Tạp chí khoa học và công nghệ năng lượng

Tại Hội nghị thượng đỉnh về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc lần thứ 26 (COP26), Việt Nam đã cam kết sẽ đạt mức phát thải ròng bằng “0” vào năm 2050. Theo đó, tại Quyết định số 500/QĐ-TTg đến năm 2050, các nhà máy sử dụng LNG chuyển dần sang sử dụng hydro, tổng công suất 25.400 MW, sản xuất 129,6-136,7 tỷ kWh, cụ thể: Nhiệt điện khí trong nước chuyển chạy hoàn toàn bằng hydro 7.030 MW; Nhiệt điện LNG đốt kèm hydro 4.500-9.000 MW; Nhiệt điện LNG chuyển chạy hoàn toàn bằng hydro 16.400-20.900 MW. Công nghệ đốt kèm khí/LNG với hydro là một con đường tiềm năng để khử các bon trong các nhà máy nhiệt điện khí/LNG bằng cách thay thế nhiên liệu khí/LNG bằng nguồn nhiên liệu hydro xanh không có phát thải CO2. Tại thời điểm hiện tại, chi phí sản xuất hydro xanh có giá tương đối cao (khoảng 6 - 8 USD/kg), tuy nhiên theo các tổ chức quốc tế dự báo chi phí sản xuất hydro xanh có thể giảm xuống dưới 3 USD/kg vào năm 2030 và dưới 2 USD/kg vào năm 2050. Để đánh giá hiệu quả khi đốt kèm khí LNG với hydro xanh, trong bài báo này nhóm tác giả đã nghiên cứu, phân tích và đánh giá giá sơ bộ hiệu quả đốt kèm khí LNG với hydro cho nhà máy nhiệt điện công suất điển hình 1500 MW tại Việt Nam cho các kịch bản tỷ lệ trộn và giá hydro xanh. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi giá hydro xanh giảm xuống dưới 3 USD/kg và công nghệ tuabin khí đốt kèm hydro được thương mại hóa, khi đốt kèm hydro tỷ lệ đến 100% giá điện có thể chấp nhận được bởi hệ thống điện.

Bài báo này đưa ra bộ điều khiển thích nghi PID phân số trên cơ sở điều khiển mờ (AFOF) cho robot nhằm nâng cao độ chính xác trong điều khiển bám. Robot là đối tượng phi tuyến, có cấu trúc bất định, và trong quá trình làm việc luôn chịu tác động của nhiễu. Bộ điều khiển đề xuất là sự kết hợp ưu điểm của bộ điều khiển mờ thích nghi và bộ điều khiển trượt giúp hệ thống tác động nhanh và chính xác. Ngoài ra, chất lượng của bộ điều khiển cũng được kiểm soát tốt hơn nhờ việc kết hợp tính linh hoạt của bộ điều khiển PID phân số. Luật thích nghi được thiết kế bằng việc lựa chọn hàm Lyapunov phù hợp để hệ thống đạt được khả năng ổn định toàn bộ của bộ điều khiển. Ngoài ra, tính ổn định và bền vững cũng như hiệu quả của bộ điều khiển đề xuất được kiểm chứng thông qua kết quả mô phỏng trên tay máy robot 2 bậc tự do

Sóng hài là một trong các vấn đề về chất lượng điện năng trên lưới điện phân phối cần được quan tâm khi nguồn điện mặt trời (PV) được kết nối với lưới điện ngày càng tăng. Bài báo đã phân tích các trường hợp sóng hài được sinh ra từ PV lan truyền giữa lưới phân phối trung và hạ áp qua máy biến áp phân phối (MBA). Sóng hài từ PV phía lưới điện hạ áp lan truyền sang phía trung áp của MBA với mức độ ảnh hưởng nhỏ và tỉ lệ nghịch với công suất ngắn mạch của hệ thống. Trong khi đó sóng hài từ phía trung áp sẽ ảnh hưởng nhiều hơn tới lưới điện phía hạ áp đặc biệt là khi phía hạ áp có tụ bù và công suất phụ tải nhỏ. Giải pháp bù ứng động theo phụ tải phía hạ áp có thể làm giảm mức độ ảnh hưởng của sự lan truyền sóng hài từ phía cao áp, cải thiện chất lượng điện năng của mạng điện

Bài báo trình bày phương pháp bù phân tán điều khiển tập trung kết hợp lọc sóng hài và cân bằng phanhằm nâng cao chất lượng điện năng cho lưới điện. Giải pháp áp dụng hiệu quả cho các phụ tải côngnghiệp sử dụng động cơ ba pha công suất lớn. Thông qua việc phân tích các yếu tố liên quan đến chấtlượng điện năng, các giải pháp nâng cao chất lượng điện áp, bài báo đề xuất sử dụng giải pháp bù phântán điều khiển tập trung trong đó có xét đến yếu tố cải thiện hiệu suất của động cơ trong hệ thống. Hệthống bù đề xuất bao gồm các bộ bù phân tán tại mỗi phụ tải cùng với một bộ bù trung tâm được điềukhiển bởi một bộ điều khiển duy nhất. Bài báo đề xuất chiến lược nâng cao chất lượng điện áp sử dụnghỗn hợp các phương pháp cân bằng pha, lọc sóng hài bậc cao và bù lai công suất phản kháng giúp tối ưuhóa tổn thất công suất tác dụng của toàn nhà máy, nâng cao chất lượng điện áp cho hệ thống. Qua kếtquả mô phỏng và thực nghiệm chứng minh tính hiệu quả và khả năng ứng dụng của giải pháp đề xuất.

Bài báo trình bày một anten mảng mới có độ lợi cao và búp sóng phụ thấp ở tần số 5GHz ứng dụng cho định vị vô tuyến. Anten mảng được đề xuất gồm 16 phần tử anten dẫn xạ được thiết kế trên Rogers 4003C, chiều dày h = 0,8 mm, hằng số điện môi εr = 3,55 và hệ số tổn hao là 0,0027, kích thước tổng của mảng là 58,5×27,4 cm2. Để có được búp sóng phụ thấp, các anten phần tử trong mảng có độ lợi khác nhau được sắp xếp tuân theo quy tắc phân phối Cheybyshev, chúng sử dụng mạng tiếp điện nối tiếp dựa trên bộ chia nguồn hình chữ T. Anten được thiết kế dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm CST (Computer Simulation Technology). Kết quả mô phỏng cho thấy anten mảng đề xuất đạt độ lợi 18,5dBi; độ rộng búp sóng hẹp 9,9°; mức búp phụ -21,32 dB ở tần số 5GHz.

Bài báo trình bày một phương pháp điều khiển xe tự hành bám quĩ đạo bằng cách sử dụng cấu trúc hai mạch vòng điều khiển phản hồi vị trí và phản hồi tốc độ; một cơ cấu ước lượng nhiễu mạch vòng động lực học. Phương pháp ước lượng nhiễu dựa trên nguyên tắc tối ưu sai lệch với mô hình mẫu. Các kết quả mô phỏng trên Matlab cho thấy hệ ổn định, chất lượng điều khiển bám tốt, loại bỏ được ảnh hưởng của nhiễu đầu vào và tham số bất định mô hình.

Việt Nam là quốc gia đang phát triển với tốc độ tăng trưởng cao, do đó nhu cầu năng lượng ngày càng tăng cùng với lượng phát thải khí nhà kính. Để hiện thực hóa mục tiêu kép vừa đảm bảo tốc độ tăng trưởng song song với quá trình phi cacbon hóa nền kinh tế, Việt Nam đã và đang đẩy nhanh quá trình chuyển dịch cơ cấu năng lượng theo hướng cân đối mọi nguồn lực, đồng thời tăng cường hợp tác và hỗ trợ từ các đối tác phát triển. Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia lần thứ VIII của Việt Nam, mục tiêu là từng bước giảm điện than, ưu tiên phát triển năng lượng tái tạo, năng lượng mới, năng lượng sạch. Việc xây dựng cơ chế, chính sách phát triển năng lượng tái tạo cần được xây dựng liên tục và dài hạn, đảm bảo quá trình chuyển đổi năng lượng công bằng, đáp ứng yêu cầu phát triển bền vững của đất nước. Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa có một cách tiếp cận toàn diện hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách chiến lược xây dựng các chính sách, cơ chế cụ thể thúc đẩy năng lượng tái tạo thông qua sự tương tác của các thành phần trong hệ thống năng lượng, hướng tới hệ sinh thái đổi mới thị trường điện và dịch vụ phụ trợ. Bài báo phân tích cấu trúc thị trường điện Việt Nam, mối quan hệ và sự tương tác giữa các thành phần, từ đó ứng dụng mô hình hệ sinh thái (EPM) đề xuất các chính sách cho thị trường năng lượng tái tạo tại Việt Nam.

Bài báo trình bày kết quả tổng hợp bộ điều điều khiển trượt cho vòng dòng điện của hệ biến tần nối lưới, kết hợp sử dụng bộ lọc thụ động LCL được đưa vào nhánh tụ điện để lọc bỏ các đỉnh cộng hưởng và đơn giản hóa bộ điều khiển theo phương pháp giảm bậc. Phương pháp đề xuất đã giúp giảm ảnh hưởng của tải phi tuyến và hiện tượng sóng hài đến tính ổn định của lưới điện. Kết quả của bài báo được đánh giá thông qua mô phỏng trên phần mềm Matlab-Simulink cho thấy bộ điều khiển đã đạt được các yêu cầu chất lượng.

Tích hợp một lượng lớn nguồn điện mặt trời (PV) vào lưới điện phân phối sẽ làm thay đổi đáng kể giá trị và chiều của dòng điện ngắn mạch, gây ảnh hưởng tới sự làm việc của các thiết bị bảo vệ rơ le. Bài báo trình bày phương pháp phối hợp bảo vệ thích nghi giữa recloser và cầu chì trong lưới điện phân phối hình tia có kết nối nguồn PV, đặc biệt khi có sự cố thoáng qua. Trước hết, phân tích chi tiết được thực hiện nhằm đánh giá tác động của nguồn điện mặt trời tới sự phối hợp làm việc của recloser và cầu chì trong sơ đồ bảo vệ của lưới điện. Sự ảnh hưởng của các nguồn điện mặt trời theo tỷ lệ thâm nhập và vị trí đặt trong lưới điện đã được xét đến. Tiếp theo, phương pháp điều chỉnh thích nghi đặc tính làm việc của bảo vệ quá dòng có thời gian của rơ le kỹ thuật số được đề xuất nhằm đảm bảo sự phối hợp của các thiết bị bảo vệ. Kết quả mô phỏng lưới điện phân phối 22 kV trên phần mềm Etap xác nhận tính hiệu quả của phương pháp đã đề xuất.

Việc nghiên cứu ứng dụng thiết bị điều khiển đóng/mở đã được các công ty điện lực rất quan tâm nhằm giảm thiểu ảnh hưởng của quá trình quá độ khi đóng/mở các tải phản kháng. Máy cắt điện 500kV là một thiết bị quan trọng và đắt tiền trong trạm biến áp. Khi mở máy cắt đối với các kháng điện bù ngang cần được nghiên cứu, tính toán cẩn thận vì điều khiển mở máy cắt không chính xác có thể dẫn đến hiện tượng đánh lửa trở lại, thậm chí có thể gây hư hỏng máy cắt. Bài báo tiến hành phân tích sự cố hư hỏng máy cắt điện 500kV khi mở kháng điện tại trạm biến áp 500kV Hiệp Hòa, đồng thời đề xuất các giải pháp giảm hư hỏng máy cắt khi mở kháng điện trong tương lai.