Nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện trung áp

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NĂNG LƯỢNG
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ CẤP BỘ NĂM 2010




BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU YÊU CẦU KĨ THUẬT
KHI ĐẤU NỐI NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
VÀO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
Mã số đề tài: I-173



Chủ nhiệm Đề tài




Lê Việt Cường
Cơ quan chủ trì Đề tài





Hà nội – 12/2010
1

Danh sách tham gia thực hiện đề tài

Chức danh khoa học, học
vị, họ và tên
Tổ chức công tác Chữ ký
Th.S. Lê Việt Cường Viện Năng lượng
Th.S. Nguyễn Công Hiền Viện Năng lượng, ABB
K.s. Lê Trần Bình Viện Năng lượng
K.s. Nguyễn Hoàng Minh TTĐĐ HTĐ miền Bắc A1
Th.S. Hồ Tạ Tân Dương PECC 1

















2

Mục lục
MỞ ĐẦU 6
1. Cơ sở và lý do thực hiện đề tài 6
2. Định nghĩa về nguồn điện phân tán 7
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 8
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN 9
1.1 Phân loại nguồn phân tán 9
1.2 Máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong 9
1.3 Máy phát điện tua-bin khí 10
1.4 Thủy điện nhỏ 11
1.5 Pin nhiên liệu (Fuel cell) 13
1.6 Nguồn điện sử dụng NLMT 15
1.7 Tuabin gió 17
Chương 2: TÁC ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN HỆ THỐNG ĐIỆN 20
2.1 Lợi ích nguồn điện phân tán 20
2.2 Ảnh hưởng của nguồn điện phân tán 21
2.2.1 Ảnh hưởng về kinh tế 21
2.2.2 Ảnh hưởng về kĩ thuật 21
2.3 Giải pháp đối với những ảnh hưởng của nguồn phân tán 28
2.3.1 Giải pháp cho những ảnh hưởng về kinh tế của nguồn phân tán 28
2.3.2 Giải pháp đối với những ảnh hưởng về kĩ thuật của nguồn điện phân tán 29
Chương 3: YÊU CẦU KĨ THUẬT ĐỐI VỚI NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẤU NỐI VÀO
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 32
3.1 Yêu cầu kĩ thuật của Việt Nam đối với nguồn phân tán đấu nối vào lưới điện trung áp 32
3.2 Quy định kĩ thuật của một số quốc gia trên thế giới 35
3.2.1 Quy định đấu nối của hệ thống điện các nước Bắc Âu 35
3.2.2 Quy định đấu nối của hệ thống điện bang Texas, Hoa Kỳ 37
3.2.3 Quy định về thông số bảo vệ khi đấu nối nguồn phân tán vào lưới điện của IEEE và một
số quốc gia khác 40
3.3 Đánh giá về những quy định kĩ thuật đối với nguồn điện phân tán 41

Chương 4: NGHIÊN CỨU NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN TRONG HTĐ VIỆT NAM 42
4.1 Hiện trạng hệ thống nguồn điện 42
4.1.1 Tình hình sản xuất điện 42
3

4.1.2 Hiện trạng nguồn điện phân tán 44
4.2 Kế hoạch phát triển của nguồn điện phân tán 47
4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán khi đấu nối vào lưới điện trung áp 48
4.3.1 Lựa chọn mô hình 48
4.3.2 Mô hình nghiên cứu 49
4.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến điện áp trên lưới điện 52
4.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến bảo vệ hệ thống điện 56
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
5.1 Kết luận 61
5.2 Kiến nghị và đề xuất 62
5.3 Hướng nghiên cứu trong tương lai 64
Tài liệu tham khảo: 65

4

Danh mục viết tắt
DCS Distributed Control System (Hệ thống điều khiển phân tán)
D-FACTS Distribution-Flexible AC Transmission System (Hệ thống truyền tải
điện linh hoạt dùng cho lưới phân phối)
HTĐ Hệ thống điện
NLMT Năng lượng mặt trời
MBA Máy biến áp
PV Photovoltaic – Pin năng lượng mặt trời
RTU Remote Terminal Unit (Thiết bị đầu cuối từ xa)
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition (Hệ thống thu thập số

liệu để phục vụ việc giám sát, điều khiển và v
ận hành hệ thống điện)
TĐL Tự động đóng lại
TBA Trạm biến áp















5

TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu yêu cầu kĩ thuật khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện
trung áp” thuộc danh mục các đề tài nghiên cứu năm 2010 của Bộ Công Thương. Thực
hiện đề tài này có sự tham gia của một số chuyên gia từ các cơ quan, đơn vị: Viện Năng
lượng, trung tâm điều độ HTĐ miền Bắc trong đó Viện Năng lượng là đơn vị thực hiện
chính.
Đề tài được biên chế thành hai phần là: phần thuyết minh báo cáo và phần phụ lục.
Phần một: Thuyết minh chung bao gồm

- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan về nguồn điện phân tán
Giới thiệu tổng quan về các loại nguồn điện phân tán chính hiện có trên thế
giới, một số đặc điểm chính của những loại nguồn điện này và sự xuất hiện của
chúng trong hệ thống điện Việt Nam.
- Chương 2: Tác động của nguồ
n điện phân tán trong hệ thống điện
Trình bày về lợi ích, ảnh hưởng của nguồn phân tán đến hệ thống điện.
- Chương 3: Quy định kĩ thuật đối với nguồn phân tán đấu nối vào lưới điện
trung áp
Giới thiệu về những yêu cầu kỹ thuật đối với nguồn điện phân tán đấu nối vào
lưới điệ
n trung áp của Việt Nam, các nước Bắc Âu, Hòa Kỳ, Anh và một số
quốc gia khác.
- Chương 4: Nghiên cứu nguồn điện phân tán trong hệ thống điện Việt Nam
Nghiên cứu hoạt động của nguồn điện phân tán trên lưới trung áp tại Việt Nam
với mô hình được lựa chọn. Trong đó, tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của
nguồn điện phân tán đến chất lượng điệ
n áp và hệ thống bảo vệ của lưới điện
trung áp.
- Chương 5: Kết luận và kiến nghị
Kết luận về các kết quả nghiên cứu và đưa ra một số đề xuất từ kết quả nghiên
cứu của đề tài.
Phần hai: Phụ lục gồm kết quả tính toán và các tài liệu nghiên cứu liên quan.
6

MỞ ĐẦU
1. Cơ sở và lý do thực hiện đề tài
Hiện nay nguồn điện từ năng lượng tái tạo đấu nối vào lưới trung áp (trong đó chủ
yếu là nhà máy thủy điện nhỏ) đang phát triển nhanh và rộng trên phạm vi toàn quốc. Từ

nay đến năm 2015 cũng như những năm sau đó, ngày càng có nhiều nguồn điện được
triển khai xây dựng và đấu nối vào lưới điện trung áp. Các phương án đấu nối những
nguồn
điện này vào hệ thống điện thường chỉ đơn thuần xem xét đến khía cạnh kĩ thuật
của phương án về tổn thất công suất, điện năng trên lưới mà chưa xem xét, đánh giá đến
những ảnh hưởng kĩ thuật khác có thể có của chúng đến hệ thống điện như điện áp trên
lưới, hệ thống bảo vệ rơle
Thông tư
số 32/2010/TT-BCT của Bộ Công Thương ban hành ngày 30 tháng 7
năm 2010 về “Qui định hệ thống điện phân phối” thay thế cho quyết định số
37/2006/QĐ-BCN do Bộ Công Nghiệp cũ ban hành tháng 10 năm 2006 cũng đưa ra
những quy định kĩ thuật về vận hành nguồn điện trong lưới trung áp về tần số, điện áp và
bảo vệ hệ thống điện. Cùng với qui định này là biểu mẫu h
ồ sơ đề nghị đấu nối vào lưới
điện phân phối qui định việc cung cấp các thông số kĩ thuật của nguồn điện cho đơn vị
phân phối điện. Các tài liệu này chưa yêu cầu xem xét cụ thể đến sự thay đổi và những
ảnh hưởng khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện trung áp. Trong khi đó thực tế
một số nhà máy thuỷ
điện nhỏ vận hành đấu nối vào lưới trung áp đang gây nên những
ảnh hưởng đến lưới điện phân phối như điện áp trên lưới tăng cao, thu hẹp pham vi bảo
vệ của rơ-le Qui định trong thông tư 32/2010/TT-BCT được áp dụng cho cả cấp điện áp
110kV và trung, hạ áp đang nên gây khó khăn nhất định cho đơn vị phân phối điện cũng
như nhà máy điện. Đ
ó là chưa kể đến những ảnh hưởng có thể có khi đấu nối nguồn điện
từ năng lượng tái tạo khác trong tương lai.
Trong nước một số bài báo, nghiên cứu khoa học và luận án tốt nghiệp sau đại học
cũng đã bước đầu đề cập đến ảnh hưởng của nguồn điện khi đấu nối vào lưới điện trung
áp. Những tài liệu này chủ y
ếu tập trung nghiên cứu tác động của nguồn điện đến ổn định
điện áp và tổn thất công suất trên lưới điện khi đấu nối vào lưới trung áp [16], [17], [18],

[25], [26]. Tuy nhiên các nghiên cứu này chưa phân tích, đánh giá đầy đủ những ảnh
hưởng khác của nguồn điện khi đấu nối vào lưới trung áp cũng như chưa đưa ra những
giải pháp có tính chất toàn diện, lâu dài.
7

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của nguồn điện khi đấu nối
vào lưới điện phân phối nói chung và lưới điện trung áp nói riêng. Các nghiên cứu này
thường giải quyết những vấn đề của từng quốc gia, từng khu vực hoặc dự án cụ thể.
Nhiều quốc gia đã có những yêu cầu kĩ thuật riêng, chi tiết đối với nguồn đ
iện đấu nối
vào lưới điện phân phối theo từng cấp điện áp (110kV, trung áp và hạ áp) hoặc quy mô
công suất của nguồn điện.
2. Định nghĩa về nguồn điện phân tán
Tại Việt Nam, khái niệm nguồn điện phân tán đã xuất hiện trong một số bài báo,
nghiên cứu khoa học chuyên ngành cũng như trong luận án tốt nghiệp đại học và sau đại
học. Tuy nhiên các tác giả đều chưa đưa ra được định nghĩa về khái niệm này. Hiện nay
trên thế giới cũng chưa có định nghĩa thống nhất về nguồn điện phân tán. Một số quốc
gia định ngh
ĩa nguồn điện phân tán là nguồn điện theo các thông số cơ bản như: “nguồn
điện phân tán là nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo, không điều khiển tập trung ”;
hoặc một số khác căn cứ theo cấp điện áp mà nguồn điện đó đấu nối vào: “nguồn điện
phân tán là nguồn điện đấu nối vào lưới đ
iện cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải khách
hàng”. Các tổ chức quốc tế cũng đưa ra những định nghĩa khác nhau về nguồn điện phân
tán. Các định nghĩa đó như sau [13]:
- CIGRE (International Council on Large Electricity Systems) định nghĩa nguồn
điện phân tán là nguồn điện không được quy hoạch tập trung, không được điều khiển tập
trung và thường đấu nối vào lưới điện phân phố
i với quy mô công suất nhỏ hơn 50 hoặc
100MW.

- IEA (International Energy Agency) định nghĩa nguồn điện phân tán là nguồn
điện phục vụ trực tiếp phụ tải khách hàng hoặc hỗ trợ cho lưới điện phân phối, được đấu
nối vào hệ thống điện ở các cấp điện áp của lưới phân phối.
- IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.) định nghĩa nguồn
điện phân tán là nguồn phát điệ
n nhỏ hơn những nhà máy điện trung tâm, thường nhỏ
hơn hoặc bằng 10MW, cho phép đấu nối vào bất kỳ điểm nào trong hệ thống điện.
- EPRI (Electric Power Research Institute) định nghĩa nguồn điện có công suất từ
vài kW đến 50MW và/hoặc các thiết bị lưu điện có vị trí gần phụ tải khách hàng hoặc
lưới phân phối và các trạm biến áp truyền tải trung gian là những nguồn đi
ện phân tán.
Như vậy, những định nghĩa về nguồn điện phân tán thường căn cứ vào quy mô
công suất và cấp điện áp đấu nối. Do chưa có sự thống nhất về quy mô công suất cũng
như cấp điện áp đấu nối nên một định nghĩa tổng quan về nguồn điện phân tán là cần
thiết. Gần đây, định nghĩa nguồn điệ
n phân tán là nguồn điện đấu nối trực tiếp vào lưới
8

điện phân phối hoặc đấu nối vào lưới điện của phía khách hàng (so với điểm đặt thiết bị
đo đếm) được chấp nhận rộng rãi và phổ biến. Do định nghĩa này xem xét nguồn điện
phân tán về vị trí nguồn điện trong hệ thống điện và điểm đấu nối của nguồn điện hơn là
xem xét đến quy mô công suất củ
a nguồn điện nên có tính khái quát cao cũng như bao
trùm được những đặc điểm kĩ thuật của loại nguồn điện này. Định nghĩa này về nguồn
phân tán được sử dụng trong các nghiên cứu của đề tài.
3. Phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài:
Tại Việt Nam, theo thông tư 32/2010/TT-BCT lưới điện phân phối là lưới điện có
cấp điện áp từ 110kV trở xuống. Lưới phân phối bao gồm lưới điện có điện áp danh định
110kV, lưới điện trung áp (điện áp danh định 35, 22, 15, 10, 6kV) và lưới hạ áp (điện áp

danh định 0,4kV).
+ Đối tượng nghiên cứu của đề tài là những nguồn đ
iện phân tán khi đấu nối vào
lưới điện trung áp.
+ Phạm vi nghiên cứu là các yêu cầu kĩ thuật khi đấu nối những nguồn điện này
vào lưới điện.
- Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu hoa học công nghệ:
+ Cập nhật thông tin khoa học liên quan đến những vấn đề khi đấu nối nhà máy
điện vào lưới trung áp cho đội ngũ quản lí kĩ thuật của các đơn vị phân phối trong ngành
điện.
+ Đưa ra một số giải pháp kĩ thuật giải quyết và hạn chế, có xét đến tính khả thi
khi áp dụng vào Việt Nam, đối với những ảnh hưởng khi đấu nối nhà máy điện vào lưới
trung áp.
+ Đưa ra một số kiến nghị đối với các yêu cầu kỹ thuật hiện hành.
Mục tiêu của kinh tế - xã hội đề tài:
+ Là tài liệu kĩ thuật tham khảo cho chủ đầ
u tư các dự án nguồn điện phân tán
được đấu nối vào lưới điện trung áp trên phạm vi toàn quốc.
+ Làm tài liệu kĩ thuật tham khảo hữu ích cho các đơn vị quản lí, vận hành lưới
điện phân phối.



9

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
1.1 Phân loại nguồn phân tán
Các loại nguồn phân tán sử dụng nhiều công nghệ khác nhau, trong đó công nghệ
sử dụng máy phát truyền thống đã được hoàn thiện như động cơ đốt trong, tua-bin khí…

và các công nghệ khác đang được phát triển như pin nhiên liệu, pin mặt trời, tua-bin
gió Mỗi loại nguồn phân tán đều có những ưu điểm, hạn chế về đặc tính kĩ thuật và tính
kinh tế. Sự lựa chọn công nghệ là nhân tố chính để quy
ết định về công suất và vị trí lắp
đặt của nguồn phân tán. Dưới đây là phân loại một số nguồn điện phân tán chính hiện có
trên thế giới. Phần lớn những loại nguồn điện này đã xuất hiện và đang được phát triển
trong hệ thống điện của Việt Nam.









Hình 1.1: Sơ đồ phân loại các loại nguồn phân tán
1.2 Máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong
Động cơ pittông, công nghệ đầu tiên của các loại nguồn phân tán, được phát triển
hơn 100 năm, được tiêu thụ nhanh trên thị trường bởi có tính cạnh tranh và độ tin cậy
cao, tuổi thọ lớn và ít phải bảo dưỡng. Động cơ đốt trong được sử dụng rộng rãi, có công
suất từ vài chục kW (tua bin siêu nhỏ) cho tới 60MW. Nhược điểm lớn nhất của động cơ
này là tiếng ồn, chi phí bảo dưỡ
ng lớn, và khí thải lớn. Lượng phát thải này có thể giảm
được bằng cách thay đổi đặc tính đốt của động cơ. Chi phí lắp đặt và vận hành của động
cơ này phụ thuộc vào lượng khí phát thải muốn cắt giảm.
Đông cơ đốt trong là công nghệ đã được kiểm chứng qua thực tế với tính cạnh
tranh cao, dải công suất rộng, có khả năng khởi động nhanh, hiệu suất cao (lên t
ới 43%
cho các hệ thống diesel lớn, 80% đối với micro turbine), và độ tin cậy cao trong vận

hành. Hầu hết các động cơ đốt trong sử dụng cho việc phát điện đều dùng động cơ bốn
kỳ. Các động cơ này sử dụng khí tự nhiên, khí biogas hoặc dầu diesel làm nhiên liệu.
Nguồn điện
phân tán
Nguồn điện sử dụng công nghệ
truyền thống
Nguồn điện sử dụng
công nghệ mới
Động cơ
đốt trong
Tuabin
diesel, khí
Thủy điện
nhỏ
Thiết bị
điện hóa,
tích điện
Pin nhiên
liệu

Năng
lượng gió
Tuabin
gió

Năng
lượng
mặt trời
Pin NLMT
(PV), nhiệt

điện NLMT
10

Nguồn điện có động cơ sử dụng khí tư nhiên có hiệu suất cao và phát thải ít khí NO
x
hơn
động cơ dùng dầu diesel.
Loại nguồn điện này hiện nay được sử dụng rộng rãi trong cả nước trong đó chủ
yếu đóng vai trò là nguồn điện dự phòng hoặc cấp điện cho khu vực chưa có điện lưới
quốc gia (khu vực hải đảo ). Một số ít nguồn điện loại này được đấu nối vào lưới điện
trung áp có kh
ả năng hoạt động song song với lưới điện khu vực tại một số thời điểm phụ
tải đỉnh theo yêu cầu của đơn vị phân phối điện.

Hình 1.2: Hoạt động của tuabin sử dụng động cơ đốt trong
Một số đặc tính của máy phát điện sử dụng động cơ đốt trong:
• Hiệu suất cao, chi phí đầu tư thấp và chi phí sản xuất điện cạnh tranh so với nhiều
loại công nghệ sử dụng trong nguồn phân tán khác.
• Thời gian khởi động ngắn nên có thể sử dụng để phủ đỉ
nh đồ thị phụ tải hoặc thích
hợp cho dự phòng quay.
• Phát thải khí CO và NO
x
nhiều hơn so với tuabin khí.
• Chất lượng điện năng không được cao.
• Có khả năng hoạt động độc lập và có khả năng khởi động “đen” (black start).
1.3 Máy phát điện tua-bin khí
Tuabin khí là các thiết bị sử dụng không khí nén dưới áp suất cao kết hợp với
nhiên liệu khí hoặc nhiên liệu lỏng được đánh lửa tạo thành hỗn hợp cháy dưới nhiệt độ
và áp suất cao. Hỗn hợp này được phun trực tiếp vào các cánh tuabin để làm quay máy

phát điện. Loại tuabin khí này được phát triển đầu tiên cho các động cơ máy bay, sau đó
được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy nhiệt điện. Đặc biệt là công nghệ chu trình
nhi
ệt điện hỗn hợp. Nhiên liệu của máy phát điện tua-bin khí có thể là khí tự nhiên, dầu
diezel, khí biogas (khí sinh học) Hiệu suất của các tuabin khí phụ thuộc vào chế độ
hoạt động. Hiệu suất cao nhất khi tuabin khí làm việc ở chế độ phụ tải cực đại và giảm
dần khi phụ tải giảm. Khi giá thành của các nhiên liệu khí rẻ, các tuabin khí chu trình hỗn
hợp được sử dụng để phủ
đáy của đồ thị phụ tải.
Nhiên liệu
Tua
-
bin
Máy phát
Khí vào
Bộ nén khí
11


Hình 1.3: Mô hình nguồn phát điện tuabin khí chu trình nhiệt điện hỗn hợp với nhiên liệu
là khí biogas
Nguồn: Internet
Hiện nay ngoài các nhà máy nhiệt điện khí lớn có vị trí quan trọng trong hệ thống
điện Việt Nam, chưa có nguồn điện sử dụng máy phát điện tua-bin khí quy mô vừa và
nhỏ trong hệ thống điện. Tuy nhiên, với việc phát triển ngành chăn nuôi tập trung thì khả
năng phát triển nguồn điện sử dụng máy phát điện tua-bin khí với nhiên liệu sơ cấp là khí
sinh học là hoàn toàn khả thi trong tương lai không xa.
M
ột số đặc tính của Tuabin khí:
• Chi phí lắp đặt thấp, chi phí nhiên liệu hợp lý,

• Lượng khí phát thải nhỏ,
• Thích hợp cho chu trình nhiệt điện hỗn hợp,
• Thời gian khởi động, thay đổi công suất nhỏ,
• Hiệu suất điện thấp hơn nhiều so với hiệu suất của cả chu trình nhiệt điện hỗn
hợp.
1.4 Thủy điện nhỏ
Nhà máy thủy điện nhỏ biến đổi năng lượng thế năng của nước thành cơ năng
quay tuabin máy phát để sản xuất ra điện. Công suất điện được tạo ra bởi thế năng của
nước được tính theo công thức:
P = η*ρ*g*Q*H
Trong đó: P là công suất điện được tạo ra,
W; η là hiệu suất tuabin;
ρ là khối lượng riêng của nước, kg/m
3
;
g là gia tốc trọng trường, m/s
2
;
Buồng đốt
Máy phát
Tua-bin
Đ
ường ống dẫn
kh
í
bio
g
as
Kh
í

thảicủaquát
r
ì
nh cháy
Lò hơi Buồng ngưng Lưới điện
12

Q là lưu lượng dòng chảy trên một đơn vị thời gian, m
3
/s;
H là độ cao mực nước, m.
Có nhiều loại tuabin khác nhau được sử dụng trong nhà máy thủy điện nhỏ như là
Pelton, Turgo, Crossflow, Francis, và Kaplan. Mỗi loại được sử dụng với một độ cao mặt
nước khác nhau để đảm bảo tốc độ quay thích hợp của tuabin máy phát.
Phân loại các nhà máy thủy điện nhỏ:
• Theo dòng chảy:
o Thủy điện kiểu đập
o Thủy đi
ện kiểu kênh dẫn
• Theo công suất nhà máy:
o Từ 2.5MW tới 30MW: nhà máy thủy điện nhỏ
o Tử 100kW tới 2.5MW: nhà máy thủy điện mini
o Nhỏ hơn 100kW: máy phát thủy điện cực nhỏ.

Hình 1.5: Mô hình nhà máy thủy điện kiểu đập
Nguồn: Internet
Nguồn điện thủy điện nhỏ hiện nay đang phát triển nhanh và rộng rãi trên toàn
quốc. Hàng năm có thêm hàng chục nhà máy thủy điện nhỏ được đưa vào vận hành, bổ
sung lượng công suất và điện năng đáng kể vào hệ thống điện quốc gia. Các nguồn điện
này được đấu nối chủ yếu vào lưới điện trung áp, tập trung phần lớn tạ

i khu vực miền núi
phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ và Tây Nguyên.
Hồ chứa
Đ
ập
Máy phát
MB
A
Nhà máy điện
Lưới điện
C
ử
a nhận n
ư
ớ
c
Tu
y
ến NL
ư
ợ
ng
13


Hình 1.6: Mô hình nhà máy thủy điện kiểu kênh dẫn
Nguồn: www.hydromaxenergy.com
Một số tính chất của thủy điện nhỏ:
• Linh hoạt trong vận hành, có dự trữ quay nên có khả năng dự phòng cho các
trường hợp sự cố,

• Thủy điện kiểu kênh dẫn thân thiện với môi trường do không làm biến đổi dòng
chảy, không ảnh hưởng tới khu vực hạ lưu,
• Có ý nghĩa rất lớn trong chương trình điện khí hóa nông thôn và khu vực miền
núi. Ngoài nhi
ệm vụ phát điện, một số nhà máy thủy điện còn làm nhiệm vụ điều
tiết thủy lợi,
• Các nhà máy thủy điện nhỏ thường có hồ chứa nhỏ hoặc không có hồ chứa nên
công suất phát điện phụ thuộc rất lớn vào lưu lượng nước trên sông theo mùa, theo
thời điểm trong ngày.
1.5 Pin nhiên liệu (Fuel cell)
Pin nhiên liệu biến đổi khí hydrô hoặc nhiêu liệu có chứa hydrô thành năng lượng
điện và nhiệt thông qua phản ứng hóa học của hydrô với oxi thành nước. Các phản ứng
hóa học như sau:
z Trên cực anode: H
2
=> 4H
+
+ 4e
-

z Trên cực cathode: O
2
+ 4H
+
+ 4e
-
=> 2H
2
O
z Toàn bộ phản ứng: 2H

2
+ O
2
=> 2H
2
O + t
0

Hồ chứa nhỏ Đập tràn
Tuyến năng lượng

Nhà máy điện
Máy biến áp
Lưới điện
14


Hình 1.7: Nguyên lý làm việc của pin nhiên liệu loại axit phosphoric
Nguồn: Internet
Ưu điểm của pin nhiêu liệu này là hiệu suất cao, vận hành không có tiếng ồn, và
không gây ô nhiễm môi trường do nhiên liệu sử dụng là hydrô. Nhiên liệu hydrô được
chiết suất từ khí tự nhiên, dầu mỏ, và biomass. Các loại pin nhiên liệu chính được trình
bày trong bảng 1.1 dưới đây.
Bảng 1.1 : Đặc tính kỹ thuật của một số loại pin nhiên liệu
Loại Điện cực
Nhiệt độ làm
việc (°F) [33]
Hiệu suấ
t
điện

Lĩnh vực ứng
dụng
Phosphoric
Acid (PAFC)
Phosphoric
acid
175-200 40%
Giao thông và
phát điện
Molten
Carbonate
(MCFC)
Molten alkaline
carbonate
600-1000 50% Phát điện
Solid Oxide
(SOFC)
Inert metal
oxides
600-1000
60%
(hybrid)
Phát điện

Alkaline
(AFC)
Potassium
hydroxide
90-100 70% Vũ trụ
Proton

Exchange
Membrane
(PEM)
Polymer
membrane
60-100 40%
Giao thông và
phát điện
Hiện nay, Việt Nam chưa có hệ thống pin nhiên liệu công suất lớn đấu nối, hoạt
động song song trên lưới điện do giá thành của loại nguồn điện này còn rất cao. Khi yêu
cầu về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng cao, khái niệm “lưới điện thông minh” bắt đầu
được giới thiệu rộng rãi tại các thành phố lớn thì khả năng xuất hiện của hệ thống pin
nhiên liệu trong h
ệ thống điện Việt Nam sẽ không còn xa.
C
ự
c dư
ơ
n
g
C
ự
c âm
Chất đi
ệ
n
p
hân
Nhiên liệu H
y

dro
Ph
ụ
tải đi
ệ
n

Kh
í
Ox
y
N
ư
ớ
c
Dòn
g
electron
15

Một số tính chất của pin Hydrô:
• Hiệu suất cao so với các loại máy phát truyền thống (lớn hơn 60%),
• Tiếng ồn và mức độ ô nhiễm thấp, độ tin cậy cao nên thường được sử dụng làm
nguồn điện dự phòng tại khu vực đô thị hoặc trong “lưới điện thông minh”,
• Điện kháng bên trong máy phát tăng theo thời gian, vì vậy các thiết bị điện tử

công suất phải được sử dụng để điều chỉnh điện áp.
1.6 Nguồn điện sử dụng NLMT
Nguồn điện sử dụng năng lượng mặt trời gồm hai loại chính: nguồn điện pin
NLMT (PV) và nhà máy nhiệt điện NLMT.

Nguồn điện PV: gồm các dàn pin NLMT được đấu nối với nhau, mỗi dàn pin
NLMT được ghép từ các miếng pin rời rạc nối với nhau để biến đổi bức xạ mặt trời thành
dòng điện một chiều. Trong pin mặt trời, điệ
n áp được hình thành bằng các electron và
các hố điện tích ở trạng thái mất cân bằng khi có bức xạ mặt trời chiếu vào. Pin mặt trời
tạo ra dòng điện một chiều và chỉ phát điện khi có ánh sáng mặt trời. Do đó cần sử dụng
bộ nghịch lưu để chuyển đổi thành dòng xoay chiều và các bộ tích điện để phát điện vào
thời điểm khác.
Hệ thố
ng PV đấu nối vào lưới điện được chia làm hai loại chính là hệ thống PV
tích hợp, PV phát điện tập trung. Đối với hệ thống PV tích hợp, điện năng sản xuất bằng
các tấm pin năng lượng mặt trời thông qua bộ nghịch lưu biến đổi thành dòng điện xoay
chiều. Tại tủ phân phối, một phần điện năng được sử dụng cho các thiế
t bị trong một tòa
nhà hoặc khu vực dân cư. Phần điện năng dư thừa sẽ nạp điện các bộ tích điện như acquy
hoặc phát lên lưới điện, bán lại điện cho các công ty điện lực.

Hình 1.8: Sơ đồ nguyên lý hệ thống PV tích hợp
Nguồn: Internet



Dàn pin NL mặtt
r
ờ
i
Bộ nghịch
l
ư
u

Tủ phân
p
hối
Ph
ụ
tảit
ạ
ichỗ
Thiết bị đo
đếm
Lưới điện
phân phối
Công suất
thiếu
Công suất
d
ư
th
ừ
a
16

Đối với hệ thống PV phát điện tập trung, điện năng có thể được lưu trữ trong các
bộ acquy hoặc phát trực tiếp lên lưới điện.

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý hệ thống PV phát điện tập trung
Nguồn: Internet
Hiện nay, nguồn điện PV đang được ứng dụng tại một số khu vực mà lưới điện
quốc gia không thể cấp điện như khu vực hải đảo, vùng núi cao Quy mô những nguồn
điện này không lớn, đấu nối vào lưới hạ áp cấp điện cho một khu vực dân cư và hoạt

động độc lập với lưới điện quốc gia. Tuy nhiên, Việt Nam có tiề
m năng lớn để phát triển
nguồn năng lượng mặt trời nên hiện nay đã có một số dự án nguồn điện PV có quy mô
lớn, đấu nối vào lưới điện quốc gia đang dự kiến được triển khai.
Một số tính chất của nguồn điện pin NLMT:
• Chi phí vận hành thấp, không có khí thải,
• Độ tin cậy cao và ít phải bảo dưỡng,
• Chấ
t lượng điện năng không cao,
• Hiệu suất trong phòng thí nghiệm là 24% nhưng trong thực tế là 10%,
• Chi phí đầu tư cao, công suất phát thấp so với các dạng nguồn phân tán khác do
phụ thuộc vào thời tiết và thời gian trong ngày.
Nhà máy nhiệt điện NLMT: Hoạt động với nguyên lý như một nhà máy nhiệt điện
thông thường trong đó năng lượng sơ cấp biến đổi nước thành hơi là nhiệt năng t
ừ ánh
sáng mặt trời. Nguyên lý hoạt động của nhà máy được trình bày trong hình 1.10. Hiện
nay Việt Nam chưa có nhà máy nhiệt điện NLMT nhưng qua nghiên cứu bước đầu cho
thấy có một số địa điểm thích hợp để xây dựng nhà máy điện loại này tại khu vực Trung
Trung Bộ và Nam Trung Bộ.






Dàn pin NL mặtt
r
ờ
i
Tủ đấu

n
ố
i
B
v
ệ
chống
chạm đất
MCắt
DC
Bộ
nghịch
lưu
DC/AC
MCắt
AC
Sân
phân
phối
L
ư
ớ
i
đi
ệ
n
17


Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điện NLMT

Nguồn: Internet
1.7 Tuabin gió
Năng lượng gió được xếp vào nguồn phân tán vì công suất và vị trí của nhiều
trang trại gió thích hợp khi đấu nối vào lưới điện phân phối. Tuabin gió gồm rôto, máy
phát, cánh quạt, các thiết bị định hướng và ghép nối. Khi gió thổi vào các cánh quạt theo
nguyên lý động lực học làm quay rôto. Lượng công suất điện phát ra phụ thuộc vào tốc
độ gió và diện tích bao phủ của vùng cánh quạt. Hiện nay, có nhiều phân loại khác nhau
về mô hình tua-bin máy phát điện gió nhưng có th
ể chia làm ba loại chính sau[14]:
• Tua-bin gió có vận tốc không đổi (Fixed-Speed Wind Turbine)

Hình 1.10: Mô hình tua-bin gió có vận tốc không đổi
Trong mô hình này, máy phát điện không đồng bộ được nối trực tiếp với lưới như
trong hình vẽ trên. Bộ điều tốc (Gear-box) có vai trò biến đổi tăng tốc độ quay của tua-
bin gió phù hợp với tốc độ của rô-to máy phát điện. Máy biến áp được sử dụng để nâng
điện áp máy phát lên điện áp của lưới điện đấu nối hoặc
điện áp hệ thống gom. Trong mô
hình này, hệ thống tụ được đặt tại đầu ra của máy phát để bù công suất phản kháng mà
Bộ tụ
Máy biếnáp
Điều
tốc
Dàn hấp thụ nhiệt NLMT
Máy phát điện và MBA
Hơi quá nhiệt
Bộ gia nhiệt bổ
sung
Nước làm mát
Nước cấp
Bộ sinh hơi

Môi chất trao đổi nhiệt
18

máy phát không đồng bộ tiêu thụ. Tốc độ của máy phát được xác định bởi tần số của hệ
thống và số đôi cực của máy phát. Đây chính là mô hình đơn giản nhất và có giá thành
thấp nhất trong các mô hình máy phát điện gió nhưng mô hình này có rất nhiều hạn chế.
Trong đó hạn chế lớn nhất là mô hình này không có khả năng điều khiển công suất phản
kháng (hay hệ số công suất) của máy phát, do đó mô hình này
đòi hỏi phải có nguồn
công suất phản kháng trong hệ thống có khả năng điều khiển được.
• Tua-bin gió có vận tốc biến đổi chỉnh lưu toàn phần (Variable-Speed Wind
Turbine with Full Converter)

Hình 1.11: Mô hình tua-bin gió có vận tốc biến đổi chỉnh lưu toàn phần
Trong mô hình này, máy phát điện được nối với lưới qua một bộ chỉnh lưu điện tử
công suất. Bộ chỉnh lưu công suất này được nối trực tiếp với stato của máy phát nên bộ
chỉnh lưu công suất này phải có khả năng biến đổi toàn bộ công suất từ máy phát điện
phát lên lưới. Máy phát điệ
n trong mô hình này có thể là máy phát không đồng bộ hoặc
máy phát đồng bộ. Bộ điều tốc trong mô hình này có thể được loại bỏ hoặc đơn giản hóa
nếu sử dụng máy phát đồng bộ nhiều cực. Mô hình tua-bin gió này có khả năng linh hoạt
về điều khiển công suất phản kháng. Hạn chế của mô hình này là công suất phát phụ
thuộc vào công suất của hệ thống chỉnh lưu nên sẽ làm tăng giá thành đầu t
ư và tăng tổn
thất qua bộ chỉnh lưu đối với tua-bin gió có công suất lớn.
• Tua-bin gió có vận tốc biến đổi chỉnh lưu một phần (Variable-Speed Wind
Turbine with Doubly-Fed Induction Generator)

Hình 1.12: Mô hình tua-bin gió có vận tốc biến đổi chỉnh lưu một phần
Điều

tốc
Bộ biến đổi điện
tử công suất
Máy biến áp
Bộ biến đổi điện
tử công suất
Máy biến áp
Điều
tốc
19

Mô hình này cũng sử dụng một bộ chỉnh lưu điện tử công suất nhưng điểm khác
nhau chính so với mô hình chỉnh lưu toàn phần là bộ chỉnh lưu này được nối với rô-to
của máy phát không đồng bộ, còn stato của máy phát được nối trực tiếp với lưới. Mô
hình này không những giữ được khả năng điều chỉnh công suất phản kháng của máy phát
mà còn giảm chi phí đầu tư và t
ổn thất công suất qua bộ chỉnh lưu điện tử công suất do
chỉ một phần công suất công suất của máy phát (thông thường từ 20-30%) đi qua bộ biến
đổi này. Mô hình này thích hợp cho những tua-bin gió có công suất lớn.
Việt Nam hiện có duy nhất một nhà máy điện gió đang hoạt động đấu nối vào lưới
điện 110kV: dự án Nhà máy phong điện Tuy Phong - Bình Thuận 20x1,5 MW (công suất
cả dự án) của Công ty cổ ph
ần Năng lượng tái tạo Việt Nam (REVN). Hiện nay có năm
tuabin gió (5x1,5 MW) đang vận hành hòa điện, đấu nối và cung cấp điện cho hệ thống
điện quốc gia từ tháng 8/2009. Ngoài ra còn có nhiều dự án điện gió khác đang được
triển khai đầu tư sẽ sớm đưa các nhà máy điện tua-bin gió này vào vận hành như nhà máy
điện gió Phước Hữu, nhà máy điện gió Ninh Thuận
Một số đặc tính của n
ăng lượng gió:
• Không phát thải ra khí thải ô nhiễm,

• Không thể sử dụng với các ứng dụng trong chu trình nhiệt điện hỗn hợp (CHP),
• Lượng điện sản xuất phụ thuộc vào tốc độ gió, do đó không thể sử dụng để phủ
đỉnh đồ thị phụ tải,
• Các tuabin gió sử dụng máy phát không đồng bộ để sản xuất ra công suất tác dụ
ng
nhưng lại tiêu thụ công suất phản kháng,
• Gây ra dao động điện áp do công suất phát thay đổi theo tốc độ gió,
• Ngoài ra, tua-bin gió còn có thể gây ra tiếng ồn hoặc ảnh hưởng đến cảnh quan
của khu vực được lắp đặt.









20

Chương 2: TÁC ĐỘNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN ĐẾN
HỆ THỐNG ĐIỆN
2.1 Lợi ích nguồn điện phân tán
Nguồn điện phân tán đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ thống điện.
Nguồn điện phân tán nói chung và nguồn điện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo nói
riêng đang đem lại nhiều lợi ích to lớn về kinh tế, đặc biệt đối với thị trường điện tự do,
lợi ích về môi trường, cũng như góp phần đảm bảo an ninh năng lượng của mỗ
i quốc gia.
Những lợi ích này không chỉ có ý nghĩa tại thời điểm hiện tại mà cho cả tương lai lâu dài.
Do đó đầu tư phát triển vào lĩnh vực nguồn phân tán đang trở thành một xu thế

trên toàn thế giới. Nguyên nhân chủ yếu của xu thế này là do:
- Nguồn điện phân tán sẽ có đóng góp ngày càng quan trọng vào đảm bảo an ninh
năng lượng quốc gia đặc biệt đối với những quố
c gia phụ thuộc phần lớn vào năng
lượng nhập khẩu. Đa số nguồn điện phân tán đều sử dụng năng lượng sơ cấp tại
chỗ nên không bị phụ thuộc vào năng lượng sơ cấp nhập khẩu. Trong khi đó, tình
hình thế giới hiện tại và tương lai có nhiều biến động về kinh tế, chính trị ảnh
hưởng trực tiếp đến
đến nguồn cung cấp năng lượng sơ cấp truyền thống như than
đá, dầu, khí trên thị trường thế giới. Giá các loại nhiên liệu hóa thạch có xu hướng
tăng cao khó lường dẫn tới chi phí sản xuất điện năng tăng cao
- Giãn tiến độ đầu tư của nền kinh tế vào hệ thống truyền tải, phân phối điện cũng
như giảm gánh nặng cho
đầu tư vào hệ thống nguồn điện. Ngoài ra, do công suất
nhỏ, cho nên các nguồn phân tán có thời gian xây dựng ngắn, giảm thiểu nguy cơ
rủi ro trong thực hiện quy hoạch, kế hoạch xây dựng nguồn điện mới so với các
nhà máy điện công suất lớn.
- Về mặt kĩ thuật, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống đ
iều khiển
và tự động hóa, làm cho việc vận hành và điều khiển các nguồn phân tán trở nên
linh hoạt và tin cậy. Nguồn điện phân tán có thể đóng vai trò là nguồn dự phòng
hoặc phủ đỉnh để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cũng như nâng cao chất
lượng điện năng của cả khách hàng và đơn vị phân phối điện.
- Nguồn đ
iện phân tán sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời, thủy
điện nhỏ, tuabin gió… là những công nghệ thân thiện với môi trường, giảm thiểu
sự phát thải khí nhà kính, khí CO, NO
x
, SO
x

ra môi trường. Từ đó góp phần quan
trọng trong việc thực hiện các cam kết quốc tế của mỗi quốc gia về môi trường và
biến đổi khí hậu toàn cầu.
- Hơn nữa, nguồn phân tán còn khuyến khích cạnh tranh trong thị trường phát điện
do thời gian thu hồi vốn nhanh (so với các dự án về truyền tải và các nhà máy phát
điện công suất lớn) và cung cấp điện trực tiếp tới các h
ộ phụ tải và đơn vị phân
phối điện.
21

2.2 Ảnh hưởng của nguồn điện phân tán
Mặc dù nguồn điện phân tán đem lại nhiều lợi ích cho hệ thống điện nhưng chúng
cũng gây ra những ảnh hưởng nhất định. Những ảnh hưởng này được phân tích trên hai
mặt kinh tế và kĩ thuật.
2.2.1 Ảnh hưởng về kinh tế
Về kinh tế, một số nguồn phân tán có công suất phát biến thiên rất lớn trong ngày
(thay đổi từ 0 đến P
max
), phụ thuộc vào các yếu tố thời tiết, khí hậu như tua-bin gió, hệ
thống PV, thủy điện nhỏ… Do đó, trong quy hoạch phát triển hệ thống điện vẫn phải tính
toán phát triển dự phòng cả nguồn điện và lưới điện để đáp ứng được nhu cầu phụ tải
ngay cả khi những nguồn phân tán không hoạt động. Như vậy, trong một số trườ
ng hợp
ngành điện phải đầu tư khối lượng lớn hơn cho cả nguồn điện và lưới điện nhưng hiệu
suất sử dụng lại không cao.
Đa số nguồn phân tán sử dụng công nghệ mới đều đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cao
hơn so với công nghệ truyền thống. Điện năng sản xuất của nhữ
ng loại nguồn điện này
lại không lớn nên thời gian thu hồi vốn lâu. Giá thành điện sản xuất của nguồn điện phân
tán sử dụng công nghệ mới chưa cạnh tranh được so với các nguồn điện truyền thống

khác. Chính phủ muốn phát triển những loại nguồn phân tán này phải có chính sách trợ
giá, cũng như những chính sách ưu đãi đặc biệt khác. Những chính sách này có thể góp
phầ
n làm tăng gánh nặng tài chính và thâm hụt ngân sách quốc gia…
2.2.2 Ảnh hưởng về kĩ thuật
Về kĩ thuật, nguồn phân tán cũng có ảnh hưởng tới cấu trúc lưới điện, ổn định
điện áp, thay đổi dòng ngắn mạch và hệ thống bảo vệ rơle, máy biến áp vận hành với chế
độ dòng công suất ngược so với thiết kế ban đầu, dao động điện áp trong các chế độ làm
việc của nguồn điện, tác động đến một số chỉ tiêu của chất lượng điện năng đối với khách
hàng dùng điện và các nhà cung cấp điện…
a) Quá tải lưới điện
Đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới phân phối sẽ làm thay đổi dòng công suất
trên lưới điện. Trong nhiều trường hợp những thay đổi này là tích cực khi làm giảm dòng
công su
ất mang tải của lưới điện. Tuy nhiên, nếu quy hoạch lưới điện phân phối không
được thực hiện tốt hoặc phương án đấu nối chưa xem xét tính toán kĩ thì nguồn phân tán
sẽ làm tăng dòng công suất trên lưới. Dòng công suất khi nguồn điện đi vào hoạt động có
22

thể vượt giá trị mang tải định mức các thiết bị trên lưới điện, gây quá tải cục bộ cho lưới
phân phối trong một số chế độ vận hành.
b) Điều khiển điện áp
Trong các chế độ hoạt động khác nhau của nguồn điện phân phối, những nguồn
điện này sẽ tác động đến quá trình điều khiển điện áp của l
ưới điện. Nguồn điện này có
thể làm điện áp trên lưới tăng cao, sụt xuống thấp hoặc gây dao động điện áp trên lưới
điện.
Hình vẽ dưới đây minh họa dao động điện áp phụ thuộc vào công suất phát tác
dụng của nguồn điện phân tán.

Hình 2.1: Sự dao động điện áp theo dòng công suất phát vào lưới
Điện áp tăng cao: Nguồn điện phân tán phát công suất tác dụng và công suất phản
kháng vào hệ thống, có xu hướng làm tăng giá trị điện áp trên lưới. Đối với lưới phân
phối trung áp, đơn vị vận hành lưới điện thường không áp dụng phương pháp điều chỉnh
23

điện áp dưới tải. Phương pháp điều chỉnh điện áp này khiến điện áp trên lưới phân phối
trung áp chỉ có thể thích ứng với những biến đổi nhỏ của nguồn phân tán mà không làm
điện áp trên lưới vượt ra ngoài dải điện áp cho phép. Trong khi công suất phát của nguồn
phân tán lại có thể thay đổi liên tục theo từng giờ, theo từng ngày. Do đó, điện áp trên
lưới điện có nguồn
điện phân tán đấu nối vào thường tăng cao trong một số chế độ vận
hành của lưới điện.
Điện áp giảm thấp: Điện áp trên lưới phân phối có thể đột ngột giảm thấp do một
số nguyên nhân như quá trình khởi động nguồn phân tán, khi đóng cắt một nhánh, khởi
động động cơ, cắt máy phát điện ra khỏi lưới, hoặc khi xảy ra ngắn mạ
ch trên lưới. Các
nguồn điện phân tán sử dụng máy phát điện không đồng bộ nếu không được bù sẽ khi
hoạt động sẽ tiêu thụ một lượng công suất phản kháng nhất định. Gây ra hiện tượng sụt
giảm điện áp trên lưới, ảnh hưởng tới khả năng làm việc của các thiết bị phụ tải. Trường
hợp nặng hơn có thể xảy ra sụp
đổ điện áp của các nguồn phân tán.
c) Thay đổi dòng ngắn mạch và hệ thống bảo vệ
Nguồn điện phân tán được đấu nối vào lưới điện phân phối sẽ làm tăng dòng ngắn
mạch trên lưới điện khi vận hành đặc biệt tại các vị trí gần điểm đấu nối. Dòng ngắn
mạch trên lưới tăng là do dòng điện từ máy phát khi có sự cố
. Nếu dòng ngắn mạch trên
lưới trước khi nguồn phân tán mới đấu nối đã gần đạt đến giá trị dòng ngắn mạch quy
định thì giá trị dòng ngắn mạch trên lưới có thể vượt giá trị quy định khi nguồn điện mới

này được đấu nối vào lưới.


Hình 2.2: Thay đổi dòng ngắn mạch khi đấu nối nguồn điện phân tán vào lưới điện
Dòng ngắn mạch
thiết kế
Nguồn phân tán mới
Thời gian
I
nmmin
I
nm hiện tại
I
nm max
(theo quy định)
I
nm
24

Thay đổi hệ thống bảo vệ của lưới điện: tăng dòng ngắn mạch trên lưới sẽ tác
động đến hệ thống bảo vệ của lưới điện như làm thay đổi sự phối hợp của hệ thống các
thiết bị bảo vệ, thay đổi tính chọn lọc của rơ-le, thay đổi đặc tính thời gian của thiết bị tự
động
đóng lại, thay đổi đến sự an toàn của hệ thống bảo vệ và thay đổi vùng tác động của
rơ-le bảo vệ. Cụ thể như sau:
- Thay đổi sự phối hợp của các thiết bị bảo vệ:

Hình 2.3: Sơ đồ minh họa tác động của nguồn điện phân tán đến hệ thống bảo vệ
Trong đó:
BB, BA: Máy cắt DG1, DG2, DG3: Nguồn điện phân tán FA, FB: Cầu chì

Xét sơ đồ cho một lưới trung áp ba pha với xuất tuyến 35kV hình tia, được đấu nối
với hệ thống điện qua TBA 110kV như hình vẽ trên. Trước khi nguồn điện DG1 được
đấu nối vào lưới điện, nếu sự
cố xảy ra tại điểm 1, bảo vệ FA sẽ tác động trước bảo vệ
FB do dòng ngắn mạch từ lưới trên chảy xuống điểm sự cố. Khi nguồn điện DG1 được
đấu nối vào lưới điện theo sơ đồ như trên sẽ xuất hiện dòng ngắn mạch từ nguồn DG1
chảy đến điểm sự cố. Khi đó bảo v
ệ FB có thể tác động trước bảo vệ FA.
Điểm sự cố 1
Điểm sự cố 2

Vùng bảo vệ thông thường của rơ-le
Vùng bảo vệ của rơ-le sau khi
có n
g
uồn
p
hân tán
Điểm sự cố 1
Điểm sự cố 2

Vùng bảo vệ thông thường của rơ-le
Vùng bảo vệ của rơ-le sau khi
có n
g
uồn
p
hân tán