Điểu khiển phụ tải trực tiếp bằng điều khiển khả trình

MỞ ðẦU 1. GIỚI THIỆU CHUNG Các chỉ tiêu cơ bản của ngành ñiện là ñộ tin cậy, chất lượng ñiện năng và hiệu quả phục vụ. Tuy nhiên, ñể ñồng thời ñạt ñược những chỉ tiêu nêu trên là rất khó khăn. Vì ñiều ñó còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ kỹ thuật, kinh tế, môi trường, chính trị và xã hội. Những ñiều kiện trên có sự ảnh hưởng mạnh mẽ tới việc xây dựng và phát triển nền kinh tế quốc dân. Vì vậy, ngành ñiện cần phải có những biện pháp quản lý sự tăng nhanh của phụ tải ñồng thời nâng cao chất lượng ñiện năng ñối với hệ thống ñiện hiện tại. Trước ñây, ñã có một số biện pháp ñược ñưa ra nhằm giảm sức ép ñầu tư cho nguồn, ñường dây truyền tải và các trạm biến áp. Một trong những biện pháp ñó là quản lý phụ tải (DSM). ðơn giá ñiện tăng nhanh, các công ty ñiện lực phải bù lỗ nhiều. ðể tăng hiệu suất ñòi hỏi các công ty ñiện lực phải kiểm soát phụ tải chặt chẽ bằng cách thay ñổi phương thức vận hành từ nguồn tới tải. Chương trình DSM là một chương trình mới ñược sử dụng gần ñây ở Việt Nam nhằm ñiều khiển và giám sát việc tiêu thụ ñiện năng của khách hàng. Chương trình này ñược thiết lập nhằm theo dõi sự thay ñổi của phụ tải trong những khoảng thời gian khác nhau trong ngày. Chương trình DSM có thể giám sát phụ tải trực tiếp hoặc gián tiếp trên cơ sở ño lường các thông số của phụ tải. ðể ñồ thị phụ tải của hệ thống ñược bằng phẳng hóa. Tuy nhiên ñể ñồ thị phụ tải ñược bằng phẳng hơn giảm công suất ñỉnh nhọn có rất nhiều cách như: - Tăng công suất ñáp ứng của nguồn bằng cách xây dựng thêm các nhà máy ñiện. - Giảm công suất ñỉnh nhọn bằng cách áp dụng ñơn giá ñiện thật cao vào giờ cao ñiểm, ñơn giá ñiện ưu tiên vào giờ thấp ñiểm. 1 - Áp dụng chương trình quản lý phụ tải DSM - Áp dụng chương trình ñiều khiển phụ tải trực tiếp ( bằng sóng hay bàng ñường truyền hữu tuyến…) 2. ðẶT VẤN ðỀ Vấn ñề ñặt ra là trong khi hàng năm Ngành ñiện phải bỏ ra một lượng kinh phí rất lớn ñể xây dựng các nguồn ñiện nhằm ñáp ứng nhu cầu phụ tải vào giờ cao ñiểm, nhưng trong giờ thấp ñiểm thì các nguồn ñiện này không phát huy hiệu quả, gây lãng phí ñầu tư. Hiện nay tỷ lệ Pmin/Pmax ở nước ta dao ñộng từ 0,4 ÷ 0,7, ñây là một tỷ lệ rất thấp so với các nước trong khu vực cũng như trên thế giới. ðể giải quyết vấn ñề ñó và ñể ñảm bảo việc sử dụng hợp lý nguồn cung cấp cũng như mạng lưới truyền tải và phân phối ñiện hiện có, cần tìm ñược cách làm cho ñường cong phụ tải phù hợp với công suất sản xuất. Hiện nay các chương trình quản lý nhu cầu ñiện (DSM) ñã ñược áp dụng rất hiệu quả ở các nước trên thế giới, các chương trình quản lý nhu cầu ñiện bao gồm: 1. Biểu giá theo thời gian sử dụng: Phương pháp ñiều khiển phụ tải gián tiếp. 2. ðiều khiển tốc ñộ và hiệu suất ñộng cơ. 3. Nâng cao hệ số công suất vận hành của lưới ñiện. 4. Nâng cao hiệu suất quạt thông gió và máy ñiều hoà không khí. 5. Nâng cao hiệu suất ñèn chiếu sáng. 6. ðiều khiển phụ tải trực tiếp Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Nguyễn Văn Thanh Điểu khiển phụ tải trực tiếp bằng điều khiển khả trình Người hướng dẫn: Đặng Quốc Thông 2013 Hiện nay EVN ñang áp dụng một số biện pháp nhằm giảm phụ tải vào giờ cao ñiểm bao gồm: - Sử dụng công tơ ñiện tử biểu giá theo thời gian - Sử dụng ñèn huỳnh quang compact - Sử dụng ñèn ống huỳnh quang tuýp gầy - ðiều khiển phụ tải trực tiếp Trong các biện pháp nêu trên, phương pháp ñiều khiển phụ tải trực tiếp hiện nay chưa ñược áp dụng rộng rãi. Xét thấy ñây là một phương pháp ñang ñược áp dụng rất thành công trên thế giới, Vì vậy việc nghiên cứu phương thức ñiều khiển phụ tải trực tiếp là vấn ñề cần thiết và cấp bách. 3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Việc ñiều khiển phụ tải trực tiếp có nhiều cách như bằng sóng, bằng ñường truyền cáp quang … ñã ñược thực hiện ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Anh , hay Hàn Quốc… Song việc ñóng cắt phụ tải phụ tải trực tiếp có thể nói rằng sử dụng DLC ñể quản lý phụ tải không phải là giải pháp duy nhất. Trên thực tế, có rất nhiều giải pháp khác song mỗi giải pháp chỉ ñáp ứng ñược một yêu cầu cụ thể ñối với hệ thống ñiện. Tuy nhiên, nếu không có sự ủng hộ của các hộ tiêu thụ thì bất kỳ chương trình DLC nào cũng sẽ ñạt hiệu quả rất thấp. Kinh nghiệm cho thấy, ở một số nước phát triển sử dụng hệ thống DLC ñã cắt giảm ñược (8÷25)% công suất ñỉnh. Tuy nhiên, hệ thống DLC thường gặp các khó khăn: + Vốn ñầu tư và việc lắp ñặt bị giới hạn, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Nhiễu tồn tại trong hệ thống + Khách hàng không ủng hộ + Tăng công suất tiêu thụ của hệ thống khi DLC hoạt ñộng. + Áp dụng ñồng loạt cho toàn bộ hệ thống + ðộ tin cậy và tính bảo mật của hệ thống Vì vậy, ñể ñạt ñược lợi ích to lớn giữa các công ty ñiện lực (cắt giảm ñược phụ tải trong giờ cao ñiểm) với khách hàng (sự yên tâm về chất lượng ñiện), cần thiết phải sử dụng ñến hệ thống DLC. Trong ñề tài này sẽ trình bày cấu trúc và cách thiết lập chương trình của hệ thống DLC dựa trên nguyên lý dùng ñiều khiển khả trình (PLC). 4. KẾT CẤU CỦA ðỀ TÀI Phần tổng quan của ñề tài ñược trình bày ở phần mở ñầu. Chương 1 Khái niệm chung về DSM; Chương 2 Tìm hiểu về hệ thống DLC; chương 3 Ứng dụng DLC trong hệ thống ñiều khiển trực tiếp phụ tải ; Chương 4 Áp dụng DLC ñiều khiển trực tiếp phụ tải cho ñối tượng phụ tải thực tế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG I : KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DSM ðặt vấn ñề: Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về Quản lý nhu cầu (DSM) việc áp dụng DSM ở Việt Nam ñánh giá nhìn những hạn chế và ứng dụng thực tế quản lý phụ tải. Từ ñó ñưa ra việc cần thiết áp dụng phương pháp mới ñiều khiển phụ tải trực tiếp (DLC) bằng công nghệ ñiều khiển khả trình cần nghiên cứu và áp dụng vào Việt Nam. 1.1. Quản lý nhu cầu (DSM) 1.1.1. Khái niệm: * ðịnh nghĩa DSM: DSM là tập hợp cỏc giải phỏp kỹ thuật – công nghệ - kinh tế - xó hội nhằm sử dụng ñiện năng một cách hiệu quả. Trước ñây, ñể ñảm bảo nhu cầu ngày càng gia tăng của các phụ tải ñiện người ta thường chỉ chú ý ñến ñầu tư xây dựng thêm nguồn ñiện mới mà chưa ñề cập ñến nhiều vấn ñề sử dụng năng lượng sao cho hiệu quả, kinh tế nhất. DSM là một tập hợp các giải pháp kỹ thuật - công nghệ - kinh tế - xã hội nhằm sử dụng ñiện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. Trước ñây, ñể ñảm bảo nhu cầu ngày càng gia tăng của các phụ tải ñiện người ta thường chỉ chú ý ñến ñầu tư xây dựng thêm các nguồn ñiện mới mà chưa ñề cập nhiều ñến vấn ñề sử dụng năng lượng sao cho hiệu quả, kinh tế nhất. Do sự phát triển nhanh chóng của nhu cầu sử dụng ñiện năng, vốn ñầu tư giành cho ngành ñiện cũng tăng nhanh và trở thành vấn ñề nan giải (và càng là vấn ñề khó khăn cho một ñất nước ñang phát triển như nước ta hiện nay), nguồn tài nguyên thiên nhiên dùng trong các nhà máy ñiện như: dầu, khí, than ngày càng tăng cao và kèm theo vấn ñề ô nhiễm môi trường ngày càng trầm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 http://www.lrc-tnu.edu.vn trọng dẫn tới DSM ñược coi như là 1 nguồn năng lượng rẻ và sạch nhất. Hiệu quả kinh tế do thực hiện DSM mang lại ngày càng lớn. Cụ thể: + Giảm vốn ñầu tư do xây dựng thêm các nhà máy ñiện. + Tiết kiệm tài nguyên cho quốc gia. + Giảm bớt ô nhiễm môi trường. + DSM mang lại chất lượng ñiện năng tốt hơn, giá rẻ hơn cho khách hàng. DSM ñược xây dựng dựa trên hai chiến lược chủ yếu sau: • Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng cho các hộ tiêu thụ. • ðiều khiển nhu cầu dùng ñiện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất. * Chiến lược I: Sử dụng các thiết bị ñiện có hiệu suất cao hơn: - Dùng các thiết bị ñiện dân dụng với hiệu suất cao thay thế cho các thiết bị ñã lạc hậu, lỗi thời, hiệu năng thấp (thiết bị chiếu sáng, tivi, quạt, máy thu thanh, video, tủ lạnh, máy ñiều hoà, bình ñun nước, tủ ñá, máy giặt, bàn là, bếp ñiện...) - Thay thế các thiết bị ñiện trong công nghiệp bằng các thiết bị có hiệu quả sử dụng năng lượng cao. - Thay thế các dây chuyền sản xuất cũ với công nghệ lạc hậu, tiêu hao nhiều năng lượng bằng các dây chuyền sản xuất theo công nghệ mới hiện ñại tiêu hao ít năng lượng. - Giảm xuống mức thấp nhất vấn ñề lãng phí năng lượng một cách vô ích Các biện pháp ñể tiết kiệm ñiện năng thuộc chiến lược này chia làm 4 khu vực chủ yếu: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Khu vực nhà ở: lựa chọn các thiết bị ñiện gia dụng có hiệu năng cao, hạn chế thời gian làm việc vô ích của các thiết bị ñiện. Có thể dùng bổ trợ các thiết bị như: Tự ñộng cắt ñiện khi không dùng thiết bị ñiện, tự ñộng ñiều chỉnh ñộ sáng của ñèn, hạn chế sự thất thoát năng lượng nói chung... + Khu vực công cộng bao gồm các trung tâm thương mại, dịch vụ, văn phòng, công sở, trường học, vui chơi giải trí, bệnh viện... Cần quan tâm ñến khâu thiết kế công trình, tìm các phương thức vận hành một cách tối ưu, hợp lý ñể hạn chế tiêu tốn năng lượng trong hệ thống thiết bị có sử dụng ñiện năng làm nguồn năng lượng ñầu vào. + Khu vực công nghiệp: thiết kế và vận hành kinh tế các trạm biến áp, bù công suất phản kháng, thiết kế và xây dựng các nhà xưởng hợp lý, vận hành hợp lý các quá trình sản xuất, các ñộng cơ ñiện cũng như các hệ thống chiếu sáng, hệ thống nén khí, hệ thống nước lạnh. + Khu vực sản xuất, truyền tải, phân phối ñiện năng: ñổi mới công nghệ tại các nhà máy nhiệt ñiện, thay thế các thiết bị lạc hậu, cũ nát bằng các thiết bị với công nghệ mới, hiện ñại tiêu tốn ít năng lượng và hiệu suất cao trong lưới truyền tải, phân phối ñiện năng, áp dụng các công nghệ mới như: bù công suất phản kháng (bù kinh tế), lắp ñặt các thiết bị làm lưới ñiện vận hành linh hoạt. * Chiến lược 2 ðiều khiển nhu cầu dùng ñiện phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất. Có rất nhiều các giải pháp khác nhau và cách ứng dụng, nó phụ thuộc vào ñiều kiện kinh tế, xã hội , tình hình, tập tục, khí hậu, thời tiết mỗi quốc gia, mỗi vùng, miền cụ thể. Các giải pháp cơ bản của chiến lược này bao gồm: - ðiều khiển trực tiếp dòng ñiện: Mục ñích là san bằng ñồ thị phụ tải ñến mức có thể ñược của hệ thống ñiện ñể giảm tổn thất, thuận tiện cho việc lập phương thức vận hành kinh tế Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 http://www.lrc-tnu.edu.vn HTð, giảm vốn ñầu tư phát triển nguồn và lưới ñiện, cung cấp ñiện cho khách hàng linh hoạt, tin cậy, chất lượng. + Cắt giảm ñỉnh: Cắt tải vào giờ cao ñiểm ñể giảm phụ tải ñỉnh cho hệ thống ñiện dẫn ñến giảm sự tăng công suất phát và tổn thất ñiện năng. Khi áp dụng phương pháp này, thường có hợp ñồng thông báo trước cho khách hàng ñể tránh thiệt hại do ngừng cung cấp ñiện. + Lấp thấp ñiểm: Các phụ tải sẽ ñược vận hành vào thời gian thấp ñiểm. Thường áp dụng biện pháp này khi công suất thừa ñược sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền. Có thể lấp thấp ñiểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thuỷ ñiện tích năng, nạp ñiện cho ắcquy, ô tô ñiện... + Dịch chuyển phụ tải: chuyển phụ tải từ thời gian cao ñiểm sang thời gian thấp ñiểm. Các phụ tải thích hợp trong trường hợp này là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng lượng và thiết lập hệ thống giá ñiện hợp lý. + Biện pháp bảo tồn: nâng cao hiệu suất của các thiết bị dùng ñiện dẫn ñến giảm ñiện năng tiêu thụ tổng. + Tăng trưởng phụ tải: tăng thêm các khách hàng mới (ñiện khí hoá nông thôn) dẫn ñến tăng cả công suất ñỉnh và tổng ñiện năng tiêu thụ + ðồ thị phụ tải linh hoạt: xem ñộ tin cậy cung cấp ñiện như một biến số của bài toán lập kế hoạch tiêu dùng, cắt ñiện khi cần thiết. Do vậy công suất ñỉnh và ñiện năng tiêu thụ tổng có thể giảm xuống. - Lưu trữ năng lượng: cho phép dịch chuyển nhu cầu sử dụng ñiện từ giờ cao ñiểm sang giờ thấp ñiểm dẫn ñến san bằng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện nhờ: Áp dụng chính sách giá ñiện. Xây dựng các kho lưu trữ nóng, kho lưu trữ lạnh vào giờ thấp ñiểm . - ðiện khí hoá: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 http://www.lrc-tnu.edu.vn ðiện khí hoá nông thôn, giao thông, hoặc thay thế các dạng năng lượng khác bằng ñiện năng làm gia tăng dòng ñiện ñỉnh và ñiện năng tổng của hệ thống. ðây là việc làm cần thiết vì nó sẽ thúc ñẩy sự phát triển của kinh tế-xã hội và làm giảm sự huỷ hoại môi trường. - Chính sách giá ñiện: Áp dụng giá ñiện hợp lý sẽ là ñộng lực làm thay ñổi ñặc ñiểm tiêu dùng ñiện, san bằng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện dựa trên cơ sở nhu cầu sử dụng ñiện của các phụ tải không ñồng ñều theo thời gian. Theo tập quán sinh hoạt, làm việc và sản xuất sẽ làm xuất hiện các cao ñiểm và thấp ñiểm trong ðTPT. Biểu giá bán ñiện sẽ ñược thay ñổi một cách linh hoạt phụ thuộc vào mùa, thời ñiểm cấp ñiện, khả năng ñáp ứng tương ứng của hệ thống ñiện... ở những nước phát triển, giá bán ñiện ñược sử dụng như một công cụ hiệu quả ñể ñiều hoà nhu cầu dùng ñiện như: Áp dụng giá tính theo thời ñiểm sử dụng: khuyến khích khách hàng sử dụng ñiện năng hiệu quả, thúc ñẩy kinh tế phát triển. Áp dụng giá tính theo công suất tiêu thụ. Áp dụng giá cho phép cắt khi cần thiết. Áp dụng giá giành cho các mục tiêu ñặc biệt. - Các biện pháp mang tính thể chế: Luật tiết kiệm năng lượng. Tiêu chuẩn ñánh giá Kiểm toán năng lượng. Các văn bản của cơ quan chủ quản, chính phủ về tiêu chuẩn, quy phạm cho các công trình xây lắp, hiệu suất năng lượng, hiệu năng của thiết bị, chỉ ñịnh các nhà máy, ñơn vị sản xuất, trung tâm, công trình, kiến trúc cần thực hiện thí ñiểm về DSM... Ngoài ra ñể thực hiện DSM có hiệu quả cần có những hoạt ñộng ñồng bộ: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Các biện pháp trợ giúp về kinh tế: Trợ giúp về mặt kinh tế thông qua các công cụ quản lý kinh tế ñể phát triển công nghệ chế tạo các thiết bị có hiệu suất cao, ưu tiên thuế cho vốn ñầu tư phát triển công nghệ, khen thưởng các nhà chế tạo có các sản phẩm hiệu suất cao... Thuế, hạn ngạch, bảo hộ kỹ thuật: gia tăng, ưu ñãi. Hỗ trợ tài chính, tư vấn ñầu tư, sử dụng: cho vay với lãi suất thấp, bảo lãnh vay. Trợ giúp kỹ thuật- công nghệ, ñầu tư máy múc, dây chuyền… Thưởng- phạt.... - Những biện pháp mang tính chất xã hội: Ngoài ra không thể không kể ñến các biện pháp như các biện pháp thông tin tuyên truyền, phổ cập, giáo dục về chính sách và các giải pháp tiết kiệm năng lượng. ðào tạo cán bộ quản lý năng lượng, cán bộ kỹ thuật, tuyên truyền. Truyền thông, phổ biến các kiến thức thường thức về năng lượng, tài liệu kỹ thuật,báo chí cung cấp thông tin hướng dẫn. Trên tất cả những ñiều ñã nêu là những biện pháp mang tính chất tổ chức và hoạch ñịnh chính sách cho chiến lược sử dụng năng lượng. 1.1.2. Hiện trạng nghiờn cứu và áp dụng DSM ở Việt Nam. 1.1.2.1. Hiện trạng nghiên cứu DSM ở Việt nam. + Là một quốc gia ñang phát triển với trình ñộ công nghệ lạc hậu, tư duy của con người bị ảnh hưởng của thời kỳ kinh tế bao cấp, ý thức tiết kiệm năng lượng còn yếu kém, trình ñộ dân trí thấp, chưa nhận thức rõ những vấn ñề hết sức quan trọng có tính chất toàn cầu mà một trong những vấn ñề ñó là vấn ñề khai thác, sử dụng năng lượng một cách hiệu quả, kinh tế. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Tài nguyên phong phú (nguồn năng lượng sơ cấp như: than, dầu, khí ñốt...) song tài nguyên ñang dần cạn kiệt do sử dụng không hiệu quả, gây lãng phí. 1.1.2.2. Áp dụng DSM tại Việt Nam Nước ta là một nước nông nghiệp ñang trong thời kỳ phát triển và hội nhập, có trình ñộ sản xuất và công nghệ lạc hậu, tư duy của mỗi con người bị ảnh hưởng của nếp suy nghĩ thiển cận, chưa nhận thức rõ những vấn ñề hết sức quan trọng có tính chất toàn cầu mà một trong những vấn ñề ñó là vấn ñề bảo tồn và sử dụng hiệu quả năng lượng. Với tốc ñộ tăng trưởng về nhu cầu tiêu thụ năng lượng nói chung và ñiện năng nói riêng cùng với phương thức sử dụng năng lượng không hiệu quả, gây lãng phí như hiện nay thì chỉ trong thời gian không xa nữa, trữ lượng các nguồn năng lượng sơ cấp của nước ta sẽ bị cạn kiệt và lúc ñó chính chúng ta sẽ hứng chịu hậu quả của việc mất cân bằng sinh thái do chính sách phát triển mất bền vững như hiện nay. Trong quá trình cải cách nền kinh tế, mở cửa hội nhập, thực hiện Công nghiệp hoá, hiện ñại hoá ñất nước thì vấn ñề vừa ñáp ứng nhu cầu về ñiện năng cao (cả về công suất và ñiện năng) cho các loại phụ tải vừa ñảm bảo sử dụng năng lượng có hiệu quả nhất góp phần phát triển kinh tế xã hội ñất nước là một bài toán khó cho Ngành ñiện của Việt Nam. Muốn thế, chúng ta phải ngay lập tức áp dụng chính sách sử dụng ñiện năng một cách tiết kiệm và hiệu quả song song với việc bảo tồn nguồn năng lượng, trong ñó giải pháp hiệu quả nhất, thiết thực nhất và có tác dụng ngay ñó là phải nhanh chóng thực hiện chương trình DSM trên toàn quốc, ñặc biệt là trong hệ thống cung cấp ñiện ñô thị. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn Tuy nhiên, vấn ñề thực hiện DSM không thể chỉ do 1 mình ngành ðiện thực hiện mà phải là các ngành, các tổ chức và cá nhân trong xã hội cùng thực hiện như: Bộ KHCN&MT, Bộ Xây Dựng, Bộ GTVT. Hơn nữa, Chính phủ phải quan tâm chỉ ñạo và thể chế hoá bằng luật pháp thì triển vọng áp dụng DSM mới khả thi. a. Tiềm năng thực hiện DSM ở Việt Nam ðối với nước ta, DSM mới ñược chú ý tới từ năm 1994 - 1995, với sự tài trợ của ngân hàng thế giới, chương trình DSM ñã ñược triển khai bước ñầu bằng việc nghiên cứu, ñánh giá tiềm năng DSM ở Việt Nam và hiện nay ngành ñiện ñã có chuẩn bị tích cực ñể triển khai thí ñiểm áp dụng một số biện pháp trong khâu quản lý phụ tải. Qua nghiên cứu, ñánh giá có thể nhận thấy rằng tiềm năng quản lý nhu cầu ñiện năng ở Việt nam là rất lớn ở cả 2 lĩnh vực: Quản lý phụ tải và nâng cao hiệu suất thiết bị sử dụng ñiện. ðối với lĩnh vực quản lý phụ tải có thể nhận thấy là biểu ñồ phụ tải ngày ñêm của hệ thống ñiện Việt nam không bằng phẳng, chênh lệch giữa giờ cao ñiểm và thấp ñiểm khá lớn 2-2,5 lần. ðể giảm ñầu tư xây dựng nguồn ñiện mới trong những năm tiếp theo, chương trình DSM sẽ tác ñộng ñến việc giảm phụ tải ñỉnh vào các giờ cao ñiểm tối (từ 18h ñến 21h hàng ngày) bằng cách chuyển một số phụ tải từ cao ñiểm sang sử dụng ở giờ thấp ñiểm hoặc các giờ khác trong ngày, làm cho ñồ thị phụ tải trở nên bằng phẳng hơn (tỉ lệ Pmax/Pmin giảm xuống còn khoảng 1,6 ñến 1,7 lần). Biện pháp này có thể thực hiện ñược thông qua việc ñịnh giá ñiện vào giờ cao ñiểm cao hơn ở giờ thấp ñiểm (giá ñiện theo thời gian trong ngày TOU) bằng cách sử dụng công tơ nhiều giá và ñịnh giá ñiện theo hai thành phần: giá công suất và giá ñiện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn năng, ñồng thời khuyến khích khách hàng tình nguyện giảm phụ tải vào giờ cao ñiểm khi nhu cầu vượt quá khả năng cung cấp. Trong lĩnh vực nâng cao hiệu suất sử dụng ñiện, tiềm năng thực hiện ở nước ta là khá khả quan. Việc giảm tiêu thụ năng lượng có thể nhằm vào các hộ tiêu thụ ñiện lớn như các xí nghiệp công nghiệp, các toà nhà cao tầng, siêu thị khách sạn... tại các khu vực này sẽ sử dụng các thiết bị có công nghệ tiên tiến tiêu thụ ít ñiện năng và có hiệu suất cao. Việc chiếu sáng ñường phố và gia ñình cũng cần ñược cải thiện, nếu thực hiện chuyển từ sử dụng các bóng ñèn sợi ñốt, bóng ñèn cao áp thủy ngân sang các loại ñèn huỳnh quang chấn lưu ñiện tử, ñèn Sodium cao áp... sẽ làm giảm ñáng kể công suất và ñiện năng tiêu thụ vào những giờ cao ñiểm. Kết quả tính toán của các chuyên gia cho thấy, việc triển khai chương trình DSM ở nước ta nếu thực hiện trong giai ñoạn 1996-2010 có thể giảm ñược gần 1000MW công suất của các nguồn ñiện mới, tương ñương khoảng 5300GWh. Hiệu quả kinh tế mang lại ước tính vào khoảng 960 triệu USD với chi phí cho thực hiện DSM chỉ cỡ 160 triệu USD, lợi nhuận thu ñược là 800 triệu USD ñó là chưa kể ñến giảm chi phí ñầu tư lưới ñiện và hiệu quả về mặt môi trường. Từ ñó có thể thấy rằng: ðầu tư cho DSM chính là ñầu tư cho phát triển nguồn và lưới ñiện với hiệu quả kinh tế và môi trường cao nhất. b. ðánh giá hiệu quả DSM ở khía cạnh chuyển dịch ñồ thị phụ tải Ta phân tích kỹ hơn về phương diện, cách thức ñánh giá hiệu quả DSM ở khía cạnh chuyển dịch phụ tải của hệ thống ñiện. Qua công tác thống kê, ñiều tra, ño ñạc trực tiếp tại các nút phụ tải của hệ thống ñiện, dựa trên ñặc trưng của phụ tải ñiện ñể có cơ sở lựa chọn giải pháp hợp lý thực hiện san bằng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện. Dựa theo phương pháp này ta sẽ ñiều Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 http://www.lrc-tnu.edu.vn khiển nhu cầu dùng ñiện cho phù hợp với khả năng cung cấp theo cách kinh tế nhất. Qua công tác nghiên cứu, phân tích cơ cấu ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện (HTð) Việt nam, các chuyên gia ñã rút ra các kết luận: ðồ thị phụ tải của HTð Việt nam trong ngày có 2 thời ñoạn cao ñiểm, ñó là cao ñiểm sáng từ 6 giờ tới 12 giờ và cao ñiểm tối từ 17 giờ tới 23 giờ (cao ñiểm nhất là từ 17-19 giờ). ðồ thị phụ tải có thời gian ñạt giá trị cực tiểu vào ban ñêm từ 0 giờ ñến 4 giờ sáng. Trong mọi thời ñiểm trong ngày, hai khu vực ánh sáng sinh hoạt (ASSH) và công Nghiệp (CN) luôn chiếm tỉ trọng về công suất cũng như ñiện năng của hệ thống. Nếu như khu vực CN ñạt tỉ trọng lớn vào ban ñêm thì khu vực nông nghiệp và giao thông vận tải (NN>VT) lại ñạt tỉ trọng cao vào thời ñiểm 13 giờ tới 16 giờ hàng ngày. Khu vực ASSH chỉ ñạt tỉ trọng cao vào 17 giờ ñến 23 giờ ñêm, còn ban ngày lại ñạt tỉ trọng khá thấp. - Tại các thời ñiểm ñồ thị phụ tải (ðTPT) của HTð ñạt cao ñiểm thì khu vực ASSH chiếm tỉ trọng lớn nhất (39,83% tại cao ñiểm sáng và 56,6% vào cao ñiểm tối. Các khu vực còn lại chiếm tỉ trọng nhỏ trong ðTPT ñặc biệt là cao ñiểm tối. - ðồ thị phụ tải của hệ thống ñạt giá trị cực tiểu vào ban ñêm. Muốn lấp thấp ñiểm có thể ñịnh giá bán thấp nhất vào khoảng thời gian này ñể khuyến khích các hộ dùng ñiện. Trong thời ñoạn này khu vực CN chiếm tỉ trọng cao nhất vào khoảng 55% còn khu vực dịch vụ công cộng (DVCC) và NN>VT chiếm tỷ trọng rất thấp. Vì vậy cần có biện pháp sử dụng tưới tiêu cho nông nghiệp trong khoảng thời gian này và có biện pháp lưu trữ nhiệt. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Muốn chuyển dịch và cắt bớt ñỉnh ðTPT của HTð cần phải chú ý tới các biện pháp có tác ñộng chủ yếu tới hai khu vực chủ yếu là ASSH và CN. Từ các phân tích ñặc ñiểm, cơ cấu ñồ thị phụ tải (ðTPT) HTð Việt nam ta sẽ xét hiệu quả của chuyển dịch ñồ thị phụ tải ñể khai thác hiệu quả, tiết kiệm ñiện năng. Qua công tác thống kê, thu thập thông tin trong thời gian qua, các chuyên gia trong lĩnh vực này ñã khảo sát ñồ thị phụ tải của Việt nam và ñưa ra kết luận: ðồ thị phụ tải HTð ở Việt nam rất không bằng phẳng. Tỉ số giữa Pmin/Pmax ≈ 0,4. Tình trạng mất cân ñối rất lớn của ðTPT gây khó khăn cho công tác quy hoạch phát triển vận hành hệ thống là làm gia tăng tổn thất. Ta sẽ tác ñộng vào ñồ thị phụ tải làm cho ðTPT trở nên bằng phẳng hơn. Nếu ta làm tốt các biện pháp trên có khả năng giảm ñược khoảng 20 % công suất ñỉnh và gần 30 % lượng ñiện năng vào giai ñoạn cao ñiểm. Nhờ vậy có thể giảm ñáng kể lượng tổn thất ñiện năng trong HTð, tạo ñiều kiện thuận lợi cho phát triển và vận hành HTð. c. ðánh giá hiệu quả của DSM ở khía cạnh thay ñổi công nghệ và thiết bị có hiệu năng thấp: * Trong khu vực Công nghiệp: Giả sử tốc ñộ thay ñổi công nghệ và thay thế cải tạo các ñộng cơ cũ là 10 %/năm. Cải tạo các hệ thống ñiện chiếu sáng khu vực công nghiệp thì khả năng tiết kiệm ñiện trong khu vực này cũng rất lớn. Theo báo cáo của một ñề tài khoa học của các chuyên gia ñang nghiên cứu vấn ñề này thì kết quả khi áp dụng các giải pháp như trên là: + ðổi mới công nghệ: Trung bình hàng năm giảm ñược gần 3% ñiện năng của khu vực này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Thay thế và cải tạo các ñộng cơ thế hệ cũ (tỉ lệ 50/50) sẽ giảm ñược trung bình 0,5%/ năm ñiện năng dùng cho các ñộng cơ, tức là giảm khoảng 0,3%/năm cho khu vực công nghiệp. + Lắp thêm các bộ tự ñộng ñIều chỉnh tốc ñộ các ñộng cơ có sự dao ñộng phụ tải luôn thay ñổi ở mức 10%/năm (cỡ khoảng 1/3 số ñộng cơ trong các nhà máy, xí nghiệp) sẽ giảm ñược khoảng 0,53 % ñiện năng sử dụng trong khu vực CN. + Thay thế, cải tạo các hệ thống nén khí và lò ñiện ở mức ñầu tư trung bình hàng năm có thể giảm ñược gần 0,22% ñiện năng của khu vực CN. + Thay thế và cải tạo hệ thống chiếu sáng công nghiệp theo tiến ñộ 20 %/năm với tỷ lệ là các loại ñèn là như nhau tiến ñến chỉ dùng một loại ñèn có hiệu năng cao hơn, sẽ giảm ñược khoảng 11,5%/năm lượng ñiện tiêu thụ cho thắp sáng, tương ứng giảm ñược gần 0,58 %/ năm của khu vực công nghiệp. Khi thực hiện tất cả các giải pháp trên có thể giảm ñược gần 4,7 %/năm ñiện năng khu vực công nghiệp tương ứng với khoảng 1,9% /năm ñiện năng toàn hệ thống. *. Khu vực ánh sáng sinh hoạt: Theo phân tích của các chuyên gia trong lĩnh vực ñiện năng, khi nghiên cứu tình hình sử dụng ñiện phục vụ cho nhu cầu ánh sáng sinh hoạt (ASSH) trong thời gian qua ñã rút ra một số nhận xét sau: - Khu vực ASSH hiện chiếm khoảng 43,2% nhu cầu ñiện năng tổng. - Tình hình sử dụng cho nhu cầu này hiện nay còn rất lãng phí, nếu áp dụng các giải pháp sử dụng hợp lý có khả năng tiết kiệm ñược 44,8% tổng nhu cầu ñiện năng của khu vực này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nếu thực hiện giải pháp thay thế các thiết bị gia dụng trong giai ñoạn hiện nay có thể giảm ñược khoảng 25,8% lượng ñiện năng tiêu thụ ở khu vực này. Tuy nhiên, do mức thu nhập chung của xã hội còn thấp, khả năng thay thế các thiết bị công nghệ cũ còn bị hạn chế thì có thể thu ñược các kết quả như sau: + Thay thế hàng năm 15% số ñèn chiếu sáng hiện có bằng loại ñèn có hiệu năng cao, tiêu thụ ñiện thấp thì cho phép giảm ñược gần 6% ñiện năng cho chiếu sáng và giảm khoảng gần 2,4 % ñiện năng cho ASSH. +Thay thế các ñiều hoà không khí, tủ lạnh, TV, máy giặt…ở mức 10%/năm hiệu quả của nó có thể giảm ñược gần 0,62% /năm ñiện năng cho ASSH. + Nếu có 1/3 số hộ hiện dang dùng bếp ñiện chuyển sang dùng bếp ga thì lượng ñiện năng có thể giảm ñược gần 3,6%/năm nhu cầu ñiện năng (NCðN) cho khu vực ASSH. Tóm lại, riêng giải pháp thay thế các thiết bị lạc hậu bằng thiết bị có hiệu suất cao thì cũng có thể giảm ñược gần 6,6%/năm NCðN khu vực ASSH tương ứng với khoảng gần 2,86 % nhu cầu ñiện năng tổng. * Khu vực dịch vụ công cộng: - Các chuyên gia khi nghiên cứu ñặc ñiểm, cơ cấu ñồ thị phụ tải có nhận xét như sau: + ðiện năng cho khu vực DVCC chiếm tỉ trọng chỉ khoảng 7 ñến 8% tổng NCðN. + Tiềm năng tiết kiệm ñiện năng cho lĩnh vực này là rất lớn và không khó thực hiện. Nếu ta thực hiện tốt có thể tiết kiệm ñược tới 37% nhu cầu ñiện năng của khu vực này. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Nếu chỉ xét ở khía cạnh thay thế các thiết bị lạc hậu hiện có bằng thiết bị có hiệu suất cao thì có ñược một số nhận xét sau: + Thay thế các loại ñèn hiện có bằng loại có hiệu năng cao tại các toà nhà, các khu vực công cộng như: Công viên, quảng trường, ñường phố, trường học… + Cải tạo, thay thế các hệ thống ñiều hoà và thiết bị dùng ñiện khác của khu vực này. Kết quả có thể giảm ñược ñược tới ñược gần 36 %NCðN của khu vực và tương ứng có thể giảm ñược tới gần 2,5% NCðN tổng. * Khu vực nông nghiệp. Theo ñiều tra, nghiên cứu thì khu vực nông nghiệp (NN) là khu vực chiếm tỉ trọng khoảng từ 5 ñến 8% NCðN tổng của HTð do mức ñộ cơ giới hoá và ñiện khí hoá còn ở mức thấp. Hiện nay các thiết bị dùng ñiện trong khu vực này khá lạc hậu và hiệu suất thấp. Nếu ñầu tư, cải tạo và thay thế kết hợp với chọn dung lượng các máy biến áp, vị trí ñặt hợp lý có thể giảm ñược từ 10 ñến 20% NCðN của khu vực này. * Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối ñiện: Do ñặc ñiểm vốn ñầu tư cải tạo, thay thế các thiết bị trong khu vực này ñòi hỏi khá lớn, nhưng do nỗ lực của Ngành ñiện ñược sự hỗ trợ của chính phủ những năm gần ñây các nhà máy ñiện cũ nát, hiệu suất thấp ñã bị loại bỏ, các nhà máy ñiện mới và các ñường dây, trạm biến áp mới ñược xây dựng với công nghệ tiên tiến bên cạnh ñó các lưới truyền tải và lưới phân phối cũng ñang ñược ñầu tư cải tạo. Nhờ nỗ lực cao như vậy, có thể giảm ñược khoảng 0,25% ñiện năng tổn thất. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn d. ðánh giá khía cạnh tuyên truyền, phổ cập và cung cấp thông tin Ta dễ thấy rằng, ñây là phương pháp hiệu quả nhất, dễ thực thi, có kết quả nhanh và có ý nghĩa lâu dài vì nó tác ñộng tới ý thức của mọi người dân, mọi doanh nghiệp. Bằng các phương tiện thông tin ñại chúng cung cấp thường xuyên cho người sử dụng những kiến thức về bảo tồn năng lượng. Những tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực sản xuất, chế tạo, lắp ñặt và sử dụng thiết bị ñiện gia dụng cũng như công nghiệp. Những quy chế, quy ñịnh, các tiêu chuẩn về năng lượng tránh cho người dùng ñiện không mắc phải sai lầm khi ñầu tư, mua sắm, thiết kế lắp ñặt và vận hành các thiết bị dùng ñiện. Ta có thể ñánh giá sơ bộ hiệu quả của nó khi áp dụng biện pháp này với các khu vực: * Khu vực Công nghiệp: Hiện nay tỷ trọng sử dụng ñiện của khu vực CN chiếm khoảng 40% NCðN tổng và cũng là khu vực có tiềm năng tiết kiệm ñiện năng lớn nhất. Căn cứ theo ñánh giá của các chuyên gia về việc hiệu quả sử dụng ñiện năng hiện nay của các phụ tải tại khu vực công nghiệp thì tiềm năng tiết kiệm ñiện năng khi thực hiện tổng hợp và triệt ñể các giải pháp sẽ có thể tiết kiệm tới gần 63% NCðN. Nếu chỉ xét riêng gải pháp tăng cường quản lý, nâng cao ý thức sử dụng ñiện năng có thể làm giảm ñược khoảng 10% ñiện năng của khu vực sản xuất và 25% ñiện năng chiếu sáng trong khu vực hành chính và nhà xưởng. ðánh giá trung bình nếu thực hiện tốt giải pháp này cũng tiết kiệm ñược gần 10,7%NCðN của khu vực tương ứng khoảng 4,5% NCðN của toàn hệ thống. * Khu vực ánh sáng sinh hoạt. Nhu cầu ñiện năng cho khu vực này càng ngày sẽ càng tăng. ðời sống ñược cải thiện, thu nhập ngày càng cao thì con người càng ñòi hỏi các tiện Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 http://www.lrc-tnu.edu.vn nghi phong phú hơn ñể phục vụ cuộc sống của cá nhân và xã hội. Tuy nhiên có xu hướng thu nhập càng cao, lượng ñiện năng sử dụng càng nhiều thì lại ít chú ý ñến số tiền ñiện phải trả. Hậu quả là, nếu không kịp thời nhận thức và hướng dư luận xã hội quan tâm, nhận thức ñến vấn ñề này thì lượng ñiện năng hao phí càng ngày càng lớn. Nếu chúng ta quan tâm, cắt giảm khoảng 25% lượng ñiện chiếu sáng sinh hoạt không cần thiết, khoảng 10% ñến 20% lượng ñiện cho các thiết bị gia dụng, thì kết quả có thể tiết kiệm ñược từ 16 ñến 22% lượng ñiện năng của khu vực ASSH, tương ứng với khoảng từ 6% ñến 8,3% NCðN toàn hệ thống. * Khu vực dịch vụ công cộng: ðây là vấn ñề này ít ñược dư luận quan tâm, do ảnh hưởng của một thời gian dài bao cấp, các vấn ñề liên quan tới khu vực này hầu như chỉ là trách nhiệm của các nhà lãnh ñạo doanh nghiệp quan tâm mà chưa ảnh hưởng tới từng cá nhân. Thời gian gần ñây, các thiết bị ñiện như: quạt, vô tuyến, ñiều hoà, tủ lạnh ñược trang bị với số lượng lớn song ý thức sử dụng, bảo quản chưa ñược quan tâm ñúng mức. Các khách sạn, trường học, bệnh viện.. lượng ñiện năng hao phí còn rất lớn. Nếu sử dụng các biện pháp tuyên truyền, phổ biến, vận ñộng làm thay ñổi ý thức của từng cá nhân về vấn ñề này, có thể ước tính giảm ñược không ít hơn 15% NCðN của khu vực này, tương ứng với khoảng 1,2% NCðN tổng. * Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối ñiện. Tỉ lệ tổn thất ñiện năng trong lĩnh vực này là khá lớn cỡ khoảng 1618%. ðể giảm mức tổn thất này xuống gần với tổn thất ở các nước phát triển, cần phải có nguồn vốn ñầu tư rất lớn.. Tuy nhiên có thể giảm thiểu nếu thực hiện các giải pháp ñòi hỏi ít hoặc không cần vốn ñầu tư như: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nâng cao chất lượng công tác quản lý, thiết kế, lắp ñặt và vận hành hệ thống. Xác ñịnh phương thức vận hành hợp lý trong các ñiều kiện cụ thể của nguồn và phụ tải, chống tổn thất thương mại. Qua phân tích sơ bộ cho thấy, trong những giai ñoạn tiếp theo nếu thực hiện tốt giải pháp này, sẽ cho phép giảm ñược trung bình hàng năm vào khoảng 0,15% NCðN của HTð. e. Những khó khăn khi thực hiện DSM ở Việt Nam: ðể thực hiện có hiệu quả chương trình DSM ở Việt Nam, chúng ta phải có cách nhìn, sự phân tích một cách khách quan những khó khăn sẽ gặp phải khi triển khai chương trình này. Các khó khăn ño bao gồm: - Về phía cơ quan quản lý nhà nước: + Chưa có những hệ thống tiêu chuẩn cho những ngành kinh tế nói chung và lĩnh vực năng lượng nói riêng phù hợp và theo kịp sự phát triển của công nghệ mà thực tế ñòi hỏi. +Việc quản lý nhà nước về ñăng ký nhãn hiệu, bảo hộ quyền sở hữu Công nghiệp còn yếu kém, nạn làm hàng giả còn phổ biến.. + Chưa luật hoá ñược các quy phạm, tiêu chuẩn hoá của các ngành, các sản phẩm (Như về ñầu tư xây dựng, sản xuất, hàng Nhập khẩu…). + Khả năng thực thi các qui ñịnh của Pháp luật còn yếu. + Chưa coi trọng Công tác tiết kiệm năng lượng nói chung và DSM nói riêng. + Chưa có hình thức khuyến khích khen thưởng, hỗ trợ các doanh nghiệp, các thành phần kinh tế khi họ thực hiện chương trình DSM. - Về phía ngành ðiện (EVN) + Chưa nhất quán trong quan ñiểm: Coi trọng giải pháp DSM là một trong những mục tiêu quan trọng của ngành ðiện cần phải thực hiện song song với các nhiệm vụ quan trọng khác. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Chưa chủ ñộng có chiến lược, lịch trình và yêu cầu ñể thực hiện DSM trong từng giai ñoạn. + Nguồn vốn ñầu tư còn hạn hẹp, cơ cấu ñầu tư chưa hợp lý. Quan ñiểm ñầu tư mang tính chiến thuật nhiều hơn là mang tính chiến lược. + Chưa chủ ñộng xây dựng các tiêu chuẩn, quy phạm cho phù hợp với sự tiến bộ của Công nghệ của các nước trong khu vực và thế giới. + Chưa có những ñội ngũ chuyên gia am hiểu sâu về kỹ thuật hoặc chưa tập hợp ñược các chuyên gia làm cộng tác viên có trình ñộ và tâm huyết nghề nghiệp ñể làm công tác tư vấn, phản biện cho chương trình này. - Về phía các Hộ tiêu thụ ñiện: + Cũng chưa quan tâm nhiều ñến hiệu quả của việc thực hiện DSM trong phạm vi công ty, doanh nghiệp mình quản lý. + Chưa có tổ chức nào tư vấn cho họ hiểu rõ hiệu quả, giải pháp thực hiện DSM vì vậy hiểu biết của họ về lĩnh vực này còn hạn chế. + Chưa có ñủ vốn thực hiện các giải pháp DSM phù hợp với ñặc thù doanh nghiệp của mình. - ðối với dân chúng: + Chưa có hiểu biết về DSM và các hiệu quả của nó, công tác tuyên truyền phổ biến kiến thức thông qua các phương tiện thông tin ñại chúng về lĩnh vực này còn kém. +Tâm lý ngại áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật còn nặng nề. + Thu nhập của người dân chưa cao nên khả năng ñầu tư thay ñổi các trang thiết bị gia dụng có hiệu suất thấp còn hạn chế. Tổng quan về DSM ñược trỡnh bày trong mục [1,2]. ðịnh nghĩa về DSM ñược nêu ở trờn . Cỏc hỡnh thức khỏc nhau của DSM. Việc ỏp dụng DSM sẽ giảm thiểu việc xây dựng nhà máy ñiện mới ñũi hỏi phải cú lượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 http://www.lrc-tnu.edu.vn vốn ñầu tư rất lớn. ðiều ñó có nghĩa là các công ty ñiện lực phải ñưa ra các biện pháp quản lý phụ tải dựng ñiện tốt hơn hiện nay. 1.1.2.3. Kinh nghiệm của một số nước trong khu vực và trên thế giới. ðó cú nhiều ñề tài trỡnh bày tổng quan về hệ thống DSM [3]. ðó và ñang góp phần tạo nờn lợi ớch kinh tế to lớn cho cỏc cụng ty ðiện lực. Cách cài ñặt cho hệ thống DSM ñược thực hiện qua các bước của quá trỡnh cài ñặt như sau: Nhập dữ liệu hệ thống cho DSM, dữ liệu của ñối tượng, tập lệnh ñiều khiển ñối tượng. ðó là các thông số cơ bản dùng ñể ñiều khiển và giám sát ñối tượng. Cũng có nhiều ñề tài nghiên cứu về DSM và ñó ñưa ra cỏch thiết lập và giỏm cho hệ thống DSM [5]. Cách quản lý phụ tải của các công ty ðiện lực. ðó trình bày các trạng thái của ñối tượng và biện pháp dùng DSM ñể giám sát ñối tượng. Ngoài ra, cũn chỉ ra rằng hệ thống DSM là một giải phỏp thớch hợp ñối với các công ty ñiện lực hiện nay. ðánh giá hệ thống DSM ñược trỡnh bày ở mục [6]. Ở ñây sẽ ñánh giá ñộ tin cậy của chương trỡnh DSM. ðặc biệt, khi ứng dụng DSM cho khu ñông dân cư và khu công nghiệp. Nhiều tác giả ñó ñưa ra các giả thiết về sử dụng giao diện ñể quản lý phụ tải [8]. Bài bỏo núi về việc giỏm sỏt phụ tải phải tuõn theo cỏc bước sau: Chạy thử nghiệm hệ thống, thiết bị ghi dữ liệu, thời gian ghi dữ liệu, ñộ trung thực của dữ liệu và ñộ tin cậy của các thiết bị ño lường. ðiển hỡnh ở một số nước phát triển như Pháp, ngành ñiện lực ñó ứng dụng thành cụng việc cắt ñỉnh nhọn trên ñồ thị phụ tải [10, 11, 12]. Các công ty ðiện lực ñó ñưa ra báo cáo cụ thể là ñó giảm ñược 760 MW phụ tải ñỉnh trong mùa ñông. Trong ñó, có 200 MW phụ tải sinh hoạt. Hỡnh 2.1 biểu diễn ñường cong phụ tải ở Pháp trước và sau khi ứng dụng DSM. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nhiều tác giả trỡnh bày các giải pháp ñể ñạt ñược hiệu quả kinh tế trong vấn ñề ñiều khiển phụ tải bằng cách ñiều chỉnh dung lượng các máy phát ñiện [14]. Việc xác ñịnh nhu cầu phụ tải ñể từ ñó ñưa ra các biện pháp vận hành hợp lý các nhà máy ñiện. Biện pháp này có thể nâng cao tuổi thọ của thiết bị nhờ hệ thống ñiều khiển phụ tải. Thông số cơ bản dùng ñể tính toán nhu cầu phụ tải là công suất ñỉnh của phụ tải. Trước khi áp dụng Sau khi áp dụng Hình 1.1 ðường cong phụ tải ngày trước và sau khi ứng dụng DSM. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG 2. TÌM HIỂU VỀ DLC 2.1 ðặt vấn ñề: Nhiều ñề tài ñã ñưa ra một số nguyên lý cài ñặt cho hệ thống DLC trên diện rộng [15]. Các ñề tài này trình bày cách chỉnh ñịnh và giám sát hệ thống. Hiện tại hệ thống DLC ñang ñược ứng dụng tại nhiều ðiện lực ở các nước phát triển ví dụ như ở các công ty ñiện lực của bang Florida của Mỹ, hệ thống nguồn và tải ñược kết nối với DLC thông qua các kênh truyền. Cách tiết kiệm ñiện năng bằng cách can thiệp vào thông số của hệ thống DLC [16]. Hai cấu trúc phần mềm ñược sử dụng ñể nâng cao hiệu quả cho chương trình phần mềm của hệ thống DLC là: Giao diện hiển thị các thông tin ño lường ñược từ ñối tượng và thiết bị ñiều khiển thông minh. Hai mạch này ñược thiết kế dựa trên nguyên lý số. Một số công ty ñiện lực ở một số nước ñã áp dụng và ñưa ra các biện pháp ñánh giá việc giảm phụ tải ñỉnh. Các phương pháp ñánh giá dựa trên tiêu chuẩn IEEE áp dụng cho hệ thống ñiện [17]. Các thực nghiệm chủ yếu ñược tiến hành ñối với hai thiết bị là: Bình nóng lạnh và máy ñiều hòa không khí. Ví dụ Công ty Detroit Edison ở Mỹ hiện tại ñang ñiều khiển khoảng 200.000 thiết bị nóng lạnh bằng tín hiệu sóng âm thanh [18]. Sơ ñồ khối của hệ thống ñược chia thành các khối nhỏ bao gồm: khối ñiều khiển và cấu trúc ñiều khiển cụ thể như sau: Hệ thống ñiều khiển phụ tải bằng sóng (HTðKBS) là một hệ thống truyền thông tin một chiều bao gồm máy phát ñặt ở trung tâm gọi là trạm ñiều khiển, và gửi các lệnh ñiều khiển ñến vô số các máy thu ñặt tại các hộ phụ tải nằm rải rác trong lưới phân phối. Kênh truyền chính là thông qua lưới phân phối: ðường dây, cáp, máy biến áp phân phối,.. Máy phát phát tín hiệu (mã ñiều khiển) vào lưới phân phối. Tín hiệu bao gồm các cụm sóng ñiện áp hình sin ở tần số Audio cố ñịnh. Tín hiệu này Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 http://www.lrc-tnu.edu.vn ñược truyền khắp nơi trong hệ thống lưới ñiện và tác ñộng ñến tất cả các máy thu phù hợp với dãy mã ñược phát ñi. Các máy thu sẽ hoạt ñộng khi nhận ñược mã ñã lập trình cho chúng. 2.2 . Hệ thống DLC sử dụng bộ vi xử lý Nhiều ñề tài ñã ñưa ra bộ VXL dựa trên chương trình DLC cho các công ty ñiện lực vừa và nhỏ. Thiết kế này ñặc biệt phù hợp với các công ty ñiện lực cỡ nhỏ ñến trung bình. Tuy nhiên nguồn tài chính ñể thực hiện các chương trình quản lý phụ tải có quy mô lớn. Hệ thống này ñược thiết kế bởi bộ VXL 18 bit 68HC11. Hệ thống này sử dụng một chương trình ñịa chỉ ñể ñiều khiển lên tới bốn phụ tải tại 4059 vị trí. Việc vận hành ñầy ñủ của hệ thống ñã ñược kiểm tra với kết quả thỏa ñáng. Hệ thống này ñơn giản vì nó ñiều khiển hai phụ tải bởi công tắc chuyển mạch on off. Nó không có phản hồi ñể kiểm tra ứng dụng vủa DLC. Khách hàng không ñóng vai trò gì trong chương trình. Chính vì vậy việc ứng dụng của PLC trong hệ thống ñiện là vấn ñề ñáng quan trọng ñể nghiên cứu. Gần ñây với sự phát triển của các hệ thống ñiều khiển hiện ñại và các bộ VXL ñã mở cửa cho việc ứng dụng rộng rãi ñiều khiển lập trình logic trong hệ thống ñiện. Việc ứng dụng PLC ñể ñiều khiển tốc ñộ ñộng cơ một chiều trong công nghiệp. Phương án tiếp cận ñược ñề xuất là sử dụng chương trình logic hình thang ñược mô tả trong thuật toán ñiều khiển thích nghi. RLL ñược mô tả bên trong bộ xử lý chính của PLC. Các cuộc thử nghiệm khác nhau ñược thực hiện và phân tích ñể minh họa sự hợp lý của các phương án ñề suất. Các cuộc thử nghiệm này cũng bao gồm ñáp ứng của hệ thống ñể thay ñổi các ñại lượng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 http://www.lrc-tnu.edu.vn ñiều khiển, và phục hồi nhiễu loạn bất ngờ và tạo nên hiệu suất cao. Phạm vi của ñề tài là mở rộng nghiên cứu và mô tả sơ bộ giao diện chính trong hệ thống ñiều khiển ñộng cơ DC. PLC ñược sử dụng trong việc phát hiện lỗi trên ñường dây truyền tải. PLC như một ñơn vị kiểm tra , ñặt tại các ñường dây các thiết bị ñầu cuối. Nó có thể tự ñộng thực hiện ñộc lập việc kiểm tra hàng ngày và báo cáo lỗi. Hệ thống này ñã ñược chứng minh ñộ bền của nó trong các trạm tùy thuộc báo cáo. 2.3. Trình bày hệ thống DLC sử dụng PLC Hiện nay có nhiều công ty ñã nghiên cứu chế tạo thiết bị ñầu cuối ñế áp dụng cho vấn ñề quản lý phụ tải bằng sóng. Họ sử dụng PLC ñể ñiều khiển phụ tải khách hàng trực tiếp. Tuy nhiên, hệ thống này rất ñơn giản do nó ñiều khiển phụ tải khách hàng hoặc là chỉ On hoặc chỉ off. Chương trình này không ñưa ra cho khách hàng sự thay ñổi ñể tham gia trong chương trình DLC. Nó là hệ thống giao tiếp 1 chiều và không bao gồm phản hồi nội bộ. 2.4. Ứng dụng PLC trong Hệ thống ñiện Gần ñây, nhờ có sự phát triển mạnh của các cấu trúc ñiều khiển và các bộ vi xử lý ñã mở rộng cánh cửa cho việc ứng dụng ñiều khiển khả trình (PLC) trong hệ thống ñiện. Nhiều ñề tài ñã giới thiệu các phương pháp thiết lập cấu trúc của hệ thống PLC ñiều khiển ñộng tốc ñộ của ñộng cơ một chiều [26]. Mạch in của cấu trúc sử dụng các linh kiện bán dẫn thay thế cho các rơle (RLL), cấu trúc này lập trình dựa trên các thuật toán logic. RLL ñược tích hợp bên trong bộ não của PLC. Nhiều thực nghiệm khác nhau ñược phân tích nhằm mô phỏng cấu trúc hợp lý của phần mềm chuyên dụng. Các thực nghiệm bao gồm: Giám sát các hoạt ñộng của hệ thống dựa trên cơ sở thay ñổi các tập lệnh, và gửi tín Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 http://www.lrc-tnu.edu.vn hiệu phản hồi ñến ñối tượng ñược giám sát. Khối giao diện dùng ñể quan sát và chỉnh ñịnh các thông số cần thiết ñiều khiển ñộng cơ ñiện một chiều. Nhiều ñề tài ñã sử dụng cấu trúc PLC ñể phát hiện sự cố trên ñường dây tải ñiện [27]. PLC là mềm ñiều khiển khả trình, phát hiện sự cố dựa trên nguyên lý ño lường các thông số của phần tử bị sự cố. Nó thực hiện ñiều chỉnh các thông số kiểm tra và giám sát một cách tự ñộng. Ngoài ra hệ thống này có thể cải tiến ñể ñiều khiển và giám sát các trạm ñiện phân phối. 2.5. Các ứng dụng của PLC trong hệ thống DLC Nhiều ñề tài giới thiệu phương nghiên cứu pháp ñiều khiển phụ tải bằng sóng [28]. Họ sử dụng hệ thống PLC ñể ñiều khiển trực tiếp phụ tải. Tuy nhiên, hệ thống này vẫn bị hạn chế vì nó chỉ ñiều khiển ñược các phụ tải sinh hoạt mà không ñiều khiển ñược các phụ tải khác. Do việc tín hiệu ñiều khiển cho tải công nghiệp lớn sẽ gặp vấn ñề nhiễu và khó chính xác hơn. Thiết bị ñiều khiển ñược lắp ñặt tại các hộ tiêu thụ với 3 cổng ñịa chỉ riêng rẽ. Trong sơ ñồ cấu trúc của hệ thống này không thiết kế mạch phản hồi thông tin của quá trình DLC cho khách hàng. ðó chính là nhược ñiểm của hệ thống. Chính vì những phân tích so sánh trên cho thấy việc nghiên cứu ứng dụng chương trình DLC cho hệ thống ñiện là một vấn ñề ñáng ñược quan tâm. 2.6 Giới thiệu chung về PLC Một hệ thống ñiều khiển cần thỏa mãn các yêu cầu cơ bản về chức năng, ñộ tin cậy, hiệu quả kinh tế, phương thức truyền tin. Với các công nghệ ñiều khiển trước ñây thì việc thỏa mãn ñồng thời các yêu cầu trên là rất khó. Vì vậy, ñể ñảm bảo ñược các ñiều kiện ñó, ngày nay các công nghệ ñiều khiển thường ứng dụng ñiều khiển khả trình (PLC- Programmable Logic Controller). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.6.1. Khái niệm PLC PLC thực chất là một máy tính ñiện tử ñược sử dụng trong các quá trình tự ñộng hóa trong công nghiệp ñược thiết lập các chức năng ñặc biệt, như là ñiều khiển logic, thông tin theo trình tự, bộ ñếm, bộ ñịnh thì và thuật toán ñể ñiều khiển các máy móc thông qua các bộ chuyển ñổi ñầu cuối (I/O) bằng số hoặc tương tự. Về cơ bản, PLC có thể thực hiện việc ñiều khiển, giám sát ñối tượng thông qua hệ thống các câu lệnh ñược thiết lập trước với tốc ñộ khá nhanh. Nó hoạt ñộng dựa trên nguyên lý phân tích dữ liệu nhận ñược từ ñối tượng nhờ bộ vi xử lý. Hệ thống PLC có thể thu và phát nhiều dạng tín hiệu ñiện và ñiện tử khác nhau. ðặc biệt, nó có thể ñiều khiển và giám sát các máy công cụ và thiết bị ñiện. Nó ñược kết nối linh hoạt với hệ thống máy tính và nhiều thiết bị ngoại vi khác. Thông thường hệ thống ñiều khiển logic ñược thiết kế thay thế cho các rơ le làm việc trong môi trường công nghiệp. Phần lớn PLC kết nối với nhiều ñối tượng. Nói chung, PLC là thết bị giao tiếp trực tiếp với người sử dụng và các thiết bị ngoại vi trong diện tích và không gian thích hợp. Có thể coi PLC là một hệ thống thiết bị thực hiện việc ñóng cắt tự ñộng. Nhiều modul ñược kết nối riêng biệt với các cổng của hệ PLC. Một modul có thể ñược tích hợp nhiều linh kiện ñiện tử chuyên dụng trên một bản mạch in. 2.6.2. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC Một hệ thống PLC thông thường bao gồm 4 khối cơ bản như sau: 1. Bộ vi xử lý (CPU- Central Processing Unit): Có thể mô tả ñây là ‘bộ não hoặc trái tim’ của hệ thống, bao gồm 3 bộ phận chính: a. Khối xử lý (Processor): Khối này ñóng vai trò là khối trung tâm của máy tính, thực hiện chức năng xử lý tín hiệu nhận ñược ở dạng số. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 http://www.lrc-tnu.edu.vn b. Bộ nhớ (Memory): Có chức năng lưu trữ thông tin của hệ thống và ñối tượng c. Khối nguồn (Power Supply): Thực chất ñây là bộ chuyển ñổi, có chức năng chuyển ñổi ñiện áp xoay chiều thành ñiện áp 1 chiều với nhiều mức khác nhau. Ngoài ra, bộ này còn có chức năng là nguồn nuôi và có thể ñiều chỉnh mức áp phù hợp với các hoạt ñộng của máy tính. 2. Phần mềm/giao diện (PM): Chương trình phần mềm ñược thiết lập, cài ñặt bởi người sử dụng thông qua bàn phím máy tính. Giao diện là màn hình LCD ñể hiển thị các thông tin cần thiết. 3. Khối vào ra (I/O): Khối ñầu vào cho phép người sử dụng có thể nhập các thông số chỉnh ñịnh của hệ thống vào máy tính, khối ñầu ra cho phép gửi tín hiệu ñiều khiển tới ñối tượng. ðể ñiều khiển ñối tượng từ xa, cần thiết phải sử dụng các thiết bị ñầu cuối kết nối với khối vào ra. Thực tế, ñể ñiều khiển ñối tượng thì khối vào ra phải sử dụng nhiều chuẩn khác nhau. a. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống PLC Nguyên lý xử lý cơ bản của CPU là ñọc thông tin một cách tuần tự. Phần lớn các hệ thống PLC ñều áp dụng nguyên lý này. Bộ xử lý trung tâm sau khi nhận tín hiệu ñầu vào sẽ mã hóa thông tin, sau ñó thông tin này ñược phát ñi nhờ khối ra của hệ thống ñược mô tả trên hình vẽ. Kế tiếp chương trình phần mềm sẽ xử lý thông tin . Mỗi một trạng thái là một tập lệnh dưới dạng cơ số 2 với hai bit 1 và 0, hai bit này ñược ñặc trưng cho 2 trạng thái có ñiện và không có ñiện. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình2.1: Cấu trúc cơ bản của PLC *Bộ xử lý tín hiệu ðây là bộ phận xử lý tín hiệu trung tâm hay CPU của PLC. Bộ xử lý tín hiệu có thể bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý tiêu chuẩn hoặc các bộ vi xử lý hỗ trợ cùng với các mạch tích hợp khác ñể thực hiện các phép tính lô gíc, ñiều khiển và ghi nhớ các chức năng của PLC. Bộ xử lý thu thập các tín hiệu vào, thực hiện các phép tính lô gíc theo chương trình, các phép tính ñại số và ñiều khiển các ñầu ra số hay tương ứng. Phần lớn các PLC sử dụng các mạch logic chuyên dụng trên cơ sở bộ vi xử lý và các mạch tích hợp tạo nên ñơn vị xử lý trung tâm CPU. Bộ vi xử lý sẽ lần lượt quét các trạng thái của ñầu vào và các thiết bị phụ trợ, thực hiện logic ñiều khiển ñược ñặt ra bởi chương trình ứng dụng, thực hiện các tính toán và ñiều khiển các ñầu ra tương ứng của PLC. Bộ vi xử lý nâng cao khả năng logic và khả năng ñiều khiển của PLC. Các PLC thế hệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 http://www.lrc-tnu.edu.vn cuối cho phép thực hiện các phép tính số học và các phép tính logic, bộ nhớ lớn hơn, tốc ñộ xử lý cao hơn và có trang bị giao diện với máy tính, với mạng nội bộ vv. Bộ vi xử lý ñiều khiển chu kỳ làm việc của chương trình. Chu kỳ này ñược gọi là chu kỳ quét của PLC, tức là khoảng thời gian thực hiện xong một vòng các lệnh của chương trình ñiều khiển. Phần lớn hệ thống PLC làm việc với tín hiệu ñiện và ñiện tử. Các tín hiệu này có thể là dũng hoặc ỏp xoay chiều hay một chiều có giá trị từ (0÷40) mA, hoặc (0÷120) VAC và (0÷48) V DC. Các tín hiệu này thường ñược cấp từ các cổng vào ra. Hình2.2: Vòng quét chương trình ñiều khiển của PLC Khi thực hiện quét các ñầu vào, PLC kiểm tra tín hiệu từ các thiết bị vào như các công tắc, cảm biến. Trạng thái của các tín hiệu vào ñược lưu tạm thời vào bảng ảnh ñầu vào hoặc vào một mảng nhớ. Trong thời gian quét chương trình, bộ xử lý quét lần lượt các lệnh của chương trình ñiều khiển, sử dụng các trạng thái của tín hiệu vào trong mãng nhớ ñể xác ñịnh các ñầu ra sẽ ñược nạp năng lượng hay không. Kết quả là các trạng thái của ñầu ra ñược ghi vào mảng nhớ. Từ dữ liệu của mảng nhớ tín hiệu ra, PLC sẽ cấp hoặc ngắt ñiện năng cho các mạch ra ñể ñiều khiển các thiết bị ngoại vi. Chu kỳ quét Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 http://www.lrc-tnu.edu.vn của PLC có thể kéo dài từ 1 ñến 25 mi li giây. Thời gian quét ñầu vào và ñầu ra thường rất ngắn so với chu kỳ quét của PLC. * Bộ nhớ Bộ nhớ của PLC có vai trò rất quan trọng, bởi vì nó ñược sử dụng ñể chứa toàn bộ chương trình ñiều khiển, các trạng thái của các thiết bị phụ trợ. Thông thường các bộ nhớ ñược bố trí trong cùng một khối với CPU. Thông tin chứa trong bộ nhớ sẽ xác ñịnh việc các ñầu vào, ñầu ra ñược xử lý như thế nào. Bộ nhớ bao gồm các tế bào nhớ ñược gọi là bit. Mỗi bit có hai trạng thái 0 hoặc 1. ðơn vị thông dụng của bộ nhớ là K, 1K = 1024 từ (word), 1 từ (word) có thể là 8 bit. Các PLC thương có bộ nhớ từ 1K ñến 64K, phụ thuộc vào mức ñộ phức tạp của chương trình ñiều khiển. Trong các PLC hiện ñại có sử dụng một số kiểu bộ nhớ khác nhau. Các kiểu bộ nhớ này có thể xếp vào hai nhóm: bộ nhớ có thể thay ñổi và bộ nhớ cố ñịnh. Bộ nhớ thay ñổi là các bộ nhớ có thể mất các thông tin ghi trên ñó khi mất ñiện. Nếu chương trình ñiều khiển chứa trong bộ nhớ mà bị mất ñiện ñột xuất do tuột dây, mất ñiện nguồn thì chương trình phải ñược nạp lại và lưu vào bộ nhớ. Bộ nhớ cố ñịnh ngược lại với bộ nhớ thay ñổi là có khả năng lưu giữ thông tin ngay cả khi mất ñiện. Các loại bộ nhớ hay sử dụng trong PLC gồm : a. ROM (Read Only Memory) b. RAM (Random Access Memory) c. PROM (Programable Read Only Memory) d. EPROM (Erasable Programable Read Only Memory) e. EAPROM (Electronically Alterable Programable Read Only Memory) f. Bộ nhớ flash. Bộ nhớ ROM dùng ñể nhớ các lệnh ñiều khiển cơ bản của PLC, không thay ñổi nội dung nhớ ngay cả khi mất ñiện. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 http://www.lrc-tnu.edu.vn Trong số này chỉ có bộ nhớ RAM là bộ nhớ thay ñổi, các bộ nhớ khác lưu thông tin trong bộ nhớ khi mất ñiện. Bộ nhớ RAM thường hoạt ñộng nhanh và dễ dàng nạp chương trình ñiều khiển ứng dụng cũng như các dữ liệu. Một số bộ nhớ RAM sử dụng pin ñể lưu nội dung nhớ khi mất ñiện. Bộ nhớ RAM ñược sản xuất từ công nghệ CMOS nên tiêu thụ rất ít năng lượng. Các PLC có thể ñược mở rộng thêm nên bộ nhớ cũng phải tăng thêm. Chương trình ñiều khiển ñơn giản chỉ cần dung lượng bộ nhớ bé, ngược lại các chương trình phức tạp cần bộ nhớ dung lượng lớn. Bộ nhớ ñộng ñược sử dụng rộng rãi ñó là bộ nhớ RAM (Random Acces Memory). Bộ nhớ RAM hoạt ñộng nhanh và là tạo ra và lưu các chương trình ứng dụng. ðể chống lại khả năng mất dữ liệu khi mất ñiện, cácPLC thuờng sử dụng pin. Bộ nhớ tĩnh ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ không bị thay ñổi khi dữ liệu nhớ khi tắt nguồn hoặc mất ñiện. Bộ nhớ ROM dùng ñể nhớ các lệnh cơ bản và các hàm toán học của PLC. EEPROM (Ellectrically Erasable Programable Read Only Memory) là bộ nhớ tĩnh có khả năng xoá bằng lập trình lại. EEPROM dùng ñể ghi chương trình ứng dụng. Người sử dụng có thể truy cập vào hai vùng nhớ của PLC là vùng nhớ chương trình và vùng nhớ dữ liệu. Vùng nhớ chương trình là nơi chứa chương trình ñiều khiển ứng dụng, các chương trình con và các lỗi của chương trình. Vùng nhớ dữ liệu lưu trữ các dữ liệu liên quan ñến chương trình ñiều khiển như dữ liệu vào/ra; giá trị ñầu, giá trị tức thời và giá trị cuối của bộ ñếm lệnh hay bộ ñến thời gian; các hằng số và các biến của chương trình ñiều khiển. Hai vùng nhớ này ñược gọi là bộ nhớ dành cho người sử dụng. Bộ xử lý tín hiệu còn có bộ nhớ hệ thống dùng ñể ghi các dữ liệu trung gian trong quá trình thực hiện các phép tính, các lệnh của chương trình và phối hợp giữa chúng; quét các dữ liệu vào và gửi cá dữ liệu ra mới ñến mô ñun ra. Bộ nhớ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 http://www.lrc-tnu.edu.vn hệ thống do nhà sản xuất lập trình từ khi xuất xưởng nên không thể thay ñổi ñược và người sử dụng cũng không thể truy cập ñược. b. PLC IDEC Microsmart - C24R2 *Ưu ñiểm có bộ nhớ chương trình lớn, ñáp ứng ở tần số cao và có khả năng giao tiếp với nhiều modules mở rộng . * Ngôn ngữ lập trình: * Ứng dụng: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 http://www.lrc-tnu.edu.vn * Sơ ñồ nối cáp: Hình2.3: Sơ ñồ nối cáp giữa Máy tính và PLC * Tập lệnh. - Nhóm lệnh xử lý bít: Nhóm lệnh cơ bản Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 43 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 44 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 45 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 48 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 49 http://www.lrc-tnu.edu.vn * Nhóm lệnh gọi chương trình con Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 51 http://www.lrc-tnu.edu.vn * Thời gian thực: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 52 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG CỦA DLC TRONG VIỆC ðIỀU KHIỂN TRỰC TIẾP PHỤ TẢI. 3.1 Cấu trúc DLC ñiều khiển trực tiếp phụ tải: Máy tính và giao diện ñiều Thiết bị ñầu cuối Hệ thống phát tín hiệu dạng Phụ tải Hệ thống thu tín hiệu dạng Thiết bị ñóng cắt PLC Hình 3.1. Cấu trúc DLC ñiều khiển phụ tải trực tiếp Cấu trúc của hệ thống DLC cơ bản dựa trên hệ thống PLC. Hệ thống DLC có 3 phần chính. Phần thứ nhất là trung tâm ñiều khiển tại phòng ñiều ñộ của các ñiện lực. Phần thứ hai là các thiết bị ñiều khiển ñược lắp ñặt tại các hộ phụ tải. Phần thứ ba là hệ thống các kênh truyền tin nối thiết bị ñiều khiển với máy tính, hệ thống PLC và tải tiêu thụ. Sơ ñồ khối của hệ thống ñiều khiển phụ tải ñược thể hiện trên hình vẽ. Hệ thống PLC ñược lắp ñặt tại các hộ tiêu thụ ñể ñiều khiển phụ tải. Nó ñủ nhỏ ñể có thể lắp ñặt trong những không gian hẹp. Nó sẽ gửi các lệnh ñặt trước từ máy chủ như về thời gian, chỉ số công tơ, và thông số tác ñộng cho rơ le ñể ñiều khiển nhóm phụ tải có thể bằng hoặc lớn hơn 8 phụ tải cùng một lúc. Các phụ tải này có thể ñược kết nối với hệ thống một cách dễ dàng. ðể thiết kế hệ thống DLC, cần tuân theo các thiết lập sau: + Thiết kế phần mềm và phần cứng cho hệ thống PLC ñể ñiều khiển phụ tải. + Giao diện người sử dụng trong các công ty ñiện lực. + Xây dựng hệ thống kênh truyền ñể tạo liên kết giữa các phụ tải với hệ thống máy chủ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 53 http://www.lrc-tnu.edu.vn Cấu trúc của hệ thống DLC mới có nhiều ưu ñiểm nổi bật hơn các hệ DLC truyền thống trước ñây. Trong phần này, sẽ trình bày phép so sánh giữa 2 hệ trên. Dưới ñây là những ưu ñiểm nổi bật của hệ thống DLC mới so với hệ thống DLC truyền thống trước ñây: 1) Hệ thống thu thập thông tin ñược kiểm tra nhờ các thiết bị ñiều khiển ñặt tại các hộ tiêu thụ. 2) Có khả năng kết nối trực tiếp với các thiết bị cầm tay. 3) Hệ thống PLC ñược sử dụng như một thiết bị ñầu cuối. 4) Khả năng ñiều khiển phụ tải phân tán hoặc tập trung. 5) Hiệu quả cao khi ñiều khiển các phụ tải ở xa. 6) Có thể lắp ñặt ñồng bộ cho các khách hàng 7) Khả năng ñiều khiển làm hài lòng khách hàng 8) Quá trình sửa chữa, phục hồi hệ thống nhanh chóng. Tiếp theo, sẽ so sánh cụ thể một số ưu ñiểm giữa 2 hệ thống: 3.2. Hệ thống thu thập thông tin ðây là một ñặc ñiểm quan trọng của hệ thống DLC thế hệ mới. Mạch thu thập thông tin ñược tích hợp trong hệ thống PLC ñặt tại các hộ tiêu thụ. Hệ thống thu thập thông tin này ñược kết nối với hệ thống ño lường. ðây là một ñặc ñiểm mới mà các hệ thống DLC truyền thống trước ñây không có. Sau ñây là những ưu ñiểm của mạch phản hồi: + Giám sát ñược tải + Khách hàng có thể gửi phản hồi qua hệ thống DLC. + Hệ thống DLC ñiều khiển tải theo mức ñộ sử dụng trong những giờ cao ñiểm. + Nếu khách hàng phản hồi sai thông tin về tải, hệ thống sẽ tự ñộng ñiều chỉnh theo sơ ñồ hình vẽ. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 54 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Sự phản hồi của khách hàng sẽ tiến hành trên giao diện hệ thống PLC một cách miễn phí. Cấu trúc DLC có thiết lập hệ thống bảo mật cho khách hàng. Nhưng nếu khách hàng phá hủy hoặc ñiều chỉnh hệ thống PLC thì hệ thống DLC sẽ tự ñộng cắt tải. + Nó truyền tín hiệu ñiều khiển nhanh chóng và trực tiếp. + Theo dõi tường tận từng hoạt ñộng của phụ tải. 3.3. Cổng giao tiếp Cấu trúc DLC thường sử dụng 2 cổng giao tiếp cùng là loại RS232 theo IEEE trên 2 ñường truyền dữ liệu. ðây là loại cổng truyền tin kiểu nối tiếp [38]. ðặc ñiểm này không có ở các hệ thống DLC truyền thống trước ñây. Sau ñây là một số ưu ñiểm khi sử dụng 2 cổng giao tiếp: + Nó cho phép quan sát ñược nhiều thông số về ñối tượng hơn + Các công ty ñiện lực có thể dễ dàng lắp ñặt hệ thống PLC tại các hộ tiêu thụ + Các thiết bị ñiều khiển ñều có thể ñược phục hồi dễ dàng khi xảy ra sự cố. TIỆN ÍCH GIAO DIỆN TIỆN ÍCH HỆ THỐNG Thông tin tín hiệu tới PLC KHÁCH HÀNG PLC Phụ tải Phản hồi thông tin cho hệ thống qua Hình 3.2 Cấu trúc ghép nối tải với PLC và hệ thống có phản hồi 3.4. Sự thích nghi của hệ thống Một trong những vấn ñề khó khăn của hệ thống DLC trong ñề tài này là vẫn chưa ñưa ra ñược một hệ thống DLC hoàn thiện. 3.5. Lắp ñặt ñồng loạt hệ thống Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 http://www.lrc-tnu.edu.vn Một số hệ thống DLC trước ñây không thể lắp ñặt ñồng loạt cho toàn bộ khách hàng. Tuy nhiên, hệ thống DLC thế hệ mới có thể lắp ñặt cho ñồng loạt khách hàng. Mỗi khách hàng sẽ sở hữu một mã bảo mật (ID). Các công ty ñiện lực sẽ quản lý khách hàng thông qua mã này. Hơn nữa, các công ty ñiện lực có thể ñiều khiển chính xác các hộ phụ tải. ðây là một ưu ñiểm trong cấu trúc mạch của hệ thống DLC. 3.6. Quá trình phục hồi cho tải Quá trình phục hồi cho tải là quá trình cấp lại nguồn ñiện cho tải sau thời gian ngừng ñiện tự ñộng bởi hệ thống PLC. Sau khi kết thúc quá trình cắt ñiện, hệ thống DLC sẽ tự ñộng ñóng nguồn cho tải. Trong thời ñiểm bắt ñầu phục hồi tải có thể xuất hiện dòng ñỉnh nhọn do các phụ tải là ñộng cơ tạo nên. Hệ thống DLC thế hệ mới có quá trình phục hồi cho tải, song các hệ thống DLC truyền thống trước ñây thì không có. 3.7. ðặc ñiểm của hệ thống DLC Hệ thống DLC trong nghiên cứu này có những ñặc ñiểm sau: + Có thể ñiều khiển 8 tải cùng một lúc. Số tải ñược ñiều khiển có thể tăng lên bằng cách thay ñổi các modun ñầu ra của các hệ PLC truyền thống. + ðể cảnh báo cho khách hàng, hệ thống DLC có thể dùng tín hiệu ñèn báo hoặc âm thanh. + ðể ñiều khiển phụ tải hệ thống này dùng 4 trạng thái khác nhau. Theo nguyên tắc ñiều khiển bậc thang lần lượt các tải sẽ ñược cắt ra theo chu kỳ thời gian ñặt trước. Hơn nữa, các công ty ñiện lực có thể cắt ñiện nếu các hộ tiêu thụ không thanh toán hóa ñơn ñiện. Sau ñây là một số ưu ñiểm nổi bật của ñiều khiển logic khả trình khi ứng dụng vào các hệ thống DLC thế hệ mới: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 56 http://www.lrc-tnu.edu.vn Tính linh hoạt: Trong các phần trước, ñã các thiết bị ñiều khiển mang tính chất ñơn lẻ. Cụ thể, 8 phụ tải khác nhau sẽ dùng 8 thiết bị ñiều khiển khác nhau. Thì nay, có thể ñiều khiển 8 phụ tải cùng một thời ñiểm bằng thiết bị ñiều khiển PLC. Tuy nhiên, mỗi thiết bị phải có một chương trình mềm riêng. Tốc ñộ xử lý: Tốc ñộ xử lý của hệ thống PLC rất nhanh. Tốc ñộ xử lý của hệ thống PLC ñược thể hiện bằng cách ñếm thời gian, cụ thể ở ñây tốc ñộ ñược tính bằng ms. Vốn ñầu tư thấp: Nhờ có sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ ñiện tử, hệ thống DLC có thể tích hợp ñược nhiều chức năng với ưu ñiểm vừa rẻ lại nhỏ gọn. Một hệ thống PLC có thể sử dụng nhiều loại rơ le, bộ ñịnh thời, bộ ñếm, bộ xử lý thông tin theo trình tự, và các chức năng khác chỉ với một vài trăm USD. ðộ tin cậy: Do sử dụng các linh kiện ñiện tử bán dẫn nên DLC có ñộ tin cậy cao hơn so với các hệ thống sử dụng thiết bị ñiện từ. ðó là những ưu ñiểm nổi bật khi sử dụng ñiều khiển logic khả trình. Ngoài ra, còn một số ưu ñiểm khác trong quá trình sản xuất và chế tạo phần cứng. 3.8. Mô phỏng và cài ñặt thống số cho hệ thống DLC Hệ thống DLC sẽ ñược mô phỏng dựa trên 4 khối sau: + Máy tính + Mạch khuếch ñại + PLC + Tải 3.9 Cài ñặt thông số cho hệ thống DLC a.. Máy tính Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 57 http://www.lrc-tnu.edu.vn Một máy tính cá nhân ñược sử dụng ñể nhập thông số ñầu vào cho hệ thống. Các thao tác trên máy tính nhằm hiển thị giao diện thực, qua ñó có thể quản lý ñược ñối tượng với vai trò là máy chủ. Máy tính ñược sử dụng có thể là dòng máy có chip Pentium. Giao diện chính ñược kết nối với cổng song song của máy tính, cho phép hiển thị ñồng thời các thông tin cần thiết. Cấu hình ñược lựa chọn dựa trên phần cứng tương thích với PLC. Các cổng song song của máy tính ñược sử dụng ñể phát xung ñưa tới ñối tượng ñược ñiều khiển. Chúng ñược dùng ñể phát các tín hiệu ñưa lên kênh truyền. Số xung trên một ñường truyền ñược quyết ñịnh bởi máy phát xung. b. Mạch khuếch ñại Mạch khuếch ñại tín hiệu làm nhiệm vụ biến ñổi tín hiệu cho phù hợp với dữ liệu từ máy chủ ñến modun vào của hệ thống PLC. Mạch khuếch ñại thực hiện hai chức năng cơ bản sau: + Cách ly. + Khuếch ñại tín hiệu một chiều. Thường các máy tính có ‘chip Pentium’, có mức áp ñầu ra trên các cổng song song là 3,75 V một chiều. Tuy nhiên, ñiện áp của modun ñầu vào hệ thống PLC yêu cầu lại từ 8,7 V ñến 24 V. c. ðiều khiển logic lập trình (PLC) Hệ thống PLC là một thiết bị ñiều khiển có thể lập trình ñược, với cấu trúc bao gồm bộ nhớ và các khối vào ra ñể ñiều khiển tín hiệu ra dựa trên các trạng thái logic ñược lập trình sẵn trong bộ nhớ của PLC. Nó là một phần tử quan trọng trong hệ thống DLC. Trong ñề tài này sử dụng thiết bị PLC là loại SIEMENS S7200, hoặc MicroSmart hay CPM1,CPM2 của hãng Omron... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn Trạng thái ñầu tiên gửi vào modun ñầu vào hệ thống PLC là 0000. Trạng thái này ñược sử dụng cho các bộ ñếm tốc ñộ cao dùng ñể ñếm các xung gửi ñến từ máy chủ. Hệ thống PLC hoạt ñộng dựa trên nguyên lý ñếm xung gửi ñến từ máy chủ. Khi PLC nhận ñược xung, nó thực hiện việc ñếm xung và ñưa ra quyết ñịnh gửi xung ở ñầu ra. Quá trình nhận, ñếm và gửi xung ở ñầu ra ñược mô tả trong phần trên. Quá trình ñếm thời gian của hệ thống PLC, phần lớn ñược thực hiện bởi các bộ ñếm với tốc ñộ cao. Các bộ ñếm này có tần số hoạt ñộng 2 kHz, với 16 trạng thái dùng ñể ñiều khiển phụ tải. Trạng thái logic ñầu tiên của bộ ñếm là 0000. Vì vậy, nó ñếm ñược số xung gửi ñến từ máy chủ thông qua mạch khuếch ñại. Tín hiệu ñược ñếm khi hệ thống thực hiện các trạng thái ñóng, cắt phụ tải. Bộ ñếm là mạch logic 47 bên trong hệ thống PLC, thực hiện ñếm từng trạng thái của tín hiệu ñầu vào. Thiết bị này có vùng ñếm khá rộng. Sau khi ñếm xong, nó thực hiện so sánh với ngưỡng trên và dưới của dữ liệu ñược ñặt trong bộ nhớ từ kênh 32 ñến kênh 64. Như vậy, nếu các giá trị ñếm ñược nằm trong vùng ñếm, thì ñầu ra sẽ có tín hiệu ñóng nguồn cấp ñiện cho phụ tải. Lúc này chức năng ñiều khiển của thiết bị ñược kích hoạt. Cơ cấu thừa hành (tiếp ñiểm) của rơ le sẽ ñóng lại. Tiếp ñiểm của các rơ le thường có hai trạng thái là ñóng hoặc mở. Tốc ñộ ñếm của bộ ñếm khá cao, thường là 250 micro giây trên một vòng ñếm. d. Khối tải Tải ñược kết nối với modun ñầu ra của hệ thống PLC. Các loại tải khác nhau ñược sử dụng ñề tài như ñiều hoà nhiệt ñộ máy bơm, máy tính, quạt ... Tuy nhiên việc áp dụng hệ thống DLC cần có sự thỏa thuận bằng văn bản giữa các công ty ðiện lực và khách hàng nhằm cắt giảm tải vào giờ cao Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 59 http://www.lrc-tnu.edu.vn ñiểm, trên cơ sở ñăng ký cắt giảm các phụ tải vào giờ cao ñiểm. Tuy nhiên trong một số trường hợp cần giảm tải ñột xuất trong giờ cao ñiểm ñể giảm công suất ñỉnh nhọn dẫn ñến thiệt hại về mặt kinh tế cho khách hàng. Do ñó các công ty ñiện lực cần ñưa ra các ñơn giá ñiện và ñơn giá bù giá cho khách hàng khi tự ý cắt phụ tải ñể san bằng ñồ thị phụ tải. 3.10. Phần mềm lập trình cho PLC. Chương trình phần mềm là phần lõi của hệ thống PLC. Người lập trình có thể sử dụng cấu trúc, chức năng và các tập lệnh ñể thiết kế hệ thống PLC nhằm mục ñích ñiều khiển và giám sát ñối tượng. Trên thực tế, thường sử dụng các RLL làm nhiệm vụ rời rạc hóa tín hiệu. Chương trình phần mềm của RLL ñược thiết lập bởi bộ vi xử lý trong khối xử lý trung tâm hoặc trong khối ñiều khiển. Có nhiều chương trình mềm của PLC ñược thiết kế dựa trên các chuẩn hợp lý. Thường chọn các chuẩn ñó dưới dạng RLL. Nó bao gồm các tiếp ñiểm tĩnh, các cuộn dây, bộ ñịnh thời, và bộ ñếm, các thanh ghi, khối so sánh, và một số dữ liệu phần cứng khác. Người lập trình sử dụng cấu trúc của các phần tử trên ñể thiết kết hệ thống ñiều khiển. Sự phát triển mạnh mẽ của công nghiệp ñiện tử bán dẫn ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho việc lập trình phần mềm chuyên dụng. Bộ vi xử lý của PLC có thể quét tiến lên hoặc lùi xuống theo nguyên tắc bậc thang (LAD), mỗi bậc thang sẽ là một lệnh chạy. Phần mềm là một thiết bị lập trình. Nó cho phép người lập trình có thể linh hoạt tạo ra các trạng thái logic theo ý muốn. Ví như một cuộn dây hoặc tiếp ñiểm có thể ñược ñiều khiển trực tiếp bằng các lệnh do người lập trình thiết lập. Thiết bị lập trình PLC không giới hạn về không gian lập trình. Có nhiều loại thiết bị lập trình khác nhau, mỗi loại ñều có các tính năng riêng biệt, song Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 60 http://www.lrc-tnu.edu.vn ñều có chung một thuật toán ñiều khiển. Ngoài ra, còn có một số chương trình phần mềm ứng dụng như : WindLD… Chương trình có thể ñược viết và chạy trực tiếp hoặc gián tiếp trên bộ vi xử lý. Trong chương trình phần mềm RLL thường sử dụng nhiều phần tử bán dẫn và các chức năng ñể ñiều khiển bộ nhớ và thanh ghi của hệ thống PLC. Dưới ñây là một số ñặc ñiểm của các phần tử bán dẫn, các chức năng và các cấu trúc ñược sử dụng ñể lập trình: + Tiếp ñiểm tĩnh: Có thể là tiếp ñiểm thường ñóng hoặc thường mở. + Cuộn dây: Có thể thay ñổi hoặc cố ñịnh số vòng dây. + Bộ ñịnh thời: Dùng ñể tạo thời gian trễ. + Bộ ñếm: Thực hiện ñếm xung + Thanh ghi: Có thể lưu trữ dữ liệu. + Cấu trúc dữ liệu: Thường là dạng số + Sơ ñồ thuật toán. 3.11. Phần mềm lập trình giao diện ñiều khiển DLC: Sử dụng phần mềm Visualbasic 6.0 tạo giao diện kết nối giữa máy tính thiết bị ñầu cuối và PLC tạo giao diện ñiều khiển tải thuận tiện và chính xác. • Cấu hình ñòi hỏi (hardware): Visual Basic 6.0 phần mềm với hệ thống mở chạy trên tất cả các máy tính PC với bộ xử lý Pentium. Hệ ñiều hành mặc ñịnh của Visual Basic là hệ ñiều hành Microsoft Windows 9x và WinNT, ñều là hệ ñiều hành mạnh về thiết kế giao diện ñồ hoạ. Vì vậy Visual Basic cũng kề thừa toàn bộ sức mạnh của hệ ñiều hành. Yêu cầu về phần cứng của máy: Máy tính tối thiểu Pentium II 266MHz, yêu cầu : Pentium II 400MHz. ðĩa cứng tối thiểu: 600MB. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 61 http://www.lrc-tnu.edu.vn Yêu cầu cài ñặt trên Windows NT. Visual Basic 6.0 có thể cài ñặt dưới nền của Windows NT 4,0, service Pack 5 hoặc cao hơn Win NT 4.0 và service Pack 5 có thể cài ñặt từ Internet Explorer 5.0, CD-ROM. Service pack này ñược cài ñặt trước khi cài ñặt Internet Explorer. Sau khi cài ñặt Windows NT 4.0 Option pack và Windows NT service pack 5 phải ñược cài ñặt. Yêu cầu cài ñặt trên Windows 2000: Visual Basic 6.0 có thể hoạt ñộng dưới nền Windows 2000, yêu cầu phải có service – pack 2 cho Windows 2000 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 62 http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG DLC ðIỀU ỀU KHIỂN KHI TRỰC TIẾP TẢI CHO ðỐI TƯỢNG T PHỤ TẢI THỰC TẾ 4.1.Phương ng pháp truyền truy tín hiệu ñiều khiển bằng sóng: Hình 4.1: Hệ thống ñiều khiển bằng sóng * Quá trình ñiều khiển. n. Tín hiệu ñượcc phát phá ra từ máy phát ở trạm ñiều khiển. n. Các tín hiệu hi có tần số Audio cố ñịnh nh (khoảng (kho 100 Hz ¸ 2000Hz). Biên ñộ kho khoảng 1% ¸ 3% ñiện áp danh ñịnh củaa lưới lư tại thời ñiểm phát. Tín hiệu bao gồm m các cụm c sóng ñiện thế hình sin (gọii là mã ñiều khiển) ñược phát vào lướii phân phối ph và lan truyền khắp hệ thống ng qua m một số bước giảm ñiện áp và ñến tấtt ccả các máy thu ñặt trong lưới ñó. Cuốii cùng, m một máy thu sẽ tác ñộng khi nhậận ñược mã ñã lập trình cho nó. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 4.2: Dạng sóng ñiều khiển Ripple Control Hiện tại kênh truyền tin sử dụng theo 3 kênh truyền tin như sau: ðường dây tải ñiện, Sóng âm thanh, và hệ thống ñường dây thông tin [22]. Sơ ñồ ñấu nối thiết bị với kênh truyền [22]. 4.2 Phương pháp truyền tín hiệu ñiều khiển bằng mudul PLC thu và phát trên ñường dây tải ñiện. Hình 4.3 Hệ thống truyền tín hiệu ñiều khiển bằng mudul PLC thu phát Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 64 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Khi có nhiều mudul mắc trong hệ thống: Hình 4.4 Sơ ñồ nối khi có nhiều mudul PLC trong hệ thống Lưới 1 pha: Hình 4.5. Sơ ñồ mắc modul thu phát vào lưới 1 pha Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 65 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Lưới 3 pha: Hình 4.6. Sơ ñồ mắc modul thu phát vào lưới 1 pha * Ưu ñiểm của thiết bị truyền thông tin ñiều khiển: - Muldul hoàn chỉnh có thể ghép nối dễ dàng với PLC ñể ñiều khiển - Khả năng chống nhiễu của thiết bị cao - Có bộ xử lý tốc ñộ cao ở thông tần lớn - Có giá thành thấp ví dụ một cặp mudul phát và thu tín hiệu có giá khoảng 40$ USD. - Khả năng thích ứng của thiết bị cao ngoài tác dụng truyền thông còn có ứng dụng quan trọng cho việc ñọc và thu thập dự liệu công tơ ñiện tử… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 66 http://www.lrc-tnu.edu.vn * Mudul PLC hoàn chỉnh: Hình 4.7. Mudul PLC hoàn chỉnh 4.3. Thực nghiệm và kết quả: 4.3.1. Tín hiệu thu ñược từ quá trình ñiều khiển Kết quả thu ñược thể hiện trên giao diện thể hiện kết quả của toàn bộ quá trình ñiều khiển. Tương ứng với từng bước ñiều khiển của DLC. Nó thể hiện tác dụng của hệ thống DLC trước và sau khi ứng dụng ñiều khiển phụ tải. 4.3.2. Nguyên lý hoạt ñộng của hệ thống. Thuật ngữ ñiều khiển thường ñược dùng ñể chỉ vận hành từ xa các thiết bị ñiện như ñộng cơ hoặc máy cắt và thông tin ngược trở lại ñể chúng tỏ rằng thao tác yêu cầu ñã ñược thực hiện ñúng. Trong các thời kỳ ñầu của việc vận hành hệ thống việc giám sát ñược thực hiện bằng các ñèn báo xanh, ñỏ. Khi một thao tác mở máy cắt ñược thực hiện bằng ñiều khiển từ xa, sự thay ñổi từ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ñèn ñỏ sang ñèn xanh tại trung tâm ñiều hành sẽ xác ñịnh rằng thao tác ñã ñược thực hiện thành công. Tại trung tâm ñiều hành hệ thống DLC sẽ thực hiện việc truyền tín hiệu thông tin quét tuần tự các trạm biến áp từ xa. Các trạm biến áp ñược trang bị các thiết bị ñầu cuối giám sát từ xa RTU (Remote Terminal Unit - PLC) cho phép trung tâm ñiều hành có thể ñiều khiển trạm biến áp thông qua nó. Hơn nữa RTU cũng có thể thông báo lại cho trung tâm ñiều hành các thao tác ñã ñược thực hiện cũng như các thông số chế ñộ như dòng ñiện, ñiện áp, công suất tác dụng, công suất phản kháng và thông số trạng thái của các phụ tải. ðể giảm bớt số lượng dữ liệu truyền giữa các trạm biến áp ở xa và trung tâm ñiều hành, dữ liệu chỉ ñược truyền khi chúng thay ñổi hoặc rơi ra ngoài vùng giới hạn cho trước. Trong hầu hết các hệ thống như vậy, thiết bị chủ của trung tâm ñiều hành sẽ lần lượt quét các thiết bị ñầu cuối ở xa RTU bằng cách gửi một thông báo ngắn tới từng RTU ñể xem mỗi RTU có vấn ñề gì phải báo cáo. Nếu có RTU sẽ gửi thông báo ngược lại cho thiết bị chủ và dữ liệu nhận ñược sẽ lưu trữ trong bộ nhớ của máy tính. Nếu cần, một tín hiệu ñiều khiển sẽ ñược gửi tới RTU ñang xét và các thông báo hoặc tín hiệu cảnh báo sẽ ñược máy in của thiết bị chủ in ra hoặc ñược hiển thị trên màn hình kiểu tivi (CRT) hay màn hình tinh thể lỏng. Phần lớn các hệ thống có tru trình quét tất cả các RTU ñược thực hiện trong khoảng vài giây. Tuy nhiên trong trường hợp sự cố một trạm nào ñó , thông báo sẽ ñược gửi từ RTU ở ñây về máy chủ, quá trinh quét bình thương sẽ bị dừng lại trong thời gian ñủ ñể thiết bị nhận ñược thông báo và phát tín hiệu cảnh báo sao cho người vận hành có thể phản ứng thức thì. Khi có bất kỳ sự kiện thay ñổi trạng thái nào ở tất cả các trạm ñược trang bị RTU, thông tin sẽ ñược truyền về trung tâm ñiều hành trong thời gian ngắn. Như vậy trung tâm ñiều hành luôn ñược cung cấp thông tin mới nhất về tình trạng hệ thống ñiện. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hầu hết các hệ thống ñiều khiển giám sát ñều ñược trang bị máy tính. Thiết bị chủ thực chất là một máy tính số có khả năng chuyển tín hiệu tới RTU và nhận thông tin từ chúng. Thông tin nhận ñược hiển thị lên màn hình hoặc ñược in ra các bản báo cáo. Hệ thống DLC sẽ báo trước cho khách hành thời gian mà nó thực hiện ñiều khiển. Các cảnh báo có thể bằng chuông hoặc bằng ñèn LED. Các hộ tiêu thụ sẽ phải cắt hoặc giảm tải thiêu thụ trong suốt khoảng thời gian hệ thống DLC làm việc. ðể thực hiện ñược việc ñó hệ thống DLC phải gửi tín hiệu từ trung tâm ñiều khiển tới cắt các phụ tải. Các công ty ñiện lực cần phải lập các kế hoạch cụ thể ñể ñiều khiển phụ tải theo nhu cầu của hệ thống ñiện. Các công ty ñiện lực có thể thay ñổi phương thức ñiều khiển số lượng các tải hoạt ñộng trong cùng một thời ñiểm. Ngoài ra, có thể thực hiện cắt ñiện theo thông báo gửi trước. Tín hiệu thực hiện việc cắt ñiện phụ tải sẽ ñược truyền tới thiết bị ñiều khiển phụ tải (PLC). Trong thời gian ñiều khiển các ñiều ñộ viên phải theo dõi liên tục sự hoạt ñộng của hệ thống DLC. Khi hệ thống PLC nhận ñược lệnh từ trung tâm ñiều khiển, sẽ ñưa ra cảnh báo bằng ñèn sáng trong 10 phút cho khách hàng biết. Sau ñó, hộ tiêu thụ có thể bị cắt từ 1 tới 2 tải ñang làm việc. Nếu hộ tiêu thụ tự ñộng tắt ñi ít nhất một tải thì tín hiệu cảnh báo sẽ tự ñộng tắt bởi hệ thống PLC. Tuy nhiên, nếu hộ tiêu thụ không chấp hành, hệ thống PLC sẽ tự ñộng cắt tải sau thời gian cảnh báo 15 phút. 4.3.3. Tập lệnh của máy tính Các công ty ñiện lực giám sát phụ tải nhờ hệ thống PLC ñược lắp ñặt tại các hộ tiêu thụ. Các công ty ñiện lực sử dụng chương trình phần mềm ñể ñiều khiển các PLC thông qua hệ thống máy chủ. Chương trình của máy tính bao gồm hai chương trình chính: chương trình phần cứng và chương trình phần mềm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 69 http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.3.3.1. Giao diện người sử dụng ðể thuận tiện cho người sử dụng, hệ thống phải ñược kết nối với một môi trường dễ dàng quan sát các thông số của phụ tải. Môi trường ñó gọi là giao diện người sử dụng. Một giao diện người sử dụng thường phải có các ñặc ñiểm sau: + Menus dễ dàng nhận biết. + Hiển thị ñược toàn bộ các thông số của phụ tải và thông số của hệ thống ñiều khiển. + Dễ dàng thao tác, phân tích cũng như ñiều khiển. 4.3.3.2. Thiết bị phần cứng Thiết bị phần cứng ñược sử dụng ñể kết nối với môi trường ngoài của máy tính. ðặc ñiểm của thiết bị phần cứng như sau: + Có tích hợp các cổng vào ra + Tích hợp ñầy ñủ mạch cách ly và khuếch ñại + ðảm bảo tin cậy khi truyền hoặc nhận dữ liệu. 4.3.4. Mô tả thuật toán Giao diện người sử dụng thường dùng phần mềm Visual Basic. Ngôn ngữ lập trình này ñã ñược biết ñến cách ñây khoảng 25 năm. Nhưng hiện tại nó vẫn là một trong những ngôn ngữ lập trình có nhiều ưu ñiểm cho các thế hệ máy tính. Người lập trình thường viết ngôn ngữ theo các bước sau: + Khởi ñộng chương trình bằng cách chọn ‘start’ hoặc ‘quit’ + Bắt ñầu thực hiện chương trình với việc nhập dữ liệu ñiều khiển và dữ liệu của tải. + Nhập mã ID của ñối tượng cần ñiều khiển. + ðiều khiển từng tải theo chu kỳ ñã ñịnh sẵn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 70 http://www.lrc-tnu.edu.vn + Dựa vào các trạng thái của tải, chương trình hiển thị rõ rang việc ñóng hay cắt phụ tải. Trong ñề tài này dùng phần mềm WinCC giao diện dễ sử dụng ñảm bảo ñộ chính xác và an toàn cho người vận hành. 4.3.5. Thiết bị PLC Trong phần này sẽ mô tả thiết bị PLC. Dựa trên nguyên tắc ñiều khiển theo bậc thang, số xung ñiều khiển sẽ ñược chọn tương ứng với số tải cần ñiều khiển. Giao diện của PLC sẽ hiển thị các tín hiệu mà nó nhận ñược. Chương trình phần mềm của PLC cũng ñược lập trình theo nguyên tắc bậc thang, mã hóa tín hiệu nhận ñược theo trình tự. Sau ñó cho tín hiệu ñiều khiển ở ñầu ra. Sử dụng một kênh truyền kết nối giữa máy chủ và PLC ñể truyền các lệnh ñiều khiển và thông báo. 4.3.6. Quá trình ñiều khiển phụ tải ñỉnh Tín hiệu từ trung tâm ñiều khiển ñược gửi tới hệ thống PLC. Hệ thống PLC nhận ñược tín hiệu và ñưa ra cảnh báo cho khách hàng trong 5 phút . Nếu khách hàng tự ñộng cắt 5 trong các tải ñang hoạt ñộng ñi thì ñèn cảnh báo sẽ tắt , ngược lại hệ thống PLC sẽ tự ñộng cắt tải ñó. * Hệ thống DLC làm việc theo 2 chế ñộ chế ñộ tự ñộng và chế ñộ bằng tay: + Ở chế ñộ tự ñộng: việc ñặt thời gian cắt tải ở trong các giờ cao ñiểm và ñóng lại các tải ở giờ thấp ñiểm phụ thuộc vào ñồ thị phụ tải khu vực quản lý của công ty ñiện lực. Thời gian cắt tải hoàn toàn co thể thay ñổi thông qua giao diện trên máy tính chủ tại trung tâm ñiều khiển phụ tải theo thời gian thực. + Ở chế ñộ bằng tay người vận hành có thể quan sát ñồ thị phụ tải và ñưa tín hiệu cảnh báo chuẩn bị cắt tải cho khách hàng biết ñể chủ ñộng cắt tải ñi, trong trường hợp khách hàng không cắt người vận hành có thể cắt thông Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 71 http://www.lrc-tnu.edu.vn qua nút ấn Cắt . Còn khi ñồ thị phụ tải ñã ñược cắt ñỉnh nhọn thì người vận hành có thể ñóng ñiện trả lại cho khách hàng thông quan nút ấn ðóng lúc ñó phụ tải sẽ có ñiện trở lại. Qua giao diện người sử dụng ở máy chủ, ñiều ñộ viên sẽ thực hiện ñóng cắt tải theo 4 bước sau: + Cắt 1 tải. Ấn nút tắt phụ tải 1sau 5 phút phụ tải 1 sẽ ñược cắt ra + Cắt 2 tải. Ấn nút tắt phụ tải 1sau 5 phút phụ tải 2 sẽ ñược cắt ra + Cắt tải … + Cắt toàn bộ tải. + Khôi phục toàn bộ tải. Thực hiện ấn nút ñóng lần lượt từ tải công suất bé ñến tải công suất lớn. * Quá trình cắt 1 tải Quá trình này diễn ra trong một chu kỳ thời gian ñặt trước. Số xung ñiều khiển do hệ thống gửi ñi từ 1 ñến 4 xung. Khi hệ thống PLC nhận ñược tín hiệu ñiều khiển từ máy chủ (1 ñến 4 xung ñiều khiển), nó ñưa ra tín hiệu ñèn cảnh báo cho khách hàng trong vòng 5 phút, khách hàng sẽ phải tắt 1 trong số các tải ñang sử dụng. Nếu khách hàng tắt ít nhất là một tải thì hệ thống sẽ thôi cảnh báo. Tuy nhiên, nếu khách hàng không cắt tải, thì hệ thống sẽ tự ñộng cắt tải sau cảnh báo 10 phút trong một chu kỳ. Vậy, nếu cắt 8 tải thì tổng thời gian cắt tải là 8*10 = 80 phút. Sau ñó tín hiệu cảnh báo sẽ tắt. Khi chu kỳ ñiều khiển kết thúc, tín hiệu ñèn sẽ sáng trong 30 giây. Chu kỳ thực hiện cắt tải như sau: Giả thiết có 8 tải ñang hoạt ñộng như sau: fdr1 fdr1 fdr1 fdr1 fdr1 fdr1 fdr1 fdr1 Trong ñó: Bít 1 chỉ tải ñang sử dụng, bít 0 chỉ tải bị cắt. Vậy trạng thái cả 8 tải ñang làm việc là Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 1 1 1 1 1 1 1 Hệ thống bắt ñầu cắt tải ñầu tiên khi khách hàng không tự cắt tải: 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Sau 10 phút, tải thứ 2 bị cắt 1 0 1 1 Sau 10 phút tiếp theo, tải thứ 3 bị cắt 1 1 0 1 1 . . . Sau 10 phút cuối cùng, toàn bộ tải ñược phục hồi 1 1 1 1 1 Hình 4.8 Chu kỳ cắt tải Như vậy, sau khi kết thúc một chu kỳ ñiều khiển, toàn bộ tải ñược phục hồi. Các quá trình tiếp theo cũng tương tự. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.3.7. Chương trình ñiều khiển tải trực tiếp viết cho PLC: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 78 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 79 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 80 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 81 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 82 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 83 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 84 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 85 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 86 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 87 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 88 http://www.lrc-tnu.edu.vn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 89 http://www.lrc-tnu.edu.vn 4.3.8. Kết luận, kiến nghị và ñề xuất 4.3.8.1. Kết luận Mục tiêu của ñề tài là thiết kế, cài ñặt và mô phỏng hệ thống DLC. Nền tảng của hệ thống DLC dựa trên nguyên lý ñiều khiển khả trình (PLC). Cấu trúc của hệ thống ñã thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật. Cấu trúc của hệ thống DLC trong ñề tài ñã cải thiện hơn so với các hệ thống DLC truyền thống trước ñây. Bên trong hệ thống DLC ñược thiết kế mạch phản hồi lấy thông tin trực tiếp từ ñối tượng ñược ñiều khiển. Mạch phản hồi này sẽ giúp giảm chi phí cho hệ thống. Ngoài ra, hệ thống còn ñảm bảo ñược tính linh hoạt, tin cậy và bảo mật cho các công ty ñiện lực và khách hàng tiêu thụ ñiện. Hệ thống DLC bao gồm 3 phần chính. Phần thứ nhất là trạm trung tâm hay nói cách khác là máy chủ. Máy chủ này ñược ñặt trong phòng ñiều ñộ của các ñiện lực. Phần thứ hai là thiết bị ñiều khiển. ðây là thết bị PLC ñược lắp ñặt tại các hộ tiêu thụ. Phần thứ 3 là các kênh truyền làm nhiệm vụ giao tiếp giữa máy tính và các thiết bị PLC. Hệ thống DLC ñược cài ñặt 2 chương trình phần mềm chuyên dụng. Chương trình thứ nhất là chương trình PLC dùng ñể ñiều khiển phụ tải. Chương trình thứ hai ñược sử dụng ñể cài ñặt cho giao diện và tập lệnh lắp ñặt tại phụ tải. Hệ thống các tập lệnh ñược thiết lập. Nó ñược thử nghiệm trong phòng thực nghiệm. Hệ thống tập lệnh có thể mô tả nhiều trạng thái khác nhau của ñối tượng ñược ñiều khiển. Kết quả thực nghiệm ñã chứng minh ñược sự giảm của phụ tải trong những giờ cao ñiểm. 4.3.8.2. Kiến nghị và ñề xuất Nội dung nghiên cứu của ñề tài này có thể phát triển sâu hơn cho các ñề tài về sau theo các hướng sau: 1) Xử lý nhiễu cho hệ thống. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 90 http://www.lrc-tnu.edu.vn 2) Tăng cường tính năng giám sát phụ tải cho hệ thống PLC. 3) Sử dụng muldul PLC 4) Nghiên cứu cấu trúc hệ thống DLC, áp dụng cho diện rộng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 http://www.lrc-tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO. TIẾNG VIỆT [1]. Trần Bách - Lưới ñiện & hệ thống ñiện Tập I - NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội - 2000. [2]. Trần Bách - Lưới ñiện & hệ thống ñiện Tập II - NXB Khoa học & Kỹ thuật Hà Nội - 2000. [3]. Trần Bách - Lưới ñiện & hệ thống ñiện Tập III - NXB Khoa học & Kỹ thuật - Hà Nội - 2003. [4].Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái, ðào Quang Thạch, Lã Văn Út, Phạm Văn Hoà, ðào Kim Hoa - Nhà máy ñiện & Trạm biến áp phần ñiện - NXB Khoa học & Kỹ thuật - 1996. [5]. Bùi Thiện Dụ, Trần ðình Long, Bùi Ngọc Thư, Hà Học Trạc - Các chế ñộ của hệ thống năng lượng - NXB Khoa học & Kỹ thuật - 1975. [6]. ðặng Ngọc Dinh, Nguyễn Hữu Khái, Trần Bách - Hệ thống ñiện Tập I & Tập II- NXB Khoa học & Kỹ thuật - 1981. TIẾNG ANH [1]. Clark W. Gellings, “Demand-Side Management”. IEEE Spectrum, pp. 4952, Dec.1981. [2]. Clark W. Gellings, “The Concept Of Demand-Side Management for Electric Utilities”. Proceeding Of the IEEE, Vol. 73, No. 10, pp. 1468-1470, Oct. 1985. [3]. Delgado, “Demand-Side Management Alternatives”. Proceeding of The IEEE, Vol. 73, No. 10, pp. 1471-1488, Oct. 1985. [4]. R. Limaye, “Implementation Of Demand-Side Management Programs”. Proceeding Of the IEEE, Vol. 73, No. 10, pp. 1503-1512, Oct. 1985. [5]. Clark W. Gellings, “Integating Demand-Side Management into Utility Planning”. Proceedings Of the IEEE, Vol. 77, No. 6, pp. 908-918, June. 1989. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 92 http://www.lrc-tnu.edu.vn [6]. Flory & Others, “Evaluating DSM: Can an Engineer Count On it”. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 9, No. 4, pp. 1752-1758, Nov. 1994. [7]. Jack E. runnels and Douglas Whyte, “Evaluation Of Demand-Side Management”. Proceedings Of the IEEE, pp. 1489-1495, Oct. 1985. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... tài giới thiệu phương nghiên cứu pháp ñiều khiển phụ tải bằng sóng [28] Họ sử dụng hệ thống PLC ñể ñiều khiển trực tiếp phụ tải Tuy nhiên, hệ thống này vẫn bị hạn chế vì nó chỉ ñiều khiển ñược các phụ tải sinh hoạt mà không ñiều khiển ñược các phụ tải khác Do việc tín hiệu ñiều khiển cho tải công nghiệp lớn sẽ gặp vấn ñề nhiễu và khó chính xác hơn Thiết bị ñiều khiển ñược lắp ñặt tại các hộ tiêu thụ với... cáo 2.3 Trình bày hệ thống DLC sử dụng PLC Hiện nay có nhiều công ty ñã nghiên cứu chế tạo thiết bị ñầu cuối ñế áp dụng cho vấn ñề quản lý phụ tải bằng sóng Họ sử dụng PLC ñể ñiều khiển phụ tải khách hàng trực tiếp Tuy nhiên, hệ thống này rất ñơn giản do nó ñiều khiển phụ tải khách hàng hoặc là chỉ On hoặc chỉ off Chương trình này không ñưa ra cho khách hàng sự thay ñổi ñể tham gia trong chương trình. .. hiệu quả DSM ở khía cạnh chuyển dịch ñồ thị phụ tải Ta phân tích kỹ hơn về phương diện, cách thức ñánh giá hiệu quả DSM ở khía cạnh chuyển dịch phụ tải của hệ thống ñiện Qua công tác thống kê, ñiều tra, ño ñạc trực tiếp tại các nút phụ tải của hệ thống ñiện, dựa trên ñặc trưng của phụ tải ñiện ñể có cơ sở lựa chọn giải pháp hợp lý thực hiện san bằng ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện Dựa theo phương pháp... lớn ở cả 2 lĩnh vực: Quản lý phụ tải và nâng cao hiệu suất thiết bị sử dụng ñiện ðối với lĩnh vực quản lý phụ tải có thể nhận thấy là biểu ñồ phụ tải ngày ñêm của hệ thống ñiện Việt nam không bằng phẳng, chênh lệch giữa giờ cao ñiểm và thấp ñiểm khá lớn 2-2,5 lần ðể giảm ñầu tư xây dựng nguồn ñiện mới trong những năm tiếp theo, chương trình DSM sẽ tác ñộng ñến việc giảm phụ tải ñỉnh vào các giờ cao ñiểm... MW phụ tải ñỉnh trong mùa ñông Trong ñó, có 200 MW phụ tải sinh hoạt Hỡnh 2.1 biểu diễn ñường cong phụ tải ở Pháp trước và sau khi ứng dụng DSM Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 http://www.lrc-tnu.edu.vn Nhiều tác giả trỡnh bày các giải pháp ñể ñạt ñược hiệu quả kinh tế trong vấn ñề ñiều khiển phụ tải bằng cách ñiều chỉnh dung lượng các máy phát ñiện [14] Việc xác ñịnh nhu cầu phụ. .. Mỹ hiện tại ñang ñiều khiển khoảng 200.000 thiết bị nóng lạnh bằng tín hiệu sóng âm thanh [18] Sơ ñồ khối của hệ thống ñược chia thành các khối nhỏ bao gồm: khối ñiều khiển và cấu trúc ñiều khiển cụ thể như sau: Hệ thống ñiều khiển phụ tải bằng sóng (HTðKBS) là một hệ thống truyền thông tin một chiều bao gồm máy phát ñặt ở trung tâm gọi là trạm ñiều khiển, và gửi các lệnh ñiều khiển ñến vô số các máy... Từ các phân tích ñặc ñiểm, cơ cấu ñồ thị phụ tải (ðTPT) HTð Việt nam ta sẽ xét hiệu quả của chuyển dịch ñồ thị phụ tải ñể khai thác hiệu quả, tiết kiệm ñiện năng Qua công tác thống kê, thu thập thông tin trong thời gian qua, các chuyên gia trong lĩnh vực này ñã khảo sát ñồ thị phụ tải của Việt nam và ñưa ra kết luận: ðồ thị phụ tải HTð ở Việt nam rất không bằng phẳng Tỉ số giữa Pmin/Pmax ≈ 0,4 Tình... dung lượng các máy phát ñiện [14] Việc xác ñịnh nhu cầu phụ tải ñể từ ñó ñưa ra các biện pháp vận hành hợp lý các nhà máy ñiện Biện pháp này có thể nâng cao tuổi thọ của thiết bị nhờ hệ thống ñiều khiển phụ tải Thông số cơ bản dùng ñể tính toán nhu cầu phụ tải là công suất ñỉnh của phụ tải Trước khi áp dụng Sau khi áp dụng Hình 1.1 ðường cong phụ tải ngày trước và sau khi ứng dụng DSM Số hóa bởi Trung... vùng nhớ chương trình và vùng nhớ dữ liệu Vùng nhớ chương trình là nơi chứa chương trình ñiều khiển ứng dụng, các chương trình con và các lỗi của chương trình Vùng nhớ dữ liệu lưu trữ các dữ liệu liên quan ñến chương trình ñiều khiển như dữ liệu vào/ra; giá trị ñầu, giá trị tức thời và giá trị cuối của bộ ñếm lệnh hay bộ ñến thời gian; các hằng số và các biến của chương trình ñiều khiển Hai vùng nhớ... http://www.lrc-tnu.edu.vn khiển nhu cầu dùng ñiện cho phù hợp với khả năng cung cấp theo cách kinh tế nhất Qua công tác nghiên cứu, phân tích cơ cấu ñồ thị phụ tải của hệ thống ñiện (HTð) Việt nam, các chuyên gia ñã rút ra các kết luận: ðồ thị phụ tải của HTð Việt nam trong ngày có 2 thời ñoạn cao ñiểm, ñó là cao ñiểm sáng từ 6 giờ tới 12 giờ và cao ñiểm tối từ 17 giờ tới 23 giờ (cao ñiểm nhất là từ 17-19 giờ) ðồ thị phụ tải ... ðiều khiển phụ tải trực tiếp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Nguyễn Văn Thanh Điểu khiển phụ tải trực tiếp. .. compact - Sử dụng ñèn ống huỳnh quang tuýp gầy - ðiều khiển phụ tải trực tiếp Trong biện pháp nêu trên, phương pháp ñiều khiển phụ tải trực tiếp chưa ñược áp dụng rộng rãi Xét thấy ñây phương pháp... công giới, Vì việc nghiên cứu phương thức ñiều khiển phụ tải trực tiếp vấn ñề cần thiết cấp bách MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Việc ñiều khiển phụ tải trực tiếp có nhiều cách sóng, ñường truyền cáp quang