Ảnh hưởng của nguồn phân tán phong điện tới các thông số của lưới điện

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình hoàn thành luận văn tốt nghiệp thạc sĩ khoa học này, tôi đã
nhận được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. NGUYỄN LÂN
TRÁNG, người thầy đã chỉ bảo và trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện Điện, đặc biệt là các thầy,
các cô trong bộ môn Hệ thống điện đã truyền thụ cho tôi những kiến thức quý báu
để tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo sau đại học đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá tình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, những người đã luôn cổ vũ, động viên và
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này.
Sau cùng tôi xin dành tình cảm và lòng biết ơn vô hạn tới gia đình đã chia sẻ
những thuận lợi cũng như khó khăn trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2013
Học viên

Nguyễn Chí Công


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những vấn đề được trình bày trong bản luận văn này là
những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi. Các số liệu thống kê, báo cáo, các tài liệu
khoa học trong luận văn được sử dụng của các công trình khác đã nghiên cứu, được
chú thích đầy đủ, đúng quy định.

Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn

Nguyễn Chí Công
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CC

: Cầu chì

CSC : Chuyển đổi nguồn dòng
DC

: Điện một chiều

DG

: Nguồn điện phân tán

DFIG : Máy phát điện cảm ứng nguồn kép
FCL

: Thiết bị hạn chế dòng sự cố

HVG : Máy phát điện cao áp
LPP

: Lưới điện phân phối

MBA : Máy biến áp
OSIG : Máy phát điện cảm ứng optislip
PMSG : Máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu

PM

: Nam châm vĩnh cửu

PMW : Điều chế độ rộng xung
SCIG

: Máy phát điện cảm ứng roto lồng sóc

SRG

: Máy phát điện chuyển đổi từ hóa

TĐL

: Thiết bị tự động đóng lại

TF

: Nguyên tắc ngang dòng

TFG

: Máy phát điện ngang dòng

VSC

: Chuyển đổi nguồn áp

WRIG : Máy phát điện cảm ứng roto dây quấn

WRSG : Máy phát điện đồng bộ roto dây quấn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

..........................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài.................................................................................................1
2. Lịch sử nghiên cứu..............................................................................................2
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu...................2
3.1. Mục đích nghiên cứu...................................................................................2
3.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu....................................................................3
4. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả............................................3
5. Phương pháp nghiên cứu.....................................................................................3
5.1. Khái niệm các phương pháp nghiên cứu......................................................4
5.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...................................................4
5.1.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm..............................................4
5.1.3. Phương pháp nghiên cứu phi thực nghiệm........................................4
5.2. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu..............................................................4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PHONG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN...........................5


1.1. TỔNG QUAN VỀ PHONG ĐIỆN...................................................................5
1.1.1. Gió và sự hình thành gió...........................................................................5
1.1.2. Lịch sử phát triển phong điện...................................................................5
1.1.3. Tình hình ứng dụng phong điện trên thế giới............................................8
1.1.4. Tình hình ứng dụng phong điện ở Việt Nam.............................................9
1.1.4.1. Tiềm năng năng lượng gió ............................................................9
1.1.4.2. Các dự án điện gió hiện nay.........................................................10

1.1.4.3. Các nhà cung cấp thiết bị điện gió ở Việt Nam............................12
1.2. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN.....................................................................13
1.2.1. Các khái niệm.........................................................................................13
1.2.2. Sơ đồ lưới điện phân phối.......................................................................14
1.2.3. Các yêu cầu của lưới điện phân phối.......................................................15
1.3. KẾT LUẬN....................................................................................................16
CHƯƠNG II: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ17
2.1. TỔNG QUAN VỀ TUABIN GIÓ..................................................................17
2.1.1. Một số khái niệm về tuabin gió...............................................................17
2.1.2. Cấu tạo tuabin gió...................................................................................19
2.1.3. Các dạng tuabin gió................................................................................21
2.2. CÁC LOẠI CẤU HÌNH TUABIN GIÓ VÀ PHƯƠNG PHÁP KẾT NỐI LƯỚI ĐIỆN
.......................................................................................................................24
2.2.1. Tốc độ hoạt động của tuabin gió.............................................................24
2.2.1.1. Tuabin gió có tốc độ cố định (Fixed-speed wind turbines)..........24
2.2.1.2. Tuabin gió tốc độ thay đổi (Variable-speed wind turbines ).........24
2.2.2. Tổng quan về các loại điều khiển điện năng...........................................25
2.2.3. Các loại cấu hình tuabin gió và phương pháp kết nối lưới......................26
2.2.3.1. Kết nối loại A: tốc độ cố định (fixed speed)................................28
2.2.3.2. Kết nối theo loại B: thay đổi tốc độ hạn chế (limited variable speed). .30
2.2.3.3. Kết nối theo loại C: thay đổi tốc độ với bộ chuyển đổi tần số từng
phần (variable speed with partial scale frequency converter )......31
2.2.3.4. Kết nối theo loại D: thay đổi tốc độ với bộ chuyển đổi tần số đầy
đủ tỉ lệ (variable speed with full-scale frequency converter ).......32


2.2.4. Xu thế thị trường của các cấu hình tuabin gió.........................................32
2.3. MÁY PHÁT ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT CHO TUABIN GIÓ.........33
2.3.1. Máy phát trong hệ thống tuabin gió........................................................33
2.3.1.1. Máy phát điện không đồng bộ .....................................................34

2.3.2. Điện tử công suất hiện đại.......................................................................42
2.4. KẾT LUẬN....................................................................................................46
CHƯƠNG III: ẢNH HƯỞNG CỦA PHONG ĐIỆN TỚI CÁC THÔNG SỐ CỦA
LƯỚI ĐIỆN....................................................................................47
3.1. TỔNG QUAN................................................................................................47
3.2. ẢNH HƯỞNG CỦA PHONG ĐIỆN TỚI CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỚI....48
3.2.1 Nhấp nháy hay dao động điện áp.............................................................48
3.2.2. Sóng hài..................................................................................................54
3.2.3. Sự suy giảm nhanh điện áp.....................................................................58
3.2.4. Sự gia tăng điện áp..................................................................................59
3.2.5. Công suất phản kháng.............................................................................60
3.2.6. Các vấn đề về bảo vệ lưới điện...............................................................61
3.2.6.1. Mức dòng ngắn mạch..................................................................62
3.2.6.2. Thay đổi phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ..................................63
3.2.6.3. Máy cắt không mong muốn.........................................................65
3.2.6.4. Tác động đến sự làm việc của tự động đóng lại...........................65
3.2.6.5. Thay đổi vùng tác động của rơle bảo vệ......................................68
3.2.6.6. Các biện pháp hạn chế ảnh hưởng của tuabin gió trong chế độ sự
cố điện..........................................................................................68
3.3. KẾT LUẬN....................................................................................................69
CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ MÁY PHÁT ĐIỆN GIÓ TỚI
CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỚI BẰNG MATLAB/SIMULINK®...70
4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ MÁY PHÁT ĐIỆN
SỨC GIÓ CÓ TRONG MATLAB/SIMULINK®..........................................70
4.1.1. Tổng quan về matlab/simulink®.............................................................70
4.1.2. Các phương pháp mô phỏng tuabin gió trong Matlab/Simulink®...........71
4.1.3. Các khối chức năng cơ bản.....................................................................72


4.1.4. Các mô hình mô phỏng...........................................................................74

4.1.4.1 Mô hình cánh đồng gió sử dụng cấu hình DFIG (Mô hình chi tiết)
.....................................................................................................74
4.1.4.2. Mô hình cánh đồng gió sử dụng cấu hình DFIG (Mô hình phasor)
.....................................................................................................75
4.2. ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN PHÂN TÁN PHONG ĐIỆN TỚI
CÁC THÔNG SỐ CỦA LƯỚI QUA KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.....................76
4.2.1. Nhấp nháy hay dao động điện áp............................................................76
4.2.2. Sóng hài..................................................................................................79
4.2.3. Sự suy giảm nhanh điện áp.....................................................................79
4.2.4. Sự gia tăng điện áp..................................................................................81
4.2.5. Công suất phản kháng.............................................................................83
4.2.6. Bảo vệ lưới điện......................................................................................83
4.3. KẾT LUẬN....................................................................................................85
KẾT LUẬN

........................................................................................................86

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Tiềm năng gió của Việt Nam ở độ cao 80 m so với bề mặt đất.............10
Bảng 2.1. Các cấu hình tuabin gió khác nhau.......................................................28
Bảng 2.2. Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng thiết bị điện tử công suất....43
Bảng 2.3

Thiết bị chuyển mạch: phạm vi hoạt động và đặc điểm........................45

Bảng 3.1. Mức độ nhấp nháy quy hoạch và phát thải cho điện áp trung bình (MV)
và điện áp cao (HV)..............................................................................53

Bảng 3.2. Quy định về giới hạn méo sóng hài điện áp cho phép cho từng cấp điện
áp theo IEC-61000-3-6.........................................................................56
Bảng 4.1: Độ méo hài THD..................................................................................79



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1:

Tuabin gió đầu tiên của James Blyth......................................................6

Hình 1.2:

Tổng công suất điện gió trên thế giới từ 1996-2012...............................8

Hình 1.3:

Giá điện gió của một số nước từ 1993-2007 ..........................................8

Hình 1.4.

Lưới điện phân phối hình tia không phân đoạn.....................................14

Hình 1.5.

Lưới điện phân phối hình tia có phân đoạn...........................................15

Hình 1.6.

Lưới điện phân phối kín vận hành hở...................................................15

Hình 2.1.

Minh họa định luật Betz.......................................................................17

Hình 2.2.

Đường cong công suất lý tưởng của tuabin gió....................................19

Hình 2.3.

Cấu tạo của tuabin gió..........................................................................20

Hình 2.4.

Cấu tạo một cánh đón gió của tuabin gió..............................................20

Hình 2.5.

Tuabin gió trục đứng............................................................................22

Hình 2.6.

Tuabin gió trục ngang...........................................................................23

Hình 2.7.

Cấu hình gió tuabin tiêu biểu................................................................27

Hình 2.8.

Kết nối lưới của máy máy phát điện lồng sóc cảm ứng (SCIG = squirrel
cage induction generator).....................................................................28

Hình 2.9.

Kết nối lưới của máy phát điện cảm ứng roto dây quấn có thể thay đổi
điện trở roto (WRIG = wound roto induction generator)......................30

Hình 2.10. Kết nối lưới của máy máy phát điện cảm ứng roto dây quấn (WRIG =
wound roto induction generator)...........................................................31
Hình 2.11. Kết nối lưới của máy phát điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu
(PMSG = permanent magnet synchronous generator)..........................32
Hình 2.12. Tỷ lệ công suất lắp đặt của các loại cấu hình tuabin gió từ 2000-2009.33
Hình 2.13. Các loại chuyển đổi năng lượng tự chuyển mạch cho tuabin gió: (a) bộ
chuyển đổi nguồn dòng và (b) bộ chuyển đổi nguồn áp. Sao chép từ S.
Heier năm 1998, mạng lưới tích hợp hệ thống chuyển đổi năng lượng
gió, bởi John Wiley & Sons. Ltd...........................................................46


Hình 3.1.

Đường tỉ lệ thay đổi điện áp và số lần thay đổi điện áp một trong phút.
..............................................................................................................48

Hình 3.2.

Dao động công suất đầu ra của tuabin gió tốc độ cố định (loại A)…....50

Hình 3.3.

Nhấp nháy của tuabin gió tốc độ cố định (loại A) theo công suất tác dụng...50

Hình 3.4.

Công suất đầu ra của một tuabin gió tốc độ thay đổi............................51

Hình 3.5.

Cắt trong (a) một tuabin gió tốc độ cố định (loại A) và(b) một tuabin gió
tốc độ thay đổi(loại C và D).................................................................52

Hình 3.6.

Phát hiện sóng hài của một tuabin gió tốc độ thay đổi mà biến tần có
(a) một tần số đồng hồ cố định và (b) một tần số đồng hồ thay đổi......55

Hình 3.7.

Điện áp nút tăng lên tại nút có đấu nối tuabin gió................................59

Hình 3.8.

Mạch tương đương...............................................................................63

Hình 3.9.

Ảnh hưởng của DG tới sự phối hợp giữa các bảo vệ............................64

Hình 3.10 Sự phối hợp giữa TĐL và CC trên lưới điện hình tia............................66
Hình 4.1 : Mô phỏng trong simulink.....................................................................71
Hình 4.2.

Mô hình khối tuabin gió và hộp số.......................................................72

Hình 4.3.

Mô hình khối tính toán độ méo hài.......................................................72

Hình 4.4.

Mô hình khối điều khiển.......................................................................73

Hình 4.5.

Mô hình khối máy phát DFIG nối lưới.................................................73

Hình 4.6.

Mô hình khối máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây và mô hình khối đường
dây truyền tải........................................................................................73

Hình 4.7.

Mô hình chi tiết cánh đồng gió sử dụng cấu hình DFIG.......................74

Hình 4.8.

Mô hình phasor cánh đồng gió sử dụng cấu hình DFIG.......................75

Hình 4.9.

Các cửa sổ mô tả chất lượng điện áp phát.............................................77

Hình 4.10. Các cửa sổ mô tả chất lượng điện áp tại các thanh cái..........................77
Hình 4.11. Giản đồ mô tả ảnh hưởng khi tuabin gió hoạt động ở chế độ ổn định
công suất phản kháng...........................................................................78
Hình 4.12. Sự gia tăng điện áp khi tốc độ gió tăng.................................................78
Hình 4.13. Giản đồ kết quả mô phỏng với một võng điện áp ở chế độ ổn định công
suất phản kháng....................................................................................80


Hình 4.14. Giản đồ kết quả mô phỏng với một võng điện áp ở chế độ ổn định điện áp..81
Hình 4.15 Giản đồ kết quả mô phỏng ảnh hưởng của tuabin gió tới điện áp trong
chế độ ổn định điện áp..........................................................................82
Hình 4.16. Giản đồ kết quả mô phỏng với lỗi ngắn mạch một pha trên lưới 22 kV ở
chế độ ổn định điện áp..........................................................................84
Hình 4.17. Giản đồ kết quả mô phỏng với lỗi ngắn mạch một pha trên lưới 22 kV ở
chế độ ổn định công suất phản kháng...................................................84


MỞ ĐẦU
6

1. Lý do chọn đề tài
Các mô hình phát điện và phân phối điện trên thế giới hiện nay chủ yếu vẫn là
các nhà máy điện tập trung. Điện từ các nhà máy này được tạo ra chủ yếu bằng cách
tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch như than, dầu, khí đốt, hạt nhân… hoặc thủy điện. Để
cung cấp điện cho các vùng xa xôi hẻo lánh người ta phải sử dụng nhiều trạm biến

áp với khoảng cách truyền lên tới hàng trăm kilomet. Hệ thống này của các nhà máy
điện tập trung có nhiều bất lợi. Ngoài các vấn đề khoảng cách truyền dẫn, các hệ
thống này còn đóng góp vào việc phát thải khí nhà kính, sản xuất chất thải hạt nhân,
kém hiệu quả và gây tổn thất điện năng trên đường dây truyền tải dài, ảnh hưởng tới
môi trường nơi các đường dây điện được xây dựng, và các vấn đề liên quan đến bảo
mật. Để giải quyết vấn đề này các nguồn điện phân tán - các nguồn điện được đặt gần
hoặc kết nối trực tiếp với lưới phân phối [1] – ngày càng được sử dụng nhiều.
Mặt khác nhu cầu về năng lượng của con người trong xã hội hiện đại ngày
càng tăng. Các nguồn nhiên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên và cả
thủy điện đều có hạn khiến cho con người đứng trước nguy cơ thiếu hụt năng lượng.
Việc tìm kiếm và khai thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng địa nhiệt,
năng lượng gió và năng lượng mặt trời… là hướng đi quan trọng để giải quyết và
đẩy lùi nguy cơ này.
Ở các nước phát triển tỉ trọng của các nguồn điện phân tán là nguồn năng
lượng mới, các nguồn năng lượng tái tạo có công suất nhỏ kết nối vào lưới ngày
càng tăng. Lưới điện Việt Nam cũng không nằm ngoài xu thế đó. Trong Quy hoạch
Phát triển Điện lực Quốc gia (Tổng Sơ đồ Điện VII) giai đoạn 2011 – 2020 có xét
đến 2030 Chính phủ đã đặt ra ưu tiên phát triển nguồn năng lượng tái tạo cho sản
xuất điện nhằm giải quyết triệt để bài toán thiếu điện vẫn đang tồn tại hiện nay. Mục
tiêu đề ra là tăng tỷ lệ điện năng sản xuất từ nguồn năng lượng này từ mức 3,5%
năm 2010 lên 4,5% tổng điện sản xuất vào năm 2020 và đạt 6% vào năm 2030. Đặc

1


biệt, đưa nguồn điện gió chiếm tỷ trọng từ 0,7% (1.000 MW) năm 2020 lên 2,4%
(khoảng 6.200 MW) vào năm 2030 [11].
Cùng với sự xuất hiện của của phong điện trong các lưới điện ở Việt Nam
cũng kéo theo một số vấn đề phát sinh do bản thân các lưới chưa đáp ứng được sự
gia tăng của nguồn và tải. Đó là sự kết nối phong điện vào lưới điện có thể làm thay

đổi dòng công suất trên lưới, ảnh hưởng tới tổn thất điện áp và tổn thất công suất
trên lưới, ảnh hưởng tới dòng sự cố và độ tin cậy cung cấp điện của lưới…
Vì vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn phân tán phong điện đến các
thông số của lưới điện là rất quan trọng, đặc biệt trong hoàn cảnh hàng loạt dự án về
phong điện đã, đang và sắp được triển khai như: điện gió đảo Phú Quý, điện gió ở
Bình Thuận, điện gió Bạc Liêu…
2. Lịch sử nghiên cứu
Đã có một số đề tài nghiên cứu về ảnh hưởng của phong điện tới lưới điện,
trong đó chủ yếu là đề tài của nước ngoài và một số đề tài trong nước như đề tài
“Nghiên cứu các đặc trưng sụp đổ điện áp trong lưới điện có kết nối nhà máy điện
gió” của Trịnh Trọng Chưởng… Các đề tài này có thể nghiên cứu về một hay nhiều
loại ảnh hưởng nhưng thường chỉ dựa trên một số ít đặc tính chung của tuabin gió
và nguồn điện phân tán. Điều này sẽ hạn chế tính thực tế và toàn diện của các đề tài
này. Đó là chưa kể đến việc có nhiều loại tuabin gió khác nhau với những đặc trưng
riêng. Để tránh điều này đề tài “Ảnh hưởng của nguồn phân tán phong điện tới các
thông số của lưới điện” sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của phong điện tới lưới điện chủ
yếu dựa trên đặc điểm cấu tạo của các loại tuabin gió và việc mô phỏng kết nối lưới
của chúng.
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu
3.1. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài “Ảnh hưởng của nguồn phân tán phong điện tới các thông
số của lưới điện” là tập trung đánh giá các ảnh hưởng của điện gió - một trong
những loại nguồn năng lượng tái tạo có tiềm năng phát triển nhất ở Việt Nam, hiện

2


đang được nhà nước ưu tiên phát triển – tới các thông số của lưới. Việc đánh giá này
dựa trên việc phân tích các đặc điểm của các loại cấu hình hệ máy phát điện gió và
mô phỏng kết nối lưới. Từ đó đề xuất lựa chọn loại cấu hình máy phát điện gió và

đưa ra được một số giải pháp, kiến nghị nhằm phát huy được những ưu điểm và
khắc phục các nhược điểm của loại nguồn phân tán này.
3.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nguồn phân tán phong điện.
Phạm vi nghiên cứu:
 Lịch sử phát triển phong điện, tình hình phát triển phong điện hiện nay
ở Việt Nam và trên thế giới.
 Tổng quan về lưới điện.
 Các đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động cơ bản của các loại tuabin
gió. Ưu nhược điểm của từng loại.
 Ảnh hưởng của phong điện đến các thông số của lưới.
 Mô phỏng trang trại gió kết nối lưới.
4. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
 Chỉ ra việc phát triển nguồn điện phân tán phong điện là xu thế tất yếu
trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.
 Trình bày những nguyên lý và đặc điểm cấu tạo của các loại tuabin gió
 Đưa ra và phân tích 6 ảnh hưởng chính của phong điện đến các thông
số của lưới điện và các biện pháp khắc phục.
 Mô phỏng được ảnh hưởng của phong điện tới lưới điện.
 Kiến nghị lựa chọn cấu hình DFIG (loại C) cho các dự án trong tương
lai gần và xem xét việc sử dụng cấu hình loại D cho các dự án trong
tương lai xa để vừa hạn chế các ảnh hưởng xấu của phong điện tới
lưới vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế.
5.Phương pháp nghiên cứu

3


Trong nghiên cứu khoa học người ta thường sử dụng các phương pháp nghiên
cứu sau:

 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
 Phương pháp nghiên cứu phi thực nghiệm
Để lựa chọn phương pháp nghiên cứu “ Ảnh hưởng của nguồn phân tán phong
điện tới các thông số của lưới điện” ta sẽ đi tìm hiểu về các phương pháp này.
5.1. Khái niệm các phương pháp nghiên cứu
5.1.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Đây là phương pháp nghiên cứu khoa học được áp dụng trong cả khoa học tự
nhiên và khoa học xã hội, bao gồm nhiều nội dung khác nhau như nghiên cứu tư
liệu, xây dựng khái niệm, phạm trù, thực hiện các phán đoán, suy luận…và không
có bất cứ quan sát hoặc thực nghiệm nào được tiến hành.
5.1.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Nghiên cứu thực nghiệm là những nghiên cứu được thực hiện bởi những quan
sát hoặc hiện tượng diễn ra trong những điều kiện có gây biến đổi đối tượng nghiên
cứu một cách có chủ định. Nghiên cứu thực hiện có thể được thực hiện trên đối
tượng thực hoặc trên các mô hình do người nghiên cứu tạo ra với những tham số do
người nghiên cứu khống chế.
5.1.3. Phương pháp nghiên cứu phi thực nghiệm
Là một phương pháp nghiên cứu dựa trên sự quan sát, quan trắc những sự kiện
đã hoặc đang tồn tại, hoặc thu thập những số liệu thống kê đã tích lũy. Trên cơ sở đó
phát hiện quy luật của sự vật hoặc hiện tượng. Trong phương pháp này người
nghiên cứu chỉ quan sát những gì đã và đang tồn tại, không có bất cứ sự can thiệp
nào gây biến đổi trạng thái của đối tượng nghiên cứu.
5.2. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu
Để nghiên cứu có được kết quả chính xác thì việc áp dụng đồng thời nhiều
phương pháp nghiên cứu khác nhau là rất cần thiết. Thông qua việc so sánh, đối chiếu

4

các kết quả nghiên cứu bằng các phương pháp khác nhau ta sẽ rút ra được kết quả
nghiên cứu cần tìm. Do đó trong đề tài này ta sẽ áp dụng cả ba phương pháp trên.

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ PHONG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN

1.1. TỔNG QUAN VỀ PHONG ĐIỆN
1.1.1. Gió và sự hình thành gió
Gió là sự di chuyển của không khí trong bầu khí quyển trái đất. Năng lượng
gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển trái đất. Đây là một
hình thức gián tiếp của năng lượng mặt trời.
Bức xạ mặt trời chiếu xuống các nơi trên bề mặt trái đất là không đồng đều.
Một nửa bề mặt trái đất, mặt ban đêm bị che khuất không nhận được ánh sáng mặt
trời và các khu vực gần xích đạo nhận được nhiều hơn các cực. Địa hình các nơi
khác nhau cũng ảnh hưởng đến khả năng hấp thu bức xạ mặt trời của các địa
phương. Do đó có sự chênh lệch về nhiệt độ, áp suất không khí giữa các địa phương
và tạo thành gió. Trái đất xoay tròn cũng góp phần vào việc làm xoáy không khí và
trục quay của trái đất nghiêng đi so với mặt phẳng do quỹ đạo trái đất tạo thành khi
quay quanh mặt trời nên cũng tạo thành các dòng không khí theo mùa.
1.1.2. Lịch sử phát triển phong điện
Các tuabin gió đầu tiên được sử dụng để chuyển đổi năng lượng khác như cối
xay gió, được sử dụng để bơm nước, xay ngũ cốc… được xây dựng vào năm 1887
bởi Giáo sư James Blyth của trường Đại học Anderson College, Glassgow (nay là
Strathclyde University). Thí nghiệm của Blyth có ba thiết kế tuabin khác nhau với
trụ cao 10 mét (33 foot), cánh bằng khung gỗ bọc vải, được ông thử nghiệm lắp đặt
tại khu vườn trong trang trại riêng của ông tại Marykirk - một làng nhỏ thuộc Quận
Kincardineshire (một quận nằm trên bờ biển phía đông bắc Scotland). Tuabin gió
đầu tiên này đã hoạt động trong suốt 25 năm sau đó. Phát minh Blyth đã đánh dấu

5

buổi bình minh của sự phát triển tuabin gió với đặc trưng là thiết kế cánh quạt gồm
144 cánh đơn làm từ gỗ tùng tuyết, cánh quạt có đường kính quay 17m và tạo ra
công suất 12kW (hình 1.1).

Hình 1.1: Tuabin gió đầu tiên của James Blyth
Năm 1890 Poul la Cour nhà khoa học người Đan Mạch hoàn chỉnh các thiết kế
của mình và tuabin gió lần đầu tiên được lắp đại trà tại Đan Mạch với 2.500 chiếc, tổng
công suất ước tính tối đa đạt khoảng 30 MW. Các tuabin gió của Poul la Cour không
những chỉ dùng vào sản xuất điện mà còn được sử dụng trong việc sản xuất hydro.
Kể từ đó, tuabin gió đã được lắp đặt bởi hàng triệu người trên thế giới, đặc biệt
là ở vùng Trung tây Hoa Kỳ, nơi mà những nông trại đã sử dụng các máy bơm điện
để phục vụ thủy lợi và tưới tiêu. Năm 1931, tuabin gió hiện đại đầu tiên có trục
quay nằm ngang đã được đưa vào sử dụng tại Yalta, Liên Xô cũ. Đó là một máy
phát điện công suất lớn 100 kW được lắp đặt trên một tháp cao 30m, máy phát điện
này cũng lập kỷ lục về hệ số công suất (tỷ lệ giữa công suất thực tế và công suất tối
đa thiết kế) cho tuabin gió là 32% vào thời điểm đó. Năm 1941 lần đầu tiên trên thế
giới một tuabin gió công suất 1.25 MW đã hòa lưới điện tại Grandpa’s Knob thuộc
vùng Castleton bang Virgina Hoa Kỳ.

6


Tuabin gió hiện đại đầu tiên được xây dựng ở Đan Mạch khoảng giữa những
năm 1950. Theo Hiệp hội Công nghiệp Gió Đan Mạch (DWIA), 200 tuabin gió hiệu
Gedser công suất 200 kW được xây dựng vào năm 1956 bởi kỹ sư Johannes Juul
của công ty Điện lực SEASS trên bờ biển Gedser ở phía nam Đan Mạch. Thiết kế
ba cánh gió với cơ cấu tự động điều khiển góc đón gió của tuabin cùng máy phát
điện không đồng bộ của tuabin Gedser theo một cơ quan chức năng nhận xét là một

“thiết kế tiên phong cho các tuabin gió hiện đại, mặc dù cánh quạt với dây chằng
trông có vẻ hơi cổ điển”. Hệ thống phanh điều tốc (stall - controlled) của tuabin mà
Juul phát minh là hệ thống phanh khí động lực được lắp ở đầu chóp tâm cánh quạt
nó được kích hoạt bởi lực ly tâm trong trường hợp tuabin quay quá tốc độ. Về cơ
bản hệ thống của Juul giống như hệ thống điều tốc của các tuabin gió hiện đại ngày
nay. Tuabin của Juul đã chạy liên tục 11 năm mà không cần bảo dưỡng.
Việc sử dụng năng lượng điện gió được thổi một luồng sinh khí mới sau cuộc
khủng hoảng dầu lửa thế giới đầu tiên vào năm 1973. Các nước như Đan Mạch,
Đức, Thụy Điển, Anh và Mỹ đua nhau thiết kế các tuabin lớn hơn. Năm 1979, các
kỹ sư Đan Mạch đã lắp đặt thành công 2 tuabin gió với công suất 630 kW một chiếc
với hệ thống tự động điều khiển góc nghiêng cánh quạt (Pitch - controlled) và hệ
thống phanh điều tốc (Stall - controlled) hiện đại [13].
Trước những thách thức về tình trạng thiếu điện và ứng phó hiệu quả với biến
đổi khí hậu trong những năm tiếp theo thì kế hoạch phát triển “điện xanh” từ các
nguồn năng lượng tái tạo là một giải pháp khả thi nhằm đảm bảo an ninh năng
lượng và bảo vệ môi trường. Gần đây, Chính phủ Việt Nam đã xác định rõ các mục
tiêu trong định hướng phát triển dạng “điện xanh” này. Trong đó, năng lượng gió
được xem như là một lĩnh vực trọng tâm, do Việt Nam được xem là nước có giàu
tiềm năng nhất trong khu vực Đông Nam Á.

7


1.1.3. Tình hình ứng dụng phong điện trên thế giới
Với các ưu thế của mình, điện gió đang ngày càng được các quốc gia trên thế
giới quan tâm phát triển. Điều đó đã được thể hiện rõ qua việc tổng công suất điện
gió trên thế giới ngày càng tăng và giá thành sản suất điện gió đang ngày càng giảm
do được đầu tư phát triển công nghệ và quy mô sản suất. Cụ thể như hình 1.2 [8]
dưới đây cho thấy từ năm 1996 tới năm 2012 tổng công suất điện gió trên thế giới
đã tăng từ 6100 MW lên mức 282430 MW, tức là tăng lên gấp 46,3 lần.

Hình 1.2 :Tổng công suất điện gió trên thế giới từ 1996-2012

Hình 1.3:Giá điện giócủa một số nước từ 1993-2007 [14]
Tỷ lệ sản lượng điện từ điện gió tại nhiều nước trên thế giới đang mỗi ngày
một tăng, điển hình là tại Mỹ, kế hoạch phát triển điện gió của Bộ năng lượng Mỹ
năm 2030 là 300.000MW tương đương 20% lượng điện tiêu dùng của nước Mỹ.

8


Tại Đức, năm 2010 tỷ lệ điện gió chiếm 7,7% nhưng đến cuối năm 2012 là
9,8%, Đức đã có kế hoạch đến năm 2020 lắp đặt 1.200 tuabin điện gió trên biển với
công suất dự tính là 10.000MW và tăng lên 25.000MW vào năm 2030.
Trong khi đó tại Đan Mạch tỷ lệ điện gió hiện nay là 26% và theo Nhà nước
Đan Mạch thì tỷ lệ này sẽ là 50% vào năm 2020 [5].
1.1.4. Tình hình ứng dụng phong điện ở Việt Nam
Trước những thách thức về tình trạng thiếu điện và ứng phó hiệu quả với biến
đổi khí hậu trong những năm tiếp theo thì kế hoạch phát triển “điện xanh” từ các
nguồn năng lượng tái tạo là một giải pháp khả thi nhằm đảm bảo an ninh năng
lượng và bảo vệ môi trường. Gần đây, Chính phủ Việt Nam đã xác định rõ các mục
tiêu trong định hướng phát triển dạng “điện xanh” này. Trong đó, năng lượng gió
được xem như là một lĩnh vực trọng tâm, do Việt Nam được xem là nước có giàu
tiềm năng nhất trong khu vực Đông Nam Á.
1.1.4.1. Tiềm năng năng lượng gió [12]
Một số nghiên cứu đánh giá cho thấy Việt Nam có tiềm năng gió để phát triển
các dự án điện gió với quy mô lớn là rất khả thi. Bản đồ tiềm năng gió của Ngân
hàng Thế giới (Worldbank, 2001) được xây dựng cho bốn nước trong khu vực Đông
Nam Á (gồm: Việt Nam, Cam-pu-chia, Lào, và Thái Lan) dựa trên phương pháp mô
phỏng bằng mô hình số trị khí quyển. Theo kết quả từ bản đồ năng lượng gió này,

tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 65 m của Việt Nam là lớn nhất so với các nước
khác trong khu vực, với tiềm năng năng lượng gió lý thuyết lên đến 513.360 MW.
Những khu vực được hứa hẹn có tiềm năng lớn trên toàn lãnh thổ là khu vực ven
biển và cao nguyên miền nam Trung Bộ và Nam Bộ. Tuy nhiên, các kết quả mô
phỏng này được đánh giá là khá khác biệt so với kết quả tính toán dựa trên số liệu
quan trắc của EVN, sự khác biệt này có thể là do sai số tính toán mô phỏng.
Năm 2007, EVN cũng đã tiến hành nghiên cứu đánh giá tiềm năng gió, xác
định các vùng thích hợp cho phát triển điện gió trên toàn lãnh thổ với công suất kỹ
thuật 1.785 MW. Trong đó miền Trung Bộ được xem là có tiềm năng gió lớn nhất cả
nước với khoảng 880 MW tập trung ở hai tỉnh Quảng Bình và Bình Định, tiếp đến

9


vùng có tiềm năng thứ hai là miền Nam Trung Bộ với công suất khoảng 855 MW,
tập trung ở hai tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận.
Ngoài ra, Bộ Công thương và Ngân hàng Thế giới (2010) đã tiến hành cập
nhật thêm số liệu quan trắc (đo gió ở 3 điểm) vào bản đồ tiềm năng gió ở độ cao 80
m cho Việt Nam. Kết quả cho thấy tiềm năng năng lượng gió ở độ cao 80 m so với
mặt đất là trên 2.400 MW (tốc độ gió trung bình năm trên 7 m/s).
Bảng 1.1: Tiềm năng gió của Việt Nam ở độ cao 80 m so với bề mặt đất
Tốc độ gió
trung bình
Diện tích (km2)
Diện tích chiếm

7-8

8-9

2.435

m/s
220

m/s
20

1,2

0,1

0,01

<0,01

24.351

2.202

200

10

<4 m/s

4-5 m/s

5-6 m/s 6-7 m/s

95.916

70.868

40.473

(%)
Tiềm năng

45,7

33,8

19,3

956.16

708.67

404.73

(MW)

1

8

2

>9 m/s

1

Cho đến nay chưa có một nghiên cứu đánh giá tiềm năng gió cho riêng Việt
Nam một cách sâu rộng do thiếu số liệu quan trắc phục vụ phát triển điện gió. Gần
đây, trong khuôn khổ hợp tác giữa Bộ Công thương (MoIT) và Dự án Năng lượng
Gió GIZ (Hợp tác Phát triển Đức GIZ) (gọi tắt Dự án Năng lượng Gió GIZ/MoIT),
một chương trình đo gió tại 10 điểm trên độ cao 80m đang được tiến hành tại các
tỉnh cao nguyên và duyên hải Trung Bộ (đo ở 3 độ cao 80, 60, và 40 m so với bề
mặt đất). Áp dụng các tiêu chuẩn IEC 61400-12 trong suốt quá trình đo gió, dự án
này được mong đợi sẽ cung cấp dữ liệu gió có tính đại diện cho các vùng có tiềm
năng gió của Việt Nam để phục vụ cho phát triển điện gió trong thời gian tới. Ngoài
ra, các báo cáo về quy trình và tiêu chuẩn lắp đặt cột đo gió cũng đang được hoàn
thiện và sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhà phát triển điện gió nói chung.
1.1.4.2. Các dự án điện gió hiện nay
Cho đến nay, có khoảng 48 dự án điện gió đã đăng ký trên toàn bộ lãnh thổ
Việt Nam, tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền Trung và Nam bộ, với tổng công suất
đăng ký gần 5.000 MW, quy mô công suất của các dự án từ 6 MW đến 250 MW.

10


Tuy nhiên, hiện nay do chi phí đầu tư của dự án điện gió vẫn còn khá cao, trong khi
giá mua điện gió là khá thấp 1.614 đồng/ kWh (tương đương khoảng 7,8 UScents/
kWh) theo Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg, cao hơn 310 đồng/ kWh so với mức giá
điện bình quân hiện nay là 1.304 đồng/ kWh, được xem là chưa hấp dẫn các nhà đầu
tư điện gió trong và ngoài nước. Do vậy, cho đến nay mới chỉ duy nhất một dự án
điện gió ở Xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận là hoàn thiện giai
đoạn 1 (dự kiến nâng tổng công suất lên 120 MW trong giai đoạn 2 từ 2011 đến
2015), với công suất lắp đặt 30 MW (20 tuabin gió x 1,5 MW mỗi tua bin). Chủ đầu
tư dự án là Công ty Cổ phần Năng lượng Tái tạo Việt Nam (Vietnam Renewable

Energy Joint Stock Company - REVN). Tổng mức đầu tư của dự án lên đến 1.500
tỷ đồng (tương đương khoảng 75 triệu USD), các thiết bị tuabin gió sử dụng của
Công ty Fuhrlaender Đức. Dự án chính thức được nối lên lưới điện quốc gia vào
tháng 3 năm 2011. Theo nguồn tin nội bộ, sản lượng điện gió năm 2011 đạt khoảng
79.000 MWh.
Trên đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận, dự án điện gió lai tạo với máy phát điện
diesel của Tổng Công ty Điện lực Dầu khí, thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
(Petro Vietnam), có tổng công suất là 9 MW (gồm 3 tuabin gió x 2 MW mỗi tuabin
+ 6 máy phát diesel x 0,5 MW mỗi máy phát) đã lắp đặt xong và đang trong giai
đoạn nối lưới. Các tuabin gió sử dụng của hãng Vestas, Đan Mạch. Giá bán điện
đang đề xuất thông qua hợp đồng mua bán điện với giá 13 US cents/ kWh. Giá mua
điện này được đánh giá là hấp dẫn do đặc thù dự án ở ngoài đảo. Tương tự, một dự
án điện gió ở Côn Đảo, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu do Công ty EAB CHLB Đức làm
chủ đầu tư, giá bán điện thoả thuận là 25 UScents/ kWh. Dự án đang chuẩn bị tiến
hành xây dựng.
Tại tỉnh Bạc Liêu, vùng đồng bằng Sông Cửu Long một dự án điện gió khác
thuộc công ty TNHH Thương mại và Dịch vụ Công Lý cũng đang trong giai đoạn
lắp đặt các tuabin gió (1 tuabin gió đã được lắp đặt) với công suất 16 MW trong giai
đoạn đầu (10 tuabin gió x 1.6 MW mỗi tuabin của hãng GE Mỹ). Dự kiến trong giai

11


đoạn 2 của dự án công suất sẽ nâng lên 120 MW (từ năm 2012 đến đầu năm 2014).
Ngoài ra, các dự án khác đang trong các giai đoạn tiến độ khác nhau.
1.1.4.3. Các nhà cung cấp thiết bị điện gió ở Việt Nam
Thị trường cung cấp tuabin gió ở Việt Nam: ngoài một số các nhà cung cấp đã
góp mặt trong các dự án như Fuhrlaender (CHLB Đức), Vestas (Đan Mạch), và GE
(Mỹ), còn có các nhà cung cấp khác cũng đang thể hiện sự quan tâm đến thị trường
Việt Nam như Gamesa (Tây Ban Nha), Nordex (CHLB Đức), IMPSA (Agentina),

Sany, Shanghai Electric và GoldWind (Trung Quốc)…
Một tín hiệu đáng mừng cho thị trường điện gió Việt Nam là sự góp mặt của
một số nhà máy sản xuất tuabin gió và cột tháp cho tuabin gió (wind tower) như:
 Tập đoàn GE Mỹ có nhà máy sản xuất máy phát cho tuabin gió đặt tại
khu công nghiệp Nomura, thành phố Hải Phòng (vốn đầu tư lên tới 61
triệu USD);
 Công ty Fuhrlaender Đức cũng đang dự định xây dựng nhà máy sản
xuất tuabin gió ở Bình Thuận (vốn đầu tư là 25 triệu USD);
 Công ty TNHH CS Wind Tower (100% vốn đầu tư của Hàn Quốc) ở
khu công nghiệp Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu,
đang sản xuất và xuất khẩu cột tháp gió.
 Công ty TNHH Công nghiệp Nặng VINA HALLA (100% vốn đầu tư
của Hàn Quốc) ở khu công nghiệp Mỹ Xuân B1, huyện Tân Thành, tỉnh
Bà Rịa – Vũng Tàu. Năng lực sản xuất hàng năm của công ty là khoảng
400 cột tháp tuabin gió và được xuất khẩu đi các thị trường như Hàn
Quốc, Nhật Bản, Ý, Bỉ, Brazil, Hoa Kỳ, cung cấp cho các dự án ở Hàn
Quốc, Ả Rập Saudi, Ai Cập, Indonesia, Philippines, Hoa Kỳ, và Việt
Nam;
 Công ty TNHH một thành viên tháp UBI (UBI Tower Sole Membe Co.,
Ltd.; 100% vốn của Việt Nam) đặt ở xã Kim Xuyên, huyện Kim Thành,
tỉnh Hải Dương. Năng lực sản xuất hàng năm của công ty là 300 cột
tháp và được xuất khẩu ra các thị trường Đức (15 cột tháp năm 2011),

12


Ấn Độ (35 cột tháp năm 2010 và 125 cột tháp năm 2011) và các nước
khác.
1.2. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN
1.2.1. Các khái niệm

Lưới điện là tập hợp toàn bộ các đường dây và trạm biến áp kết nối với nhau theo
những nguyên tắc nhất định có chức năng truyền tải điện năng từ nơi sản xuất tới nơi tiêu
thụ. Mỗi loại lưới lại có các tính chất vật lý và quy luật hoạt động khác nhau.
Trên hệ thống điện Việt Nam, lưới điện được chia ra thành 3 loại lưới chính:
 Lưới truyền tải 220kV÷500kV nối liền các trạm biến áp khu vực với
các trạm biến áp trung gian, tạo ra hệ thống điện lớn.
 Lưới khu vực 110kV÷220kV là phần lưới điện từ các trạm trung gian
khu vực hoặc từ thanh cái cao áp các nhà máy điện cung cấp điện cho
các trạm trung gian địa phương.
 Lưới phân phối là phần lưới điện sau các trạm biến áp trung gian địa
phương, kết nối trực tiếp với lưới truyền tải hoặc lưới khu vực để cấp
điện tới các phụ tải tiêu thụ điện. Lưới phân phối được phân chia thành
lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22,35 kV) và lưới phân phối hạ áp
(0,4 kV).
Tuabin gióchuyển đổinăng lượng gióthành năng lượng điện, sau đó được đưa
vàohệ thốngcung cấp điện.Cáckết nốicủa tuabin gióvới hệ thống cung cấp điệncó
thểvới điện ápthấp, điện áp trung bình, điện ápcaothậm chí là siêu cao áp. Hiện nay
hầu hếtcác tuabin gió đều kết nối vớihệ thốngđiện trung thế. Trongtương laikhi phát
triểncác trang trạigió lớn ngoài khơithì sẽđược kết nối với hệ thống điện caovàsiêu
cao áp. Vì vậy phần kế tiếp sau đây ta sẽ đi sâu hơn vào tìm hiểu về lưới phân phối
trung áp hơn.
Lưới phân phối trung áp (sau đây gọi tắt là Lưới điện phân phối-LPP) làm
nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian cho các phụ tải. Lưới phân
phối có nhiệm vụ chính là đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải bao gồm chất
lượng điện áp và độ tin cậy cung cấp điện.

13


Các khối cơ bản của LPP là :

 Trạm biến áp trung gian, biến đổi điện năng sơ cấp máy biến áp (MBA)
ở cấp điện áp 110 và 35kV cấp cho các LPP địa phương.
 Lưới phân phối trung áp, thường được thiết kế dưới dạng đường dây
trên không hoặc cáp ngầm, có cấp điện áp 6, 10, 15, 22kV và đôi khi là
35kV được thiết kế phù hợp với địa hình từng khu vực và cấp điện cho
các trạm biến áp phân phối hạ áp.
 Trạm biến áp phân phối hạ áp, với mật độ dày đặc trên LPP, biến đổi
điện năng từ cấp điện áp trung áp xuống cấp điện áp 0,4kV cấp điện
trực tiếp cho phụ tải.
1.2.2. Sơ đồ lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối có mật độ khá dày đặc, là lưới trung gian kết nối giữa các
trạm biến áp trung gian và các khách hàng tiêu thụ điện năng. Cấu trúc của LPP
được chia ra làm ba loại chính là: hình tia không phân đoạn (hình 1.4), hình tia có
phân đoạn ( hình 1.5) và mạch vòng kín vận hành hở (hình 1.6).
Ở các đô thị lớn, LPP thường là lưới cáp ngầm với mật độ phụ tải rất cao, độ
tin cậy cung cấp điện được yêu cầu cao nên cấu trúc thường gặp là cấu trúc mạch
vòng kín vận hành hở.

Hình 1.4. Lưới điện phân phối hình tia không phân đoạn

14


Hình 1.5. Lưới điện phân phối hình tia có phân đoạn

Hình 1.6. Lưới điện phân phối kín vận hành hở
Ở các vùng nông thôn thì LPP lại là lưới trên không với mật độ phụ tải không
cao, không đòi hỏi về độ tin cậy cung cấp điện cao như lưới thành phố nên cấu trúc
lưới được lựa chọn là cấu trúc hình tia. Các trục chính được yêu cầu có các thiết bị
phân đoạn để tăng độ tin cậy. Các thiết bị phân đoạn có thể là dao cách ly, cầu dao

phụ tải, thiết bị tự động đóng lại (TĐL) hoặc cao hơn có thể là máy cắt phân đoạn.
1.2.3. Các yêu cầu của lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối có mật độ dày đặc, cung cấp điện năng cho phụ tải với
chất lượng điện năng đảm bảo, độ tin cậy cao, an toàn và đem lại cho doanh nghiệp
kinh doanh điện lợi nhuận cao nhất trong toàn bộ thời gian vận hành:
 Chất lượng điện năng bao gồm chất lượng điện áp và chất lượng tần
số , phải đảm bảo chúng phải thỏa mãn các tiêu chuẩn về độ lệch và độ
dao động. Riêng với điện áp, nó còn phải đảm bảo độ không đối xứng
và độ không sin nằm trong giới hạn cho phép.
 An toàn điện gồm có an toàn cho thiết bị phân phối điện, cho hệ thống
điện, cho người vận hành và người dùng điện.

15