Ứng dụng phần mềm etap đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ phú ninh và khe tân đến lưới điện tỉnh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA
ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA HAI NHÀ
MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI HỒ PHÚ NINH VÀ
KHE TÂN ĐẾN LƯỚI ĐIỆN QUẢNG NAM

Người hướng dẫn

: TS. NGUYỄN THANH
CHIẾN
Sinh viên thực hiện :
Số thẻ sinh viên
: 4115465652
Lớp
: 12L1

Đà Nẵng, 16/12

i


TÓM TẮT
Tên đề tài: “ Đánh giá ảnh hưởng hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe

Tân đến lưới điện Quảng Nam”.
Sinh viên thực hiện 1:
NGUYỄN QUỐC THANH
Số thẻ Sinh viên:
1
Lớp: 12L1
Sinh viên thực hiện 2:
NGUYỄN ĐỨC CƯỜNG
Số thẻ sinh viên:
4115465652
Lớp: 15D2
Điện mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo, không gi ống nh ư các nhiên li ệu
hóa thạch như than, dầu mỏ, khí đốt… là những nguồn nhiên liệu không th ể
phục hồi. Năng lượng mặt trời là vô tận, dư thừa để đáp ứng nhu cầu về năng
lượng của nhân loại, đủ dùng cho muôn vàn thế hệ về sau.
Theo xu hướng phát triển gần đây trong cuộc đấu tranh cho việc làm s ạch môi
trường trái đất, năng lượng mặt trời là lĩnh vực hứa hẹn nhất, có thể thay th ế
một phần năng lượng từ các nguồn nhiên liệu không tái tạo được và do đó, nó
đóng vai trị quan trọng trong công cuộc bảo vệ môi trường từ sự tăng nhiệt toàn
cầu. Việc sản xuất, vận chuyển, lắp đặt và vận hành các nhà máy đi ện m ặt tr ời
về cơ bản khơng phát thải các loại khí độc hại vào khí quy ển. Ngay c ả khi có
phát thải một lượng nhỏ thì nếu so sánh với các nguồn năng l ượng truy ền
thống, lượng khí này là không đáng kể.
Ngày 11/9/2018, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam phối h ợp v ới Bamboo
Capital Group (Công ty cổ phần BCG) với đại diện là Công ty cổ ph ần BCG
Floating Energy, tư vấn quốc tế ENEA và Viện Năng lượng tổ chức hội thảo về
các giải pháp môi trường liên quan đến hai dự án nhà máy đi ện năng l ượng m ặt
trời hồ Phú Ninh và hồ Khe Tân. Vấn đề nghiên c ứu lựa chọn các chế đ ộ v ận
hành, đánh giá ảnh hương của nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân
đến lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam cần được quan tâm đúng mức. Trong lu ận

văn, phần mềm ETAP được lựa chọn để thực hiện mơ phỏng, tính tốn, phân tích
lưới điện tương ứng với các chế độ vận hành khác nhau của hai nhà máy.
Chính vì vậy, nhóm chúng em đã lựa chọn đề tài “Đánh giá ảnh hương c ủa hai
nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới đi ện tỉnh Qu ảng Nam”
để tìm hiểu và nghiên cứu làm Đồ án Tốt nghiệp của nhóm.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DANH SÁCH HỘI ĐỒNG HƯỚNG DẪN CAPSTONE PROJECT

Khoa Điện
(Kèm theo Quyết định số ....... /QĐ-ĐHBK, ngày ..... tháng ..... năm 2019)
ĐỀ TÀI
1. Tên đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và
Khe Tân đến lưới điện Quảng Nam”
2. Nhóm sinh viên thực hiện
NGUYỄN QUỐC THANH
Lớp 12L1
NGUYỄN ĐỨC CƯỜNG
Lớp 15D2
3. Danh sách Hội đồng hướng dẫn
Stt
1

Họ và tên
TS.NGUYỄN THANH

CHIẾN

2

ThS.Châu Minh Thắng

3

TS.Trịnh Trung Hiếu

Chức vụ/Đơn vị
Giảng viên khoa Điện
Trung tâm Điều độ HTĐ Miền
Trung
Giảng viên khoa Điện

Nhiệm vụ
GV hướng dẫn
GV hướng dẫn
GV Phản biện

TRƯỞNG KHOA ĐIỆN

PGS. TS. LÊ TIẾN DŨNG


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
CCỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA ĐIỆN

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
T
T

Họ tên sinh viên

Số thẻ SV

Lớp

Ngành

NGUYỄN QUỐC
105150165
12L1
Kỹ thuật Điện – Điện tử
THANH
NGUYỄN ĐỨC
02
4115465652 15D2
Kỹ thuật Điện – Điện tử
CƯỜNG
1. Tên đề tài đồ án: Đánh giá ảnh hưởng nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe
Tân đến lưới điện Quảng Nam
2. Đề tài thuộc diện: ☐Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Thông số lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam, nhà máy điện mặt trời Phú Ninh và
Khe Tân

4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống điện năng lượng mặt trời.
01

Chương 2: Giới thiệu phần mềm ETAP.
Chương 3: Tổng quan về lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam.
Chương 4: Đánh giá ảnh hưởng 2 nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân
đến lưới điện Quảng Nam.
5. Các bản vẽ, đồ thị (ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ) : Khơng có bản vẽ và đồ
thị.
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. NGUYỄN THANH CHIẾN và ThS. Châu Minh
Thắng
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 28/08/2019
7. Ngày hoàn thành đồ án:
15/12/2019

Trưởng Bộ môn Hệ Thống Điện

Đà Nẵng, ngày
tháng năm 2019
Người hướng dẫn



LỜI CẢM ƠN

Kính thưa các thầy cơ giáo!
Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các th ầy, cô trong Khoa Đi ện;
các thầy, cô trong Ban giám hiệu; các Phòng, Ban Tr ường Đại H ọc Bách Khoa, Đ ại
học Đà Nẵng đã nhiệt tình giảng dạy, chỉ dẫn và tạo mọi đi ều kiện giúp đ ỡ em

trong quá trình học tập và làm đồ án tốt nghiệp. Đặc bi ệt em xin gửi l ời tri ân và
biết ơn sâu sắc đến Thầy TS.NGUYỄN THANH CHIẾN và anh Châu Minh Thắng
đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đ ồ
án tốt nghiệp. Trong thời gian được thầy hướng dẫn, em không ngừng ti ếp thu
thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học được tinh thần làm vi ệc cũng nh ư thái
độ nghiên cứu đề tài nghiêm túc, hiệu quả, đây là những đi ều cần thi ết cho em
trong quá trình học tập và công tác sau này.
Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn đ ộng
viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Tr ường Đại H ọc Bách Khoa
cũng như trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Đề tài nghiên cứu được thực hiện dựa trên các kiến thức được h ọc ơ tr ường, các
kiến thức thực tế được thầy cô giảng dạy, chỉ dẫn và tìm tịi qua các kênh thơng
tin. Do khả năng bản thân cịn nhiều hạn chế nên khơng tránh kh ỏi nh ững thi ếu
sót trong q trình thực hiện nghiên cứu kính mong s ự đóng góp ý ki ến quý báu
của Thầy Cô để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019
Sinh viên

NGUYỄN QUỐC THANH

6


CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan trong q trình làm đồ án tốt nghiệp sẽ thực hiện nghiêm túc các
quy định về liêm chính học thuật:
- Khơng gian lận, bịa đặt, đạo văn, giúp người học khác vi phạm.
- Trung thực trong việc trình bày, thể hiện các hoạt động học thuật và kết quả từ
hoạt động học thuật của bản thân.

- Không giả mạo hồ sơ học thuật.
- Không dùng các biện pháp bất hợp pháp hoặc trái quy định để tạo nên ưu thế
cho bản thân.
- Chủ động tìm hiểu và tránh các hành vi vi phạm liêm chính học thuật, chủ động
tìm hiểu và nghiêm túc thực hiện các quy định về luật sở hữu trí tuệ.
- Sử dụng sản phẩm học thuật của người khác phải có trích dẫn nguồn gốc rõ
ràng.
Tơi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung thực và
chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ
án này đã được cảm ơn và các thơng tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn
gốc rõ ràng và được phép công bố.
Sinh viên thực hiện

NGUYỄN QUỐC THANH

7


MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu và cảm ơn
Lời cam đoan liêm chính học thuật
Mục lục
Danh sách các hình vẽ, sơ đồ và bảng biểu
Danh mục viết tắt

I
II
III

V
VIII
Trang
Chương 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI........................1
1.1. Tiềm năng về năng lượng mặt trời và thực trạng phát triển nhà
máy điện mặt trời tại Việt Nam...........................................................3
1.1.1. Tiềm năng về năng lượng mặt trời tại Việt Nam...................................................3
1.1.2. Thực trạng phát triển nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam....................................4
1.2. Tiềm năng năng lượng mặt trời Quảng Nam và hai dự án điện
mặt trời Phú Ninh và Khe Tân..............................................................5
1.2.1. Tiềm năng năng lượng điện mặt trời tại Quảng Nam...........................................5
1.2.2. Dự án nhà máy điện mặt trời Phú Ninh và nhà máy điện mặt trời Khe Tân.........7
1.3. Tìm hiểu nhà máy điện mặt trời...................................................9
1.4. Kết luận......................................................................................12

Chương 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP (12.6)......................13
2.1. Tổng quan về chương trình ETAP...................................................13
2.2. Tìm hiểu phần mềm ETAP...........................................................13
2.2.1. Giao diện phần mềm ETAP 12.6.........................................................................14
2.2.2. Các phần tử chính...............................................................................................16

Chương 3: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN 110kV QUẢNG NAM..............28
3.1. Tình hình phát triển điện lực tỉnh Quảng Nam giai đoạn 20162025 có xét đến năm 2035................................................................28
3.1.1. Lưới điện mở rộng và nhu cầu phụ tải:...............................................................28
3.1.2. Về khối lượng đầu tư xây dựng..........................................................................29
3.2. Tổng quan lưới điện 110kV Quảng Nam.....................................29
3.2.1. Sơ đồ lưới điện 110kV Quảng Nam....................................................................29
3.2.2. Trạm biến áp.......................................................................................................31
3.2.3. Các đường dây 110 kV.......................................................................................31
3.2.4. Các nguồn phát trên địa bàn tỉnh........................................................................33

3.2.5. Thông số tải:.......................................................................................................34
3.2.6. Tổng kết chương 3..............................................................................................34
8


Chương 4: ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ HAI NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT
TRỜI ĐẾN LƯỚI................................................................................36
4.1. Mơ hình lưới................................................................................36
4.2. Đánh giá ảnh hương của 2 nhà máy điện mặt trời đến lưới điện
Quảng Nam
4.2.1 Khi

NMĐMT hoạt động ở chế độ vận hành khác

nhau…………………...39
4.2.2. Khi công suất 2 nhà máy khác nhau…………………………………………52
4.3. Khả năng vận hành của lưới điện 110 kV tỉnh quảng nam trong
chế độ sự cố khi có sự xâm nhập của 2 nhà máy điện mặt
trời………………………………….56
4.3.1. Sự cố mất đột ngột công suất nhà máy…………………………………………56
4.3.2. Trường hợp cắt đường dây ra khỏi lưới……..……..…………………………..59
4.3.3. xét sự cố ngắn mạch thanh góp, đường dây……………………………………60
4.4. Kết luận......................................................................................61
KẾT LUẬN..........................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………..64
PHỤ LỤC…………………………………………………………………………….65

9

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1: Biểu đồ bức xạ nhiệt nước ta...................................................................................4
Hình 1.2: Bản đồ phân bố bức xạ trung bình năm tỉnh Quảng Nam.............................5
Hình 1.3: Bản đồ nhiệt độ trung bình tỉnh Quảng Nam.....................................................6
Hình 1.4: Vị trí hồ Phú Ninh............................................................................................................8
Hình 1.5: Vị trí hồ Khe Tân..............................................................................................................8
Hình 1.6: Sơ đồ một nhà máy điện mặt trời nối lưới..........................................................9
Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống dàn pin đến invecter...................................................................10
Hình 1.8: Sơ đồ từ invecter nối lên máy biến áp trung áp..............................................11
Hình 1.9: Sơ đồ từ thanh góp 24kV đến trạm 110kV.......................................................11
Hình 2.1: Operation Technology, Inc. – OTI............................................................................13
Hình 2.2: Giao diện phần mềm ETAP......................................................................................14
Hình 2.3: Các chức năng tính tốn.............................................................................................15
Hình 2.4: Các phần tử AC...............................................................................................................15
Hình 2.5: các thiết bị đo lường, bảo vệ...................................................................................16
Hình 2.6: Trang info của nguồn..................................................................................................16
Hình 2.7: Trang Rating của nguồn.............................................................................................17
Hình 2.8: Trang Rating máy phát………………..……………………………………18
Hình 2.9: Trang Imp/Mode của máy phát..............................................................................18
Hình 2.10: Trang info của Bus.....................................................................................................19
Hình 2.11: Trang info của đường dây.......................................................................................19
Hình 2.12: Trang parameter của đường dây.........................................................................20
Hình 2.13: Trang Info của máy biến áp...................................................................................21
Hình 2.14: Trang Rating của máy biến áp..............................................................................21
Hình 2.15: Trang Tap của máy biến áp....................................................................................22
Hình 2.16: Chỉnh đầu phân áp máy biến áp..........................................................................23
Hình 2.17: Trang Grounding của máy biến áp......................................................................23
Hình 2.18: Trang Reliability của máy biến áp.......................................................................24
Hình 2.19: Trang Info của tải.......................................................................................................24
Hình 2.20: Trang Nameplate của tải.........................................................................................25

Hình 2.21: Trang Short Circuit.....................................................................................................25
Hình 2.22: Trang PV panel của điện mặt trời.......................................................................26
Hình 2.23: Trang PV array trong điện mặt trời...................................................................26
Hình 2.24: Trang invecter trong điện mặt trời....................................................................27
Hình 3.1: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam mơ rộng.................................................................28
Hình 3.2: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam hiện tại……………………………………….30
Hình 4.1: Sơ đồ lưới điện Quảng Nam mơ phỏng trên phần mềm ETAP.................36
Hình 4.2: Sơ đồ nhà máy điện mặt trời..................................................................................39
Hình 4.3: Biểu đồ điện áp thực TH1........................................................................................42
Hình 4.4: Biểu đồ điện áp thực TH2........................................................................................45
Hình 4.5:Biểu đồ điện áp thực TH3..........................................................................................48
Hình 4.6: Biểu đồ điện áp tại các nút kết nối 2 nhà máy................................................49
Hình 4.7: Biểu đồ so sánh điện áp các nút của các trường hợp...................................51
10


Hình 4.8: Biểu đồ tổn thất cơng suất .....................................................................................51
Hình 4.9: Biểu đồ% điện áp các nút.........................................................................................54
Hình 4.10: Biểu đồ tổn thất cơng suất của các TH............................................................54
Hình 4.11: Biểu đồ điện áp các nút khi mất đột ngột công suất nhà máy Khe Tân
.................................................................................................................................................................. 57
Hình 4.12: Đồ thị điện áp các nút lúc nhà máy Phú Ninh mất đột ngột công suất
.................................................................................................................................................................. 58
Hình 4.13: Vị trí ngắn mạch thanh góp lân cận 2 nhà máy...........................................60
Hình 4.14: Vị trí ngắn mạch trên các đường dây lân cận 2 nhà máy............................61

11


DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1: Giá trị trung bình cường độ bức xạ bức xạ ngày trong năm và số giờ
nắng một số khu vực khác nhau ơ Việt Nam.........................................................................3
Bảng 1.2: Đặc trưng tổng nhiệt độ trung bình năm ơ các khu vực của Quảng Nam
..................................................................................................................................................................... 6
Bảng 3.1: Thông số trạm biến áp 110kV Quảng Nam......................................................31
Bảng 3.2: Thông số đường dây 110 kV...................................................................................32
Bảng 3.3: Thông số nguồn phát trên địa bàn tỉnh Quảng nam.....................................33
Bảng 3.4: Bảng thông số tải........................................................................................................34
Bảng 3.5: Thông tin các nút………………………………………………………..…34
Bảng 4.1: Công suất nguồn hệ thống......................................................................................37
Bảng 4.2: Thống kê các nguồn phát TH1................................................................................41
Bảng 4.3: Thống kê điện áp tại các nút TH1.........................................................................41
Bảng 4.4: Công suất nguồn phát trên lưới TH2...................................................................44
Bảng 4.5: Thống kê điện áp tại các nút TH2........................................................................44
Bảng 4.6: Công suất nguồn phát trên lưới TH3...................................................................47
Bảng 4.7: Thống kê điện áp tại các nút TH3........................................................................47
Bảng 4.8: Điện áp tại nút kết nối 2 nhà máy........................................................................49
Bảng 4.9: Điện áp thực tại các nút trong các TH.................................................................50
Bảng 4.10: Tổn thất công suất trong lưới ơ các TH..........................................................51
Bảng 4.11: Các kịch bản mô phỏng các chế độ vận hành điều chỉnh công suất
phát......................................................................................................................................................... 52
Bảng 4.12: Công suất các nguồn hệ thống............................................................................52
Bảng 4.13: So sánh điện áp các nút..........................................................................................51
Bảng 4.14: Tổn thất công suất giữa các TH..........................................................................54
Bảng 4.15: Thời gian mô phỏng sự cố kịch bản1..........................................................56
Bảng 4.16: Thời gian mô phỏng sự cố kịch bản 2.........................................................58
Bảng 4.17: Dòng điện chạy trên đường dây..................................................................59
Bảng 4.18: Dòng ngắn mạch khi sự cố trên bus trước và sau khi kết nối nhà máy......61
Bảng 4.19: Dòng ngắn mạch khi sự cố trên đường dây trước và sau khi kết nối nhà
máy............................................................................................................................... 61

DANH MỤC VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tên tiếng việt
12


TH
AC
DC
PV
MBA
NLMT
TG
MNĐMT

Trường hợp
Điện xoay chiều
Điện một chiều
Điện mặt trời
Máy biến áp
Năng lượng mặt trời
Thanh góp
Nhà máy điện mặt trời
.

13

Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một y ếu
tố không thể thiếu được của hoạt động kinh tế. Sự phát triển của nền kinh tế
kéo theo nhu cầu năng lượng ngày càng tăng mạnh, việc đáp ứng nhu cầu năng
lượng thực sự là một thách thức đối với hầu hết mọi qu ốc gia. Nguồn năng
lượng hóa thạch đang ngày càng bị cạn kiệt. Nhu cầu tìm ra loại năng l ượng m ới,
xanh sạch và có thể tái tạo được.
Hiện nay, trước thách thức về thay đổi khí hậu, cạn ki ệt nguồn tài nguyên
khoáng sản, các nguồn năng lượng tái tạo và năng lượng s ạch d ần được đ ưa vào
để thay thế cho các nguồn năng lượng khoáng sản. Một trong các nguồn năng
lượng đó là nguồn năng lượng mặt trời. Năng lượng mặt trời được xem như là
dạng năng lượng ưu việt trong tương lai.
Việt nam được xem là một quốc gia có tiềm năng về NLMT, đặc bi ệt ơ mi ền
Trung và miền Nam, với cường độ bức xạ mặt trời trung bình khoảng 5 kWh/m 2.
Với ưu thế này, Việt Nam có thể tận dụng nguồn năng lượng mặt tr ời đầy ti ềm
năng này.
Có thể thấy với sự phát triển mạnh mẽ này, các nguồn năng lượng mặt tr ời dần
trơ thành một bộ phần quan trọng trong hệ thống điện Quốc gia. Tuy nhiên,
ngồi mặt tích cực mà nguồn năng lượng mặt trời mang lại, vẫn còn nhi ều hạn
chế và tác động tiêu cực đến lưới điện kết nối do sự mất ổn định và phụ thu ộc
quá nhiều vào các yếu tố thời tiết. Các hiện tượng thời ti ết: mây mù che khu ất,
mưa có thể làm cho các nhà máy điện mặt tr ời thay đổi công suất phát m ột các
đột ngột, có thể lập tức giảm về không và tăng vọt tr ơ lại. Đi ều này có th ể gây
nên các biến động về điện áp và tần số của hệ th ống đi ện. Do đó, các nghiên cứu
về sự ảnh hương của các nhà máy điện mặt tr ời cần được quan tâm nghiên c ứu

nhằm tìm ra giải pháp vận hành ổn định cho hệ th ống, đảm b ảo các yêu c ầu v ề
an ninh năng lượng.
2. Mục đích đề tài
Mục tiêu của đề tài là “Đánh giá sự ảnh hương của 2 dự án nhà máy đi ện m ặt
trời Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam”. Xem xét các tác
động tích cực và tiêu cực khi đưa 2 nhà máy này khi tích h ợp vào l ưới đi ện ơ
trong chế độ xác lập và quá độ. Từ đó lựa chọn phương án vận hành tốt nhất cho
lưới điện.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

1


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

a) Đối tượng nghiên cứu
- Phần mềm mô phỏng hệ thống điện ETAP.
- Nhà máy điện mặt trời Phú Ninh và nhà máy điện mặt trời Khe Tân
- Lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam.
b) Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài bao gồm:
- Mơ hình hóa mơ phỏng lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam và 2 nhà máy điện

mặt trời Phú Ninh và Khe Tân.
- Quá trình vận hành của hệ thống trong chế độ xác lập và chế độ quá độ.
4. Bố cục đê tài.
Chương 1: Giới thiệu tổng quan về hệ thống điện năng lượng mặt trời.
Chương 2: Giới thiệu phần mềm ETAP.
Chương 3: Tổng quan về lưới điện 110kV tỉnh Quảng Nam.
Chương 4: Đánh giá ảnh hương 2 nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân
đến lưới điện Quảng Nam.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

2


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Chương 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI

1.1. Tiềm năng về năng lượng mặt trời và thực trạng phát triển nhà máy điện
mặt trời tại Việt Nam
1.1.1. Tiềm năng về năng lượng mặt trời tại Việt Nam
Trải dài từ vĩ độ 23o23’Bắc đến 8o27’Bắc, Việt Nam nằm trong khu vực có cường
độ bức xạ mặt trời tương đối cao. Cường độ bức xạ mặt trời trung bình ngày
trong năm ơ phía Bắc là 3,69 kWh/m2 và phía Nam là 5,9 kWh/m2. Gi ữa các đ ịa

phương ơ nước ta có sự chênh lệch đáng kể về bức xạ mặt trời. Cường độ bức
xạ ơ phía Nam thường cao hơn phía Bắc.
Năng lượng mặt trời ơ Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn định và phân b ố
rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước. Đặc bi ệt, s ố ngày n ắng
trung bình trên các tỉnh của miền Trung và miền Nam là kho ảng 300 ngày/năm.
Số liệu về lượng bức xạ mặt trời tại các vùng miền nước ta được th ống kê ơ
bảng 1.1:
Bảng 1.1. Giá trị trung bình cường độ bức xạ bức xạ ngày trong năm và s ố gi ờ
nắng một số khu vực khác nhau ở Việt Nam
STT

Khu vực

Cường độ bức xạ
mặt trời
(kWh/m²/ngày)

Số giờ nắng trung bình
(giờ/năm)

1

Đơng Bắc Bộ

3,3 – 4,1

1500 – 1800

2

Tây Bắc Bộ

4,1 – 4,9

1890 – 2102

3

Bắc Trung Bộ

4,6 – 5,2

1700 – 2000

4

Nam Trung Bộ - Tây Nguyên

4,9 – 5,7

2000 – 2600

5

Nam Bộ

4,3 – 4,9

2200 – 2500

Trung bình cả nước

4,6

2000

Qua bảng trên cho ta thấy nước ta có lượng bức xạ mặt trời rất tốt, đ ặc bi ệt là
khu vực phía Nam, ơ khu vực phía bắc thì lượng bức xạ mặt tr ời nh ận được là ít
hơn. Lượng bức xạ mặt trời giữa các vùng miền là khác nhau và nó cũng ph ụ
thuộc vào từng tháng khác nhau.
Bản đồ bức xạ nhiệt lãnh thổ Việt Nam được biểu diễn ơ Hình 1.1.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

3


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Hình 1.1.1.a.1.1. Biểu đồ bức xạ nhiệt nước ta
1.1.2. Thực trạng phát triển nhà máy điện mặt trời tại Việt Nam
Trước những thách thức về nhu cầu năng lượng nhằm đảm bảo nền kinh tế tăng
trương bền vững, đặc biệt là sự c ạn kiện của nguồn nhiên li ệu hóa th ạch, ơ
nhiễm mơi trường và biến đổi khí hậu. Các chính sách khuyến khích từ năm

2015 đến năm 2017 đã tạo nên "cuộc đua nước rút" để tận dụng c ơ h ội cung
cấp năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

4


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Chỉ riêng nửa đầu năm 2019, Trung tâm điều độ hệ thống điện qu ốc gia (A0) ghi
nhận gần số lượng "chưa từng có trong lịch sử" với 90 nhà máy đưa vào vận
hành đồng loạt, so với năm 2018 chỉ có 3 nhà máy đóng đi ện thành cơng. Trong
đó, Ninh Thuận và Bình Thuận là 2 tỉnh có số lượng nhà máy đi ện l ớn nh ất v ới
lần lượt 15 nhà máy (tổng công suất 1000 MW) và 19 nhà máy (tổng công su ất
871 MW).
Sự phát triển mạnh mẽ của các dự án điện mặt tr ời rất l ớn trong khi đó h ệ
thống cơ sơ hạ tầng lại chưa đáp ứng được tốc độ tăng trương đó.Tình trạng
thiếu đồng bộ giữa quy hoạch phát tri ển điện mặt trời và các lĩnh v ực hạ tầng
phụ trợ đã làm vỡ quy hoạch, quá tải lưới điện trầm trọng mà đi ển hình ơ tr ục
đường dây 110kV Tháp Chàm - Hậu Sanh - Tuy Phong - Phan Rí quá tải tới 260360%...
Hậu quả là các d ự án đi ện mặt trời vừa đưa vào vận hành cũng phải gi ảm phát.
Theo chia se c ủa một số nhà s ản xuất, ngày nào cũng đ ược văn b ản c ủa trung
tâm đề ngh ị c ắt giảm 30% - 60% công suất. Vi ệc này sẽ ảnh hương tới phương

án chính của dự án.
1.2. Tiềm năng năng lượng mặt trời Quảng Nam và hai dự án điện mặt trời Phú
Ninh và Khe Tân
1.2.1. Tiềm năng năng lượng điện mặt trời tại Quảng Nam
Bản đồ phân bố bức xạ tỉnh Quảng Nam được thể hiện ơ Hình 1.2.

Hình 1.2.1.a.1.1. Bản đồ phân bố bức xạ tỉnh Quảng Nam[ 4]
Quảng Nam thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa và nằm sâu trong đ ới n ội chí
tuyến, mưa nhiều. Lượng bức xạ tương đối lớn (1590 ÷ 1793kWh/m/năm), s ố
giờ nắng từ (1,800 -2,200) giờ/năm, số giờ chiếu sáng khoảng 4,500 gi ờ/năm;
nền nhiệt cao, nhiệt độ ẩm trung bình cả năm đạt 25,4 0C. Độ ẩm trung bình năm

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

5


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

đạt 84%, lượng mưa trung bình 2000-2500mm. Mùa mưa thường kéo dài từ
tháng 10 đến tháng 12, mùa khô kéo dài từ tháng 2 đến tháng 8, tháng 1 và tháng
9 là các tháng chuyển tiếp với đặc trưng là th ời ti ết hay nhiễu loạn và khá nhi ều
mưa.
Quảng Nam có tổng diện tích tự nhiên 1.043.836 ha đứng thứ 6 cả n ước, diện

tích đất nơng nghiệp chiếm 798.790 ha, di ện tích đ ất phi nơng nghi ệp là 87.765
ha và diện tích đất chưa sử dụng là 157.281 ha. Nhiệt độ trung bình năm m ột s ố
khu vực Quảng Nam thể hiện ơ Bảng 1.2 và bản đồ nhi ệt trung bình c ủa t ỉnh
Quảng Nam được thể hiện ơ Hình 1.3.
Bảng 1.2. Đặc trưng tổng nhiệt độ trung bình năm ở các khu v ực c ủa Qu ảng Nam
Nhiệt
Địa điểm
Độ
Bức xạ mặt độ trung
cao(m
trời
bình
2
)
(KW/m /năm) năm(0C)
Tam kỳ

8

1793

25,8

Phú Ninh

60

1688

25,5

Tiên Phước

66

1672

23,8

Bắc Trà My

181

1596

23,8

Thăng Bình

10

1755

25,7

Đại Lộc

27

1636

24,7

Điện Bàn

5

1750

25,4

Hình 1.2.1.a.1.2. Bản đồ nhiệt độ trung bình tỉnh Quảng Nam [4]
Từ Bảng 1.2 và Hình 1.3 số liệu trên ta thấy Quảng Nam n ằm trong vùng có
lượng bức xạ nhiệt tương đối cao, lượng bức xạ và nhiệt độ phân bố không đồng
điều.Vùng đồi núi phía tây có lượng bức xạ nhi ệt cũng nh ư nhi ệt đ ộ th ấp h ơn

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

6


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

vùng đồng bằng phía đơng. Diện tích địa bàn Quảng Nam l ớn xếp th ứ 6 cả nước,

diện tích đất chưa sử dụng nhiều….Đó là những điều kiện thuận l ợi cho ti ềm
năng phát triển năng lượng mặt trời trên địa bàn tỉnh, tiêu bi ểu là hai d ự án nhà
máy điện mặt trời Phú Ninh và nhà máy điện mặt trời Khe Tân đang được th ực
hiện.
1.2.2. Dự án nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và nhà máy điện mặt trời hồ Khe
Tân
Ngày 11/9/2018, Ủy ban nhân dân tỉnh Quảng Nam phối hợp với Bamboo Capital
Group (Công ty cổ phần BCG) với đại diện là Công ty cổ phần BCG Floating
Energy, tư vấn quốc tế ENEA và Viện Năng lượng tổ chức h ội th ảo v ề các gi ải
pháp môi trường liên quan đến hai dự án nhà máy điện năng l ượng m ặt tr ời h ồ
Phú Ninh và hồ Khe Tân.
Hai dự án nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân có quy mơ công suất
mỗi nhà máy là 200MW được xây dựng nổi trên mặt nước. Các tấm pin m ặt tr ời
được đặt trên hệ thống phao nổi, chỉ có trạm biến áp nâng áp và đ ường dây đ ấu
nối vào Hệ thống điện Quốc gia được xây dựng ven bờ. Sản lượng đi ện năm đ ầu
của mỗi nhà máy ước đạt 304.6 triệu kWh với vốn đầu tư khoảng 4000 tỷ đồng.
Dự kiến giá điện bán ra có giá 0.0935 USD/kWh.[3]
*Vị trí nhà máy điện mặt trời Phú Ninh
Hồ Phú Ninh là cơng trình thủy lợi quy mơ lớn, với di ện tích mặt n ước 3433 ha
và 23.000 ha rừng phịng hộ. Hồ có sức chứa 344 triệu mét khối nước phục vụ
tưới tiêu cho 23.000 ha lúa và hoa màu thuộc các huy ện Phú Ninh, Núi Thành,
Thăng Bình, Quế Sơn, thành phố Tam Kỳ và một phần di ện tích của huy ện Duy
Xuyên. Hồ nằm cách thành phố Tam Kỳ khoảng 7km về phía tây thu ộc đ ịa ph ận
huyện Núi Thành và huyện Phú Ninh tỉnh Quảng Nam, cách thành ph ố Đà N ẵng
khoảng 70km, cách sân bay Chu La của tỉnh Qu ảng Nam kho ảng 15km, Đ ập
chính nằm tại xã Tam Ngọc, thành phố Tam Kỳ, tọa độ địa lý 15030’ Bắc và
108043’ Đông. Dự án nhà máy điện mặt trời Phú Ninh khi hoàn thành sẽ đ ược
nối vào trạm 110kV Tam Kỳ. Vị trí hồ Khe Tân như Hình 1.4.[8]
*Vị trí hồ Khe Tân ( như Hình 1.5)
Hồ Khe Tân có diện tích mặt hồ 840 ha, hồ nằm trong địa bàn huy ện Đ ại L ộc

nằm phía tây nam cách phố cổ Hội An 45km, cách trung tâm thành ph ố Đà N ẵng
35km.
Dự án nhà máy điện mặt trời Khe Tân hoàn thành sẽ được nối vào trạm 110kV
Đại Lộc.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

7


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Hình 1.2.2.a.1.1. Vị trí hồ Phú Ninh

Hình 1.2.2.a.1.2. Vị trí hồ Khe Tân

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

8

Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

1.3. Tìm hiểu nhà máy điện mặt trời
Các tấm PV sẽ chuyển đổi ánh sáng mặt tr ời thành năng l ượng đi ện 1 chi ều DC
nhờ vào hiệu ứng quang điện. Năng lượng điện một chi ều này sẽ được bi ến đ ổi
thành dòng điện xoay chiều có cùng tần số với tần số lưới đi ện nh ờ vào các b ộ
biến tần. Lượng điện năng trên sẽ được hòa với điện lưới nhờ các máy bi ến áp
nâng áp và hệ thống truyền tải điện. Sơ đồ điện mặt trời thể hiện qua Hình 1.6.
Hình 1.3.1.a.1.1. Sơ đồ một nhà máy điện mặt trời nối lưới

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

9


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Một nhà máy điện mặt trời nối lưới có đến hàng trăm ngàn tấm bin m ặt tr ời
(PV). Có thể là 20,25 hay 30 tấm pin tùy theo thi ết kế của các nhà máy sẽ t ạo
thành một dãy bin có điện áp và dịng điện phù hợp với đầu vào của invecter.
Nhiều dãy pin nối vào 1 bộ gom cơng suất DC (Combiner boxes) có ch ức năng ổn

định dòng 1 chiều DC.
Các dãy pin được đấu song song hoặc nối tiếp với nhau tạo các nhóm, m ỗi nhóm
có thể chứa vài trăm dãy pin với tổng cơng suất m ỗi nhóm có th ể lên đ ến vài
MW. Mỗi nhóm như vậy sẽ được đấu qua hệ thống máy cắt MCCB 1 chi ều DC đ ể
đến một invecter để chuyển đổi dòng điện 1 chiều DC sang dòng điện xoay
chiều AC. Trong các nhà máy điện mặt trời nối lưới thường sử dụng Invecter
trung tâm ( central invecter) là loại invecter gom công su ất của nhi ều chu ỗi PV
mắc song song với nhau, công suất khoảng vài trăm kW đ ến hàng MW. S ơ đ ồ h ệ
thống dàn pin đến invecter như Hình 1.7

Hình 1.3.1.a.1.2. Sơ đồ hệ thống dàn pin đến invecter
Đầu ra của 02 bộ inverter sẽ được đấu nối đến m ột máy bi ến áp nâng áp c ấp
trung 24kV. Đầu ra 2 máy biến áp nâng áp 24kV thông qua tủ máy c ắt ph ụ t ải,
CB, DCL sẽ được hợp nhất và đưa lên thanh góp 24kV, trước khi tới thanh góp thì
dịng điện sẽ đi qua hệ thống tủ máy cắt xoay chiều, hệ thống đo lường, giám sát,
đèn báo. Sơ đồ từ invecter nối lên máy bi ến áp trung áp được th ể hi ện nh ư Hình
1.8.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

10


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

Hình 1.3.1.a.1.3. Sơ đồ từ invecter nối lên máy biến áp trung áp
Để nối lên lưới phải nâng lên cấp điện áp cao áp 110 kV. Dòng đi ện từ thanh góp
24kV sẽ đi qua hệ thống tủ máy cắt xoay chiều, các thi ết b ị b ảo v ệ r ơ le, h ệ
thống đo lường đo (A,V,kW,kVAr,PF,Hz….)…để đến trạm biến áp 110kV và xuất
lên lưới trước khi được xuất lên lưới thì dịng điện sẽ đi qua các hệ thống
AC và đồng hồ đo đếm vài lần (lần đầu là qua các thiết bị nhà máy và l ần sau là
qua các thiết bị của EVN) để lên được lưới điện. Sơ đồ từ thanh góp 24kV đến

trạm 110kV như Hình 1.9.
Hình 1.3.1.a.1.4. Sơ đồ từ thanh góp 24kV đến trạm 110kV

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

11


Đề tài “Đánh giá ảnh hưởng của hai nhà máy điện mặt trời hồ Phú Ninh và Khe Tân đến lưới điện Quảng
Nam”

1.4. Kết luận
Chương này đã trình bày tổng quan về nhà máy đi ện mặt trời và tình hình phát
triển và tiềm năng của năng lượng mặt trời tại Vi ệt Nam và Qu ảng Nam. Qu ảng
Nam là khu vực có nhiều tiềm năng để phát tri ển đi ện m ặt tr ời tiêu bi ểu đó là 2
dự án nhà máy điện mặt trời Phú Ninh và Khe Tân đã và đang được đưa vào th ực

hiện. Năng lượng mặt trời mang đến nhiều lợi ích lớn, đặc biệt đối v ới h ệ th ống
điện Việt Nam. Nhưng bên cạnh đó nó cũng có nhiều đi ểm trong quá trình v ận
hành và điểm yếu lớn nhất đó là sự phụ thuộc vào thời ti ết: mây mù, che khu ất
mặt trời, ….. Những điều này sẽ gây nên các ảnh hương tiêu cực đ ến h ệ th ống
điện về mức độ ổn định của điện áp, tần số, trào lưu công su ất trong các ch ế đ ộ
vận hành xác lập và sự cố. Thực trạng hi ện nay việc phát tri ển ồ ạt của các nhà
máy điện mặt trời đang đặt ra những yêu cầu và thách thức đến s ự ảnh h ương
của lưới điện Việt Nam.

SVTH: Nguyễn Khắc Quân
Phan Văn Giang

GVHD1: TS. Phan Đình Chung

GVHD2:ThS. Châu Minh Thắng

12