Tin KHCN nước ngoài
Ô-tô điện có thể ổn định các nhiễu loạn lớn trong lưới điện (02/12/2014)
-   +   A-   A+   In  

Hiện nay khi một xe ô-tô điện được cắm vào lưới điện, nó gần như luôn ở chế độ xạc, nghĩa là nó tiêu thụ năng lượng. Nhưng xe điện cũng có thể hoạt động ở chế độ xả, theo đó nó hoạt động giống như một ắc quy lớn và nạp điện vào lưới khi cần thiết. Một vài nghiên cứu gần đây đã cho thấy các loại xe cắm sạc (PEVs) hoạt động giống như các thiết bị phục vụ lưới điện (vehicle-to-grid -V2G) có thể mang lại nhiều lợi ích cho lưới điện chẳng hạn như điện dự phòng cho các nguồn năng lượng tái tạo, điều tiết điện năng, và cân bằng tải.


Trong một nghiên cứu mới đây, các nhà khoa học đã khám phá ra lợi ích tiềm năng khác của việc sử dụng PEVs như các nguồn điện năng cho lưới điện: Chúng có thể nâng cao độ ổn định khi lưới điện xảy ra các nhiễu loạn lớn. Các nhiễu loạn lớn xảy ra là do nhiều vấn đề, chẳng hạn như do sự thay đổi tải và ngắt dòng đột ngột. Trong số những ảnh hưởng bất lợi của chúng, chúng có thể làm hỏng các thiết bị cảm biến, và nếu không được khắc phục trong khoảng thời gian nhất định, hệ thống này có thể sẽ không thể tiếp tục hoạt động ổn định.

 

Andrej Gajduk, cùng các đồng nghiệp tại Học viện khoa học và nghệ thuật Macedonia và các nhà nghiên cứu của các trường đại học khác đã công bố những phát hiện của họ trên tạp chí the New Journal of Physics.

 

Các nhà nghiên cứu phân tích, thế kỷ trước đã cho thấy có sự phát triển của hai hệ thống chuyển đổi năng lượng rất lớn là hệ thống điện tiện ích và lực lượng phương tiện vận tải nhẹ (các loại ô tô, xe tải và xe tải nhẹ). Mặc dù hai hệ thống này phát triển độc lập, nhưng sự gia tăng sử dụng các loại xe điện có nghĩa là các hệ thống này sẽ hòa nhập ở chừng mực nào đó trong thế kỷ này. Nghĩa là, tất cả các loại xe có thể được xem như là các hệ thống lưu trữ di động, và có tổng công suất lớn hơn khoảng 24 lần công suất của toàn bộ hệ thống phát điện tại Mỹ. Đến năm 2020, các xe điện PVE có thể chiếm khoảng 1-2% tổng số xe tại Mỹ, mở ra tiềm năng mang lại những lợi ích chưa từng có cho lưới điện, do bản thân lưới điện không lưu trữ năng lượng.

 

 

“Lưới điện và xe điện có sự kết hợp đặc biệt; cụ thể là các loại xe điện này có thể nâng cao độ ổn định mạng lưới năng lượng trong thời gian ngắn, điều này có thể là một vấn đề lớn do các nguồn năng lượng tái tạo sẽ chiếm ưu thế đối với các mạng lưới điện năng trong tương lai”, Ljupco Kocarev, giáo sư Đại học SS Cyril and Methodius, Skopje, Macedonia và Đại học California San Diego, Mỹ cho biết.

 

 

Trong nghiên cứu mới này, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chiến lược kiểm soát trong đó PEVs điều tiết điện năng cho lưới điện bằng cách nhanh chóng ứng phó với các nhiễu loạn lớn. Trong mô phỏng hệ thống điện của New England, 50.000 PEVs (tương ứng với 1% tổng số xe vận tải nhẹ của New England vào năm 2020) đều có khả năng trao đổi điện năng với lưới điện với mức tối đa là 10kW.

 

Bằng việc sử dụng các loại cáp Ethernet chuyên dụng băng thông rộng, tốc độ cao,  các PEV này có thể nhận thông tin từ các máy phát trong vòng 10-20 mili giây. Sự giảm tốc độ quay của tuabin ở máy phát báo hiệu sự thiếu hụt điện năng, và do đó PEVs này được “chỉ thị” bù điện cho lưới điện, và nó hoạt động như máy phát điện dự phòng loại nhỏ. Sự gia tăng tốc độ quay của tuabin báo hiệu sự dư thừa điện trong lưới dẫn đến PEVs phải tiêu thụ lượng điện dư thừa này. Để hoạt động hiệu quả, các PEVs phải ứng phó được nhanh nhất.

 

Các kết quả mô phỏng này cho thấy PEVs có thể cải thiện độ ổn định theo hai cách. Thứ nhất, chúng có thể giảm những biến động tốc độ và điện áp do các nhiễu loạn lớn lên đến 80%. Thứ hai, chúng có thể kéo dài thời gian khắc phục tới hạn (sau thời điểm này hệ thống sẽ không thể khôi phục hoạt động ổn định) lên khoảng 20-40%. Thông thường, PEVs có thể bắt đầu ổn định lưới điện trong vòng vài giây sau khi xảy ra nhiễu loạn lớn.

 

Mặc dù PEVs mang lại nhiều lợi ích cho lưới điện, nhưng chúng không tác động bất lợi đến bản thân. Đó là vì các nhiễu loạn lớn tương đối ít, xảy ra khoảng vài trăm lần mỗi năm. Hơn nữa, những hoạt động điều tiết đối với ra các nhiễu loạn lớn thường chỉ kéo dài vài giây, do đó những ảnh hưởng hiệu chỉnh điện năng đối với nguồn dự trữ năng lượng của PEVs là rất nhỏ.

 

“Kế hoạch tương lai của tôi bao gồm phát triển và thử nghiệm các hệ thống kiểm soát khác nhau, phát triển một khung chính xác để nghiên cứu cả hai trạng thái ổn định lâu dài và tạm thời hệ thống liên kết lưới điện và xe cắm sạc, và mở rộng các phương pháp nghiên cứu bao gồm thị trường điện”, Kocarev cho biết. “Tôi tin rằng khái niệm V2G tạo điều kiện chuyển hướng về mô hình nhằm mang lại những lợi ích phối hợp giữa ngành giao thông vận tải và điện lực. Một số trình diễn V2G sẽ được trình diễn trong tương lai gần”.

Nguồn: vista

Số lượt đọc: 5371

Về trang trước Về đầu trang