luận án tiến sĩ mở rộng nguồn điện phân tán và bộ dự trữ năng lượng trên lưới điện phân phối

TÓM TÀT LuÁn án phân tích và đà xuất bài toán mç ráng l°ãi đián phân phái LĐPP, mç ráng công suất cąa nguãn đián phân tán DG và công suất vÁn hành cąa bá dă trā nng l°āng ESS để nâng cao

BÞ GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M Kþ THU¾T THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH

TÔN NGàC TRIÀU

Mä RÞNG NGUàN ĐIÞN PHÂN TÁN VÀ BÞ DĂ TRĀ NNG L¯ĀNG TRÊN L¯àI ĐIÞN PHÂN PHÞI

LU¾N ÁN TI¾N SĨ

TP Hâ CHÍ MINH, THÁNG 04 NM 2023

BÞ GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

TR¯âNG Đ¾I HàC S¯ PH¾M Kþ THU¾T THÀNH PHÞ Hà CHÍ MINH

TÔN NGàC TRIÀU

Mä RÞNG NGUàN ĐIÞN PHÂN TÁN VÀ BÞ DĂ TRĀ NNG L¯ĀNG TRÊN L¯àI ĐIÞN PHÂN PHÞI

QUY¾T ĐÞNH GIAO ĐÀ TÀI

LÝ LÞCH KHOA HàC

I LÝ LÞCH S¡ L¯ĀC:

Ngày, tháng, nm sinh: 20/10/1981 N¢i sinh: QuÁng Ngãi

Đáa chß liên l¿c: 4/23, Đ129-Tây Hòa, P Ph°ãc Long A, Tp Thą Đćc, Tp HCM Đián tho¿i: 0989517318; E-mail: trieutn.ncs@hcmute.edu.vn; tonngoctrieu@gmail.com

II QUÁ TRÌNH ĐÀO T¾O: 1 Đ¿i hác:

Há đào t¿o: Chính quy; Thåi gian đào t¿o tĉ: 2000 - 2005 N¢i hãc: Tr°ång Đ¿i hãc S° ph¿m Kỹ thuÁt TP HCM

Ngành hãc: Đián khí hóa & Cung cấp đián

Tên đã án: Ćng dăng MATLAB trong giÁi tích m¿ng đián

Ngày & n¢i bÁo vá đã án: Nm 2004 - Tr°ång Đ¿i hãc S° ph¿m Kỹ thuÁt TP HCM

2 Cao hác:

Há đào t¿o: Chính quy; Thåi gian đào t¿o tĉ: 2007-2009 N¢i hãc: Tr°ång Đ¿i hãc S° ph¿m Kỹ thuÁt TP HCM Ngành hãc: ThiÁt bá m¿ng & Nhà máy đián

Tên đã án: Nâng cao hiáu suất cąa máy phát đián gió công suất nhß

Ngày & n¢i bÁo vá LV: Nm 2009 - Tr°ång Đ¿i hãc S° ph¿m Kỹ thuÁt TP HCM

III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN K TĀ KHI TÞT NGHIÞP Đ¾I HàC:

LâI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cću cąa tôi

Các sá liáu, kÁt quÁ nêu trong LuÁn án là trung thăc và ch°a tĉng đ°āc ai công bá trong bất kỳ công trình nào khác

Tp Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 6 năm 2023

(Ký tên và ghi rõ hã tên)

Tôn Ngãc TriÃu

LâI CÀM ¡N

Tr°ãc hÁt, em xin đ°āc bày tß lòng biÁt ¢n chân thành và sâu sÃc nhất gÿi đÁn thầy PGS TS Tr°¢ng Viát Anh và thầy PGS TS Vũ Phan Tú là nhāng ng°åi Thầy đã tÁn tình h°ãng d¿n em trong suát quá trình nghiên cću để hoàn thành LuÁn án này Xin cÁm ¢n quý Thầy Cô trong khoa Đián – Đián tÿ cąa Tr°ång Đ¿i hãc S° ph¿m Kỹ thuÁt Tp.HCM, nhāng ng°åi giÁng viên đầy nhiát huyÁt, thián cÁm đã truyÃn đ¿t nhāng kiÁn thćc chuyên môn, nhāng kinh nghiám quý báu, đã giÁng d¿y và h°ãng d¿n em trong suát quá trình hãc tÁp và nghiên cću

Và cuái cùng, tôi xin cÁm ¢n đÁn tất cÁ các đãng nghiáp, b¿n bè và gia đình đã giúp đÿ tôi và tinh thần, vÁt chất và công sćc trong quá trình hãc tÁp cũng nh° để

TÓM TÀT

LuÁn án phân tích và đà xuất bài toán mç ráng l°ãi đián phân phái (LĐPP), mç ráng công suất cąa nguãn đián phân tán (DG) và công suất vÁn hành cąa bá dă trā nng l°āng (ESS) để nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng cąa LĐPP LuÁn án đà xuất ba bài toán mãi và mát bài toán áp dăng cho LĐPP Viát Nam, các bài toán nh° sau:

Bài toán 1: Mç ráng LĐPP thông qua xác đánh vá trí và công suất tái °u cąa DG có xét tái cấu hình l°ãi đián phân phái (DNR) Luận án đưa ra mát bài toán mãi để giÁi quyÁt vấn đà tái °u vá trí và công suất cąa DG thông qua hai giai đo¿n Giai đo¿n I - tái °u lÃp đÁt DG trong LĐPP kín (giai đo¿n thiÁt kÁ) và giai đo¿n II - tái °u khóa mç để l°ãi đián vÁn hành hç (giai đo¿n vÁn hành) Bài toán đà nghá thăc hián tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng Bài toán đà nghá hai giai đo¿n là mát d¿ng bài toán tái °u mãi trong lÃp đÁt DG có xét DNR bên c¿nh các d¿ng bài toán tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR khác đã đ°āc công bá nh° bài toán tái °u đãng thåi vá trí, công suất và DNR (bài toán đãng thåi) và bài toán tái °u vá trí tr°ãc và sau đó tái °u công suất và DNR (bài toán VT - CS và DNR) Bài toán đà nghá vãi hai giai đo¿n tái °u có °u điểm là đ°a ra låi giÁi tái °u toàn căc cho vấn đà lÃp đÁt DG có xét DNR Bài toán tái °u DG thông qua hai giai đo¿n cho thấy sá biÁn giÁm cho mßi giai đo¿n cąa thuÁt toán tái °u bằng cách chia ra tĉng giai đo¿n Bài toán đà nghá cũng cho thấy să phù hāp cąa vấn đà lÃp đÁt DG trong dài h¿n (giai đo¿n thiÁt kÁ) đ°āc °u tiên tr°ãc và vấn đà DNR là ngÃn h¿n (giai đo¿n vÁn hành) đ°āc thăc hián sau LĐPP 33 nút và LĐPP 69 nút đ°āc kiểm tra và cho thấy tính hiáu quÁ cąa bài toán đà nghá Bài toán đà nghá sÿ dăng thuÁt toán Runner Root Algorithm (RRA) thăc hián và so sánh vãi thuÁt toán Coyote Algorithm (COA) và Genetic Algorithm (GA) Và thuÁt toán, kÁt quÁ cho thấy các thuÁt toán RRA, COA và GA là các thuÁt toán hiáu quÁ để tái °u lÃp đÁt DG cho LĐPP có xét DNR Ngoài ra, bài toán đà nghá cũng đ°āc so sánh vãi các bài toán đãng thåi và bài toán VT-CS và DNR vãi các thuÁt toán khác nhau cũng cho thấy hiáu quÁ cąa bài toán tách ra hai giai đo¿n Các kÁt quÁ mô phßng cąa bài toán đà nghá cho thấy tån thất công suất toàn há tháng t°¢ng tă vãi bài toán đãng thåi và tát h¢n so vãi bài toán VT- CS và DNR Bài toán đà nghá tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR thông qua hai giai đo¿n đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công trình sá [1], [5] và [7]

Bài toán 2: Xác đánh cấu hình LĐPP khi mç ráng công suất cąa pin quang đián (PV) LuÁn án đà nghá thuÁt toán trao đåi nhánh vãi công suất nhánh trung bình (CSNTB) cÁi tiÁn nhằm xác đánh cấu hình vÁn hành LĐPP khi PV đ°āc mç ráng công suất vãi măc tiêu căc tiểu tån thất nng l°āng ¯u điểm cąa bài toán đà nghá là đ¢n giÁn, dß thăc hián và chính xác trong viác xác đánh cấu hình cąa LĐPP khi PV đ°āc mç ráng công suất LĐPP 18 nút và LĐPP 33 nút đ°āc áp dăng thÿ nghiám đã cho thấy ph°¢ng pháp đà nghá là đ¢n giÁn, nhanh chóng xác đánh đ°āc cấu hình l°ãi đián và có đá chính xác cao khi so sánh vãi bài toán xác đánh cấu hình l°ãi đián theo ph°¢ng pháp sÿ dăng công suất nhánh trung bình (CSNTB) và ph°¢ng pháp sÿ dăng đã thá phă tÁi bằng các thuÁt toán tái °u Bài toán đà nghá đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá ç công trình sá [2] và [10]

Bài toán 3: Áp dăng mç ráng LĐPP Ch° Prông – Gia Lai cąa Viát Nam LĐPP Ch° Prông đ°āc áp dăng để mç ráng thông qua lÃp đÁt DG nhằm tái đa công suất thâm nhÁp và căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng Bài toán đà xuất ba giai đo¿n lÃp đÁt DG t°¢ng ćng vãi ba vá trí và công suất khÁ thi cho phép lÃp đÁt vào LĐPP Ch° Prông ThuÁt toán Runner Root Algorithm (RRA) và Coyote Algorithm (COA) đ°āc sÿ dăng hiáu quÁ cho bài toán 1 và tiÁp tăc đ°āc áp dăng để thÿ nghiám cho vấn đà lÃp đÁt ba DG cho LĐPP Ch° Prông không xét tái cấu hình Tĉ kÁt quÁ ba DG đã đ°āc tái °u, luÁn án đà xuất mát kÁ ho¿ch lÃp đÁt mç ráng DG trên LĐPP Ch° Prông qua ba giai đo¿n nhằm phù hāp vãi vấn đà đầu t° và lÃp đÁt DG trong mát thåi gian dài Bài toán đà nghá đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công

trình sá [3], [8] và [9]

Bài toán 4: Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt pin dă trā nng l°āng (BESS) để giÁm chi phí mua đián LuÁn án đà xuất bài toán xác đánh vá trí và dung l°āng cąa BESS trên LĐPP nhằm giÁm chi phí mua nng l°āng cũng nh° giÁm chi phí tån thất nng l°āng Bài toán đà nghá vãi điểm mãi là đ°a ra hàm măc tiêu căc tiểu chi phí mua nng l°āng và thuÁt toán CSA đ°āc áp dăng lần đầu tiên cho bài toán tái °u vá trí và dung l°āng cąa BESS Viác tái °u lÃp đÁt BESS vào há tháng không nhāng giÁm chi phí mua đián nng mà còn giÁm tån thất nng l°āng và khai thác hiáu quÁ các nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) LĐPP 18 nút và LĐPP 33 nút có PV đ°āc thÿ nghiám cho bài toán tái °u lÃp đÁt BESS đã cho thấy tính hiáu quÁ cąa BESS khi

tham gia vào LĐPP Bài toán đà nghá tái °u lÃp đÁt BESS trên LĐPP đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công trình sá [4] và công trình sá [6]

Các bài toán trong luÁn án đà nghá mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt và mç ráng công suất cąa DG và BESS nhằm nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng cąa LĐPP Đái vãi DG đã cho thấy giÁm tån thất công suất cąa há tháng và đái vãi BESS cho thấy giÁm chi phí mua đián nng rõ rát

ABSTRACT

The thesis analyzes and proposes the problem of expanding the Distribution Network (DN), expanding the capacity of the Distributed Generation (DG) and the operating capacity of the Energy Storage System (ESS) to improve the efficiency of the distribution network The thesis proposes three new problems and one applied to the distribution network of Vietnam, the problems are as follows:

The first point: Expanding the distribution network by determining the optimal location and capacity of the DG with consideration of the Distribution Network Reconfiguration (DNR): The thesis presents a new problem to optimize the position and capacity of the DG through two stages Phase I - Optimizing the installation of DG in the closed loop of the distribution network (design phase) and Phase II - Optimizing open switching for the distribution network to operate open (operating phase) The problem proposes to optimize the installation of DG with consideration of reconfiguration with the objective function of minimizing the power loss of the system The phase II proposed problem is a new type of optimization problem in DG installation optimization that considers reconfiguration besides optimization problems of VT- CS and DNR The proposed problem with two optimization phases has the advantage of providing a globally optimal solution to the problem of installing DG with consideration of reconfiguration The phase II problem shows that the number of variables decreases for each phase of the optimization algorithm by dividing it into two phases In addition, the proposed two-phase problem also shows that it is suitable for long-term DG installation (design) to be prioritized and DNR to be short-term (operation) The distribution network of 33 nodes and distribution network 69 nodes is tested and shows the effectiveness of the proposed problem The proposed problem uses Runner Root Algorithm (RRA) algorithm to perform and compare with Coyote Algorithm (COA) and Genetic Algorithm (GA) In terms of algorithms, the results show that RRA, COA and GA algorithms are effective algorithms to optimize DG installation for distribution networks considering reconfiguration In addition, the proposed problem is also compared with concurrent problems and the VT- CS and DNR problems with different algorithms also show the effectiveness of the proposed problem The simulation results of the proposed

problem show that the power loss of the whole system is similar to the concurrency problem and better than that of the VT- CS and DNR problems The problem of proposing optimal installation of DG with consideration of reconfiguration through two phases has been studied, implemented and published in research [1], [5] and [7] The second point: Determining the distribution network configuration when expanding the capacity of photovoltaic (PV) The thesis proposes an improved branch exchange algorithm with average branch capacity (CSNTB) to quickly determine the distribution network configuration when PV expands capacity with the objective function of minimizing energy loss The outstanding advantage of the proposed problem is that it is simple, easy to implement and accurate in determining the configuration of the distribution network when PV is expanded to the installed capacity The 18-node distribution network and the 33-node distribution network are applied experimentally, showing that the proposed method is simple, quickly determines the network configuration and has high accuracy when compared to the problem of determining the configuration of the distributed network other distribution methods such as the method of using the average branch capacity (CSNTB) and the method of using the load graph by optimization algorithms The proposed problem of using branch exchange algorithm using improved CSNTB has been studied, implemented and published in research [2] and [10]

Third point: Applying and expanding the distribution network of Chu Prong - Gia Lai in Vietnam Chu Prong distribution network is applied to expand through DG installation in order to maximize the penetration capacity and minimize the power loss of the system The problem proposes three installation stages of DG corresponding to three locations and feasible capacity to allow installation in Chu Pong distribution network Runner Root (RRA) and Coyote (COA) algorithms are used effectively for problem 1 and continue to be applied to the problem of fitting 3 DG of Chu Pong distribution network From the results of three optimized DGs, the thesis proposes a plan to install and expand DG of Chu Prong distribution network through three stages to suit the investment and installation of DG in a long time The problem of proposing optimal installation of DG on distribution network by COA algorithm has been studied, implemented and published in research [3], [8] and [9]

Fourth point: Expand distribution network through installation of Battery Energy Storage System (BESS) to reduce electricity purchase costs The thesis presents the problem of determining the location and capacity of BESS on the distribution network in order to reduce the cost of buying electricity as well as reducing the cost of energy loss The proposed problem with a new point is to give the objective function to minimize the cost of purchasing energy and the CSA algorithm is applied for the first time for the optimization problem of location and capacity of BESS Optimizing the installation of BESS when there is a PV connected to the system not only reduces the cost of purchasing electricity, but also reduces energy loss, but also effectively exploits renewable energy sources (RES) The distribution network of 18 nodes and 33 nodes with PV has been tested for the optimization problem of BESS installation and has shown the effectiveness of BESS when participating in the distribution network The problem of optimally proposing the installation of BESS on the distribution network has been studied, implemented and published in research [4] and [6]

The problems in the thesis suggest expanding the distribution network through the installation and capacity expansion of DG and BESS in order to improve the operating efficiency of the distribution network For DG it has been shown to reduce the power loss of the system and for BESS it has been shown to reduce the cost of purchasing electricity.

1.2 Đái t°āng và ph¿m vi nghiên cću 4

1.3 Măc tiêu và nhiám vă nghiên cću 4

1.4 Ph°¢ng pháp nghiên cću 4

1.5 Đóng góp cąa luÁn án 4

1.6 Bá căc cąa luÁn án 7

2.1 L°ãi đián phân phái 8

2.2 Nguãn đián phân tán (DG) 9

2.3.1 Giãi thiáu và ESS 14

2.3.2 Công nghá cąa ESS 16

2.3.3 Lāi ích cąa ESS 17

2.3.4 Măc tiêu lÃp đÁt ESS 18

2.4 Ph°¢ng pháp và thuÁt toán tái °u lÃp đÁt DG và ESS 21

2.4.1 ThuÁt toán cå điển 22

2.4.2 Ph°¢ng pháp tìm kiÁm c¢ bÁn 22

2.4.3 ThuÁt toán lấy cÁm hćng tĉ vÁt lý hoÁc xã hái 23

2.4.4 Kỹ thuÁt lấy cÁm hćng tĉ thiên nhiên 23

2.4.5 ThuÁt toán lai thông minh 23

2.5 Mç ráng l°ãi đián phân phái 23

2.5.1 Mç ráng să thâm nhÁp cąa nguãn đián phân tán trên l°ãi đián phân tán 25

2.5.2 Mç ráng să thâm nhÁp cąa bá dă trā nng l°āng trên l°ãi đián phân tán 28

2.6 KÁt luÁn ch°¢ng 2 30

CH¯¡NG 3 Mæ RàNG SĂ THÂM NHÀP CĄA NGUâN ĐIàN PHÂN TÁN TRÊN L¯âI ĐIàN PHÂN PHàI 31

3.1 Giãi thiáu 31

3.2 Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt DG có xét tái cấu hình l°ãi đián phân phái (DNR) 34

3.2.1 Mô tÁ bài toán 37

3.2.2 Ph°¢ng pháp tái °u công suất và vá trí DG trên LĐPP có xét tái cấu hình l°ãi đián phân phái sÿ dăng thuÁt toán Runner Root Algorithm 41

3.2.3 KÁt quÁ kiểm tra 46

3.2.4 KÁt luÁn 56

3.3 Xác đánh cấu hình vÁn hành LĐPP khi mç ráng công suất DG 57

3.3.1 Mô hình toán hãc 59

3.3.2 Xác đánh cấu hình vÁn hành bằng thuÁt toán trao đåi nhánh cÁi tiÁn 71

3.3.3 KÁt quÁ kiểm tra 73

3.3.4 KÁt luÁn 76

3.4 Mç ráng nguãn đián phân tán cho LĐPP Ch° Prông – Gia Lai 76

3.4.1 LĐPP Ch° Prông – Gia Lai 77

3.4.2 Tái °u vá trí và công suất cąa DG trên LĐPP Ch° Prông sÿ dăng thuÁt toán Coyote Algorithm (COA) 79

3.4.3 KÁt quÁ kiểm tra 83

3.4.3 KÁt luÁn 87

3.5 KÁt luÁn ch°¢ng 3 87

CH¯¡NG 4 Mæ RàNG SĂ THÂM NHÀP CĄA Bà DĂ TRĀ NNG L¯ĀNG

TRÊN L¯âI ĐIàN PHÂN PHàI 90

4.1 Giãi thiáu 90

4.2 Mô tÁ bài toán 96

4.3 Tái °u công suất và vá trí cąa BESS 99

4.4 KÁt quÁ kiểm tra 100

5.2 H°ãng nghiên cću tiÁp theo 117

BÀI BÁO ĐÃ CÔNG Bà 119

CÁC CÔNG Bà LIÊN QUAN 120

TÀI LIàU THAM KHÀO 121

PHĂ LĂC 130

Phă lăc 1 Thông sá phă tÁi LĐPP 18 nút 130

Phă lăc 2 Thông sá đ°ång dây LĐPP 18 nút 130

Phă lăc 3 Tỷ lá lo¿i tÁi th°¢ng m¿i, dân dăng và công nghiáp - LĐPP 18 nút 130

Phă lăc 4 Tỷ lá các lo¿i tÁi th°¢ng m¿i, dân dăng và công nghiáp - LĐPP 18 nút 131

Phă lăc 5 Thông sá phă tÁi LĐPP 33 nút 131

Phă lăc 6 Thông sá đ°ång dây LĐPP 33 nút 132

Phă lăc 7 Tỷ lá lo¿i tÁi th°¢ng m¿i, dân dăng và công nghiáp - LĐPP 33 nút 133

Phă lăc 8 Tỷ lá các lo¿i tÁi th°¢ng m¿i, dân dăng và công nghiáp - LĐPP 33 nút 133

Phă lăc 9 Thông sá phă tÁi LĐPP 69 nút 134

Phă lăc 10 Thông sá đ°ång dây LĐPP 69 nút 135

Phă lăc 11 Thông sá phă tÁi LĐPP Ch° Prông 136

Phă lăc 12 Thông sá đ°ång dây LĐPP Ch° Prông 139

DANH SÁCH CÁC TĀ VI¾T TÀT

BESS : Battery Energy Storage System - Há tháng pin dă trā nng l°āng ChES : Chemical Energy Storage - L°u trā hóa hãc

COA : Coyote Algorithm - ThuÁt toán Coyote

CSA : Cuckoo Search Algorithm - ThuÁt toán tìm kiÁm cuckoo CSNTB : Công suất nhánh trung bình

DEP : Distribution Network Expansion Planning - KÁ ho¿ch mç ráng LĐPP DG : Distributed Generation - Nguãn đián phân tán

DNR : Distribution Network Reconfiguration - Tái cấu hình LĐPP

EAMES : Electrostatic and Magnetic Energy Storage - L°u trā tĩnh đián và tĉ tính EES : Electrochemical Energy Storage - L°u trā đián hóa

EP : Evolutionary Programming - LÁp trình tiÁn hóa ESS : Energy Storage System- Há tháng dă trā nng l°āng FA : Firefly Algorithm - ThuÁt toán đom đóm

FWA : Fireworks Algorithm - ThuÁt toán pháo hoa GA : Genetic Algorithm - ThuÁt toán gen

GAOPF : Genetic Algorithm Optimal Power Flow - Tái °u di truyÃn và dòng công suất GAPSO : Genetic Algorithm-Particle Swarm Optimization -Tái °u di truyÃn và bầy đàn GATS : Genetic Tabu search -Tìm kiÁm di truyÃn và Tabu

GSA : Gravitational Search Algorithm - ThuÁt toán tìm kiÁm hấp d¿n HESS : Hybrid Energy Storage System - Há tháng l°u trā hßn hāp HSA : Harmony Search Algorithm - ThuÁt toán tìm kiÁm hài hòa IWO : Invasive Weed Optimization - Tái °u hóa cß d¿i xâm lấn LBI : Load Balancing Index - Chß sá cân bằng tÁi

LCF : Load Carrying Factor - Há sá mang tÁi LĐPP : L°ãi đián phân phái

LF : Há sá tÁi LLF : Há sá tån thất

MES : Mechanical Energy Storage - L°u trā c¢ nng OF : Objective Function - Hàm măc tiêu

PFA : Path Finding Algorithm - ThuÁt toán tìm đ°ång PSO : Particle Swarm Optimization - Tái °u bầy đàn PV : Photovoltaic - Quang đián

RES : Renewable energy systems - Há tháng nng l°āng tái t¿o RI : Related Index - Chß sá liên quan

RRA : Runner Root Algorithm - ThuÁt toán Runner Root

SFL : Shuffled Frog Leaping Algorithm – ThuÁt toán Ách nhãy xáo trán SFO : Sunflower Optimizatio - Tái °u hoa h°ãng d°¢ng

SFS : Stochastic Fractal Search - Tìm kiÁm ng¿u nhiên SSA : Salp Swarm Algorithm - ThuÁt toán bầy đàn cá hãi TES : Thermal Energy Storage - L°u trā nhiát nng

VT-CS : Bài toán tái °u vá trí tr°ãc - tái °u công suất và DNR sau WT : Wind Turbines - Tua bin gió

ΔA : Tån thất nng l°āng ΔP : Tån thất công suất

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1 1 LĐPP có kÁt nái các DG và ESS 2

Hình 2 1 L°ãi đián trong truyÃn tháng và t°¢ng lai [18] 9

Hình 2 2 Các công nghá DG [19] 11

Hình 2 3 Các măc tiêu khi tái °u lÃp đÁt DG 13

Hình 2 4 N¿p/ xÁ và san phẳng đã thá vãi ESS [8] 15

Hình 2 5 Các d¿ng công nghá cąa ESS 16

Hình 2 6 Măc tiêu lÃp đÁt ESS 19

Hình 2 7 Các thuÁt toán tái °u lÃp đÁt DG và ESS [35] 22

Hình 2 8 KÁ ho¿ch mç ráng LĐPP 24

Hình 2 9 Các biÁn cần xem xét khi mç ráng LĐPP 25

Hình 2 10 Măc tiêu mç ráng ESS 29

Hình 3 1 D¿ng bài toán tái °u vá trí tr°ãc, sau đó công suất và DNR [83] 36

Hình 3 2 D¿ng bài toán tái °u đãng thåi vá trí, công suất cąa DG và DNR [86] 37

Hình 3 3 LĐPP đ¢n giÁn mát m¿ch vòng 38

Hình 3 4 Cây dâu tây [91] 42

Hình 3 5 L°u đã bài toán hai giai đo¿n sÿ dăng RRA 45

Hình 3 6 S¢ đã đ¢n tuyÁn cąa LĐPP 33 nút [87] 48

Hình 3 7 Đ°ång cong hái tă ç giai đo¿n I (RRA) sau 50 lần ch¿y - LĐPP 33 nút 50 Hình 3 8 Đ°ång hái tă ç giai đo¿n II (RRA) sau 50 lần ch¿y - LĐPP 33 nút 50

Hình 3 9 Cấu hình đián áp trong các tr°ång hāp - LĐPP 33 nút 51

Hình 3 10 S¢ đã đ¢n tuyÁn cąa LĐPP 69 nút [92] 52

Hình 3 11 Đ°ång cong hái tă giai đo¿n I (RRA) sau 50 lần ch¿y - LĐPP 69 nút 54 Hình 3 12 Đ°ång cong hái tă ç giai đo¿n II (RRA) sau 50 lần ch¿y - LĐPP 69 nút

Hình 3 19 ChiÃu truyÃn cąa công suất khi không có PV 66

Hình 3 20 ChiÃu truyÃn cąa công suất khi PV1 là 560 kW 66

Hình 3 21 ChiÃu truyÃn cąa công suất khi thêm PV2 là 2440 kW 68

Hình 3 22 ThuÁt toán trao đåi nhánh cÁi tiÁn khi có PV 72

Hình 3 23 LĐPP 33 nút [70] 73

Hình 3 24 Đã thá cąa phă tÁi và PV 74

Hình 3 25 Quá trình tái °u LĐPP 33 nút có PV 75

Hình 3 26 Các vùng kÁt nái DG khÁ thi cąa LĐPP Ch° Prông 78

Hình 3 27 L°u đã tái °u lÃp đÁt DG bằng thuÁt toán COA 82

Hình 3 28 Há sá mang tÁi cąa các nhánh và đián áp nút ç giai đo¿n 1 85

Hình 3 29 Há sá mang tÁi cąa các nhánh và đián áp nút ç giai đo¿n 2 85

Hình 3 30 Há sá mang tÁi cąa các nhánh và đián áp nút ç giai đo¿n 3 86

Hình 3 31 LĐPP Ch° Prông vãi 3 giai đo¿n lÃp đÁt mç ráng DG 86

Hình 4 1 BESS trong há tháng nng l°āng đ¢n giÁn [100] 91

Hình 4 2 Giá nng l°āng trong 24 giå 92

Hình 4 3 Các giá trá trong mát giÁi pháp điển hình cąa BESS 97

Hình 4 4 LĐPP 18 nút có PV tham gia vào há tháng 102

Hình 4 5 TÁi cąa LĐPP 18 nút 102

Hình 4 6 Công suất phát cąa PV 103

Hình 4 7 Công suất vÁn hành cąa BESS - LĐPP 18 nút 103

Hình 4 8 Công suất mua cąa LĐPP 18 nút khi có hoÁc không có BESS 104

Hình 4 9 Giá trá cąa tån thất nng l°āng và chi phí tån thất nng l°āng khi có BESS - LĐPP 18 nút 104

Hình 4 10 Dòng đián nhánh khi có BESS - LĐPP 18 nút 105

Hình 4 11 Đián áp nút khi có BESS - LĐPP 18 nút 105

Hình 4 12 Công suất vÁn hành BESS vãi CSA, GA, SFO và PFA - LĐPP 18 nút 107

Hình 4 13 Đ°ång cong hái tă cąa PFA, SFO, GA và CSA - LĐPP 18 nút 108

Hình 4 14 LĐPP 33 nút có 3 PV tham gia vào há tháng 108

Hình 4 15 TÁi cąa LĐPP 33 nút 109

Hình 4 16 Công suất vÁn hành cąa BESS - LĐPP 33 nút 109

Hình 4 17 Công suất mua cąa LĐPP 33 nút khi có hoÁc không có BESS 110

Hình 4 18 Giá trá tån thất nng l°āng và chi phí tån thất nng l°āng khi có BESS - LĐPP 33 nút 110

Hình 4 19 Đián áp nút khi có BESS - LĐPP 33 nút 111

Hình 4 20 Dòng đián nhánh khi có BESS- LĐPP 33 nút 111

Hình 4 21 Công suất vÁn hành BESS vãi CSA, GA, SFO và PFA - LĐPP 33 nút 111

Hình 4 22 Đ°ång cong hái tă cąa PFA, SFO, GA và CSA - LĐPP 33 nút 112

DANH SÁCH CÁC BẢNG

BÁng 2 1 Phân lo¿i DG 11

BÁng 2 2 Lāi ích cąa viác kÁt nái DG vào LĐPP 12

BÁng 2 3 Lāi ích cąa viác kÁt nái BESS vào LĐPP 18

BÁng 3 1 Tham sá chung cąa thuÁt toán RRA cho LĐPP 33 và 69 nút 47

BÁng 3 2 Các kÁt quÁ cąa bài toán hai giai đo¿n - LĐPP 33 nút 49

BÁng 3 3 KÁt quÁ tái °u cąa các bài toán khác nhau - LĐPP 33 nút 51

BÁng 3 4 Các kÁt quÁ cąa bài toán hai giai đo¿n - LĐPP 69 nút 53

BÁng 3 5 KÁt quÁ tái °u cąa các bài toán khác nhau - LĐPP 69 nút 55

BÁng 3 6 Các thông sá khi PV lÃp đÁt mç ráng t¿i nút 18 vãi PPV1= 560 kW 67

BÁng 3 7 Khóa mç trong tr°ång hāp PV1 có công suất 560 kW 68

BÁng 3 8 Các thông sá khi PV lÃp đÁt mç ráng t¿i nút 18 thêm PPV2 = 2440 kW 69

BÁng 3 9 Khóa mç trong tr°ång hāp khi mç ráng PV2 có công suất 2440 kW 70

BÁng 3 10 KÁt quÁ DNR cąa ph°¢ng pháp đà xuất cho LĐPP 33 nút 74

BÁng 3 11 Vùng và công suất cho phép DG kÁt nái - LĐPP Ch° Prông [91] 77

BÁng 3 12 KÁt quÁ tái °u 3 DG cho LĐPP Ch° Prông vãi thuÁt toán COA và RRA 83

BÁng 3 13 Ba giai đo¿n lÃp đÁt DG vào LĐPP Ch° Prông 84

BÁng 4 1 Chi phí truyÃn tÁi theo thåi gian 93

BÁng 4 2 Khung giå và giá đián 101

BÁng 4 3 KÁt quÁ sau khi lÃp đÁt BESS đái vãi LĐPP 18 nút 105

BÁng 4 4 Các kÁt quÁ tính toán cąa CSA, GA, SFO và PFA - LĐPP 18 nút 106

BÁng 4 5 Hiáu quÁ cąa CSA, GA, SFO và PFA khi có BESS cho LĐPP 18 nút 107 BÁng 4 6 KÁt quÁ sau khi lÃp đÁt BESS đái vãi LĐPP 33 nút 110

BÁng 4 7 Các kÁt quÁ tính toán cąa CSA, GA, SFO và PFA - LĐPP 33 nút 112 BÁng 4 8 Hiáu quÁ cąa CSA, GA, SFO và PFA khi có BESS cho LĐPP 33 nút 113

CH¯¡NG 1 GIàI THIÞU

1.1 Đặt vấn đÁ

æ mßi quác gia, đián nng ngày càng đóng vai trò quan trãng trong viác đÁm bÁo ån đánh và phát triển Hián nay, nng l°āng bá thiÁu do nhu cầu nng l°āng có xu h°ãng gia tng cũng nh° các yÁu tá tác đáng đÁn môi tr°ång L°ãi đián phân phái (LĐPP) và tÁi có să thay đåi trong nhāng nm tãi vãi nhāng yêu cầu và thách thćc mãi nh° là các dách vă, đá tin cÁy, chi phí đầu t°, giá nng l°āng và các yÁu tá Ánh h°çng đÁn môi tr°ång Chính vì vÁy, vãi yêu cầu và thách thćc mãi thì LĐPP cần phÁi đ°āc mç ráng Để mç ráng l°ãi đián có thể thăc hián nâng cấp đ°ång dây, xây dăng tuyÁn dây mãi, lÃp đÁt thêm các tr¿m biÁn áp mãi, mç ráng dung l°āng tr¿m biÁn áp, lÃp đÁt nguãn đián phân tán (DG), mç ráng công suất DG, lÃp đÁt bá dă trā nng l°āng (ESS) [1] Viác cÁi t¿o nâng cấp đ°ång dây, xây dăng tuyÁn dây mãi, lÃp đÁt thêm tr¿m biÁn áp hay nâng cấp các há tháng để phăc vă ç mát sá thåi điểm mà tÁi tng cao s¿ làm tng ván đầu t°, tng chi phí và không hiáu quÁ Hián nay, viác mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt DG hay ESS để hß trā cho há tháng đián là mát xu thÁ tất yÁu [2]

ChiÁn l°āc nng l°āng ç thåi điểm hián nay và sÃp tãi là tÁp trung vào viác khai thác các nguãn nng l°āng tái t¿o và khí thiên nhiên, tiÁt kiám nng l°āng, l°u trā nng l°āng và chính sách thu hút trong đầu t° nguãn đián tĉ t° nhân Nng l°āng bÃn vāng hián nay có mát sá công nghá và mÁt tråi, gió và bá dă trā nng l°āng đ°āc cho là rất hiáu quÁ đái vãi LĐPP [3], [4] Các công nghá này sÿ dăng t°¢ng đái là phå biÁn vì nó có chi phí giÁm m¿nh và đ°āc nhiÃu chính sách hß trā trong viác khai thác và sÿ dăng Do đó, cần phÁi lÃp đÁt DG vào LĐPP nhằm đ¿t đ°āc các lāi ích kỹ thuÁt, kinh kÁ và môi tr°ång tĉ DG [5], [6]

Bá dă trā nng l°āng (ESS) là mát trong các công nghá cąa DG ESS hián đang phát triển và sÿ dăng trong l°ãi đián phân phái ngày càng nhiÃu [7] Bçi vì trong mát sá giå cao điểm, há tháng không đáp ćng nhu cầu cąa phă tÁi hoÁc khách hàng phÁi chấp nhÁn mua nng l°āng vãi chi phí cao Ngoài ra, nng l°āng phát ra d° thĉa cần ESS l°u trā ç thåi điểm nhu cầu thấp và phát ra trç l¿i ç thåi điểm nhu cầu cao ESS

giúp l°ãi đián ho¿t đáng hiáu quÁ nh° tránh ph¿t hāp đãng do să cá mất đián, giÁm giá nng l°āng, ćng phó vãi viác tng giá đián đát biÁn, giÁm să phă thuác vào nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) và trì hoãn đầu t° nâng cấp há tháng đián hián có [8] Chính vì vÁy, cần nghiên cću lÃp đÁt ESS cho LĐPP để nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng.Trong các công nghá cąa ESS thì há tháng pin dă trā nng l°āng (BESS) đ°āc sÿ dăng nhiÃu nhất trong LĐPP cho đÁn thåi điểm hián nay [9], [10]

Thăc tr¿ng hián nay, mát sá LĐPP đã đ°āc lÃp đÁt các DG tái t¿o có giá thành đầu t° thấp, phần lãn là các pin quang đián (PV) [11] Do vá trí lÃp đÁt, yÁu tá môi tr°ång, chính sách khuyÁn khích và khÁ nng cąa các nhà đầu t° nên các PV khó có thể đ°āc lăa chãn vá trí và công suất lÃp đÁt tái °u Trên thăc tÁ, các PV đ°āc lÃp đÁt tĉng phần theo điÃu kián đầu t° hián có và tiÁp tăc mç ráng công suất tùy thuác vào điÃu kián thăc tißn Vì vÁy, LĐPP cần phÁi xác đánh cấu hình vÁn hành tái °u để cho LĐPP ho¿t đáng hiáu quÁ tát nhất

DG và ESS thu hút rất nhiÃu nhà nghiên cću trong bài toán tái °u vá trí và dung l°āng nhằm mç ráng LĐPP và nâng cao hiáu quÁ vÁn hành há tháng đián [12], [13] Khi LĐPP mç ráng vãi DG và ESS thì LĐPP s¿ làm viác hiáu quÁ h¢n, kiểm soát đ°āc giá mua đián nng đãng thåi giÁm các yÁu tá tác đáng đÁn môi tr°ång [14], [15] Chính vì thÁ, bài toán cho LĐPP hián nay là:

- Đái vãi LĐPP ch°a đ°āc lÃp đÁt DG: Viác mç ráng LĐPP thông qua xác đánh vá trí và công suất DG tham gia vào há tháng nhằm nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng cąa LĐPP Trong đó, căc tiểu tån thất công suất (ΔP) là yÁu tá chính trong hàm măc tiêu tái °u vì căc tiểu tån thất công suất cho thấy đ°āc hiáu quÁ cąa DG tham gia vào há tháng

- Đái vãi LĐPP đã có lÃp đÁt DG (chą yÁu là PV): Viác tiÁp tăc mç ráng công suất cąa PV ç cùng mát vá trí hay vá trí mãi theo thåi gian và khÁ nng đầu t°, chính sách khuyÁn khích, vá trí lÃp đÁt và yÁu tá Ánh h°çng đÁn môi tr°ång Lúc này, LĐPP cần xác đánh l¿i cấu hình vÁn hành mãi cąa LĐPP vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất nng l°āng (ΔA)

- Đái vãi LĐPP có chi phí mua đián cao thì cần giÁm chi phí mua đián nng, hoÁc LĐPP có DG là các nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) có công suất đầu ra không ån đánh thì cần phÁi khai thác hiáu quÁ RES Viác mç ráng công suất vÁn hành cąa ESS trong há tháng ngoài vấn đà giÁm giá mua đián, khai thác hiáu quÁ RES thì vấn đà giÁm tån thất nng l°āng, dách chuyển thåi gian và giÁm đßnh cąa phă tÁi cũng đ°āc xem xét Lúc này, cần xác đánh vá trí và dung l°āng cąa ESS để LĐPP ho¿t đáng vãi các lāi ích lãn mang l¿i tĉ ESS

- Đái vãi LĐPP cần khai thác tiÃm nng cąa các nguãn nng l°āng t¿i chß: Viác mç ráng LĐPP cần tái đa công suất để tng tỷ lá tham gia cąa DG và giÁm giá thành đầu t° cąa các nhà đầu t° DG [16] Để thu hút các nhà đầu t° thì tái đa tỷ lá thâm nhÁp cąa DG là mát măc tiêu quan trãng vì tỷ lá DG thâm nhÁp càng cao thì chi phí đầu t° trên 1 kW càng thấp Trong vÁn hành há tháng đián, mát trong các vấn đà kỹ thuÁt quan trãng để giÁm chi phí là căc tiểu tån thất công suất [17] Lúc này, bài toán cần phÁi tái đa công suất cąa DG và giÁm thiểu tån thất công suất cąa há tháng

Tĉ các công trình đã nghiên cću và đ°āc công bá cũng nh° thăc tißn cąa LĐPP thì đà tài <Mç ráng nguãn đián phân tán và bá dă trā nng l°āng trên l°ãi đián phân phái= vãi măc tiêu giÁi quyÁt bài toán mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt DG và ESS vãi bán vấn đà chính nh° sau:

- Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt mãi DG có xét đÁn DNR vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng

- Xác đánh cấu hình vÁn hành cąa LĐPP khi DG tiÁp tăc đ°āc mç ráng công suất vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất nng l°āng cąa há tháng

- Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt mãi ESS vãi hàm măc tiêu là giÁm chi phí mua đián và giÁm chi phí tån thất nng l°āng cąa há tháng

- Mç ráng tái đa công suất thâm nhÁp cąa DG vào LĐPP vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng

1.2 Đßi t°āng và ph¿m vi nghiên cÿu

- Nghiên cću lý thuyÁt và LĐPP, DG và ESS

- Nghiên cću các bài toán mç ráng LĐPP thông qua kÁt nái DG và ESS, mç ráng công suất cąa DG và công suất vÁn hành cąa ESS

- Mô phßng, kiểm tra trên LĐPP m¿u và so sánh kÁt quÁ vãi các công bá khác

1.3 Măc tiêu và nhißm vă nghiên cÿu

- Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt mãi các DG vãi măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng

- Xác đánh cấu hình LĐPP khi mç ráng công suất DG vãi măc tiêu căc tiểu tån thất nng l°āng cąa há tháng

- KÁ ho¿ch lÃp đÁt mç ráng DG thâm nhÁp vào LĐPP vãi măc tiêu căc tiểu tån thất công suất cho LĐPP Ch° Prông – Gia Lai, Viát Nam

- Xác đánh vá trí và dung l°āng cąa ESS vãi măc tiêu là giÁm chi phí mua đián và giÁm chi phí tån thất nng l°āng cąa há tháng

1.4 Ph°¢ng pháp nghiên cÿu

- Nghiên cću lý thuyÁt: Tìm hiểu, phân tích và tång hāp mát sá tài liáu vãi nái dung cąa đà tài để giÁi quyÁt các yêu cầu cąa bài toán đÁt ra

- Mô phßng trên các phần mÃm MATLAB, PSS-ADEPT để kiểm tra các bài toán đà xuất trên các l°ãi đián m¿u

1.5 Đóng góp cąa lu¿n án

LuÁn án phân tích và đà xuất bài toán mç ráng l°ãi đián phân phái (LĐPP), mç ráng công suất cąa nguãn phân tán (DG) và công suất vÁn hành cąa bá dă trā

nng l°āng (ESS) để nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng cąa LĐPP LuÁn án đà xuất ba bài toán mãi và mát bài toán áp dăng cho LĐPP Viát Nam, các bài toán nh° sau:

Bài toán 1: Mç ráng LĐPP thông qua xác đánh vá trí và công suất tái °u cąa DG có xét tái cấu hình l°ãi đián phân phái (DNR) Luận án đưa ra mát bài toán mãi để giÁi quyÁt vấn đà tái °u vá trí và công suất cąa DG thông qua hai giai đo¿n Giai đo¿n I - tái °u lÃp đÁt DG trong LĐPP kín (giai đo¿n thiÁt kÁ) và giai đo¿n II - tái °u khóa mç để l°ãi đián vÁn hành hç (giai đo¿n vÁn hành) Bài toán đà nghá thăc hián tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng Bài toán đà nghá hai giai đo¿n là mát d¿ng bài toán tái °u mãi trong lÃp đÁt DG có xét DNR bên c¿nh các d¿ng bài toán tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR khác đã đ°āc công bá nh° bài toán tái °u đãng thåi vá trí, công suất và DNR (bài toán đãng thåi) và bài toán tái °u vá trí tr°ãc và sau đó tái °u công suất và DNR (bài toán VT - CS và DNR) Bài toán đà nghá vãi hai giai đo¿n tái °u có °u điểm là đ°a ra låi giÁi tái °u toàn căc cho vấn đà lÃp đÁt DG có xét DNR Bài toán tái °u DG thông qua hai giai đo¿n cho thấy sá biÁn giÁm cho mßi giai đo¿n cąa thuÁt toán tái °u bằng cách chia ra tĉng giai đo¿n Bài toán đà nghá cũng cho thấy să phù hāp cąa vấn đà lÃp đÁt DG trong dài h¿n (giai đo¿n thiÁt kÁ) đ°āc °u tiên tr°ãc và vấn đà DNR là ngÃn h¿n (giai đo¿n vÁn hành) đ°āc thăc hián sau LĐPP 33 nút và LĐPP 69 nút đ°āc kiểm tra và cho thấy tính hiáu quÁ cąa bài toán đà nghá Bài toán đà nghá sÿ dăng thuÁt toán Runner Root Algorithm (RRA) thăc hián và so sánh vãi thuÁt toán Coyote Algorithm (COA) và Genetic Algorithm (GA) Và thuÁt toán, kÁt quÁ cho thấy các thuÁt toán RRA, COA và GA là các thuÁt toán hiáu quÁ để tái °u lÃp đÁt DG cho LĐPP có xét DNR Ngoài ra, bài toán đà nghá cũng đ°āc so sánh vãi các bài toán đãng thåi và bài toán VT-CS và DNR vãi các thuÁt toán khác nhau cũng cho thấy hiáu quÁ cąa bài toán tách ra hai giai đo¿n Các kÁt quÁ mô phßng cąa bài toán đà nghá cho thấy tån thất công suất toàn há tháng t°¢ng tă vãi bài toán đãng thåi và tát h¢n so vãi bài toán VT- CS và DNR Bài toán đà nghá tái °u lÃp đÁt DG có xét DNR thông qua hai giai đo¿n đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công trình sá [1], [5] và [7]

Bài toán 2: Xác đánh cấu hình LĐPP khi mç ráng công suất cąa pin quang đián (PV) LuÁn án đà nghá thuÁt toán trao đåi nhánh vãi công suất nhánh trung bình (CSNTB) cÁi tiÁn nhằm xác đánh cấu hình vÁn hành LĐPP khi PV đ°āc mç ráng công

suất vãi măc tiêu căc tiểu tån thất nng l°āng ¯u điểm cąa bài toán đà nghá là đ¢n giÁn, dß thăc hián và chính xác trong viác xác đánh cấu hình cąa LĐPP khi PV đ°āc mç ráng công suất LĐPP 18 nút và LĐPP 33 nút đ°āc áp dăng thÿ nghiám đã cho thấy ph°¢ng pháp đà nghá là đ¢n giÁn, nhanh chóng xác đánh đ°āc cấu hình l°ãi đián và có đá chính xác cao khi so sánh vãi bài toán xác đánh cấu hình l°ãi đián theo ph°¢ng pháp sÿ dăng công suất nhánh trung bình (CSNTB) và ph°¢ng pháp sÿ dăng đã thá phă tÁi bằng các thuÁt toán tái °u Bài toán đà nghá đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá ç công trình sá [2] và [10]

Bài toán 3: Áp dăng mç ráng LĐPP Ch° Prông – Gia Lai cąa Viát Nam LĐPP Ch° Prông đ°āc áp dăng để mç ráng thông qua lÃp đÁt DG nhằm tái đa công suất thâm nhÁp và căc tiểu tån thất công suất cąa há tháng Bài toán đà xuất ba giai đo¿n lÃp đÁt DG t°¢ng ćng vãi ba vá trí và công suất khÁ thi cho phép lÃp đÁt vào LĐPP Ch° Prông ThuÁt toán Runner Root Algorithm (RRA) và Coyote Algorithm (COA) đ°āc sÿ dăng hiáu quÁ cho bài toán 1 và tiÁp tăc đ°āc áp dăng để thÿ nghiám cho vấn đà lÃp đÁt ba DG cho LĐPP Ch° Prông không xét tái cấu hình Tĉ kÁt quÁ ba DG đã đ°āc tái °u, luÁn án đà xuất mát kÁ ho¿ch lÃp đÁt mç ráng DG trên LĐPP Ch° Prông qua ba giai đo¿n nhằm phù hāp vãi vấn đà đầu t° và lÃp đÁt DG trong mát thåi gian dài Bài toán đà nghá đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công

trình sá [3], [8] và [9]

Bài toán 4: Mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt pin dă trā nng l°āng (BESS) để giÁm chi phí mua đián LuÁn án đà xuất bài toán xác đánh vá trí và dung l°āng cąa BESS trên LĐPP nhằm giÁm chi phí mua nng l°āng cũng nh° giÁm chi phí tån thất nng l°āng Bài toán đà nghá vãi điểm mãi là đ°a ra hàm măc tiêu căc tiểu chi phí mua nng l°āng và thuÁt toán CSA đ°āc áp dăng lần đầu tiên cho bài toán tái °u vá trí và dung l°āng cąa BESS Viác tái °u lÃp đÁt BESS vào há tháng không nhāng giÁm chi phí mua đián nng mà còn giÁm tån thất nng l°āng và khai thác hiáu quÁ các nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) LĐPP 18 nút và LĐPP 33 nút có PV đ°āc thÿ nghiám cho bài toán tái °u lÃp đÁt BESS đã cho thấy tính hiáu quÁ cąa BESS khi tham gia vào LĐPP Bài toán đà nghá tái °u lÃp đÁt BESS trên LĐPP đã đ°āc nghiên cću, thăc hián và công bá trong công trình sá [4] và [6]

Các bài toán trong luÁn án đà nghá mç ráng LĐPP thông qua lÃp đÁt và mç ráng công suất cąa DG và BESS nhằm nâng cao hiáu quÁ ho¿t đáng cąa LĐPP Đái vãi DG đã cho thấy giÁm tån thất công suất cąa há tháng và đái vãi BESS cho thấy giÁm chi phí mua đián nng rõ rát

1.6 Bß căc cąa lu¿n án

Ch°¢ng 1: Giãi thiáu Ch°¢ng 2: Tång quan

Ch°¢ng 3: Mç ráng să thâm nhÁp cąa nguãn đián phân tán trên l°ãi đián phân phái Ch°¢ng 4: Mç ráng să thâm nhÁp cąa bá dă trā nng l°āng trên l°ãi đián phân phái

Ch°¢ng 5: KÁt luÁn

CH¯¡NG 2TâNG QUAN

2.1 L°ái đißn phân phßi

L°ãi đián phân phái (LĐPP) là mát phần rất quan trãng cąa há tháng đián vì nó cung cấp đián trăc tiÁp cho các há phă tÁi Cấu trúc truyÃn tháng cąa há tháng đián có d¿ng dãc Vì vÁy, LĐPP s¿ nhÁn tĉ l°ãi đián truyÃn tÁi và sau đó cấp cho các há phă tÁi Lúc này, dòng công suất s¿ đ°āc truyÃn mát chiÃu tĉ há tháng truyÃn tÁi đÁn há tháng phân phái và cấp cho các há phă tÁi Do đó, viác truyÃn tÁi tĉ nguãn đián đÁn há sÿ dăng đián s¿ gây ra tån thất công suất lãn trong há tháng ĐÁc điểm cąa LĐPP là có nhiÃu lo¿i phă tÁi, phân bá không đÃu và các phă tÁi có tÁi cao điểm khác nhau cũng nh° liên tăc thay đåi theo nhu cầu ĐiÃu này có thể gây ra quá tÁi đ°ång dây ç vá trí này và non tÁi ç vá trí khác trong cùng mát thåi điểm d¿n đÁn tån thất công suất tng cao, vÁn hành không kinh tÁ, giÁm đá tin cÁy và dß să cá và làm Ánh h°çng xấu trong viác cung cấp đián

Tĉ đÁc điểm kỹ thuÁt và yêu cầu cung cấp đián nên LĐPP luôn đ°āc vÁn hành ç tr¿ng thái m¿ch vòng hç (hình tia) Để nâng cao đá tin cÁy thì các nhà ho¿ch đánh xây dăng l°ãi đián theo cấu trúc là m¿ch vòng và đ°āc vÁn hành theo cấu trúc hình tia æ m¿ch vòng thì các tuyÁn dây đ°āc liên kÁt thông qua các khóa chuyển m¿ch Các khóa chuyển m¿ch này đ°āc vÁn hành ç vá trí mç, nh°ng khi cần (sÿa chāa hoÁc có să cá đ°ång dây/ thiÁt bá) thì s¿ không bá gián đo¿n nhå các khóa chuyển m¿ch trong há tháng

KÁt quÁ cąa các nghiên cću cũng nh° tĉ thăc tÁ vÁn hành đã cho thấy LĐPP khi vÁn hành hình tia có lāi ích là đ¢n giÁn trong vÁn hành, dß đánh l¿i cấu hình cąa l°ãi (sau khi bá să cá), vùng mất đián nhß và không lan tràn să cá, giÁm khó khn trong vấn đà cÃt đián căc bá, dòng ngÃn m¿ch bé nên đ¢n giÁn trong đóng cÃt và bÁo vá trên các tuyÁn LĐPP hình tia có các nh°āc điểm cần khÃc phăc là tån thất công suất cąa há tháng lãn, săt áp cao và đá tin cÁy thấp Trong thiÁt kÁ, các khóa chuyển m¿ch đ°āc lÃp đÁt ç các vá trí thích hāp để thao tác cũng nh° giÁm chi phí

HÞ THÞNG TRUYỀN THÞNGHÞ THÞNG T¯ƠNG LAI

Hình 2 1 L°ãi đián trong truyÃn tháng và t°¢ng lai [18]

Hình 2.1 cho thấy cấu trúc l°ãi đián trong truyÃn tháng vãi cấu trúc ç d¿ng dãc Cấu trúc mãi cąa há tháng hián nay là cấu trúc ç d¿ng ngang do có să tham gia cąa DG hay ESS Lúc này, công suất trên các tuyÁn không chß truyÃn tĉ l°ãi đián truyÃn tÁi đÁn l°ãi đián phân phái mà còn l°u thông trong các bá phÁn vãi nhau, thÁm chí công suất còn truyÃn ng°āc và phía nguãn Vãi cấu trúc mãi ç d¿ng ngang thì há tháng s¿ thăc hián nhiám vă tát h¢n nh° giÁm tån thất, nâng cao chất l°āng, tng đá tin cÁy và mang l¿i các lāi ích khác

2.2 Nguán đißn phân tán (DG) 2.2.1 Giái thißu vÁ DG

Nguãn đián phân tán (DG) hián nay đ°āc tích hāp vào LĐPP là rất phå biÁn vì nng l°āng đÁm bÁo theo yêu cầu cũng nh° các lāi ích rất lãn và kinh tÁ [2], [19] Các DG có công suất lãn là các nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) nh° tua bin gió (Wind Turbines – WT), pin quang đián (Photovoltaic – PV), thąy đián th°ång đ°āc kÁt nái vãi l°ãi đián truyÃn tÁi Vì điÃu kián môi tr°ång không thuÁn lāi nh° thiÁu gió, thiÁu nÃng hoÁc thiÁu n°ãc, điÃu này d¿n đÁn tình tr¿ng thiÁu hăt đián nng cung cấp cho

LĐPP tĉ há tháng Viác tìm giÁi pháp bù đÃp đián nng cho să thiÁu hăt này là mát vấn đà quan trãng cąa các nhà cung cấp nng l°āng Để bù đÃp đián nng cho să thiÁu hăt này ngay t¿i LĐPP thì giÁi pháp lÃp đÁt DG có công suất nhß là hāu hiáu nhất Lúc này, các DG s¿ đ°āc tham gia khi tÁi đßnh, cung cấp đián nng giá rẻ và cung cấp nguãn khi há tháng bá gián đo¿n [20]

Đái vãi các nhà máy đián có công suất lãn nh° nhiát đián hay thąy đián là các nguãn đián chính đ°āc tham gia trăc tiÁp vào há tháng truyÃn tÁi Còn đái vãi các nhà máy đián vãi công suất vĉa và nhß thì th°ång tham gia vào LĐPP Hián nay, để xây dăng các nhà máy phát công suất lãn là khó khn bçi vì đầu t° cao, nguãn s¢ cấp giÁm và các yÁu tá Ánh h°çng đÁn môi tr°ång Thá tr°ång c¿nh tranh bán lẻ cąa ngành đián đã mang l¿i să thay đåi nhanh chóng khi DG tham gia vào LĐPP DG là mát giÁi pháp hāu hiáu hián nay để cung cấp nng l°āng vãi chi phí thấp và bù đÃp nng

l°āng thiÁu hăt [21]

Khi DG đ°āc kÁt nái trên LĐPP thì lúc này DG cũng là mát nguãn đián thć hai Vì vÁy, LĐPP trç thành l°ãi đián kín có hai hoÁc h¢n hai nguãn cung cấp Tuy nhiên, khi lÃp đÁt DG vào LĐPP s¿ làm thay đåi tån thất công suất trên há tháng, dòng ngÃn m¿ch, công suất cąa đ°ång dây, đián áp nút và gây ra mát sá Ánh h°çng nh° đá tin cÁy, hãa tần, cáng h°çng Do đó, LĐPP cần quy ho¿ch công suất và các vá trí lÃp đÁt DG để kÁt nái vãi măc tiêu phù hāp, trong đó căc tiểu tån thất công suất là măc tiêu hàng đầu đ°āc quan tâm rất lãn hián nay vì viác giÁm tån thất công suất s¿ đánh giá să hiáu quÁ cąa DG tham gia vào há tháng Chính vì thÁ, bài toán tái °u công suất lÃp đÁt và vá trí lÃp đÁt DG sao cho tån thất công suất cąa há tháng nhß nhất và thßa mãn các ràng buác kỹ thuÁt là rất quan trãng

2.2.2 Công nghß cąa DG

Hián t¿i DG có công nghá không tái t¿o và tái t¿o vãi quy mô nhß đ°āc tích hāp vào LĐPP thông th°ång nhằm măc đích cung cấp nng l°āng ngay t¿i các phă tÁi hoÁc gần các phă tÁi DG là các nguãn vãi công suất vĉa hoÁc nhß th°ång đ°āc lÃp đÁt t¿i/ gần vá trí phă tÁi nh° ç các n¢i không thể nái l°ãi, nông thôn hoÁc ngo¿i thành DG c¢ bÁn có các lo¿i nh° BÁng 2.1 [22], [23]

nhiát, khái l°āng sinh hãc, đáa nhiát, thąy triÃu và thąy đián nhß, siêu nhß)

- Không tái t¿o (tua bin khí lo¿i nhß, tua bin đát

Công nghá và DG là các nguãn nng l°āng tái t¿o (RES) ngày càng cần thiÁt để cấp nng l°āng cho LĐPP RES kÁt hāp nhiÃu công nghá khác nhau nh° PV, WT, thąy đián nhß, sinh khái, đáa nhiát và thąy triÃu Hián nay, vấn đà sÿ dăng RES đã tng lên rất nhiÃu do lo ng¿i và tác đáng môi tr°ång Viác RES tham gia vào há tháng

hián nay đã giúp giÁm và viác thiÁu hăt và nng l°āng cũng nh° các lāi ích khác Bçi vì, RES là nguãn nng l°āng vô h¿n và thân thián vãi môi tr°ång

2.2.2.2 DG không tái t¿o

Các công nghá DG không tái t¿o bao gãm đáng c¢ diesel, đáng c¢ pittông, tuabin khí có thể cung cấp đián kÁt nái LĐPP và đác lÁp Công nghá không tái t¿o đã trç nên phå biÁn vì lāi ích kinh tÁ và kỹ thuÁt nh° tiÁt kiám nhiên liáu, khçi đáng nhanh, tính s¿n sàng cao, hiáu suất cao, vÁn hành thấp, hiáu quÁ cao cũng nh° mát sá lāi ích khác Do vÁy, DG không tái t¿o đ°āc °a chuáng trong th°¢ng m¿i và công nghiáp

2.2.2.3 Bß dă trā nng l°āng (ESS)

Công nghá l°u trā hián nay có các d¿ng nh° pin l°u trā, siêu tă đián, bánh đà, hóa hãc, khí nén và tĉ tính Các nguãn nng l°āng tái t¿o th°ång kÁt hāp vãi ESS để tng hiáu quÁ ç mát sá ćng dăng

2.2.3 Lāi ích cąa DG

DG kÁt nái vào há tháng có nhiÃu °u điểm và mang l¿i lāi ích theo tĉng quan điểm khác nhau nh° ç BÁng 2.2 [18]

BÁng 2 2 Lāi ích cąa viác kÁt nái DG vào LĐPP

Quan điÃm kÿ thu¿t Quan điÃm kinh t¿ Quan điÃm môi

• Hiáu suất nâng cao • GiÁm chi phí nhiên liáu • GiÁm yêu cầu dă trā

2.2.4 Măc tiêu lÁp đặt DG

Hầu hÁt các nghiên cću tái °u lÃp đÁt DG thăc hián phần lãn vãi hàm măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất tác dăng Bên c¿nh đó, giÁm thiểu tån thất công suất phÁn kháng, cÁi thián cấu hình đián áp, giÁm dòng đián trên các nhánh quá tÁi, tng công suất dă phòng và công suất b¢m tái đa vào há tháng cũng đ°āc thăc hián Thông th°ång, căc tiểu tån thất công suất đ°āc chãn làm chß sá măc tiêu c¢ bÁn và các măc tiêu khác đ°āc sÿ dăng để hß trā đ¢n hoÁc đa măc tiêu nhằm tái °u lÃp đÁt DG Các

Hình 2 3 Các măc tiêu khi tái °u lÃp đÁt DG

2.2.4.1 Măc tiêu giÁm thiÃu tãn thất công suất

GiÁm tån thất công suất là tiêu chí quan trãng nhất nhằm đánh giá mćc đá hiáu qąa DG tham gia vào LĐPP Các DG đ°āc nghiên cću trên LĐPP phần lãn nghiên cću vãi măc tiêu là căc tiểu tån thất công suất thông qua tái °u lÃp đÁt DG [24], [25]

2.2.4.2 Măc tiêu cÁi thißn cấu hình đißn áp

Trong các nghiên cću và tái °u lÃp đÁt DG, mát sá tÁp trung vào cấu hình đián áp hoÁc cÁi thián đián áp làm măc tiêu tái °u Nh°ng hầu hÁt giÁm tån thất công suất và kÁt hāp vãi cÁi thián cấu hình đián áp để làm măc tiêu tái °u Ngoài ra, các nghiên cću khác kÁt hāp nhiÃu măc tiêu nh° đá tin cÁy, đá nh¿y đái vãi tng đián áp, ån đánh đián áp hoÁc giá nút cũng đ°āc nghiên cću

2.2.4.3 Măc tiêu vÁ tài chính

• Hiáu quÁ DG và tái đa công suất DG: Các nghiên cću và công suất, vá trí và hiáu quÁ cąa DG thì các bài toán này đã giÁ sÿ mát DG đ°āc lÃp đÁt trên mßi nút T°¢ng tă nh° tån thất công suất, tái đa công suất DG không thể là măc tiêu duy nhất để tái °u Tuy nhiên, để khai thác DG vãi công suất tái °u thì cần phÁi đi kèm vãi măc tiêu khác

• Tái thiểu chi phí và tái đa lāi nhuÁn: Chi phí sÁn xuất đián đ°āc nghiên cću vãi măc tiêu nh° chi phí xây dăng, bÁo trì, bÁo d°ÿng và vÁn hành DG Các măc tiêu liên quan đÁn chi phí luôn trái ng°āc vãi các măc tiêu kỹ thuÁt và viác thu thÁp d°ãi d¿ng mát hàm măc tiêu giá trá duy nhất là rất khó, thÁm chí là không thể Vì vÁy, mát hàm măc tiêu phù hāp có thể d°ãi d¿ng là hàm đa măc tiêu

2.2.4.4 Tßi °u đa măc tiêu

Viác kÁt hāp các hàm đ¢n măc tiêu để đ°a ra hàm đa măc tiêu trong tái °u lÃp đÁt DG trên há tháng Hàm đa măc tiêu là mát kÁ ho¿ch nhằm thßa mãn giāa các măc tiêu vãi nhau trong lÃp đÁt DG Các hàm đa măc tiêu t¿o ra mát mô hình tát h¢n th°ång chća các măc tiêu mâu thu¿n và cho phép các nhà ho¿ch đánh chãn giÁi pháp tát nhất tĉ các giÁi pháp khÁ thi Tuy nhiên, khi lÃp đÁt DG thì cần xem xét các ràng buác trong hàm đ¢n măc tiêu hoÁc đa măc tiêu nh°ng phÁi đÁm bÁo các điÃu kián thiÁt kÁ, vÁn hành và điÃu kián ràng buác (công suất DG, đián áp nút, dòng đián nhánh) [14] Nhāng ràng buác phå biÁn nh° ràng buác đẳng thćc (cân bằng công suất đ°ång dây và t¿i nút cąa há tháng), ràng buác bất đẳng thćc (giãi h¿n cấu hình đián áp, dòng đián, công suất và sá l°āng DG, há sá công suất, vá trí tr¿m, tån thất và đián áp) [20], [26]

2.3 Bß dă trā nng l°āng (ESS) 2.3.1 Giái thißu vÁ ESS

Bá dă trā nng l°āng (ESS) là phần tÿ s¿ thăc hián quá trình chuyển đián nng tĉ l°ãi đián sang mát d¿ng nng l°āng khác có thể l°u trā và chuyển đåi ng°āc trç l¿i thành đián nng khi cần thiÁt Quá trình này cho phép sÁn xuất đián ç nhāng thåi điểm có nhu cầu thấp hay lúc giá mua đián nng thấp hoÁc tĉ RES không liên tăc và

s¿ dùng khi có nhu cầu cao hoÁc lúc có giá mua đián nng cao Các ESS có ćng dăng hầu hÁt ç các khâu phát đián - truyÃn tÁi - phân phái - DG (phần lãn là RES) - khách hàng ĐiÃu đó có nghĩa là ESS giúp đián nng luôn đ°āc cân bằng trong há tháng Trên đà phát triển, ESS là cấp thiÁt đái vãi ngành đián và nó đang nåi lên vãi °u điểm v°āt trái là giÁm chi phí nng l°āng [27]

Thåi gian gần đây, ESS trç nên rất quan trãng cho LĐPP bçi vì ESS phăc vă nhiÃu lāi ích nh° chênh lách giá, điÃu chßnh tần sá, đá ån đánh và đá tin cÁy đ°āc nâng cao do có să tham gia đáng kể cąa RES Các RES nh° WT và PV th°ång phát công suất gián đo¿n, để giÁm thiểu điÃu này bằng cách sÿ dăng ESS nhằm đÁm bÁo să ån đánh cąa nguãn cung cấp Các RES đang đ°āc xây dăng trên các n¢i khác nhau và đang dần thay thÁ các nhà máy đián thông th°ång Công suất d° thĉa cąa RES phát ra cần đ°āc l°u trā để tránh truyÃn tÁi đÁn n¢i không cần thiÁt gây ra tác đáng xấu đái vãi l°ãi đián Lúc này, ESS cho phép cÁ phía mua và phía bán dă trā trong lúc thấp điểm khi mćc nng l°āng cąa tÁi thấp và sÿ dăng hoÁc bán l°āng dă trā đó trong lúc cao điểm ESS đang t¿o ra c¢ hái mãi trong kinh doanh cũng nh° t¿o ra să kÁt nái mãi giāa ng°åi bán và ng°åi mua đián [28]

Hình 2 4 N¿p/ xÁ và san phẳng đã thá vãi ESS [8]

Tr°ãc đây, ESS không thể c¿nh tranh vãi mát sá công nghá khác Hián nay, các công nghá ESS có °u điểm để đáp ćng vãi yêu cầu mãi tĉ há tháng cũng nh° chi phí đầu t° cho ESS đang giÁm dần và có khÁ nng sinh lāi nhuÁn [29] Tuy nhiên, nhu cầu và nng l°āng đián thay đåi đáng kể theo giå, ngày và mùa Thăc tÁ, nhu cầu nng l°āng đián cao điểm th°ång r¢i vào trong vài giå mßi ngày ĐiÃu này d¿n đÁn viác nâng cấp các nhà máy phát đián và há tháng đián là không hiáu quÁ ESS cho phép sÁn xuất đ°āc nng l°āng kép tĉ nguãn cung cấp cąa nó, tćc là tă phát ra hoÁc

thu vào Vãi dung l°āng l°u trā có quy mô lãn, các nhà ho¿ch đánh há tháng chß cần xây dăng công suất đą đáp ćng nhu cầu trung bình chć không phÁi là nhu cầu cao điểm [27] ESS đ°āc xem nh° là công nghá bÃt buác đái vãi há tháng đián có lÃp đÁt DG, đÁc biát là các nguãn nng l°āng tái t¿o Vãi ESS là mát giÁi pháp chính để bù đÃp linh ho¿t và cung cấp đián liên tăc đái vãi LĐPP có DG ESS trong há tháng đián là mát giÁi pháp bÃn vāng, tin cÁy, hiáu quÁ và thân thián [8]

2.3.2 Công nghß cąa ESS

Să cần thiÁt ngày càng tng cąa ESS đã thúc đẩy con ng°åi nß lăc không ngĉng để khám phá ra các ph°¢ng pháp l°u trā mãi hiáu quÁ h¢n để phăc vă đåi sáng ESS đ°āc phân lo¿i dăa trên tác đá đáp ćng, thåi gian l°u trā và d¿ng l°u trā Hình 2.5 trình bày các công nghá cąa ESS [29]

CÔNG NGHà CĄA Bà DĂ TRĀ NNG L¯ĀNG

• L°u trā c¢ hãc (MES): MES là d¿ng l°u trā lâu đåi nhất mà loài ng°åi đã và đang sÿ dăng ¯u điểm cąa MES là l°u trā dß dàng, thåi gian dài và linh ho¿t C¢ nng có thể xuất hián d°ãi d¿ng thÁ nng hoÁc đáng nng Có ba d¿ng l°u trā cąa MES là b¢m, bánh đà và khí nén

• L°u trā nhiát (TES): TES là d¿ng l°u trā nhiát nóng hoÁc nhiát l¿nh trong mát ph°¢ng tián l°u trā TES th°ång có mát kho chća, thiÁt bá để phun và chiÁt nhiát đÁn trung gian hoÁc ng°āc l¿i

• L°u trā đián hóa (EES): EES là l°u trā d°ãi d¿ng pin hay tă đián Pin là thiÁt bá l°u trā vãi đián áp cao và mÁt đá cao Có nhiÃu lo¿i khác nhau nh° pin lithiumion (Li-ion), natri-l°u huỳnh (NaS), niken-cadmium (NiCd), axit chì (axit Pb), pin chì-cacbon, pin dòng chÁy Hián t¿i, pin Li-ion đã trç nên phå biÁn nhå vòng đåi dài, đián áp ho¿t đáng cao và tác đá tă phóng đián thấp h¢n các lo¿i pin khác [30] Pin Li-ion có mÁt đá s¿c cao h¢n và có trãng l°āng thấp h¢n so vãi các lo¿i khác vãi

cùng dung l°āng

• L°u trā tĩnh đián và tĉ tính (EAMES): EAMES là l°u trā d°ãi d¿ng đián tr°ång và tĉ tr°ång nhå các siêu tă đián và nam châm siêu d¿n Các lo¿i này có mÁt đá nng l°āng trung bình và công suất cao, rất hāu ích cho l°u trā để đáp ćng tÁi cao điểm, làm mán công suất đầu ra và thu hãi nng l°āng

• L°u trā hóa hãc (ChES): ChES là l°u trā d°ãi d¿ng liên kÁt hóa hãc cąa các phân tÿ Khi các phân tÿ phÁn ćng hóa hãc và să dách chuyển đián tÿ dißn ra và t¿o ra nng l°āng Hai d¿ng ChES chính là nhiát hóa và đián hóa

• L°u trā hßn hāp (HESS): Mát lo¿i ESS khó có thể đáp ćng nhu cầu, để đáp ćng tất cÁ các yêu cầu thì cần phÁi kÁt hāp nhiÃu ESS và đ°āc gãi là ESS lai (HESS)

2.3.3 Lāi ích cąa ESS

ESS đóng vai trò nåi bÁt trong chußi hoàn chßnh cąa các khâu trong há tháng phát đián – truyÃn tÁi – phân phái – tÁi ESS đ°āc sÿ dăng nhiÃu cho các măc tiêu lÃp đÁt trên há tháng đián nh° chênh lách giá nng l°āng, cân bằng tÁi, giÁm đßnh tÁi, dách chuyển thåi gian và quÁn lý tÁi Vãi să gia tng tích hāp cąa các DG tái t¿o vãi LĐPP ngày càng nhiÃu nên ESS ngày càng thu hút nghiên cću và đầu t° [31] Hián

nay, há tháng pin dă trā nng l°āng (BESS) là mát công nghá đ°āc °a chuáng trong các tất cÁ lo¿i ESS vãi các °u điểm nåi bÁc và khÁ nng l°u trā, thåi gian đáp ćng nhanh và tính đác lÁp [32] Trong các lo¿i cąa BESS thì pin lithium-ion (pin Li-ion) là lăa chãn phù hāp vì nó có thåi gian đáp ćng nhanh, trãng l°āng thấp, kích th°ãc nhß và dß triển khai [33]

Viác sÿ dăng ESS trên quy mô lãn có thể giúp chuyển tĉ phát đián tÁp trung sang phân tán BESS mang l¿i mát sá các lāi ích nåi trái nh° nâng cao đá tin cÁy, hiáu suất há tháng, chất l°āng đián nng, an ninh nng l°āng và đáp ćng yêu cầu nng l°āng ç n¢i vùng sâu/ vùng xa ESS tích hāp vãi PV làm ån đánh công suất đầu ra, giÁm đián nng gián đo¿n và giúp duy trì să ån đánh há tháng [34] Chußi giá trá đián truyÃn tháng đã đ°āc xem xét bao gãm nm liên kÁt là nguãn nhiên liáu - phát đián - truyÃn tÁi - phân phái - dách vă nng l°āng phía khách hàng thì ESS đang trç thành liên kÁt thć sáu để cung cấp nng l°āng bất kỳ khi nào, nhāng n¢i cần thiÁt và nó t¿o ra mát thá tr°ång phÁn ćng nhanh BÁng 2.3 thể hián lāi ích cąa viác lÃp đÁt ESS vào LĐPP

BÁng 2 3 Lāi ích cąa viác kÁt nái BESS vào LĐPP

Công ty truyÃn tÁi và phân phái Ng°åi sÿ dăng

đián Nguãn nng l°āng tái t¿o (RES)

2.3.4 Măc tiêu lÁp đặt ESS

Cũng nh° DG, khi LĐPP có các ESS thì khách hàng kiểm soát chi phí mua đián nng và khách hàng có thể chuyển đåi nguãn đián kÁt nái sao cho chi phí mua đián là thấp nhất Vì vÁy, cần dăa vào các yÁu tá: cấu hình l°ãi, công suất, giá đián,

yÁu tá môi tr°ång để tĉ đó đ°a ra ph°¢ng thćc vÁn hành ESS tát nhất nh°ng phÁi đÁm bÁo các yêu cầu kỹ thuÁt

Khi ESS kÁt nái vào LĐPP, lúc này LĐPP không còn là hình tia hay vòng hç mà là l°ãi đián kín có hai hoÁc h¢n hai nguãn cung cấp Vãi yêu cầu là phÁi mang l¿i lāi ích phù hāp cho các nhà đầu t° vào há tháng nh°ng song song đó v¿n phÁi đem l¿i lāi ích cho xã hái, khách hàng và công ty quÁn lý l°ãi Do đó, cần xác đánh công suất và vá trí tái °u cąa ESS đ°āc phép tham gia ESS có bán ćng dăng nh° trong Hình 2.6 [34]

MĂC TIÊU LÂP ĐÀT ESS

• Chênh lách giá nng l°āng: Viác t¿o ra nng l°āng rất tán kém nên viác l°u trā vĉa làm tng hiáu suất cąa há tháng vĉa tái °u và mÁt kinh tÁ Dă trā nng l°āng khi giá thấp h¢n và bán trong giå cao điểm khi giá đián cao là măc tiêu chính

• San phẳng đßnh tÁi: San phẳng đßnh tÁi giáng vãi chênh lách giá nng l°āng Să khác biát là san phẳng đßnh đ°āc lÃp đÁt để che tÁi đßnh không có măc tiêu kinh tÁ nh° chênh lách giá nng l°āng Ćng dăng san phẳng đßnh tÁi th°ång đ°āc lÃp đÁt t¿i n¢i tiêu dùng, còn chênh lách giá nng l°āng đ°āc sÿ dăng ç phía cung cấp

• Hoãn nâng cấp há tháng: Để hoãn viác nâng cấp các đ°ång dây hay tr¿m biÁn áp bằng cách lÃp đÁt DG gần tÁi Tuy nhiên, DG đôi khi là không cần thiÁt nÁu ESS đ°āc lÃp đÁt s¿ hß trā cho há tháng Lúc này, s¿ hoãn các khoÁn đầu t° tán kém và sÿ dăng tát h¢n các nguãn lăc hián có cho các khoÁn đầu t° khác

• GiÁm tÃc ngh¿n: Trong quá trình cân bằng cung cầu có thể xÁy ra tÃc ngh¿n Viác sÿ dăng mát l°āng lãn nguãn nng l°āng tái t¿o có thể gây tÃc ngh¿n há tháng thì ESS là mát giÁi pháp Viác lÃp đÁt ESS t¿i vá trí phù hāp nh° cuái tr¿m biÁn áp hay đ°ång dây tÁi nÁng có thể s¿ làm giÁm tÃc ngh¿n ESS thay đåi cung hoÁc cầu nng l°āng theo thåi gian và/ hoÁc đáa lý để giÁi quyÁt các điểm tÃc ngh¿n

2.3.4.2 Trong dßch vă nng l°āng

• Cân bằng nng l°āng: ESS có điểm đÁc biát là phÁn ćng nhanh cùng vãi tÁi thay đåi ESS duy trì să cân bằng giāa phát đián và tiêu thă đián ESS cũng hß trā để há tháng theo dõi tÁi tng lên và giÁm xuáng

• Dă trā nng l°āng: ESS là mát phần công suất cąa nguãn không sÿ dăng trong suát thåi gian ho¿t đáng bình th°ång Viác phát đián dă phòng tiÁp tăc cho đÁn khi há tháng dă phòng đ¿t đÁn giá trá danh đánh, còn l¿i ESS phÁi cấp đián trong mát thåi gian

• än đánh đián áp: Tính ån đánh đián áp là rất quan trãng và nó đ¿t đ°āc bằng cách ån đánh đián áp ç giãi h¿n quy đánh Vì vÁy, ESS quÁn lý công suất phÁn kháng để đ¿t đ°āc điÃu này và đóng vai trò nguãn hß trā đián áp

• GiÁm să cá mất đián: Vãi các să cá không muán có thể d¿n đÁn gián đo¿n nguãn đián trên mát bá phÁn hoÁc toàn há tháng ESS t¿o ra công suất ho¿t đáng để cung cấp nng l°āng

• än đánh tần sá: än đánh tần sá là rất quan trãng trong LĐPP để đái phó vãi nhiÃu biÁn đåi nhß xÁy ra ESS điÃu chßnh tần sá phăc vă cho há tháng đián bằng cách hiáu chßnh đá lách tần sá trong giãi h¿n cho phép