Tóm tắt Luận án Nghiên cứu hệ thống phát điện gió – diesel nhằm nâng cao mức thâm nhập điện gió với lưới cô lập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ THÁI HIỆP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN GIÓ – DIESEL NHẰM NÂNG CAO MỨC THÂM NHẬP ĐIỆN GIÓ VỚI LƯỚI CÔ LẬP Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 62520202 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN HÀ NỘI - 2015  ii  Công trình này được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. LÊ VĂN DOANH 2. TS. NGUYỄN THẾ CÔNG Phản biện 1: TSKH. Trần Kỳ Phúc Phản biện 2: PGS.TS. Lê Mạnh Việt Phản biện 3: PGS.TS. Kim Ngọc Linh Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi .. giờ, ngày tháng. năm . Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam  1  MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Các hệ thống phát điện sử dụng năng lượng tái tạo đã và đang phát triển ở vùng sâu, vùng xa, hải đảo1, những nơi mà sự phát triển lưới điện quốc gia không khả thi về mặt kinh tế [15,42,61,65]. Ở Việt Nam có rất nhiều đảo có điều kiện tương tự như những vùng đã lắp đặt hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trên thế giới [78]. Chính phủ đã ban hành nhiều chính sách định hướng và hỗ trợ cho sự phát triển điện gió, điển hình: Quyết định số 37/2011/QĐ–TTg, 1208/2011/QĐ–TTg. Như vậy, phát triển các hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel là rất cần thiết và phù hợp với xu hướng chung của thế giới. 2. Tình hình nghiên cứu về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập 2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Đã có nhiều công trình nghiên cứu quan tâm đến việc lựa chọn hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel tối ưu. Tính toán tối ưu xác định số lượng tuabin gió và loại tuabin gió để lắp đặt cho nhiều khu vực được kết nối với nhau thành một hệ thống [47]. Tuy nhiên nghiên cứu này không tính toán cho lưới cô lập. Bên cạnh đó, các nghiên cứu [28,29] cũng đã tính toán được số lượng tuabin gió phù hợp trong hệ này. Tuy nhiên các nghiên cứu [28,29] chỉ tính toán cho một loại tuabin gió, chẳng hạn loại 600kW trong [29]; loại 1500kW trong [28]. Cá biệt, có nghiên cứu chỉ tính toán lựa chọn một tuabin gió vận hành cùng một máy phát điện diesel [43]. Chương trình tính toán trong các nghiên cứu [28,29] dùng để tính toán cho cả vòng đời của dự án, chứ không phải là chương trình tính toán theo vận hành. Như vậy, cách giải quyết vấn đề ở các nghiên cứu này không phù hợp cho việc tính toán thiết kế một trạm điện gió mới cho các đảo ở nước ta. Các nghiên cứu [85,87] đều nghiên cứu về tối ưu chế độ vận hành của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel, nhưng có thiết bị phụ trợ. Các nghiên cứu [37,40,41] đã đánh giá chỉ số hiệu năng của hầu hết các công nghệ lưu trữ năng lượng. Từ đó, bình áp suất dùng để lưu trữ năng lượng được áp dụng vào hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel cấp nguồn cho một khu dân cư. Trong trường hợp phụ tải đỉnh là 851 kW thì giảm tiêu hao nhiên liệu 27%; trong trường hợp áp dụng cho phụ tải 5 kW thì giảm tiêu hao nhiên liệu là 98% [37,38,39,40]. Sử dụng cuộn siêu cảm làm kho từ trong lưới cô lập với tải 650 kW cho chất lượng tần số cũng như chất lượng công suất tương đối tốt [84]. Hiện nay, việc tích hợp khớp ly hợp điện từ (EMC) vào tuabin gió cũng mới chỉ được đề xuất trong các nghiên cứu [70,71,72]. Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ nhằm mục đích khẳng định tuabin gió loại máy phát đồng bộ nối trực tiếp với lưới được tích hợp EMC có chất lượng điện năng tương đương với các loại tuabin gió có tốc độ thay đổi hiện nay. 1 Trong quyển luận án này, để tránh trùng lặp quá nhiều từ “vùng” từ đây trở về sau cụm từ “vùng sâu, vùng xa, hải đảo” sẽ được viết ngắn gọn là “vùng cô lập”.  2   2  2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam Hầu hết các nghiên cứu ở Việt Nam đều về vấn đề điều khiển tuabin gió sử dụng máy phát không đồng bộ cấp nguồn từ hai phía (DFIG). Nghiên cứu phương pháp điều khiển máy phát loại DFIG trên cơ sở: các thuật toán điều chỉnh đảm bảo phân ly giữa momen và hệ số công suất [10,11]; các thuật toán phi tuyến trên cơ sở kỹ thuật Backstepping [1,2]; phương pháp tựa theo thụ động Euler-Lagrange và luật Hamiltonian [6]; điều khiển bám lưới [17]. Bên cạnh đó, cũng có các nghiên cứu để đảm bảo chất lượng điện năng của DFIG: điều chỉnh ổn định điện áp [18]; khử sai lệch tĩnh trên cơ sở các thuật toán phi tuyến theo kỹ thuật Backstepping [3]; điều khiển dòng thích nghi bền vững trên cơ sở kỹ thuật Backstepping [4]. Ngoài ra, để tuabin gió có thể hỗ trợ lỗi lưới không đối xứng và sập lưới đối xứng, nghiên cứu [13] đã phân tích và đề xuất phương pháp tựa thụ động cho DFIG. Điều kiện gió và khí hậu của Việt Nam có những đặc điểm riêng, do đó cần có thiết kế tuabin gió phù hợp. Do đó nghiên cứu [12] đã thiết kế và chế tạo máy phát điện gió công suất 10–30kW. Tuy nhiên kết quả vận hành còn chưa phù hợp với điều kiện khí hậu ở Việt Nam. Nghiên cứu [19] đã đề nghị với lưới cô lập nên lắp đặt loại tuabin gió sử dụng máy phát không đồng bộ roto lồng sóc (SCIG – Squirrel Cage Induction Generator) hoặc máy phát đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSG – Permanent Magnet Synchronous Generator). Tuy nhiên nghiên cứu [19] chỉ khẳng định SCIG và PMSG tốt hơn DFIG mà chưa có mô phỏng hoặc thực nghiệm kiểm chứng. Nghiên cứu này cũng chưa xác định được sẽ sử dụng tuabin gió công suất bao nhiêu và lắp đặt bao nhiêu tuabin gió. Các nghiên cứu [19,60] đã thống kê chi tiết về tính năng của từng loại thiết bị phụ trợ, phân tích và đề xuất sử dụng máy phát điện diesel tải thấp để nâng tỷ lệ thâm nhập điện gió lên 70%Pt mà vẫn đảm bảo ổn định tần số. Nghiên cứu [32] đã mô phỏng chế độ vận hành theo hướng sử dụng tối đa năng lượng gió trên Matlab với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel không có thiết bị phụ trợ trong lưới cô lập. Tuy nhiên nghiên cứu này chưa quan tâm đến phân bố công suất phản kháng cho điện gió và điện diesel, cũng như chưa kể đến giới hạn làm việc của từng máy phát, chưa thể hiện tỷ lệ thâm nhập điện gió phù hợp. 3. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu Đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập thì hai chỉ tiêu quan trọng là chất lượng điện năng2 và tỷ lệ thâm nhập điện gió. Hai tiêu chí này tỷ lệ nghịch với nhau trong vùng có tỷ lệ thâm nhập điện gió cao. Do vậy, cần có phương pháp vận hành phù hợp để tối đa hóa tỷ lệ thâm nhập điện gió mà vẫn đảm bảo chất lượng điện năng. Đây chính là mục đích nghiên cứu của luận án. Qua phân tích tình hình nghiên cứu về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập cho thấy còn một số vấn đề chưa được giải quyết trọn vẹn, kết hợp với mục tiêu vừa trình bày thì luận án tập trung giải quyết các nhiệm vụ sau: ● Nghiên cứu điều kiện vận hành ổn định hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập hoàn toàn không có thiết bị phụ trợ. 2 Chỉ tiêu chất lượng điện năng được nghiên cứu trong luận án chỉ giới hạn ở hai tiêu chí là độ lệch điện áp và độ lệch tần số.  3   3  ● Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác điện gió mà vẫn đảm bảo chất lượng điện năng và vận hành ổn định đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập. ● Nghiên cứu xác định loại và số lượng tuabin gió (lắp đặt mới) phù hợp với trạm điện diesel đã có ở vùng cô lập nhằm đạt được hiệu quả khai thác điện gió cao nhất. 4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Tập trung nghiên cứu về tuabin gió sử dụng DFIG kết nối với các máy phát điện diesel trong lưới cô lập. Đối tượng cụ thể trong các khảo sát được lựa chọn là hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở đảo Phú Quý. Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phương pháp tính toán và giải pháp vận hành nhằm đạt tỷ lệ thâm nhập điện gió lớn nhất đối với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel đã có. Đồng thời cũng nghiên cứu phương pháp tính toán để xác định được trạm điện gió phù hợp với trạm điện diesel đã có ở vùng cô lập. 5. Phương pháp nghiên cứu ● Thu thập và tổng hợp các tài liệu về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel. ● Thiết lập mô hình toán cho các giải pháp nhằm nâng cao tỷ lệ thâm nhập điện gió của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel không có thiết bị phụ trợ trong lưới cô lập; ● Ứng dụng mô hình toán đã đề xuất cho đối tượng cụ thể là hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở đảo Phú Quý; ● Mô phỏng kiểm nghiệm các giải pháp đề xuất trên phần mềm chuẩn (như MatLab, PSS/adept), kết quả thu được từ mô phỏng sẽ so sánh với số liệu thực tế để đánh giá hiệu quả của các đề xuất. 6. Nội dung và bố cục luận án Ngoài các mục theo quy định, nội dung nghiên cứu của luận án được trình bày trong 5 chương kết hợp với phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị và Phụ lục. Cụ thể: Chương 1. Tổng quát về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập. Chương 2. Mô hình hóa hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel. Chương 3. Nghiên cứu tính ổn định của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel với lưới cô lập. Chương 4. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập. Chương 5. Nghiên cứu xác định trạm điện gió phù hợp với trạm điện diesel đã có ở vùng cô lập. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án Về khoa học: Luận án đã xây dựng cấu trúc điều khiển chung và thuật toán vận hành phù hợp cho hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel không có thiết bị phụ trợ trong lưới cô lập nhằm nâng cao mức thâm nhập điện gió. Bên cạnh đó, luận án cũng đã xây dựng phương pháp tính toán xác định loại và số lượng tuabin gió phù hợp với trạm điện diesel đã có ở vùng cô lập. Đây là cơ sở khoa học vững chắc cho ứng dụng hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong thực tiễn. Bên cạnh đó luận án sẽ là một tài liệu có ích cho học tập và làm cơ sở cho các nghiên cứu khác. Về thực tiễn: Kết quả nghiên cứu được tính toán để áp dụng thực tế cho hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở đảo Phú Quý và các vùng tương tự.  4   4  Chương 1. TỔNG QUÁT VỀ HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL TRONG LƯỚI CÔ LẬP 1.1. Đặt vấn đề Chương này giới thiệu khái quát về điện gió ở các vùng cô lập. Đồng thời tập trung phân tích các tính năng kỹ thuật của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập. 1.2. Ứng dụng điện gió ở vùng cô lập Hệ thống phát điện gió kết hợp diesel thích hợp cho các vùng cô lập là những nơi mà sự mở rộng lưới điện quốc gia đến đó sẽ rất tốn kém. Ở Việt Nam đã có một số hệ thống phát điện sử dụng năng gió kết hợp với điện diesel. Trong số đó chỉ còn hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel ở đảo Phú Quý (Hình 1.4b [5]) đang vận hành và có tính chất tiêu biểu hơn (quy mô lớn nhất và hiệu quả nhất), nên luận án chọn làm đối tượng chính cho các tính toán và phân tích cũng như so sánh. 1.3. Khái quát về tuabin gió và máy phát điện diesel Cấu trúc tuabin gió và máy phát điện diesel trình bày trên Hình 1.15 và 1.17. 1.4. Điều khiển hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel Với hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập thường được điều khiển theo ba cấp khác nhau như Hình 1.20. Trong nghiên cứu [35] còn phân cấp mili giây. Chức năng cụ thể của các cấp như sau: ● Điều khiển cấp I, đây là cấp điều khiển trực tiếp tại từng nguồn phát, có cấu trúc tổng quát như Hình 1.19. Chức năng điều khiển theo đặc tính độ dốc được sử dụng để chia sẻ công suất nhằm điều chỉnh các thông số điện áp và tần số một cách tức thời khi các thông số này có thay đổi. Riêng đối với tuabin gió thì bao gồm điều khiển cấp 1 và cấp 2 (thể hiện trên Hình 1.15). Trạm điện gió 3x2 MW Trạm điện diesel 6x0,5 MW 0,69/22 kV 380 V 22kV 22 kV 471471 472 472 Tải Tải Hình 1.4b Hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trên đảo Phú Quý. Điều khiển RSC Điều khiển GSC Điều khiển cả tuabin gió Điều khiển cả trạm điện gió hoặc cả hệ thống điện Psref Qsref Pwref Qwref U, f, cosφ udcref Qgref iabcr i ab cs uabcs iabcg uabcw i a b cw ωr V β Gió Hộp số DFIG Lưới điện udc Điều khiển cấp 1 Điều khiển cấp 2 Điều khiển cấp 3 Điều khiển bảo vệ udc Thời gian đáp ứng khoảng mili giây Thời gian đáp ứng khoảng giây Thời gian đáp ứng khoảng phút Hình 1.15 Cấu trúc tổng thể hệ thống điều khiển và bảo vệ tuabin gió kiểu DFIG [36,64]. PMSG Động cơ diesel Lưới điện SG Máy phát kích từ chính Máy phát kích từ phụ Ikt2 Ikt1 CLQ Điều khiển AVR Điều tốc ω ωref Van Nhiên liệu Điều khiển chung Pdsref, Qdsref Uref U SG Hình 1.17 Cấu trúc cơ bản của máy phát điện diesel [31]. Pref P Điều khiển P Qref Q Điều khiển Q Điều khiển theo hệ trục d-q Nguồn công suất Lưới điện ∆f ∆U f fN U UN kFP ∆P P0 kUQ ∆Q Q0 Hình 1.19 Sơ đồ điều khiển theo đặc tính độ dốc khi có thay đổi tần số, điện áp [45].  5   5  ● Điều khiển cấp II thực hiện điều chỉnh các thông số điện áp và tần số theo đặc tính độ dốc của nguồn phát khi các thông số này vượt quá giới hạn của tiêu chuẩn vận hành do các biến động lớn của phụ tải. Bên cạnh đó cấp điều khiển này cũng thực hiện việc phân chia phụ tải một cách cân đối cho từng nguồn phát cụ thể. Vì thực tế các máy phát trong trạm phát điện có đặc tính không hoàn toàn giống nhau nên dẫn đến sự tự phân chia phụ tải sẽ không bằng nhau. Thời gian đáp ứng của cấp điều khiển này thường tính bằng phút. ● Điều khiển cấp III bao gồm các phương thức sản xuất điện tối ưu dựa trên các số liệu dự đoán phụ tải cũng như dự đoán về tốc độ gió kết hợp với những số liệu đo đạt hiện tại. Ở cấp này điều chỉnh hệ thống theo chế độ vận hành đã xếp đặt trước một ngày hoặc nhiều giờ. Đồng thời cũng điều chỉnh hỗ trợ để các thông số điện áp và tần số trên lưới quay về trong giới hạn của tiêu chuẩn vận hành. Thời gian đáp ứng của cấp điều khiển này thường mất nhiều phút. Vấn đề phân cấp điều khiển hệ thống phát điện gió – diesel được trình bày trên đây là những tổng hợp cơ bản từ các nghiên cứu [25,35,45,88]. Các phân tích cụ thể hơn về vấn đề này có thể tìm thấy trong các công trình nghiên cứu vừa nêu. Mặc dù được điều khiển với nhiều phương pháp và nhiều cấp, nhưng thực tế vận hành hệ thống phát điện hỗ hợp gió – diesel trên thế giới còn nhiều hạn chế nên dẫn đến tỷ lệ thâm nhập điện gió còn khá thấp. Do vậy cần có nghiên cứu chuyên sâu cho từng điều kiện cụ thể hoặc từng phạm vi công suất cụ thể. 1.5. Vận hành hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesl Trong hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel với lưới cô lập thì hai chỉ tiêu chất lượng điện năng và mức thâm nhập điện gió tỷ lệ nghịch với nhau trong vùng có mức thâm nhập điện gió cao. Các thông số đặc trưng cho chất lượng điện năng mà luận án quan tâm là điện áp và tần số. Kết quả khảo sát được đối chiếu với Quy định của Bộ công thương (32 /2010/TT–BCT ngày 30 tháng 7 năm 2010). 1.6. Tổng kết chương Hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel được xem xét và phân tích, qua đó nhận thấy đây là hệ thống phù hợp với các vùng cô lập. Trong hệ thống này các tuabin gió đóng vai trò quan trọng và cần được khai thác hết khả năng để tận dụng tài nguyên gió tự nhiên. Trong chương này tổng kết một cách cơ bản về hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel trong lưới cô lập. Đồng thời phân tích các đặc tính kỹ thuật của tuabin gió sử dụng DFIG và đặc tính của máy phát điện đồng bộ trong trạm điện diesel. Bên cạnh đó cũng phân tích cơ bản về cấu trúc điều khiển hệ thống phát điện hỗn hợp gió - diesel. Đây là cơ sở cho các phân tích, khảo sát và tính toán ở các chương sau. ĐKI – Điều khiển cấp I: điều khiển cấp thiết bị tại hiện trường; ĐKII – Điều khiển cấp II: điều khiển cấp trạm điện hoặc nhà máy điện; ĐKIII – Điều khiển cấp III: điều khiển cả hệ thống. ĐKII ĐKII ĐKI ĐKI ĐKII ĐKI ĐKI ĐKIII P*2III Q*2III P*1III Q*1III P * 3 II I P*1II Q*1II P*2II Q*2II P1 Q1 Q2 P2 P3 -P3 P’3 P ’* 3 II P*3II Trạm điện diesel Trạm điện gió Lưu trữ Tải giả Tải Hình 1.20 Cấu trúc điều khiển hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel.  6   6  Chương 2. MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN HỖN HỢP GIÓ – DIESEL 2.1. Đặt vấn đề Mục tiêu của chương này là xây dựng mô hình toán cho các giải pháp nhằm khai thác tối đa nguồn năng lượng gió mà vẫn đảm bảo hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel vận hành ổn định. Vấn đề vận hành hệ thống như vậy cần xét đến các ràng buộc về: giới hạn kỹ thuật của thiết bị, đặc tính kỹ thuật của các nguồn, khả năng vận hành ổn định của hệ. 2.2. Mô hình toán các nguồn điện Io jXσs R'r/s Rs jX’σr jXm Us U'r/s Is I’r Us Eth Zth Is jXdsdb Eds0 Ids Uds Ikt Φds0 (a) (b) Hình 2.9a Sơ đồ mạch tương đương một pha của máy phát đồng bộ (SG). Hình 2.1 Sơ đồ mạch tương đương dạng một pha của DFIG. (a) Sơ đồ mạch chi tiết [58]; (b) Sơ đồ mạch chuyển đổi Thevenin. Các máy phát điện dùng trong hệ thống phát điện hỗn hợp gió - diesel có sơ đồ mạch tương đương như Hình 2.1 và 2.9a. 2.3. Các điều kiện ràng buộc trong vận hành Quá trình tính toán vận hành phải thỏa mãn các điều kiện trong Bảng 2.1. Bảng 2.1 Điều kiện vận hành Điều kiện Ghi chú Cân bằng công suất (đk1) P1+P2=Pt Q1+Q2=Qt 1, 2, t – là các ký hiệu thể hiện các thông số của trạm điện gió, trạm điện diesel, tổng phụ tải của lưới. Giới hạn phát công suất (đk2) Giới hạn phát công suất của máy phát điện diesel [5,19,60] Pdsmin≤ Pds ≤ Pdsmax Pdsmin=33% PdsN Sds ≤ SdsN CosφdsN = 0,8 ds – ký hiệu thể hiện các thông số của máy phát điện diesel; Các chỉ số dưới: min, max, N lần lượt thể hiện các thông số cực tiểu, cực đại, định mức. SdsN – công suất biểu kiến định mức của máy phát điện diesel Giới hạn phát công suất của máy phát điện gió [19,60,81] Pwmin ≤ Pw ≤ PwN Pwmin = 0,25 PwN Pwmin = (0,25+0,02(V–17,8)) PwN CosφwN = 0,98 w – ký hiệu thể hiện các thông số của tuabin gió. Khi tốc độ gió (V) nhỏ hơn 17,8m/s; Khi tốc độ gió từ 17,8m/s đến 25m/s. Đặt công suất dự trữ quay cho hệ thống điện (đk3) Pdpmin ≤ Pdp Pdp – công suất dự trữ quay của hệ thống phát điện hỗn hợp gió – diesel; Pdpmin = max(Pbapt_i) Pbapt_i – công suất trạm biến áp 22/0,4kV của phụ tải thứ i. Điều kiện ổn định (đk4): Đảm bảo ổn định với dao động bé và đảm bảo ổn định quá độ. 2.4. Mô hình toán của các chế độ vận hành ♦ Sơ đồ hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel ở vùng cô lập Trạm điện gió Pt Trạm điện diesel Q YNyn0 YNyn0 690 V 22 kV 380 V 22 kV St=Pt + jQt Zd1 Zd2 jXf1 jXb1 jXb2 jXf2 P1t Q1t P2t Q2t P1 Q1 P2 Q2 U2’ E2 E1 U1’ 1’ 2’ 3 U=U3 Hình 2.10 Sơ đồ đơn giản hóa hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel. Hình 2.11 Sơ đồ mạch đơn giản hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel.  7   7  Luận án phân tích và khảo sát trên cơ sở hệ thống điện hỗn hợp gió – diesel ở vùng cô lập có cấu trúc như Hình 2.10. Đường dây 22kV thường có điện dung đường dây không đáng kể, nên ở đây không xét. Tụ bù Q cung cấp vừa đủ công suất phản kháng cho máy phát điện gió, nên không xét đến ảnh hưởng trong hệ thống. Như vậy, sau khi tương đương hóa các nguồn phát thì trong hệ thống khảo sát chỉ bao gồm các thông số chính như Hình 2.11. ♦ Ổn định tĩnh của hệ thống khi có dao động bé Tiêu chuẩn Lyapunov đánh giá chính xác tính ổn định của hệ thống, nhưng khó theo dõi sự ảnh hưởng của các thông số đến tính ổn định của hệ thống. Nên trong luận án áp dụng thêm tiêu chuẩn Gidanov để khảo sát. ♦ Mô hình toán ổn định quá độ của hệ thống Bài toán khảo sát ổn định quá độ của hệ thống hỗn hợp điện gió – diesel được xét với trường hợp sự cố ngắn mạch ba pha trên đường dây truyền tải. Các công thức biểu diễn quá trình quá độ do sự cố ngắn mạch được