Luận văn Mô phỏng chất lượng điện trên lưới điện nhỏ (MG) trong trường hợp nguồn năng lượng mặt trời kết hợp với năng lượng gió làm việc với lưới điện (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Mô phỏng chất lượng điện trên lưới điện nhỏ (MG) trong trường hợp nguồn năng lượng mặt trời kết hợp với năng lượng gió làm việc với lưới điện (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI VIỆT MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG ĐIỆN TRÊN LƯỚI ĐIỆN NHỎ (MG) TRONG TRƯỜNG HỢP NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI KẾT HỢP VỚI NĂNG LƯỢNG GIÓ LÀM VIỆC VỚI LƯỚI ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - 60520202 S K C0 0 5 1 9 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI VIỆT MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG ĐIỆN TRÊN LƯỚI ĐIỆN NHỎ (MG) TRONG TRƯỜNG HỢP NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI KẾT HỢP VỚI NĂNG LƯỢNG GIÓ LÀM VIỆC VỚI LƯỚI ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN HOÀI VIỆT MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG ĐIỆN TRÊN LƯỚI ĐIỆN NHỎ (MG) TRONG TRƯỜNG HỢP NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI KẾT HỢP VỚI NĂNG LƯỢNG GIÓ LÀM VIỆC VỚI LƯỚI ĐIỆN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – 60520202 Hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Hữu Phúc Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2016
4. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC: Họ & tên: Nguyễn Hoài Việt Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18/06/1991 Nơi sinh: Tiền Giang Quê quán: Tiền Giang Dân tộc: Kinh Điện thoại: 012 7772 9909 E-mail: hoaiviet_tg@yahoo.com.vn Địa chỉ liên lạc: Ấp Phú Lợi B, Xã Phú Kiết, Huyện Chợ Gạo, Tiền Giang II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học phổ thông: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: Từ 2006 đến 2009 Nơi học (trường, thành phố): Trường THPT Tân Hiệp, Tiền Giang 2. Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Ngành học: Điện Công Nghiệp Thời gian đào tạo: Từ 2009 đến 2013 Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Tên đồ án tốt nghiệp: Ứng dụng LED trong chiếu sáng Người hướng dẫn: PGS. TS Quyền Huy Ánh Ngày bảo vệ đồ án tốt nghiệp: 07/2013 Nơi bảo vệ đồ án tốt nghiệp: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM 3. Sau đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: Từ 08/2014 đến nay Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện i
5. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu. Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 201 Tác giả luận văn Nguyễn Hoài Việt ii
6. LỜI CẢM ƠN Đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Hữu Phúc – Giảng viên trường Đại học Bách Khoa TP HCM, thầy đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình tôi thực hiện luận văn. Kế đến tôi xin cảm ơn tất cả Thầy Cô khoa Điện – Điện Tử trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã giảng giải cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt khoảng thời gian tôi theo học tại trường và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Và cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ, ủng hộ, đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn. Một lần nữa xin kính chúc sức khỏe và chân thành cảm ơn! iii
7. TÓM TẮT Luận văn này thảo luận về hệ thống MicroGrid như khái niệm, cấu hình, ưu nhược điểm và các vấn đề về chất lượng điện năng. Bên cạnh đó, luận văn đã tiến hành xây dựng mô hình MicroGrid phục vụ mô phỏng chất lượng điện năng dựa trên năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Trong mô phỏng thì điện áp AC do tuabin gió tạo ra được chỉnh lưu thành điện áp DC, kết hợp với điện áp DC do pin mặt trời tạo ra nghịch lưu lại thành điện áp AC. Mô hình mô phỏng được xây dựng trong môi trường Simulink của Matlab 2015a. Kết quả mô phỏng chủ yếu trình bày về ảnh hưởng của điện áp MicroGrid khi hoạt động cùng với lưới điện. iv
8. ABSTRACT The thesis discuss about MicroGrid system as definition, configuration, advantage, disadvantage and some problem about power quality itself. Besides that thesis built MicroGrid model to simulate electrical quality based on solar energy and wind. In simulation, AC voltage of wind turbine is rectified to DC voltage which combine DC voltage of PV array to invert to AC voltage. Simulation is built in Simulink environment of matlab 2015a. Result present effect of MicroGrid’s voltage when it operate grid connected mode. v
9. MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch cá nhân i Lời cam đoan ii Cảm tại iii Tóm tắt iv Mục lục vi Danh sách các hình viii Danh sách các bảng x Chương 1. TỔNG QUAN 1 1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong và ngoài nước 3 1.2. Mục đích luận văn 7 1.3. Nhiệm vụ luận văn 7 1.4. Giới hạn luận văn 7 1.5. Phương pháp nghiên cứu 7 1.6. Kế hoạch thực hiện luận văn 7 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 8 2.1. Định nghĩa MicroGrid 8 2.2. Các thành phần trong MicroGrid 8 2.3. Cấu trúc của MicroGrid 11 2.4. Chế độ vận hành trong MicroGrid 16 2.5. Ưu điểm về kỹ thuật và kinh tế của lưới MicroGrid 17 2.6. Những thách thức và nhược điểm của MicroGrid 18 2.7. Các vấn đề về chất lượng điện năng 19 2.8. Tổng kết 21 vi
10. Chương 3. ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH VÀ THÔNG SỐ MÔ PHỎNG 22 3.1. Pin quang điện 23 3.1.1. Quang điện 23 3.1.2. Mô hình hóa pin quang điện 24 3.1.3. Mô hình pin quang điện trong Matlab 26 3.2. Phong điện 27 3.2.1. Tua-bin gió 27 3.2.2. Máy phát điện 29 3.2.3. Mô hình toán máy điện đồng bộ 31 3.2.4. Mô hình máy phát điện gió trong Matlab 34 3.3. Bộ nghịch lưu 37 3.4. Máy biến áp 37 3.5. Cấu hình hệ thống tích hợp 40 3.6. Tổng kết 43 Chương 4. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG MÔ HÌNH ĐÃ ĐỀ XUẤT 44 4.1. Trường hợp: MicroGrid vận hành độc lập 44 4.2. Trường hợp: MicroGrid vận hành nối lưới 47 4.3. Phân bố công suất ở các trường hợp 49 4.4. Tổng kết 53 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO vii
11. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Cường độ điện/GDP của Việt Nam và một số nước 2 Hình 1.2: Tiêu thụ năng lượng để sản xuất điện chia theo nguồn năng lượng 3 Hình 1.3: Tiêu thụ điện theo ngành 3 Hình 2.1: Sơ đồ của một MicroGrid đơn giản 8 Hình 2.2: Thiết bị đóng cắt dùng TriAC 11 Hình 2.3: Cấu trúc MicroGrid AC 12 Hình 2.4: Cấu trúc MicroGrid DC 13 Hình 2.5: Cấu trúc MicroGrid tổ hợp AC-DC 13 Hình 2.6: Cấu trúc MicroGrid AC với bộ lưu trữ DC 13 Hình 2.7: Cấu của MicroGrid DC khu vực 14 Hình 2.8: Cấu của MicroGrid chuyển đổi trạng thái 14 Hình 2.9: Bộ chuyển đổi trạng thái 14 Hình 3.1: Ý tưởng về xây dựng mô hình mô phỏng 22 Hình 3.2: Đặc tính làm việc của Pin năng lượng mặt trời 23 Hình 3.3: Mạch tương đương của pin quang điện 24 Hình 3.4: Mô hình PV Array trong Matlab 26 Hình 3.5: Mô hình tạo ra dòng của tấm pin mặt trời 27 Hình 3.6: Các thành phần của tuabin gió 28 Hình 3.7: Các thành phần, tham số và các hệ trục của máy điện đồng bộ 31 Hình 3.8: Mạch tương đương của máy điện đồng bộ 31 Hình 3.9: Mạch tương đương ngang trục 32 Hình 3.10: Mạch tương đương dọc trục 32 Hình 3.11: Mạch tương đương của cuộn cản ở trục d 32 Hình 3.12: Mạch tương đương của cuộn cản ở trục q 32 viii
12. Hình 3.13: Mạch tương đương ở trục 0 32 Hình 3.14: Mô hình phần điện tuabin gió 35 Hình 3.15: Mô hình phần cơ tuabin gió 35 Hình 3.16: Mô hình toàn bộ các thành phần của Tuabin gió 36 Hình 3.17: Sơ đồ đơn giản nghịch lưu 3 pha 37 Hình 3.18: Cấu hình bên trong của khối tích hợp phong điện và quang điện 41 Hình 3.19: Mô hình bên trong của lưới điện chính 42 Hình 3.20: Hệ thống MicroGird khảo sát 42 Hình 4.1: Chế độ vận hành độc lập 44 Hình 4.2: Kết quả mô phỏng của PV Array và Tuabin gió ở 45 Hình 4.3: Dạng sóng điện áp trước và sau khi qua bộ nghịch lưu 45 Hình 4.4: Dạng sóng và điện áp dòng điện sau máy biến áp của MicroGrid 45 Hình 4.5: Dạng sóng và điện áp dòng điện của phụ tải ở chế độ độc lập 46 Hình 4.6: Chế độ vận hành nối lưới 47 Hình 4.7: Kết quả mô phỏng của PV Array và Tuabin gió 47 Hình 4.8: Dạng sóng điện áp trước và sau khi qua bộ nghịch lưu 48 Hình 4.9: Dạng sóng và điện áp dòng điện sau máy biến áp của MicroGrid 48 Hình 4.10: Dạng sóng và điện áp dòng điện của nguồn lưới 48 Hình 4.11: Dạng sóng và điện áp dòng điện của phụ tải 49 Hình 4.12: Phân bố công suất ở chế độ độc lập 50 Hình 4.13: Phân bố công suất ở chế độ nối lưới 50 ix
13. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.1: Trữ lượng những năng lượng không tái tạo 2 Bảng 1.2: Tóm tắt thực trạng dự án NLTT đã ứng dụng ở VN 4 Bảng 2.1: Chi phí lắp đặt và vận hành các loại máy phát phân tán khác nhau 9 Bảng 2.2: Đặc điểm của các thiết bị lưu trữ năng lượng 10 Bảng 2.3: Bảng so sánh đặc điểm chính của các cấu trúc MicroGrid 16 Bảng 2.4: Phân loại và đặc điểm của hiện tượng điện từ hệ thống điện 19 Bảng 3.1: Bảng tóm tắt các thông số của PV 26 Bảng 3.2: Chức năng từng bộ phận trong Tuabin gió 28 Bảng 3.3: Bảng so sánh một vài đặc điểm của máy điện dùng trong phong điện 30 Bảng 3.4: Đặc điểm của các loại đấu nối dây máy biến áp 38 Bảng 3.5: Bảng thông số mô phỏng PV Array 1Soltech 1STH-215-P 40 Bảng 3.6: Bảng thông số cho máy phát điện gió 40 Bảng 3.7: Bảng thông số lưới điện 41 Bảng 4.1: Kết quả tính toán phân bố công suất ở chế độ vận hành độc lập 50 Bảng 4.2: Kết quả tính toán phân bố công suất ở chế độ vận hành nối lưới 51 x
14. Chương 1 TỔNG QUAN Một trong những mối quan tâm hàng đầu của các quốc gia là vấn đề an ninh trong cung cấp điện, an ninh năng lượng trong hệ thống điện. Ngày nay và trong một vài thập kỷ tới, ngoại trừ các nước có tiềm lực về năng lượng thì nhiều nước sẽ bắt đầu đối mặt với thiếu hụt cung cấp năng lượng[1]. Hình 1.1 thể hiện xu thế chung của các nước là giảm cường độ điện khi chuyển từ giai đoạn thu nhập thấp sang thu nhập trung bình và cao, khi mà các ngành kinh tế cũng chuyển từ mở rộng sản xuất sang tăng năng suất, hiệu quả và tăng các ngành dịch vụ. Theo thống kê dựa theo số liệu tiêu thụ năng lượng của của IEA, 2005[2] và số liệu trữ lượng năng lượng không tái tạo của WEC, 2005[2] thì kịch bản mất an ninh hệ thống điện có khả năng xảy ra. Hậu quả từ mất an ninh hệ thống điện thì rất lớn gây thiệt hại về kinh tế hoặc con người. Bên cạnh đó thì trữ lượng các nguồn nguyên liệu truyền thống như dầu, khí đốt, than ngày càng cạn kiệt, cùng với đó trong quá trình khai thác và sản xuất điện những nguồn nguyên liệu này là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường và sự ấm lên toàn cầu. Khi nhu cầu năng lượng cho các nước ngày một gia tăng, khả năng cung cấp các nguồn năng lượng truyền thống ngày càng hạn chế trong khi tiềm năng nguồn năng lượng tái tạo trên thế giới rất lớn kèm theo nhu cầu sử dụng điện và nhiệt cho sản xuất rất cao thì việc xem xét khai thác nguồn năng lượng tái tạo sẵn có cho sản xuất điện, đồng phát năng lượng (cả điện và nhiệt) là rất khả thi cả về công nghệ lẫn hiệu quả kinh tế và môi trường. Trong bối cảnh đó, tại Việt Nam, Quyết định số 1208 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tổng sơ đồ phát triển điện giai đoạn 2011-2020, tầm nhìn đến 2030 (Tổng sơ đồ phát triển điện 7) được xem là cơ sở pháp lý cho phát triển Năng lượng tái tạo ở Việt nam. Kế hoạch và mục tiêu cho điện gió và sinh khối trong quyết định này đã nêu rõ: • Đến năm 2020, phát triển điện gió đạt 1.000 MW, sinh khối đạt 500 MW. 1
15. • Đến năm 2030, phát triển và đưa vào sử dụng lượng công suất từ gió đạt 6.200 MW, sinh khối là 2.000 MW. Vì vậy, yêu cầu cấp thiết hiện nay sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo thân thiện môi trường thay vì phụ thuộc nhiều vào nguồn nguyên liệu truyền thống trong quá trình sản xuất điện và giảm bớt sự phụ thuộc cung cấp điện từ lưới điện chính nhưng phải đảm bảo an ninh cung cấp điện và an ninh hệ thống điện. Chính vì thế nghiên cứu “Mô phỏng chất lượng điện năng trên lưới điện nhỏ trong trường hợp nguồn năng lượng mặt trời và năng lượng gió làm việc với lưới” là hết sức cần thiết. Bảng 1.1: Trữ lượng những năng lượng không tái tạo (WEC, 2005)[2] Năng lượng Dầu thô Khí tự nhiên Than đá Uranium (MT) (Gm3) (MT) (MT) Trữ lượng 413 365 150 5 (*) Khai thác 19 4 35 Số năm khai thác còn lại 22 91 4 (*) Giá thị trường của Uranium 130 USD/kg Hình 1.1: Cường độ điện/GDP của Việt Nam và một số nước[1] 2
16. Hình 1.2: Tiêu thụ năng lượng để Hình 1.3: Tiêu thụ điện theo ngành sản xuất điện chia theo nguồn năng lượng (IEA, 2005)[2] (Tính từ số liệu của IEA, 2005) [2] 1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trong và ngoài nước 1.1.1. Tình hình nghiên cứu nước ngoài Theo nghiên cứu giao diện nguồn phân tán cho lưới MicroGird của tác giả Prabath Janaka Binduhewa đã trình bày về giao diện của hệ MicroGid một pha[3]. Để thực hiện mô phỏng cho nghiên cứu tác giả đã sử dụng phần mềm EMTDC/PSCAD và đạt được một số kết quả nhất định. Một nghiên cứu khác của tác giả Lipsa Priyadarshanee về mô hình hóa và điều khiển MicroGrid tích hợp AC/DC[4], tác giả sử dụng các nguồn phân tán như gió, năng lượng mặt trời và ắc-quy. Chúng được mô phỏng trong môi trường Matlab/Simulink, tác giả đã chỉ ra rằng khi hệ MicroGird vận hành thì phân bố công suất trong các nhánh, cũng như điện áp tại các Bus AC được duy trì ở trạng thái cân bằng. 1.1.2. Tình hình ứng dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam Thực trạng hoạt động của một số dự án sử dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam được tóm tắt theo Bảng 1.2 dưới đây: 3
17. Bảng 1.2: Tóm tắt thực trạng hoạt động của một số dự án NLTT đã ứng dụng ở Việt Nam[5] Stt Tên hệ thống Quy mô công suất Tình trạng hoạt động Cơ quan quản lý vận hành 1 Hệ thống Pin mặt trời + máy phát Trạm 1: PV 6,48kWp Bắt đầu vận hành từ ngày 05 người dân địa Diesel ở xóm Mừng (Hoà Bình) + Diesel 8,5kVA 01/09/2011 đến cuối năm 2012 bắt phương được đào Trạm 2: PV 2,16kWp đầu hỏng bộ Inverter, sau đó đến ắc tạo để quản lý vận + Diesel 2,0kVA quy. Đến tháng 3/2013 thì ngừng hành. hoạt động. 2 Hệ thống Pin mặt trời xã Thượng PV 11,07kWp + Bắt đầu vận hành từ ngày Đồn biên phòng 593 Trạch (Quảng Bình) Diesel 11kVA 16/12/2010. Hiện tại, hệ thống vẫn Cà Roòng. đang hoạt động nhưng mỗi tối chỉ sử dụng được một giờ là ắc quy cạn kiệt. 3 Hệ thống pin mặt trời + thuỷ điện nhỏ PV 100kWp + thủy - Từ năm 1999 - 2004, công trình 05 công nhân Điện ở xã Trang huyện Đăk Đoa (Gia Lai) điện 25kW vận hành độc lập, không hòa lưới lực Gia Lai. quốc gia. - Năm 2004, hoà lưới điện, đến năm 2009 hỏng bộ Inverter, đã có sửa chữa nhưng không có kết quả. Hiện tại hệ thống ngừng hoạt động. 4 Hệ thống Pin mặt trời + tua bin gió ở PV 6,75kWp + Gió Tháng 10/2000 bắt đầu vận hành. Hệ thống vận hành làng Kongu 2 (Kon Tum). 1,8kW Sau khoảng 3 năm hệ thống bắt đầu tự động không có hoạt động không hiệu quả sau đó cán bộ chuyên trách ngừng cấp điện. trông nom. Năm 2011, thiết bị trạm điện được chuyển giao cho Trường ĐHBK Đà Nẵng phục vụ công tác nghiên cứu, giảng dạy. 4
18. 5 Hệ thống tua bin gió + máy phát Gió 800kWp + Diesel Tháng 12/2004, hệ thống đưa vào Tổng đội Thanh niên Diesel ở huyện đảo Bạch Long Vĩ 800kW vận hành. xung phong Hải (Hải Phòng) Tháng 6/2006, hệ thống điều khiển Phòng. của trạm bị hỏng, tua bin gió không hoạt động. Đến tháng 10/2009, cơn bão số 10 tràn qua đảo và quét đổ tua bin gió, hiện tại chưa được khôi phục lại. 6 Hệ thống Pin mặt trời + máy phát PV 28,8 kWp + Tháng 01/2010, hệ thống đưa vào 05 người (người địa Diesel ở Bãi Hương (Quảng Nam) Diesel 5,5kW và vận hành, được 3 tháng thì ắc quy bị phương) đã được 15kW trục trặc và được thay thế những đào tạo trong thời bình hỏng và hệ thống lại vận hành. gian 3 tháng. Sau một thời gian ngắn, hệ ắc quy bị hỏng hoàn toàn, vì vậy ban ngày hệ thống cấp điện bằng PV không có ắc quy tích trữ, buổi tối chạy máy phát Diesel. Tháng 8/2012, hệ thống ngừng hoạt động hoàn toàn. 7 Hệ thống Pin mặt trời + Tua bin gió + PV 4,9 kWp + gió Tháng 10/2012, hệ thống đưa vào Đơn vị bộ đội đảo Hầm KSH tại đảo Mê Tĩnh Gia 1kW+ biogas 20 m3 vận hành, chỉ có PV và tua bin gió Hòn Mê. (Thanh Hoá) và máy phát biogas hoạt động, còn biogas không hoạt 2kW động do không đủ nguyên liệu và nước. 8 Hệ thống Pin mặt trời + Tua bin gió PV 1,16 kWp + gió Đầu năm 2012, hệ thống đưa vào Hệ thống vận hành tại Bãi Làng (Quảng Nam) 1,5kW vận hành, và hiện nay vẫn đang hoạt tự động không có động. cán bộ chuyên trách trông nom. 5
19. 9 Hệ thống tua bin gió + Diesel tại đảo Gió 6MW + Diesel Tháng 5/2012, điện gió đấu nối vào Điện lực Phú Quý + Phú Quý (Bình Thuận) 3MW lưới điện trên đảo. Hệ thống hỗn hợp Công ty TNHH một Phụ tải có công suất Diesel - Gió đã chính thức vận hành thành viên NLTT cực đại khoảng 2MW, thương mại từ ngày 24/08/2012. Kể Điện lực Dầu khí công suất cực tiểu từ khi đi vào hoạt động cuối tháng Việt Nam. khoảng 0,76MW. 8/2012 đến đầu năm 2013, từng xảy ra sự cố trên dưới 20 lần gây nguy cơ rã lưới. 6
20. 1.2. Mục đích luận văn Nội dung nghiên cứu của hai tác giả trên chưa đề cập đến vấn đề khi kết hợp cả hai nguồn năng lượng tái tạo cùng hoạt động với lưới điện thì lúc này chất lượng điện năng có những thay đổi gì? Do vậy, mục đích chính của luận văn này khảo sát chất lượng điện năng của hệ thống MicroGrid với nguồn phân tán là năng lượng mặt trời và năng lượng gió kết hợp làm việc với lưới điện trong các trường hợp giả định. 1.3. Nhiệm vụ luận văn Để tiến hành khảo sát chất lượng điện năng của hệ thống thì một trong những vấn đề quan trọng là xây dựng được mô hình mô phỏng cho hệ thống. Mô hình được xây dựng phải có tính khả thi và sát với thực tiễn. 1.4. Giới hạn luận văn Căn cứ theo mục đích, nhiệm vụ và điều kiện nghiên cứu thì trong quá trình khảo sát luận văn xin phép được giới hạn ở khảo sát về điện áp điện năng, bỏ qua việc khảo sát tần số của điện năng. 1.5. Phương pháp nghiên cứu Mô hình được xây dựng dựa trên các phương trình toán của các thành phần trong hệ thống như pin quang điện, bộ nghịch lưu, máy phát điện gió . Hoặc sử dụng công cụ có sẵn trong Simulation/Simulink của Matlab 2015a để xây dựng mô hình mô phỏng và khảo sát chất lượng điện năng của hệ thống trong các trường hợp giả định. 1.6. Kế hoạch thực hiện luận văn Để đạt được những mục đích nêu trên thì nghiên cứu gồm có các nội dung sau: Chương 2: Cơ sở lý thuyết, trong chương này sẽ trình bày các lý thuyết chung về hệ thống MicroGrid. Chương 3: Xây dựng mô hình mô phỏng, nội dung của chương gồm các lý thuyết về các thành phần trong hệ MicroGrid từ đó xây dựng lên mô hình mô phỏng. Chương 4: Kết quả mô phỏng, tiến hành mô phỏng từ mô hình đã xây dựng ở Chương 3, nhận xét kết quả thu được. Cuối cùng Chương 5: Kết luận và hướng phát triển. 7
21. Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Định nghĩa MicroGrid MicroGrid[6] là một lưới điện được cấu thành từ các thành phần như máy phát phân tán, thiết bị lưu trữ năng lượng, tải khu vực và thiết bị đóng cắt thông minh. MicroGrid là một lưới điện độc lập có hoặc không liên kết với lưới điện quốc gia. Bởi vì MicroGrid cũng là một lưới điện nên nó cũng có khả năng cung cấp điện cho các tải trong khu vực một cách độc lập mà không cần lưới điện. Nhưng khi MicroGrid kết nối với lưới điện chính thì điểm liên kết gọi là PCC (Point of common coupling). Hình 2.1: Sơ đồ của một MicroGrid đơn giản 2.2. Các thành phần trong MicroGrid 2.2.1. Máy phát phân tán (DG)[6] Theo IEEE định nghĩa thì máy phát phân tán là sự phát điện do các phương tiện hoặc thiết bị phát điện phát ra công suất nhỏ hơn công suất của các nhà máy điện và cho phép kết nối ở bất kỳ điểm nào trong hệ thống điện. Tùy vào từng loại máy phát phân tán thì công suất của máy phát phân tán nhỏ hơn công suất của nhà máy điện khoảng một vài MW. 8
22. S K L 0 0 2 1 5 4