Khảo sát ổn định và chất lượng điện năng khi tích hợp điện mặt trời vào lưới điện

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1. Lý do chọn đề tài. Mục tiêu luận văn. Nhiệm vụ luận văn. Phạm vi của luận văn

2. CHƯƠNG 2: CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

2.1. Lý thuyết về chất lượng điện năng

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

2.3. Một số tiêu chuẩn về chất lượng điện năng

3. CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

3.1. Cường độ bức xạ năng lượng mặt trời theo từng khu vực tại Việt Nam

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

3.3. Nguyên lý hoạt động của năng lượng mặt trời không lưu trữ

4. CHƯƠNG 4: ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN

4.1. Phương trình chuyển động của rotor máy phát điện

4.2. Phân loại ổn định hệ thống điện

4.3. Ổn định góc rotor

4.4. Ổn định tĩnh

4.5. Ổn định động

4.6. Ổn định điện áp

4.7. Ổn định điện áp do nhiễu nhỏ

4.8. Ổn định điện áp do nhiễu lớn

4.9. Ổn định tần số

4.10. Ổn định tần số ngắn hạn

4.11. Ổn định tần số dài hạn

4.12. Hậu quả của mất ổn định hệ thống điện

4.13. Các tiêu chuẩn và giới hạn về ổn định tĩnh và ổn định động của hệ thống điện

4.14. Tiêu chuẩn năng lượng cho ổn định tĩnh

4.15. Tiêu chuẩn điện tích cho ổn định động

4.16. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định động

4.17. Các giới hạn ổn định cho hệ thống điện

4.18. Ảnh hưởng của sự xâm nhập mức năng lượng mặt trời đến đáp ứng của hệ thống điện khi xảy ra sự cố

4.19. Đáp ứng quán tính lưới điện và mối liên hệ với sự thay đổi tần số

4.20. Đáp ứng quán tính lưới – góc pha ban đầu

4.21. Tỉ lệ thay đổi tần số

4.22. Đáp ứng tần số của hệ thống sau sự cố

5. CHƯƠNG 5: XÉT ĐẶC TÍNH ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ TRONG ETAP

6. CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG TRÊN IEEE 9 BUS, 14 BUS KHI CÓ SỰ THÂM NHẬP CỦA ĐIỆN MẶT TRỜI

6.1. Trường hợp 9 BUS

6.2. Xét đặc tính ổn định quá độ trong các trường hợp khi kết nối điện mặt trời vào IEEE 9 bus

6.3. Ảnh hưởng của ngắn mạch tại thanh cái

6.4. Ảnh hưởng của sự sa thải phụ tải

6.5. Ảnh hưởng của mất đường dây truyền tải

6.6. Trường hợp 14 BUS

6.7. Ảnh hưởng của ngắn mạch tại thanh cái

6.8. Ảnh hưởng của sự sa thải phụ tải

6.9. Ảnh hưởng của mất đường dây truyền tải

6.10. Kết luận về hệ thống IEEE 9 bus và 14 bus khi có điện mặt trời xâm nhập

7. CHƯƠNG 7: TỔNG HỢP CÁC GIẢI PHÁP NHẰM KHẮC PHỤC CÁC VẤN ĐỀ XẢY RA KHI MỨC XÂM NHẬP ĐIỆN MẶT TRỜI NGÀY CÀNG TĂNG

7.1. Giải pháp ở chế độ quá độ

7.2. Giải pháp cho chất lượng điện năng

8. CHƯƠNG 8: KHẢO SÁT, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TÍCH HỢP VÀO LƯỚI ĐIỆN THỰC TẾ

8.1. Tổng quan điện lực Cà Mau trực thuộc SPC

8.2. Mô hình lưới điện Cà Mau

8.3. Tính toán, phân tích tác động ở chế độ quá độ

8.4. Ảnh hưởng của ngắn mạch tại thanh cái

8.5. Ảnh hưởng của sự sa thải phụ tải

8.6. Ảnh hưởng của mất đường truyền tải

9. CHƯƠNG 9: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG Ở NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HÒA LƯỚI THỰC TẾ

9.1. Tổng quan về nhà máy điện mặt trời hòa lưới 110kV

9.2. Phương pháp thi công và tiêu chuẩn áp dụng

9.3. Dữ liệu đo đạc

9.4. Tổng hợp kết quả, đánh giá và kết luận

10. CHƯƠNG 10: TỔNG KẾT LUẬN VĂN

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu

Năng lượng tái tạo, đặc biệt là điện mặt trời, đang trở thành một phần quan trọng trong hệ thống điện quốc gia. Chính phủ Việt Nam đã đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực này, với nhiều dự án tích hợp năng lượng tái tạo được phê duyệt. Tuy nhiên, việc tích hợp điện mặt trời vào lưới điện mà không có biện pháp kiểm soát có thể ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và ổn định điện năng của hệ thống. Luận văn này sẽ khảo sát các tác động và đưa ra giải pháp khắc phục.

1.1. Lý do chọn đề tài

Với sự phát triển nhanh chóng của điện mặt trời, việc nghiên cứu và đánh giá tác động của nó đến lưới điện là cần thiết. Các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặt trời có thể gây ra những vấn đề như dao động điện áp và sóng hài, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Mục tiêu của luận văn là đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao ổn định điện năng trong bối cảnh tích hợp điện mặt trời.

II. Chất lượng điện năng

Chất lượng điện năng là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống điện. Nó bao gồm các vấn đề như sụt điện áp, dao động điện áp, và sóng hài. Những vấn đề này có thể gây ra hư hỏng cho thiết bị điện và làm giảm hiệu suất hoạt động của lưới điện. Việc hiểu rõ về chất lượng điện năng giúp đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.

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

Các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng bao gồm sụt điện áp, mất điện, và dao động điện áp. Sụt điện áp thường xảy ra khi có sự thay đổi đột ngột trong tải hoặc do sự cố trên đường dây. Điều này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến các thiết bị nhạy cảm như động cơ và hệ thống máy tính. Đặc biệt, điện mặt trời khi tích hợp vào lưới có thể làm gia tăng các vấn đề này nếu không có biện pháp kiểm soát thích hợp.

III. Hệ thống điện mặt trời

Hệ thống điện mặt trời bao gồm các thành phần như pin mặt trời, inverter và hệ thống lưu trữ. Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa trên việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng. Tuy nhiên, sự gia tăng quy mô của các hệ thống điện mặt trời có thể gây ra những thách thức cho ổn định điện năng của lưới điện. Việc nghiên cứu và phân tích các yếu tố này là rất cần thiết để đảm bảo tính bền vững của hệ thống điện.

3.1. Nguyên lý hoạt động của điện mặt trời

Nguyên lý hoạt động của hệ thống điện mặt trời bao gồm việc hấp thụ ánh sáng mặt trời qua các pin quang điện, sau đó chuyển đổi thành điện năng. Hệ thống này không chỉ giúp giảm chi phí điện năng mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, khi tích hợp điện mặt trời vào lưới điện, cần chú ý đến chất lượng điện năng và các vấn đề liên quan đến ổn định điện năng.

IV. Ổn định hệ thống điện

Ổn định hệ thống điện là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động liên tục của lưới điện. Các loại ổn định bao gồm ổn định góc rotor, ổn định tĩnh và ổn định động. Việc tích hợp điện mặt trời có thể ảnh hưởng đến các loại ổn định này, đặc biệt là trong các tình huống khẩn cấp. Nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định điện năng khi có sự xâm nhập của điện mặt trời là rất cần thiết.

4.1. Các tiêu chuẩn và giới hạn về ổn định

Các tiêu chuẩn về ổn định điện năng bao gồm các yêu cầu về điện áp, tần số và các thông số kỹ thuật khác. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là rất quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống điện có thể hoạt động hiệu quả và an toàn. Khi tích hợp điện mặt trời, cần phải xem xét các tiêu chuẩn này để đảm bảo rằng lưới điện có thể chịu đựng được sự thay đổi đột ngột trong nguồn cung cấp điện.

V. Giải pháp khắc phục

Để nâng cao chất lượng điện năng và ổn định điện năng khi tích hợp điện mặt trời, cần phải áp dụng các giải pháp kỹ thuật. Những giải pháp này có thể bao gồm cải thiện thiết kế lưới điện, sử dụng công nghệ lưu trữ năng lượng, và triển khai các biện pháp kiểm soát tự động. Những giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng mà còn đảm bảo rằng hệ thống điện có thể hoạt động ổn định trong tương lai.

5.1. Giải pháp cho chất lượng điện năng

Các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng điện năng bao gồm việc sử dụng bộ lọc sóng hài, thiết bị điều chỉnh điện áp và các hệ thống lưu trữ năng lượng. Những giải pháp này giúp giảm thiểu các vấn đề như dao động điện áp và sóng hài, đồng thời nâng cao hiệu suất hoạt động của lưới điện. Việc áp dụng các công nghệ tiên tiến sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo ổn định điện năng khi tích hợp điện mặt trời.

Luận văn thạc sĩ: Khảo sát ổn định quá độ và chất lượng điện năng khi tích hợp điện mặt trời vào lưới điện