Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Điều khiển và Tự động hóa: Các phương pháp điều khiển thiết bị kho điện sử dụng trong hệ thống phát điện sức gió hoạt động ở chế độ ốc đảo

Luận án đề xuất cấu trúc điều khiển thích hợp và có hiệu quả đối với hệ thống kho điện sử dụng siêu tụ để đảm bảo chất lượng điện năng của hệ thống điện ốc đảo nguồn phát hỗn hợp gió - diesel; chỉ ra mối tương quan giữa công suất của hệ PĐSG với SCESS, xác định các thông số kỹ thuật của SCESS đối với các mức độ yêu cầu công suất theo profile gió cụ thể đối với hệ PĐSG.

Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Điều khiển và Tự động hóa: Các phương pháp điều khiển thiết bị kho điện sử dụng trong hệ thống phát điện sức gió hoạt động ở chế độ ốc đảo BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM TUẤN ANH CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ KHO ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ HOẠT ĐỘNG Ở CHẾ ĐỘ ỐC ĐẢO Chuyên ngành: Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa Mã số: 62520216TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TSKH. Nguyễn Phùng Quang Hà Nội – 2015 Công trình này được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: GS. TSKH. NGUYỄN PHÙNG QUANG Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm 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 Nội2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Điện năng giữ một vai trò then chốt trong phát triển kinh tế xã hội. Nhưng hơn 1,3 tỷ người trênthế giới vẫn chưa được tiếp cận với điện [38, 54] ở những khu vực xa xôi như các hải đảo, vùng núicao, vùng băng tuyết - những nơi mà lưới điện quốc gia không có khả năng vươn tới. Hệ thống điệnở những khu vực đó tạm gọi tên là hệ thống điện ốc đảo hay Remote Area Power Systems (RAPS).Nguồn điện trong RAPS sinh ra từ các tổ hợp phát điện diesel, quy mô phụ tải nhỏ và vừa, lưới điệncó dung lượng hạn chế mang tính chất lưới yếu độc lập hoàn toàn với lưới điện quốc gia mang tínhchất lưới cứng. Các nguồn năng lượng tái tạo đặc biệt là năng lượng gió được xem là một nguồn nănglượng tiềm năng để bổ sung cho hệ thống điện ốc đảo. Hệ thống điện ốc đảo thông thường lấy nguồnnăng lượng từ tổ hợp phát điện diesel làm nền, là nguồn cung cấp năng lượng chính, nguồn nănglượng từ hệ thống phát điện sức gió (PĐSG) được huy động để giảm thiểu lượng tiêu thụ nhiên liệuhóa thạch [17, 61]. Nguyên tắc cơ bản để một hệ thống điện ổn định là sự cân bằng công suất giữa nguồn phát và tảitiêu thụ. Mối quan hệ cân bằng nói trên phản ánh sự cân bằng giữa công suất cơ của các nguồn nănglượng cơ sơ cấp cung cấp cho các máy phát với công suất điện tiêu thụ của phụ tải và các tổn hao.Trong hệ thống PĐSG, công suất cơ sản sinh từ turbine gió lại biến động thất thường theo tốc độ gió,ngẫu nhiên và không thể điều khiển được [16, 90]. Khi một hệ thống PĐSG hòa vào lưới quốc gia thìphải tuân theo những tiêu chuẩn cơ bản của nhà quản trị về điện áp, tần số, sóng hài được quy địnhtrong Grid-Codes, lưới điện quốc gia coi như một kho năng lượng vô hạn có khả năng hấp thụ tất cảlượng công suất phát vào. Với hệ thống điện ốc đảo, công suất nguồn phát lẫn dung lượng dây truyềntải là hữu hạn. Hệ thống điện ốc đảo mang đặc điểm lưới yếu, quán tính thấp nên rất nhạy cảm vớinhững biến động của cả nguồn phát cũng như phụ tải. Để đảm bảo nguyên tắc cân bằng cân bằng công suất nói trên, hệ thống điều khiển giám sát(SCADA) có những sự tác động mang tính chất điều độ để vận hành lưới ổn định như: Điều chỉnhcông suất nguồn phát, sa thải phụ tải. Khi điều chỉnh công suất nguồn phát, hệ thống điện ốc đảo cóhai khả năng tác động: Điều chỉnh nguồn phát sức gió và điều chỉnh nguồn phát diesel. Với hệ thốngPĐSG, công suất đầu ra không chủ động huy động được vì phụ thuộc vào yếu tố gió tự nhiên. Vớinguồn phát diesel, tác động điều độ có thể diễn chủ động ra theo cả chiều tăng và giảm công suấtnguồn phát. Khi nguồn phát sức gió được huy động cùng với nguồn phát diesel, sự chia sẻ công suấttác dụng giữa các nguồn phát dẫn tới đòi hỏi điều chỉnh công suất liên tục đưa tới hệ thống điều khiểntốc độ của động cơ diesel để điều chỉnh công suất cơ của động cơ sơ cấp. Trong khi đó ở RAPS,nguồn phát diesel đóng vai trò hình thành lưới, tần số lưới tỷ lệ với tốc độ quay của động cơ sơ cấpdiesel. Chính hiện tượng điều chỉnh liên tục công suất nguồn phát làm cho tần số lưới luôn biến độnggây suy giảm nghiêm trọng chất lượng điện năng, ảnh hưởng tiêu cực đến sự hoạt động của các thiếtbị điện cũng như chính bản thân tuổi thọ của động cơ diesel. Vì vậy, để khai thác hiệu quả năng lượnggió trong hệ thống điện ốc đảo cần thiết phải có giải pháp kỹ thuật phù hợp để giảm thiểu hiện tượngbiến động công suất sao cho chất lượng điện năng (tần số) của cả hệ thống phải được đảm bảo phùhợp với một số tiêu chuẩn IEEE 1547.4, EN 50160 hoặc IEC như Bảng 1.4. Một trong những giảipháp phát huy được hiệu quả đó là sử dụng thiết bị kho điện để bổ sung công suất thiếu hụt hoặc hấpthụ công suất dư thừa ...