Phân tích hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối khi có hiện tượng sụt áp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu là của riêng cá nhân tôi, trong luận
văn có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước như
đã nêu trong phần cuối của bài luận văn. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có
sử dụng kết quả của người khác.

Học viện
Tạ Văn Toàn

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tác giả,cần phải kể
đến những sự giúp đỡ đóng góp ý kiến của các thầy cô ở Viện Điện, Viện Sau Đại
Học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các bạn đồng nghiệp cùng tập thể lớp
cao học Hệ thống điện 2012B đã cung cấp kiến thức, tài liệu và các thông tin có liên
quan đến đề tài này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.Lê Thị Minh Châu đã tận tình giúp
đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi cũng chân thành cảm ơn tập thể cơ quan, bạn bè, gia đình và những
người thân của tôi, những người luôn ở bên cạnh an ủi và là nguồn động viên to lớn
giúp tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian qua.
Vì thời gian có hạn và vấn đề nghiên cứu khá phức tạp nên bài luận văn
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp
của quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn đọc quan tâm.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn và chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 10 – 2015
Học viên
Tạ Văn Toàn

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN PHÂN TÁN - NGUỒN NĂNG
LƢỢNG MẶT TRỜI ................................................................................................4
1.1. Khái niệm chung về nguồn phân tán - nguồn năng lượng mặt trời ..................4
1.1.1. Định nghĩa nguồn điện phân tán. ................................................................4
1.1.2. Các loại nguồn phân tán – nguồn năng lượng mặt trời[NLTT] ..................5
1.2. Ảnh hưởng qua lại giữa hệ thống lưới điện phân phối và hệ thống năng lượng
mặt trời. ..................................................................................................................13
1.2.1. Ảnh hưởng của hệ thống năng lượng mặt trời đối với lưới điện. .............13
1.2.2. Ảnh hưởng của lưới điện đến hệ thống năng lượng mặt trời ....................18
1.2.3. Hành vi của năng lượng mặt trời khi gặp hiện tượng sụt áp. ....................19
CHƢƠNG 2: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG NĂNG LƢỢNG MẶT TRỜI KẾT
NỐI VÀO LƢỚI PHÂN PHỐI ..............................................................................21
2.1. Lưới phân phối và hệ thống bảo vệ .................................................................22
2.1.1. Tổng quan về hệ thống điện: .....................................................................22
2.1.2. Lưới điện phân phối ..................................................................................23
2.1.3. Mô phỏng lưới điện phân phối ..................................................................25
2.1.4. Hệ thống rơle bảo vệ lưới điện phân phối.................................................27
2.1.5. Mô phỏng sự hoạt động của hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối ...........29
2.2. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời và hệ thống bảo vệ ngắt kết nối .......34
2.2.1. Mô hình hệ thống năng lượng mặt trời(nguồn PV) ..................................34
2.2.2. Hệ thống bảo vệ kết nối ............................................................................38

iii


CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC SỰ CỐ NGẮN MẠCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI
PHÁP HẠN CHẾ SỰ NGẮT KẾT NỐI KHÔNG MONG MUỐN ...................45
3.1. Phân tích hành vi của hệ thống năng lượng mặt trời kết nối vào lưới điện phân
phối. ........................................................................................................................45
3.1.1. Kịch bản thứ nhất: ngắn mạch trên nhánh 6 – có hệ thống NLMT kết nối.
.............................................................................................................................46
3.1.2. Kịch bản thứ 2: ngắn mạch trên nhánh 5 – không có hệ thống NLMT kết
nối........................................................................................................................48
3.2. Đề xuất phương thức cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối để đảm bảo tính chọn lọc
................................................................................................................................52
3.2.1. Phương án phối hợp về mặt thời gian ......................................................53
3.2.2. Phương án phối hợp theo đường đặc tính LVRT.....................................56
3.3. Kết luận ...........................................................................................................60
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU ............................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................64

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

DG

Nguồn điện phân tán

NLMT

Năng lượng mặt trời

PV

Photovoltaic – Pin năng lượng mặt trời

PIProportionnel-Intégral
NM

Ngắn mạch

MBA

Máy biến áp

TTK

Thứ tự không

PLL

Phase-Locked-Loop

LVRT

Low Voltage right thought

ANSI 59/57

Chức năng chống quá áp và thấp áp

ANSI 59N

Chức năng chống quá áp thứ tự không

ANSI 81

Chức năng chống quá tần và thấp tần

v


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Các cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV .........................................41
Bảng 3.1: Bảng tổng kết, kết quả khảo sát các dạng ngắn mạch .........................51
Bảng 3.2: Cấu hình bảo vệ kết nối cho nguồn PV ...............................................54
Bảng 3.3: Cấu hình bảo vệ kết nôi cho nguồn PV( giải pháp tăng thời gian trễ) 54

vi


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Nhà máy điện PV trên thế giới.............................................................11
Hình 1.2: Top 10 quốc gia hàng đầu thế giới trong việc khai thác, sử dụng năng
lượng mặt trời. ......................................................................................................12
Hình 2.1: Mô hình lưới điện phân phối được sử dụng trong luận văn .................24
Hình 2.2: Mô hình lưới điện mô phỏng bằng phần mềm Matlap Simulink .........26

Hình 2.3: Nguyên lý hoạt động của rơle quá dòng pha .......................................28
Hình 2.4: Sơ đồ khối nguyên lý làm việc của rơle quá dòng đất .........................29
Hình 2.5: Sơ đồ Module quá dòng pha A ............................................................30
Hình 2.6: Sơ đồ Module chức năng quá dòng đất................................................31
Hình 2.7: Mô hình rơle quá dòng .........................................................................32
Hình 2.8: Lưới điện phân phối .............................................................................33
Hình 2.9: Tín hiệu đầu ra của các Module quá dòng ...........................................33
Hình 2.10: Dòng điện bapha khi sự cố A-N tại N9..............................................34
Hình 2.11: Sơ đồ khối nguồn điện PV .................................................................35
Hình 2.12: Mô hình điều khiển PV ......................................................................35
Hình 2.13: Mô hình khối điều chỉnh P/Q bằng Matlab Simulink ........................37
Hình 2.14: Công suất nguồn PV biến thiên theo thời gian trong 24H .................38
Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của rơ le thấp áp .....................................42
Hình 2.17: Module xử lý của chức năng thấp áp .................................................42
Hình 2.18: Sơ đồ nguyên lý của rơle quá điện áp thứ tự không ..........................43
Hình 2.19: Module chức năng quá áp thứ tự không 59N.....................................43
Hình 2.20: Module bảo vệ tách lưới cho nguồn PV ............................................44

vii


Hình 3.1: Lưới điện trung áp được khảo sát ........................................................46
Hình 3.2 : Dòng điện ba pha khi sự cố A- N tại N9.............................................47
Hình 3.3:Độ lớn điện áp thứ tự không đo được tại điểm kết nối nguồn PV ........47
Hình 3.4: Dòng điện của hệ thống NLMT khi sự cố A – N tại N9......................48
Hình 3.5: Độ lớn dòng điện ba pha trên nhánh 5 ................................................49
Hình 3.6: Độ lớn dòng điện ba pha trên nhánh 6 .................................................49
Hình 3.7: Điện áp của hệ thống NLMT khi sự cố ba pha trên nhánh 5 ...............50
Hình 3.8 : Điện áp của hệ thống NLMT trước và sau khi sử dụng giải pháp ......55
Hình 3.9: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho nguồn lớn 5MW ..........................56

Hình 3.10: Đặc tính LVRT đề xuất cài đặt cho rơle bảo vệ kết nối ....................57
Hình 3.11: Sơ đồ khối của rơ le thấp áp theo đặc tính LVRT .............................58
Hình 3.12: Chức năng thấp áp tác động theo đặc tính LVRT ..............................58
Hình 3.13: Module xử lý của chức năng thấp áp theo đặc tính LVRT ................59
Hình 3.14: Điện áp tại điểm đặt rơle bảo vệ kết nối nguồn PV ...........................60

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Hiện nay nhu cầu tiêu thụ điện năng gia tăng rất nhanh tuy nhiên lượng cung ứng
điện (chủ yếu là từ thủy điện và nhiệt điện) không phát triển kịp. Điều này khiến
cho hệ thống đang trong tính trạng thiếu điện cung cấp cho phụ tải. Để cải thiện
được việc này vấn đề đặt ra là phải phát triển hệ thống các nguồn năng lượng điện
khác trong khi các năng lượng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt. Việc sử dụng các
nguồn điện tại chỗ (thủy điện nhỏ, cực nhỏ, năng lượng mặt trời, gió….)được huy
động để chiếm tỷ trọng đáng kể trong hệ thống nguồn cấp.
Về các nguồn năng lượng tái tạo ta có các nguồn xuất phát từ mặt trời, từ gió, từ
địa nhiệt, từ nướcvà năng lượng sinh khối. Trong đó, nguồn năng lượng mặt trời là
phạm vi nghiên cứu của đề tài này. Năng lượng mặt trời là một trong các nguồn
năng lượng tái tạo quan trọng nhất mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh chúng ta,
năng lượng mặt trời có thể nói là vô tận. Tuy nhiên, để khai thác, sử dụng nguồn
năng lượng này cần phải biết các đặc trưng và tính chất cơ bản của nó,đặc biệt khi
tới bề mặt trái đất. Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, do đó nhu cầu năng
lượng ngày càng tăng. Hiện tại chính sách quốc gia của Việt Nam về nhu cầu năng
lượng dựa vào việc thiết lập hệ thống các nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện tua
bin hơi và tua bin khí, một số nhà máy điện nguyên tử …..Tuy nhiên, để phát triển
bền vững và đặc biệt cân bằng được năng lượng của quốc gia trong tương lai, Việt
Nam đã và đang tập trung nghiên cứu phát triển các nguồn năng lượng mới trong đó

NLMT vẫn là một nguồn năng lượng tối ưu trong tương lai do điều kiện Việt Nam
đứng về phương diện địa dư và nhu cầu phát triển kinh tế. Hiện nay đang phát triển
chủ yếu dưới dạng các nguồn NLMT có công suất bé nối chủ yếu vào lưới hạ áp và
các cánh đồng năng lượng mặt trời nối trực tiếp vào lưới trung áp .
Tuy nhiên việc kết nối hệ thống NLMT vào lưới phân phối gây ra một số tác
động đối với hệ thống: ảnh hưởng đến trào lưu công suất, chất lượng điện năng, hệ
thống bảo vệ của lưới điện. Mặt khác, các chế độ vận hành, các nhiễu loạn trên lưới
điện cũng ảnh hưởng tới hệ thống NLMT. Trong đề tài tác giả nghiên cứu ảnh

1


hưởng của hiện tượng sụt áp (do ngắn mạch) đến sự hoạt động của hệ thống NLMT.
Hiện nay, Việt Nam chưa có một tiêu chuẩn cụ thể để kết nối hệ thống NLMT vào
lưới điện, vì vậy tác giả đã áp dụng một số tiêu chuẩn phổ biến của Pháp(DIN
0126_1, ARRETE_08, ERDF_13E) làm cơ sở cho các nghiên cứu trong luận văn.
Khi áp dụng các tiêu chuẩn này, đặc biệt là tiêu chuẩn về điện áp, các hố điện áp
gây ra bởi sự cố ngắn mạch dẫn đến việc ngắt kết nối hàng loạt các hệ thống NLMT
nối lưới bởi bảo vệ kết nối của nó. Tuy nhiên, đôi khi sự ngắt kết nối này là không
mong muốn, đặc biệt là sự cố ở trên xuất tuyến kế cận (không phải là xuất tuyến có
NLMT kết nối vào). Trong tương lai khi tổng công suất do hệ thống NLMT cung
cấp là quan trọng thì việc cắt kết nối này gây ra một lượng công suất thiếu hụt đáng
kể dẫn đến sự mất cân bằng về công suất phát/công suất tiêu thụ.
Xuất phát từ lý do trên, đề tài “Phân tích hoạt động của hệ thống năng lượng
mặt trời kết nối vào lưới phân phối khi có hiện tượng sụt áp” là hết sức cần thiết
nhằm nghiên cứu và đề ra giải pháp để tăng khả năng kết nối hệ thống NLMT vào
lưới điện khi gặp nhiễu loạn xảy ra trên lưới điện.
2. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu:
- Phân tích hoạt động của hệ thống năng lượng mặt trời kết nối với lưới phân
phối khi có hiện tượng sụt áp khi có những hệ thống rơle bảo vệ.

- Dựa vào kết quả phân tích xác định được các trường hợp cắt không mong muốn
hệ thống NLMT ra khỏi lưới điện khi gặp hiện tượng sụt áp.
- Đề ra giải pháp để hệ thống NLMT ngắt kết nối khi sự cố trong vùng tác động
của nó và giữ kết nối đối với các trường hợp ngoài vùng tác động.
3. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới:
Với mục đích như trên, nội dung cơ bản của luận văn bao gồm:
- Xây dựng mô hình lưới phân phối trung áp và và hệ thống bảo vệ lưới.
- Xây dựng mô hình hệ thống năng lượng mặt trời với các bảo vệ kết nối của nó.
- Áp dụng các mô hình trên để xây dựng một hệ thống năng lượng mặt trời kết
nối với lưới điện trung áp. Bằng cách mô phỏng sẽ phân tích được hoạt động của hệ
thống năng lượng mặt trời kết nối với lưới phân phối trong trường hợp sụt áp (do

2


ngắn mạch). Kết quả mô phỏng phải chỉ ra được các trường hợp mà hệ thống
NLMT tách lưới không mong muốn.
- Sau đó, ở phần cuối tác giả sẽ đề xuất phương án (cài đặt hệ thống rơle bảo vệ
hợp lý) để tránh được các trường hợp tách lưới không mong muốn trên. Một vài kết
quả mô phỏng sẽ chứng minh hiệu quả của các phương pháp được đề xuất.
4. Phương pháp nghiên cứu:
Pháp nghiên cứu chủ yếu được tác giả áp dụng trong quá trình thực hiện luận
văn là sử dụng phần mềm Matlab Simulink để mô phỏng phân tích hoạt động của hệ
thống năng lượng mặt trời kết nối với lưới phân phối khi gặp hiện tượng sụt áp. Bên
cạnh đó, mô phỏng sẽ chỉ ra được các trường hợp mà hệ thống năng lượng mặt trời
tách lưới không mong muốn.

3

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUỒN PHÂN TÁN - NGUỒN NĂNG
LƢỢNG MẶT TRỜI
1.1. Khái niệm chung về nguồn phân tán - nguồn năng lƣợng mặt trời
1.1.1. Định nghĩa nguồn điện phân tán.
Nguồn phân tán DG là nguồn phát có công suất nhỏ (<30MW), được lắp đặt gần
nơi tiêu thụ điện năng nên loại trừ được những chi phí truyền tải và phân phối
không cần thiết. Hơn nữa, nó có thể làm giảm việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch,
tăng cường tính linh hoạt của nguồn điện và độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất
điện và cải thiện điều kiện điện áp đường dây phân phối. Hiện nay trên thế giới
cũng chưa có định nghĩa thống nhất về nguồn điện phân tán. Một số quốc gia định
nghĩa 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 điện cung cấp 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 [IEEE 1547. 2003]. Các định nghĩa đó như sau:
- 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 điện 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
điện phân tán.
Như vậy, những định nghĩa về nguồn điện phân tán thường căn cứ vào quy mô công

4

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 điện phân tán là nguồn điện đấu nối trực tiếp
vào lưới 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 của nguồn điện nên có
tính khái quát cao cũng như bao trùm được những đặc điểm kỹ thuật của từng loại
nguồn điện này.
Trong thời đại khoa học kỹ thuật phát triển, nhu cầu về năng lượng ngày càng
tăng. Trong khi đó các nguồn nhiên liệu như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và
ngay cả thủy điện thì có hạn, khiến cho nhân loại đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng
lượng. Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt
nhân, năng lượng địa nhiệt, năng lượng gió và năng lượng mặt trời, năng lượng thủy
triều, thủy điện nhỏ…. là một trong những hướng quan trọng trong kế hoạch phát
triển năng lượng, không chỉ đối với các nước phát triển ngay cả với những nước
đang phát triển. Trong đó những đóng góp của nguồn điện phân tán đối với việc
cung cấp điện năng cho lưới điện quốc gia là không nhỏ. Dưới đây là một số loại
nguồn phân tán và khả năng phát triển của chúng ở nước ta hiện nay.
1.1.2. Các loại nguồn phân tán – nguồn năng lƣợng mặt trời[NLTT]
1.1.2.1. Năng lượng gió
Gió là nguồn năng lượng sạch, không tạo ra chất thải, không sinh ra SO 2 ,CO 2
…Gió không cần “nguyên liệu”, nó gần như vô tận, chỉ phải tốn kém cho việc đầu
tư thiết bị ban đầu. Vì thế, các công nghệ tiến bộ mới cho thấy năng lượng gió sẽ có
thể trở thành nguồn năng lượng quan trọng trong những thập kỷ tới. Chi phí sản
xuất điện từ năng lượng gió ngày càng giảm nhờ các tuabin cải tiến. Sử dụng năng
lượng gió không gây ra các vấn đề về môi trường.
Tiềm năng gió tại Việt Nam không bằng các nước châu Âu, song so với Đông

Nam Á thì lại có tiềm năng lớn bởi vì nước ta có bờ biển dài, lại nằm giữa chí

5


Tuyến và xich đạo, nơi có gió thổi điều hòa nhất: tại bán đảo là 860-1410 kWh/m 2
/năm; khu duyên hải là 800–1000 kWh/m 2 /năm; một số khu vực nội địa 500 –
800kWh/m 2 /năm. Đây là nguồn tiềm năng lớn cung cấp điện cho những khu dân
cư ven biển và hải đảo xa bờ, đáp ứng nhu cầu năng lượng cho dân sự và quân sự.
Hiện nay có nhà máy điện gió Tuy Phong hoạt động với công suất 120MW ở Bình
Thuận sắp phát điện với 5 tuabin với công suất phát 1,5 MW/tuabin. Trong tương
lai gần có dự án đầu tư xây dựng nhà máy điện gió với công suất 30MW tại Khánh
Hòa, dự án điện gió tại đảo Lý Sơn ở Quảng Ngãi và dự án xây dựng 20 cột gió với
tổng công suất 15MW tại Quy Nhơn.
Tính đến cuối năm 2003 Việt Nam đã có khoảng 1300 máy phát điện gió phát
điện cỡ gia đình (công suất từ 150W đến 200 W) đã được lắp đặt sử dụng, chủ yếu
ở các vùng ven biển từ Đà Nẵng trở vào.
1.1.2.2. Năng lượng mặt trời (NLMT)
Năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch và tiềm tàng nhất, đang được con
người đặc biệt quan tâm. Việt Nam là nước có tiềm năng về NLMT tương đối cao.
Thiết bị sử dụng NLMT ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là hệ thống cung cấp điện
dùng pin mặt trời, hệ thống nấu cơm có gương phản xạ và đặc biệt là hệ thống cung
cấp nước nóng kiểu tấm phẳng hay kiểu ống có cánh nhận nhiệt. Nhưng nhìn chung
các thiết bị này giá thành còn cao, hiệu suất còn thấp nên chưa được sử dụng rộng
rãi.
- Giá thành thiết bị còn cao: vì hầu hết các nước đang phát triển và kém phát
triển là những nước có tiềm năng rất lớn về NLMT nhưng để nghiên cứu và ứng
dụng NLMT lại đòi hỏi vốn đầu tư rất lớn, nhất là để nghiên cứu các thiết bị làm
lạnh và điều hòa không khí bằng NLMT cần chi phí quá cao so với thu nhập của
người dân các nước nghèo.

- Hiệu suất thiết bị còn thấp : nhất là các bộ thu NLMT dùng để cấp nhiệt cho
máy lạnh hấp thụ cần nhiệt độ cao trên 85 0 C thì các bộ thu phẳng đặt cố định bình
thường có hiệu suất rất thấp, do đó thiết bị lắp đặt còn cồng kềnh chưa phù hợp với
nhu cầu lắp đặt và thẩm mỹ.

6


- Việc triển khai ứng dụng thực tế còn hạn chế: về mặt lý thuyết, NLMT là
nguồn năng lượng sạch, rẻ tiền và tiềm tàng, nếu sử dụng nó hợp lý sẽ mang lại lợi
ích kinh tế và môi trường rất lớn. Nhưng trong thực tiễn, các thiết bị sử dụng
NLMT lại có quá trình làm việc không ổn định và không liên tục, hoàn toàn biến
động theo thời tiết, vì vậy rất khó ứng dụng ở quy mô công nghiệp.
Các ứng dụng NLMT phổ biến hiện nay bao gồm các lĩnh vực chủ yếu sau: pin
mặt trời, nhà máy nhiệt điện sử dụng NLMT, các thiết bị sấy bằng NLMT, bếp nấu
dùng NLMT, thiết bị chưng cất dùng NLMT, động cơ Stirling chạy bằng NLMT,
thiết bị đun nước nóng bằng NLMT, thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí dùng
NLMT ..
Trong đó, pin mặt trời là phương pháp sản xuất điện trực tiếp từ năng lượng mặt
trời qua thiết bị biến đổi quang điện. Pin mặt trời có ưu điểm là gọn nhẹ có thể lắp
đặt bất kỳ đâu có ánh sáng mặt trời đặc biệt là trong lĩnh vực tàu vũ trụ. Ứng dụng
năng lượng mặt trời dưới dạng này được phát triển với tốc độ rất nhanh, nhất là các
nước phát triển.
Hiện nay có bốn ứng dụng của hệ thống pin mặt trời:
- Mạng cục bộ không nối lưới: Cung cấp điện cho việc chiếu sáng, làm lạnh và
các phụ tải khác cho các hộ gia đình cách ly ở các vùng hẻo lánh trên toàn thế giới,
đặc biệt là ở các nước phát triển(những nước có những công nghệ rất thích hợp để
đáp ứng nhu cầu điện cho người dân ở khu vực hẻo lánh, cách xa đường điện).
- Mạng điện toàn cục không nối lưới: Hệ thống pin mặt trời được lắp đặt trên
mặt đất, cung cấp điện cho các ứng dụng trong phạm vi rộng như truyền hình, bơm

nước, hệ thống làm lạnh Vacin, các hỗ trợ về hàng hải, tín hiệu cảnh báo của hàng
không và thiết bị ghi của khí tượng.
- Nối lưới phân tán: Cung cấp điện cho các khu nhà ở, tòa nhà thương mại và
công nghiệp với công suất khoảng 0,4 – 100 kW. Khi nhu cầu điện của phụ tải nhỏ
hơn sản lượng điện do hệ thống phát ra, hệ thống sẽ cung cấp điện trở lại cho mạng
lưới điện. Hệ thống này được lắp đặt tại vị trí sử dụng nên tổn thất đường dây

7


nhỏ.So với mạng không dây, chi phí của hệ thống này thấp hơn, hiệu suất cao hơn
và sự ảnh hưởng tới môi trường ít hơn.
- Nối lưới tập trung: Được lắp đặt với hai mục đích chính là nhằm thay thế các
nhà máy điện hạt nhân hoặc nhà máy điện sử dụng mạng lưới phân phối. Một số
nước đang ứng dụng như: Đức, Italia, Nhật Bản, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ, Mỹ. Ở Việt
Nam pin mặt trời được nghiên cứu và triển khai ứng dụng muộn nhất.
1.1.2.3. Nhà máy thủy điện nhỏ
Trong những năm gần đây, việc biến đổi khí hậu, dâng cao mực nước biển, tình
trạng bùng nổ dân số và phát triển kinh tế làm cho vấn đề năng lượng ngày càng trở
nên cấp bách . Việc khai thác sử dụng thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái
tạo là rất cần thiết, mặc dù dạng năng lượng này phân tán và không dễ khai thác.
Việt Nam là đất nước dồi dào nguồn thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái tạo,
nhưng đến nay vẫn còn khai thác ít. Dự kiến Viêt Nam sẽ phấn đấu để tỷ lệ năng
lượng thủy điện nhỏ và các nguồn năng lượng tái tạo chiếm khoảng 3% tổng công
suất điện năng tới năm 2010 và 6% vào năm 2030.
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.
Nguồn 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 tại khu
vực miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ và Tây Nguyên.
Một số đặc tính 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

8


núi. Ngoài nhiệm 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 điện phụ thuộc rất lớn vào lưu lượng nước trên sông theo mùa, theo thời
điểm trong ngày.
1.1.2.4. Năng lượng thủy triều và sóng
Năng lượng thủy triều hay điện thủy triều là năng lượng điện thu được từ năng
lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều. Hiện nay một số nơi trên
thế giới đã triển khai hệ thống máy phát điện sử dụng năng lượng thủy triều. Đặc
biệt ở Việt Nam, có hai vùng có biên độ thủy triều đủ lớn là Quảng Ninh và Trà
Vinh .
Sóng đại dương sinh ra do gió, gió gây ra bởi mặt trời (chuyển động bởi các
khối khí do chênh lệch nhiệt độ….). Vì vậy năng lượng sóng được xem như gián
tiếp của NLMT. Giống như các dòng nước chảy khác, năng lượng sóng có khả năng
làm quay tuabin phát điện . Công nghệ khai thác năng lượng sóng biển, nhằm góp
phần hạn chế tối đa sự phát khí CO 2 vào môi trường sống. Nhiều quốc gia đã có
nhà máy điện dùng năng lượng sóng biển. Việc này có thể áp dụng tốt ở vùng biển

nước ta,theo số liệu khảo sát của Viện Năng lượng,Viện Khoa học công nghệ Việt
Nam.
1.1.2.5. Năng lượng địa nhiệt:
Năng lượng địa nhiệt là năng lượng được tách ra từ nhiệt trong lòng Trái Đất.
Năng lượng này có nguồn gốc từ sự hình thành ban đầu của hành tinh, từ hoạt động
phân hủy phóng xạ của các khoáng vật, và từ năng lượng mặt trời được hấp thụ tại
bề mặt Trái Đất. Có khoảng 10 GW công suất điện địa nhiệt được lắp đặt trên thế
giới đến năm 2007, cung cấp 0,3% nhu cầu điện toàn cầu. Thêm vào đó, 28 GW
công suất nhiệt địa nhiệt trực tiếp được lắp đặt phục vụ cho sưởi, spa, các quá trình
công nghiệp, lọc nước biển và nông nghiệp ở một số khu vực.
Khai thác năng lượng địa nhiệt có hiệu quả về kinh tế, có khả năng thực hiện và
thân thiện với môi trường, nhưng trước đây bị giới hạn về mặt địa lý đối với các khu

9


vực gần các ranh giới kiến tạo mảng. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật gần đây đã từng
bước mở rộng phạm vi và quy mô của các tài nguyên tiềm năng này, đặc biệt là các
ứng dụng trực tiếp như dùng để sưởi trong các hộ gia đình. Các giếng địa nhiệt có
khuynh hướng giải phóng khí thải nhà kính bị giữ dưới sâu trong lòng đất, nhưng sự
phát thải này thấp hơn nhiều so với phát thải từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch thông
thường. Công nghệ này có khả năng giúp giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu nếu nó
được triển khai rộng rãi.
1.1.2.6. Điện sinh khối (Biomass)
Sinh khối chứa năng lượng hóa học, nguồn năng lượng mặt trời tích lũy trong
thực vật qua quá trình quang hợp. Sinh khối là các phế phẩm từ nông nghiệp (rơm
rạ, bã mía, vỏ sơ bắp…) phế phẩm lâm nghiệp(lá khô,vụn gỗ…), giấy vụn, mêtan từ
các bãi chôn lấp, trạm sử lý nước thải, phân từ các trại chăn nuôi gia súc, gia cầm.
Quá trình chính để chuyển sinh khối thành điện năng là dùng kỹ thuật đốt trực
tiếp sinh khối tạo ra nhiệt lượng cho các tuabin hơi. Ngoài ra còn có các kỹ thuật

cung cấp điện năng sinh khối khả dụng khác đang phát triển như kỹ thuật nhiệt phân
và khí hóa.
Tại Việt Nam, một nhà máy chế biến rác thành điện năng đầu tiên khởi công xây
dựng tại khu Gò Cát, Tân Bình, T.P Hồ Chí Minh. Nhà máy này được xây dựng với
vốn 260 tỷ đồng, trong đó vốn viện trợ của Chính phủ Hà Lan là 65%. Nhà máy có
ba tổ máy phát điện, công suất 2400kW. Nhà máy bắt đầu chạy ổn định một tổ máy
và phát điện lên lưới quốc gia 530kW.
Trong đề tài này, phạm vi nghiên cứu liên quan đến nguồn điện năng lượng
mặt trời. Như chúng ta đã biết nguồn năng lượng mặt trời đang phát triển nhanh
chóng trong những năm gần đây vì nó là nguồn năng lượng sạch và vô tận, không
gây ô nhiễm cho môi trường, yên tĩnh và không gây nguy hiểm cho con người.
Ngoài ra, đây là nguồn năng lượng dễ cài đặt trong các tòa nhà. Hiện nay nguồn PV
trên thế giới đang phát triển rất nhanh.

10


Hình 1.1: Nhà máy điện PV trên thế giới
Nhìn vào hình 1.1, ta thấy công suất nguồn NLMT kết nối vào lưới điện phân
phối của các nước trên thế giới có tốc độ phát triển rất nhanh chóng, năm 2004 chỉ
khoảng 3,7GW nhưng đến năm 2014 là 177GW, hàng năm thì nguồn NLMT cung
cấp cho lưới điện trên toàn thế giới khoảng 25TWh [EPIA_10]. Trong giai đoạn từ
năm 2004  2009 nguồn NLMT cũng đang phát triển, đặc biệt là giai đoạn từ năm
2010  2014 chúng ta thấy tốc độ phát triển nguồn NLMT là rất lớn và có sự nhảy
vọt giữa các năm, bình quân hàng năm công suất nguồn NLMT tăng khoảng
30GW[REN21].

11

Hình 1.2: Top 10 quốc gia hàng đầu thế giới trong việc khai thác, sử dụng năng
lượng mặt trời.
Nhằm đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng cao cũng như xây dựng một chiến
lược phát triển bền vững, giảm thiểu tác hại của ô nhiễm môi trường, các quốc gia
đang phát triển nhanh chóng gia tăng đầu tư vào phát triển năng lượng tái tạo với
mức tăng 36% lên 131,3 tỷ USD. Như trên hình1.2, Đức đang là quốc gia dẫn đầu
trong việc khai thác sử dụng năng lượng mặt trời với cam kết mạnh mẽ cho việc
khai thác sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Tính đến năm 2014, công suất lắp
đặt NLMT của quốc gia này đạt hơn 38GW. Đức đang hướng đến mục đích sản
xuất 100% sản lượng điện từ các nguồn năng lượng tái tạo vào năm 2050.
Trung Quốc là quốc gia đầu tư vào năng lượng tái tạo lớn nhất trong năm 2014
với mức tăng 10,6 GW khoảng 39% so với năm 2013 với mức đầu tư 83,3 triệu
USD. Các quốc gia như Brazil, Ấn Độ và Nam Phi nằm trong tốp 10 nước đầu tư
hàng đầu,với mức đầu tư lần lượt là 7,6 tỷ USD; 7,4 tỷ USD và 5,5 tỷ USD. Bên

12


cạnh việc mở rộng lắp đặt hệ thống NLMT, Trung Quốc đang lên kế hoạch sẽ lắp
đặt trạm năng lượng mặt trời khổng lồ trên quỹ đạo, ở độ cao 36.000 km so với mặt
đất vào năm 2050. “Tổng diện tích các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ trải rộng 5-6
km 2 ”.
Nhật Bản là quốc gia đứng thứ ba về đầu tư cho năng lượng xanh với 35,7 triệu
USD, từ năm 2013  2014 tăng lên 9,7 GW, với những chính sách làm giảm thuế
cho các dự án năng lượng tái tạo. Đầu năm 2014 tập đoàn Kyocera của Nhật Bản
cho biết sẽ xây dựng một mái nhà dựa trên 50.000 module thu năng lượng mặt trời
nổi trên mặt hồ chứa của tập đoàn Yakamura, ước tính tạo ra hơn 15,6 MWh mỗi
năm, đủ cung cấp điện cho 4.700 hộ gia đình.
Năng lượng mặt trời là mô hình hiệu quả mà Việt Nam có thể áp dụng nhằm
giảm bớt nhu cầu về năng lượng, nhất là trong tình hình thiếu điện và giá xăng ngày

càng nên cao như hiện nay.Việt Nam hiện nay có nhiều lợi thế, với nhiều tiềm năng
của các nguồn năng lượng chưa được khai thác, có mạng lưới điện quốc gia đến
nhiều địa phương, có kiến thức và kinh nghiệm về kỹ thuật. Điều mà Việt Nam cần
hiện nay là một chính sách phù hợp để ứng dụng và phát triển những nguồn năng
lượng này trong tương lai.
1.2. Ảnh hƣởng qua lại giữa hệ thống lƣới điện phân phối và hệ thống năng
lƣợng mặt trời.
Như chúng ta đã biết nguồn năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng sạch và
tiềm tàng nhất, nguồn năng lượng mặt trời thường có công suất nhỏ nên được nối
trực tiếp vào lưới phân phối. Với việc nguồn NLMT phát triển ngày càng nhiều nên
việc hệ thống năng lượng mặt trời kết nối vào lưới phân phối cần được quan tâm.
Việc kết nối nguồn NLMT vào lưới điện lại gây ra những những ảnh hưởng qua lại
lẫn nhau.
1.2.1. Ảnh hƣởng của hệ thống năng lƣợng mặt trời đối với lƣới điện.
Trong lưới điện truyền thống, lưới điện phân phối thường là lưới điện thụ động,
nghĩa là trên lưới điện được thiết kế không có nguồn điện kết nối vào và khi thiết kế
lưới điện phân phối ta coi dòng công suất chạy theo một chiều từ hệ thống về các

13


phụ tải lưới điện. Khi kết nối các nguồn phân tán vào lưới điện, trào lưu công suất
và điện áp không chỉ bị tác động bởi phụ tải mà còn bởi các nguồn phân tán.Vì vậy,
với các đặc tính kỹ thuật đặc trưng, khi kết nối hệ thống năng lượng mặt trời vào
lưới điện phân phối sẽ dẫn đến một số vấn đề về kỹ thuật như sau[LV_BKHN]:
1.2.1.1. Tổn thất công suất trên lưới .
Hệ thống NLMT kết nối vào lưới điện phân phối sẽ tác động đến tổn thất công
suất trên lưới. Nếu hệ thống NLMT đặt giữa nguồn cấp điện và phụ tải sẽ làm giảm
công suất truyền tải từ nguồn tới vị trí đặt NLMT do đó làm giảm tổn thất công suất
trên đoạn lưới này. Hoặc khi phụ tải tăng cao thì sự xuất hiện của NLMT cục bộ gần

phụ tải đó sẽ cấp công suất bù vào lượng tăng thêm đó, điều này đồng nghĩa với
việc giảm được lượng công suất từ nguồn lưới phân phối đến phụ tải, trong lưới
phân phối thì nguồn đó thường là các trạm biến áp trung gian.
Hệ thống NLMT có thể làm giảm hoặc tăng tổn thất công suất trên lưới phụ
thuộc vào vị trí của nó trên lưới và cấu hình của lưới (cấp điện áp, sơ đồ lưới..). Nếu
nguồn NLMT được kết nối ở các vị trí gần trung tâm các phụ tải tại chỗ sẽ giúp
chúng ta giảm được tổn thất trên lưới điện, bởi vì dòng công suất không phải truyền
đi xa. Tuy nhiên vị trí đặt các nguồn NLMT lại phụ thuộc vào các nguồn năng
lượng sơ cấp, vì vậy không phải lúc nào ta cũng có thể kết nối vào các vị trí đủ xa
trung tâm phụ tải. Do đó nếu nguồn NLMT được kết nối vào các vị trí đủ xa trung
tâm phụ tải, thì không những không làm giảm được tổn thất trên lưới điện mà nguồn
NLMT còn làm tăng tổn thất công suất trên lưới điện. Trong thực tế thì vị trí của
NLMT được xác định để cho khi đó tổn thất trên lưới là nhỏ hơn trước khi có
NLMT. Việc xác định vị trí đặt tối ưu và công suất NLMT, có xét đến điều kiện vận
hành khác nhau của lưới điện, sẽ đem lại kết quả tốt hơn cho bài toán giảm thiểu tổn
thất công suất trên lưới. Tổn thất sẽ được giảm nhiều hơn khi kết nối NLMT ở
những khu vực có mật độ phụ tải cao hơn .
1.2.1.2. Vấn đề về điện áp của lưới điện.
Sự kết các nguồn NLMT vào lưới sẽ làm ảnh hưởng đến điện áp và các thiết bị
điều chỉnh điện áp trên lưới. Điện áp thay đổi theo công suất tác dụng và công suất

14


phản kháng bơm vào lưới của hệ thống NLMT. Đặc biệt, trong trường hợp khi ánh
nắng mặt trời chiếu mạnh nhưng công suất tiêu thụ của phụ tải thấp, điều này sẽ làm
điện áp của một số nút trên lưới điện vượt quá điện áp cho phép.
Bên cạnh đó, việc phối hợp điều khiển nguồn NLMT và bộ điều chỉnh dưới tải ở
trạm biến áp sẽ giúp chúng ta điều chỉnh điện áp của lưới điện. Ta nhận thấy rằng
khi kết nối thêm nguồn NLMT vào lưới điện sẽ giúp ta điều khiển điện áp được tốt

hơn, nhưng việc phối hợp giữa nguồn NLMT và bộ điều chỉnh điện áp dưới tải thế
nào cho hợp lý là một thách thức và ta không thể sử dụng bộ điều khiển điện áp lưới
điện được mà cần phải tìm một bộ điều khiển khác để phối hợp điều khiển giữa
nguồn NLMT và bộ điều chỉnh dưới tải.
Để giữ cho điện áp của lưới điện trong giới hạn cho phép, người ta thường sử
dụng các bộ điều chỉnh điện áp dưới tải và bộ điều khiển của nó để giữ cho điện áp
tại một số điểm nhất định trên lưới điện trong phạm vi cho phép(đó thường là những
điểm có sụt áp lớn nhất trong lưới điện). Nếu có nguồn NLMT được kết nối vào
đường dây, thì bộ điều chỉnh điện áp dưới tải có thể đưa được quyết định điều chỉnh
sai dẫn đến hiện tượng quá điện áp trong lưới điện.
Bộ điều chỉnh điện áp thường được sử dụng các dòng điện đo được ở đầu đường
dây để tính toán điện áp tại các điểm nhất định trên lưới điện, từ đó có các quyết
định điều chỉnh điện áp. Trước đây bộ điều chỉnh điện áp làm việc với các lưới điện
hình tia, không có các nguồn điện trên đường dây. Dòng điện trên lưới điện được
giả thiết chạy theo một hướng, từ đầu đường dây đến cuối đường dây. Do việc kết
nối nguồn NLMT vào lưới điện sẽ dẫn đến dòng điện đo được ở đầu đường dây nhỏ
hơn so với dòng điện thức tế chạy trên đường dây. Điều này có thể dẫn đến các
quyết định điều khiển điện áp sai của bộ điều chỉnh điện áp.
1.2.1.3 .Vấn đề hòa đồng bộ.
Trong hầu hết các trường hợp việc hòa đồng bộ nguồn NLMT chỉ được tiến hành
ở vị trí đặt các nguồn NLMT.Khi máy cắt ở đường dây bị cắt ra khỏi nguồn NLMT
nên được tách ra khỏi lưới điện. Nhưng khả năng nguồn NLMT không đáp ứng
được các phụ tải tại chỗ là tương đối cao, nên nó đã được ngắt ra bởi các thiết bị kết

15


nối. Tuy nhiên nếu nguồn NLMT có khả năng đáp ứng các phụ tải tại chỗ, nghĩa là
có khả năng hoạt động cô lập lưới điện đã bị tách ra khỏi hệ thống, thì việc đóng
lưới điện trở lại hệ thống là một vấn đề cần được quan tâm. Vì có khả năng xảy ra

trường hợp đóng hai lưới điện không đồng bộ với nhau, trong trường hợp như vậy
thì máy cắt ở đầu đường dây sẽ không được phép đóng lại. Ta cần một hệ thống
kiểm tra để ngăn chặn điều này, hệ thống này sẽ kiểm tra các điều kiện hòa đồng bộ
hai lưới điện sẽ nhanh hơn nếu ta có một hệ thống trao đổi thông tin giữa nguồn
NLMT và trạm biến áp khu vực.
1.2.1.4. Chất lượng điện năng
Tùy thuộc vào mức độ đóng góp năng lượng của nguồn NLMT vào mạng lưới
phân phối và công nghệ được sử dụng cho quá trình biến đổi năng lượng mà chất
lượng cung cấp điện của mạng lưới phân phối có thể bị ảnh hưởng.Sự giảm sút chất
lượng điện năng cung cấp có thể ảnh hưởng đến việc đấu nối của các lưới sử dụng
(lấy điện từ mạng phân phối) và ngăn cản bộ phận quản lí điều khiển mạng lưới
phân phối đạt được các mục tiêu mong muốn. Tác động của hiện tượng này phụ
thuộc rất lớn vào năng lượng ngắn mạch có tại điểm kết nối của nguồn NLMT và do
đó trên các đường dây “yếu”, số lượng nguồn NLMT kết nối vào mạng lưới có thể
bị hạn chế. Tác động cũng phụ thuộc vào công nghệ được sử dụng, đặc biệt là cho
việc kết nối với mạng đường dây: ví dụ, hệ thống kết nối sử dụng một giao diện
điện tử có thể giúp để giới hạn hoặc ngay cả việc ngăn ngừa sự nhấp nháy hoặc dao
động điện áp nhưng nó có thể mang một số rủi ro do việc nhiễm các sóng hài. Sự
dao động của năng lượng được cung cấp bởi nguồn NLMT, biến đổi năng lượng và
sự biến đổi năng lượng bằng các thiết bị điện tử công suất có thể gây ra[EPU]:
- Các dao động chậm về điện áp
- Các dao động nhanh hoặc các bước nhảy vọt về điện áp
- Nhấp nháy điện
- Phát sóng hài và các sóng hài đa hài
- Không cân bằng
- Gây nhiễu lên các hệ thống tín hiệu

16

1.2.1.5. Dòng điện tăng cao trong các trường hợp sự cố .
Trong các chế độ ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch ngoài việc được cung cấp
năng lượng từ hệ thống lưới điện, còn được cung cấp năng lượng từ hệ thống
NLMT. Do đó dòng điện trong các chế độ sự cố ngắn mạch trên lưới điện sẽ tăng
lên. Khi đó, với tính chất của lưới phân phối thì sự gia tăng giá trị dòng sự cố cần
đảm bảo ba điều kiện.
- Một là, dòng điện sự cố không được vượt quá dòng điện ngắn mạch định mức
của thiết bị .
- Hai là, thiết bị bảo vệ quá dòng điện có khả năng cắt sự cố tương đương với
mức độ của dòng điện ngắn mạch .
- Ba là, phải có sự phối hợp chặt chẽ, thích hợp giữa thiết bị bảo vệ trên lưới
điện như : rơle, tự động đóng lại, cầu chì, và các thiết bị bảo vệ quá dòng khác .
Nếu dòng sự cố tăng quá cao và có thể cao hơn dòng cắt ngắn mạch của máy cắt sẽ
dẫn đến hư hỏng cho thiết bị và mất an toàn cho người vận hành. Khi đó nếu tiến
hành thay thế các thiết bị có khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch tương đương sẽ
làm tăng vốn đầu tư của lưới điện. Điều đó sẽ dẫn tới các bài toán về mặt kinh tế khi
kết nối hệ thống NLMT vào lưới điện .
1.2.1.6. Mất tính ổn định của lưới điện phân phối.
Sự mất ổn định trong chế độ quá độ thông thường không phải là một vấn đề đối
với các nguồn NLMT được kết nối vào lưới điện phân phối. Tuy nhiên nếu nguồn
NLMT được kết nối vào lưới điện phân phối thông thường thông qua một đường
dây quá dài và có hệ thống bảo vệ với khoảng thời gian tác động đủ lâu có thể dẫn
đến các mất ổn định trong chế độ quá độ đối với nguồn NLMT. Càng có nhiều máy
phát nối song song vào lưới điện càng có thể dẫn đến các nguy cơ mất ổn định hơn.
Ta cần nghiên cứu ổn định của lưới điện một cách cẩn thận để quyết định có cần
phải thêm các bảo vệ vào hệ thống, bảo vệ của nguồn NLMT vào lưới điện khỏi chế
độ mất ổn định. Hệ thống bảo vệ của nguồn NLMT khỏi chế độ không ổn định
không chỉ cần quan tâm đến các chế độ mất ổn định của bản thân nguồn NLMT, mà

17