ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

NGUYỄN VĂN BỘ

PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH
ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
THĂNG BÌNH KHI CĨ SỰ THAM GIA CÁC
NGUỒN PHÂN TÁN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng – Năm 2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------

NGUYỄN VĂN BỘ

PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH
ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC
THĂNG BÌNH KHI CĨ SỰ THAM GIA CÁC
NGUỒN PHÂN TÁN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số
: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ


i

LỜI 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 kiếm 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.
Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn 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 thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ
nguồn gốc rõ ràng và được phép công bố.
Học viên thực hiện

Nguyễn Văn Bộ


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


ii
PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH KHI CĨ SỰ THAM GIA CÁC
NGUỒN PHÂN TÁN
Học viên: Nguyễn Văn Bộ
Mã số: 8520201 Khóa: K39.KTĐ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt: Nhu cầu khai thác năng lượng phân tán đang bùng nổ mạnh ở Việt Nam, với vô số
dự án nhà máy điện mặt trời, điện gió đã và đang được đầu tư xây dựng trên khắp cả nước. Tuy
nhiên, việc kết nối các nguồn điện mặt trời phân tán này vào lưới điện phân phối ngồi mặt tích cực
như: nguồn năng lượng sạch, giảm áp lực lên việc đầu tư nguồn điện cho phát triển kinh tế, giảm tổn
thất điện năng… mặt khác gây khó khăn trong công tác điều độ vận hành thời gian thực, khó dự báo
do yếu tố ngẫu nhiên, ảnh hưởng đến nhiều đại lượng trong hệ thống điện, mà đặc biệt là chất lượng
điện năng cung cấp cho khách hàng.
Trong luận văn này tác giả tập trung phân tích ảnh hưởng của nguồn phân tán đến sự biến
thiên điện áp lưới điện 22 kV khu vực Thăng Bình. Xuất tuyến điển hình được tác giả lựa chọn là
xuất tuyến 472 TBA 110 kV Thăng Bình có nhiều đặc điểm điển hình của lưới điện Trung áp 22 kV
khu vực Thăng Bình. Luận văn đã sử dụng chương trình MDMS và phần mềm Power Factory để
cơng cụ phân tích, đánh giá ảnh hưởng của nguồn điện mặt trời mái nhà đến điện áp vận hành của
lưới điện trung áp, từ đó đề xuất các giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện này.
Từ khóa: Ổn định điện áp vận hành, Lưới điện Thăng Bình, Power Factory, nguồn phân tán,

điện mặt trời mái nhà.
ANALYZE AND PROPOSE SOLUTIONS TO STABILIZE THE OPERATING VOLTAGE
OF THE POWER GRID IN THANG BINH AREA WHEN DISTRIBUTED POWER
SOURCES ARE INVOLVED
Abstract: The demand for distributed energy exploitation is booming in Vietnam, with many
solar and wind power plant projects having been invested and built across the country. The
connecting these distributed solar power plants to the distribution grid has not only positive aspects
such as: clean energy source, reducing pressure on power investment for economic development,
reducing power loss. … but also causing difficulties in real-time operation, difficult to predict due to
random factors, affecting many quantities in the power system, but especially the quality of power
supplied to customers.
In this thesis, the author focuses on analyzing the influence of distributed sources on the voltage
variation of 22 KV power grid in Thang Binh area. The typical feeder selected by the author is the
feeder 472 of the 110 kV Thang Binh substation, which has many typical features of the 22 kV
medium voltage power grid in Thang Binh area. The thesis has used the MDMS program and Power
Factory software to analyze and evaluate the influence of rooftop solar power on the operating
voltage of the medium-voltage grid, thereby proposing solutions to stabilize this grid operating
voltage.
Keywords: Stable operating voltage, Thang Binh power grid, Power Factory, distributed source,
rooftop solar power.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i

TÓM TẮT .................................................................................................................. ii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ................................................... v
DANH SÁCH CÁC BẢNG ....................................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH ....................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 1
4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn .................................................................... 2
6. Bố cục đề tài ....................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH VÀ
NGUỒN PHÂN TÁN ĐẤU NỐI VÀO LƯỚI ĐIỆN THĂNG BÌNH .................... 4
1.1. Tổng quan về lưới điện khu vực Thăng Bình ........................................................ 4
1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên của khu vực Thăng Bình ............................ 4
1.1.2. Nguồn, lưới điện và phụ tải ......................................................................... 5
1.2. Cấu trúc lưới điện phân phối ............................................................................... 11
1.3. Tổng quan về nguồn phân tán đấu nối lưới điện Thăng Bình ............................. 12
1.3.1. Năng lượng mặt trời, tiềm năng và công nghệ khai thác điện mặt trời ..... 12
1.3.2. Công nghệ khai thác điện mặt trời ............................................................. 15
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN PHÂN BỐ CƠNG SUẤT VÀ
CƠNG CỤ PHÂN TÍCH .......................................................................................... 21
2.1. Bài tốn trào lưu công suất .................................................................................. 21
2.2. Phương pháp số để giải bài tốn trào lưu cơng suất ............................................ 23
2.2.1. Giới thiệu về các phương pháp dùng tính tốn phân bố cơng suất trong
Hệ thống điện.............................................................................................................. 23
2.2.2. Thuật toán .................................................................................................. 31
2.2.3. Kết luận ...................................................................................................... 32
2.3. Cơng cụ phân tích ................................................................................................ 32

2.3.1. Đánh giá chất lượng điện áp trên chương trình đo xa MDMS .................. 32
2.3.2. Tính tốn điện áp vận hành trên phần mềm Power Factory ...................... 36

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


iv
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP
VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH KHI CÓ SỰ THAM
GIA CÁC NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN .................................................................. 49
3.1. Tính tốn, phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến ổn định điện áp
lưới điện khu vực Thăng Bình .................................................................................... 49
3.1.1. Thu thập số liệu trên chương trình đo xa MDMS:..................................... 49
3.1.2. Thu thập số liệu tính toán trên phần mềm Power Factory ......................... 52
3.1.3. Đánh giá, nhận xét ..................................................................................... 59
3.2. Đề xuất các giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng
Bình khi có sự tham gia các nguồn điện phân tán ...................................................... 60
3.2.1. Giải pháp 1: Thay đổi biểu đồ điện áp vận hành thanh cái 22kV theo
chu kỳ ngày và đêm .................................................................................................... 60
3.2.2. Giải pháp 2: Kết hợp thay đổi điện áp vận hành thanh cái 22kV và ghim
điện áp tại các inverter điện măt trời mái nhà ............................................................ 65
3.2.3. Đánh giá, nhận xét chung........................................................................... 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


v

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU:
Sđm

-

Công suất biểu kiến định mức

Uđm

-

Điện áp định mức

Usc

-

Điện áp khi sự cố

Iđm

-


Dịng điện làm việc định mức

P

-

Cơng suất tác dụng

Q

-

Cơng suất phản kháng

ΔP

-

Tổn thất công suất tác dụng

ΔQ

-

Tổn thất công suất phản kháng

PBCS

-


Phân bố công suất

TSVH

-

Thông số vận hành

ACCC

-

AC Contingency Solution

DCCC

-

DC Checking Calculation

DFAX

-

Distribution Factor Data File

SOLV

-


Phương pháp Gauss – Seidel

MSLV

-

Phương pháp Modifed Gauss – Seidel

FNSL

-

Phương pháp Full Newton – Raphson

NSOL

-

Phương pháp Decoupled Newton – Raphson

FDNS

-

Phương pháp Fixed slope decoupled Newton – Raphson

CHỮ VIẾT TẮT:
HTĐ
- Hệ thống điện
ĐZ

- Đường dây
MBA

-

Máy biến áp

TBA

-

Trạm biến áp

DCL
LBS
MC

-

Dao cách ly
Dao cắt có tải
Máy cắt

MDMS

-

Meter Data Management System

PV

NLMT
ĐMTMN

-

Photovoltaic
Năng lượng mặt trời
Điện mặt trời mái nhà

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
1.1.

Tên bảng
Số liệu về bức xạ mặt trời ở Việt Nam.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Trang
14

Lưu hành nội bộ



vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1.

Bản đồ huyện Thăng Bình

4

1.2.

Sơ đồ đánh số thiết bị TBA 110kV Thăng Bình

6

1.3.

Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình đoạn
trước MC Bình Qúy

9


1.4.

Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình đoạn
sau MC Bình Qúy

10

1.5.

Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn

11

1.6.

Lưới phân phối hình tia có phân đoạn

11

1.7.

Lưới điện kín vận hành hở

12

1.8.

Cơng suất lắp đặt các hệ thống năng lượng gió, mặt trời trên
thế giới và tốc độ pháp triển từ 2010-2017


13

1.9.

Bản đồ bức xạ trung bình của các nước trong khu vực

13

1.10.

Pin quang điện mặt trời

16

1.11.

Kết nối các tế bào pin NLMT thành tấm pin.

17

1.12.

Các phần cơ bản của một hệ thống quang điện.

17

1.13.

Một hệ thống quang điện kết nối lưới.


17

1.14.

Một hệ thống quang điện độc lập.

18

1.15.

Minh họa một hệ thống pin mặt trời.

20

2.1.

Mơ hình của một hệ thống điện điển hình

21

2.2.

Đồ thị minh họa phương pháp lặp Gauss-Seidel.

25

2.3.

Đồ thị minh họa phương pháp lặp Newton - Raphson.


28

2.4.

Giao diện của chương trình MDMS

33

2.5.

Giao diện theo dõi cơng suất của điểm đo trên chương trình
MDMS

34

2.6.

Giao diện theo dõi sản lượng của điểm đo trên chương trình
MDMS

34

2.7.

Giao diện theo dõi các thông số vận hành của điểm đo

35

2.8.


Giao diện theo dõi các chỉ số của điểm đo theo thời gian

35

2.9.

Giao diện phần mềm Power factory

36

2.10.

Thanh công cụ của phần mềm

36

2.11.

Ký hiệu thanh góp trong phần mềm

37

2.12.

Hệ thống máy phát

37

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


viii
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

2.13.

Kí hiệu máy biến áp, tải và dây dẫn

39

3.1.

Giao diện xuất tuyến 472 Thăng Bình

52

3.2.

Chế độ Quasi – Dynamic Simulation

53


3.3.

Của sổ Please select

53

3.4.

Của sổ Dynamic Simulation AC

53

3.5.

Các thông số cần hiển thị

54

3.6.

Cửa sổ Element

54

3.7.

Cửa sổ Gird 1

54


3.8.

Cửa sổ Variable

55

3.9.

Biểu đồ công suất nguồn điện mặt trời xuất tuyến 472 Thăng
Bình

55

3.10.

Biểu đồ phụ tải xuất tuyến 472 Thăng Bình

55

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống điện Việt Nam hiện nay đang có những bước phát triển nhanh chóng,

với tốc độ tăng trưởng phụ tải trung bình trên 12% mỗi năm. Cùng với đó là nhu cầu
phát triển nguồn năng lượng phân tán, trong đó được chú ý hơn cả là nguồn điện gió
và điện mặt trời.
Trong những năm gần đây và đặc biệt là năm 2020 với những điều kiện thuận lợi
về tự nhiên cũng những ưu đãi của Chính phủ trong phát triển điện mặt trời, đã tạo ra
một sự phát triển nóng của số lượng và công suất của hệ thống điện mặt trời nối lưới,
nhanh hơn tốc độ phát triển và quy hoạch lưới điện. Cơng suất nguồn điện mặt trời hịa
vào lưới ngẫu nhiên, chưa có cơng cụ dự báo chính xác, khó lập phương thức vận hành
và điều độ thời gian thực nên có thể gây quá tải, quá áp cục bộ lưới điện tại các khu
vực tập trung nhiều hệ thống điện mặt trời và với đặc điểm không ổn định gây khó
khăn trong vận hành hệ thống điện.
Quảng Nam là một trong những địa phương có nhiều điều kiện tự nhiên thuận
lợi để phát triển ĐMTMN, số lượng các hệ thống ĐMTMN trong khu vực phát triển
rất nhanh. Việc đấu nối trực tiếp các nguồn ĐMT vào lưới điện phân phối có thể làm
thay đổi đến các thơng số vận hành của lưới điện và ảnh hưởng trực tiếp đến chất
lượng điện năng cung cấp cho phụ tải. Đến thời điểm hiện tại, chưa có nghiên cứu nào
đánh giá ảnh hưởng và đề xuất giải pháp đảm bảo điện áp vận hành lưới điện phân
phối khu vực Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam khi có sự tham gia của các nguồn điện
phân tán. Vì vậy, việc phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến điện áp lưới
điện phân phối và đề xuất giải pháp đảm bảo điện áp vận hành lưới điện khu vực
Thăng Bình khi có sự tham gia của các nguồn điện phân tán là rất cần thiết để góp
phần nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối khu vực này.
Với các lý do trên, tác giả đã chọn đề tài “Phân tích và đề xuất giải pháp ổn
định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng Bình khi có sự tham gia các nguồn
điện phân tán” cho luận văn tốt nghiệp của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá ảnh hưởng của các nguồn điện phân tán đến sự thay đổi điện áp của
lưới điện phân phối khu vực Thăng Bình tỉnh Quảng Nam để từ đó đề xuất các giải
pháp kỹ thuật, vận hành nhằm đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng
khu vực khi có kết nối các nguồn phân tán vào lưới điện.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Sự hiện diện của các nguồn điện mặt trời kết nối vào lưới điện với vai trò là

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


2

nguồn phân tán không chỉ làm thay đổi kết cấu cơ bản của lưới điện phân phối khu vực
mà còn ảnh hưởng đến các chế độ vận hành của lưới điện với sự thay đổi của nhiều
thông số vận hành ở các chế độ xác lập và quá độ của hệ thống điện.
Do thời gian làm luận văn ngắn, nên tác giả chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá
ảnh hưởng của các nguồn điện mặt trời trên mái nhà đến sự thay đổi điện áp vận hành
ở các chế độ khác nhau của lưới điện khu vực Thăng Bình để làm cơ sở đề xuất các
giải pháp phù hợp để vận hành lưới điện khu vực này hiệu quả.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Dựa trên cơ sỡ lý thuyết đã học và kết hợp với kết quả thực nghiệm.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn điện phân tán lên điện áp vận hành khu vực,
sử dụng chương trình đo xa MDMS để kiểm tra chất lượng điện áp và phần mềm
Power Factory để thử nghiệm, đánh giá giải pháp.
- Căn cứ các quy định hiện hành để đánh giá và đề ra các giải pháp phù hợp cho
việc vận hành lưới điện khi có sự tham gia của các nguồn điện phân tán.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn
5.1. Về mặt khoa học
- Việc nghiên cứu trong đề tài giúp nắm bắt được tổng quát về phương án xây
dựng và vận hành tối ưu lưới điện phân phối khu vực.
- Góp phần quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp cho
khách hàng khi kết nối hệ thống điện mặt trời vào lưới điện phân phối.

- Chủ động trong việc ứng phó với các chế độ phát khác nhau của hệ thống điện
mặt trời nối lưới.
5.2. Về mặt thực tiễn
- Vấn đề nâng cao chất lượng điện năng cho phép cải thiện chế độ làm việc kinh
tế của các thiết bị điện, đồng thời tiết kiệm điện năng, một nhiệm vụ cấp bách mang
tính tồn cầu, nhất là trong điều kiện thị trường điện cạnh tranh ngày nay.
- Kết quả của đề tài sẽ là tài liệu bổ sung để làm cơ sở cho việc tính tốn giải
pháp tối ưu, áp dụng thực tế vào vận hành lưới điện phân phối nhằm phục vụ tốt cho
công tác quản lý và nâng cao hiệu quả vận hành.
- Áp dụng vào thực tế trên lưới điện phân phối tại Công ty Điện lực Quảng Nam,
giúp nâng cao chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện, giảm tổn thất điện năng
và hiệu quả trong đầu tư …
6. Bố cục đề tài
Mở đầu
Cấu trúc của đề tài gồm 3 chương, cụ thể như sau:
Chương 1: Tổng quan về lưới điện khu vực Thăng Bình và nguồn phân tán
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3

đấu nối vào lưới điện Thăng Bình
1.1. Tổng quan về lưới điện 22kV khu vực Thăng Bình
1.2. Cấu trúc lưới điện phân phối
1.3. Tổng quan về nguồn phân tán
Chương 2: Phương pháp tính tốn phân bố cơng suất và cơng cụ phân tích
2.1. Bài tốn trào lưu cơng suất
2.2. Phương pháp số để giải bài tốn trào lưu cơng suất

2.3. Cơng cụ phân tích
Chương 3: Phân tích và đề xuất giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới
điện khu vực Thăng Bình khi có sự tham gia các nguồn điện phân tán
3.1. Tính tốn, phân tích ảnh hưởng của nguồn điện phân tán đến ổn định điện áp
lưới điện khu vực Thăng Bình
3.2. Đề xuất các giải pháp ổn định điện áp vận hành lưới điện khu vực Thăng
Bình khi có sự tham gia các nguồn điện phân tán
Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
2. Kiến nghị

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC THĂNG BÌNH VÀ NGUỒN
PHÂN TÁN ĐẤU NỐI VÀO LƯỚI ĐIỆN THĂNG BÌNH
1.1. Tổng quan về lưới điện khu vực Thăng Bình
1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm tự nhiên của khu vực Thăng Bình
Thăng Bình là huyện đồng bằng ven biển của tỉnh Quảng Nam, thuộc vùng
duyên hải miền Trung, nằm ở tọa độ 15030 phút đến 15059 phút vĩ độ Bắc, từ 10807
phút đến 108030 phút kinh độ Đông. Trung tâm huyện lỵ là thị trấn Hà Lam, cách
thành phố Tam Kỳ tỉnh lỵ Quảng Nam 25 km. Phía Bắc giáp huyện Quế Sơn và Duy
Xuyên, phía Nam giáp huyện Phú Ninh và thành phố Tam Kỳ, phía Đơng giáp biển
Đơng, phía Tây giáp huyện Tiên Phước và Hiệp Đức.


Hình 1.1. Bản đồ huyện Thăng Bình
Phía Đơng giáp biển Đơng, có chiều dài 25 km, bãi biển đẹp, có tiềm năng nuôi
trồng thủy sản, phát triển dịch vụ du lịch. Vùng biển thềm lục địa có nhiều tài nguyên
thủy, hải sản có giá trị kinh tế, là điều kiện thuận lợi để ngư dân các xã Bình Dương, Bình
Minh, Bình Hải, Bình Nam phát triển ngành nghề ni trồng và khai thác thủy sản.
Thăng Bình có khí hậu nhiệt đới gió mùa, được chia thành 2 mùa mưa - nắng rõ
rệt. Nhiệt độ tồn vùng trung bình từ 240C đến 270C, độ ẩm trung bình hàng năm
khoảng 80%. Mùa nắng ruộng đồng, đất đai khơ hạn, nứt nẻ, khí trời oai bức. Mùa khô
bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 8 của năm, thời tiết nắng nóng với nhiệt độ cao bởi gió
Tây Nam từ hạ Lào thổi về có lúc lên 400C. Cịn mùa Đơng bắt đầu từ tháng 9 đến
tháng 01 năm sau, thời tiết khắc nghiệt, thường xuyên chịu sự tác động gió mùa Đơng
Bắc từ biển Đơng thổi vào, hằng năm có từ 10 - 12 cơn bão đổ vào hoặc phải chịu ảnh
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


5

hưởng của bão và lũ lụt, lượng mưa trung bình hằng năm từ 1.000 đến 2000 mm, tiết trời
ẩm, ngập lụt nhất là vùng Đơng.
Nhìn chung, các ngành nghề đã hình thành nên nền kinh tế đa dạng, phong phú.
Đặc điểm nổi bật là sự phân bố vùng kinh tế xuất phát từ yếu tố địa lý tự nhiên. Hiện
nay, đã hình thành một số cụm cơng nghiệp trên địa bàn huyện như: Hà Lam - Chợ
Được, cụm công nghiệp Bình Hịa, Bình An, Kế Xun - Qn Gị, Trường An...
Trung tâm hành chính, kinh tế của huyện là thị trấn Hà Lam, mang tính hội tụ và lan
tỏa ra các vùng xung quanh với sự đầu tư cơ sở hạ tầng kỹ thuật tốt hơn.
1.1.2. Nguồn, lưới điện và phụ tải
- Khu vực Thăng Bình nhận điện chính từ 03 TBA 110kV: Thăng Bình, Thăng
Bình 2 và Tam Thăng.

- Lưới điện:
+ Trạm 110kV Thăng Bình nhận điện từ trạm 110kV Tam Thăng qua đường dây
171/ Thăng Bình – 171/ Tam Thăng và nhận điện từ trạm 110kV Thăng Bình 2 qua
đường dây 172/ Thăng Bình – 172/ Thăng Bình 2.
+ Trạm 110kV Thăng Bình cấp điện các phụ tải 22kV khu vực huyện Thăng
Bình, CCN Hà Lam – Chợ Được; 35kV TTG Hiệp Đức cấp điện huyện Hiệp Đức.
+ Trạm 110kV Thăng Bình 2 nhận điện từ trạm 110kV Duy Xuyên qua đường
dây 171/ Thăng Bình 2 – 171/ Duy Xuyên và nhận điện từ trạm 110kV Thăng Bình
qua đường dây 172/ Thăng Bình 2 – 172/ Thăng Bình.
+ Trạm 110kV Tam Thăng nhận điện từ trạm 220kV Tam Kỳ qua đường dây
172/ Tam Thăng – 173/ Tam Kỳ 220 và nhận điện từ trạm 110kV Thăng Bình qua
đường dây 171/ Tam Thăng – 171/ Thăng Bình.
+ Trạm 110kV Thăng Bình 2 cấp điện cho phụ tải 22kV khu vực phía Đơng huyện
Thăng Bình; các xã Duy Hải, Duy Nghĩa huyện Du Xuyên; CCN Đông Quế Sơn, xã
Hương An, Quế Phú huyện Quế Sơn, khu nghỉ dưỡng Nam Hội An, Khu VinPerl.
+ Trạm 110kV Tam Thăng nhận điện từ trạm 220kV Tam Kỳ qua đường dây
172/ Tam Thăng – 173/ Tam Kỳ 220 và nhận điện từ trạm 110kV Thăng Bình qua
đường dây 171/ Tam Thăng – 171/ Thăng Bình.
+ Trạm 110kV Tam Thăng cấp điện cho phụ tải 22kV một phần huyện Thăng
Bình, một phần huyện Phú Ninh, khu vực xã Tam Thăng và Cụm công nghiệp Tam
Thăng TP Tam Kỳ.
- Đặc điểm lưới điện: ở chế độ bình thường lưới điện 110kV vận hành mạch
vịng kín; lưới điện 22kV đã cơ bản nối vòng với các xuất tuyến lân cận, đảm bảo điều
kiện khép vòng, tuy nhiên đang vận hành mạch vòng hở.
- Phụ tải huyện Thăng Bình: cơng suất khoảng 40MW, chủ yếu cấp điện cho các
khu công nghiệp, dịch vụ và ánh sáng sinh hoạt.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



6

Hình 1.2. Sơ đồ đánh số thiết bị TBA 110kV Thăng Bình
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7

- Xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình:
+ Cấp điện phụ tải các xã phía tây của huyện Thăng Bình gồm: xã Bình Qúy,
Bình Chánh, Bình Định, Bình Trị, Bình Lãnh.
+ Nối lưới với xuất tuyến 471 Tam Kỳ 220 qua (LBS-DCL) Bình Quế, xuất
tuyến 472 TTG Hiệp Đức qua DCL Bình Lãnh, xuất tuyến 478 Thăng Bình qua (LBSDCL) Xóa Trâu, xuất tuyến 477 Thăng Bình qua (LBS-DCL) T12.
+ Đường trục dùng dây AC-120 và AC-95, nhánh rẽ chủ yếu dùng dây AV-70,
AC-50…
+ Có tổng cộng 94 TBA nối lưới, trong đó có 6 TBA năng lượng mặt trời và 88
TBA phụ tải. Công suất xuất tuyến này khoảng 4,2MW, cấp điện chủ yếu cho ánh
sáng sinh hoạt, bơm nông nghiệp...
+ Các hệ thống điện mặt trời mái nhà nối lưới đường dây 472 Thăng Bình:
TT

1

Inverter

Tên điện mặt
trời mái nhà

Cơng ty
TNHH NL
Đồng Dương

Loại

Số
CS/tấm
lượng

Cơng
suất
(kWp)

Pin

Số
CS/cái
lượng

Loại

Sungrow

8

110

Canadian


2298

0.435

999.63

SMA

13

75

Risen

2044

0.445

909.58

3

Cơng ty CP
Mặt trời Tồn
Thanh

SMA

13


75

Risen

2055

0.445

914.475

4

Cơng ty CP
Mặt trời Thiên
Thanh

SMA

13

75

Risen

2079

0.44

914.76


5

Công ty
TNHH SX và
TM Hiển Tiên

Sungrow

9

100

Trina

2754

0.45

1239.3

6

Công ty
TNHH MTV
DaNa Smart

Huawei

2


100

Canadian

450

0.445

200

2

Công ty CP
Mặt trời Đất
Quảng

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8

*Lý do lựa chọn xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình:
+ Lưới điện phân phối có cấp điện áp 22/0,4 kV sử dụng đa số tại khu vực Quảng
Nam.
+ Có nhiều nguồn điện mặt trời áp mái nhà nối vào lưới điện.
+ Bán kính cấp điện đường dây trung thế 22kV và lưới điện 0,4kV cịn lớn.
+ Có nhiều TBA phụ tải nối vào xuất tuyến.
+ Thuận lợi trong việc thống kê, khảo sát.

Các yếu tố trên, chúng ta thấy rằng xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình có
nhiều yếu tố điển hình cho lưới điện khu vực để phân tích có hay khơng những nguồn
năng lượng phân tán ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, cụ thể là điện áp vận hành,
từ đó đánh giá và đề xuất giải pháp vận hành lưới điện khu vực hiệu quả.
Do khu vực này, nguồn năng lượng phân tán chỉ có nguồn năng lượng mặt trời,
nên tác giả sẽ tập trung phân tích một số thời điểm điển hình trên các nhánh đặc trưng
để xem xét sự ảnh hưởng của các nguồn năng lượng điện mặt trời và đưa ra các
phương thức vận hành phù hợp.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


9

Hình 1.3. Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình
đoạn trước MC Bình Qúy
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


10

Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 472 TBA 110kV Thăng Bình
đoạn sau MC Bình Qúy
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



11

1.2. Cấu trúc lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối gồm lưới phân phối trung áp và lưới phân phối hạ áp. Lưới
phân phối trung áp có cấp điện áp 22/110 kV, đưa điện năng từ các trạm 110kV tới các
trạm phân phối hạ áp. Lưới phân phối hạ áp có cấp điện áp 380/220V hay 220/110V cấp
điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ điện.
Nhiệm vụ của lưới phân phối là cấp điện cho phụ tải với chất lượng điện năng
trong giới hạn cho phép tức là đảm bảo để các phụ tải hoạt động đúng với các thông số
yêu cầu đề ra. Về cấu trúc lưới phân phối thường là:
Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn, Hình 1.5, đặc điểm của nó là đơn giản,
rẻ tiền nhưng độ tin cậy thấp, không đáp ứng được các nhu cầu của các phụ tải quan
trọng.
MC

(1)

1

(2)

Pmax1

2

Pmax2

(3)


3

4

(4)

Pmax3

(5)

Pmax4

5

Pmax5

Hình 1.5. Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn
Lưới phân phối hình tia có phân đoạn, Hình 1.6, là lưới phân phối hình tia được
chia làm nhiều đoạn nhờ thiết bị phân đoạn là các dao cách ly, cầu dao phụ tải, hay
máy cắt phân đoạn… các thiết bị này có thể thao tác tại chổ hoặc điều khiển từ xa.
Lưới này có độ tin cậy cao hay thấp phụ thuộc vào thiết bị phân đoạn và thiết bị điều
khiển chúng.
MC

(1)

1

Pmax1


(2)

2

Pmax2

(3) 3

Pmax3

4

(4)

Pmax4

(5)

5

Pmax5

Hình 1.6. Lưới phân phối hình tia có phân đoạn
Lưới điện kín vận hành hở, Hình 1.7, lưới này có cấu trúc mạch vịng kín hoặc 2
nguồn, có các thiết bị phân đoạn trong mạch vịng. Bình thường lưới vận hành hở, khi
có sự cố hoặc sửa chữa đường dây người ta sử dụng các thiết bị đóng cắt để điều chỉnh
sơ đồ cấp điện, lúc đó phân đoạn sửa chữa bị mất điện, các phân đoạn cịn lại vẫn được
cấp điện bình thường.


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


12

MC

(1)

1

(2)

Pmax1
MC

2

Pmax2

(3) 3

(4)

Pmax3

4


(5)

5

Pmax5

Pmax4

(6)
(11) 10 (10)

Pmax10

9

Pmax9

(9) 8

Pmax8

(8)

7

Pmax7

(7)

56


Pmax6

Hình 1.7. Lưới điện kín vận hành hở
Sơ đồ lưới điện kín vận hành hở có độ tin cậy cao hơn các sơ đồ trước. Về mặt
ngun tắc lưới có thể vận hành kín song địi hỏi thiết bị bảo vệ, điều khiển phải đắt
tiền và hoạt động chính xác. Vận hành lưới điện hở đơn giản và chi phí thấp hơn
nhiều.
1.3. Tổng quan về nguồn phân tán đấu nối lưới điện Thăng Bình
Nguồn điện phân tán đấu nối vào lưới điện phân phối 22kV Thăng Bình chỉ có
nguồn điện mặt trời mái nhà nên trong các phần tiếp theo người thực hiện chỉ tập trung
giới thiệu nguồn điện này:
1.3.1. Năng lượng mặt trời, tiềm năng và công nghệ khai thác điện mặt trời
1.3.1.1. Năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời là bức xạ điện - từ do mặt trời tạo ra. Đây là nguồn năng
lượng tái tạo sạch nhất, dồi dào nhất có sẵn để sử dụng trên trái đất và ước tính khoảng
3,8 triệu EJ, gấp hơn 10.000 lần so với mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch và nhiên liệu
hạt nhân tiêu thụ vào năm 2002. Năng lượng mặt trời giữ bề mặt trái đất ở nhiệt độ đủ
ấm để hỗ trợ cuộc sống của con người có thể được chuyển đổi thành các dạng năng
lượng hữu ích thơng qua q trình chuyển đổi nhiệt, q trình quang điện hoặc thơng
qua các thiết bị thu tập trung nhiệt độ cao. Từ lâu, năng lượng mặt trời đã được thu giữ
thông qua các thiết bị thu và được sử dụng cho các mục đích sưởi ấm rất hiệu quả. Bức
xạ mặt trời cũng có thể được chuyển đổi trực tiếp thành năng lượng điện thông qua
việc sử dụng các tế bào quang điện. Dữ liệu trên cho thấy tốc độ phát triển của hệ
thống pin năng lượng mặt trời nhanh hơn nhiều so với hệ thống sử dụng nhiệt năng
mặt trời và năng lượng gió.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



13

Hình 1.8. Cơng suất lắp đặt các hệ thống năng lượng gió, mặt trời trên thế giới và tốc
độ pháp triển từ 2010-2017 [1] .
1.3.1.2. Tiềm năng của năng lượng mặt trời ở Việt Nam.
Việt Nam là một trong những nước giàu tiềm năng về năng lượng mặt trời. Các
nhà khoa học ước tính cường độ bức xạ mặt trời trung bình khoảng 5 kWh/m2/ngày
(1.825kWh/m2/năm) [2]. Năng lượng mặt trời ở Việt Nam có sẵn quanh năm, khá ổn
định và phân bố rộng rãi trên các vùng miền khác nhau của đất nước.

Hình 1.9. Bản đồ bức xạ trung bình của các nước trong khu vực [3]

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


14

Bảng 1.1. Số liệu về bức xạ mặt trời ở Việt Nam.
Vùng

Giờ nắng
trong năm

Cường độ bức xạ
mặt trời


Đánh giá

(kWh/m2/ngày)

Đông Bắc

1600-1750

3,3-4,1

Trung bình

Tây Bắc

1750-1800

4,1-4,9

Trung bình

Bắc Trung Bộ

1700-2000

4,6-5,2

Tốt

Tây nguyên và Nam Trung Bộ


2000-2600

4,9-5,7

Rất tốt

Nam Bộ

2200-2500

4,3-4,9

Rất tốt

Trung bình cả nước

1700-2500

4,6

Tốt

Các tỉnh từ Đà Nẵng trở vào, bình qn có khoảng 2.000-2.600 giờ nắng, lượng
bức xạ mặt trời tăng 20% so với các tỉnh phía Bắc. Do đó, đối với các địa phương ở
Nam Trung Bộ và Nam Bộ, nguồn bức xạ mặt trời là một tài nguyên to lớn để khai
thác sử dụng. Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để phát triển thành công ngành
năng lượng mặt trời, bao gồm cả năng lượng quang điện mặt trời (PV) cũng như các
ứng dụng nhiệt mặt trời (ST) cho sản xuất nhiệt nước nóng phục vụ cho mục đích
thương mại, cơng nghiệp và dân dụng.
Theo số liệu từ EVN[4], đến thời điểm 31 tháng 12 năm 2020, tổng công suất

điện mặt trời đã lắp đặt vào khoảng 19.400 MWp trong đó có gần 9.300 MWp là điện
mặt trời mái nhà, chiếm khoảng hơn 25% tổng công suất lắp đặt nguồn điện của hệ
thống điện Quốc gia.
*Tiềm năng phát triển điện mặt trời tại khu vực Thăng Bình
a. Vị trí địa lý
Thăng Bình là một huyện của tỉnh Quảng Nam phía Bắc giáp huyện Duy Xuyên,
phía Tây giáp huyện Hiệp Đức, Tiên Phước, phía Nam giáp TP Tam Kỳ và phía Đơng
giáp biển.
Huyện Thăng Bình có diện tích tự nhiên là 32.502,9 ha, dân số hơn 173 nghìn
người, được chia thành 21 xã và 1 thị trấn.
Khu vực huyện Thăng Bình, lưới điện phân phối đã được đầu tư cơ bản đảm bảo
việc cung cấp điện cho phụ tải và giải tỏa nguồn năng lượng mặt trời nối lưới.
b. Đặc điểm tự nhiên
Huyện Thăng Bình nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt là mùa
mưa tính từ khoảng giữa tháng 9 đến tháng 12 hàng năm, tập trung cao nhất là vào
tháng 10 và tháng 11, các tháng còn lại là mùa nắng.
Số giờ nắng hằng năm khoảng 2.600 giờ/năm, số ngày nắng trung bình khoảng
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


15

300 ngày/năm và cường độ bức xạ năng lượng mặt trời trung bình trong ngày là
5,34kWh/m2/ngày cao hơn so với các khu vực khác, ước tính khoảng 4kWh/m2/ngày.
Đây là vùng rất ít có gió bão, tần suất đổ bộ trung bình của bão thấp chỉ khoảng
1,82 cơn bão/năm so với 3,74 cơn bão/ năm của cả nước. Nhiệt độ trung bình cao hơn
nhiều khu vực khác, đặc biệt là vào mùa nắng nhiệt độ ban ngày phổ biến từ 37-38°C.
Độ ẩm khơng khí phổ biến từ 80-85%. Diện tích đất đai canh tác ít hiệu quả cịn khá

dồi dào (cịn khoảng 1000 ha), rất thuận lợi cho việc xây dựng các dự án điện mặt trời.
Đồng thời, mạng lưới điện quốc gia đang vận hành ổn định từ cấp điện áp 22kV
đến 110kV, khoảng cách đấu nối từ các dự án năng lượng mặt trời đến các trạm 110kV
tại khu vực khá thuận lợi, nhất là lưới điện trung thế khu vực này đã hội đủ tiêu chuẩn
kỹ thuật, sẵn sàng truyền tải công suất đến hộ tiêu thụ hoặc truyền ngược công suất lên
lưới truyền tải thông qua các trạm 110kV tại đây.
Từ các dữ liệu trên cho thấy, Thăng Bình là khu vực có điều kiện rất thuận lợi để
phát triển điện mặt trời. Tính đến thời điểm ngày 31/12/2020, trên địa bàn có tổng
cơng suất lắp đặt ĐMTMN trên 30.000kWp, riêng đấu nối TBA 110kV Thăng Bình là
21.975 kWp.
1.3.2. Công nghệ khai thác điện mặt trời
1.3.2.1. Nhiệt điện từ nhiệt năng mặt trời
Các nhà máy nhiệt điện mặt trời sử dụng các nhiệt năng của tia sáng mặt trời để
đốt nóng chất lỏng, từ đó các hệ thống truyền nhiệt được sử dụng để tạo ra hơi nước.
Hơi nước này được đưa vào một tuabin hơi giản nở, sinh công làm cho tuabin quay.
Tua bin được kết nối với một máy phát điện, nên khi tuabin quay, máy phát điện quay
và điện được sản xuất. Công nghệ sản xuất nhiệt điện từ NLMT mặt trời tương tự như
các công nghệ thông nhiệt điện thông thường ngoại trừ cách thức sử dụng năng lượng
trong nhiên liệu hóa thạch do đốt cháy trong nồi hơi. Các công nghệ nhiệt mặt trời sử
dụng các thiết bị để hội tụ ánh sáng mặt trời chiếu vào chất lỏng cần gia nhiệt để có
được nhiệt độ cao cần thiết cho chất lỏng làm việc. Ba loại hệ thống thu năng lượng
mặt trời được sử dụng trên khắp thế giới là tháp năng lượng mặt trời, máng parabol và
chảo parabol năng lượng mặt trời.
1.3.2.2. Công nghệ quang điện
Năng lượng quang điện là năng lượng được chuyển đổi trực tiếp những bức xạ
mặt trời thành điện năng. Quá trình này sử dụng pin quang điện hoặc pin mặt trời, là
các thiết bị bán dẫn, để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện trực tiếp. Ánh
sáng mặt trời bao gồm các photon chứa lượng năng lượng khác nhau tương ứng với
các bước sóng khác nhau của quang phổ mặt trời. Khi các photon chạm vào một tế bào
quang điện, chúng có thể bị hấp thụ. Các photon được hấp thụ bởi tế bào pin quang

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ