ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Từ liệu kết mô bảng 3.13 bảng 3.14 cho thấy đề xuất thiết lập trạm phát điện turbine gió hiệu quả, cụ thể là: - Giảm tổn thất công suất:bảng 3.13 - Nâng cao chất lượng điện áp:bảng 3.14 - Điện áp nâng lên đạt giá trị phạm vi sai lệch cho phép đảm bảo cho phụ tải nhận đầy đủ công suất hơn, hệ số công suất tăng lên Trên sở này, WTG đảm bảo vai trị bù cơng suất phản kháng Q (trong phạm vi giới hạn Qmax máy phát – lý lịch máy) giúp cho việc ổn định điện áp lưới Hiện WTG kiểu Type Type (DFIG) hoàn toàn đáp ứng theo nguyên tắc chung là:khi điện áp thấp, DFIG phát công suất Q ngược lại áp DFIG hấp thu cơng suất Q Theo lý thuyết phân tích chương kinh nghiệm vận hành thực tế, nguồn lượng sơ cấp giảm xuống, phương thức vận hành hợp lý trạng thái giảm bớt số lượng máy phát vận hành SHP nhằm nâng cao hiệu suất tính kinh tế [ ] cịn WTG việc cắt giảm khơng cần thiết WTG công nghệ cao (After Technology) có tích hợp hệ điều khiển thích nghi Như giới thiệu chương chương nét đặc trưng lưới điện miền núi nói chung khoảng thời gian từ đêm khuya tới gần sáng, hệ số phụ tải giảm xuống thấp, Kptmin ≈ 0,3 trí nhỏ vùng xa phía cuối đường dây cung cấp Có thể gây cân thu phát dẫn đến tượng thừa công suất phản kháng Q làm điện áp dâng cao vượt giá trị cho phép [chương 2] Tương tự sơ đồ mô hình 3.2, lưới điện vận hành với phụ tải cực tiểu Kptmin mơ sơ đồ hình 3.7 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Trong đó, phụ tải cài đặt (Rating) lại theo nguyên tắc sau: - Cài đặt theo mức 30% so với định mức loại dân sinh có tính nhậy cảm - Cài đặt theo mức từ 70% đến 80% so với định mức loại phụ tải công nghiệp hay dạng phụ tải vận hành ổn định khác Từ sơ đồ mơ hình 3.7 ta nghiên cứu cho số trạng thái điển hình sau - Trạng thái Kptmin khơng có nguồn SHP WTG; - Trạng thái Kptmin nguồn SHP WTG phát công suất tối đa; - Trạng thái Kptmin nguồn SHP WTG phát công suất hạn chế; Khi nguồn SHP WTG không tham gia phát công suất, trạng thái thể sơ đồ mô cách ngắt kết nối lưới, cầu dao nguồn kể nguồn trạng thái mở (Open) Kết giải tích lưới thu thể qua bảng liệu sau: Bảng 3.15 cho biết thông số trạng thái nguồn phát Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 3.16 Cho biết liệu kết mơ hạng mục chính, cân công suất thu phát tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng KẾT QUẢ DỮ LIỆU CHUNG Chế độ Kptmin_ SHP 0% _ WTG 0% Bảng 3.17 Cho biết liệu kết mô tải (Load) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT QUẢ DỮ LIỆU TẢI (LOAD) THU ĐƯỢC TỪ MÔ PHỎNG Chế độ Kptmin_ SHP 0% _ WTG 0% Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Khi nguồn SHP WTG tham gia phát đầy đủ công suất theo thiết kế, trạng thái thể sơ đồ mô cách đóng kết nối lưới, cầu dao nguồn kể nguồn trạng thái đóng (Close) Kết giải tích lưới thu thể qua bảng liệu sau: Bảng 3.18 cho biết thông số trạng thái nguồn phát KẾT QUẢ DỮ LIỆU NGUỒN LƯỚI, THỦY ĐIỆN NHỎ VÀ THIẾT BỊ BÙ THU ĐƯỢC TỪ MƠ PHỎNG Hình 3.8, 3.9 Hìnhảnh đại diện cho trạng thái phát điện SHP WTG Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 3.19 Cho biết liệu kết mô hạng mục chính, cân cơng suất thu phát tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT QUẢ DỮ LIỆU CHUNG Chế độ Kptmin_ SHP 100% _ WTG 100% Bảng 3.20 Cho biết liệu kết mô phỏngtrên tải (Load) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT QUẢ DỮ LIỆU TẢI (LOAD) THU ĐƯỢC TỪ MÔ PHỎNG Chế độ Kptmin_ SHP 100% _ WTG 100% Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Trong điều kiện nguồn lượng sơ cấp không đầy đủ đầy đủ, SHP WTG phát công suất hạn chế dựa nguyên tắc giới thiệu chương Kết giải tích lưới thu được thể qua bảng liệu sau Bảng 3.21 cho biết thông số trạng thái nguồn phát: KẾT QUẢ DỮ LIỆU NGUỒN LƯỚI, THỦY ĐIỆN NHỎ VÀ THIẾT BỊ BÙ THU ĐƯỢC TỪ MÔ PHỎNG Bảng 3.22Cho biết liệu kết mô hạng mục chính, cân cơng suất thu phát tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng KẾT QUẢ DỮ LIỆU CHUNG Chế độ Kptmin_ SHP 40% _ WTG40% Bảng 3.23cho biết sữ liệu kết tải (Load) Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT QUẢ DỮ LIỆU TẢI (LOAD) THU ĐƯỢC TỪ MÔ PHỎNG Chế độ Kptmin_ SHP 40% _ WTG 40% Qua nghiên cứu SHP WTGvận hành trạng thái nguồn lượng sơ cấp khác cho thấy kết thu tích cực: - Khơng có điểm phụ tải có điện áp thấp mức U < 95% Uđm - Hiện tượng dư thừa công suất phản kháng khơng có ảnh hưởng đáng kể, - Số phụ tải chịu áp U >100% lại không 10 phụ tải Thực tế xảy lưới điện thực tế Bắc Kạn không giống trạng thái áp phân tích chương Điều giải thích số lý là: Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn -Suất phụ tải lớn, phân bố đồng theo tỷ lệ khoảng 37KW/km 21 KVAr/km Trong 1km đường dây 35 kV có điện dung tương ứng với cơng suất phản kháng Q = 4KVAr/km Từ hai trạng thái điển hình nghiên cứu cho ta nắm nguyên tắc vận hành lưới nói chung có điều khiển (đặt chế độ điều khiển) SHP WTG chế độ, trạng thái vận hành cách thích hợp Kết nghiên cứu chương đạt mục tiêu luận văn: - Mơ hình hóa mơ thành công phần mềm ETAP cho lưới điện 35 kV lộ 371 lộ 371 nguồn phát có kết nối lưới có xét đến đề xuất bổ sung trạm phát điện sức gió thiết lập vị trí thich hợp - Chỉ số chế độ vận hành, trạng thái vận hành lưới điện cịn nhiều bất cập, điển hình chế độ phụ tải cực đại Kptmax thủy điện nhỏ Nặm Cắt, Tà Lang Thượng Ân không tham gia phát điện - Khảo sát, nghiên cứu thành công số chế độ điển hình vận hành lưới điện Các kết thu sở quan cho đề xuất giải pháp mới, khắc phục tồn đồng thời nâng cao chất lượng điện áp giảm tổn thất công suất cho lưới điẹn địa phượng - Thông qua mô đề xuất giải pháp mới: Một là: điều khiển SHP thu/phát công suất phản kháng phù hợp với trạng thái lưới điện nguồn nước nhằm ổn định điện áp lân cận vị trí kết nối Hai là: thiết lập trạm WTG vận hành thích ứng với cấp tốc độ gió khác theo nguyên tắc: điều khiển thu/phát công suất phản kháng để ổn định điện áp lân cận điểm kết nối đồng thời phát công suất tác dụng tùy theo trạng thái tốc độ gió Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Sau khoảng thời gian ngắn, với nỗ lực cao độ học viên người hướng dẫn khoa học, luận văn tốt nghiệp cao học hoàn thành với kết đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài Nội dung luận văn bàn luận dựa kết đạt sau: - Học viên trực tiếp thu thập đầy đủ liệu lưới điện trung 35 kV tỉnh Bắc Kạn, tổng hợp chuẩn hóa lại sơ đồ dây toàn khu vực làm sở cho nghiên cứu theo yêu cầu đề tài – lần xây dựng sơ đồ lưới điện 35 kV tỉnh Bắc Kạn từ sơ đồ đơn lẻ thuộc phạm vi lý Điện lực cấp huyện Kết có ý nghĩa lớn cơng tác lý điều độ lưới điện tỉnh Bắc Kạn - Mô hình hóa thành cơng lưới điện 35kV tồn tỉnh nói chung lộ 371, 372 thủy điện nhỏ phần mềm ETAP với khối lượng lớn (số liệu cụ thể thể bảng kết giải tích lưới ETAP phụ lục nội dung luận văn) Kết mô hình hóa mơ lưới điện cụ thể phần mềm ETAP tài liệu gốc có giá trị cao việc nghiên cứu kiểm soát chế độ hoạt động lưới điện lưới điện - Luận văn mơ chế độ hoạt động điển hình lưới điện với Kptmax Kptmin điều kiện vận hành khác thủy điện nhỏ SHP Từ cung cấp sở liệu cho đánh giá tình trạng vận hành đề xuất giải pháp hợp lý, cải thiện chất lượng điện áp giảm nhỏ tổn thất công suất lưới Đặc biệt quan tâm đến số trường hợp sau: 1- Trong mùa khô, nguồn nước không đáp ứng đủ cho SHP phát đủ công suất thiết kế Điều dẫn đến nhiều phụ tải xa nguồn không đảm bảo chất lượng điện áp 2- Cần thiết phải có phối hợp chặt chẽ thủy điện nhỏ SHP điều độ lưới điện Công ty Điện lực Bắc Kạn để đạt hiệu khai thác vận hành lưới 35 kV tốt nhất, thông qua việc điều khiển phát công suất P Q hợp lý 3- Cần thiết có chế đánh giá mức việc thu phát công suất phản kháng nguồn cung cấp, đặc biệt nguồn phân tán (mua/bán cơng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn suất phản kháng) Để SHP đóng vai trị ổn định điện áp cách chủ động tích cực - Xây dựng sở khoa học cho giải pháp đề xuất mới: thiết lập trạm phát điện turbine gió cơng suất nhỏ WTG bố trí phân tán dọc tuyến lưới điện trung khu vực miền núi Đề xuất phương án bù công suất Q máy phát thủy điện nhỏ máy phát turbine gió cơng suất nhỏ điều kiện lượng sơ cấp không đầy đủ (yếu) Giải pháp kiểm chứng có hiệu tốt thơng qua mơ ETAP - Hiện tính đến thời điểm này, việc nghiên cứu áp dụng WTG công suất nhỏ bù phân tán lưới điện 35 kV miền núi phía Bắc Việt Nam trình bày luận văn xem đóng góp Cơng nghệ thể nhiều ưu điểm hẳn so với giải pháp hành (đã phân tích chương 1) - Việc lựa chọn vị trí cho trạm phát điện sức gió có tính thực tiễn sở khoa học: tận dụng vị trí lựa trọn sẵn có dự án bù tụ điện tĩnh phân tích khoa học dựa liệu mô (chọn kiểm chứng) Công việc cho thấy ưu điểm trội ETAP thực nhanh tin cậy - Trong phạm vi giới hạn đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sỹ, phạm vi nghiên cứu kết đạt có giới hạn định Song sở cho nhiều nghiên cứu nhằm có lưới điện trung hoạt động tốt nhất, khai thác triệt để vốn đầu tư, đồng thời phát huy tiềm nguồn lượng tái tạo địa phương - Trên sở mơ hình mơ xây dựng bàng phần mềm ETAP, tiếp tục nghiên cứu mở rộng sau: 1- Phân tích liệu mơ tổn thất công suất đoạn đường dây để đánh giá đề xuất cải tạo nâng cấp đường dây cần thiết 2- Phân tích điện áp bus tổn thất điện áp tổ thất đường dây làm sở thiết lập trạm bù turbine gió WTG 3- Nghiên cứu lựa chọn điểm kết nối hợp lý để thiết lập cách mạch vòng liên kết lộ 371, 372, 374 nhăm nâng cao chất lượng điện lưới 35 kV 4- Tăng cường tương tác với thủy điện nhỏ SHP nhằm phối hợp vận hành hợp lý phát huy hiệu SHP Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Sau thời gian nghiên cứu, luận văn hoàn thành hạn, đáp ứng đầy đủ yêu cầu đề tài hướng dẫn người hướng dẫn khoa học Bản luận văn trình bày theo quy định hành Cơ sở đào tạo Nội dung nghiên cứu có số đóng góp khoa học cụ thể sau: 1- Mơ hình hóa mơ thành công lưới điện 35 kV lộ 371 lộ 372 có kể đến nguồn cung cấp 02 trạm biến áp 110 kV 03 thủy điện nhỏ; 2- Mơ giải tích lưới điện làm sở khoa học cho phân tích đánh giá hoạt động lưới điện thủy điện nhỏ SHP kết nối lưới 3- Đề xuất giải pháp áp dụng trạm phát điện WTG nhằm cải thiện chất lượng điện áp đồng thời khai thác hiệu nguồn lượng tái tạo địa phương, giảm áp lực thiếu hụt lượng quốc gia 4- Kết nghiên cứu tài liệu khoa học sử dụng lâu dài cho đơn vị quản lý lưới điện thực tế Công ty Điện lực Bắc Kạn đồng thời tài liệu khoa học phục vụ cho giảng dạy nghiên cứu Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm luận văn thạc sỹ Nhà trường Các kết nghiên cứu luận văn cần tiếp tục nghiên cứu phát triển mở rộng nghiên cứu nâng cao: - Đề tài khoa học trọng điểm - Đề tài tiến sỹ Do bước đầu làm đề tài thực tế có khối lượng liệu lớn, thời gian hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận góp ý xây dựng thầy cô Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp môn, Ban lãnh đạo Công ty Điện lực Bắc kạn đồng nghiệp Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn [1] Thông tin cập nhật Internet [2] PhD, MEMgt, BSc(hons), P.E., MASME, MIPENZ, Reg Eng, Power Plant Engineering, Yanbu Industrial College: Higher Education, 3nd, 2010 [3] Mr G Hari Krishna - Assistant Professor, EEE,, “transmission and distribution systems”, 2000 [4] Authors, “Electric Power Distribution Handbook”, © 2014 by Taylor & Francis Group, LLC CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, No claim to original U.S Government works, Version Date: 20140131, 2014 [5] Davood Mohammadi Souran, Hossein Hoshmandi Safa, Behrooz Gohari Moghadam, Mehran Ghasempour, Behrooz Razeghi, and Parisa Tavakkoli Heravi, “An Overview of Automation in Distribution Systems”, "“An Overview of Automation in Distribution Systems”" [6] Thông tư Bộ công thương số 39/2015/TT-BC, HN: 18/11/2015, 2015 [7] BKPC, "Dữ liệu lưới điện trung tỉnh Bắc Kạn," 2018 [8] Enrique Acha, Claudio R Fuerte-Esquivel, Hugo Ambriz-Pe´rez, Ce´sar Angeles-Camacho, “FACTS-Modelling and Simulation in Power Networks” [9] Jr., John J Grainger.William D Stevenson., “Power system analysis”, North Carolina State University [10] Etap 12_16_18 getting started., OTI , 2018 [11] Authors, Hướng dẫn sử dụng ETAP 7.00, TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, 2017 [12] Ngô Minh Đức, Ngô Đức Minh, Đặng Danh Hoằng, "“Xây dựng cấu trúc hệ thống mô hoạt động hệ nguồn lai (PVG – WG) áp dụng mạng điện phân tán”," 2016 [13] Habib, Benbouhenni, "Using Four-Level NSVM Technique to Improve DVC Control of a DFIG Based Wind Turbine Systems," 2019 [14] By S Muller, m Deicke, & RiKw De Doncker, "“Doubly Fed Induction Generator Systems for Wind Turbines”," May-June 2002 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn