BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THÁI HIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – DIESEL NHẰM NÂNG CAO MỨC THÂM NHẬP ĐIỆN GIÓ VỚI LƢỚI CÔ LẬP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THÁI HIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – DIESEL NHẰM NÂNG CAO MỨC THÂM NHẬP ĐIỆN GIÓ VỚI LƢỚI CÔ LẬP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN DOANH TS NGUYỄN THẾ CÔNG Hà Nội – 2015  i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận án thành nghiên cứu thân suốt thời gian làm nghiên cứu sinh chưa xuất công bố tác giả khác Các kết đạt xác trung thực TÁC GIẢ LUẬN ÁN Lê Thái Hiệp XÁC NHẬN CỦA TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hướng dẫn khoa học Hướng dẫn khoa học PGS.TS Lê Văn Doanh TS Nguyễn Thế Công i  ii  LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc kính trọng đến hai thầy hướng dẫn khoa học trực tiếp, PGS TS Lê Văn Doanh TS Nguyễn Thế Công trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học trình nghiên cứu Hai thầy dành nhiều thời gian tâm huyết, hỗ trợ mặt để tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh suốt trình học tập nghiên cứu Chân thành cảm ơn giảng viên cán Bộ môn Thiết bị điện - Điện tử, hỗ trợ, tận tình giúp đỡ trình thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Quy Nhơn, Ban Chủ nhiệm khoa Kỹ thuật Công nghệ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả tập trung nghiên cứu Hà Nội suốt thời gian qua Xin chân thành cảm ơn quan tâm, giúp đỡ động viên bạn bè, đồng nghiệp, NCS Viện Điện Viện Điện tử - Viễn thông, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến Lãnh đạo nhân viên Nhà máy phong điện Phú Quý, Nhà máy điện diesel Điện lực Phú Quý giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình thời gian tham quan, tìm hiểu Phú Quý Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Tạ Quốc Đông trưởng ca vận hành Nhà máy phong điện Phú Quý, bạn Võ Ngọc Thiện nhân viên Điện lực Phú Quý giúp đỡ nhiệt tình trình thu thập liệu cho luận án Tác giả chân thành cảm ơn GS, PGS, TSKH, TS, thầy cô giáo dành thời gian đọc đóng góp ý kiến quý báu để luận án có tính khoa học Cuối c ng, tác giả thực cảm động từ đáy lòng xin bày tỏ lòng biết ơn đến bậc sinh thành, vợ yêu quý c ng thân yêu bên tác giả lúc khó khăn nhất, lúc mệt mỏi nhất, để động viên, để hỗ trợ tài tinh thần, giúp tác giả đứng vững trình nghiên cứu hoàn thiện luận án Tác giả luận án Lê Thái Hiệp  ii   iii  MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Tình hình nghiên cứu hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel lưới cô lập 2.1 Tình hình nghiên cứu giới 2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5 Phương pháp nghiên cứu 6 Nội dung bố cục luận án Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án Chương TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL TRONG LƯỚI CÔ LẬP 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ứng dụng điện gió vùng cô lập 1.2.1 Tiềm gió Việt Nam 1.2.2 Hệ thống phát điện gió hoạt động độc lập 11 1.2.3 Hệ thống phát điện gió kết hợp với diesel 11 1.2.4 Hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel Phú Quý 13 1.3 Khái quát tuabin gió máy phát điện diesel 14 1.3.1 Tuabin gió 14 1.3.2 Máy phát điện không đồng nguồn kép 21 1.3.3 Máy phát điện diesel 22 1.4 Điều khiển hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel 23 1.5 Vận hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel 25 1.6 Tổng kết chương 26 Chương MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL 28 2.1 Đặt vấn đề 28 2.2 Mô hình toán nguồn điện 28 2.2.1 Mô hình DFIG 28 2.2.2 Máy phát điện diesel 33  iii   iv  2.3 Các điều kiện ràng buộc vận hành 34 2.4 Mô hình toán chế độ vận hành 34 2.4.1 Sơ đồ hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel v ng cô lập 34 2.4.2 Mô hình toán chế độ xác lập 35 2.4.3 Ổn định tĩnh hệ thống có dao động bé 37 2.4.4 Mô hình toán ổn định độ hệ thống 43 2.5 Đề xuất thuật toán cấu trúc điều khiển nhằm nâng cao mức thâm nhập điện gió 44 2.5.1 Thuật toán tính toán công suất số máy phát 45 2.5.2 Thuật toán điều chỉnh công suất đặt máy phát 46 2.6 Đề xuất sử dụng tuabin gió có tích hợp khớp ly hợp điện từ nhằm đạt mức thâm nhập điện gió tối đa 49 2.6.1 Đề xuất giải pháp 51 2.6.2 Phân tích xây dựng mô hình toán 52 2.6.3 Điều kiện để có mức thâm nhập điện gió tối đa 54 2.7 Tổng kết chương 55 Chương NGHIÊN CỨU TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL VỚI LƯỚI CÔ LẬP 56 3.1 Đặt vấn đề 56 3.2 Phương pháp tính toán khảo sát ổn định 57 3.3 Kết khảo sát chế độ xác lập 57 3.3.1 Các đặc tính vận hành chế độ xác lập 57 3.3.2 Xác định thông số ảnh hưởng mạnh đến ổn định tĩnh 58 3.3.3 Xác định giới hạn thông số ảnh hưởng mạnh đến ổn định tĩnh 61 3.4 Kết khảo sát ổn định ứng với trường hợp vận hành đặc trưng 62 3.4.1 Vận hành hệ thống gió 62 3.4.2 Vận hành hệ thống gió có tốc độ trung bình 63 3.4.3 Vận hành hệ thống gió tốc độ cao 63 3.5 Phân tích đề xuất giải pháp nâng cao ổn định 64 3.6 Tổng kết chương 65 Chương NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL TRONG LƯỚI CÔ LẬP 67 4.1 Đặt vấn đề 67 4.2 Áp dụng thuật toán điều khiển chung cho hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel đảo Phú Quý 68 4.2.1 Mô trình điều khiển chung cho hệ thống 68 4.2.2 Trường hợp vận hành 16 ngày 70 4.2.3 Trường hợp vận hành 24 ngày 71 4.3 Khảo sát với tuabin gió có tích hợp khớp ly hợp điện từ 73  iv   v 4.3.1 So sánh mô hình đề xuất với mô hình mẫu 73 4.3.2 Ứng dụng tuabin gió có tích hợp khớp ly hợp điện từ cho hệ thống phát điện Phú Quý 75 4.4 Kiểm tra kết phần mềm PSS/adept 77 4.5 So sánh với thực tế giải pháp khác 79 4.6 Tổng kết chương 79 Chương NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TRẠM ĐIỆN GIÓ PHÙ HỢP VỚI TRẠM ĐIỆN DIESEL ĐÃ CÓ Ở VÙNG CÔ LẬP 81 5.1 Đặt vấn đề 81 5.2 Đề xuất phương pháp xác định trạm điện gió phù hợp với trạm điện diesel có 82 5.2.1 Phương pháp phân tích tính toán 82 5.2.2 Các điều kiện ràng buộc vận hành 83 5.2.3 Thuật toán tính toán phân bố công suất 84 5.3 Tính toán áp dụng 86 5.3.1 Các số liệu phụ tải tốc độ gió đảo Phú Quý 86 5.3.2 Khảo sát hệ thống tốc độ gió thấp 87 5.3.3 Tính toán theo tốc độ gió trung bình với tuabin gió sử dụng DFIG 87 5.3.4 Tính toán theo tốc độ gió trung bình với tuabin gió kiểu D sử dụng SCIG 90 5.3.5 Tính toán theo tốc độ gió trung bình với tuabin gió kiểu D sử dụng SG PMSG 91 5.3.6 Tính toán theo tốc độ gió trung bình với tuabin gió có tích hợp khớp ly hợp điện từ 93 5.4 Tổng kết chương 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 PHỤ LỤC 106 v  vi  DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ký hiệu Đơn vị Tên gọi Ang1 W.s J Công momen thừa làm tăng góc lệch roto từ δ0 đến δc Ang3 W.s J Công hãm tối đa góc δ tăng đến δgh A1 kWh Tổng điện trạm điện gió phát At kWh Tổng điện tiêu thụ Bg N.m/rad Hệ số cản khô môi trường ảnh hưởng lên trục roto máy phát điện gió Bh N.m/rad Hệ số cản khô phanh hãm tác dụng lên trục tuabin Bwt N.m/rad Hệ số cản khô môi trường ảnh hưởng lên trục tuabin Hằng số giới hạn C cosφds Hệ số công suất máy phát điện diesel vận hành cosφS1 Hệ số công suất trung bình trạm điện gió thời điểm khảo sát cosφS2 Hệ số công suất trung bình trạm điện diesel thời điểm khảo sát cosφt Hệ số công suất tổng tải cosφw Hệ số công suất máy phát điện gió vận hành Hiệu suất chuyển đổi lượng tuabin Cp Eg W.s J Năng lượng chuyển thành điện tuabin gió Ewt W.s J Năng lượng thu phần tuabin f Hz Tần số fN Hz Tần số danh định Hg W.s/VA Hằng số quán tính roto máy phát điện gió Hwt W.s/VA Hằng số quán tính tuabin I A J kg.m2 Momen quán tính Jg kg.m2 Momen quán tính máy phát điện gió Jwt kg.m2 Momen quán tính phần tuabin Cường độ dòng điện Hệ số thể trượt khớp điện từ có biến động thông số đầu vào Kemc Kg N.m.s/rad Hệ số cản nhớt trục roto máy phát điện gió Kh N.m.s/rad Hệ số cản nhớt hãm tác dụng lên trục tuabin KQ VAr/W Hệ số chuyển đổi công suất tác dụng thành công suất  vi   vii  phản kháng động b đồng Hệ số cản nhớt trục tuabin Kwt N.m.s/rad l1 km Chiều dài đường dây từ trạm điện gió đến tải l2 km Chiều dài đường dây từ trạm điện diesel đến tải max( ) Hàm lấy giá trị lớn min() Hàm lấy giá trị nhỏ Nds Máy Số máy phát điện diesel vận hành Tỷ số biến đổi tốc độ quay trục tốc độ cao so với trục tốc độ thấp Ng Nw Máy Số tuabin gió vận hành Nwlapdat Máy Số tuabin gió lắp đặt Số đôi cực từ np nN Vòng/phút P W Tốc độ danh định Công suất tác dụng Biến phương trình dạng Laplace (tương đương d/dt phương trình vi phân) p P1 W Công suất tác dụng phát trạm điện gió P1kp W Công suất tác dụng phát trạm điện gió tốc độ gió V thời điểm khảo sát P2 W Công suất tác dụng phát trạm điện diesel Pdp W Dự phòng quay (còn gọi dự trữ quay) lượng công suất dự trữ tổ máy phát điện vận hành hệ thống (Theo Thông tư 12/2010/TT–BCT) Pdp1 W Dự trữ quay trạm điện gió Pdp2 W Dự trữ quay trạm điện diesel PdpsucoDS W Tổng công suất tác dụng phát máy phát lại sau bị cố máy phát điện diesel PdpsucoW W Tổng công suất tác dụng phát máy phát lại sau bị cố tuabin gió Pds W Công suất tác dụng phát máy diesel Pdsdc W Công suất tác dụng cấp cho máy điện đồng trạm diesel chế độ động b đồng Pdsmf W Công suất tác dụng phát máy điện đồng trạm diesel chế độ máy phát PdsN W Công suất tác dụng danh định máy diesel Pg W Công suất tác dụng máy phát điện gió Pm W Công suất sơ cấp Pt W Công suất tác dụng tổng tải  vii   viii  Công suất tác dụng phát tuabin gió tốc độ gió V thời điểm khảo sát Pwkp W Pwlapdat Máy PwN W Công suất tác dụng danh định tuabin gió Pwt W Công suất tuabin thu nhận từ lượng gió Q VAr Công suất phản kháng Q1 VAr Công suất phản kháng phát trạm điện gió Q2 VAr Công suất phản kháng phát trạm điện diesel Qds VAr Công suất phản kháng phát máy diesel Qdsdc VAr Công suất phản kháng phát máy điện đồng trạm diesel chế độ động b đồng Qdsmf VAr Công suất phản kháng phát máy điện đồng trạm diesel chế độ máy phát Qgen W Qt VAr Công suất phản kháng tổng tải Qw VAr Công suất phản kháng phát tuabin gió r01 Ω/km Điện trở đường dây từ trạm điện gió đến tải r02 Ω/km Điện trở đường dây từ trạm điện diesel đến tải Rwt m S VA Tổng công suất tác dụng trạm điện gió lắp đặt Công suất phản kháng máy phát điện gió Bán kính tuabin Công suất biểu kiến Hệ số trượt s S1 VA Công suất biểu kiến phát trạm điện gió S2 VA Công suất biểu kiến phát trạm điện diesel Scb VA Công suất St VA Công suất biểu kiến tổng tải t1c ms Thời gian cắt ngắn mạch thiết lập bảo vệ rơle phía trạm điện gió t1cc ms Thời gian cắt ngắn mạch giới hạn cho phép ngắn mạch gần trạm điện gió t2c ms Thời gian cắt ngắn mạch thiết lập bảo vệ rơle phía trạm điện diesel t2cc ms Thời gian cắt ngắn mạch giới hạn cho phép ngắn mạch gần trạm điện diesel tc ms Thời gian cắt ngắn mạch tcc ms Thời gian cắt ngắn mạch giới hạn cho phép Tg N.m Momen trục máy phát điện gió phụ tải điện sinh Ths1 N.m Momen trục tốc độ cao trước EMC Ths2 N.m Momen trục tốc độ cao sau EMC  viii   102  [30] Concycle, (2011) Control and communicationsignals Woodward SEG GmbH & Co KG, Kempen, Germany [31] Cummins, (2006) PCC 3100 Operation Training Cummins [32] Dinh Chung Phan and Anh Tuan Doan, (2013) “Maximum utilization of wind energy in a wind farm and diesel generator-based isolated grid without energy storage system” International Journal of Energy, Information and Communications, vol 4, no 1, pp 23–36 [33] E Ian Baring-Gould, National Renewable Energy Laboratory, (2009) “Wind/diesel power systems basics and examples” in Wind-Diesel Workshop 2009 [34] Eds, James F Whidborne, Doris Sáez, Aldo Cipriano, Andrzej W Ordys, Nikolaos Xiros, Freddy Garces, Victor M Becerra, Kevin Warwick, Alberto Isidori, Lorenzo Marconi, Vincent Wertz, Tristan Perez, John Eidson, (2007) Advances in industrial control Springer, Germany [35] Haiyun, Wang, Zhou Zuochun, Yuan Qingfang, (2013) “A hierarchical control of microgrid based on droop controlled voltage source converter” Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2013 IEEE PES Asia-Pacific, pp – [36] Hansen, Anca D., Gabriele Michalke, (2007) “Fault ride-through capability of DFIG wind turbines” Sciencedirect, vol 32, pp 1594–1610 [37] Hussein Ibrahim, Adrian Ilinca, Jean Perron, (2012) “Integration of wind turbines with compressed air energy storage in remote area power supply system” Procceedings of Europe’s premier wind energy event 2012 [38] Ibrahim H., Younès R., Basbous T., Ilinca A., Dimitrova M., (2011) “Optimization of diesel engine performances for a hybrid wind e diesel system with compressed air energy storage” Energy, vol 36, no 5, pp 3079–3091 [39] Ibrahim H., Younès R., Ilinca A., Dimitrova M., Perron J., (2010) “Study and design of a hybrid wind – diesel-compressed air energy storage system for remote areas” Applied Energy, vol 87, no 5, pp 1749–1762 [40] Ibrahim H., Younès R., Ilinca A., Ramdenee D., Dimitrova M., Perron J., Adegnon M., Boulay D., Arbeza C., (2011) “Potential of a hybrid wind-diesel-compressed air system for nordic remote canadian areas” Sciencedirect, vol 6, pp 795–804 [41] Ibrahim Hussein, Mariya Dimitrova, Yvan Dutil, Daniel Rousse, Adrian Ilinca, (2012) “Wind-diesel hybrid system: energy storage system selection method” The 12th International Conference on Energy Storage, Lleida, Spain, pp 1–10 [42] IEA-RTD, (2012) Renewable energies for remote areas and islands IEA Renewable Energy Technology Deployment, Malta [43] J.K Kaldellis, K A Kavadias, (2007) “Cost – benefit analysis of remote hybrid wind – diesel power stations: Case study Aegean Sea islands” ScienceDirect Energy Policy, vol 35, pp 1525–1538 [44] Jens Fortmann, Stephan Engelhardt, Jörg Kretschmann, Christian Feltes, Martin Janßen, Tobias Neumann, Istvan Erlich, (2010) “Generic simulation model for DFIG and full size converter based wind turbines” Workshop on Large-Scale Integration of Wind Power into Power Systems, Quebec, Canada, pp 1–8 [45] Jingyan, Yang, Huang Wei, Yang Renhua, Zhang Jianhua, Yang Xu, (2008) “Controlling and operating analysis of DFIG wind generator between in a large utility network and in an isolated micro-grid” ICSET 2008, IEEE, pp 244–248  102   103  [46] Johan Morren, Sjoerd W H de Haan, (2007) “Short-circuit current of wind turbines with doubly fed induction generator” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 22, no 1, pp 174–180 [47] Kaigui Xie and Roy Billinton, (2011) “Determination of the optimum capacity and type of wind turbine generators in a power system considering reliability and cost” IEEE Transactions on Energy Conversion, vol 26, no 1, pp 227–234 [48] Kamal, Elkhatib, Magdy Koutb, Abdul Azim Sobaih, Sahar Kaddah, (2008) “Maximum power control of hybrid wind-diesel-storage system” Hindawi Publishing Corporation, Advances in Fuzzy Systems, vol 2008, pp.1-9 [49] Kasper Zinck Østergaard, (2008) Robust, gain-scheduled control of wind turbines Aalborg University [50] Hee-Sang Ko, Kwang Y Lee, Min-Jae Kang, Ho-Chan Kim, (2008) “Power quality control of an autonomous wind – diesel power system based on hybrid intelligent controller” ScienceDirect, vol 21, no 10, pp 1439–1446 [51] L Sovannarith, N Hoonchareon, (2008) “Stability of the micro-grid with wind power generation” Sustainable Energy Technologies 2008, IEEE International Conference, Singapore, pp 1087–1092 [52] Lena Max, (2009) Design and control of a DC collection grid for a wind farm Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden [53] Mania Pavella, Damien Ernst, (2001) Transient stability of power systems a unified approach to assessment and control Boston, Dordrecht, London, UK [54] Margaris, Ioannis D., Stavros A Papathanassiou, Nikos D Hatziargyriou, Anca D Hansen, Poul Sørensen, (2012) “Frequency control in autonomous power systems with high wind power penetration” IEEE transactions on Sustainable Energy, vol 3, no 2, pp 189–199 [55] Meegahapola, Lasantha G., Damian Flynn, (2010) “Decoupled-DFIG fault ridethrough strategy for enhanced stability performance during grid faults” IEEE Transactions of Sustainable Energy, vol 1, no 3, pp 152–162 [56] Melício R., V M F Mendes, J P S Catalão, (2009) “Modeling and simulation of de wind energy systems with matrix and multilevel power converters” IEEE Latin America Transactions, vol 7, no 1, pp 78–84 [57] Mendis, Nishad, Kashem M Muttaqi, (2010) “A control approach for voltage and frequency regulation of a wind-diesel-battery based hybrid remote area power supply system” IECON 2010 - 36th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Glendale, AZ, pp 3054–3060 [58] Michalke, Gabriele, (2008) Variable speed wind turbines - modelling, control, and impact on power systems RisøNational Laboratory, Denmark [59] Mrinal K Pal, (2007) Power system stability Edison, New Jersey [60] Nguyen Duc Huy, Tran Nam Trung, Tran Khanh Viet Dung, Nguyen Phung Quang, Vo Hong Thai, (2013) “Solutions for local isolated grid with hybrid system” PetroVietnam - journal, vol 10, pp 62–67 [61] Niels-Erik Clausen, Henrik Bindner, Sten Frandsen, Jens Carsten Hansen, Lars Henrik Hansen, Per Lundsager, (2001) “Isolated Systems with Wind Power An Implementation Guideline” RisøNational Laboratory, vol 1257, June, Roskilde [62] O.A Ajayi, (2012) Application of automotive alternators in small wind turbines Delft University of Technology, Netherlands  103   104  [63] Painemal, Hector Arnaldo Pulgar, (2010) Wind farm model for power system stability analysis University of Illinois at Urbana-Champaign, Urbana, Illinois, USA [64] Pavlos Tourou, Constantinos Sourkounis, (2014) “Review of control strategies for DFIG-based wind turbines under unsymmetrical grid faults” 2014 Ninth International Conference on Ecological Vehicles and Renewable Energies (EVER), IEEE, pp 1–9 [65] Per Lundsager, Henrik Bindner, Niels-Erik Clausen, Sten Frandsen, Lars Henrik Hansen, Jens Carsten Hansen, (2001) Isolated Systems with Wind Power Main Report Risø National Laboratory, Roskilde, Denmark [66] R Sebastián, R Peña Alzola, (2010) “Effective active power control of a high penetration wind diesel system with a Ni – Cd battery energy storage” ScienceDirect - Renewable Energy, vol 35, pp 952–965 [67] Rajasekaran, Vigneshwaran, Adel Merabee, Hussein Ibrahim, Rachid Beguenane, Jogendra Thongam, (2012) “Maximum power point tracking and frequency control for hybrid wind diesel system supplying an isolated load” IECON 2012 - 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, Montreal, QC, pp 1067–1072 [68] Reid R., Saulnier B., Gagnon R., Hydro-Quebec, (2007) “Wind turbine asynchronous generator in isolated network,” Matlab, the MathWorks, Inc., 2007 [69] Rocabert, Joan, Alvaro Luna, Frede Blaabjerg, (2012) “Control of power converters in AC microgrids” IEEE Transactions on Power Electronics, vol 27, no 11, pp 4734–4749 [70] Rui You, Braulio Barahona, Jianyun Chai, Nicolaos A Cutululis, (2013) “A novel wind turbine concept based on an electromagnetic coupler and the study of its fault ride-through capability” Energies, vol 6, no ISSN 1996–1073, pp 6120–6136 [71] Rui You, Braulio Barahona, Jianyun Chai, Nicolaos A Cutululis, (2015) “Frequency support capability of variable speed wind turbine based on electromagnetic coupler” ScienceDirect - Renewable Energy, vol 74, pp 681–688 [72] Rui You, Jianyun Chai, Xudong Sun, Yulong Lin, (2014) “Variable speed wind turbine based on electromagnetic coupler and its experimental measurement” PES General Meeting | Conference & Exposition, IEEE, pp 1–5 [73] Ryan Konopinski, (2009) Voltage security assessment with high penetration levels of utility-scale doubly fed induction generator wind plants Iowa State University, USA [74] Ryan Wiser, Mark Bolinger, (2014) 2013 Wind technologies market report U.S Department of Energy, Energy Efficiency & Renewable Energy, USA, 2014 [75] Sebastia R., (2008) “Smooth transition from wind only to wind diesel mode in an autonomous wind diesel system with a battery-based energy storage system” ScienceDirect - Renewable Energy, vol 33, pp 454–466 [76] Sigrid M Bolik, (2004) Modelling and analysis of variable speed wind turbines with induction generator during grid fault Aalborg University, Denmark [77] Sun Tao, (2004) Power quality of grid-connected wind turbines with DFIG and their interaction with the grid Aalborg University, Denmark [78] The World Bank, (2001) Wind energy resource atlas of Southeast Asia The World Bank, New York, USA  104   105  [79] Tom Lægaard Berthelsen, Alexis Cordero, Jørgen Kvernøy Døhlie, Kim Udengaard Pedersen, (2011) Intelligent start-up of wind turbines Aalborg University, Aalborg, Denmark [80] Vestas, (2008) V80-2.0 MW Vestas, Denmark [81] Vestas, (2009) General specification operational envelope and performance guidelines Vestas, Denmark [82] Vladislav Akhmatov, (2003) Analysis of dynamic behaviour of electric power systems with large amount of wind power Technical University of Denmark [83] Vrionis Theodoros D., Xanthi I Koutiva, Nicholas A Vovos, (2014) “A genetic algorithm-based low voltage ride-through control strategy for grid connected doubly fed induction wind generators” IEEE Transactions on Industry Applications, vol 29, no 3, pp 1325–1334 [84] Wei Xian, Weijia Yuan, Yu Yan, T A Coombs, (2009) “Minimize frequency fluctuations of isolated power system with wind farm by using superconducting magnetic energy storage weijia yuan” The Eighth International Conference on Power Electronics and Drive Systems, pp 1329–1332 [85] Yanbin Li, Xiang Chen, Junming Xiao, Xuehui Wei, (2014) “Optimal configuration for distributed generations in micro-grid system considering diesel as the main control source” Advanced Mechatronic Systems, Kumamoto, Japan, pp 552–556 [86] Yang Jin, (2011) Fault analysis and protection for wind power generation systems College of Science and Engineering, University of Glasgow [87] Zhao Bo, Xuesong Zhang, Peng Li, Ke Wang, Meidong Xue, Caisheng Wang, (2014) “Optimal sizing, operating strategy and operational experience of a standalone microgrid on Dongfushan Island” Applied Energy, ScienceDirect, vol 113, pp 1656–1666 [88] Zhao Yishu, Li Guo, (2009) “Dynamical simulation of laboratory microgrid” Power and Energy Engineering Conference, APPEEC 2009 Asia-Pacific, IEEE, Wuhan, pp 1–5  105   106  PHỤ LỤC Phụ lục A Tình hình ứng dụng hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel v ng cô lập giới Bảng A.1 Các vùng cô lập tiêu biểu cấp nguồn từ hệ thống phát điện gió kết hợp với diesel [61,65] Nơi/ nước (năm vận hành) Diesel (kW) Đảo Sal / Cape Verde (1994–2001) x 500 x 800 x 620 x 400 x 2300 x 3300 Đảo Mindelo / Cape Verde (1994–2001) Đảo Dachen / Trung Quốc (1989–2001) Đảo Fuerteventura / Canary (1992–2001) Đảo Foula / Quần đảo Shetland (1990–2001) La Desirade / Guadeloupe (1993–2001) Marsabit / Kenya (1988–2001) Đảo Cape Clear (1987–1990) Đảo Rathlin/ Northern Ireland (1992–2001) Kythnos Island / Hy Lạp (1995–2001) Đảo Lemnos / Hy Lạp (1995– ) Đảo Frøya / Na Uy (1992–1996) Đảo Denham / Australia (1998– ) Tuabin gió (kW) x 300 x 300 Tải (kW) Các nguồn khác thiết bị phụ trợ Thâm nhập điện gió x 250 x 60 - 22% (tháng) 14% (3 năm) x 250 x 500 x 400-750 - - 17% (tháng) 14% (3 năm) 127 kW tải giả 26% (tháng) 15% (năm) 100 kW tải giả Không có số liệu 1400 kWh lưu trữ; 90 + 25 kW tải giả 70% (3 tháng) x 280 x 256 x 100 x 560 x 75 x 55 x 20 x 28 x 18 x 60 x 16.5 1x8 x 70 x 96 x 160 x 240 12 x 12 - - 40% (tức thời) x 100 x 200 x 72 150 - - 46% (3 năm) x 30 - 100 kWh lưu trữ 70% (tức thời) x 48 x 80 x 132 x 125 x 250 x 633 x 1200 x 2700 x 2600 x 50 x 33 - 73 kWh lưu trữ 100% (tức thời) 70% (năm) x 33 x 150 - x 55 x 100 - 330 kWh lưu trữ; Không có số 100 kW pin mặt liệu trời Không có số liệu x 55 - 27 kWh lưu trữ; 72 kW tải giả 100% (tức thời) 94% (8 tháng) x 288 x 580 x 230 - - 70% (tức thời) 23% (6 tháng) 225 Bảng A.2 Các vùng cô lập cấp nguồn từ hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel [15,42,61,65] Nơi, nước Đảo Kodiak, Alaska, USA Đảo Ramea, Canada Đảo Faroe, Tuabin gió x 1.5 MW Diesel x MW x 65 kW x 100 kW x 150 kW x 925 kW 53,4 MW Các nguồn khác thiết bị phụ trợ Tải x10 MW thủy điện 11 ÷ 25 MW (phụ tải đỉnh) x 250 kW thủy điện 1078 kW (phụ tải đỉnh) 31,4 MW thủy điện, thu nhiệt từ 35 ÷ 40 MW (phụ  106   Đan Mạch Đảo Isle of Eigg, Scotland Coral Bay, Australia Đảo Bonaire, Hà Lan El Hierro, Canary, Tây Ba Nha Đảo Miyakojima, Nhật Bản x 660 kW x 220 kW x kW x 275 kW mặt trời 200m2 x 80 kW x 330 kW 12 x 900 kW 11,5 MW x 320 kW (diesel tải thấp, Pmin = 5%PN) x 2,8 MW x MW 12,7 MW 2,4 MW 1,8 MW 19 MW 40 MW 10 MW - x 330 kW - Đảo Reunion, Pháp Scott Base & McMurdo, Antarctica 107  tải đỉnh) x 100 kW + x kW thủy điện, 40 kW (phụ tải lưu trữ nhờ ắcqui 4400 Ah 48 V đỉnh theo thiết kế 100 kW) Bánh đà x 500 kW 700 kW (phụ tải đỉnh) Lưu trữ NiCad ắcqui MW 11 MW (phụ tải phút đỉnh) 11,32 MW thủy điện tích 7,6 MW (phụ tải đỉnh) + MWp pin mặt trời, 15 MW tuabin khí, lưu trữ NaS ắcqui MW 200 kWh, sử dụng công nghệ lưới điện thông minh 78 MW thủy điện, 200 MWp pin mặt trời, 20 MW nhiệt điện đại dương, 30 MW điện từ sóng biển, lưu trữ MWp Sử dụng bánh đà 500 kW 50 MW 2546 GWh/năm (công suất trung bình 290 MW) 1750 kW Hình A.1 Mức thâm nhập điện gió tương lai [61]  107   108  Phụ lục B Sơ đồ kết nối tuabin gió với hệ thống điện Phú Quý Nhà máy phong điện 3x2 MVA Nhà máy điện Diesel 6x500 kVA Nguồn Dự án phong điện Phú Quý  108   109  Phụ lục C Thông số tuabin gió Parameter Thông số Generator data Thông số máy phát Rated power Công suất danh định Rated voltage stator Điện áp stato danh định Rated voltage rotor Điện áp roto danh định Rated frequency Tần số danh định Stator resistance Điện trở stato Stator leakage reactance Điện kháng tản stato Rotor resistance Điện trở roto Rotor leakage reactance Điện kháng tản roto Iron loss resistance Điện trở tổn hao sắt từ Magnetizing reactanc Điện kháng hỗ cảm Inertia constant Hằng số quán tính Friction factor Hệ số ma sát Pairs of poles Số cắp cực từ Windings ratio Tỷ số dây quấn (hay Ur/Us) Turbine data Thông số phần tuabin Base wind speed Tốc độ gió sở Cut–in wind speed Tốc độ đấu vào Cut–out wind speed Tốc độ cắt Maximum rate of change Giới hạn tốc độ thay đổi góc of pitch angle nghiêng cánh Ký hiệu PwN Us Ur fs Rs Xls R’r X’lr RFe Xm Hg F np k Giá trị 690 1809 50 0.001518 0.01882 0.002087 0.02578 0.0119 0.762 0.685 0.01 2.62 MW V V Hz Ω Ω Ω Ω Ω Ω s pu 15 25 m/s m/s m/s deg/s Phụ lục D Phần đầu phát máy phát điện diesel VTA-28 [31]  109  Đơn vị  110  Phụ lục E Công suất phụ tải đảo Phú Quý [16] Tháng … năm 2011 Công suất cực đại (kW) Công suất cực tiểu (kW) 2200 980 2300 1080 2000 900 1910 1280 2130 1290 2130 1290 2230 1290 2219 1085 2219 1285 10 2218 1284 11 2100 1085 12 1800 1085  110   111  Phụ lục F Công suất phụ tải đảo Phú Quý NHẬT KÝ VẬN HÀNH Ngày 13 tháng năm 2014 Thời điểm Tổng công suất phụ tải Công suất NM điện gió Công suất NM Diesel Số máy Diesel VH Công suất máy Diesel Tỷ lệ VH gió/Diesel (1) 23:10 23:20 23:30 23:40 23:50 0:00 0:10 0:20 0:30 0:40 0:50 1:00 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00 2:10 2:20 2:30 2:40 2:50 3:00 3:10 3:20 3:30 3:40 3:50 4:00 4:10 4:20 4:30 4:40 4:50 5:00 5:10 5:20 5:30 5:40 5:50 6:00 6:10 6:20 6:30 6:40 6:50 7:00 7:30 (2) 1175 1151 1119 1120 1089 1078 1035 1013 1009 1002 988 1033 1022 1018 1007 998 953 955 965 960 967 923 935 1026 1045 1052 1058 1061 1060 1073 1084 1076 1069 1069 1068 1050 1031 1087 1063 1095 1078 1100 1117 1084 1159 1151 1149 1154 1267 (3) 639 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 (4) 536 1151 1119 1120 1089 1078 1035 1013 1009 1002 988 1033 1022 1018 1007 998 953 955 965 960 967 923 935 1026 1045 1052 1058 1061 1060 1073 1084 1076 1069 1069 1068 1050 1031 1087 1063 1095 1078 1100 1117 1084 1159 1151 1149 1154 1267 (5) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 (6)=(4):(5) 179 384 373 373 363 359 345 338 336 334 329 344 341 339 336 333 318 318 322 320 322 308 312 342 348 351 353 354 353 358 361 359 356 356 356 350 344 362 354 365 359 367 372 361 386 384 383 385 317 (7)=(3):(2)/(4):(2) 54.4 45.6 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0 0.0 100.0  111  Ghi  8:00 8:30 9:00 9:30 10:00 10:30 11:00 11:30 12:00 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 22:30 23:00 1224 1557 1633 1650 1590 1503 1356 1348 1366 1347 1301 1327 1356 1394 1305 1367 1465 1529 1456 1465 1470 1676 1722 1679 1641 1577 1540 1448 1366 1257 1160 658 388 645 650 638 640 659 513 523 253 322 406 463 470 642 400 522 647 665 613 656 655 643 653 632 640 643 635 638 1224 899 1245 1005 940 865 716 689 853 824 1048 1005 950 931 835 725 1065 1007 809 800 857 1020 1067 1036 988 945 900 805 731 619 1160 112  4 5 4 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 3 306 225 249 201 188 216 179 230 284 275 349 251 238 233 209 181 266 252 202 200 214 255 267 259 247 236 225 201 183 206 387 0.0 42.3 23.8 39.1 40.9 42.4 47.2 48.9 37.6 38.8 19.4 24.3 29.9 33.2 36.0 47.0 27.3 34.1 44.4 45.4 41.7 39.1 38.0 38.3 39.8 40.1 41.6 44.4 46.5 50.8 0.0 100.0 57.7 76.2 60.9 59.1 57.6 52.8 51.1 62.4 61.2 80.6 75.7 70.1 66.8 64.0 53.0 72.7 65.9 55.6 54.6 58.3 60.9 62.0 61.7 60.2 59.9 58.4 55.6 53.5 49.2 100.0 NHÀ MÁY DIESEL NHÀ MÁY PHONG ĐIỆN TRƯỞNG CA TRƯỞNG CA Trần Hữu Thọ Tạ Quốc Đông hòa W3 - Tấn suất ghi nhận: ghi nhận thông số 10 phút có biến động bất thường lưới - Khi xảy cố lưới điện, Trưởng ca nhà máy điện gió nhà máy Diesel phối hợp điều tra nguyên nhân cố ghi nhận biên riêng Từ thông số tính sản lượng điện trạm điện diesel chiếm 82,3 %At  112   113  Phụ lục G Phương thức vận hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel Phú Quý [5] Tháng 8/2012 EVN SPC c ng PV Power RE thống “Qui trình phối hợp vận hành hỗn hợp gió – diesel đảo Phú Quý” Điều 13: Phương thức vận hành … Về bản, tỷ lệ phát công suất gió - diesel 50% - 50% ● Trường hợp phụ tải thấp, gió cao: - Khi phụ tải đảo thấp (khảng 1100kW) vận tốc gió cao (lớn 7,2m/s), tuabin chuyển sang chế độ phát công suất cố định: công suất phát tuabin gió công suất tối thiểu cộng thêm 50 kW, phần lại phụ tải tổ máy diesel phát bù (Nhà máy điện diesel vận hành chế độ tự động) Trong trường hợp tỷ lệ phát điện gió - diesel cho phép đạt tỷ lệ 70%/30% - Khi phụ tải đảo nhỏ công suất tối thiểu tuabin gió cộng công suất tối thiểu máy phát diesel sau phút hệ thống điều khiển tự động phát lệnh khởi động bổ sung tổ máy diesel khác dừng tuabin điện gió Lúc có tổ máy diesel phát điện ● Trường hợp gió thấp, phụ tải cao: Trong trường hợp khả phát công suất tuabin gió không đáp ứng đủ 50% công suất phụ tải, hệ thống điều khiển hỗn hợp lệnh khởi động thêm tổ máy diesel để đáp ứng yêu cầu phụ tải Phụ lục H Thuật toán tính toán phân bố công suất cho máy phát hai trạm điện theo hướng sử dụng tối đa tài nguyên gió có xét đến cố máy phát 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 BEGIN: get(data); [Nw, Nds, Pw, Pds, cosφw, cosφds] =[0, 0, 0, 0, cosφwN, cosφdsN]; if (Pt(n*Pwmax+m*Pdsmax)) then goto SAVE_DATA; if Pt ≤ 2*Pdsmin then Pdp=0; else Pdp=Pdpmin; end [Pwmin, Pwmax]=lookupPw(Pw_data,v); [Ptt, Qtt] =[Pt, Qt]; kw = n; FOR: [Ndstt, Pdstt, Pwtt, cosφwtt, cosφdstt] =[0, 0, Pwmax, cosφwN, cosφdsN]; [Pdptt, PsucoDS , PsucoW] = [0, 0, 0]; if ((Ptt/kw)0) then goto END_FOR; P1=kw*Pwtt; if P1>Ptt then P1=Ptt; Pwtt=P1/kw; end Q1= P1*(tan(acos(cosφwtt)));  113   23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 114  if Q1>Qtt then [Ndstt, P2, Pdstt] = [0, 0, 0]; Q1=Qtt; cosφwtt=P1/sqrt(P1^2+Q1^2); else Ndstt=roundup(max((Qtt-Q1)/Qdsmax, (Ptt-P1)/Pdsmax)); end REPEAT: P2=Ptt-kw*Pwtt; if P2pu2 165e3 -K- [Pdsmin] Preg(pu) [Pwreg2] [Pdsmax] Pwreg2(pu) Pds(pu) [Nwt] Pdsmin(pu) Pdsreg2(pu) Nw Ndst Pdzmin Pw(pu) [Pds] [Pdsmin] ceil [Qw] Pwmax(pu) [Pw] [Preg] f(u) [Pdsmax] [Pds] [Pdsreg2] Ndsref [Pdpmin] Nds ->pu1 Phan phoi cong suat [Pds] [Pwreg] [Pt] [Pdsmin] [Pw_ref] 0.95 [ePw] [Pw0] [Pw] [Pdsmax] [Pregmax] [Pw] [Pds] [Pdsmax] u y PIp1 lo Huy dong may [Data] [Pwmin] [Pdsmax] [Data] [Pds] [Pregmax] [Pdsmin] [Nwt] Ndst [Pwmin] Fn [Pw] [Pregmin] [Pdsmin] F dP [Fref] rP1 PIf [Pds] [Pwreg] F dP -1 [Pw] [Pds] [Pwmin] [Pwreg2] up [Pw0] [Pw] [Pw0] Data Nwref -T- PregFNdsref -T- |u| up u y lo [Pds] [Preg] [Pregmin] F dP PIf2  115  DK hon hop Dieu khien chung ca he thong [Pdsreg2] [Pds_ref] 116   Phụ lục J Mô với tuabin gió có tích hợp EMC Discrete, Ts = 0.0001 s M o hinh he thong phat dien hon hop gio - diesel o dao Phu Quy m Vf _ C A a aA bB B b bB cC C c cC 3.2 MVA B22ds Dieu khien may phat dien diesel B04 (0.4 kV) 22 kV/0.4 kV (22 kV) may phat (6 x 500 kW) dien diesel a A b B Pwref (pu) Pwref c C aA A a aA A [m_dfig] bB B b bB B cC C c cC B22w 22 kV/ 690 V B690 (22 kV) 3x2.2 MVA (690 V) C tuabin gio DFIG (3 x MW) May cat pha C B A [PQds_ref] B_tai Bb Vf aA Cc B PQref Qwref _pu Qwref (pu) m m A Aa Pm Pm A B C m V (m/s) (m/s) T oc gio [Q_ref] (m/s) [P_ref] T 500 kW Tai 1500 kW +j 850 kVAr (a) Mô hình hệ thống phát điện gió – diesel lưới cô lập với tuabin gió có tích hợp EMC Tm [Tg] m A aA [m_dfig] a A Iabc_B480 (pu) P Main Load (MW) V,I wase [Twt] [w_hs1] V1_B22 I1_B22 V1_B22dz Power Computation [Beta] Beta (deg) Twt (pu) w_hs1 (pu) [Twt] T_wt (pu) Plot V,I rms I1_B22 [wr] (A) wg (pu) V1_B22dz (V) Pwref (pu) Tg (pu) w_hs1 (pu) f (Hz) Pwref I1_B22dz (A) f Wind turbine V,I rms Khau truyen dong co tich hop EMC Data acquisition [w_hs1] Ge ne tor spe e d (pu) P itch a ngle (de g) Tm (pu) tan(acos(0.98)) W ind spe e d (m /s) [Beta] [P_pu] V (m/s) Twt [Iabc_stator] Phs2_dat0 Qwref_pu Pwref [angle_rotor_rad] (pu) DF DP [wr] f (Hz) Vabc_Bg fn Fn [Twt] PI [w_hs1] wg (pu) Tm_shaf Kemc t (pu) up lo N(xung) F(Hz) Sin_Cos du/dt s Tich phan [wr] [angle_rotor_rad] Tg Tg [Iabc_stator] [Iabc_rotor] Bh/Jwt [Tem] Vabc_rotor Khâu tuabin & hãm Vabc_grid_conv _pu Iabc_grid_conv _pu Vdc_V [wr] [Tem] [Beta]  116  (e) Vabc_rotor_pu Iabc_Bg [PQ_pu] Power (d)Iabc_rotor_pu Vabc_Bg [Tm] wls >1.2 s Iabc_stator_pu wr_pu (DFIG speed) [TurbineSpeed] wls Vabc_stator_pu [Iabc_stator] TurbineSpeed_pu Tm_pu Tem_pu PQ_pu Pitch_deg f Kh/Jwt Outputs Vabc_B1 s Kwt/Jwt Tg (pu) [w_hs1] [Vdc_V] Freq s 1/Jwt Twt-Tls [Pitch_deg] -1 [Iabc_rotor] [Gr] [wr] Khâu truyền động có tích hợp EMC AC-DC-AC Converter Bwt/Jwt [PQds_ref] Pdz_ref Average Model Iabc_Bg [Tg] Scope1 Pref Vabc_pu wt_rad Kg Bg F pha meas1 [Gg] [Uctrl_rotor_conv] f [w_hs1] Freq_Hz (b) [Pitch] Vabc [Uctrl_grid_conv] w_wt (pu) [PQ_pu] Dieu khienwhs2 [m_dfig] Br [Q_pu] y EMC PQ_pu [wr] [P_pu] Vnom_r/Vnom Z=0% [Iabc_rotor] Improved Discrete 3-phase PLL [Twt] Jg u y Wind Turbine Control wg cC Bo bien doi AC-DC-AC [Pitch_deg] Ths2 EMC w_turbine (pu) [w_hs1] Cr lo Phs2 Pitch_deg Vabc_B_grid_conv du/dt Cg c Scope2 u Phs2 [Uctrl_rotor_conv] Uctrl_rotor_conv y a b C [Q_ref] Tuabin gió DFIG -TEMC - Kemc up Qref u Phs2_dat angle_rotor_radlo dP wr bB -T - du/dt [Vdc] A Br up PI_Q Vdc_V Pwt Bg aA Iabc_rotor [w_hs1] [Vdc_V] bB Bg Pwt Iabc_grid_conv [Iabc_rotor] Ag [Twt] -2 ng Qmin w_hs1 Discrete 3-phase Vabc_B1 Sequence Analyzer Tls Ths1 [Uctrl_grid_conv] Iabc_stator Uctrl_grid_conv ng (Fundamental) 1/ng Iabc_Bg aA Plot S.Load Tuabin gio & ham abc Phase Twt-Tls wls Twt (pu) Vabc_B1 WT Gr [m_dfig] -1 QdQ Mag [Vdc_V] F (Hz) cC Vabc_B690 DFIG (pu) Ar [w_hs1] Tuabin MW2gio Vref Plot WT Q (Mv ar) c Gg Pitch (deg) Vdc f PQdz Plot [Tg] Plot Power V,I wase C MW1 wr (pu) Gain_pu Bo dieu khien goc nghieng canh P (MW) b [Pitch] Power [Gg] [P_ref] [Gr] -K- V1_B22 (V) I1_B22dz [wr] Bo loc P,Q grid (MW, MVAr) B -K- Vdc (V) C P_LoadB1 PQ_B480 C Bo loc Iabc_B480 [Vdc] A Vabc_B480 (pu) C Vabc_B04 A C [Q_pu] P Sec Load (MW) B P_SLc C B Iabc_B690 (pu) A Vabc_B690 (pu) B Iabc_B690 [P_pu] bB PQ_B690 P,Q Wind Turb (MW, MVAr) B Vabc_B690 m [...]... quát về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập Chương 2 Mô hình hóa hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel: Mục đích của chương này là đề xuất mô hình toán cho các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả khai thác năng lượng gió trong các hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel với lưới cô lập Chương 3 Nghiên cứu tính ổn định của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel với lưới cô lập: Mục... trạm điện diesel đã có ở v ng cô lập 5 Phƣơng pháp nghiên cứu ● Thu thập và tổng hợp các tài liệu về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ● Thiết lập mô hình toán cho các giải pháp nhằm nâng cao tỷ lệ thâm nhập điện gió của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel không có thiết bị phụ trợ trong lưới cô lập; ● Ứng dụng mô hình toán đã đề xuất cho đối tượng cụ thể là hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel. .. ● Nghiên cứu điều kiện vận hành ổn định hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập hoàn toàn không có thiết bị phụ trợ ● Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác điện gió mà vẫn đảm bảo chất lượng điện năng và vận hành ổn định đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập ● Nghiên cứu xác định loại và số lượng tuabin gió (lắp đặt mới) ph hợp với trạm điện diesel. .. phỏng sẽ so sánh với số liệu thực tế để đánh giá hiệu quả của các đề xuất 6 Nội dung và bố cục luận án Nội dung Tổng quát hóa về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập Đánh giá khả năng điện gió kết nối với lưới cô lập có công suất nhỏ Từ đó nhận thấy cần có sự ph hợp hóa giữa điện gió và diesel Qua khảo sát ở trên nhận thấy ổn định hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel là điều... hành của hệ thống pin mặt trời cũng khá cao Chính yếu tố này mà lựa chọn hệ thống phát điện gió kết hợp với diesel cho các khu vực này là ph hợp  11   12  Hệ thống phát điện gió kết hợp diesel hoạt động như một lưới nhỏ, cô lập Hệ thống phát điện gió kết hợp diesel phổ biến có cấu trúc như Hình 1.3 bao gồm trạm điện gió, trạm điện diesel, hệ thống lưu trữ, tải giả kết nối với nhau qua lưới phân... toán khảo sát được lựa chọn là hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở đảo Phú Quý Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp tính toán và giải pháp vận hành nhằm đạt tỷ lệ thâm nhập điện gió lớn nhất đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel đã có nhưng vẫn thỏa mãn các điều kiện ràng buộc trong vận hành Đồng thời cũng nghiên cứu phương pháp tính toán để xác định được trạm điện gió ph hợp với. .. trạm phát điện diesel để cấp nguồn cho các đảo làm cho giá điện cao, tiêu tốn nhiều nhiên liệu diesel, ô nhiễm môi trường Như vậy, phát triển các hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở các v ng cô lập là rất cần thiết và ph hợp với xu hướng chung của thế giới 2 Tình hình nghiên cứu về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lƣới cô lập 2.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới Năng lượng gió đã... hướng phát triển tiếp theo 7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Về khoa học: Luận án đã xây dựng cấu trúc điều khiển chung và thuật toán vận hành ph hợp cho hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel không có thiết bị phụ trợ trong lưới cô lập nhằm nâng cao mức thâm nhập điện gió Bên cạnh đó, luận án cũng đã xây dựng phương pháp tính toán xác định loại và số lượng tuabin gió ph hợp với trạm điện diesel. .. vụ nghiên cứu Đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập thì hai chỉ tiêu quan trọng là chất lượng điện năng2 và tỷ lệ thâm nhập điện gió Hai tiêu chí này tỷ lệ nghịch với nhau trong v ng có tỷ lệ thâm nhập điện gió cao (Hình 1.21) Do vậy, cần có phương pháp vận hành ph hợp để tối đa hóa tỷ lệ thâm nhập điện gió mà vẫn đảm bảo chất lượng điện năng Đây chính là mục đích nghiên cứu. .. lý nối lưới Nên sử dụng hệ thống phát điện gió kết nối lưới gián tiếp qua bộ biến đổi Hệ thống phụ trợ Hệ thống lưu trữ năng lượng và tải giả Điện gió (3x2 MW) + diesel (6x0,5 MW) DFIG, nối lưới trực tiếp Không có Điện gió (800 kW) + máy diesel (2x414 kVA) SCIG nối gián tiếp Không có Cấu hình Phú Quý Bạch Long Vĩ lưới  12  Đánh giá Hệ thống ổn định và có thể đạt mức thâm nhập cao (mức độ thâm nhập ... hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel Trong hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel với lưới cô lập hai tiêu chất lượng điện mức thâm nhập điện gió tỷ lệ nghịch với v ng có mức thâm nhập điện. .. hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel lưới cô lập, từ đề xuất phương pháp nâng cao tính ổn định hệ Chương Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel lưới cô lập: ... LÊ THÁI HIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – DIESEL NHẰM NÂNG CAO MỨC THÂM NHẬP ĐIỆN GIÓ VỚI LƢỚI CÔ LẬP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG