Phân tích đánh giá ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời mái nhà tới tổn thất công suất của lưới điện phân phối đô thị hình tia ở Việt Nam

Bài viết giới thiệu kết quả nghiên cứu đánh giá sự ảnh hưởng của điện mặt trời mái nhà (PV) lên tổn thất công suất của lưới điện phân phối đô thị ở Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy dưới tác động của điện mặt trời mái nhà, tổn thất công suất đã có sự thay đổi rất lớn khi tích hợp PV và sự biến thiên của phụ tải.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích đánh giá ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời mái nhà tới tổn thất công suất của lưới điện phân phối đô thị hình tia ở Việt Nam Kỹ thuật điều khiển & Điện tử Phân tích đánh giá ảnh hưởng của hệ thống điện mặt trời mái nhà tới tổn thất công suất của lưới điện phân phối đô thị hình tia ở Việt Nam Vũ Hoàng Giang1, Trần Đông2, Nguyễn Hữu Đức1*1 Trường Đại học Điện lực, Số 235 Đường Hoàng Quốc Việt, Quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam.2 Khoa Điện- Tự động hoá, Trường Đại học Kinh tế-Kỹ thuật Công nghiệp, Số 353 Trần Hưng Đạo, TP.NamĐịnh, Nam Định, Việt Nam.* Email: ducnh@epu.edu.vnNhận bài: 24/7/2023; Hoàn thiện: 23/11/2023; Chấp nhận đăng: 08/4/2024; Xuất bản: 22/04/2024.DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.94.2024.48-54 TÓM TẮT Sự thâm nhập của điện mặt trời vào lưới điện phân phối nói chung đã làm thay đổi căn bản vềtính chất của phụ tải từ tiêu thụ công suất thuần túy sang vừa tiêu thụ vừa phát công suất vào lướiđiện. Cũng vì vậy, trào lưu công suất trong lưới điện cũng thay đổi, có trường hợp công suất chạyngược từ phụ tải về phía đầu xuất tuyến. Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu đánh giá sự ảnhhưởng của điện mặt trời mái nhà (PV) lên tổn thất công suất của lưới điện phân phối đô thị ở ViệtNam. Trước hết, cấu trúc hình tia điển hình của lưới điện phân phối được lựa chọn để mô phỏngtrong các điều kiện về mức độ thâm nhập và vị trí đặt của hệ thống pin mặt trời trên từng pha theochiều dài của đường dây. Cường độ bức xạ của mặt trời và đồ thị của tải điển hình của lưới điệnphân phối đô thị cũng được xét đến để quan sát sự thay đổi tổn thất công suất của lưới. Kết quảnghiên cứu cho thấy dưới tác động của điện mặt trời mái nhà, tổn thất công suất đã có sự thay đổirất lớn khi tích hợp PV và sự biến thiên của phụ tải.Từ khoá: Điện mặt trời mái nhà; Lưới điện phân phối hình tia; Trào lưu công suất ngược; Tổn thất công suất. 1. MỞ ĐẦU Nhu cầu điện năng tăng cao và yêu cầu cắt giảm khí thải nhà kính với các cam kết về môitrường tại hội nghị thượng đỉnh toàn cầu như COP26 [1] đã thúc đẩy hơn nữa sự phát triển cácnguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo, trong đó có điện mặt trời. Theo đó, hệ thống điện truyềnthống đã có thay đổi như các hộ tiêu thụ đơn thuần trước đây có thể đóng vai trò nguồn phát điệnvào lưới trong những khoảng thời gian nhất định của ngày. Tuy nhiên, nguồn điện mặt trời cũngmang lại nhiều vấn đề cần giải quyết liên quan đến chất lượng điện năng, ổn định và độ tin cậy hệthống điện. Chúng có thể dẫn đến các hệ quả khác về quá tải các phần tử trong hệ thống, tăng tổnthất và các tác động đến hệ thống bảo vệ [2]. Ảnh hưởng của PV sẽ làm thay đổi các yêu cầu vềchất lượng điện năng, điều khiển công suất, điều chỉnh điện áp và đáp ứng của hệ thống trong cácđiều kiện không bình thường, tính an toàn và hệ thống bảo vệ [3]. Sự ảnh hưởng tiêu cực khi tíchhợp điện mặt trời mái nhà vào lưới điện phân phối bao gồm các tác động liên quan đến điện ápnhư sự tăng cao và sự không đối xứng của điện áp [4], chất lượng điện năng (sự không đối xứngvà sự tăng cao của điện áp, biến dạng sóng hài) [5]. Nhiều nghiên cứu đề cập tới sự tác động rộnghơn bên cạnh tác động về chất lượng điện áp (tổn thất điện năng, công suất chạy ngược, sự tăngcao, không đối xứng và dao động của điện áp, dao động công suất phản kháng), chất lượng điệnnăng (tần số, sóng hài, hệ số công suất, sụt áp), các tác động đến tính ổn định và hệ thống bảo vệcũng được đề cập tới [6]. Trong hệ thống điện, các nguồn điện sử dụng năng lượng tái tạo xuấthiện phổ biến ở dạng nguồn phát điện phân tán (DG). Các nguồn điện này ở gần phụ tải và làmthay đổi bản chất của các tải truyền thống từ đặc tính chỉ tiêu thụ thành vừa phát và vừa tiêu thụđiện năng. Sự thay đổi này dẫn đến trào lưu công suất trong lưới điện cũng khác so với trong lướiđiện truyền thống không có sự tham gia của nguồn năng lượng tái tạo phân tán. Tích hợp các nguồnDG với công suất và vị trí lắp đặt phù hợp được xem là một trong các biện pháp giảm tổn thấttrong lưới điện phân phối [6-8]. Các tác giả trong [7] đã tiến hành đánh giá tổn thất trên lưới ứng48 V. H. Giang, T. Đông, N. H. Đức, “Phân tích đánh giá ảnh hưởng … hình tia ở Việt Nam.”Nghiên cứu khoa học công nghệvới xuất tuyến có và không có điện mặt trời. a) b) Hình 1. Tổn hao tổng, trên đường dây, trong dây quấn và lõi thép của MBA khi a) không có PV; b) có PV [7]. Tổn thất lớn nhất trên đường dây giảm rõ rệt khi có PV, điển hình là vào thời điểm 2 giờ chiều,xem hình 1. Nhờ có nguồn PV cung cấp tại chỗ, công suất truyền tải trên các đường dây có thểgiảm thiểu và nhờ đó tổn thất trên l ...