Luận văn thạc sĩ HCMUTE về xác định vị trí và dung lượng máy phát điện phân tán sử dụng pin quang điện

• Tác giả: Nguyễn Công Trứ
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện
• Đề tài: Xác Định Vị Trí Và Dung Lượng Máy Phát Điện Phân Tán Bằng Pin Quang Điện Để Giảm Tổn Thất Công Suất
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
• 1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp giải quyết bài toán
• 1.4. Điểm mới của đề tài
• 1.5. Giá trị thực tiễn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Tổng quan về lưới điện phân phối
• 2.2. Nguồn điện phân tán (DG - Distributed Generation)
• 2.3. Năng lượng mặt trời. Năng lượng địa nhiệt
• 2.4. Năng lượng gió
• 2.5. Pin nhiên liệu
• 2.6. Lợi ích của lưới điện phân phối khi vận hành có kết nối DG
• 2.7. Tác động lên giá điện
• 2.8. Giảm đầu tư nâng cấp hệ thống
• 2.9. Sử dụng năng lượng rác thải và nhiên liệu linh hoạt. Nhiệt - Điện kết hợp
• 2.10. Điện khí hóa các vùng nông thôn xa
• 2.11. Các tác động của DG lên lưới điện phân phối
• 2.12. Các nghiên cứu khoa học liên quan
• 2.13. Bài toán xác định cấu trúc vận hành lưới điện phân phối
• 2.14. Bài toán tối ưu vị trí và dung lượng của các DG
• 2.15. Bài toán kết hợp tái cấu hình và tối ưu vị trí và công suất của các DG
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT
• 3.1. Phương pháp đề xuất
• 3.2. Giải thuật tính tổn thất công suất trên lưới điện phân phối hình tia
• 3.3. Giải thuật tối ưu bầy đàn (PSO – Particle Swarm Optimization)
• 3.4. Hàm mục tiêu
• 3.5. Phương pháp đề nghị
• 4. CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TRÊN VÍ DỤ KIỂM CHỨNG
• 4.1. Hệ thống mạng phân phối 13 nút, 3 nguồn
• 4.2. Hệ thống mạng phân phối 33 nút, 1 nguồn
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN
• 5.1. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về máy phát điện phân tán

Máy phát điện phân tán (máy phát điện phân tán) là một phần quan trọng trong hệ thống điện hiện đại. Chúng có khả năng cung cấp điện năng gần với nơi tiêu thụ, giúp giảm thiểu tổn thất công suất trong quá trình truyền tải. Việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như pin quang điện đã trở thành xu hướng phổ biến. Các nguồn này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Theo nghiên cứu, việc kết nối các máy phát điện phân tán vào lưới điện phân phối có thể giảm tổn thất công suất từ 10% đến 15%.

1.1. Lợi ích của máy phát điện phân tán

Việc sử dụng máy phát điện phân tán mang lại nhiều lợi ích cho hệ thống điện. Đầu tiên, nó giúp giảm thiểu tổn thất công suất trong quá trình truyền tải. Thứ hai, việc lắp đặt các pin quang điện gần với nơi tiêu thụ điện giúp cải thiện chất lượng điện năng. Cuối cùng, việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và năng lượng gió không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Theo một nghiên cứu, việc lắp đặt máy phát điện phân tán có thể giảm chi phí điện năng cho người tiêu dùng từ 5% đến 20%.

II. Xác định vị trí và dung lượng máy phát điện phân tán

Xác định vị trí và dung lượng của máy phát điện phân tán là một trong những yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống điện. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu tổn thất công suất mà còn đảm bảo rằng nguồn điện được cung cấp một cách hiệu quả. Các phương pháp hiện nay thường sử dụng các thuật toán tối ưu như PSO (Particle Swarm Optimization) để tìm ra vị trí và dung lượng tối ưu cho các pin quang điện. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các thuật toán này có thể giảm thời gian tính toán và nâng cao hiệu quả của hệ thống.

2.1. Phương pháp xác định vị trí

Phương pháp xác định vị trí của máy phát điện phân tán thường dựa trên các yếu tố như mật độ tiêu thụ điện, khoảng cách đến lưới điện và khả năng kết nối. Việc sử dụng các công cụ tính toán hiện đại giúp tối ưu hóa vị trí lắp đặt các pin quang điện. Theo một nghiên cứu, việc xác định vị trí chính xác có thể giảm tổn thất công suất lên đến 30%. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.

2.2. Tính toán dung lượng

Tính toán dung lượng của máy phát điện phân tán là một bước quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống điện. Dung lượng cần được xác định dựa trên nhu cầu tiêu thụ điện của khu vực và khả năng cung cấp của các nguồn năng lượng tái tạo. Việc sử dụng các mô hình tính toán hiện đại giúp xác định dung lượng tối ưu cho các pin quang điện. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tính toán chính xác dung lượng có thể giảm thiểu tổn thất công suất và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống điện.

III. Giảm thiểu tổn thất công suất

Giảm thiểu tổn thất công suất là một trong những mục tiêu chính khi lắp đặt máy phát điện phân tán. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả của hệ thống điện. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết nối các pin quang điện vào lưới điện phân phối có thể giảm tổn thất công suất từ 10% đến 20%. Để đạt được điều này, cần phải có các giải pháp tối ưu hóa và quản lý năng lượng hiệu quả.

3.1. Các giải pháp kỹ thuật

Các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu tổn thất công suất bao gồm việc sử dụng các thiết bị bù công suất, tối ưu hóa cấu trúc lưới điện và áp dụng các công nghệ mới. Việc lắp đặt các tụ bù trên lưới điện có thể giúp cải thiện hệ số công suất và giảm thiểu tổn thất. Theo một nghiên cứu, việc sử dụng các thiết bị bù công suất có thể giảm tổn thất công suất lên đến 15%.

3.2. Quản lý năng lượng

Quản lý năng lượng hiệu quả là một yếu tố quan trọng trong việc giảm thiểu tổn thất công suất. Việc sử dụng các hệ thống quản lý năng lượng thông minh giúp theo dõi và điều chỉnh việc tiêu thụ điện năng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các hệ thống này có thể giảm tổn thất công suất từ 5% đến 10%. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.