Công ty Truyền tải điện 3 (PTC3) là một đơn vị trực thuộc Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia (NPT) chịu trách nhiệm quản lý lưới điện truyền tải cấp điện áp từ 220kV đến 500kV của 09 tỉnh thuộc khu vực Nam miền Trung và Tây Nguyên bao gồm: Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Ninh Thuận và Bình Thuận. Với sự phát triển mạnh mẽ của nguồn và phụ tải trên hệ thống điện Quốc gia, vì vậy khối lượng quản lý đường dây và trạm biến áp của Công ty cũng không ngừng tăng cao. Tính đến 15/8/2022 tổng chiều dài đường dây 500kV là 2022,41 km; 3292,204 km đường dây 220kV; 05 trạm biến áp 500kV và 17 trạm biến áp 220kV. Với vai trò quan trọng PTC3 vừa là điểm nút kết nối hệ thống điện truyền tải Bắc – Nam qua trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2, kết nối các trung tâm nhiệt điện 500kV Vĩnh Tân và Vân Phong, đồng thời giải tỏa toàn bộ công suất các nhà máy năng lượng tái tạo khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên lên hệ thống lưới truyền tải điện Quốc gia.
Trong những năm vừa qua, theo chủ trương của Chính phủ, các dự án về năng lượng gió, mặt trời đã được triển khai hàng loạt tại các tỉnh Nam miền Trung và Tây Nguyên, điển hình là tại Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Ninh Thuận và Bình Thuận. Trong khi các dự án năng lượng gió, mặt trời có thời gian thi công xây dựng chỉ khoảng 6 – 12 tháng thì xây dựng các lưới truyền tải điện phải mất từ 3 – 5 năm. Điều này dẫn đến quá tải rất lớn cho hệ thống đường dây và trạm biến áp trong khu vực. Cùng với đó với tính chất không ổn định khi phụ thuộc vào thời tiết của các nhà máy điện mặt trời, gió cũng gây ra tình trạng thiếu ổn định rất lớn với hệ thống điện.
Với các lý do trên, tác giả đã chọn đề tài “Phân tích ảnh hưởng của các nguồn điện gió và mặt trời đến vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 3” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của đề tài là: Phân tích ảnh hưởng của các nguồn điện gió và mặt trời đến vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 3, từ đó đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo sự vận hành an toàn và ổn định cho lưới điện Công ty truyền tải điện 3 trong thời gian đến.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Lưới điện cấp điện áp 220kV và 500kV do Công ty Truyền tải điện 3 quản lý, tính đến hiện trạng tháng 7 năm 2022.
- Các nguồn điện gió, mặt trời đấu nối vào lưới điện Công ty quản lý.
- Các chế độ vận hành của lưới điện khi có sự tham gia của các nguồn điện gió, mặt trời công suất lớn.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên Nghiên cứu các tác động của các nhà máy điện gió và mặt trời công suất lớn ảnh hưởng đến tần số, điện áp của lưới điện Công ty truyền tải điện 3.
Kết hợp lý thuyết và thực tế để xem xét các trường hợp thay đổi của các nhà máy điện gió và mặt trời có thể ảnh hưởng lên chất lượng điện năng.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu về nguồn, lưới điện Công ty truyền tải điện 3; nghiên cứu tài liệu về các thông số ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống nhà máy điện gió và mặt trời công suất lớn nối lưới vào lưới điện Công ty.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Sử dụng phần mềm MDMS – Web của NPT để thu thập dữ liệu thực tế; sử dụng phần mềm Power Factory 15.2 để mô phỏng, tính toán.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
– Góp phần đảm bảo chất lượng điện năng khi các nhà máy điện gió và mặt trời công suất lớn kết nối vào lưới điện truyền tải.
– Kịp thời ứng phó với các chế độ phát khác nhau của các nhà máy điện gió và mặt trời công suất lớn.
– Đề ra giải pháp hạn chế ảnh hưởng của các nguồn điện gió và mặt trời đến chế độ vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 3 quản lý.
6. Bố cục của đề tài: Gồm 3 chương, cụ thể như sau:
Chương 1: Tổng quan về lưới điện Công ty truyền tải điện 3.
Chương 2: Phương pháp tính toán phân bố công suất và công cụ phân tích.
Chương 3: Phân tích ảnh hưởng của các nguồn điện gió và mặt trời đến vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 3 và đề xuất các giải pháp vận hành hợp lý.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY
TRUYỀN TẢI ĐIỆN 3
Công ty Truyền tải điện 3 (PTC3) được thành lập ngày 01/4/1990. Công ty là một đơn vị trực thuộc Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia (NPT) chịu trách nhiệm quản lý lưới điện truyền tải cấp điện áp từ 220kV đến 500kV của 09 tỉnh thuộc khu vực Nam miền Trung và Tây Nguyên bao gồm: Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, Ninh Thuận và Bình Thuận. Với vai trò quan trọng PTC3 vừa là điểm nút kết nối hệ thống điện truyền tải Bắc – Nam qua trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2, kết nối các trung tâm nhiệt điện 500kV Vĩnh Tân và Vân Phong, đồng thời giải tỏa toàn bộ công suất các nhà máy năng lượng tái tạo khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên lên hệ thống lưới truyền tải điện Quốc gia.
1.2. Cấu trúc lưới điện Công ty truyền tải điện 3
Tổng chiều dài đường dây 500kV: 2022,41 km.
Tổng chiều dài đường dây 220kV: 3292,204 km.
Tổng số trạm biến áp 500kV: 05 trạm.
Tổng số trạm biến áp 220kV: 17 trạm.
Tổng dung lượng MBA 500kV: 6750 MVA.
Tổng dung lượng MBA 220kV: 6250 MVA.
Tổng dung lượng MBA 110kV: 248 MVA.
Tổng dung lượng tụ bù: 3588,97 MVAr.
Tổng dung lượng kháng bù ngang: 2214,4 MVAr.
- 1.2.2. Phạm vi quản lý vận hành của Công ty truyền tải điện 3
1.3. Tình hình vận hành lưới điện Công ty truyền tải điện 3
1.3.2. Tình hình vận hành vận hành 6 tháng đầu năm 2022 [6]
1.4. Quy hoạch phát triển các nhà máy điện mặt trời
Hình 1.3. Biểu đồ cơ cấu nguồn điện hệ thống điện Việt Nam [2]
Trong chương này tác giả đã trình bày tổng quan về lưới điện do Công ty truyền tải điện 3 quản lý vận hành, về thống kê cơ bản các cơ cấu nguồn điện, khối lượng quản lý vận hành, sản lượng điện truyền tải, sản lượng điện thương phẩm, tổn thất điện năng. Cùng với đó sự phát triển bùng nổ của các nhà máy điện mặt trời và điện gió trên phạm vi cả nước nói chung và lưới điện Công ty truyền tải điện 3 nói riêng. Các nhà máy điện mặt trời và gió có tính chất không ổn định vào thời tiết cũng gây ra tình trạng thiếu ổn định rất lớn với hệ thống điện về mặt tần số và điện áp. Điều này đặt ra những thách thức, khó khăn rất lớn trong việc đảm bảo lưới điện Công ty vận hành an toàn, tin cậy và đảm bảo chất lượng điện năng.
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ CÔNG CỤ PHÂN TÍCH
2.1. Bài toán trào lưu công suất
Để thành lập các phương trình trào lưu công suất, ta xem xét một hệ thống điện thông thường được biểu diễn như trong Hình 2.1.
Hình 2.1. Mô hình của một hệ thống điện điển hình [9]
2.2. Giới thiệu về các phương pháp dùng tính toán phân bố công suất trong Hệ thống điện
(i) Khởi tạo: Ấn định trị điện áp và góc pha :
a. Nút Slack: và
b. Nút P-V: và
c. Nút P-Q: and
(ii) Phép lặp: Tính và từ công thức (2.21), (2.22) và , bằng công thức (2.26), (2.27). Cập nhật giá trị điện áp và góc pha tại nút i:
a. Nút Slack: và
b. Nút P-V: Nếu thì , hoặc nếu , thì . và ta có từ công thức (II.31).
c. Nút P-Q : và từ công thức (2.7).
(iii) Điều kiện dừng: Nếu hoặc thì dừng ngược lại tiến hành bước lặp tiếp theo (ii)
(i) Khởi tạo: Ấn định giá trị điện áp và góc pha tương tự nhau trong bước khởi tạo của phương pháp Gausse-Seidel.
(ii) Phép lặp: Tính toán và từ (2.21), (2.22). Thế điện áp đã tính ra vào bước (k+1)th:
a. Nút P-V: Nếu , thì , hoặc nếu , thì .
b. Tính toán và thông qua (2.21) và (2.22).
c. Tính ma trận Jacobian từ hệ phương trình (2.39) – (2.46).
d. Giải phương trình (2.38) để tìm và .
e. Thay giá trị và góc điện áp tại nút i được tính bởi phương trình (2.47), (2.48):
(iii) Điều kiện dừng: Nếu hoặc dừng quá trình lặp, ngược lại tiếp tục vòng lặp (ii)
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\NGUYEN VAN QUI
