Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện thành phố quy nhơn hướng tới mô hình lưới điện thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TƢỚNG HOÀNG UYÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ QUY NHƠN HƯỚNG TỚI MƠ HÌNH LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Bình Định - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TƢỚNG HOÀNG UYÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ QUY NHƠN HƯỚNG TỚI MƠ HÌNH LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Ngƣời hƣớng dẫn: TS NGUYỄN DUY KHIÊM Bình Định - 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, dƣới hƣớng dẫn khoa học Tiến sĩ Nguyễn Duy Khiêm Các kết đƣợc nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình hay phƣơng tiên thơng tin Tác giả luận văn Tƣớng Hoàng Uyên ii LỜI CẢM ƠN Lời tơi xin gửi lịng biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Duy Khiêm ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, định hƣớng khoa học, dành nhiều thời gian quý báu nhiều tâm huyết để giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật Cơng nghệ, Phịng Đào tạo Sau đại học, quý lãnh đạo Khoa Kỹ thuật Công nghệ q thầy mơn tận tình truyền thụ kiến thức cho bạn đồng khóa Qua tơi xin cảm ơn q Khoa, q Phịng, q thầy tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi suốt q trình làm luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban cán lớp Cao học Kỹ thuật điện khóa 24A bạn lớp quan tâm chia sẻ, hết lịng giúp đỡ động viên tơi suốt q trình học tập làm luận văn Tơi vô biết ơn ngƣời nghiên cứu trƣớc với cơng trình có liên quan đến đề tài luận văn, đƣợc trích dẫn phần tài liệu tham khảo Cuối xin bày tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ, cảm ơn vợ hai trai động viên, tạo điều kiện thuận lợi vật chất tinh thần cho Đó nguồn động lực to lớn để vƣợt qua đƣợc khó khăn hồn thành luận văn Tác giả luận văn Tƣớng Hoàng Uyên iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI [8] 1.1 Khái niệm chung độ tin cậy 1.1.1 Cở sở nghiên cứu độ tin cậy 1.1.2 Định nghĩa số thuật ngữ độ tin cậy 1.2 Các tiêu độ tin cậy cung cấp điện 12 1.2.1 Các thông số liên quan đến việc tính tốn tiêu độ tin cậy cung cấp điện 12 1.2.2 Các tiêu điện kéo dài hộ tiêu thụ 13 1.2.3 Các tiêu độ tin cậy dựa công suất phụ tải 16 1.2.4 Các tiêu điện ngắn hạn hộ tiêu thụ 16 1.3 Vai trò lƣới điện phân phối hệ thống điện 17 1.3.1 Khái niệm: 17 1.3.2 Phân loại lƣới điện phân phối trung áp: 17 1.4 Đặc điểm chung lƣới điện phân phối 19 1.4.1 Phần tử lƣới điện phân phối trung áp 19 1.4.2 Cấu trúc sơ đồ lƣới điện phân phối 20 1.4.3 Độ tin cậy lƣới điện phân phối 22 1.5 Lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn 22 iv 1.5.1 Cấu trúc lƣới điện khu vực thành phố Quy Nhơn 22 1.5.2 Khối lƣợng đƣờng dây trung áp 23 1.5.3 Đặc điểm phụ tải 23 1.5.4 Yêu cầu phụ tải 24 1.5.5 Phƣơng thức vận hành 24 1.6 Một số vấn đề ĐTCCCĐ lƣới điện phân phối 25 1.6.1 Sự cố 25 1.6.2 Bảo trì bảo dƣỡng 27 Tóm tắt Chƣơng 32 CHƢƠNG 34 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐTCCCĐ TRÊN LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP KHU VỰC THÀNH PHỐ QUY NHƠN 34 2.1 Các biện pháp nâng cao ĐTCCCĐ 34 2.1.1 Biện pháp kỹ thuật 34 2.1.2 Biện pháp đầu tƣ xây dựng, nâng cấp lƣới điện phân phối 34 2.2 Đề xuất đầu tƣ lƣới điện 36 2.2.1 Đề xuất giải pháp đầu tƣ thiết bị phân đoạn 36 2.2.2 Đề xuất giải pháp đầu tƣ hệ thống DAS 39 2.3 Sự cần thiết phải đầu tƣ xây dựng 48 2.3.1 Về thiết bị phân đoạn 48 2.3.2 Về hệ thống DAS 49 2.4 Hiệu sau đầu tƣ 49 2.4.1 Hiệu dự kiến đầu tƣ thiết bị phân đoạn: 49 2.4.2 Dự kiến hiệu đầu tƣ hệ thống DAS 50 Tóm tắt Chƣơng 50 CHƢƠNG 52 MÔ PHỎNG ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP KHU VỰC THÀNH PHỐ QUY NHƠN TRƢỚC VÀ SAU ĐẦU TƢ BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 52 3.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT 52 v 3.2 Mô lƣới điện trƣớc sau đầu tƣ phần mềm PSS/Adept 53 3.2.1 Về đầu tƣ thay thiết bị phân đoạn thuộc XT 482/QNH2 54 3.2.2 Mô trƣớc sau đầu tƣ cải tạo đƣờng dây xuất tuyến phục vụ hệ thống DAS 61 3.3 Phân tích hiệu dự kiến mặt kinh tế đầu tƣ lắp đặt thiết bị phân đoạn cải tạo lƣới điện trung áp khu vực thành phố Quy Nhơn 92 Tóm tắt Chƣơng 94 CHƢƠNG 95 MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ LƢỚI ĐIỆN THÔNG MINH NHẰM ĐẢM BẢO TĂNG CƢỜNG ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 95 4.1 Khái quát lƣới điện thông minh 95 4.2 Lƣới điện thông minh với vấn đề đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 97 4.3 Đề xuất số giải pháp đầu tƣ xây dựng lƣới điện thông minh nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện địa bàn thành phố Quy Nhơn 99 4.3.1 Mạng lƣới hệ thống RF Spider 100 4.3.2 Hệ thống SCADA giám sát từ xa 104 4.3.3 Điều khiển thao tác từ xa phân đoạn liên kết vòng để giảm thời gian thao tác sa thải khôi phục lƣới điện 108 Tóm tắt Chƣơng 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 112 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐTCCCĐ Độ tin cậy cung cấp điện TBPĐ Thiết bị phân đoạn XT Xuất tuyến trung áp PĐ Phân đoạn đƣờng dây trung áp ĐVQLVH Đơn vị Quản lý vận hành MBA Máy biến áp lực MC Máy cắt DCL Dao cách ly EVNCPC Tổng Công ty Điện lực miền Trung Cột BTLT Cột bê tơng ly tâm DAS Tự động hóa lƣới điện phân phối TTĐN Tổn thất điện SAIDI Thời gian điện trung bình hệ thống SAIFI Tần suất điện trung bình hệ thống MAIFI Tần suất điện thống qua trung bình CAIFI Tần suất điện trung bình hộ tiêu thụ CAIDI Thời gian điện trung bình hộ tiêu thụ vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tình hình mang tải xuất tuyến trung áp năm 2021 36 Bảng 2.2 Tốc độ tăng trƣởng phụ tải xuất tuyến 36 Bảng 2.3 Hạng mục đầu tƣ phân đoạn XT 482/QNH2 dự toán 37 Bảng 2.4 Dự kiến mức đầu tƣ cải tạo đƣờng dây xuất tuyến 48 Bảng 3.1 Phân tích hiệu mặt kinh tế dự kiến sau đầu tƣ xuất tuyến trung áp khu vực thành phố Quy Nhơn 91 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Biểu đồ thể thời gian làm việc tin cậy đối tƣợng đƣợc khảo sát Hình 1.2 Hàm xác suất làm việc tin cậy không tin cậy Hình 1.3 Đồ thị hàm λ(t) Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý vận hành hệ thống điện khu vực thành phố Quy Nhơn 24 Hình 1.5 Hai trạng thái phần tử: LV- làm việc, H- hỏng 28 Hình 1.6 Mơ hình trạng thái 30 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 482/QNH2 38 Hình 2.2 Biểu đồ thể hiệu dự kiến đầu tƣ đƣờng dây 22 kV trục XT 472/QNH2 40 Hình 2.3 Biểu đồ thể hiệu đầu tƣ dự kiến đƣờng dây 22 kV trục XT 474/QNH2 41 Hình 2.4 Biểu đồ thể hiệu đầu tƣ dự kiến đƣờng dây 22 kV trục XT 481/QNH2 43 Hình 2.5 Biểu đồ thể dự kiến hiệu đầu tƣ đƣờng dây 22 kV trục XT 475/QNH2 44 Hình 2.6 Biểu đồ thể dự kiến hiệu đầu tƣ đƣờng dây 22 kV trục XT 482/QNH2 46 Hình 2.7 Biểu đồ thể dự kiến hiệu đầu tƣ đƣờng dây 22 kV liên kết XT 473/QNH2 với XT481/QNH2 47 Hình 3.1 Biểu đồ mơ dự kiến hiệu trƣớc sau đầu tƣ XT 482/QNH2 60 Hình 3.2 Biểu đồ mơ dự kiến hiệu trƣớc sau đầu tƣ xuất tuyến 472/QNH2 66 Hình 3.3 Biểu đồ mơ dự kiến hiệu trƣớc sau đầu tƣ cải tạo xuất tuyến 474/QNH2 74 97 • Quản lý tích cực ứng dụng khác nhằm phản ứng với nguồn lƣợng tái tạo nhƣ mặt trời, gió, v.v • Mua đồ dùng thiết bị hiệu cao theo thời gian nhờ hiểu rõ cách thức lƣợng đƣợc sử dụng đồ dùng thiết bị Tất hành động giảm thiểu tác động bất lợi lên lƣới điện ngƣời sử dụng tiết kiệm đƣợc tối đa Các chế chiến thuật nhu cầu lƣợng thơng minh • Cơng tơ thơng minh • Tính giá động • Bộ điều nhiệt thơng minh đồ dùng điện thơng minh • Điều khiển tự động hóa thiết bị • Phản hồi thơng tin lƣợng theo thời gian thực ngày hôm sau cho ngƣời sử dụng điện • Sử dụng theo liệu đồ dùng điện, • Lập lịch biểu kiểm soát phụ tải nhƣ máy nạp điện cho xe chạy điện, mạng hộ gia đình (home area network – HAN), v.v Lƣới điện thông minh hệ thống lƣới điện sử dụng công nghệ số công nghệ tiên tiến khác, nhằm giám sát quản lý việc truyền tải điện từ tất nguồn phát, đáp ứng nhu cầu sử dụng điện khách hàng với độ tin cậy cao, hiệu an toàn Ở Việt Nam, từ cuối năm 2012, Chính phủ ban hành Quyết định 1670/QĐTTg Phát triển Lƣới điện Thông minh Trong đó, EVN chịu trách nhiệm: Lập kế hoạch cụ thể để thực cho chƣơng trình, đề án, nhóm cơng tác cho giai đoạn; tổ chức thực dự án lƣới điện thơng minh thí điểm Việt Nam phù hợp với giai đoạn phát triển lƣới điện thông minh đƣợc duyệt; tổ chức đào tạo nâng cao lực đội ngũ quản lý vận hành hệ thống lƣới điện thông minh tƣơng lai; đầu tƣ hoàn chỉnh sở hạ tầng cần thiết để thực phát triển lƣới điện thông minh theo lộ trình đƣợc duyệt 98 4.3 Đề xuất số giải pháp đầu tƣ xây dựng lƣới điện thông minh nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện địa bàn thành phố Quy Nhơn * Các giải pháp đầu tƣ nhằm đƣa lƣới điện phân phối thành phố Quy Nhơn thành hệ thống lƣới điện thông minh - Đầu tƣ đào tạo đội ngũ lao động có trình độ cao, đặc biệt đội ngũ kỹ sƣ điện đội ngũ kỹ sƣ công nghệ thông tin - Đầu tƣ vào tảng công nghệ thông tin, nâng cấp đầu tƣ hệ thống tin học, tự động hóa, cập nhật đầu tƣ công nghệ mới, tiên tiến vào công tác quản lý vận hành lƣới điện - Đầu tƣ thay thiết bị phân đoạn chƣa gắn gắn công nghệ điều khiển từ xa thiết bị phân đoạn có gắn điều khiển từ xa SCADA kết nối Trung tâm điều khiển, nhằm phát nhanh cố, phân tích đƣa dự báo thông qua thông số vận hành thu nhận đƣợc khả xảy cố có biện pháp khắc phục tối ƣu - Đầu tƣ cải tạo hệ thống dây dẫn để đáp ứng nhu cầu tăng trƣởng phụ tải đáp ứng tự động đóng mạch vịng liên kết đáp ứng nhu cầu gánh phụ tải phân đoạn hữu phân đoạn liên kết thao tác đóng mạch vịng liên kết - Đầu tƣ thiết bị đo đếm điện phân phối đầu cuối áp dụng công nghệ nhƣ cơng nghệ RF Spider để kiểm sốt trạng thiết bị đo đếm, tránh tổn hao mặt kinh tế, giám sát thu thập số điện khách hàng từ xa, giảm đƣợc nhân lực phục vụ cho công tác - Các TBA 110 kV cần đƣợc trang bị hệ thống công nghệ cho phép trung tâm điều khiển phòng điều độ giám sát, điều khiển phòng Điều độ thực giám sát, điều khiển, thu thập liệu để vận hành trạm chế độ không ngƣời trực Mọi thông số vận hành, cảnh báo cố đƣợc kết nối trung tâm điều khiển qua hệ thống SCADA Điều giúp giảm tối đa nhân lực vận hành, nâng cao suất lao động, giảm chi phí vận hành hệ thống, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo vận hành lƣới điện an toàn Việc đầu tƣ sử dụng hệ thống SCADA đảm bảo việc thao tác đóng cắt từ trung tâm điều khiển đƣờng dây, TBA, thực cấp điện trở lại cho khách hàng đƣợc nhanh hơn, ngăn ngừa nguy cố gây an toàn cho ngƣời thiết bị 99 4.3.1 Mạng lưới hệ thống RF Spider MƠ HÌNH HOẠT ĐỘNG TỔNG QUÁT Giới thiệu hệ thống RF- SPIDER 100 Giới thiệu chung Hệ thống RF-SPIDER hệ thống thu thập liệu cơng tơ từ xa hồn tồn tự động, ứng dụng công nghệ không dây theo kiểu mắt lƣới (RF-Mesh), sử dụng đƣờng truyền sóng vơ tuyến tầm ngắn (Short-Range RF) tần số 408,925 MHz 433,050 MHz Các thành phần hệ thống DCU (Data Collection Unit): DCU thiết bị hệ thống, đƣợc tích hợp sẵn modem GPRS/3G DCU thu thập số từ xa cho tất cơng tơ có trang bị giao tiếp phạm vi khai báo, gửi liệu thu thập Server trung tâm thông qua đƣờng truyền liệu GPRS/3G DCU chịu trách nhiệm thu thập, xử lý, lƣu trữ lƣu liệu từ công tơ, đồng thời liên tục kiểm tra chất lƣợng mạng chức công tơ Sim 3G/GPRS cho DCU: Khuyến nghị sử dụng SIM 3G/GPRS chuẩn công nghiệp 96K gói cƣớc MDT2G tƣơng đƣơng, giá thuê bao hàng tháng 10.000 VND/1 thuê bao Đơn vị chủ động lựa chọn nhà mạng địa bàn có chất lƣợng đƣờng truyền dịch vụ sau bán hàng tốt Khi triển khai lắp đặt, đơn vị cần lƣu trữ có hệ thống sở liệu thơng tin SIM bao gồm số điện thoại, số Serial, để phục vụ khai báo Web hệ thống RF-SPIDER nhƣ xử lý cố Router: Là thiết bị định tuyến, nhằm quản lý, thu thập liệu số lƣợng công tơ định, liệu đƣợc gởi DCU có u cầu Router cịn có chức mở rộng vùng phủ sóng DCU, chuyển tiếp gói tin từ DCU tới cơng tơ tích hợp RF- 101 Mesh DCU cơng tơ Nhờ mà DCU lấy số liệu từ Router mà không cần phải liên lạc đến công tơ vùng phủ sóng Router Cơng tơ: Cơng tơ tích hợp cơng nghệ RF-Mesh (gọi tắt công tơ RF-Mesh) Là sản phẩm đo đếm điện có tích hợp khối thu phát sóng vơ tuyến (RF), bên cạnh chức đo đếm Công tơ điện tử thông thƣờng, công tơ RFMesh có khả tự tìm đƣờng nhờ giải thuật định tuyến thông minh, tự thiết lập nên mạng lƣới RF-Mesh, chuyển thông tin tất công tơ phạm vi phủ sóng đến thu thập tập trung DCU Các sản phẩm công tơ CPC EMEC có chức Mesh: + DT01P-RF Mesh + DT01P60-RF Mesh + DT01P80-RF Các cơng tơ RF-Mesh có chức lặp – chuyển tiếp gói tin hệ thống mạng RF-mesh, có tác dụng nâng cao hiệu đƣờng truyền Hệ thống RFSPIDER tự nhận dạng sử dụng công tơ RF-Mesh số ID công tơ, đơn vị cần đảm bảo số ID đƣợc nhập xác để nhận dạng đƣợc công tơ Công tơ RF: Các chủng loại công tơ RF khác CPC EMEC sản xuất có khả hoạt động tƣơng thích với hệ thống RF-Mesh (RF-SPIDER) triển khai CPC Các loại công tơ nhà sản xuất khác nhƣ Elster, Landis+Gyr… kết nối với hệ thống RF Spider với đƣợc gắn thêm module RF-Elster, RF-Multimeter CPC EMEC Bộ đọc số cơng tơ qua sóng vơ tuyến RF-EXT thiết bị gắn 102 dựa việc đo đếm xung kiểm định công tơ không hỗ trợ RF thu phát liệu qua sóng vô tuyến RF (408.925 MHz) đến thiết bị cầm tay HHU thiết bị hệ thống RF SPIDER Thiết bị sử dụng cho nhiều chủng loại cơng tơ có đƣa xung kiểm ngồi nhƣng khơng hỗ trợ giao tiếp RF nhƣ DT-01P, DT-03P, DDS26, DTS27 Bộ mở rộng chức RF cho công tơ Elster (Elster-RF) thiết bị gắn dựa việc giao tiếp với công tơ Elster Landis Gyr qua cổng truyền thông nối tiếp, thu thập lƣu trữ giá trị ghi công tơ, thu phát liệu qua sóng vơ tuyến RF Hệ thống RF – Spider công cụ giúp khách hàng theo dõi sản lƣợng điện dùng ngày, tự động đƣa cảnh báo sản lƣợng tăng đột biến ngày số bất thƣờng; tự động ghép số liệu vào hệ thống thông tin quản lý khách hàng (CMIS) để tính hóa đơn tiền điện, rút ngắn thời gian ghi số, lập phát hành hóa đơn, tạo minh bạch công tác kinh doanh điện Mặc khác, RF – Spider giúp ngành điện nhanh chóng phát trƣờng hợp cố để xử lý kịp thời, theo dõi tỉ lệ tổn thất trạm biến áp cơng cộng tình trạng vận hành trạm biến áp theo thời điểm nhanh chóng, xác; nâng cao chất lƣợng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện; giảm tổn thất phi kỹ thuật, dự báo nhu cầu phụ tải, nâng cao lực quản lý vận hành Đặc biệt, đƣa vào sử dụng hệ thống RF – Spider giảm bớt sức lao động cho nhân viên điện lực, tăng chất lƣợng làm việc suất lao động, giảm chi phí đầu tƣ…Đồng thời, đáp ứng nhu cầu đại hóa hệ thống đo đếm điện theo lộ trình phát triển lƣới điện thông minh ngành điện 4.3.2 Hệ thống SCADA giám sát từ xa Hiện với phát triển khoa học công nghệ, hầu hết trạm biến áp đƣợc đầu tƣ đồng hệ thống SCADA với hệ thống điều khiển tích hợ máy tính để phục vụ việc giám sát, điều hành lƣới điện Scada viết tắc Supervisory Control and Data Acquisition (Điều khiển giám sát thu thập liệu) Nó khơng hệ thống điều khiển đầy đủ mà hệ thống giám sát 103 Hệ thống Scada hệ thống tự động hóa, với chức quản lý giám sát toàn hệ thống điện tịa nhà hay khu cơng nghiệp, giúp nâng cao hiệu cơng trình, đại hóa, tiết kiệm điện tiêu thụ, bảo vệ môi trƣờng Với lƣới điện phức tạp việc vận hành lƣới điện ngày khó khăn mật độ trạm biến áp ngày nhiều hơn, việc đảm bảo tính ổn định hệ thống khó hơn, thêm vào nhu cầu phụ tải đòi hỏi chất lƣợng điện ngày cao Bởi vậy, việc đầu tƣ, nâng cấp hệ thống SCADA/EMS nhƣ trạm điện đƣợc trang bị hệ thống tự động hóa cần thiết Chức chung hệ thống SCADA Hệ thống SCADA thực chức thu thập liệu từ xa, số liệu sản lƣợng máy biến áp thông qua đƣờng truyền số liệu đƣợc truyền trung tâm, lƣu trữ hệ thống máy tính chủ - Dùng sở số liệu đó: Để cung cấp dịch vụ điều khiển, giám sát hệ thống điện - Hiển thị trạng thái trình hoạt động thiết bị điện, hiển thị đồ thị , hiển thị kiện , báo động, hiển thị báo cáo sản xuất - Thực điều khiển từ xa q trình đóng / cắt máy cắt , dao cách ly, dao tiếp địa, thay đổi giá trị đầu phân áp máy biến áp, đặt giá trị rơ le… - Thực dịch vụ: Về truyền số liệu hệ hệ, việc đọc viết số liệu PLC/RTU, trả lời tin yêu cầu cấp số liệu, thao tác - Một hệ SCADA kết hợp phần cứng lẫn phần mềm vi tính để tự động hóa việc điều khiển giám sát cho đối tƣợng hệ thống điện * Thành phần hệ thống: Một hệ thống gồm nhiều thành phần, toàn thiết bị đƣợc kết nối thông qua hệ thống mạng cục LAN Hệ thống SCADA trung tâm kết nối với RTU trạm biến áp sử dụng giao thức truyền tin IEC870-5-101 master Đồng thời kết nối với hệ thống SCADA/EMS Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia giao thức ICCP - Máy tính chủ SCADA 104 - Máy tính chủ giao diện ngƣời dùng MMI - Máy tính chủ kiên kết liệu ICCP - Máy tính chủ lƣu trữ liệu HIS - Máy tính chủ mô đào tạo điều độ viên theo thời gian thực DTS hệ thống phát triển DS - Máy tính chủ ứng dụng - Các trạm làm việc - Hệ thống hiển thị VPS - Thiết bị tiền sử lý thông tin CFE - Thiết bị tập trung moderm - Hệ thống thu nhận phân phối tín hiệu đồng vệ tinh GPS * Thiết bị đầu cuối trạm: Thiết bị đầu cuối trạm thiết bị RTU thống tự động hóa tạm máy tính cơng nghiệp thu thập liệu điều khiển tồn thông số vận hành trạm trƣờng hợp sử dụng thiết bị đầu cuối RTU, trạm gồm thiết bị sau: - Tủ thiết bị đầu cuối RTU chƣuá đầu vào số, đầu số, đầu vào tín hiệu tƣơng tự, cổng giao diện tín hiệu nối tiếp để kết nối đến IED - Tủ giao diện giám sát SIC - Các moderm V.24/V.28 V35 để kết nối RTU hệ thống tự động hóa đến đƣờng truyền viễn thông - Các thiết bị ngoại vi khác * Lợi ích hệ thống SCADA Trong thực tế, Việt Nam xuất nhiều hệ thống tự động điều khiển giám sát hoạt động, nhƣng tính tích hợp chƣa cao Hầu hết hệ thống thƣờng dành cho ứng dụng lớn, giá thành tƣơng đối cao, khơng phù hợp với nhiều nahf máy, xí nghiệp Chính vậy, việc nghiên cứu thiết kế hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu (SCADA) để quản lý, giám sát hoạt động nhà máy, xí nghiệp Việt Nam cơng việc thiết thực cần thiết Lợi ích hệ thống: 105 - Hệ thống quản lý điện giúp nhà quản lý đánh giá việc tiêu thụ điện cách tự động, liên tục xác để thực tiết kiệm chi phí lƣợng - Hệ thống quản lý điện giúp giám sát chất lƣợng nguồn điện để giảm bớt nguy rủi ro - Hệ thống cơng cụ chẩn đốn xác, giảm thiểu thời gian chết thiết bị, máy móc - Hệ thống giúp nâng cao độ tin cậy tính liên tục hệ thống - Hệ thống nâng cao hiệu hoạt động, giảm chi phí sản xuất - Hệ thống giúp giảm chi phí quản lý - Hệ thống giúp tiết kiệm, giảm thiểu điện dƣ - SCADA giúp tăng độ an toàn cho thiết bị, cho hệ thống, cho ngƣời vận hành * Ngoài SCADA cịn hệ thống mở, linh hoạt có nhiều ƣu điểm khác nhƣ: - Giảm thời gian, chi phí nhân công để ghi lại liệu từ đồng hồ cơ, nhập vào file excel tạo báo cáo tháng - Giảm bớt sơ sót q trình thƣ thập liệu tay, tăng độ xác đo lƣờng - Kiểm soát liệu điện liên tục 24/7 trạm làm việc - Khả đáp ứng nhanh với cố điện thông qua cảnh báo, giảm đƣợc thời gian dừng máy - Giảm thời gian sử lý cố dũ liệu đƣợc thu thập đầy đủ, chụp đƣợc dạng sóng nguồn điện cố xảy - Theo dõi toàn tải nhà xƣởng theo thời gian thực, hữu ích cho việc lên kế hoạch tiết kiệm - Có khả tạo báo cáo điện tiêu thụ dạng bảng, dạng đồ thị, xuất file excel - Kiểm tra hóa đơn điện lực thông qua báo cáo lƣợng sử dụng - Xác định nhiễu, sóng hài nguồn điện lực xông vào hay thiết bị nhà máy gây Giảm thời gian xác định nguyên nhân 106 - Xác định loại nhiễu nào: Tăng / giảm điện áp, sóng hài, xung điện áp… * Ứng dụng giải pháp: + Hệ thống SCADA – DCS điều khiển trình sản xuất methanol + Tiết kiệm lƣợng SCADA + SCADA giám sát, điều khiển hệ thống cấp nƣớc + Hệ thống giám sát sản xuất + SCADA giám sát điều khiển dây chuyền sản xuất thức ăn gia súc + Hệ thống giám sát kho lạnh + Hệ thống SCADA điều khiển nhiệt độ, áp suất lị hấp bê tơng + Hệ thống SCADA giám sát chất lƣợng nƣớc & khí hậu + Hệ thống giám sát độ rung tua-bin + Hệ thống đo lƣờng , điều khiển nhiệt độ, áp suất, lƣu lƣợng mức + Hệ thống đo lƣờng điều khiển lƣu lƣợng nƣớc nƣớc lò + Hệ thống điều khiển đầu đốt + Hệ thống điện động lực + Hệ thống điều khiển PLC tủ bảng điện + Hệ thống SCADA cho nhà máy xi măng + Hệ thống SCADA cho nhà cao tầng + Hệ thống biến tần trung đến MW + Hệ thống Motor trung đến 15 MW 4.3.3 Điều khiển thao tác từ xa phân đoạn liên kết vòng để giảm thời gian thao tác sa thải khôi phục lưới điện * Đề xuất ứng dụng lƣới điện thơng minh Cơng ty Điện lực Bình Định Trên sở kế hoạch chuyển đổi số tỉnh Bình Định đến năm 2025, định hƣớng đến năm 2030 lĩnh vực lƣợng, theo ƣu tiên tập trung hƣớng đến tối đa hóa tự động hóa mạng lƣới điện phục vụ cung ứng điện cách hiệu thực kết nối đồng hồ đo điện số để cải thiện tốc độ xác hóa đơn, xác định cố lƣới điện nhanh hơn, hỗ trợ khách hàng tiết kiệm đƣợc lƣợng giảm tổn thất điện Cơng ty Điện lực Bình Định 107 thực kế hoạch chuyển đổi số hoàn thiện lƣới điện hƣớng đến mơ hình lƣới điện thơng minh Cơng ty Điện lực Bình Định nên có biện pháp để tự động hóa lƣới điện, 14/14 TBA 110 kV cần đƣợc trang bị hệ thống công nghệ cho phép trung tâm điều khiển phòng điều độ giám sát, điều khiển phòng Điều độ thực giám sát, điều khiển, thu thập liệu để vận hành trạm chế độ không ngƣời trực Mọi thông số vận hành, cảnh báo cố đƣợc kết nối trung tâm điều khiển qua hệ thống SCADA Điều giúp giảm tối đa nhân lực vận hành, nâng cao suất lao động, giảm chi phí vận hành hệ thống, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện đảm bảo vận hành lƣới điện an toàn Việc đầu tƣ sử dụng hệ thống SCADA đảm bảo việc thao tác đóng cắt từ trung tâm điều khiển đƣờng dây, TBA, thực cấp điện trở lại cho khách hàng đƣợc nhanh hơn, ngăn ngừa nguy cố gây an toàn cho ngƣời thiết bị Đề xuất tiếp tục đầu tƣ TBA 110 kV vào năm tiếp theo, tiến tới đồng hóa, tiến đến TBA khơng ngƣời trực Ngồi ra, năm PC Bình Định nên lập phƣơng án đầu tƣ, lắp đặt bổ sung thiết bị phân đoạn có kết nối từ xa trung tâm điều khiển dần tiến đến tự động hóa lƣới điện phân phối, đặc biệt khu vực trung tâm tỉnh lỵ vùng, xuất tuyến có phụ tải quan trọng Đề xuất phƣơng án trang bị cảnh báo cố gắn vị trí đầu phân đoạn, nhánh rẽ thƣờng xảy cố có nguy xảy cố cao, mục đích xảy cố thiết bị gửi tin nhắn phận quản lý vận hành nhằm giúp xác định sớm cố để có biện pháp xử lý an tồn hiệu nhằm cấp điện lại nhanh cho khách hàng Đồng thời khai thác triệt để ứng dụng phần mềm PMIS, thông tin trƣờng, hệ thống đo xa (DSPM, RFSpider,…) Việc giúp cho công tác quản lý vận hành quản lý thiết bị đƣợc hiệu quả, giảm tổn thất điện năng, góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài PC Bình Định cần tiếp tục đầu tƣ hồn thành việc lắp đặt, thay 100% công tơ điện tử cho khách hàng sử dụng điện, nhằm kết nối, khai thác hiệu tối đa hệ thống đo xa (DSPM, RF-Spider) để phục vụ công tác đại hóa 108 hệ thống đo đếm số điện năng, cải thiện tốc độ xác hóa đơn, nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh Các ứng dụng EVNCPC CSKH, Zalo OA sử dụng cần khai thác triệt để nhằm phục vụ khách hàng lúc, nơi , hỗ trợ khách hàng tự thực dịch vụ điện có nhu cầu, tốn tiền điện kịp thời, thuận tiện Cần đƣa ứng dụng công nghệ số cung cấp dịch vụ điện, quản lý hợp đồng điện tử nhằm phục vụ công tác quản lý, tối ƣu phƣơng thức vận hành, đồng thời mang đến nhiều lợi ích cho khách hàng sử dụng điện địa bàn, tăng tính bảo mật thơng tin cho khách hàng, hạn chế rủi ro thất lạc lƣu trữ thủ tục giấy Tóm tắt Chƣơng Trong Chƣơng tác giả giới thiệu hệ thống tự động hóa, công nghệ tiên tiến đã, áp dụng nhằm hƣớng tới lƣới điện thông minh địa bàn tỉnh Bình Định nói chung khu vực thành phố Quy Nhơn nói riêng Nhằm hỗ trợ cho lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn nâng cao đƣợc độ tin cậy cung cấp điện, hƣớng đến mạng lƣới phân phối điện thơng minh có độ tin cậy cao 109 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong luận văn này, tác giả đề xuất giải pháp nâng cao ĐTCCCĐ lƣới điện phân phối cách xem xét đầu tƣ cải tạo lƣới điện, lắp đặt thay thiết bị phân đoạn có khả điều khiển từ xa áp dụng đồng thời biện pháp quản lý kỹ thuật Đề xuất giải pháp đầu tƣ cải tạo đƣờng dây xuất tuyến nhằm tăng cƣờng khả mang tải phục vụ cho việc thao tác khép nối vịng, xây dựng lƣới điện thơng minh nhằm tăng cƣờng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện thành phố Quy Nhơn Tác giả luận văn sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để mô đề xuất đầu tƣ luận văn lúc trƣớc sau đầu tƣ thể đƣợc tính hiệu sau đầu tƣ cải tạo XT 482/QNH2 cải tạo đƣờng dây xuất tuyến nhằm phục vụ hệ thống DAS nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn, hƣớng tới mơ hình lƣới điện thông minh Độ tin cậy cung cấp điện ngày đƣợc khách hàng nhƣ ngành điện quan tâm, đặc biệt lĩnh vực phân phối điện năng, mà Cơng ty Điện lực có quan hệ trực tiếp với khách hàng việc mua bán điện Những thiệt hại điện khách hàng mà tác động trực tiếp vào trình sản xuất kinh doanh Cơng ty Điện lực Do vậy, cần thiết phải nâng cao độ tin cậy cung cấp điện mà trƣớc hết độ tin cậy lƣới điện phân phối Đề tài tính toán, đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn thông qua tiêu mà nhiều nƣớc giới sử dụng, tiêu liên quan đến khách hàng, hƣớng tới khách hàng kinh tế thị trƣờng Trên sở đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn đề tài đƣa đƣợc số biện pháp nhằm nâng cao độ tin cậy Các giải pháp nhƣ trình bày phù hợp với điều kiện thực tế lƣới điện, áp dụng cho dạng kết cấu lƣới phân phối khu vực khác địa bàn tỉnh Bình Định khu vực khác Tác giả luận văn phân tích trạng lƣới điện phân phối, đặc biệt lƣới điện trung áp khu vực thành phố Quy Nhơn xác định phƣơng án đầu tƣ 110 nhằm nâng cao độ tin cậy, mô để chứng minh hiệu việc đầu tƣ vào lƣới điện phân phối, đặc biệt lƣới điện trung áp khu vực thành phố Quy Nhơn, mong việc có ích cho việc tham khảo đến định đầu tƣ vào lƣới điện phân phối khu vực thành phố Quy Nhơn, nhằm nâng cao độ tin cậy cho lƣới điện Do điều kiện thời gian khả có hạn, lĩnh vực khó cần có tính tốn kỹ lƣỡng, cân nhắc nhà đầu tƣ, lãnh đạo ngành điện nên nội dung luận văn mặt hạn chế cần tiếp tục nghiên cứu để khắc phục Hiện nay, dự án cải tạo nâng cấp lƣới điện phân phối, từ đầu nên đặt yêu cầu vấn đề tự động hoá lƣới điện phân phối Ƣu tiên mạch liên kết trung áp đồng hoá thiết bị mạch vòng nhằm giảm thiểu thời gian điện cố nhƣ thao tác theo kế hoạch Trong xu hƣớng mở rộng nhiều thành phần kinh tế tham gia quản lý kinh doanh điện lƣới điện phân phối, việc nghiên cứu giải pháp nâng cao độ tin cậy góp phần giúp Cơng ty Điện lực giảm thời gian sản lƣợng điện mất, quản lý chặt chẽ thông số vận hành lƣới điện góp phần đem lại lợi ích cho ngƣời tiêu dùng điện cho toàn xã hội./ 111 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Công Thƣơng, (2015), “Thông tư Quy định hệ thống điện phân phối”, Số: 39/2015/TT-BCT, Hà Nội [2] Bộ Công nghiệp, (2006), “Quy phạm trang bị điện”, Số: 19/2006/QĐ-BCN, Hà Nội [3] Tập đoàn Điện lực Việt Nam, (2021), “Quy định công tác Quản lý kỹ thuật Tập đoàn Điện lực Quốc Gia Việt Nam”, Số: 1184/QĐ-EVN, Hà Nội [4] PGS.TS.Trần Bách, (2008), “Lưới điện & Hệ thống điện – tập 1”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] PGS.TS.Trần Bách, (2008), “Lưới điện & Hệ thống điện – tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Trần Đình Long, Nguyễn Sỹ Chƣơng, Lê Văn Doanh, Bạch Quốc Khánh, Phùng Anh Tuấn, Đinh Thành Việt, (2013), ”Sách tra cứu chất lượng điện năng”, NXB Bách Khoa Hà Nội, Hà Nội [7] Tập đồn Điện lực Việt Nam, (2007), giáo trình tập huấn “Sử dụng phần mềm phân tích tính tốn lưới điện PSS/Adept”, TP Hồ Chí Minh [8] Nguyễn Duy Khiêm (2015), Luận án Tiến sĩ, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội ... TRƢỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TƢỚNG HOÀNG UYÊN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ QUY NHƠN HƯỚNG TỚI MƠ HÌNH LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH Ngành: Kỹ thuật điện Mã số:... khái niệm chung độ tin cậy cung cấp điện, sở nghiên cứu độ tin cậy cung cấp điện, có đề cập đến định nghĩa, thuật ngữ độ tin cậy cung cấp điện, tiêu chung độ tin cậy cung cấp điện, thông số liên... nghệ thông tin truyền thông 5 CHƢƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI [8] 1.1 Khái niệm chung độ tin cậy 1.1.1 Cở sở nghiên cứu độ tin cậy Độ tin cậy (ĐTC) trở thành