1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
BÙI NGUYỄN HIỆP
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BỘ LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐỂ NÂNG
CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ HIỆU QUẢ KHAI THÁC CHO
CÁC HỆ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
THÁI NGUYÊN - 2014
Luận văn được hoàn thành tại trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái
Nguyên.
Cán bộ HDKH : TS Ngô Đức Minh
Phản biện 1 : PGS.TS Nguyễn Hữu Công
Phản biện 2 : TS. Nguyễn Quân Nhu
Luận văn đã được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn, họp tại: Phòng cao
học số 02, trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.Vào 16 giờ 30 phút
ngày tháng năm 2014.
Có thể tìm hiểu luận văn tại Trung tâm Học liệu tại Đại học Thái Nguyên và
Thư viện trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên.
2
MỞ ĐẦU
Từ cuối thế kỷ 20 và đặc biệt trong 10 năm trở lại đây tình hình năng lượng
đang thay đổi - có một số lượng lớn các nguồn cung cấp năng lượng không phải là
dạng truyền thống đang được thúc đẩy phát triển mạch mẽ không những riêng ở
nước ta, mà trên phạm vi toàn cầu. Đó là các dạng nguồn năng lượng mới và tái tạo
(NLM&TT). Ví dụ như: phong điện, thủy điện nhỏ, điện mặt trời, điện thủy triều
V.V Chúng có thể được khai thác dưới các loại hình mạng điện khác nhau: có thể
là mạng điện cục bộ, mạng phân tán hay được kết nối với lưới quốc gia. Tuy nhiên,
đối với các dạng nguồn này đều có chung một số nhược điểm là:
- Đặc tính làm việc thuộc dạng mềm hoặc siêu mềm
- Tiềm năng phụ thuộc các yếu tố tự nhiên luôn thay đổi như thời gian, thời
tiết, khí hậu…
- Khả năng dự trữ công suất thấp.
Qua phân tích tổng quan về các dạng năng lượng NLM&TT, Tác giả lựa
chọn hướng nghiên cứu cho một dạng điển hình, đó là thủy điện nhỏ. Trong đó,
một số thủy điện nhỏ ở các vùng núi, cách xa các trung tâm kinh tế phát triển chỉ
có thể được khai thác theo hình thức mạng điện cục bộ. Trước đây, mạng điện cục
bộ thủy điện nhỏ chưa được quan tâm khai thác và phát triển nên các ứng dụng
khoa học kỹ thuật vào điều khiển nguồn phát cũng như trong toàn mạng còn chưa
được đề cập đến. Chính vì thế, làm cho tính kinh tế của hệ thống còn thấp, chất
lượng điện năng cung cấp chưa đảm bảo. Ngày nay, đứng trước sự phát triển về
mọi mặt của xã hội, các hoạt động sản xuất ngày càng phong phú, đời sống văn
hóa tinh thần của con người ngày một nâng cao dẫn đến đòi hỏi các lưới điện vận
hành phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng điện năng.
Mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ (MĐCBTĐN) mà đề tài quan tâm cụ thể là
một mạng điện độc lập, không kết nối với lưới điện quốc gia. Một số nhược điểm
của MĐCBTĐN có thể được phân tích nguyên nhân xuất phát từ hoạt động của hệ
turbine-máy phát. Đương nhiên là, sự hoạt động bình thường của một máy phát
đồng bộ xoay chiều ba pha được đảm bảo thông qua chất lượng điều khiển của hai
hệ thống:
3
1- Hệ thống điều chỉnh kích từ để ổn định điện áp và huy động công suất
phản kháng.
2- Hệ thống turbine để ổn định tần số và huy động công suất tác dụng.
Với thủy điện nhỏ thì các nhược điểm phát sinh hầu như đều có nguyên nhân
từ hệ thống turbine (hệ thống kích từ không bàn đến). Thực tế các thủy điện nhỏ
thường được xây dựng theo kiểu thủy điện có kênh dẫn, đặc tính điều chỉnh công
suất và điều chỉnh tốc độ có thời gian trễ lớn, khả năng quá tải thấp, không có khả
năng huy động công suất đỉnh nên không đáp ứng được nhu cầu đòi hỏi của phụ tải
thực tế. Ví dụ: Khi có động cơ khởi động:
- Quá trình khởi động của động cơ bị kéo dài do đặc điểm của thủy điện nhỏ
không đáp ứng được tốc độ huy động công suất cho khởi động.
- Chất lượng điện năng thấp, không ổn định.
Như vậy, để khắc phục tình trạng trên cần thiết phải có một nguồn dự trữ
năng lượng khác ngoài máy phát. Một số biện pháp truyền thống đã được áp dụng
cho các hoạt động tương tự, ví dụ như:
- Dự trữ năng lượng bằng hệ bánh đà.
- Dự trữ năng lượng bằng buồng áp lực
Đối với một số thủy điện nhỏ thì cả hai biện pháp trên đều không thể áp dụng.
Vì vậy, nhiệm vụ của đề tài là nghiên cứu tìm được một giải pháp thích hợp để
khắc phục những vấn đề tồn tại trên.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Xác định tên đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng bộ lưu trữ năng lượng để
nâng cao chất lượng điện năng và hiệu quả khai thác cho các hệ nguồn năng
lượng mới và tái tạo”. Cụ thể là:
- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống tích trữ năng lượng trong mạng điện cục bộ
thủy điện nhỏ, nhằm mục đích nâng cao hiệu quả khai thác công suất nguồn phát
và đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp.
Phạm vi nghiên cứu
- Xây dựng cấu trúc điều khiển của hệ BESS trong mạng điện cục bộ thủy
điện nhỏ nhằm thực hiện các chức năng chính là:
4
- Huy động công suất đỉnh cho chế độ khởi động của động cơ,
- Bù công suất phản kháng để cải thiện chất lượng điện áp tại điểm kết nối.
Cấu trúc luận án
Luận văn gồm 4 chương, 99 trang, 32 tài liệu tham khảo.
Sau một thời gian nghiên cứu, đến nay luận văn đã hoàn thành. Tác giả xin
bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo TS.
Ngô Đức Minh. Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Hệ thống
điện - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều
kiện giúp đỡ trong suốt quá trình tham gia khóa học. Xin chân thành cảm ơn phòng
sau đại học, bạn bè đồng nghiệp và người thân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn này.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn và chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 09 năm 2014
Người thực hiện
Bùi Nguyễn Hiệp
5
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG MỚI VÀ TÁI TẠO
1.1. Các dạng năng lượng mới và tái tạo
Năng lượng tái tạo (NLTT) hay năng lượng tái sinh là năng lượng từ những
nguồn liên tục mà theo chuẩn mực của con người là vô hạn. Nguyên tắc cơ bản của
việc sử dụng năng lượng tái sinh là tách một phần năng lượng từ các quy trình diễn
biến liên tục trong môi trường tự nhiên và đưa vào trong các sử dụng kỹ thuật cho
một mục đích nào đó của con người. Các quy trình này luôn tuân theo quy luật
được thúc đẩy từ Mặt trời. Vô hạn có hai nghĩa: hoặc là năng lượng tồn tại nhiều
đến mức mà không thể cạn kiệt (ví dụ như năng lượng Mặt trời) hoặc là NLTT tự
tái tạo theo quy luật của tự nhiên trong thời gian (vòng đời) ngắn và liên tục (ví dụ
như năng lượng sinh khối, phong năng, thủy điện nhỏ từ sóng biển, thủy triều hay
các dòng suối…) trong các quy trình còn diễn tiến trong một thời gian dài trên Trái
đất.
Tình hình NLTT trên toàn cầu được thống kê năm 2006 qua biểu đồ sau:
Hình 1. 1 Các nguồn NLTT trên Thế giới năm 2006
Các nguồn năng lượng hóa thạch đã được khai thác và sử dụng từ rất lâu và
đang dần cạn kiệt. Cùng với sự tăng trưởng về kinh tế, nhu cầu về năng lượng cho
sản xuất và đời sống ngày càng gia tăng do đó việc tìm kiếm các công nghệ sử
dụng NLTT như thủy điện nhỏ, năng lượng gió, năng lượng Mặt trời, năng lượng
sinh khối, năng lượng địa nhiệt… có ý nghĩa sống còn đối với nhân loại và được sự
quan tâm rộng rãi trên quy mô toàn thế giới.
6
Trong những năm cuối của thế kỷ XX và những năm gần đây, Thế giới trong
giai đoạn khủng hoảng năng lượng, cho nên công tác nghiên cứu, thăm dò, khai
thác và sử dụng NLTT được nhiều quốc gia chú ý và đạt được thành tựu đáng kể.
Đặc điểm chung của các nguồn NLTT là mặc dù chúng có mặt khắp nơi trên Trái
đất dưới dạng nước, gió, ánh sáng Mặt trời, rác thải… nhưng chúng đều có chung
một đặc điểm là phân tán, và không liên tục. Việc khai thác trên quy mô công
nghiệp đòi hỏi công nghệ cao và vốn đầu tư lớn. Trước mắt, khai thác trên quy mô
nhỏ, cục bộ cũng là rất thiết thực và đem lại hiệu quả to lớn. Tiếp theo là hình
thành mạng phân tán kết nối lưới – Đó là mô hình tất yếu của một tương lai gần.
Cho đến nay với sự nỗ lực vượt bậc của các Nhà khoa học trên toàn Thế giới
và sự phát triển đồng bộ của các lĩnh vực khoa học, các nghiên cứu về tự nhiên
môi trường,… rất nhiều dạng năng lượng mới và tái tạo đã được đưa vào khai thác
sử dụng một cách khá hiệu quả.
7
CHƯƠNG 2
MẠNG ĐIỆN CỤC BỘ THUỶ ĐIỆN NHỎ
2.1. Giới thiệu chung
Mạng điện cục bộ là một hệ thống điện riêng rẽ. Trong đó, mạng điện cục bộ
công suất nhỏ là một dạng đơn giản nhất, chỉ có một nguồn cung cấp (công suất từ
một vài trăm đến một vài ngàn kW), hoạt động có tính chất độc lập không kết nối
vào hệ thống điện quốc gia. Đại diện cho loại này là các mạng điện của nguồn phát
thủy điện nhỏ, sơ đồ có dạng cơ bản như hình 2.1
Hình 2. 1 Mô tả mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ
Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng gia tăng đòi hỏi phải xây dựng
thêm các nhà máy điện mới. Trong đó, khuyến khích phát triển các nguồn điện
công suất nhỏ được sản xuất theo công nghệ sạch như: thủy điện, điện sức gió,
điện mặt trời, điện thủy triều V.V. Từ sơ đồ hình 2.1 là cũng như các sơ đồ khác
tương tự đều có thể biến đổi về cùng một dạng sơ đồ thay thế như hình 2.2 để
thuận tiện cho việc nghiên cứu và áp đặt một cách tính toán chung.
Hình 2. 2 Sơ đồ thay thế của mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ
2.1.1. Phân tích hoạt động của MĐCBTĐN
2.1.1.1. Ưu điểm của thủy điện nhỏ
2.1.1.2. Những vấn đề còn tồn tại
2.1.1.3. Giải pháp ứng dụng BESS trong mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ
2.2. Mô tả toán học hệ turbine-máyphát
Nguồn phát của một trạm thủy điện nhỏ, gồm hai thiết bị chính là turbine thủy
lực và máy phát đồng bộ xoay chiều ba pha. Sự làm việc bình thường của hệ được
đảm bảo bằng nguyên lý cân bằng công suất giữa công suất cơ của turbine dẫn
8
động cho máy phát với mô men điện từ trong máy phát do phụ tải điện gây nên và
mạch kích từ tạo nên một hệ thống kín, hình 2.7
2.2.1. Mô tả toán học máy phát
2.2.1.1. Khái niệm vector không gian của các đại lượng xoay chiều ba pha
2.2.1.2. Mô tả máy phát đồng bộ xoay chiều 3 pha trong các hệ tọa độ thông
dụng
2.2.2. Mô tả toán học hệ turbine
Turbine thủy điện đã được nghiên cứu từ lâu và ngày càng được hoàn thiện.
Ngày nay, một trong những cấu trúc chuẩn dùng để nghiên cứu hệ điều tốc turbine
thủy điện được xây dựng (hình 2.11). Cấu trúc này chỉ ra mối quan hệ giữa phụ tải
và động học turbine-máy phát và ảnh hưởng của các tham số khác như: động học
đường ống dẫn nước.
Hình 2. 3 Sơ đồ khối chức năng bộ điều tốc turbine thủy điện
2.3. Mô tả toán học bộ biến đổi BESS trong mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ
Bộ biến đổi BESS được mô tả như hình 2.18b.
9
Hình 2. 4 :
a)Thay thế BESS như một nguồn áp tại PCCi,
b)Cấu trúc bộ biến đổi BESS
2.4. Mô hình kho tích trữ năng lượng battery
2.5. Vận hành MĐCBTĐN và giới hạn mang tải của máy phát
2.6. Kết luận chương 2
Kết thúc chương 2 cho ta một cách nhìn đầy đủ về mô hình của một mạng
điện cục bộ thủy điện nhỏ thông qua việc mô tả các phần tử chính của mạng để
thấy được chức năng và những ảnh hưởng của các phần tử đó trong quá trình vận
hành khai thác mạng điện. Quá trình tăng tải của turbine có đáp ứng trễ theo thời
gian, gia tốc
dq
dt
phụ thuộc vào điều khiển góc mở
α
và quá trình huy động nước
trên đường kênh dẫn đến trạm thủy điện. Trong khi đó bộ biến đổi BESS lại có đáp
ứng nhanh khi thực hiện các chức năng huy động công suất cho các chế độ tải đột
biến. Kết quả phân tích cho thấy MĐCBTĐN sẽ nâng cao được giới hạn công suất
phát nhờ có BESS – tạo ra một động lực mạnh mẽ thúc đẩy cho vấn đề phát triển
thủy điện nhỏ.
10
CHƯƠNG 3
ĐIỀU KHIỂN HỆ BESS
TRONG MẠNG ĐIỆN CỤC BỘ THỦY ĐIỆN NHỎ
3.1. Cấu trúc điều khiển hệ BESS
3.2. Nguyên lý xác định góc pha vector điện áp
Hình 3. 1 Cấu trúc khối đồng bộ tựa điện áp lưới PLL
0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28
0
1
2
3
4
5
6
7
Time (s)
Hình 3. 2 Dạng tín hiệu tựa đồng bộ điện áp lưới có được bằng kết quả mô phỏng
3.3. Điều chế vector không gian SVM cho hệ BESS
Phương pháp phát xung hoàn toàn phụ thuộc vào nguyên lý của bộ điều
khiển. Trong kỹ thuật điều khiển bộ biến đổi công suất thường áp dụng một số
phương pháp phát xung điển hình sau:
- Sử dụng bộ điều khiển kiểu 2 điểm.
- Phát xung kiểu sinPWM.
- Phát xung kiểu SVM.
11
3.4. Thiết kế bộ điều chỉnh dòng điện cho hệ BESS
Dựa trên mô tả toán học của bộ biến đổi BESS trên từng hệ trục tọa độ, ta sẽ
có các phương án thiết kế bộ điều chỉnh dòng phù hợp. Tác giả lưa chọn bộ điều
chỉnh dòng điện thiết kế kiểu PI trong hệ tọa độ quay dq đồng bộ với điện áp tại
điểm kết nối chung PCC
Hình 3. 3 Cấu trúc bộ điều chỉnh dòng kiểu PI cho bộ biến đổi BESS
3.5. Thiết kế bộ điều chỉnh điện áp tại điểm kết nối chung PCC
3.6. Bộ điều khiển công suất tác dụng
Điều khiển công suất tác dụng với chức năng điều chỉnh quá trình phóng/nạp
ăcquy, quá trình phóng (hỗ trợ máy phát khi có phụ tải đột biến ) ta đặt công suất
tác dụng đặt P
*
> 0. Ngược lại, quá trình nạp ăcquy ta đặt P
*
< 0
Hình 3. 4 Cấu trúc điều khiển công suất tác dụng
12
CHƯƠNG 4
MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM HỆ BESS
TRONG MẠNG ĐIỆN CỤC BỘ THỦY ĐIỆN NHỎ
4.1. Mô phỏng hệ BESS trong mạng điện cục bộ thủy điện nhỏ
Các kết quả nghiên cứu trong chương 2 và 3 có thể được kiểm chứng thông
qua bước tiếp theo là xây dựng mô hình mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink.
Trong MĐCBTĐN công suất hàng ngàn KVA có thể cung cấp cho những hộ phụ tải
công nghiệp.
4.1.1. Mô phỏng tác dụng của BESS trong MĐCBTĐN công suất 2 MVA
4.1.1.1. Xây dựng mô hình mô phỏng
Sơ đồ mô phỏng MĐCBTĐN 2MVA với BESS thực hiện chức năng huy
động công suất đỉnh được thiết kế trong Matlab thể hiện như hình 4.1
4.1.1.2. Kết quả mô phỏng
a) Trường hợp chưa có BESS
* Khi máy phát đang vận hành ở mức 1,6 MW, khởi động động cơ 160 KW.
Các thành phần công suất và dòng điện khởi động của động cơ rất lớn. Kết quả mô
phỏng trên hình 4.2
13
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
5
10
15
x 10
5
Time (s)
Cong suat dong co
P ( W )
S ( VA )
Q ( VAr )
a)Các thành phần công suất của động cơ
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
500
1000
1500
2000
2500
Time (s)
Dong khoi dong cong co ( A )
b)Dòng điện khởi động của động cơ
* Trường hợp mô phỏng với máy phát lý tưởng:
Động cơ khởi động thành công, điện áp và tần số máy phát là ổn định. Kết
quả mô phỏng trên hình 4.3a và hình 4.3b.
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
May phat ly tuong
Time (s)
Cong suat may phat
S ( VA )
P ( W )
Q ( VAr )
a)Công suất SPQ máy phát
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-400
-200
0
200
400
Time (s)
Dien ap may phat Umf ( V )
May phat ly tuong
b)Điện áp (tần số) máy phát
* Trường hợp mô phỏng với máy phát thủy điện nhỏ có bảo vệ rơle:
14
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
May phat thuy dien nho co Bao ve role
Time (s)
Cong suat may phat
Q ( VAr )
P ( W )
S ( VA )
a)Tải tĩnh 1,6 MW
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
May phat thuy dien nho co Bao ve role
Time (s)
Cong suat may phat
Q ( VAr )
S ( VA )
P ( W )
b)Tải tĩnh 1,3 MW
* Trường hợp mô phỏng với máy phát thủy điện nhỏ không có bảo vệ rơle
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
May phat thuy dien nho
Time (s)
Cong suat may phat
S ( VA )
Q ( VAr )
P ( W )
a) Công suất SPQ máy phát
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-400
-200
0
200
400
Time (s)
Dien ap may phat Umf ( V )
May phat thuy dien nho
b) Điện áp(tần số) máy phát
Để đối phó với tình huống này biện pháp không mong muốn là phải giảm
bớt phụ tải, giả sử tải tĩnh giảm xuống 1,2 MW. Kết quả mô phỏng trên hình 4.6
a,b
15
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
x 10
6
May phat ly tuong
Time (s)
Cong suat may phat
S ( VA )
Q ( VAr )
P ( W )
a)Công suất SPQ máy phát
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-400
-200
0
200
400
May phat thuy dien nho
Time (s)
Dien ap may phat Umf ( V )
b)Điện áp (tần số) máy phát
Nhận xét: Giảm tải tĩnh còn 1.2 MW, lúc này biên độ lớn nhất của công suất biểu
kiến S
max
≈ 2 MVA nằm trong giới hạn khả năng đáp ứng của hệ thủy điện nhỏ, kết
quả mô phỏng không khác so với máy phát lý tưởng. Tuy nhiên giảm tải tĩnh sẽ
làm mất đi hiệu quả sử dụng máy phát, giảm tính kinh tế của hệ thống.
b) Trường hợp có BESS
Các thông số mô phỏng như trường hợp khởi động động cơ có tham số như
bảng PL4.2 với tải tĩnh 1.6 MW. Kết quả mô phỏng được thực hiện đồng thời cho
hai mô hình điều khiển sử dụng bộ điều chỉnh dòng khác nhau: kiểu Dead-Beat và
kiểu PI.
Toàn bộ công suất huy động cho chế độ động cơ khởi động được huy động ra từ
BESS. Kết quả mô phỏng trên hình 4.7. Vì thế, công suất tác dụng máy phát hầu như
không tăng do toàn bộ công suất huy động cho chế độ động cơ khởi động được cấp ra
từ BESS.
16
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-5
0
5
10
15
x 10
5
Time (s)
P pcc ( W )
bo dieu chinh dong kieu PI
P bess
P tai
P mayphat
Hình 4. 1 BESS huy động công suất tác dụng cho động cơ khởi động
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
-1
0
1
2
3
x 10
6
bo dieu chinh dong kieu PI
Time (s)
Cong suat may phat
S ( VA )
P ( W )
Q ( VAr )
Hình 4. 2 Các thành phần công suất SPQ của máy phát
Điện áp trên tải tương ứng với điểm kết nối PCC chỉ suy giảm nhẹ sau 0,3s lại trở về
giá trị ban đầu. Kết quả mô phỏng trên hình 4.9
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4
0
100
200
300
400
bo dieu chinh dong kieu PI
Time (s)
U pcc ( V )
Hình 4. 3 Điện áp tại điểm kết nối chung Upcc2
BESS có khả năng huy động toàn bộ công suất cho động cơ khởi động cũng như
với các dạng tải đột biến khác. Năng lượng BESS cấp cho động cơ 160 kW khởi
động xuất ra từ bộ nguồn một chiều ăcquy: Dòng điện một chiều có biên độ lớn I
DC
≈ 1300 A, xem hình 4.10 và tương ứng điện áp ăcquy giảm xuống từ 700V xuống
650V (giảm 8% nằm trong giới hạn điện áp làm việc của ănquy) trong khoảng thời
gian từ 0,5 đến 0,9s, xem hình 4.11
17
Hình 4.4 Đáp ứng dòng điện 1 chiều I
dc
Hình 4.11 Đáp ứng điện áp 1 chiều U
dc
Nhận xét: Nhờ có BESS, chế độ khởi động động cơ đã thực hiện thành công trên
cơ sở không gây áp lực phá vỡ trạng thái làm việc ổn định cho máy phát. Vì thế đã
nâng cao hiệu suất khai thác vận hành máy phát.
Mặt khác, trong trường hợp xảy ra mất nguồn, BESS sẽ trở thành nguồn thay thế
với đáp ứng nhanh trong vòng 15 chu kỳ. Kết quả mô phỏng trên hình 4.12
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
-1
0
1
2
3
4
x 10
4
bo dieu chinh dong kieu PI
Tim (s)
P ( W )
Ptai = Pbess
Ptai = Pmayphat
Pmayphat=0
Pbess=0
18
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
0
100
200
300
400
bo dieu chinh dong kieu PI
Time (s)
U pcc ( V )
Umayphat
Ubess
Hình 4. 5 BESS đóng vai trò thay thế khi mất nguồn máy phát
Nhận xét: Nhờ có BESS thực hiện chức năng san tải góp phần làm bằng đồ
thị phụ tải sẽ nâng cao tính kinh tế của hệ thống. chức năng bù công suất phản
kháng đã đảm bảo cho điện áp tại điểm kết nối PCC ở cuối đường dây hầu ổn định
xung quanh giá trị định mức. Một chức năng quan trọng nữa là BESS thực hiện
chức năng làm nguồn thay thế với đáp ứng nhanh có một ý nghĩa thực tế rất lớn, nó
đảm bảo cho sự hoạt động bền vững của các thiết bị sử dụng điện hiện đại như hệ
máy tính, các máy sản xuất có hệ điều khiển theo chương trình
Kết quả mô phỏng đã chứng tỏ những tính năng của BESS như đã phân tích
nghiên cứu trong chương 2 và chương 3 là đúng. Khẳng định tính trung thực và
khoa học của các phương pháp nghiên cứu về BESS mà luận văn đã áp dụng. Đây
là cơ sở quan trọng để triển khai các ứng dụng của BESS vào thực tế cho mạng
điện cục bộ thủy điện nhỏ cũng như các ứng dụng khác tương tự.
19
