- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Phân tích ảnh hưởng của nhà máy điện gió và điện mặt trời đến lưới điện 110kV tỉnh Bình Định
Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN SAIGON UNIVERSITY
TẠP CHÍ KHOA HỌC SCIENTIFIC JOURNAL
ĐẠI HỌC SÀI GÒN OF SAIGON UNIVERSITY
Số 80 (02/2022) No. 80 (02/2022)
Email: tcdhsg@sgu.edu.vn ; Website: http://sj.sgu.edu.vn/
PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ
VÀ ĐIỆN MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI ĐIỆN 110kV TỈNH BÌNH ĐỊNH
Analyzing the impact of wind and solar power plants to 110kV power network of
Bình Định province
TS. Ngô Minh Khoa(1), Nguyễn Thành Nguyên(2)
Trường Đại học Quy Nhơn
(1), (2)
TÓM TẮT
Hiện nay, các nhà máy điện gió và nhà máy điện mặt trời có công suất lớn được lắp đặt và đấu nối vào
lưới điện 110kV tỉnh Bình Định. Để có thể khảo sát và đánh giá tác động của Nhà máy điện gió Phương
Mai 3 có công suất 21MW, Nhà máy điện mặt trời Fujiwara có công suất 50MWp và Nhà máy điện mặt
trời Cát Hiệp có công suất 49,5MWp đến sự vận hành của lưới điện, các tác giả trong bài báo này
nghiên cứu sử dụng phần mềm Etap để thiết lập mô hình mô phỏng và khảo sát đánh giá ảnh hưởng của
chúng đến ổn định lưới điện 110kV tỉnh Bình Định. Các kịch bản về sự cố vận hành đối với các nhà
máy điện sử dụng nguồn năng lượng tái tạo này được đặt ra để nghiên cứu, từ đó thu thập các tham số ở
các chế độ vận hành của lưới điện như sự dao động điện áp và dao động tần số để phân tích và đánh giá
ảnh hưởng của chúng đến sự vận hành ổn định của lưới điện.
Từ khóa: dao động điện áp, dao động tần số, lưới điện, năng lượng tái tạo, phần mềm Etap
ABSTRACT
Nowadays, large capacity wind and solar power plants are built and connected to the 110kV power
network in Bình Định province. To be able to analyze and evaluate the impact of Phương Mai 3 wind
power plant with a capacity of 21MW, Fujiwara solar plant with a capacity of 50MWp, and Cát Hiệp
solar plant with a capacity of 49.5MWp on the power network operation, the authors in this paper focus
on studying and applying Etap software to model, simulate and analyze their effects on the stability of
the 110kV power network in Bình Định province. The operating failure scenarios for these renewable
resources have been established to study, then acquire the grid's operating parameters such as the
voltage variation and the frequency variation for analyzing and evaluating their effects on the power
network stability.
Keywords: voltage variation, frequency variation, power network, renewable resource, Etap software
1. Giới thiệu nhiên thân thiện với môi trường là một xu
Trong tình trạng thiếu hụt nguồn tài hướng đang được nước ta khuyến khích.
nguyên từ than và khoáng chất, các nhà Trên cơ sở đó, sự phát triển các nhà máy
máy thủy điện, nhiệt điện cũng dần đi đến điện gió (NMĐG) và nhà máy điện mặt trời
bão hòa. Việc khuyến khích đầu tư xây (NMĐMT) trên các mảnh đất vàng đang
dựng các dạng nguồn năng lượng sạch tự được thúc đẩy mạnh mẽ. Điển hình như tại
Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn
35
- SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 80 (02/2022)
Ninh Thuận, Bình Thuận, Bình Định, v.v. yêu cầu kỹ thuật của lưới điện truyền tải
các nhà đầu tư tiến hành triển khai xây yếu được nghiên cứu và phân tích. Tác
dựng các nhà NMĐG và NMĐMT khiến động của NMĐG đến ổn định điện áp trong
lượng công suất phát tại các lưới điện ở các nghiên cứu của Oum [6] và ổn định tần số
tỉnh này cũng tăng vọt [1]. Điều đó khiến hệ thống điện trong nghiên cứu của Ronan
các đường dây truyền tải lẫn việc phân bố [7] cũng được nghiên cứu để đề xuất các
công suất của các đơn vị điều độ gặp khá phương pháp điều khiển phù hợp nhằm cải
nhiều khó khăn. Để giải tỏa những vấn đề thiện điện áp và tần số của hệ thống điện
cấp bách như hiện nay, theo Tập đoàn Điện có tích hợp điện gió. Ngoài ra, các nghiên
lực Việt Nam (EVN) vào tháng 8 năm cứu [8-10] cũng trình bày các nghiên cứu
2020, 113 dự án bao gồm các NMĐMT và về phân tích và khảo sát mức độ ảnh hưởng
NMĐG với tổng công suất 5.700MW đã của các NMĐMT đến lưới điện để đưa ra
được giải tỏa hết công suất chủ yếu phần các biện pháp nhằm giảm các tác động đó
lớn ở các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, góp phần cải thiện hiệu quả vận hành của
Bình Định. Qua đó, với lượng công suất lưới điện. Từ các nghiên cứu trên cho thấy
được cung cấp vào lưới đã khắc phục được rằng việc nghiên cứu ảnh hưởng của các
các vấn đề về quá tải công suất trên đường NMĐG và NMĐMT đến lưới điện là một
dây, đáp ứng lượng công suất thiết thực yêu cầu cần thiết để góp phần nâng cao
cho các nhu cầu tiêu thụ điện như hiện nay hiệu quả vận hành lưới điện như hiện nay.
[1-3]. Với đặc điểm của lưới điện Bình Định hiện
Bên cạnh những yếu tố tích cực, nay, các NMĐG và NMĐMT cỡ vừa và
NMĐG và NMĐMT công suất lớn khi kết lớn liên tục được đầu tư xây dựng và kết
nối vào hệ thống điện đã và đang gây ra nối vào lưới điện để cung ứng phụ tải điện
không ít những khó khăn, thách thức trong của địa phương.
quá trình vận hành lưới điện. Nguyên nhân Do đó, nghiên cứu này trình bày một
chủ yếu là do yếu tố ngẫu nhiên bất định, nghiên cứu ứng dụng phần mềm Etap để
biến đổi nhanh, phụ thuộc nhiều vào điều thiết lập mô hình và mô phỏng lưới điện
kiện môi trường thời tiết, khí hậu và đặc 110kV tỉnh Bình Định có tích hợp các
điểm riêng ở mỗi vùng miền. Do đó, trong NMĐG và NMĐMT công suất vừa và lớn.
giai đoạn phát triển nóng đối với các dự án Dựa trên mô hình đó, các kịch bản về sự cố
NMĐG và NMĐMT với lượng công suất vận hành đối với các NMĐG và NMĐMT
lớn như hiện nay, việc đánh giá ảnh hưởng được đưa ra để mô phỏng, khảo sát và đánh
các NMĐG, NMĐMT công suất lớn mới giá ổn định của lưới điện 110kV tỉnh Bình
được đưa vào sử dụng đến hệ thống điện là Định. Mô hình động của các NMĐG
một chủ đề đang được quan tâm và nghiên Phương Mai 3 có công suất 21MW,
cứu [4-10]. Quân và cộng sự [4] đã nghiên NMĐMT Fujiwara có công suất 50MWp
cứu tác động của NMĐMT Phong Điền và NMĐMT Cát Hiệp có công suất
đến lưới điện của tỉnh Thừa Thiên Huế, 49,5MWp và được thiết lập trên phần mềm
trong đó các sự cố được giả lập để khảo sát Etap để khảo sát các tham số vận hành của
điện áp, tần số của lưới điện. Trong nghiên lưới điện bao gồm điện áp và tần số ở chế
cứu của Shah [5], việc tích hợp các NMĐG độ động. Như vậy, thông qua các kết quả
công suất lớn tác động đến các vấn đề về mô phỏng ứng với các kịch bản vận hành
36
- NGÔ MINH KHOA - NGUYỄN THÀNH NGUYÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN
xấu nhất có thể diễn ra đối với các NMĐG 9,5MW; Định Bình 9,9MW [2]. Số nhà
và NMĐMT đã được giả định, chúng ta có máy thủy điện như trên đã cung cấp phần
thể đánh giá mức độ ổn định, từ đó góp nào công suất phụ tải cho tỉnh Bình Định.
phần hỗ trợ công tác vận hành đối với lưới Đóng vai trò nguồn hệ thống là các trạm
điện 110kV tỉnh Bình Định hiện nay và biến áp 220kV bao gồm Quy Nhơn, Phù
tương lai. Mỹ và Phước An. Các phụ tải của lưới
2. Mô hình hóa lưới điện 110 kV điện 110kV tỉnh Bình Định được đại diện
tỉnh Bình Định bởi các trạm biến áp 110kV có các thông
2.1. Cấu hình lưới điện 110 kV tỉnh số như bảng 1. Công suất của mỗi phụ tải
Bình Định có đặc điểm dao động tại mọi thời điểm
Lưới điện 110kV tỉnh Bình Định bao vận hành trong ngày và thay đổi theo một
gồm 14 trạm biến áp, 301km đường dây quy luật của riêng từng trạm phụ tải đó.
và 8 nhà máy thủy điện vừa và nhỏ, bao Do đó, trong bài báo này mức tải 80%
gồm các nhà máy thủy điện: Vĩnh Sơn công suất định mức của các trạm biến
66MW; Vĩnh Sơn 5 28MW; Trà Xom áp được giả định để mô phỏng các chế
20MW; Ken Lút Hạ 6MW; Nước Xáng độ vận hành của lưới điện 110kV tỉnh
12,5MW; Vân Phong 6MW; Tiên Thuận Bình Định.
Bảng 1: Công suất định mức của các trạm biến áp [3]
Tên trạm Số máy Công suất định mức (MVA)
An Nhơn 2 225
Đồn Phó 1 125
Đống Đa 1 163
Hoài Nhơn 2 225
Long Mỹ 2 40+25
Mỹ Thành 1 140
Nhơn Hội 2 40+63
Nhơn Tân 2 225
Phù Cát 2 225
Phù Mỹ 2 40+25
Phước Sơn 1 125
Quy Nhơn 2 2 240
Tam Quan 2 40+25
Tây Sơn 1 140
Quy Nhơn 2 240
37
- SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 80 (02/2022)
2.2. Mô hình hóa lưới điện bằng thiểu các tác động từ môi trường đến đời
phần mềm Etap sống con người. Từ các thông số trên, sơ
Với sự góp mặt của NMĐG Phương đồ lưới điện 110kV tỉnh Bình Định được
Mai 3 có tổng công suất 21MW với 6 mô hình hóa trên phần mềm Etap 19.0.1
tuabin gió; NMĐMT Fujiwara có công suất như hình 1. Các thông số về đường dây,
50MWp và NMĐMT Cát Hiệp có công trạm biến áp, nhà máy điện của sơ đồ lưới
suất 49,5MWp đã làm giảm đi một lượng điện 110kV tỉnh Bình Định theo phê duyệt
công suất 120MW được lấy từ nguồn hệ Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Bình
thống. Do đó tỉnh Bình Định phần nào đã Định giai đoạn 2016-2025, có xét đến năm
chủ động giảm thiểu đi lượng điện cung 2035 [2] được nhập vào các phần tử tương
cấp thuần túy cũng như góp phần giảm ứng trên sơ đồ mô phỏng.
NMĐG
Phương Mai 3
NMĐMT
Fujiwara
NMĐMT
Cát Hiệp
Hình 1: Mô hình lưới điện 110 kV tỉnh Bình Định trên phần mềm Etap
NMĐG Phương Mai 3 có cấu trúc là cho phép điều khiển mômen và từ thông
loại tuabin máy phát loại 3 như nghiên cứu của máy phát. Để có thể điều khiển công
của Pourbeik và cộng sự [11]. Hệ thống suất tác dụng và phản kháng nhanh trong
này dựa trên cơ sở máy phát điện không một giới hạn tốc độ của máy phát, hệ thống
đồng bộ nguồn kép DIFG, trong đó tuabin điều khiển của NMĐG Phương Mai 3 sử
có thể được điều chỉnh góc xoay cánh và dụng hệ thống điều khiển WECC như được
được kết nối với rôto. Bộ chuyển đổi điện trình bày trong các nghiên cứu [11-12].
AC/DC/AC được sử dụng để kết nối giữa Ngoài ra, các tuabin gió của NMĐG
đầu cực rôto với lưới điện. Cuộn dây stato Phương Mai 3 có điện áp đầu cực 690V,
của máy phát được đấu trực tiếp vào lưới bao gồm 6 cặp cực và có hệ số công suất là
điện, bộ biến đổi công suất trong mạch rôto 0,95. Tại mỗi tuabin gió, điện áp đầu ra của
38
- NGÔ MINH KHOA - NGUYỄN THÀNH NGUYÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN
nó được nâng lên 22kV và sau đó tiếp tục điện. Các kịch bản đó được mô tả cụ thể
được nâng lên 110kV thông qua máy biến như sau:
áp 40MVA để hòa vào lưới điện110 kV 3.1. Kịch bản 1: NMĐG Phương Mai
tỉnh Bình Định. 3 bị tách khỏi lưới
Trên phần mềm Etap, các tấm pin của Trong thực tế vận hành, khi bộ inverter
NMĐMT Fujiwara và NMĐMT Cát Hiệp của các nhà máy điện gió nối lưới phát hiện
đều được mô hình hóa bởi các tấm pin có sự cố chẳng hạn như hiện tượng sụt áp
SUNTECH có công suất 282,5Wp, điện ngắn hạn vượt quá giới hạn cho phép nên
áp hở mạch 43,92VDC. Công suất phát ra nó sẽ bị tách ra khỏi lưới. Do đó trong kịch
của các tấm pin được đạt giá trị cực đại bản này, giả sử NMĐG Phương Mai 3 đang
xung quanh giá trị điện áp 39VDC [13]. phát ra một lượng công suất cực đại 21MW
Các tấm pin được kết nối thành các nhánh thì đột ngột bị sự cố tách ra khỏi lưới trong
có cấp điện áp 1000VDC và có tổng công khoảng thời gian 30s từ 5s đến 35s. Điều
suất mỗi nhánh hơn 200kW. Sử dụng này dẫn đến NMĐG Phương Mai 3 bị tách
inverter để chuyển dòng điện DC sang AC hoàn toàn ra khỏi lưới một cách đột ngột.
và tổng hợp các nhánh với công suất Các phần tử khác trên lưới đều hoạt động
khoảng 12,5 MW được nâng điện áp từ bình thường trong suốt khoảng thời gian
600 V lên 22 kV thông qua máy biến áp khảo sát. Kết quả mô phỏng sự dao động
15 MVA. Sau đó, các nhánh được đưa đến điện áp của các nút lân cận NMĐG Phương
máy biến áp 63MVA để nâng điện áp từ Mai 3 được thể hiện như hình 2. Các nút
22kV lên 110kV hòa vào lưới điện 110kV phụ tải được xét ở đây là các nút lân cận
tỉnh Bình Định. NMĐG Phương Mai 3 bao gồm: Đống Đa,
3. Kết quả mô phỏng và thảo luận Nhơn Hội, Phước Sơn, Phương Mai 3 và
Công suất phát ra của các NMĐMT và Quy Nhơn. Trong khoảng thời gian hệ
NMĐG trong quá trình vận hành phụ thuộc thống bị mất nguồn công suất từ NMĐG
chủ yếu vào nguồn năng lượng sơ cấp tự Phương Mai 3, điện áp tại một số nút lân
nhiên, trong khi các nguồn này lại khó có cận bị sụt giảm nhưng không đáng kể. Bởi
thể dự báo chính xác được. Bên cạnh đó, vì gần với nút nguồn hệ thống nên điện áp
sự ảnh hưởng của các nhà máy này có thể của nút Quy Nhơn có biên độ dao động rất
làm thay đổi luồng công suất vận hành nhỏ và ổn định lại trong khoảng thời gian bị
đáng kể trên lưới điện khi xảy ra những sự cố. Còn lại các nút khác như trên hình 2
biến động lớn, điều này khiến các trung có biên độ điện áp sụt giảm trong khoảng
tâm điều độ gặp không ít khó khăn trong 30s sự cố NMĐG Phương Mai 3 bị tách
quá trình xử lý. Dựa trên sơ đồ lưới điện hoàn toàn ra khỏi lưới. Đến thời điểm 35s,
trên phần mềm Etap đã thiết lập như trên, NMĐG Phương Mai 3 được giả thiết trở lại
một số kịch bản liên quan đến các NMĐG hoạt động bình thường và kết nối với lưới
và NMĐMT được giả định để nghiên cứu để duy trì lượng công suất phát ra 21MW
ổn định lưới điện 110kV tỉnh Bình Định. như chế độ ban đầu. Trong giai đoạn này,
Trong bài báo này, 3 kịch bản điển hình nhờ tác động của các bộ điều khiển điện áp
khi vận hành các NMĐMT và NMĐG trên của các nhà máy nên điện áp của các nút
lưới 110kV tỉnh Bình Định được giả định diễn ra quá trình dao động và tiến đến xác
để phân tích và đánh giá ổn định của lưới lập đến giá trị điện áp như trong chế độ
39
- SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 80 (02/2022)
bình thường trước khi xảy ra sự cố. Với kết hơn giá trị 50Hz, nhưng quá trình dao động
quả mô phỏng như hình 2 cho thấy rằng khi đó cũng nhanh chóng được dập tắt nhờ các
xảy ra sự cố mất đột ngột hoàn toàn NMĐG bộ điều khiển tần số trong các mô hình
Phương Mai 3 không làm ảnh hưởng đến động của các nhà máy điện. Như vậy tần số
ổn định điện áp của lưới điện Bình Định. tiến đến ổn định ở giá trị 50Hz như hình 3.
1.00 50.010
Đống Đa Phương Mai 3
Nhơn Hội Quy Nhơn
50.008
0.99 Phước Sơn
50.006
0.98 50.004
50.002
U (pu)
f (Hz)
0.97
50.000
0.96 49.998
49.996
0.95
49.994
0.94 49.992
0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60
t (s) t (s)
Hình 2: Dao động điện áp các nút của kịch Hình 3: Dao động tần số lưới điện của
bản 1 kịch bản 1
Về phương diện ổn định tần số của lưới 3.2. Kịch bản 2: NMĐMT Fujiwara
điện Bình Định khi bị sự cố mất đột ngột bị tách ra khỏi lưới
hoàn toàn NMĐG Phương Mai 3 như kịch Kịch bản 2 được giả định đó là
bản 1 cũng được nghiên cứu, phân tích và NMĐMT Fujiwara đang phát ra một lượng
đánh giá trong bài báo này. Kết quả sự dao công suất cực đại là 50MW nhưng bị một
động tần số của lưới điện cũng được ghi lại nguyên nhân nào đó chẳng hạn như tác
và thể hiện như hình 3. Các mô hình động động nhầm của hệ thống bảo vệ rơle làm
của các nhà máy điện cũng được tích hợp nhảy máy cắt phía lưới đột ngột trong
trong các mô hình của chúng trong phần khoảng thời gian 30s từ 5s đến 35s, điều
mềm Etap. Tại thời điểm 5s, NMĐG này dẫn đến toàn bộ công suất của nó phát
Phương Mai 3 đang phát vào lưới một lên lưới bị suy giảm hoàn toàn trong suốt
lượng công suất cực đại 21MW nhưng đột khoảng thời gian giả định xảy ra sự cố.
ngột bị tách ra khỏi lưới nên tần số của lưới Trong kịch bản này, từ thời điểm 35s trở đi
điện bị dao động theo hướng giảm thấp hơn thì NMĐMT Fujiwara trở lại làm việc bình
giá trị 50Hz, tuy nhiên nhờ các bộ điều thường. Các phần tử khác trên lưới đều hoạt
khiển tần số trong các mô hình động của động bình thường trong suốt khoảng thời
các nhà máy điện nên quá trình dao động gian khảo sát. Theo sơ đồ cấu trúc của lưới
tần số lưới điện nhanh chóng được dập tắt điện hiện tại thì các phụ tải tại Đống Đa,
và tiến đến ổn định ở tần số 50Hz. Tương Nhơn Hội và Phước Sơn được Trạm Quy
tự tại thời điểm 35s, NMĐG Phương Mai 3 Nhơn cung cấp nguồn là chủ yếu. Với sự
được kết nối trở lại và phát ra một lượng xuất hiện của NMĐMT Fujiwara và
công suất như chế độ bình thường thì tần số NMĐG Phương Mai 3 đã chia sẻ một lượng
của lưới điện cũng có xu hướng tăng cao nguồn công suất phát để cung cấp cho các
40
- NGÔ MINH KHOA - NGUYỄN THÀNH NGUYÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN
tải tại khu vực này. Do đó khi xảy ra sự cố 50MW như lúc chưa bị tách ra khỏi lưới.
NMĐMT Fujiwara bị tách ra khỏi lưới một Theo kết quả hình 4, điện áp tại các nút
cách đột ngột cũng ảnh hưởng phần nào tăng trở lại và ổn định tại biên độ xác lập
đến điện áp của các nút lân cận. Kết quả mô điện áp như ban đầu.
phỏng sự dao động điện áp tại các nút trên Bên cạnh khảo sát sự dao động điện áp
lưới điện 110kV tỉnh Bình Định của kịch tại các nút trên lưới điện Bình Định, sự dao
bản này được thể hiện như hình 4. động tần số của lưới điện theo kịch bản 2
1.00
cũng được thu thập và phân tích. Kết quả
Đống Đa Phương Mai 3 dao động tần số của lưới điện do sự cố mất
Nhơn Hội Quy Nhơn
0.99 Phước Sơn NMĐMT Fujiwara như được giả định của
0.98 kịch bản này, dẫn đến mất đi một lượng
công suất đang phát lên lưới 50MW như
U (pu)
0.97
hình 5. Theo kết quả mô phỏng này cho
0.96 thấy, sự dao động tần số của lưới điện là
không đáng kể, giá trị tần số vẫn nằm trong
0.95
giới hạn cho phép xung quanh giá trị 50Hz.
0.94 Do vậy có thể thấy rằng, sự cố mất đột
0 10 20 30 40 50 60
t (s) ngột lượng công suất do NMĐMT
Fujiwara đang phát lên lưới sẽ không làm
Hình 4: Dao động điện áp các nút của kịch ảnh hưởng lớn đến sự làm việc ổn định của
bản 2 lưới điện 110 kV tỉnh Bình Định.
Quá trình suy giảm hoàn toàn lượng công 50.03
suất phát của NMĐMT Fujiwara đối với
50.02
kịch bản này từ 5s đến 35s sẽ làm điện áp
tại một số nút trên lưới điện Bình Định bị 50.01
sụt giảm. Theo kết quả trên hình 4, tại nút 50.00
f (Hz)
Nhơn Hội, điện áp giảm sâu nhất với biên 49.99
độ điện áp giảm từ 0,956pu xuống 0,948pu
49.98
vì lý do NMĐMT Fujiwara được kết nối
với lưới tại nút Nhơn Hội. Do đó khi mất 49.97
một lượng công suất 50MW đang phát ra 49.96
0 10 20 30 40 50 60
từ NMĐMT Fujiwara thì nguồn hệ thống t (s)
phải huy động công suất để cấp tới phụ tải
Hình 5: Dao động tần số lưới điện của
tại nút Nhơn Hội. Điều này làm cho sự sụt
kịch bản 2
áp lớn hơn trong quá trình truyền tải nên
dẫn đến điện áp tại nút Nhơn Hội bị sụt 3.3. Kịch bản 3: NMĐMT Cát Hiệp bị
giảm nhiều hơn. Đồng thời điện áp tại tách ra khỏi lưới
Trạm Quy Nhơn cũng bị sụt điện áp nhưng Đối với kịch bản 3, một sự cố tương tự
với biên độ thấp hơn trong quá trình diễn ra như trong kịch bản 2 đó là mất đi đột ngột
sự cố. Tại thời điểm 35s, NMĐMT một lượng công suất 49,5MW đang phát ra
Fujiwara trở lại làm việc bình thường và từ NMĐMT Cát Hiệp lên lưới điện 110kV.
tiếp tục phát ra một lượng công suất bằng Điều này gây ra sự suy giảm đột ngột công
41
- SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 80 (02/2022)
suất phát từ NMĐMT Cát Hiệp về giá trị 0 thời gian 30s, dẫn đến mất đi một lượng
trong khoảng thời gian từ 5s đến 35s. Sau công suất đang phát lên lưới là 49,5MW
khi kết thúc sự cố thì NMĐMT Cát Hiệp như hình 7. Kết quả này cho thấy rằng sự
trở lại hoạt động bình thường và tiếp tục cố mất NMĐMT Cát Hiệp đột ngột tại thời
phát công suất vào lưới từ thời điểm 35 s. điểm 5s và được kết nối trở lại lưới tại thời
Kết quả mô phỏng sự dao động của điện áp điểm 35s không làm ảnh hưởng lớn đến tần
tại các nút lân cận NMĐMT Cát Hiệp được số của lưới điện 110kV tỉnh Bình Định. Sự
thể hiện như hình 6. Kết quả dao động điện dao động này là nhỏ không đáng kể, giá trị
áp trên hình 6 cho thấy rằng điện áp tại các tần số của lưới điện tại các thời điểm đó
nút lân cận NMĐMT Cát Hiệp bị sụt giảm dao động trong phạm vi cho phép và nhanh
khi NMĐMT Cát Hiệp bị tách ra khỏi lưới chóng được duy trì ổn định đến giá trị
tương tự như kịch bản 2. Trong đó, nút Phù 50Hz.
Cát là vị trí mà NMĐMT Cát Hiệp đấu nối 50.015
vào có giá trị biên độ điện áp bị sụt giảm
50.010
nhiều nhất (giảm từ 0,987pu xuống còn
0,956pu) so với các nút còn lại. Ngoài ra 50.005
dựa vào kết quả mô phỏng như hình 6, điện 50.000
f (Hz)
áp tại các nút trong lưới điện nhanh chóng 49.995
ổn định và đạt đến giá trị xác lập khi tuần 49.990
tự xảy ra sự cố như trong kịch bản 3 tại thời
49.985
điểm NMĐMT Cát Hiệp bị mây che khuất
hoàn toàn lúc 5 s và tại thời điểm NMĐMT 49.980
0 10 20 30 40 50 60
Cát Hiệp được kết nối trở lại lưới lúc 35s. t (s)
1.00
Hình 7: Dao động tần số lưới điện của
0.99 kịch bản 3
0.98 4. Kết luận
Nghiên cứu này đã mô hình hóa sơ
U (pu)
0.97
đồ lưới điện 110kV tỉnh Bình Định có
0.96 tích hợp các nguồn điện gió và điện mặt
trời trên phần mềm Etap 19.0.1. Các mô
0.95 An Nhơn Phù Mỹ
Mỹ Thành Phước An hình động của các nhà máy điện được
Phù Cát Quy Nhơn
0.94
0 10 20 30 40 50 60
tích hợp trên sơ đồ mô phỏng để phục vụ
t (s) cho quá trình nghiên cứu. Ba kịch bản
vận hành có thể xảy ra đối với NMĐG
Hình 6: Dao động điện áp các nút của kịch
Phương Mai 3, NMĐMT Fujiwara và
bản 3
NMĐMT Cát Hiệp có thể bị tách ra khỏi
Dao động tần số của lưới điện theo lưới một cách đột ngột trong một khoảng
kịch bản 3 cũng được thu thập và phân tích thời gian nhất định được khảo sát trong
trong trường hợp này. Kết quả dao động bài báo này để nghiên cứu đánh giá sự tác
tần số tại các nút do sự cố mất NMĐMT động của chúng đối với ổn định lưới điện
Cát Hiệp một cách đột ngột trong khoảng tỉnh Bình Định. Sự dao động điện áp và
42
- NGÔ MINH KHOA - NGUYỄN THÀNH NGUYÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC SÀI GÒN
tần số tại các nút trên lưới điện được thu điện này thì sự dao động tần số, dao động
thập để phân tích. Kết quả mô phỏng cho điện áp tại các nút trên lưới vẫn không
thấy rằng khi xảy ra các sự cố đó trong đáng kể và vẫn đảm bảo ổn định để lưới
quá trình vận hành đối với các nhà máy điện tiếp tục vận hành bình thường.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Thủ tướng Chính phủ, Quyết định phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện
lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030, Quyết định số 428/QĐ-TTg,
ngày 18/3/2016.
[2] Bộ Công thương, Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Bình Định giai đoạn 2016-
2025, có xét đến năm 2035, Hợp phần Quy hoạch phát triển hệ thống điện 110 kV
(Quy hoạch Hợp phần 1), ngày 03/02/2017.
[3] Ủy ban nhân dân tỉnh Bình Định, Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Bình Định giai
đoạn 2016-2025, có xét đến năm 2035, hợp phần quy hoạch chi tiết lưới điện trung
và hạ áp sau các trạm 110kV (Quy hoạch Hợp phần 2), Quyết định số 3145/QĐ-
UBND, ngày 30/8/2017.
[4] Dương Minh Quân, Mã Phước Khánh, Trần Ngọc Thiên Nam and Hoàng Dũng,
“Nghiên cứu ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến lưới điện tỉnh
Thừa Thiên - Huế”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, vol. 11, no.
132, pp. 59-63, 2018.
[5] Shah Rukh Abbas, Syed Ali Abbas Kazmi, Muhammad Naqvi, Adeel Javed, Salman
Raza Naqvi, Kafait Ullah, Tauseef-ur-Rehman Khan and Dong Ryeol Shin, “Impact
Analysis of Large-Scale Wind Farms Integration in Weak Transmission Grid from
Technical Perspectives”, Energies, vol. 13, no. 20, p. 5513, 2020.
[6] Oum el fadhel loubaba Bekri and Fatiha Mekri, “Impact of Wind Turbine on Voltage
Stability”, in 2018 International Conference on Wind Energy and Applications in
Algeria (ICWEAA), Algiers, Algeria, 6-7 Nov. 2018.
[7] Ronan Doherty, Alan Mullane, Gillian Nolan, Daniel J. Burke, Alexander Bryson
and Mark O'Malley, “An Assessment of the Impact of Wind Generation on System
Frequency Control”, IEEE Transactions on Power Systems, vol. 25, no. 1, pp. 452-
460, 2010.
[8] Tran Quoc Tuan, Pham M. Cong, L. Parent and K. Sousa, “Integration of PV
Systems into Grid: From Impact Analysis to Solutions”, in 2018 IEEE International
Conference on Environment and Electrical Engineering and 2018 IEEE Industrial
and Commercial Power Systems Europe, Palermo, Italy, 12-15 June, 2018.
43
- SCIENTIFIC JOURNAL OF SAIGON UNIVERSITY No. 80 (02/2022)
[9] Rashed R. Waqfi and Mutasim Nour, “Impact of PV and Wind Penetration into a
Distribution Network Using Etap” in The 7th International Conference on Modeling,
Simulation, and Applied Optimization,, Sharjah, United Arab Emirates, 4-6 April
2017.
[10] Danling Cheng, Barry A. Mather, Richard Seguin, Joshua Hambrick and Robert P.
Broadwater, “Photovoltaic (PV) Impact Assessment for Very High Penetration
Levels”, IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 6, no. 1, pp. 295-300, 2016.
[11] P. Pourbeik, A. Ellis, J. Sanchez-Gasca, Y. Kazachkov, E. Muljadi, J. Senthil and D.
Davies, “Generic stability models for type 3 & 4 wind turbine generators for
WECC”, in 2013 IEEE Power & Energy Society General Meeting, Vancouver, BC,
Canada, 21-25 July 2013.
[12] Alberto Lorenzo-Bonache, Andrés Honrubia-Escribano, Francisco Jiménez-Buendía
and Emilio Gómez-Lázaro, “Field Validation of Generic Type 4 Wind Turbine
Models Based on IEC and WECC Guidelines”, IEEE Transactions on Energy
Conversion, vol. 34, no. 2, pp. 933-941, 2019.
[13] Li Wang, Teng Qiao, Bin Zhao, Xiangjun Zeng and Qing Yuan, “Modeling and
Parameter Optimization of Grid-Connected Photovoltaic Systems Considering the
Low Voltage Ride-through Control”, Energies, vol. 13, no. 15, p. 3972, 2020.
Ngày nhận bài: 14/4/2021 Biên tập xong: 15/02/2022 Duyệt đăng: 20/02/2022
44
nguon tai.lieu . vn
