Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện việt nam

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮTtắt Tên đầy đủ 1 CBEMA Computer Bussiness Equipment Manufactures Associations Hiệp hội chế tạo và buôn bán các thiết bị máy tính 7 NPT Tổng Công ty

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

Hoàng Mạnh Trí

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam” là

công trình nghiên cứu của bản thân

Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được

ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây

Tác giả

Hoàng Mạnh Trí

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

tắt

Tên đầy đủ

1 CBEMA Computer Bussiness Equipment Manufactures Associations

Hiệp hội chế tạo và buôn bán các thiết bị máy tính

7 NPT Tổng Công ty truyền tải điện Quốc gia

8 PSS/E 29 Power System Simulator for Engineering

Version 29 Phần mềm mô phỏng Hệ thống điện cho các kỹ sư (Phiên bản 29)

9 HTĐ VN Hệ thống điện Việt Nam

10 IEC International Electrotechnical Commission

Hiệp hội kỹ thuật điện tử quốc tế

11 IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineer

Viện kỹ nghệ điện và điện tử

12 ITIC The Information Technology Industry Council

Hiệp hội công nghiệp công nghệ thông tin

13 KBN1 Kịch bản nguồn thứ nhất

14 KBN2 Kịch bản nguồn thứ hai

15 KBN3 Kịch bản nguồn thứ ba

16 SANH Sụt giảm điện áp ngắn hạn

17 SARFIx System Average RMS Frequency Index

19 TBA Trạm biến áp

20 TĐ Thủy điện

21 TTĐ VN Truyền tải điện Việt Nam

22 TTĐ1 Truyền tải điện 1

23 TTĐ2 Truyền tải điện 2

24 TTĐ3 Truyền tải điện 3

25 TTĐ4 Truyền tải điện 4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Phân nhóm và các đặc tính của các hiện tượng điện từ trong hệ thống điện

7

Bảng 2.1 Thời gian giải trừ sự cố ứng với các mức điện áp khác nhau 12

Bảng 3.1 Dự báo nhu cầu phụ tải Quốc gia đến năm 2015 21

Bảng 3.2 Danh sách các trạm 500kV đến năm 2015 23

Bảng 3.3 Danh sách các đường dây 500kV đến năm 2013 24

Bảng 3.4 Các đường dây 500kV dự kiến được đưa vào vận hành trong giai đoạn 2014-2015 25

Bảng 3.5 Danh sách các trạm 220kV đến năm 2015 (bao gồm cả nút thanh cái 220kV nằm trong trạm 500kV) 27

Bảng 3.6 Danh sách các đường dây 220kV đến năm 2013 33

Bảng 3.7 Các đường dây 220kV dự kiến đưa vào vận hành trong 2014-2015 39

Bảng 3.8 Tổng hợp số lần sự cố ngắn mạch trong lưới TTĐ VN 51

Bảng 3.9 Tổng hợp suất sự cố ngắn mạch 51

Bảng 3.10 Bảng phân bố suất sự cố theo các dạng ngắn mạch 52

Bảng 4.1 Giá trị điện áp tại nút 220kV Hà Đông khi xảy ra ngắn mạch tại các trạm 220kV trong khu vực Hà Nội năm 2013 59

Bảng 4.2 Tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất tại trạm 220kV Hà Đông khi xảy ra ngắn mạch tại các trạm 220kV trong khu vực Hà Nội năm 2013 59

Bảng 4.3 Tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất tại trạm 220kV Hà Đông năm 2013 61

Bảng 4.4 Tần suất sự cố Sag có biên độ nhỏ hơn ngưỡng điện áp x xét tại vị trí trạm 220kV Hà Đông năm 2013 62

Bảng 4.5 Tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất của các vị trí trên các khu vực của lưới TTĐ VN năm 2013 64

Bảng 4.6 Tần suất sự cố sag có biên độ nhỏ hơn ngưỡng điện áp x tại các vị trí của các khu vực TTĐ VN năm 2013 67

Bảng 4.7 Chỉ tiêu SARFIx của cả hệ thống năm 2013 70

Bảng 4.8 Chỉ tiêu SARFIx của các khu vực và cả hệ thống TTĐ VN năm 2013 và

2015 74 Bảng 4.9 Chỉ tiêu SARFIx của các khu vực và cả hệ thống truyền tải điện ứng với các kịch bản nguồn năm 2015 81 Bảng 4.10 Chỉ tiêu SARFIx của các khu vực TTĐ năm 2015 trong trường hợp suất

sự cố tại các khu vực truyền tải là như nhau 86

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.2 Sụt giảm điện áp do khởi động một động cơ lớn 6

Hình 1.1 Sụt giảm điện áp do sự cố ngắn mạch một pha 6

Hình 1.3 Các khái niệm được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE-1159 8

Hình 2.1 Sụt áp do sự cố ngắn mạch một pha 11

Hình 2.2 Đường cong chịu đựng của thiết bị - CBEMA 15

Hình 2.3 Đường cong chịu đựng của thiết bị - ITIC 16

Hình 2.4 Đường cong chịu điện áp của nhóm thiết bị SEMI 17

Hình 3.1 Giao diện chương trình ứng dụng tương tác với PSS/E 44

Hình 3.2: Điều chỉnh nguồn điện trong chương trình mô phỏng HTĐ VN 46

Hình 3.3 Điều chỉnh phụ tải trong chương trình mô phỏng HTĐ VN 46

Hình 3.4 Thêm các phần tử lưới điện trong chương trình mô phỏng HTĐVN 47

Hình 3.5 Sơ đồ khối các bước của chương trình tính toán 55

Hình 4.1 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp dưới ngưỡng điện áp x tại vị trí trạm 220kV Hà Đông năm 2013 63

Hình 4.2 Tần suất sụt giảm điện áp trung bình của hệ thống năm 2013 theo khoảng điện áp 71

Hình 4.3 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình của hệ thống SARFIx năm 2013 71

Hình 4.4 Chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve của hệ thống năm 2013 72

Hình 4.5 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ1 75

Hình 4.6 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ2 75

Hình 4.7 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ3 76

Hình 4.8 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ4 76

Hình 4.9 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của Hệ thống 77

Hình 4.10 Chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve của hệ thống truyền tải điện 77

Hình 4.11 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ1 82

Hình 4.12 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ2 82

Hình 4.13 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ3 83 Hình 4.14 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của TTĐ4 83 Hình 4.15 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx của Hệ thống 84 Hình 4.16 Chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve của hệ thống truyền tải điện 84 Hình 4.17 Chỉ tiêu SARFIx của các khu vực TTĐ năm 2015 trong trường hợp suất

sự cố tại các khu vực truyền tải là như nhau 87

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ vi

MỤC LỤC viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu 1

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2

4 Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của luận văn 2

5 Phương pháp nghiên cứu 3

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 4

1.1 Định nghĩa về chất lượng điện năng 4

1.1.1 Định nghĩa về chất lượng điện năng 4

1.1.2 Chất lượng điện áp là một chỉ tiêu quan trọng 4

1.2 Tổng quan các vấn đề về chất lượng điện năng 5

1.3 Kết luận 8

CHƯƠNG 2 10

HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ 10

2.1 Định nghĩa về hiện tượng sụt giảm điện áp 10

2.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt giảm điện áp 10

2.3 Các đặc trưng của hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn 10

2.4 Các biện pháp hạn chế hiện tượng sụt giảm điện áp 12

2.4.1 Hạn chế sự cố xảy ra trên hệ thống 12

2.4.2 Giảm thời gian loại trừ sự cố 12

2.4.3 Cải thiện khả năng chịu đựng sụt áp của các thiết bị 13

2.4.4 Sử dụng các thiết bị giúp ngăn chặn sụt giảm điện áp 13

2.4.5 Thay đối kết cấu lưới 14

2.5 Chỉ tiêu đánh giá voltage sag trên lưới truyền tải 14

2.5.1 Chỉ tiêu SARFIx 14

2.5.2 Chỉ tiêu SARFIcurve 14

2.5.2.1 Đường cong CBEMA 15

2.5.2.2 Đường cong ITIC 16

2.5.2.3 Đường cong SEMI 16

2.6 Kết Luận 17

CHƯƠNG 3 18

MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM CÓ XÉT PHÂN BỐ SỰ CỐ NGẮN MẠCH THEO VÙNG 18

3.1 Đặt vấn đề 18

3.2 Chương trình phát triển lưới điện Việt Nam giai đoạn 2013-2015 20

3.2.1 Dự báo nhu cầu phụ tải 20

3.2.2 Chương trình phát triển nguồn điện 21

3.2.3 Chương trình phát triển lưới điện 22

3.2.3.1 Lưới điện 500kV 22

3.2.3.2 Lưới điện 220kV 26

3.3 Mô phỏng hệ thống điện Việt Nam bằng phần mềm PSS/E ver.29 43

3.4 Mô phỏng phân bố sự cố trong bài toán dự báo ngẫu nhiên sag 48

3.4.1 Điểm sự cố 48

3.4.2 Loại sự cố 49

3.4.3 Tính toán phân bố suất sự cố cho từng khu vực truyền tải 49

3.5 Tính toán ngắn mạch và tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp ngắn hạn 53

3.5.1 Đánh giá voltage sags theo chỉ tiêu SARFIx 53

3.5.2 Đánh giá voltage sags theo chỉ tiêu SARFIx-curve 54

3.6 Kết luận 55

CHƯƠNG 4 57

ĐÁNH GIÁ HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM CÓ XÉT ĐẾN PHÂN BỐ SỰ CỐ THEO VÙNG VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA LƯỚI ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM PSS/E 57

4.1 Đánh giá Voltage sag theo chỉ tiêu SARFIx 57

4.1.1 Đánh giá voltage sag tại một vị trí trạm 220kV Hà Đông năm 2013 57

4.1.2 Đánh giá Voltage sag cho các khu vực truyền tải và cả hệ thống 63

4.2 Đánh giá voltage sag theo chỉ tiêu SARFIx-curve 71

4.3 Đánh giá ảnh hưởng của sự phát triễn lưới điện và phân bố nguồn điện đến hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam năm 2013 và 2015 72

4.3.1 Đánh giá hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải năm 2013 và năm 2015 72

4.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của sự phân bố nguồn điện đến hiện tượng SANH trên lưới truyền tải 79

4.4 Kết luận 88

CHƯƠNG 5 90

CÁC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ĐƯỢC ĐƯA RA 90

5.1 Kết luận chung 90

5.2 Các đề xuất 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 95

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã cho ra đời các thiết bị điện tử công suất có hiệu suất cao, thiết bị điện tử có bộ vi xử lý,… chúng được sử dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của sản xuất và đời sống Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, các thiết bị này có đặc điểm là nhạy cảm với những vấn đề về chất lượng điện năng trong hệ thống điện

Chất lượng điện năng trong hệ thống điện là một phạm trù rộng và có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng điện năng với các phương diện và mức độ khác nhau Khi xét tới chất lượng điện năng trong hệ thống điện, có hai vấn đề lớn là hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn (SANH) và sự mất điện cung cấp Một sự cố mất điện cung cấp gây hậu quả nặng nề hơn một lần sụt giảm điện áp, bởi việc mất điện ảnh hưởng lớn đến hoạt động và tuổi thọ của các phụ tải, tuy nhiên trong thực tế tần suất xảy ra hiện tượng sụt giảm điện áp lại lớn hơn nhiều so với hiện tượng mất điện, nên nếu xét một cách tổng thể thì hiện tượng sụt giảm điện áp gây ra hậu quả lớn hơn hiện tượng mất điện

Với các đặc điểm nêu trên, việc nghiên cứu đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến sụt giảm điện áp ngắn hạn là cần thiết và đây chính là lý do mà luận văn này nghiên

cứu với nội dung: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam”

2 Lịch sử nghiên cứu

Hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam đã

được nghiên cứu trong một số đề tài trước đây, như: “Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trong lưới truyền tải 220kV Việt Nam” [3], “Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện (gồm lưới 220kV và 500kV) Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng” [4] Trong đó, kết quả đánh giá dựa trên các chỉ tiêu tần

suất sụt giảm điện áp trung bình SARFIx, SARFIx-curve (x là ngưỡng điện áp 0.1,

0.2, …0.9) và phương pháp sử dụng là dự báo ngẫu nhiên điểm sự cố kết hợp với sử dụng phần mềm tính toán hệ thống PSS/E để mô phỏng lưới điện

Các nghiên cứu đánh giá trên mới chỉ xét đối với lưới truyền tải điện Việt Nam cho một năm (năm 2008) và chưa xét đến lưới điện trong các giai đoạn phát triển tiếp theo Đây chính là yếu tố Quy hoạch và phát triển lưới điện

3 Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

a Mục đích nghiên cứu

Mô phỏng các lưới điện và thực hiện các tính toán khảo sát, từ đó phân tích, đánh giá được sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện và đưa ra các dự báo cho quá trình xây dựng và phát triển lưới điện, thực hiện quy hoạch các công trình điện Ngoài ra, kết quả nghiên cứu có thể dùng làm cơ sở để lập thỏa thuận hợp đồng mua bán điện giữa các công

ty điện lực với các công ty truyền tải điện

b Đối tượng nghiên cứu

Phương pháp dự báo ngẫu nhiên điểm sự cố và phần mềm PSS/E ver.29 để mô phỏng lưới điện, tính toán các chỉ tiêu SARFIx, SARFIx-curve trong các lưới truyền tải điện với yếu tố ảnh hưởng là sự phát triển của lưới điện, sự phân bố nguồn điện

c Phạm vi nghiên cứu

Lưới truyền tải điện Việt Nam năm 2013, 2015

4 Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của luận văn

a Các luận điểm cơ bản

 Tổng quan về chất lượng điện năng: định nghĩa và các vấn đề về chất lượng điện năng, sự cần thiết của việc nghiên cứu hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn

 Hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn và các chỉ tiêu đánh giá: định nghĩa, các nguyên nhân sinh ra SANH, đặc trưng, biện pháp khắc phục và các chỉ tiêu đánh giá SANH

 Mô phỏng hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam có xét phân bố sự cố ngắn mạch theo vùng: giới thiệu chương trình phát triễn lưới điện Quốc gia, mô phỏng lưới điện trong phần mềm PSS/E ver.29, mô phỏng phân bố sự cố dẫn đến SANH, các bước tính toán ngắn mạch và tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp

 Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố theo vùng và sự phát triển của lưới điện bằng phần mềm PSS/E: chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve trong các lưới điện truyền tải và các phân tích, đánh giá hiện tượng SANH do yếu tố quy hoạch và phát triển lưới điện gây ra trên lưới truyền tải điện

 Các kết luận và đề xuất: kết luận chung cho kết quả nghiên cứu và đề xuất các giải pháp khắc phục SANH và hướng nghiên cứu tiếp theo

b Đóng góp mới của luận văn

Phân tích và đánh giá được yếu tố ảnh hưởng đến sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam trong giai đoạn phát triển 2013 và 2015, cụ thể là: sự phát triển của mạng lưới điện và sự phân bố của nguồn điện

Kết quả nghiên cứu các chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve cho ta dự báo về sụt giảm điện áp ngắn hạn và chất lượng điện năng trên hệ thống truyền tải điện Việt Nam trong giai đoạn 2013-2015 và các năm tiếp theo Với mục tiêu nâng cao

độ tin cậy cung cấp điện trong hệ thống, kết quả được dùng làm căn cứ để xem xét thực hiện xây dựng các công trình điện và các quy hoạch lưới điện Kết quả cũng có thể dùng làm cơ sở để lập thỏa thuận hợp đồng mua bán điện giữa các công ty điện lực với các công ty truyền tải điện

5 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn áp dụng phương pháp dự báo ngẫu nhiên điểm sự cố để đánh giá tình hình sụt giảm điện áp một cách gián tiếp thông qua nguyên nhân sinh ra SANH, kết hợp với phần mềm PSS/E ver.29 để mô phỏng lưới điện và thực hiện các tính toán

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

1.1 Định nghĩa về chất lượng điện năng

1.1.1 Định nghĩa về chất lượng điện năng

Chất lượng điện năng được hiểu khác nhau về mặt hình thức trên các phương diện khác nhau, như: về phía người cung cấp điện, người sản xuất thiết bị điện và người sử dụng điện

Người cung cấp điện mong muốn cung cấp điện năng liên tục, ổn định cho khách hàng, chất lượng điện năng có thể được định nghĩa là độ tin cậy cung cấp điện và chỉ ra qua các thống kê độ tin cậy của hệ thống là 0,9998 [4]

Người sản xuất thiết bị điện có thể định nghĩa chất lượng điện năng là các đặc tính của nguồn điện cung cấp cái mà cho phép thiết bị điện làm việc một cách tối ưu (tuổi thọ thiết bị và đặc tính làm việc của thiết bị điện được đảm bảo)

Về phía người sử dụng, xuất phát từ đặc điểm làm việc của thiết bị tiêu thụ

điện mà chất lượng điện năng được quan tâm với định nghĩa đó là: “Bất kỳ vấn đề

về điện năng liên quan đến sai lệch về điện áp, dòng điện hoặc tần số mà những sai lệch này dẫn đến sự cố hoặc vận hành sai cho thiết bị của khách hàng sử dụng điện” [4] Đây cũng là định nghĩa được áp dụng để xem xét về chất lượng điện năng

trong khuôn khổ luận văn này

1.1.2 Chất lượng điện áp là một chỉ tiêu quan trọng

Như định nghĩa ở trên, chất lượng điện năng liên quan đến độ lệch điện áp và tần số Trong đó, tần số là một chỉ tiêu mang tính hệ thống, chất lượng tần số liên quan đến bài toán cân bằng công suất tác dụng phát và tiêu thụ Chất lượng điện áp

là một chỉ tiêu mang tính cục bộ, điều khiển điện áp chủ yếu liên quan đến sự cân bằng giữa công suất phản kháng phát ra và công suất phản kháng tiêu thụ

Việc điều khiển công suất của hệ thống điện có thể điều khiển chất lượng điện

áp, nhưng lại không thể điều khiển chi tiết đến chất lượng dòng điện vì sẽ kéo theo

tác động vào hoạt động của các phụ tải, bởi vì dòng điện sinh ra trong các thiết bị điện sẽ thay đổi tuỳ theo mức độ mang tải của thiết bị điện đó Do đó tiêu chuẩn chất lượng điện năng thường được dành hết cho việc duy trì chất lượng điện áp cung cấp trong một giới hạn nhất định

Tuy nhiên, khi nghiên cứu đến chất lượng điện áp, ta cũng cần đồng thời chú ý đến các hiện tượng về dòng điện như: dòng điện ngắn mạch lớn gây ra sụt áp, dòng điện sét trên lưới gây ra điện áp xung rất lớn, dòng điện do các sóng hài bậc cao sinh ra từ các phụ tải Qua đó có thể hiểu cơ bản, toàn diện hơn các vấn đề về chất lượng điện năng

1.2 Tổng quan các vấn đề về chất lượng điện năng

Các hiện tượng liên quan đến chất lượng điện năng đã được các nghiên cứu trước đây trình bày khá đầy đủ Các hiện tượng đó bao gồm [3]: quá độ, mất cân bằng điện áp, độ méo sóng, dao động điện áp, sự biến thiên tần số công nghiệp, sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian dài, sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian ngắn Trong đó có hiện tượng sụt giảm điện áp (Voltage Sags) mà ta cần quan tâm hơn cả bởi ảnh hưởng của nó gây ra với phụ tải

Sụt giảm điện áp (sụt áp) là hiện tượng điện áp giảm xuống trong khoảng từ 10% đến 90% giá trị điện áp hay dòng điện định mức ở tần số công nghiệp trong khoảng thời gian từ 0,5 chu kỳ đến 1 phút [4]

Hiện tượng sụt áp có nguyên nhân thường là do sự cố trong hệ thống điện, khởi động một số phụ tải lớn Các trường hợp này được minh họa tại hình 1.1 và hình 1.2 dưới đây

Về thời gian của sụt điện áp ngắn hạn được chia ra làm 3 loại: tức thời, thoáng qua và tạm thời Các khoảng thời gian chia nhỏ này tương ứng với mức thời gian hoạt động của các thiết bị bảo vệ nói chung, cũng như sự phân nhỏ thời gian theo các khuyến cáo của các tổ chức kỹ thuật quốc tế

Thời gian (s) Hình 1.2 Sụt giảm điện áp do khởi động một động cơ lớn

Tổng hợp các khái niệm về các hiện tượng liên quan đến chất lượng điện năng được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE -1159 biểu diễn trên bảng 1.1 và hình 1.3 dưới đây [4]

Hình 1.1 Sụt giảm điện áp do sự cố ngắn mạch một pha

Điện áp (V, pu)

Thời gian (s)

Bảng 1.1 Phân nhóm và các đặc tính của các hiện tượng điện từ trong hệ thống điện

< 50 ns

50 ns – 1 ms

> 1 ms 1.2 Dao động

<0,1 pu 0,1 – 0,9 pu 1,1 – 1,4 pu

< 0,1 pu 0,1 – 0,9 pu 1,1 – 1,2 pu

3 Biến thiên dài hạn

Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập

(sôt ¸p ng¾n h¹n) Voltage Swell

Ng¾t ®iÖn duy tr×

Tøc thêi Tho¸ng qua

§iÖn ¸p thÊp VOLTAGE SAG

(T¨ng ¸p ng¾n h¹n) §iÖn ¸p cao

§iÖn ¸p lµm viÖc b×nh th-êng

Hình 1.3 Các khái niệm được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE-1159

cách tổng thể thì hiện tượng sụt giảm điện áp lại gây ra hậu quả lớn hơn hiện tượng mất điện Do vậy, việc nghiên cứu hiện tượng SANH để có các giải pháp tác động đến SANH với mục tiêu nâng cao chất lượng điện năng là cần thiết Các nội dung này được trình bày cụ thể trong các chương dưới đây của luận văn

CHƯƠNG 2 HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN VÀ CÁC CHỈ TIÊU

ĐÁNH GIÁ

2.1 Định nghĩa về hiện tượng sụt giảm điện áp

Tiêu chuẩn IEEE 1159 (năm 1995) định nghĩa “Sụt áp là hiện tượng điện áp giảm xuống trong khoảng từ 90% đến 10% giá trị điện áp định mức ở tần số công nghiệp trong khoảng thời gian từ 0,5 chu kỳ đến 1 phút” [4]

2.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt giảm điện áp

Hiện tượng sụt giảm điện áp thông thường được gây ra do những sự cố trên hệ thống điện Các sự cố ngắn mạch, việc khởi động các phụ tải lớn như động cơ điện không đồng bộ công suất lớn, hiện tượng quá tải, cắt một hàng tụ bù, đóng máy biến áp là các nguyên nhân chính dẫn đến sụt giảm điện áp trong hệ thống điện Trong các nguyên nhân gây sụt giảm điện áp thì các sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện chiếm hơn 90% [4] Do đó luận văn giả thiết nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện tượng sụt giảm điện áp là ngắn mạch trong hệ thống điện

2.3 Các đặc trưng của hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn

Thông số đặc trưng cho điện áp sụt giảm là độ lớn, khoảng thời gian sụt áp, sự mất cân bằng điện áp giữa các pha, độ dịch chuyển góc pha Trong đó, độ lớn sụt áp

tỉ lệ với trở kháng tính từ nguồn đến điểm sự cố Khoảng thời gian sụt áp quyết định bởi thời gian loại trừ sự cố, liên quan đến hoạt động của thiết bị bảo vệ là rơ le, máy cắt và mạng truyền thông tin Mức độ không đối xứng của điện áp ba pha liên quan chủ yếu với sự cố không đối xứng ngắn mạch 1 pha, 2 pha, 2 pha với đất, riêng ngắn mạch 3 pha điện áp vẫn giữ tính đối xứng Độ dịch chuyển góc pha với ngắn mạch 3 pha do sự khác nhau về tỉ lệ X/R giữa nguồn và nhánh cung cấp, nguyên nhân thứ hai là do sự chuyển đổi qua máy biến áp từ mức điện áp cao xuống mức điện áp thấp hơn Độ dịch góc pha không ảnh hưởng nhiều đến phần lớn các thiết bị điện, ngoại trừ bộ chỉnh lưu điện tử công suất có sử dụng thông tin góc pha

Trong luận văn chỉ xét hai hiện tượng chủ yếu là độ lớn điện áp sụt và khoảng thời gian xảy ra sụt giảm điện áp Hình 2.1 dưới đây biểu diễn điện áp sụt giảm với hai hiện tượng đó trong sự cố ngắn mạch

Biên độ sụt giảm điện áp được thể hiện theo một con số cụ thể, một phương pháp phổ biến đó là đặc tính biên độ sụt giảm thông qua điện áp còn lại trong khi xảy ra sụt áp và được xem như phần trăm của điện áp danh định Ví dụ, khi nói một sag 70% của lưới 220kV có nghĩa là điện áp giảm xuống còn 154kV khi xảy ra sụt giảm điện áp Và trong luận văn này, khái niệm về độ lớn của sụt giảm điện áp cũng được xác định là điện áp còn lại trong quá trình xảy ra sự sụt giảm điện áp

Phần lớn sự sụt giảm điện áp xảy ra là do sự cố ngắn mạch Thời điểm sự cố ngắn mạch được giải trừ bởi các thiết bị bảo vệ, điện áp có thể phục hồi lại giá trị ban đầu Thông thường thời gian một sag điện áp được xác định bởi thời gian loại trừ sự

cố, nhưng cũng có khi dài hơn Nhìn chung, các sự cố trên lưới truyền tải được loại trừ nhanh hơn sự cố trên lưới phân phối

Một vài thông số thời gian giải trừ sự cố thông thường tại các mức khác nhau

do các công ty điện lực Mỹ đưa ra được thể hiện trong bảng 2.1 [4] dưới đây

Thời gian (chu kỳ) Hình 2.1 Sụt áp do sự cố ngắn mạch một pha

Bảng 2.1 Thời gian giải trừ sự cố ứng với các mức điện áp khác nhau

nhất

Trường hợp thông thường

Trường hợp tồi nhất

2.4 Các biện pháp hạn chế hiện tượng sụt giảm điện áp

Mức độ ảnh hưởng của hiện tượng sụt giảm điện áp đến hoạt động của các thiết bị điện tuỳ thuộc vào biên độ và khoảng thời gian tồn tại sụt giảm điện áp Các biện pháp giảm nhẹ sự sụt giảm điện áp có thể được thực hiện với nguồn điện, phụ tải, các công ty điện lực, các khách hàng và các nhà sản xuất thiết bị điện để giảm

số lần sụt áp, giảm mức độ nghiêm trọng của điện áp sụt giảm và giảm sự nhạy cảm của thiết bị điện đối với điện áp sụt giảm

2.4.1 Hạn chế sự cố xảy ra trên hệ thống

Hạn chế sự cố xảy ra trên hệ thống không những giảm tần suất sụt áp mà còn giảm tần suất mất điện Đây là cách rất hiệu quả và thường ít tốn kém để cải thiện chất lượng điện năng cung cấp Do đó, các nhà cung cấp điện cố gắng hạn chế sự cố xảy ra trên hệ thống xuống mức thấp nhất có thể thực hiện được

2.4.2 Giảm thời gian loại trừ sự cố

Giảm thời gian loại trừ sự cố không làm giảm số lần sự cố xảy ra nhưng có thể làm giảm mức độ nghiêm trọng của sự cố Nó không làm giảm số lần mất điện nhưng có thể làm giảm đáng kể khoảng thời gian sụt áp Điều này làm cho mức độ cũng như ảnh hưởng của sụt áp giảm đi Một số phương pháp có thể áp dụng để làm giảm thời gian loại trừ sự cố đó là:

Sử dụng các thiết bị điều khiển bảo vệ kỹ thuật số hiện đại, có thời gian tác động nhỏ cùng với việc nâng cấp các hệ thống thông tin kết nối các bộ bảo vệ với các thiết bị đóng cắt Điều này sẽ làm giảm thời gian tác động loại trừ sự cố trên hệ thống điện

Sử dụng các thiết bị tự động đóng lặp lại trên các đường dây tải điện Do hầu hết các sự cố xảy ra trên đường dây tải điện là sự cố thoáng qua, điện năng có thể được khôi phục lại trong một vài chu kỳ sau khi dòng sự cố đã được ngắt ra Vì vậy,

đa số các máy cắt tự động được thiết kế để đóng lặp lại hai hoặc ba lần, và việc đóng lặp lại này thường là thành công trong lần thực hiện đầu tiên

2.4.3 Cải thiện khả năng chịu đựng sụt áp của các thiết bị

Cải thiện khả năng chịu đựng sụt áp của thiết bị là phương pháp hiệu quả nhất chống lại hiện tượng sụt giảm điện áp Ngoài việc cải thiện khả năng chịu đựng điện

áp sụt giảm với các thiết bị điện lớn, sự xem xét kỹ về khả năng chịu đựng điện áp sụt với toàn bộ contactor, rơle, cảm biến, có thể cải thiện đáng kể khả năng chịu đựng hiện tượng sụt áp của các quá trình sản xuất

2.4.4 Sử dụng các thiết bị giúp ngăn chặn sụt giảm điện áp

Để ngăn chặn hiện tượng sụt giảm điện áp ta có thể áp dụng nhiều phương pháp khác nhau Các phương pháp này có thể được thực hiện ở cấp nguồn điện, các thiết bị điện và ở tại cấp người sử dụng Những sự thay đổi ở cấp nguồn điện cũng như việc cải tiến các đặc tính của các thiết bị điện đều nằm ngoài tầm kiểm soát của khách hàng Phương pháp sử dụng các thiết bị giúp ngăn chặn sự sụt giảm điện áp

là một giải pháp phổ biến mà các khách hàng hay thực hiện Tính phổ biến của phương pháp này được giải thích bởi các thiết bị sử dụng được đặt ở những nơi mà khách hàng có thể kiểm soát được mọi tình huống về điện áp

Một vài thiết bị giúp giảm nhẹ sụt áp có thể được sử dụng là: Các máy biến áp cộng hưởng sắt từ, Các bộ tổng hợp từ tính, thiết bị bù nối tiếp công suất tác dụng, nguồn cung cấp không bị gián đoạn (UPS), Hợp bộ máy phát – động cơ, thiết bị lưu trữ năng lượng từ tính siêu dẫn (SMES),

2.4.5 Thay đối kết cấu lưới

Bằng cách thay đổi kết cấu lưới, mức độ nghiêm trọng của sự cố được giảm bớt, điều này dẫn đến mức độ sụt giảm điện áp cũng giảm theo Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là giá thành thực hiện rất tốn kém ở lưới trung áp và đặc biệt tốn kém đối với lưới truyền tải

2.5 Chỉ tiêu đánh giá voltage sag trên lưới truyền tải

2.5.1 Chỉ tiêu SARFIx

SARFIx (System Average RMS Frequency Index voltage) là chỉ tiêu về tần suất biến thiên điện áp trung bình của hệ thống với ngưỡng điện áp x Giá trị x có thể là 110%, 120%, 130%, 140% giá trị điện áp định mức đối với hiện tượng tăng

áp (swell) Giá trị x có thể là 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20%, 10% giá trị điện áp định mức đối với hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn (sag)

SARFIxi là chỉ tiêu đánh giá đối với sự cố gây ra điện áp dư dưới x% ở vị trí i với hiện tượng sụt giảm điện áp SARFIxi là chỉ tiêu đánh giá đối với sự cố gây ra điện áp trên x% ở vị trí i với hiện tượng tăng điện áp Nếu khách hàng tại nút i chỉ nhạy cảm với mức điện áp sụt dưới 70% điện áp định mức, nhóm sụt áp như vậy có thể đánh giá theo SARFIxi Toàn bộ những chỉ tiêu đánh giá sự biến đổi giá trị hiệu dụng của điện áp được xét với ngưỡng điện áp này

bị IEEE và một số nhóm nghiên cứu đã đưa ra mô hình đường cong chịu đựng của thiết bị ứng với từng nhóm thiết bị điện - điện tử khác nhau thông qua việc đánh giá năng lượng cung cấp cho phụ tải khi xảy ra các biến cố trong hệ thống Các biến cố trong hệ thống sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của phụ tải, mức độ ảnh hưởng phụ

thuộc vào mức năng lượng cung cấp đến tải Nếu mức độ năng lượng vượt quá mức

độ năng lượng cho phép của thiết bị thì có thể gây ra trường hợp quá điện áp hoặc nếu năng lượng là thiếu hụt so với năng lượng cần được cung cấp thì sẽ gây ra hiện tượng thấp điện áp Với các trường hợp như vậy với mức độ quá trầm trọng, có thể ảnh hưởng đến khả năng làm việc của thiết bị Nếu các năng lượng do các nhiễu loạn gây ra được cung cấp đến tải vượt quá hoặc nằm dưới các đường cong chịu đựng của thiết bị điện thì sẽ ảnh hưởng đến vận hành của thiết bị Hình 2.2, hình 2.3

và 2.4 là một số đường cong chịu đựng của thiết bị điện được xây dựng bởi IEEE và một số nhóm nghiên cứu [4]

2.5.2.1 Đường cong CBEMA

Đường cong CBEMA thể hiện khả năng chịu đựng của các máy tính đối với sự biến đổi về độ lớn và khoảng thời gian của điện áp biến thiên trong hệ thống điện Đường cong này được phát triển bởi hiệp hội chế tạo và buôn bán các thiết bị máy tính (Computer Bussiness Equipment Manufactures Associations) Các máy tính hiện đại có khả năng chịu đựng khác nhau đối với sự biến thiên điện áp, đường cong này đã trở thành tiêu chuẩn thiết kế cho các thiết bị nhạy cảm để có thể sử dụng trong hệ thống điện và định dạng chung cho các báo cáo dữ liệu về sự biến đổi của chất lượng điện năng

Hình 2.2 Đường cong chịu đựng của thiết bị - CBEMA

2.5.2.2 Đường cong ITIC

Đường cong ITIC thể hiện khả năng chịu đựng của máy tính nối với nguồn điện 120V xét riêng về biên độ và thời gian biến thiên điện áp Đường cong ITIC được Hiệp hội công nghiệp công nghệ thông tin phát triển từ đường cong CBMA của Hiệp hội sản xuất và kinh doanh máy tính

2.5.2.3 Đường cong SEMI

Đường cong SEMI được sử dụng để dự đoán các vấn đề về điện áp sụt giảm trong công nghiệp sản xuất các thiết bị bán dẫn Đường cong SEMI được phát triển bởi tập đoàn vật liệu và thiết bị bán dẫn quốc tế (Semiconductor Equipment and Materials International Group)

0 40 70 80 100 120 140 200 300 400 500

Hình 2.4 Đường cong chịu điện áp của nhóm thiết bị SEMI

2.6 Kết Luận

Qua nghiên cứu ở trên ta thấy rằng sự sụt giảm điện áp (Voltage Sags) được đặc trưng bởi các thông số chính là biên độ dao động của điện áp sụt giảm và thời gian sụt giảm điện áp Trong đó biên độ sụt giảm điện áp được quyết định bởi vị trí cũng như là dạng ngắn mạch, thời gian sụt giảm điện áp quyết định bởi đặc tính của thiết bị đóng cắt và hệ thống rơ le bảo vệ Phù hợp với các đặc trưng, trong khuôn khổ luận văn này ta sẽ tiến hành đánh giá hiện tượng sụt giảm điện áp theo hai chỉ tiêu SARFIx và SARFIcurve Chỉ tiêu SARFIx đánh giá tần suất sụt giảm điện áp ngắn hạn trên một đầu phụ tải, chỉ tiêu SARFI-curve đánh giá tần suất sụt giảm điện

áp ngắn hạn trên một nút phụ tải có xét đến thời gian tác động của các thiết bị bảo

vệ trong lưới truyền tải Chỉ tiêu đánh giá hiện tượng sụt giảm điện áp trên lưới truyền tải được thực hiện đối với cả ba pha và lấy tại pha có điện áp thấp nhất

Việc đánh giá chất lượng điện năng nói chung hay đánh giá hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn nói riêng đối với một lưới truyền tải điện cần thực hiện các bước đó là [4]:

 Nhận dạng tình hình chất lượng điện năng được cung cấp: Xác định sự phân bố sụt áp ngắn hạn tại các nút phụ tải trên hệ thống điện

 Xác định yêu cầu chất lượng điện năng của các phụ tải: Xác định dải điện áp vận hành cho phép của các phụ tải điện

 So sánh chất lượng điện năng yêu cầu của phụ tải với tình hình chất lượng điện năng được cung cấp và trong đó có đánh giá tác động của chất lượng điện năng đối với phụ tải So sánh dải điện áp vận hành cho phép của các phụ tải điện với sụt áp ngắn hạn phân bố trên hệ thống điện

Để có được thông tin về điện áp sụt giảm nói chung, có thể có hai cách thực hiện đó là thông qua sử dụng thiết bị đo lường và giám sát thực tế hoặc tính toán dự báo ngẫu nhiên [4]

Phương pháp đo lường và giám sát có ưu điểm là ghi lại một cách chân thực số lần xảy ra sụt giảm điện áp và giá trị điện áp sụt đối với các vị trí trong hệ thống truyền tải trong khoảng thời gian theo dõi Tuy nhiên sự cố có thể xảy ra ở bất kỳ đâu trong hệ thống điện và trong bất kỳ thời điểm nào, do đó chi phí cho lắp đặt các thiết bị theo dõi đến từng vị trí sẽ rất lớn và phương pháp đo lường và giám sát rất khó thực hiện Ngoài ra chỉ tiêu đánh giá với số liệu về điện áp sụt giảm đã xảy ra nên không có tính dự báo

Phương pháp dự báo ngẫu nhiên đánh giá tình hình sụt giảm điện áp một cách gián tiếp thông qua nguyên nhân sinh ra nó Trong phương pháp dự báo ngẫu nhiên

có nhiều phương pháp khác nhau, như: phương pháp các điểm sự cố, phương pháp các khoảng cách tới hạn, phương pháp Monte Carlo, phân tích tiếp cận Trong đó phương pháp điểm sự cố phù hợp nhất bổ sung cho các phần mềm tính toán [4] Phù hợp với việc nghiên cứu, đánh giá và đưa ra các dự báo, bài toán sẽ áp dụng phương pháp dự báo ngẫu nhiên điểm sự cố “Phương pháp các điểm sự cố” để đánh giá tình hình sụt giảm điện áp một cách gián tiếp thông qua nguyên nhân sinh

ra nó Phương pháp được kết hợp bởi hai bài toán con sau:

 Tính ngắn mạch trong hệ thống điện để xác định điện áp sụt giảm ngắn hạn tại các nút phụ tải

 Thông qua mô phỏng phân bố sự cố ngắn mạch rút ra tình hình sụt giảm điện áp tại các vị trí

Luận văn này sẽ sử dụng “Phương pháp các điểm sự cố” nói trên để đánh giá hiện tượng sụt giảm điện áp trên lưới truyền tải điện Quốc gia hiện nay (năm 2013)

và trong tương lai gần (năm 2015), xem xét yếu tố quy hoạch và phát triển lưới điện ảnh hưởng đến sự sụt giảm điện áp ngắn hạn, từ đó đưa ra biện pháp cải thiện chất lượng điện năng trên lưới truyền tải Theo đó, hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn

trên hệ thống điện Việt Nam các năm 2013, 2015 được mô phỏng bằng phần mềm PSS/E ver.29 (Powper System Simulator for Engineering) của hãng PTI (Mỹ) Đây

là phần mềm chuyên dụng chuyên mô phỏng, tính toán và phân tích các hệ thống điện Để thực hiện điều này, luận văn tiến hành theo các bước như sau:

 Nghiên cứu hiện trạng và quy hoạch phát triển hệ thống điện Việt Nam,

từ đó đưa ra sơ đồ lưới truyền tải điện Việt Nam trong giai đoạn

2013-2015

 Mô phỏng hệ thống điện Việt Nam bằng phần mềm PSS/E ver.29 dựa trên sơ đồ lưới điện đã thành lập

 Mô phỏng phân bố sự cố trên lưới truyền tải điện Việt Nam

 Tính toán ngắn mạch và tổng hợp giá trị điện áp, tần suất sụt giảm điện

áp trên lưới truyền tải điện Việt Nam theo các kịch bản tính toán Đánh giá hiện tượng sụp giảm điện áp ngắn hạn theo ảnh hưởng của yếu tố phân bố nguồn điện

3.2 Chương trình phát triển lưới điện Việt Nam giai đoạn 2013-2015

Chương trình phát triển lưới điện Việt Nam giai đoạn 2013-2015 nằm trong Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 [6] và theo các quyết định hiện hành của Thủ tướng Chính phủ [7, 8] Cụ thể các nội dung này, tình hình thực hiện lưới điện hiện nay và dự kiến đến năm 2015 được trình bày trong các mục dưới đây

3.2.1 Dự báo nhu cầu phụ tải

Hiện nay, do ảnh hưởng của suy thoái kinh tế thế giới, nhu cầu phụ tải điện Quốc gia trong những năm qua không tăng cao như dự báo trong Tổng sơ đồ VII Quyết định 854/QĐ-TTg ngày 10/07/2012 của Thủ tướng Chính phủ đã đặt chỉ tiêu

kế hoạch chủ yếu cho Tập đoàn Điện lực Việt Nam có trách nhiệm đáp ứng nhu cầu điện với tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân giai đoạn 2011-2015 là 13%/năm và chuẩn bị phương án có thể đáp ứng đủ nhu cầu điện với tốc độ tăng cao hơn [7], chi tiết được thể hiện trong bảng 4.1

Bảng 3.1 Dự báo nhu cầu phụ tải Quốc gia đến năm 2015

3.2.2 Chương trình phát triển nguồn điện

Điểm quan trọng trong chương trình phát triển nguồn điện tiếp tục được khẳng định trong các quy hoạch, đó là: phát triển cân đối công suất nguồn trên từng miền Bắc, Trung và Nam, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện trên từng hệ thống điện miền liên kết với nhau sao cho giảm tổn thất truyền tải, chia sẻ công suất nguồn dự trữ và tận dụng mùa nước để khai thác hợp lý kinh tế các Nhà máy thuỷ điện [6] Do đặc điểm của nước ta có phụ tải tập trung khoảng 50% ở miền Nam, 40% ở miền Bắc và khoảng 10% ở miền Trung Cần tránh xu hướng cho phép đầu tư dồn dập ở một miền, khi có nhiều thuận lợi hơn (như nguồn nhiên liệu, vị trí thuận lợi về xây dựng công trình,…) trong khi lại chậm chạp ở miền khác, sẽ dẫn đến lưới truyền tải vận hành nặng nề, giảm độ an toàn tin cậy cung cấp điện

Cơ cấu nguồn thuỷ điện - nhiệt điện sẽ thay đổi theo hướng giảm tỷ trọng thuỷ điện từ khoảng 38% năm 2014 xuống 33% năm 2015 Mặc dù thuỷ điện tiếp tục được phát triển nhưng với mức phát triển nguồn nhiệt điện nhanh hơn, tỷ trọng thuỷ điện sau năm 2015 sẽ giảm dần xuống, khoảng 26% và 21% vào các năm 2020 và

2025 tương ứng

Thực tế, qua nhiều năm kinh nghiệm thực hiện quy hoạch nguồn cho thấy, do các nguyên nhân khác nhau, tiến độ đầu tư xây dựng các nhà máy điện hầu như luôn chậm tiến độ từ 1 – 2 năm, thậm chí trên 3 năm Vì vậy, để giảm rủi ro, cần có phương án tăng thêm độ dự phòng nguồn từ 6% - 7% tổng công suất đặt tại năm mục tiêu Trong phát triển nguồn nhiệt điện chú trọng vào khả năng cung cấp nhiên liệu cho các Nhà máy nhiệt điện than, khai thác tối đa than trong nước cho nhiệt

điện dùng than, ưu tiên than nội địa cho các nhà máy nhiệt điện miền Bắc, duy trì tỷ

lệ nguồn điện chạy than dưới 60% trong tổng công suất nguồn Các công trình thuỷ điện nhỏ và nguồn điện từ năng lượng tái tạo được tiếp tục phát triển với tỷ trọng thích hợp, chủ yếu để phục vụ tại chỗ, hạn chế công suất truyền tải đi vùng khác làm tăng tổn thất

Các dự án nguồn điện trọng điểm sẽ được đưa vào vận hành đến năm 2015 như sau:

 Nhiệt điện Quảng Ninh tổ máy thứ 4 công suất 300MW

 Nhiệt điện Nghi Sơn I công suất 2x300MW

 Nhiệt điện Hải Phòng II công suất 2x300MW

 Nhiệt điện Vũng Áng I công suất 2x600MW

 Nhiệt điện Mông Dương II công suất 2x600MW

 Nhiệt điện Vĩnh Tân II công suất 2x600MW

 Nhiệt điện Duyên Hải I công suất tổ máy 1 công suất 600MW

 Nhiệt điện Ô Môn I tổ máy 2 công suất 330MW

 Thủy điện Huội Quảng công suất 2x260MW

3.2.3 Chương trình phát triển lưới điện

3.2.3.1 Lưới điện 500kV

Lưới điện 500kV đến năm 2015 có sự tăng trưởng vượt bậc về tổng dung lượng các trạm biến áp từ 17550MVA năm 2013 lên 26250MVA năm 2015, tăng 49.57% Ở miền Bắc, xây dựng ĐD mạch kép Quảng Ninh-Hiệp Hòa và TBA 500kV Phố Nối, hình thành mạch vòng 500kV Hòa Bình-Sơn La-Hiệp Hòa-Quảng Ninh-Phố Nối-Thường Tín-Nho Quan-Hòa Bình bao quanh khu vực miền Bắc, tăng cường độ tin cậy cung cấp điện Ở miền Trung, đầu tư xây dựng TBA 500kV Vũng Áng và 500kV Thạnh Mỹ có nhiệm vụ truyền tải công suất của NĐ Vũng Áng và các nhà máy thủy điện khu vực lên lưới 500kV Trong khi đó, số lượng và dung lượng các trạm biến áp 500kV ở miền Nam có sự tăng trưởng đáng kể từ 6600MVA

lên 11850MVA Các nguồn nhiệt điện mới Vĩnh Tân, Duyên Hải sẽ truyền tải công suất lên lưới 500kV qua các TBA 500kV Vĩnh Tân, NĐ Duyên Hải Đưa vào vận hành các TBA 500kV Mỹ Tho, Cầu Bông, Đức Hòa, Thốt Nốt để tăng cường độ tin cậy và khả năng truyền tải của lưới điện, giảm tổn thất điện năng trên lưới Danh sách chi tiết các trạm biến áp và đường dây 500kV hiện trạng năm 2013 và đưa vào vận hành trong giai đoạn 2014-2015 được cho trong bảng 3.2 và bảng 3.3, 3.4

STT Lưới 500kV Công suất, MVA

Bảng 3.3 Danh sách các đường dây 500kV đến năm 2013

STT Công trình Số mạch Chiều dài, km

STT Công trình Số mạch Chiều dài, km

trạng năm 2013 và được đưa vào vận hành trong giai đoạn 2014-2015 được cho trong các bảng 3.5 và 3.6, 3.7

Bảng 3.5 Danh sách các trạm 220kV đến năm 2015 (bao gồm cả nút thanh cái 220kV nằm

STT Lưới 220kV Công suất, MVA