Tài liệu Nghiên cứu chế độ vận hành hệ thống hát điện trong nhà máy điện mặt trời mỹ hiệp nhằm hỗ trợ ổn định điện áp nút đấu nối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN TẠ TUẤN HẢI NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI MỸ HIỆP NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP NÚT ĐẤU NỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Bình Định - Năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN NGUYỄN TẠ TUẤN HẢI NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI MỸ HIỆP NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP NÚT ĐẤU NỐI Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Ngƣời hƣớng dẫn: TS. Lê Thái Hiệp i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan bản luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp nhằm hỗ trợ ổn định điện áp nút đấu nối” là công trình của tôi và được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Thái Hiệp. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn trung thực. Để hoàn thành luận văn này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục “Tài liệu tham khảo” và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát hiện có sự sao chép tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Bình Định, ngày tháng năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Tạ Tuấn Hải ii LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp là một trong những bước quan trọng trong khóa học. Tôi rất hạnh phúc khi thực hiện xong luận văn tốt nghiệp và quan trọng hơn là những gì tôi đã học được trong thời gian qua. Bên cạnh kiến thức thu được, tôi đã học được phương pháp nghiên cứu một cách độc lập. Sự thành công này không đơn thuần bởi sự nỗ lực của cá nhân, mà còn có sự hỗ trợ và giúp đỡ của giảng viên hướng dẫn, gia đình và bạn bè. Nhân cơ hội này, cho phép tôi được bày tỏ lời cảm ơn của tôi đến họ. Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô trong Khoa Kỹ Thuật & Công Nghệ trường Đại Học Quy Nhơn đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn đến TS. Lê Thái Hiệp, thầy đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn này. Trong thời gian làm việc với thầy, tôi không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho tôi trong quá trình học tập và công tác sau này. Do với kiến thức bản thân còn rất giới hạn nên bản luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy (cô) giáo trong Khoa Kỹ thuật & Công nghệ, trường Đại học Quy Nhơn để bản luận văn của tôi đươ ̣c hoàn thiê ̣n hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ..................................................... x MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài................................................................................... 1 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu ........................................................... 3 3. Mục đích nghiên cứu............................................................................. 6 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 6 5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 7 6. Cấu trúc của luận văn ............................................................................ 7 Chương 1 ........................................................................................................... 8 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI ........................................ 8 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .......................... 8 1.1.1 Sự phát triển năng lượng tái tạo trên thế giới ................................. 8 1.1.2 Sự phát triển năng lượng tái tạo ở Việt Nam .................................. 9 1.2 Năng lượng mặt trời ............................................................................ 11 1.2.1 Cấu trúc của mặt trời..................................................................... 12 1.2.2 Năng lượng mặt trời ...................................................................... 12 1.2.3 Phổ bức xạ mặt trời ....................................................................... 13 1.2.4 Đặc điểm của bức xạ mặt trời trên bề mặt trái đất........................ 16 1.3 Khai thác, sử dụng trực tiếp năng lượng mặt trời ............................... 18 1.3.1 Thiết bị sấy khô dùng NLMT ....................................................... 19 1.3.2 Thiết bị chưng cất nước sử dụng NLMT ...................................... 20 iv 1.3.3 Thiết bị đun nước nóng dùng NLMT ........................................... 21 1.3.4 Thiết bị làm lạnh và điều hòa không khí dùng NLMT ................. 22 1.3.5 Nhà máy điện sử dụng NLMT ...................................................... 23 1.4 Pin mặt trời.......................................................................................... 24 1.4.1 Khái niệm ...................................................................................... 24 1.4.2 Mô hình toán và đặc tính làm việc của Pin mặt trời ..................... 25 1.5 Tổng quan nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp........................................ 29 1.6 Kết luận chương 1 ............................................................................... 32 Chương 2 ......................................................................................................... 33 NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI MỸ HIỆP NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP NÚT ĐẤU NỐI ......................................................................................... 33 2.1 Cấu trúc hệ thống tự động điều khiển phát điện của hệ thống điện quốc gia ....................................................................................................... 33 2.1.1 Nguyên tắc làm việc của hệ thống AGC ...................................... 36 2.1.2 Các trạng thái vận hành của AGC ................................................ 37 2.1.3 Các chế độ làm việc của tổ máy trong AGC ................................ 39 2.2 Cấu trúc hệ thống điện mặt trời .......................................................... 43 2.2.1 Bộ đóng cắt mềm .......................................................................... 44 2.2.2 Bộ biến đổi DC/DC hay bộ biến đổi Boost Converter ................. 44 2.2.3 Bộ nghịch lưu DC/AC .................................................................. 45 2.2.4 Bộ lọc phía lưới............................................................................. 46 2.2.5 Thiết bị điều khiển ........................................................................ 47 2.3 Cơ sở lý thuyết về nghịch lưu 3 pha ................................................... 48 2.4 Điều khiển bám theo các điểm làm việc có công suất cực đại ........... 49 2.5 Điều khiển công suất tác dụng và công suất phản kháng ................... 53 2.5.1 Nguyên tắc điều khiển công suất .................................................. 53 v 2.5.2 Công suất 3 pha trên các hệ qui chiếu khác nhau ......................... 54 2.5.3 Sơ đồ điều khiển công suất tác dụng và công suất phản kháng.... 55 2.6 Các chế độ làm việc của các inverter tại nhà máy .............................. 56 2.7 Chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời khi điện áp nút đấu nối quá áp hoặc thấp áp ..................................................... 58 2.8 Ảnh hưởng của nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp và các nhà máy điện lân cận đến nút đấu nối ................................................................................ 61 2.8.1 Sơ đồ lưới điện tại nút đấu nối...................................................... 61 2.8.2 Ảnh hưởng của các nhà máy điện mặt trời trong khu vực ........... 62 2.8.3 Các nguyên nhân dẫn đến hiện tượng mất ổn định điện áp nút đấu nối ....................................................................................................... 64 2.9 Đề xuất phương thức vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời nhằm hỗ trợ ổn định điện áp nút đấu nối ....................................... 67 2.10 Kết luận chương 2 ............................................................................... 72 Chương 3 ......................................................................................................... 73 MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN MẶT TRỜI MỸ HIỆP NHẰM HỖ TRỢ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP NÚT ĐẤU NỐI ......................................................................................... 73 3.1 Cấu trúc hệ thống điện mặt trời trên phần mềm mô phỏng ................ 73 3.1.1 Khối mô phỏng PV-MPPT-DC/DC .............................................. 74 3.1.2 Khối điều khiển PPC CONTROL................................................. 76 3.1.3 Bộ phận hiển thị đặc tính .............................................................. 78 3.2 Thiết lập thông số cho hệ thống điện mặt trời trên phần mềm ........... 79 3.3 Mô phỏng ở chế độ làm việc bình thường .......................................... 83 3.3.1 Chế độ phát điện tự do .................................................................. 83 3.3.2 Chế độ điều khiển công suất phát ................................................. 84 vi 3.4 Mô phỏng phương thức vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời nhằm hỗ trợ ổn định điện áp nút đấu nối ............................... 86 3.4.1 Mô phỏng chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời khi điện áp nút đấu nối giảm thấp ............................................. 86 3.4.2 Mô phỏng chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời khi điện áp nút đấu nối tăng cao................................................ 87 3.4.3 Mô phỏng chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp hỗ trợ lưới điện khi thay đổi kết lưới ......................... 88 3.4.4 Mô phỏng chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời khi xảy ra sự cố ngắn mạch một pha chạm đất ......................... 91 3.5 Kết luận chương 3 ............................................................................... 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 93 1. KẾT LUẬN ......................................................................................... 93 2. KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 96 PHỤ LỤC ........................................................................................................ 99 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt PPC Power Plant Controller Hệ thống giám sát và điều khiển nhà máy điện Setpoint Giá trị đặt Inverter Biến tần Master control Nắm quyền điều khiển Follower Thực hiện Control mode Chế độ kiểm soát Active Power Curtailment Giảm công suất phát Strategies Chế độ Protective Strategies Chế độ bảo vệ Grid-Support Strategies Chế độ hỗ trợ lưới FACTS Flexible Alternating Current Hệ thống truyền tải dòng điện Transmission System xoay chiều linh hoạt STATCOM A static compensator synchronous Giữ vững điện áp, giảm nhấp nháy và lọc sóng hài trong hệ thống ĐMTMN Điện mặt trời mái nhà NLMT Năng lượng mặt trời CPC-CPSC Tổng Công Ty Điện Lực Miền Trung - Công ty Dịch vụ điện lực miền Trung TBA Trạm biến áp BCU Bay Computer Unit Máy tính ngăn lộ RTU Remote Terminal Unit Thiết bị đặt tại trạm điện hoặc nhà máy điện phục vụ việc thu thập và truyền dữ liệu về hệ thống SCADA của Trung tâm điều độ hệ thống điện hoặc Trung tâm điều khiển viii Thiết bị giao tiếp giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị HMI Human-Machine-Interface AGC Automatic Generation Control Hệ thống thiết bị tự động điều chỉnh tăng giảm công suất tác dụng của tổ máy phát điện nhằm duy trì tần số của hệ thống điện ổn định trong phạm vi cho phép theo nguyên tắc vận hành kinh tế tổ máy phát điện MPPT Maximum Tracker PV Photovoltaic array Một hệ thống liên kết gồm các mô-đun quang điện PWM Pules With Modulation Điều chế độ rộng xung SVM Space vector Modulation Điều chế vector không gian Power Point Điều khiển dò tìm điểm công suất cực đại P Công suất tác dụng Q Công suất phản kháng U Điện áp I Dòng điện ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân bố phổ bức xạ mặt trời theo bước sóng ................................. 15 Bảng 1.2: Màu sắc và bước sóng của ánh sáng mặt trời ................................. 15 Bảng 2.1: Dữ liệu sự cố tại NMĐMT Mỹ Hiệp .............................................. 66 x DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cấu trúc của mặt trời ....................................................................... 12 Hình 1.2: Thang sóng điện từ của bức xạ mặt trời.......................................... 14 Hình 1.3: Định nghĩa các vĩ tuyến (a) và kinh tuyến (b) ................................ 16 Hình 1.4: Phổ bức xạ mặt trời bên trong và ngoài bầu khí quyển .................. 17 Hình 1.5: Thiết bị sấy thực phẩm dùng NLMT .............................................. 20 Hình 1.6: Thiết bị chưng cất nước dùng NLMT ............................................. 21 Hình 1.7: Nguyên lý hoạt động của máy nước nóng NLMT Sơn Hà ............. 22 Hình 1.8: Điều hòa không khí sử dụng NLMT ............................................... 23 Hình 1.9: Nhà máy nhiệt điện mặt trời ........................................................... 23 Hình 1.10: Nhà máy điện mặt trời .................................................................. 24 Hình 1.11: Mạch tương đương của modul PV ................................................ 26 Hình 1.12: Quan hệ I(U) và P(U) của PV ....................................................... 27 Hình 1.13: Quan hệ I-V của PV ứng với cường độ bức xạ ánh sáng khác nhau ......................................................................................................................... 28 Hình 1.14: Quan hệ I-V của PV ứng với nhiệt độ làm việc khác nhau .......... 29 Hình 1.15: Sơ đồ nối điện chính NMĐMT Mỹ Hiệp...................................... 32 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống AGC cho hệ thống điện Việt Nam ........................ 36 Hình 2.2: Hệ thống điện năng lượng mặt trời nối lưới ................................... 43 Hình 2.3: Bộ đóng cắt mềm ............................................................................ 44 Hình 2.4: Bộ Boost Converter đóng cắt bằng MOSFET ................................ 45 Hình 2.5: Sơ đồ mạch động lực bộ nghịch lưu DC/AC .................................. 46 xi Hình 2.6: Bộ lọc phía lưới ............................................................................... 46 Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lý điều khiển............................................................. 47 Hình 2.8: Bộ điều khiển MPPT trong hệ thống pin mặt trời .......................... 50 Hình 2.9: Thuật toán dò tìm điểm làm việc công suất lớn nhất P&O ............ 51 Hình 2.10: Lưu đồ thuật toán nhiễu loạn và quan sát (P&O) ......................... 52 Hình 2.11: Sơ đồ khối của nghịch lưu nối lưới ............................................... 53 Hình 2.12: Đồ thị véc tơ điện áp và dòng điện của Inverter ........................... 54 Hình 2.13: Vòng điều khiển dòng điện ........................................................... 55 Hình 2.14: Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều khiển công suất .............................. 56 Hình 2.15: Điện áp và thời giam duy trì vận hành .......................................... 58 Hình 2.16: Cài đặt giá trị bảo vệ điện áp trong inverter tại nhà máy.............. 60 Hình 2.17: Sơ đồ nối điện chính T220kV Phù Mỹ ......................................... 62 Hình 2.18: Mất ổn định điện áp do gia tăng phụ tải khi vận hành ở gần giới hạn ổn định ...................................................................................................... 65 Hình 2.19: Đặc tính điện áp và công suất khi lưới dao động.......................... 66 Hình 2.20: A3 thay đổi kết lưới dẫn đến dao động điện áp ............................ 67 Hình 2.21: Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin Lithium-ion ..................... 69 Hình 2.22: Hệ thống STATCOM .................................................................... 70 Hình 2.23: Mô hình nhà máy điện ảo.............................................................. 71 Hình 3.1: Sơ đồ mô phỏng hệ thống điện mặt trời của nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp........................................................................................................... 73 Hình 3.2: Khối PV-MPPT-DC/DC ................................................................. 74 xii Hình 3.3: Thông số khối PV ARRAY ............................................................ 74 Hình 3.4: Khối MPPT-DC/DC........................................................................ 75 Hình 3.5: Khối điều khiển nhà máy PPC CONTROL .................................... 76 Hình 3.6: Bảng điều khiển cho khối PPC CONTROL ................................... 77 Hình 3.7: Màn hình hiển thị P, Q tại vị trí các thanh cái ................................ 78 Hình 3.8: Bộ hiển thị đặc tính ......................................................................... 78 Hình 3.9: Thiết lập biểu đồ bức xạ đầu vào cho hệ thống PV ........................ 79 Hình 3.10: Thông số cho bộ FITTER LCL..................................................... 79 Hình 3.11: Thông số MBA 22/0.8 kV ............................................................ 80 Hình 3.12: Thông số hệ thống tự dùng ........................................................... 81 Hình 3.13: Thống số đường dây 22kV............................................................ 81 Hình 3.14: Thông số MBA 110/22 kV ........................................................... 82 Hình 3.15: Thông số đường dây 110kV dài 14.828 km ................................. 82 Hình 3.16: Đặc tính U, I, PQ của nhà máy ..................................................... 83 Hình 3.17: Đặc tính điện áp và dòng điện tại PV SCADA ............................. 83 Hình 3.18: Đặc tính U, I, P DC của hệ thống PV ........................................... 84 Hình 3.19: Điều khiển công suất tác dụng ...................................................... 84 Hình 3.20: Điều khiển công suất phản kháng ................................................. 85 Hình 3.21: Chế độ vận hành hỗ trợ ổn định điện áp khi điện áp giảm thấp ... 86 Hình 3.22: Chế độ vận hành hỗ trợ ổn định điện áp khi điện áp tăng cao ...... 87 Hình 3.23: Sơ đồ kết lưới T220kV Phù Mỹ.................................................... 88 Hình 3.24: Thiết lập thông số máy cắt ............................................................ 89 xiii Hình 3.25: Hệ thống PV đảm bảo hỗ trợ nhanh chóng nhằm ổn định điện áp89 Hình 3.26: Thời gian và lượng Q nhà máy hỗ trợ........................................... 90 Hình 3.27: Thiết lập thông số khối ngắn mạch ............................................... 91 Hình 3.28: Hệ thống PV hỗ trợ vượt qua sự cố .............................................. 91 Hình 3.29: Đặc tính điện áp và dòng điện khi xảy ra sự cố pha A ................. 92 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, các nguồn năng lượng trên trái đất như dầu mỏ, than đá… đang dần cạn kiệt, không còn nhiều để khai thác được nữa. Ngoài ra, những nguồn năng lượng này là nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm không khí làm ảnh hưởng đến đời sống con người. Trong khi đó, nguồn năng lượng tái tạo khá dồi dào, có khả năng thay thế nguồn năng lượng hóa thạch, giảm thiểu tác động tới môi trường. Vì vậy, tập trung nghiên cứu ứng dụng năng lượng tái tạo đang là hướng đi mới trong năng lượng công nghiệp, nhất là trong thời đại ngày nay vấn đề tiết kiệm năng lượng đang đặt lên hàng đầu. Việc khai thác năng lượng tái tạo có ý nghĩa quan trọng cả về kinh tế, xã hội, an ninh năng lượng và phát triển bền vững. Năng lượng mặt trời là một trong các nguồn năng lượng tái tạo quan trọng nhất mà thiên nhiên ban tặng cho hành tinh chúng ta. Đồng thời, nó cũng là nguồn gốc của các nguồn năng lượng tái tạo khác như năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng các dòng sông,… Năng lượng mặt trời có thể nói là vô tận, để khai thác, sử dụng nguồn năng lượng này cần phải biết các đặc trưng và tính chất cơ bản của nó, đặc biệt khi tới bề mặt quả đất. Ở Việt Nam, điện năng lượng mặt trời cũng được khai thác và sử dụng, tuy nhiên phần lớn vẫn chỉ dừng lại ở mức sử dụng cục bộ, việc hòa lưới còn nhiều hạn chế, tuy nhiên Quyết định Số: 11/2017/QĐ-TTg ngày 11/04/2017 của Thủ tướng chính phủ về cơ chế khuyến khích phát triển các dự án điện mặt trời tại Việt Nam và Thông tư số 16/2017/TT-BCT ngày 12/09/2017 Quy định về phát triển dự án và hợp đồng mua bán điện mẫu áp dụng cho các dự án điện mặt trời đã mở ra cho chúng ta một cơ hội khai thác, sử dụng và bán 2 điện năng lượng mặt trời, đồng thời khuyến khích phát triển các dự án điện năng lượng mặt trời. Tuy nhiên, qua các dự án nhà máy điện năng lượng mặt trời nối lưới hiện tại chưa đáp ứng hoàn toàn được tính ổn định hệ thống điện quốc gia. Chính vì thế vấn đề cần thiết đặt ra là triển khai cài đặt chế độ làm việc của phương pháp điều khiển hệ thống phát điện trong các nhà máy năng lượng tái tạo, các chế độ làm việc của nhà máy năng lượng tái tạo:  Chế độ xác lập: - Hệ thống PPC (Power Plant Controller – Hệ thống giám sát và điều khiển nhà máy điện) sẽ nhận các tín hiệu điều khiển từ cấp điều độ có quyền điều khiển để thực hiện tính toán và gửi các giá trị setpoint tới từng inverter của nhà máy. - Trong chế độ xác lập, hệ thống PPC sẽ nắm quyền điều khiển (master control), inverter chỉ thực hiện phát P, Q (follower). - Trong chế độ xác lập, nhà máy sẽ đáp ứng P, Q theo control mode được cài đặt (U, Q, PF Control Mode hay Active Power Curtailment).  Chế độ sự cố: - Trong quá trình sự cố, các inverter sẽ chủ động thực hiện điều khiển đáp ứng P, Q của tấm pin hay turbine gió thay vì việc thực hiện đáp ứng theo giá trị setpoint từ PPC. - Trong sự cố, việc đáp ứng P, Q của inverter sẽ phụ thuộc vào strategies được cài đặt của inverter:  Protective Strategies: không hỗ trợ lưới mà đưa P,Q về 0 hoặc lập tức shutdown inverter. 3  Grid-Support Strategies: đáp ứng để hỗ trợ lưới điện trong quá trình sự cố. Bộ Inverter của nhà máy năng lượng tái tạo cần được xây dựng thuật toán để có chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ pha nhằm kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin mặt trời và điện lưới. Chế độ làm việc thông minh của bộ inverter để đáp ứng các chế độ làm việc của nhà máy năng lượng tái tạo. Chính vì lý do đó, em chọn đề tài nghiên cứu của mình: “Nghiên cứu chế độ vận hành hệ thống phát điện trong nhà máy điện mặt trời Mỹ Hiệp nhằm hỗ trợ ổn định điện áp nút đấu nối” 2. Tổng quan tình hình nghiên cứu Bài báo [1], bài báo đề xuất một bộ điều khiển dòng điện sử dụng logic mờ cho biến tần kết nối với lưới điện. Trong bộ điều khiển PI để điều khiển biến tần nối lưới, độ khuếch đại của bộ khâu P được thay đổi với sự trợ giúp của các thuật toán logic mờ để có được đáp ứng quá độ nhanh bất chấp các biến đổi đầu vào và nhiễu phụ tải. Đầu vào của bộ điều khiển logic mờ là sai lệch dòng điện đo được và giá trị đặt trong trong hệ tọa độ quay. 4 Hình 1: Sơ đồ điều khiển dòng điện biến tần một pha nối lưới [1] Bài báo [2], nhóm tác giả đã nghiên cứu giải pháp điều khiển Inverter năng lượng mặt trời từ xa, đối với hệ thống điện mặt trời mái nhà có công suất gần 01 MW, do qui mô vừa phải nên để cắt giảm chi phí vận hành, các chủ đầu tư ít khi bố trí nhân viên trực vận hành tại chỗ mà để hệ thống tự chạy và giám sát thông qua các phần mềm từ nhà cung cấp Inverter. Một số loại Inverter có thể điều khiển từ xa thông qua phần mềm có sẵn và cũng có một số loại inverter chỉ có thể giám sát mà không thể điều khiển từ xa. Từ thực trạng đó, các kỹ sư tại Trung tâm điều khiển Gia Lai đã nghiên cứu giải pháp kết nối, điều khiển từ xa cho các Inverter hãng Solis[2]. 5 Hình 2: Giải pháp kết nối, điều khiển từ xa cho các inverter hãng Solic do các kỹ sư trung tâm điều khiển PC Gia Lai nghiên cứu Bài báo [3], nhóm tác giả đã nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để khắc phục sự mất ổn định và sụp đổ điện áp. Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự mất ổn định và sụp đổ điện áp thường là do không đáp ứng đủ nhu cầu công suất phản kháng cần thiết khi phụ tải tăng bất thường và đột biến. Tuy nhiên, các thiết bị bù hiện tại trên hệ thống điện chưa đáp ứng đủ những yêu cầu về phản ứng nhanh nhạy khi hệ thống có sự thay đổi đột ngột về nhu cầu công suất phản kháng. Các thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS (Flexible Alternating Current Transmission System) đã đáp ứng được yêu cầu về độ phản ứng nhanh nhạy cũng như dung lượng bù tối ưu cho hệ thống điện trong mọi chế độ làm việc. Áp dụng bộ điều khiển STATCOM thuộc nhóm thiết bị truyền tải điện xoay chiều linh hoạt FACTS. Với độ nhanh nhạy, chính xác, điều khiển linh hoạt, các thiết bị FACTS sẽ cải thiện độ ổn định điện áp và nâng cao khả năng truyền tải công suất trên hệ thống.