Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện: Chương 1 - Võ Ngọc Điền

[r]

(1)

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN

HỆ THỐNG ĐIỆN

Võ Ngọc Điều

Bộ môn Hệ Thống Điện Trường ĐH Bách Khoa TP HCM

Email: vndieu@hcmut.edu.vn

Chương 1

Đại Cương về Hệ Thống Điện

* Vận hành hệ thống điện (HTĐ) tập hợp thao tác nhằm trì chế độ làm việc bình thường HTĐ

để đáp ứng yêu cầu chất lượng, độ tin cậy tính kinh tếcủa

1 Cácđặc điểm HTĐ Các yêu cầu cơbản HTĐ

(2)

3

Cấu trúc HTĐ

~

Sản xuất

điện (NGUỒN)

Truyền tải & phân phối điện (LƯỚI)

Tiêu thụ

điện (TẢI)

Tổ máy phát Trạm biến áp Đường dây Trạm biến áp Phụ tải

* Cấu trúc nguồn điện * Cấu trúc lưới hệ thống

1 Các đặc điểm của HTĐ

(3)

5

Cấu trúc nguồn điện

Nguồn điện tổ hợp nhà máy loại:

- Nhà máy thủy điện - Nhà máy nhiệt điện - Nhà máy điện nguyên tử - Nhà máy điện gió - Nhà máy điện mặt trời …

~

Sản xuất

điện (NGUỒN)

Tổ máy phát

Thủy điện Nhiệt điện

Điện hạt nhân

(4)

7

Cấu trúc lưới hệ thống điện

Truyền tải & phân phối điện (LƯỚI)

Trạm biến áp Đường dây Trạm biến áp

Lưới hệ thốngđiện gì?

Lưới hệ thống điện hệ bao gồm trạm biến áp đường dây sử dụng để liên kết nguồn phụtải

8

Phụ tải điện

Phụtải hệthốngđiện ?

Phụ tải điện thiết bị hay tập hợp khu vực gồm nhiều thiết bị sử dụngđiện đểbiến đổi thành dạng lượng khác quang năng, nhiệt năng, năng, hóa năng, …

Tiêu thụ

điện (TẢI)

(5)

9

Các mục tiêu của vận hành HTĐ

* Cân công suất:

Công suất phát PHẢI luôn được cân với công suất yêu cầu phụ tải

Tổng công suất phát(t) = Tổng công suất yêu cầu phụ tải(t)

* An ninh HTĐ:

Các dòng phân bố công suất qua phần tử HTĐ PHẢI không vượt giới định mức cho phép chúng

Pg1(t)

Các mạng truyền tải

phân phối

Pl1(t) Pg2(t)

Pgn(t)

Pl2(t)

Plm(t)

Các mạng truyền tải và

phân phối

PG(t) PL(t)

(6)

11

Các yêu cầu về chất lượng điện năng

Điều chỉnh tần số:

Tần số hệ thống phải ln ln trì giới hạn cho phép

f min< f(t) < f max

Điều chỉnh điện áp:

Điện áp nút phải luôn trì giới hạn vận hành cho phép chúng

Vmin< V(t) < Vmax

12

• Các hình thứcđiều khiển HTĐ:

– Điều khiển tập trung (Dựa vào liệu diện rộng)

– Điều khiển phân tán (Dựa vào liệu cục bộ)

• Điều khiển HTĐ mang tính chất phân cấp:

– Có thể sử dụng hai chiến lược điều khiển tập trung vàđiều khiển phân tán

– Các kiện chậm thường thực

điều khiển tập trung

– Các kiện nhanh thường giải

(7)

13

So sánh giữa điều khiển tập trung điều khiển phân tán

Truyền tải Phân phối Hộ tiêu thụ

Phát

Hệ thống điều khiển tập trung HTĐ

Các hệ thống bảo vệ

• Điều khiển tập trung thực bởi:

- Các kỹ sư vận hành

- Các phần mềm dựa hệ thống máy tính như: * SCADA (Supervisory control and data acquisition)

* EMS (Energy Management System)

• Điều khiển phân tán thực đo lường cục thông qua:

– Các hệ thống điều khiển tương tự (analog control) truyền thống

– Các hệ thống vi xử lý

(8)

15 – Device

– Remote Terminal Unit (RTU) – Master station (MS)

– Regional control centers – Utility control center – Pool control center

– Interconnection coordinator

* Phân cấp điều khiển HTĐ

16

Cấu trúc điều khiển phân cấp HTĐ

PS ControlsUtility Control Center

Interconnection Coordinator

Pool Control Center

Regional Control Center Regional Control Center

(9)

17

Các trường hợp có thể sử dụng điều khiển tập trung:

– Điều chỉnh tần số

– Điều phối công suất phát nhà máy điện – Đánh giá nâng cao an ninh HTĐ

– Quy hoạch nguồn phát

Các trường hợp có thể sử dụng điều khiển phân bố:

– Điều khiển tốc độ máy phát

– Điều khiển điện áp đầu cực máy phát

(10)

19 a Quá trình sản xuất tiêu thụ điện diễn hầu

như đồng thời

b HTĐ hệ thống phần tử HTĐ Chúng ln ln có mối liên hệhết sức mật thiết với

Tóm lại:

20 c Các trình diễn HTĐ nhanh

d HTĐ có liên quan mật thiết đến tất ngành lĩnh vực sản xuất sinh hoạt nhân dân