Giải pháp bảo vệ tách lưới cho nguồn phân tán trong lưới điện nhỏ thông minh

Với sự phát triển mạnh mẽ của lưới điện ngày càng “thông minh” hơn, các nguồn điện phân tán (DG) có thể tương tác với các lưới điện chính trong việc thực thi không chỉ các chức năng bảo vệ mà còn tham gia vào việc tự động hóa lưới điện. Cùng với sự đóng góp tích cực của DG vào sự ổn định, linh hoạt và độ tin cậy của lưới điện phân phối (LĐPP), chế độ vận hành tách lưới tạo nên một lưới điện nhỏ (microgrid) cũng là một trong những giải pháp cần được xem xét.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giải pháp bảo vệ tách lưới cho nguồn phân tán trong lưới điện nhỏ thông minhTẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC(ISSN: 1859 - 4557)GIẢI PHÁP BẢO VỆ TÁCH LƯỚI CHO NGUỒN PHÂN TÁNTRONG LƯỚI ĐIỆN NHỎ THÔNG MINHSOLUTION OF ISLANDING PROTECTION FOR DISTRIBUTED GENERATIONIN SMART MICROGRIDNguyễn Ngọc Trung, Phạm Mạnh Hải, Ngô Ngọc Thành, Đàm Khánh LinhTrường Đại học Điện lựcNgày nhận bài: 04/12/2018, Ngày chấp nhận đăng: 20/12/2018, Phản biện: TS. Nguyễn Đình QuangTóm tắt:Với sự phát triển mạnh mẽ của lưới điện ngày càng “thông minh” hơn, các nguồn điện phân tán(DG) có thể tương tác với các lưới điện chính trong việc thực thi không chỉ các chức năng bảo vệ màcòn tham gia vào việc tự động hóa lưới điện. Cùng với sự đóng góp tích cực của DG vào sự ổn định,linh hoạt và độ tin cậy của lưới điện phân phối (LĐPP), chế độ vận hành tách lưới tạo nên một lướiđiện nhỏ (microgrid) cũng là một trong những giải pháp cần được xem xét. Kết quả mô phỏng trênMatlab/Simulink chứng minh hiệu quả của giải pháp đề xuất.Từ khóa:Lưới điện phân phối, lưới điện thông minh, lưới điện nhỏ, nguồn điện phân tán, bảo vệ trạng tháitách đảo, điểm kết nối chung (PCC), tin nhắn dạng ngắn SMS.Abstract:In this epoch, the Research and Development activities in “smart grid” for power supply are stronglyincreasing, that makes the grid smarter and smarter. Distributed Generations (DG) can interact withmain grids by implement not only to protect function but also to automatic these grids. The novelsolution is proposed on the feasibility for the islanding protection which makes use of both protectedrelay based on local measurements and communication technique using SMS between the DG andthe distribution network. DGs in this case distribute to the stability and flexibility, and also increasethe reliability of the distribution grid. The islanding operation is considered a micro-grid. In thispaper, the results that are simulated on Matlab/Simulink demonstrate the effect of the proposedmethod.Keywords:Distributed grid, smart grid, microgrid, distributed generation (DG), islanding protection, point ofcommon coupling (PCC), Short text Message Service (SMS).1. GIỚI THIỆU CHUNGTrên quan điểm về triển vọng phát triểnSmartGrid, các nguồn điện phân tán (DG)64có thể tương tác với các lưới điện chínhtrong việc thực thi không chỉ các chứcnăng bảo vệ mà còn tham gia vào việc tựSố 18TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC(ISSN: 1859 - 4557)động hóa lưới điện. Cùng với sự đóng góptích cực của DG vào sự ổn định, linh hoạthơn và tăng độ tin cậy của lưới điện phânphối (LĐPP) [1-3].sát điều khiển từ xa tất cả nguồn DG cócông suất nhỏ do thiếu phương pháp traođổi thông tin được chuẩn hóa; chủ yếu làcác nguồn pin sử dụng năng lượng mặttrời (PV) và nguồn điện gió (WT) đượctích hợp rải rác trên lưới điện, có thể làmviệc ở chế độ tách đảo với mô hình cácmicrogrid.Hình 1. Sơ đồ DG tích hợp vào LĐPPtại điểm kết nối chung (PCC)Bài báo này tập trung nghiên cứu tính khảthi của một giải pháp mới trong việc bảovệ LĐPP khi tích hợp các DG, bằng cáchkết hợp giữa phương pháp đo lường cácđại lượng và truyền thông tin trạng thái tạiPCC sử dụng dịch vụ nhắn tin dạng ngắnSMS. Hiệu quả của giải pháp đề xuất sẽđược thảo luận qua kết quả mô phỏngLĐPP trên phần mềm Matlab/Simulink.2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨUHình 2. Mô hình microgrid trong lưới điệnthông minh sử dụng các giải pháp giám sátvà điều khiển trung tâm2.1. Trạng thái làm việc tách đảo tronglưới điện thông minh2.2. Một số tiêu chuẩn quốc tế để bảovệ DG ở trạng thái tách đảo trong lướiđiện thông minhKhi nguồn DG kết nối với lưới điệnchính, thuật ngữ “tách đảo” (“islanding”)đề cập đến chế độ mà nguồn DG tiếp tụccung cấp điện cho một phần phụ tải chodù không còn nguồn cấp điện từ LĐPP,có thể chế độ hoạt động độc lập này làkhông mong muốn do các tác động tiêucực, do đó, việc phát hiện chế độ tách đảolà một trong những vấn đề quan trọngnhất trong lưới điện thông minh. Hiệnnay, các công ty điện lực chưa thể giámHiện nay, có một số tiêu chuẩn quốc tế ápdụng phổ biến trên thế giới quy định về sựthay đổi điện áp tại PCC, tổng sóng hàiđiện áp và dòng điện cũng như thời giantách đảo khi tích hợp DG vào LĐPP[4, 8]. Theo đó, chế độ làm việc của hệthống điện được cho là ổn định và liêntục khi điện áp tại PCC trong khoảng(85-110)%, tổng độ méo sóng hài (THD)tại PCC phải nhỏ hơn 5%, quy định chitiết trong bảng 1.Số 1865TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC(ISSN: 1859 - 4557)Bảng 1. Tiêu chuẩn về thời gian ngắt kết nối khiđiện áp thay đổi của DG trong lưới điện thôngminh (P≤30kW)IEEE 1547IEC 61727Dải điện áp(%)Thờigian cắt(s)Dải điện áp(%)Thờigian cắt(s)V ...