Bài Báo Cáo Phân Tích Ảnh Hưởng Của Điện Gió Và Mặt Trời Đến Sự Vận Hành Của Lưới Điện Truyền Thống.pdf

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ</b>

<b>BÀI BÁO CÁO</b>

<b>vận hành của lưới điện truyền thống</b>

<b>Giảng viên hướng dẫn:</b> TS.Nguyễn Thị Anh

<b>Sinh viên thực hiện:</b> Bùi Quang Khải 20181179Nguyễn Trí Khánh 20181181Đặng Đức Khoa 20181182 Lưu Trung Kiên 20181189

<b> Vũ Trung Kiên 20181190</b>

Nguyễn Thành Liêm 20181194

<b> </b>

Hà Nội, Tháng 6/2022

<b>Chương I. Tổng quan về điện gió và mặt trời, các đặc điểm đặc trưng...4</b>

1. Đặt vấn đề... 42. Điện gió... 4

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

3. Điện mặt trời...6

<b>Chương 2. Ảnh hưởng của điện gió và mặt trời đến sự vận hành của lưới điện truyền thống...9</b>

2.1. Ảnh hưởng đến vấn đề an ninh hệ thống điện...9

2.2. Ảnh hưởng của điện gió tới lưới truyền thống...10

2.2.1. Mất cân bằng công suất...10

2.3. Ảnh hưởng của năng lượng mặt trời đến lưới truyền thống...15

2.3.1. Cân bằng công suất...15

2.3.5. Ảnh hưởng của nguồn PV công suất nhỏ và vừa trên lưới phân phối...20

<b>Chương 3. Một số giải pháp và định hướng...22</b>

3.1. Công nghệ truyền tải điện áp cao áp một chiều (HVDC)...22

3.2. Đầu tư các thiết bị lưu trữ năng lượng (BESS)...23

3.3. Nâng cao năng lực dự báo phụ tải, dự báo khả năng phát của các nguồn điện gió, điện mặt trời... 24

3.4. Vấn đề thời gian vận hành <i>Tmax</i>...25

3.5. Hạn chế mất cân bằng pha ở lưới điện phân phối...25

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

3.6. Giảm hiện tượng SSR...25

3.7. Sản xuất Hydrogen từ nhà máy điện gió, mặt trời...26

Hình 3. 1. Phương án HVDC nâng cao khả năng truyền tải Bắc - Trung - Nam...22

Hình 3. 2. Tác dụng của hệ thống tích trữ năng lượng...23

Hình 3. 3. Truyền tải khi có BESS...24

<b>Chương I. Tổng quan về điện gió và mặt trời, các đặc điểm đặc trưng</b>

1. Đặt vấn đề

Dưới tác động của biến đổi khí hậu và khan hiếm nhiên liệu, từ nhiều năm trước, trênthế giới đã bắt đầu diễn ra xu hướng chuyển dịch năng lượng, trong đó đẩy mạnh việc sửdụng năng lượng tái tạo, năng lượng sạch và chú trọng sử dụng năng lượng một cách hiệuquả. Năng lượng gió và năng lượng mặt trời được coi là hai nguồn năng lượng cung cấp

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

điện tiềm năng, là hướng phát triển tích cực trong việc cung cấp năng lượng đủ để đápứng cho các nhu cầu của tư nhân và cơng cộng. Điện gió và điện mặt trời là hai nguồnnăng lượng có khả năng tái tạo rất lớn, khơng giống như các nguồn nhiên liệu hóa thạchnhư than, dầu mỏ, khí đốt,… Theo tính tốn của NASA, trong khoảng 6,5 tỷ năm nữa,mặt trời vẫn cịn có thể cung cấp năng lượng cho con người.

Tuy nhiên, nguồn điện mặt trời và điện gió do mang đặc điểm của địa lý, khí hậu tựnhiên tại mỗi vùng, nên là loại bất định, nhiều biến động trong ngày đêm và các mùatrong năm, phụ thuộc vào vị trí và chúng được xây dựng. Vì vậy khơng phải mọi lúc và ởđâu mặt trời cũng đều sáng rực, gió cũng đều thổi mạnh.

- Rotor: Khi gió thổi đến cánh quạt làm rotor quay dẫn đến quay máy phát.

- Pitch: Điều chỉnh góc nghiêng của cánh quạt, hoạt động nhờ động cơ hoặc cơ cấu thủylực.

- Bộ hãm: Giảm tốc độ turbine hoặc dừng rotor khẩn cấp

- Hộp số: Biến đổi tốc độ rotor cánh turbine sang tốc độ rotor máy phát thông qua trụcquay tốc độ cao và thấp.

- Máy phát: Chuyển đổi momen quay nhận được từ cánh rotor thành điện năng.- Bộ điều khiển: Khởi động động cơ ở tốc độ gió hoặc dừng động cơ. Bộ điều khiển sẽkhởi động động cơ ở tốc độ gió khoảng 8 đến 14 dặm/giờ tương ứng với 12 km/h đến 22km/h và tắc động cơ khoảng 65 dặm/giờ tương đương với 104 km/h bởi vì các máy phátnày có thể phát nóng.

- Đo tốc độ gió: Đo tốc độ gió, truyền tín hiệu về hệ thống điều khiển, thường sử dụngthiết bị đo gió kỹ thuật số.

- Đi định hướng (wind yane): Là thiết bị xác định hướng gió và gửi tín hiệu về hệthống điều khiển.

- Điều khiển độ lệch (Yaw drive): Giữ cho rotor luôn hướng về hướng gió chính.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

- Động cơ điều chỉnh hướng tuabin (Yaw motor) : động cơ điều chỉnh tuabin đúng theohướng gió bằng cách điều chỉnh rotor đối diện cới hướng gió khi gió thay đổi.

- Tháp và vỏ turbine.

Ngun lý làm việc của turbin gió

b. Phương trình vật lí về năng lượng gió

<b>Động năng của khơng khí chuyển động với vận tốc v: (E) =½mv<small>2</small>=½Aptv<small>3</small> Nm/s </b>

- A: là diện tích vịng quay cánh quạt- p: mật độ khơng khí (kg/m3)- t: là thời gian

- v: vận tốc chuyển động

Công suất P của gió<b> : P = </b><i>^E_t</i>=<i>^π</i>2<i>^p</i><b>r<small>2</small>v<small>3</small></b>

c. Phân loại turbine

Dựa vào hướng cánh quạt: trục đứng và trục ngangDựa vào số lượng cánh

Dựa vào điều chỉnh cánh: có điều chỉnh và không điều chỉnhDựa vào cấu tạo của máy phát:

Máy phát đồng bộ

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Máy phát KĐBMáy phát 1 chiều

d. Các phương thức sản xuất: trên đất liền và trên biển3.Điện mặt trời

Điện mặt trời hay điện năng lượng mặt trời là quá trình biến đổi ánh sáng mặt trời trựctiếp thành điện năng nhờ tấm pin mặt trời. Q trình biến đổi này cịn gọi là quang điện.

Quá trình quang điện đơn giản là biến đổi quang năng thành điện năng trực tiếp nhờ cáctấm pin mặt trời ghép lại với nhau thành modul. Photon đập vào electron làm năng lượngcủa electron tăng lên và di chuyển tạo thành dòng điện

a. Tấm pin năng lượng mặt trời

Thành phần chính trong pin mặt trời là silic tinh khiết – có chứa trên bề mặt một sốlượng lớn các cảm biến ánh sáng là điốt quang, thực hiện biến đổi năng lượng ánh sángthành năng lượng điện. Các tế bào quang điện này được bảo vệ bởi một tấm kính trongsuốt ở mặt trước và một vật liệu nhựa ở phía sau. Tồn bộ nó được đóng gói chân khôngtrong thông qua lớp nhựa polymer càng trong suốt càng tốt.

<small>Hình 1. 1. Cấu tạo tấm pin năng lượng mặt trời</small>

Vật liệu Silic làm nên pin mặt trời được chia làm 3 loại từ các silic đơn tinh thể, đatinh thể hay màng mỏng. Mỗi loại vật liệu đều có những hiệu suất khác nhau từ 15%đến 20% và phù hợp với khả năng tài chính, mục đích lắp đặt.

b. Phương pháp khai thác điện năng lượng mặt trời

Có hai phương pháp để khai thác nguồn điện năng lượng mặt trời: khai thác chủ động,khai thác bị động.

Phương pháp thụ động: là sử dụng các nguyên tắc thu giữ nhiệt trong cấu trúc vậtliệu các cơng trình xây dựng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Phương pháp chủ động: đây là phương pháp hiện đại có sử dụng các thiết bị đặcbiệt để thu nguồn năng lượng từ bức xạ mặt trời. Sau đó dùng hệ thống quạt haymáy bơm để phân phối nguồn điện năng lượng mặt trời.

c. Phân loại hệ thống lắp đặt điện mặt trời

<b> Phân loại theo mô hình lắp đặt năng lượng mặt trời</b>

Hệ thống điện mặt trời hòa lưới (On-grid)<b> : Đây là hệ thống sử dụng phổ biến nhất</b>

hiện nay, nguồn điện mặt trời tạo ra được ưu tiên dùng cho các thiết bị điện. Khi nhucầu sử dụng điện lớn hơn lượng điện từ hệ thống điện năng lượng mặt trời tạo ra, hệthống này sẽ lấy điện lưới điện quốc gia để sử dụng. Trong trường hợp hệ thống sảnxuất điện dư thừa so với mức tiêu thụ, thì số điện dư thừa sẽ đẩy lại mạng lưới điệnquốc gia, số điện dư này sẽ được đồng hồ 2 chiều ghi lại và EVN sẽ chi trả cho lượngdư này.

Hệ thống điện mặt trời độc lập (Off-grid)<b> : Với hệ thống điện mặt trời độc lập, hệ</b>

thống sẽ sản xuất ra điện sau đó dẫn điện đến các bình ắc quy để lưu trữ điện. Hệthống này hồn tồn khơng phụ thuộc vào nguồn điện lưới

Hệ thống điện mặt trời kết hợp (Hybrid)<b> : Đây chính là sự kết hợp giữa 2 hệ trên. Hệ</b>

thống điện mặt trời kết hợp vừa có thể hồ lưới điện quốc gia, vừa có ắc quy để lưutrữ điện phục vụ cho các nhu cầu cần thiết.

<b> Phân loại theo thiết kế dàn khung, giá đỡ hệ thống</b>

Hệ thống điện mặt trời áp mái: Hệ thống điện mặt trời áp mái là thiết kế phổ biếnchiếm đến 90% trong các dự án điện mặt trời hiện nay. Đặc biệt là các hộ gia đình,doanh nghiệp, nhà xưởng vì nó vừa tiết kiệm diện tích lại vừa tiết kiệm được chi phí.Với hệ thống thiết kế giàn khung của điện mặt trời áp mái mọi người sẽ tận dụngkhông gian của mái nhà ở, nhà kho hay nhà xưởng, công ty để lắp đặt một hệ thốngđiện mặt trời với nhiều tiện ích như: cung cấp điện sinh hoạt; quản lý chi phí tiềnđiện, thu lời từ việc bán lượng điện dư,....

Hệ thống điện mặt trời làm giàn khung dưới mặt đất: Loại thiết kế giàn khung, giáđỡ này sẽ tốn nhiều chi phí hơn để làm giàn khung. Tuy nhiên với hệ thống khungmặt đất linh hoạt có thể định hướng được các tấm pin sao cho chúng có thể mang lạisản lượng cao nhất. Chính vì vậy lựa chọn này được nhiều nhà đầu tư có sẵn diện tíchđất lớn lựa chọn.

d. Sơ đồ cấu tạo cơ bản của hệ thống pin năng lượng mặt trời

Có 3 loại mơ hình lắp đặt hệ thống điện mặt trời: on-grid, off-grid và hybrid nên cấutạo hệ thống sẽ có chút khác biệt, chủ yếu nằm ở cục pin dữ trữ điện ở hệ thống off-grid. Về cơ bản, hệ thống điện mặt trời sẽ có những bộ phận cấu thành như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Tấm pin năng lượng mặt trời: Pin năng lượng mặt trời được chia làm 8 bộ phậngồm: khung nhơm, kính cường lực, lớp màng EVA, solar cell, tấm nền pin (phíasau), hộp đấu dây (junction box), cáp điện, Jack kết nối MC4.

Bộ chuyển đổi (Inverter): Là bộ chuyển điện có chức năng biến đổi dòng điện mộtchiều (DC) thành dòng điện xoay chiều (AC).

Tủ điện: Là hộp chứa các thiết bị gồm CB, Role, kết nối các inverter để truyền tảihoặc đóng ngắt mạch điện nhằm bảo vệ quá tải, sụt áp hệ thống điện cung cấp chocác thiết bị.

Hệ thống giám sát từ xa qua internet smartphone: Dùng để kiểm soát và giám sáthệ thống dàn pin năng lượng mặt trời thông qua phần mềm, điều khiển giao tiếp ởbất kỳ nơi đâu miễn là có mạng internet.

Khung giá đỡ và các thiết bị phụ điện: Là hệ thống khung và các thiết bị phụ hỗtrợ cố định các tấm pin vào phần mái được lắp đặt nhằm đảm bảo các tấm pin tiếpcận được ánh sáng mặt trời tối đa công suất.

Đồng hồ đo đếm điện 2 chiều: Dùng để đo lường điện năng lượng mặt trời sảnsinh và sản lượng điện bán ra cho EVN.

Pin dự trữ: sử dụng điện áp pin 12V, 24V, 36V, 48V hoặc 60V để lưu trữ điện khipin mặt trời không sản xuất điện

<small>Hình 1. 2. Sơ đồ cấu tạo hệ thống điện mặt trời</small>Các phương pháp MPPT:

Hiện tại, có rất nhiều phương pháp dị tìm điểm cơng suất cực đại với các ưu nhược điểmkhác nhau:

Open-Circuit Voltage

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Short-Circuit Current Perturb and Observe Incremental Conductance Fuzzy Logic Control Neural Network Ripple Correlation Control Current Sweep

DC Link Capacitor Droop Control

<b>Chương 2. Ảnh hưởng của điện gió và mặt trời đến sự vận hành của lưới điện truyền thống.</b>

2.1. Ảnh hưởng đến vấn đề an ninh hệ thống điện

Tính an ninh của hệ thống điện được coi là khả năng của hệ thống đó có thể chịu đượccác nhiễu động mà không gây ra sự cố hệ thống điện. Để máy phát điện gió góp phầnđảm bảo an ninh cho hệ thống điện, chúng phải có khả năng đóng góp vào cả điều khiểnđiện áp và tần số trong việc ổn định hệ thống điện sau khi có nhiễu, chúng phải có khảnăng tăng hoặc giảm để tránh vận hành hệ thống điện khơng an tồn, chúng phải có khảnăng vượt qua các nhiễu phát ra từ hệ thống điện, chúng phải có khả năng tránh được cácmức sự cố vượt mức trong khi vẫn góp phần xác định và giải phóng sự cố, và chúng phảicó thể hoạt động ở chế độ đảo khi nguồn cung cấp từ lưới điện bị mất.

Sản xuất điện gió thường gặp phải những khó khăn liên quan đến độ tin cậy về mặtphát điện, lập kế hoạch và lịch trình cung cấp điện. Các nhà khai thác tiện ích ln thiếutự tin vào khả năng đáp ứng nhu cầu cao điểm của hệ thống. Mặc dù khơng có hệ thốngđiện nào là đáng tin cậy 100%, nhưng việc phát điện không liên tục sẽ làm tăng mức độkhông chắc chắn và do đó cũng làm tăng dải cơng suất dự trữ của hệ thống điện, do đólàm tăng chi phí phát điện. Hiệu quả là tối thiểu ở mức độ thâm nhập thấp, nhưng có thểlà thách thức ở mức độ thâm nhập cao. Trong số những thách thức này là những ảnhhưởng đến sự mất cân bằng công suất, quản lý dự trữ, kiểm soát điện áp và ổn định hệthống.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

2.2. Ảnh hưởng của điện gió tới lưới truyền thống2.2.1. Mất cân bằng cơng suất

Wind Energy Conversion System (WECS) tạo ra điện khi tốc độ gió vượt quá mộtmức tối thiểu nhất định và sản lượng WECS phụ thuộc vào những tốc độ gió này. Khơngthể dự đốn tốc độ gió với độ chính xác cao trong các khoảng thời gian hàng ngày, và gióthường dao động từ phút này sang phút khác và giờ này sang giờ khác. Do đó, các nhàhoạch định và vận hành hệ thống tiện ích điện lo ngại rằng sự thay đổi trong sản lượngcủa WECS có thể làm tăng chi phí vận hành của hệ thống. Mối quan tâm này nảy sinhbởi vì hệ thống phải duy trì sự cân bằng giữa tổng cầu về điện năng và tổng công suấtđược tạo ra bởi tất cả các nhà máy điện cung cấp cho hệ thống. Sự biến đổi và khơng thểđốn trước của phong điện có thể gây ra sự mất cân bằng công suất trên lưới điện. Cơngsuất đầu ra của họ có thể khơng đáp ứng được nhu cầu khi cần thiết, trong khi có thể dưthừa khi nhu cầu thấp, do đó gây ra sự cố trên lưới điện.

2.2.2. Quản lý dự trữ

Dự trữ năng lượng điện rất tốn kém. Do đó điện năng sản xuất tại trạm phát điện phảiđược phụ tải tiêu thụ ngay. Nên phải có sự cân bằng cơng suất giữa tất cả các nhà máyphát điện và nhu cầu phụ tải. Bất kỳ sự mất cân bằng nào sẽ ảnh hưởng đến tần số của hệthống và có thể dẫn đến mất đồng bộ trong một số trường hợp nhất định. Việc thực hiệncân bằng công suất giữa phụ tải và các nhà máy phát điện gặp nhiều thách thức hơn trongtrường hợp sản xuất điện gió do tính chất khơng thể đốn trước của nó, đặc biệt khi tỷ lệphát điện cao. Một hệ thống tích hợp năng lượng gió cao sẽ mở rộng khả năng dự trữ dosự thay đổi của các nguồn tài nguyên chính. Một nhà máy điện thông thường dự kiến sẽcung cấp cho sự thay đổi này. Điều này ảnh hưởng đến cả chi phí vận hành và chi phídịch vụ phụ trợ của hệ thống điện. Cần có thêm dự trữ 3-6% cơng suất danh định của nhàmáy gió khi tích hợp gió 10% và ước lượng 4-8% đối với tích hợp gió 20%.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

2.2.3. Ảnh hưởng đến kiểm soát điện áp

Phân bố điện áp nút trên mạng hệ thống điện không được nhỏ hơn giới hạn cho phép.Khả năng đóng góp cơng suất phản kháng của nhà máy điện quyết định khả năng điềukhiển điện áp nút của nó. Máy phát điện thơng thường có cách kiểm sốt cơng suất phảnkháng để đảm bảo phân phối điện áp thích hợp ở các nút khác nhau của mạng. Hầu hếtWECS sử dụng máy phát điện cảm ứng không có khả năng đưa cơng suất phản kháng lênlưới. Điều này thường tạo thành một trong những hạn chế của việc tích hợp năng lượnggió.

2.2.4. Ảnh hưởng đến ổn định hệ thống điện

Khi một hệ thống điện duy trì trạng thái cân bằng trong điều kiện hoạt động bìnhthường hoặc trở lại trạng thái cân bằng chấp nhận được sau khi bị nhiễu loạn, thì hệ thốngđược coi là ổn định. Sự xáo trộn có thể là ngắt kết nối của máy phát, phụ tải, đường dây,máy biến áp hoặc do sự cố. Độ ổn định trong đó máy phát điện duy trì đồng bộ để cungcấp cơng suất được gọi là độ ổn định góc và được điều chỉnh bởi mối quan hệ giữa gócrơto máy phát và góc cơng suất. Độ ổn định khi có sự nhiễu loạn lớn được gọi là ổn địnhquá độ và độ ổn định tín hiệu nhỏ được coi là sự nhiễu loạn nhỏ. Các vấn đề về ổn địnhtín hiệu nhỏ xảy ra khi giảm dao động của hệ thống không đủ do thay đổi các thông sốvận hành của hệ thống điện. Ổn định tần số, liên quan đến động lực ảnh hưởng đến tần sốhệ thống trong khoảng 10 giây đến một phút. Một nguyên nhân điển hình của sự mất ổnđịnh tần số là do mất công suất phát dẫn đến mất cân bằng giữa phát và tải. Sự ổn địnhtần số cũng có thể liên quan đến các vấn đề như hành động điều khiển chậm, điều phốibảo vệ kém và thiết bị hệ thống không đầy đủ. Sự mất ổn định điện áp được đặc trưng bởisự giảm điện áp ổn định trong một hoặc một số thanh cái của hệ thống điện gây ra sự cốhệ thống do thiết bị bảo vệ. Sập điện áp do hệ thống điện khơng có khả năng duy trì cânbằng giữa cung và cầu công suất phản kháng trong mạng lưới hệ thống

Trước khi các nhà máy điện gió ra đời, hệ thống điện chủ yếu bao gồm các máy phát điện đồng bộ để sản xuất điện. Các thao tác điều khiển của các máy phát điện này sau khicó sự dao động đều được các nhân viên điều khiển hiểu rõ do có kinh nghiệm trong nhiềunăm làm việc. Sự ra đời của năng lượng gió đưa máy phát điện cảm ứng vào hệ thống điện để phát điện vì chúng rẻ, mạnh và hỗ trợ các hoạt động tốc độ thay đổi. Ở giai đoạn đầu của q trình tích hợp điện gió, có rất ít lo ngại về ảnh hưởng của nó đối với sự ổn định chung của một nguồn điện hệ thống. Với xu hướng tích hợp điện gió ngày càng tăng, nó có thể bắt đầu có ảnh hưởng đáng kể đến biên độ ổn định tạm thời của hệ thống điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Các máy phát điện hầu hết được sử dụng trong các nhà máy năng lượng gió hoạt động khơng đồng bộ và có đặc điểm là khả năng điều khiển công suất phản kháng kém. Mômen đầu vào của máy phát điện tăng vọt và điện áp giảm xuống quá giới hạn ngưỡng tại điểm kết nối chung có thể dẫn đến điều chỉnh bộ cấp điện kém và cuối cùng có thể gâyra sập điện áp do nhu cầu công suất phản kháng từ lưới.

Máy phát điện cảm ứng tốc độ cố định được cung cấp bộ bù công suất phản kháng đểphục vụ cho nhu cầu công suất phản kháng lớn từ mạng lưới. Các thiết bị điện tử côngsuất cung cấp công suất phản kháng cho lưới điện trong trường hợp máy phát tốc độ thayđổi. Phương pháp bù trừ tới hạn đã được áp dụng rộng rãi cho các nghiên cứu độ ổn địnhthoáng qua. Hệ thống kích thích và bộ bù var tĩnh nguồn điện áp như STATCOM đãđược sử dụng để tăng biên độ ổn định do đó cải thiện khả năng hoạt động của máy phátđiện

2.2.5. Ảnh hưởng đến chất lượng điện áp

Các máy phát điện gió tốc độ thay đổi DFIG và máy phát đồng bộ (SG), yêu cầu cácbộ chuyển đổi cơng suất để đạt được sự tích hợp vào lưới điện có thể điều khiển. Nhữngbộ chuyển đổi này là nguyên nhân gây ra sóng hài trong lưới điện với cơng suất ngắnmạch thấp. Thêm vào đó, phần lớn các nguồn điện gió ở rất xa trung tâm thanh phố nơimà các lưới điện mạnh là giới hạn. Lưới điện trong khu vực này ban đầu được quy hoạchcho trào lưu cơng suất theo một hướng duy nhất.

Tích hợp điện gió có thể gây ra ảnh hưởng tiêu cực đến trạng thái vận hanh ổn địnhcủa những kiểu lưới điện như vậy.

Các tuabin gió tốc độ cố định tạo ra sự rung động công suất do hiệu ứng trượt và bóngtháp và điều này có thể dẫn đến sự dao động điện áp mà có thể gây ra nhấp nháy điện áptrên lưới. Tuy nhiên các hiệu ứng này được giảm trong các máy phát điện gió tốc độ thayđổi.

2.2.5.1. Sóng hài

Sóng hài có thể được bơm vào cả máy phát và phụ tải. Đối với phụ tải, sóng hài đượctạo ra bởi các tải phi tuyến như tivi, máy tinh, đèn huỳnh quang,…Ở mức độ máy phátđiện, nguồn gây ra sóng hài bao gồm các thiết bị FACTS như các máy bù công suất phảnkháng và các thiết bị điện tử công suất. Khác bao gồm điều chỉnh tốc độ, điều khiển tốcđộ máy phát, HVDC, cáp ngầm…Phần lớn chúng được tìm thấy trong các thiết bị tíchhợp WECS vào lưới điện. Chúng có thể gây ra sự biến dạng đối với điện áp và dạng sóng

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

dòng điện của hệ thống điện. Cũng như vậy, các bộ chuyển đổi công suất điện tử sử dụngtrong WECS tốc độ thay đổi như DFIG là các nguồn gây sóng hài. Đây là một hạn chếđối với WECS.

Sóng hài làm tăng tổn thất trên lưới và gây ra phát nóng các thiết bị, làm giảm tuổi thọcủa chúng. Sóng hài phụ có thể gây ra các nhấp nháy mà dẫn đến không thoải mái chomắt, mất cân bằng và bão hòa mạch từ trong các máy biến áp, lão hóa nhiệt của các độngcơ cảm ứng. IEEE 519 – 1992 là một tiêu chuẩn mà thiết lập các yêu cầu và áp đặt cácgiới hạn cho đo lường sóng hài và tồn bộ độ méo sóng hài. Các giới hạn cho độ méođiện áp là 5% cho THD và 3% cho bất kì sóng hài độc lập nào theo quy định của IEEE519 – 1992.

2.2.5.2. Nhấp nháy điện áp

Nhấp nháy là các biến đổi tần số điện áp thay đổi từ 0,5 đến 25 Hz gây khó chịu chobóng đèn sợi đốt. Nhấp nháy gây khó chịu lớn tại tần số 8,8 Hz. Tiêu chuẩn điện quốc tế(IEC) 61000-4-15 mô tả mức độ nhấp nhát dựa trên sự nhấp nháy tức thời (IFI) cũng nhưđo xác suất ngắn hạn (Pst) cho một khoảng thời gian 10 phút và xác xuất dài hạn (Plt) đotrung bình trong 2 giờ. Đối với điện áp không nhấp nháy Pst=0. Pst=1 chỉ ra rằng sự nhấpnháy đã đạt đến giới hạn có thể chịu đựng. Đối với lưới trung áp, nhấp nháy điện áp đượcquy định bằng 0,35 (Pst) và 0,25 (Plt).

Các máy phát điện gió thỉnh thoảng tạo ra dao động công suất phát, cái mà gây ra cácnhấp nháy trong hệ thống điện. Sự biến động được gây ra bởi hiệu ứng bóng tháp vànhiễu loạn trong gió. IEC 61400 – 21 cung cấp quy trình đo lường để tính tốn tác độngnhấp nháy điện áp của tuabin gió. Theo tiêu chuẩn này, độ biến động điện áp bởi tuabingió được chia thành 2 thành phần là vận hành liên tục và thao tác đóng cắt. Sự biến độngđiện áp do vận hành liên tục là kết quả từ sự thay đổi công suất tác dụng và công suấtphản kháng do tốc độ gió thay đổi (3p hiệu ứng trong các tuabin tốc độ gió cố định), tráilại, các tuabin tốc độ gió thay đổi có khả năng hấp thụ hiệu ứng 3p bằng một sự thay đổinhỏ trong tốc độ roto của chúng. Các thao tác đóng cắt được gây ra bởi các sự thay đổinhanh của công suất từ một mức độ tới mức khác cái mà có thể do máy phát cut-in, cut-out và chuyển đổi giữa các máy phát điện gió.

Ảnh hưởng của nhấp nháy điện áp thường khơng nghiêm trọng trong tuabin gió có tốcđộ thay đổi khơng giống như các tuabin gió tốc độ cố định. Điều này là do các tuabin giócó tốc độ thay đổi có khả năng cung cấp các điều khiển tốc độ để làm giảm tốc độ daođộng của momen khí động học phát ra từ các hoạt động đóng cắt hay sự thay đổi tốc độgió giảm thiểu nhấp nháy điện áp. Cả hệ số nhấp nháy điện áp của vận hành liên tục và

</div>