baigiang1 Năng lượng tái tạo và tích trữ năng lượng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (435.26 KB, 8 trang )
045022
Năng lượng tái tạo – Tích trữ năng lượng
Giảng viên: TS. Nguyễn Quang Nam
2014 – 2015, HK2
/>
Bài giảng 1
1
1.1 Hệ thống DG trong lưới điện thông minh
Năng lượng hóa thạch: không bền vững, gây ô nhiễm và
hiệu ứng nhà kính
Tái cấu trúc công nghiệp: tích hợp công nghệ internet vào
bảo vệ, điều khiển và định giá thời gian thực, cũng như tích
hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào hệ thống điện
Lưới điện thông minh: cho phép tối ưu hóa việc sử dụng
các nguồn phát phân tán (có tính gián đoạn và không ổn
định)
Bài giảng 1
2
1.1 Hệ thống DG trong lưới điện thông minh
Overview of Smart Grid
Explanatory notes:
Transmission line
Distribution line
Communication line for Transmission
Communication line for Distribution
SCADA
Pumped-storage
Wind Power (large scale)
Nuclear Power
Transmission network
Thermal Power
Solar Power (large scale)
Hydro Power
Network Connection of Renewable Energy
Substation
Battery
Wind Power (small scale)
Distribution office
Distribution Automatic System (DAS)
Automatic
LBS
Power Conditioner
Solar
Distribution
Network
Solar
AMR for
Apartment
building
Battery
Monitoring of
Voltage
Smart Meter
Battery by EV
AMR for house
Auto Meter
Reading
(AMR)
Bài giảng 1
3
1.2 Các hệ thống phát điện gió
Tuabin gió: 0,75 MW, 50 m đường kính (1995) và 7,5
MW, 150 m đường kính (2008)
Công suất gió: tỷ lệ thuận với khối lượng riêng của không
khí, diện tích quét của rôto, và lũy thừa ba của vận tốc gió
Khả năng trích xuất năng lượng gió của rôto: giới hạn lý
thuyết (Betz) là 59,3%
Đặc tính vận hành của máy phát điện gió: vận tốc gió vào,
vận tốc gió định mức, vận tốc gió cắt thoát
Bài giảng 1
4
1.2 Các hệ thống phát điện gió (tt)
Cấu trúc tuabin gió: hội tụ về cấu trúc trục ngang, ba
cánh, hứng gió tới
Tuabin cỡ lớn: vận tốc thay đổi
Tuabin cỡ nhỏ hơn: vận tốc cố định
Tuabin vận tốc cố định (FSIG): dùng hộp số và máy phát
không đồng bộ (độ trượt có thay đổi nhưng không quá 1%),
cần có khởi động mềm và tụ bù PF
Tuabin vận tốc thay đổi: DFIG và FRC
Bài giảng 1
5
1.2 Các hệ thống phát điện gió (tt)
Bài giảng 1
6
1.3 Nhà máy điện gió so với NMĐ truyền thống
Tuabin gió vận tốc cố định và thay đổi có ảnh hưởng khác
nhau đến dòng công suất tác dụng và phản kháng
FSIG không thể điều khiển điện áp thanh cái bằng cách
điều khiển công suất phản kháng trao đổi với lưới
Tuabin với vận tốc thay đổi, về nguyên tắc, có thể điều
chỉnh công suất phản kháng trao đổi với lưới, để điều chỉnh
điện áp thanh cái
FSIG có đóng góp vào dòng sự cố ba pha cân bằng,
nhưng chỉ ở giai đoạn siêu quá độ (dưới vài trăm ms)
Bài giảng 1
7
1.3 Nhà máy điện gió so với NMĐ truyền thống
Tuy nhiên, FSIG có thể duy trì dòng sự cố bền vững đối
với các sự cố không cân bằng
FSIG dựa vào các cơ chế bảo vệ tuần tự (quá áp/thấp áp,
vượt tần/suy giảm tần số và mất nguồn) để phát hiện khi
nào các cơ chế bảo vệ quá dòng truyền thống đã cách ly
một phần lưới điện bị sự cố
Tuabin vận tốc thay đổi cũng đóng góp vào dòng sự cố
nhưng mạch điều khiển của bộ biến đổi ĐTCS có thể nhanh
chóng phát hiện sự cố
Bài giảng 1
8
1.3 Nhà máy điện gió so với NMĐ truyền thống
Tuabin với bộ biến đổi toàn phần (FRC) thường không
đóng góp đáng kể vào dòng sự cố vì bộ biến đổi phía lưới
không đủ công suất để duy trì quá dòng
Tuabin FRC có thể ngắt nhanh khi có sự cố nếu quy định
không yêu cầu khả năng lướt qua sự cố (ride-through)
Có hai vấn đề chính về chất lượng điện năng đối với máy
phát điện gió: họa tần điện áp và nhấp nháy điện áp
Họa tần: cáp dài của các trạng trại gió xa bờ có thể gây
cộng hưởng do họa tần
Bài giảng 1
9
1.3 Nhà máy điện gió so với NMĐ truyền thống
Tuabin FSIG sẽ có công suất dao động theo vận tốc gió,
tùy theo độ lớn của lưới được nối vào, có thể dẫn đến dao
động điện áp
Các máy phát điện gió cũng ảnh hưởng đến một số yếu tố
của toàn hệ thống: động học và ổn định của hệ thống điện,
hỗ trợ công suất phản kháng và duy trì điện áp, duy trì tần
số
Bài giảng 1
10
1.4 Quy định của lưới đối với tích hợp điện gió
Quy định đấu nối vào lưới xác định các yêu cầu để nối
các nguồn phát và tải vào lưới điện, nhằm đảm bảo sự vận
hành hiệu quả, an toàn, và kinh tế của hệ thống truyền tải
và/hoặc phân phối
Quy định xác định yêu cầu kỹ thuật tối thiểu đối với một
nhà máy điện
Quy định thường tập trung vào việc đấu nối giữa hệ thống
công cộng và nguồn phát mới
Bài giảng 1
11
1.4 Quy định của lưới đối với tích hợp điện gió
Với trang trại gió, quy định của lưới đề ra các yêu cầu tại
điểm đấu nối, chứ không phải tại từng máy phát
Yêu cầu bắt buộc: mức và khoảng thời gian mà công suất
phát phải được duy trì trong các điều kiện tần số và điện áp
lưới đã cho (hình 1.9)
Quy định cũng mô tả vùng làm việc xác lập theo công suất
tác dụng và phản kháng (hình 1.10 đối với GB và Ireland)
Hầu hết quy định yêu cầu trang trại gió phải đáp ứng
được yêu cầu sơ cấp về tần số
Bài giảng 1
12
1.4 Quy định của lưới đối với tích hợp điện gió
Với sự gia tăng mức độ xâm nhập của điện gió vào lưới
điện, khả năng lướt qua sự cố đã được đưa vào quy định
Nguồn: [1]
Bài giảng 1
13
1.5 Chế tạo máy phát ĐB – Từ trường khe hở
Các máy phát đồng bộ tốc đô thấp thường dùng cực lồi,
còn các máy tốc độ cao thường có cấu trúc cực ẩn
Nguồn: [1]
Bài giảng 1
14
1.6 Các phương trình máy phát trong hệ dq
Nguồn: [1]
Bài giảng 1
15
