Hệ thống đo đếm điện năng trong thị trường điện cạnh tranh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Hoàng Thị Thu Hà HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.VS.TSKH TRẦN ĐÌNH LONG Hà Nội – Năm 2011 MỞ ĐẦU Hiện nay, xu hướng đa dạng hóa, toàn cầu hóa tự hóa tác động mạnh mẽ đến hoạt động ngành điện toàn giới Cùng với phát triển khoa học công nghệ, trình độ quản lý vận hành hệ thống tạo nên sóng cải cách ngành điện nhiều nước giới Xu hướng chung cải tổ lại mô hình quản lý kinh doanh điện nhằm xóa bỏ dần độc quyền, tiến đến thị trường điện cạnh tranh Ngành điện Việt Nam không nằm quy luật đó, xu đa dạng hóa thành phần kinh tế tham gia hoạt động điện lực với nhu cầu liên kết hội nhập khu vực Thị trường phát điện cạnh tranh thức vận hành từ tháng năm 2011 Đây bước ngoặt quan trọng, mở giai đoạn phát triển cho hệ thống điện Việt Nam Để hệ thống điện thị trường điện hoạt động hiệu đòi hỏi khâu đo đếm điện phải xác, có độ tin cậy cao tốc độ xử lý thông tin nhanh So với mô hình độc quyền, thị trường điện cạnh tranh lại có yêu cầu kỹ thuật đo đếm điện đòi hỏi cần đáp ứng Trên giới, với tốc độ phát triển nhanh trình độ khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ tiên tiến đời góp phần quan trọng việc cải tạo nâng cao hiệu hoạt động đo đếm điện phù hợp với yêu cầu thị trường Lý chọn đề tài luận văn Trong hệ thống điện, khâu đo đếm điện đóng vai trò vô quan trọng, đặc biệt bối cảnh nay, thị trường phát điện cạnh tranh bắt đầu vào hoạt động Để đáp ứng yêu cầu thị trường, hệ thống đo đếm phải đổi mới, cải tiến theo hướng đại hóa, tự động hóa ứng dụng công nghệ tiên tiến vào khâu trình đo đếm Xuất phát từ yêu cầu đó, định chọn đề tài “Hệ thống đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh” làm đề tài luận văn tốt nghiệp Mục đích luận văn -1- Tìm hiểu tiêu chuẩn kỹ thuật đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh theo quy định Nhà nước Thực phân tích đánh giá trạng định hướng phát triển tương lai hệ thống đo đếm điện nước ta để phù hợp với yêu cầu thị trường Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn hệ thống đo đếm điện Việt Nam phạm vi nghiên cứu tiêu chuẩn kỹ thuật đo đếm theo quy định phù hợp với thị trường điện cạnh tranh, từ giới thiệu phân tích định hướng phát triển Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Luận văn “Hệ thống đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh” đề tài nghiên cứu vừa có tính lý thuyết vừa có ý nghĩa khoa học thực tiễn, phù hợp với yêu cầu ngành điện thời điểm tương lai Ngoài phần mở đầu kết luận, nội dung luận văn trình bày chương: Chương 1: Tổng quan thị trường điện Việt Nam trạng hệ thống đo đếm điện Chương 2: Yêu cầu chức hệ thống đo đếm điện vị trí đo đếm Chương 3: Các tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống đo đếm điện Chương 4: Một số công nghệ tiên tiến có tiềm ứng dụng cho hệ thống đo đếm điện Việt Nam -2- Chương TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐO ĐẾM ĐIỆN NĂNG 1.1 Hiện trạng ngành điện Việt Nam 1.1.1 Cơ cấu tổ chức điều tiết ngành điện Việt Nam 1.1.1.1 Cơ cấu tổ chức ngành điện [20] Hiện ngành điện vận hành theo mô hình liên kết dọc truyền thống Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN) sở hữu phần lớn công suất nguồn phát điện (trừ số nhà máy đơn vị bên sở hữu), nắm giữ toàn khâu truyền tải, vận hành hệ thống điện, phân phối kinh doanh bán lẻ điện Trong khâu phát điện, EVN sở hữu nắm cổ phần chi phối 54% tổng công suất đặt toàn hệ thống, phần lại sở hữu tổng công ty tập đoàn Nhà nước (Tập đoàn dầu khí Việt Nam - PVN, Tập đoàn than khoáng sản Việt Nam - TKV, tổng công ty Sông Đà…), nhà đầu tư nước theo hình thức Hợp đồng xây dựng – vận hành – chuyển giao (BOT) Nhà máy điện độc lập (IPP) nhà đầu tư tư nhân nước khác (theo hình thức IPP) Các nhà máy bán điện cho EVN qua hợp đồng mua bán điện (PPA) dài hạn Mô hình tổ chức EVN gồm khối chức sau: - Khối phát điện: Gồm 16 công ty phát điện Trong đó, công ty cổ phần hóa, công ty chuyển sang mô hình công ty TNHH thành viên, công ty phát điện lại hoạt động theo hình thức đơn vị hạch toán phụ thuộc - Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia (NLDC): đơn vị hạch toán phụ thuộc trực thuộc EVN Trong thị trường phát điện cạnh tranh, NLDC đơn vị huy điều khiển trình phát điện, truyền tải điện, phân phối điện hệ thống điện quốc gia, điều hành giao dịch thị trường điện - Công ty Mua bán điện (EPTC): thành lập vào hoạt động từ tháng 01/2008 hình thức công ty hạch toán phụ thuộc, đại diện cho EVN đàm phán mua điện từ nhà máy điện lớn để bán lại cho công ty điện lực Trong thị -3- trường phát điện cạnh tranh, EPTC thực chức đơn vị mua buôn - Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia (NPT): thành lập vào hoạt động từ tháng 07/2008 hình thức đơn vị hạch toán độc lập Trong thị trường phát điện cạnh tranh, NPT đơn vị hưởng phí truyền tải điện, có trách nhiệm đầu tư, quản lý vận hành lưới điện truyền tải quốc gia - Khối phân phối điện: tổng công ty điện lực thành lập từ tháng 02/2010 Hiện hoạt động hình thức công ty TNHH thành viên, hạch toán độc lập Tại thành phố lớn, khách hàng sử dụng điện mua điện trực tiếp từ công ty điện lực thuộc EVN Ở vùng sâu, vùng xa, hình thức kinh doanh điện qua hợp tác xã mang tính phổ biến, tạo nên cấp kinh doanh điện bán lẻ cho hộ dân - Khối đầu tư nguồn điện: EVN thành lập 11 Ban Quản lý dự án (QLDA) thuỷ điện, Ban QLDA nhiệt điện Ban chuẩn bị dự án đầu tư điện hạt nhân lượng tái tạo Các Ban QLDA đơn vị hạch toán phụ thuộc, thay mặt EVN quản lý dự án nguồn điện - Khối đơn vị tư vấn, trường học: gồm công ty cổ phần tư vấn xây dựng điện 1, 2, 3, có nhiệm vụ tư vấn xây dựng công trình nguồn lưới điện; trường đại học Điện lực đào tạo cử nhân chuyên ngành điện Sơ đồ tổ chức quản lý ngành điện: Chính phủ: - Chủ sở hữu vốn đầu tư, tài sản Nhà nước đơn vị điện lực - Quyết định giá điện cho khách hàng cuối - Ban hành định, nghị định, quy chế, chế… - Quyết định quy hoạch phát triển điện lực Bộ Công Thương (MOIT): - Quản lý điều tiết hoạt động điện lực sử dụng điện - Hướng dẫn thực nghị định Chính phủ -4- - Ban hành văn qui phạm pháp luật chuyên ngành - Tổ chức lập thẩm định quy hoạch phát triển điện lực Cục Điều tiết Điện lực (ERAV): - Cấp giấy phép hoat động điện lực - Giúp Bộ trưởng Bộ Công Thương thực điều tiết hoạt động thị trường điện cạnh tranh - Tham mưu cho Bộ trưởng Bộ Công Thương định khung giá phát điện, bán buôn điện, phí truyền tải điện, phân phối điện dịch vụ phụ thị trường điện lực cạnh tranh Hình 1.1 – Sơ đồ tổ chức quản lý ngành điện Trong đó, đơn vị điện lực EVN bao gồm: i Các công ty phát điện BOT, IPP nước: có tập đoàn, tổng công ty Nhà nước nắm giữ 100% vốn điều lệ PV Power, TKV, Sông Đà, LILAMA; ii Các công ty cổ phần phát điện: Công ty cổ phần doanh nghiệp nhà nước đầu tư toàn vốn; Công ty cổ phần doanh nghiệp nhà nước đầu tư phần vốn không chi phối; Công ty cổ phần cổ phần hóa nhà máy điện EVN, EVN giữ 50% cổ phần; -5- iii Công ty phân phối điện: Ngoài Công ty Điện lực Khánh Hòa lưới điện phân phối tổ chức bán điện địa phương, EVN nắm giữ hầu hết lưới điện phân phối kinh doanh bán lẻ 1.1.1.2 Hệ thống điện Đến cuối năm 2010, tổng công suất đặt nguồn điện toàn hệ thống 21.542MW, công suất khả dụng 19.713MW, nguồn thuộc EVN 11.643MW (chiếm 54%) nguồn EVN 8.899 MW (chiếm 46%) Điện sản xuất tăng từ 31.138 tỷ kWh (năm 2001) lên đến 100.070 tỷ kWh (năm 2010), tốc độ tăng bình quân 13,8%/ năm Tuy hệ thống có tỷ lệ dự phòng khoảng 21% tổng công suất đặt toàn hệ thống tỷ lệ thuỷ điện cao, số nhà máy thuỷ điện lớn phải ưu tiên cho chống lũ nên vào cuối mùa khô tỷ lệ dự phòng thấp, không đáng kể, số khu vực cục có khả thiếu nguồn Từ năm 2010 trở đi, có hàng loạt nguồn lớn đưa vào vận hành, Hệ thống điện Việt Nam có đủ dự phòng công suất nguồn, thuận lợi cho đời thị trường phát điện cạnh tranh Hình 1.2 – Cơ cấu nguồn phân theo chủ sở hữu [19] (nguồn: “Tổng kết vận hành HTĐ quốc gia năm 2010-TTĐĐ Quốc gia) -6- EVN trình cải tổ để đơn vị tham gia sản xuất truyền tải phân phối điện phải cạnh tranh với để đem lại lợi ích, tiết kiệm chi phí cho khách hàng dùng điện Trong giai đoạn đầu thị trường điện (giai đoạn người mua – Single buyer) đơn vị phát điện cạnh tranh giá để bán điện cho Công ty mua bán điện (EPTC) Việc thực tốt khuyến khích nhà máy quản lý chặt chẽ chi phí sản xuất để giảm giá thành sản xuất điện, tăng tính cạnh tranh nhà máy làm giảm chi phí mua điện EVN Với mục tiêu chuẩn bị tốt cho nhà máy điện giao dịch thị trường người mua, đồng thời tăng tính chủ động, tính cạnh tranh chịu trách nhiệm nhà máy điện, EVN thử nghiệm chế chào giá bán điện cạnh tranh nội hệ thống điện quốc gia từ 1/7/2005-31/12/2008 với tham giá thử nghiệm nhà máy: Phả Lại, Ninh Bình, Uông Bí, Bà Rịa, Thác Bà, Thác Mơ, Vĩnh Sơn- Sông Hinh, Đa Nhim - Hàm Thuận - Đa Mi Việc đưa chế chào giá cạnh tranh nội vào hoạt động bước tập dượt quan trọng nhằm trang bị cho nhà máy điện, quan điều độ hệ thống điện quan vận hành thị trường điện kinh nghiệm quản lý điều hành môi trường cạnh tranh Song song với việc đưa chế chào giá cạnh tranh nội vào hoạt động, phần lớn nhà máy điện EVN cổ phần hoá từ năm 2006 số nhà máy khác chuyển đổi thành công ty TNHH thành viên Đến nhà máy (Hoà Bình, Trị An, Yaly, Sê San 3, Pleikrông, Tuyên Quang, Quảng Trị, Đại Ninh) giữ chế hạch toán giá nội theo hình thức doanh nghiệp nhà nước hạch toán phụ thuộc EVN nắm giữ 100% vốn Các nhà máy cổ phần hóa công ty TNHH thành viên thành lập thực hạch toán độc lập ký hợp đồng mua bán điện với Công ty mua bán điện Giá sản lượng mua bán điện xác định dựa giá thành sản xuất điện, tiêu kinh tế kỹ thuật, tiêu lợi nhuận nhà máy qui định thị trường điện 1.1.2 Những đánh giá trạng ngành điện Mô hình tổ chức: Mô hình liên kết dọc truyền thống chưa tách bạch chi -7- phí khâu phát điện, truyền tải phân phối; hiệu sản xuất-kinh doanh chưa xác định rõ ràng Hiện nay, ngành điện tiến hành bước cải tổ đạt số thành tựu định Hệ thống điện: Theo Quyết định phê duyệt Quy hoạch điện VI, giai đoạn 2006-2010 cần đưa vào vận hành 14.600MW nguồn điện, nhiên việc chậm tiến độ đưa vào vận hành nguồn mới, nên đưa khoảng 74% công suất nguồn theo kế hoạch vào vận hành Theo đánh giá, năm tới, với tốc độ tăng trưởng phụ tải nay, tình hình đảm bảo cấp điện nhiều khó khăn, đặc biệt vào tháng cuối mùa khô, mực nước hồ thuỷ điện xuống thấp Hiện lưới điện truyền tải Việt Nam chưa đáp ứng tiêu chí N-1 toàn hệ thống nên việc cố số đường dây, đặc biệt đường dây 220kV trọng yếu, làm tải đường dây lại Trong trường hợp này, để tránh sụt điện áp giảm nguy tan rã hệ thống buộc phải áp dụng biện pháp sa thải phụ tải Cơ chế giá điện: Với cấu tổ chức theo mô hình tích hợp dọc ngành điện, chi phí cho khâu phát điện, truyền tải, phân phối tách biệt rõ ràng, việc xác định xác chi phí giá thành khâu cho mục đích điều chỉnh giá điện thực đuợc Mặt khác, theo quy định hành, phương pháp xây dựng giá bán lẻ chế điều chỉnh giá theo yếu tố đầu vào hình thành giá Giá bán lẻ bị ghìm thời gian dài nên điều chỉnh lần để phản ánh chi phí khâu, gây khó khăn cho sản xuất thu hút đầu tư phát triển nguồn điện đặc biệt nhà đầu tư tư nhân nước Từ đánh giá nêu để đảm bảo cho ngành điện phát triển bền vững, có khả thu hút vốn đầu tư từ thành phần kinh tế nước tham gia hoạt động điện lực, đảm bảo hệ thống điện vận hành ổn định, tin cậy, chất lượng ngày cao tăng cường hiệu hoạt động sản xuất kinh doanh cần thiết phải xây dựng thị trường điện phù hợp với Việt Nam 1.2 Tổ chức hoạt động thị trường điện [18] -8- Luật Điện lực Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XI, kỳ họp thứ thông qua vào ngày 03/12/2004 Tại Điều 18 Chương IV luật quy định việc hình thành phát triển thị trường điện Việt Nam quy định thị trường điện lực hình thành phát triển theo thứ tự cấp độ sau đây: - Cấp độ 1: Thị trường phát điện cạnh tranh - Cấp độ 2: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh - Cấp độ 3: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh Từ kinh nghiệm thực tế triển khai xây dựng thị trường điện cạnh tranh quốc gia giới, nghiên cứu EVN, Bộ ngành Luật Điện lực ban hành, nước ta chủ trương xây dựng thị trường điện với mức độ từ thấp đến cao tùy thuộc vào quy mô phát triển, trình độ quản lý, sở hạ tầng kỹ thuật pháp lý cho hoạt động thị trường Chính phủ [16] phê duyệt lộ trình, điều kiện hình thành phát triển cấp độ thị trường điện lực Việt Nam cấp độ có bước thí điểm bước hoàn chỉnh Giai đoạn – Thị trường phát điện cạnh tranh: Đây giai đoạn đưa cạnh tranh vào khâu phát điện Thị trường theo mô hình đơn vị mua Cho phép nhà máy điện độc lập (IPP) không thuộc sở hữu EVN tham gia chào giá để bắt đầu thị trường phát điện cạnh tranh hoàn chỉnh Các đơn vị phát điện bán điện lên thị trường thông qua hợp đồng PPA chào giá cạnh tranh thị trường giao Các nhà máy điện, công ty truyền tải điện, công ty phân phối điện thuộc EVN tổ chức lại dạng công ty hạch toán kinh doanh độc lập Giai đoạn – Thị trường bán buôn điện cạnh tranh: Đưa cạnh tranh vào khâu phát điện mức cao Các đơn vị phân phối khách hàng mua điện lớn tham gia mua điện thị trường quyền lựa chọn nhà cung cấp Trong thị trường điện, đơn vị bán buôn tham gia cạnh tranh để bán điện cho đơn vị phân phối khách hàng lớn -9- mang lại hiệu cao cho người sử dụng Mặt khác, thiết bị phần mềm hệ thống thiết kế mang tính mở, ứng dụng giải pháp công nghệ tiên tiến đại nay, phù hợp với xu phát triển công nghệ chung tương lai Sơ đồ kết nối thu thập liệu từ công tơ A1700 nhóm kỹ sư VEC cụ thể hình 4.21 Hình 4.22: Sơ đồ kết nối thu thập liệu công tơ A1700 Hệ thống bao gồm thiết bị đầu cuối phần mềm kèm theo Trong đó, giám sát thu thập liệu trực tiếp từ công tơ (Data logger) gắn trực tiếp bên vỏ kính công tơ cơ, có chức đọc số vòng quay đĩa nhôm để tính toán số tiêu thụ điện Như vậy, thiết bị hoạt động song song với số công tơ Số liệu mà thiết bị thu thập lưu lại nhớ nguồn nuôi Khi có yêu cầu, thiết bị gửi số liệu đến thiết bị thu thập trung gian khác HHU (Hand Held Unit) Để thực chức trên, trước đưa vào sử dụng, thiết bị cài đặt tham số phù hợp với công tơ, với việc bố trí lắp đặt nơi giám sát Thiết bị thu thập số liệu trung gian HHU (Hand Held Unit) thực chất máy tính cầm tay, chạy hệ điều hành Windowns CE 5.0 Để trở thành thiết bị thu thập số liệu trung gian hệ thống, nhóm kỹ sư xây dựng phần mềm (EMcol) chạy thiết bị HHU, có chức đọc số liệu từ Data logger gắn công tơ cài đặt tham số làm việc cho Data logger sóng RF Đồng -140- thời phần mềm có chức trao đổi với máy tính để truyền tất liệu mà thu thập Ngoài ra, để HHU giao tiếp với công tơ thông qua Data logger, HHU cần phải có thêm thiết bị chuyển đổi tín hiệu, gắn trực tiếp HHU Các kỹ sư VEC nghiên cứu chế tạo thiết bị Thiết bị gọi Modem, có chức thu phát RF chuyển đổi tín hiệu RF sang RS232 ngược lại Phần mềm quản lý liệu công tơ (EMdaM): Phần mềm chạy máy tính, tương thích với hệ điều hành Windows XP Chức phần mềm tiếp nhận liệu truyền từ HHU qua đường truyền USB, lưu vào sở liệu máy tính chuyển đổi liệu sang dạng liệu khác phù hợp với hệ thống quản lý ngành điện lực sử dụng, như: Excel, Oracle, SQL Thời gian qua, toàn hệ thống chạy thử nghiệm điều kiện phù hợp với thực tế để kiểm định độ tin cậy, độ xác tác động gây ảnh hưởng đến thiết bị Qua số tính quan trọng có tính mấu chốt hệ thống đánh giá cao, đạt tiêu chuẩn kỹ thuật đề Đây công nghệ mang tính đột phá thiết bị chế tạo nước Việc nghiên cứu, thiết kế thành công hệ thống quản lý thu thập liệu từ công tơ sóng RF mang lại hiệu kinh tế - xã hội to lớn Hệ thống quản lý thu thập liệu từ công tơ sóng RF vừa hoàn chỉnh mở hội cho ngành điện nước Hệ thống đảm bảo độ tin cậy, xác không gây ảnh hưởng đến thiết bị có sẵn.Thiết bị thu thập liệu trực tiếp ổn định, có độ xác cao, chống tác động môi trường, không bị ảnh hưởng thiết bị lân cận Có thể bảo toàn liệu trạng thái, hạn chế thấp rủi ro cho liệu; thu thập liệu tập trung thực dễ dàng, nhanh chóng, không bị hạn chế phương thức trao đổi liệu; khắc phục cản trở địa hình vị trí lắp đặt công tơ Dữ liệu thu thập có độ xác cao, bảo đảm an toàn liệu -141- trường hợp; lắp đặt thêm đưa vào sử dụng thiết bị không làm thay đổi tính năng, cấu trúc thiết bị vận hành, không gây ảnh hưởng đến tổ chức quản lý, điều hành chung; mang lại hiệu cao cho việc thu thập quản lý liệu, giảm thiểu nhân lực chi phí thời gian công đoạn ứng dụng hệ thống; xây dựng hệ thống có tính mở, có khả đáp ứng yêu cầu khác từ mô hình quản lý khác 4.2.4.4 Hệ thống tự động đọc truyền số liệu đo đếm Collectric TM [12], [27] Hiện giới Việt Nam xuất hệ thống tự động đọc số liệu công tơ truyền thông trung tâm Việc ứng dụng công nghệ cao vào quản lý điện giảm chi phí nhân công đặc biệt giảm tổn thất thương mại trình truyền tải Hệ thống đọc-truyền liệu đo đếm điện tự động thử nghiệm công ty điện lực Bắc Ninh vài công ty điện lực khác, công nghệ hoàn toàn mẻ ngành điện Việt Nam tiếp tục nghiên cứu nước ta Để khắc phục nhược điểm phương pháp đọc công tơ thủ công truyền thống, ngành điện sử dụng hệ thống đo đếm công tơ từ xa truyền qua đường dây điện Collectric TM, hệ thống đo lượng điện tiêu thụ tiên tiến thông suốt theo thời gian thực Với hệ thống này, ngành điện lực không cần cử nhân viên ghi số công tơ hộ gia đình Ngoài hệ thống cung cấp số chức bổ sung hỗ trợ cho công tác giám sát quản lý khách hàng cung cấp thông tin cho khách hàng Hệ thống Collectric TM tận dụng sở hạ tầng sẵn có với công tơ theo đơn vị kWh Hệ thống bước đột phá công nghệ truyền thông đường dây điện (PLC), sử dụng hệ thống dây điện sẵn có để truyền liệu theo thời gian thực khách hàng với thiết bị thu thập xử lý liệu trung tâm Đây hệ thống Module linh hoạt, đòi hỏi đầu tư ban đầu khiêm tốn, trình lắp đặt dễ dàng nhanh chóng Sơ đồ cấu trúc hệ thống hình 4.23 -142- Hình 4.23: Cấu trúc hệ thống AMR [12] Hệ thống Collectric gồm thiết bị sau: RTU Là thiết bị đầu cuối chiều lắp đặt bên bên công tơ vị trí thuận tiện RTU đếm vòng quay đĩa, biến thành tín hiệu điện, điều chế tín hiệu, truyền số liệu thu thông tin khác thiết bị tập trung TRPU Là thiết bị đầu cuối hai chiều, vừa có tính RTU vừa có chức thông tin hai chiều bao gồm lệnh quản lý bảng thời gian sử dụng để tính mức giá khác thiết bị tập trung, TRPU truyền thông tin xếp theo bảng chữ hay chữ số nhận từ thiết bị tập trung tới khách hàng, lặp tín hiệu lặp, có lắp đặt thêm điều khiển tải tự động đóng cắt tải đóng cắt tải theo lệnh từ trung tâm CONCENTRATOR Là thiết bị tập trung lắp đặt lưới điện hạ áp ứng với trạm Thiết bị thu thập xử lý liệu cho 1250 công tơ Dữ liệu từ thiết bị đầu cuối tập trung tập trung truyền máy tính trung tâm qua cách khác Thiết bị tập trung truyền lệnh quản lý thị khác tới thiết bị đầu cuối hai chiều MICROTEMINAL -143- Là thiết bị thu thập liệu cầm tay cầu nối thiết bị tập trung với máy tính trung tâm, nhận liệu từ tập trung truyền máy tính trung tâm Nó dùng để lập trình cho thiết bị tập trung, RTU, TRPU,và đọc số liệu từ thiết bị để đưa vào máy tính MAIN COMPUTER Chứa phần mềm cần thiết cho trình vận hành hệ thống Collectric Nó thu nhận liệu từ tập trung để sử dụng cho mục đích ngành điện Ngoài hệ thống Collectric lắp đặt thêm số thiết bị khác để tăng cường tính hệ thống như: ELECTRONIC METERS: Là công tơ điện tử (bao gồm loại pha pha), thu thập số công tơ truyền số liệu qua đường dây tải điện DISPLAY UNIT: Là thiết bị hiển thị cầm tay, có chức thông tin hai chiều, nhận truyền số liệu qua đường dây tải điện, trang bị cho hộ gia đình Theo cấu hình trả trước, thiết bị có thêm phận đọc thẻ thông minh Trong thực tế, Đơn vị quản lý số liệu đo đếm không thu thập số liệu công tơ cho trạm biến áp, mà phải quản lý đồng thời nhiều trạm biến áp, số lượng công tơ cần lấy số liệu lớn Hệ thống Collectric áp dụng việc thu thập số liệu hệ thống điện thoại công cộng mạng điện thoại di động GSM, nhờ việc thu thập trở lên đơn giản hơn, tập trung coi thuê bao điện thoại cố định di động Khi cần lấy số liệu công tơ trạm ta cần gọi số điện thoại tập trung tương ứng, việc lấy số liệu từ tập trung diễn thời gian ngắn Do vậy, máy tính trung tâm quản lý hàng nghìn công tơ cách đơn giản hình 4.24 Để điều khiển thành phần hệ thống Collectric hoạt động nhịp nhàng, đồng thời xử lý tốt liệu thu để tăng cường tính hệ thống, nhà chế tạo thiết kế riêng phần mềm cho hệ thống với tên gọi Collectric Phần mềm viết ngôn ngữ Assembly hoạt động theo -144- thời gian thực, chạy môi trường hệ điều hành Windows Được đánh giá dễ sử dụng không đòi hỏi người sử dụng có kiến thức đặc biệt Hình 4.24: Hệ thống AMR tổng thể cho công ty điện lực [12] -145- KẾT LUẬN Ngành công nghiệp điện có vai trò định phát triển kinh tế xã hội quốc gia Trong hệ thống điện, đo đếm điện khâu đặc biệt quan trọng tách rời dây chuyền sản xuất kinh doanh điện Hệ thống đo đếm điện có nhiệm vụ xác định lượng điện mua/bán, làm lập hóa đơn phục vụ toán tiền điện bên mua bên bán, đồng thời cung cấp liệu cần thiết cho trình vận hành hệ thống điện thị trường điện Hệ thống điện đại có yêu cầu đặc trưng riêng tùy theo bước phát triển Vấn đề chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng đặt lên hàng đầu định giá thành điện năng, vi phạm hợp đồng bị xử lý theo quy định Theo đó, hệ thống đo đếm điện phải tự động hóa, đại hóa để đáp ứng yêu cầu theo dõi trình trao đổi mua bán điện thị trường Trong xu mới, mô hình thị trường điện cạnh tranh đời thay cho mô hình độc quyền lỗi thời, lạc hậu Với đặc điểm mới, đòi hỏi hệ thống đo đếm điện phải có điều chỉnh, đổi để đáp ứng yêu cầu thị trường Với đề tài nghiên cứu “Hệ thống đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh” luận văn xem xét giải số vấn đề sau: - Tìm hiểu tổng quan trạng hệ thống điện định hướng phát triển thị trường điện Việt Nam qua cấp độ Phân tích vai trò, vị trí hệ thống đo đếm điện năng, đánh giá thực trạng sở hạ tầng hệ thống đo đếm Hệ thống đo đếm điện ngành điện đầu tư cải tạo, nâng cấp song chưa đáp ứng yêu cầu, đặc biệt thị trường phát điện cạnh tranh thức đưa vào hoạt động - Phân tích yêu cầu chức hệ thống đo đếm điện phục vụ hoạt động sản xuất kinh doanh điện, vận hành hệ thống điện thị trường điện -146- Tìm hiểu cụ thể vị trị đo đếm điện theo quy định Bộ Công Thương liên hệ thực tế - Phân tích đánh giá quy định yêu cầu kỹ thuật đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh, từ liên hệ đánh giá trạng hệ thống đo đếm tương ứng theo tiêu chuẩn cụ thể Hệ thống đo đếm điện chưa đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật theo yêu cầu thị trường điện, đặc biệt đo đếm lưới điện phân phối hạ áp Trong thời gian tới ngành điện tiếp tục cải tạo nâng cấp, ứng dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao hiệu chất lượng hoạt động đo đếm điện Trong phần liên hệ với thực tế, luận văn đánh giá trạng hệ thống đo đếm điện định hướng phát triển tương lai, giới thiệu phân tích số công nghệ tiên tiến có khả ứng dụng cao hệ thống đo đếm điện nước ta nhằm nâng cao tính xác, độ tin cậy tốc độ xử lý thông tin hoạt động đo đếm -147- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Báo Công Thương (04/11/2010), Sử dụng đại trà công tơ điện tử DT01PRF: Đột phá EVN CPC [2] Bộ Công Nghiệp (2006), Quy phạm trang bị điện, Hà Nội [3] Bộ Công Nghiệp (12/2006), Quy định thị trường phát điện cạnh tranh thí điểm, Hà Nội [4] Bộ Công Nghiệp (09/01/2007), Quyết định việc ban hành quy định yêu cầu kỹ thuật trang thiết bị đo đếm điện nhà máy điện, Hà Nội [5] Bộ Công Nghiệp (09/05/2007), Quyết định số 1592/QĐ-BCN việc ban hành quy định quản lý đo đếm điện phục vụ thị trường phát điện cạnh tranh thí điểm, Hà Nội [6] Bộ Công Thương (15/04/2010), Thông tư số 12/2010/TT-BCT quy định hệ thống điện truyền tải, Hà Nội [7] Bộ Công Thương (10/05/2010), Thông tư số 18/2010/TT-BCT quy định vận hành thị trường phát điện cạnh tranh, Hà Nội [8] Bộ Công Thương (30/07/2010), Thông tư số 32/2010/TT-BCT - Quy định hệ thống điện phân phối, Hà Nội [9] Bộ Công Thương (25/9/2009), Thông tư số 27/2009/TT-BCT – Quy định Đo đếm điện thị trường phát điện cạnh tranh, Hà Nội [10] Bộ Công Thương – Cục điều tiết điện lực (20/05/2011), Quy định tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống truyền số liệu đo đếm, Hà Nội [11] Chính phủ (02/08/2001), Nghị định số 45/2001/NĐ-CP hoạt động điện lực sử dụng điện, Hà Nội -148- [12] PGS.TS Nguyễn Hữu Công, Nghiên cứu hệ thống đọc công tơ từ xa, http://my.opera.com/vantruong.pecc1, truy cập ngày 25/02/2011 [13] EVN, Lưới điện thông minh triển vọng cho ngành lượng, http://bkeps.com/new/cong-nghe-htd/luoi-dien-thong-minh-trien-vong-cho-nganhnang-luong.html, truy cập ngày 25/04/2011 [14] Etek Technology JSC, Giải pháp giám sát điện trực tuyến đọc số công tơ từ xa sử dụng công nghệ CDMA 450Mhz, http://www.etek.com.vn/product.php?prodid=72, truy cập ngày 29/04/2011 [15] Etek Technology JSC, Đọc số công tơ từ xa, http://www.etek.com.vn/page.php?type=app&id=8, truy cập ngày 29/04/2011 [16] Sử dụng đại trà công tơ điện tử DT01P-RF: Đột phá EVNPC, http://invico.com.vn/news/su-dung-dai-tra-cong-to-dien-tu-dt01p-rf-dot-phacua-evncpc.aspx, truy cập ngày 02/05/2011 [17] Tập đoàn điện lực Việt Nam (12/2010), Quy định quản lý hệ thống đo đếm điện vị trí ranh giới giao nhận điện, Hà Nội [18] Tập đoàn điện lực Việt Nam (01/2007), Tài liệu hướng dẫn sử dụng hệ thống quản lý đo đếm giao nhận điện năng, Hà Nội [19] Thủ tướng Chính phủ (26/01/2006), Quyết định số 26/2006/QĐ-TTg Phê duyệt lộ trình, điều kiện hình thành phát triển cấp độ thị trường điện lực Việt Nam, Hà Nội [20] Trang tin điện tử ngành điện, Vận hành thị trường phát điện cạnh tranh (VCGM): khách hàng sử dụng điện lợi, http://www.icon.evn.com.vn/Home/Sanxuat/tabid/161/TopicId/1/ItemId/1031 27/View/2/language/vi-VN/Default.aspx, truy cập ngày 02/07/2011 -149- [21] Trang tin điện tử ngành điện, Thị trường phát điện cạnh tranh dần sôi động,http://www.icon.evn.com.vn/Home/Sanxuat/tabid/161/TopicId/1/ItemId/1032 80/View/2/language/vi-VN/Default.aspx, truy cập ngày 15/07/2011 [22] Trang tin HIENDAIHOA.COM, Nâng cấp công tơ để quản lý ghi số điện sóng RF, http://www.hiendaihoa.com/Dien/Giai-phap-Ung-dung-Nganh-dien/nang-capcong-to-co-de-quan-ly-va-ghi-so-dien-bang-song-rf.html, truy cập ngày 10/05/2011 [23] Trung tâm công nghệ thông tin – Tập đoàn điện lực Việt Nam (01/2007), Tài liệu hướng dẫn sử dụng hệ thống quản lý đo đếm giao nhận điện năng, Hà Nội [24] Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia (2010), Tổng kết vận hành hệ thống điện Quốc gia năm 2010, Hà Nội [25] Viện Năng Lượng (2011), Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030, Hà Nội Tiếng Anh [26] Berhanu Regassa, Verónica Medina, Isabel M Gómez, Octavio Rivera, and José A Gómez, Upgrading of Traditional Electric Meter Into Wireless Electric Meter Using ZigBee Technology, http://matrix.dte.us.es/grupotais/images/articulos/berhanu_itrevolutions.pdf, truy cập ngày 20/05/2011 [27] Dan Benelisha Itron, For Safety’s Sake: AMR Technology Helps Take Meter Readers, Customers Out of Harm’s Way, http://www.electricenergyonline.com/?page=show_article&mag=5&article=36, truy cập ngày 29/05/2011 [28] Dan Benelisha Itron, For Safety’s Sake: AMR Technology Helps Take Meter Readers, Customers Out of Harm’s Way, -150- http://www.electricenergyonline.com/?page=show_article&mag=5&article=36, truy cập ngày 30/05/2011 [29] IEC, Part 1: Current transformers - IEC 60044-1, Edition 1.2 (02/2003) [30] IEC, Part 2: Inductive voltage transformers - IEC 60044-2, Edition 1.2 (02/2003) [31] Nguyen Van Hop and Lam Hoang Phuoc - EVN SPC, automation in power metering – the role of power metring automation in implementation of the EVN SPC development strategy (11/2011), Phan Thiết [32] Phan Quang Vinh – EVN HCMC, Power measurement at Ho Chi Minh city power corporation: Overview and development orientation in the coming time (11/2010), Phan Thiết [33] Thai Quoc Hung and Nguyen Hai Duc - KHPC, Applying high technology to automate power metering in order to manage load demand and improve service quality (11/2011), Phan Thiết [34] Wang Yihua & Zhang Hua & Zhang Zhenhua, Development and applycation of intelligent metering system (11/2010), Phan Thiết [35] Wikipedia, Automatic meter reading, http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_meter_reading, truy cập ngày 25/05/2011 [36] Wikipedia, electricity meter, http://en.wikipedia.org/wiki/Electricity_meter, truy cập ngày 10/05/2011 [37] Wikipedia, Smart meter, http://en.wikipedia.org/wiki/Smart_meter, truy cập ngày 25/05/2011 -151- MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU 1  Chương 1: Tổng quan thị trường điện Việt Nam trạng hệ thống đo đếm điện 3  1.1 Hiện trạng ngành điện Việt Nam .3  1.1.1 Cơ cấu tổ chức điều tiết ngành điện Việt Nam .3  1.1.2 Những đánh giá trạng ngành điện .7  1.2 Tổ chức hoạt động thị trường điện .8  1.3 Các loại hình mua bán điện thị trường điện cạnh tranh .10  1.3.1.  Hợp đồng mua bán điện 10  1.3.2 Thị trường điện giao .11  1.4 Hiện trạng hệ thống đo đếm điện Hệ thống điện Việt Nam .14  1.5.  Vai trò hệ thống đo đếm điện thị trường điện cạnh tranh 18  Chương 2: Yêu cầu chức hệ thống đo đếm điện vị trí đo đếm 23  2.1 Yêu cầu đại lượng đo đếm 23  2.2 Yêu cầu tính dự phòng 24  2.3 Yêu cầu khả tự động hóa 25  2.4 Chức hệ thống đo đếm 27  2.4.1 Chức chung 28  2.4.2 Chức hệ thống đo đếm 28  2.4.3 Chức hệ thống đo đếm dự phòng 28  2.4.4 Hệ thống thu thập xử lý số liệu đo đếm 29  2.5 Cấu hình hệ thống đo đếm điện .30  -152- 2.6 Thiết lập ví trí đo đếm điện 30  2.6.1 Nguyên tắc chung xác định vị trí đo đếm .30  2.6.2 Vị trí đo đếm mô hình thị trường phát điện cạnh tranh .34  2.6.3 Vị trí đo đếm mô hình thị trường bán buôn điện cạnh tranh .33  2.6.4 Vị trí đo đếm mô hình thị trường bán lẻ điện cạnh tranh 34  2.6.5 Các vị trí đo đếm điện 37  Chương 3: Các tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống đo đếm điện 50  3.1 Yêu cầu chung hệ thống đo đếm 50  3.2 Sơ đồ đấu nối hệ thống đo đếm điện .51  3.3 Yêu cầu kỹ thuật biến dòng điện sử dụng cho mục đích đo đếm điện .54  3.3.1 Yêu cầu chung .54  3.3.2 Yêu cầu cấp xác 54  3.4 Yêu cầu kỹ thuật biến điện áp sử dụng cho mục đích đo đếm điện .55  3.4.1 Yêu cầu chung .55  3.4.2 Yêu cầu cấp xác 55  3.5 Yêu cầu kỹ thuật cáp thứ cấp hệ thống đo đếm .56  3.6 Đo đếm nhà máy điện 56  3.7 Đo đếm lưới truyền tải .58  3.8 Một số yêu cầu kỹ thuật công tơ đo đếm điện 59  3.8.1 Chủng loại công tơ 59  3.8.2 Tiêu chuẩn chế tạo 61  3.8.3 Các yêu cầu kỹ thuật 61  3.8.4 Các yêu cầu phần mềm cài đặt 73  3.8.5 Yêu cầu tủ công tơ 73  3.8.6 Yêu cầu giao diện ghép nối truyền số liệu với công tơ 75  3.8.7 Yêu cầu lắp đặt đấu dây vào công tơ 79  3.9 Hệ thống thu thập đọc số liệu 80  3.9.1 Hệ thống thông tin đọc số liệu công tơ 80  3.9.2 Đấu nối module thông tin công tơ 92  -153- 3.10 Yêu cầu kỹ thuật hệ thống thu thập xử lý số liệu đo đếm 94  3.11 Yêu cầu chức hệ thống thu thập xử lý số liệu đo đếm vị trí đo đếm 101  3.12 Yêu cầu chức hệ thống thu thập xử lý số liệu đo đếm Đơn vị quản lý số liệu đo đếm 102  Chương 4: Một số công nghệ tiên tiến có tiềm ứng dụng cho Hệ thống đo đếm điện Việt Nam .108  4.1 Đánh giá trạng hệ thống đo đếm điện 108  4.2 Định hướng phát triển 111  4.2.1 Đưa công tơ số vào sử dụng đại trà .112  4.2.2 Hệ thống quản lý đo đếm @IMIS .116  4.2.3 Hệ thống tự động đọc thu thập liệu đo đếm điện 131  KẾT LUẬN 146  TÀI LIỆU THAM KHẢO -154- ... lận điện -26- 2.4 Chức hệ thống đo đếm [9] 2.4.1 Chức chung Hệ thống đo đếm điện bao gồm thiết bị đo mạch điện tích hợp thành hệ thống hoàn chỉnh có chức đo đếm điện qua điểm đo đếm Trong thị trường. .. bình thường, kết đo đếm hệ thống đo đếm dự phòng sử dụng so sánh, đối chiếu để khẳng định tin cậy hệ thống đo đếm Trong trường hợp hệ thống đo đếm bị cố, kết đo đếm hệ thống đo đếm dự phòng thời... quan thị trường điện Việt Nam trạng hệ thống đo đếm điện Chương 2: Yêu cầu chức hệ thống đo đếm điện vị trí đo đếm Chương 3: Các tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống đo đếm điện Chương 4: Một số công nghệ