Tìm hiểu về hệ thống điện việt nam bao gồm 3 khâu sản xuất truyền tải phân phối điện năng đến hộ tiêu thụ

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Viện Điện BÁO CÁO BÀI TẬP NHẬP MƠN Đề tài: Tìm hiểu Hệ thống điện Việt Nam Bao gồm khâu: Sản xuất-Truyền tải-Phân phối điện đến hộ tiêu thụ Nhóm 2: Nguyễn Đức Duy 20212490 Phạm Trung Hải 20212530 Ngô Đức Duy 20212489 Nguyễn Tuấn Hải 20210302 Đào Văn Hiến 20212534 GVHD: Nguyễn Thị Anh A Sản xuất điện Việt Nam Sản xuất điện hàng năm tăng 20 lần, từ 8,6TWh vào năm 1990 đến 241,1 TWh vào năm 2019 Tỷ lệ tăng hàng năm gia đoạn rơi vào khoảng 12%-15%, gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng GDP Thủy điện, khí tự nhiên than nguồn lượng cho sản xuất điện Than chiếm tỉ trọng cao ngồn lượng với 41,6%, theo sau thủy điện với 37,7% khí với 18,8% Ngồi thủy điện lớn, bao gồm thủy điện nhỏ, lượng tái tạo chiếm phần nhỏ 0,5% Mặc dù vậy, từ đầu năm 2019, tỉ trọng lượng tái tạo trogn hệ thống lượng tăng lên đáng kể, phần nhiều nhờ vào lượng mặt trời, lượng gió đà phát triển Cơ chế sản xuất điện bản: Sử dụng động làm quay tua-bin để làm chạy máy phát điện, tạo điện Nhà máy sản xuất điện phân loại dựa cách thức tạo động Ở Việt Nam có nhiều nhà máy sản xuất điện khác nhau, chia làm loại chính: I Nhiệt điện (Hóa  Nhiệt  Động  Điện năng) *Cơ chế: Đốt nhiên liệu hóa thạch, hóa nhiên liệu chuyển hóa thành nhiệt làm cho nước bay hơi, nước dẫn qua tua-bin làm quay tua-bin Nhiệt điện than (sử dụng than đá): - Là nguồn cung điện chủ yếu đất nước (Tổng công suất năm 2020 khoảng 26.000 MW – 42,7% cơng suất tồn nguồn) - Phát triển mạnh xuyên suốt kỉ qua dần chững lại động thái hạn chế sử dụng nhiệt điện than nhằm bảo vệ môi trường nhiều nước giới Nhiệt điện khí (sử dụng khí đốt) - Độ phổ biến chưa cao, tập trung miền Nam nguồn cung - Hiện tại, PV Power (đơn vị thành viên Tập đồn Dầu khí Việt Nam) sở hữu hầu hết nhà máy nhiệt điện khí lãnh thổ đất nước, tiêu biểu Nhơn Trạch 1, Nhơn Trạch 2, Cà Mau 1, Cà Mau 2, II Điện tái tạo Do kêu gọi giảm thiểu sử dụng lượng hóa thạch nên nhà máy điện tái tạo Nhà nước thúc đẩy phát triển Ở Việt Nam, nhà máy điện tái tạo gồm loại: Thủy điện (Thế  Động  Điện năng) *Cơ chế: Có đập chắn nước sơng, tạo bên có mực nước cao để làm xuất chênh lệch Sau để nước chảy từ cao qua tuabin để xuống thấp Khi đó, nước làm quay tua-bin (Thế sụt giảm nước chuyển hóa thành động năng) - Được đầu tư phát triển nhiều lần hợp tác với nước ngoài, mạng lưới gần hồn thiện Tổng cơng suất nhà máy khoảng 16.000 MW (2018) - Các nhà máy tiêu biểu: Thủy điện Thác Bà, Thủy điện Hịa Bình, Thủy điện Sơn La, Điện mặt trời (Nhiệt  Điện năng) *Cơ chế: Các gương phản xạ tập trung ánh sáng mặt trời, thu gom lấy lượng mặt trời biến đổi thành lượng nhiệt Một máy phát điện vận hành để phát điện từ lượng nhiệt - Năm 2020, sản lượng điện phát từ điện mặt trời đạt 10,6 tỷ kWh, chiếm khoảng 4,3% tổng sản lượng huy động nguồn toàn hệ thống điện quốc gia - Dù Nhà nước hỗ trợ bùng nổ mạnh mẽ năm 2019-2020, điện mặt trời gặp nhiều bất cập tính bất định Điện gió (Động  Điện năng) *Cơ chế: Gió làm quay cánh quạt cối xay gió, trục cánh quạt nối liền với tua-bin, từ cánh quạt quay làm quay tua-bin - Tổng công suất nhà máy vận hành 3980 MW (10/2021) - Điện gió Việt Nam thuộc nhóm cơng nghiệp lượng nổi, nhập theo phát triển nguồn lượng tái tạo chung giới, nhập khoa học kỹ thuật, đồng thời đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn lượng nguồn thủy điện lớn khai thác hết, thủy điện nhỏ không đảm bảo lợi ích mang lại so với thiệt hại mơi trường mà gây Một số nhà máy lớn kể đến Điện gió Bình Thạnh, Điện gió Hướng Linh, Điện gió Hướng Phùng, Điện sinh khối (Hóa  Nhiệt  Động  Điện năng) Cơ chế: Sử dụng hóa từ sản phẩm sinh khối bã mía rác thải đô thị để đốt làm bay nước Hơi nước sau dẫn qua tua-bin làm quay tua-bin - Các nhà máy điện sinh khối hứa hẹn giúp xử lý vấn đề rác thải thị nóng năm gần Tuy nhiên loại điện giai đoạn bắt đầu phát triển cần thêm thời gian mở rộng bất cập việc xử lý thứ phẩm gây ô nhiễm trường B Truyền tải I Hệ thống điện truyền tải gì?  Theo giải thích Thơng tư 25/2016/TT-BCT, hệ thống điện truyền tải là hệ thống điện bao gồm lưới điện truyền tải nhà máy điện đấu nối vào lưới điện truyền tải.  II. Các chế độ vận hành hệ thống điện truyền tải  Các chế độ vận hành hệ thống điện truyền tải quy định Điều 59 Thông tư 25/2016/TT-BCT Cụ thể gồm:   Hệ thống điện truyền tải vận hành chế độ vận hành bình thường đáp ứng điều kiện sau:   Công suất phát phụ tải trạng thái cân bằng   Không thực sa thải phụ tải điện   Mức mang tải đường dây máy biến áp lưới điện truyền tảiđều 90 % giá trị định mức;   Các nhà máy điện thiết bị điện khác vận hành dải thông số cho phép;   Tần số hệ thống điện phạm vi cho phép chế độ vận hành bình thường theo quy định Điều Thông tư này;   Điện áp nút lưới điện truyền tải phạm vi cho phép theo quy định Điều Thông tư chế độ vận hành bình thường;   Các nguồn dự phòng hệ thống điện quốc gia trạng thái sẵn sàng đảm bảo trì tần số điện áp hệ thống điện quốc gia dải tần số điện áp chế độ vận hành bình thường; thiết bị tự động làm việc phạm vi cho phép để xảy cố bất thường sa thải phụ tải điện.   Hệ thống điện truyền tải vận hành chế độ cảnh báo xuất tồn điều kiện sau đây:   Mức dự phòng điều tần thứ cấp, dự phòng khởi động nhanh thấp mức yêu cầu chế độ vận hành bình thường”   Mức mang tải đường dây máy biến áp lưới điện truyền tải từ 90 % trở lên không vượt giá trị định mức;   Điện áp nút lưới điện truyền tải phạm vi cho phép chế độ vận hành bình thường, dải điện áp cho phép trường hợp xảy cố đơn lẻ hệ thống điện quy định Điều Thơng tư này   Có khả xảy thiên tai điều kiện thời tiết bất thường gây ảnh hưởng tới an ninh cung cấp điện   Có khả xảy vấn đề an ninh, quốc phòng đe dọa an ninh hệ thống điện.   Hệ thống điện truyền tải vận hành chế độ khẩn cấp xuất tồn điều kiện sau đây :  Tần số hệ thống điện nằm dải tần số cho phép trường hợp xảy cố đơn lẻ hệ thống điện quy định Điều Thông tư này;   Mức mang tải thiết bị lưới điện truyền tải thiết bị đấu nối với lưới điện truyền tải từ 110 % giá trị định mức trở lên mà thiết bị bị cố tải dẫn đến tan rã phần hệ thống điện;   Khi hệ thống điện truyền tải chế độ vận hành khẩn cấp, biện pháp thực để đưa hệ thống điện trạng thái vận hành ổn định không thực dẫn tới tượng tan rã phần hệ thống điện, tách đảo sụp đổ điện áp hệ thống điện.  Hệ thống điện truyền tải vận hành chế độ khôi phục khi các tổ máy phát điện, lưới điện truyền tải phụ tải điện đóng điện đồng để trở trạng thái làm việc bình thường.  III. Nguyên tắc vận hành hệ thống điện truyền tải  - Thứ nhất, đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm chung việc vận hành hệ thống điện truyền tải an toàn, tin cậy, ổn định, chất lượng kinh tế Đảm bảo phù hợp với nguyên tắc, quy định vận hành, điều độ hệ thống điện quốc gia quy định Quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia Bộ Công Thương ban hành  - Thứ hai, nguyên tắc lập kế hoạch vận hành hệ thống điện truyền tải:   Đảm bảo vận hành an toàn, ổn định tin cậy;   Tuân thủ yêu cầu chống lũ, tưới tiêu trì dịng chảy sinh thái theo quy trình vận hành hồ chứa thủy điện phê duyệt;   Đảm bảo ràng buộc nhiên liệu sơ cấp cho nhà máy nhiệt điện;   Đảm bảo điều kiện kỹ thuật cho phép tổ máy phát điện lưới điện truyền tải;   Đảm bảo thực thỏa thuận sản lượng điện công suất hợp đồng xuất, nhập điện, hợp đồng mua bán điện;   Đảm bảo nguyên tắc tối thiểu chi phí mua điện cho toàn hệ thống điện - Thứ ba, đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm lập kế hoạch vận hành hệ thống điện truyền tải cho năm tới (năm N+1) có xét đến 01 năm (năm N+2), tháng tới, tuần tới, lịch huy động ngày tới lịch huy động chu kỳ giao dịch tới, bao gồm nội dung sau:  Kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị điện, lưới điện truyền tải;   Đánh giá an ninh hệ thống điện;   Dự báo nhu cầu phụ tải điện, kế hoạch cung cấp nhiên liệu từ nhà máy nhiệt điện, tiến độ vào vận hành cơng trình điện mới, dự báo thủy văn từ nhà máy thủy điện, tính tốn mức dự phịng hệ thống điện, kế hoạch huy động nguồn, huy động dịch vụ phụ trợ sa thải phụ tải (nếu có) để đảm bảo an ninh hệ thống điện;   Cảnh báo tình trạng suy giảm an ninh hệ thống điện (nếu có) - Thứ tư, kế hoạch vận hành hệ thống điện truyền tải năm tới (năm N+1) có xét đến năm (năm N+2) phải đảm bảo:   Kế hoạch vận hành hệ thống điện truyền tải năm tới (năm N+1) Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện lập phù hợp với phương thức vận hành hệ thống điện quốc gia năm tới (năm N+1) quy định Quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia Bộ Công Thương ban hành;   Kế hoạch vận hành hệ thống điện truyền tải cho năm N+2 phục vụ đánh giá an ninh, định hướng kịch vận hành giải pháp trung hạn để đảm bảo hệ thống điện quốc gia vận hành an toàn, ổn định tin cậy.  - Thứ năm, đơn vị truyền tải điện Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải vào kế hoạch vận hành, phương thức vận hành lịch huy động Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện để lập kế hoạch vận hành nhà máy điện lưới điện phạm vi quản lý đảm bảo không ảnh hưởng đến vận hành an toàn, tin cậy ổn định hệ thống điện truyền tải - Thứ sáu, trình vận hành hệ thống điện truyền tải, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải tuân thủ nguyên tắc sau để đảm bảo trì an tồn, ổn định tin cậy hệ thống điện truyền tải:   Trong chế độ vận hành bình thường, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm vận hành, điều độ hệ thống điện đảm bảo tiêu chuẩn, thông số vận hành phạm vi cho phép chế độ vận hành bình thường quy định Chương II Thông tư đáp ứng điều kiện quy định Khoản Điều 59 Thông tư này;   Trong chế độ vận hành cảnh báo, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải thông báo trang thông tin điện tử hệ thống điện thị trường điện tình trạng thông tin cần cảnh báo hệ thống điện, đồng thời đưa biện pháp cần thiết để đưa hệ thống điện trở lại chế độ vận hành bình thường;   Trong chế độ vận hành khẩn cấp, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải tiến hành biện pháp cần thiết để đưa hệ thống điện trở lại chế độ vận hành bình thường sớm nhất;   Trong chế độ vận hành khẩn cấp xảy cố nhiều phần tử có nguy đe dọa đến tính mạng người an tồn thiết bị, có quyền sa thải phụ tải điện phải phù hợp với quy định Quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia Bộ Công Thương ban hành.  IV. Xử lý sự cố vận hành hệ thống điện truyền tải  -Trong trình xử lý cố, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phép vận hành hệ thống điện với tần số điện áp khác với tiêu chuẩn quy định chế độ vận hành bình thường phải nhanh chóng thực giải pháp để khơi phục hệ thống điện chế độ vận hành bình thường, đảm bảo làm việc ổn định hệ thống điện.  -Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện, Đơn vị truyền tải điện Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải phải thực xử lý cố đảm bảo tuân thủ quy định Quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia Bộ Công Thương ban hành.  Các biện pháp xử lý cố:  + Thay đổi công suất phát tổ máy phát điện, ngừng khởi động tổ máy phát điện để khôi phục tần số dải tần số chế độ vận hành bình thường;  + Sa thải phụ tải theo tuyến đường dây rơ le tự động sa thải sa thải phụ tải theo lệnh điều độ.  + Sa thải phụ tải tự động rơ le tần số thấp Hệ thống sa thải phụ tải tự động theo tần số phải bố trí, cài đặt hợp lý để đảm bảo hệ thống điện không bị tan rã có cố xảy Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm xác định vị trí lắp đặt, giá trị chỉnh định rơ le tần số thấp thực lệnh sa thải phụ tải trường hợp cố xảy hệ thống điện;  + Xây dựng phương thức phân tách hệ thống thành vùng tạo mạch vòng để xảy cố lan truyền cân cơng suất vùng, nhằm trì vận hành riêng rẽ phần hệ thống điện ngăn ngừa cố lan rộng hệ thống điện;  + Khi tần số tăng đến trị số cho phép, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm khơi phục lại phụ tải bị sa thải;  + Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có quyền can thiệp để hạn chế việc phải tách liên tiếp tổ máy phát điện, đường dây tải điện khỏi vận hành;  + Trường hợp cố tan rã toàn phần hệ thống điện, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện định nhà máy điện có khả khởi động đen để khôi phục hệ thống điện Trường hợp cần thiết, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện yêu cầu nhà máy phát điện vận hành tổ máy phát điện không theo đặc tính vận hành với điều kiện đảm bảo an toàn cho người thiết bị Đơn vị phát điện có trách nhiệm tuân thủ lệnh khởi động đen thông báo lại cho Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm khơi phục phụ tải thích hợp để đảm bảo vận hành ổn định tổ máy phát điện hoà đồng với tổ máy phát điện khác.  V. Thông báo suy giảm an ninh hệ thống điện  Tại thời điểm nào, nhận thấy có tín hiệu suy giảm an ninh hệ thống điện, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải gửi thơng báo tình trạng giảm mức độ an toàn hệ thống điện cho Đơn vị truyền tải điện, Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải bên có liên quan thơng tin sau:   Tình trạng suy giảm an ninh hệ thống điện;   Nguyên nhân;   Phụ tải có khả bị sa thải;   Các đơn vị khu vực chịu ảnh hưởng.  Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải thông báo trước cho đơn vị bị ảnh hưởng thực sa thải phụ tải theo lệnh điều độ Thông báo phải bao gồm thông tin sau:   Các khu vực bị ngừng, giảm cung cấp điện;   Lý ngừng, giảm cung cấp điện;   Thời điểm bắt đầu ngừng, giảm cung cấp điện;   Thời điểm dự kiến khôi phục cung cấp điện.  Khi thông báo trước sa thải phụ tải theo lệnh điều độ, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện phải thông báo cho Đơn vị truyền tải điện, Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải đơn vị liên quan sau thực sa thải phụ tải theo lệnh điều độ:      Các khu vực bị ngừng, giảm cung cấp điện;  Lý ngừng, giảm cung cấp điện;  Thời điểm bắt đầu ngừng, giảm cung cấp điện;  Thời điểm dự kiến khôi phục cung cấp điện.  Hình thức thơng báo: Trên sở đánh giá an ninh hệ thống điện theo kế hoạch vận hành hệ thống điện năm, tháng, tuần lịch huy động ngày, Đơn vị vận hành hệ thống điện thị trường điện có trách nhiệm thơng báo suy giảm an ninh hệ thống điện biện pháp phịng ngừa ngừng, giảm cung cấp điện (nếu có) sau:   Gửi văn tới đơn vị liên quan đăng thông tin Trang thông tin điện tử hệ thống điện thị trường điện thông báo suy giảm an ninh hệ thống điện theo kế hoạch vận hành hệ thống điện năm, tháng;   Gửi văn bản, lệnh điều độ phạm vi quyền điều khiển đăng thông tin Trang thông tin điện tử hệ thống điện thị trường điện thông báo suy giảm an ninh hệ thống điện theo kế hoạch phương thức vận hành hệ thống điện tuần, ngày.  Lấy ví dụ đường dây truyền tải điện: đường dây truyền tải điện BẮC NAM   Lưới điện 220 kV miền Nam có 11 đường dây vận hành tải cao 80% định mức (như Long Bình - Long Thành (2 mạch); Long Thành - Phú Mỹ (2 mạch); Tân Định (lộ 279) - Mỹ Phước (274); Thốt Nốt (275) - Long Xuyên (271); Mỹ Tho (274) - Mỹ Tho (275); Nhà máy Thủy điện Trị An (271) - Sơng Mây (279); Sơng Mây (275) - Long Bình (276); Thuận An - Hóc Mơn (2 mạch) Lưới điện 220 kV miền Nam có 11 đường dây vận hành tải cao 80% định mức (như Long Bình - Long Thành (2 mạch); Long Thành - Phú Mỹ (2 mạch); Tân Định (lộ 279) - Mỹ Phước (274); Thốt Nốt (275) - Long Xuyên (271); Mỹ Tho (274) - Mỹ Tho (275); Nhà máy Thủy điện Trị An (271) - Sông Mây (279); Sơng Mây (275) - Long Bình (276); Thuận An - Hóc Mơn (2 mạch)  Hệ thống phân phối điện điều kiện tương đối tốt cịn có tổn thất điện cao Đường dây bị tải, máy biến áp vận hành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng nguyên nhân gây tổn thất cao EVN có số biện pháp quan trọng để giải vấn đề giảm đáng kể tổn thất lưới truyền tải phân phối EVN có kế hoạch tiếp tục giảm tỷ lệ tổn thất hệ thống xuống 8.8% vào năm 2013 năm tiếp theo.  Một số dạng cố xảy vận hành đường dây truyền tải:  Thứ :Sự cố sét: Nguyên nhân xác định sét đánh trực tiếp vào dây chống sét với cường độ lớn vượt ngưỡng chịu đựng cách điện, gây phóng điện ngược chuỗi cách điện pha đường dây 500 kV 220 kV, kỳ mưa bão, giông sét tập trung miền Bắc miền Nam.  Thứ hai: Sự cố đứt dây dẫn, dây chống sét, tụt lèo, đứt cách điện:  Một nguyên nhân tồn nhà thầu xây dựng q trình thi cơng khơng xử lý tổn thương dây, thi cơng khơng quy trình, không thông báo cho tư vấn giám sát biết, công tác nghiệm thu không phát hiện.  Thứ ba: Sự cố dây lèo dao động chạm vào thân cột, vào xà; dây dẫn dao động chạm vào cây, vách núi, cơng trình ngồi hành lang:  Ngun nhân chủ yếu gió bão, giơng, gió lốc cục làm dây dẫn dao động mạnh va vào vách taluy dương, cối hành lang, dây lèo dao động giật văng vào thân cột gây phóng điện.  Thứ tư: Sự cố vi phạm hành lang đường dây:  Nguyên nhân phương tiện (giao thông tàu thuyền, phương tiện giao thông xây dựng, cần cẩu) vi phạm chiều cao khoảng cách an toàn tới dây dẫn điện gây phóng điện.  Thứ năm: Sự cố tải dây dẫn:  Khiến cho dây dẫn  bị tải gây nên cháy nổ   Thứ sáu: Sự cố băng tuyết:  Nguyên nhân xác định nhiệt độ môi trường xuống thấp