Ứng Dụng Lưu Trữ Năng Lượng Nhằm Nâng Cao Hiệu Quả Vận Hành Của Lưới Điện Phân Phối Có Tích Hợp Điện Gió và Điện Mặt Trời

Nguyễn Duy Quang; Ngô Minh Khoa

doi:10.54644/jte.2024.1614

Các tác giả

Nguyễn Duy Quang Công ty Cổ phần Thủy điện Vĩnh Sơn - Sông Hinh, Bình Định, Việt Nam https://orcid.org/0009-0004-7638-4757
Ngô Minh Khoa Trường Đại học Quy Nhơn, Bình Định, Việt Nam https://orcid.org/0000-0003-3104-1692

Email tác giả liên hệ:

ngominhkhoa@qnu.edu.vn

DOI:

https://doi.org/10.54644/jte.2024.1614

Từ khóa:

Lưu trữ năng lượng, Điện gió, Điện mặt trời, Nguồn điện phân tán, Lưới điện siêu nhỏ

Tóm tắt

Bài báo này đưa ra giải pháp tích hợp các hệ thống lưu trữ năng lượng dạng pin (BESS) vào lưới điện phân phối (LĐPP) có sự xâm nhập của nguồn điện gió và điện mặt trời nhằm mục đích nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện, khai thác tối đa nguồn năng lượng tái tạo (NLTT) và giảm thiểu các vấn đề vận hành lưới điện. Mô hình lưới điện IEEE 33 nút được hiệu chỉnh bằng cách kết nối các nguồn điện gió và điện mặt trời vào vị trí các nút trên lưới điện. Các kết quả phân tích về trào lưu công suất trong các kịch bản khác nhau để đưa ra giải pháp lựa chọn hệ thống lưu trữ năng lượng phù hợp. Đồng thời, trong nghiên cứu này với sự tham gia của hệ thống lưu trữ năng lượng dạng ắcqui 2C-CAB-690V trên lưới điện IEEE 33 nút có sự tham gia của nguồn điện gió và điện mặt trời, khi xuất hiện sự cố ở phía nguồn lưới thì sẽ hình thành một lưới siêu nhỏ và có thể duy trì hoạt động bình thường trong suốt khoảng thời gian 3 giờ. Điều này góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và hiệu quả vận hành của các nguồn điện gió và điện mặt trời trên LĐPP.

Tải xuống: 0

Dữ liệu tải xuống chưa có sẵn.

Tiểu sử của Tác giả

Nguyễn Duy Quang, Công ty Cổ phần Thủy điện Vĩnh Sơn - Sông Hinh, Bình Định, Việt Nam

Nguyen Duy Quang was born in Vietnam in 1984. He received the B.E. degree in Mechanical Engineering from Ho Chi Minh City University of Technology, Vietnam National University, Ho Chi Minh City, in 2007. He currently working toward the M.S. degree in Electrical Engineering at Quy Nhon University, Vietnam. His current research interests include smart grids, renewable energies.

Email: duyquangqn@yahoo.com

ORCID: https://orcid.org/0009-0004-7638-4757

Ngô Minh Khoa, Trường Đại học Quy Nhơn, Bình Định, Việt Nam

Ngo Minh Khoa was born in Vietnam in 1983. He received the B.Sc., M.Sc., and Ph.D. degrees in Electrical Engineering from University of Science and Technology, The University of Danang, Danang City, Vietnam, in 2006, 2010, and 2017, respectively. He became an associate professor in January 2024. He joined Quy Nhon University, Quy Nhon city, Vietnam in 2006, where he is currently a senior lecturer at Faculty of Engineering and Technology. His research interests include power quality, fault location, smart grid, and power system stability.

Email: ngominhkhoa@qnu.edu.vn

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3104-1692

Tài liệu tham khảo

H. Yatimi and E. H. Aroudam, "A detailed study and modeling of photovoltaic module under real climatic conditions," International Journal of Electronics Electrical Engineering, vol. 3, no. 3, pp. 171-176, 2015. DOI: https://doi.org/10.12720/ijeee.3.3.171-176

K. Boucenna, T. Sebbagh, and N. E. Benchouia, "Modeling, Optimization, and Techno-Economic Assessment of a Hybrid System Composed of Photovoltaic-Wind-Fuel Cell and Battery Bank," Journal Européen des Systèmes Automatisés, vol. 56, no. 1, p. 29, 2023. DOI: https://doi.org/10.18280/jesa.560104

S. O. Ayanlade, A. Jimoh, E. I. Ogunwole, A. B. Jimoh, and S. O. Ezekiel, "Mathematical modelling of the distribution network for three-phase power flow analysis," in AIP Conference Proceedings, 28 September 2023, vol. 2872, no. 1: AIP Publishing. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0163013

M. Mahdavi, H. H. Alhelou, N. D. Hatziargyriou, and A. Al-Hinai, "An efficient mathematical model for distribution system reconfiguration using AMPL," IEEE Access, vol. 9, pp. 79961-79993, 2021. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3083688

L. T. H. Nhung, T. T. Phung, N. H. M. Vu, H. T. N. Thuong, and N. T. M. Sa, "Impact of the Charging Station on the Quality of Voltage and Frequency in the Microgrid," Journal of Technical Education Science, vol. 19, no. SI02, pp. 77-89, 2024. DOI: https://doi.org/10.54644/jte.2024.1557

M. S. Mahmoud, S. A. Hussain, and M. A. Abido, "Modeling and control of microgrid: An overview," Journal of the Franklin Institute, vol. 351, no. 5, pp. 2822-2859, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2014.01.016

M. Moradian, F. M. Tabatabaei, and S. Moradian, "Modeling, control & fault management of microgrids," Smart Grid and Renewable Energy, vol. 4, no. 1, pp. 99-112, 2013. DOI: https://doi.org/10.4236/sgre.2013.41013

M. Al-Saadi, M. Al-Greer, and M. J. E. Short, "Strategies for controlling microgrid networks with energy storage systems: A review," Energies, vol. 14, no. 21, p. 7234, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/en14217234

Q. Ma, W. Wei, X. Chen, and S. Mei, "The admissible set of parameters guaranteeing small‐signal stability of a microgrid," IET Renewable Power Generation, vol. 16, no. 13, pp. 2721-2731, 2022. DOI: https://doi.org/10.1049/rpg2.12369

I. Bennia, Y. Daili, A. Harrag, H. Alrajhi, A. Saim, and J. M. Guerrero, "Stability and Reactive Power Sharing Enhancement in Islanded Microgrid via Small‐Signal Modeling and Optimal Virtual Impedance Control," International Transactions on Electrical Energy Systems, vol. 2024, no. 1, p. 5469868, 2024. DOI: https://doi.org/10.1155/2024/5469868

A. El Sayed, G. Poyrazoglu, and E. E. Ahmed, "An integrated framework for techno-enviro-economic assessment in nanogrids," International Journal of Renewable Energy Development, vol. 13, no. 2, pp. 340-350, 2024. DOI: https://doi.org/10.61435/ijred.2024.60001

M. Noussan, "Economics of Electricity Battery Storage," in The Palgrave Handbook of International Energy Economics: Springer International Publishing Cham, 2022, pp. 235-253. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-86884-0_14

O. Pupo-Roncallo, D. Ingham, and M. Pourkashanian, "Techno-economic benefits of grid-scale energy storage in future energy systems," Energy Reports, vol. 6, pp. 242-248, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.03.030

S.-S. Shin, J.-S. Oh, S.-H. Jang, J.-H. Cha, and J. E. Kim, "Active and reactive power control of ESS in distribution system for improvement of power smoothing control," Journal of Electrical Engineering Technology, vol. 12, no. 3, pp. 1007-1015, 2017. DOI: https://doi.org/10.5370/JEET.2017.12.3.1007

S. Akagi et al., "Capacity determination of a battery energy storage system based on the control performance of load leveling and voltage control," Journal of International Council on Electrical Engineering, vol. 6, no. 1, pp. 94-101, 2016. DOI: https://doi.org/10.1080/22348972.2016.1173785

Z. Zulkifly, S. H. Yusoff, N. L. Tumeran, and N. S. I. Razali, "Battery Energy Storage System (BESS) Modeling for Microgrid," IIUM Engineering Journal, vol. 24, no. 1, pp. 57-74, 2023. DOI: https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2435

J. T. Gao, C. H. Shih, C. W. Lee, and K. Y. Lo, "An active and reactive power controller for battery energy storage system in microgrids," IEEE Access, vol. 10, pp. 10490-10499, 2022. DOI: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3145009

M. E. Akdogan and S. Ahmed, "Energy storage system (ESS) for compensating unbalanced multi-microgrids using modified reverse droop control," in 2021 IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC), 2021, pp. 955-961: IEEE. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC42165.2021.9487280

C. Eyisi, A. S. Al-Sumaiti, K. Turitsyn, and Q. Li, "Mathematical models for optimization of grid-integrated energy storage systems: a review," in 2019 North American Power Symposium (NAPS), 2019, pp. 1-5: IEEE. DOI: https://doi.org/10.1109/NAPS46351.2019.9000190

O. M. A. A. Mansour, "Determining the Power and Energy Capacity of a Battery Energy Storage System Utilizing a Smoothing Feeder Profile to Accommodate High Photovoltaic Penetration on a Distribution Feeder," Portland State University, 2016.

M. Symeonidou and A. M. Papadopoulos, "Selection and dimensioning of energy storage systems for standalone communities: a review," Energies, vol. 15, no. 22, p. 8631, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/en15228631

C. Chong, A. Rigit, and I. Ali, "Wind turbine modelling and simulation using Matlab/SIMULINK," in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2021, vol. 1101, no. 1, p. 012034: IOP Publishing. DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/1101/1/012034

S. Muller, M. Deicke, and R. W. De Doncker, "Doubly fed induction generator systems for wind turbines," IEEE Industry applications magazine, vol. 8, no. 3, pp. 26-33, 2002. DOI: https://doi.org/10.1109/2943.999610

J. Luis and D. García, "Modeling and control of squirrel cage induction generator with full power converter applied to windmills," University OULU, 2009.

D. Y. Kwon, T. K. Bang, C. W. Kim, K. H. Shin, and J. Y. Choi, "Experimental verification and electromagnetic characteristics analysis of wound-rotor synchronous generator using magnetic equivalent circuit method," AIP Advances, vol. 10, no. 1, 2020. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5130017

Y. Lei, A. Mullane, G. Lightbody, and R. Yacamini, "Modeling of the wind turbine with a doubly fed induction generator for grid integration studies," IEEE transactions on energy conversion, vol. 21, no. 1, pp. 257-264, 2006. DOI: https://doi.org/10.1109/TEC.2005.847958

R. A. Biroon, P. Pisu, and D. Schoenwald, "Inter-Area Oscillation Damping via Hybrid LQR State Feedback Control of Large-Scale Battery," in 2020 52nd North American Power Symposium (NAPS), 2021, pp. 1-6: IEEE. DOI: https://doi.org/10.1109/NAPS50074.2021.9449702

T. T. Teo, T. Logenthiran, W. L. Woo, and K. Abidi, "Advanced control strategy for an energy storage system in a grid‐connected microgrid with renewable energy generation," IET Smart Grid, vol. 1, no. 3, pp. 96-103, 2018. DOI: https://doi.org/10.1049/iet-stg.2018.0024

H. Karimi, H. Nikkhajoei, and R. Iravani, "Control of an electronically-coupled distributed resource unit subsequent to an islanding event," IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 23, no. 1, pp. 493-501, 2007. DOI: https://doi.org/10.1109/TPWRD.2007.911189

The Weather Year Round Anywhere on Earth. Available: https://weatherspark.com/h/d/116009/2024/4/1/Historical-Weather-on-Monday-April-1-2024-in-Hanoi-Vietnam