ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐINH VĂN TỚI PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ BÃI DINH ĐẾN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS DƯƠNG MINH QUÂN Phản biện 1: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Phản biện 2: TS LÊ ĐỨC TRUNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 27 tháng 10 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU L n đ tài Ngành điện ngành kinh tế mũi nhọn, có vai trò quan trọng việc góp phần phát triển kinh tế đất nước, phải ưu tiên phát triển trước so với ngành kinh tế khác Với sách khuyến khích đầu tư Nhà nước năm gần tập trung vào nguồn lượng tái tạo, loại hình ngày phát triển mạnh mẽ, có lượng gió Đối với nước ta việc Quy hoạch điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030 trình bày vấn đề ưu tiên phát triển nguồn điện sử dụng lượng tái tạo Tổng công suất nguồn điện gió từ mức 140 MW lên 800 MW vào năm 2020 6000 MW vào năm 2030 Năng lượng gió nước ta lại có tiềm cao so với nước khu vực Đông Nam Á Tổng tiềm năng lượng gió 1.750 MW Tốc độ gió trung bình khu vực có gió tốt m/s độ cao 60m tập trung chủ yếu tỉnh phía duyên hải Nam trung (Bình Thuận, Ninh Thuận), khu vực Bắc trung (Quảng Bình, Quảng Trị), khu vực Tây nguyên (Gia lai, Đăk Lăk) Bên cạnh Nhà nước có những chế khuyến khích cụ thể ưu tiên giá mua điện từ nhà máy điện gió, miễn thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế nhập khẩu, phí sử dụng đất, VAT, phí mơi trường Việc phát triển nguồn lượng gió có vai trò quan trọng nhằm thay nguồn lượng hóa thạch vốn nguyên nhân gây khí thải CO2 dần tăng cao Việt Nam Nhờ hỗ trợ từ phủ, Tỉnh, Thành phố có tiềm lượng gió, nhà đầu tư lượng gió nhận nhiều hỗ trợ trình xúc tiến xây dựng Hiện địa bàn tỉnh Quảng Bình chuẩn bị triển khai nhiều dự án điện gió, có dự án nhà máy điện gió Bãi Dinh Vì đề tài “Phân tích ảnh hưởng nhà máy điện gió Bãi Dinh đến chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình” mang tính thực tiễn cao Đáp ứng nhu cầu tính tốn, phân tích ảnh hưởng nhà máy đến chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình sau hoàn thành M đ ng i n - Phân tích chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình có xâm nhập nhà máy điện gió Bãi Dinh - Mơ hình hóa lưới điện tỉnh Quảng Bình nhà máy điện gió Bãi Dinh Đối t ng m i ng i n 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Nhà máy điện gió Bãi Dinh - Hệ thống lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Các chế độ vận hành: trào lưu công suất; chế độ cố lưới điện tỉnh Quảng Bình tích hợp nhà máy điện gió Bãi Dinh Nghiên cứu thiết kế điều khiển P - Thời gian nghiên cứu: 06 tháng Bố c đ tài Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo luận văn gồm có chương sau: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯỚ Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ T ỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG G Ó CỦA NHÀ MÁY Đ ỆN G Ó BÃ D NH CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MƠ PHỎNG ETAP VÀ MƠ HÌNH HĨA LƯỚ Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY Đ ỆN G Ó BÃ D NH ĐẾN LƯỚ Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ K ẾN NGHỊ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ TIỀM NĂNG NĂNG LƯỢNG GIÓ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ BÃI DINH 1.1 Giới thiệu v l ới điện tỉnh Quảng Bình: 1.1.1 Nhu cầu phụ tải khu vực Theo qui hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2016-2025, có xét đến năm 2035 phệ duyệt, dự báo tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm hàng năm tỉnh Quảng Bình 804,1 triệu kWh, tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn 2011 - 2015 14,3%/năm Theo số liệu thống kê, công suất cực đại (Pmax) tồn tỉnh đạt 163MW vào mùa khơ (tháng 07/2015) 1.1.2 Khả đáp ứng phụ tải lưới điện tỉnh Quảng Bình Trạm nguồn cung cấp điện: Quảng Bình chưa có trạm 500kV, tỉnh nhận điện từ hệ thống điện quốc gia thông qua 02 trạm 220kV Ba Đồn Đồng Hới, với tổng dung lượng 375MVA Trạm 220kV Ba Đồn vừa đóng điện đưa vào khai thác vận hành tháng 12/2015, hoàn thành việc đấu nối phía ngăn lộ 110kV, giảm tải cho trạm 220kV Đồng Hới Ngồi ra, tỉnh hỗ trợ cấp điện từ trạm 220kV Đông Hà (2x125MVA) thông qua đường dây mạch kép 110kV Đông Hà Đồng Hới Lưới điện: lưới điện tỉnh Quảng Bình gồm lưới điện cao áp 110kV lưới điện phân phối trung, hạ áp 35, 22, 0,4kV 1.1.3 Hiện trạng theo số liệu thống kê a) Các nguồn cung cấp điện Tr m ng ồn 220kV: Trạm 220kV Đồng Hới: trạm có quy mơ cơng suất 2x125MVA, điện áp 220/110/10,5kV, đặt TP Đồng Hới Trạm 220kV Ba Đồn: trạm 220kV Ba Đồn có quy mơ cơng suất 125MVA 220/110/22kV, đặt thị xã Ba Đồn Trạm có quy mơ máy, lắp máy AT2, vừa đóng điện đưa vào khai thác vận hành tháng 12/2015 Nhận điện từ trạm 220kV Đông Hà: theo phương thức vận hành tại, trạm 110kV Lệ Thủy tỉnh Quảng Bình nhận điện từ trạm 220kV Đơng Hà (tỉnh Quảng Trị) thông qua đường dây 110kV Đông Hà - Lệ Thủy với công suất Pmax = 14MW K ả n ận điện từ l ới điện Q ố gia: Đường dây 500kV: Hiện tại, tỉnh Quảng Bình chưa có trạm nguồn 500kV Đường dây truyền tải điện 500kV Bắc - Nam (2 mạch) qua địa bàn tỉnh với tổng chiều dài 249,9km Mạch 1: đường dây 500kV Vũng Áng - Đà Nẵng dài 125,4km mạch 02: đường dây 500kV Hà Tĩnh - Đà Nẵng dài 124,5km Mang tải đường dây sau: Đường dây 220kV: Các trạm nguồn 220kV cấp điện từ 04 mạch đường dây 220kV, với tổng chiều dài 274,3km (đi địa bàn Quảng Bình 181,7km) b) Lưới điện 110kV trạng L ới điện 110kV: Tính đến tháng 3/2016, tỉnh Quảng Bình có 283,5km đường dây 110kV trạm/13 máy biến áp 110kV với tổng dung lượng 325MVA Tr m biến 110kV: Hiện tỉnh Quảng Bình có trạm biến áp 110kV, với tổng dung lượng 325MVA Đ ờng ây 110kV: Các đường dây 110kV xuất phát từ trạm 220kV Đồng Hới Ba Đồn sau:  Tr m 220kV Đồng Hới gồm 05 đường dây 110kV: đường dây 171 cấp riêng cho trạm biến áp 110kV Đồng Hới; đường dây mạch kép 172, 173 cấp cho phụ tải phía Nam tỉnh (2 trạm Áng Sơn Lệ Thủy) liên lạc cấp điện với trạm 220kV Đông Hà; đường dây 174, 175 cấp điện cho trạm biến áp Bắc Đồng Hới 110kV Ba Đồn tạo mạch vòng liên thơng đường dây 171, 172 trạm 220kV Ba Đồn qua trạm 110kV Ba Đồn  Tr m 220kV Ba Đồn gồm 06 ngăn lộ xuất tuyến, khai thác 05 ngăn lộ Ngoài lộ 171, 172 liên lạc với trạm 220kV Đồng Hới, có đường dây 173, 174 cấp điện cho trạm Văn Hóa Sơng Gianh đường dây 176 cấp điện cho trạm Hòn La Chi tiết sau: c) Lưới điện trung áp trạng Từ cuối tháng 7/2015, toàn lưới điện 10kV Công ty Điện lực Quảng Bình cải tạo, nâng điện áp lên vận hành cấp điện áp 22kV, lưới điện trung áp địa bàn tỉnh Quảng Bình tồn cấp điện áp 35kV 22kV Tổng chiều dài đường dây 35kV 226,8km, chiếm tỷ lệ 11,1%; tổng chiều dài đường dây 22kV 1.808,9km, chiếm tỷ lệ 88,9% d) Lưới điện hạ áp trạng Hiện tr ng l ới điện : Tồn tỉnh có 3.358km đường dây hạ áp 232 nghìn cơng tơ loại, tài sản ngành điện 3.083km tài sản khách hàng 273km, 10 nghìn cơng tơ pha 222 nghìn cơng tơ pha 1.2 Ti m điện gió t i tỉnh Quảng Bình Căn vào Quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Quảng Bình giai đoạn đến 2020, tầm nhìn đến 2030 tỉnh Quảng Bình đánh giá tỉnh có tiềm gió, khu vực xã ven biển huyện Lệ Thủy, Quảng Ninh, khu vực Bãi Dinh (xã Dân Hóa, huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình) có tiềm gió điều kiện thuận lợi cho đầu tư phát triển nhà máy điện gió có vận tốc gió bình qn độ cao 60m từ 5,75-6m/s, cụ thể hình bên dưới: 1.3 N máy điện gió Bãi Dinh 1.3.1 Địa điểm xây dựng nhà máy Địa điểm xây dựng nhà máy điện gió dự kiến xây dựng khu vực Bãi Dinh, xã Dân Hóa, huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình, cách cửa Cha Lo khoảng 8,5km Toạ độ địa lý hệ VN2000 múi 475756; 1963911 Hình 1.1: Mặt khu vực lắp cột đo gió khu vực Bãi Dinh 1.3.2 Vận tốc gió trung bình khu vực Bãi Dinh Bảng 1.1: Tốc độ gió trung bình hàng tháng khu vực Bãi Dinh Đơn vị: m/s Tháng T1 T2 T3 T4 T5 T6 60m 6,41 5,06 5,30 6,13 4,70 11,26 50m 6,35 5,2 6,04 4,68 11,29 Tháng T7 T8 T9 T10 T11 T12 Năm Tháng 60m 50m T1 T2 T5 T6 9,85 8,50 7,15 5,55 7,41 6,63 9,93 6,55 8,2 T3 6,93 T4 5,3 7,12 6,93 6,91 1.3.3 Quy mô dự án Nhà máy điện gió Bãi Dinh dự kiến có cơng suất lắp đặt khoảng 30MW bao gồm 15 tua bin, tổng diện tích khoảng 700 Tổng mức đầu tư khoảng 1.419 tỉ đồng Chủ đầu tư Công ty Cổ phần Tổng Cơng ty Tân Hồn Cầu Dự kiến khởi cơng vào tháng 10.2020 1.3.4 Phương án kết lưới nhà máy Dự kiến bố trí trạm nâng áp 22/110kV để thu gom điện sản xuất nâng áp gọi Trạm 110kV Bãi Dinh, cơng suất 2x25MVA Trạm có nhiệm vụ thu gom điện 22kV từ trạm nâng áp tua bin để phát lên lưới điện quốc gia thông qua dàn 110kV trạm Xây dựng đường dây mạch kép 110kV đấu nối chuyển tiếp công suất từ trạm 110kV Bãi Dinh vào TBA110kV Tuyên Hóa xây dựng, dây dẫn ACSR-185/29, chiều dài khoảng 60 km 1.3.5 Đặc tính mơ tả chung Tuabine gió 2.5 MW – G114 hãng Gamesa 1.3.6 Loại máy phát tuabin gió sử dụng - DFIG (Doubly fed Induction Generator): Máy phát không đồng nguồn kép (Doubly Fed nduction Generator – DFIG) hệ thống chuyển đổi lượng thành lượng điện để điều chỉnh công suất phát lên lưới điện 1.4 Kết luận Trong chương này, tác giả trình bày vấn đề khái quát thực trạng lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình tập trung vào dự án NMĐG Bãi Dinh Các yếu tố địa điểm xây dựng, kết nối lưới loại tuabin gió sử dụng cơng nghệ máy phát trình bày rõ Các số liệu dẫn chứng chi tiết làm tiền đề để hoàn thiện chương CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ETAP VÀ MƠ HÌNH HĨA LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH 2.1 Tổng quan ng d ng phần m m mô Etap Etap phần mềm mô (Etap simulator, sản phẩm công ty Nhật Operation Technology, Phần mềm dùng để thiết kế mô dựa vào khối có sẳn ( phần tử) để mô tả vận hành hệ thống điện, phần mềm có khả phân tích tính tốn thơng số hệ thống điện áp dòng điện, trào lưu công suất tối ưu, đánh giá ổn định hệ thống, 2.1.1 Các khả tính toán Etap 7.00 Etap ngày cang mở rộng nhiều chức tính tốn, phục vụ cho cơng tác vận hành hệ thống điện 2.1.2 Giao diện 7.00 2.1.3 Các phần tử dùng cho q trình mơ hình hóa lưới điện 2.1.4 Xây dựng sơ đồ tính toán 2.1.5 Trao đổi liệu với phần mềm khác 2.2 Mơ ìn óa l ới điện tỉnh Quảng Bình Trên địa bàn tỉnh Quảng Bình có trạm biến áp 110kV, với tổng dung lượng 325MVA Được kết nối thông qua đường dây phân phối chủ yếu dây AC185 trêm phạm vi trải dài Tồn cơng suất cung cấp cho phụ tải lưới lấy từ xuất tuyên 110kV hai trạm biến áp 220kV Đồng Hới 220kV Ba Đồn Hình 2.19 2.20 có thấy sơ đồ địa giới huyện sơ đồ lưới điện phân phối tỉnh Hình 2.1: Sơ đồ lưới điện phân phối 110kV tỉnh Quảng Bình Với cấu trúc lưới cho, tham số đường dây truyền tải lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình tổng kết bảng 2.1: Bảng 2.1: Thông số đường dây lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình C i ài Đ ờng ây (km) R (Ω) X (Ω) B (M/Ω) 220BaDon-BaDon 4.28 0.6934 1.7676 11.77 220BaDon-HonLa 8.39 1.3592 3.4651 23.0725 220BaDon-SongGianh 21.45 3.4749 8.8589 58.9875 220BaDon-VanHoa 23.085 3.7398 9.5341 63.4838 220DongHoi-AngSon 29.514 4.7813 12.189 81.1635 220DongHoi-BacDongHoi 7.096 1.1496 2.9306 19.514 220DongHoi-BaDon 39.053 6.3266 16.129 107.396 220DongHoi-DongHoi 1.58 0.256 0.6525 4.345 220DongHoi-LeThuy 39.846 6.4551 16.456 109.577 BacDongHoi-BaDon1 33.899 5.4916 14 93.2223 BacDongHoi-BaDon2 4.26 0.6901 1.7594 11.715 SongGianh-VanHoa 7.404 1.1994 3.0579 20.361 SongGianh-TuyenHoa 18.404 2.9814 7.6009 50.611 BaiDinh-TuyenHoa1 60 9.72 24.78 165 BaiDinh-TuyenHoa2 60 9.72 24.78 165 Trong phạm vi luận văn chủ yếu xét đến ảnh hưởng nhà máy điện gió lên lưới điện phân phối cấp 110kV Do số liệu phụ tải thu thập tổng hợp từ xuất tuyến 110kV trạm biến áp địa bàn tỉnh Tất thông số phụ tải thể bảng 2.2: Bảng 2.2: Thơng số phụ tải điển hình xuất tuyến 110kV ST T Phụ Tải Phụ tải cực đại Phụ tải cực tiểu P(M Q(MVA P(M Q(MVA W) r) W) r) Tải Ba Đồn 13,89 1,23 6,95 0,62 Tải Lệ Thủy 8,51 0,40 4,26 0,20 Tải Áng Sơn 13,45 2,03 6,73 1,02 Tải Đồng Hới 14,58 1,44 7,30 0,72 Tải Bắc Đồng 10,10 0,82 5,05 0,41 10 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ BÃI DINH ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH 3.1 Chế độ vận hành 3.1.1 Nhu cầu phụ tải khu vực nguồn cấp Hiện lưới điện Quảng Bình cấp chủ yếu từ nguồn điện thuộc hệ thống điện quốc gia thông qua hai trạm biến áp 220kV Đồng Hới Ba Đồn, khơng có nguồn thủy điện hay nhiệt điện kết nối trực tiếp với lưới điện tỉnh 3.1.2 Đặc điểm phụ tải lưới điện khu vực  Đặ điểm t àn ần tải tỉn Q ảng Bìn T àn ần tải tỉn Q ảng Bìn 10%3% 31% 8% 48% Phụ tải tiêu dùng dân cư 31% Phụ tải công nghiệp, xây dựng 48% Phụ tải nông nghiệp, lâm nghiệp thủy sản 8% Phụ tải thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng 10% Phụ tải khác 3% Hình 3.1: Biểu đồ thành phần phụ tải tỉnh Quảng Bình  Đặ điểm tải ngày tỉn Q ảng Bìn Phụ tải ngày đặc trưng tỉnh Quảng Bình ngày 19/6/2017 sau: Bảng 3.1: Số liệu phụ tải ngày tỉnh Quảng Bình STT P Tải P tải ự đ i P tải ự tiể P(MW) Q(MVAr) P(MW) Q(MVAr) Tải Ba Đồn 13,89 1,23 6,95 0,62 Tải Lệ Thủy 8,51 0,40 4,26 0,20 Tải Áng Sơn 13,45 2,03 6,73 1,02 Tải Đồng Hới 14,58 1,44 7,30 0,72 Tải Bắc Đồng Hới 10,10 0,82 5,05 0,41 Tải Hòn La 5,21 0,02 2,61 0,01 Tải Văn Hóa 17,73 4,70 8,87 2,40 Tải Sơng Gianh 25,63 8,30 12,82 4,15 Tổng 109,1 18,94 54,59 5,92  Đặ điểm t ông số l ới ấ 110-22kV tỉn Q ảng Bìn 11 Thơng số nguồn: Bảng 3.2: Thông số nguồn lưới khu vực Khả át nguồn ID Rating % PF BaDon220 (Nguồn cung cấp từ hệ thống 70 MW 95 thông qua trạm biến áp 220kV Ba Đồn) U1 (Nguồn cung cấp từ hệ thống thông 500 MVA 95 qua trạm biến áp 220kV Đồng hới) 3.2 Chế độ vận hành l ới điện phân phối khu vự k i a kết nối nhà máy điện gió Bãi Dinh 3.2.1 Chế độ lưới điện vận hành tải cực đại Phân bố công suất lưới phân phối tỉnh Quảng Bình chưa có tham gia NMĐG Bãi Dinh (lúc máy cắt kết nối NMĐG lưới điện vị trí mở) chế độ phụ tải cực đại Các thơng số chi tiết thể hình 3.2 từ bảng 3.3 đến bảng 3.8 Hình 3.2: Phân bố công suất lưới điện tải cực đại chưa kết nối Bãi Dinh Bảng 3.3: Thông tin tổng quát tải cực đại chưa kết nối Bãi Dinh Diversity Factor Normal Loading Buses 10 Branches 12 Generators Power Grids 12 Diversity Factor Normal Loading Loads Load-MW 109,544 Load-Mvar 12,753 Generation-MW 109,544 Generation-Mvar 12,753 Loss-MW 0,444 Loss-Mvar -6,147 ΔP (%) 0,405 - Trong chế độ vận hành lưới phân phối tỉnh Quảng Bình chưa có kết nối nhà máy điện gió Bãi Dinh chế độ phụ tải cực đại với công suất 109,544 MW, tổn thất công suất lưới 110 kV 0,444 MW, chiếm tỷ lệ 0,405 % Nguyên nhân: đường dây Sông Gianh – Ba Đồn 220 truyền tải lượng công suất lớn gây tổn hao nhiều đường dây, nhiên phụ tải lưới điện chế độ cực đại sử dụng hết công suất nguồn địa phương phát tượng trả cơng suất hệ thống tỉ lệ tổn hao cơng bé - Điện áp nút lưới điện 110 kV khu vực kết nối NMĐG Bãi Dinh tỉnh Quảng Bình chế độ phụ tải cực đại chưa có tham gia nhà máy điện gió vận hành trì giới hạn cho phép từ 95% đến 105% Uđm, độ lệch điện áp nút nằm phạm vi cho phép ±5% Uđm - Tất đường dây tải điện lưới điện 110 kV vận hành bình thường đảm bảo thơng số vận hành nằm giới hạn cho phép (dưới 100% cp), khơng có đường dây vận hành q tải 3.2.2 Chế độ lưới điện vận hành tải cực tiểu Phân bố cơng suất lưới phân phối tỉnh Quảng Bình chưa có tham gia NMĐG Bãi Dinh chế độ phụ tải cực tiểu Các thông số chi tiết thể hình 3.3 từ bảng 3.10 đến bảng 3.15 13 Hình 3.3: Phân bố công suất lưới điện tải cực tiểu chưa kết nối Bãi Dinh - Trong chế độ vận hành lưới phân phối tỉnh Quảng Bình chưa có kết nối nhà máy điện gió Bãi Dinh chế độ phụ tải cực tiểu với công suất 54,699 MW, tổn thất cơng suất tồn lưới 0,109 MW, chiếm tỷ lệ 0,2 % Do tồn cơng suất lưới phải lấy từ hệ thống điện quốc gia tiêu thu hết, với cơng suất tải nhỏ kéo theo tổn hao đường giây giảm xuống chế độ vận hành với phụ tải cực đại - Tương tự trường hợp phụ tải cực đại, điện áp nút lưới điện 110 kV khu vực kết nối chế độ phụ tải cực tiểu chưa có tham gia nhà máy điện gió vận hành trì giới hạn cho phép từ 95% đến 105% Uđm, độ lệch điện áp nút nằm phạm vi cho phép ±5% Uđm - Tất đường dây tải điện lưới điện 110 kV vận hành chế độ phụ tải bình thường đảm bảo thông số vận hành nằm giới hạn cho phép, khơng có đường dây vận hành q tải 3.2.3 So sánh chế độ vận chưa kết nối nhà máy phong điện Bãi Dinh Sau phân tích số liệu trào lưu công suất, tổn thất công suất, điện áp nút ta bảng tổng hợp sau: Bảng 3.4: So sánh tổn thất công suất chế độ phần tử lưới điện 14 C ế độ ự tiể ST T Đ ờng ây/TBA 220BaDon-BaDon Công s ất (kW) 3527 2611 11467 10223 6730 Tổn t ất công s ất (kW) 0,72 C ế độ ự đ i Công s ất (kW) 7052 5213 22922 20439 13450 Tổn t ất công s ất (kW) 2,85 220BaDon-HonLa 0,767 3,06 220BaDon-SongGianh 40,8 166,7 220BaDon-VanHoa 34,71 141,8 220DongHoi-AngSon 18,13 73,45 220DongHoi1,97 7,86 BacDongHoi 4546 9087 220DongHoi-BaDon 387 0,0789 773 0,312 220DongHoi-DongHoi 7300 1,14 14580 4,54 220DongHoi-LeThuy 4270 9,83 8549 39 10 BacDongHoi-BaDon1 506 0,116 1013 0,467 11 BacDongHoi-BaDon2 3544 0,723 7085 2,86 12 SongGianh-VanHoa 1353 0,229 2708 0,935 Tổng 56464 109,2139 112871 443,834 Tỉ lệ tổn thất công suất (%) 0,19% 0,39% 3.3 Đán giá ế độ phát n máy điện gió Bãi Dinh ng với chế độ tải l ới điện Quảng Bình Bảng 3.5: Các trường hợp phân tích lưới điện có tích hợp NMĐG Bãi Dinh Cá tìn ống mơ ỏng Tr ờng Cơng s ất n máy C ế độ tải l ới điện TH1 Cực đại Cực đại TH2 Cực đại Cực tiểu TH3 Cực tiểu Cực đại TH4 Cực tiểu Cực tiểu 3.3.1 Trường hợp nhà máy phong điện Bãi Dinh phát cực đại Mô nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực đại (30MW) tương ứng với chế độ phụ tải lưới cực đại cực tiểu thu kết sau:  TH1: Công suất NMĐG phụ tải lưới chế độ cực đại 15 Hình 3.4: Phân bố Cơng suất phụ tải Max Bãi Dinh phát Max 16  TH2: Công suất NMĐG đạt cực đại phụ tải lưới chế độ cực tiểu Hình 3.5: Phân bố Công suất phụ tải Min Bãi Dinh phát Max Từ hai trường hợp nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực đại (30MW) tương ứng với chế độ phụ tải lưới cực đại cực tiểu, sau chạy ứng dụng ETAP ta có kết tính tốn so sánh cho bảng sau: 17 Bảng 3.6: So sánh phân bố công suất Bãi Dinh phát cực đại Bãi Dinh Max - P Bãi Dinh Max tải l ới Min tải l ới Max Đ ờng ây/TBA P ΔP P ΔP I (A) I (A) (kW) (kW) (kW) (kW) 220BaDon-BaDon 3527 18,65 0,72 7052 37,02 2,85 220BaDon-HonLa 2611 13,77 0,767 5213 27,39 3,05 220BaDon-SongGianh 5715 36,19 12,9 5738 30,22 9,49 220BaDon-VanHoa 1871 15,93 2,33 8335 44,5 21,93 220DongHoi-AngSon 6730 35,84 18,13 13450 71,9 73,45 220DongHoi-BacDongHoi 4546 23,94 1,97 9087 47,75 7,86 220DongHoi-BaDon 387 4,143 0,0789 773 5,313 0,312 220DongHoi-DongHoi 7300 38,51 1,14 14580 76,93 4,54 220DongHoi-LeThuy 4270 23,14 9,83 8549 45,08 39 BacDongHoi-BaDon1 506 4,016 0,116 1013 6,164 0,467 BacDongHoi-BaDon2 3544 18,73 0,723 7085 37,19 2,86 SongGianh-TuyenHoa 29303 163,8 238,5 29296 164,6 240,7 SongGianh-VanHoa 10743 60,09 12,89 9395 52,46 9,83 T1-BD 15000 390,4 44,19 15000 392,5 44,67 T2-BD 15000 390,4 44,19 15000 392,5 44,67 TuyenHoa-BaiDinh1 14771 81,35 184,9 14769 81,73 186,8 TuyenHoa-BaiDinh2 14771 81,35 184,9 14769 81,73 186,8 Bảng 3.7: Điện áp nút Bãi Dinh phát cực đại nối với chế độ lưới Thanh 110/220 Dong Hoi Ang Son Ba Don Ba Don 220 Cấ điện áp (kV) Bãi Dinh Max - P tải l ới Min P tải Điện thanh cái (%) (MW) Bãi Dinh Max - P tải l ới Max P tải Điện thanh cái (%) (MW) 110 110 23,252 110 46,525 110 110 110 109,645 109,983 110 6,73 7,456 9,682 109,229 109,956 110 13,45 14,903 33,454 18 Bac Dong Hoi 110 109,959 5,05 109,902 10,1 BaiDinh 110 114,331 29,912 113,697 29,911 BaiDinh_22KV 22 23,294 30 23,169 30 Dong Hoi 110 109,979 7,3 109,958 14,58 Hon La 110 109,972 2,61 109,939 5,21 Le Thuy 110 109,817 4,26 109,53 8,51 Song Gianh 110 110,463 29,303 109,818 35,034 TuyenHoa 110 112,012 29,542 111,37 29,537 Van Hoa 110 110,238 10,743 109,626 17,73 3.3.2 Trường hợp nhà máy phong điện Bãi Dinh phát cực tiểu  TH3: Công suất NMĐG phát cực tiểu phụ tải lưới chế độ cực đại Hình 3.6: Phân bố Công suất Bãi Dinh phát Min phụ phụ tải Max  TH4: Công suất NMĐG phụ tải lưới chế độ cực tiểu Hình 3.7: Phân bố Công suất Bãi Dinh phát Min phụ phụ tải Min Từ hai trường hợp nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực tiểu (6MW) tương ứng với chế độ phụ tải lưới cực đại cực tiểu, sau chạy ứng dụng ETAP ta kết tính tốn so sánh cho bảng sau: 19 Bảng 3.8: So sánh phân bố công suất Bãi Dinh phát cực tiểu Bãi Dinh Min - P Bãi Dinh Min tải l ới Max tải l ới Min Đ ờng ây/TBA P ΔP P ΔP I (A) I (A) (kW) (kW) (kW) (kW) 220BaDon-BaDon 7052 37,02 2,85 3527 18,65 0,72 220BaDon-HonLa 5213 27,39 3,05 2611 13,77 0,767 220BaDon-SongGianh 19575 102,8 110 8027 47,08 22,32 220BaDon-VanHoa 17989 95,26 101,5 7799 42,95 20,15 220DongHoi-AngSon 13450 71,9 73,45 6730 35,84 18,13 220DongHoi9087 47,75 7,86 4546 23,94 1,97 BacDongHoi 220DongHoi-BaDon 773 5,313 0,312 387 4,143 0,0789 220DongHoi-DongHoi 14580 76,93 4,54 7300 38,51 1,14 220DongHoi-LeThuy 8549 45,08 39 4270 23,14 9,83 BacDongHoi-BaDon1 1013 6,164 0,467 506 4,016 0,116 BacDongHoi-BaDon2 7085 37,19 2,86 3544 18,73 0,723 SongGianh-TuyenHoa 5907 67,55 39,13 5908 67,42 38,96 SongGianh-VanHoa 259 18,23 1,11 1091 22,58 1,73 T1-BD 3000 118,2 4,05 3000 117,5 4,01 T2-BD 3000 118,2 4,05 3000 117,5 4,01 TuyenHoa-BaiDinh1 2973 32,36 22,65 2974 32,29 22,48 TuyenHoa-BaiDinh2 2973 32,36 22,65 2974 32,29 22,48 Bảng 3.9: Số liệu tổng quan mô Bãi Dinh phát cực tiểu kết nối lưới Bãi Dinh Min - P tải Bãi Dinh Min - P tải l ới Max l ới Min 13 13 Buses 17 17 Branches 1 Generators 1 Power Grids 8 Loads 109,54 54,76 Load-MW 8,241 -1,935 Load-Mvar 109,54 54,76 Generation-MW Generation8,241 -1,935 Mvar 0,44 0,17 Loss-MW -10,699 -11,465 Loss-Mvar 0,4 0,31 ΔP (%) 20 Bảng 3.10: Điện áp nút Bãi Dinh phát cực tiểu nối với chế độ lưới Bãi Dinh Min- P Bãi Dinh Min Cấ tải l ới Max P tải l ới Min điện Thanh Điện P tải Điện P tải áp thanh thanh (kV) (%) (MW) (%) (MW) 110/220 Dong Hoi Ang Son Ba Don Ba Don 220 Bac Dong Hoi BaiDinh BaiDinh_22KV Dong Hoi Hon La Le Thuy Song Gianh TuyenHoa Van Hoa 110 110 46,525 110 23,252 110 110 110 110 110 22 110 110 110 110 110 110 109,229 109,956 110 109,902 111,571 22,627 109,958 109,939 109,53 109,387 110,316 109,297 13,45 14,903 57,015 10,1 5,992 14,58 5,21 8,51 25,63 5,947 17,989 109,645 109,983 110 109,959 112,22 22,755 109,979 109,972 109,817 110,043 110,97 109,919 6,73 7,456 25,508 5,05 5,992 7,3 2,61 4,26 13,912 5,947 8,87 3.3.3 Phân tích tổn thất cơng suất, điện áp nút 110kV ứng với chế độ mô Bảng 3.11: So sánh tổn thất công suất điện áp nút chế độ Cá Tr ờng mô ỏng TH1 TH2 TH3 TH4 Công s ất 30 30 6 Bãi Dinh MW C ế độ Công s ất 109 55 109 55 tải MW 0,879 0,758 0,44 0,17 TTCS tr n t àn l ới điện MW 0,8 1,37 0,4 2,37 ΔP (%) 110/220 110 110 110 110 Điện t i Dong Hoi nút 110kV (%) 109,229 109,645 109,229 109,645 Ang Son 21 Ba Don Ba Don 220 Bac Dong Hoi BaiDinh Dong Hoi Hon La Le Thuy Song Gianh TuyenHoa Van Hoa tr ờng h p cố tr 109,956 109,983 109,956 109,983 110 110 110 110 109,902 109,959 109,902 109,959 113,697 114,331 111,571 112,22 109,958 109,979 109,958 109,979 109,939 109,972 109,939 109,972 109,53 109,817 109,53 109,817 109,818 110,463 109,387 110,043 111,37 112,012 110,316 110,97 109,626 110,238 109,297 109,919 ng l ới điện k i ó n máy điện gió Bãi 3.4 P ân t Dinh 3.4.1 Các quy định tần số điện áp nhà máy điện gió kết nối với lưới điện-Grid code Bảng 3.12: Yêu cầu đáp ứng tua bin gió điện áp tần số lưới Tần số (Hz) 49 – 50,5 Giới n điện (%) 90 – 105 Vận àn Vận hành liên tục Khả vận hành 10 48 – 49 90 – 105 phút 47,5 – 48 90 – 105 Khả vận hành phút 50,5 – 52 90 – 105 Khả vận hành phút 49,5 – 50,5 75,5 – 90 Khả vận hành giây 49,5 – 50,5 60,5 – 75,5 Khả vận hành giây 49,5 – 50,5 105 – 115 Khả vận hành giây Khả vận hành 0,5 49,5 – 50,5 115,5 – 120 giây Với lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình kết nối với NMĐG Bãi Dinh, cố nghiêm trọng xảy bao gồm: - Ngắn mạch pha kết nối NMĐG với lưới điện (BaiDinh_22kV), cố tương đương ngắn mạch đầu cực máy phát tuabin gió, cố nghiêm trọng NMĐG Bãi Dinh - Sự cố ngắn mạch đường dây kết nối NMĐG với lưới điện (đường dây kết nối BaiDinh_110KV TuyenHoa) 22 3.4.2 Xét trường hợp sự cố ngắn mạch pha BaiDinh_22 kết nối NMĐG với lưới điện: P ân t q trìn xảy ố k ả đá ng NMĐG Bãi Din : Quá trình mô trạng thái cố sau: T ời điểm (s) Kị ÷ 0,3 Bình thường 0,3 Bắt đầu xảy cố 0,3 ÷ 0,45 Sự cố trì 0,45 Sự cố loại trừ  P ân t q trìn q độ điện tần số 110kV Hình 3.8: Điện áp 110kV q trình mơ cố Hình 3.9: Tần số 110kV q trình mơ cố  P ân t q trìn xảy ố k ả đá ng NMĐG Bãi Dinh: Tương tự cố pha BaiDinh_22kV, q trình mơ có kịch xảy sau: 23 T ời điểm Kị (s)  P ân t ÷ 0,3 Bình thường 0,3 Bắt đầu xảy cố 0,3 ÷ 0,45 Sự cố trì 0,45 Sự cố loại trừ q trìn q độ điện tần số 110kV Hình 3.10: Điện áp 110kV q trình mơ cố 3.5 Kết luận Trong chương này, chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình khơng có có tích hợp NMĐG Bãi Dinh phân tích Trong chế dộ, luới diện 110 kV chưaa có kết nối với NMÐG có kết nối với NMÐG diện áp nút trì phạm vi cho phép, độ lệch diện áp nút nằm phạm vi cho phép ±5% U vận hành ổn định phục hồi sau cố Đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kết lưới theo nhưu thông tư 39/2015/TT-BCT ban hành 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết l ận: Luận văn bao gồm chương, trình bày cách nhìn tổng quan dự án NMĐG Bãi Dinh với vấn đề từ khâu khảo sát tiềm khả thi khu vực dự án đến khâu phân tích, đo đạc, khả vận hành NMĐG Trong luận văn tác giả đề cập đến lý thuyết xác định lượng gió, đặc biệt sâu vào trình bày cơng nghệ đặc trưng máy phát tua bin gió loại sư dụng NMĐG Bãi Dinh, nhờ Luận văn làm tài liệu hướng dẫn vận hành cho công nhân, kỹ sư làm việc NMĐG Sau hồn tất cơng đoạn khảo sát thiết kế, vận hành tua bin gió Tác giả tiến hành phân tích ảnh hưởng kết nối nhà máy điện Bãi Dinh với lưới điện phân phối Tỉnh Quảng Bình, cho thấy ưu điểm nhà máy việc cung cấp công suất cho phụ tải khu vực việc giảm tổn hao công suất, ổn định điện áp lưới khu vực Đồng thời qua mô cố dùng ứng dụng Etap cho thấy khả bám lưới nhà máy xảy cố hỗ trợ đáng ghi nhận việc ổn định điện áp tần số lưới khu vực sau cố loại trừ H n ế Kiến ng ị: Do thời gian làm Luận văn có hạn, tác giả chọn vấn đề trội để trình bày Cũng luận văn đưa chế độ vận hành số cố điển hình Do khơng thể tránh khỏi vài thiếu sót Đối với hướng phát triển Luận văn, vấn đề mơ thuật tốn điều khiển P, Q NMĐG Bãi Dinh, tối ưu chế độ phát cần quan tâm nghiên cứu thêm ... nhà máy đến chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình sau hồn thành M đ ng i n - Phân tích chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình có xâm nhập nhà máy điện gió Bãi Dinh - Mơ hình hóa lưới điện. .. điện gió Bãi Dinh Vì đề tài Phân tích ảnh hưởng nhà máy điện gió Bãi Dinh đến chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình mang tính thực tiễn cao Đáp ứng nhu cầu tính tốn, phân tích ảnh hưởng nhà. .. phục vụ cho q trình phân tích chế độ vận hành lưới điện 10 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIĨ BÃI DINH ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH 3.1 Chế độ vận hành 3.1.1 Nhu cầu