mặt trời công suất lớn đấu nối.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm mô hình hóa nhà máy điện mặt trời sử dụng phần mềm PSS/E version 33, xây dựng lưới điện 110 kV khu vực Bình Thuận, tính toán phân bố công suất và mô phỏng các kịch bản sự cố như mây che phủ và ngắn mạch 3 pha. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ thiết kế, vận hành và phát triển các dự án điện mặt trời quy mô lớn tại Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Hệ thống điện phân phối: Định nghĩa, các cấp điện áp danh định (110 kV, 35 kV, 22 kV, 15 kV, 10 kV, 6 kV, 0,4 kV), các giới hạn dao động điện áp và tần số theo Thông tư 39/2015/TT-BCT. Các chỉ tiêu kỹ thuật như tổng biến dạng sóng hài (THD ≤ 3% ở 110 kV), mức nhấp nháy điện áp, dòng ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố được quy định rõ ràng.

• Công nghệ điện năng lượng mặt trời: Mô hình nhà máy điện mặt trời gồm tấm pin quang điện (PV module), bộ inverter chuyển đổi DC sang AC, máy biến áp nâng áp và cơ sở hạ tầng đấu nối. Các công nghệ pin mặt trời phổ biến gồm silic đơn tinh thể, đa tinh thể và màng mỏng, trong đó silic đa tinh thể được lựa chọn phù hợp cho nhà máy công suất lớn tại Bình Thuận do hiệu suất và chi phí cân đối.

• Mô hình tích hợp nhà máy điện mặt trời trong hệ thống điện: Mô hình PV arrays với đặc tính V-I thay đổi theo bức xạ và nhiệt độ, thuật toán MPPT (Maximum Power Point Tracking) dùng để tối đa hóa công suất đầu ra. Mô hình động của nhà máy điện mặt trời được xây dựng dựa trên mô hình WT4 của gió, tích hợp trong phần mềm PSS/E để mô phỏng ảnh hưởng đến điện áp và tần số hệ thống.

• Ổn định động hệ thống điện: Đánh giá khả năng tự phục hồi của hệ thống điện khi xảy ra dao động lớn do sự cố hoặc biến động công suất, sử dụng phương pháp điện toán với phần mềm PSS/E. Tiêu chuẩn ổn định động dựa trên góc lệch roto máy phát, biên độ dao động và phục hồi điện áp sau sự cố.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu thực tế lưới điện 110 kV tỉnh Bình Thuận, thông số kỹ thuật nhà máy điện mặt trời Sông Bình 1 (42 MWac) và các nhà máy điện mặt trời lân cận. Các quy định pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật từ Bộ Công Thương và EVN.

• Phương pháp phân tích: Mô phỏng tính toán phân bố công suất, dao động điện áp và tần số, mô phỏng các kịch bản sự cố (mây che phủ, ngắn mạch 3 pha) bằng phần mềm PSS/E version 33. Phân tích ổn định động hệ thống điện theo tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào năm 2019, thời điểm nhà máy điện mặt trời Sông Bình 1 đi vào vận hành, với các mô phỏng diễn ra trong phạm vi 24 giờ nhu cầu phụ tải điển hình mùa mưa và các sự cố ngắn hạn.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lưới điện 110 kV khu vực Bình Thuận được xây dựng chi tiết, lựa chọn 3 nhà máy điện mặt trời tiêu biểu để mô phỏng ảnh hưởng, loại bỏ ảnh hưởng của các nhà máy điện gió để tập trung phân tích chính xác tác động của điện mặt trời.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của mây che phủ đến công suất phát: Khi mây che phủ toàn bộ khu vực, công suất phát của nhà máy điện mặt trời Sông Bình 1 giảm từ 42,8 MW xuống gần 0 trong khoảng 10 giây, gây dao động lớn về điện áp và tần số tại điểm đấu nối. Tương tự, các nhà máy Sông Lũy 1 và hồ Đa Mi cũng có công suất giảm mạnh tương ứng.

2. Dao động điện áp tại thanh cái 110 kV: Biểu đồ dao động điện áp cho thấy điện áp tại thanh cái nhà máy Sông Bình 1 có biến động trong khoảng ±6% so với điện áp danh định (1 pu), phù hợp với giới hạn cho phép (+10%/-5%). Các thanh cái lân cận cũng ghi nhận dao động điện áp nhưng trong phạm vi an toàn.

3. Dao động tần số hệ thống: Tần số dao động tại các điểm đấu nối dao động trong phạm vi ±0,5 Hz quanh tần số danh định 50 Hz, nằm trong giới hạn cho phép theo Thông tư 39/2015/TT-BCT. Điều này chứng tỏ hệ thống có khả năng duy trì ổn định tần số khi có biến động công suất từ nhà máy điện mặt trời.

4. Ổn định động khi xảy ra sự cố ngắn mạch 3 pha: Mô phỏng sự cố ngắn mạch 3 pha tại đường dây đấu nối nhà máy Sông Bình 1 cho thấy hệ thống điện vẫn duy trì ổn định sau khi sự cố được loại trừ trong thời gian 200 ms. Góc lệch roto máy phát không vượt quá 120°, điện áp phục hồi trên 75% giá trị trước sự cố sau 5 giây, đáp ứng tiêu chuẩn ổn định động.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các dao động điện áp và tần số là do biến động công suất phát của nhà máy điện mặt trời khi bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết như mây che phủ. Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống điện khu vực Bình Thuận có khả năng chịu đựng và duy trì ổn định trong các điều kiện vận hành bình thường và sự cố nghiêm trọng.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật về điện áp và tần số trong hệ thống điện phân phối có tích hợp nguồn năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, luận văn cũng chỉ ra các vấn đề chưa được giải quyết như ảnh hưởng của sóng hài (THD), tối ưu phân bố công suất giữa các nguồn truyền thống và tái tạo, mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo.

Ý nghĩa của nghiên cứu là cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật cho việc thiết kế, vận hành và quản lý các nhà máy điện mặt trời công suất lớn, đảm bảo an toàn và ổn định hệ thống điện quốc gia, đồng thời hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc xây dựng chính sách phát triển năng lượng tái tạo.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát và điều khiển điện áp tại điểm đấu nối
   Thực hiện lắp đặt các thiết bị điều khiển điện áp tự động (AVR) và hệ thống giám sát thời gian thực để duy trì điện áp trong giới hạn cho phép (+10%/-5%) nhằm giảm thiểu dao động điện áp gây ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Chủ thể thực hiện: Công ty điện lực quản lý lưới điện, thời gian: 1-2 năm.

2. Phát triển hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS)
   Đầu tư hệ thống pin lưu trữ năng lượng để cân bằng công suất phát khi có biến động do điều kiện thời tiết, giảm dao động tần số và tăng tính ổn định hệ thống. Chủ thể thực hiện: Nhà đầu tư dự án điện mặt trời, thời gian: 3-5 năm.

3. Nâng cao năng lực bảo vệ và tự động hóa lưới điện
   Cập nhật và tối ưu cài đặt rơle bảo vệ, máy cắt tự động để rút ngắn thời gian loại trừ sự cố (dưới 200 ms), đảm bảo hệ thống nhanh chóng phục hồi sau sự cố ngắn mạch. Chủ thể thực hiện: Công ty điện lực, thời gian: 1-3 năm.

4. Nghiên cứu và áp dụng giải pháp phối hợp nguồn phát
   Xây dựng mô hình tối ưu phối hợp công suất giữa các nguồn truyền thống (thủy điện, nhiệt điện) và nguồn tái tạo (điện mặt trời, điện gió) nhằm tối ưu hóa luồng công suất, giảm thiểu dao động và tăng hiệu quả vận hành. Chủ thể thực hiện: Viện nghiên cứu, các trường đại học, thời gian: 2-4 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách năng lượng
   Giúp hiểu rõ các tiêu chuẩn kỹ thuật và ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn đến hệ thống điện, từ đó xây dựng chính sách phát triển năng lượng tái tạo phù hợp.

2. Các kỹ sư thiết kế và vận hành nhà máy điện mặt trời
   Cung cấp cơ sở mô hình hóa, phương pháp mô phỏng và các kịch bản vận hành thực tế để tối ưu thiết kế và đảm bảo vận hành ổn định.

3. Các công ty điện lực và đơn vị quản lý lưới điện phân phối
   Hỗ trợ trong việc đánh giá ảnh hưởng của nguồn điện mặt trời đấu nối, nâng cao năng lực giám sát, điều khiển và bảo vệ hệ thống điện.

4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện, năng lượng tái tạo
   Là tài liệu tham khảo khoa học về mô hình hóa, phân tích ổn định động và các giải pháp kỹ thuật trong lĩnh vực điện mặt trời và hệ thống điện phân phối.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhà máy điện mặt trời công suất lớn ảnh hưởng thế nào đến điện áp hệ thống?
   Nhà máy điện mặt trời có thể gây dao động điện áp tại điểm đấu nối do biến động công suất phát khi điều kiện bức xạ thay đổi. Tuy nhiên, trong nghiên cứu, dao động điện áp tại thanh cái 110 kV được giữ trong giới hạn cho phép (+10%/-5%), đảm bảo chất lượng điện áp.

2. Làm thế nào để hệ thống điện duy trì ổn định khi có sự cố ngắn mạch?
   Hệ thống sử dụng các thiết bị bảo vệ tự động và máy cắt để nhanh chóng loại trừ sự cố trong thời gian dưới 200 ms, đồng thời các máy phát điện và bộ điều khiển hỗ trợ phục hồi điện áp và tần số, giữ ổn định hệ thống.

3. Tại sao chọn công nghệ pin mặt trời silic đa tinh thể cho nhà máy công suất lớn?
   Silic đa tinh thể có hiệu suất chuyển đổi hợp lý, chi phí đầu tư thấp hơn so với silic đơn tinh thể, phù hợp với điều kiện nhiệt độ cao tại Bình Thuận và giúp giảm tổng mức đầu tư cho dự án công suất lớn.

4. Phần mềm PSS/E được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   PSS/E được dùng để xây dựng mô hình lưới điện, mô phỏng phân bố công suất, dao động điện áp và tần số, cũng như phân tích ổn định động khi xảy ra các sự cố, giúp đánh giá chính xác ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời.

5. Những vấn đề nào chưa được giải quyết trong luận văn?
   Luận văn chưa xem xét ảnh hưởng của sóng hài tổng (THD), chưa tối ưu phân bố luồng công suất giữa các nguồn truyền thống và tái tạo, đây là các hướng nghiên cứu mở để nâng cao hiệu quả và ổn định hệ thống trong tương lai.

Kết luận

• Luận văn đã hoàn thành mục tiêu khảo sát ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn đấu nối vào hệ thống điện phân phối 110 kV tại tỉnh Bình Thuận, sử dụng mô hình và phần mềm PSS/E để mô phỏng các kịch bản vận hành và sự cố.

• Kết quả cho thấy hệ thống điện có khả năng duy trì ổn định điện áp và tần số trong giới hạn cho phép, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn ổn định động khi xảy ra sự cố ngắn mạch 3 pha.

• Công nghệ pin mặt trời silic đa tinh thể được lựa chọn phù hợp với điều kiện địa phương và yêu cầu kỹ thuật của dự án công suất lớn.

• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và kỹ thuật quan trọng cho việc thiết kế, vận hành và phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng và phát triển bền vững.

• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng nghiên cứu về sóng hài, tối ưu phối hợp nguồn phát và ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng để nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện có tích hợp năng lượng tái tạo.

Hành động khuyến nghị: Các nhà quản lý, kỹ sư và nhà nghiên cứu nên áp dụng kết quả và phương pháp luận văn để phát triển các dự án điện mặt trời quy mô lớn, đồng thời tiếp tục nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nâng cao tính ổn định và hiệu quả hệ thống điện.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYÊN TÂN QUANG KHẢO SÁT ẢNH HƯỚNG CỦA NHÀ MAY ĐIỆN MAT TRỜI CÔNG SUAT LỚN KHI ĐẦU NÓI VÀO HE THONG ĐIỆN Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Mã số: 60520202 LUẬN VÁN THẠC SĨ TP. HO CHÍ MINH, 2018 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA — ĐHQG TP. HCM Luan van thac si dugc bao vé tai Truong Dai hoc Bach Khoa, DHQG Tp.

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyền ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYEN TAN QUANG. Ngày, thang, năm sinh: 22/10/1991. ---+<<<<<<<<<sss2 Nơi sinh: Khánh Hòa.

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện .- - - + + xe sxcxcxsxexd Mã số : 60520202. L TÊN DE TÀI: Khảo sát ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn khi đầu nôi vào hệ thông điện. NHIỆM VU VÀ NỘI DUNG:. NGÀY GIAO NHIỆM VU :.

G1 ST E1 E111 HT rời IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VỤU:.G SG 111111 rret Vv. CÁN BO HUONG DAN : PGS.--- cv erreereree Tp. CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRUONG KHOA.

(Họ tên và chữ ký) Ghi chú: Học viên phải đóng tờ nhiệm vu này vào trang đầu tiên của tập thuyết minh. LỚI CÁM ON Sau quá trình hai năm học tập nâng cao trình độ và hoàn thành dé tài luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Điện tại khoa Điện — Điện tử, trường Dai học Bách khoa — ĐHQG TP.HCM, tôi xin bay to lòng cam ơn chân thành tới tap thé cán hộ, giảng viên thuộc khoa Điện — Điện tử và các phòng, ban chức nang tại trường Đại học Bách khoa — ĐHQG TP. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. Võ Ngọc Điều — Can bộ hướng dẫn chính, người đã trực tiếp hướng dẫn và tạo điều kiện tận tình để tôi có thé hoàn thành dé tài luận văn thạc sĩ đúng với quy định nhà trường, Bên cạnh đó, tôi cũng xin gởi lời cảm ơn chân thành tới TS.

Lê Cao Quyên — Giám đốc Trung tâm Tư vẫn xây dựng Trạm biến áp (EVNPECC4) — Can bộ hướng dân phụ, người đã định hướng và luôn hỗ trợ với lòng nhiệt thành cao nhất để tôi có thé hoàn thành dé tài luận văn thạc sĩ phủ hợp với nhiệm vụ công việc được công ty giao phó. Do trình độ chuyên môn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế nên nội dụng luận văn không thể tránh khỏi những thiểu sót. Vi vậy tôi rất mong nhận được những góp ý chỉ dan của quý thầy cô, chuyên gia và bạn bè đồng nghiệp dé tôi có thé học hỏi, nâng cao trình độ nhầm phục vụ tốt hơn trong quá trình công tác sau nay. TOM TAT LUẬN VĂN THẠC SI Mục tiêu nghiên cứu: “Khdo sat anh hướng cua nha may điện một trời công suất lớn khi dau nội vào hệ thông điện”.

Đối tượng nghiên cứu: Mô phỏng thông số nhà máy điện mặt trời khi đấu nối vào hệ thông điện sử dụng phần mém PSS/E version 33. Phạm vi nghiên cứu: Gia tri điện ap vận hành và dao động tần số khi có nhà máy điện mặt trời nối lưới phải phù hợp với Thông tư 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 Quy định hệ thống điện phan phối. Nội dung nghiên cứu: A. Cơ sở lý thuyết: Tổng quan về hệ thông điện phân phối; Công nghệ điện năng lượng mặt Trời; Mô hình tích hợp nhà may điện mặt trời trong tính toán hệ thông điện.

Tiên hành mô phỏng sử dụng phan mém PSS/E version 33: - kay dựng lưới điện 110kV khu vực tinh Bình Thuận; Tính toán phan bô trao lưu công suật hệ thông điện; Xây dung mô hình nhà máy điện mat trou Thực hiện md phỏng ảnh hướng về điện áp va tan sô của nha máy điện mặt trời đến lưới điện trong trường hợp bị may che và trong trường hợp xảy ra ngắn mạch 3 pha trên đường đây đấu nối hoặc tại thanh cái TBA dau nối nhà máy điện mặt trời, Kết quả, tồn tại và kết luận: A. Kết quá: Đưa ra được hình ánh mô phỏng trực quan về van dé nghiên cứu như biểu dé phát công suất của nhà máy mặt trời, biéu đồ dao dong dién ap, biểu dé dao động tần số trong lưới điện dau nối. Tôn tại: Các vẫn đề chưa giải quyết được trong nội dung dé tài như chưa xem xét đến thành phan sóng hải THD9%, chưa phân bố tối ưu trào lưu công suất lưới băng cách phối hợp các nguồn phát điện truyền thông với điện mặt trời va phong điện. Kết luận: Đề tai đã hoàn thành mục tiêu “Khảo sat anh hưởng của nhà máy điện mặt trời công suất lớn khi đâu nỗi vào hệ thông điện”.

Ngoài ra, đề tải có tính ứng dụng rộng rãi và khả năng phát triển nghiên cứu mở rộng sang nhiều van đề khác trong tương lai. THESIS SUMMARY Investigation Purpose: “Investigate the effects of large solar power plants connected to power systems”. [Investigation Object: Simulation the specification of large solar power plants connected to power systems using PSS/E software version 39, Investigation Scope: Permissive operating voltage fluctuation and permissive operating frequence fluctuation of large solar power plants connected to power systems shall be in accordance with Circular No. 39/2015/TT-BCT guiding Distribution power system.

Abstract: - Distribution power system: - Solar power electrical technology; - Intergrated model of solar power plants in power system calculation. Simulation progress using PSS/E software version 33: - Build 110kV Binh Thuan province power network; - Calculate load flow for 110kV Binh Thuan province power network; - Build intergrated model of solar power plants; - Simulate the effects of large solar power plants connected to power systems with the main objects are voltage fluctuation and frequence fluctuation in case of varied radiation because solar was covered by cloud or in case of 03 phases short-circuit occurred at transmission linc connected to 110kV network or at substation’s busbar of solar power plant. Result, expansion and conclusion: A. Result: Demonstrate the thesis by stmulated Ulustration about investigation object such as output power diagram of solar plants, voltage fluctuation and frequence fluctuation.

Expansion: Many subjects aren’t solved in this thesis and can be investigate in future such as Total harmony distortion THD%, load flow optimization by co-operation between traditional plant as hydro and thermal power plants with renewable power plants as solar and wind power plants. Conclusion: The thesis’s content conveys completely investigated purpose “Investigate the effects of large solar power plants connected to power systems”. Beside, the thesis has a popular application and can develop im other investigated fields im future. LỜI CAM KET CUA TÁC GIÁ LUẬN VAN Tôi xin cam đoạn nội dung trong luận văn thạc sĩ nay là kiến thức tổng hop của tôi trong quá trình nghiên cứu và tiếp nhận kiến thức từ những góp ý chỉ dẫn của các cán bộ hướng dẫn dé tải, không có bất ky sự sao chép hoặc đạo, nhát kiến thức từ bất kỳ nguồn đữ liệu nào khác.

Các cơ sở lý thuyết nghiên cứu, số liệu, hình ánh và trích dẫn. nếu không phải của tôi đều được ghi chú trong phần Tôi liệu tham khảo với chủ thích nguồn gốc tác gid chính xác cụ thé. Nếu có bất ky sự phát hiện nao liên quan đến vi phạm sở hữu trí tuệ, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước hội đồng khoa học trường Đại học Bách khoa — ĐHQG TP.HCM và trước pháp luật, TP. HCM, tháng 7 năm 2018.

Tác gia luận văn Nguyên Tan Quang MỤC LỤC NHTEM VỤ LUẬN VẤN THAC SE LH. HT ngà Hy Hung. 4 TOM TAT LUAN VAIN 6ì 9n n. & LOLCAM KET CUA TÁC GIÁ LUẬN VĂN \ccsscscsocsecsosscroeserecsossercesetscsotscsseretsonseressoneesonoes 7 ¡10060505.

8 CHUONG 1: GIOE THLEU 09. Giới thiệu khái quat và hướng tiếp cận của để CAL uc. co nh He da. Hướng tiếp cận của để tat cu cu cuc nh HH ng HH HH ga run ng dei 10 HN.

Đôi tượng nghiÊH CỨU uc. cuc ch ee eet nh 1H HH HH eo il CHUONG 2:TONG QUAN HE THONG ĐIỆN PHAN PHOI VÀ CONG NGHỆ ĐIỆN 2. Ting quan a hệ thông điện phân phối. uc nhu Huy H rung 12 an.

Yêu câu kỹ thuật đôi với thiết bị dau HỘI. uc ch nh nhu ae 15 2. Công nghệ điện năng lượng mat trot uc nh nh Hàng nà kh Hà. 19 NT ai ai.

Công nghệ pin quang Cen. c0 1n nh ng nn nh nh khen xxx xá 20 2. Công nghệ HAV€TEET. ch nh HH 1n HH HH.

Máy biển áp trung thé cuc nu HH HH HH trung rưki 25 CHƯƠNG 3: ANH HƯỚNG CUA NHÀ MAY ĐIỆN MAT TRỜI KHI ĐẦU NÓI VÀO FE, 9:090) 0000) 7" -Ô. Cơ sở phát triển của bài COAT cuc nh HH nh H2 tran 27 3. Mô hình tích hep nha may điện mặt trời trong tinh toán hệ thông điện. M6 hinh cda PV Arrays na.

Thuật toán chon điểm làm việc cực dai MPPT Le 30 3. Mô phóng ồn định PV trong phan mém PSS/E vu. cu uc nh Hang Hàn, 30 3. Các kịch bản phân tích ồn định hệ thông điện điển hình.

Mô hình nhu cầu phụ tải trong tinh TOÁN uc cu ernest 33 3. Tác động của nhà máy điện mặt trời khi thay đối thời tte. Tinh toán ôn định động hệ thông điện đâu nội NMDMTT occ 46 3. " 62 CHƯƠNG 4: KET QUÁ TINH TOÁN, HƯỚNG PHÁT TRIEN VÀ KET LUẬN.

insists ies esiictatisstisiteesictieteteee 64 180791000701) .Ă 65 PHAN LY LICH TRÍCH NGANG cuc cuc ty ch HC cv ch c9 16c cự Trợ cv cxrec 66 CBHD: PGS. Võ Ngọc Điều CHUONG 1: GIỚI THIEU CHUNG 1. Giới thiệu khái quát và hướng tiếp cận của dé tài 1. Đặt vẫn đề Căn cứ theo bản đồ tiềm năng năng lượng mặt trời Việt Nam do 3 viện nghiên cứu của Tây Ban Nha (CIEMAT, CENER, IDAE) thành lập và công bố ngày 21/01/2015, Việt Nam được đánh giá có tiềm năng bức xạ mặt trời cao với tong xạ ngang trung bình GHI (Global Horizontal Irradiation) là 4kW.h/m7/ngày ở khu vực miền Bắc và 5kW.h/m”/ngày ở khu vực miền Trung và miễn Nam.

Tiềm năng bức xạ trên được đánh giá là phù hợp và thuận lợi để phát triển các nguồn năng lượng mặt trời. Tuy nhiên hiện nay ở nước ta, năng lượng mặt trời chủ yếu được sử dụng trực tiếp dưới dạng nhiệt. Nguồn năng lượng điện sản xuất từ mặt trời vẫn còn rất hạn chế và vẫn chưa có nhà máy điện mặt trời nối lưới có quy mô lớn, hầu hết chỉ phục vụ tự dùng hoặc cấp điện cho khu vực vùng núi, hải đảo.