Phân tích và tính toán chế độ hoạt động bù công suất phản kháng cho hệ thống điện năng lượng mặt trời
Hiện nay, theo báo cáo thực tế vận hành tại các dự án áp mái KCN, kho chứa, có các phụ tải tiêu thụ công suất phản kháng, có hiện tượng hệ số công suất (HSCS) thấp quá quy định của Điện lực dẫn đến việc phải trả phí phạt công suất phản kháng. Việc này xảy ra sau khi hệ thống solar rooftop được triển khai vận hành tại đây, do đó cần phải nghiên cứu đánh giá để tìm ra nguyên nhân và cách khắc phục, tránh phát sinh chi phí này.
1. Hiện trạng hệ thống điện:
Các KCN đều được trang bị các tủ tụ bù hạ thế tại các trạm biến áp trung thế theo quy định để bù HSCS cho hệ thống. Các hệ thống này đang hoạt động bình thường và HSCS đều > 0,9 trước khi lắp hệ thống.
Hệ thống Solar rooftop được lắp song song với hệ thống tải của KCN , dẫn đến hiện tượng: i) Nhảy MCB tụ bù nền; ii) HSCS các trạm < 0,9
2. Giải thích lý thuyết :
Trường hợp 1: Hệ thống hiện hữu đã được tính toán tự động bù khi HSCS dưới 0,9 được mô tả bằng đồ thị P-Q như sau:
Trường hợp 2: Sau khi có hệ thống Solar rooftop. Thông thường các hệ thống đang vận hành để đặt ở HSCS = 1. Dẫn đến việc thay đổi lượng công suất P thu từ lưới giảm đi một lượng là DP1 (chính bằng công suất P phát từ Solar), trong khi Q thu từ lưới vẫn không đổi (Hình 2).Khi đó, hệ thống đo đếm của EVN sẽ ghi nhận việc thu Q từ lưới sẽ cao hơn P, nên HSCS ghi nhận tại đây sẽ < 0,9.
3. Giải pháp khắc phục:
Cụ thể tại như trường hợp Hình 2:
Trong trường hợp này, cần bù vào lưới một lượng DQ1 để đưa HSCS từ < 0,9 về giá trị 0,9. Lúc đó công suất biểu kiến S2 sẽ là S2’ như Hình 3:
Sau khi bù Q vào hệ thống bằng hệ Solar, vector công sất biểu kiến S2’ có phương và hướng trùng với vector S1, giá trị sẽ nhỏ hơn S1, S2. Điều này, đúng với yêu cầu lý thuyết và thực tế EVN.
Về mở rộng tính toán cho các trường hợp cụ thể khác:Để ý thấy rằng mọi giá trị Q bù vào hệ thống đối với các trường hợp đều với mục Về hình học, các giá trị DPn, DQn bù vào hệ thống đều tạo thành tam giác có cosjn’ = 0,9 (Hình 4).
Do đó, để khắc phục vấn đề này, cần chỉnh định lại inverter với chế độ phát công suất có HSCS = 0,9 để đảm bảo phối hợp với hệ thống tụ bù hiện hữu của KCN, đồng thời lắp đặt lại vị trí biến dòng điện về phía phụ tải (độc lập với hệ thống Solar) đưa tín hiệu điều khiển vào bộ điều khiển đóng/cắt các cell tụ thành phần (Hình 7).
