Tài liệu Phân tích ảnh hưởng của nguồn năng lượng mặt trời đến lưới điện tỉnh tây ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -------------------- ÂU QUỐC PHONG PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TỈNH TÂY NINH Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2022 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Phúc Khải Cán bộ chấm nhận xét 1: TS.Lê Thị Tịnh Minh Cán bộ chấm nhận xét 2: TS.Dương Thanh Long Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 09 tháng 01 năm 2022. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. PGS.TS Nguyễn Văn Liêm - Chủ tịch 2. TS.Huỳnh Quang Minh - Thư ký 3. TS.Lê Thị Tịnh Minh - Phản biện 1 4. TS.Dương Thanh Long - Phản biện 2 5. TS.Nguyễn Hữu Vinh - Ủy viên Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Nguyễn Văn Liêm TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên học viên: Âu Quốc Phong…………………………………..MSSV: 1870255 Ngày, tháng, năm sinh: 15/07/1988………………….......………Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Kỹ thuật điện…………………………………....Mã số: 8520201 I. TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích ảnh hưởng của nguồn năng lượng mặt trời đến lưới điện tỉnh Tây Ninh. Tên đề tài tiếng Anh: Analyzing effects of solar energy on the power grid of Tay Ninh Province II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tìm hiểu tổng quan về nguồn năng lượng mặt trời và sơ đồ lưới điện tỉnh Tây Ninh năm 2021 và Quy hoạch năm 2025. - Xây dựng mô hình tính toán lưới điện bằng phần mềm ETAP. - Tính toán và phân tích ảnh hưởng của nguồn năng lượng mặt trời đến lưới điện hiện hữu và lưới điện quy hoạch 2025. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 06/09/2021 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/12/2021 V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Nguyễn Phúc Khải TP.HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm 2021 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS.Nguyễn Phúc Khải TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy TS.Nguyễn Phúc Khải vì những chỉ dẫn, hướng dẫn đánh giá tận tình và tạo cho tôi điều kiện thuận lợi để thực hiện và hoàn thành luận văn. Bên cạnh đó, tôi xin chân thành cảm ơn đến cá thầy cô giảng dạy tại bộ môn Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Cung cấp điện và tất cả các thầy cô khoa Điện – Điện tử trường Đại học Bách khoa TP.HCM. Nhờ các thầy cô mả tôi được tiếp cận các kiến thức chuyên ngành, kỹ năng vận dụng kiến thức, tất cả sẽ trở thành hành trang vô cùng quý giá đối với tôi trong công tác chuyên môn cũng như trong học tập, nghiên cứu sau này. Qua quá trình học tập, nghiên cứu và được sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn Phúc Khải cuối cùng luận văn tốt nghiệp đã được hoàn thành. Tuy nhiên, do sự hiểu biết và kiến thức của bản thân tôi có hạn nên luận văn này không thể tránh khỏi thiếu sót, hạn chế. Tôi kính mong quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè có những ý kiến góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Phúc Khải cùng toàn thể quý thầy cô của trường Đại học Bách khoa nói chung và các quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử nói riêng đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại trường để hôm nay tôi có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Cuối cùng, xin cảm ơn giai đình, toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này. TP.HCM, ngày 12 tháng 12 năm 2021 Học viên Âu Quốc Phong HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 LL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Trong những năm qua, nhu cầu năng lượng trên thế giới ngày càng tăng cao do sự gia tăng bùng nổ quy mô sản xuất trong thời đại toàn cầu hóa và hội nhập các nền kinh tế. Song song với việc phát triển trên, việc sử dụng nguồn năng lượng hóa thạch đã gây tác động không nhỏ đến môi trường (phát thải khí CO2, hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu toàn cầu...). Chính vì thế, việc sử dụng rộng rãi nguồn năng lượng tái tạo hiện nay nhằm thay thế dần năng lượng hóa thạch trên toàn thế giới là rất rõ rệt, là định hướng xu thế tất yếu trong phát triển bền vững nguồn năng lượng thời gian tới. Trong số các nguồn năng lượng thay thế, nguồn năng lượng mặt trời từ các tấm pin quang điện (PV) được coi như là nguồn năng lượng tự nhiên đã được rất nhiều quốc gia xem là nguồn năng lượng tương lai của năng lượng toàn cầu. Tính đến 31/12/2020, tổng công suất lắp đặt điện mặt trời trên cả nước đạt khoảng 19.400 MWP (tương ứng khoảng 16,5 GWAC), chiếm khoảng 24% công suất lắp đặt nguồn điện của hệ thống điện quốc gia. Việc phát triển điện mặt trời là tất yếu và đem lại nhiều lợi ích lâu dài về mặt kinh tế, môi trường, xã hội, nhưng nó cũng tạo ra nhiều ảnh hưởng không tốt cho lưới điện, nhất là khi tỉ trọng nguồn điện mặt trời trong lưới điện ngày càng tăng cao. Theo Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Tây Ninh giai đoạn 2016 – 2025 tầm nhìn đến năm 2035 trên địa bàn tỉnh Tây Ninh đã được Bộ Công Thương phê duyệt. Hiện nay, tỉnh Tây Ninh đang vận hành hệ thống điện mặt trời với quy mô tương đối lớn và dự kiến trong thời gian tới sau khi có giá điện FIT3, sẽ có rất nhiều dự án điện mặt trời được đầu tư vào tỉnh Tây Ninh với quy mô công suất lớn hơn nữa. Với sự phát triển năng lượng mặt trời nhanh chóng cả về quy mô và công suất lắp đặt, các dự án có tổng công suất tương đối lớn của tỉnh Tây Ninh so với các tỉnh trong nước, luận văn sử dụng phần mềm ETAP để xây dựng, phân tích ảnh hưởng của điện mặt trời đến hệ thống điện cấp 110kV và 220kV tỉnh Tây Ninh. Mục tiêu của đề tài luận văn là nhằm phân tích ảnh hưởng của các dự án điện năng lượng mặt trời đến lưới điện của tỉnh Tây Ninh (phân tích chủ yếu về tỷ lệ xâm nhập của nguồn điện mặt trời, xem xét khả năng dung nạp của lưới điện tỉnh Tây Ninh ở cấp điện áp 110kV và 220kV), đồng thời có thể góp phần quy hoạch hợp lý HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 LLL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải vị trí đấu nối của các dự án điện năng lượng mặt trời trong thời gian tới, khai thác được các thế mạnh, tiềm năng của tỉnh Tây Ninh. HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 LY LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải ABSTRACT In recent years, the world's energy demand has been increasing due to the explosive increase in production scale in the era of globalization and integration of economies. In parallel with the above development, the use of fossil energy sources has caused a significant impact on the environment (CO2 emissions, greenhouse effect, global climate change...). Therefore, the widespread use of renewable energy sources today to gradually replace fossil energy around the world is very clear, which is an inevitable trend orientation in the sustainable development of energy sources over next time. Among the alternative energy sources, solar energy from photovoltaic panels (PV) is considered as a natural energy source that has been viewed by many countries as the future energy source of global energy. As of December 31, 2020, the total installed capacity of solar power across the country reached about 19,400 MWP (equivalent to about 16.5 GWAC), accounting for about 24% of the installed capacity of the national power system. The development of solar power is inevitable and brings many long-term benefits in terms of economy, environment, and society, but it also creates many negative effects for the power grid, especially when the proportion of solar power sources is low. The sky in the power grid is increasing day by day. According to the electricity development plan of Tay Ninh province for the period 2016 - 2025 with a vision to 2035 in Tay Ninh province, approved by the Ministry of Industry and Trade. Currently, Tay Ninh province is operating a solar power system on a relatively large scale and it is expected that in the near future after the FIT3 electricity price is available, many solar power projects will be invested in Tay Ninh province. with a larger capacity scale. With the rapid development of solar energy in both scale and installed capacity, projects with a relatively large total capacity of Tay Ninh province compared to other provinces in the country, the thesis uses ETAP software to build construction and analysis of the influence of solar power on 110kV and 220kV power systems in Tay Ninh province. HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 Y LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải The objective of the thesis is to analyze the influence of solar power projects on the power grid of Tay Ninh province (mainly analyzing the penetration rate of solar power, considering the capacity of the electricity grid in Tay Ninh province at 110kV and 220kV voltages), and at the same time, it can contribute to reasonable planning of connection locations of power projects. solar energy in the coming time, exploiting the strengths and potentials of Tay Ninh province. HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 YL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TP.HCM, ngày 12 tháng 12 năm 2021 Học viên Âu Quốc Phong HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 YLL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ....................................................................... i LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ ii TÓM TẮT LUẬN VĂN........................................................................................iii ABSTRACT ..........................................................................................................v LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................vLL MỤC LỤC ............................................................................................................. vLLi MỤC LỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... [i MỤC LỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... [ii CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI Ở VIỆT NAM ........................................................................................................ 01 1. Tổng quan về năng lượng tái tạo...............................................................................01 2. Các tác động của nguồn năng lượng tái tạo đến lưới điện truyền tải ở Việt Nam.....04 2.1. Tiềm năng phát triển điện mặt trời theo dự thảo Quy hoạch điện VIII (QHĐ VIII)...............................................................................................................................04 2.2. Khó khăn, thách thức khi tỷ trọng điện mặt trời đạt được như Quy hoạch điện VIII……………………………………………………………………………….…...05 3. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 07 4. Hướng tiếp cận của đề tài..................................................................................... 09 5. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu của đề tài .................................................... 09 6 . Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài. ............................................................ 10 7. Kết quả mong muốn............................................................................................. 11 8. Bố cục của luận văn. ............................................................................................ 11 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI TỈNH TÂY NINH VÀ CÁC KỊCH BẢN THAM GIA CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI....................... 12 1. Đặc điểm tự nhiên. .............................................................................................. 12 2. Nguồn điện .......................................................................................................... 14 2.1 Nguồn điện từ các Trạm biến áp 220kV..................................................................14 2.2 Nguồn năng lượng tái tạo………………………………………...……………......14 3. Lưới điện: .........................................................................................................….16 3.1 Lưới truyền tải 500kV……………………………………...…………..……….....16 3.2 Lưới truyền tải 220kV………………………..………………….………………...16 HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 YLLL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải 4. Quy mô công suất đấu nối hiện tại và các kịch bản tham gia của năng lượng điện mặt trời theo Quy hoạch đã được duyệt .......................................................................... 23 4.1. Các dự án điện mặt trời đấu nối vào lưới điện tỉnh Tây Ninh đến năm 2021 ..... 23 4.2. Các dự án điện mặt trời đấu nối vào lưới điện tỉnh Tây Ninh đến năm 2025 theo Quy hoạch đã được duyệt ........................................................................................ 24 4.3. Các dự án điện mặt trời đấu nối vào lưới điện tỉnh Tây Ninh đến năm 2025 theo Quy hoạch đã được duyệt bổ sung thêm nguồn năng lượng mặt trời ........................ 25 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN VÀ CÁC KỊCH BẢN TƯƠNG ỨNG ...................................................................................................... 26 1. Sơ lược về phần mềm ETAP……………………………………….…………....…26 2. Các khả năng tính toán của ETAP…………...……………………………………..26 3. Khái niệm sơ lược về tỷ lệ xâm nhập (HC-Hosting Capacity) của nguồn điện mặt trời tham gia vào các nguồn phát công suất trên hệ thống điện………….…………....……26 3.1. Định nghĩa về tích hợp các nguồn công suất phát phân tán của năng lượng tái tạo (DER) trong hệ thống điện…………………….……………………...…………………..26 3.2. Định nghĩa về Tỷ lệ xâm nhập của năng lượng mặt trời vào hệ thống điện…………………………………………………………………..……………...…….28 3.3.Phương pháp hằng số phát điện (Constant generation method) ........................... 28 3.4. Các mô hình lưới điện có xét đến ảnh hưởng các dự án điện mặt trời mô phỏng bằng ETAP ...................................................................................................................... 29 3.4.1. Mô phỏng nguồn lưới ................................................................................ 29 3.4.2. Mô phỏng thông số thanh cái..................................................................... 32 3.4.3. Mô phỏng mô hình MBA .......................................................................... 33 3.4.4. Mô phỏng đường dây truyền tải................................................................. 37 3.4.5. Mô phỏng dự án điện mặt trời ................................................................... 39 3.5. Lưới điện hiện tại trên địa bàn tỉnh Tây Ninh .................................................... 42 3.6. Lưới điện theo Quy hoạch đến năm 2025 trên địa bàn tỉnh Tây Ninh ................ 43 3.7. Lưới điện theo Quy hoạch đến năm 2025 và bổ sung 06 dự án điện mặt trời đấu nối, mỗi dự án có công suất 100MWp...................................................................... 44 CHƯƠNG 4: KIỂM TRA CÁC KỊCH BẢN VẬN HÀNH CHO LƯỚI ĐIỆN .......... 45 1. Kết quả mô phỏng lưới điện hiện tại có xét tới ảnh hưởng của các nguồn điện mặt trời trên địa bàn tỉnh ....................................................................................................... 45 2. Kết quả mô phỏng lưới điện đến năm 2025 có xét tới ảnh hưởng của các nguồn điện mặt trời trên địa bàn tỉnh.......................................................................................... 50 3. Kết quả chạy mô phỏng lưới điện năm 2025 có xét tới ảnh hưởng của các nguồn điện mặt trời bổ sung trên địa bàn tỉnh............................................................................. 51 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI...................... 53 HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 L[ LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải 1. Kết luận ............................................................................................................... 53 2. Hướng nghiên cứu mở rộng đề tài ........................................................................ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 59 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ............................................................................... 62 HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 [ LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Bản đồ địa dư tỉnh Tây Ninh ..................................................................... 13 Hình 2. Bản đồ địa dư lưới điện trên địa bản tỉnh Tây Ninh đến năm 2025 ............ 22 Hình 3. Khái niệm tỷ lệ xâm nhập HC nguồn phát của điện mặt trời ..................... 27 Hình 4. Lưới điện hiện tại trên địa bàn tỉnh Tây Ninh ............................................ 42 Hình 5. Lưới điện đến năm 2025 theo quy hoạch trên địa bàn tỉnh Tây Ninh ......... 43 Hình 6. Lưới điện đến năm 2025 bổ sung nguồn năng lượng mặt trời trên địa bàn tỉnh Tây Ninh ........................................................................................................ 44 Hình 7. Kết quả tổng kết mô phỏng lưới điện hiện tại ............................................ 45 Hình 8. Kết quả phân bố công suất lưới điện năm 2021 ......................................... 46 Hình 9. Kết quả phân bố công suất Quy hoạch lưới điện năm 2025 ....................... 47 Hình 10. Kết quả phân bố công suất lưới điện Quy hoạch năm 2025 bổ sung nguồn năng lượng mặt trời ............................................................................................... 48 Hình 11. Biểu đồ điện áp theo đơn vị % của các nút theo sơ đồ hiện hữu .............. 49 Hình 12. Kết quả tổng kết mô phỏng lưới điện 2025.............................................. 50 Hình 13. Kết quả tổng kết mô phỏng lưới điện đến 2025 bổ sung nguồn năng lượng mặt trời .................................................................................................................. 51 Hình 14. Biểu đồ điện áp lưới điện quy hoạch năm 2025 và phương án bổ sung nguồn năng lượng mặt trời ............................................................................................... 53 Hình 15. Biểu đồ so sánh tỷ lệ xâm nhập và tỷ lệ tổn thất giữa các phương án....... 54 HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 [L LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Danh mục các dự án điện mặt trời đã đóng điện vận hành ........................ 14 Bảng 2: Thống kê nguồn phát thủy điện hiện có trên địa bàn tỉnh Tây Ninh .......... 15 Bảng 3: Thông số kỹ thuật các đường dây 220kV tỉnh Tây Ninh........................... 16 Bảng 4: Các thông số kỹ thuật của các trạm 220kV tỉnh tây Ninh ......................... 17 Bảng 5: Thông số kỹ thuật các đường dây 110kV tỉnh tây Ninh ............................ 18 Bảng 6: Các thông số kỹ thuật của các trạm 110kV tỉnh tây Ninh ......................... 21 HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 [LL LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO VÀ CÁC TÁC ĐỘNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO ĐẾN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI Ở VIỆT NAM 1. Tổng quan về năng lượng tái tạo: Ở Việt Nam, trong giai đoạn vừa qua, nhu cầu năng lượng đã không ngừng tăng lên. Với nỗ lực to lớn của các cấp, các ngành, về cơ bản Việt Nam vẫn luôn đảm bảo cung cấp đủ năng lượng cho các hoạt động sản xuất, kinh doanh và cải thiện đời sống nhân dân, đóng góp cho tăng trưởng kinh tế và giữ vững an ninh, quốc phòng. Đối với nhu cầu năng lượng sơ cấp trong 10 năm qua, giai đoạn 2007-2017, tăng trưởng 14,6%, riêng sản lượng điện thương phẩm tăng trưởng bình quân 9,5%. Dự báo trong 5 năm tới, nhu cầu điện năng vẫn tăng trưởng 8,5-9,5%. Với nhu cầu điện thương phẩm như trên, dự kiến công suất phát điện phải đạt khoảng 13.00014.000 MW. Hiện nay, mới có 6.000 MW/năm. Từ nay đến năm 2030, mỗi năm cần bổ sung công suất từ 5.000 - 7.000 MW/năm. Về điện lực, Việt Nam có nhu cầu tăng nhanh trong 15 năm qua, trung bình tăng trưởng điện thương mại khoảng 9,5%/năm. Riêng năm 2020, do tình hình dịch bệnh Covid-19, dự báo nhu cầu tăng trưởng ở mức 6,5%. Tuy nhiên giai đoạn 2021-2025 vẫn dự báo tăng khoảng 8,5%/năm. Theo Quy hoạch điện VII điều chỉnh đến năm 2025, dự kiến nhu cầu công suất nguồn điện của hệ thống phải đạt 96.000 MW. Như vậy, trong giai đoạn 2021-2025, mỗi năm Việt Nam cần bổ sung thêm khoảng 6000 MW. Trong khi đó, các nguồn điện năng chủ yếu như nhiệt điện, thủy điện cơ bản đều đã khai thác hết hoặc có những giới hạn phát triển. Từ nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam hiện nay, Quy hoạch phát triển điện cần đa dạng hóa nguồn cung cấp thay đổi từ các nguồn năng lượng không tái tạo được sang các nguồn năng lượng tái tạo là yêu cầu cấp bách, cần phải thực hiện. Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều chính sách khuyến khích phát triển NLTT, đề ra mục tiêu sử dụng NLTT và hướng đến một thị trường điện cạnh tranh với nguồn đầu tư và mô hình kinh doanh đa dạng. Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển NLTT quốc gia của Việt Nam đến năm 2020 tầm nhìn 2050, Chính phủ khuyến khích việc phát triển và sử dụng năng lượng mới và NLTT; cung cấp các hỗ HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 1 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải trợ tài chính cho nghiên cứu sản xuất thử nghiệm và xây dựng những mô hình thí điểm; miễn thuế nhập khẩu,thuế sản xuất và lưu thông. Cụ thể, Chính phủ đã đề ra mục tiêu tăng thị phần của NLTT trong tổng năng lượng thương mại sơ cấp từ 3% năm 2010 lên 5% năm 2020 và 11% năm 2050 và tăng thị phần điện sản xuất từ nguồn NLTT như gió và sinh khối từ 3,5% lên 6% tổng sản lượng điện sản xuất năm 2030. Bên cạnh các chính sách và quy định liên quan đến phát triển NLTT, Chính phủ Việt Nam đã ban hành Quyết định số 37/QĐ-TTg ngày 29/6/2011 về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam. Quyết định đưa ra mức giá điện gió được mua bởi Bên mua điện là 1.614 đồng/kWh (chưa bao gồm thuế giá trị gia tăng, tương đương 7,8 UScents/kWh), trong đó đã bao gồm khoản trợ cấp 207 đồng/kWh (tương đương với 1,0 UScent/kWh) của Chính phủ thông qua Quỹ Bảo vệ Môi trường Việt Nam. Chính phủ cũng đặt ra các mục tiêu phát triển điện gió vào khoảng 1.000MW (tương đương khoảng 0,7% tổng công suất điện) vào năm 2020, và khoảng 6.200MW (khoảng 2,4% tổng công suất điện) vào năm 2030. Theo các nhà hoạch định của Chính phủ, trong khoảng thời gian từ 2007 đến 2010, Việt Nam đã hoàn thiện Khung pháp lý khuyến khích việc sản xuất và sử dụng nhiên liệu sinh học, thiết kế lộ trình cho việc sử dụng nhiên liệu sinh học tại Việt Nam, nghiên cứu công nghệ nhiên liệu sinh học, đào tạo nguồn nhân lực cho ngành này, quy hoạch và phát triển vùng sản xuất nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học, xây dựng các nhà máy nhiên liệu sinh học nhằm đáp ứng 0,4% nhu cầu xăng dầu của quốc gia cho đến năm 2010. Tất cả các công việc này trên cơ bản đều diễn ra đúng tiến độ. Năm 2007, bộ tiêu chuẩn về xăng sinh học và dầu nhờn sinh học đã được ban hành. Tháng 10/2008, Bộ Công thương phê duyệt dự án trồng các loại cây làm nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học, phát triển công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học, soạn thảo quy hoạch và chính sách hỗ trợ phát triển nhiên liệu sinh học tại Việt Nam và kiểm định và ứng dụng xăng sinh học tại Việt Nam. Vào tháng 06/2008, Bộ NN&PTNT đã phê duyệt Dự án nghiên cứu phát triển cây dầu mè tại Việt Nam. Năm 2007 và 2008, Bộ Tài chính đã ban hành hai thông tư về hỗ trợ từ ngân sách cho các chương trình phát triển nhiên liệu sinh học. Năm 2009, Bộ KH&CN ban hành hai bộ tiêu chuẩn quốc gia về nhiên liệu sinh học.Từ năm 20112015 theo các nhà hoạch định, Việt Nam bắt đầu sản xuất phụ gia và enzyme cũng HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 2 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải như các nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học và mở rộng sản xuất, phát triển đa dạng cho năng suất cao, mở rộng quy mô các nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học nhằm đáp ứng 1% nhu cầu xăng dầu của quốc gia cho đến năm 2015. Từ năm 2016 đến 2025, Việt Nam sẽ xây dựng ngành công nghiệp nhiên liệu sinh học hiện đại để sản xuất được 100% nhu cầu của quốc gia về xăng E5 và B5, cung cấp 5% nhu cầu nhiên liệu cần thiết cho toàn bộ xe gắn máy của Việt Nam. Luật Điện lực năm 2004 và 2012 đã yêu cầu hỗ trợ cho phát điện từ các nguồn NLTT. Trên cơ sở Luật ban hành, Chính phủ cùng đơn vị quản lý là Bộ Công thương cũng đã ban hành nhiều văn bản cụ thể hóa Luật như sau:  Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21/07/2011 đặt mục tiêu lắp đặt 2.000MW điện sinh khối nối lưới trong giai đoạn 2011-2023;  Quyết định số 1855/QĐ-TTg đề ra mục tiêu về tỷ lệ NLTT (5% năm 2020 và 11% năm 2050).  Bộ Công Thương đã phê duyệt Tổng sơ đồ phát triển NLTT cho Việt Nam giai đoạn đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030.  Từ tháng 07/2020, Thông tư số 18/2020/TT-BCT của Bộ Công Thương về phát triển các dự án năng lượng mặt trời và quy định về Biểu mẫu thỏa thuận mua bán điện áp dụng cho các dự án năng lượng mặt trời chính thức có hiệu lực.  Một dự án điện mặt trời quy mô công nghiệp với công suất 19,2 MW đấu nối lưới điện quốc gia đầu tiên của Việt Nam đã được động thổ xây dựng ngày 15 tháng 8 năm 2015 tại thôn Đạm Thủy, xã Đức Minh huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi. Dự án điện mặt trời kết hợp với phát điện diezel tại xã đảo An Bình, huyện Lý Sơn, tỉnh Quảng Ngãi với công suất 97kwp. Hiện nay, có khoảng 115 dự án quy mô công suất lớn, nối lưới đã và đang được xúc tiến đầu tư tại một số tỉnh có tiềm năng điện mặt trời lớn như tại các tỉnh miền Trung (từ Hà Tĩnh đến Bình Thuận) và đồng bằng sông Cửu Long ở các mức độ khác nhau như: xin chủ trương khảo sát địa điểm, xin cấp phép đầu tư, lập dự án đầu tư xây dựng. Tính tới hết tháng 4/2018, Bộ Công Thương đã phê duyệt hơn 70 dự án với tổng công suất trên 3.000 MW, các dự án dự kiến đưa vào vận hành trước tháng 6/2019; HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 3 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải Theo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tính đến cuối tháng 8/2020, Việt Nam có khoảng 102 dự án điện mặt trời đang hoạt động với tổng công suất đạt 6.314 MW, 11 nhà máy điện gió với tổng công suất 435 MW và 325 MW điện sinh khối và 10 MW điện chất thải rắn. Điện mặt trời áp mái cũng phát triển khá mạnh mẽ đạt 948MWp với 42.000 hệ thống điện. Hiện tại, số lượng dự án NLTT đăng ký vẫn tăng mạnh với tổng công suất điện mặt trời, điện gió được phê duyệt bổ sung quy hoạch đã lên tới 23.000 MW, trong đó điện mặt trời khoảng 11.200 MW, điện gió khoảng 11.800 MW. 2. Các tác động của nguồn năng lượng tái tạo đến lưới điện truyền tải ở Việt Nam 2.1. Tiềm năng phát triển điện mặt trời theo dự thảo Quy hoạch điện VIII (QHĐ VIII): - Theo dự thảo Quy hoạch điện VIII (QHĐ VIII), tiềm năng của điện gió, điện mặt trời tại Việt Nam là lớn và nguồn cung này là lời giải cho bài toán về an ninh năng lượng trong tương lai. Tuy nhiên, chúng ta cần cân nhắc kỹ lưỡng về mức độ ưu tiên, cách thức tiến hành sự ưu tiên đó như thế nào để không còn gặp phải tình trạng chạy đua của điện mặt trời mái nhà trước thời điểm cơ chế trợ giá hết hiệu lực, hay sự bổ sung quy hoạch hàng loạt các dự án điện gió quy mô lớn sau các Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg ngày 29/06/2011 về cơ chế hỗ trợ phát triển các dự án điện gió tại Việt Nam và Quyết định số 39 ngày 10/8/2018 về việc sửa đổi, bổ sung một số điều của Quyết định số 37/2011/QĐ-TTg. - Theo dự thảo QHĐ VIII, tổng công suất nguồn ĐG trên bờ và gần bờ khoảng 11.320 - 18.480 MW vào năm 2025, khoảng 16.010 - 24.294 MW vào năm 2030 và khoảng 39.610 - 40.680 MW vào năm 2045. Tổng công suất ĐG ngoài khơi khoảng 3.000 - 5.000 MW, hoặc cao hơn vào năm 2030 và khoảng 21.000 - 36.000 MW vào năm 2045. Tổng công suất nguồn ĐMT khoảng 17.240 - 26.240 MW vào năm 2025, khoảng 18.640 - 31.664 MW vào năm 2030 và đạt tới khoảng 55.090 - 71.890 MW vào năm 2045. Điện năng sản xuất từ nguồn năng lượng mặt trời dự kiến đạt tỷ lệ HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 4 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải khoảng 7,3 - 10,8% vào năm 2025, khoảng 5,3 - 7,5% năm 2030 và đạt 8,9 - 9,4% vào năm 2045. 2.2. Khó khăn, thách thức khi tỷ trọng điện mặt trời đạt được như Quy hoạch điện VIII: Ở quốc gia có hệ thống điện tương đương Việt Nam (như Thái Lan) thì tỷ trọng nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) lớn nhất theo quy hoạch được đưa ra là khoảng 25%. Ngoài ra, một số nước như: Malaysia, Singapore, Philipine có tỷ trọng phát triển năng lượng tái tạo trong cơ cấu nguồn điện rất thấp (khoảng dưới 7%) và theo định hướng 20 năm thì con số này không vượt quá 25% tổng công suất nguồn điện. Với tỷ trọng NLTT chiếm gần ¼ trong cơ cấu nguồn điện như Việt Nam hiện nay và tăng dần cho đến năm 2045 thì cần phải có các tính toán, đánh giá và đề xuất tỷ trọng NLTT phù hợp để đảm bảo vận hành hệ thống điện. Chúng ta đồng ý với quan điểm rằng năng lượng tái tạo là xu hướng tốt mang tính bền vững, nhưng việc phát triển một cách mất cân đối do tăng trưởng quá nhanh, quá nóng so với cơ cấu nguồn điện quốc gia sẽ dẫn đến một số vấn đề bất cập về mặt kỹ thuật nêu trên, qua đó cũng ảnh hưởng đến việc khai thác không hiệu quả, cũng như sự phát triển các nguồn điện khác và hệ thống an ninh năng lượng quốc gia. Với việc các nguồn điện mặt trời tiếp tục phát triển trong giai đoạn tới, đặc biệt là khi QHĐ VIII được phê duyệt mở đường cho các danh mục nguồn ĐG và ĐMT tham gia vào hệ thống nguồn cấp với tỷ trọng cao lên đến khoảng 45% thì hệ thống điện sẽ gặp nhiều khó khăn và thách thức như sau: - Khó khăn trong việc đảm bảo tiến độ hạ tầng lưới điện để giải tỏa công suất các nguồn điện mặt trời. Đặc biệt, là các công trình 500 kV Bắc - Nam để giải tỏa công suất các nguồn ĐG và ĐMT tiềm năng như Nam Trung bộ, Tây Nguyên để cấp điện cho khu vực Đông Nam bộ và miền Bắc. - Vấn đề cắt giảm công suất các nguồn điện điện mặt trời do thừa điện, đặc biệt tại một số thời điểm thấp điểm trưa ngày lễ, tết. HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 5 LUẬN VĂN THẠC SĨ CBHD: TS. Nguyễn Phúc Khải - Công tác vận hành điều tần và điều áp của hệ thống điện gặp nhiều khó khăn do công suất phát của các nguồn điện mặt trời biến động phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và thời tiết. Khi có biến đổi thời tiết làm mất một lượng công suất lớn sẽ gây giảm tần số và điện áp của hệ thống điện có thể đạt đến ngưỡng gây hiện tượng rã lưới. - Do các nguồn điện mặt trời không có quán tính quay, có đáp ứng động phụ thuộc vào đặc tính của bộ nghịch lưu. Do đó, khi điện mặt trời chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu nguồn điện sẽ làm giảm quán tính và giảm hệ số cản dao động của lưới, dẫn đến tăng nguy cơ gây mất ổn định hệ thống điện. - Theo khảo sát thống kê sơ bộ tại một số khu vực, tổng thời gian công suất phát đạt ≥ 80% công suất đặt chỉ chiếm 6,7% thời gian đánh giá, tương ứng với 587 giờ/năm. Tổng thời gian công suất phát đạt ≥ 90% công suất đặt chỉ vào khoảng 1.2% thời gian đánh giá, tương ứng 105 giờ/năm. Điều này dẫn đến việc hiệu quả kinh tế của việc đầu tư xây dựng hạ tầng truyền tải phục vụ giải tỏa công suất nguồn điện mặt trời thấp, do phải xây dựng các đường dây, trạm biến áp có khả năng mang tải cao nhưng số giờ truyền tải lại rất thấp (<3.000 h/năm). Do đó, hạ tầng lưới điện phục vụ giải tỏa công suất các nguồn điện mặt trời có hiệu quả kinh tế thấp. - Theo thống kê thời gian vận hành Tmax của các nhà máy điện những năm gần đây ở Việt Nam, đối với các nhà máy điện than, Tmax khoảng từ 5.500 - 6.500 h/năm, một số nhà máy có Tmax trên 7.000 h/năm. Đối với tua bin khí chu trình hỗn hợp thì thời gian vận hành Tmax còn lớn hơn, trung bình trên 7.000 h/năm. Các nhà máy nhiệt điện truyền thống này sẽ có Tmax hàng năm thấp hơn khi tỷ trọng các nguồn điện mặt trời tăng cao: Nhiệt điện than đạt khoảng 5.000 - 6.000h/năm, tu bin khí hỗn hợp đạt 4.500 - 5.000 h/năm. Với việc giảm thời gian Tmax xuống sẽ làm hiệu quả đầu tư các dự án thấp, giá điện bị đẩy lên cao và dự án sẽ không khả thi khi xem xét đầu tư. - Vấn đề dự báo chính xác công suất phát, sản lượng các loại hình nguồn điện mặt trời là một trong những yếu tố cần thiết ngay từ khâu lập kế hoạch và đặc biệt là trong vấn đề đảm bảo công tác quản lý, vận hành an toàn hệ thống điện. Chỉ một thay đổi nhỏ về công suất nguồn điện mặt trời, cần phải có sự bù công suất trong thời gian HVTH: Âu Quốc Phong-MSHV 1870255 6