Nghiên cứu sử dụng giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối (DAS) để nâng cao chất lượng vận hành cho lưới điện thành phố quy nhơn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ TRỌNG QUYẾT LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS) ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VẬN HÀNH CHO LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ QUY NHƠN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8520201 Khóa: 24 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS ĐỖ VĂN CẦN BÌNH ĐỊNH, 2022 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình thân thực dựa số tài liệu tham thảo trích dẫn, khơng có trùng lặp chép người khác iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp nhận quan tâm, giúp đỡ nhiệt tình nhiều tập thể, cá nhân ngồi nhà trường q trình học tập nghiên cứu Lời xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, cán Trường Đại học Quy Nhơn đặc biết quý thầy cô, cán khoa Kỹ thuật Công nghệ - Trường Đại học Quy Nhơn dìu dắt tơi suốt thời gian học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Đỗ Văn Cần, người thầy trực tiếp hướng dẫn bảo tận tình giúp đỡ tơi hồn thiện luận văn tốt nghiệp Để hồn thành nghiên cứu tơi cịn nhận động viên khích lệ giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp người thân gia đình Tơi chân thành cảm ơn tình cảm q báu Tơi xin chân thành cảm ơn! Bình Định, ngày … tháng … năm 2022 Tác giả luận văn Lê Trọng Quyết iv MỤC LỤC Lý chọn đề tài Tổng quan tình hình nghiên cứu Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Chương 1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .5 Giới thiệu lưới điện phân phối 1.2 Sơ lược lưới điện phân phối Bình Định 1.2.1 Lưới điện Quy Nhơn .8 1.2.2 Hiện trạng lưới điện phân phối Quy Nhơn 1.3 Chức hệ thống SCADA/DMS TTĐK Bình Định 1.3.1 Về điều khiển 10 1.3.2 Về giám sát thu thập liệu trạng thái, cảnh báo .10 1.3.3 Giám sát thu thập liệu đo lường từ rơle, BCU .11 1.4 Đề xuất giải pháp thực DAS .12 1.5 Kết luận chương 13 Chương NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI (DAS) .14 2.1 Đặc điểm hệ thống tự động hoá cho lưới điện phân phối (DAS) .14 2.1.1 Định nghĩa hệ thống tự động hoá cho lưới điện phân phối 14 2.1.2 Mục tiêu đặt cho lưới điện phân phối 14 2.1.3 Đặc điểm q trình tự động hố lưới điện phân phối .15 2.2 Hạ tầng cần thiết để ứng dụng hệ thống DAS 16 2.2.1 Thiết bị có lưới điện phân phối .16 2.2.2 Phần mềm TTĐK 18 2.2.3 Hệ thống đo đếm 20 2.2.4 Hạ tầng truyền dẫn 20 2.3 Nghiên cứu giải pháp tự động hoá lưới điện phân phối (DAS) .20 2.3.1 Đề xuất cấu hình FLISR cho lưới điện phân phối 20 2.3.2 Xây dựng BVRL hệ thống FLISR .21 2.3.3 Thiết lập vận hành hệ thống FLISR 21 2.3.4 Xây dựng cấu trúc DAS 23 v 2.3.5 Xây dựng nguyên lý tự phục hồi sau cố cho lưới điện phân phối .26 2.3.6 Giải pháp phần cứng 27 2.3.7 Giải pháp phần mềm .30 2.3.8 Giải pháp truyền thông .35 2.4 Kết luận chương 40 Chương NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HOÁ VÀO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI QUY NHƠN .42 3.1 Hệ thống SCADA/DMS lưới điện phân phối 42 3.1.1 Hiện trạng phần cứng, phần mềm TTĐK Bình Định 42 3.1.2 Tình hình vận hành hệ thống SCADA/DMS (năm 2021) 43 3.1.3 Cấu trúc sơ đồ vận hành SCADA 44 3.2 Xây dựng DAS sơ đồ thứ cho lưới điện phân phối Quy Nhơn 51 3.2.1 Các bước vận hành hệ thống DAS với hai xuất tuyến .52 3.2.2 Các bước vận hành hệ thống DAS xuất tuyến: .53 3.2.3 Các trường hợp vận hành tự động hóa xuất tuyến xảy cố 53 3.3 Xây dưng hệ thống DAS phần mềm SCADA TTĐK Bình Định 58 3.3.1 Sơ đồ cấu trúc cấu hình hệ thống truyền thông 58 3.3.2 Các bước cấu hình hệ thống SCADA Explorer 59 3.4 Xây dựng DAS phần mềm cho lưới phân phối Quy Nhơn .66 3.4.1 Các thiết bị lưới điện 66 3.4.2 Cấu hình RTU tủ RMU 67 3.5 Áp dụng giải pháp truyền thông cho lưới phân phối Quy Nhơn 68 3.6 Kết luận chương 70 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .71 4.1 Thiết lập tham số mô STC Explorer 71 4.2 Kết mô 71 4.3 Phân tích trình xử lý FLISR 73 4.4 Độ tin cậy 76 4.5 Kết luận chương 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO I PHỤ LỤC III vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Giải pháp tự động hoá cho cho lưới điện phân phối [3] Hình 2: Các điều độ viên PC Đà Nẵng theo dõi vận hành hệ thống DAS Trung tâm điều khiển [8] Hình 1.1: Minh họa mơ hình tổ chức tổng thể lưới điện phân phối Hình 1.2: Mơ hình minh họa lưới điện thơng minh Hình 1.3: Sơ đồ lưới điện phân phối Quy Nhơn [11] (xem PL1) Hình 1.4: Vận hành hệ thống SCADA/DMS lưới điện phân phối Quy Nhơn 10 Hình 2.1: Cấu trúc phân lớp hệ thống phần mềm trung tâm điều khiển [13] 18 Hình 2.2: Các bước thực quy trình FLISR 20 Hình 2.3: Hệ thống DAS kiểu cổ điển 23 Hình 2.4: Đề xuất hệ thống DAS kiểu phân tán 24 Hình 2.5: Đề xuất hệ thống DAS kiểu tập trung 24 Hình 2.6: Quy trình hoạt động lưới điện có cố 26 Hình 2.7: Mạng lưới điện phân phối nguồn cấp 26 Hình 2.8: Thuật tốn xem xét tái cấp nguồn trở lại 27 Hình 2.9: Đề xuất mơ hình triển khai phân cứng 28 Hình 2.10: Sơ đồ kết nối liệu hệ thống DAS 29 Hình 2.11: Thuật toán tổng quát DAS 30 Hình 2.12: Thiết lập Command Sequence MC đầu tuyến 31 Hình 2.13: Thiết lập Command Sequence Recloser 31 Hình 2.14: Thiết lập Command Sequence LBS 32 Hình 2.15: Thiết lập Command Sequence RMU 32 Hình 2.16: Màn hình hệ thống FLISR 33 Hình 2.17: Giao diện tạo biến logic 33 Hình 2.18: Cấu hình biến FI tủ Recloser 34 Hình 2.19: Cấu hình sở liệu cho thiết bị hệ thống DAS 34 Hình 2.20: Chương trình thực RTU 35 Hình 2.21: Giao thức vận hành hệ thống truyền thông 38 Hình 2.22: Đặc điểm, giao thức, hình thức tổ chức Ring, Chain 39 vii Hình 3.1: Mơ hình hệ thống SCADA/DMS TTĐK Bình Định 42 Hình 3.2: Sơ đồ cấu trúc thiết bị phần cứng hệ thống SCADA Bình Định 44 Hình 3.3: Sơ đồ hệ thống truyền dẫn kết nối TBA 110kV Trung tâm điều khiển 47 Hình 3.4: Sơ đồ cấu trúc lắp đặt hệ thống DAS lưới điện Quy Nhơn (xem PL2) 51 Hình 3.5: Mạch vịng khảo sát DAS cho xuất tuyến 52 Hình 3.6: Sơ đồ xuất tuyến mạch vòng khảo sát DAS 53 Hình 3.7: Sự cố máy cắt 475/QNH2 Recloser 475 PĐ Điện lực 54 Hình 3.8: Sự cố nằm Recloser 475 PĐ Điện lực Recloser 475 PĐ Phan Chu Trinh 56 Hình 3.9: Sơ đồ cấu trúc hệ thống FLISR 58 Hình 3.10: Giao diện phần mềm SCADA Explorer 59 Hình 3.11: Tạo Station STC Explorer 59 Hình 3.12: Tạo Communication Line STC Explorer 60 Hình 3.13: Trang Alarm Status point 61 Hình 3.14: Tạo font thư viện HMI Smart VU 62 Hình 3.15: Sơ đồ sợi HMI Smart VU 63 Hình 3.16: Tạo Station Transformer Line Section 64 Hình 3.17: Tạo Switch máy cắt hợp Line Section 65 Hình 3.18: Cài đặt thông số DMS cho máy biến áp 66 Hình 3.22: Cấu hình RTU phoenix 67 Hình 3.19: Giải pháp cho truyền thơng DAS 68 Hình 3.20: Mơ hình truyền thơng kết nối thiết bị phân đoạn TTĐK 69 Hình 4.1: Một số tham số mô đoạn Điện lực Recloser Phan Chu Trinh 71 Hình 4.2: Sơ đồ lưới điện làm việc bình thường 71 Hình 4.3: Sự cố đoạn 475 Điện lực 475 Phan Chu Trinh 72 Hình 4.4: Recloser 475 Phan Chu Trinh cắt để lập cố 72 Hình 4.5: Chuyển tải cho khu vực nằm vùng cố 73 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: So sánh khác giải pháp DAS 25 Bảng 2.2: Kiến trúc hiệu suất nâng cao (EPA) chọn .37 Bảng 3.1: Tham số xuất tuyến lưới điện thành phố Quy Nhơn 48 Bảng 3.2: Các vị trí lắp đặt thiết bị phân đoạn để triển khai DAS 49 Bảng 3.3: Tóm tắt trạng thái thiết bị xuất tuyến xảy cố trường hợp b .53 Bảng 3.5: Mô tả trường hợp vận hành 54 Bảng 3.6: Tóm tắt trạng thái thiết bị xuất tuyến xảy cố trường hợp a .54 Bảng 3.7: Tóm tắt trạng thái thiết bị xuất tuyến xảy cố trường hợp b .56 Bảng 3.8:Tóm tắt trạng thái thiết bị xuất tuyến xảy cố trường hợp c .57 Bảng 4.1: Thời gian điện trng bình .76 Bảng 4.2: Độ tin cậy cung cấp điện trước sau triển khai DAS cho xuất tuyến: 76 Bảng 4.3: Sản lượng điện trước sau triển khai DAS cho xuất tuyến: 77 ix DANH MỤC GIẢI THÍCH NGHĨA CÁC TỪ VIẾT TẮT L/R (Supervisory On/Off): Khóa Local/Remote tủ điều khiển Recloser Remote (Supervisory On): Điều độ viên thực thao tác Recloser từ xa thông qua hệ thống SCADA Local (Supervisory Off): Recloser thao tác tủ điều khiển Auto/Semi-auto: Khóa mềm hệ thống FLISR Auto: Chương trình vận hành tự động khơi phục lưới có cố Semi-auto: Chương trình vận hành tự động kích hoạt đưa u cầu thơng qua bảng dịng lệnh, Điều độ viên thực xác nhận trạng thái để khôi phục lại lưới điện FLISR: Fault location isolation system restore: Định vị cố, cách ly khôi phục lưới điện Enable/Disable: Khóa Bật/Tắt chương trình tự động định vị cố, cách ly khôi phục lưới điện 10 B37: Phịng Điều độ Cơng ty Điện lực Bình Định; 11 TTĐK: Trung tâm Điều khiển hệ thống; 12 ĐĐV: Điều độ viên hệ thống điện; 13 EN/DIS: Bật/Tắt chương trình FLISR; 14 ĐLQN: Điện lực Quy Nhơn; 15 NVQLVH: Nhân viên quản lý vận hành; 16 HTĐ: Hệ thống điện; 17 TBA: Trạm biến áp; 18 SCADA: Hệ thống giám sát điều khiển thu thập liệu; 19 L/R: Local/Remote MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, hệ thống tự động hóa áp dụng vào lưới điện phân phối (DASDistribution Automatic System) để việc nâng cao, cải thiện hiệu quả, độ tin cậy chất lượng điện Thực tế có nhiều mối quan tâm việc nâng cao độ tin cậy hiệu suất cải thiện chất lượng điện Do tác động phụ tải nhạy cảm Hơn nữa, thiết bị cụ thể cần triển khai việc tự động hóa lưới điện phân phối Bên cạnh cơng cụ đánh giá chi phí, lợi ích, phân tích hệ thống đánh giá độ tin cậy sử dụng thường xuyên [1], [2] Hiện nay, lưới điện Quy Nhơn hoạt động chế độ mạch kín vận hành hở Khi có cố xảy lưới điện, phải thời gian để nhân viên vận hành thực thao tác cô lập điểm cố, thay đổi kết cấu lưới chuyển tải cấp điện trở lại cho khách hàng Việc dẫn đến số lượng khách hàng bị gián đoạn cung cấp điện thời gian thao tác Về phía Cơng ty Điện lực, thiệt hại định lượng bao gồm: Mất lợi nhuận tương ứng với phần điện bị không bán khách hàng bị ngừng cấp điện; Giảm độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng Các thiệt hại khơng lượng hố bao gồm: Sự phàn nàn khách hàng; Ảnh hưởng bất lợi đến kinh doanh tương lai phản ứng dư luận xã hội gây sụt giảm uy tín Cơng ty Cơng ty Điện lực Bình Định thực đầu tư giải pháp công nghệ mới, giải pháp công nghệ tự động ngày trọng nhằm mục đích nâng cao khả cấp điện, nâng cao chất lượng điện cung cấp cho khách hàng, góp phần làm tăng sản lượng điện thương phẩm cho Công ty Do đặc điểm trạng khu vực Quy Nhơn tập trung nhiều phụ tải dịch vụ (nhà hàng, khách sạn, khu nghỉ dưỡng cao cấp v.v) nên nhu cầu tự động hóa lưới điện cao Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, tác giả nghiên cứu, đề xuất phương án xây dựng hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối địa bàn Quy Nhơn để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lý lựa chọn đề tài Sau xây dựng xong giải pháp, tiến hành chạy mô giải pháp cho xuất tuyến, từ tiếp tục đề xuất lên kế hoạch thực DAS cho xuất tuyến cịn lại phạm vi tồn Quy Nhơn 70 Thiết lập đồng thời đường truyền thông khác nhau: Đường truyền sử dụng kênh thuê riêng MetroNet loại L2 VNP sử dụng chế xác thực IPSecVPN nhà cung cấp dịch vụ viễn thông VNPT, Viettel, FPT, mạng Metronet sử dụng môi trường truyền dẫn cáp quang có kết nối vịng Ring bảo vệ Đường truyền thơng dự phịng sử dụng kênh 3G/4G) để kết nối từ thiết bị phân đoạn đến Trung tâm điều khiển Hình 3.16: Cấu trúc truyền thơng thiết bị phân đoạn cho cặp xuất tuyến điển hình 472/QNH2 484/QNH2 3.6 Kết luận chương Từ kết thực hệ thống DAS cho phân đoạn 745 Điện lực – Phan Chu Trinh 2, tác giả thực tương tự cho phân đoạn lại lưới điện phân phối Quy Nhơn cho kịch cố Lựa chọn thiết bị phần cứng cấu hình theo phương thức vận hành phù hợp với lưới điện dựa hệ thống SCADA có lưới điện phân phối Quy Nhơn Bên cạnh xây dựng phần cứng, phần mềm, yếu tố truyền thông quan trọng việc kết nối trung tâm điều khiển đến thiết bị lưới Như vậy, sau áp dụng hệ thống DAS cho lưới phân phối Quy Nhơn hứa hẹn mang lại nhiều lợi ích việc cung cấp điện cho khách hang, cụ thể số SAIDI, SAIFI cải thiện 71 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Trên sở xây dựng hệ thống DAS cho lưới phân phối Quy Nhơn chương 3, tiến hành mô kịch đưa kết tiến hành áp dụng giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối trung áp có cấp điện áp 22kV cho xuất tuyến cụ thể, từ đánh giá kết đạt để đưa kết luận hiệu mang lại giải pháp 4.1 Thiết lập tham số mô STC Explorer Để mô cố xảy ra, ta viết chương trình giả lập trạng thái thiết bị có cố phần mềm STC Explorer Ta vào Automation, sau chọn Command Sequences để viết chương trình Hình 4.1: Một số tham số mô đoạn Điện lực Recloser Phan Chu Trinh 4.2 Kết mô Sau xây dựng sở liệu STC Explorer giao diện vận hành HMI Smart VU trạng thái làm việc bình thường lưới xét Hình 4.2 Hình 4.2: Sơ đồ lưới điện làm việc bình thường 72 Khi có cố MC 475 Điên lực Recloser 475 Phan Chu Trinh MC 475 tác động cắt, có tín hiệu thị cố MC 475 hình 4.2 Đường dây từ MC 475 đến Recloser 475 Phan Chu Trinh, 477 Ỷ Lan điện Hình 4.3: Sự cố đoạn 475 Điện lực 475 Phan Chu Trinh Sau xác định phân đoạn bị cố, FLISR cô lập phân đoạn bị cố, lệnh cắt Recloser 475 Phan Chu Trinh Hình 4.4: Recloser 475 Phan Chu Trinh cắt để cô lập cố Tiếp theo, FLISR tính tốn so sánh cơng suất chuyển tải với xuất tuyến khác lựa chọn xuất tuyến phù hợp nhất, gửi lệnh đóng Recloser 477 Ỷ Lan để phục hồi cung cấp điện cho phân đoạn không bị cố Phân đoạn từ Recloser 475 Điện lực đến Recloser 475 Phan Chu trinh, khôi phục cung cấp điện trở lại 73 Hình 4.5: Chuyển tải cho khu vực nằm vùng cố Từ kết hình thể trình làm việc sơ đồ thứ STC Explorer thực hệ thống DAS, phù hợp với trình bày chương cho thấy điểm cố lập tự động theo quy trình tác giả đề xuất 4.3 Phân tích q trình xử lý FLISR FLISR xác định vị trí Lockout Feeder Breaker: Giai đoạn 1: - Thời gian: 15:52:03 - Xác định xuất tuyến bị cố - Xác định máy cắt tác động cắt - Xác định điểm Lockout - Xác nhận điểm khóa chức Recloser - Chế độ FLISR: tự động Giai đoạn 2: 15:52:03 FLISR bắt đầu: - Trạng thái Tie Breaker mở - Sự cố tìm thấy máy cắt – Pha A B C - Mất điện xác nhận Giai đoạn 3: 15:52:04 Xác nhận cố: - Thời gian Lockout: 15:51:56 Giai đoạn 4: 15:52:04 Danh sách trạng thái thiết bị: 74 - Các Recloser điều kiện làm việc Normal trạng thái Closed - Các Recloser điều kiện làm việc Normal trạng thái Open (Tie Breaker) - Các điểm cần xác nhận: + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha A Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:51:47 + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha B Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:51:47 + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha C Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:51:47 + Đường dây truyền thơng Recloser điều kiện làm việc bình thường - Cập nhật điểm cần xác nhận: + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha A Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:52:04 + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha B Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:52:04 + Điểm phát vượt dòng cắt chỉnh định pha C Midle Recloser điều kiện làm việc Normal lúc 15:52:04 15:52:05 Giai đoạn 5: 15:52:05 FLISR xác định vị trí cố bắt đầu: - Trạng thái Midle Recloser Closed: Khơng có cố phát Midle Recloser điều kiện làm việc bình thường - Cuối kết luận phát cố Feeder Breaker Giai đoạn 6: 15:52:05 FLISR cô lập cố bắt đầu: - Xác nhận DCL liên quan điều khiển chỗ - Xác nhận Feeder Breaker Midle Breaker điều khiển từ xa - Thực cô lập cố: gửi lệnh điều khiển Open Midle Breaker vào lúc 15:52:05 - Xác nhận điều khiển Open thành công Giai đoạn 7: 15:52:06 FLISR phục hồi cung cấp điện bắt đầu: - Xác nhận phát cố Feeder Breaker nên phục hồi phân 75 đoạn Giai đoạn 8: 15:52:06 FLISR phân tích chuyển tải bắt đầu (lần 1): 15:52:06 FLISR phân tích cơng suất (kVA): - FLISR phân tích tổng cơng suất so với thời điểm trước xảy cố - FLISR phân tích đặc điểm thiết bị phía sau Midle Breaker: + Các DCL điều khiển chỗ + Tìm thấy Tie Breaker phía sau Midle Breaker, Tie Breaker có kết nối với với xuất tuyến khác + FLISR tính tốn cơng suất xuất tuyến chuyển tải: Cơng suất định mức MBA Công suất MBA Cơng suất cung cấp thêm MBA Công suất tối đa xuất tuyến Công suất xuất tuyến Cơng suất cung cấp thêm xuất tuyến Công suất cần chuyển tải đo Công suất dự trữ MBA sau chuyển tải Công suất dự trữ xuất tuyến sau chuyển tải Cơng suất tối đa truyền qua Tie Breaker + Xác định Recloser xuất tuyến chuyển tải Tie Breaker trạng thái Remote + Xác nhận xuất tuyến đủ công suất cung cấp chuyển tải Giai đoạn 15:52:06 FLISR chuyển tải bắt đầu: - Tắt chức Reclosing vào lúc 15:52:06: Xác nhận Recloser Disabled thành công - Gửi lệnh Close đến Tie Breaker vào lúc 15:52:08: Xác nhận Tie Breaker đóng thành cơng - Mở chức Reclosing vào lúc 15:52:16: Xác nhận q trình chuyển đổi thành cơng Kết sau chuyển tải lần 1: - Xác nhận chuyển tải thành công FLISR - FLISR Reset chức xác định vị trí cố Giai đoạn 10 Thời gian Lockout: 15:51:56,696 Thời gian kết thúc (thời điểm Reset chức xác định vị trí cố): 15:52:18,393 Tổng thời gian từ Lockout đến lúc kết thúc FLISR: 00:00:21,6 Thời gian từ lúc Lockout đến lúc phục hồi cung 76 cấp điện: 00:00:11,364 Qua 10 giai đoạn hệ thống DAS thực theo quy trinhg cắt cô lập điểm cố khoảng 11s, thời gian điện cho khách hang giảm xuống 4.4 Độ tin cậy Kết mô phần mềm số tần suất điện trung bình hệ thống (System Average Interruption Frequency Index - SAIFI): Chỉ số cung cấp thông tin số lần điện trung bình khách hàng (trong khu vực) năm Từ số liệu vận hành năm 2021 Điện Lực Bình Định, tác giả đưa vào thử nghiệm phần mềm mô cho hệ thống DAS áp dụng, kết thể sau Chỉ số thời gian điện trung bình hệ thống (System Average Interruption Duration Index - SAIDI): Chỉ số cung cấp thông tin thời gian (phút giờ) điện trung bình khách hàng (trong khu vực) năm Bảng 4.1: Thời gian điện trng bình Mơ Tổng số Tổng số lần Tổng số lần Thời gian tác xuất tuyến tác động số lần có DAS (lần) tác động dài không động SAIDI cố giảm (giây) (lần) (phút) Lần 16 0,8 Lần 20 15 0,7 Lần 38 16 0,2 Lần 54 30 43 5,0 Bảng 4.2: Độ tin cậy cung cấp điện trước sau triển khai DAS cho xuất tuyến: TT Xuất tuyến ĐTC trước dự án SAIDI (phút/KH) SAIFI (lần/KH) ĐTC sau dự án SAIDI (phút/KH) SAIFI (lần/KH) 472/QNH2 13,644 0,217 0,6516 0,006 474/QNH2 6,822 0,108 0,534 0,0048 475/QNH2 6,822 0,108 5,6448 0,0468 476/QNH2 3,037 0,072 0,6156 0,0048 77 481/QNH2 6,822 0,108 1,182 0,0096 484/QNH2 10,234 0,163 0,84 0,0072 477/DDA 17,056 0,271 6,4992 0,054 479/DDA 2,219 0,036 0,498 0,0036 ĐLQN 66,655 1,084 16,4652 0,1368 Bảng 4.3: Sản lượng điện trước sau triển khai DAS cho xuất tuyến: STT Xuất tuyến Sản lượng (kWh) Trước dự án Sau dự án 472/QNH2 24.963.450 27.459.795 484/QNH2 25.890.107 28.479.118 474/QNH2 29.021.338 31.923.472 481/QNH2 23.399.937 25.739.931 475/QNH2 29.438.514 32.382.365 477/DDA 43.771.185 48.148.303 476/QNH2 6.468.755 7.115.631 479/DDA 36.863.669 40.550.036 219.816.955 241.798.651 Tổng phụ tải Từ kết mô cho thấy so với trước áp dụng hệ thống DAS cho lưới phân phối Quy Nhơn số SAIDI giảm đáng kể từ 66,655 (năm 2021) xuống 16,4652; số SAIFI giảm từ 1,084 xuống 0,1368 số sản lượng điện cung cấp cho khách hàng tăng lên từ 219.816.955 đến 241.798.651 kWh 4.5 Kết luận chương Sau áp dụng hệ thống DAS vào lưới phân phối Quy Nhơn góp phần thúc đẩy việc xây dựng lưới điện Quy Nhơn trở thành lưới điện thông minh, mang hàm lượng kỹ thuật tự động hóa cao Đảm bảo an toàn điện, đảm bảo chất lượng điện cung cấp đến hộ dân sinh, phụ tải quan trọng khu vực, đặc biệt độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện khu vực tăng lên rõ rệt Cùng với giải pháp đồng khác để tăng độ tin cậy cung cấp điện, giảm thời gian điện cho khách hàng sửa chữa nóng lưới điện, vệ sinh hotline, lựa chọn 78 thiết bị có chất lượng tốt, tăng cường chất lượng cơng tác quản lý vận hành… mục tiêu giảm số độ tin cậy SAIDI, SAIFI Điện lực Quy Nhơn nói riêng Cơng ty Điện lực Bình Định nói chung phát triển dự án tự động hóa lưới điện phân phối tương lai khả thi Kết mô cho thấy hiệu sau áp dụng hệ thống DAS cho lưới điện phân phối cụ thể: Sơ đồ nguyên lý thứ cô lập phần ngắn mạch phạm vi cắt điện giảm xuống quy mô thời gian Các chi tiêu thời gian điện trung bình giảm xuống, độ tin cung cấp điện tăng lên, sản lượng điện bán cho khách hàng tăng lên 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết đạt Nhu cầu tính cấp thiết cần phải ứng dụng tự động hoá vào lưới điện phân phối nay, đặc điểm hệ thống tự động hoá lưới điện phân phối địa phương Tác giả nghiên cứu xây dựng thành công hệ thống tự động hoá lưới điện dựa tảng thiết bị sẵn có lưới điện phân phối phần cứng, phần mềm Từ kết tác giả áp dụng hệ thống DAS cho lưới điện phân phối Quy Nhơn Kết áp dụng DAS thử nghiệm lưới điện phân phối Quy Nhơn mô cho thấy hiệu mang lại số SAIDI, SAIFI, sản lượng điện tốt so với chưa áp dụng DAS ➢ Hạn chế tồn Việc áp dụng cho lưới điện thành phố Quy Nhơn dừng lại mơ chưa thể triển khai thực tế cịn nhiều yếu tố khách quan, phụ thuộc nhiều vào sở hạ tầng phần cứng phần mềm có sẵn ➢ Hướng phát triển đề tài Tiếp tục hoàn thiện hệ thống DAS cho toàn lưới điện phân phối tỉnh áp dụng vào thực tiễn vận hành cho lưới điện phân phối tỉnh Bình Định I DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] D M H H S Souran, “An Overview of Automation in Distribution Systems,” vol Springer I, pp 1353–1365, 2016 [2] M M Ahmed and W L Soo, “Development of novel distribution automation system (DAS) on customer side distribution system,” Proc IEEE Power Eng Soc Transm Distrib Conf., pp 1–7, 2012, doi: 10.1109/TDC.2012.6281713 [3] N N Khoa, “Hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối,” Tạp chí Năng lượng Việt Nam, 2014 [4] “ModelingandsimulationofanSF6circuitbreakerarc.” [5] Bộ công thương, “Quy định quy chuẩn kỹ thuật quốc gia kỹ thuật điện,” in thông tư 40/2009/TT-BCT, 2009 [6] Bộ công thương, “Quy định quy trình thao tác hệ thống điện quốc gia,” in thông tư 44/2014/TT-BCT, 2014 [7] Bộ công thương, “Quy định quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia,” in thông tư 40/2014/TT-BCT, 2014 [8] EVNCPC Đà Nẵng, “Giảm thời gian điện nhờ ứng dụng công nghệ mới,” https://mekongsean.vn/, no 9/1/, 2022 [9] Bộ công thương, “Quy định quy trình xử lý cố hệ thống điện quốc gia,” in thông tư 28/2014/TT-BCT, 2014 [10] H.-Y Wei, J.-B Lan, Y.-F Ye, X.-H Li, and J.-F Yang, “Self-healing Control Algorithms for Distribution Networks,” 4th Int Conf Comput Mechatronics, Control Electron Eng (ICCMCEE 2015), no Iccmcee, pp 502–507, 2015, doi: 10.2991/iccmcee-15.2015.92 [11] N Đ T Nguyễn Văn Quyền, “Sơ đồ nguyên lý lưới điện - điện lực quy nhơn,” in Cơng ty Điện lực Bình Định, 2022 [12] G Lambert-Torres, “Automation and Control in Electric Power Systems : - A Review of Intelligent System Applications,” PS Solut Itajuba, Brazil II 789, vol Federal Un, no February, 2016 [13] T Adams, “SCADA Systems Intermediate Overview,” Technical Information Bulletin 04-1, no 877 pp 1–64, 2004 [14] ABB, “Remote Terminal Units RTU500-series,” in Power and productivity for a bettẻ world, 2021 [15] ABB, Bay control REC670 Version 2.2 ANSI Application manual 2017 [16] M Petr, “Description and analysis of IEC 104 Protocol.” p 38, 2017, [Online] Available: https://www.fit.vut.cz/research/publication/11570/.en [17] H Đ Nam, “Tài liệu đào tạo bồi huấn tự động hoá lưới điện phân phối DAS,” in Điện lực Đà Nẵng, 2022 III PHỤ LỤC PL1: Sơ đồ lưới điện phân phối quy nhơn trạng PL2: Sơ đồ lưới điện phân phối Quy Nhơn sau áp dụng DAS Trạm 110kV Đống Đa C41 MC 471/DDA 471-7 472-C1 P PĐ Xưởng Cưa XT 472 QNH NR Nhơn Bình NR L Nông PĐ -Thành Thái PĐ -Tô Hiệu PĐ -TT CN PĐ -Hồ Le PĐ PHCN RE RE RE 412 PĐ- Diên Hồng PĐ UB.Đống Đa PĐ- Hải Âu PĐ 05 Trần Phú PĐ BĐBP PĐ C34 PĐ C45 PĐ Thư Viện PĐ Tăng Bạt Hổ PĐ L.H.Phong PĐ- C Đẳng Nghề RE PĐ- Quy Hòa PĐ Đài Truyền Hình PĐ Đường Sắt PĐ Bạch Đằng PĐ Ỷ Lan 481-7 PĐ Phan Đình Phùng PĐ.H.Q Việt PĐ -Tháp Đôi PĐ N.Hàng PĐ-T.Q Cáp PĐ C226 PĐ- Đảo 1A 482-QNH2 C42 PĐ Faros PĐ N.T Định PĐ- C Đẳng Nghề PĐ FLC1 PĐ LK MV1-MV4 PĐ LK MV4-MV1 482-7 PĐ Lý Thái Tổ 484-QNH2 Đi Hải Minh PĐ K200-2 PĐ Nam Nhơn Hội RMU Hải Minh RE PĐ G.Ráng NR.Hải Minh NR CS Hải Giang NR CS Hải Giang RMU Hải Minh RMU Hải Minh PĐ Tấn Phát PĐ Tấn Phát PĐ- Cần Vương RE NR Thôn Hải Minh DCL Hội Hải RE PĐ- Hội Sơn LK 481-477 RE PĐ -Nhơn Hội NR Nhơn Phước NR Huỳnh Giản Nam TBA Huỳnh Giản Nam NR TT HN Đa Ngành 479-7 481-7 477 481 479 473 412 C42 PĐ Khe Đá MC 476/NHO MC 474/NHO MC 472/NHO 473-7 476-2 476-7 Trạm 110kV Nhơn Hội PĐ PK5-2 477-7 PĐ Nhơn Hải (đang đấu tắt) PĐ PK5-1 DCL- LL 474-476 474-7 DCL- LL 474-472 liên kết 473-481 LK 481-479 PĐ KKTNH PĐ- Hội Hải PĐ KKTNH PĐ -V.N Giáp NR Xã N Hải PĐ Nam Nhơn Hội RE RE RE NR HOA SEN NHƠN HỘI-472 PĐ -KKT N.Hội PĐ Đức Tồn PĐ -KKT N.Hội Đi Tơn Hoa Sen RE PĐ PK8-1 PĐ PK8-2 CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-476 RE NR HSNH-476 RE NR HOA SEN CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-474 NHƠN HỘI-474 RE Đi Tôn Hoa Sen CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-472 PĐ.CS Nhơn Hội RE PĐ Chương Dương PĐ K200-1 PĐ Chương Dương PĐ FLC2 484-7 Đi Tôn Hoa Sen RE PĐ Khe Đá C41 PĐ Nhơn Lý Đến Tôn Hoa Sen NR Tôn Hoa Sen PĐ- Tấn Phát PĐ Trần Văn Dũng PĐ Nam Thị Nại PĐ Mai Xuân Thươûng 483-QNH2 Trạm 110kV Quy Nhơn PĐ Bà Hỏa 476-QNH2 PĐ P.N Thạch PĐ- Hải Âu PĐ Lê Hồng Phong PĐ Việt Cường PĐ- Chợ Cây Me PĐ Điện Lực PĐ H.H.T PĐ Cầu Đen PĐ Hải Quan PĐ PC Trinh PĐ -P.C Trinh RE NR Khu CQN RE PĐ QD Đánh Cá PĐ- Đống Đa PĐ Ga PĐ T Phú PĐ- AD Vương PĐ Chợ Khu PĐ Eo Biển PĐ Bàu Sen PĐ Vũ Bảo 475-7 PĐ Đinh Bộ Lĩnh 481-QNH2 C41 PĐ D3 PĐ Tỉnh Đội PĐ N.Mây PĐ L.Lai PĐ- ĐHSP PĐ Trạm Cập Bờ LBS PĐ Nam Việt LBS NR NaVi LBS PĐ Nam Việt PĐ Trạm Cập Bờ PĐ LK Viettel PĐ Viettel PĐ L.C Hoàng PĐ L.C Hoàng 474-7 PĐ Tú Xương PĐ- AD Vương PĐ -LL Qui Hòa Bãi Dài PĐ L Sơn 473-QNH2 PĐ Đinh Bộ Lĩnh PĐ Viettel PĐ KS Quy Nhơn 473-7 NR KV1 Ghềnh Ráng NR T S Trang B.Dài PĐ B Dài PĐ -Q Trung 472-QNH2 PĐ Kim Đình PĐ -N.X Nhĩ PĐ -N.X Nhĩ PĐ -T Sơn PĐ -T Sơn RE PĐ -T.Đ Minh2 PĐ -T.Đ Minh1 PĐ -Trường Lái PĐ -Trường Lái PĐ - Cơ Khí TN PĐ Suối Trầu XT 474/QNH PĐ N Thái Học PĐ P.K Bính 483-7 Gia Binh P XT 481 ESP PĐ Sông Đà PĐ T, Úc PĐ- Đào Tấn PĐ Đào Tấn PĐ Nhơn Phú PĐ- Hoa Lư PĐ- Điện Biên Phủ PĐ-Sư Đoàn Sao Vàng Vị trí hở lèo C48/7 PĐ Quy Đức PĐ Cổ Loa RE NR C113 DCL PĐ P.N Thạch 472-7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 22KV THUỘC ĐIỆN LỰC QUY NHƠN QUẢN LÝ Thu n Ninh Hở lèo PĐ Hùng Vương PĐ Huỳnh Tịnh Của C21 473-475/DDA hở lèo 471-7 Trạm 220kV Quy Nhơn TC Nhơn Thạnh C41 C21 473-475/DDA hở lèo PĐ Điện Biên Phủ C19 473-475/DDA hở lèo NR Nuôi Tôm PĐ -H Trân NR HĐBP 48 TBA Cảng Quân Sự Thị Nại Vị trí hở lèo 471-QNH2 PĐ Nguyễn Quảng PĐ Hưng Thạnh PĐ C81 476-7 PĐ Hưng Thạnh PĐ Chùa ông 475-QNH2 RE RE 473-7 475-7 477-7 479-7 481-7 483-7 Đi Tuy Phước RE PĐ BVĐK PĐ N.Huệ 471-QNH RE MC 473/DDA MC 475/DDA MC 477/DDA MC 479/DDA MC 481/DDA MC 483/DDA MC 485/DDA 485-7 RE 474-QNH2 RE DCL Đống Đa 471-7 V.S n P 472-7 RE RE Trạm 110kV Đống Đa C41 MC 471/DDA 471-7 P Thu n Ninh Hở lèo PĐ Xưởng Cưa XT 472 QNH NR Nhơn Bình NR L Nơng PĐ -Thành Thái PĐ -Tô Hiệu PĐ -TT CN PĐ -T.Đ Minh2 PĐ lắp C26A PĐ -Hồ Le PĐ -Q Trung PĐ -T Sơn PĐ -T Sơn PĐ -N.X Nhĩ 472-QNH2 PĐ PHCN PĐ L Sơn PĐ B Dài PĐ D3 PĐ Tỉnh Đội PĐ L.Lai PĐ.N.Mây Cải tạo PĐ- ĐHSP PĐ- AD Vương PĐ Bàu Sen Cải tạo PĐ Vũ Bảo 475-7 412 Bổ sung PĐ C35 PĐ C34 PĐ.C45 Cải tạo PĐ Thư Viện PĐ L.H.Phong PĐ- C Đẳng Nghề RE PĐ- Quy Hòa PĐ Đài Truyền Hình RE PĐ Tăng Bạt Hổ RE RE PĐ-T.Q Cáp PĐ C226 PĐ- Đảo 1A 482-QNH2 C42 PĐ Faros PĐ N.T Định PĐ- C Đẳng Nghề PĐ FLC1 PĐ LK MV1-MV4 PĐ LK MV4-MV1 482-7 RE PĐ Lý Thái Tổ 484-QNH2 Đi Hải Minh PĐ K200-2 PĐ Nam Nhơn Hội RMU Hải Minh RE PĐ G.Ráng NR.Hải Minh RE LK 481-477 liên kết 473-481 PĐ -Nhơn Hội NR Nhơn Phước NR Huỳnh Giản Nam TBA Huỳnh Giản Nam NR TT HN Đa Ngành 479-7 481-7 RE 477 481 479 473 MC 474/NHO 412 C42 PĐ Khe Đá MC 476/NHO Trạm 110kV Nhơn Hội 476-7 MC 472/NHO 473-7 476-2 474-7 DCL- LL 474-472 PĐ PK5-2 DCL- LL 474-476 PĐ PK5-1 477-7 PĐ Nhơn Hải (đang đấu tắt) PĐ- Hội Sơn NR CS Hải Giang NR CS Hải Giang RMU Hải Minh RMU Hải Minh PĐ Tấn Phát PĐ Tấn Phát PĐ- Cần Vương RE NR Thôn Hải Minh DCL Hội Hải RE PĐ PK8-1 PĐ PK8-2 LK 481-479 PĐ KKTNH PĐ- Hội Hải PĐ KKTNH PĐ -V.N Giáp NR Xã N Hải PĐ Nam Nhơn Hội RE RE RE NR HOA SEN NHƠN HỘI-472 PĐ -KKT N.Hội PĐ Đức Toàn PĐ -KKT N.Hội Đi Tôn Hoa Sen Đi Tôn Hoa Sen RE NR HSNH-476 RE NR HOA SEN CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-474 NHƠN HỘI-474 RE Đi Tôn Hoa Sen CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-472 PĐ.CS Nhơn Hội RE PĐ Chương Dương PĐ K200-1 PĐ Chương Dương PĐ FLC2 484-7 CL NR HOA SEN NHƠN HỘI-476 C41 PĐ Nhơn Lý Đến Tôn Hoa Sen NR Tôn Hoa Sen PĐ- Tấn Phát PĐ Trần Văn Dũng PĐ Nam Thị Nại PĐ Mai Xuân Thươûng 483-QNH2 PĐ Bà Hỏa PĐ- Diên Hồng PĐ UB.Đống Đa PĐ- Hải Âu PĐ N.Hàng PĐ -Tháp Đơi PĐ.H.Q Việt PĐ Phan Đình Phùng PĐ Ỷ Lan PĐ Bạch Đằng cải tạo PĐ Đường Sắt PĐ BĐBP PĐ 05 Trần Phú Cải tạo 481-QNH2 Trạm 110kV Quy Nhơn Cải tạo PĐ Bà Hỏa Cải tạo 476-QNH2 PĐ P.N Thạch PĐ- Hải Âu PĐ Lê Hồng Phong PĐ Việt Cường PĐ- Chợ Cây Me PĐ H.H.T Cải tạo PĐ Cầu Đen PĐ Hải Quan PĐ PC Trinh PĐ -P.C Trinh PĐ Đinh Bộ Lĩnh NR Khu CQN RE PĐ QD Đánh Cá PĐ- Đống Đa PĐ Điện Lực Cải tạo PĐ- Ga Cải tạo PĐ T Phú PĐ- AD Vương PĐ Chợ Khu PĐ Eo Biển 474-7 PĐ Tú Xương PĐ L.C Hoàng PĐ L.C Hoàng PĐ P.K Bính 481-7 C41 LBS PĐ Nam Việt PĐ Trạm Cập Bờ PĐ Viettel PĐ LK Viettel PĐ Trạm Cập Bờ LBS PĐ Nam Việt LBS NR NaVi NR KV1 Ghềnh Ráng NR T S Trang B.Dài 473-7 PĐ -LL Qui Hòa Bãi Dài Cải tạo PĐ lắp C69A PĐ N Thái Học PĐ Đinh Bộ Lĩnh PĐ Viettel PĐ KS Quy Nhơn PĐ Kim Đình PĐ -N.X Nhĩ RE Bổ sung PĐ C60 473-QNH2 RE PĐ -T.Đ Minh1 PĐ -Trường Lái PĐ -Trường Lái PĐ - Cơ Khí TN PĐ Suối Trầu XT 474/QNH PĐ Quy Đức PĐ -H Trân PĐ Cổ Loa RE NR C113 483-7 Gia Binh P XT 481 ESP PĐ Sông Đà PĐ T, Úc PĐ- Đào Tấn PĐ Đào Tấn PĐ Nhơn Phú PĐ- Hoa Lư PĐ- Điện Biên Phủ PĐ-Sư Đồn Sao Vàng Vị trí hở lèo C48/7 RE PĐ Hùng Vương C21 473-475/DDA hở lèo 471-7 PĐ Huỳnh Tịnh Của NR Ni Tơm Vị trí hở lèo NR HĐBP 48 TBA Cảng Quân Sự Thị Nại DCL PĐ P.N Thạch 472-7 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 22KV THUỘC ĐIỆN LỰC QUY NHƠN QUẢN LÝ SAU KHI ĐỀ XUẤT DAS 472-C1 Trạm 220kV Quy Nhơn TC Nhơn Thạnh C41 C21 473-475/DDA hở lèo PĐ Điện Biên Phủ C19 473-475/DDA hở lèo Bổ sung PĐ 49 471-QNH2 PĐ Nguyễn Quảng PĐ Hưng Thạnh RE PĐ Khe Đá RE 476-7 PĐ Hưng Thạnh PĐ C81 RE 473-7 475-7 477-7 479-7 481-7 483-7 Đi Tuy Phước PĐ Chùa ông 475-QNH2 RE PĐ BVĐK Cải tạo PĐ N.Huệ 471-QNH RE MC 473/DDA MC 475/DDA MC 477/DDA MC 479/DDA MC 481/DDA MC 483/DDA MC 485/DDA 485-7 RE 474-QNH2 RE DCL Đống Đa 471-7 V.S n P 472-7 RE RE