XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG TIẾP NHẬN NGUỒN NĂNG LƯỢNG MĂT TRỜI TRONG LƯỚI ĐIỆN 22KV TỈNH QUẢNG NGÃI
Ngày nay, việc sử dụng năng lượng là một trong những nhu cầu thiết yếu của con người và là một yếu 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 quốc gia và nó đang trở thành một vấn đề bức thiết toàn cầu. Nguồn năng lượng hóa thạch đang ngày càng bị cạn kiệt, đồng thời ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng. Nhu cầu tìm ra loại năng lượng mới, xanh sạch và có thể tái tạo được,…thay thế nguồn năng lượng hóa thạch truyền thống là bài toán đặt ra từ lâu đối với các quốc gia phát triển như Anh, Mỹ, Pháp và các quốc gia đang phát triển như Việt Nam.Với tình hình kinh tế, xã hội ngày càng phát triển ở Việt Nam dẫn đến nhu cầu sử dụng điện ngày càng gia tăng mạnh mẽ, việc sử dụng điện đã trở thành một nhu cầu thiết yếu trong đời sống xã hội. Trước thách thức về thay đổi khí hậu, cạn kiệt nguồn tài nguyên khoáng sản, các nguồn năng lượng tái tạo và năng lượng sạch dần được đưa vào để thay thế cho các nguồn năng lượng khoáng sản. Một trong các nguồn năng lượng đó là nguồn năng lượng mặt trời. Việc nghiên cứu sử dụng điện năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và vấn đề cấp bách về môi trường hiện nay. Năng lượng mặt trời được xem như là dạng năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là nguồn năng lượng sạch, sẵn có trong thiên nhiên. Do vậy năng lượng mặt trời ngày càng được sử dụng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Để thực hiện định hướng phát triển nguồn năng lượng tái tạo, Chính phủ cũng có nhiều chính sách ưu đãi để thúc đẩy lắp đặt và sử dụng các hệ thống điện mặt trời, đặc biệt là hệ thống điện mặt trời . Chính vì vậy mà tốc độ phát triển điện mặt trời ngày càng tăng một cách nhanh chóng và rất khó kiểm soát, kèm theo các ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và các thiết bị lắp đặt trên lưới.
Dưới đây là thống kê công suất lắp đặt điện mặt trời tại tỉnh Quảng Ngãi từ năm 2019 đến nay.
Để khắc phục các các vấn đề nêu trên việc quản lý, kiểm soát các tác động của hệ thống điện mặt trời và khả năng tiếp nhận nguồn năng lượng mặt trời tối ưu cho các xuất tuyến 22kV trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi là một trong những vấn đề cần được nghiên cứu và triển khai thực hiện.
- Nghiên cứu các tác động của hệ thống điện mặt trời lên lưới điện phân phối;
- Xây dựng mô hình dự báo sự phát triển của phụ tải;
- Nghiên cứu các mô hình để xác định dung lượng nguồn điện mặt trời tiếp nhận tối ưu cho lưới điện phân phối;
- Từ kết quả tính toán trên mô hình sẽ đưa ra khả năng tiếp nhận nguồn điện mặt trời, cảnh báo các yếu tố bất thường.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Để thực hiện nghiên cứu có chiều sâu và có thể phát triển đề tài trong tương lai, thì đối tượng nghiên cứu của đề tài là một xuất tuyến điểm hình trong các xuất tuyến 22kV thuộc phạm vi quản lý của Công ty Điện lực Quảng Ngãi, cụ thể là xuất tuyến 474/TPH thuộc TBA 110kV Tịnh Phong.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tác động của các hệ thống điện mặt trời sau khi đấu nối và xác định lượng công suất phát ngược lên lưới từ các hệ thống. Xác định chỉ số công suất nằm trong phạm vi an toàn khi các hệ thống điện mặt trời phát lên lưới đảm bảo các vấn đề kỹ thuật, ổn định hệ thống điện.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp xử lý thông tin: Thu thập và xử lý thông tin của xuất tuyến 474/TPH thuộc TBA 110kV Tịnh Phong do Công ty Điện lực Quảng Ngãi quản lý.
- Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các mô hình tối ưu để xác định dung lượng nguồn điện mặt trời tiếp nhận tối ưu cho lưới phân phối;
- Nghiên cứu mô hình tính toán xác định khả năng tiếp nhận năng lượng mặt trời và dự báo phụ tải.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu
- Nguồn năng lượng mặt trời là một xu thế tất yếu trong tương lai, chính vì thế tốc độ phát triền nguồn năng lượng này ngày một tăng cao. Việc kiểm soát công suất phát ngược từ các hệ thống điện mặt trời và các tác động đến ổn định hệ thống điện là một trong những khó khăn hiện nay đang gặp phải.
- Từ kết quả tính toán của mô hình có thể áp dụng để xây dựng giá trị báo động tại mỗi xuất tuyến, phục vụ cho công tác giám sát ổn định lưới điện và khả năng tiếp nhận của từng xuất tuyến.
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn dự kiến được bố cục thành 05 chương, gồm các phần chính như sau:
MỞ ĐẦU
Chương 1. TIỀM NĂNG VÀ CÁC CHÍNH SÁCH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM, CỤ THỂ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI QUẢNG NGÃI
- Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời tại Việt Nam
- Các chính sách phát triển năng lượng mặt trời và tác động tại Việt Nam
- Các quy định về việc đấu nối của các hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà (Thông tư số 30/2019/TT-BCT và quyết định 13/2020/QĐ–TTg ngày 6/4/2020)
- Tổng quan về hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà
Chương 2. CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI ĐẤU NỐI NGUỒN ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV
Chương 3. TỔNG QUAN VỀ DỰ BÁO PHỤ TẢI
- Tính cấp thiết của việc dự báo phụ tải
- Các loại dự báo phụ tải
- Một số mô hình và phương pháp dự báo thông dụng
- Chọn phương pháp dự báo phụ tải
- Đánh giá độ chính xác của phương pháp dự báo phụ tải
- Dự báo bằng phương pháp Fuzzy Logic và phương pháp Fuzzy-Neural kết hợp
Chương 4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG TIẾP NHẬN TỐI ƯU CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHI CÓ TÍCH HỢP CÁC HỆ THỐNG, DỰ ÁN ĐIÊN MẶT TRỜI MÁI NHÀ
- Tổng quan về khả năng tiếp nhận nguồn điện mặt trời mái nhà của lưới điện phân phối
- Chương trình tính toán để xác định sự cố khi đấu nối năng lượng mặt trời
- Đưa ra mô hình đề xuất sử dụng cho chương trình
Chương 5. ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỂ TÍNH TOÁN CỤ THỂ CHO XUẤT TUYẾN 474/TPH THUỘC TRẠM BIẾN ÁP 110KV TỊNH PHONG
5.1. Thông số xuất tuyến 474/TPH
5.2. Ứng dụng kết quả dự báo phụ tải vào chương trình
5.3. Ứng dụng chương trình để xác định dung lượng tiếp nhận cực đại nguồn năng lượng ĐMTMN của lưới điện phân phối
KẾT LUẬN
HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
CHƯƠNG 1: TIỀM NĂNG VÀ CÁC CHÍNH SÁCH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI VIỆT NAM, CỤ THỂ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI TẠI QUẢNG NGÃI
1.1. Tiềm năng phát triển năng lượng mặt trời tại Việt Nam
1.2. Các chính sách phát triển năng lượng mặt trời và tác động tại Việt Nam
1.2.1. Các chính sách phát triển năng lượng mặt trời tại Việt Nam
1.2.1.1. Các chính sách của chính phủ Việt Nam
1.2.1.2 Các Quyết định thúc đẩy đầu tư Năng lượng mặt trời mái nhà
1.2.2. Tác động của giá điện đến nhu cầu lắp đặt các hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà
1.2.3. Tác động của tình hình phát triển kinh tế, kỹ thuật
1.2.4. Tác động của chiến lược bảo vệ môi trường
1.2.5. Tác động về an ninh năng lượng
1.3. Các quy định về việc đấu nối của các hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà (Thông tư số 30/2019/TT-BCT và quyết định 13/2020/QĐ – TTg ngày 06/04/2020)
1.3.1. Đăng ký nhu cầu lắp đặt hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà của chủ đầu tư
1.3.2. Khảo sát và thỏa thuận đấu nối
1.4. Tổng quan về hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà
1.4.1. Giới thiệu
Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà được cấu thành chính từ các tấm pin mặt trời (pin quang điện). Các tấm pin năng lượng mặt trời sẽ hấp thụ năng lượng ánh nắng mặt trời để chuyển hóa thành điện năng. Điện năng sinh ra từ các tấm pin mặt trời được đưa lên điện lưới hoặc lưu trữ trực tiếp trên ắc quy để hoạt động độc lập. Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà sẽ cấp điện cho phụ tải điện xoay chiều (AC) thông qua bộ chuyển đổi điện nối lưới (Inverter).
- Hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà bao gồm:
- Tấm pin năng lượng mặt trời.
- Inverter (Bộ chuyển đổi điện).
- Ắc quy (nếu có).
- Cáp điện và các thiết bị phụ trợ.
Ưu điểm khi sử dụng hệ thống điện mặt trời mái nhà:
- Điện mặt trời mái nhà có thể lắp đặt linh hoạt và dễ dàng ở mọi nơi có ánh nắng.
- Pin mặt trời hoạt động an toàn, không lo xảy ra sự cố chập điện hay cháy nổ.
- Có thể vận hành độc lập, không phụ thuộc vào lưới điện của Nhà nước.
- Điện mặt trời mái nhà là nguồn năng lượng xanh sạch, không gây tiếng ồn, góp phần bảo vệ và cải thiện môi trường.
1.4.2. Cấu trúc chung của hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà
1.4.2.1. Tấm pin mặt trời (Solar panel)
1.4.2.2. Bộ biến tần (Inverter)
1.4.3. Các mô hình chung của hệ thống, dự án điện mặt trời mái nhà hiện nay
1.4.3.1. Mô hình hệ thống điện mặt trời mái nhà độc lập
1.4.3.2. Mô hình hệ thống điện năng lượng mặt trời mái nhà có kết nối lưới
1.4.3.3. Mô hình hệ thống điện năng lượng mặt trời mái nhà kết nối lưới có dự phòng
1.4.4. Lợi ích của hệ thống điện mặt trời mái nhà
CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI ĐẤU NỐI NGUỒN ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV
2.1 Tình hình phát triền điện năng lượng mặt trời tại tỉnh Quảng Ngãi
Tính đến 31/12/2020, toàn Công ty Điện lực Quảng Ngãi có 1.332 khách hàng lắp đặt điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN), với tổng công suất lắp đặt là 162.765,91kWp. Trong đó:
173 dự án ĐMTMN có công suất >100 kWp: tổng công suất lắp đặt 147.480,97 kWp.
1.159 dự án ĐMTMN có công suất ≤ 100 kWp: tổng công suất lắp đặt 15.284,94 kWp.
Sản lượng phát điện mặt trời mái nhà trong năm 2020 của Công ty Điện lực Quảng Ngãi trong năm 2020 là 7.381.192kWh.
Dưới đây là biểu đồ công suất lắp đặt ĐMTMN tại 11 Điện lực trực thuộc Công ty Điện lực Quảng Ngãi
Hình 2.1: Biểu đồ công suất lắp đặt ĐMTMN tại các Điện lực
2.2. Các ảnh hưởng của ĐMTMN về mặt kỹ thuật và kinh tế lên lưới điện phân phối của Tỉnh Quảng Ngãi
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\LOP QUANG NAM 39+40\LOP QUANG NAM 39+40\R.VO NGUYEN QUOC LONG\New folder
