Nghiên ứu giải pháp nâng ao hất lượng điều khiển tần số hệ thống điện việt nam

ạ Trang 14 5 Do nền nhiệt cao cả ngày nên các cao điểm thường không chênh rõ r , ệt đồ thị phụ tải có dáng hơi tù.. Cao điểm chiều thường cao nhất.. Do khí hậu lạnh nên nền phụ tải có x

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ N I Ọ Ộ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nghiên c u i pháp nâng cao ch ứ giả ất lượ ng

điề u khiển tần số ệ ống điệ h th n Vi t Nam ệ

L I VI T AN Ạ Ệ

Ngành K thu ỹ ật điệ – ệ n H th ống điệ n

Giảng viên hướng d n: ẫ PGS TS Nguyễn Đức Huy

C NG HÒA XÃ H I CH Ộ Ộ Ủ NGHĨA VIỆT NAM

Độ ậ – ực l p T do H nh phúc – ạ

H và tên tác gi ọ ả luận văn ại ệt : L Vi An

tầ n số ệ thống điệ h n Vi t Namệ

Chuyên ngành: K thuỹ ật điệ n – ệ thống điệ H n

Mã số SV: CB170141

Tác giả, Người hướng d n khoa h c và Hẫ ọ ội đồng ch m luấ ận văn xác nhận tác

gi ả đã sửa ch a, b sung luữ ổ ận văn theo biên b n h p Hả ọ ội đồng ngày 02/7/2020

Lời cảm ơn

Trong quá trình h c t p, nghiên c u và hoàn thi n Luọ ậ ứ ệ ận văn, tác giả đã nhận đượ ực s khuyến khích, động viên và tạo điều khiển giúp đỡ nhi t tình c a các thệ ủ ầy

cô giáo, các lãnh đạo, b n bè ng nghi p và ạ đồ ệ gia đình

Tác gi xin g i l i cả ử ờ ảm ơn sâu s c nh t t i các th y cô giáo t i B môn H ắ ấ ớ ầ ạ ộ ệthống điện, Viện Điệ –n Trường Đại h c Bách Khoa Hà Nọ ội và đặc bi t là th y ệ ầgiáo PGS.TS Nguyễn Đức Huy là người đã trực tiếp hướng d n, truy n th nh ng ẫ ề ụ ữ

ki n thế ức quý báu và đóng góp ý kiến cho tác gi trong su t quá trình h c t p và ả ố ọ ậhoàn thành Luận văn thạc sĩ

Tác gi ả cũng xin g i l i cử ờ ảm ơn trân tr ng nh t tọ ấ ới các lãnh đạo và đồng nghiệp

tại Trung tâm Điều độ ệ H thống điện Quốc gia đã tạo điều ki n cho tác gi tham ệ ảgia khóa h c Thọ ạc sĩ này và cho phép tác gi ả được khai thác m t s công c ph n ộ ố ụ ầ

m m, thông tin, d u trong quá trình nghiên c u và thề ữliệ ứ ực hiện Luận văn

Cuối cùng, tôi xin g i l i biử ờ ết ơn to l n đến gia đình vì đã luôn hỗ ợ, độớ tr ng viên tôi trong su t nhố ững năm tháng học tập, nghiên c u ứ để đạt được kết quả này

Với thời gian nghiên c u còn h n ch , n i dung bài Luứ ạ ế ộ ận văn chắc hẳn không thể tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nhỏ ữ ế ả ấ ận được các ý kiến đóng góp xây d ng t các th y cô giáo, b n bè ng nghiự ừ ầ ạ đồ ệp để đề tài đượ c hoàn thiện hơn

nữa và có ý nghĩa thiết thực áp dụng trong thực tiễn công tác

Xin chân thành cảm ơn!

tạo điều độ viên OTS (Operator Training Simulator) tại Trung tâm Điều độ ệ H thống điện Qu c gia (EVNố NLDC) Các k t qu ế ả được đưa ra là phù h p v i các vợ ớ ấn

đề nghiên c u, có tính th c ti n, khoa h c và ứ ự ễ ọ chưa từng được công b b t kì tài ố ở ấliệu, đề tài nào

Hà Nội, ngày tháng 7 năm 2020

Tác giả

Lạ i Việt An

M C L C Ụ Ụ

I THI U CHUNG 1

GIỚ Ệ 1.1 Đặ ấn đềt v , tóm t t luắ ận văn 1

1.1.1 M ục đích thự c hi ện đề tài 1

1.1.2 Phạ m vi th c hi n và b c c n i dung c ự ệ ố ụ ộ ủa đề tài 1

1.2 T ng quan v h ổ ề ệ thống điện Vi t Nam 2ệ 1.2.1 Phụ ải điệ t n 3

1.2.2 Ngu ồn điệ n 7

1.3 Hiện tr ng chạ ất lượng t n s và t ầ ố ổ chức điều khi n t n s c a h ể ầ ố ủ ệ thống điện Việt Nam 11

1.3.1 Tiêu chu n v t n s cho h ẩ ề ầ ố ệ thống điệ n Vi t Nam 11 ệ 1.3.2 Hiệ n tr ng ạ chất lượ ng t n s 12 ầ ố 1.3.3 T ổ chức điề u khi n t n s h ể ầ ố ệ thống điệ n Vi t Nam 19 ệ LÝ THUY T V Ế Ề ĐIỀU KHI N T N S VÀ CÁC VỂ Ầ Ố ẤN ĐỀ LIÊN QUAN 24

2.1 T ng quan v t n s trong h ổ ề ầ ố ệ thống điện 24

2.1.1 Ý nghĩa của điề u khi n t n s 24 ể ầ ố 2.1.2 T n s và cân b ng công su t h ầ ố ằ ấ ệ thố ng 25

2.2 Các giai đoạn của đáp ứng t n s ầ ố và điều khi n t n s 28ể ầ ố 2.2.1 Quán tính h ệ thống điệ n 28

2.2.2 Điề u khi n t n s ể ầ ố sơ cấ p 32

2.2.3 Điề u khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p 41

2.2.4 Điề u khi n t n s c p 3 và các lo i hình d ể ầ ố ấ ạ ự phòng điề ầ u t n 47

2.2.5 T ng k ổ ết các giai đoạn điề u khi n t n s 48 ể ầ ố N TR U KHI N T N S VÀ CÁC GI ĐÁNH GIÁ HIỆ ẠNG ĐIỀ Ể Ầ Ố ẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG T N S H Ầ Ố Ệ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 51

3.1 Điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp trong h ệ thống điện Vi t Nam 51ệ 3.1.1 Hiệ n tr ạng đáp ứ ng t n s ầ ố sơ cấp các nhà máy điệ n 51

3.1.2 Phân tích đáp ứ ng t n s ầ ố sơ cấ p v i s c ớ ự ố điể n hình 52

3.1.3 Giả i pháp nâng cao ch ất lượng điề u khi n t n s ể ầ ố sơ cấ p h ệ thống điệ n Vi ệt Nam 59

3.2 Điều khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p trong h ệ thống điện Vi t Nam 62ệ 3.2.1 Hiệ n tr ạng điề u khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p h ệ thống điệ n Vi t Nam 62 ệ 3.2.2 Giả i pháp nâng cao ch ất lượ g điề n u khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p h th ệ ống điệ n Việt Nam 67

NGHIÊN CỨU ĐÁP ỨNG T N S DẦ Ố ỰA TRÊN NG D NG Ứ Ụ

OTS 71 4.1 Giới thi u v h ệ ề ệ thống SCADA/EMS và ng d ng OTS t i EVNứ ụ ạ NLDC 71 4.1.1 Giớ i thi u h ệ ệ thố ng SCADA/EMS 71 4.1.2 Giớ i thi u ng d ng OpenOTS 73 ệ ứ ụ 4.2 Mô hình d u mô ph ng h ữ liệ ỏ ệ thống điệ ủn c a OpenOTS 75 4.3 Mô hình đánh giá đáp ứng t n s trong ng d ng OpenOTS 78ầ ố ứ ụ

4.3.1 Mô hình t n s 78 ầ ố 4.3.2 Tiế n trình chung trong ch y mô ph ng h ạ ỏ ệ thống điệ n 79 4.4 Mô phỏng đáp ứng t n s trên OpenOTS và ki m ch ng vầ ố ể ứ ới đáp ứng thực

t 81ế

4.4.1 Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s trong ch ầ ố ế độ thấp điểm đêm 3h 81 4.4.2 Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s trong ch ầ ố ế độ cao điể m ngày 15h 82 4.4.3 Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s trong ch ầ ố ế độ cao điể m t i 21h 83 ố 4.4.4 Đánh giá kế t qu mô ph ng 84 ả ỏ 4.5 Đánh giá hiệu qu m t s gi i pháp nâng cao chả ộ ố ả ất lượng điều khi n t n s 85ể ầ ố

4.5.1 Giả i pháp v nâng cao ch ề ất lượng điề u khi n t n s ể ầ ố sơ cấ p 85 4.5.2 Giả i pháp v nâng cao ch ề ất lượng điề u khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p 88 4.5.3 K t lu ế ận đánh giá hiệ u qu m t s ả ộ ố giải pháp nâng cao chất lượng điều khi n ể

DANH MỤC HÌNH V Ẽ

Hình 1.1: Tăng trưở ng s ản lượng điệ n h th ệ ống điệ n qu c ố gia qua các năm 2009 -2019 4 Hình 1.2: Đồ ị th ph t ụ ải ngày điể n hình mùa nóng (tháng 4 9) 5 – Hình 1.3: Đồ ị th ph t ụ ải ngày điể n hình mùa l nh (tháng 10 3) 5 ạ – Hình 1.4: Cơ cấ u ph t ụ ải điệ n qu c gia 2019 theo ngành 6 ố Hình 1.5: Quy mô và tăng trưở ng ngu ồn điệ n c a h th ủ ệ ống điệ n Vi t Nam, 2009 ệ –

2019 8 Hình 1.6: Cơ cấ u ngu n h th ồ ệ ống điệ n Vi t Nam 2019 phân theo lo i hình ngu n 8 ệ ạ ồ Hình 1.7: Độ ệ l ch t n s ầ ố trên 50,2 Hz qua các tháng trong năm 2019 14 Hình 1.8: Độ l ch t n s trên 50,2 Hz tính trung bình theo các ngày trong tu ệ ầ ố ần năm 2019 14 Hình 1.9: T n s h ầ ố ệ thống điệ n Vi t Nam trong tu n l ệ ầ ễ Nguyên đán 2020 15 Hình 1.10: Độ ệ l ch t n s ầ ố dưới 49,8 Hz qua các tháng trong năm 2019 16 Hình 1.11: Di n bi n t ễ ế ầ n s khi có s c ngu ố ự ố ồn điể n hình vào ch ế độ cao điể m t ả i cao 17 Hình 1.12: Di n bi n t n s khi có s c ngu ễ ế ầ ố ự ố ồn điể n hình vào ch ế độ thấp điể m t ải thấp 18 Hình 2.1: Đườ ng gi i h ớ ạn điệ n áp t n s làm vi c cho các máy phát và máy bi n áp 24 – ầ ố ệ ế Hình 2.2: T n s v i s cân b ng công su t ngu n t 26 ầ ố ớ ự ằ ấ ồ – ả i Hình 2.3: Di n bi n quá ế ế trình đáp ứ ng quán tính v i t n s h ớ ầ ố ệ thố ng sau khi s c 1000 ự ố

MW ngu n phát 31 ồ Hình 2.4: Ảnh hưở ng c ủa độ ớ l n quán tính h ệ thống đố ớ i v i di n bi n s t gi m t n s sau ễ ế ụ ả ầ ố

s c m t ngu n 31 ự ố ấ ồ Hình 2.5: Sơ đồ kh ối điề u khi n c a b ể ủ ộ điề ố u t c và tua-bin 32 Hình 2.6: Sơ đồ rút g n hàm truy ọ ền điề u khi n c a b ể ủ ộ điề ố u t c 33 Hình 2.7: Đường đặc tính điề u ch ỉnh lý tưở ng tr ng thái ở ạ ổn đị nh c a b điề ố ủ ộ u t c 34 Hình 2.8: Các đường đặ c tính làm vi c c a b ệ ủ ộ điề ố ứ u t c ng v ới thay đổi điểm đặ ả t t i 35 Hình 2.9: Đường đặc tính điề u ch nh c a b ỉ ủ ộ điề ố u t c có d i ch t là 0.2 Hz 35 ả ế ± Hình 2.10: K t h ế ợp đáp ứ ng t n s c a b ầ ố ủ ộ điề ố u t c và t i h ả ệ thố ng 38 Hình 2.11: B ộ điề ố u t c v i thành ph ớ ần bù độ ốc quá độ d 41 Hình 2.12: Khâu điề u khi n tích phân trên t ể ổ máy tham gia điề ầ u t n th c p 42 ứ ấ Hình 2.13: Cơ chế tính toán ACE và phân b công su ổ ất đặ t cho các t máy 44 ổ Hình 2.14: Các lo i hình d phòng ngu n 48 ạ ự ồ Hình 2.15: Các tác độ ng ti p di n c ế ễ ủa các giai đoạn đáp ứng và điề u khi n t n s sau khi ể ầ ố

có s c m ự ố ất độ t ng ột lượ ng ngu n phát l n 50 ồ ớ Hình 3.1: Đồ t n s thị ầ ố và đáp ứ ng c a các lo i hình nhà máy trong s c ủ ạ ự ố điể n hình ch ế

độ cao điể m 54

Hình 3.2 : Đồ t n s thị ầ ố và đáp ứ ng c a các lo i hình nhà máy trong s c ủ ạ ự ố điể n hình ch ế

độ ấp điể th m 57 Hình 3.3: Đồ ị ầ th t n s ố và đáp ứng điề u khi n t n s v i s c x p ch ng nhi u t máy ể ầ ố ớ ự ố ế ồ ề ổ trên h ệ thố ng 65 Hình 3.4: T n s ầ ố duy trì ngưỡ ng cao liên t ục vào trưa ngày 30/4/2020 66 Hình 3.5: Công c ụ AGC điề u ch nh t ng gi m ngu ỉ ự độ ả ồn năng lượ ng tái t o khi t n s ạ ầ ố vượt ngưỡ ng cao c n giám sát 69 ầ Hình 4.1: C u trúc h ấ ệ thố ng SCADA t i EVNNLDC 73 ạ Hình 4.2: Ki n trúc trung tâm h ế ệ thố ng SCADA/EMS t i EVNNLDC 73 ạ Hình 4.3: T ng quan các mô- ổ đun chức năng cấ u thành h ệ thố ng OpenOTS 75 Hình 4.4: Mô hình t n s trong OpenOTS 78 ầ ố Hình 4.5: Tiến trình chung c a m i chu k ủ ỗ ỳ chạy mô ph ng h ỏ ệ thống điện trong OpenOTS 80 Hình 4.6: Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s s c t máy 600 MW ch ầ ố ự ố ổ ế độ thấp điểm đêm 82 Hình 4.7: Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s s c t máy 600 MW ch ầ ố ự ố ổ ế độ cao điể m ngày 83 Hình 4.8: Mô ph ỏng đáp ứ ng t n s s c t máy 600 MW ch ầ ố ự ố ổ ế độ cao điể m t 84 ố i Hình 4.9: Đáp ứ ng t n s h th ng v i t t c t ầ ố ệ ố ớ ấ ả ổ máy tham gia điề ần sơ cấ u t p, thông s ố

b ộ điề ốc: độ ố u t d c 4%, d i ch t 0,1 Hz cho th ả ế ủy điệ n và 0,2 Hz cho nhi t ệ điệ n 86 Hình 4.10: Đáp ứ ng t n s h th ng v i t t c t ầ ố ệ ố ớ ấ ả ổ máy tham gia điề ần sơ cấ u t p, thông s ố

b ộ điề ốc: độ ố u t d c 4%, d i ch t 0,3 Hz 87 ả ế Hình 4.11: Đáp ứ ng t n s h th ng v i t t c t ầ ố ệ ố ớ ấ ả ổ máy tham gia điề ần sơ cấ u t p, thông s ố

b ộ điề ốc: độ ố u t d c 6%, d i ch 0,1 Hz cho th ả ết ủy điệ n và 0,2 Hz cho nhi ệt điệ n 88 Hình 4.12: Đáp ứ ng t n s c a h th ng v i s c N-1 t máy 600 MW, d phòng cao ầ ố ủ ệ ố ớ ự ố ổ ự

đ ề ầ i u t n th c p 89 ứ ấ Hình 4.13: Đáp ứ ng t n s c ầ ố ủ a h thống v i s c ệ ớ ự ố N-1-1 t máy 600 MW và 300 MW,d ổ ự phòng cao điề ầ u t n th c p 89 ứ ấ Hình 4.14: Đáp ứ ng t n s c a h th ng v i h s Frequency bias l n, d ầ ố ủ ệ ố ớ ệ ố ớ ự phòng điề ầ u t n thứ ấ c p v ừa đủ 90 Hình 4.15: Đáp ứ ng t n s c a h th ng v i h s Frequency bias l n, d ầ ố ủ ệ ố ớ ệ ố ớ ự phòng điề ầ u t n thứ ấ c p cao 91 Hình 4.16: Các ngu n tua- ồ bin khí điề ầ u t n khi ph t i h ụ ả ệ thố ng gi ả m 93 Hình 4.17: Các ngu n tua-bin khí ph i h p th ồ ố ợ ủy điện điều t n khi s c t máy 600 MW ầ ự ố ổ 93

DANH M C BỤ ẢNG BI U Ể

B ng 1.1: S u ph t i h ả ố liệ ụ ả ệ thống điệ n Vi t Nam 2019 3 ệ

B ng 1.2: D i t n s ả ả ầ ố được phép dao độ ng và thờ i gian khôi ph c h ụ ệ thống điệ n 11

B ng 1.3 ả : D i t n s ả ầ ố được phép và số lần được phép tần s ố vượ t quá gi i h ớ ạn trong trườ ng

h p s c nhi u ph n t , s c nghiêm tr ng ho c ch c c k kh n c p 12 ợ ự ố ề ầ ử ự ố ọ ặ ế độ ự ỳ ẩ ấ

B ng 1.4: S l n t n s h ả ố ầ ầ ố ệ thống điện vượt ngưỡng cho phép, nă m 2018-2019 16

B ng 2.1: D i h ng s ả ả ằ ố quán tính, đóng góp đáp ứ ng quán tính c a các lo i hình ngu ủ ạ ồ n đặc trưng trong hệ ống điệ th n Vi t Nam 29 ệ

B ng 2.2: T ng k ả ổ ết các đặc điể m chính c ủa các giai đoạn đáp ứng và điề u khi n t n ể ầ

s 49 ố

B ng 2.3: T ng k ả ổ ết các giai đoạn điề u khi n t n s theo tiêu chu n NERC [4] 50 ể ầ ố ẩ

CÁC THUẬT NG Ữ VIẾ T T T Ắ

EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam

EVNNLDC Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia

F81 Rơ-le tần số

NLTT Năng lượng tái tạo

EMS Hệ thống các chương trình quản lý năng lượng (Energy

Management System) OTS Hệ thống mô phỏng đào tạo điều độ viên (Operating Training

Simulator) OpenAGC Hệ thống AGC của hãng OSI được trang bị tại EVNNLDC

OpenOTS Hệ thống OTS của hãng OSI được trang bị tại EVNNLDC

SCADA Supervisory Control and Data Acquicition

h ệthống cũng là m t ch tiêu chộ ỉ ất lượng điện năng có thể nói là quan tr ng nhọ ất

của mộ ệ thống điệ Đặt h n c bi t, v i h th nệ ớ ệ ố g điện Vi t Nam là m t h ệ ộ ệthống điện

l n trong khu v c, có ớ ự quy mô đang ngày càng phát tri n, thì viể ệc đảm b o chả ất lượng điện năng nói chung và chất lượng t n s nói riêng càng c n phầ ố ầ ải được chú trọng do nó có ý nghĩa quyết định đến s v n hành ự ậ ổn định, tin c y cậ ủa c h ả ệthống điện

Tuy nhiên, h ệthống điện Vi t Nam lệ ại đang ảph i đối m t vặ ới nhi u thách thề ức

l n ớ ảnh hưởng đến chất lượng t n s , ầ ố như tỉ ng các ngutrọ ồn điện năng lượng tái

t o ngày càng cao vạ ới đặc điểm các ngu n này ồ không đóng góp nhi u vào quán ềtính h ệthống và có công su t phát bấ ất định ph ụthuộc vào biến động t c th i cứ ờ ủa điều ki n th i ti t; nhiệ ờ ế ều nhà máy điện đã vận hành lâu năm, công ngh l c h u ệ ạ ậnên kh ả năng đóng góp vào điều khi n t n s ể ầ ốcòn ấ ạ r t h n ch ; vi c ng d ng t ế ệ ứ ụ ựđộng hóa trong công tác v n hành h ậ ệthống điện còn chưa cao… Vì v y vi c nâng ậ ệcao chất lượng t n s ầ ố đảm b o tuân th ả ủtheo đúng các quy định hi n hành càng cệ ần

phải được chú tr ng trong th i gian t ọ ờ ới

Do vậy, đặt ra vấn đề ầ c n thiết ảph i có s ự đánh giá toàn diện hi n tr ng chệ ạ ất lượng t n s ầ ố và điều khi n t n s h ể ầ ố ệthống điện Vi t Nam trong tình hình hi n nay, ệ ệ

t nghiên cừ đó ứu đưa ra các giải pháp để nâng cao chất lượng điều khi n t n s h ể ầ ố ệthống điện Vi t Nam trong th i gian t i ệ ờ ớ

1.1.2 Phạm vi th c hi n và b cự ệ ố ụ c nội dung c a ủ đềtài

V i mớ ục đích thực hiện như trên, trong khuôn kh cổ ủa đề tài này, tác gi s ả ẽ

t p trung vào viậ ệc đánh giá ệ hi n tr ng, nghiên c u, ạ ứ đưa ra các gi i pháp và kiả ểm

chứng hi u qu ệ ảcác giải pháp nâng cao chất lượng điều khi n t n s h ể ầ ố ệ ống điện thViệt Nam trong khung v n hành ng n h n (t th i gian thậ ắ ạ ừ ờ ực đến dưới m t ti ng) ộ ếCông c ph n mụ ầ ềm được tác gi s dả ử ụng để nghiên c u, ki m chứ ể ứng đáp ứng t n ầ

s h ố ệthống điện Vi t Nam d a trên ệ ự ứng d ng mô phỏng đào tạo điều độ viên OTS ụ(Operator Training Simulator) tại Trung tâm Điều độ ệ thống điệ H n Qu c gia ố(EVNNLDC), các k t qu ế ả được đưa ra là chưa từng được công b b t kì tài li u, ố ở ấ ệ

đề tài nào

Nội dung của Luận văn này được bố ục thành 5 chương như sau: c

 Chương 1: Giới thi u chung Chương 1 ớệ gi i thi u t ng quan v h th ng ệ ổ ề ệ ốđiện Vi t Nam, hi n tr ng chệ ệ ạ ất lượng t n s , h thầ ố ệ ống các quy định liên

2

quan đế ổn t chức điều khi n khi n t n s ể ể ầ ố và nghĩa vụ tham gia điều khi n ể

t n s cầ ố ủa các nhà máy điện trên hệ thống điện Vi t Nam hi n nay ệ ệ

 Chương 2: Lý thuyế t v điề ề u khi n t n s và các vể ầ ố ấn đề liên quan Nội dung chương 2 bao gồm ý nghĩa của điều khi n t n s h thể ầ ố ệ ống điện, các

vấn đề lý thuy t cế ủa các giai đoạn điều khiển và đáp ứng t n s : quán tính ầ ố

h ệ thống điện, điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp, điều khi n t n s ể ầ ố thứ ấp, điều ckhi n t n s c p 3 ể ầ ố ấ

 Chương 3: Đánh giá hiện trạng điều khi n t n s và các gi i pháp nâng ể ầ ố ả

cao chất lượng t n s h ầ ố ệ thống điện Vi t Namệ Chương 3 trình bày về

hi n trệ ạng điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp, điều khi n t n s ể ầ ố thứ ấ c p, hi n tr ng ệ ạđáp ứng t n s cầ ố ủa các nhà máy điện trên h th ng, và gi i pháp nâng cao ệ ố ảchất lượng điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp, điều khi n t n s ể ầ ốthứ c p c a h ấ ủ ệthống điện Vi t Nam ệ

 Chương 4: Nghiên cứu đáp ứng t n s d a trên ng d ng OTS ầ ố ự ứ ụ

Chương 4 sẽ gi i hi u v h th ng SCADA/EMS và ng d ng OTS t i ớ ệ ề ệ ố ứ ụ ạ

EVNNLDC, trình bày kĩ về các mô hình d li u mô ph ng trong OTS và ữ ệ ỏđặc bi t là mô hìệ nh đánh giá đáp ứng t n s c a OTS N i dung quan tr ng ầ ố ủ ộ ọ

nh t cấ ủa chương 4 đó là kết qu nghiên c u, mô phả ứ ỏng đáp ứng t n s trên ầ ốOTS trong các ch ế độ điển hình và ki m ch ng vể ứ ới đáp ứng th c t , cuự ế ối cùng là k t qu mô ph ng trên OTS ế ả ỏ đánh giá hiệu qu m s gi i pháp ả ột ố ảnâng cao chất lượng điều khi n t n s h ể ầ ố ệthống điện Vi t Nam ệ đã được đưa

ra ở Chương 3

 Chương 5: K t lu n ế ậ Chương 5 t ng k t l i các k t qu ổ ế ạ ế ảthực hiện được và nêu hướng phát tri n ti p theo cể ế ủa đề tài

1.2 T ng quan v h ổ ề ệ thống điện Việt Nam

Do yếu t l ch s ố ị ử cũng như địa lý, h ệthống điện Việt Nam được chia thành ba

h ệthống điện mi n B c, mi n Trung, mi n Nam, th c hi n nhi m v ề ắ ề ề ự ệ ệ ụ phát điệ –n truy n tề ải – phân phối điện năng để đáp ứng đầy đủ, liên t c nhu c u s dụ ầ ử ụng điện

c a các ph t i trên toàn h ủ ụ ả ệthống Trước đây, ba h ệthống điện mi n về ận hành độc

l p v i nhau T ậ ớ ừ năm 1994, sau khi h ệthống điện truy n tề ải 500kV được đưa vào

v n hành, ba h ậ ệthống điện mi n Bề ắc – Trung – Nam được liên k t v i nhau thành ế ớ

m t h ộ ệ thống điện th ng nh t c a qu c giố ấ ủ ố a Đến nay, h ệ thống điện 500kV vẫn đóng một vai trò h t s c quan tr ng trong viế ứ ọ ệc đảm b o an ninh cung cả ấp điện và

v n hành kinh t h ậ ế ệthống điệ , là “xương sống” củ ả ệ thống điện a c h n Vi t Nam, ệlàm nhiệm v truy n tụ ề ải, tạo độ ự d ữtr , cân b ng công su giằ ất ữa các mi n ề

M c dù g p nhiặ ặ ều khó khăn trong năm 2019, ớv i vi c ph t i ti p tệ ụ ả ế ục tăng trưởng cao như dự báo tình hình th, ủy văn có nhiều b t l i cho các nhà máy th y ấ ợ ủđiện, ngu n nhiên li u than, khí t nhiên b thi u hồ ệ ự ị ế ụt không đủ ấ c p cho các nhà máy nhiệt điện, h ệthống điện Việt Nam dướ ự điềi s u hành c Tủa ập đoàn Điệ ựn l c Việt Nam (EVN) vẫn đảm b o cung cả ấp điện an toàn, ổn định, đặc bi t trong các ệ

3

d p l t t, các ngày di n ra s ki n kinh t , chính trị ễ ế ễ ự ệ ế ị, văn hóa xã hội quan tr ngọ ,

góp ph n không nh vào s phát tri n không ng ng v kinh t -xã h i cầ ỏ ự ể ừ ề ế ộ ủa đất nước

Tổng lượng điện s n xu t và mua t ả ấ ừ nước ngoài năm 2019 đạt 240,1 t ỷ kWh, tăng

9,1% so với năm trước Sản lượng điệ thương phẩn m là 209,4 t kWhỷ , tăng 8,9%

so với năm 2018, cung cấp điện cho hơn 25 triệu khách hàng

Việt Nam có điều ki n t ệ ự nhiên, đặc điểm khí h u phân bi t khá rõ gi a ba ậ ệ ữ

miền, do vậy đặc điểm v ph tề ụ ải điện, v nguề ồn điện gi a các mi n u có nh ng ữ ề đề ữ

đặc trưng riêng và có ảnh hưởng lớn đến vi c v n hành h thệ ậ ệ ống điện qu c gia ố

Đặc điểm v ph tề ụ ải điện, nguồn điện c a Vi t Nam là các c u ph n quan tr ng ủ ệ – ấ ầ ọ

nh t c a m t h ấ ủ ộ ệ thống điệ – ảnh hưởn ng quyết định đến chất lượng v n hành h ậ ệ

thống nói chung và ch lượất ng t n s h ống điệầ ố ệth n nói riêng, s đư c trình bày ẽ ợ

tổng quan dưới đây

1.2.1 Phụ ải điệ t n

Để có m t cái nhìn t ng quan v c đi m c a ph tộ ổ ề đặ ể ủ ụ ải điện Vi t Nam, c n ch ệ ầ ỉ

ra và phân tích được các khía c nh v s li u k l c v n hành, biạ ề ố ệ ỉ ụ ậ ểu đồ ph t i đi n ụ ả ể

hình, cơ cấu ph t i, các y u t ụ ả ế ố ảnh hưởng đến ph tụ ải và xu hướng chuy n d ch ể ị

ph tụ ải trong tương lai

 S u ph t i 2019 ố liệ ụ ả và tình hình tăng trưở ng phụ ả t i

Trong năm 2019, số ệ li u ph t i c a h thụ ả ủ ệ ống điện Vi t Nam ghi nh n qua ệ ậ

từng tháng như sau:

B ng 1.1: S u ph t i h ả ố liệ ụ ả ệ thống điệ n Vi t Nam 2019 ệ 1

Pmin (MW) 15287 12713 19942 20391 18268 21345 22043 20723 17073 20585 18813 18704 12713 Pmax (MW) 32331 31390 32868 35721 36893 38219 36954 37802 34106 34050 34311 35252 38219 Amin (GWh) 448 362 570 524 504 604 637 569 474 586 547 554 362 Amax (GWh) 640 660 695 752 759 784 769 769 713 704 674 685 784 Pmintb (MW) 20207 18126 22279 23705 23817 25172 24818 23894 22808 22887 22012 21578 22636 Pmaxtb (MW) 30325 26488 31095 32095 32569 34418 34057 32725 31122 32201 32574 32860 31914 Ptb (MW) 25075 22317 27176 28341 28584 30069 29741 28640 27379 27538 26816 26589 27388 Atb (GWh) 602 536 653 680 687 724 715 687 656 661 643 637 658

A tổng (GWh) 18665 15005 20238 20389 21303 21752 22183 21297 19698 20508 19313 19751 240101

Diễn bi n ph t i 2019 có s ế ụ ả ự tương đồng v i nhớ ững năm gần đây, phụ ả ệ t i h

thống đạt cao nh t c v công su t l n sấ ả ề ấ ẫ ản lượng ngày thư ng vào tháng 6-8 khi ờ

4

Trong giai đoạn mười năm trở lại đây từ năm 2009-2019, phụ t i h ả ệthống điện

qu c gia liên tố ục tăng trưởng cao v i tớ ốc đ tăng trưởộ ng trung bình là 11.0% Sản

lượng ph tụ ải điện quốc gia năm 2019 tăng gấp đôi so với năm 2012 (chỉ đạ t 119

t kWh) ỉ

Hình 1.1 : Tăng trưở ng s ản lượng điệ n h ệ thống điệ n qu c gia ố qua các năm 2009-2019

Trong tương lai, p ụ ải điệh t n c a Vi t Nam d báo s ti p t c ủ ệ ự ẽ ế ụ tăng trư ng ở ở

m c trên 10% mứ ỗi năm giai đoạn 2019 2020 và 8% t – ừ năm 2021 – 2030 Nhu

cầu điện d ki n s kho ng 265-278 t kự ế ẽ ả ỷ Wh vào năm 2020 và tăng lên mức 572 –

632 t ỷ kWh vào năm 2030 Để đáp ứng như cầu tăng trưởng ph t i, Vi t Nam c n ụ ả ệ ầ

thêm 6000 7000 MW công su– ất đặt mỗi năm cho tới năm 2030.2

 Biể u đ ồ ph t i đi n hình ụ ả ể

Việt Nam n m trong khu v c nhiằ ự ệt đới gió mùa, khí h u ậ được chia thành 2

mùa rõ r t là mùa hè ệ (từ tháng 4 đến tháng 9) và mùa đông (từ tháng 10 đế n tháng

3) Do ảnh hưởng của đặc điểm khí h u, biậ ểu đồ ph t i h ụ ả ệthống điệ Viện t Nam

có thể chia thành 2 dạng điển hình: mùa nóng và mùa l nh ạ

 Mùa nóng (T4-T9): có 3 cao điểm vào sáng 10h, chiều 14-15h, cao điểm

Hình 1.2: Đồ ph t i ngày thị ụ ả điể n hình mùa nóng (tháng 4 – 9)

Hình 1.3: Đồ ph t i ngày thị ụ ả điể n hình mùa l nh (tháng 10 ạ – 3)

 Cơ ấc u ph t i ụ ả

6

Việt Nam hiện nay đang trong quá trình phát triển, đẩy m nh công nghi p hóa, ạ ệ

hiện đại hóa đất nước để ph c v ụ ụ tăng trưởng kinh tế, và điện năng được xem là

một trụ ột của nề c n kinh t , nên t ế ỷtrọng điện dùng trong công nghi p chiệ ếm phần

l n (54ớ %), theo sau đó là ỉ t trọng điện dùng trong dân dụng, thương mại và nông nghi p ệ

Hình 1.4 : Cơ cấ u ph t ụ ải điệ n qu c gia 2019 theo ngành ố

 Các yếu t ố ảnh hưởng đến ph t i ụ ả

Phụ ải điệ t n c a Vi t Nam có nhi u s biủ ệ ề ự ến động giữa các mùa trong năm,

gi a các thữ ời điểm trong ngày và khác nhau gi a các mi n, do các yữ ề ếu t ố ảnh hưởng sau:

 Tính ch t mùa, th i ti tấ ờ ế: ảnh hưởng nhi u nhề ất đến ph t i mi n Bụ ả ề ắc do đặc điểm thời tiết miền Bắc là khu vực có nền nhiệt độ thay đổi lớn theo mùa, nên dạng đồ thị phụ tải ngày miền Bắc cũng thay đổi nhiều theo m Ngược ùalại, do đặc điểm th i ti t mi n Nam là khu v c có n n nhiờ ế ề ự ề ệt độ cao c ả năm, nên dạng đồ ph t i ngày mithị ụ ả ền Nam ít thay đổi theo mùa như các miền khác

 Cơ cấu ph t i: ụ ả đặc điểm c a ph t i công nghiủ ụ ả ệp là tương đối đều trong ngày, trong khi ph t i dân d ng l i có s biụ ả ụ ạ ự ến động r t m nh m ấ ạ ẽ theo đặc tính sinh ho t cạ ủa con ngườ Ởi miền Bắc có cơ cấu phụ tải dân dụng chiếm

tỉ trọng lớn khi ến đồ thị phụ tải biến đổi nhiều trong ngày Trong khi ở miền Nam do t ng công nghi p cao nh t c ỷtrọ ệ ấ ả nước, t ng ph t sinh ho t ỷtrọ ụ ải ạ

lại thấp hơn các miền, nên đồ ph t i mi n Nam b ng phthị ụ ả ề ằ ẳng hơn so với các mi n khác ề

 Các ngày trong tu n, ngày ngh , ngày l T t: ph t i ngày ngh ầ ỉ ễ ế ụ ả ỉ cuối tu n ầ

thấp hơn các ngày trong tuần Các ngày ngh l T t đ c biệt là các đợỉ ễ ế ặ t nghỉ

Công nghiệp 54%

Dân dụng 33%

Thương mại 6%

Nông nghiệp 3%

Khác 4%

7

Tết Dương lịch, Tết Nguyên đán dài ngày có ền n ph t i th p nh t trong ụ ả ấ ấnăm

T ng k t l i, biổ ế ạ ểu đồ phụ t i Vi t Nam hi n nay v n còn có s biả ệ ệ ẫ ự ến động, mấp

mô nhiều trong ngày và thay đổi tương đối nhi u theo mùa, phề ần nào gây khó khăn trong việc vận hành h ống điệệth n v a đ m b o cân b ng cung-c u trong mừ ả ả ằ ầ ọi thời đểm và v a kinh từ ế, do đó cũng ảnh hưởng lớn đến chất lượng t n s c a h ầ ố ủ ệthống

 Xu hướng chuy n d ch ph t i ể ị ụ ả trong tương lai

Trong tương lai, biểu đồ ph t i s ụ ả ẽ có xu hướng b ng phằ ẳng hơn so với hi n ệ

 Công ngh ệtiết kiệm năng lượng, s d ng nhi u các thi t b t kiử ụ ề ế ịtiế ệm điện

s làm giẽ ảm đi ph ải đỉụ t nh của hệ thống

 Các chính sách v DSM (ví d công tề ụ ơ 3 giá…), các sự ki n Demand ệResponse

 Thay đổi trong cơ chế, bi u giá bán l ể ẻ điệ ngườn, i dùng s h n ch s d ng ẽ ạ ế ử ụđiện vào gi ờ cao điểm và được khuy n khích chuy n d ch s dế ể ị ử ụng điện nhiều hơn vào giờ thấp điểm

1.2.2 Nguồn điện

Để đáp ứng được nhu c u c a ph t i liên tầ ủ ụ ả ục tăng trưởng cao cũng như tạo độ

d phòng cho h ự ệthống, nguồn điện c a h ủ ệthống điện Việt Nam cũng có sự tăng trưởng mạnh m trong những năm qua Trong giai đoạ ừẽ n t 2009 – 2019, t ng công ổsuất đặt c a h ủ ệthống điện Việt Nam tăng ~3 l n, v i t c ầ ớ ố độ tăng trưởng trung bình

của cả giai đoạ làn 12.2% 3

3 EVNNLDC annual report 2019

8

Hình 1.5: Quy mô và tăng trưở ng ngu ồn điệ n c a h ủ ệ thống điệ n Vi t Nam, 2009 2019 ệ –

 Cơ cấu ngu n h thồ ệ ống điện Vi t Nam ệ

Tính đến hết năm 2019, tổng công suất đặ ủt c a h th ng qu c gia là kho ng ệ ố ố ả

56.000 MW, bao g m các nguồ ồn điện trong nước và m t ph n nh ngu n nh p ộ ầ ỏ ồ ậ

kh u t Trung Qu c và Lào Các nguẩ ừ ố ồn điện trong nước là khá đa dạng v i các ớ

loại hình ngu n khác nhau là thồ ủy điện, nhiệt điện than, tuabin khí, nhi t đi n d u ệ ệ ầ

và năng lượng tái tạo (điện gió, điện m t trặ ời, điện sinh kh i) ố Cơ cấu ngu n xét ồ

theo các loại hình nhà máy điện tính đến hi n tệ ại như sau

Hình 1.6 : Cơ cấ u ngu n h ồ ệ thống điệ n Vi t Nam 2019 phân theo lo i hình ngu n ệ ạ ồ

 Phân bố ngu n đi n trên h th ng ồ ệ ệ ố

S phân b các nguự ố ồn điện trên h ệ thống điện Vi t Nam ph ệ ụthuộ ấc r t nhiều

vào các điều kiện địa lý, t nhiên, và có s ự ự không đồng đều gi a các mi n ữ ề

Nhiệt điện than 36%

Tua bin khí 13%

Thủy điện nhỏ

7%

Nhập khẩu 1%

Điện gió 1%

Điện mặt trời 8%

Nhiệt điện dầu 3%

Khác 1%

9

 Thủy điện: Phân b trên c 3 mi n, t p trung ố ả ề ậ ở các khu vực đồi núi có nhiều sông suối như ạ t i khu v c Tây B c, B c Trung B , mi n Trung, Tây ự ắ ắ ộ ềNguyên, Cao nguyên mi n Nam ề Hiệ ạn t i các nhà máy thủy điệ ớn l n trên các v ịtrí có địa hình thu n lậ ợi đều đã được xây dựng nên trong tương lai sẽ không còn có thêm các ngu n thồ ủy điệ ớn l n Các nhà máy thủy điện được huy động cao trong mùa lũ của các h th ng sông ệ ố

 Nhiệt điện than: Phân b trên mi n B c và mi n Nam, t p trung thành các ố ề ắ ề ậtrung tâm nhiệt điện than l n các khu v c g n m than ho c thu n tiớ ở ự ầ ỏ ặ ậ ện cho vi c v n chuy n than: khu vệ ậ ể ực Đông Bắc (v i các c m nhà máy Ph ớ ụ ả

L i, Uông Bí, Hạ ải Phòng, Thăng Long…); Bắc Trung B ộ (gồm nhà máy Vũng Áng, Formosa Hà Tĩnh); khu vực Nam Trung B , Tây Nam B ộ ộ(Trung tâm điện lực Vĩnh Tân, Duyên Hải) Các ngu n nhiồ ệt điện than được

ưu tiên phát cao trong mùa khô của thủy điện

 Tuabin khí: T p trung ậ ởmiền Nam phân b theo các m khí t nhiên l n là ố ỏ ự ớ

m khí Cỏ ửu Long, Nam Côn Sơn ấ(c p cho c m tuabin khí Phú M , Bà R a, ụ ỹ ịNhơn Trạch) và m khí PM3-CAA (c p cho c m nhà máỏ ấ ụ y điện Cà Mau) Các nhà máy Tuabin khí thường được huy động phát tối đa theo khả năng

c p khí ấ

 Nhiệt điện d u: H th ng hi n t i có m t s nhà máy nhiầ ệ ố ệ ạ ộ ố ệt điện d u khu ầ ở

v c Thành ph H Chí Minh và Cự ố ồ ần Thơ Đây là nguồn điện có giá thành

đắt nh t trên h th ng, ch ấ ệ ố ỉ được huy động để đả m b o anh ninh cung c p ả ấđiện hoặc đáp ứng ph t i đ nh c a h th ng ụ ả ỉ ủ ệ ố

 Các nguồn điện năng lượng tái t o ạ (NLTT) (điện gió, điện m t tr i): T p ặ ờ ậtrung ch y u các khu vủ ế ở ực có điều ki n b c x m t tr i t t (Ninh Thu n, ệ ứ ạ ặ ờ ố ậBình Thu n, Tây Ninh) hoậ ặc có điều ki n gió t t (Ninh Thu n, Bình Thu n, ệ ố ậ ậ

B c Liêu, Qu ng Trạ ả ị…) Hiện nay, v i chính sách khuy n khích phát tri n ớ ế ểNLTT của nhà nước, các nguồn điện NLTT được phát tối đa theo khả năng

t nhiên và trong gi i h n giự ớ ạ ải tỏa của lư i điớ ện

 S phát tri n nguự ể ồn điện NLTT ở Việt Nam

Các nguồn điện năng lượng tái t o (thạ ủy điện, điện m t trặ ời, điện gió, điện sinh

khối…) với đặc điểm không ph ụthuộc vào ngu n nhiên li u hóa thồ ệ ạch đang dần

c n ki t, gi m phát th i khí nhà kínhạ ệ ả ả , được coi là các nguồn năng lượng “sạch” và đang là xu hướng phát tri n t t yếể ấ u trên th giới, đặế c bi t là các nguệ ồn điện gió, điện m t tr i ặ ờ Tính đến năm 2018 trên toàn thế gi i, t ng công su t lớ ổ ấ ắp đặ ủt c a

10

điện gió là 564 GW và điện m t tr i là 487 GW ặ ờ 4 Các quốc gia đang đi đầu v ềphát triển năng lượng tái t o hiạ ện nay như Mỹ, Trung Qu c, Nh t B n, ố ậ ả Ấn Độ, Đức, Pháp, Đan Mạch…

Việt Nam cũng không nằm ngoài xu hướng phát triển năng lượng chung c a ủtoàn c u Chính ph ầ ủViệt Nam đã có nhiều chính sách để khuy n khích phát tri n ế ểnăng lượng tái tạo, đặc bi t là chính sách v ệ ề giá điện FiT (Feed-in Tariffs) cho điện

m t tr i (vặ ờ ận hành trước 30/6/2019) và điện gió (vận hành trước 1/11/2021) Nhờ

vậy, trong năm 2019 đã chứng ki n s phát tri n bùng n c a các nguế ự ể ổ ủ ồn điện mặt trời trên h thệ ống điện Vi t Nam, n u trư c tháng 4/2019 m i ch có 8 nhà máy ệ ế ớ ớ ỉ

v i t ng công su t ~300 MW, thì tính ớ ổ ấ đến hết 30/6/2019 đã có 89 nhà máy vào v n ậhành với tổng công su ~4460 ất MW5

Tính đến thời điểm tháng 3/2020, trên h ệthống điện Vi t Nam có 110 nhà máy ệnăng lượng tái tạo đang vận hành (chưa tính các nhà máy thủy điện nh ) v i t ng ỏ ớ ổcông su t lấ ắp đặt là 5392 MW, chi m x p x 9,7 % công suế ấ ỉ ất đặt toàn h ệ thống, trong đó bao gồm 91 nhà máy điện m t tr i v i t ng công su t 4695 MW (chi m ặ ờ ớ ổ ấ ế8,4 % công suất đặt toàn h ệ thống), t p trung nhi u t i các tậ ề ạ ỉnh như Ninh Thuận (1144 MW), Bình Thuận (901 MW), Tây Ninh (608 MW), Phú Yên (375 MW)…;

10 nhà máy điện gió v i t ng công su t 377 MW (chiớ ổ ấ ếm 0,7%), 09 nhà máy điện sinh khố ới v i tổng công su t 320 MW (chiấ ếm 0,6%)

Đố ới v i các nhà máy thủy điện nhỏ, tính đến tháng 11/2019 trên toàn h ệthống điện qu c gia có 378 nhà máy v i t ng công su t lố ớ ổ ấ ắp đặt 3959 MW, trong đó tại miền B c có 216 nhà máy v i t ng công su t 2200 MW (t p trung nhi u t i các ắ ớ ổ ấ ậ ề ạ

tỉnh như Hà Giang, Lào Cai, Sơn La, Yên Bái, Cao Bằng, Điện Biên, Ngh An, ệLai Châu…), miền Trung có 130 nhà máy t ng công su t 1470 MW (t p trung ổ ấ ậnhi u tề ại Đăk Lăk, Bình Định, Đăk Nông, Gia Lai, Khánh Hòa, Kon Tum, Qu ng ảNam, Qu ng Trả ị…) và mi n Nam có 32 nhà máy t ng công suề ổ ất đặt 289 MW (t p ậtrung nhiề ại Lâm Đồng, Đồu t ng Nai )

T p trung xây dậ ựng các cơ chế, chính sách đột phá để khuy n khích và thúc ế

đẩy phát tri n m nh m các ngu n ể ạ ẽ ồ năng lượng tái t o nh m thay th tạ ằ ế ối đa các ngu n ồ năng lượng hoá thạch; ưu tiên s dử ụng năng lượng gió và m t trặ ời cho phát điện là nh ng n i dung mà Ngh quy t 55-NQ/TW ngày 11/2/2020 c a B Chính ữ ộ ị ế ủ ộtrị v ề định hướng chiến lược phát triển năng lượng qu c gia c a Viố ủ ệt Nam đến năm

2030, t m nhìn 2045 ầ Trong đó, mục tiêu phát tri n các nguể ồn năng lượng tái t o ạ

v i t l trong tớ ỉ ệ ổng cung năng lượng sơ cấp đạt kho ng 15-ả 20% vào năm 2030; 30% vào năm 2045 Dự kiến đến năm 2025, tổng công su t nguấ ồn điện m t tr i ặ ờ

25-c a Vi t Nam s ủ ệ ẽ đạt 14.450 MW và đến 2030 là 20.050 MW Cùng với điện mặt

tr i, tờ ổng công su t nguấ ồn điện gió d ki n phát triự ế ển đến năm 2025 là 6.030 MW

4 https://ourworldindata.org/renewable-energy

5 https://evn.com.vn/d6/news/Den- 3062019 -Tren- 4460 MW - -dien-mat-troi- -hoa-luoi- da 141 17 - -23925.aspx

11

và đến năm 2030 là 10.090 MW Như vậy, đến năm 2025, tổng điện năng của điện gió, điện m t tr i có th t 36 t kWh, t tr ng thặ ờ ể đạ ỷ ỉ ọ ủy điện nh ỏ và năng lư ng tái ợ

t o chiạ ếm 25,5% (cao hơn Quy hoạch điện 7 điều ch nh g n 13%) ỉ ầ

Trước s phát tri n ngày càng l n c a các nguự ể ớ ủ ồn điện NLTT (điện gió, điện

m t tr i, thặ ờ ủy điện nh ) là nh ng nguỏ – ữ ồn được ưu tiên phát tự do và “không điều

độ được”, chiếm t ỉtrọng ngày càng cao trong cơ cấu v n hành ngu n trên h ậ ồ ệthống,

m t m t s góp ph n quan trộ ặ ẽ ầ ọng đảm b o an ninh cung cả ấp điện qu c gia trong bố ối

c nh hi n nay nhi u nguả ệ ề ồn điện truy n th ng vào chề ố ậm hơn so với k hoế ạch, nhưng

m t mộ ặt cũng đặt ra nhi u thách th c trong vi c v n hành h ề ứ ệ ậ ệthống điệ ổn địn nh, tin cậ , trong đó có việy c nâng cao chất lượng t n s cầ ố ủa hệ ống th

1.3 Hiện tr ng chạ ất lượng t n s và t ầ ố ổ chức điều khi n t n s c a h ể ầ ố ủ ệ thống

điệ n Việt Nam

1.3.1 Tiêu chuẩ n ề ần sốv t cho h ệ thố ng đi ệ n Việt Nam

n pháp lý cao nh t hi nh v Văn bả ấ ện nay có quy đị ề chất lượng điện năng hệ thống điện Vi t Nam là Nghị ệ định số 137/2013/N -Đ CP của Chính phủ ban hành

ngày 21/10/2013 quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật điện lực và Luật sửa đổi, bổ sung Luật điện lực Trong đó tại Điểm b Khoản 1 Điều 15 quy định về tiêu chuẩn tần số như sau:

“Điề u 15 Ch t lư ấ ợng điện năng

1 Điệ n áp và t n s cho s d ầ ố ử ụng điệ n ph ả ả i đ m bả o các tiêu chu ẩn sau đây:

b) V t n s ề ầ ố: Trong điề u ki ện bình thường, độ ệ l ch t n s h ầ ố ệ thống điệ n cho phép trong ph m vi ± 0,2 Hz so v i t n s ạ ớ ầ ố danh định là 50Hz Đố ới lưới điện i v chưa ổn đị nh sau s c ự ố đơn lẻ, độ ệ l ch t n s ầ ố cho phép là ± 0,5 Hz.”

Các tiêu chu n c ẩ ụthể hơn như dả ầ ố được phép dao đội t n s ng, th i gian khôi ờ

ph c t n s v ụ ầ ố ề bình thường, s l n t n s ố ầ ầ ố được phép vượt quá gi i hớ ạn được quy

định t i Tạ hông tư số 25/2016/TT-BCT c a B ủ ộ Công thương quy định H th ng ệ ốđiện truy n t iề ả , đây là Grid code c a lư i đi n truy n t i Vi t Nam ủ ớ ệ ề ả ệ

B ng 1.2 D i t n s ả : ả ầ ố được phép dao độ ng và th i gian khôi ph c h ờ ụ ệ thống điệ n

v ề chế độ ậ v n hành bình thườ ng trong các ch v n hành khác c a h ế độ ậ ủ ệ thống điệ n

Thời gian khôi phục, tính từ ời điể th m x y ra s c ả ự ố

(Áp d ng t ụ ừ ngày 01 tháng 01 năm 2018) Trạng thái chưa ổn định

B ng 1.3 D i t n s ả : ả ầ ố được phép và số ần được phép tầ l n s ố vượ t quá gi i h n trong ớ ạ

trườ ng h p s c nhi u ph n t , s c nghiêm tr ng ho c ch c c k kh n c p ợ ự ố ề ầ ử ự ố ọ ặ ế độ ự ỳ ẩ ấ

Trong đó, một l n t n s h ầ ầ ố ệthống điện vượt quá gi i hớ ạn được phép là một lần

t n s h ầ ố ệ thống điện vượt quá gi i hớ ạn được phép trong khoảng th i gian t 05 ờ ừgiây lên trở

Trung tâm Điều độ ệ ống điệ H th n Qu c gia (EVNố NLDC) là đơn vị đư c quy ợđịnh có trách nhiệm điều độ, v n hành h ậ ệthống điện quốc gia và huy động các loại hình d ch v ph m b o t n s n m trong dị ụ ụtrợ để đả ả ầ ố ằ ải được phép Tập đoàn Điện

l c Viự ệt Nam hàng năm có giao nhiệm v cho EVNụ NLDC điề chỉu nh t n s h ầ ố ệ

thống điện quốc gia đảm bảo ch s v l ch t n s (Frequency Deviation Index ỉ ố ề độ ệ ầ ố

- FDI) ngoài d ± 0,5Hz, cải ủa năm 2019 đạt thấp hơn 0,3%, của năm 2020 đạt thấp hơn 0,15%

1.3.2 Hiện tr ng chạ ấ t lư ợng tầ n số

T n s là m t trong nh ng ch tiêu quan ng nhầ ố ộ ữ ỉ trọ ất để đánh giá chất lượng điện năng của h thệ ống điện T n s có m t giá tr ầ ố ộ ị như nhau trong toàn hệ ống điệ th n khi v n hành ậ ở chế độ xác l p ậ Chất lượng điện năng xem như được đảm b o n u ả ế

t n s biầ ố ến đổi trong ph m vi cho phép quanh giá tr nh m c (tiêu chu n v ạ ị đị ứ ẩ ề độ

lệch tầ ố) Giá trị ối ưu của tầ ốn s t n s là giá tr nh m c ị đị ứ

Để đưa ra được hi n tr ng chệ ạ ất lượng t n s h thầ ố ệ ống điện, c n phầ ải đánh giá

dựa trên bộ ữ liệ ầ ố đủ ớ d u t n s l n (trong Luận văn này thực hiện kh o sát t n s h ả ầ ố ệ

 S l n t n s ố ầ ầ ố được phép ra ngoài ngưỡng trong một năm Tiêu chuẩn đangquy định tại Thông tư Quy định h th ng ệ ố điện truy n t i cho s l n t n s ề ả ố ầ ầ ố

ra ngoài ngưỡng 50 ± 0,5 Hz là < 130 lần trong năm

 Thời gian t n s c n phảầ ố ầ i khôi ph c v ụ ề ngưỡng bình thường khi x y ra s ả ự

c ố đơn lẻ hoặc sự ố c nghi m tr ng ệ ọ Quy định c ụthể như ả B ng 1.2

K t qu ế ả đánh giá chất lượng t n s h ầ ố ệ thống điện Việt Nam trong năm 2019 như sau:

1.3.2.1 Độ ệ l ch tầ n số so v i dớ ả i vận hành bình thường

Đánh giá độ ệ l ch t n s h thầ ố ệ ống điện ngoài d i 50 ± ả 0,2 Hz năm 2019, cho

thấ ầy t n s h ốố ệth ng có xu hướng ở ngưỡng cao trên 50,2 Hz tương đối nhiều th i ờgian trong năm, cao nh t là tháng 1 v i ch s FDI là 41,5%ấ ớ ỉ ố , sau đó giảm dần đến tháng 8 có ch s FDI là 10,3%, các tháng 9-12 có ch s FDI ỉ ố ỉ ố ở mức 10-13% Tính trung bình c ả năm, chỉ s FDI tính cho ố ngưỡng t n s trên 50,2 Hz là 20,0% Trong ầ ố

đó các ngày Chủ nh t có ch s FDI trung bình là 21,6 %, cao nh t so v i các ngày ậ ỉ ố ấ ớkhác trong tu n ầ Biểu đồ đánh giá chi tiế ề độ ệt v l ch t n s ầ ố trên ngưỡng 50,2 Hz trong cả năm 2019 như Hình 1.7 và Hình 1.8

T n s h ầ ố ệ thống điện có xu hướng cao trên 50,2 Hz nhi u nh t trong tháng 1-ề ấ

3 so v i các tháng còn l và trong các ngày Ch nh t so v i các ngày khác trong ớ ại ủ ậ ớ

tuần Có th giể ải thích do đây là các thời điểm mà ph t i h ống điệụ ả ệth n gi m th p ả ấ

nh t, s u máy phát ấ ố đầ huy động trên h ệ thống gi m hoả ặc đã được phát m c tứ ối thiểu, nên lượng công su t d ấ ự phòng điều tần ngưỡng cao không còn đủ để kéo t n ầ

s v giá tr nh mố ề ị đị ức Hơn nữa trong các ch ph t i th p, s t ế độ ụ ả ấ ố ổ máy phát điện

ít, thì người Điều độ viên h thệ ống điện có th ch ể ủ định đưa tần s lên m c cao ố ứhơn bình thường để ự phòng cho trườ d ng h p s c N-1 m t t máy x y ra thì t n ợ ự ố ộ ổ ả ầ

s không b gi m quá th p, do lúc này quán tính c a h ố ị ả ấ ủ ệthống thấp hơn so với ởchế độ ph t i cao ụ ả Đặc bi t trong các d p T t Nệ ị ế guyên đán, ầt n s h ố ệthống thường xuyên cao vượt ngưỡng 50,2 Hz, độ ệ l ch t n s trên 50,2 Hz ầ ố là 17,4% cao hơn nhi u n u so v i các tuề ế ớ ần trước và sau đó Biểu đồ ầ t n s h ố ệ thống trong Tết Nguyên đán 2020 như Hình 1.9, t n s cao nh t ghi nhầ ố ấ ận được 50.62 Hz vào 09h38 ngày 27/02/2020 t c mùng 3 T t Canh Týứ ế , t i kho ng th i gian này t n s trên ạ ả ờ ầ ố50,5 Hz liên t c trong 7 phút 18s (t ụ ừ 9:33:04 đến 9:40:22)

14

Hình 1.7 : Độ ệ l ch t n s ầ ố trên 50,2 Hz qua các tháng trong năm 2019

Hình 1.8 : Độ ệ l ch t n s trên 50,2 Hz tính trung bình theo các ngày trong tu ầ ố ần năm

15

Hình 1.9: T n s h ầ ố ệ thống điệ n Vi t Nam trong tu n l ệ ầ ễ Nguyên đán 2020.

Đối với độ l ch t n s ệ ầ ố ở ngưỡng dưới 49,8 Hz, chỉ s FDI trung bình các tháng ốchỉ ở ứ m c 0,3-1%, r t th p so v i ch s FDI ấ ấ ớ ỉ ố ở ngưỡng trên 50,2 Hz, và dải đề ởu các tháng trong năm cũng như các ngày trong tuần Điều này cho th y t n s h ấ ầ ố ệthống điện hầu như được duy trì m c trên 49,8 Hz, t n s gi m xu ng m c thấp ở ứ ầ ố ả ố ứthường g n v i các s ki n N-1 s c t máy phát ho c s c ắ ớ ự ệ ự ố ổ ặ ự ố lưới điệ đấn u n i các ố

t máy dổ ẫn đến m t cân b ng công su t gi a ngu n và t i trên h ấ ằ ấ ữ ồ ả ệthống, làm t n s ầ ốsuy gi m th p có th xuả ấ ể ống dưới mức 49,0 Hz và bắt đầu ph i c t gi m t i theo ả ắ ả ả rơ-

le t n s F81 ầ ố

Đố ới v i các s c t máy làm t n s gi m th pự ố ổ ầ ố ả ấ , ta thường quan tâm đến điểm

t n s s t gi m th p nh t (nadir point) và kho ng th i gian t n s khôi phầ ố ụ ả ấ ấ ả ờ ầ ố ục được

v dề ải giá trị bình thường cho phép

16

Hình 1.10 : Độ ệ l ch t n s ầ ố dưới 49,8 Hz qua các tháng trong năm 2019

1.3.2.2 S l ố ần tần số vượt ngoài ngưỡng

Thống kê s l n t n s ố ầ ầ ố vượt ngưỡng cho thấy năm 2019, số ầ l n t n s ra ngoài ầ ố

phạm vi cho phép ít hơn nhiều so v i 2018, nên FDI 2019 thớ ấp hơn nhiều 2018

S l n t n s ố ầ ầ ố ra ngoài ngưỡng 50 ± 0,5 Hz năm 2019 là 191 l n - ít hơn năm 2018 ầ(1310 lần) nhưng vẫ ớn hơn so vớn l i tiêu chu n t n s ẩ ầ ố quy định tại Thông tư Quy

định h thệ ống điện truy n t i (191 l n so v i 130 lề ả ầ ớ ần theo quy định) Bên cạnh đó, quy luật vượt ngưỡng có s ự thay đổi nhi u: s lề ố ần vượt ngưỡng dướ ải đềi d u các tháng trong năm và g n li n v i các s c tách các t máy phát l n, s lắ ề ớ ự ố ổ ớ ố ần vượt ngưỡng trên tăng cao chủ ế y u xu t hi n vào tháng 1, ấ ệ tháng 2 do đây là các tháng

có n n ph t i th p và tháng 11 do h n ch ề ụ ả ấ ạ ế huy động các nhà máy thủy điện có kh ảnăng điề ầ ốt để ếu t n t ti t kiệm nước (năm 2019 là năm đặc bi t khô hệ ạn, nước v ềcác hồ ủy điệ th n nói chung mở ức thấp hơn nhiều so với trung bình các năm) Chi tiết như bảng sau:

B ng 1.4: S l n t n s h ả ố ầ ầ ố ệ thống điện vượ gưỡ t n ng cho phép , năm 2018 -2019 7

1 1.5

2 2.5

1.3.2.3 S khôi ph ự ụ c tần số khi x y ra s c ả ự ố nguồn

Đánh giá cho sự ố c N-1 m t t máy phát trên h th ng vào 2 ch cao đi m ộ ổ ệ ố ế độ ể

và thấp điểm trong năm 2019, ta thấy đượ ầ ốc t n s h ệthống có s biự ến động không

gi ng nhau, và th i gian t n s ố ờ ầ ố được khôi ph c v ụ ề trạng thái bình thường cũng thường không đảm b o tuân th ả ủ được hoàn toàn theo quy định như ảB ng 1.2

S c trong ch ự ố ế độ cao điểm

 S ki n: Ngày 22/5/2019 lúc 15h15, s c t máy S2 Nhiự ệ ự ố ổ ệt điện Mông Dương đang phát 622 MW, phụ ả ệ ống trướ ự ố t i h th c s c là ~32100 MW

 Diễn bi n t n s : t n s t 49,96 Hz s t gi m v th p nh t là 49,466 Hz ế ầ ố ầ ố ừ ụ ả ề ấ ấtrong 182s, và t ừ điểm th p nh t tr v ấ ấ ở ề ngưỡng bình thường 49,8 Hz ÷ 50,2

Hz trong 146s Như vậy trong s ki n này m 5 phút 28 giây t ự ệ ất ừthời điểm

bắ ầt đ u s c n thự ố đế ời điểm t n s bầ ố ắ ầt đ u tr v ở ề ngưỡng bình thường

Hình 1.11: Di n bi n t n s khi có s c ngu n ễ ế ầ ố ự ố ồ điể n hình vào ch ế độ cao điể m t i cao ả

v 49,5 Hz, và m t 3 phút t ề ấ ừthời điểm s c n thự ố đế ời điểm t n s bầ ố ắt đầu trở ề ngưỡng bình thườ v ng 49,8 Hz

Hình 1.12: Di n bi n t n s khi có s c ngu ễ ế ầ ố ự ố ồn điể n hình vào ch ế độ thấp điể m t i th p ả ấ

Qua hai s c ự ố điển hình trên, có th ểthấy ở chế độ ph t i th p, mụ ả ấ ặc dù lượng công su t t máy b s c nh ấ ổ ị ự ố ỏ hơn nhưng tần s s t giố ụ ảm sâu và nhanh hơn khá nhi u so về ới s c trong ch ph t i cao Nguyên nhân c a s khác nhau này s ự ố ế độ ụ ả ủ ự ẽđược làm rõ hơn ở ph n sau c a Luầ ủ ận văn ễDi n bi n t khi t n s ế ừ ầ ố ở điểm th p ấ

nh t khôi phấ ục được v mề ức bình thường nhanh hay ch m s hoàn toàn ph ậ ẽ ụthuộc vào chất lượng đáp ứng t n s ầ ố sơ cấp (primary frequency response) và đáp ứng t n ầ

s ốthứ ấ c p (secondary frequency response) c a các t máy trên h ủ ổ ệthống

có s c x y ra, t n s h ự ố ả ầ ố ệ thống s t giụ ảm ở ứ ố m c t i thi u và nhanh chóng ểkhôi phục về trạng thái bình thườ , đáp ứng đúng các tiêu chuẩn quy địng nh như ảB ng 1.2

2 T n s h ầ ố ệ thống trong các ch ế độthấp điểm ho c trong thặ ời điểm n n ph ề ụ

t i gi m th p ả ả ấ ở trong năm/tuần thường ở ngưỡng cao hơn nhiều giá tr ị cho phép ởchế độ bình thườ ng là 50,2 Hz

19

T n s h ầ ố ệ thống thể ệ hi n mức độ cân b ng công su t gi a ngu n phát và ph ằ ấ ữ ồ ụ

t i tiêu th Khi t n s ra ngoài dả ụ ầ ố ải bình thường cho phép quanh giá tr nh m c, ị đị ứ

h ệthống khi đó có sự ấ m t cân b ng công su t ngu n-tằ ấ ồ ải, tiềm ẩn nguy cơ mở ộ r ng

s c do các thi t b ự ố ế ị điện (đặc biệt là các máy điện quay) ch ỉ được thi t k v n ế ế để ậhành lâu dài t n s nh m c Ngoài ra, ch vở ầ ố đị ứ ế độ ận hành đạt được s cân b ng ự ằ

vừa đủ ữ gi a ngu n-t i hay t n s ồ ả ầ ố duy trì được quanh giá tr nh m c còn là ch ị đị ứ ế

độ ậ v n hành kinh t nh t ế ấ Do đó, việc nghiên c u các giứ ải pháp để ả c i thi n ch t ệ ấlượng t n s h thầ ố ệ ống điện Vi t Nam là t i quan tr ng, nhệ ố ọ ằm đảm b o h th ng ả ệ ốđiện v n hành v a ậ ừ ổn định, tin c y và kinh t ậ ế

1.3.3 T ổ chức điều kh ển tần số ệ thống điện Việi h t Nam

1.3.3.1 Quy định về ổ chức điều khiể ần số t n t

Hiệ ại, quy địn t nh v các cề ấp độ điều khi n t n s ể ầ ố được quy định trong Văn

b n h p nh t s 21/VBHN-ả ợ ấ ố BCT8 c a B ủ ộ công thương ký ngày 02/12/2019 và có

hi u l c t ngày 03/01/2020 v Quy ệ ự ừ ề định quy trình điều độ h ệthống điện qu c giaố , theo đó Đi u 64 ề quy định như sau:

“ ề Đi u khi n t n s trong h th ể ầ ố ệ ống điệ n là quá trình điều khi n trong h ể ệthống điện để duy trì s v n hành n đ nh c a h thự ậ ổ ị ủ ệ ống điện, bao gồm điều khi n t n s ể ầ ố

sơ cấp, điều khi n t n s th cể ầ ố ứ ấp và điều khi n t n s c p 3: ể ầ ố ấ

1 Điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp là quá trình điều khi n t c th i t n s h ể ứ ờ ầ ố ệ thống điện được th c hi n t ng b i s lư ng l n các t ự ệ ự độ ở ố ợ ớ ổ máy phát điện có trang b h ị ệthống điề ốu t c;

2 Điều khi n t n s th c p là quá trình điềể ầ ố ứ ấ u khi n ti p theo cể ế ủa điều khiển

t n s ầ ố sơ cấp được thực hiện thông qua tác động của hệ thống AGC nhằm đưa tần

s v d i làm vi c lâu dài cho phép; ố ề ả ệ

3 Điều khi n t n s c p 3 ể ầ ố ấ là quá trình điều khi n ti p theo cể ế ủa điều khi n t n ể ầ

s ốthứ ấp đượ c c thực hiện b ng lằ ệnh điều độ để đưa tầ n s h thố ệ ống điện v n hành ậ

ổn định theo quy định hiện hành và đảm b o phân b kinh t công su t phát các t ả ổ ế ấ ổmáy phát điệ ”n

Trước đây, quy định v các cề ấp độ điều khi n t n s ể ầ ố được quy định trong Thông tư 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 c a B ủ ộ Công thương quy định h ệthống điện truy n t i, theo ề ả đó, bao gồm 2 c p chính ấ như sau:

 Điều ch nh t n s ỉ ầ ố sơ cấp là quá trình điều ch nh t c th i t n s h th ng ỉ ứ ờ ầ ố ệ ốđiện được th c hi n b i s lư ng l n các t ự ệ ở ố ợ ớ ổ máy phát điện có trang b h ị ệthống điề ốu t c

8 Văn bản hợp nhất của Thông tư số 40/2014/TT BCT của Bộ Công Thương quy định quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia và Thông tư số 31/2019/TT BCT của Bộ Công Thương sửa đổi, bổ sung một số điều - của Thông tư số 40/2014/TT-BCT.

-20

 Điều ch nh t n s th cỉ ầ ố ứ ấp là quá trình điều ch nh ti p theo cỉ ế ủa điều ch nh ỉ

t n s ầ ố sơ cấp được th c hiự ện thông qua tác động c a h thủ ệ ống AGC đố ới v i

m t s t ộ ố ổ máy phát điện được quy định c ụthể trong h ệthống điện ho c h ặ ệ

thống sa th ph t i theo t n s ải ụ ả ầ ốhoặc lệnh điều độ

Quá trình điều ch nh t n s th cỉ ầ ố ứ ấp được quy định c th ụ ể hơn trong Thông tư 40/2014/TT-BCT ngày 05/11/2014 c a B ủ ộ Công thương quy định quy trình điều

độ ệ ống điệ H th n Qu c gia, ố theo đó chia thành 3 c p nh ấ ỏ hơn như sau:

 Điều khi n t n s c p Iể ầ ố ấ : là đáp ứng c a h th ng AGC nh m duy trì t n s ủ ệ ố ằ ầ ố

định m c 50 Hz v i d i dao đ ng cho phép ±0,2 Hz ứ ớ ả ộ

 Điều khi n t n s cể ầ ố ấp II là điều ch nh t ng hoỉ ự độ ặc điều ch nh b ng tay các ỉ ằ

t ổ máy phát điện nhằm đưa tần s n m ngoài kho ng 50 ± 0,5 Hz v giố ằ ả ề ới

h n trong kho ng 50 ± 0,5 Hz ạ ả

 Điều khi n t n s cể ầ ố ấp III là điều ch nh b ng s can thi p b i lỉ ằ ự ệ ở ệnh điều độ

để đưa tần s h thố ệ ống điện v n hành ậ ổn định theo quy định hi n hành và ệ

đảm b o phân b kinh t công su t phát các t máy phát ả ổ ế ấ ổ

Quy định cũ ngoài vi c không theo thông l và nguyên t c chung v ệ ệ ắ ề điều khi n t n s trên th gi i, mà còn b c l h n chể ầ ố ế ớ ộ ộ ạ ế, đó là ngo i tr m t s nhà máy ạ ừ ộ ốđược cấp Điều độ Qu c gia ố chỉ định điều t n th c p c p I ầ ứ ấ ấ (như Hòa Bình, Sơn La hay các nhà máy tham gia AGC), t t c các nhà máy còn l i ấ ả ạ khi đang vận hành đều phải tham gia điều tần sơ cấp và điều t n th c p c p ầ ứ ấ ấ II Như vậy, các nhà máy này

phải đáp ứng hai lần đố ớ ầi v i t n s , khi t n s ố ầ ố vượt qua ngưỡng Deadband của h ệthống điề ốu t c và khi t n s ầ ố vượt qua ngưỡng 0,5 Hz Yêu c u này ầ đang gây nhi u ềkhó khăn, vướng m c cho các nhà máy trong viắ ệc cài đặt, chỉnh định h thống điều ệ

t c, nhi u nố ề hà máy thường nh m l n gi a hai khái niầ ẫ ữ ệm trên và có xu hướng t ự

g p các yêu c u lộ ầ ại, đặt Deadband điề ốc ởu t ±0,5 , gây sai l ch v yêu cHz ệ ề ầu đáp

việc triển khai thực tế ẫn còn đang trong quá trình hoàn thiệ v n

1.3.3.2 Quy định v ề nghĩa vụ của các nhà máy điện trong công tác điều khi n ể

tầ n số

D a trên các cự ấp độ điều chỉnh t n s ầ ố đã được quy định như trên, nghĩa vụ đáp

ứng t n s cầ ố ủa các nhà máy điện truy n th ng (thề ố ủy điện, nhiệt điện) và các nhà máy điện năng lượng tái tạo (điện gió, điện m t trặ ời) đã được quy định c th t i ụ ể ạ

21

Văn bản h p nh t s 24/VBHN-ợ ấ ố BCT 9 c a B ủ ộ công thương ký ngày 02/12/2019

v ề Quy định h ệthống điện truy n tề ải và Văn bản h p nh t s 21/VBHN-BCT cợ ấ ố ủa

B ộ công thương ký ngày 02/12/2019 về Quy định quy trình điều độ ệ h thống điện Quốc gia Các n i dung c th ộ ụ ể như sau:

Đố ới nhà máy điệi v n truy n th ng (thề ố ủy điện, nhiệt điện)

 Các quy định v ề tham gia điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp và yêu cầu đối v i h ớ ệthống điề ốu t c:

 “ ổT máy phát điện của nhà máy điện ph i có kh ả ả năng tham gia vào việc điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp khi t n s l ch ra kh i d i ch t c a h th ng ầ ố ệ ỏ ả ế ủ ệ ốđiề ốc và đáp ứu t ng toàn b công suộ ất điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp c a t ủ ổmáy trong 15 giây và duy trì công su t này t i thi u 15 giây Công suấ ố ể ất điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp c a t ủ ổ máy được tính toán theo độ ệ l ch t n s ầ ố

thự ếc t và các thông s ố cài đặt do Đơn vị ậ v n hành h ống điệệth n và th ịtrường điện yêu c u.” ầ 10

 “ ổ máy phát điệT n của nhà máy điện khi đang vận hành ph i tham gia ảvào việc điều ch nh t n s ỉ ầ ố sơ cấp trong h ệthống điện quốc gia.”11

 “ ệ ống điề ốH th u t c c a t ủ ổ máy phát điện ph i có kh ả ả năng chỉnh định giá tr h s ị ệ ố tĩnh của đặc tính điều ch nh nh ỉ ỏ hơn hoặc b ng 5 % Giá tr ằ ịcài đặ ủt c a h s ệ ố tĩnh của đặc tính điều chỉnh do Đơn vị ậ v n hành h ệthống điện và th trưị ờng điện tính toán và xác định.” 12

 “ ừTr các t ổ máy phát điện đuôi hơi của nhà máy điện chu trình h n h p, ỗ ợgiá tr nh nh t có th ị ỏ ấ ể đặt được c a d i ch t h ủ ả ế ệthống điều t c c a các t ố ủ ổmáy phát điện ph i n m trong ph m vi ± 0,05 Hz Giá tr d i ch t h ả ằ ạ ị ả ế ệthống điề ố ủ ừu t c c a t ng t ổ máy phát điện s ẽ được Đơn vị ậ v n hành h ệthống điện và th trưị ờng điệ tính toán và xác định trong quá trình đấn u

9 Văn bả n h p nh t c ợ ấ ủa Thông tư số 25/2016/TT-BCT c a B Công Thương quy đị ủ ộ nh h thống điệ ệ n truy n ề

t i và ả Thông tư số 30/2019/TT-BCT c a B ủ ộ Công Thương sửa đổ i, b sung m t s ổ ộ ố điề u c ủa Thông tư số 25/2016/TT-BCT

10 Kho ản 3/Điều 38 Văn bả n h p nh t s 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 v ợ ấ ố ề Quy đị nh h ệ thống điện truy n t ề ải.

11 Kho ản 1/Điều 40 Văn bả n h p nh t s 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 v ợ ấ ố ề Quy đị nh h ệ thống điện truy n t ề ải.

12 Kho ản 3/Điều 40 Văn bả n h p nh t s 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 v ợ ấ ố ề Quy đị nh h ệ thống điện truy n t ề ải.

13 Kho ản 4/Điều 40 Văn bả n h p nh t s 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 v ợ ấ ố ề Quy đị nh h ệ thống điện truy n t ề ải.

22

m t ho c nhiộ ặ ều nhà máy điện tham gia điều khi n t n s ể ầ ố thứ ấp Căn c

c vào nhi m v ứ ệ ụ phân công điều khi n t n s ể ầ ốthứ ấ c p mà các nhà máy điện đưa các bộ ự động điề t u ch nh công su t, t n s vào làm vi c phù ỉ ấ ầ ố ệ

h p v i th c t Khi g n hợ ớ ự ế ầ ết lượng công su t d phòng cho viấ ự ệc điều khi n t n s ể ầ ốthứ ấp, các nhà máy điệ c n có nhi m v ệ ụ điều khi n t n s ể ầ ốthứ ấ c p ph i k p th i thông báo cho cả ị ờ ấp điều độ có quyền điều khi nể ”

14

 “ ổ máy phát điệT n cung c p d ch v ấ ị ụ điề ầu t n th c p ph i có kh ứ ấ ả ả năng

bắt đầu cung c p công suấ ất điề ầu t n trong vòng 20 giây k t khi nh n ể ừ ậđược tín hi u AGC t ệ ừ Đơn vị ậ v n hành h ệthống điện và th trường điện ị

và cung c p toàn b công suấ ộ ất điề ầu t n th cứ ấp đã đăng ký trong vòng

10 phút và duy trì m c công su t này t i thi u 15 phút ứ ấ ố ể ”15

Đố ới nhà máy điện năng lượi v ng tái t o (đi n ạ ệ gió, điện m t tr i) ặ ờ

Các nguồn điện năng lượng tái tạo được ưu tiên phát tối đa công suất theo kh ảnăng trong các chế độ bình thường c a h ủ ệthống điện Khi t n s h ầ ố ệthống tăng cao trên 50,5 Hz, các nguồn này s phẽ ải giảm công suất theo quy định như sau:

 “Khi t n s h ầ ố ệthống điệ ớn hơn 50,5 Hz, nhà máy điện gió, nhà máy điện l n

m t tr i có kh ặ ờ ả năng giảm công su t tác dấ ụng theo độ ốc tương đố ủa d i cđường đặc tuyến tĩnh (droop characteristics) trong dả ừ 2% đếi t n 10% Giá trị cài đặt độ ốc tương đố ủa đường đặ d i c c tuyến tĩnh do Cấp điều độ có quyền điều khiển tính toán và xác định.” 16

T ng k t lổ ế ại, các văn bản pháp lý hiện nay đã có những quy định r t rõ ràng, ấ

c ụthể và c p nh t v ậ ậ ề cơ cấu t ổchức điều khi n t n s trên h ể ầ ố ệthống điện Vi t Nam: ệ

 Sửa đổi mô hình t ổchức điều khi n tể ần số thành 3 cấp là điều khiển tầ ốn s

sơ cấp, điều khi n t n s th cể ầ ố ứ ấp, điều khi n t n s c p 3, phù h p v i ể ầ ố ấ ợ ớnguyên tắc điều khi n t n s chung trên th gi i ể ầ ố ế ớ

 B sung thêm các yêu c u c ổ ầ ụthể ề nghĩa vụ đáp ứng điề v u khi n tể ần số sơ

c p, th c p cấ ứ ấ ủa các nhà máy điện truy n th ngề ố , đặc bi t là ệ quy định v ềlượng công suất đáp ứng và các m c th i gian bố ờ ắt đầu đáp ứng/duy trì công suất đáp ứng khi nhà máy đáp ứng điều khi n t n s ể ầ ố sơ cấp hay tham gia

dịch vụ ph ụtrợ điề ầu t n th c p ứ ấ

 Đối v i các nguớ ồn điện năng lượng tái tạo, đã sửa đổi quy định v ề ngưỡng

đáp ứ ng tần số cao là 50,5 Hz so với quy định cũ là 51,0 Hz

23

 Đã có quy định v ề cơ chế thanh toán cho các nhà máy tham gia d ch v ph ị ụ ụtrợ điề ầ u t n th c p ứ ấ ở trong th ịtrường điện, tạo điều ki n khuyệ ến khích hơn các nhà máy tham gia điề ầu t n h th ng ệ ố

24

LÝ THUY T V Ế Ề ĐI U KHI N TẦ Ề Ể N S Ố VÀ CÁC V Ấ N

2.1 T ng quan v tổ ề ầ n số trong h ệ thống điện

2.1.1 Ý nghĩa củ điều khiể ần sốa n t

T n s là m t trong nh ng tiêu chu n k ầ ố ộ ữ ẩ ỹthuật quan tr ng nh t v ọ ấ ềchất lượng điện năng bên cạnh điện áp Vi c duy trì t n s ệ ầ ố ổn định quanh giá tr nh m c s ị đị ứ ẽđóng vai trò quan tr ng trong viọ ệc đảm b o các thi t b ả ế ị điện hoạt động bình thường, duy trì tr ng thái ạ ổn định lâu dài cho h ệthống điện Khi t n s vì m t nguyên nhân ầ ố ộnào đó bị ệ l ch ra kh i d i vỏ ả ận hành bình thường cho phép s gây ra ẽ ảnh hưởng xấu đến ch ế độ làm việc bình thường c a h ủ ệthống điện cũng như các thiế ịt b điện (ph ụ

t ải)

 Đối v i ớ nhà máy điện, h thệ ống điện

Việc duy trì tốc độ ổn định của các động cơ truyền động là đặc bi t quan tr ng ệ ọ

đố ới v i hi u su t chung c a các t ệ ấ ủ ổ máy phát điện, do hi u su t t ệ ấ ổ máy phụ thu c ộtrực ti p vào hi u suế ệ ất của các động cơ ớ l n trong h thốệ ng thi t b t dùng c a nhà ế ị ự ủmáy điện như hệ ố th ng c p nhiên li u, c p gió buấ ệ ấ ồng đốt, cấp nước lò hơi… [1]

T n s h ầ ố ệthống gi m th p ả ấ hay tăng cao độ t ng t có th dộ ể ẫn đến các bơm, động cơ quan tr ng trong các h ọ ệthống t dùng b ng ng ho c mự ị ừ ặ ất điều khi n, và có th d n ể ể ẫ

đến ng ng s c t máy do b o v n i bừ ự ố ổ ả ệ ộ ộ Điều này càng làm tr m tr ng ầ ọ hơn ứ m c

độ ấ m t cân b ng công su t trên h th ng và k t qu có th d n t i hiằ ấ ệ ố ế ả ể ẫ ớ ện tượng s p ụ

đổ ầ t n s khi m t lo t các t máy s b c t ra kh i h th ng ố ộ ạ ổ ẽ ị ắ ỏ ệ ố

Một vấn đề khác đó là các máy phát điện, máy biến áp đều có đường giới hạn làm việc V/f [2] T t c ấ ả các máy phát điện, máy bi n áp công nghiế ệp đều được thiết

k v n hành trong m t d i t l ế để ậ ộ ả ỉ ệnhỏ nhất giữa điện áp và t n s ầ ố(gọi là t l V/f) ỉ ệ

T l ỉ ệ V/f liên quan đến mật độ ừ thông trong lõi các máy điệ t n, nó t l v i tỉ ệ ớ ổn th t ấnhi t T l V/f quá cao s gây ra phát nóng, quá nhiệ ỉ ệ ẽ ệt cho lõi máy điện, làm giảm

hi u su t hoệ ấ ặc hư hỏng thiết bị

Hình 2.1 : Đườ ng gi i h ớ ạn điệ n áp t n s làm vi c cho các máy phát và máy bi n áp – ầ ố ệ ế

25

Ngoài ra, các máy phát điện – tua-bin còn c n ph i tránh làm viầ ả ệc ở vùng c ng ộhưởng cơ học, n u tế ốc độ quay c a tua-bin g n ch củ ở ầ ế độ ộng hưởng thì s x y ra ẽ ảrung động cơ họ ớc l n, có th phá h y tr c tua-bin Các nhà s n xu t máy phát ể ủ ụ ả ấ –tua-bin thường thi t k các vùng t n s cế ế ầ ố ộng hưởng c a máy cách xa vùng t n s ủ ầ ốhoạt động bình thường, vì v y vậ ấn đề này thường không ph i là mả ột m i quan tâm ố

l n tr khi t n s b l ch ra ngoài kho ng 5% (± 2,5 Hz) ớ ừ ầ ố ị ệ ả

 Đối v i các thi t b ớ ế ị điện (ph t i) ụ ả

T t c các thi t b ấ ả ế ị điệ đều đượn c thi t k làm vi c tế ế để ệ ối ưu, ổn định lâu dài ởquanh m t giá tr t n s nh m c, n u t n s (và c ộ ị ầ ố đị ứ ế ầ ố ả điện áp) l ch nhi u kh i giá ệ ề ỏ

trị đị nh mức đó thì thiết bị điện làm vi c kém ch t lư ng, thệ ấ ợ ậm chí có th dể ẫn đến

hư hỏ Đặng c bi t vệ ới các động cơ điện (đồng b ộ và không đồng b ), t n s thay ộ ầ ốđổi s dẽ ẫn đến tốc độ quay của động cơ thay đổi, ảnh hưởng tr c tiếp đến hi u suự ệ ất làm vi c cệ ủa các động cơ Tuy nhiên, các dây chuy n công nghiở ề ệp đòi hỏi độchính xác cao s s d ng các bi n t n hay b biẽ ử ụ ế ầ ộ ến đổ ầi t n s ố để điều khi n chính ểxác tốc độ động cơ trong dây chuyền, làm giảm đi ảnh hưởng v i nh ng ớ ữ thay đổi

nh cỏ ủa tầ ố ệ thốn s h ng

2.1.2 T ần số và cân b ng công su t h ằ ấ ệ thống

Điều ki n c n đ h thệ ầ ể ệ ống điệ ổn n đ nh, t n t i ch xác lị ồ ạ ế độ ập bình thường là

đảm b o s cân b ng công su t tác d ng và công su t ph n kháng c a h ả ự ằ ấ ụ ấ ả ủ ệthống tại

mọi thời điểm Tức là công su t phát c a nguấ ủ ồn điện ph i luôn ả cân bằng v i công ớsuất yêu c u c a ph t h ầ ủ ụ ải ệ thống điện [3] :

b ng cho toàn h ằ ệthống điện trên cơ sở đả m b o cân b ng cho t ng nút ho c khu ả ằ ừ ặ

26

thống Công su t tác dấ ụng được coi là cân b ng n u t n s trong ph m vi cho phép, ằ ế ầ ố ạ

n u thế ấp hơn giá trị cho phép t i thi u t c là h ố ể ứ ệthống đang thiếu công su t, và cao ấ

hơn giá tr cho phép tị ối đa tức là h th ng th a công su t ệ ố ừ ấ Độ ệ l ch t n s c a m t ầ ố ủ ộ

h ệthống điện so v i giá tr ớ ị danh định là ph n ánh c a s không cân b ng gi a các ả ủ ự ằ ữngu n cung c p (các máy phát) và ph t i, th hiồ ấ ụ ả ể ện qua hình dưới [4]

Hình 2.2: T n s v s cân b ng công su t ngu n t ầ ố ới ự ằ ấ ồ – ải.

Cân b ng công suằ ất cơ điện trên tr c cụ ủa các máy phát điện là các điểm cân

b ng quan tr ng, do tính ch t này nên viằ ọ ấ ệc điều ch nh cân b ng công ỉ ằ suất tác d ng ụđược th c hi n các t máy phát [3] Khi có s mự ệ ở ổ ự ất cân b ng gi a các mô-ằ ữ men

xo n ắ tác động lên rô-to c a máy phát s gây ra gia t c ho c gi m t c c a rô-ủ ẽ ố ặ ả ố ủ to, phương trình chuyển động (swing equation) như sau [1] [5]:

Trong đó:

 : là mô-men quán tính kết hợ ủa khốp c i máy phát –tua-bin (kg.m2);

: là v n tậ ốc góc cơ học của rô-to (rad/s);

: là mô-men cơ (N.m);

: là mô-men điệ ừn t (N.m)

Phương trình (2.2) có th ể được bi u di n qua h ng s quán tính - ể ễ ằ ố  được xác định như động năng của kh i máy phát ố –tua-bin ở ố t c đ nh m c ộ đị ứ  chia cho công suất biểu kiến cơ sở  H ng s quán tính ằ ố  tính như sau:

v ị tương đối như sau:

    (2.5) Trong đó:

  

  

   Với:  là tố ộc đ góc điện của rô to (rad/s), - là tố ộc đ góc điện định m c, ứ  là

s c p cố ặ ực của máy phát điện

Biểu diễn phương trình chuyển động trên qua t n sầ ố, ta được quá trình động

học của m t máy phát ộ –tua-bin riêng l ẻ được viết như sau [6]:

   

   

(2.6 )

Trong đó:  là t n s cầ ố ủa máy phát điện ,   là t n s nh m c, ầ ố đị ứ  là công suất

cơ của máy phát tua-bin , –   là công suất điện c a máy phát ủ –tua-bin 

T pừ hương trình (2.6) có th bi u di n quan h giể ể ễ ệ ữa ầt n s h ố ệ thống với độ ất mcân b ng công su t h ằ ấ ệ thống dướ ạng đơn giải d n nh t b qua s ấ ỏ ự thay đổ ủ ải i c a ttheo tầ ốn s theo phương trình như sau [7]:



T t c ấ ả các phương trình trên đều cho th y m i quan h gi a tấ ố ệ ữ ốc độ quay của các máy phát điện đồng b v i s m t cân b ng mô-ộ ớ ự ấ ằ men tác động lên tr c máy ụphát, hay cũng chính là mối quan h gi a s biệ ữ ự ến đổ ủ ầi c a t n s v i mố ớ ức độ ấ m t cân b ng công su t trên h ằ ấ ệthống Khi công su t ngu n lấ ồ ớn hơn công suất ụ ảph t i, hay mô-men cơ của tua-bin lớn hơn mo men điệ- n c a máy phát, thì t n s h ủ ầ ố ệthống

s ẽ tăng và máy phát – tua-bin s b ẽ ị tăng tố Ngượ ại,c c l khi công su t ngu n nh ấ ồ ỏhơn công suất ph t i, hay mô-ụ ả men cơ của tua-bin nh ỏ hơn mo men điệ- n c a máy ủphát, thì t n s h ầ ố ệ thống s gi m và máy phát ẽ ả –tua-bin s b gi m t c T ẽ ị ả ố ừ đó có thể ế k t luận, điều khi n t n s ể ầ ố chính là điều khi n s cân b ng công su t trên h ể ự ằ ấ ệthống đi nệ , để ữ ầ gi t n s h th ng ố ệ ố ổn định trong d i vả ận hành bình thường thì c n ầ

2.2.1.1 T ng quan v quán tính h ổ ề ệ thố ng đi ện

Khái niệm v ề quán tính h ố ệth ng đi ện và các công th c tính ứ

Quán tính h ệthống điện được định nghĩa là khả năng của m t h ộ ệ thống điện chống l i s ạ ự thay đổ ầi t n s h th ng nh s phố ệ ố ờ ự ản kháng được cung c p bấ ởi động năng của các kh i quay trong mỗi máy phát điệ –ố n tua-bin [6], [8] Mức độ quán tính c a m t h ủ ộ ệthống b t kì thở ấ ời điểm nào đều ph ụthuộc vào lượng động năng được tích tr trong các kh i quay c a ữ ố ủ các máy điện đồng b ộ đang kế ốt n i vào h ệthống, bao g m các loồ ại máy phát điện cũng như tả ộng cơ đồi đ ng b ộ

H ng s quán tính c a mằ ố  ủ ột máy điện đơn lẻ được xác định như công thức (2.3), đơn vị là giây (s), có th ể được hi u là thể ời gian để năng lượng (động năng) tích tr trong các kh i quay c a m t tua-bin ữ ố ủ ộ – máy phát điện có th cung c p cho ể ấ

một tải bằng v i công suớ ất biểu kiến định mức ủa tuac -bin máy phát –

H ng s quán tính ằ ố  c a mủ ộ ệ ống điệt h th n có th ể được tính t các công ừsuất biểu kiến định m c và hứ ằng s quán tính cố ủa từng tua-bin máy phát: –

 là công suất biểu kiến định mức của máy phát ;

là hằng s quán tính cố ủa khối tua-bin máy phát –  Các động cơ kế ối đồt n ng b v i h thộ ớ ệ ống cũng đóng góp quán tính cho hệ ố th ng

và có th ể được tính theo cách tương tự như các động cơ

Ta có m t cách khác thu n tiộ ậ ện hơn để ể bi u di n quán tính c a m t h ễ ủ ộ ệthống điệ , đó là tính lượng động năng đượn c tích tr trong toàn b các kh i quay c a h ữ ộ ố ủ ệthống (đơn vị MWs) Công thức tính đó được viết như sau:

      

Các yếu t ố ảnh hưởng đến quán tính h thệ ống

T khái ni m và các công th c tính toán trên, ta thừ ệ ứ ấy đượ độ ớc l n quán tính

c a h ủ ệthống điện ph ụthuộc tr c ti p vào s ự ế ố lượng, kích c và h ng s quán tính ỡ ằ ốriêng của các máy phát điện và tải động cơ đồng b đang vận hành trong h ộ ệthống, hay nói cách khác là ph ụ thuộc vào độ ớ l n ph t i c a h ụ ả ủ ệ thống (ch ế độ cao điểm/thấp điểm) và cơ cấ huy độu ng nguồn điện

29

Tuy nhiên, việc thống kê các tả ộng cơ trong vậi đ n hành cùng các thông tin c ụthểcủa chúng là khá khó khăn và không khả thi đối với người điều hành h ệthống điện

Do đó, thành phần quán tính c a tủ ải động cơ thường được tính g p vào thành ph n ộ ầ

h ng s ằ ố đáp ứng của tải (load damping)

Đố ới v i các nguồn điện đồng b , h ng s quán tính là m t thông s ộ ằ ố ộ ố đặc trưng cho t ng t máy phát, ph ừ ổ ụthuộc vào thi t k êng c a tua-bin máy phát, ít ph ế ế ri ủ – ụthuộc vào gam công suất của tổ máy cũng như loại hình nguồn điện

Đối v i các ngu n ớ ồ điện không đồng bộ, như các nguồn điện gió, điện m t trặ ời…đấu

nối vào hệ thống qua thiết bị ến đổ bi i công su t ấ (power converter), công suất điện đầu ra c a các ngu n này có th ủ ồ ể thay đổ ứi t c thời và không liên quan đến t n s h ầ ố ệthống Do đó, các nguồn này không cung c p mấ ột đáp ứng quán tính t nhiên và ựkhông đóng góp vào quán tính hệ ố th ng

Bảng dưới đây cho biết d i h ng s ả ằ ố quán tính đặc trưng của các lo i hình nguạ ồn trên h thệ ống điện Vi t Nam, xét các nhà máy công su t đệ ấ ặt trên 30 MW

B ng 2.1: D i h ng s ả ả ằ ố quán tính, đóng góp đáp ứ ng quán tính c a các lo i hình ngu n ủ ạ ồ

đặc trưng trong hệ ố th ng điệ n Vi t Nam ệ

Loại hình ngu n ồ

Dải công suất toàn

phầ n đ ịnh

m c (MVA) ứ

Dả i hằng s ố

quán tính H (s)

Dả i đáp ứng quán tính H*MVAbase (MW.s) Thủy điện 18 - 444 1.6 6.5 – 29 - 2004 Nhiệt điện than tua-bin

 Cơ cấu huy động ngu n, trong ch ồ ế độ mà huy động cao các nguồn điện

m t trặ ời, điện gió thì quán tính h ệthống s giẽ ảm

30

2.2.1.2 Đáp ứng quán tính vớ i tần số ệ thống h

Như trình bày ở ụ m c 2.1.2, m i s ọ ự thay đổi công su t phía tiêu th hay phía ấ ở ụnguồn phát đều có ảnh hưởng t c th i và liên t c lên t n s h ứ ờ ụ ầ ố ệthống V i nh ng ớ ữthay đổi nh công su t thì ch ỏ ấ ỉ được quan sát thấy dướ ại d ng nh ng nhiữ ễu động t n ầ

s ố không đáng kể Tuy nhiên, khi có s m t cân b ng công su t l n x y ra trong ự ấ ằ ấ ớ ả

h ệthống, t n s s ầ ố ẽcó sự thay đổi lệch xa ra khỏi ngưỡng bình thường N u x y ra ế ả

một sự thiếu hụt lớn đột ngột công suất nguồn (ví d mụ ột tổ máy b trip s cị ự ố), thì lượng công su t thi u hấ ế ụt đó sẽ được phân ph i t i t t c các kh i quay k t nố ớ ấ ả ố ế ối

đồng b ộ Khi động năng được gi i phóng, tả ốc độ ủ c a các rô-to s giẽ ảm và do đó

t n s gi m Tầ ố ả ốc độ và mức độ ụ s t gi m t n s ph ả ầ ố ụ thuộc vào mức độ thi u h t ế ụcông suất và quán tính c a hủ ệ ống trướ th c đó

Đáp ứng quán tính chính là quá trình x y ra t c th i sau khi mả ứ ờ ất cân b ng công ằsuất trên h th ng, ệ ố động năng tích trữ trong các kh i máy phát tua-bin ng b ố – đồ ộđượ ự độc t ng chuyển hóa thành điện năng cấp cho t i, cùng vả ới đó là khối máy phát –tua-bin quay chậm lại và t n s h ầ ố ệthống s t gi m d n ụ ả ầ cho đến khi h thống ệđược bù đắp thêm các ngu n d phòng ồ ự

Tài liệu [6] có mô t v di n biả ề ễ ến quá trình đáp ứng quán tính v i t n s h ớ ầ ố ệthống t lúc bắt đầu x y ra s c trip t ừ ả ự ố ổ máy phát 1000 MW đến khi t n s ầ ố ổn định

ở ch xác l p sau s c , cùng vế độ ậ ự ố ới đáp ứng c a t i ph thu c theo t n s và ủ ả ụ ộ ầ ố đáp

ứng c a ngu n d phòng ủ ồ ự điề ầu t n (FCR Frequency containment reserves)– , như

biểu đồ Hình 2.3 Diễn biến quá trình đáp ứng quán tính như sau:

 Lượng công su t s c ấ ự ố 1000 MW được thay th b i đáp ng quán tính t c ế ở ứ ứ

 Khi đạt được s cân b ng công suự ằ ất cơ – điện m i, t n s ớ ầ ố ổn định không thay đổ Ở ạng thái này đáp ứi tr ng quán tính b ng 0 ằ

31

Hình 2.3: Di n bi ế ến quá trình đáp ứ ng quán tính v i t n s h ớ ầ ố ệ thố ng

sau khi s c 1000 MW ngu n phát ự ố ồ

Đáp ứng quán tính có một đóng góp quan trọng đến độ ổn định c a h th ng ủ ệ ốtrong giai đoạn ban đầu sau khi x y ra s c trip t máy, nó quyả ự ố ổ ết định đế ốc độn tthay đổ ầi t n s ố ban đầu c a h th ng (RoCoF Rate of Change of Frequency) và ủ ệ ố –điểm t n s gi m th p nhầ ố ả ấ ất [6] [8] Khi quán tính h ệthống càng th p, RoCoF càng ấcao và điểm t n s th p nh t càng gi m sâu so v i giá tr nh m cầ ố ấ ấ ả ớ ị đị ứ Trong trường

h p RoCoF quá cao t c t n s s t gi m quá nhanh, có th ợ – ứ ầ ố ụ ả ể không đủ thời gian cho các đáp ứng t n s khác tri n khai k p thầ ố ể ị ời để khôi ph c t n s ụ ầ ố lên trên ngưỡng

đặ ủt c a các m ch sa th i ph t i t n s ạ ả ụ ả ầ ốthấp (49,0 Hz v i h ớ ệthống điện Vi t Nam) ệẢnh hưởng của độ l n quán tính h ớ ệthống (GW s) thời điểm trước s c mự ố ất nguồn

đố ới v i di n bi n s t gi m t n s h th ng ễ ế ụ ả ầ ố ệ ố như Hình 2.4 dưới đây

Hình 2.4 : Ảnh hưở ng c ủa độ ớ l n quán tính h ệ thống đố ới i v

di n bi n s t gi m t n s sau s c m t ngu n ễ ế ụ ả ầ ố ự ố ấ ồ