Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu điều khiển điện áp và tần số trong lưới điện phân phối có nguồn phân tán

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện "Nghiên cứu điều khiển điện áp và tần số trong lưới điện phân phối có nguồn phân tán" được nghiên cứu với mục đích: Xây dựng mô hình dao động nhỏ MG có xét đầy đủ các yếu tố có thể được lược bỏ trong quá trình xây dựng mô hình lưới hệ thống. Từ mô hình xây dựng được, nghiên cứu tiếp tục đi sâu xây dựng các bộ điều khiển tần số và điện áp lưới trong chế độ tách lưới.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu điều khiển điện áp và tần số trong lưới điện phân phối có nguồn phân tán BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN HÙNGNGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP VÀ TẦN SỐ TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ NGUỒN PHÂN TÁN Ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 9520201 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội – 2024 Công trình được hoàn thành tại: Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS Nguyễn Đức Huy 2. PGS. TS Trần Bách Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩcấp Đại học Bách khoa Hà Nội họp tại 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 - ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦUTính cấp thiết của đề tài Xu hướng phát triển lưới điện gắn liền với phát triển các nguồnđiện phân tán (DG) sử dụng năng lượng tái tạo. Nguồn DG kết nối vàolưới điện có thể là nguồn năng lượng mặt trời, nguồn điện gió, nguồnkhí tự nhiên, khí biogas... Khái niệm lưới điện nhỏ, hoặc siêu nhỏ(microgrid - MG) được đề xuất để mô tả các hệ thống điện quy mônhỏ, tuy nhiên có đầy đủ các thành phần của lưới điện, bao gồm cácnguồn phát, hệ thống đường dây truyền tải và các phụ tải. Một số đặc điểm khác biệt giữa MG và lưới điện truyền thống: • Trong lưới truyền thống, khả năng cân bằng công suất giữanguồn và tải để duy trì tần số trước các dao động nhỏ dựa trên quántính quay của hệ thống. Trong khi đó, thiết bị phát chủ yếu trong MGlà các thiết bị điện tử công suất có quán tính không đủ lớn . • MG kết nối với lưới hạ áp hoặc trung áp chủ yếu là lưới điệntrở, công suất tác dụng truyền giữa các đường dây dựa vào biên độđiện áp, trong khi lưới truyền thống là lưới điện kháng truyền tải côngsuất tác dụng dựa vào chênh lệch góc pha. • Nguồn sơ cấp trong MG chủ yếu là nguồn năng lượng tái tạocó tính liên tục không cao nên cũng ảnh hưởng tới công tác điều khiểnvận hành MG. Thêm nữa, sự đa dạng trong công nghệ của các DGcũng gây ra sự khó khăn trong quá trình điều khiển vận hành MG. Mặc dù có nhiều khác biệt về đặc điểm động học và vận hành, kiếntrúc điều khiển của MG, cho đến thời điểm hiện nay vẫn dựa trênnguyên tắc điều khiển phân tầng được áp dụng cho các hệ thống lớn.Theo đó, các quá trình điều khiển tần số và điện áp được phân tầngthành điều khiển sơ cấp, thứ cấp, điều khiển cấp 3 – tương tự như kiếntrúc điều khiển của các hệ thống điện lớn. Điều khiển phân tầng là mộtkiến trúc mà tính hiệu quả của nó đã được minh chứng cho lưới điệntruyền thống với các máy điện đồng bộ, với lưới điện có tỉ số X/R lớn.Đối với lưới điện nhỏ, hiệu quả của kiến trúc điều khiển này, cũng nhưphương pháp tính toán tối ưu thông số cho các vòng điều khiển là mộtchủ đề vẫn cần nhiều nghiên cứu phát triển. Báo cáo của nhóm nghiêncứu IEEE về mô hình hóa và điều khiển microgrid năm 2018 tóm lượcmột số vấn đề căn bản, gồm có: 1 • Tỉ số X/R thấp dẫn đến sự tương tác mạnh giữa vòng điềukhiển tần số và điện áp; • Sự thiếu hụt nguồn đồng bộ dẫn đến quán tính của lưới rấtyếu, dễ dẫn đến các vấn đề về ổn định điện áp; • Sự xuất hiện các quá trình động học và các dạng ổn địnhmới, liên quan đến các bộ điều khiển khóa pha (PLL), và các dạng ổnđịnh liên quan đến cộng hưởng sóng hài. Mô hình tín hiệu nhỏ là phương pháp được sử dụng rộng rãi trongphân tích ổn định và điều khiển các hệ thống điện lớn. Mô hình nàydựa trên giả thiết quá trình động học của hệ thống điện có thể được môtả xấp xỉ bằng mô hình tuyến tính hóa quanh điểm làm việc. Đối vớiMG, tần số của các dao động riêng cao hơn nhiều các tần số dao độngđiện-cơ trong lưới điện truyền thống. Vì vậy quá trình quá độ trongcác mạch RLC của lưới điện cần được xét đến, làm tăng thêm tínhphức tạp của phương pháp này. Mặc dù vậy, mô hình tuyến tính hóavẫn đóng vai trò quan trọng và cần được sử dụng.Mục tiêu Mục đích nghiên cứu của luận án là xây dựng mô hình dao độngnhỏ MG có xét đầy đủ các yếu tố có thể được lược bỏ trong quá trìnhxây dựng mô hình lưới hệ thống. Từ mô hình xây dựng được, nghiêncứu tiếp tục đi sâu xây dựng các bộ điều khiển tần số và điện áp lướitrong chế độ tách lưới.Phương pháp nghiên cứuTổng hợp và phân tích các tài liệu khoa học trong và ngoài nước vềquá trình xây dựng mô hình dao động nhỏ các phần tử đơn lẻ cũng nhưtoàn thể MG. Đề xuất mô hình và kiểm chứng mô hình trên công cụMatlab/Simulink với lưới mẫu của IEEE. Từ đó nghiên cứu gắn cácbộ điều khiển tần số và điện áp vào mô hình, kiểm chứng lại các kếtquả khi đưa các kích động về công suất.Đóng góp chính của luận ánNhững đóng góp chính của luận án:- Xây dựng mô hình dao động nhỏ của MG ở dạng tổng quát. Kiểmchứng sự tương đồng giữa mô hình dao động nhỏ và kết quả mô phỏngtrong miền thời gian. Mô hình dao động nhỏ có xét đến ảnh hưởng củabộ điều khiển PLL, xét đến mô hình bậc cao của máy điện đồng bộ.- Nghiên cứu bài toán điều khiển tần số và điện áp dựa trên mô hìnhđề xuất. Phát triển mô hình dao động nhỏ của MG với các vòng điều 2khiển tần số và điện áp theo kiến trúc phân tầng (điều khiển sơ cấp,thứ cấp). Đánh giá tính ổn định của MG với mô hình điều khiển phântầng nói trên.- Áp dụng mô hình dao động nhỏ, khảo sát ảnh hưởng của chế độ điềukhiển máy đồng bộ ảo (VSG) trong điều khiển tần số của MG với môhình đề xuất.Bố cục của luận ánChương 1: Tổng quan điều khiển microgridNội dung chính của Chương 1 là tổng quan về cấu trúc lưới, các môhình toán học đã được xây dựng của lưới MG. Chương 1 cũng tiếnhành tổng quan các nghiên cứu liên quan ph ...