Nghiên ứu và đề xuất giải pháp phát triển lưới điện thông minh trên mạng hạ áp dựa trên plc tại tổng ông ty điện lự thành phố hồ chí minh

Trang 1 H---HÌNH HỮU TRÍKNGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁPPHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN MẠNG HẠ ÁPDỰA TRÊN PLC TẠI TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰCTHÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHLUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THU

HÌNH HỮU TRÍ

NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP

PHÁT TRI Ể N LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TR ÊN M Ạ NG HẠ ÁP

D Ự A TR ÊN PLC T Ạ I TỔNG CÔNG TY ĐIỆN LỰC

LỜI CAM ĐOAN ………i

L I CỜ ẢM ƠN ………ii

M C L C Ụ Ụ ……….iii

DANH SÁCH CÁC CH VI T T T Ữ Ế Ắ ……… vi

DANH SÁCH CÁC B NG BI U Ả Ể ……… x

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ……… xi

MỞ ĐẦ ………U xiii Chương 1 – ỔT NG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN THÀNH PH H CHÍ MINHỐ Ồ …1 1.1 Sơ lượ ấc c u trúc h thệ ống lướ điệi n TP.H Chí Minhồ ……….1

1.1.1 Lưới điện truy n t i và phân phề ả ối ……… 1

1.1.2 Ph m vi qu n lý, vạ ả ận hành ……… 2

1.2 Lưới điện h áp c a TP.H Chí Minh ạ ủ ồ ……….……… 4

1.2.1 Th c tr ng ự ạ ……… 4

1.2.2 Mục đích ……… ……… 5

1.2.3 Nhu c n phát tri n trong qu n lý, vầ ể ả ận hành ……… 5

1.3 L trình xây d ng ộ ự lưới điện thông minh t i TP.H Chí Minh ạ ồ ……… 7

1.3.1 Cơ sở pháp lý ………7

1.3.2 M c tiêu c a vi c xây dụ ủ ệ ựng lưới điện thông minh ……… 8

1.3.3 Các chương trình chính ……… 10

1.3.4 L trình tri n khai các thành ph n Smart Grid cộ ể ầ ủa EVNHCMC … 10

1.4 K t lu n ế ậ chương……….19

Chương – LƯỚI ĐIỆ2 N THÔNG MINH (SMART GRID)……… 22

2.1 T ng quan v lổ ề ưới điện thông minh……… ……… 22

2.1.1 Đặc tính cơ ả ủa lưới điện thông minh ………b n c 24 2.1.2 Các y u tế ố cơ bản trong mô hình lưới điện thông minh ……… 25

2.2 Ki n trúc t ng th c a h th ngế ổ ể ủ ệ ố lưới điện thông minh……… 26

2.3 Các chức năng cơ bả ủ lưới điện c a n thông minh……… 30

2.3.2 Chức năng truy n thông, thôn tinề ……… 32

2.4 Tình hình tri n khai ể lưới điện thông minh ……… 33

2.4.1 Tình hình tri n khai trên th giể ế ới ……… 33

2.4.2 Tình hình triển khai trong nước ……… 35

2.4.3 Tình hình tri n khai t i TP.H Chí Minhể ạ ồ ……… 37

2.5 Lưới điện thông minh d a trên công ngh tuy n thông trên dây tự ệ ề ải điện (PLC) ……… ……… 38

2.6 M t s gi i pháp tri n khaiộ ố ả ể thí điểm vềlưới điện thông minh t i T ngạ ổ công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minhồ ………… ……… 47

2.6.1 Giải pháp đọ ự động đo đếm đầc t u ngu n ồ ……… 47

2.6.2 Giải pháp đo đếm ranh gi i n i bớ ộ ộ ……….47

2.6.3 Giải pháp đọ ự độc t ng từxa đố ới v i các khách hàng s dử ụng công tơ điệ ử ……… ……… n t 48 2.6.4 Gi i pháp th nghi m h thả ử ệ ệ ống công tơ điệ ử thông minh, đo ghi từn t xa của Công ty Shenzhen Clou (phía đối tác Trung Quốc) …………48

2.6.5 Chương trình c t xa b ng công nghđọ ừ ằ ệ CDMA 450MHz …………50

2.6.6 Chương trình c t xa b ng công ngh RF+Pre-đọ ừ ằ ệ Payment ……… 50

2.6.7 Chương trình điều khi n tể ải ………51

2.6.8 Chương trình c t xa bđọ ừ ằng đường truyền cáp quang ……… 51

2.7 K t lu n ế ậ chương……….52

Chương 3 – ĐỀ XU T GI I PHÁP PHÁT TRI NẤ Ả Ể LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH TRÊN M NG H ÁP D A TRÊN PLCẠ Ạ Ự ………54

3.1 Cơ sở đề ấxu t nghiên cứu và đề ấ ……… xu t 54 3.2 Công ngh truy ệ ề n thông trên đườ ng dây t ả i điệ n- PLC (Power Line Communication) ……… 55 3.3 M t s h n ch và bi n pháp kh c ph c trong vi c truy n thông tinộ ố ạ ế ệ ắ ụ ệ ề

3.5 Đềxu t gi i pháp triấ ả ển khai lưới điện thông minh d a trên PLC trênự

m ng ạ điện h áp t i Tạ ạ ổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh ……… 80

3.6 K t lu n ế ậ ……… ………82

Chương – Ế4 K T LU N VÀ KI N NGHẬ Ế Ị ……… 84

4.1 K t lu n ế ậ ……… 84

4.2 Ki n nghế ị ………87

TÀI LI U THAM KH OỆ Ả ……… 89

EVN Tập đoàn Điệ ựn l c Vi t Nam.ệ

EVNHCMC Tổng công ty Điệ ựn l c Thành ph H Chí Minh.ố ồ TP.HCM Thành ph H Chí Minh.ố ồ

AM/FMS Automated Mapping Facilities Management

H th ng qu n lý tài s n.ệ ố ả ảAMI Advanced Metering Infrastructure

Cơ sở ạ ầng đo đếh t m tiên ti n.ếAMR Automatic Meter Reading

H thệ ống đọ ự độc t ng ch sỉ ố điện k ếBEMS Building Energy Management System

H th ng quệ ố ản lý năng lượng các cao c.ốCIM Common Information Model

Mô hình thông tin dùng chung

CMIS Customer Management Information System

H th ng qu n lý thông tin khách hàng.ệ ố ảCRM Customer Relationship Management

Qu n lý quan h khách hàng.ả ệ

DA Distribution Automation

Tự động lưới phân ph i.ốDMS Distribution Management System

H th ng qu n lý ệ ố ả lưới phân ph i.ốDSM Demand Site Management

Qu n lý nhu c u ph t i.ả ầ ụ ảEVs Electric Vehicles

Xe điện

FEMS Factory Energy Management System

HEMS Home Energy Management System.

H th ng quệ ố ản lý năng lượng của căn hộ

Thi t b c m tay.ế ị ầMDMS Metering Data Management System

H th ng qu n lý dệ ố ả ữ liêu đo đếm

OMS Outage Management System

H th ng qu n lý thông tin mệ ố ả ất điện

RES Renewable Energy System

H th ng các nguệ ố ồn năng lượng tái t o.ạ

SA Substation Automation

Tự động hóa tr m.ạSCADA Supervisor Control and Data Acquisition

H thệ ống điều khi n giám sát và thu th p d li u.ể ậ ữ ệ

T n s vô tuy n.ầ ố ếRTU Remote Terminal Unit

L p l i yêu c u tặ ạ ầ ự động

Thích ng.ứBLE Battery Life Extension

Mũ quay trở ạl i.

Trạm cơ sở.BSN Beacon Sequence Number

Chu i s ỗ ốCAP Channel Access Priority

Luồng vào ưu tiên

CRC Cyclic Redundancy Check

Ki m tra sể ự dư thừa theo chu k ỳCSMA-CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

Đa truy nhập sóng mang tránh va ch m.ạCSMA-CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Đa truy nhập sóng mang phát hi n va ch m.ệ ạCOSEM Companion Specification for Energy Metering

Máy đo năng lượng k thuỹ ật đồng b ộCFS Carrier Frequency System

H th ng t n s sóng mang.ệ ố ầ ố

DSN Data Sequence Number

FCS Frame Check Sequence

FFD Full Function Device

GTS Guaranteed Time Slot

ISF Interframe Space

ISMA Inhibit Sense Multiple Access

LIFS Long Interframe Space

LLC Logical Link Control

LQI Link Quality Indication

MCPS-SAP MAC Common Part Sublayer Service Access Point.

MLME MAC Sublayer Management Entity

MLME-SAP MAC Sublayer Management Entity Service Access Point.MPDU MAC Protocol Data Unit

MSDU MAC Service Data Unit

OSI Open Systems Interconnection

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

PAN Personal Area Network

PAN ID PAN Identifier

PCS Physical Carrier Sense

PLC Power Line Communication

PHY Physical Layer

PIB PAN Information Base

POS Personal Operating Space

QoS Quality of Service

RSC Ripple Carrier Signalling

RFD Reduced-Function Device

SNR Sygnal-to-№ise-Ratio

™R Tone Map Response

TDMA Time Division Multiple Access

Đa truy nhập phân b theo th i gian.ố ờ

B ng 3.1: ả Băng tầ ử ụn s d ng cho PLC theo tiêu ch n Châu Âuẩ ……… 57

B ng 3.2: Nả ội dung các trường của gói tin ……… 70

B ng 3.3: C u hình IP cho các thi t bả ấ ế ị ……… 71

Hình 1.1: Sơ đồ ổt ng quát mô t m t h th ng mả ộ ệ ố ạng lưới điện ………3

Hình 1.2: Hi n tr ng k t n i SCADA và mệ ạ ế ố ức độ đáp ứng tự động hóa trạm ……15

Hình 1.3: T lỷ ệ các cơ cấu đo đếm ………16

Hình 1.4: Sơ đồ ế ốk t n i m ng MAN c a Tạ ủ ổng công ty Điệ ực TP.HCM …… n l 18 Hình 2.1: C u trúc t ng th cấ ổ ể ủa lưới điện thông minh ……… 25

Hình 2.2: Mô hình k t n i các thành ph n cế ố ầ ủa lưới điện thông minh ………27

Hình 2.3: C u trúc m t m ng truy nhấ ộ ạ ập PLC ………40

Hình 2.4: C u trúc mấ ạng PLC trong nhà ……… 41

Hình 2.5: M ng PLC s d ng tr m lạ ử ụ ạ ặp ……… 44

Hình 2.6: Thuê bao PLC k t n i tr c tiế ố ự ếp ……… 44

Hình 2.7: Thuê bao PLC k t n i gián tiế ố ếp thông qua PLC gateway ……… 45

Hình 2.8: Gaway trong m ng truy nhạ ập PLC ……… 45

Hình 2.9: Clustered Star topology ……… 46

Hình 2.10: Star topology ……… 46

Hình 2.11:Đọc d liữ ệu công tơ từxa b ng công ngh RF+Pre-ằ ệ Payment ……… 50

Hình 2.12:Điều khi n tể ải ……… 51

Hình 2.13:Đọc d liữ ệu công tơ điệ ừ n t xa bằng đường truyền cáp quang ………52

Hình 3.1: Truyền thông tin qua đường dây tải điện ……… 56

Hình 3.2: Mô hình PLC tri n khai tể ại Điệ ựn l c Pháp theo kiểu Cosem …………60

Hình 3.3: Sơ đồ ặ ằm t b ng k t n i thi t bế ố ế ị đo đếm t i tr m bi n áp Tạ ạ ế ừ Sơn 2 … 61

Hình 3.4: C u hìnhấ đo lường ……… 62

Hình 3.5: Truy n d liề ữ ệu theo đường lên ……… 64

Hình 3.6: Truy n d liề ữ ệu theo đường xu ngố ……….65

Hình 3.7: Quy trìnhđo thời gian truy n tề ải ………66

Hình 3.8: Quy trìnhđo thông lượng truy n tề ải lên ………67

Hình 3.9: Quy trìnhđo đường xuống ……… 68

Hình 3.12: Tr ng thái k t nạ ế ối “Concentrator” tới “MC” ……… 73Hình 3.13:Đồ ị ốc độ ữ ệth t d li u vs Th i gian c a m t vòng chờ ủ ộ ạy ……… 76Hình 3.14: Tốc độ ữ ệd li u trung bình m i vòng ch y vs S vòng chỗ ạ ố ạy …………77Hình 3.15: Tốc độ ữ ệd li u trung bình vs Thời gian trong ngày ………78Hình 3.16: Tốc độ ữ ệd li u trung bình và kho ng cách tả ừ “TD” tới “MC” vs Số

lượng “TD” –Chế độ ảt i xu ng riêng lố ẻ ………79Hình 3.17: Sơ đồ ặ ằm t b ng k t n i thi t bế ố ế ị đo đếm đến tr m biạ ến áp ………… 81Hình 3.19: Mô hìnhđo đếm và thu th p d li u t xa dùng PLC ậ ữ ệ ừ ……….82

M Ở ĐẦ U

Lưới điện thông minh (Smart Grid) là lưới điện truy n thề ống được hiện đạihóa trên n n t ng công ngh thông tin v i h th ng qu n lý và cách s d ng tiênề ả ệ ớ ệ ố ả ử ụ

ti n Nhế ờđó, giảm chi phí s n xu t truy n t i, nâng cao hi u su t s dả ấ ề ả ệ ấ ử ụng lưới điện

và khai thác các nguồn điện thay th , ti t ki mế ế ệ năng lượng và thân thi n v i môiệ ớtrường Ngành điện có th tr c ti p k t n i v i khách hàng m t cách ch t ch vàể ự ế ế ố ớ ộ ặ ẽcung c p cho khách hàng các thông tin th i gian th c chuyênấ ờ ự sâu hơn, điều mà cảngành công nghi p còn ệ đang thiếu

Đề tài “Nghiên cứu và đề xu t gi i pháp phát triấ ả ển lưới điện thông minh trên

m ng h áp d a trên PLC t i Tạ ạ ự ạ ổng công ty Điệ ựn l c thành ph Hố ồ Chí Minh” được

sựhướng d n khoa h c c a TS Phẫ ọ ủ ạm Văn Bình, em đã ti n hành nghiên c u, tìmế ứ

hi u m t s mô hình và k t qu triể ộ ố ế ả ển khai thí điểm thu th p d liậ ữ ệu đo lường t xaừ

b ng công ngh RF, PLC t i m t sằ ệ ạ ộ ốđơn vị trong, ngoài nước Báo cáo được chialàm 4 chương cụ ể như sau:th

- Chương 1 – ổT ng quan vềlưới điệ ạn t i thành ph H Chí Minh: n i dungố ồ ộchính của chương này là tìm hi uể sơ lược v hi n tr ng, công tác qu n lý, v n hànhề ệ ạ ả ậ

đố ới v i m ng h áp, mạ ạ ục đích, nhu cầu phát tri n trong công tác qu n lý, v n hànhể ả ậ

m ng h áp và l trình triạ ạ ộ ển khai lưới điện thông minh t i Tạ ổng công ty Điệ ựn l cTP.HCM

- Chương 2 – Lưới điện thông minh (Smart Grid): n i dung chính c aộ ủchương này làtrình bày m c tiêu, yêu c u, chụ ầ ức năng, nhiệm v cụ ủa lưới điện thôngminh; tìm hi u công ngh truy n thông tể ệ ề in trên đường dây tải điệ –n PLC (PowerLine Communication);

- Chương 3 – Đề xu t gi i pháp phát tri nấ ả ể lưới điện thông minh trên m ngạđiện h áp d a trên PLC: n i dung chính cạ ự ộ ủa chương này là trình bàyđề xu t gi iấ ảpháp ng d ng công nghứ ụ ệPLC đểthu th p vàậ đo đạ ừ xa đố ớc t i v i mạng điện h ápạ

c a TP.H Chí Minh.ủ ồ

- Chương 4 – ếK t lu n và ki n ngh : t nh ng n i dung tìm hi u, nghiên c uậ ế ị ừ ữ ộ ể ứ

k t qu triế ả ển khai thí điểm và k t h p v i hi n tr ngế ợ ớ ệ ạ lưới điện c a TP.H Chí Minhủ ồnhư nêu trên, em đ đềã xu t gi i pháp phát triấ ả ển lưới điện thông minh trên m ngạđiện h áp dạ ựa trên PLC để ứng d ng vào th c t cụ ự ế ủa lưới điện h áp t i TP.H Chíạ ạ ồMinh, các gi i pháp kh c ph c m t sả ắ ụ ộ ố nhược điểm c a công ngh PLC và khủ ệ ẳn địnhtính kh thi caoả Đồng thời đề xuất hướng phát tri n cể ủa đề tài đố ới v i vi c ngệ ứ

d ng công nghụ ệPLC để triển khai lưới điện thông minh cho các cấp điện trung áp

và cao áp

Lưới điện thông minh là một đềtài còn r t mấ ới đố ới v i Vi t Nam, trong ph mệ ạ

vi nghiên c u cứ ủa đềtài và khảnăng, kinh nghiệm c a b n thân mủ ả ặc dù đ ố ắã c g ng,

n l c hổ ự ết minh để ựth c hi n t t nh t nhi m vệ ố ấ ệ ụ được giao Tuy nhiên, không thểtránh kh i nh ng thi u sót, b n thân r t mong nhỏ ữ ế ả ấ ận đượ ự giúp đỡ, đóng góp ýc s

ki n quý báu t Quí Th y, Cô, b n bèế ừ ầ ạ đồng nghiệp để ảb n thân hoàn thiện hơn nữatrong quá trình h c t p, nghiên c u và công tác c a b n thân trong th i gian t i.ọ ậ ứ ủ ả ờ ớ

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.1 Sơ lược về hệ thống lưới điện tại TP.Hồ Chí Minh.

1.1.1 Lưới điện truyền tải và phân phối.

Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh (EVNHCMC)ồ là đơn vị ựtr c thu cộ

Tập đoàn Điệ ựn l c Việt Nam (EVN), được giao qu n lý h thả ệ ống lưới điện truy nề

t i cả ấp điện áp t 110kV tr xu ng và có nhi m v v n hành, cung cừ ở ố ệ ụ ậ ấp điệ ổn n

định, an toàn, liên t c cho khách hàng s dụ ử ụng điện trên địa bàn thành ph Ngoàiốnhi m v qu n lý v n hành h thệ ụ ả ậ ệ ống điện được Tập đoàn Điệ ựn l c Vi t Nam giao,ệ

v i b máy qu n lý gớ ộ ả ồm 16 Công ty Điệ ự và 07 đơn vịn l c thành viên khác tr cựthu c T ng công ty, T ng công ty có nhi m v cung cộ ổ ổ ệ ụ ấp điện cho trên 2 tri u kháchệhàng s dử ụng điện n m r ng kh p trên di n tích 2.095kmằ ộ ắ ệ 2, sản lượng điện hàng năm

c a thành phủ ốđạt trên 15 t kWh.ỷ

Để ạt o s chự ủ động cho các đơn vịphân phối điện năng, Tập đoàn Điệ ựn l c

Việt Nam đang phân cấp cho các đơn vị ựtr c thuộc trong đó có Tổng công tyĐiện

l c TP.H Chí Minh s ti p nh n và v n hành m t s tr m biự ồ ẽ ế ậ ậ ộ ố ạ ến áp, đường dây t iảđiện có cấp điện áp lên đến 220kV và 500kV trong th i gian t i.ờ ớ

R t nhiấ ều các nhà máy điện, đường dây truy n t i và phân phề ả ối đã tr nên giàở

c i sau 20-ỗ 30 năm vận hành vàđược thi t kế ế đểcung cấp điện trong nh ng thữ ời đạitrước Các công ty điệ ực thường có xu hướn l ng gi m thiả ểu đầu tư vào cơ sở ạ ầh t ngnày và rất khó khăn tìm ki m các nguế ồn đầu tư tin cậy để đảm b o s phát tri n h pả ự ể ợ

lý các cơ sở ạ ầh t ng này trong nh ng th p k ti p theo.ữ ậ ỷ ế

Các giải pháp đảm b o chả ất lượng điện năng đ được xác địã nh và d a trên dự ữ

li u thu nhệ ận đượ ừ ệ ốc t h th ng thì các công ty điệ ựn l c có thểđưa ra các giải pháp

h p lý hợ ơn cho các nguồn phát sóng hài và các ngu n gây ra vồ ấn đề ềv chất lượngđiện năng trên bình di n là các gi i pháp công nghi p Vệ ả ệ ới các nước đang phát triển

thì giảm đượ ổc t n th t phi k thu t trong v n hành h thấ ỹ ậ ậ ệ ống điện cũng là các m iốquan tâm hàng đầu, các t n th t phi k thu t bao g m: tr m cổ ấ ỹ ậ ồ ộ ắp điện, hư hỏng ho cặ

bất thường c a thi t bủ ế ị đo đếm làm phát sinh tranh ch p, chu k thu tiấ ỳ ền kéo dài,…

V i khớ ảnăng kế ố ựt n i tr c ti p v i thi t bế ớ ế ịvà trao đổ ữ ệi d li u v i các h th ngớ ệ ố

qu n lý sả ẽ đảm bảo cho các công ty điệ ực đạt đượn l c m c tiêu gi m t n th t nàyụ ả ổ ấ

với ước tính lên đến 30-40% t ng t n th t trong kinh doanh cổ ổ ấ ủa ngành Điện

Tổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh thông qua các Công ty Điệ ựn l c tr cựthuộc để ựth c hi n vi c phân ph i, cung cệ ệ ố ấp điện cho khách hàng Trong đó, ngànhđiện ch u trách nhi m qu n lý h thị ệ ả ệ ống lưới đ ệi n t cao áp (110kV), trung ápừ(15/22kV) và hạáp (220/380V) đến công tơ điện đặ ạt t i nhà khách hàng, phía saucông tơ điện thu c trách nhi m c a khách hàng s dộ ệ ủ ử ụng điện

H th ng mệ ố ạng điện hạ áp được tính t phía sau tr m hừ ạ ạ áp đến công tơ điện

c a khách hàng s dủ ử ụng điện do ngành điện quản lý, các đường dây và thi t b tiêuế ị

thụđiện phía sau công tơ điện là tài s n c a khách hàng M t s thành phả ủ ộ ố ần cơ bảnliên quan đến m ng h áp g m: dây dạ ạ ồ ẫn điện, tr m hạ ạáp, công tơ điện, các thi t bế ịđóng cắt điện, tụ bù điện áp

1.1.2 Phạm vi quản lý, vận hành.

Hi n nay, nguệ ồn điện đang cung cấp cho khách hàng s dử ụng trên địa bànthành ph Hố ồ Chí Minh được cung c p t các nhà máy thấ ừ ủy điện, nhiệt điện trong

cảnước thông qua h th ng truy n tệ ố ề ải điện Qu c gia 500kV B c Nam vố ắ – ềđến các

tr m bi n áp trung gian 220kV và 110kV t i thành ph T m i tr m bi n áp trungạ ế ạ ố ừ ỗ ạ ếgian 220kV và 110kV có tương ứng từ8 đến 15 l ra cộ ấp điện áp 15kV/22kV(tuy nếdây dẫn điện xu t tr m) cung cấ ạ ấp điện cho các tr m bi n áp h th (tr m h áp), tạ ế ạ ế ạ ạ ừcác tr m hạ ạáp đến công tơ điện (điện kế) được k n i b i nh ng tuyế ố ở ữ ến đường dâytheo k t c u 3 pha ho c 1 pha.ế ấ ặ

Hình 1.1: Sơ đồ ổ t ng quát mô t m t h th ả ộ ệ ống lưới điệ n

Theo s li u thố ệ ống kê đố ới v i mạng lưới điện phân ph i c a TP.H Chí Minhố ủ ồthì t ng s tr m bi n áp phân ph i trên 37.000 máy các loổ ố ạ ế ố ại tương đương vớ ổi t ngcông suất trên 8.500 MVA được k t n i vế ố ới lưới điện 22kV có t ng chiổ ều dài đườngdây dẫn điện là trên 164,5 km và lưới điện 15kV có t ng chi u dài trên 5.400 km.ổ ềRiêng đố ới đười v ng dây dẫn điện h áp có t ng chi u dài trên 10.500 km,ạ ổ ềtrong đó số đường dây h áp ng m vào kho ng 1.100 km và chiạ ầ ả ều dài đường dây hạ

áp kéo n i là kho ng 9.400 km T ng s tổ ả ổ ố ụ bù trên lướ ạ ếi h th vào kho ng trênả18.450 bộ tương đương dung lượng vào kho ng 471.560 kVAr Trong phả ạm vi đềtài này s chú tr ng nhi uẽ ọ ề hơn đố ới v i mạng điện hạáp, trong đó đề ậc p chi tiết đến

vi c truy n d li u, thông tin t sau tr m h áp vệ ề ữ ệ ừ ạ ạ ềđến công tơ điện đượ ắp đặ ạc l t t inhà khách hàng

1.2 Mạng điện hạ áp của TP.Hồ Chí Minh.

1.2.1 Thực trạng.

Mạng điện hạ áp (hay lưới điện hạ áp) được xây d ng theo k t c u 3 pha 4ự ế ấdây, ho c 1 pha 2 dây, trung tính nặ ối đất tr c ti p, cự ế ấp điện áp 220V/380V Lướiđiện h áp hiạ ện nay đang tồ ạn t i nhi u lo i dây d n khác nhau trên h thề ạ ẫ ệ ống lướiđiện như: cáp ngầm (ruột đồng ho c ru t nhôm), cáp b c, cáp v n xo n ABC, dâyặ ộ ọ ặ ắ

trần và dây lưỡng kim Khu v c thành ph , th xã ch y u dùng cáp b c, cáp v nự ố ị ủ ế ọ ặ

xo n ABC ho c cáp ng m h th ắ ặ ầ ạ ế

H th ng mệ ố ạng điện hạ áp được tính t phía sau tr m hừ ạ ạ áp đến công tơ điện

c a khách hàng s dủ ử ụng điện do ngành điện quản lý, các đường dây và thi t b tiêuế ị

thụ điện phía sau công tơ điện là tài s n c a khách hàng Các thành ph nả ủ ầ cơ bản liênquan đến m ng h áp g m: dây dạ ạ ồ ẫn điện, tr m hạ ạáp, công tơ điện, các thi t bế ịđóng

cắt điện, tụ bù điện áp,…

Thành ph H Chí Minh là m t trong nhố ồ ộ ững đô thị ớ ậl n t p trung sốlượng dân

cư với mật động rất đông H th ng l iệ ố ướ điệ ạn t i TP.Hồ Chí Minh được xây d ngự

r ng kh p 24 qu n, huy n n i và ngoộ ắ ậ ệ ộ ại thành, do đặc điểm địa lý và xã h i, các hộ ộgia đình s ng t p trung trong h u h t các qu n, huy n n i thành v i mố ậ ầ ế ở ậ ệ ộ ớ ật độkháchhàng t p trung m i khu vậ ở ỗ ực khác nhau, do đó việc đáp ứng nhu c u s dầ ử ụng điệnnăng của khách hàng cũng được b trí rố ất khác nhau, nhưng nhìn chungđều đảm

b o k t cả ế ấu cơ bản vềlưới điện và đặc biệt là lưới điện hạáp, điểm khác nhau n iổ

b t nh t là trong vi c qu n lý, ti p xúc, thu th p s liậ ấ ệ ả ế ậ ố ệu đo đếm c aủ ngành điệ đốn i

v i t ng lo i khách hàng cớ ừ ạ ũng khác nhau

V khách hàng s dề ử ụng điện cũng có đặc thù riêng, các v trí lị ắp đặt công tơđiện c a các khách hàng có tình ch t liên k nhau, chính vì sủ ấ ề ố lượng khách có nétđặc trưng nên thông thường các máy bi n áp h ápế ạ được đặt cách nhau không quá

xa, để đảm b o khả ảnăng cung ứng điện, thì kho ng cách t máy bi n hả ừ ế ạáp đến nhà

các vùng ngo i thành thành ph thì kho ng cách này có thạ ố ả ểxa hơn và đạt chi u dàiề

tối đa vào khoảng 3 km 5 km chi u dài.– ề

1.2.2 Mục đích.

Như đ đề ậ ởã c p trên, v i sớ ốlượng khách hàng là khá l n (trên 2 triớ ệu công tơđiện) và v i chiớ ều dài lưới điệ ộn r ng kh p (trên 10.500 km chiắ ều dài đường dây),nhưng với mục đích chính là phục v khách hàng s dụ ử ụng điện và đáp ứng yêu c uầ

v chề ất lượng cung cấp điện năng, cũng như tạ ựo s thu n l i trong vi c qu n lý thuậ ợ ệ ả

ti n tiêu thề ụ điện, thì chất lượng h t ng cạ ầ ủa ngành điện mà c th là chụ ể ất lượng c aủ

m ng hạ ạ áp được quan tâm nhi u nh t trong quá trình c i ti n, nâng c p.ề ấ ả ế ấ

Liên quan đến việc đo đếm, thu th p d li u ph c v công tác lậ ữ ệ ụ ụ ập hóa đơn thu

ti n tiêu thề ụđiện, thì hi n tệ ại trên 90% khách hàng được ghi ch s tiêu thỉ ố ụđiện vàthu tiền điện bằng phương pháp thủ công, vi c này m t r t nhi u công s c và th iệ ấ ấ ề ứ ờgian của ngành điện, khách hàng và xã hội Phương pháp mà ngành điện TP.H ChíồMinh đã vàđang áp dụng đó là hàng tháng ngành điện cửnhân viên ghi điện đến

tận nhà khách hàng để đọc tr c ti p ch s tiêu thự ế ỉ ố ụ điện c a khách hành trên cácủcông tơ điện, sau đó chuyển v trung tâm x lý d li u, ki m tra, rà soát và chuy nề ử ữ ệ ể ểsang b ph n in ộ ậ ấn hóa đơn tiền điện, tiếp sau đó nhân viên ngành điệ ạn l i mang hóađơn đ đượã c in ấn đế ừn t ng h tiêu thộ ụ điện đểthu ti n (tr c ti p ho c thu qua hề ự ế ặ ệ

th ng thu h ), vi c làm này mang tính th công và thi u tính chố ộ ệ ủ ế ủ động trong côngtác quản lý điều hành và chưa mang tính khoa học

1.2.3 Nhu cầu phát triển trong quản lý, vận hành.

V i h tớ ạ ầng cơ sở như hiệ ại đố ớn t i v i m ng h áp thì vi c kiạ ạ ệ ểm tra đo đạtcác s li u v n hành c a mố ệ ậ ủ ạng điệ ừ ạn t tr m hạáp đến công tơ điện c a t ng h tiêuủ ừ ộ

thụ điện cũng gặp nhiều khó khăn, chưa có giải pháp chuẩn đó, ngăn ngừa các s cự ốlưới điện có th x y ra b t cể ả ấ ứ lúc nào, ngành điện ch phát hi n mỉ ệ ất điện, gi m ch tả ấlượng điện lưới khi có s c x y ra c th trên tuyự ố ả ụ ể ến đường dây c thụ ể nào đó và

vi c kh c ph c s c cệ ắ ụ ự ố ũng trong thế ị độb ng

Như vậy, đố ới v i m ng h áp thì chạ ạ ất lượng cung cấp điện, thu th p thông tinậ

tr ng thái v n hành và trong vi c ghi nh n s liạ ậ ệ ậ ố ệu đo đếm, tính toán số lượng tiêu

thụ điện c a khách hàng là m t vi c củ ộ ệ ần được quan tâm và c i ti n v i các gi i phápả ế ớ ảnhư đo đếm từ xa, trao đổi thông tin qua m ng truy n thông công cạ ề ộng,… Nhận

thức được điều này, ngành điện nói chung và Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H ChíồMinh nói riêng đã nghiên c u và tri n khai m t s gi i pháp vứ ể ộ ố ả ề lưới điện thôngminh thông qua vi c xây d ng và tri n khai tệ ự ể ừng giai đoạn c a l trìh xây dủ ộ ựng lướiđiện thông minh t i TP.H Chí Minh nh m mạ ồ ằ ục đích nâng cao chất lượng ph c vụ ụkhách hàng s dử ụng điện và tăng cường khả năng quản lý khoa h c và hiọ ện đại đối

v i mớ ạng điện h áp mìnhạ đang quan lý

Cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t và nh t là lớ ự ể ủ ọ ỹ ậ ấ ĩnh vực thông tin,truy n thông thì viề ệc đáp ứng nhu c u trong qu n lý và cung cầ ả ấp điện đ đặã t ra chocác đơn vịqu n lý Nhà nả ước và ngành điện m t thách th c mộ ứ ới đó là nâng cao khảnăng quản lý theo h ng ti n ti n hiướ ế ế ện đạ ự đội, t ng hóa, tin học hóa nhưng kèmtheo yêu c u t n dầ ậ ụng các cơ sở ạ ầh t ng s n có cẳ ủa ngành điện để khai thác m tộcách hi u qu ngu n l c s n cóệ ả ồ ự ẳ

M t trong nh ng thách thộ ữ ức đó chính là sử ụng đồd ng bộđường dây dẫn điện

để ải điệt n và chuy n t i thông tin qu n lý v nể ả ả ậ hành như thu thập s li u h th ngố ệ ệ ốlưới điện, đo đếm từxa đố ới v i khách hàng tiêu thụ điện và m t yêu c u khác tộ ầ ừphía khách hàng đó là tham gia vào việc trao đổi thông tin hai chi u giề ữa đơn vị bánđiện và người mua điện m t cách minh b ch, h p lý và thộ ạ ợ ỏa đáng từnhu c u và l iầ ợích của các bên tham gia vào thi trường mua bán điện

Khách hàng không nh ng ngày càng tiêu th nhiữ ụ ều điện hơn và công suất đỉnhtăng hàng năm (ở Vi t Nam vào kho ng 14-ệ ả 15%/năm) mà nhu cầu v chề ất lượngđiện năng ngày càng cao do những đòi h i v chỏ ề ất lượng cu c s ng và vi c s d ngộ ố ệ ử ụ

r ng rãi các lo i thi t bộ ạ ế ị điệ ửn t giá r Ngoài ra, viẻ ệc trao đổi và giám sát đượ ửc s

dụng điện c a chính b n thân khách hàng củ ả ũng là m t nhu c u c a khách hàng thayộ ầ ủ

vì ch hàng tháng nhỉ ận được m t hóaộ đơn tiền điện khô khan

Theo điều tra, khi khách hàng có thể giám sát được vi c s dệ ử ụng điện c aủmình thì họ có xu hướng gi m m c tiêu th kho ng tả ứ ụ ả ừ5% đến 10% Việc trao đổihai chi u giề ữa các công ty điệ ực và khách hàng để ạo điền l t u ki n cho khách hàngệ

hi u rõ hể ơn về ngành điện và ngượ ạc l i là nhu c u c a cầ ủ ảhai bên, nhưng chỉcó cáccông ty điệ ựn l c m i có th tri n khai v i h thớ ể ể ớ ệ ống lưới điện thông minh

V i nh ng nhu c u và thách thớ ữ ầ ức nêu trên, ngành điện và các ngành khác cóliên quan cần xác định rõ vi c xây dệ ựng các phương án, giải pháp, chương trình, kế

hoạch,… để ừng bước đáp ứt ng nhu c u phát tri n công ngh m i vào công tácầ ể ệ ớ

qu n lý, v n hành h thả ậ ệ ống điện và trong cung cấp điện thu c ph m vi và lộ ạ ĩnh vựcmình đang quản lý

Đố ới ngành điệi v n Vi t Nam nói chung, Tệ ổng công ty Điệ ựn l c TP.H ChíồMinh nói riêng thìđây là một trong nh ng nhi m v tr ng tâm, quan tr ng c n ph iữ ệ ụ ọ ọ ầ ảđầu tư và giải quy t k p th i, hi u quế ị ờ ệ ảđểtheo kịp xu hướng phát tri n c a th gi iể ủ ế ớ

và từng bước nâng cao khảnăng cung ứ g điện n cho khách hàng tiêu thụđiện trong

hi n tệ ại và tương lai

1.3 Lộ trình xây dựng lưới điện thông minh tại TP.Hồ Chí Minh 1.3.1 Cơ sở pháp lý.

Ngh quy t s 13-NQ/TW ngày 16/01/2012 c a H i ngh l n th 4 Ban Ch pị ế ố ủ ộ ị ầ ứ ấhành Trung ương Đảng khóa XI về “Xây dựng h th ng k t c u h tệ ố ế ấ ạ ầng đồng bộ

nhằm đưa nước ta cơ bản trở thành nước công nghiệp theo định hướng hiện đại vàonăm 2020”, đã nêu lên định hướng phát triển cơ sở ạ ầh t ng cung cấp điện là

“Nghiên cứu áp dụng lưới điện thông minh, công ngh hiệ ện đại nh m nâng cao ch tằ ấlượng lưới điện phân ph i, k t n i, hòa mố ế ố ạng đồng b h thộ ệ ống điện Vi t Nam v iệ ớ

h thệ ống điện các nước trong khu vực”

Quyết định số 1670/QĐ-TTg ngày 08/11/2012 c a Thủ ủ tướng Chính ph vủ ề

vi c phê duyệ ệt đề án Lưới điện thông minh t i Vi t Nam.ạ ệ

Quyết định số 1208/QĐ-TTg ngày 21/07/2011 c a Thủ ủ tướng Chính ph vủ ề

vi c phê duy t Quy ho ch phát triệ ệ ạ ển điệ ựn l c Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét

đến 2030 (g i t t là Quy hoọ ắ ạch điện VII)

Thông tư số 32/2010/TT-BCT ngày 30/07/2011 quy định h thệ ống điện phân

phối, trong đó quy định các biện pháp điều khi n ph tể ụ ải và điện áp bao g m cácồ

bi n pháp ng ng, gi m cung cệ ừ ả ấp điện, sa th i ph t i hoả ụ ả ặc điều khiển tăng giảmcông su t c a ph tấ ủ ụ ải điện theo đăng ký tự nguy n c a khách hàng s dệ ủ ử ụng điệntham gia vào các chương trình qu n lý nhu cả ầu điện để trránh rã l i hay quá t iướ ảtrên lưới điện

1.3.2 Mục tiêu của việc xây dựng lưới điện thông minh.

Lưới điện thông minh (Smart Grid), trước h t c n ph i nh n th c rế ầ ả ậ ứ ằng đâykhông ph i là m t cu c cách m ng mang tính nh y v t t h tả ộ ộ ạ ả ọ ừ ạ ầng lưới điện hi n h uệ ữ

mà là một “sự ến hóa” ở đó kỹti thu t và công ngh ch là m t trong nh ng chìaậ ệ ỉ ộ ữkhóa dẫn đế ự n s hình thành Smart Grid Việc đầu tư để có được Smart Grid dĩ nhiên

ph i d a trên nhả ự ững động l c nhự ất định và xác l p nh ng m c tiêuậ ữ ụ cơ bản v kinhề

t , k thu t, khách hàng cế ỹ ậ ũng như các yế ố ề môi trườu t v ng, chính ph ủ

 Các m c tiêu v m t k thu t.ụ ề ặ ỹ ậ

Bên c nh viạ ệc được cung cấp điện thì xu h ng t t y u c a khách hành dùngướ ấ ế ủđiện là ngày càng quan tâm nhiều hơn đến độ tin cậy lưới điện (được đánh giá quacác ch s RIs) Smart Grid h trỉ ố ỗ ợđơn vịcung cấp điện và khách hàng các công cụ

đểqu n lý và kiả ểm soát được tình tr ng mạ ất điện cũng như khả năng khôi phục hệ

th ng v i th i gian nhanh nh t v i khu v c mố ớ ờ ấ ớ ự ất điện nh nh t nh m h n ch t iỏ ấ ằ ạ ế ố đathi t h i cệ ạ ũng như nâng cao độ tin c y cung cậ ấp điện

Smart Grid h trỗ ợ các phương thức vận hành lưới điện m t cách tộ ối ưu và hiệu

qu , vi c tái cả ệ ấu trúc lưới điện với điểm d ng h p lý góp ph n gi m t n th t trênừ ợ ầ ả ổ ấđường dây Ngoài ra, d li u ph c v tính toán t n th t hiữ ệ ụ ụ ổ ấ ện nay có độchính xácchưa cao do còn ph thu c nhi u vào các khâu có s can thi p cụ ộ ề ự ệ ủa co người Chính

vì v y, Smart Grid v i mậ ớ ức độ ự đột ng hóa cao trong vi c thu th p và phân tiéch sệ ậ ố

li u s h trệ ẽ ỗ ợ đơn vịcung cấp điện có cơ sở để c định chính xác hơn giá trị ề ổxá v t n

thất trên lưới điện Từđó có các giải pháp phù hợp để ảgi m t n thổ ất trên lưới điện

Từ đó có các giải pháp phù hợp để ảgi m t n thổ ất điện năng Hơn nữa, h th ng AMIệ ố

Bên c nh các y u t vạ ế ố ề độ tin cậy lưới điện thì chất lượng điện năng (đượcđánh giá qua các tiêu chí về ầ ố, điệt n s n áp) cũng là m i quan tâm c a khách hàng.ố ủ

Hi n nay, các khách hàng nh t là khách hàng công nghi p s d ng các dây chuy nệ ấ ệ ử ụ ềcông nghệđòi h i cao v chỏ ề ất lượng điện năng chưa nhiều, nhưng đố ới v i m c tiêuụdài h n thì tiêu chí v chạ ề ất lượng điện năng rõ ràng c n phầ ải được xem xét m t cáchộthích đáng

 Các m c tiêu v m t kinh t ụ ề ặ ế

Smart Grid là công cụđểkhuy n khích vi c s d ngế ệ ử ụ điện được th c hi n m tự ệ ộcách hi u qu cùng v i vi c phân khúc khách hàng theo t ng nhóm d ch v có thệ ả ớ ệ ừ ị ụ ểđược xem là m t chiộ ến lược trong giai đoạn ng n hắ ạn để tăng doanh thu bán điện,

gi m thi u các kho n l và d n c i thi n tínhả ể ả ỗ ầ ả ệ ổn định v m t tài chính c a doanhề ặ ủnghiệp Hơn nữa, nếu xét đến m c tiêu dài h n thì Smart Grid v i khụ ạ ớ ả năng thu

th p, x lý thông tin m t cách nhanh chóng, k p th i và minh b ch s là công c hậ ử ộ ị ờ ạ ẽ ụ ỗ

trợ đắ ực l c c a thủ ị trường bán lẻ điện cạnh tranh Đây cũng là y u tế ố giúp đơn vịcung cấp điệ ổn định đượn c vấn đề tài chính

V i Smart Grid thìớ đơn vịcung cấp điện sẽcó đầy đủ thông tin để ựth c hi nệ

tốt hơn việ ựd báo ph t i, cụ ả ũng như công tác quy hoạch Đó là cơ sở để ệc đầu tưvi

cơ sở ạ ầng lưới điệh t n mang l i hi u quạ ệ ảcao hơn

Trong giai đoạn ng n và trung h n, viắ ạ ệc đầu tư các công nghệ đắ ền để đạt ti tđượ ề ảc n t ng c a Smart Grid rõ ràng không thủ ể bù đắp b ng vi c c t gi m nhânằ ệ ắ ảcông và chi phí vận hành là do chi phí lao động th p Tuy nhiên, khi h th ng Smartấ ệ ốGrid bước vào giaiđoạ ổng địn nh (dài h n) thì m c tiêu gi m chi phí v n hành c nạ ụ ả ậ ầ

phải được xem xét một cách xác đáng

 Các mục tiêu liên quan đến khách hàng.

Smart Grid v i h thớ ệ ống AMI được tích hợp cho phép đơn vị cung cấp điệnhoàn toàn quản lý được toàn b thông tin v khách hàng s dộ ề ử ụng điện để ph c vụ ụcho các d ch v qu n lý khác m t cách chính xác nh t B ng cách cung c p choị ụ ả ộ ấ ằ ấkhách hàng các thông tin chi ti t v vi c s dế ề ệ ử ụng điện (điện năng tiêu thụ, chi phímua điện…) một cách tr c tuy n thông qua h t ng truy n tin, khách hàng có nhi uự ế ạ ầ ề ề

cơ hội tham giá qu n lý và ki m soát vi c s dả ể ệ ử ụng năng lượng điện c a chính h ,ủ ọ

đồng th i cờ ũng cung cấp cơ hộ ếi ti t ki m chi phí s dệ ử ụng điện cho chính b n thânảkhách hàng

 Các mục tiêu liên quan đến y u tế ố môi trường và chính ph ủ

Trong khi các nguồn năng lượng sơ cấp hóa thạch đang dần c n ki t thì nhuạ ệ

c u vầ ề điện v n phát tri nẫ ể ở mức độ cao Do v y, Smart Grid vậ ới tính năng chophép tích h p các nguợ ồn năng lượng phân tán (năng lượng mới, năng lượng tái

tạo…) sẽgóp phần bù đắ ựp s thi u hế ụt năng lượng t các nguừ ồn năng lượng truy nề

thống Qua đó, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng Đồng thời, tính năng này củaSmart Grid sẽthúc đẩ ựy s phát tri n cể ủa ngành năng lượng sạch, năng lượng tái t oạ

để góp phần đạt m c tiêu chi m t tr ng 1ụ ế ỷ ọ ,74% vào năm 2020 của TP.H Chí Minh.ồ 1.3.3 Các chương trình chính.

 Chương trình tăng cường hi u qu vệ ả ận hành lưới điện: Hoàn thi n h th ngệ ệ ố

đọc d li u tữ ệ ựđộng t i các Tr m bi n áp 110kV; H th ng giám sát vạ ạ ế ệ ố ận hành lướiđiện 110kV; Tr m biạ ến áp 110kV điều khi n t xa; H th ng SCADA/DMS; D ánể ừ ệ ố ựnghiêng c u ph tứ ụ ải và điều khi n ph t i; H t ng Công ngh Thông tin và Vi nể ụ ả ạ ầ ệ ễthông

 Chương trìnhđào tạo: K hoế ạch đào tạo nâng cao năng lực th c hiự ện Lướiđiện thông minh; Nghiên cứu, trao đổi, h c h i kinh nghiọ ỏ ệm nước ngoài

 D án th nghi m: H tự ử ệ ạ ầng đo đếm ti n ti n AMI.ế ế

 Chương trình ph biổ ến Lưới điện thông minh cho cộng đồng

1.3.4 Lộ trình triển khai các thành phần Smart Grid của EVNHCMC.Liên quan đến mạng điện h áp, T ng công tyạ ổ Điệ ựn l c TP.H Chí Minh ãồ đxây d ng l trình triự ộ ển khai lưới điện thông minh và đang triển khai h tạ ầng đo đếmtiên ti n (AMI) vế ới quy mô 60.000 điện k thông minh Các h ng m c tri n khai hế ạ ụ ể ệ

th ng AMI g m:ố ồ

AMI là h th ng bao gệ ố ồm các điện k thông minh (Smart Meters), h th ngế ệ ố

qu n lý d li uả ữ ệ điện k (MDMS), h t ng truy n thông (Communication) và cácế ạ ầ ề

trao đổi thông tin 2 chi u giề ữa các đơn vị cung cấp điện và người tiêu th , có nhi mụ ệ

vụ đo đếm và phân tích mức độ tiêu thụđiện theo yêu c u t c th i ho c theo m t kầ ứ ờ ặ ộ ế

hoạch đượ ậc l p trình s n Nghẵ ĩa là AMI tạo môi trường cho khách hàng được quy nề

chủ động trong vi c s d ng d ch v cung ệ ử ụ ị ụ ứng điện

Đầu tư mới điện k thông minh (Smart meter) ho c lế ặ ắp đặ ổt b sung modemcho các điện kếđiệ ử ện có đển t hi thu th p và truy n d li u t xa Nhậ ề ữ ệ ừ ằm đáp ứngnhu c u v s dầ ề ử ụng điện, nâng cao chất lượng d ch v khách hàng ngày càng t tị ụ ốhơn Do đó, việ ức ng d ng công ngh mụ ệ ới công tơ điệ ử trong đo đếm điện năngn t

là xu th t t y u c a thế ấ ế ủ ời đại công ngh thông tin.ệ

Chuyển đổ ố đếi s m từcông tơ cơ truyền th ng thành d ng th c d li u s cóố ạ ứ ữ ệ ố

thể lưu trữ và tính toán

Tích h p các thành ph n ph n c ng cho phép m r ng b xung thêm các ch cợ ầ ầ ứ ở ộ ổ ứnăng mới cho công tơ truyền th ng.ố

Chuy n tr ng thái vòng quay thành tín hiể ạ ệu xung điện bằng các cơ cấu như:

bộ ghép quang điện, xung điệ ừ…n t

Các thành ph n b xung g m có: các chíp xầ ổ ồ ửlý, IC vi điều khi n, m ch ghépể ạtruy n thông, IC nhề ớ, IC đồng h th i gian thồ ờ ực …

Việc điệ ử hóa công tơ truyền t n th ng là cách th c ti p c n nhanh nhố ứ ế ậ ất đểcó

s n ph m ra thả ẩ ị trường

Việc điệ ửn t hóa tạo ra công tơ điện năng mới nhưng nguyên lý đo chính vẫn

là nguyên lý truy n th ng, vì th về ố ế ấn đề sai s nguyên lý không g p ph i và khôngố ặ ả

t o thành vạ ấn đề đáng quan tâm Cơ chế đo kiểu truy n th ng cề ố ũng giúp cho sự ếk

th a tính tin c y cừ ậ ủa công tơ truyền thống đ đượã c khẳng định theo th i gian.ờ

Các k thu t và công ngh b xung không quá m i và ph c t p, m t khác cácỹ ậ ệ ổ ớ ứ ạ ặ

k thu t m ch này l i có nhi u s n phỹ ậ ạ ạ ề ả ẩm đầu vào c nh traạ nh, làm tăng cường khảnăng lựa ch n công ngh và k thu t tọ ệ ỹ ậ ối ưu với chi phí giá thành h p lý Viợ ệc điện

t hóa vử ẫn đảm bảo các tính năng phát triển cho công tơ mới, yêu c u:ầ

- Ph i có s g n k t nghiên c u gi a công ty ch t o s n phả ự ắ ế ứ ữ ế ạ ả ẩm cơ truyền

th ng vố ới đơn vị nghiên c u phát tri n.ứ ể

- Ph i nghiên c u chi phí giá thành c a nguyên lýả ứ ủ đo lường cơ điện ki u cể ũ,

so sánh v i gi i pháp nguyên lýớ ả đo lường khác tiên tiến hơn

Đố ới v i các thi t bế ịđo lường nói chung và thi t bế ịcông tơ đo lường điện năngnói riêng, vi c chu n hóa thi t b là mệ ẩ ế ị ột bướ ấc r t quan tr ng Chu n hóa thi t b làọ ẩ ế ị

tiến hành các bước hi u ch nh các tham sệ ỉ ố điều khi n ti n trìnhể ế đo lường sao chogiá tr k t quị ế ảđo có sai số ỏ ấ ớnh nh t v i giá tr th c cị ự ủa đối tượng cần đo

Đố ới công tơ điệ ử ử ụi v n t s d ng chip STPM01, vi c chu n hóa k t quệ ẩ ế ảđo điệnnăng được ti n hành b i viế ở ệc điều ch nh giá tr c a các tín hiỉ ị ủ ệu điện áp và dòngđiệnđầu vào

Do việc tính toán điện năng được th c hi n b i các kh i DSP theo các thu tự ệ ở ố ậtoán x lý s nên k t quử ố ế ả đầu rađược hi u ch nh ch b i việ ỉ ỉ ở ệc thay đổi giá trị đầuvào Để ệhi u ch nh giá trỉ ị đo hiệu dụng điện áp và dòng điện, chip STPM01 chophép hi u ch nh giá trệ ỉ ị đo đầu vào trong kho ng +/-12.5% v i s mả ớ ố ức thay đổi là

Việc điều chỉnh bù pha được th c hi n b i quá trình truy n tham s vào thanhự ệ ở ề ốghi bù pha, v i s m c là 16 Vi c tính giá tr bù và ghi d li u này vào ô nh c uớ ố ứ ệ ị ữ ệ ớ ấhình có thể được th c hi n tự ệ ựđộng và th c hi n theo nhiự ệ ều bước, nhằm đạt được

m c sai sứ ố đo lường nh nh t.ỏ ấ

Trong quá trình chu n hóa, vai trò c a giá tr chu n là r t quan tr ng Giá trẩ ủ ị ẩ ấ ọ ịchu n bao g m ẩ ồ : điện áp chu n, dòngẩ điện chuẩn và điện năng đo chuẩn D a trênự

vi c so sánh giá tr chu n v i các giá trệ ị ẩ ớ ị đo của thi t b , mế ị ới có cơ sở so sánh để tínhđược h s bù sai m i Vi c chu n hóa phệ ố ớ ệ ẩ ải được ti n hành theo quy trình và th cế ự

hi n m t cách tệ ộ ựđồng

- Nghiên c u l a ch n công ngh truy n tin phù h p (k c b t p trung dứ ự ọ ệ ề ợ ể ả ộ ậ ữ

liệu tương ứng data concentrator unit).–

B t p trung d li u, h th ng tộ ậ ữ ệ ệ ố ựđộng thu th p và qu n lý d li u ch sậ ả ữ ệ ỉ ốđiện

k tế ừxa đố ới v i các khách hàng s dử ụng điện kếđiệ ử ộn t m t pha RF, v i sớ ốlượng

đọc thành công khoảng 15 điện k /concentrator B t p trung d liế ộ ậ ữ ệu dùng đểtrao

đổ ữ ệi d li u v i các thi t b khác trong h th ng b ng công ngh PLC B t p trungớ ế ị ệ ố ằ ệ ộ ậ

ti p nh n, x lý, lế ậ ử ưu giữvà truy n d li u v máy tính trung tâm thôngề ữ ệ ề qua đườngRS232 ho c GPRS M i B t p trung quặ ỗ ộ ậ ản lý được 250 thi t b ế ị

- Nghiên c u t xây d ng hoứ ự ự ặc đầu tư trang bị ph n m m qu n lý d liầ ề ả ữ ệu đo

an sinh xã h i, phát triộ ển văn minh đô thị

Với đặc thù c a thành ph H Chí Minh thì các nguủ ố ồ ồn năng lượng tái t o cóạ

tiềm năng phát triển là:

- Năng lượng m t trặ ời (đặc bi t cệ ần quan tâm đến h thệ ống pin năng lượng m tặ

tr i trên các tòa cao c).ờ ố

- Năng lượng sinh kh i, rác th i.ố ả

- Năng lượng gió

Đố ới v i khu v c ngo i thành, c n phát tri n các dự ạ ầ ể ựán năng lượng tái t o có quy môạ

tập trung và có đấu nối vào lưới điện qu c gia.ố

 Nhóm hạ tầng SCADA/SA/DA

 H th ng SCADA.ệ ố

H th ng SCADA c a Tệ ố ủ ổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh được đầu tư vàxây dựng trong 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 từnăm 1993 đến năm 1998; giai đoạn 2 từnăm 1999 đến nay, bao g m h thồ ệ ống điều khi n trung tâm, h th ng truy n tin vàể ệ ố ề

h th ng các RTU/Gateway: (i) h thệ ố ệ ống điều khi n trung tâm hi n h u không hể ệ ữ ỗ

tr giao thợ ức theo quy định c a Tủ ập đoàn (IEC 60870 101), không lưu trữ đượ-5- c

d li u quá kh , thi u chữ ệ ứ ế ức năng DMS, (ii) hệ ốth ng truy n tin hi n h u là h th ngề ệ ữ ệ ốcáp quang m ch vòng, các thi t bạ ế ị được c u hình và qu n lý t trung tâm, (iii) hấ ả ừ ệ

th ng RTU/Gateway thì số ố lượng tr m 110 KV có k t n i SCADA là 22/39 tr mạ ế ố ạ(chi m 56% t ng s tr m), sế ổ ố ạ ốlượng tr m không có k t n i SCADA là 17/39 tr mạ ế ố ạ(chi m 44% t ng s tr m).ế ổ ố ạ

Đố ới lưới điệi v n phân ph i, số ốlượng tr m ng t 15 kV có k t n i SCADA làạ ắ ế ố18/25 tr m (chi m 72% t ng s tr m) Các thi t bạ ế ổ ố ạ ế ị đóng cắt lưới phân phối nhưRecloser, LBS, RMU chưa được trang bị RTU để ế ố ệ ốk t n i h th ng SCADA

 Tự độ ng hóa tr m.ạ

Tổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh đã xây d ng tiêu chí v m t k thu tự ề ặ ỹ ậ

đố ớ ệ ối v i h th ng tựđộng hóa trạm và đang từng bước hoàn thi n các tiêu chí tr mệ ạkhông người tr c Tuy nhiên, vự ềcơ sở pháp lý, hiện nay chưa có quy định v vi cề ệ

áp d ng tr m biụ ạ ến áp không ngườ ự ấp điệi tr c c n áp 110 kV nên T ng công tyổ Điện

l c TP.Hự ồ Chí Minh chưa thực hiện thí điểm trạm không người trực nào trên địabàn qu n lý.ả

Xét các tiêu chí c a các trủ ạm không ngườ ựi tr c 110 kV c n phầ ải đáp ứng là hệ

th ng nh t th , nh th , k t n i SCADA, AMR, h th ng giám sát b ng Camera, hố ấ ứ ị ứ ế ố ệ ố ằ ệ

th ng PCCC tố ự động thì mức độ ẵs n sàng c a các tr m 110 kV do T ng công tyủ ạ ổĐiệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh đang quản lý như sau: (i) các trạm có mức độ ẵs n sàngcao là 02/39 tr m (chi m 5%) gạ ế ồm ĐaKao, Tân Sơn Nhất, (ii) các tr m có m c dạ ứ ộ

s n sàng khá là 12/39 tr m (chi m 31%) g m Tân Bình 2, B n Thành, Hùngẵ ạ ế ồ ếVương, Thị Nghè, Intel, Thanh Đa, Gò V p 1, Vi t Thành 2, Lê Minh Xuân, Tânấ ệBình 1, Tân Quý, Bình Tri u, (iii) các tr m có mệ ạ ức độ ẵs n sàng th p là 25/39 tr mấ ạ(chi m 64%) g m các tr m còn l i.ế ồ ạ ạ

Đến thời điểm hi n t i, Tệ ạ ổng công ty Điệ ựn l c TP.HồChí Minh chưa đầu tưcác d án nào vự ềDA để ựth c hi n tệ ựđộng hóa lưới phân ph i.ố

Hình 1.2: Hi n tr ng k t n i SCADA và m ệ ạ ế ố ức độ đáp ứ ng t ự độ ng hóa tr m ạ

Đánh giá chung về ệ ốh th ng SCADA/SA/DA hi n h u c a Tệ ữ ủ ổng công ty Điện

l c TP.H Chí Minh: Mự ồ ức độ chu n bẩ ị để ựth c hi n tệ ự động hóa của lưới điện chưacao, vi c vệ ận hành lưới điện ph thu c r t nhi u vào y u t kinh nghi m và ch y uụ ộ ấ ề ế ố ệ ủ ếđược th c hi n b ng tay.ự ệ ằ

 Nhóm hạ tầng AMI

Trong hoạt động phân phối và kinh doanh điện, bên cạnh cơ sở ạ ầng lướh t iđiện thì h thệ ống đo đếm điện năng là một thành ph n quan trầ ọng để xác định s nảlượng điện năng mua bán Tính đến đầu năm 2012, Tổng công ty Điệ ựn l c TP.HồChí Minh đã trang bị được khoảng 320.000 điện kếđiệ ửn t , chi m 17% trong t ngế ổ

số hơn 1.850.000 điện kếđang đượ ắp đặc l t

Năm 2004, Tổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh đã quyết định l a ch nự ọ

giải pháp đọc ch s bán tỉ ố ựđộng b ng công ngh truy n d li u qua sóng RF thôngằ ệ ề ữ ệqua vi c trang bệ ịđồng b ch ng loộ ủ ại điện kếđiệ ửn t có b thu phát RF và máy tínhộ

c m tay (HHU Hand-ầ held Unit) để thu th p s liậ ố ệu Tính đến đầu năm 2012,EVNHCMC đ ắp đặt được hơn 270.000 điệã l n kế có RF và đã trang b 300 bị ộHHU

Th c hiự ện chương trình nghiên c u ph tứ ụ ải giai đoạn 2, Tổng công ty Điệ ựn l cTP.Hồ Chí Minh đã tri n khai h th ng AMR H th ng này bao g m ph n m m lõiể ệ ố ệ ố ồ ầ ề

đểthu th p, qu n lý và phân tích d li u c a hãng ITRON và 233ậ ả ữ ệ ủ điện kế điệ ửn t

đượ ắp đặt modem GSM đểc l truy n d li u tề ữ ệ ự động t xa trên h t ng m ng vi nừ ạ ầ ạ ễthông GSM.

Hình 1.3: T l ỷ ệ các cơ cấu đo đế m

Trong năm 2011, ổng công ty Điệ ựT n l c TP.H Chí Minh ã tri n khai thíồ đ ểđiểm gi i pháp tả ựđộng thu th p d li u t xa qua m ng cáp quang vậ ữ ệ ừ ạ ới 550 điểm đo

t i 35 tr m 110 kV.ạ ạ

Th c hi n chự ệ ỉ đạo c a Tủ ập đoàn về vi c giao cho Tệ ổng công ty Đ ệi n l cựTP.H Chí Minh ch trì xây d ng các tiêu chí k thu t c a h th ng AMI áp d ngồ ủ ự ỹ ậ ủ ệ ố ụchung trong Tập đoàn, trong tháng 7/2012, Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minhồ

đ ổã t ch c h p v i các Tứ ọ ớ ổng công ty Điệ ựn l c bạn để bàn công tác thuê tư vấn th cự

hi n công tác này, d ki n s hoàn thành vào cuệ ự ế ẽ ối năm 2012

 Nhóm dịch vụ quản lý GIS/AM/FM

Trong mô hình liên k t các thành phân cế ủa lưới điện thông minh, T ng côngổ

ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh nh n th y GIS là m t thành ph n quan tr ng, là c uồ ậ ấ ộ ầ ọ ấ

n i gi a SCADA/DMSố ữ và AMI trong tương lai đểph c v cho các d ch v qu n lýụ ụ ị ụ ảnhư quản lý mất điện (OMS), qu n lý tài sả ản (AM/FM)…

Trên cơ sở đề tài nghiên c u khoa hứ ọc “Nghiên cứu và ng d ng công nghứ ụ ệGIS trong vận hành lưới điện và tính toán độ tin cậy” được nghi m thu chính th cệ ứvào tháng 2/2011 Tổng công ty Điệ ựn l c TP.Hồ Chí Minh đã và đang triển khai

vi c thu th p và c p nh t d li u cho toàn bệ ậ ậ ậ ữ ệ ộlưới điện theo h tệ ọa độ VN-2000

K t quế ảđạt được đến tháng 7/2012 như sau: (i) Tổng công ty Điệ ựn l c TP.HồChí Minh đã trang b 01 b n ArcGIS Server và 09 b n ArcGIS desktop theo ki nị ả ả ếtrúc ArcGIS Server, (ii) d li u vữ ệ ềlưới điện cao th và trung th c a T ng công tyế ế ủ ổĐiệ ựn l c TP.H Chí Minh ã vàồ đ đang đượ ậc c p nh t d liậ ữ ệu trên Server chung Đếnnay đã hoàn t t 80% khấ ối lượng c p nh t d liậ ậ ữ ệu lưới điện cao và trung th , (iii)ếngoài ra, Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh cồ ũng đang thực hiện thí điểm môhình 3D GIS trên tuyến đường Trần Hưng Đạo b ng ph n m m Bentley Mapằ ầ ềEnterprise.

AM/FMS hi n hệ ữu được phát tri n tể ừ đề tài nghiên c u khoa hứ ọc “Chươngtrình qu n lý vả ật tư thiế ị điện” đ đượt b ã c Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minhồnghiệm thu vào năm 2010 Hiệ ại, chương trn t ìnhđang quản lý vật tư tiêu hao thiết

bị điện cao và trung th trong toàn EVNHCMC.ế

 Nhóm dịch vụ quản lý DMS/OMS/CRM

OMS hi n hệ ữu được phát tri n tể ừ đề tài nghiên c u khoa hứ ọc “Chương trình

qu n lý mả ất điện và tính toán độtin cậy lưới điện” đ đượã c Tổng công ty Điệ ựn l cTP.H Chí Minh nghi m thu vào tháng 2/2011.ồ ệ

Hi n tệ ại, OMS được k t n i vế ố ới CMIS và CRM đểqu n lý thông tin mả ất điện(s c và k ho ch) các ph n t l i trung th H th ng ti p nh n cu c g i t iự ố ế ạ ầ ử ướ ế ệ ố ế ấ ộ ọ ạTrung tâm Chăm sóc Khách hàng và thông tin được c p nh t tậ ậ ừ các Công ty Điện

l c tr c thuự ự ộc là 2 kênh đầu vào chính của OMS Tuy nhiên, đây vẫn còn là hệ

th ng v i thông tin mố ớ ất điện đượ ậc c p nh t thậ ủ công và chưa mang tính tựđộng

 Hạ tầng truyền tin

Có th nói, h t ng truy n tin là m t thành ph n mang tính tiên quyế ạ ầ ề ộ ầ ết đố ới v i

vi c xây d ngệ ự lưới điện thông minh, là thành ph n quan tr ng c a h th ngầ ọ ủ ệ ốSCADA, DA, SA, AMI, GIS…nhằm đảm b o vả ận hành lưới điện và thông tin 2chi u tề ừ đơn vịphân phối đến khách hàng được thông su t.ố

Năm 2005, ổng công ty Điệ ựT n l c TP.H Chí Minh ã tri n khai h th ng cápồ đ ể ệ ốquang n i h t.ộ ạ

Năm 2008, trên hạ ầt ng cáp quang hi n h u, Tệ ữ ổng công ty Điệ ựn l c TP.HồChí Minh tri n khai 02 d án m ng: (i) h th ng m ng MAN k t nể ự ạ ệ ố ạ ế ối các đơn vịtrong toàn Tổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh v i tồ ớ ốc độ đường truy n 10ềGbps v i m ng lõi là 1 Gbps v i m ng nhánh, (ii) h th ng m ng SCADA k t n iớ ạ ớ ạ ệ ố ạ ế ố

đế ấ ản t t c các tr m 110 kV và tr m ng t có trang b SCADA v i tạ ạ ắ ị ớ ốc độ đườngtruy n là 155 Mbps.ề

Năm 2010, ổng công ty Điệ ựT n l c TP.H Chí Minh ã hoàn t t kêt n i m ngồ đ ấ ố ạvòng và backup m ng MAN cho t t cạ ấ ảcác đơn vịtrong toàn Tổng công ty Điệ ựn l cTP.H Chí Minh Mồ ỗi đơn vị ế ốk t n i vào m ng lõi qua 2ạ đường truy n cáp quangềtrên 2 đường địa lý khác nhau

Cuối năm 2011, theo chủ trương của Tập đoàn, ổng công ty Điệ ựT n l c TP.HồChí Minh ã bàn giao toàn b h th ng cáp quan n i h t cho tđ ộ ệ ố ộ ạ ập đoàn Viettel, kể ảc

h th ng cáp quang ph c v mệ ố ụ ụ ạng MAN và SCADA nên đã làm gi m tínhả ổn định,

an toàn cũng như tính chủ ộd ng c a h th ng m ng MAN, SCADA củ ệ ố ạ ũng như các

ứng d ng ch y trên nụ ạ ền đó

Hình 1.4: Sơ đồ ế ố k t n i m ng MAN c a T ạ ủ ổng công ty Điệ n l c TP.HCM ự

 Năng lượng tái tạo.

Hi n nay, Tệ ổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh ã có công trìnhồ đ điện m tặ

trời đầu tiên được đầu tư vào năm 2011 vớ ổi t ng công suât 97,65 kWp t i p Thi ngạ ấ ề

Li ng, xã Th nh An, huy n C n Gi Công trình bao g m 172 h th ng pin m t tr iề ạ ệ ầ ờ ồ ệ ố ặ ờ

cấp điện sinh ho t cho các h dân riêng l v i công su t 525 Wp/h và 7 h th ngạ ộ ẻ ớ ấ ộ ệ ốpin m t tr i cặ ờ ấp điện cho các công trình công c ng v i công su t c a m i h th ngộ ớ ấ ủ ỗ ệ ố

là 1.050 Wp

Trên quy mô toàn thành ph , hi n m i ch có duy nh t tr m x lý rác Gò Cátố ệ ớ ỉ ấ ạ ử

tại phường Bình Hưng Hòa A, qu n Bình Tân, s dậ ử ụng năng lượng t viừ ệc đốt rác

để phát điện v i công su t 2,4 MW Ngoài ra, cớ ấ ũng có một vài d án x lý rácự ửtương tự như dự án bãi rácở Đa Phước (Bình Chánh) công su t d ki n 2x12MWấ ự ếđang xây dựng và bãi rác Ph c Hi p (huy n C Chi) công su t d ki n 2x20MWướ ệ ệ ủ ấ ự ếđang trong giai đoạn chu n bẩ ị đầu tư xây dựng

1.4 Kết luận chương.

Hiện nay ngành điệ ởn Vi t Nam nhìn chungệ đang cung cấp cho khách hàng

s dử ụng điện theo định m c do nguứ ồn điện còn b gi i h n khị ớ ạ ả năng cung cấp;khách hàng tham gia vào lưới điện với tư cách người tiêu thụđiện và chi tr chi phíảcho ngành điện thông qua k t quế ảđo đếm b ng thi t bằ ế ịđầu cuối đó là công tơ điện,

hi n t i còn t n t i r t nhi u loệ ạ ồ ạ ấ ề ại công tơ điện như: công tơ cơ loại 1 pha và 3 pha,công tơ điệ ử ạn t lo i 1 pha và 3 pha

Bên cạnh đó việc tiêu hao năng lượng điện khách quan như: suy hao, tổn th tấđiện năng,… thì ngànhđiện ph i gánh ch u, tình tr ng mả ị ạ ất điện, thiếu điện v n x yẫ ả

ra liên t c tụ ừđó dẫn đến nh ng ữ ảnh hưởng r t lấ ớn đến các hoạt động trong đờ ối s ng

của người người dân và các y u t phát tri n xã h i khác.ế ố ể ộ

Th c tr ng hi n nay, khi nóiự ạ ệ đến m i quan h gi a khách hàngố ệ ữ – ngành điện

và ngượ ạc l i thì chúng ta đang gián tiếp nói đến m ng h áp Hi n t i viạ ạ ệ ạ ệc trao đổithông tin ch d ng l i mỉ ừ ạ ở ức trao đổi thông tin m t chi u là chính, c thộ ề ụ ểkhi ngườidân có như cầu s dử ụng điện lướ ủi c a ngành điện thì liên h tr c ti p v i b ph nệ ự ế ớ ộ ậ

giao d ch khách hàng cị ủa các Công ty Điệ ựn l c khu vực và được đáp ứng nhu c uầ

n u th a mãn cácế ỏ điều kiện theo quy định hi n hành.ệ

Hàng tháng ngành điện s cẽ ử nhân viên ghi điện đến nhà khách hàng (nơi cóđặt công tơ điện) đểghi nh n ch s tiêu thậ ỉ ố ụđiện c a t ng khách hàng trong thángủ ừ

đó, việc này v phía khách hàng thiề ếu đi tính chủ động trong việc cân đối khảnăngtiêu thụđiện c a mình dủ ẫn đến m t sộ ốtrường h p s dợ ử ụng điện không ti t ki m, sế ệ ử

dụng điện sai mục đích và lãng phí tài nguyên qu c gia,ố ảnh hưởng đến ngu n tàiồchính của gia đình mình do thi u thông tin chiế ều ngượ ạ ừ ngành điện đếc l i t n kháchhàng, đây cũng chính là m t trong nh ng h n chộ ữ ạ ế mà lưới điện thông minh trongtương lai sẽ và ph i gi i quy t m t cách t t nh t.ả ả ế ộ ố ấ

Trên cơ sở phân tích hi n trệ ạng lưới điện c a Tủ ổng công ty Điệ ựn l c TP.HồChí Minh như trên thì theo đánh giá mức độ thông minh c a h th ng do Hi p h iủ ệ ố ệ ộcác nhà s n xuả ất điệ ựn l c qu c gia Mố ỹ (NEMA) dưới đây thì mức độ thông minh

của lưới đ ệi n c a Tủ ổng công ty Điệ ựn l c TP.H Chí Minh n m Cồ ằ ở ấp độ 1 (đố ới v ilưới điện trung áp) và Cấp độ 2 (đố ới lưới điềi v n truy n t i) Cề ả ở ấp độ 0 (đố ới v ilưới điện h áp).ạ

Cấp độ – Điề6 u khi n tích h p chuể ợ ỗi trào lưu công suất

T th c tr ng c a h thừ ự ạ ủ ệ ống lướ điệi n c a Tủ ổng công ty Điệ ựn l c TP.H ChíồMinh, để đáp ứng nhu c u truy n d n thông tin, thu th p s liầ ề ẫ ậ ố ệu, trao đổi thông tinhai chi u gi a khách hàng s dề ữ ử ụng điện và ngành điệ Trướn c m t t p trung vàoắ ậcông tác nghiên c u, xây d ng l trình và các tiêu chu n k thu t.ứ ự ộ ẩ ỹ ậ

Đề xu t và chấ ủ động ph i h p vố ợ ới các cơ quan quản lý nhà n c trong vi cướ ềban hành đồng b các hành lang pháp lýộ để ỗ ợ ệh tr hi u qu choả lưới điện thôngminh.

Tập trung đào tạo đội ngũ cán bộkhung cho vi c tri n kh i và qu n lý các dệ ể ả ả ự

án lướ điệi n thông minh sau này

Đố ới v i m t s công ngh m i thì c n thi t phộ ố ệ ớ ầ ế ải có giai đọa thí điểm, thửnghiệm trước khi tri n khai v i quy mô l n.ể ớ ớ

Xây dựng cơ chế tài chính dài h n nhạ ằm huy động đủ ngu n vồ ốn đầu tư chocác d án ự lưới điện thông minh

Xây d ngự các chương trình truyền thông để ạ ự đồt o s ng thu n và tham gia tậ ừphía khách hàng

T nh ng mừ ữ ục tiêu chính được đặt ra, c n có nh ng nghiên c u, tìm hiầ ữ ứ ểu đểthu th p d li u và k t qu th c nghiậ ữ ệ ế ả ự ệm, đề xu t các gi i pháp phù h p v i hi nấ ả ợ ớ ệ

tr ng c a h th ng h t ng k thu t cạ ủ ệ ố ạ ầ ỹ ậ ủa ngành điện và góp ph n thi t th c trongầ ế ự

vi c phát tri n công ngh hiệ ể ệ ện đại, tiên tiến, thông minh trong đó cần quan tâm đến

h th ng m ng h áp vìệ ố ạ ạ đây chính là môi trường giao ti p quan tr ng nh t giế ọ ấ ũakhách hàng s dử ụng điện và các đơn v v n hành, khai thác, cung cị ậ ấp điện

Để ảgi i quy t vế ấn đề này chúng ta lần lược tìm hi u các ph n ti p theo vể ở ầ ế ề

mô hình lưới điện thông minh, các kinh nghiệm đ đượã c m t sộ ố nước trên th gi iế ớtri n khai, tình hình tri n khai cể ể ủa ngành điệ ựn l c Vi t Nệ am, trong đó có điệ ựn l cTP.H Chí Minh, k t h p v i nh ng k t qu tri n khai th nghi m trong th i gianồ ế ợ ớ ữ ế ả ể ử ệ ờqua và đề xu t gi i pháp phát triấ ả ển lưới điện thông minh cho m ng h áp trên aạ ạ địbàn TP.H Chí Minh.ồ

Chương 2

LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH (SMART GRID)

2.1 Tổng quan về lưới điện thông minh.

Lưới điện thông minh, mô hình bắt đầu được áp d ng tụ ừnăm 2005 tại nhi uềnước phát tri n, là h thể ệ ống điện có th tích hể ợp các hành động thông minh c a m iủ ọthành ph n k t nầ ế ối vào lướ ừ nhà máy điện, người, t i dùng ho c nhặ ững đơn vị ựth c

hi n c hai vai trò này nh m nâng cao tính kinh t , b n vệ ả ằ ế ề ững và đảm b o cung c pả ấđiệ ổn địn nh

Theo đó, lưới điện truy n th ng sề ố ẽ được tích h p v i h th ng công nghợ ớ ệ ố ệthông tin điều khi n và liên l c tiên tiể ạ ến để ạt o ra h th ng cung cệ ố ấp năng lượng tựđộng hóa cao, tăng cường độtin c y, an toàn, hi u quậ ệ ả cho lưới điện; tích h p vàợkhai thác hi u qu nguệ ả ồn năng lượng m i tái tớ ạo và đặc bi t là trao quy n cho kháchệ ềhàng được hi u rõ v cung ng và tiêu thể ề ứ ụđiện qua đó chủ động tham gia vào quátrình mua, bánđiện

Bên c nh vi cạ ệ được cung cấp điện thì xu h ng t t y u c a khách hành dùngướ ấ ế ủđiện là ngày càng quan tâm nhiều hơn đến độ tin cậy lưới điện (được đánh giá quacác ch s RIs).ỉ ố Lưới điện thông minh h trỗ ợ đơn vịcung cấp điện và khách hàngcác công cụ đểqu n lý và ki m soáả ể t được tình tr ng mạ ất điện cũng như khả năngkhôi ph c h th ng v i th i gian nhanh nh t v i khu v c mụ ệ ố ớ ờ ấ ớ ự ất điện nh nh t nh mỏ ấ ằ

h n ch tạ ế ối đa thiệ ạ ũng như nâng cao độ t h i c tin c y cung cậ ấp điện

Lưới điện thông minh h trỗ ợcác phương thức vận hành lưới điện m t cách t iộ ố

ưu và hiệu qu , vi c tái cả ệ ấu trúc lưới điện với điểm d ng h p lý góp ph n gi m t nừ ợ ầ ả ổ

thất trên đường dây Ngoài ra, d li u ph c v tính toán t n th t hiữ ệ ụ ụ ổ ấ ện nay có độchính xác chưa cao do còn ph thu c nhi u vào các khâu có s can thi p c a coụ ộ ề ự ệ ủ

thu th p và phân tích s li u s h trậ ố ệ ẽ ỗ ợ đơn vị cung cấp điện có cơ sở để xác địnhchính xác hơn giá trị ề ổv t n thất trên lưới điện Từđó có các giải pháp phù hợp để

gi m t n thả ổ ất trên lưới điện Từđó có các giải pháp phù hợp để ảgi m t n thổ ất điệnnăng Hơn nữa, h th ng AMI s là m t trong nh ng gi i pháp h u hiệ ố ẽ ộ ữ ả ữ ệu để ảgi m t nổ

th t phí k thu t.ấ ỹ ậ

Lưới điện thông minh trong s dử ụng năng lượng hi u qu triệ ả ệt để Các m ngạlưới thông minh cho phép các hoạt động c a toàn b h thủ ộ ệ ống điện đượ ự độc t ng t iố

ưu hóa mọi lúc Ngoài ra, và quan tr ng, các mọ ạng lưới thông minh s không d ngẽ ừ

l iạ ở đồng h c a khách hàng Nó s cung c p cho khách hàng v i giá m i và cácồ ủ ẽ ấ ớ ớtùy ch n thanh toán và không bao gi sai l ch thông tin Và khách hàng chọ ờ ệ ủ động

ki m soát vi c s dể ệ ử ụng năng lượng c a mình, v i vi c luôn biủ ớ ệ ết được vi c tiêu thệ ụđiện c a mình mủ ở ức bao nhiêu, điều này s làm h ti t ki m và nh v y tẽ ọ ế ệ ờ ậ ổng nănglượng điệ ẽ đượn s c phân phối đều đế ấ ả các nơi tiêu thụn t t c , các s c vự ố ềcao điểm

sẽ đượ ạc h n ch tế ối đa

Bên c nh các y u t vạ ế ố ề độ tin cậy lưới điện thì chất lượng điện năng (đượcđánh giá qua các tiêu chí về ầ ố, điệt n s n áp) cũng là m i quan tâm c a khách hàng.ố ủ

Hi n nay, các khách hàng nh t là khách hàng công nghi p s d ng các dây chuy nệ ấ ệ ử ụ ềcông nghệđòi h i cao v chỏ ề ất lượng điện năng chưa nhiều, nhưng đố ới v i m c tiêuụdài h n thì tiêu chí v chạ ề ất lượng điện năng rõ ràng c n phầ ải được xem xét m t cáchộthích đáng

Lưới điện thông minh là công cụ để khuy n khích vi c s dế ệ ử ụng điện được th cự

hi n m t cách hi u qu cùng v i vi c phân khúc khách hàng theo t ng nhóm d chệ ộ ệ ả ớ ệ ừ ị

v có thụ ể được xem là m t chiộ ến lược trong giai đoạn ng n hắ ạn để tăng doanh thubán điện, gi m thi u các kho n l và d n c i thi n tínhả ể ả ỗ ầ ả ệ ổn định v m t tài chính c aề ặ ủdoanh nghiệp Hơn nữa, nếu xét đến m c tiêu dài h n thì lụ ạ ưới điện thông minh v iớ

khảnăng thu thập, x lý thông tin m t cách nhanh chóng, k p th i và minh b ch sử ộ ị ờ ạ ẽ

là công c h trụ ỗ ợđắ ự ủc l c c a thịtrường bán lẻđiện c nhạ tranh Đây cũng là y u tế ốgiúp đơn vị cung cấp điệ ổn định đượ ấn đề n c v tài chính

Với lưới điện thông minh thì đơn vị cung cấp điện sẽcó đầy đủ thông tin để

th c hi n tự ệ ốt hơn việc d báo ph t i, cự ụ ả ũng như công tác quy hoạch Đó là cơ sở để

việc đầu tư cơ ở ạ ầng lưới điệs h t n mang l i hi u quạ ệ ảcao hơn

Trong giai đoạn ng n và trung h n, viắ ạ ệc đầu tư các công nghệ đắ ền để đạt ti tđược n n t ng cề ả ủa lưới điện thông minh rõ ràng không thể bù đắp b ng vi c c tằ ệ ắ

gi m nhân công và chi phí v n hành là do chi phí laoả ậ động th p Tuy nhiên, khi hấ ệ

thống lưới điện thông minh bước vào giai đoạ ổng địn nh (dài h n) thì m c tiêu gi mạ ụ ảchi phí v n hành c n phậ ầ ải được xem xét một cách xác đáng

Lưới điện thông minh v i h thớ ệ ống AMI được tích hợp cho phép đơn vịcung

cấp điện hoàn toàn quản lý được toàn b thông tin v khách hàng s dộ ề ử ụng điện để

ph c v cho các d ch v qu n lý khác m t cách chính xác nh t.ụ ụ ị ụ ả ộ ấ

B ng cách cung c p cho khách hàng các thông tin chi ti t v vi c s dằ ấ ế ề ệ ử ụng điện(điện năng tiêu thụ, chi phí mua điện…) một cách tr c tuy n thông qua h t ngự ế ạ ầtruy n tin, khách hàng có nhiề ều cơ hội tham giá qu n lý và ki m soát vi c s d ngả ể ệ ử ụnăng lượng điện c a chính hủ ọ, đồng th i cờ ũng cung cấp cơ hộ ếi ti t ki m chi phí sệ ử

dụng điện cho chính b n thân khách hàng.ả

2.1.1 Đặc tính cơ bản của lưới điện thông minh.

Lưới điện thông minh cho phép chuy n d ch ph t i vào giể ị ụ ả ờ cao điểm, gi mảcông su t c a các nhà máy nhiấ ủ ệt điện phủđỉnh và do đó giảm đầu tư và chi phí cho

s n xuả ất điện Đố ới v i xã hội, người dân sẽđược ph c v tụ ụ ốt hơn nhờthông tin trao

đổi hai chiều đượ ạc t o ra bởi lưới điện thông minh, nguồn năng lượng hóa th ch vàạnăng lượng tái tạo đượ ử ục s d ng hi u q a và b n v ng M t sệ ủ ề ữ ộ ố đặc tính cơ bản c aủlưới điện thông minh c n quan tâm, c th :ầ ụ ể

- Khảnăng tự động khôi ph c cung cụ ấp điện khi có s c x y ra mự ố ả ất điện đối

v i khách hàng.ớ

- Chống được s t n công cự ấ ố ý đố ớ ệ ối v i h th ng c v mả ề ặt v t lý và m ngậ ạ

- Tr giúp s phát tri n các nguợ ự ể ồn điện phân tán (phát điện, d trự ữ nănglượng, c t gi m nhu cắ ả ầu…).

- Tr giúp s phát tri n các nguợ ự ể ồn năng lượng tái t o.ạ

- Cung c p khấ ảnăng nâng cao chất lượng điện năng và độ tin c y cung c pậ ấđiện

- Tối ưu hóa vận hành h thệ ống điện để ảgi m chi phí s n xu t, truy n t i vàả ấ ề ảphân ph i k c giố ể ả ảm chi phí đầu tư mới và nâng c p h thấ ệ ống điện

- Công cụcơ bản c a v n hành thủ ậ ị trường điệ ộn r ng rãi

2.1.2 Các yếu tố cơ bản trong mô hình lưới điện thông minh.

Hi n nayệ lưới điện thông minh v n còn l m t khái ni m mẫ ạ ộ ệ ở và chưa có một

định nghĩa nhất quán nào về lưới điện thông minh H u hầ ết các định nghĩa về lướiđiện thông minh ph thuụ ộc vào động lực, cơ sở ạ ầh t ng hi n h u, mệ ữ ục tiêu đặt ra

c a t ng khu v c ho c m t t ch c c th Tuy v y, v n có th hình dung m t cáchủ ừ ự ặ ộ ổ ứ ụ ể ậ ẫ ể ộ

t ng quátổ lưới điện thông minh v n d a trên các y u tẫ ự ế ốnhư mô tả ở Hình 2.1

Hình 2.1: C u trúc t ng th c a ấ ổ ể ủ lưới điệ n thông minh.

N n t ng c aề ả ủ lưới điện thông minh v n dẫ ựa trên phương thức cung cấp điệntruy n thề ống đó là năng lượng điệ ừn t các nguồn phát được truy n d n trên h th ngề ẫ ệ ốtruy n t i và phân phề ả ối để đến với người tiêu dùng.

Thi t l p h th ng truy n tin song song vế ậ ệ ố ề ới đường truy n công suề ất điện chophép thông tin hai chi u giề ữa đơn vị cung cấp điện và người dùng được th c hi nự ệ

m t cách thông su t.ộ ố

Lưới điện thông minh cho phép k t n i và s d ng các nguế ố ử ụ ồn năng lượng phântán: đó có thểlà các nguồn năng lượng tái tạo (năng lượng m t trắ ời, năng lượng gió,năng lượng sinh khối…) hoạc là các h th ng tích trệ ố ữ năng lượng có quy mô l n (hớ ệ

th ng thố ủy điện tích năng, hệ ống accun dung lượth ng lớn…)

Lưới điện thông minh cho phép k t n i các h t ng xã h i s dế ố ạ ầ ộ ử ụng điện như:các tr m sạ ạc cho ôtô điện, phương tiện giao thông công cộng dùng điện…

Lưới điện thông minhgiúp cho đơn vịcung cấp điện năng tăng khả năng quản

lý và v n hành toàn bậ ộ lưới điện một cách linh động và tối ưu thông qua các ngứdựng DMS, OMS, AM/FMS, CRM…

Lưới điện thông minh cho phép người dùng tương tác với đơn vị cung c pấđiện và chủđộng qu n lý vi c s dả ệ ử ụng năng lượng c a mình thông qua các h th ngủ ệ ốthông minh nội độ như HEMX, BEMS, FEMS…

2.2 Kiến trúc tổng thể của hệ thống lưới điện thông minh.

D a trên ki n trúc t ng quán c aự ế ổ ủ lưới điện thông minh, trên phương diện làđơn vịphân phối điện với cơ sở ạ ầng lưới điệh t n hi n h u cệ ữ ũng như các ứng d ngụđang được tri n khai,ể các đơn vịphân phối điện trong đó có ngành đ ệi n TP.H ChíồMinhđềxu t mô hìnhấ lưới điện thông minh v i các k t nớ ế ối được th hiể ện như Hình2.1, ho c mô hình chi ti t các thành phặ ế ần được th hi n Hình 2.2ể ệ ở