Phân tích ảnh hưởng của nhà máy điện gió Bãi Dinh đến các chế độ vận hành lưới điện tỉnh Quảng Bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐINH VĂN TỚI

PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG NHÀ MÁY ĐIỆN
GIÓ BÃI DINH ĐẾN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG MINH QUÂN

Phản biện 1: PGS.TS. NGÔ VĂN DƯỠNG

Phản biện 2: TS. LÊ ĐỨC TRUNG

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp
thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật điện họp tại Trường Đại học Bách khoa vào
ngày 27 tháng 10 năm 2018

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại học Bách khoa
Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng


1

MỞ ĐẦU
1. L
n đ tài
Ngành điện là một ngành kinh tế mũi nhọn, có vai trò quan trọng trong việc góp
phần sự phát triển kinh tế đất nước, phải được ưu tiên phát triển trước so với các
ngành kinh tế khác. Với chính sách khuyến khích đầu tư của Nhà nước trong những
năm gần đây tập trung vào nguồn năng lượng tái tạo, loại hình này ngày càng phát
triển mạnh mẽ, trong đó có năng lượng gió. Đối với nước ta việc Quy hoạch điện lực
Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030 trình bày các vấn đề ưu tiên
phát triển nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo. Tổng công suất nguồn điện gió từ
mức 140 MW như hiện nay lên 800 MW vào năm 2020 và 6000 MW vào năm 2030.
Năng lượng gió ở nước ta lại có tiềm năng cao so với các nước trong khu vực Đông
Nam Á. Tổng tiềm năng năng lượng gió là 1.750 MW. Tốc độ gió trung bình ở khu
vực có gió tốt là 6 m/s ở độ cao 60m tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía duyên hải Nam
trung bộ (Bình Thuận, Ninh Thuận), khu vực Bắc trung bộ (Quảng Bình, Quảng Trị),
khu vực Tây nguyên (Gia lai, Đăk Lăk). Bên cạnh đó Nhà nước cũng có những
những cơ chế khuyến khích cụ thể như ưu tiên về giá mua điện từ các nhà máy điện
gió, miễn thuế thu nhập doanh nghiệp, thuế nhập khẩu, phí sử dụng đất, VAT, phí
môi trường. Việc phát triển nguồn năng lượng gió có vai trò hết sức quan trọng nhằm
thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch vốn là nguyên nhân gây ra khí thải CO2
đang dần tăng cao tại Việt Nam.
Nhờ sự hỗ trợ từ chính phủ, các Tỉnh, Thành phố có tiềm năng về năng lượng
gió, các nhà đầu tư năng lượng gió đã nhận được nhiều sự hỗ trợ trong quá trình xúc

tiến xây dựng. Hiện nay trên địa bàn tỉnh Quảng Bình đang chuẩn bị triển khai nhiều
dự án điện gió, trong đó có dự án nhà máy điện gió Bãi Dinh. Vì vậy đề tài “Phân
tích ảnh hưởng của nhà máy điện gió Bãi Dinh đến các chế độ vận hành lưới điện
tỉnh Quảng Bình” mang tính thực tiễn cao. Đáp ứng nhu cầu tính toán, phân tích ảnh
hưởng của nhà máy đến chế độ vận hành của lưới điện tỉnh Quảng Bình sau khi hoàn
thành.
2. M đ
ng i n
- Phân tích các chế độ vận hành của lưới điện tỉnh Quảng Bình khi có sự xâm
nhập của nhà máy điện gió Bãi Dinh.
- Mô hình hóa lưới điện tỉnh Quảng Bình và nhà máy điện gió Bãi Dinh.
3. Đối t ng à
m i ng i n
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Nhà máy điện gió Bãi Dinh.
- Hệ thống lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
3.2. Phạm vi nghiên cứu


2

- Các chế độ vận hành: trào lưu công suất; các chế độ sự cố trong lưới điện tỉnh
Quảng Bình khi tích hợp nhà máy điện gió Bãi Dinh Nghiên cứu thiết kế bộ
điều khiển P .
- Thời gian nghiên cứu: 06 tháng.
4. Bố c đ tài
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo luận văn gồm có các
chương như sau:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯỚ Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ T ỀM
NĂNG NĂNG LƯỢNG G Ó CỦA NHÀ MÁY Đ ỆN G Ó BÃ D NH

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ETAP VÀ MÔ HÌNH HÓA LƯỚ
Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY
Đ ỆN G Ó BÃ D NH ĐẾN LƯỚ Đ ỆN TỈNH QUẢNG BÌNH
KẾT LUẬN, HẠN CHẾ VÀ K ẾN NGHỊ.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ TIỀM
NĂNG NĂNG LƯỢNG GIÓ CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ BÃI DINH
1.1. Giới thiệu v l ới điện tỉnh Quảng Bình:
1.1.1. Nhu cầu phụ tải khu vực
Theo qui hoạch phát triển điện lực tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2016-2025, có xét
đến năm 2035 đã được phệ duyệt, dự báo tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm hàng
năm của tỉnh Quảng Bình là 804,1 triệu kWh, tốc độ tăng trưởng bình quân giai đoạn
2011 - 2015 là 14,3%/năm. Theo số liệu thống kê, công suất cực đại (Pmax) toàn tỉnh
đạt 163MW vào mùa khô (tháng 07/2015).
1.1.2. Khả năng đáp ứng phụ tải của lưới điện tỉnh Quảng Bình.
Trạm nguồn cung cấp điện: Quảng Bình chưa có trạm 500kV, tỉnh nhận điện từ
hệ thống điện quốc gia thông qua 02 trạm 220kV Ba Đồn và Đồng Hới, với tổng
dung lượng 375MVA. Trạm 220kV Ba Đồn vừa mới được đóng điện và đưa vào khai
thác vận hành tháng 12/2015, hiện đã hoàn thành việc đấu nối phía ngăn lộ 110kV,
giảm tải cho trạm 220kV Đồng Hới. Ngoài ra, tỉnh còn được hỗ trợ cấp điện từ trạm
220kV Đông Hà (2x125MVA) thông qua đường dây mạch kép 110kV Đông Hà Đồng Hới.
Lưới điện: lưới điện tỉnh Quảng Bình gồm lưới điện cao áp 110kV và lưới điện
phân phối trung, hạ áp 35, 22, 0,4kV.
1.1.3. Hiện trạng theo số liệu thống kê
a) Các nguồn cung cấp điện năng
Tr m ng ồn 220kV:

Trạm 220kV Đồng Hới: trạm có quy mô công suất 2x125MVA, điện áp
220/110/10,5kV, đặt tại TP Đồng Hới.
Trạm 220kV Ba Đồn: trạm 220kV Ba Đồn có quy mô công suất 125MVA 220/110/22kV, đặt tại thị xã Ba Đồn. Trạm có quy mô 2 máy, hiện tại đã lắp máy
AT2, vừa được đóng điện và đưa vào khai thác vận hành tháng 12/2015.
Nhận điện từ trạm 220kV Đông Hà: theo phương thức vận hành hiện tại, trạm
110kV Lệ Thủy của tỉnh Quảng Bình còn nhận điện từ trạm 220kV Đông Hà (tỉnh
Quảng Trị) thông qua đường dây 110kV Đông Hà - Lệ Thủy với công suất Pmax =
14MW.
K ả năng n ận điện từ l ới điện Q ố gia:
Đường dây 500kV: Hiện tại, tỉnh Quảng Bình chưa có trạm nguồn 500kV.
Đường dây truyền tải điện 500kV Bắc - Nam (2 mạch) đi qua địa bàn tỉnh với tổng
chiều dài 249,9km. Mạch 1: đường dây 500kV Vũng Áng - Đà Nẵng dài 125,4km và


4

mạch 02: đường dây 500kV Hà Tĩnh - Đà Nẵng dài 124,5km. Mang tải các đường
dây như sau:
Đường dây 220kV: Các trạm nguồn 220kV được cấp điện từ 04 mạch đường dây
220kV, với tổng chiều dài 274,3km (đi trên địa bàn Quảng Bình 181,7km).
b) Lưới điện 110kV hiện trạng.
L ới điện 110kV:
Tính đến tháng 3/2016, tỉnh Quảng Bình có 283,5km đường dây 110kV và 8
trạm/13 máy biến áp 110kV với tổng dung lượng 325MVA.
Tr m biến á 110kV:.
Hiện tỉnh Quảng Bình có 8 trạm biến áp 110kV, với tổng dung lượng 325MVA.
Đ ờng ây 110kV:
Các đường dây 110kV xuất phát từ các trạm 220kV Đồng Hới và Ba Đồn như
sau:
 Tr m 220kV Đồng Hới gồm 05 đường dây 110kV: đường dây 171 cấp riêng

cho trạm biến áp 110kV Đồng Hới; đường dây mạch kép 172, 173 cấp cho phụ tải
phía Nam của tỉnh (2 trạm Áng Sơn và Lệ Thủy) và liên lạc cấp điện với trạm 220kV
Đông Hà; đường dây 174, 175 cấp điện cho các trạm biến áp Bắc Đồng Hới và
110kV Ba Đồn và tạo mạch vòng liên thông các đường dây 171, 172 trạm 220kV Ba
Đồn qua thanh cái trạm 110kV Ba Đồn.
 Tr m 220kV Ba Đồn gồm 06 ngăn lộ xuất tuyến, hiện đang khai thác 05 ngăn
lộ. Ngoài các lộ 171, 172 liên lạc với trạm 220kV Đồng Hới, còn có các đường dây
173, 174 cấp điện cho các trạm Văn Hóa và Sông Gianh và đường dây 176 cấp điện
cho trạm Hòn La. Chi tiết như sau:
c) Lưới điện trung áp hiện trạng
Từ cuối tháng 7/2015, toàn bộ lưới điện 10kV của Công ty Điện lực Quảng Bình
đã được cải tạo, nâng điện áp lên vận hành ở cấp điện áp 22kV, lưới điện trung áp
trên địa bàn tỉnh Quảng Bình chỉ còn tồn tại ở 2 cấp điện áp 35kV và 22kV.
Tổng chiều dài đường dây 35kV là 226,8km, chiếm tỷ lệ 11,1%; tổng chiều dài
đường dây 22kV là 1.808,9km, chiếm tỷ lệ 88,9%.
d) Lưới điện hạ áp hiện trạng
Hiện tr ng l ới điện
á : Toàn tỉnh có 3.358km đường dây hạ áp và hơn
232 nghìn công tơ các loại, trong đó tài sản ngành điện là 3.083km và tài sản khách
hàng là 273km, hơn 10 nghìn công tơ 3 pha và trên 222 nghìn công tơ 1 pha.
1.2. Ti m năng điện gió t i tỉnh Quảng Bình
Căn cứ vào Quy hoạch phát triển điện gió tỉnh Quảng Bình giai đoạn đến 2020,
tầm nhìn đến 2030 thì tỉnh Quảng Bình được đánh giá là một trong những tỉnh có
tiềm năng gió, trong đó khu vực các xã ven biển huyện Lệ Thủy, Quảng Ninh, khu


5

vực Bãi Dinh (xã Dân Hóa, huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình) có tiềm năng gió
cũng như các điều kiện thuận lợi cho đầu tư phát triển nhà máy điện gió tại đây có

vận tốc gió bình quân ở độ cao 60m từ 5,75-6m/s, cụ thể như hình bên dưới:
1.3. N à máy điện gió Bãi Dinh.
1.3.1. Địa điểm xây dựng nhà máy.
Địa điểm xây dựng nhà máy điện gió dự kiến được xây dựng tại khu vực Bãi
Dinh, xã Dân Hóa, huyện Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình, cách cửa khẩu Cha Lo khoảng
8,5km. Toạ độ địa lý hệ VN2000 múi 3 là 475756; 1963911.

Hình 1.1: Mặt bằng khu vực lắp cột đo gió tại khu vực Bãi Dinh
1.3.2. Vận tốc gió trung bình khu vực Bãi Dinh
Bảng 1.1: Tốc độ gió trung bình hàng tháng tại khu vực Bãi Dinh.
Đơn vị: m/s
Tháng T1 T2 T3 T4 T5
T6
60m 6,41 5,06 5,30 6,13 4,70 11,26
50m
6,35 5
5,2 6,04 4,68 11,29
Tháng T7 T8 T9 T10 T11 T12 Năm


6

Tháng
60m
50m

T1

T2

T5

T6

9,85 8,50 7,15 5,55 7,41

6,63

9,93

6,55

8,2

T3

6,93

T4

5,3

7,12

6,93
6,91

1.3.3. Quy mô dự án
Nhà máy điện gió Bãi Dinh dự kiến có công suất lắp đặt khoảng 30MW bao gồm
15 tua bin, tổng diện tích khoảng 700 ha. Tổng mức đầu tư khoảng 1.419 tỉ đồng.

Chủ đầu tư là Công ty Cổ phần Tổng Công ty Tân Hoàn Cầu. Dự kiến khởi công vào
tháng 10.2020.
1.3.4. Phương án kết lưới nhà máy
Dự kiến sẽ bố trí một trạm nâng áp 22/110kV để thu gom điện sản xuất và nâng
áp gọi là Trạm 110kV Bãi Dinh, công suất 2x25MVA. Trạm này có nhiệm vụ thu
gom điện 22kV từ các trạm nâng áp tại các tua bin để phát lên lưới điện quốc gia
thông qua dàn thanh cái 110kV của trạm.
Xây dựng đường dây mạch kép 110kV đấu nối chuyển tiếp công suất từ trạm
110kV Bãi Dinh vào thanh cái của TBA110kV Tuyên Hóa hiện đang xây dựng, dây
dẫn ACSR-185/29, chiều dài khoảng 60 km.
1.3.5. Đặc tính mô tả chung về Tuabine gió 2.5 MW – G114 hãng Gamesa.
1.3.6. Loại máy phát tuabin gió được sử dụng - DFIG (Doubly fed Induction
Generator):
Máy phát không đồng bộ nguồn kép (Doubly Fed nduction Generator – DFIG) là
hệ thống chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện để điều chỉnh công suất
phát lên lưới điện.
1.4. Kết luận
Trong chương này, tác giả đã trình bày các vấn đề khái quát về thực trạng lưới
điện phân phối tỉnh Quảng Bình và tập trung vào dự án NMĐG Bãi Dinh. Các yếu tố
về địa điểm xây dựng, kết nối lưới cũng như loại tuabin gió sử dụng và công nghệ
máy phát được trình bày rõ. Các số liệu được dẫn chứng chi tiết làm tiền đề để hoàn
thiện các chương tiếp theo.


7

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM MÔ PHỎNG ETAP VÀ MÔ HÌNH HÓA LƯỚI
ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH
2.1. Tổng quan và ng d ng phần m m mô phỏng Etap.
Etap là một phần mềm mô phỏng (Etap simulator, sản phẩm của công ty Nhật

Operation Technology, Phần mềm được dùng để thiết kế và mô phỏng dựa vào những
khối có sẳn ( các phần tử) để mô tả sự vận hành của một hệ thống điện, phần mềm có
khả năng phân tích và tính toán các thông số của hệ thống như điện áp dòng điện, trào
lưu công suất tối ưu, đánh giá ổn định của hệ thống,...
2.1.1. Các khả năng tính toán của Etap 7.00.
Etap ngày cang được mở rộng nhiều chức năng tính toán, phục vụ cho các công
tác vận hành hệ thống điện.
2.1.2. Giao diện 7.00
2.1.3. Các phần tử chính dùng cho quá trình mô hình hóa lưới điện.
2.1.4. Xây dựng sơ đồ tính toán
2.1.5. Trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác.
2.2. Mô ìn óa l ới điện tỉnh Quảng Bình.
Trên địa bàn tỉnh Quảng Bình hiện tại có 8 trạm biến áp 110kV, với tổng dung
lượng 325MVA. Được kết nối thông qua đường dây phân phối chủ yếu là dây AC185 trêm một phạm vi trải dài. Toàn bộ công suất cung cấp cho phụ tải trong lưới đều
được lấy từ các xuất tuyên 110kV của hai trạm biến áp 220kV Đồng Hới và 220kV
Ba Đồn. Hình 2.19 và 2.20 có thấy sơ đồ địa giới các huyện và sơ đồ lưới điện phân
phối hiện nay của tỉnh.

Hình 2.1: Sơ đồ lưới điện phân phối 110kV tỉnh Quảng Bình hiện nay.


8

Với cấu trúc lưới đã cho, các tham số cơ bản của đường dây truyền tải trong lưới
điện phân phối tỉnh Quảng Bình được tổng kết ở bảng 2.1:
Bảng 2.1: Thông số đường dây lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
C i
ài
Đ ờng ây
(km)

R (Ω)
X (Ω) B (M/Ω)
220BaDon-BaDon
4.28
0.6934 1.7676
11.77
220BaDon-HonLa
8.39
1.3592 3.4651 23.0725
220BaDon-SongGianh
21.45
3.4749 8.8589 58.9875
220BaDon-VanHoa
23.085
3.7398 9.5341 63.4838
220DongHoi-AngSon
29.514
4.7813 12.189 81.1635
220DongHoi-BacDongHoi
7.096
1.1496 2.9306
19.514
220DongHoi-BaDon
39.053
6.3266 16.129 107.396
220DongHoi-DongHoi
1.58
0.256
0.6525
4.345

220DongHoi-LeThuy
39.846
6.4551 16.456 109.577
BacDongHoi-BaDon1
33.899
5.4916
14
93.2223
BacDongHoi-BaDon2
4.26
0.6901 1.7594
11.715
SongGianh-VanHoa
7.404
1.1994 3.0579
20.361
SongGianh-TuyenHoa
18.404
2.9814 7.6009
50.611
BaiDinh-TuyenHoa1
60
9.72
24.78
165
BaiDinh-TuyenHoa2
60
9.72
24.78
165

Trong phạm vi luận văn chủ yếu xét đến ảnh hưởng nhà máy điện gió lên lưới
điện phân phối cấp 110kV. Do đó các số liệu phụ tải được thu thập và tổng hợp từ các
xuất tuyến 110kV của mỗi trạm biến áp trong địa bàn tỉnh. Tất cả thông số phụ tải
được thể hiện ở bảng 2.2:
Bảng 2.2: Thông số phụ tải điển hình các xuất tuyến 110kV.

ST
T

Phụ Tải

Phụ tải cực đại

Phụ tải cực tiểu

P(M

Q(MVA

P(M

Q(MVA

W)

r)

W)

r)

1

Tải Ba Đồn

13,89

1,23

6,95

0,62

2

Tải Lệ Thủy

8,51

0,40

4,26

0,20

3

Tải Áng Sơn

13,45

2,03

6,73

1,02

4

Tải Đồng Hới

14,58

1,44

7,30

0,72

5

Tải Bắc Đồng

10,10

0,82

5,05

0,41

9

ST
T

Phụ Tải

Phụ tải cực đại

Phụ tải cực tiểu

P(M

Q(MVA

P(M

Q(MVA

W)

r)

W)

r)

Hới

6

Tải Hòn La

5,21

0,02

2,61

0,01

7

Tải Văn Hóa

17,73

4,70

8,87

2,40

8

Tải Sông Gianh

25,63

8,30

12,82

4,15

109,1

18,94

54,59

5,92

Tổng

Thông qua ứng dụng phần mềm ETAP kết hợp với các phần tử mô phỏng như
đã trình bày ở mục 2.1, lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình được tiến hành xây
dựng, mô hình hóa với các số liệu giống với thực tế thu thập để đảm bảo tính chính
xác. Sơ đồ mô phỏng được thể hiện qua hình 2.20.

Hình 2.2: Sơ đồ mô phỏng lưới điện Quảng Bình.
2.3. Kết luận
Trong chương này, tác giả đã giới thiệu về phần mềm mô phỏng lưới điện –
ETAP và các công cụ hỗ trợ cho công việc mô hình hóa lưới điện phân phối tỉnh
Quảng Bình. Dựa vào các thông số thực về lưới điện đã thu thập được, lưới điện tỉnh
Quảng Bình đã được xây dựng hoàn chỉnh và đảm bảo tính chính xác phục vụ cho
quá trình phân tích các chế độ vận hành của lưới điện.

10

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN
GIÓ BÃI DINH ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH QUẢNG BÌNH
3.1. Chế độ vận hành.
3.1.1. Nhu cầu phụ tải khu vực và nguồn cấp
Hiện tại lưới điện Quảng Bình được cấp chủ yếu từ nguồn điện thuộc hệ thống
điện quốc gia thông qua hai trạm biến áp 220kV Đồng Hới và Ba Đồn, không có
nguồn thủy điện hay nhiệt điện nào kết nối trực tiếp với lưới điện của tỉnh.
3.1.2. Đặc điểm phụ tải lưới điện khu vực
 Đặ điểm t àn
ần
tải tỉn Q ảng Bìn
T àn

ần

tải tỉn Q ảng Bìn
10%3%
31%
8%

48%
Phụ tải tiêu dùng dân cư 31%
Phụ tải công nghiệp, xây dựng 48%
Phụ tải nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản 8%
Phụ tải thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng 10%
Phụ tải khác 3%

Hình 3.1: Biểu đồ thành phần phụ tải tỉnh Quảng Bình.

 Đặ điểm
tải ngày tỉn Q ảng Bìn
Phụ tải ngày đặc trưng của tỉnh Quảng Bình trong ngày 19/6/2017 như sau:
Bảng 3.1: Số liệu phụ tải ngày của tỉnh Quảng Bình.
STT

P

Tải

P

tải ự đ i

P

tải ự tiể

P(MW) Q(MVAr) P(MW) Q(MVAr)
1
Tải Ba Đồn
13,89
1,23
6,95
0,62
2
Tải Lệ Thủy
8,51
0,40
4,26

0,20
3
Tải Áng Sơn
13,45
2,03
6,73
1,02
4
Tải Đồng Hới
14,58
1,44
7,30
0,72
5 Tải Bắc Đồng Hới 10,10
0,82
5,05
0,41
6
Tải Hòn La
5,21
0,02
2,61
0,01
7
Tải Văn Hóa
17,73
4,70
8,87
2,40
8

Tải Sông Gianh
25,63
8,30
12,82
4,15
Tổng
109,1
18,94
54,59
5,92
 Đặ điểm t ông số l ới ấ 110-22kV tỉn Q ảng Bìn


11

Thông số nguồn:
Bảng 3.2: Thông số các nguồn trên lưới khu vực.
Khả năng át ủa nguồn
ID
Rating
% PF
BaDon220 (Nguồn cung cấp từ hệ thống
70 MW
95
thông qua trạm biến áp 220kV Ba Đồn)
U1 (Nguồn cung cấp từ hệ thống thông
500 MVA
95
qua trạm biến áp 220kV Đồng hới)
3.2. Chế độ vận hành của l ới điện phân phối khu vự k i

a kết nối nhà máy
điện gió Bãi Dinh.
3.2.1. Chế độ lưới điện vận hành tải cực đại.
Phân bố công suất trên lưới phân phối tỉnh Quảng Bình khi chưa có sự tham gia
của NMĐG Bãi Dinh (lúc này máy cắt kết nối NMĐG và lưới điện đang ở vị trí mở)
ở chế độ phụ tải là cực đại. Các thông số chi tiết thể hiện tại hình 3.2 và từ bảng 3.3
đến bảng 3.8.

Hình 3.2: Phân bố công suất lưới điện khi tải cực đại và chưa kết nối Bãi Dinh.
Bảng 3.3: Thông tin tổng quát khi tải cực đại và chưa kết nối Bãi Dinh.
Diversity Factor Normal Loading
Buses

10

Branches

12

Generators

1

Power Grids

1


12

Diversity Factor

Normal Loading

Loads

8

Load-MW

109,544

Load-Mvar

12,753

Generation-MW

109,544

Generation-Mvar

12,753

Loss-MW

0,444

Loss-Mvar

-6,147

ΔP (%)

0,405

- Trong chế độ vận hành lưới phân phối tỉnh Quảng Bình khi chưa có kết nối
nhà máy điện gió Bãi Dinh ở chế độ phụ tải cực đại với công suất 109,544
MW, tổn thất công suất trên lưới 110 kV là 0,444 MW, chiếm tỷ lệ 0,405 %.
Nguyên nhân: đường dây Sông Gianh – Ba Đồn 220 truyền tải lượng công
suất lớn nhất và gây tổn hao nhiều nhất trong các đường dây, tuy nhiên phụ tải
của lưới điện trong chế độ cực đại này sử dụng hết công suất nguồn địa
phương phát ra và không có hiện tượng trả công suất về hệ thống do đó tỉ lệ
tổn hao công bé.
- Điện áp tại các nút trên lưới điện 110 kV và tại khu vực kết nối NMĐG Bãi
Dinh tỉnh Quảng Bình trong chế độ phụ tải cực đại khi chưa có sự tham gia
của nhà máy điện gió vận hành duy trì trong giới hạn cho phép từ 95% đến
105% Uđm, độ lệch điện áp giữa các nút nằm trong phạm vi cho phép ±5%
Uđm.
- Tất cả các đường dây tải điện của lưới điện 110 kV vận hành bình thường đảm
bảo các thông số vận hành nằm trong giới hạn cho phép (dưới 100% cp),
không có đường dây nào vận hành quá tải.
3.2.2. Chế độ lưới điện vận hành tải cực tiểu.
Phân bố công suất trên lưới phân phối tỉnh Quảng Bình khi chưa có sự tham gia
của NMĐG Bãi Dinh ở chế độ phụ tải là cực tiểu. Các thông số chi tiết thể hiện tại
hình 3.3 và từ bảng 3.10 đến bảng 3.15.


13

Hình 3.3: Phân bố công suất lưới điện khi tải cực tiểu và chưa kết nối Bãi Dinh.
- Trong chế độ vận hành lưới phân phối tỉnh Quảng Bình khi chưa có kết nối
nhà máy điện gió Bãi Dinh ở chế độ phụ tải cực tiểu với công suất 54,699
MW, tổn thất công suất trong toàn lưới là 0,109 MW, chiếm tỷ lệ 0,2 %. Do
toàn bộ công suất lưới đều phải lấy từ hệ thống điện quốc gia và được tiêu thu
hết, do đó với công suất tải nhỏ kéo theo tổn hao trên đường giây giảm xuống
và ít hơn chế độ vận hành với phụ tải cực đại.
- Tương tự như trường hợp phụ tải cực đại, điện áp tại các nút trên lưới điện
110 kV và khu vực kết nối trong chế độ phụ tải cực tiểu khi chưa có sự tham
gia của nhà máy điện gió vận hành duy trì trong giới hạn cho phép từ 95% đến
105% Uđm, độ lệch điện áp giữa các nút nằm trong phạm vi cho phép ±5%
Uđm.
- Tất cả các đường dây tải điện của lưới điện 110 kV vận hành trong chế độ phụ
tải bình thường đảm bảo các thông số vận hành nằm trong giới hạn cho phép,
không có đường dây nào vận hành quá tải.
3.2.3. So sánh 2 chế độ vận khi chưa kết nối nhà máy phong điện Bãi Dinh.
Sau khi phân tích số liệu về trào lưu công suất, tổn thất công suất, điện áp tại các
nút ta được bảng tổng hợp như sau:
Bảng 3.4: So sánh tổn thất công suất giữa các chế độ trên các phần tử lưới điện.


14

C ế độ ự tiể
ST
T

Đ ờng ây/TBA

1

220BaDon-BaDon

2
3
4
5
6

Công
s ất
(kW)
3527
2611
11467
10223
6730

Tổn t ất
công
s ất
(kW)
0,72

C ế độ ự đ i
Công
s ất
(kW)
7052
5213

22922
20439
13450

Tổn t ất
công
s ất
(kW)
2,85

220BaDon-HonLa
0,767
3,06
220BaDon-SongGianh
40,8
166,7
220BaDon-VanHoa
34,71
141,8
220DongHoi-AngSon
18,13
73,45
220DongHoi1,97
7,86
BacDongHoi
4546
9087
7
220DongHoi-BaDon
387

0,0789
773
0,312
8
220DongHoi-DongHoi
7300
1,14
14580
4,54
9
220DongHoi-LeThuy
4270
9,83
8549
39
10
BacDongHoi-BaDon1
506
0,116
1013
0,467
11
BacDongHoi-BaDon2
3544
0,723
7085
2,86
12
SongGianh-VanHoa
1353

0,229
2708
0,935
Tổng
56464 109,2139 112871 443,834
Tỉ lệ tổn thất công suất (%)
0,19%
0,39%
3.3. Đán giá á
ế độ phát của n à máy điện gió Bãi Dinh ng với từng chế
độ tải của l ới điện Quảng Bình.
Bảng 3.5: Các trường hợp phân tích khi lưới điện có tích hợp NMĐG Bãi Dinh.
Cá tìn
ống mô ỏng
Tr ờng
Công s ất n à máy
C ế độ tải l ới điện
TH1
Cực đại
Cực đại
TH2
Cực đại
Cực tiểu
TH3
Cực tiểu
Cực đại
TH4
Cực tiểu
Cực tiểu
3.3.1. Trường hợp khi nhà máy phong điện Bãi Dinh phát cực đại

Mô phỏng khi nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực đại (30MW) tương ứng
với chế độ phụ tải lưới cực đại và cực tiểu thu được kết quả như sau:
 TH1: Công suất NMĐG và phụ tải lưới ở chế độ cực đại.


15

Hình 3.4: Phân bố Công suất khi phụ tải Max và Bãi Dinh phát Max.


16

 TH2: Công suất NMĐG đạt cực đại và phụ tải lưới ở chế độ cực tiểu.

Hình 3.5: Phân bố Công suất khi phụ tải Min và Bãi Dinh phát Max.
Từ hai trường hợp khi nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực đại (30MW)
tương ứng với chế độ phụ tải lưới cực đại và cực tiểu, sau khi chạy ứng dụng ETAP
ta có kết quả tính toán so sánh cho các bảng như sau:


17

Bảng 3.6: So sánh phân bố công suất khi Bãi Dinh phát cực đại.
Bãi Dinh Max - P
Bãi Dinh Max tải l ới Min
tải l ới Max
Đ ờng ây/TBA
P
ΔP
P

ΔP
I (A)
I (A)
(kW)
(kW) (kW)
(kW)
220BaDon-BaDon
3527 18,65 0,72
7052 37,02 2,85
220BaDon-HonLa
2611 13,77 0,767 5213 27,39 3,05
220BaDon-SongGianh
5715 36,19 12,9
5738 30,22 9,49
220BaDon-VanHoa
1871 15,93 2,33
8335 44,5 21,93
220DongHoi-AngSon
6730 35,84 18,13 13450 71,9 73,45
220DongHoi-BacDongHoi
4546 23,94 1,97
9087 47,75 7,86
220DongHoi-BaDon
387 4,143 0,0789 773 5,313 0,312
220DongHoi-DongHoi
7300 38,51 1,14 14580 76,93 4,54
220DongHoi-LeThuy
4270 23,14 9,83
8549 45,08
39

BacDongHoi-BaDon1
506 4,016 0,116 1013 6,164 0,467
BacDongHoi-BaDon2
3544 18,73 0,723 7085 37,19 2,86
SongGianh-TuyenHoa
29303 163,8 238,5 29296 164,6 240,7
SongGianh-VanHoa
10743 60,09 12,89 9395 52,46 9,83
T1-BD
15000 390,4 44,19 15000 392,5 44,67
T2-BD
15000 390,4 44,19 15000 392,5 44,67
TuyenHoa-BaiDinh1
14771 81,35 184,9 14769 81,73 186,8
TuyenHoa-BaiDinh2
14771 81,35 184,9 14769 81,73 186,8
Bảng 3.7: Điện áp tại các nút khi Bãi Dinh phát cực đại nối với các chế độ lưới.

Thanh cái

110/220 Dong
Hoi
Ang Son
Ba Don
Ba Don 220

Cấ
điện
áp
(kV)

Bãi Dinh Max - P
tải l ới Min
P tải
Điện á
thanh
thanh cái
cái
(%)
(MW)

Bãi Dinh Max - P
tải l ới Max
P tải
Điện á
thanh
thanh cái
cái
(%)
(MW)

110

110

23,252

110

46,525

110
110
110

109,645
109,983
110

6,73
7,456
9,682

109,229
109,956
110

13,45
14,903
33,454


18

Bac Dong Hoi
110
109,959
5,05
109,902
10,1

BaiDinh
110
114,331
29,912
113,697
29,911
BaiDinh_22KV
22
23,294
30
23,169
30
Dong Hoi
110
109,979
7,3
109,958
14,58
Hon La
110
109,972
2,61
109,939
5,21
Le Thuy
110
109,817
4,26
109,53
8,51

Song Gianh
110
110,463
29,303
109,818
35,034
TuyenHoa
110
112,012
29,542
111,37
29,537
Van Hoa
110
110,238
10,743
109,626
17,73
3.3.2. Trường hợp khi nhà máy phong điện Bãi Dinh phát cực tiểu.
 TH3: Công suất NMĐG phát cực tiểu và phụ tải lưới ở chế độ cực đại.

Hình 3.6: Phân bố Công suất khi Bãi Dinh phát Min và phụ phụ tải Max.
 TH4: Công suất NMĐG và phụ tải lưới ở chế độ cực tiểu.

Hình 3.7: Phân bố Công suất khi Bãi Dinh phát Min và phụ phụ tải Min.
Từ hai trường hợp khi nhà máy điện Bãi Dinh phát công suất cực tiểu (6MW)
tương ứng với chế độ phụ tải lưới cực đại và cực tiểu, sau khi chạy ứng dụng ETAP
ta kết quả tính toán so sánh cho các bảng như sau:

19

Bảng 3.8: So sánh phân bố công suất khi Bãi Dinh phát cực tiểu.
Bãi Dinh Min - P
Bãi Dinh Min tải l ới Max
tải l ới Min
Đ ờng ây/TBA
P
ΔP
P
ΔP
I (A)
I (A)
(kW)
(kW) (kW)
(kW)
220BaDon-BaDon
7052 37,02 2,85
3527 18,65 0,72
220BaDon-HonLa
5213 27,39 3,05
2611 13,77 0,767
220BaDon-SongGianh
19575 102,8 110
8027 47,08 22,32
220BaDon-VanHoa
17989 95,26 101,5 7799 42,95 20,15
220DongHoi-AngSon
13450 71,9 73,45 6730 35,84 18,13
220DongHoi9087 47,75 7,86

4546 23,94 1,97
BacDongHoi
220DongHoi-BaDon
773 5,313 0,312
387 4,143 0,0789
220DongHoi-DongHoi 14580 76,93 4,54
7300 38,51 1,14
220DongHoi-LeThuy
8549 45,08
39
4270 23,14 9,83
BacDongHoi-BaDon1
1013 6,164 0,467
506 4,016 0,116
BacDongHoi-BaDon2
7085 37,19 2,86
3544 18,73 0,723
SongGianh-TuyenHoa
5907 67,55 39,13 5908 67,42 38,96
SongGianh-VanHoa
259 18,23 1,11
1091 22,58 1,73
T1-BD
3000 118,2 4,05
3000 117,5 4,01
T2-BD
3000 118,2 4,05
3000 117,5 4,01
TuyenHoa-BaiDinh1
2973 32,36 22,65 2974 32,29 22,48

TuyenHoa-BaiDinh2
2973 32,36 22,65 2974 32,29 22,48
Bảng 3.9: Số liệu tổng quan khi mô phỏng Bãi Dinh phát cực tiểu kết nối lưới.
Bãi Dinh Min - P tải
Bãi Dinh Min - P tải
l ới Max
l ới Min
13
13
Buses
17
17
Branches
1
1
Generators
1
1
Power Grids
8
8
Loads
109,54
54,76
Load-MW
8,241
-1,935
Load-Mvar
109,54
54,76

Generation-MW
Generation8,241
-1,935
Mvar
0,44
0,17
Loss-MW
-10,699
-11,465
Loss-Mvar
0,4
0,31
ΔP (%)


20

Bảng 3.10: Điện áp tại các nút khi Bãi Dinh phát cực tiểu nối với các chế độ
lưới.
Bãi Dinh Min- P
Bãi Dinh Min Cấ
tải l ới Max
P tải l ới Min
điện
Thanh cái
Điện á
P tải Điện á
P tải
áp
thanh thanh cái thanh thanh cái

(kV)
cái (%)
(MW)
cái (%)
(MW)
110/220 Dong
Hoi
Ang Son
Ba Don
Ba Don 220
Bac Dong Hoi
BaiDinh
BaiDinh_22KV
Dong Hoi
Hon La
Le Thuy
Song Gianh
TuyenHoa
Van Hoa

110

110

46,525

110

23,252

110
110
110
110
110
22
110
110
110
110
110
110

109,229
109,956
110
109,902
111,571
22,627
109,958
109,939
109,53
109,387
110,316
109,297

13,45
14,903
57,015
10,1

5,992
6
14,58
5,21
8,51
25,63
5,947
17,989

109,645
109,983
110
109,959
112,22
22,755
109,979
109,972
109,817
110,043
110,97
109,919

6,73
7,456
25,508
5,05
5,992
6
7,3
2,61

4,26
13,912
5,947
8,87

3.3.3. Phân tích tổn thất công suất, điện áp các nút 110kV ứng với các chế độ mô
phỏng
Bảng 3.11: So sánh tổn thất công suất và điện áp các nút giữa các chế độ.
Cá Tr ờng
mô ỏng
TH1
TH2
TH3
TH4
Công s ất
30
30
6
6
Bãi Dinh
MW
C ế độ
Công s ất
109
55
109
55
tải MW
0,879
0,758

0,44
0,17
TTCS tr n t àn l ới điện MW
0,8
1,37
0,4
2,37
ΔP (%)
110/220
110
110
110
110
Điện á t i á
Dong Hoi
nút 110kV (%)
109,229 109,645 109,229 109,645
Ang Son


21

Ba Don
Ba Don 220
Bac Dong
Hoi
BaiDinh
Dong Hoi
Hon La
Le Thuy

Song Gianh
TuyenHoa
Van Hoa
á tr ờng h p sự cố tr

109,956 109,983 109,956 109,983
110
110
110
110
109,902 109,959 109,902 109,959
113,697 114,331 111,571 112,22
109,958 109,979 109,958 109,979
109,939 109,972 109,939 109,972
109,53 109,817 109,53 109,817
109,818 110,463 109,387 110,043
111,37 112,012 110,316 110,97
109,626 110,238 109,297 109,919
ng l ới điện k i ó n à máy điện gió Bãi

3.4. P ân t
Dinh.
3.4.1. Các quy định về tần số và điện áp đối với nhà máy điện gió khi kết nối với
lưới điện-Grid code
Bảng 3.12: Yêu cầu đáp ứng của tua bin gió đối với điện áp và tần số lưới.
Tần số (Hz)
49 – 50,5

Giới

n điện á
(%)
90 – 105

Vận àn

Vận hành liên tục
Khả năng vận hành trong 10
48 – 49
90 – 105
phút
47,5 – 48
90 – 105
Khả năng vận hành trong 1 phút
50,5 – 52
90 – 105
Khả năng vận hành trong 1 phút
49,5 – 50,5
75,5 – 90
Khả năng vận hành trong 3 giây
49,5 – 50,5
60,5 – 75,5
Khả năng vận hành trong 2 giây
49,5 – 50,5
105 – 115
Khả năng vận hành trong 1 giây
Khả năng vận hành trong 0,5
49,5 – 50,5
115,5 – 120
giây

Với lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình khi kết nối với NMĐG Bãi Dinh, các sự
cố nghiêm trọng nhất có thể xảy ra bao gồm:
- Ngắn mạch 3 pha tại thanh cái kết nối NMĐG với lưới điện (BaiDinh_22kV),
sự cố này tương đương ngắn mạch đầu cực các máy phát tuabin gió, đây là sự
cố nghiêm trọng nhất đối với NMĐG Bãi Dinh.
- Sự cố ngắn mạch một đường dây kết nối NMĐG với lưới điện (đường dây kết
nối thanh cái BaiDinh_110KV và thanh cái TuyenHoa).


22

3.4.2. Xét trường hợp sự mất sự cố ngắn mạch 3 pha tại thanh cái BaiDinh_22 kết
nối NMĐG với lưới điện:
P ân t
q á trìn xảy ra sự ố à k ả năng đá ng ủa NMĐG Bãi Din :
Quá trình sẽ mô phỏng trạng thái sự cố như sau:
T ời điểm (s)
Kị bản
0 ÷ 0,3
Bình thường.
0,3
Bắt đầu xảy ra sự cố
0,3 ÷ 0,45
Sự cố duy trì.
0,45
Sự cố được loại trừ
 P ân t
q á trìn q á độ điện á à tần số ủa á 110kV

Hình 3.8: Điện áp các thanh cái 110kV trong quá trình mô phỏng sự cố 1.

Hình 3.9: Tần số các thanh cái 110kV trong quá trình mô phỏng sự cố 1.
 P ân t
q á trìn xảy ra sự ố à k ả năng đá
ng ủa NMĐG Bãi
Dinh:
Tương tự như sự cố 3 pha tại thanh cái BaiDinh_22kV, quá trình sẽ mô phỏng
cũng sẽ có kịch bản xảy ra như sau:


23

T ời điểm

Kị

bản

(s)

 P ân t

0 ÷ 0,3

Bình thường.

0,3

Bắt đầu xảy ra sự cố

0,3 ÷ 0,45

Sự cố duy trì.

0,45

Sự cố được loại trừ

q á trìn q á độ

điện á

à tần số ủa á 110kV

Hình 3.10: Điện áp các thanh cái 110kV trong quá trình mô phỏng sự cố 3.
3.5. Kết luận
Trong chương này, các chế độ vận hành của lưới điện tỉnh Quảng Bình khi không
có và có tích hợp NMĐG Bãi Dinh đã được phân tích. Trong các chế dộ, luới diện
110 kV khi chưaa có kết nối với NMÐG hoặc có kết nối với NMÐG thì diện áp tại
các nút duy trì trong phạm vi cho phép, độ lệch diện áp tại các nút nằm trong phạm vi
cho phép ±5% U khi vận hành ổn định cũng như đã phục hồi sau sự cố. Đáp ứng đầy
đủ các tiêu chuẩn kết lưới theo nhưu thông tư 39/2015/TT-BCT ban hành.