Đánh giá ảnh hưởng mức độ thâm nhập của nguồn điện mặt trời trên lưới điện phân phối huyện gia lâm

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

TRƢƠNG ĐẠI DƢƠNG

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ
THÂM NHẬP CỦA NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
HUYỆN GIA LÂM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

HÀ NỘI, 2023


BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

TRƢƠNG ĐẠI DƢƠNG

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ
THÂM NHẬP CỦA NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
HUYỆN GIA LÂM
Chuyên ngành

: Kỹ Thuật Điện

Mã số

: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Trần Anh Tùng

HÀ NỘI, 2023


LỜI CẢM ƠN
Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới TS. Trần Anh Tùng đã tận tình hƣớng dẫn
để hồn thành luận văn, đồng thời tác giả cũng bày tỏ lịng cảm ơn tới
Thầy/Cơ giảng dạy trong suốt q trình học tập tại trƣờng Đại học Điện lực.
Tác giả bày tỏ lòng cảm ơn tới đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho công việc học tập và nghiên cứu.
Tác giả bày tỏ lịng cảm ơn tới các Cơng ty Điện lực Gia Lâm đã giúp
đỡ, cung cấp số liệu phục vụ cho q trình nghiên cứu.
Tơi xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023
Tác giả

Trƣơng Đại Dƣơng


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả cam đoan đã sử dụng các tài liệu tham khảo của các tác giả, các
nhà khoa học và các luận văn đƣợc trích dẫn trong phụ lục ―Tài liệu tham
khảo‖ cho việc nghiên cứu và viết luận văn của mình.
Tác giả cam đoan về các số liệu và kết quả tính tốn đƣợc trình bày
trong luận văn là hồn tồn do tác giả tự tìm hiểu và thực hiện trong quá
trình nghiên cứu và viết luận văn của mình, khơng sao chép và chƣa đƣợc sử
dụng cho đề tài luận văn nào khác.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2023
Tác giả

Trƣơng Đại Dƣơng


MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................... i
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ i
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................... iii
I. MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài ..................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................1
3. Nhiệm vụ nghiên cứu: ..........................................................................................1
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................................2

II. NỘI DUNG .................................................................................................. 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI TRÊN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ......................................................... 3
1.1. Tổng quan nghiên cứu trong nƣớc ..................................................................3
1.2. Tổng quan nghiên cứu ngoài nƣớc ..................................................................5
1.2.1. Tổn thất công suất .......................................................................................6
1.2.2. Trào lƣu công suất ngƣợc ...........................................................................6
1.2.3. Sự tăng điện áp ............................................................................................7
1.2.4. Biến động công suất phản kháng ................................................................7
1.2.5. Tần số ..........................................................................................................8
1.2.6. Ổn định động của điện áp ...........................................................................8

1.2.7. Dòng điện sự cố ..........................................................................................9
1.2.8. Phát hiện sự cố ..........................................................................................10
1.3. Nghiên cứu các tiêu chuẩn về chất lƣợng điện áp trên lƣới điện phân phối
..................................................................................................................................10
1.3.1. Tiêu chuẩn Việt Nam ................................................................................10
1.3.2. Tiêu chuẩn IEC 60038-2009 .....................................................................13
1.3.3. Tiêu chuẩn Châu Âu .................................................................................21
1.3.4. Tiêu chuẩn IEEE .......................................................................................25
1.4. Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất lƣợng điện áp tới phụ tải và hệ thống điện
..................................................................................................................................28
i


1.4.1. Ảnh hƣởng đến phụ tải tiêu thụ điện .........................................................28
1.4.2. Ảnh hƣởng đến hệ thống điện ...................................................................29
1.5. Một số giải pháp để nâng cao mức độ thâm nhập của điện mặt trời trên
lƣới điện ...................................................................................................................30
1.5.1. Quản lý nhu cầu ........................................................................................30
1.5.2. Bộ điều áp dƣới tải ....................................................................................31
1.5.3. Điều khiển công suất phản kháng .............................................................32
1.5.4. Hệ thống tích trữ năng lƣợng ....................................................................33
1.5.5. Bộ biến tần thông minh .............................................................................33
1.6. Đặc điểm bức xạ mặt trời tại Việt Nam ........................................................34
1.7. Kết luận chƣơng 1 ........................................................................................... 36

CHƯƠNG 2: MƠ HÌNH MƠ PHỎNG NGUỒN ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI
LƢỚI BẰNG CHƢƠNG TRÌNH QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ ................................. 37
2.1. Giới thiệu chƣơng trình quá độ điện từ EMTP-RV.....................................37
2.2. Mơ hình mơ phỏng xuất tuyến 483E1.38 của cơng ty điện lực Gia Lâm ...38
2.2.1. Mô phỏng các phần tử của lƣới điện .........................................................42

2.2.2. Mơ hình mơ phỏng xuất tuyến trong các kịch bản có mức độ thâm nhập
PV khác nhau ......................................................................................................44
2.3. Kết luận chƣơng 2 ........................................................................................... 48

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ẢNH HƢỞNG NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI NỐI LƢỚI ĐẾN XUẤT TUYẾN 483E1.38 ........................................ 49
3.1. Ảnh hƣởng của mức độ thâm nhập của điện mặt trời tới điện áp .............49
3.2. Ảnh hƣởng của mức độ thâm nhập của điện mặt trời tới tổn thất công
suất trên lƣới ...........................................................................................................52
3.3. Ảnh hƣởng của mức độ thâm nhập của điện mặt trời tới dòng điện ngắn
mạch .........................................................................................................................53
3.4. Kết luận chƣơng 3 ........................................................................................... 58

III. KẾT LUẬN .............................................................................................. 59
DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................. 61

ii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Nguyên nghĩa

1

DG

Distributed Generation

2

PV

Photovoltaic

3

RPF

Reverse Power Flow

4

BVRL

Bảo vệ rơ le

5

PCC

Point of Common Coupling

6

OLTC

On Load Tap Changer

STT

i


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Sự thay đổi của dòng ngắn mạch phụ thuộc vào mức độ thâm nhập của PV.
.........................................................................................................................9
Bảng 1-2: Độ biến dạng sóng hài điện áp. ....................................................................12
Bảng 1-3: Mức nhấp nháy điện áp. ...............................................................................12
Bảng 1-4: Hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định từ 100 V tới 1000 V ..........15
Bảng 1-5: Hệ thống điện dùng cho phƣơng tiện vận tải dùng điện một chiều và phƣơng
tiện vận tải dùng điện xoay chiều .................................................................17
Bảng 1-6: Hệ thống xoay chiều ba pha có điện áp danh định trong khoảng 1÷35 kV và
các thiết bị liên quan. ....................................................................................18
Bảng 1-7: Hệ thống ba pha xoay chiều có điện áp danh định trong khoảng 35
kV÷230kV và các thiết bị liên quan .............................................................. 19
Bảng 1-8: Hệ thống ba pha xoay chiều có điện áp cao nhất dùng cho thiết bị vƣợt quá
245 kV ...........................................................................................................20
Bảng 1-9: Hệ thống điện dùng cho phƣơng tiện vận tải dùng điện một chiều và phƣơng
tiện vận tải dùng điện xoay chiều .................................................................21
Bảng 1-10: Hệ thống ba pha xoay chiều có điện áp danh định trong khoảng 1÷35 kV
và thiết bị có liên quan ..................................................................................22
Bảng 1-11: Hệ thống ba pha xoay chiều có điện áp danh định trên 35 kV nhƣng không
vƣợt quá 230 kV và thiết bị có liên quan* ....................................................23
Bảng 1-12: Thiết bị có điện áp danh định thấp hơn 120V xoay chiều hoặc thấp hơn
750V một chiều ............................................................................................. 23
Bảng 2-1: Các kịch bản về cơng suất trạm biến áp có PV và vị trí đặt của nguồn mặt
trời trên xuất tuyến. .......................................................................................38
Bảng 2-2: Thông số mô phỏng nguồn điện. ..................................................................42

Bảng 3-1: Mức độ quá áp trong các kịch bản có mức độ thâm nhập PV khác nhau trên
xuất tuyến 483E1.38......................................................................................52
Bảng 3-2: Tổn thất công suất tác dụng trong các kịch bản có mức độ thâm nhập PV
khác nhau. .....................................................................................................53

ii


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1: Ƣớc tính lƣợng cơng suất PV đến năm 2023 .............................................5
Hình 1-2: Mật độ bức xạ mặt trời tại các khu vực của Việt Nam [61].....................35
Hình 2-1: Minh họa mơ phỏng lƣới điện tích hợp nguồn điện mặt trời bằng EMTPRV .............................................................................................................38
Hình 2-2: Thơng số mơ phỏng các module PV trên xuất tuyến. ...............................39
Hình 2-3: Đặc tính V-P của các tấm pin mặt trời đƣợc mơ phỏng. .........................39
Hình 2-4: Thơng số bộ điều khiển inverter. ..............................................................40
Hình 2-5: Sơ đồ khối thuật tốn vịng khóa pha PLL. ..............................................41
Hình 2-6: Thơng số mơ phỏng của một cụm điện mặt trời điển hình trên xuất tuyến
483E1.38. ..................................................................................................42
Hình 2-7: Thơng số các đoạn đƣờng dây trên xuất tuyến 483E1.38. .......................43
Hình 2-8: Thông số mô phỏng phụ tải tại 1 trạm biến áp trên xuất tuyến 483E1.38.
..................................................................................................................44
Hình 2-9: Mơ hình xuất tuyến 483E1.38 khi khơng có nguồn mặt trời (kịch bản cơ
sở). ............................................................................................................45
Hình 2-10: Mơ hình xuất tuyến 483E1.38 trong các kịch bản 2, 4, 6, 8 với nguồn
mặt trời nằm giữa xuất tuyến. ..................................................................46
Hình 2-11: Mơ hình xuất tuyến 483E1.38 trong các kịch bản 3, 5, 7, 9 với nguồn
mặt trời nằm đầu và cuối xuất tuyến. .......................................................47
Hình 3-1: Phân bố điện áp trên xuất tuyến trong các kịch bản 1;2 và 3..................49
Hình 3-2: Phân bố điện áp trên xuất tuyến trong các kịch bản 1;4 và 5..................50
Hình 3-3: Phân bố điện áp trên xuất tuyến trong các kịch bản 1;6 và 7..................51

Hình 3-4: Phân bố điện áp trên xuất tuyến trong các kịch bản 1;8 và 9..................51
Hình 3-5: Mơ phỏng ngắn mạch 3 pha trên xuất tuyến. ...........................................54
Hình 3-6: Thơng số ngắn mạch ba pha trên xuất tuyến............................................55
Hình 3-7: Dòng ngắn mạch 3 pha (pha A) của kịch bản cơ sở (màu xanh) và kịch
bản 7,5MVA PV nằm giữa xuất tuyến. .....................................................55
Hình 3-8: Dịng ngắn mạch 3 pha (pha A) của kịch bản cơ sở (màu xanh) và kịch
bản 10MVA PV nằm giữa xuất tuyến. ......................................................56

iii


Hình 3-9: Dịng ngắn mạch 3 pha (pha A) của kịch bản cơ sở (màu xanh) và kịch
bản 12,5 MVA PV nằm giữa xuất tuyến. ..................................................56
Hình 3-10: Dịng ngắn mạch 3 pha (pha A) của kịch bản cơ sở (màu xanh) và kịch
bản 30 MVA PV nằm giữa xuất tuyến. .....................................................57
Hình 3-11: Tổng hợp trị số dịng ngắn mạch trong các kịch bản có và khơng có các
hệ PV.........................................................................................................57

iv


I. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển của nguồn điện phân tán nói chung và nguồn điện mặt trời nói
riêng là tất yếu trong bối cảnh các nguồn năng lƣợng truyền thống dần cạn kiệt cũng
nhƣ để đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng lớn.
Sự có mặt của các nguồn điện mặt trời ngày càng sâu rộng trên lƣới điện phân
phối bên cạnh lợi ích rất lớn về khả năng đáp ứng nhu cầu điện năng, giảm tổn thất
nhờ rút ngắn khoảng cách tải điện, hiệu ứng xanh cho mơi trƣờng cịn dẫn đến một
số vấn đề kỹ thuật cần đƣợc nghiên cứu làm rõ.

Các vấn đề này xoay quanh khả năng thích ứng của lƣới điện phân phối trong
hình thái mới khi lúc này ngồi nguồn điện từ các trạm biến áp 110kV còn xuất hiện
thêm rất nhiều nguồn điện phân tán đặt trên xuất tuyến đấu nối vào các đƣờng trục
hoặc nhánh rẽ thông qua các máy biến áp phân phối.
Trong bối cảnh đó, khả năng tải của các đƣờng dây cần phải đƣợc xem xét và
kiểm tra cẩn thận. Mặt khác, vấn đề bảo vệ lƣới điện khi sự cố xảy ra cũng thay đổi
về bản chất khi xuất hiện các dịng cơng suất ngƣợc trong lƣới.
Bên cạnh đó, sự phân bố điện áp trong lƣới điện lúc này cũng thay đổi rất nhiều
phụ thuộc vào mật độ nguồn mặt trời tính theo đơn vị diện tích và cơng suất của các
cụm nguồn này.
Trƣớc những thách thức trên, việc nghiên cứu mức độ thâm nhập của nguồn
điện mặt trời đến các chỉ tiêu kỹ thuật là hết sức cần thiết cho công tác quy hoạch,
thiết kế và vận hành lƣới điện phân phối trong tình hình mới.

2. Mục đích nghiên cứu
Đánh giá ảnh hƣởng của mức độ thâm nhập của nguồn mặt trời tới trào lƣu công
suất (khả năng tải) của một xuất tuyến trung áp.
Đánh giá ảnh hƣởng của mức độ thâm nhập của nguồn mặt trời tới phân bố điện
áp của xuất tuyến trung áp nói trên.
Khuyến cáo về mật độ hoặc vị trí đặt các nguồn điện mặt trời trên xuất tuyến
trung áp nói trên.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
Tổng hợp các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về các vấn đề liên quan đến mục
tiêu nghiên cứu của đề tài;
1


Thu thập dữ liệu đặc tính bức xạ mặt trời tại khu vực địa lý nghiên cứu; thu thập
dữ liệu các hệ thống pin mặt trời điển hình;

Nghiên cứu các mơ hình mơ phỏng nguồn điện, nguồn mặt trời, tải, đƣờng dây
trong chƣơng trình q độ điện từ EMTP-RV;
Phân tích kịch bản xuất hiện nguồn mặt trời trên xuất tuyến nghiên cứu.

4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Xác định mức độ thâm nhập tối đa của nguồn mặt trời trên xuất tuyến này.
Xác định ảnh hƣởng của từng mức độ thâm nhập của nguồn mặt trời tới phân bố
điện áp của xuất tuyến trung áp nói trên.
Sau khi xác định đƣợc mức độ thâm nhập tối đa sẽ đánh giá về ảnh hƣởng của
vị trí nguồn mặt trời tới tổn thất cơng suất, dịng ngắn mạch của xuất tuyến.

5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp tổng hợp dữ liệu.
Phƣơng pháp mơ phỏng sử dụng chƣơng trình q độ điện từ EMTP-RV.
Phƣơng pháp phân tích và đánh giá.

II. NỘI DUNG
Luận văn bao gồm: Phần mở đầu, kết luận, phụ lục, danh mục tài liệu tham
khảo, và nội dung của đề tài có 03 chƣơng sau:
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƢỞNG CỦA NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI TRÊN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
CHƢƠNG II: MƠ HÌNH MƠ PHỎNG NGUỒN ĐIỆN MẶT TRỜI NỐI LƢỚI
BẰNG CHƢƠNG TRÌNH Q ĐỘ ĐIỆN TỪ
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG ẢNH HƢỞNG NGUỒN ĐIỆN MẶT
TRỜI NỐI LƢỚI ĐẾN XUẤT TUYẾN 483E1.38

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN

ĐIỆN MẶT TRỜI TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
1.1. Tổng quan nghiên cứu trong nƣớc
Việt Nam đƣợc xem là một quốc gia có tiềm năng rất lớn về năng lƣợng mặt
trời, ở khu vực miền trung và miền nam của đất nƣớc, với cƣờng độ bức xạ mặt trời
trung bình khoảng 5 kWh/m2/ngày, đặc biệt, số ngày nắng trung bình trên các tỉnh
miền trung và miền nam vào khoảng 300 ngày/năm. Năng lƣợng mặt trời đƣợc sử
dụng chủ yếu cho các mục đích sản xuất điện và cung cấp nhiệt.
Tính đến năm 2020, tổng công suất lắp đặt năng lƣợng mặt trời ở Việt Nam đã
vƣợt 16,6 GW, chiếm 24 % tổng công suất lắp đặt của lƣới điện quốc gia. Theo dự
thảo gần đây của Quy hoạch Năng lƣợng Việt Nam (PDP) VIII, đến năm 2030 điện
mặt trời 18,6 GW và điện gió là 18 GW (30% tổng cơng suất lắp đặt sẽ đƣợc kết nối
vào lƣới điện).
Theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh, Chính phủ chủ trƣơng khuyến khích đẩy
nhanh phát triển nguồn điện sử dụng NLMT, bao gồm cả nguồn tập trung lắp đặt
trên mặt đất và nguồn phân tán lắp đặt trên mái nhà; đƣa tổng công suất nguồn điện
mặt trời từ mức không đáng kể từ năm 2016 lên khoảng 850 MW vào năm 2020,
khoảng 4.000MW vào năm 2025 và khoảng 12.000 MW vào năm 2030. Tuy nhiên,
trong 2 năm gần đây triển khai Quyết định số 11/2017/QĐ-TTg của Thủ tƣớng
Chính phủ, về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam,
đã tạo ra ―cú hích‖ với hàng loạt dự án đầu tƣ sắp đi vào hoạt động. Dữ liệu đến hết
tháng 9/2018 của Bộ Công Thƣơng cho biết, 121 dự án đƣợc phê duyệt bổ sung vào
quy hoạch điện quốc gia và cấp tỉnh với tổng công suất phát điện đến 2020 là 6.100
MW và 2030 là 7.200 MW. Trong số này 25 dự án đã ký hợp đồng mua bán điện
(PPA) với Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) và 70 dự án thẩm định thiết kế cơ
sở. Ngoài ra, còn 221 dự án đang xếp hàng chờ phê duyệt, công suất đăng ký hơn
13.000 MW. Nhƣ vậy tổng công suất đã bổ sung và đăng ký lên tới gần 26.000MW
vƣợt hơn gấp đôi so với Quy hoạch điện VII điều chỉnh. Đặc biệt trong năm 2019,
rất nhiều nhà đầu tƣ chạy đua với mục tiêu đƣợc cấp chứng nhận vận hành thƣơng
mại (COD) trƣớc ngày 30/6/2019. Theo kế hoạch có 88 nhà máy điện mặt trời đóng

điện trong quý 2/2019. Đến hết tháng 5/2019 đã có 47 dự án điện mặt trời với công
suất 2.300 MW đƣợc đấu nối vào lƣới điện quốc gia. Dự kiến, 41 dự án cịn lại sẽ
đóng điện trong tháng 6 với tổng cơng suất 2.500 MW, với tốc độ đóng điện trung
bình 10 nhà máy/tuần.
Với nhu cầu điện tăng trƣởng khoảng 10%/năm, Việt Nam cần bổ sung khoảng
3.500-4.000 MW công suất nguồn điện mới mỗi năm. Và việc bổ sung nhanh chóng
3


nguồn điện mặt trời là vô cùng cần thiết. Tuy nhiên, NLMT có tính chất khơng ổn
định gây khơng ít khó khăn trong việc vận hành hệ thống điện để cân đối cung –
cầu, đảm bảo an ninh năng lƣợng quốc gia. Ngoài ra khi NMĐMT tham gia vào hệ
thống còn ảnh hƣởng đến độ ổn định của hệ thống, thay đổi hệ thống rơle bảo vệ,
chất lƣợng điện năng. Do đó nhà máy điện mặt trời khi nối lƣới phải đáp ứng một số
yêu cầu nhƣ: khả năng điều chỉnh tần số, khả năng điều chỉnh công suất phản kháng
và điện áp, thành phần thứ tự nghịch, sóng hài, độ nhấp nháy điện áp, yêu cầu về
ngắn mạch và thời gian loại trừ sự cố.
Một số cơng trình nghiên cứu đã đề cập đến các khía cạnh của vấn đề này nhƣ
nghiên cứu sử dụng chƣơng trình PSS/E đánh giá ảnh hƣởng của điện mặt trời tới
lƣới điện phân phối huyện Đức Phổ [1]. Mức độ mang tải của các đƣờng dây lân
cận nhà máy điện mặt trời Đầm An Khê với công suất 8,5MW đƣợc đánh giá không
thay đổi nhiều khi có sự tham gia của điện mặt trời. Mức biến động dòng tải trong
chế độ cực đại dao động từ -14% đến 21%. Bên cạnh đó, mức độ tổn thất điện áp
giảm khi có sự tham gia của điện mặt trời.
Ảnh hƣởng của nhà máy điện mặt trời Fujiwara đến dòng ngắn mạch của lƣới
điện phân phối tỉnh Bình Định đƣợc làm rõ trong nghiên cứu sử dụng chƣơng trình
PSCAD [1]. Kết quả mơ phỏng chỉ ra rằng nhà máy điện mặt trời Fujiwara Bình
Định đảm bảo yêu cầu duy trì đƣợc khả năng phát điện trong khoảng thời gian
150ms khi có sự cố ngắn mạch nặng nề nhất tại thanh cái nhà máy và đang phát ở
công suất 42MW. Khi sự cố đƣợc giải trừ trong khoảng thời gian này nhà máy tiếp

tục phát công suất để ổn định chế độ vận hành.
Đánh giá ảnh hƣởng của nhà máy điện mặt trời Phong Điền đến lƣới điện phân
phối tỉnh Thừa Thiên Huế đƣợc giới thiệu trong nghiên cứu [2]. Các tác giả đã phân
tích ổn định động của hệ thống điện đƣợc cải thiện khi có sự tham gia của nhà máy
Phong Điền với dao động tần số khi có sự cố trên lƣới điện giảm từ 0,15% xuống
0,02%. Tuy nhiên, điện áp của lƣới điện dao động tăng cao rõ rệt do dƣ thừa công
suất phản kháng khi nhà máy bị tách khỏi lƣới.
Bên cạnh đó, khía cạnh ảnh hƣởng của nguồn điện mặt trời tới hệ thống bảo vệ
rơ le đƣợc báo cáo trong nghiên cứu [3]. Khi mức độ thâm nhập của PV cao, đặc
biệt vị trí đấu nối gần phía nguồn lƣới hệ thống, sẽ ảnh hƣởng tới độ nhạy và tính
chọn lọc cũng nhƣ sự phối hợp của các thiết bị bảo vệ. Bảo vệ rơ le có thể tác động
chậm, tác động sai, tác động không đúng vùng cài đặt. Vị trí đấu nối của nguồn PV
cũng có ảnh hƣởng rất lớn. Điểm đấu nối càng gần đầu nguồn thì ảnh hƣởng càng
lớn. Bài báo cũng có thể phát triển thêm theo hƣớng đánh giá ảnh hƣởng của chiều
dài đƣờng dây tới sự làm việc của BVRL.

4


Chất lƣợng điện năng của lƣới điện do ảnh hƣởng các hệ thống điện mặt trời áp
mái công suất nhỏ cũng đƣợc báo cáo trong nghiên cứu [4]. Các tác giả thực hiện
mơ phỏng hệ thống điện áp mái có cơng suất 0,48MW bằng chƣơng trình PSCAD.
Các kết quả chỉ ra tổng độ méo sóng hài THD ở mức 2,8%, thấp hơn so với mức độ
tối đa cho phép trên lƣới điện phân phối Việt Nam.

1.2. Tổng quan nghiên cứu ngoài nƣớc
Theo báo cáo Solar Power Europe 2019 [5] trong Hình 1-1, hệ thống điện mặt
trời (PV) gắn trên mái nhà vào năm 2023 đƣợc ƣớc tính là 44 GW với xác suất thấp
và 76,5 GW với xác suất cao. Ngoài năng lƣợng thƣơng mại đầu tƣ, hệ thống PV
trên mái nhà hoặc nhà máy là một giải pháp hiệu quả hơn để đáp ứng nhu cầu năng

lƣợng.

Hình 1-1: Ƣớc tính lƣợng cơng suất PV đến năm 2023.

Gần đây, xu hƣớng toàn cầu đối với việc lắp đặt hệ thống PV trên mái nhà, và
kết nối với lƣới điện phân phối tăng lên. Ngồi tính bền vững, chi phí hiệu quả, thân
thiện với mơi trƣờng, hệ thống PV cũng có những tác động tiêu cực tới lƣới điện
nhƣ điện áp tăng, dao động điện áp, dịng cơng suất ngƣợc (RPF), sóng hài, biến
dạng tần số, ổn định hệ thống, sự cố hệ thống và các vấn đề bảo vệ rơle, ảnh hƣởng
đến điện áp và chất lƣợng điện năng của hệ thống điện.

5


Các ảnh hƣởng của hệ thống điện mặt trời tới lƣới điện phân phối có thể đƣợc
tóm lƣợc qua các nghiên cứu sau đây.

1.2.1. Tổn thất công suất
Tổn thất công suất phát sinh từ các bộ phận tích hợp hệ thống PV vào lƣới điện,
việc sử dụng các tấm PV có đặc điểm I&V khác nhau trong cùng một hệ thống, che
nắng và ô nhiễm bề mặt bảng điều khiển, tăng mức độ thâm nhập của PV [6,7]. Một
trong những các kỹ thuật đƣợc sử dụng để giảm tổn thất công suất trong các hệ
thống năng lƣợng tái tạo là phân tán các nguồn DG cho hệ thống. Khi DG đƣợc
thêm vào hệ thống năng lƣợng tái tạo, nó phải đƣợc đặt đúng vị trí và tính tốn cơng
suất phù hợp. Nếu khơng, nó có thể khiến bộ nạp bị q tải, có thể dẫn đến tổn thất
cơng suất [8]. Nếu năng lƣợng đƣợc tạo ra từ các tấm PV vƣợt quá nhu cầu của
ngƣời tiêu dùng, nó đƣợc trả lại cho lƣới điện và kết quả là, dòng điện xuất tuyến
thay đổi [9]. Sự thay đổi của dịng cơng suất ln chuyển trong lƣới có thể đƣợc
kích hoạt hơn nữa với sự thâm nhập PV ở mức độ cao [10] và kết quả là tổn thất
công suất tăng lên. Trong [11], các tác giả đã đề xuất một cách tiếp cận quản lý điện

áp và nhu cầu, đó là tăng đáng kể năng lực của mạng lƣới phân phối để hấp thụ và
sử dụng điện năng PV cho các kho lƣu trữ pin phân tán. Các mô phỏng đã đƣợc
thực hiện trong một sự mất cân bằng mạng phân phối ba pha bởi các tải thay đổi cứ
sau 15 phút trong khoảng thời gian 24 giờ. Các tác giả đã phát hiện ra rằng do kết
quả của bốn trƣờng hợp khác nhau, tổn thất giảm đáng kể, độ ổn định điện áp tăng
lên, và do đó, chúng có thể đƣợc vận hành với chất lƣợng tốt hơn và điện áp ở mức
an tồn hơn.

1.2.2. Trào lƣu cơng suất ngƣợc
Thơng thƣờng, điện năng vào lƣới điện chảy từ điện áp cao đến điện áp thấp.
Điện năng tạo ra bởi PV không đƣợc sử dụng bởi ngƣời tiêu dùng đảo ngƣợc hƣớng
của dịng cơng suất và do đó, hƣớng dịng điện thay đổi [12]. Nói chung, các hệ
thống PV trên mái nhà đƣợc kết nối trực tiếp với mạng lƣới điện phân phối. Tuy
nhiên, các thiết bị lƣu trữ hỗ trợ giảm sự tăng của điện áp và đảo ngƣợc dòng công
suất. Mặc dù mức giảm này bị giới hạn bởi kích thƣớc của thiết bị lƣu trữ, nhƣng về
cơ bản nó có thể là giảm với cơng suất lƣu trữ thích hợp. Trong báo cáo [13] nơi có
hệ thống điện mặt trời trên mái nhà có và khơng có hệ thống lƣu trữ đã đƣợc quan
sát, các tác giả đã kết luận rằng việc sử dụng hệ thống lƣu trữ giảm RPF xuống
44%.
Trong [14], các tác giả đã đề xuất một lịch trình tiêu thụ năng lƣợng tự trị thuật
tốn để loại bỏ phụ tải cực đại của mức thâm nhập PV cao trên mái nhà và giảm
RPF. Họ đã xây dựng chƣơng trình ngẫu nhiên do PV tạo ra một lƣợng không cố
6


định cơng suất. Nó đã đƣợc quan sát thấy rằng thuật tốn đề xuất có thể làm giảm
vấn đề gia tăng điện áp và tỷ lệ đỉnh/trung bình của tổng tải. Trong [15], một kỹ
thuật giám sát đã đƣợc cải thiện để xác định trạng thái của RPF đƣợc thử nghiệm
với các mức độ thâm nhập PV ở các mức cao hơn khác nhau. Những thay đổi do
mức độ thâm nhập gây ra cũng nhƣ ảnh hƣởng của chuyển động của đám mây trên

hệ thống đã đƣợc kiểm tra với kỹ thuật phát triển này. Khả năng năng động của kỹ
thuật này đã đƣợc kiểm tra trong lƣới phân phối ba pha IEEE 34 nút. Nhờ kỹ thuật
phát triển này, những thay đổi nhỏ về mức độ thâm nhập của PV có thể đƣợc dễ
dàng phát hiện và có thể quan sát thấy ảnh hƣởng của việc di chuyển đám mây trên
hệ thống PV.

1.2.3. Sự tăng điện áp
Tăng điện áp là thách thức phổ biến nhất do RPF gây ra. Khi có cơng suất đƣợc
tạo ra từ PV vƣợt q mức tiêu thụ của ngƣời tiêu dùng, điện áp tại điểm đấu nối
(PCC) của biến tần và lƣới tăng [16]. Giảm sự tăng điện áp trong mạng là kỹ thuật
phù hợp nhất để giảm các yếu tố tiêu cực của mức độ PV cao [17]. Về vấn đề này,
rất nhiều phƣơng pháp kiểm soát đã đƣợc đề xuất. Nghiên cứu [18] đã phát triển
một phƣơng pháp điều khiển tích hợp sử dụng bộ bù đồng bộ tĩnh và BESS để tránh
quá điện áp trong hệ thống PV, [19] đã phát triển một bộ điều khiển phối hợp của
ESS phân tán với Bộ điều chỉnh điện áp (VR) thông thƣờng liên quan đến điều áp
dƣới tải (OLTC) và Step VR. Trong [20] một phƣơng pháp điều khiển thông minh
cho chức năng sạc/xả đã đƣợc cải thiện để sử dụng hiệu quả pin hiện có với mục
đích giảm bớt vấn đề tăng điện áp. Trong [21], các tác giả đã phát triển một phƣơng
pháp dựa trên chỉ số để kiểm tra tác động đối với sự gia tăng điện áp do RPF gây ra
trong quá trình thâm nhập PV ở mức độ cao trong lƣới phân phối. Bằng cách kết
hợp phƣơng pháp này với giảm thiểu tăng điện áp do RPF có thể đƣợc tối ƣu hóa.

1.2.4. Biến động cơng suất phản kháng
Biến động dịng cơng suất phản kháng trong hệ thống DG tích hợp PV xảy ra do
thƣờng xuyên bật/tắt các tụ điện, OLTC và VR đƣờng dây [22]. Mức độ cao của PV
và sự biến đổi của bức xạ mặt trời tiếp tục kích hoạt sự gia tăng dao động dịng cơng
suất phản kháng [23]. Trong [24], một cơng thức OPF đa mục tiêu mới đã đƣợc cải
tiến để sắp xếp các dao động công suất phản kháng của bộ nghịch lƣu PV trong một
PV cấp cao đƣợc tích hợp hệ thống. Cách tiếp cận đƣợc phát triển đã cho thấy sự
tăng đáng kể khả năng khả năng ổn định công suất phản kháng. Điều khiển công

suất tác dụng linh hoạt (APC)/cơng suất phản kháng theo phƣơng pháp kiểm sốt
(RPC) đã đƣợc phát triển dựa trên APC/RPC tức thời và trung bình bằng các
phƣơng pháp để ngăn chặn đáng kể dao động công suất trong [25]. Hiệu quả của
phƣơng pháp đã đƣợc kiểm tra và xác nhận thông qua phần mềm PSCAD/EMTDC.
Trong [26], các tác giả đã phát triển một chiến lƣợc đƣợc tính tốn về tham chiếu
dịng biến tần PV để loại bỏ một số mức độ dao động công suất tác dụng ở một mức
7


độ nào đó cơng suất phản kháng trong điều kiện không cân bằng sụt áp. Kết quả thử
nghiệm của phƣơng pháp đã phát triển xác nhận tính hợp lệ của phƣơng pháp và chỉ
ra rằng nó có thể đƣợc thực hiện trong một biến tần đƣợc kết nối mạng để giải quyết
các vấn đề dao động.

1.2.5. Tần số
Tần số ảnh hƣởng đáng kể đến chất lƣợng điện năng. Một sự thay đổi của tải
dẫn đến độ lệch tần số trong lƣới và tần số bị suy giảm hơn nữa, vì công suất hoạt
động ở đầu ra PV thay đổi do bức xạ mặt trời [27]. Cơng suất thực tế có thể đƣợc
tăng lên bởi tần số giảm đƣợc tạo ra bởi tổn thất trong quá trình phát và tăng tải.
Hơn nữa, máy phát điện điều khiển mô phỏng thực hiện điều này bằng cách điều
khiển biến tần giảm công suất thực đƣợc tạo ra, khi tần số đƣờng dây tăng lên [28].
Trong thời kỳ tiêu thụ năng lƣợng cao, nhu cầu năng lƣợng tăng, và tần số giảm hơn
nữa. Hệ thống PV nối lƣới yêu cầu tần số ổn định để hoạt động bình thƣờng và biến
tần phải có độ lệch tần số dƣới 2% [29]. Trong các hệ thống PV gắn trên lƣới,
BESS giải quyết nhiều vấn đề cũng nhƣ các vấn đề về tần số [30]. Ảnh hƣởng của
PV đến tần số hệ thống trong lƣới phân phối 20 kV tích hợp PV ở Indonesia đã
đƣợc kiểm tra và một nghiên cứu đã đƣợc thực hiện để chỉ định mức đỉnh của PV
[31]. Theo kết quả mô phỏng, mức đỉnh của PV mà có thể đƣợc kích hoạt để tích
hợp vào lƣới điện là 20% và do đó tần số thấp nhất là 48 Hz. Bên cạnh đó, luồng dữ
liệu lớn qua mạng gây ra những khó khăn về không gian mạng vật lý và cuộc tấn

công mạng đƣợc thực hiện với tín hiệu điều khiển và giao tiếp với biến tần thông
minh tham gia với hệ thống PV có thể gây ra sự mất ổn định điện áp và tần số [32].
Trong [33], một chiến lƣợc kiểm sốt tần số đã đƣợc trình bày để kiểm sốt tần số
tải thay đổi trong một hệ thống điện trong đó hệ thống PV đƣợc kết nối với nhau và
BESS tích hợp.

1.2.6. Ổn định động của điện áp
Ổn định động của điện áp đƣợc mô tả là khả năng trở lại hoạt động ở trạng thái
ổn định trong và sau khi thay đổi tức thời hoặc gián đoạn nhƣ ngắn mạch, đứt dây,
máy phát điện mất và tắt bất kỳ phần tử nào của hệ thống điện [34]. Tấm PV đƣợc
đặt trên mái ảnh hƣởng tiêu cực đến ổn định động của điện áp. Trong khi các tấm
PV công suất nhỏ hầu nhƣ không ảnh hƣởng đến sự ổn định của hệ thống, hệ thống
thâm nhập PV mức cao gây rối loạn ổn định hệ thống. Các hệ thống PV phải có
cơng suất và vị trí chính xác để tăng cƣờng sự ổn định và độ tin cậy. Vì các hệ
thống PV có thể đƣợc bố trí gần trung tâm phụ tải hơn các nhà máy điện khác,
chúng có xu hƣớng tăng độ tin cậy của lƣới [35]. Sự ổn định động của điện áp bị
ảnh hƣởng không chỉ bởi sự thâm nhập PV cao mà còn bởi bức xạ mặt trời, nhiệt
độ, tốc độ che phủ và mơ hình động của các tấm pin mặt trời [36]. Những ảnh
hƣởng này cần đƣợc xem xét trong quá trình lập kế hoạch và mơ hình hóa hệ thống
PV trên mái nhà. Một tình huống khác ảnh hƣởng ổn định động điện áp là sụp đổ
điện áp. Các tấm PV chỉ cung cấp năng lƣợng hoạt động cho lƣới mà chúng đƣợc
8


tích hợp. Với các điều kiện tải ngày càng tăng trong hệ thống, nhu cầu công suất
phản kháng tăng. Khi không truyền đủ công suất phản kháng đến tải, hiệu suất động
của lƣới bị ảnh hƣởng [37]. Điện áp động hỗ trợ đƣợc khuyến nghị nhƣ một chức
năng của bộ biến tần PV để tăng cƣờng độ ổn định trong báo cáo [38]. Phƣơng pháp
này bơm công suất tác dụng và phản kháng bằng cách sử dụng hệ thống PV trong
khi duy trì giá trị hiện tại danh nghĩa của biến tần. Do đó, phƣơng pháp mới đƣợc

phát triển cung cấp hỗ trợ điện áp tốt hơn, đồng thời hiệu quả hơn trong việc cải
thiện ổn định điện áp.

1.2.7. Dòng điện sự cố
Phân tích sự cố là cần thiết trong các hệ thống tích hợp PV để cung cấp sự an
tồn cho lƣới điện và nhân sự, để duy trì năng lƣợng, giảm chi phí bảo trì-sửa chữa,
và nâng cao hiệu quả. Mức độ dòng điện sự cố tăng lên do sự thâm nhập của PV
tăng lên (Bảng 1-1), vị trí đặt PV khơng tối ƣu và dịng sự cố bổ sung từ biến tần
đƣợc báo cáo trong [39]. Điều quan trọng là xác định khu vực bị sự cố một cách
chính xác và nhanh chóng. Nếu khơng, sự cố hiện tại có nguy cơ dẫn đến các vấn đề
an ninh nghiêm trọng và nguy cơ hỏa hoạn trong các mảng PV. Nếu PV dòng sự cố
tại điểm đấu nối nhỏ hơn 10% tổng dòng sự cố trong hệ thống PV, khơng có vấn đề
phát sinh trong việc bảo vệ hệ thống. Mặc dù đóng góp của dịng điện sự cố từ các
hệ thống điện mặt trời trên mái nhà quy mô nhỏ không cao trên hệ thống bảo vệ, nó
đã đƣợc quan sát thấy rằng đóng góp tập thể gây ra sự gia tăng đáng kể với mức độ
thâm nhập PV ngày càng tăng [40]. Vì lý do này, một kế hoạch bảo vệ dựa trên về
phối hợp quá dòng đƣợc khuyến nghị cho các hệ thống PV trên mái nhà có độ thâm
nhập cao, xem xét tốc độ loại trừ sự cố và yêu cầu của phần tử định hƣớng [41].
Hơn nữa, sự đóng góp dịng sự cố xảy ra trong một xuất tuyến ảnh hƣởng đến dòng
sự cố trong các xuất tuyến khác sau thanh cái. Ngoài ra, khi dòng điện sự cố phát
sinh từ PV là cùng với dòng sự cố máy biến áp trong một đƣờng dây, đƣợc giảm bởi
máy cắt máy biến áp và việc giảm này làm giảm độ nhạy của rơle trong hệ thống.
Điều này có thể gây lo ngại trong các hệ thống tích hợp PV cao.
Bảng 1-1: Sự thay đổi của dòng ngắn mạch phụ thuộc vào mức độ thâm nhập của PV.

Tài liệu
[42]

[43]

Mức độ PV

Dòng ngắn mạch (kA)

0

6,06

1996 kW

6,42

3993 kW

6,77

5900 kW

7,09

7986 kW

7,39

0

7,73

60%

7,79
9


1.2.8. Phát hiện sự cố
Tăng cƣờng tích hợp PV ảnh hƣởng đáng kể đến các vấn đề bảo vệ lƣới điện.
Dòng sự cố (n-1) của n chuỗi nối song song có thể đƣợc tính bằng x (dịng điện
ngắn mạch của mỗi chuỗi) [44]. Việc điều khiển hệ thống có thể phức tạp hơn với
sự thâm nhập của PV tăng lên. Phát hiện và loại bỏ sự cố nhanh chóng làm tăng độ
tin cậy của hệ thống PV.
Giám sát các hệ thống PV là một phƣơng pháp đƣợc sử dụng để kiểm tra trong
thời gian thực, liệu các mảng PV có vận hành tốt hay khơng. Vì hoạt động của các
mảng PV bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố nhƣ năng lƣợng mặt trời bức xạ và nhiệt độ,
những ảnh hƣởng này phải đƣợc tính đến khi phát triển các thuật tốn phát hiện lỗi
để có thể phát triển phƣơng pháp phát hiện nhanh hơn. Lỗi nối đất Bộ ngắt dò
(GFDI) thƣờng đƣợc sử dụng trong hệ thống nối đất với PV. Giá trị lớn nhất của
dòng điện chạm đất của thiết bị GFDI là 5A. Tuy nhiên, nếu lỗi xảy ra trong Hệ
thống PV dƣới 5A, GFDI không thể tác động do không phát hiện đƣợc lỗi. Độ
chênh này trong các cầu chì phát hiện và cảm biến lỗi thơng thƣờng đƣợc gọi là
―điểm mù‖ [45]. Lỗi điểm mù rất nguy hiểm vì nó tạo ra một đƣờng dẫn dịng bỏ
qua đối với bộ GFDI.
Biên độ dòng sự cố của GFDI thay đổi tùy thuộc vào vị trí sự cố chạm đất xảy
ra trong mạng và dòng sự cố chạm đất tăng với tốc độ tƣơng tự nhƣ trị số điện áp tại
vị trí sự cố tăng lên. Để giải quyết tình trạng này, Local Outlier Factor đã đƣợc phát
triển, cho thấy khả năng phát hiện lỗi đƣợc cải thiện. Ƣu điểm của việc sử dụng Yếu
tố ngoại lệ cục bộ là nó rất dễ áp dụng và phù hợp với hoạt động thời gian thực,
nhƣng không yêu cầu thông tin thời tiết. Nhƣ một kết quả của ứng dụng, nó đã đƣợc
quan sát thấy rằng vấn đề của phát hiện lỗi đã đƣợc cải thiện. Sơ đồ phát hiện lỗi
dựa trên đa độ phân giải hệ thống suy luận mờ và phân tách tín hiệu đã đƣợc cải
thiện để xác định DC lỗi ngắn mạch bên trong hệ thống quang điện với kết nối nối

tiếp/song song. Việc sử dụng MPPT trong các hệ thống PV khiến khó phát hiện lỗi
trong điều kiện bức xạ thấp. Nhƣ một kết quả nghiên cứu, kỹ thuật phát hiện lỗi là
hiệu quả và đáng tin cậy trong việc xác định các lỗi mà khó phát hiện do sử dụng
MPPT.

1.3. Nghiên cứu các tiêu chuẩn về chất lƣợng điện áp trên lƣới

điện phân phối
1.3.1. Tiêu chuẩn Việt Nam
Ngày 18/11/2015 Bộ Công Thƣơng đã ban hành văn bản thông tƣ 39/2015/TTBCT quy định hệ thống điện phân phối. Thông tƣ đã nêu chi tiết tiêu chuẩn đánh giá
10


chất lƣợng điện năng, trong đó đƣơng nhiên bao gồm chất lƣợng điện áp, tại Việt
Nam, cụ thể là:
Về chất lƣợng điện áp trong lƣới phân phối:
1. Các cấp điện áp danh định trong hệ thống điện phân phối Các cấp điện áp
danh định trong hệ thống điện phân phối bao gồm 110kV, 35kV, 22kV, 15kV,
10kV, 06kV và 0,4kV. 2. Trong chế độ vận hành bình thƣờng điện áp vận hành cho
phép tại điểm đấu nối đƣợc phép dao động so với điện áp danh định nhƣ sau:
a) Tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng điện là ± 05%;
b) Tại điểm đấu nối với nhà máy điện là + 10% và - 05%;
c) Trƣờng hợp nhà máy điện và khách sử dụng điện đấu nối vào cùng một thanh
cái trên lƣới điện phân phối thì điện áp tại điểm đấu nối do Đơn vị phân phối điện
quản lý vận hành lƣới điện khu vực quyết định đảm bảo phù hợp với yêu cầu kỹ
thuật vận hành lƣới điện phân phối và đảm bảo chất lƣợng điện áp cho khách hàng
sử dụng điện.
3. Trong chế độ sự cố đơn lẻ hoặc trong q trình khơi phục vận hành ổn định
sau sự cố, cho phép mức dao động điện áp tại điểm đấu nối với Khách hàng sử dụng
điện bị ảnh hƣởng trực tiếp do sự cố trong khoảng + 05% và - 10% so với điện áp

danh định.
4. Trong chế độ sự cố nghiêm trọng hệ thống điện truyền tải hoặc khôi phục sự
cố, cho phép mức dao động điện áp trong khoảng ± 10% so với điện áp danh định.
5. Trƣờng hợp Khách hàng sử dụng lƣới điện phân phối có yêu cầu chất lƣợng
điện áp cao hơn so với quy định tại Khoản 2 Điều này, Khách hàng sử dụng lƣới
điện phân phối có thể thỏa thuận với Đơn vị phân phối điện hoặc Đơn vị phân phối
và bán lẻ điện.
Về cân bằng pha:
Trong chế độ làm việc bình thƣờng, thành phần thứ tự nghịch của điện áp pha
không vƣợt quá 3% điện áp danh định đối với cấp điện áp 110kV hoặc 5% điện áp
danh định đối với cấp điện áp trung áp và hạ áp.
Về sóng hài điện áp:
1. Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp (THD) là tỷ lệ giữa giá trị hiệu dụng của
sóng hài điện áp với giá trị hiệu dụng của điện áp bậc cơ bản (theo đơn vị %), đƣợc
tính theo cơng thức sau:

11


N

THD 

V

2

i

i 2

2
1

V

(1-1)

.100%

Trong đó: THD: là tổng độ biến dạng sóng hài điện áp; Vi: là giá trị hiệu dụng
của sóng hài điện áp bậc i và N là bậc cao nhất của sóng hài cần đánh giá; V1: là giá
trị hiệu dụng của điện áp tại bậc cơ bản (tần số 50 Hz).
2. Tổng độ biến dạng sóng hài điện áp tại mọi điểm đấu nối không đƣợc vƣợt quá
giới hạn quy định trong Bảng 1-2 nhƣ sau:

Bảng 1-2: Độ biến dạng sóng hài điện áp.

Cấp điện áp

Tổng biến dạng sóng hài điện
áp

Biến dạng riêng lẻ

110 kV

3,0 %

1,5 %

Trung và hạ áp

6,5 %

3,0 %

3. Cho phép đỉnh nhọn điện áp bất thƣờng trên lƣới điện phân phối trong thời
gian ngắn vƣợt quá tổng mức biến dạng sóng hài quy định tại bảng 1 nhƣng không
đƣợc gây hƣ hỏng thiết bị của lƣới điện phân phối.
Về nhấp nháy điện áp:
1. Trong điều kiện vận hành bình thƣờng, mức nhấp nháy điện áp tại mọi điểm
đấu nối không đƣợc vƣợt quá giới hạn quy định trong Bảng 1-3 nhƣ sau:
Bảng 1-3: Mức nhấp nháy điện áp.

Cấp điện áp

Mức nhấp nháy cho phép

110 kV

Pst95% = 0,80
Plt95% = 0,60

Trung áp

Pst95% = 1,00
Plt95% = 0,80

Hạ áp

Pst95% = 1,00
Plt95% = 0,80
12


Trong đó: Mức nhấp nháy điện áp ngắn hạn (Pst) là giá trị đo đƣợc trong
khoảng thời gian 10 phút bằng thiết bị đo tiêu chuẩn theo IEC868. Pst95% là
ngƣỡng giá trị của Pst sao cho trong khoảng 95% thời gian đo (ít nhất một tuần) và
95% số vị trí đo Pst không vƣợt quá giá trị này. Mức nhấp nháy điện áp dài hạn
(Plt) đƣợc tính từ 12 kết quả đo Pst liên tiếp (trong khoảng thời gian 02 giờ), theo
công thức:

1 12 3
Plt  3 . Pstj
12 j 1

(1-2)

Với Plt95% là ngƣỡng giá trị của Plt sao cho trong khoảng 95% thời gian đo (ít
nhất 01 tuần) và 95% số vị trí đo Plt khơng vƣợt q giá trị này.
2. Tại điểm đấu nối trung và hạ áp, mức nhấp nháy ngắn hạn (Pst) không đƣợc
vƣợt quá 0,9 và mức nhấp nháy dài hạn (Plt) không đƣợc vƣợt quá 0,7 theo tiêu
chuẩn IEC 1000-3-7.

1.3.2. Tiêu chuẩn IEC 60038-2009
1.3.2.1.

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn IEC-60038 đƣợc áp dụng cho các trƣờng hợp sau:
• Hệ thống và thiết bị truyền tải, phân phối và sử dụng điện xoay chiều trong
các hệ thống với tần số tiêu chuẩn là 50 và 60 Hz, có điện áp danh định trên 100V.
• Hệ thống truyền động xoay chiều và một chiều.
• Thiết bị xoay chiều và một chiều có điện áp danh định dƣới 120 V xoay
chiều hoặc dƣới 750V một chiều, điện áp danh định (nhƣng không dành riêng) cho
tần số 50 và 60 Hz; nhƣ thiết bị sử dụng pin ắc quy (từ sơ cấp hay thứ cấp), các thiết
bị cấp nguồn khác (xoay chiều hoặc 1 chiều), thiết bị điện (bao gồm công nghiệp và
truyền thông) và các thiết bị dùng điện.
• Tiêu chuẩn này khơng áp dụng cho các điện áp biểu diễn hoặc truyền tín
hiệu.
• Tiêu chuẩn này khơng áp dụng cho các điện áp tiêu chuẩn của linh kiện và
các bộ phận sử dụng trong các thiết bị điện hoặc các hạng mục của thiết bị điện
• Tiêu chuẩn này quy định các giá trị điện áp tiêu chuẩn nhằm phục vụ:
o Các giá trị ƣu tiên cho điện áp danh định của hệ thống cung cấp điện
o Các giá trị tham chiếu cho thiết bị và thiết kế hệ thống.

13


1.3.2.2.

Một số định nghĩa

Đối với điện áp xoay chiều, các giá trị quy định dƣới đây là giá trị hiệu dụng
a. Điện áp danh định
Một giá trị gần đúng thích hợp của điện áp đƣợc sử dụng để chỉ định hoặc xác
định một hệ thống.
b. Điện áp cao nhất và thấp nhất
Điện áp cao nhất của một hệ thống là giá trị cao nhất của điện áp làm việc xảy

ra trong điều kiện hoạt động bình thƣờng ở bất kỳ thời gian và tại bất kỳ thời điểm
nào trên hệ thống.
Lƣu ý rằng giá trị này loại trừ các quá điện áp quá độ, chẳng hạn nhƣ các điện
áp do hoạt động đóng cắt và các biến động điện áp nhất thời.
Điện áp thấp nhất của một hệ thống là giá trị thấp nhất của điện áp làm việc xảy
ra trong điều kiện hoạt động bình thƣờng ở bất kỳ thời gian và tại bất kỳ thời điểm
nào trên hệ thống
Lƣu ý rằng: khái niệm giá trị điện áp thấp này loại trừ điện áp quá độ, chẳng hạn
nhƣ điện áp do hoạt động đóng cắt và các biến động điện áp nhất thời.
c. Đấu nối nguồn
Điểm nối giữa hệ thống phân phối của nhà cung cấp điện có thẩm quyền và hệ
thống điện của hộ tiêu thụ.
d. Điện áp nguồn
Điện áp pha-pha hoặc pha-trung tính tại các đầu nối nguồn cung cấp. Chú thích:
Định nghĩa tƣơng đƣơng là: điện áp dây-dây hoặc dây-trung tính tại các đầu nối
nguồn cung cấp.
e. Dải điện áp nguồn
Dải điện áp tại các đầu nối nguồn cung cấp.
f. Điện áp sử dụng
Điện áp pha-pha hoặc pha-trung tính tại các đầu ra hoặc tại các đầu nối của thiết
bị. Lƣu ý rằng, định nghĩa tƣơng đƣơng là: điện áp dây-dây hoặc đƣờng dây-trung
tính tại các đầu ra hoặc tại các đầu nối của thiết bị.
g. Dải điện áp sử dụng

14


Dải điện áp tại các đầu ra hoặc tại các đầu nối của thiết bị. Lƣu ý rằng, cần chú
ý đến thực tế là trong một số tiêu chuẩn thiết bị (ví dụ, IEC 60335-1 và IEC 60071),
thuật ngữ "dải điện áp" có một ý nghĩa khác.

h. Điện áp cao nhất dùng cho thiết bị
Điện áp cao nhất mà thiết bị đƣợc chỉ định liên quan đến:
• lớp cách nhiệt;
• các đặc tính khác có thể liên quan đến điện áp cao nhất này trong các khuyến
cáo của thiết bị liên quan.
Lƣu ý rằng: chỉ có thể sử dụng thiết bị trên các hệ thống có điện áp hệ thống cao
nhất nhỏ hơn hoặc bằng điện áp cao nhất của nó điện áp cho thiết bị.

1.3.2.3.

Điện áp tiêu chuẩn cho từng cấp điện áp

a. Hệ thống xoay chiều có điện áp danh định từ 100V đến 1000V và thiết bị liên
quan
Điện áp danh định của một hệ thống xoay chiều trong dải từ 100V đến 1000V
nên chọn từ các giá trị cho trong Bảng 1-4.
Bảng 1-4: Hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh định từ 100 V tới 1000 V

Hệ thống ba pha bốn dây hoặc hệ thống ba dây

Hệ thống 1 pha ba
dây

Điện áp danh định

Điện áp danh định

V

V

50 Hz

60 Hz

60 Hz

-

120/208

120/240d

230c

240c

-

230/400a

230/400a

-

-

277/480

-

-

480

-

-

347/600

-

-

600

-

15