Tài liệu Nghiên cứu các chế độ làm việc và ảnh hưởng của nhà máy phát điện chạy bằng sức gió kết nối với lưới điện

1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.VS.TSKH.Trần Đình Long và TS.Đỗ Xuân Khôi. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ một công trình nào. Tác giả luận án Nguyễn Duy Khiêm 2 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến GS.VS.TSKH Trần Đình Long, TS.Đỗ Xuân Khôi đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều thời gian quí báu và tâm huyết giúp đỡ để tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn quí thầy giáo, cô giáo ở Bộ môn Hệ thống điện; lãnh đạo Viện Điện, Viện Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội; lãnh đạo khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Tổ chức Cán bộ Trường Đại học Quy Nhơn đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về mặt tài chính và thời gian trong suốt quá trình nghiên cứu luận án. Xin chân thành cảm ơn lời động viên của bạn bè và đồng nghiệp đã dành cho tôi. Tôi thật sự biết ơn những người nghiên cứu trước đây với những công trình có liên quan đến đề tài luận án đã được trích dẫn trong phần tài liệu tham khảo. Cuối cùng con xin bày tỏ lòng biết ơn đến ba mẹ, cảm ơn vợ và hai con trai đã luôn động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cả vật chất và tinh thần. Đó chính là nguồn động lực to lớn để tôi vượt qua khó khăn và hoàn thành luận án. Tác giả luận án Nguyễn Duy Khiêm 3 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................................. 1 LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................... 2 MỤC LỤC ............................................................................................................................. 3 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .......................................................................................... 7 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ ............................................................................ 8 THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT...................................................................................... 12 MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 14 CHƯƠNG 1 ......................................................................................................................... 18 TỔNG QUAN ...................................................................................................................... 18 1.1 Năng lượng gió, nguồn năng lượng của tương lai.................................................... 18 1.2 Hiện trạng phát triển năng lượng gió trên thế giới ................................................. 20 1.3 Những thành tựu khoa học công nghệ trong lĩnh vực điện gió .............................. 21 1.3.1 Lịch sử phát triển của turbine gió....................................................................... 21 1.3.2 Các loại máy phát dùng trong hệ thống phát điện chạy bằng sức gió .................. 24 1.3.3 Phát triển năng lượng gió ở thềm lục địa ............................................................ 28 1.3.4 Suất đầu tư và giá thành điện năng của nguồn điện gió ...................................... 30 1.4 Điện gió tại Việt Nam................................................................................................ 31 1.4.1 Tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam........................................................... 31 1.4.2 Đặc điểm và chế độ của nguồn năng lượng gió ở Việt Nam ............................... 34 1.4.3 Biến động công suất gió ở Việt Nam ................................................................. 36 1.4.4 Các nghiên cứu sử dụng năng lượng gió tại Việt Nam ....................................... 37 1.4.5 Chiến lược và quy hoạch phát triển năng lượng gió tại Việt Nam ................... 39 1.4.6 Chính sách hỗ trợ phát triển năng lượng gió tại Việt Nam ............................... 41 1.5 Tóm tắt chương 1...................................................................................................... 41 CHƯƠNG 2 ......................................................................................................................... 42 ĐẤU NỐI NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ VÀO HỆ THỐNG ĐIỆN ............................................ 42 2.1 Sơ đồ đấu nối nhà máy điện gió vào hệ thống điện ................................................. 42 2.2 Lựa chọn thông số của mạch đấu nối ....................................................................... 44 4 2.2.1 Khoảng cách đấu nối ......................................................................................... 44 2.2.2 Tiết diện dây dẫn ............................................................................................... 44 2.2.3 Công suất đấu nối .............................................................................................. 44 2.2.4 Điện áp đấu nối ................................................................................................. 45 2.3 Các mô hình kết nối tổ máy turbine gió với lưới điện ............................................. 46 2.3.1 Mô hình kết nối trực tiếp máy phát với lưới điện (loại A) .................................. 46 2.3.2 Mô hình máy phát kết nối lưới điện sử dụng phương thức thay đổi điện trở mạch rotor (loại B) .............................................................................................................. 47 2.3.3 Mô hình kết nối máy phát cảm ứng nguồn kép với lưới điện (loại C) ................. 47 2.3.4 Mô hình máy phát kết nối lưới điện thông qua bộ biến đổi tỉ lệ đầy đủ (loại D) . 48 2.4 Chế độ làm việc của máy phát cảm ứng nguồn kép nối lưới ................................... 50 2.4.1 Sơ đồ thay thế và công suất của máy phát cảm ứng nguồn kép .......................... 50 2.4.2 Dòng công suất của máy phát cảm ứng nguồn kép ............................................ 51 2.4.3 Các chế độ làm việc của máy phát cảm ứng nguồn kép ...................................... 54 2.5 Một số tiêu chuẩn Quốc tế và quy định của Việt Nam về điều kiện đấu nối NMĐG vào HTĐ .......................................................................................................................... 55 2.5.1 Một số tiêu chuẩn Quốc tế ................................................................................. 55 2.5.2 Quy định của Việt Nam về điều kiện đấu nối ..................................................... 61 2.6 Điều khiển hoạt động của turbine gió trong lưới điện............................................. 64 2.6.1 Đường cong công suất lý tưởng ......................................................................... 64 2.6.2 Mục đích và chiến lược điều khiển .................................................................... 65 2.6.3 Điều khiển công suất NMĐG ........................................................................... 67 2.7 Thông số và sơ đồ đấu nối NMĐG Tuy Phong vào lưới phân phối địa phương .... 69 2.7.1 Vị trí địa lý nơi đặt nhà máy .............................................................................. 69 2.7.2 Hệ thống thiết bị và mô hình nối lưới của nhà máy ............................................ 70 2.8 Tóm tắt chương 2...................................................................................................... 78 CHƯƠNG 3 ......................................................................................................................... 79 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NMĐG ĐẾN THÔNG SỐ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN ĐỊA PHƯƠNG ......................................................................... 79 3.1 Thông số của các đối tượng được mô phỏng............................................................ 79 5 3.2 Mô phỏng kết nối NMĐG Tuy Phong – Bình Thuận với lưới điện 110kV địa phương trên phần mềm PSS/E....................................................................................... 80 3.2.1 Sơ đồ nguyên lý của lưới điện 110kV tỉnh Bình Thuận ...................................... 80 3.2.2 Xác định phạm vi ảnh hưởng của NMĐG Tuy Phong đến lưới điện địa phương 80 3.3 Xây dựng biểu đồ trao đổi công suất giữa NMĐG với lưới điện địa phương trong một số chế độ đặc trưng ................................................................................................. 84 3.3.1 Các dữ liệu về gió .............................................................................................. 84 3.3.2 Khả năng phát công suất của turbine gió ............................................................ 85 3.3.3 Xây dựng biểu đồ phát công suất của nhà máy điện gió ..................................... 87 3.3.4 Biểu đồ trao đổi công suất ................................................................................. 90 3.4 Mô phỏng thông số vận hành của lưới điện trong các chế độ đặc trưng ................ 91 3.5 Tóm tắt chương 3...................................................................................................... 96 CHƯƠNG 4 ......................................................................................................................... 97 ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ĐẾN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN .... 97 4.1 Một số chỉ tiêu thường dùng để đánh giá độ tin cậy của các hệ thống cung cấp điện ......................................................................................................................................... 97 4.1.1 Các thông số đầu vào để xác định các chỉ tiêu độ tin cậy ................................... 97 4.1.2 Các chỉ tiêu để đánh giá độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện .......................... 97 4.1.3 Một số định mức về chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện thường được áp dụng .... 100 4.2 Số liệu thống kê về thông số độ tin cậy của các turbine gió được lắp đặt ở Tuy Phong – Bình Thuận .................................................................................................... 101 4.2.1 Thông số hỏng hóc của turbine gió ở NMĐG Tuy Phong – Bình Thuận .......... 102 4.2.2 Xác suất trạng thái của các tổ máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận ............. 103 4.3 Đẳng trị hóa sơ đồ lưới điện để tính toán độ tin cậy cung cấp điện ...................... 104 4.3.1 Sơ đồ lưới điện cần khảo sát và thông số về độ tin cậy của các phần tử............ 104 4.3.2 Đẳng trị hóa lưới điện, tính thông số độ tin cậy của các phần tử đẳng trị .......... 105 4.3.3 Xác suất trạng thái của hệ thống đẳng trị ......................................................... 107 4.4 Ảnh hưởng của NMĐG đến kỳ vọng thiếu hụt điện năng của hộ tiêu thụ ........... 108 4.4.1 Kỳ vọng thiếu hụt điện năng của phụ tải ngày đặc trưng khi chưa có NMĐG .. 108 4.4.2 Kỳ vọng thiếu hụt điện năng của phụ tải ngày đặc trưng khi có NMĐG ........... 111 4.5 Chiến lược chia cắt (tách đảo) lưới điện để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện ... 117 6 4.5.1 Nội dung của chiến lược tách đảo trong trường hợp có nguồn điện phân tán kết nối với lưới điện ....................................................................................................... 117 4.5.2 Tính toán các thông số vận hành lưới điện được tách đảo ................................ 120 4.6 Tóm tắt chương 4.................................................................................................... 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................... 131 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ................. 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 135 PHỤ LỤC 1 ....................................................................................................................... 144 PHỤ LỤC 2 ....................................................................................................................... 158 PHỤ LỤC 3 ....................................................................................................................... 162 7 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thị phần của các hãng cung cấp thiết bị năng lượng gió ......................................... 21 Bảng 1.2 Các loại máy phát của các nhà chế tạo hàng đầu thế giới ........................................ 25 Bảng 1.3 Một số địa phương có tiềm năng gió cao nhất ở Việt Nam ...................................... 31 Bảng 1.4 Các dự án đầu tư điện gió ở Việt Nam .................................................................... 38 Bảng 1.5 Dự báo nhu cầu điện năng đến năm 2020 ............................................................... 39 Bảng 1.6 Cơ cấu điện năng năm 2020 và 2030 ...................................................................... 40 Bảng 1.7 Kịch bản khai thác các nguồn Năng lượng tái tạo đến năm 2030 ............................ 40 Bảng 2.1 Mối quan hệ của các thông số trong mạch đấu nối NMĐG với lưới điện ................ 45 Bảng 2.2 Một ví dụ về phân bố công suất giữa stator và rotor theo các hệ số trượt khác nhau 53 Bảng 2.3 Khả năng vận hành của turbine gió ứng với dải điện áp và tần số ........................... 62 Bảng 2.4 Giới hạn một số thông số về chất lượng điện năng .................................................. 64 Bảng 2.5 Sản lượng điện hàng năm của nhà máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận ............. 73 Bảng 3.1 Thông số các phần tử được mô phỏng xét cho trường hợp NMĐG phát công suất lớn nhất tại thời điểm 17h ngày 7/8/2012 .................................................................................... 83 Bảng 3.2 Tổng hợp kết quả tính toán cho các chế độ đặc trưng.............................................. 93 Bảng 4.1 Một số chỉ số mục tiêu về ĐTC CCĐ của Hoa Kỳ ................................................ 101 Bảng 4.2 Các chỉ tiêu được EVN giao cho các Tổng công ty Điện Lực (PC) năm 2014 ....... 101 Bảng 4.3 Số liệu thống kê về hỏng hóc của turbine gió của NMĐG Tuy Phong ................... 102 Bảng 4.4 Kết quả tính toán xác suất trạng thái của nguồn điện gió ...................................... 104 Bảng 4.5 Xác suất hỏng hóc của các phần tử lưới điện ........................................................ 105 Bảng 4.6 Tổng hợp dãy xác suất khả năng cung ứng của lưới điện ...................................... 109 Bảng 4.7 Phụ tải tiêu thụ của lưới điện và nguồn phân tán tại thời điểm 12h, 23h trong ngày đặc trưng đã chọn (1/12/2012)............................................................................................. 121 Bảng 4.8 Tổn thất công suất và điện áp của các nút phụ tải trước khi tách đảo .................... 121 Bảng 4.9 Tổn thất công suất và điện áp của các nút phụ tải sau khi tách đảo........................ 126 Bảng 4.10 Tổn thất công suất và điện áp 22kV trên TBA Phan Rí ....................................... 127 Bảng 4.11 Tổn thất công suất và điện áp của các nút phụ tải (có kết hợp sa thải phụ tải) ..... 128 8 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Xu hướng tiêu thụ năng lượng toàn cầu từ 1990 đến 2040 ...................................... 18 Hình 1.2 Công suất các nguồn năng lượng tái tạo trong những năm gần đây: (1) Thủy điện, (2) Năng lượng gió, (3) Năng lượng sinh khối, (4) Năng lượng mặt trời, (5) Năng lượng địa nhiệt ............................................................................................................................................. 19 Hình 1.3 Biểu đồ tăng trưởng công suất điện gió trên toàn thế giới ........................................ 20 Hình 1.4 Xếp hạng 10 quốc gia có công suất lắp đặt điện gió cao nhất thế giới...................... 21 Hình 1.5 Các thành phần chính của turbine gió trục đứng và trục ngang ................................ 22 Hình 1.6 Turbine gió của Poul The Mule Cour, ở Askov – Đan Mạch năm 1891 ................. 22 Hình 1.7 Turbine gió trục đứng kiểu “Eole C” đặt tại CapChat – Quebec ............................. 23 Hình 1.8 Quá trình phát triển của turbine gió ......................................................................... 23 Hình 1.9 Mô hình chuyển đổi năng lượng gió thành năng lượng điện trong hệ thống phát điện chạy bằng gió ........................................................................................................................ 24 Hình 1.10 Giản đồ khối mô tả các loại máy phát điện chạy bằng sức gió ............................... 25 Hình 1.11 Năng lực chế tạo turbine gió của một số nhà sản xuất hàng đầu thế giới (theo công suất tổ máy) .......................................................................................................................... 28 Hình 1.12 Biểu đồ tăng trưởng công suất điện gió ở thềm lục địa .......................................... 29 Hình 1.13 Công nghệ nền móng ............................................................................................ 29 Hình 1.14 Giá thành điện gió giảm từ năm 1990 đến năm 2012 ............................................. 30 Hình 1.15 Tiềm năng năng lượng gió Việt Nam do World Bank khảo sát .............................. 33 Hình 1.16 Các vị trí có thể xây dựng NMĐG qui mô công nghiệp tại Việt Nam .................... 34 Hình 1.17 Chế độ gió ở Miền Bắc, kịch bản cho năm 2020 ................................................... 35 Hình 1.18 Chế độ gió ở Miền Trung, kịch bản cho năm 2020 ................................................ 35 Hình 1.19 Chế độ gió ở Miền Nam, kịch bản cho năm 2020 .................................................. 35 Hình 1.20 Mô tả sự chênh lệch sản lượng điện gió theo giờ ................................................... 36 Hình 1.21 Mức thay đổi công suất trong thời gian 10 phút .................................................... 36 Hình 1.22 Độ lệch chuẩn công suất gió trong thời gian 10 phút ............................................. 37 Hình 1.23 Nhà máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận ......................................................... 38 Hình 2.1 Sơ đồ điển hình đấu nối trang trại gió trên đất liền vào lưới điện ............................. 43 Hình 2.2 Sơ đồ điển hình đấu nối trang trại gió ở thềm lục địa vào lưới điện ......................... 43 9 Hình 2.3 Sơ đồ đấu nối tương ứng với qui mô công suất của trang trại gió ............................ 44 Hình 2.4 Mô hình máy phát nối trực tiếp với lưới (loại A) ..................................................... 46 Hình 2.5 Mô hình máy phát nối lưới có tốc độ thay đổi một phần nhờ việc thay đổi điện trở mạch rotor (loại B) ................................................................................................................ 47 Hình 2.6 Mô hình nối lưới của máy phát cảm ứng nguồn kép (loại C) ................................... 48 Hình 2.7 Mô hình máy phát nối lưới thông qua bộ biến đổi điện tử công suất đầy đủ (loại D) ............................................................................................................................................. 49 Hình 2.8 Sơ đồ mạch điện thay thế của DFIG........................................................................ 50 Hình 2.9 Sơ đồ mô tả dòng công suất của máy phát cảm ứng nguồn kép nối lưới .................. 52 Hình 2.10 Dòng công suất của DFIG làm việc ở chế độ dưới đồng bộ ................................... 54 Hình 2.11 Dòng công suất của DFIG làm việc ở chế độ trên đồng bộ .................................... 54 Hình 2.12 Dòng công suất của DFIG làm việc ở chế độ đồng bộ .......................................... 55 Hình 2.13 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần số của lưới điện Đan Mạch vận hành có kết nối điện gió ................................................................................................................. 56 Hình 2.14 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần số của lưới điện Anh Quốc vận hành có kết nối điện gió ................................................................................................................. 56 Hình 2.15 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần số của lưới điện Đan Mạch vận hành có kết nối điện gió (ở cấp điện áp lớn hơn 132kV) ................................................................ 57 Hình 2.16 Đồ thị thể hiện giới hạn biên độ điện áp và tần số của lưới điện Anh Quốc vận hành có kết nối điện gió (ở cấp điện áp lớn hơn 132kV) ................................................................ 57 Hình 2.17 Yêu cầu lượng công suất phản kháng của turbine gió ............................................ 58 Hình 2.18 Điều chỉnh lượng công suất tác dụng cho việc hỗ trợ tần số .................................. 59 Hình 2.19 Qui định LVRT của NMĐG ở một số quốc gia phát triển điện gió ........................ 60 Hình 2.20 Giới hạn điện áp và tần số trong vận hành lưới điện có kết nối với nhà máy điện gió tại Việt Nam ......................................................................................................................... 62 Hình 2.21 Khả năng vượt qua điện áp thấp của turbine gió kết nối với lưới điện Việt Nam ... 64 Hình 2.22 Đường cong công suất lý tưởng của turbine gió .................................................... 65 Hình 2.23 Phương pháp điều khiển cơ bản VS – VP.............................................................. 67 Hình 2.24 Sơ đồ mô tả các bộ phận điều khiển turbine gió .................................................... 68 Hình 2.25 Các phương pháp điều khiển DFIG ....................................................................... 69 Hình 2.26 Cấu trúc của turbine gió loại FL/MD 70/77 (Fuhrländer) ...................................... 71 Hình 2.27 Đồ thị công suất của turbine loại FL/MD 70/77 lắp đặt tại Tuy Phong .................. 71 10 Hình 2.28 Sơ đồ đấu nối nhà máy điện gió Tuy Phong vào lưới điện ..................................... 73 Hình 2.29 Sơ đồ mặt bằng đấu nối nhà máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận với lưới 110kV thông qua trạm Tuy Phong .................................................................................................... 74 Hình 2.30 Sơ đồ nguyên lý đấu nối NMĐG Tuy Phong – Bình Thuận................................... 75 Hình 2.31 Sơ đồ địa lý lưới điện truyền tải tỉnh Bình Thuận đến năm 2015 ........................... 76 Hình 2.32 Sơ đồ nguyên lý lưới điện 110kV tỉnh Bình Thuận đến năm 2015 ......................... 77 Hình 3.1 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày phụ tải tiêu thụ công suất lớn nhất ............ 81 Hình 3.2 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày phụ tải tiêu thụ công suất nhỏ nhất ........... 81 Hình 3.3 Điện áp tại các nút phụ tải ứng với ngày NMĐG phát công suất lớn nhất ................ 82 Hình 3.4 Sơ đồ lưới điện 110kV Bình Thuận có kết nối điện gió đã được đơn giản hóa ......... 82 Hình 3.5 Sơ đồ mô phỏng trên nền PSS/E lưới điện 110kV Bình Thuận có kết nối điện gió đã được đơn giản hóa................................................................................................................. 83 Hình 3.6 Hoa gió ................................................................................................................... 84 Hình 3.7 Họ đặc tính tần suất tốc độ gió ................................................................................ 84 Hình 3.8 Đồ thị kéo dài theo thời gian (a) và xác suất phân bố vận tốc gió (b) trong năm ...... 85 Hình 3.9 Mặt cắt ngang dạng hình tròn có tiết diện A ............................................................ 85 Hình 3.10 Đường cong thể hiện hệ số chuyển đổi tối đa công suất từ gió ở những tốc độ khác nhau ...................................................................................................................................... 86 Hình 3.11 Biểu đồ phát công suất cực đại theo tháng trong năm 2012 .................................. 88 Hình 3.12 Biểu đồ phát công suất trong ngày đặc trưng 7/8/2012 ......................................... 88 Hình 3.13 Biểu đồ phát công suất trung bình trong ngày theo bốn mùa trong năm 2012 ....... 89 Hình 3.14 Biểu đồ phát công suất trung bình trong ngày theo mùa mưa và mùa khô trong năm 2012 (mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10; mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) ........... 89 Hình 3.15 Biểu đồ phụ tải nút CN Vĩnh Hảo – Ninh Phước trong ngày đặc trưng 7/8/2012 .. 90 Hình 3.16 Biểu đồ trao đổi công suất qua đường dây liên lạc cho ngày đặc trưng đã chọn.... 91 Hình 3.17 Trào lưu công suất trên phần lưới điện kết nối với NMĐG .................................... 92 Hình 3.18 Biểu đồ phụ tải tiêu thụ của lưới điện khảo sát trong ngày 7/8/2012 ...................... 94 Hình 3.19 Biểu đồ phát công suất toàn phần của NMĐG trong ngày 7/8/2012....................... 95 Hình 3.20 Điện áp trên các điểm nút phụ tải lân cận NMĐG trong ngày NMĐG phát công suất lớn nhất ................................................................................................................................. 95 Hình 4.1 Sơ đồ lưới điện có kết nối NMĐG để khảo sát độ tin cậy cung cấp điện................ 104 11 Hình 4.2 Sơ đồ lưới điện đã được đẳng trị hóa .................................................................... 106 Hình 4.3 Biểu đồ phụ tải (L1) và (L2) trong ngày có công suất tiêu thụ lớn nhất ................. 109 Hình 4.4 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn ứng với khả năng tải của lưới (103MVA) . 109 Hình 4.5 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn ứng với khả năng tải của lưới (63MVA) ... 110 Hình 4.6 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn ứng với khả năng tải của lưới (0MVA) ..... 110 Hình 4.7 Biểu đồ khả năng phát công suất của nguồn điện gió ngày đặc trưng .................... 111 Hình 4.8 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn có xét đến yếu tố xác suất nguồn gió ứng với khả năng tải của lưới điện (103MVA) ................................................................................. 112 Hình 4.9 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn có xét đến yếu tố xác suất nguồn gió ứng với khả năng tải của lưới điện (63MVA) ................................................................................... 112 Hình 4.10 Biểu đồ khả năng cung ứng của nguồn có xét đến yếu tố xác suất nguồn gió ứng với khả năng tải của lưới điện (0MVA) ..................................................................................... 113 Hình 4.11 Khả năng, mức cung ứng và tiêu thụ tương ứng của NMĐG, HTĐ và phụ tải ..... 113 Hình 4.12 Mức cung ứng của nguồn khi có điện gió ứng với khả năng tải của lưới điện ...... 114 Hình 4.13 Mức cung ứng của hệ thống cung cấp sau khi đáp ứng phụ tải L1 ....................... 114 Hình 4.14 Lượng thiếu hụt công suất khi cung cấp cho nhóm phụ tải L2 ............................. 114 Hình 4.15 Sơ đồ khối mô tả quá trình tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng cho ngày khảo sát ........................................................................................................................................... 116 Hình 4.16 Sơ đồ logic điều khiển máy cắt để tách đảo ......................................................... 119 Hình 4.17 Trào lưu công suất của lưới điện trước khi tách đảo (tại thời điểm 12h) .............. 122 Hình 4.18 Trào lưu công suất trên nhánh Nút giao nhau – Phan Rí và TC220C – TC110C trước khi tách đảo ............................................................................................................... 123 Hình 4.19 Sơ đồ mạch dự kiến cấp điện cho phụ tải đã được chia cắt (tách đảo) (12h) ........ 124 Hình 4.20 Sơ đồ mạch dự kiến cấp điện cho phụ tải đã được chia cắt (tách đảo) (23h) ........ 125 Hình 4.21 Biểu đồ trao đổi công suất giữa nguồn phân tán với phụ tải sau khi tách đảo ....... 126 Hình 4.22 Biểu đồ trao đổi công suất giữa nguồn phân tán với phụ tải Phan Rí sau khi chia cắt lưới điện (tách đảo) ............................................................................................................. 127 Hình 4.23 Sơ đồ lưới điện tách đảo kết hợp với sa thải phụ tải ............................................ 128 Hình 4.24 Trào lưu công suất của lưới đã được tách đảo kết hợp sa thải phụ tải loại 2; 3 ..... 129 12 THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT AC Alternating Current Dòng xoay chiều CCS Carbon Capture and Storage Sự thu giữ các bon COE Cost Of Electricity Chi phí sản xuất điện năng DC Direct Current Dòng một chiều DFIG Doubly Fed Induction Generator Máy phát cảm ứng nguồn kép DG Distributed Generation Nguồn phân tán DNO Distribution network operator Nhà vận hành lưới điện phân phối EIA The International Energy Agency Cơ quan năng lượng quốc tế ERAV Electricity Vietnam EVN Vietnam Electricity Tập đoàn Điện lực Việt Nam FPC Full power converter Bộ chuyển đổi nguồn đầy đủ GHG Green House Gas Phát thải khí nhà kính HAWT Horizontal Axis Wind Turbine Turbine gió trục ngang HVAC High Voltage Alternating Current Dòng điện xoay chiều cao áp HVDC High Voltage Direct Current Dòng điện một chiều cao áp IEC International Electrotechnical Commission Ủy ban Điện Quốc tế IEEE Institute of Electrical Engineers IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor Transistor lưỡng cực LOEE Loss of energy expectation Kỳ vọng thiếu hụt điện năng LOLE Loss of load expectation Kỳ vọng thiếu hụt công suất LOLP Loss of load probability Xác suất thiếu hụt công suất LVRT Low Voltage Ride Through Khả năng vượt qua điện áp thấp NCF Net Cash Flow Dòng tiền thuần PECC3 Power Engineering Consultancy Company Công ty Tư vấn điện 3 No. 3 PMSG Permanent Magnet Synchronous Generator Regulatory Authority of Cục Điều tiết Điện lực Việt Nam and Electronic Viện Kỹ sư Điện – Điện tử Máy phát điện đồng bộ nam châm 13 vĩnh cửu POC Point Of Connection Điểm kết nối PSS/ETM Power System Simulator for Engineers Phần mềm mô phỏng hệ thống điện dùng cho Kỹ sư pu per unit Đơn vị tương đối PWM Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung SCADA Supervisory Control And Data Acquisition Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCIG Squirrel Cage Induction Generator Máy phát điện cảm ứng rotor lồng sóc THD Total Harmonic Distortion Tổng độ méo hài TSO Transmission System Operator Nhà điều hành hệ thống truyền tải UK United Kingdom Anh Quốc UScts United States of America Dollar Cents Xu Đô la Mỹ VAWT Vertical Axis Wind Turbine Turbine gió trục đứng VSC Voltage Source Converter Bộ chuyển đổi nguồn điện áp WECS Wind Energy Conversion Systems Hệ thống chuyển đổi năng lượng gió WRIG Wound Rotor Induction Generator Máy phát điện cảm ứng rotor dây quấn WRSG Wound Rotor Synchronous Generator Máy phát đồng bộ rotor dây quấn WTG Wind Turbine Generator Máy phát tuabin gió 14 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Từ xa xưa nhân loại đã sử dụng năng lượng gió vào việc di chuyển thuyền buồm, kinh khí cầu, xoay bột ngũ cốc, bơm nước...Ý tưởng dùng năng lượng gió để sản xuất ra điện năng đã hình thành ngay sau các phát minh ra điện và máy phát điện. Vào cuối thế kỷ 19, thí nghiệm đầu tiên đã được thực hiện thành công việc sử dụng cối xay gió để tạo ra điện năng. Lúc đầu sử dụng cánh quạt của cối xoay gió để chuyển đổi năng lượng gió thành cơ năng quay rotor máy phát điện. Khi lĩnh vực cơ học dòng chảy phát triển thì các cánh quạt đã được chế tạo đặc biệt để nâng cao hiệu năng của gió. Từ đó khái niệm về cối xoay gió dần chuyển thành turbine gió dùng cho ngành công nghiệp điện gió. Từ sau cuộc khủng hoảng năng lượng dầu mỏ trong thập niên 1970, việc nghiên cứu sản xuất năng lượng từ các dạng nguồn năng lượng khác được đẩy mạnh trên toàn thế giới, trong đó phát điện bằng sức gió được đặc biệt quan tâm. Năm 1999, hơn 10.000MW công suất điện gió được lắp đặt trên toàn thế giới. Các quan điểm về năng lượng gió đã được nhiều quốc gia đưa vào nghị trường. Năm 1999, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ công bố "Gió tạo năng lượng cho Mỹ" sáng kiến này đặt mục tiêu phát triển hơn 80.000MW từ năng lượng gió vào năm 2020, tương ứng với khoảng 5% lượng điện năng tiêu thụ của Mỹ. Tháng 3 năm 2007 các nhà lãnh đạo Châu Âu đã thông qua mục tiêu toàn EU đến năm 2020, 20% nguồn năng lượng của châu lục này là năng lượng tái tạo, bao gồm cả sinh khối, thủy điện, năng lượng mặt trời và năng lượng gió. Để đáp ứng mục tiêu này các nhà lãnh đạo EU đã nhất trí thúc đẩy phát triển năng lượng tái tạo, trong đó đặt ra các mục tiêu riêng cho mỗi quốc gia thành viên về phát triển năng lượng gió. Ở Việt Nam tốc độ tăng trưởng trung bình của sản lượng điện xét trong giai đoạn 2009 – 2010 đạt mức rất cao, khoảng 12,8 – 14,1%/năm [5, 20], tức là gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng GDP của nền kinh tế. Theo dự báo của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, nếu tốc độ tăng trưởng GDP trung bình tiếp tục được duy trì ở mức 7,1%/năm thì nhu cầu sử dụng điện sản xuất của Việt Nam vào năm 2015 sẽ là khoảng 193.162GWh, vào năm 2020 là 327.472GWh. Trong khi đó, ngay cả khi huy động tối đa các nguồn điện truyền thống thì sản lượng điện nước ta cũng chỉ đạt mức tương ứng là 165.000GWh (năm 2015) và 208.000GWh (năm 2020). Điều này nói lên, nền kinh tế sẽ bị thiếu hụt điện một cách nghiêm trọng có thể lên tới cỡ 20 – 30% mỗi năm. Đứng trước thách thức thiếu hụt điện chung của toàn cầu, chính phủ đã đưa ra nhiều giải pháp như: tăng giá điện; đảm bảo an ninh năng lượng bằng cách: mở rộng khai thác những nguồn năng lượng truyền thống và phát triển các nguồn năng lượng mới, đặc biệt là các nguồn năng lượng sạch và có khả năng tái tạo. 15 Theo số liệu nghiên cứu của Tổ chức phát triển năng lượng gió Châu Á [111], trên lãnh thổ Việt Nam, các vùng giàu tiềm năng nhất để phát triển điện gió là: Sơn Hải (Ninh Thuận), vùng đồi cát ở độ cao 60 – 100m phía tây Hàm Tiến đến Mũi Né (Bình Thuận) và khu vực Bán đảo Phương Mai (Bình Định). Trong những tháng có gió mùa, tỷ lệ gió Nam và Đông Nam lên đến 98% với vận tốc trung bình 6 – 7m/s, với vận tốc này có thể xây dựng các nhà máy điện gió với công suất mỗi turbine gió từ 3 – 3,5MW. Mới đây AWS Truepower – Hoa Kỳ đã công bố kết quả khảo sát tiềm năng năng lượng gió trên toàn lãnh thổ Việt Nam bằng cách sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) và đã sàn lọc những vị trí để xác định các địa điểm có tiềm năng lớn. Kết quả khảo sát khẳng định ở 142 vị trí có thể xây dựng nhà máy điện gió quy mô công nghiệp với tổng công suất vào khoảng 9000MW [6]. Nhiều dự án điện gió lớn trong tổng thể 41 dự án với mục tiêu hòa vào lưới điện quốc gia đang được xúc tiến bao gồm: - Dự án xây dựng Nhà máy điện gió Phương Mai 3, tại hai xã Cát Tiến và Cát Chánh thuộc khu kinh tế Nhơn Hội, tỉnh Bình Định. Theo thiết kế, nhà máy có 14 turbine, tổng công suất là 21MW, do Công ty Đầu tư và Phát triển Phong điện miền Trung làm chủ đầu tư. - Dự án nhà máy điện gió Bạc Liêu do Công ty TNHH Xây dựng Thương mại Du lịch Công Lý làm chủ đầu tư, tổng công suất 99MW được xây dựng tại khu vực ven biển thuộc ấp Biển Đông A, xã Vĩnh Trạch Đông, thị xã Bạc Liêu, tỉnh Bạc Liêu. Dự án đã hoàn thành giai đoạn một với 10 turbine gió, tổng công suất 16MW đã được nối lưới. - Dự án nhà máy điện gió kết hợp với Diezel tại đảo Phú Quý với 3 turbine gió tổng công suất 6MW đã được hoàn thành và đang vận hành. - Điển hình nhất là công ty Cổ phần năng lượng tái tạo Việt Nam – REVN, đã hoàn thành và đấu nối với lưới điện 110kV giai đoạn 1 với 20 turbine gió tổng công suất 30MW trong dự án tổng thể 120MW tại Tuy Phong – Bình Thuận. Khi các nhà máy điện gió có công suất lớn đấu nối vào lưới điện nảy sinh ra nhiều vấn đề cần quan tâm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng máy phát điện gió hòa vào lưới điện có thể làm tăng tần suất sự cố, ảnh hưởng đến vấn đề ổn định hệ thống và gây ra các vấn đề về chất lượng điện năng...Ngoài ra, năng lượng gió là một thành phần thiết yếu tác động đến thị trường điện. Những ảnh hưởng khi đấu nối turbine gió vào lưới điện, liên quan đến nhiều vần đề, trong đó có:  Trào lưu công suất trên lưới điện  Lượng công suất dự phòng để đảm bảo ổn định hệ thống  Ngắn mạch trên lưới điện 16  Ổn định của hệ thống điện  Hệ thống bảo vệ về cơ và điện  Chất lượng điện năng Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về điện gió và ảnh hưởng của điện gió đến hệ thống điện [8, 12, 13, 24, 26, 27, 30, 31, 34, 43, 53, 65 ÷ 67, 71, 81, 83 ÷ 85, 103 ÷ 105, 107, 113, 115, 116]. Tuy nhiên vấn đề nghiên cứu lựa chọn các chế độ đặc trưng, đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến thông số vận hành của lưới điện địa phương và độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khi có sự tham gia của nguồn điện gió chưa được quan tâm đúng mức. Chính vì vậy, luận án tập trung vào việc “nghiên cứu tác động của nhà máy điện gió đến thông số vận hành trong các chế độ xác lập đặc trưng của lưới điện địa phương và ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện lân cận điểm kết nối của nhà máy điện gió”. 2. Mục đích nghiên cứu Hai mục đích chính: - Phân tích và đánh giá tác động của nhà máy điện gió đến các thông số vận hành của lưới điện trong các chế độ xác lập đặc trưng được lựa chọn. - Xây dựng mô hình xác suất đánh giá độ tin cậy cung cấp điện và khả năng cô lập (tách đảo) một phần lưới điện địa phương có kết nối với nguồn điện gió khi hệ thống điện lớn bị sự cố để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện khi có kết nối với nguồn điện gió. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Ảnh hưởng của nhà máy điện gió sử dụng máy phát cảm ứng nguồn kép đến các thông số vận hành của lưới điện lân cận điểm kết nối. Nghiên cứu các chỉ tiêu về độ tin cậy cung cấp điện, chủ yếu tập trung vào việc xây dựng mô hình và xem xét sự thay đổi kỳ vọng thiếu hụt công suất, thiếu hụt điện năng đối với nút phụ tải được khảo sát khi có nhà máy điện gió hoạt động và giải pháp “tách đảo” để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Phạm vi nghiên cứu: Sự thay đổi các thông số vận hành trong các chế độ xác lập đặc trưng của lưới điện phân phối địa phương lân cận điểm kết nối với nguồn điện gió. Áp dụng tính toán thực tế tại lưới điện ở Tuy Phong – Bình Thuận nơi có nhà máy điện gió công suất 120MW kết nối với lưới điện 110kV. 4. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp nghiên cứu lý thuyết, xây dựng phương pháp, mô hình nghiên cứu với việc thu thập và xử lý số liệu thực tế của lưới điện và nhà máy điện gió để phục vụ các tính toán minh họa. Sử dụng phần mềm chuyên dụng PSS/E để khoanh vùng phạm vi ảnh hưởng của nhà máy 17 điện gió đến lưới điện và tính toán các thông số vận hành của lưới điện trong các chế độ đặc trưng. Các số liệu được thu thập và cập nhật liên tục từ các nghiên cứu, các dự án điện gió đã và đang thực hiện tại Việt Nam có đấu nối với lưới điện. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Đề xuất phương pháp xây dựng đặc tính phát và trao đổi công suất giữa nhà máy điện gió với lưới điện theo thời gian ngày, tháng, năm trên cơ sở số liệu thống kê quá trình vận hành của đối tượng nghiên cứu từ đó lựa chọn các ngày đặc trưng trong năm để đánh giá tác động của nhà máy điện gió đến lưới điện lân cận điểm kết nối. Xây dựng mô hình xác suất để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện đối với nút phụ tải được khảo sát của lưới điện phân phối khi đấu nối với các nguồn điện phân tán. Đề xuất giải pháp chia cắt (tách đảo) một phần lưới điện có kết nối với nguồn điện phân tán để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải quan trọng khi hệ thống điện lớn bị sự cố. Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu, đề xuất các yêu cầu kỹ thuật đấu nối nhà máy điện gió vào lưới điện Việt Nam nhằm đảm bảo các điều kiện vận hành và chất lượng điện năng cho hộ tiêu thụ. Phân vùng và đánh giá tác động của nhà máy điện gió đến các thông số vận hành của lưới điện thực tế. Xử lý các số liệu thống kê thực tế để xác định thông số về hỏng hóc của turbine gió vận hành tại Việt Nam. Tính toán kỳ vọng thiếu hụt điện năng đối với nút phụ tải được khảo sát khi có sự tham gia của nguồn điện gió để thấy rõ tác động tăng cường độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện phân phối khi kết nối với các nguồn điện phân tán. Đề xuất giải pháp cô lập (tách đảo) một phần lưới điện địa phương có kết nối với nguồn điện phân tán để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ quan trọng khi hệ thống điện lớn bị sự cố. Phương pháp nghiên cứu được tính toán minh họa cho trường hợp nhà máy điện gió Tuy Phong – Bình Thuận. 6. Bố cục của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, toàn bộ nội dung của luận án được trình bày trong 4 chương: Chương 1. Tổng quan Chương 2. Đấu nối nhà máy điện gió vào hệ thống điện Chương 3. Mô phỏng và đánh giá ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến thông số vận hành của lưới điện địa phương Chương 4. Ảnh hưởng của nhà máy điện gió đến độ tin cậy cung cấp điện. 18 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN Trong phần Tổng quan này của Luận án sẽ đề cập đến những vấn đề chung liên quan đến phát triển điện gió trên thế giới và ở Việt Nam. Tổng quan về từng nội dung nghiên cứu trong luận án sẽ được giới thiệu ở đầu các chương tương ứng. 1.1 Năng lượng gió, nguồn năng lượng của tương lai Lịch sử thế giới cho thấy, sự phát triển kinh tế toàn cầu luôn liên quan chặt chẽ với sự gia tăng sử dụng năng lượng và phát thải của khí nhà kính GHG. Trong nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học đã có những nỗ lực to lớn để giải quyết nhu cầu năng lượng ngày càng cao trên toàn thế giới và giảm thiểu phát thải GHG. Theo thông báo của Cơ quan Năng lượng quốc tế (EIA), trong khoảng từ năm 2010 đến 2040 mức tiêu thụ năng lượng thế giới dự kiến tăng 56%. Năng lượng tiêu thụ năm 2010 khoảng 524.1015Btu, đến năm 2020 dự kiến khoảng 630.1015Btu và năm 2040 khoảng 820.1015Btu [61]. Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng, EIA dự báo việc sử dụng than sẽ tăng mạnh trong vòng 20 năm tới cũng như sự phát triển các nguồn năng lượng tái tạo sẽ là một trong những giải pháp hữu hiệu để giải quyết các nhu cầu về năng lượng. Hình 1.1 biểu diễn xu hướng tiêu thụ các dạng năng lượng trên thế giới. Hình 1.1 Xu hướng tiêu thụ năng lượng toàn cầu từ 1990 đến 2040 [56, 61] Cũng cần lưu ý rằng, việc cung cấp các dịch vụ năng lượng đã góp phần đáng kể vào sự gia tăng nồng độ GHG trong khí quyển. Theo [96, 101] "Hầu hết các gia tăng về nhiệt độ trung bình toàn cầu kể từ giữa thế kỷ 20 liên quan chặt chẽ với sự gia tăng về nồng độ GHG do con người tạo ra". 19 Các khảo sát gần đây đã chứng minh cho kết luận này, trong đó việc tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch do con người sử dụng chiếm phần lớn sự phát thải GHG. Sự phát thải GHG tiếp tục gia tăng trong những năm gần đây và nồng độ CO2 đã tăng từ hơn 31,2 tỉ tấn năm 2010 tới 36,4 tỉ tấn năm 2020 và 45,5 tỉ tấn năm 2040 [61]. Có nhiều lựa chọn cho việc giảm phát thải GHG từ các hệ thống năng lượng trong khi vẫn đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng toàn cầu. Một trong số các lựa chọn có thể là năng lượng tái tạo, năng lượng hạt nhân, sự thu giữ các bon (Carbon Capture and Storage – CCS) như đã được đánh giá trong [101]. Năng lượng tái tạo, ngoài tiềm năng to lớn để giảm thiểu sự biến đổi khí hậu còn có thể cung cấp cho con người những tiện ích hữu dụng khác. Năng lượng tái tạo có thể, nếu được thực hiện đúng cách, sẽ góp phần phát triển kinh tế xã hội, mở rộng khả năng tiếp cận năng lượng vì là nguồn cung cấp an toàn và giảm các tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe. Việc tăng tỷ trọng sử dụng năng lượng tái tạo trong tổ hợp năng lượng sẽ đòi hỏi phải có những chính sách để kích thích sự thay đổi trong hệ thống năng lượng. Quá trình triển khai các công nghệ năng lượng tái tạo đã tăng lên nhanh chóng trong những năm gần đây. Vì thế cần phải có các chính sách bổ sung để thu hút đầu tư công nghệ và cơ sở hạ tầng. Trong số các nguồn năng lượng tái tạo (thủy điện, năng lượng sinh khối, năng lượng gió và năng lượng mặt trời) thì năng lượng gió là lĩnh vực phát triển nhanh hơn cả với tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm khoảng 60% trong những năm gần đây [44, 48, 62]. Hình 1.2. Hình 1.2 Công suất các nguồn năng lượng tái tạo trong những năm gần đây: (1) Thủy điện, (2) Năng lượng gió, (3) Năng lượng sinh khối, (4) Năng lượng mặt trời, (5) Năng lượng địa nhiệt [44] 20 Trong những năm gần đây, ở nước ta năng lượng tái tạo cũng nhận được sự quan tâm to lớn của Đảng và Nhà nước. Phó thủ tướng Hoàng Trung Hải đã khẳng định: “Năng lượng hiện nay đã trở thành vấn đề thời sự, là yếu tố quan trọng quyết định đến sự ổn định và phát triển kinh tế – xã hội của quốc gia. Trước dự báo đến năm 2015 nước ta sẽ bắt đầu phải nhập khẩu năng lượng thì bài toán năng lượng càng trở nên quan trọng và cấp bách hơn bao giờ hết....Việc phát triển nguồn năng lượng mới, trong đó có điện gió khi năng lượng hóa thạch đang dần cạn kiệt là mục tiêu quan trọng...” và “việc phát triển điện gió ở Việt Nam sẽ góp phần hoàn thành mục tiêu sử dụng năng lượng tái tạo trong chương trình điện khí hóa nông thôn của Chính phủ và đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia”. Tóm lại, năng lượng gió đã và đang dần trở thành nguồn năng lượng sạch vô cùng quan trọng trên thế giới. Với các tiến bộ vượt bậc trong công nghệ, hiện nay các nhà sản xuất đã chế tạo được loại turbine gió có công suất ngày càng cao với giá thành giảm dần, đặc tính kinh tế kỹ thuật ngày càng tốt hơn có thể cạnh tranh được với nguồn năng lượng truyền thống, hứa hẹn đem lại sự phát triển nhanh hơn cho ngành công nghiệp này trong tương lai. 1.2 Hiện trạng phát triển năng lượng gió trên thế giới Thị trường điện gió toàn cầu đã và đang được phát triển nhanh chóng hơn tất cả các dạng năng lượng khác dùng để phát điện. Tổng công suất đặt của điện gió toàn thế giới vào năm 2005 khoảng 59063MW và cho đến cuối năm 2012 đã tăng gấp hơn 4 lần đạt 282410MW [5, 59], quá trình phát triển này được mô tả trên Hình 1.3. Tổng công suất Tăng trưởng 282410 300000 237029 Công suất (MW) 250000 194559 200000 157910 150000 121247 93959 100000 74175 59063 47662 45381 36664 36649 42471 50000 31184 39333 27289 19784 6866 8150 8330 11401 15112 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Năm 2009 2010 2011 2012 Hình 1.3 Biểu đồ tăng trưởng công suất điện gió trên toàn thế giới Năng lượng gió hiện tại được sử dụng để phát điện ở hơn 50 nước trên thế giới. Trong số này quốc gia có tổng công suất lắp đặt điện gió trong năm 2011 lớn nhất là Trung Quốc (75324MW), xếp sau là Mỹ (60007MW), Đức (31307MW), Tây Ban Nha (22796MW), Ấn Độ (18421MW), Vương quốc Anh (8445MW), Ý (8124MW), Pháp (7473MW)...Một số quốc