Bài toán về chất lượng điện năng ngày càng trở nên quan trọng với mọi quốc gia trên thế giới khi mà nền kinh tế và trình độ khoa học kỹ thuật công nghệ đang ngày càng phát triển. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển như vũ bão của công nghệ, các thiết bị điện tử có công suất cao ngày càng trở nên phổ biến như: máy tính, tivi, các bộ inverter, converter… Cùng với đó là sự thay thế của các nguồn năng lượng tái tạo cho các nhà máy điện truyền thống như nhiệt điện than, nhiệt điện khí… Sự thay đổi về mặt công nghệ này khiến cho việc sử dụng năng lượng trở nên hiệu quả, sạch và mang lại những lợi ích to lớn về mặt môi trường. Tuy nhiên, nó cũng có ảnh hưởng rất lớn tới vấn đề về chất lượng điện năng do những tương tác của các thiết bị này với hệ thống điện. Bên cạnh đó, các thiết bị và dây chuyền công nghệ này cũng gây ra một số hiện tượng xấu ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Việc giải quyết tốt bài toán về chất lượng điện năng sẽ giúp cho người sử dụng điện tiết giảm được việc tiêu thụ năng lượng điện, nâng cao được năng suất và tuổi thọ của các dây chuyền sản xuất.

Vì thế, nhóm nghiên cứu của ThS. Nguyễn Tiến Dũng tại trường Đại học Điện lực đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, phát triển, chế tạo và đưa vào vận hành hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đối với thiết bị bù nhằm nâng cao chất lượng điện áp tại các phụ tải ngành Công nghiệp” trong thời gian từ năm 2018 đến năm 2019.

Đề tài nhằm thực hiện mục tiêu nghiên cứu, thiết kế hệ thống điều khiển tập trung cho các tủ bù lai hạ áp đặt phân tán trong các nhà xưởng (DCS) nhằm nâng cao hệ số cosφ và giá trị điện áp tại các nút phụ tải.

Sau hai năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả như sau:

- Đã nghiên cứu ảnh hưởng chất lượng điện năng đến hiệu suất làm việc của động cơ không đồng bộ. Trong đó đã nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của giá trị điện áp đến tổn thất trong động cơ và phụ tải phản kháng, ảnh hưởng của điện áp bất đối xứng, ảnh hưởng của độ méo dạng sóng điện áp (sóng hài) đến hiệu quả sử dụng năng lượng của động cơ.

- Đã đánh giá ưu nhược điểm của các phương pháp cải thiện chất lượng điện áp, từ đó, đề xuất thiết bị cải thiện chất lượng điện áp bù phân tán điều khiển tập trung để nâng cao chất lượng điện áp, tăng hiệu suất làm việc của thiết bị. Đề tài cũng đã xây dựng hàm mục tiêu về tổn thất điện năng và xác định lượng công suất bù tối ưu tại từng nhánh.

- Đã trình bày chi tiết quá trình chế tạo thiết bị DCS với hai phần chính: chế tạo bộ điều với ba mô đun chính (bộ vi xử lý trung tâm, hệ thống điều chỉnh công suất của của thiết bị và hệ thống đo lường) và phần chế tạo thiết bị mạch lực với các phần tử. Đối với bộ điều khiển, hiệu chỉnh thông số đã được thực hiện cẩn thận sau khi chế tạo nhằm đảm bảo thực hiện được chính xác các chức năng đã đặt ra. Với các thiết bị mạch lực, sau khi đã được lắp đặt hoàn chỉnh, chức năng thiết bị đã được đánh giá thông qua so sánh giữa hai trường hợp trước và sau khi đặt thiết bị bù. Kết quả thử nghiệm tại thực tế cho thấy sau khi sử dụng thiết bị DCS, các chỉ số về chất lượng và tiêu thụ điện giảm đáng kể như: dòng điện giảm, độ sụt áp giảm, hệ số công suất đã được cải thiện rõ rệt. Lượng công suất tiêu thụ cực đại tại các vị trí đặt cũng giảm. Thiết bị cũng được doanh nghiệp đánh giá cao, có tiềm năng tiết kiệm điện năng và tăng khả năng truyền tải điện.

Kết quả của đề tài cung cấp giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật rất lớn cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp với sự giám sát, điều khiển dễ dàng.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18357/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)