Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 05/2019 trình bày các nội dung chính sau: Lưới điện mạnh hơn nhờ công nghệ thông minh, giải pháp viễn thông điện lực thế hệ mới cho lưới điện thông minh, bộ nghịch lưu kết hợp với ắc quy, bộ nghịch lưu thông minh xác định lại mối quan hệ giữa các DER và lưới điện,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
Số 5, tháng 10 năm 2019 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM - TRUNG TÂM THÔNG TIN ĐIỆN LỰC LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Trong số Số tháng 10 năm 2019 Phụ trách nội dung: PHẠM THỊ THU TRÀ Ban biên tập: NGUYỄN KHẮC ĐIỀM VŨ GIA HIẾU CHU HẢI YẾN NGUYỄN THỊ DUNG NGUYỄN THỊ VINH BÙI THỊ THU HƯỜNG Tổ chức nội dung & xuất bảnï: TRUNG TÂM THƠNG TIN ĐIỆN LỰC (EVNEIC) Tòa soạn trị sự: Tầng 15, Tháp A, Tòa nhà EVN, Số 11 Phố Cửa Bắc, Quận Ba Đình, Tp Hà Nội ĐT: 04.669.46738 Fax: 043.7725192 Email:thongtindienluc@yahoo.com Giấy phép xuất bản: Số 249/XB - BC ngày 23/5/1985 Tài khoản: Trung tâm Thông tin Điện lực: 102010000028666 Ngân hàng TMCP Công thương Việt Nam - Chi nhánh Hà Nội Giải pháp viễn thông điện lực hệ cho lưới điện thông minh Hiện đại hóa mạng lưới điện triển khai Lưới điện thông minh thách thức lớn hầu hết công ty điện lực ngày NGUYỄN THỊ THU HUYỀN NHỮ THỊ HẠNH Lưới điện mạnh nhờ công nghệ thông minh Cơng ty điện lực Florida Power & Light (FPL) tâm cải thiện tính phục hồi cấp điện độ dẻo dai lưới điện LƯỚI ĐIỆN MẠNH HƠN nhờ công nghệ thơng minh Bộ nghịch lưu kết hợp với acqui Bộ nghịch lưu trái tim hệ thống điện mặt trời, kết nối dàn pin lượng mặt trời với lưới điện ngày tăng, để tích trữ acqui 10 Bộ nghịch lưu thông minh xác định lại mối quan hệ DER lưới ñieän Bộ nghịch lưu trước đơn giản cung cấp điện mặt trời vào lưới điện Thay vào đó, nghịch lưu tương lai yêu cầu làm việc linh hoạt với lưới điện để tăng độ dẻo dai, độ tin cậy, an toàn an ninh 13 Lưới điện ngầm nước Các nhà chế tạo ABB; Siemens số công ty khác phát triển thiết bị điện (máy biến áp, tủ đóng cắt, truyền động biến tốc, v.v.) dùng cho lưới điện xoay chiều (AC) ngầm biển 16 Bài học từ lưới điện cực nhỏ Các chủ sở hữu nhà đảo Twilight (Canada) tạo lưới điện siêu nhỏ để cấp điện cho nhà họ Trước vấn đề bão lụt khủng khiếp bang Florida (Mỹ), Công ty điện lực Florida Power & Light (FPL) tâm cải thiện tính phục hồi cấp điện độ dẻo dai lưới điện FPL chuyển sang công nghệ ngày thông minh để hạn chế điện, cải thiện khả ứng phó với điện giảm chi phí phản ứng với bão lụt tác động ngắt điện máy biến áp hàng ngày 20 Đánh giá thiết bị đóng cắt hạ áp Các thử nghiệm riêng lẻ đánh giá thường xuyên để kiểm tra độ an toàn thiết yếu khối lắp ráp hạ áp bị ảnh hưởng rủi ro trình lắp lỗi xảy chế tạo 27 Dự án ổn định đập Bagnell Một dự án ổn định đập bổ sung thêm neo căng sau có sức tải lớn bê tông cải thiện Thủy điện Bagnell, đưa nhà máy lên vị nguồn điện an toàn tin cậy cho tương lai 31 Giải pháp sửa chữa xi lanh servomotor giếng tuabin Giới thiệu sáng kiến nhóm tác giả Công ty Thủy điện Sơn La thực giúp giảm khối lượng biện pháp thi công, rút ngắn tiến độ, giảm nhân công thực công việc bảo dưỡng, sửa chữa xy lanh servomotor tổ máy điều kiện khơng thể vận chuyển ngồi Ảnh bìa: Nguồn: www.cea-ksiu6qbsd.netdna-ssl.com Dự án lưới điện thông minh FPL giành Giải thưởng Lưới điện thông minh Tạp chí Power năm 2019 trở thành Lưới điện thơng minh nước Mỹ Dự án FPL mô tả “ưu tiên thiết bị lưới điện thông minh để phục hồi cấp điện cải thiện độ tin cậy tình khơng chắn” cung cấp góc nhìn khác lưới điện thơng minh Quan điểm truyền thống lưới điện thông minh dựa khái niệm truyền thông hai chiều khách hàng nhà cung cấp điện Đó mà Kurt Yeager - Giám đốc Viện nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI), Robert Galvin - Cựu Giám đốc Điều hành Motorola nghĩ đến họ bắt đầu quảng bá ý tưởng lưới điện thông minh cách khoảng 15 năm Định nghĩa Wikipedia lưới điện thơng minh phản ánh tầm nhìn Galvin Yeager: “Lưới điện thông minh lưới điện bao gồm nhiều biện pháp vận hành lượng công tơ thông minh, thiết bị thông minh, nguồn lượng tái tạo nguồn lực hiệu lượng.” TỰ ĐỘNG HÓA ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN Nhưng có cách nhìn khác để xem xét lưới điện thông minh FPL Công ty Thiết bị Điện S&C (trụ sở Chicago, Mỹ) sử dụng thiết bị công nghệ cao để tạo lưới điện mạnh hơn, lưới điện có khả tự nhận thức nhiều tự phục hồi Đó thơng minh William Monzon, Giám đốc FPL tự động hóa độ tin cậy lưới điện, phát biểu tạp chí POWER: “Chúng tơi bắt đầu tìm kiếm phương cách để nâng cao độ tin cậy lưới điện kể từ sau mùa bão năm 2004-2005” Trọng tâm trước sử dụng phương pháp truyền thống để khôi phục cấp điện sau bão, xem xét cột điện dây điện Năm 2014, FPL theo hướng mới, công nghệ cao FPL áp dụng “một phương pháp chiến lược” cho công tác khôi phục cấp điện độ tin cậy lưới điện, Monzon nói “Chúng tơi bắt đầu triển khai lưới điện thơng minh với số lượng đáng kể Chúng tiếp tục tập trung vào vấn đề Chúng bắt đầu với đường dây điện lộ xuất tuyến chính, đây, chúng tơi tập trung vào phân phối địa phương, khách hàng riêng lẻ máy biến áp khách hàng FPL đầu tư KHCN Điện, số 5.2019 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH CÁC ĐIỂM NỔI BẬT dự án FPL • FPL lắp đặt 4.000 ngắt dòng chạm chập InteliRupter PulseCloser Công ty S&C bổ sung 80.000 recloser S&C TripSaver II • Các dao cách ly thông minh tự động cho phép FPL tránh 13 triệu vụ gián đoạn cấp điện năm 2018 S&C, loại sử dụng điện 95% so với recloser thông thường S&C nói: “Các ngắt dịng chạm chập cho phép FPL cách ly chạm chập vĩnh cửu cách ly chạm chập dựa sở riêng chạm chập thoảng qua, cho phép khách hàng gần với điểm chạm chập bị cắt điện.” FPL bổ sung 80.000 recloser TripSaver II S&C, có khả tự động thử nghiệm liệu điện thoảng qua hay vĩnh cửu Động lực thúc đẩy FPL đầu tư nguồn lực vào lưới điện vấn đề địa lý khí tượng Bán đảo Florida vùng hút gió với bão bão cuồng phong đổ vào địa bàn dịch vụ điện FPL từ ba hướng, Đại Tây Dương, Vùng Caribbean Vịnh Mexico Bụi nước muối mặn ăn mịn cơng đường dây điện từ hướng Florida nằm trực diện với vùng mục tiêu Hành lang Bão nơi bắt nguồn nhiều bão cuồng phong Recloser TripSaver (Ảnh: st) Theo World Atlas, bang Florida có tỷ lệ sét đánh cao nước Mỹ, bang Alabama Phần lớn triệu khách hàng FPL sống cách bờ đại dương không 32 km Cảnh quan thực vật bang Florida tươi tốt với tán nhiều vươn lên cao, chạm vào đường dây điện Miranda nói: “Cơng nghệ lưới điện thơng minh mà chúng tơi triển khai đem lại lợi ích cho khách hàng ngày Chỉ riêng cầu dao thông minh tự động giúp FPL tránh 13 triệu lần gián đoạn cấp điện năm 2018.” khoảng tỷ USD 15 năm qua, hợp tác chặt chẽ với S&C, để sử dụng công nghệ thông minh nhằm nâng cao độ tin cậy lưới điện.” Manny Miranda, Phó chủ tịch cấp cao FPL cấp điện, cho biết: “Chỉ riêng dao cách ly thông minh tự động cho phép FPL tránh 1,3 triệu lần gián đoạn riêng năm 2018.” FPL làm việc chặt chẽ với S&C suốt trình Monzon nói: “Chúng tơi khơng nghĩ họ hãng cung cấp, mà đối tác chiến lược.” FPL lắp đặt 4.000 ngắt dòng chạm chập IntelliRupter PulseCloser Cách điện bảo vệ chim Cách điện Cypoxy Bộ ngắt mạch chân không ĐỘNG LỰC PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH “Sự thay đổi thực vào năm 2014”, Edmonds cho biết, FPL nhà cung cấp công nghệ S&C ký thỏa thuận triển khai hàng loạt recloser TripSaver lưới điện Lưới điện thơng minh có khả tự nhận thức nhiều tự phục hồi (Ảnh: st) vòng 10 ngày Theo FPL, tính cải thiện việc khơi phục cấp điện đóng góp tỷ USD cho kinh tế bang Florida địa bàn dịch vụ điện FPL 35 hạt Tay cầm Cần đóng cắt Chạm chập máy biến áp gây phiền toái, với 70% đến 80% tất vụ ngắt điện máy biến áp gây sóc, sét đánh thảm thực vật, theo ước tính S&C Chúng thường yêu cầu công ty điện lực điều động xe tải đội sửa chữa để khảo sát cố điện thay dây chảy Theo S&C “Mỗi 100.000 máy biến áp cần 3.300 lần điều xe khơng cần thiết để thay cầu chảy” tức 3,3 triệu USD chi phí vận hành bảo trì Cần lựa chọn chế độ Chỉ thị từ xa Bộ thị vị trí Đèn thị khơng đóng trở lại Dựa kinh nghiệm sử dụng công nghệ thông minh để xây dựng lưới điện mạnh hơn, FPL S&C tìm kiếm ứng dụng lưới điện thơng minh mới: Loại bỏ mà họ mô tả “các tác động phiền toái cầu chảy máy biến áp phân phối cao.” S&C lưu ý “Hầu công ty điện lực phải đối mặt với thất vọng mạch cầu chảy phân phối lộ xuất tuyến Việc cắt điện vừa tốn thời gian vừa tốn để sửa chữa, khiến cho khách hàng khơng hài lịng.” Đèn thị hệ thống bình thường Hình Bộ ngắt tự đóng lại VacuFuse (Ảnh: st) LỢI ÍCH ĐÃ ĐƯỢC CHỨNG MINH Một ví dụ minh họa thú vị tác động lưới điện thông minh hơn, mạnh hơn, so sánh Bão Wilma năm 2005, bão cuồng phong cấp với sức gió lên đến 193km/h, bão Irma năm 2017, bão cuồng phong cấp với sức gió lên đến 209km/h Bão Wilma ảnh hưởng đến 2,1 triệu khách hàng FPL, tức 75% khách hàng FPL, bão Irma ảnh hưởng đến 4,4 triệu khách hàng, tương đương 90% khách hàng FPL Sau bão Wilma, FPL khôi phục cấp điện cho 50% khách hàng bị ảnh hưởng vòng ngày, 75% ngày, 95% 15 ngày tất khách hàng 18 ngày Sau bão Irma đổ vào Florida Keys tan bang Tennessee, FPL khôi phục cấp điện cho 50% khách hàng bị ảnh hưởng vòng ngày, 75% ngày, 95% ngày tất Sau cải thiện độ tin cậy độ dẻo dai tổng thể lưới điện, FPL chuyển ý sang vấn đề máy biến áp phân phối Nhiều vụ điện máy biến áp u cầu đóng lại cầu chảy, chạm chập thoảng qua Vì vậy, FPL đối tác Cơng ty S&C phát minh Bộ ngắt tự đóng lại VacuFuse (Hình 1) S&C mô tả VacuFuse ngắt pha tự đóng lại thiết kế để sử dụng hệ thống phân phối 5kV, 15kV 25kV VacuFuse thay cầu chảy vị trí Khi VacuFuse phát chạm chập, ngắt chân không mở để ngắt dịng chạm chập Nếu chạm chấp thoảng qua, ngắt tự đóng lại khôi phục cấp điện Trong thử nghiệm công nghệ S&C, FPL lắp đặt 1.000 cầu chảy tự đóng lại máy biến áp phân phối cao công suất 50-75 kVA Kết khả quan FPL có kế hoạch triển khai 50.000 cầu chảy toàn hệ thống phân phối Các khoản đầu tư mà FPL thực suốt 13 năm qua để xây dựng lưới điện thông minh hơn, mạnh mẽ tiếp tục mang lại lợi ích hiển nhiên cho khách hàng FPL dạng độ tin cậy ngày cao phục hồi ngày nhanh sau bão lớn Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “Power”, số tháng 7/2019 KHCN Điện, số 5.2019 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Hiện đại hóa mạng lưới điện triển khai Lưới điện thông minh thách thức lớn hầu hết công ty điện lực ngày Lưới điện thông minh tạo hệ thống thần kinh hồn chỉnh cho lưới điện dựa truyền thơng hiệu thành phần lưới điện khác để tăng cường hiệu vận hành đồng thời tiết kiệm tiền, cải thiện độ tin cậy giảm phát thải carbon Truyền thơng hiệu thành phần Lưới điện thông minh Thách thức nhà hoạch định viễn thông điện lực chọn công nghệ viễn thông kiến trúc mạng số nhiều lựa chọn thị trường Bài viết mô tả đặc điểm Lưới điện thông minh biến chúng thành yêu cầu mạng truyền thông Bài viết so sánh giải pháp khác nhau, phân tích khả đáp ứng yêu cầu lưới điện thông minh đưa hướng dẫn thiết kế triển khai giải pháp truyền thông Lưới điện thông minh tối ưu để đáp ứng nhu cầu công ty điện lực Những thách thức nhu cầu lượng toàn cầu ngày gia tăng, biến đổi khí hậu sở hạ tầng xuống cấp thúc đẩy nhu cầu cung cấp lượng bền vững, an tồn cạnh tranh Do đó, nhà hoạch định sách tồn cầu triển khai SCADA hoạt động tảng khác xây dựng giao thức độc quyền yêu cầu mạng truyền thông khác (Ảnh: st) GIẢI PHÁP VIỄN THÔNG ĐIỆN LỰC THẾ HỆ MỚI CHO LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH sáng kiến nhằm tăng hiệu quả, an toàn độ tin cậy hệ thống truyền tải phân phối điện cách chuyển đổi lưới điện thành mạng lưới dịch vụ tương tác (khách hàng/nhà điều hành) gọi Lưới điện thông minh Ý tưởng Lưới điện thông minh bổ sung khả theo dõi, phân tích, kiểm sốt truyền thông cho hệ thống cấp điện để tối đa hóa lưu lượng hệ thống Hơn nữa, Lưới điện thơng minh mang lại nhiều lợi ích kinh tế mơi trường Từ góc độ kinh tế, Lưới điện thơng minh làm giảm tổng mức tiêu thụ lượng thông qua tuyên truyền để hộ tiêu thụ tham gia vào chương trình hiệu suất lượng phản ứng theo yêu cầu/quản lý phụ tải Từ quan điểm môi trường, Lưới điện thông minh làm giảm phát thải carbon cách tối đa hóa phản ứng theo yêu cầu/quản lý phụ tải, giảm thiểu sử dụng phát điện phụ tải đỉnh thay dạng phát điện truyền thống nguồn điện tái tạo Lưới điện thông minh cung cấp nhiều lợi ích cho cơng ty điện lực nhà điều hành lưới điện, cho hộ tiêu thụ Lưới điện thông minh cho phép chủ nhà doanh nghiệp sử dụng điện với giá rẻ cách mang lại linh hoạt quản lý việc sử dụng điện đồng thời giảm thiểu chi phí thơng qua thiết bị sử dụng cuối thông minh Chẳng hạn, Lưới điện thông minh cung cấp liệu thời gian thực liên quan đến phát thải carbon cho hộ tiêu thụ khuyến khích họ giảm phát thải carbon Do đó, Lưới điện thơng minh tích hợp thành phần khác Lưới điện thông minh nhỏ, bao gồm truyền tải, phân phối sử dụng cuối Lưới điện thông minh xây dựng dựa nhiều công nghệ công ty điện lực sử dụng, có rời rạc dẫn đến sở hạ tầng truyền thông manh mún thường đẩy chi phí vận hành cao hơn, liệu khơng có sẵn cần thiết; băng thông nhiều không đủ; hầu hết hệ thống hai chiều không hỗ trợ việc cung cấp thông tin thời gian thực Lưới điện thông minh mang lại nhiều lợi ích (Ảnh: st) thêm trí thơng minh cho phép cơng ty điện lực tối ưu hóa vận hành toàn lưới điện CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN THƠNG TÍCH HỢP Cơ sở hạ tầng truyền thơng tích hợp nhu cầu yêu cầu cơng nghệ khác phép Lưới điện thông minh hoạt động Nhiều công ty điện lực gặp vấn đề truyền thơng có khơng hai, có địa bàn dịch vụ rộng lớn thị trường thành thị, nông thôn với địa hình khác Ngồi ra, hầu hết cơng ty điện lực triển khai mạng lưới truyền thông lớn thuộc sở hữu vận hành tư nhân, hỗ trợ truyền thông thoại liệu cố định di động để hoạt động (hỗ trợ theo dõi lưới điện, SCADA, quản lý từ xa trạm biến áp, v.v.) Các mạng hỗ trợ nhiều cơng nghệ, bao gồm: Sóng vơ tuyến vi ba với đường truyền có dung lượng cao, hệ thống trung kế sóng vơ tuyến, hệ thống sóng vơ tuyến liệu di động, PDH, SONET/ SDH PCM (nx64 Kbps) Do đó, nhiều hệ thống công ty điện lực sử dụng, chẳng hạn AMR SCADA, thường hoạt động tảng khác xây dựng giao thức độc quyền yêu cầu mạng truyền thông khác Những nhu cầu Khi công ty điện lực hướng tới Lưới điện thông minh, điều quan trọng họ hướng tới kiến trúc truyền thơng chia sẻ nhiều ứng dụng Ngoài ra, tốc độ, độ tin cậy bảo mật sở hạ tầng truyền thông xác định phạm vi ứng dụng mà Lưới điện thơng minh hỗ trợ Mặc dù truyền thông hoạt động công ty điện lực, lưới điện thông minh yêu cầu hệ thống truyền thông có khả hỗ trợ chức điện lực truyền thống linh hoạt để thích ứng với yêu cầu đo đếm tiên tiến, phản ứng theo yêu cầu, nguồn điện phân tán thách thức khác Tính đa dạng mạng lưới sở hạ tầng truyền thông có nghĩa “khơng có giải pháp phù hợp cho tất cả” Như vậy, hầu hết mạng lưới yêu cầu phân lớp công nghệ để đáp ứng linh hoạt công nghệ yêu cầu vật lý khác Ý tưởng truyền thông phân lớp cho phép lựa chọn phương tiện để phù hợp với chi phí, tính năng, quản lý bảo mật cho ứng dụng Sự phù hợp cần thiết Lưới điện thơng minh u cầu tích hợp cơng nghệ truyền thông đa dạng vào sở hạ tầng tổng thể IP TRỞ THÀNH CÔNG NGHỆ HỢP NHẤT Cơ sở hạ tầng truyền thơng tích hợp phải đảm nhiệm khơng vai trị xương sống, mà phân KHCN Điện, số 5.2019 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH Mạng viễn thơng điện lực tối ưu cho phép kết hợp hai yếu tố Cơng nghệ mạng Ethernet dựa MPLS, sử dụng MPLS làm lớp định hướng mạch trải dài qua carrier Ethernet mạng SONET/SDH Nhà cung cấp dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ Mạng Carrier Ethernet (Ảnh: st) đoạn thúc đẩy mạng lưới Mặc dù mạng lưới vận hành cốt lõi công ty điện lực dựa số cơng nghệ, phổ biến SONET/SDH hệ (còn gọi tảng cung cấp đa dịch vụ (MSPP)) Các mạng chuyển mạch gói (PSN) thu hút ý thị trường viễn thông điện lực NG-SDH hấp dẫn, hỗ trợ ứng dụng IP Ethernet hỗ trợ dịch vụ kế thừa Ngoài ra, NG-SDH tăng cường chức mạng SDH cho phép tiến hóa thành IP/MPLS cách cung cấp truyền thông Ethernet hiệu qua SDH Cả PSN Ethernet túy qua SDH đặc trưng mạng Ethernet Carrier Khi số lượng ứng dụng dựa IP tăng lên, nhu cầu tính linh hoạt hiệu băng thông tăng theo Các dịch vụ phân phối qua kiến trúc Giao thức Internet/Chuyển đổi nhãn đa giao thức (IP/MPLS) Carrier Ethernet giao thức hướng kết nối, cung cấp tính “cấp mang tải” cho ứng dụng sứ mệnh quan trọng, bao gồm độ tin cậy cao, QoS, cung cấp bảo mật Thách thức đặt kết hợp tính với tính hiệu chi phí đơn giản Ethernet Có hai lựa chọn thay để cung cấp dịch vụ Carrier Ethernet: • Ethernet qua SDH (được thực MSPP) • Mạng chuyển mạch gói (Bộ định tuyến chuyển mạch Carrier Ethernet) KẾT LUẬN Những thách thức nhu cầu lượng toàn cầu gia tăng, biến đổi khí hậu, tăng phụ thuộc ngày nhiều vào nhập khẩu, sở hạ tầng già cỗi giá lượng cao thúc đẩy nhu cầu cung cấp lượng bền vững, an toàn cạnh tranh Như vậy, có số sáng kiến dành cho tất khu vực toàn cầu để chuyển đổi lưới điện thành mạng tương tác thường gọi Lưới điện thông minh Cơ sở hạ tầng truyền thơng tích hợp thành phần tảng chiến lược Lưới điện thông minh yêu cầu giải pháp không hỗ trợ dịch vụ kế thừa mà cịn tiến hóa phép nhiều ứng dụng hữu ích đa dạng Việc triển khai định tuyến chuyển mạch MSPP Carrier Ethernet để xây dựng mạng truyền thơng dựa IP/MPLS khơng ngừng tăng lên chúng cung cấp mạng IP/Ethernet có độ tin cậy cao, tối ưu hóa việc sử dụng băng thơng, cung cấp QoS bảo đảm cho phép VPN chuyên dụng (như VPLS) dùng cho ứng dụng riêng lẻ Ngoài ra, chúng cho phép ứng dụng Lưới điện thơng minh chính, Cơ sở hạ tầng đo đếm tiên tiến (AMI), coi bước Lưới điện thông minh Thông qua việc lập kế hoạch, thiết kế, thiết kế kỹ thuật cẩn thận ứng dụng công nghệ này, công ty điện lực đạt mục tiêu kinh doanh Lưới điện thông minh đảm bảo khoản đầu tư sở hạ tầng Biên dịch: Hồ Văn Minh Theo “Utilitypriduct”, số tháng 8/2019 BỘ NGHỊCH LƯU KẾT HỢP VỚI ẮC QUY Bộ nghịch lưu động lực điện tử hệ thống điện mặt trời, kết nối dàn pin mặt trời ngày nhiều với lưới điện, với hệ thống tích trữ acqui Trong cơng ty điện lực tiếp tục thay đổi kết cấu biểu giá theo cách nhiều gây thiệt hại cho khách hàng điện mặt trời hộ sinh hoạt nối lưới, nhà chế tạo nghịch lưu nỗ lực để việc tích hợp acqui ngày sn sẻ Các giải pháp mô tả “dựa acqui” nghịch lưu loại “kết hợp” (hybrid) trở nên phổ biến lĩnh vực chế tạo Nhưng thuật ngữ thực có ý nghĩa gì? Cơng ty Sol-Ark (Mỹ) chế tạo nghịch lưu acqui nữa, giải pháp “bộ nghịch lưu dựa acqui” Tom Brennan, giám đốc kỹ thuật Sol-Ark, cho biết hầu hết nghịch lưu hệ thống lắp đặt nhà nghịch lưu dạng chuỗi nối lưới Chúng không làm việc với acqui, mà thay vào phải bán tất điện mà chúng phát lên lưới điện Theo ông Brennan, “bộ nghịch lưu sử dụng acqui, nghịch lưu dựa acqui, thiết bị làm nhiều việc khác khơng bán điện cho lưới điện Nó tích trữ điện năng, hoạt động độc lập với lưới điện, tích trữ điện để sử dụng cần [theo cấu trúc biểu giá]” Bộ nghịch lưu sử dụng acqui khác với nghịch lưu truyền thống điện lưới, phải tắt nghịch lưu thông thường theo Điều 21, nghịch lưu kết hợp kết nối với acqui cần tạm thời chuyển sang chế độ không nối lưới tiếp tục cấp điện cho hộ Ông Jeremy Niles, giám đốc tiếp thị Công ty Pika Energy Inc (bang Maine, Mỹ) cho biết: “Tôi nghĩ câu chuyện thực nghịch lưu có tác dụng hết.” Chúng có tác dụng số lý Có lẽ lý lớn bang công ty điện lực khơng đo số cơng tơ rịng nữa, khách hàng lượng mặt trời ngày hưởng lợi bán điện lên lưới Bằng Một giải pháp nghịch lưu + acqui Sol-Ark để lưu lưới (Ảnh: st) cách kết hợp nghịch lưu hỗn hợp với chí lượng nhỏ acqui dự phịng cho phép chủ nhà tự túc điện, tránh khoản phí nhu cầu phụ tải biểu giá điện cao sử dụng điện vào phụ tải đỉnh hệ thống điện mặt trời có giá trị cao sách bang thay đổi Các chương trình biểu giá điện theo sử dụng bang California (Mỹ) tính mức giá điện cao khách hàng sử dụng điện thời gian công ty điện lực xác định thời gian “phụ tải đỉnh” ngày (khi mức tiêu thụ điện cao sản xuất điện mặt trời thấp) mức giá thấp thời gian thấp điểm mức tiêu thụ thấp lượng mặt trời cung cấp nhiều điện cho lưới điện Khách hàng điện mặt trời có nghịch lưu kết hợp lắp thêm acqui chọn phương án tích trữ điện thời gian KHCN Điện, số 5.2019 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Giải pháp nghịch lưu + acqui Pika (Ảnh: st) sản xuất điện mặt trời cao điểm vào buổi chiều tiêu thụ điện vào buổi tối, giá điện cao Các hệ thống dựa acqui tăng trưởng bùng nổ chúng thay đổi thời gian sử dụng khắc phục hạn chế lượng mặt trời Nhiều công ty điện lực khác tính phí nhu cầu phụ tải khách hàng tiêu thụ công suất điện cao số kilowatt Ơng Niles nói: “Trong nhiều tình huống, khoản phí theo nhu cầu phụ tải chiếm phần lớn hóa đơn tiền điện hộ” Bộ nghịch lưu kết hợp lắp thêm acqui giúp tránh khoản phí theo nhu cầu phụ tải cách tích trữ điện mặt trời thời gian sản xuất điện mặt trời cao, sau lập trình để tự cấp điện từ acqui thay mua điện từ lưới điện hộ tiêu thụ lượng lượng định Bằng cách đó, hộ khơng vượt qua ngưỡng nhu cầu phụ tải cao khơng bị tính thêm phí, với giá cắt cổ Bộ nghịch lưu cách ly Pika Energy giải pháp thực quản lý nhu cầu phụ tải cho khách hàng Niles giải thích: “Khách hàng thiết lập hệ thống để nhu cầu phụ tải tiến gần tới ngưỡng thiết lập, hệ thống tác động để đáp ứng nhu cầu phụ tải đó, cách sử dụng điện acqui điện mặt trời, để tránh bị tính phí áp dụng theo nhu cầu phụ tải vào hóa đơn họ” Bộ nghịch lưu kết hợp Cơng ty Tabuchi Electric (Nhật Bản) lập trình để tránh bị tính phí theo nhu cầu phụ tải theo thời gian cao điểm Phần mềm nghịch lưu tùy chỉnh để thỏa mãn yêu cầu khác thị trường Ví dụ, California, nghịch lưu Tabuchi tùy chỉnh theo “chế độ tiết kiệm” để sử dụng điện tích trữ thời gian sử dụng cao điểm, Hawaii, nghịch lưu đặt “chế độ tự cấp cho khách hàng”, giúp khách hàng sử dụng toàn điện mặt trời mà họ sản xuất ra, họ khơng phép bán điện lên lưới điện Tanvir Khan, kỹ sư nghiên cứu phát triển sản phẩm Công ty Tabuchi cho biết, “mỗi thị trường có ưu điểm nhược điểm riêng, cố gắng đưa chế độ hoạt động cho thị trường Chúng cố gắng làm cho linh hoạt cho giải pháp đảm bảo tất chế độ hoạt động này” Giải pháp kết hợp nghịch lưu + tích trữ Tabuchi bán dạng gói EIBS (Hệ thống Acqui Thơng minh Eco) Bởi thiết kế biểu giá cơng ty điện lực sách lượng mặt trời bang thay đổi nên Tabuchi có khả nâng cấp chế độ hoạt động nghịch lưu từ xa vào lúc Theo ông Khan, việc khiến cho nghịch lưu trở nên bền vững tương lai Bền vững tương lai có nghĩa công ty điện lực thay đổi biểu giá điện cố gắng làm điều gây khó khăn cho pin mặt trời, acqui vào biến thay đổi tùy ý Đưa tích trữ lượng nghịch lưu có sẵn acquy vào hệ thống lắp đặt sớm trở nên hiệu nữa, không đơn giản tránh biểu giá sử dụng điện vào cao điểm phải trả phí theo nhu cầu phụ tải Với Hiệp hội Công nghiệp Năng lượng Mặt trời (SEIA) dẫn đầu, nhóm ủng hộ điện mặt trời + tích trữ lượng thúc đẩy việc khuyến Hệ thống acqui thông minh Eco (EIBS) Tabuchi (Ảnh: st) khích tồn quốc việc bổ sung thêm acqui, giống tín dụng thuế đầu tư liên bang tích trữ lượng Bang California dẫn đầu việc khuyến khích tích trữ lượng cấp bang với Chương trình Khuyến khích Tự Phát điện (SGIP) giảm giá cho khách hàng hệ thống lượng phân tán đủ điều kiện lắp đặt phía khách hàng cơng tơ thuộc công ty điện lực Hiệp hội Điện mặt trời Tích trữ lượng bang California địi gia hạn SGIP thêm năm hình thức SB 700, Hội đồng California thông qua vào cuối tháng HIỂU VỀ CÁC THUẬT NGỮ Mặc dù nhà chế tạo nghịch lưu sử dụng từ nghịch lưu “cách ly”, “kết hợp” nghịch lưu “dựa acqui”, nghịch lưu tách biệt với acqui hầu hết ứng dụng, ngoại trừ Tesla Powerwall 2, tích hợp acqui + nghịch lưu vỏ số công ty khác Xu hướng công nghiệp không thiết phải đặt acqui nghịch lưu chung với Tesla Thay vào đó, dàn acqui nghịch lưu có kích thước phù hợp để bạn sử dụng trước tiên lượng mặt trời lượng mặt trời tích trữ suốt ngày lẫn đêm lưới điện nguồn dự phịng Nhiều nghịch lưu dựa vào acqui khơng u cầu ghép acqui từ đầu Khi khách hàng định bổ sung thêm acqui vào hệ thống lắp đặt lượng mặt trời, tồn sở hạ tầng sẵn sàng để dễ dàng tích hợp thêm khả tích trữ Sự linh hoạt hữu ích yêu cầu sách lượng tái tạo trở nên có hiệu lực bang khác nhau, giống yêu cầu bắt buộc lắp đặt hệ thống lượng mặt trời tất nhà bang California Người sử dụng lắp đặt tích trữ lượng để giảm lượng PV lắp đặt bù đắp yêu cầu khác hiệu suất Nếu người xây nhà chọn lắp đặt lượng mặt trời khơng có tích trữ bên ngơi nhà mới, việc sử dụng nghịch lưu có sẵn acqui cho dự án mang lại cho chủ nhà linh hoạt: Bổ sung thêm acqui sau Niles cho biết, trước đây, loại mô-đun lượng mặt trời coi lựa chọn quan trọng khách hàng dàn pin mặt trời Giờ đây, việc lớn cần cân nhắc việc lựa chọn nghịch lưu chấp nhận acqui Biên dịch: Trương Mạnh Tiến Theo “Solar Power World”, số 9/2019 THIẾT BỊ TỐI ƯU HÓA VẬN HÀNH & BẢO TRÌ LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH RELY-REC (Ảnh: st) Một ghi lưu lượng liệu thiết kế cho lưới điện thông minh bao gồm khả theo dõi, lọc, kích hoạt ghi âm Trước có lưới điện thơng minh, tín hiệu điện quan trọng trạm biến áp Alicia Alonso, Giám đốc phát triển kinh doanh RELYUM cho biết nay, với việc số hóa tất tín hiệu đó, cơng ty điện lực nhà tích hợp cần cơng cụ cho phép họ kiểm tốn theo dõi hành vi tất thiết bị bảo vệ máy cắt mạng lưới kỹ thuật số RELYUM mắt giải pháp linh hoạt RELY-REC với công cụ Quản lý Web nhúng để nâng cao khả năng: • Kết nối mạng: RELY-REC kết nối với mạng Ethernet truyền thống mạng có độ khả dụng cao (PRP HSR) • Kích hoạt: RELY-REC với khởi động lập cấu hình, dựa kết hợp trạng thái đầu vào (đầu vào cảm biến, cảnh báo logic, đồng hóa, v.v.) để khởi chạy hoạt động đầu ghi, gửi thư • Lọc: RELY-REC thơng qua lọc cấu hình để tối ưu hóa lưu trữ theo dõi hiệu • Theo dõi: RELY-REC theo dõi cách tìm kiếm đồng thời tệp PCAP tiêu chuẩn, tương thích với hầu hết ứng dụng dùng cho phân tích Lưới điện thơng minh theo tiêu chuẩn IEC 61850 Biên dịch: Chu Hải Yến Theo “T&D”, số tháng 6/2019 KHCN Điện, số 5.2019 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Bộ nghịch lưu trước đơn giản cung cấp điện mặt trời vào lưới điện Thay vào đó, nghịch lưu tương lai yêu cầu làm việc linh hoạt với lưới điện để tăng độ dẻo dai, độ tin cậy, an toàn an ninh “Bộ nghịch lưu thông minh” phiên tinh vi thiết bị điện tử cơng suất có khả tự đưa định để giữ lưới điện ổn định đáng tin cậy có nhiều nguồn lượng phân tán hịa lưới Thay cung cấp điện lên lưới, nghịch lưu thơng minh có khả giao tiếp hai chiều với lưới điện Nhờ phần mềm tiên tiến, nghịch lưu thơng minh thực số chức hỗ trợ lưới điện cụ thể liên quan đến điện áp, tần số, truyền thông điều khiển Sự khác biệt nghịch lưu thơng minh lập trình để phản ứng với lưới điện theo cách tự động cho chúng không phản ứng lưới bị tắt mà cung cấp số chức hỗ trợ lưới điện Việc chuyển đổi sang nghịch lưu thông minh giống chuyển từ điện thoại nắp gập sang điện thoại thông minh Bộ nghịch lưu khơng có đặc tính thơng minh đơn giản tắt sau cảm nhận thấy có nhiễu loạn lưới - biến động điện áp tần số - dao động nhỏ khơng quan trọng Lý điều tồi tệ gây hiệu ứng lan truyền lưới điện, gây xáo trộn nhỏ làm cho nghịch lưu tác động cắt khiến cho vấn đề trở nên tồi tệ tạo nhiễu loạn lớn lưới điện Chìa khóa để ổn định lưới điện trì điện áp tần số khơng đổi Quá nhiều nghịch lưu tác động “sai lỗi” lưới gây ổn định ví dụ dao động điện áp dẫn đến điện hồn tồn điện khu vực Một ví dụ thường gặp tác Bộ nghịch lưu chuỗi thông minh Huawei (Ảnh: st) BỘ NGHỊCH LƯU THÔNG MINH xác định lại mối quan hệ DER lưới điện Bộ nghịch lưu thông minh SMA Sunny Tripower CORE1 (Ảnh: st) động dao động điện áp bạn bật thiết bị cơng suất lớn, ví dụ máy hút bụi đèn nhà bạn nhấp nháy Để tránh dao động điện áp bất lợi cho lưới điện điện mặt trời gây ra, nghịch lưu thơng minh vượt qua nhiễu nhỏ (ví dụ thay đổi điện áp), nghĩa chúng chuyển sang chế độ chờ quan sát thời gian nhiễu xảy bao lâu, sau tắt xáo trộn kéo dài lâu Nếu nhiễu diễn lâu thời gian quy định, tắt Nhưng lưới tự điều chỉnh khung thời gian can thiệp, tiếp tục giữ ngun Việc áp dụng rộng rãi nghịch lưu thơng minh mở rộng quy mô khả dụng thị trường lượng mặt trời lên nhiều Các nguồn lượng phân tán (DER) riêng lẻ trang bị chức hỗ trợ lưới điện, chúng tài sản lưới điện Cùng với việc giao tiếp với lưới điện, nghịch lưu thông minh giao tiếp với phần khác dàn riêng lẻ Bộ nghịch lưu thông minh sử dụng giao tiếp liệu để tuân thủ yêu cầu tắt nhanh Điều 21 Tiêu chuẩn IEEE 1547 Giao tiếp nghịch lưu phần lại hệ thống dọc theo đường dây điện DC cho phép nhân viên cứu hỏa dễ dàng tắt nguồn hệ thống lượng mặt trời nhà trường hợp khẩn cấp TIÊU CHUẨN Phiên sửa đổi năm 2018 Tiêu chuẩn IEEE 1547 ban hành vào tháng năm 2018, tiêu chuẩn đầy đủ vào năm 2022 Nhưng hầu hết nhà chế tạo phát triển nghịch lưu thông minh kể từ Điều 21 đưa vào áp dụng năm 2017 Các bang sớm áp dụng lượng mặt trời California Hawaii bắt đầu áp dụng yêu 10 cầu nghịch lưu thơng minh chí trước IEEE u cầu số lượng lớn DER cấp điện vào lưới điện Các quan quản lý nhà nước chịu trách nhiệm triển khai tiêu chuẩn cấp bang, kết hợp với công ty điện lực tích hợp tiêu chuẩn vào giao thức kết nối, theo IREC (Hội đồng Năng lượng Tái tạo bang) Ngành công nghiệp lượng mặt trời, nhà chế tạo công nghệ, quan bang liên bang phịng thí nghiệm quốc gia người ủng hộ giúp chuyển đổi sang nghịch lưu thông minh Các hệ thống cũ xây dựng với nghịch lưu cũ vấn đề hầu hết thị trường, hy vọng phải hoán đổi nghịch lưu cũ thành nghịch lưu thông minh đến thời hạn phải thay PHẦN MỀM LÀ CHÌA KHĨA ĐỂ CHUYỂN ĐỔI SANG THIẾT BỊ THƠNG MINH Enphase cơng ty chế tạo nghịch lưu nỗ lực để tiến hóa nhanh chóng thực cơng nghệ nghịch lưu thơng minh Nhóm nghiên cứu nhận nghịch lưu “hộp câm” gắn vào lưới điện Cần phải nghĩ tới việc tích hợp chúng Và cách để tích hợp có nghịch lưu xác định phần mềm Trong năm qua, Enphase phát triển giải pháp nghịch lưu thông minh tinh vi Bộ nghịch lưu siêu nhỏ tiên tiến Enphase IQ8 tung thị trường Bộ nghịch lưu “được xác định phần mềm” khơng có tất thuộc tính cần thiết nghịch lưu thơng minh, mà cịn phải thực thêm bước thơng minh có khả cách ly khỏi lưới điện tạo lưới điện siêu nhỏ mini chí khơng có acqui Nếu điện hoàn toàn điện khu vực có ánh sáng mặt trời, IQ8 cách ly khỏi lưới điện tiếp tục cấp điện cho thiết bị công cụ quan trọng Khách hàng chọn phương án bổ sung thêm tích trữ lượng cho hệ thống này, giúp cấp điện liên tục khơng cịn ánh sáng mặt trời IQ8 sử dụng phần mềm Ensemble Enphase để biến ý tưởng tài tình nghịch lưu trở thành thực Phát triển phần mềm ngày tiên tiến giúp ngành điện ln tiến hóa với lưới điện cho phép triển khai nhanh lượng mặt trời Bộ nghịch lưu thông minh công cụ quan trọng việc triển khai rộng rãi lưới điện siêu nhỏ, cơng cụ ngày quan trọng để trì cấp điện kiện thiên tai thời tiết thường xuyên xảy Tiêu chuẩn cập nhật đưa miễn trừ đặc biệt DER lưới điện siêu nhỏ, gọi “đảo vận hành độc lập có chủ ý”, cho phép chúng ngắt kết nối khỏi lưới điện tạo thành mạng độc lập chừng số tiêu chí cân lượng định đáp ứng, theo IREC MỘT ĐỊNH NGHĨA LINH HOẠT Các lực yêu cầu nghịch lưu thông minh phác thảo tiêu chuẩn mới, điều khơng có nghĩa định nghĩa nghịch lưu thông minh mãi Bộ nghịch lưu kết hợp kết nối với acqui bổ sung thêm tầng thông minh cho khả nghịch lưu Nếu nghịch lưu thông minh xác định việc phải ngắt kết nối với lưới điện, sau tự cấp nguồn cho nhà ở, giữ cho thiết bị quan trọng tủ lạnh máy lọc máu hoạt động Theo thời gian, định nghĩa chắn điều chỉnh để quy định bạn hỗ trợ acqui PV đồng thời bạn hỗ trợ chức tự động KHCN Điện, số 5.2019 11 LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH truyền thơng liệu, điều khiến bạn trở thành nghịch lưu thơng minh 2.0, tương tự Một ý tưởng lên khác thực hóa nhờ nghịch lưu thơng minh hợp hệ thống thành nhà máy điện ảo Việc hợp giai đoạn đầu chưa triển khai diện rộng, kỹ thuật quan trọng có nhiều DER triển khai Khái niệm nhà máy điện ảo “thay có nhiều trạm nhỏ vài kilooat chỗ hay chỗ khác khơng thể hịa đồng với điều khiển chung, bạn có DER mà bạn sử dụng theo cần thiết để phản ứng với điều kiện lưới điện theo thời gian thực” Hợp hệ thống cách sử dụng nghịch lưu thông minh công nghệ truyền thông tiên tiến tạo đội quân DER dễ tiên đoán dễ kiểm soát cho phép chuyển đổi suôn sẻ sang lưới điện thông minh với nhiều hệ thống lượng mặt trời kết nối tốt Một nhược điểm giao tiếp nghịch lưu tiên tiến mức rủi ro tăng cao an ninh mạng Lưới điện Mỹ tiến hóa từ mạng Datacom tương đối nhỏ với vài điểm lưới nơi bị cơng (cịn gọi bề mặt cơng) thành nơi mà nguồn lượng phân tán giao tiếp với lưới điện Điều làm tăng đáng kể kích thước hệ thống kích thước bề mặt công Enphase IQ8 chưa phát hành (Ảnh: st) 12 LƯỚI ĐIỆN NGẦM DƯỚI NƯỚC Chìa khóa để ổn định lưới điện trì điện áp tần số không đổi (Ảnh: st) Công ty SunSpec (Mỹ) làm việc với Phịng thí nghiệm quốc gia Sandia tiêu chuẩn để đảm bảo giảm thiểu rủi ro an ninh mạng nghịch lưu lưới điện trở nên thông minh CƠ HỘI CHÍNH SÁCH Bộ nghịch lưu thơng minh làm thay đổi trò chuyện xung quanh khuyến khích để cấp điện lên lưới điện Khi lượng mặt trời gắn với lưới điện trở nên hữu ích có hại cho lưới điện nhờ tiến nghịch lưu, khả đo số cơng tơ rịng chương trình khuyến khích khác mở nơi loại bỏ ưu đãi trước chưa thực ưu đãi Nhiều hội sách nghịch lưu thông minh xoay quanh việc tái cấu trúc DER thành phần tối ưu hóa lưới phân phối khơng phải gánh nặng, phải “giải quyết” Sara Baldwin, Phó Chủ tịch phụ trách Điều tiết IREC cho biết: “Chúng ta cố gắng có nhiều tài nguyên phân tán lưới tốt Chúng ta không cố gắng tránh kịch đó, thực cố gắng triển khai nhiều tài nguyên phân tán tốt để làm cho lưới điện phân phối nhất, đáng tin cậy dẻo dai có thể, đồng thời mang lại cho khách hàng cộng đồng hội đạt mục tiêu lượng tái tạo, mục tiêu cắt giảm carbon mục tiêu kinh tế riêng họ” Bộ nghịch lưu thơng minh đóng vai trị việc xác định lại mối quan hệ DER công ty điện lực Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Solar Power World”, số 3/2019 Hiện có hàng ngàn dặm (nhiều ngàn kilomet) đường cáp điện ngầm đáy biển, không làm lưới điện ln? Ý tưởng xuất từ nhiều năm nay, với tất giàn khoan dầu, giàn khai thác khí đốt trang trại gió ngồi khơi Đây ứng dụng công nghệ mà lý thuyết có từ lâu, cơng nghệ chưa đủ phát triển để làm điều Ý tưởng đơn giản, cần có nhiều tìm tịi với nghiên cứu phát triển (R&D) để thực thực Trong vài năm qua, cuối cơng nghệ bắt kịp với ý tưởng Các nhà chế tạo ABB; Siemens; Baker Hughes, công ty thuộc GE; FMC Corp số công ty khác phát triển thiết bị điện (máy biến áp, tủ đóng cắt, truyền động biến tốc, v.v.) dùng cho lưới điện xoay chiều (AC) ngầm biển DI CHUYỂN XUỐNG ĐÁY BIỂN Động lực R&D bắt nguồn từ ngành dầu khí họ phải tìm cách để giảm chi phí sản xuất Bằng cách di chuyển thiết bị (máy nén khí, máy bơm, trạm xử lý, v.v.) xuống đáy biển, ngành cơng nghiệp dầu khí tăng hiệu sản xuất, thiết bị cần cấp điện Vì vậy, tất nhiên cần phải đưa lưới điện AC xuống đáy biển Đưa thiết bị sản xuất từ giàn khai thác xuống đáy biển mang lại nhiều lợi ích khác ngồi hiệu suất Đáy biển loại bỏ rủi ro từ mối nguy bên mặt biển thời tiết khắc nghiệt (lốc xốy, bão, v.v.) Nó làm giảm nhiễm biển đơn giản hóa việc cho thơi hoạt động Phương pháp thân thiện với môi trường làm giảm lượng phát thải carbon (giảm lượng giảm phát thải CO2) cơng trình cách sử dụng điện từ bờ thay chạy máy phát điện diesel ngồi khơi, để làm khơng dễ dàng Lưới điện biển có số thơng số thiết kế quan trọng Các cơng trình nước sâu phải chịu độ sâu khoảng 3.000m cần có khả bố trí xa bờ khoảng 600 km Lưới điện phân phối dự phịng (Ảnh: st) Ngồi ra, phải có khả triển khai vùng xa xôi hẻo lánh Đây u cầu vơ khó khăn, không thể, công nghệ kỹ thuật số đóng vai trị quan trọng sứ mệnh Và trí thơng minh nhân tạo để quản lý liệu lớn điều khiển độc lập giúp thực việc QUAN HỆ ĐỐI TÁC ABB, Chevron, Equinor (trước Statoil) Total thành lập nhóm Dự án Cơng nghiệp Phối hợp (JIP) Theo thơng cáo báo chí, JIP hoạt động từ khoảng năm 2013 Mục tiêu họ phát triển hệ thống truyền tải phân phối điện công suất 100MW dùng cho máy bơm ngầm biển máy nén khí hoạt động đáy biển, cách sử dụng thiết bị “có sẵn thị trường” điều chỉnh đặc biệt ABB gần tuyên bố họ hoàn nghiệm kéo dài 3.000 vùng nước nông độ sâu m hệ thống điện hoàn chỉnh ngầm biển Phần Lan Hệ thống gồm có hai truyền động biến tốc mắc song song, kết hợp với tủ đóng cắt điều khiển ngầm biển Với việc hồn thành thành cơng thử nghiệm này, ABB lên kế hoạch chuyển sang lắp đặt thực tế hệ thống điện ngầm nước vào khoảng năm 2020 Siemens tun bố hồn thành thành cơng giai đoạn đầu thử nghiệm vùng nước nông dự án Lưới điện ngầm biển Chương trình phát triển hợp tác với đối tác Chevron, Equinor, ExxonMobil Eni Norge thử nghiệm diễn Trondheim, Na Uy Hệ KHCN Điện, số 5.2019 13 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH Kiểm tra truyền động biến tốc biển (Ảnh: st) thống lưới điện ngầm biển gồm có máy biến áp ngầm biển, thiết bị đóng cắt ngầm biển, truyền động biến tốc (VSD) ngầm biển, nối ướt ngầm biển hệ thống điều khiển theo dõi từ xa có độ tin cậy cao bao gồm bảng điều khiển phân tích liệu người dùng dựa đám mây Đây lưới điện ngầm biển giới thiết kế để phân phối điện trung áp sử dụng công nghệ bù áp suất Các kết ban đầu từ thử nghiệm vùng nước nông khả quan tất thiết bị hoạt động phạm vi thông số thiết kế chúng GIĨ NGỒI KHƠI Các cơng ty dầu khí động lực để thực hóa việc đưa lưới điện ngầm biển, họ người quan tâm đến công nghệ Các trang trại gió ngồi khơi có số điểm tương đồng với mỏ khí đốt dầu khơi Đây nhiều mạch kết nối riêng lẻ với hệ thống thu gom trang trại gió Các cơng trình đắt tiền địi hỏi nhiều sở hạ tầng, nhiều số đáy biển Chúng ta khơng sâu vào chi tiết Mỗi tuabin kết nối với hệ thống thu gom điện trung áp (MV) nơi tập trung điện tuabin phát Điều đòi hỏi bệ máy bên đặt nhiều tủ đóng cắt, máy biến áp nhiều dây cáp Các tuabin gió kết nối theo hướng kính tức hình Từ đó, điện chuyển đến điểm trung tâm cuối từ dàn tuabin gió thơng qua mạch liên kết truyền tới lưới điện bờ Giống công trình dầu khí, phần tử lưới điện tốt đặt đáy biển, không cần bệ máy cao 14 mặt nước Các mỏ khí dầu cần cấp điện tới thực địa Trang trại gió cần mạch kết nối để đưa điện sản xuất trang trại Cả hai cơng trình dựa vào mạch liên kết để truyền tải điện Để truyền tải điện sử dụng cáp HVAC (dịng điện xoay chiều cao áp) cáp HVDC (dòng điện cao áp chiều) Đối với HVAC, vấn đề thực gặp phải cần có cáp dài để kết nối địa điểm xa Đó vấn đề bù công suất phản kháng Cáp HVAC cần bù công suất phản kháng dạng cuộn kháng bù ngang dịng nạp điện dung Cần có cuộn kháng bù ngang hai đầu đường cáp dài khoảng 100km đến 150km tùy thuộc vào loại cáp Khoảng cách hòa vốn HVAC HVDC xa bờ khoảng 50km đến 100km Chi phí để bù cho cơng suất phản kháng đảm bảo truyền công suất tác dụng thích hợp HVAC cao so với HVDC vượt khoảng cách hòa vốn Như xem có lợi có mạng lưới điện AC đáy biển kết nối với hệ thống HVDC để đưa nguồn công suất lên bờ KẾT NỐI HVDC Có hai cơng nghệ HVDC sử dụng Công nghệ lâu đời công nghệ dựa thyristor mang tên chuyển đổi chuyển mạch đường dây (LCC) ABB đưa vào vận hành mạch liên kết HVDC đáy biển LCC lục địa Thụy Điển đảo Gotland vào năm 1954 Sau đó, vào năm 1997, họ đưa vào vận hành công nghệ VSC (bộ chuyển đổi nguồn điện áp) dựa IGBT (transistor lưỡng cực cổng cách ly) đảo Gotland Kể từ đó, cơng nghệ VSC HVDC chứng minh đặc biệt có giá trị cho ứng dụng ngồi khơi Có nhiều lợi cho ứng dụng VSC ngồi khơi, ví dụ trạm chuyển đổi nhỏ gọn với khơng cần lọc, điều đặc biệt thuận lợi cơng trình ngồi khơi Nó giúp kiểm sốt độc lập cơng suất tác dụng công suất phản kháng với khả kết nối lưới điện AC yếu Một lợi khác hệ thống HVDC VSC có tổn thất đường dây thấp HVAC khơng có rủi ro tiềm ẩn cộng hưởng cáp khơi lưới điện bờ Ngoài ra, VSC cho phép vận hành công suất “không”, LCC yêu cầu cơng suất truyền tải điện tối thiểu để trì kết nối Công nghệ tỏ tốt đến mức sử dụng tất kết nối HVDC khơi LƯỚI ĐIỆN HVDC Giống lưới điện đất liền, hai công nghệ AC DC cần thiết cho hệ thống điện hoàn chỉnh Hệ thống điện ngầm biển dựa AC lắp đặt dự án thí điểm theo dự kiến, quen với cơng nghệ rồi, có nhiều dự án triển khai Nó đưa câu hỏi hệ thống HVDC ngầm nước có Khó đốn trước được, vài năm trước, ABB GE tuyên bố họ phát triển máy cắt HVDC lai Thiết bị phần quan trọng công nghệ cần thiết cho lưới điện AC-DC tích hợp Các mảnh ghép gắn kết Một lưới điện AC ngầm biển thiết lập, công nghệ HVDC áp dụng cho lĩnh vực vấn đề thời gian, có nhiều việc phải làm cho lưới điện ACDC tương lai Cần có nhiều khối xây dựng để xây dựng lưới điện ngầm nước tương lai Thách thức phải liên kết tất chúng lại với chứng minh ý tưởng kinh nghiệm vận hành! CÔNG NGHỆ CẢM BIẾN PHÂN TÁN GIÚP BẢO VỆ THANH CÁI Sự hợp tác Statnett Synaptec thúc đẩy đổi công nghệ lĩnh vực phát triển nhanh chóng, mà nhà điều hành hệ thống truyền tải phân phối tìm kiếm phương cách hiệu để quản lý trình chuyển đổi sang lượng tái tạo áp dụng số hóa tồn mạng lưới điện họ Công nghệ cảm biến phân tán Synaptec (Ảnh: st) Statnett, quan điều hành hệ thống truyền tải điện Na Uy, sử dụng công nghệ Công ty Synaptec (Vương quốc Anh) để giảm chi phí vận hành bảo trì nhằm bảo vệ Liên kết HVDC ngầm nước giới (Ảnh: st) Biên dịch: Trần Việt Tiến Theo “T&D World”, số 9/2019 Statnett áp dụng công nghệ cảm biến phân tán Synaptec để cải thiện khả bảo vệ Cả hai chức theo dõi điện kết hợp hệ thống nhất, hoàn toàn thụ động, tuân thủ Tiêu chuẩn IEC 61850 Một phiên đặt trước hệ thống Refase Synaptec lắp đặt trạm biến áp lớn thủ đô Oslo Na Uy Việc cho phép Statnett so sánh tính với cơng nghệ đo lường truyền thống thông qua thay đổi nhiệt độ cực đoan theo mùa Na Uy cuối tiết kiệm thời gian cắt điện theo kế hoạch tiết kiệm mặt Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “T&D”, số tháng 7/2019 KHCN Điện, số 5.2019 15 LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH BÀI HỌC TỪ LƯỚI ĐIỆN CỰC NHỎ Góc nhìn từ cao cho thấy dàn pin mặt trời Cộng đồng 500kW hồn thành (Ảnh:st) Khơng có đường bộ, khơng có nơi đơng người, khơng có lưới điện Các chủ sở hữu nhà đảo Twilight (Canada) tạo lưới điện siêu nhỏ để cấp điện cho nhà Lưới điện siêu nhỏ đảo sử dụng điện mặt trời điện gió để phát điện, bảng điều khiển dịng điện chiều (DC) với nghịch lưu để chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) acqui axit chì để tích trữ điện Đó giải pháp tự làm Kết ngơi nhà cấp điện mà không cần nối lưới, cho dù thời tiết Ý tưởng đằng sau lưới điện siêu nhỏ trở nên phổ biến giới lượng thay đổi Lưới điện siêu nhỏ, tức nhóm phụ tải nguồn điện kết nối với hoạt động độc lập với lưới điện, xây dựng nơi khắp nước Mỹ Không giống lưới điện siêu nhỏ hoạt động đảo Twilight, nhiều lưới điện siêu nhỏ sử dụng để cấp điện cho sở hạ tầng quan trọng bệnh viện, trường học sân bay thời gian thảm họa Khi bão Sandy công bang New Jersey (Mỹ) năm 2012, lưới điện siêu nhỏ Đại học Princeton, cấp điện từ tuabin khí dàn pin mặt trời trì cấp điện cho dự án nghiên cứu quan trọng dịch vụ máy tính phần lớn bang bị điện Puerto Rico sử dụng lưới điện siêu nhỏ để xây dựng lại sở hạ tầng điện bị hư hại bão Maria năm 2017 Đầu tháng năm 2019, Ủy ban Điện Puerto Rico lộ đề xuất hệ thống lắp đặt lưới điện siêu nhỏ tương lai đảo Các lưới điện siêu nhỏ xây dựng nhiều lý khác Cùng với việc sử dụng lưới điện siêu nhỏ để đảm bảo độ dẻo dai hoạt động khẩn cấp, công ty điện lực thiết kế xây dựng lưới điện để giúp trì hỗn hủy bỏ khoản đầu tư T&D tốn (ví dụ, thay trạm biến áp cáp ngầm (Trái) Hewitt Architects Bản vẽ phối cảnh AMG/CETC nhìn phía đơng nam Trung tâm cơng nghệ điện trạm nạp điện V2G tương lai nằm phía trước với dàn pin mặt trời Cộng đồng 500kW phía xa (Phải) Bản vẽ phối cảnh AMG/CETC nhìn phía tây bắc Dàn pin mặt trời Cộng đồng 500kW nằm phía trước Trung tâm cơng nghệ điện tương lai phía xa (Ảnh: st) 16 biển loại bỏ cột điện đường dây xuyên qua vùng hoang dã nhạy cảm môi trường đô thị đông đúc) Ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương nước Mỹ, Khu Tiện ích Công cộng (PUD) thuộc hạt Snohomish xây dựng Lưới điện siêu nhỏ Arlington Trung tâm Công nghệ Năng lượng Sạch, với tài trợ phần từ Quỹ điện Bộ thương mại bang Washington PUD ghép dàn pin mặt trời 500kW với hệ thống tích trữ điện acqui lithium-ion (Li-ion) 1MW/1MWh, trung tâm liệu dự phòng văn phịng xây dựng hoạt động độc lập với lưới điện LƯỚI ĐIỆN SIÊU NHỎ ARLINGTON Dự án Lưới điện siêu nhỏ Arlington bao gồm công nghệ xe điện cấp điện lên lưới (V2G) PUD dự đoán tăng trưởng xe điện, đặc biệt xe điện công cộng, thấy tầm quan trọng việc tìm hiểu tác động chúng tới lưới điện Công nghệ V2G cho phép PUD kiểm tra cách acqui xe điện cung cấp nguồn tích trữ điện khác để mang lại lợi ích cho lưới điện siêu nhỏ lưới điện nói chung Dự án PUD, tập trung vào nhiều mặt trận, bao gồm tích hợp lượng tái tạo, ổn định công suất điện mặt trời, hỗ trợ lưới điện dịch vụ phụ trợ, tiếp cận cộng đồng giáo dục Tuy nhiên, phục hồi lưới điện trình khắc phục thảm họa lý dự án Kích cỡ hệ thống chọn cho cấp điện cho thiết bị quan trọng văn phòng trung tâm liệu dự phòng Arlington (bang Washington) vụ điện lớn kéo dài bão, tệ hơn, trận động đất Trong trường hợp động đất tồi tệ nhất, lưới điện khu vực, với sở hạ tầng giao thơng, bị hư hại nhiều tháng Lưới điện siêu nhỏ có máy phát điện khẩn cấp sử dụng nhiên liệu hóa thạch (diesel), lưới điện siêu nhỏ vận hành điện mặt trời acqui lâu hơn, chừng bảo tồn nhiên liệu tích trữ chỗ Trong trường hợp khẩn cấp, trung tâm liệu hệ thống hỗ trợ quan trọng đặt văn phòng trì trực tuyến Điều cho phép công nhân kỹ sư đường dây PUD (là người quan trọng việc khôi phục cấp điện) bắt đầu cơng việc tiếp tục làm việc không ngừng Lưới điện siêu nhỏ Arlington coi máy phát khẩn cấp chạy ánh sáng mặt trời làm việc ban ngày Thông thường, máy phát khẩn cấp không hoạt động chờ xảy điện Khi có điều xảy với lưới điện chính, máy phát điện hoạt động cấp điện cho tài sản quan trọng Nhưng lưới điện siêu nhỏ hoạt động hàng ngày để cấp điện mặt trời cho khách hàng Nếu có cố điện, hệ thống ngắt kết nối khỏi lưới điện tiếp tục cấp nguồn cho hệ thống quan trọng Chừng mặt trời cịn tỏa sáng, lưới điện siêu nhỏ có nhiên liệu cần thiết ĐIỆN MẶT TRỜI CHO MỌI NGƯỜI Dàn pin mặt trời 500kW xây dựng sớm để hỗ trợ chương trình thí điểm điện mặt trời cộng đồng để phát huy lợi Khuyến khích Sản xuất bang Washington, Quỹ Năng lượng Sạch sử dụng cho phần điện mặt trời lưới điện siêu nhỏ Một công ty lắp đặt điện mặt trời giàu kinh nghiệm vùng Tây Bắc Thái Bình Dương, Cơng ty A&R Solar, hoàn thành xây dựng dàn pin mặt trời 500kW vào tháng năm 2019 Dàn pin bao gồm 1.620 pin mặt trời 380W Công ty Renewable Energy Corp (Mỹ) chế tạo Bộ nghịch lưu (do SMA Solar Technology AG (Đức) chế tạo) hệ thống này, chuyển đổi dòng điện DC hệ thống PV phát thành dòng điện AC Chúng nghịch lưu thơng minh tiên tiến có khả hỗ trợ lưới điện Dàn pin mặt trời không nguồn cấp điện tương lai cho lưới điện siêu nhỏ, cịn dự án điện mặt trời cộng đồng PUD dự án điện mặt trời cộng đồng lớn bang Washington Các dự án điện mặt trời cộng đồng giúp khách hàng công ty điện lực đầu tư vào điện mặt trời dễ dàng Các dự án yêu cầu chi phí trả trước mức thấp mà khơng gặp rắc rối lắp đặt lo ngại bảo trì Ví dụ: mái nhà khách hàng PUD khơng có đủ ánh sáng mặt trời khách hàng khơng có nhà, họ hỗ trợ lượng tái tạo không phát thải cacbon Lễ khởi công Lưới điện cực nhỏ Arlington Trung tâm công nghệ điện (Ảnh:st) Công tác san lấp đất diễn trước lắp đặt dàn pin Mặt trời Cộng đồng 500kW (Ảnh:st) KHCN Điện, số 5.2019 17 LƯỚI ĐIỆN THƠNG MINH tận hưởng lợi ích thông qua việc mua cổ phiếu điện mặt trời Đổi lại khoản đầu tư họ, khách hàng điện mặt trời cộng đồng nhận tín dụng hóa đơn khuyến khích từ bang Thái độ người dân với chương trình điện mặt trời cộng đồng tích cực Một nửa số điện mặt trời đăng ký mua ngày mắt, phần cịn lại vịng tháng Đã có 500 khách hàng tham gia, chưa kể danh sách chờ Những người tham gia điện mặt trời cộng đồng đến tham quan dàn pin mặt trời Trung tâm Công nghệ Năng lượng Sạch, nơi giới thiệu công nghệ lượng cho người dân, khu vực kinh doanh, nhà nghiên cứu, trường đại học, quan phủ nhiều đơn vị khác TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG Lưới điện siêu nhỏ Arlington tích trữ lượng theo hai cách: • Hệ thống tích trữ điện acqui Li-ion 1MW • Hệ thống V2G sử dụng hai trạm nạp điện Mitsubishi hai xe Nissan LEAF để tích trữ điện tạo từ dàn pin mặt trời Cả hai hệ thống tích trữ lượng mở rộng công việc PUD Kiến trúc Tích trữ Năng lượng dạng Mơ đun (MESA) MESA tiêu chuẩn mở tích trữ lượng, tập trung vào kết nối với vật lý, điện truyền thông thành phần hệ thống tích trữ lượng PUD dự đốn MESA giúp giảm độ phức tạp hệ thống tích trữ lượng, mở khả tương thích nhiều thành phần hệ thống giảm đáng kể chi phí kỹ thuật khơng tuần hồn PUD có hai hệ thống tích trữ acqui phù hợp với tiêu chuẩn MESA: Hệ thống tích trữ lượng acqui Li-ion (2MW, 1MWh) Trung tâm Công nghệ Năng lượng Công tơ thông minh Công tơ thông minh Phân phối điện 12kV Phân phối điện 480V Tủ khống chế xe điện lên lưới điện Văn phòng địa phương hạt North Trung tâm Dữ liệu hạt North Bộ nghịch lưu ĐMT với khả hỗ trợ lưới điện Xe điện V2G Bộ nghịch lưu tương tác công ty điện lực Lưới điện siêu nhỏ Máy cắt với khống chế rơle Lưới điện công ty điện lực PCC (Điểm Thiết bị kết nối nối lưới chung) điện Lưới điện Hệ thống PV Tích trữ lượng Máy phát điện 500kW AC 1MW/1MWh Lithium Ion khẩn cấp 350kW Sơ đồ thành phần Lưới điện siêu nhỏ Arlington (Ảnh:st) 18 hệ thống lưu lượng oxi hóa khử vanađi (2,2MW, 8MWh) Đây hệ thống độc lập đặt trạm biến áp Hiện tại, chúng sử dụng cho chức hỗ trợ lưới điện, chẳng hạn san phụ tải đỉnh mua bán lượng hưởng chênh lệch giá Cả hai dự án Quỹ Năng lượng Sạch Bộ Thương mại bang Washington tài trợ phần Những dự án giúp PUD Bộ thương mại hiểu thách thức kỹ thuật kinh tế liên quan đến tích trữ lượng Ngồi ra, với quan tâm ngày tăng xe điện cơng cộng, lưới điện siêu nhỏ đóng vai trị phịng thí nghiệm thử nghiệm công nghệ V2G làm thay đổi cục diện Trạm nạp điện V2G nạp điện cho xe điện cho phép đưa điện tích trữ xe trở lại lưới điện để tái sử dụng thời gian điện Ví dụ, Nissan LEAF cung cấp 40kWh đến 60kWh lên lưới điện từ acqui Li-ion xe thời gian điện vào ban đêm Acqui nạp điện trở lại từ dàn pin điện mặt trời vào ban ngày, tác động đến tuổi thọ acqui mức tối thiểu Dự án lưới điện siêu nhỏ PUD nghiên cứu tính khả thi việc sử dụng cơng nghệ V2G xe điện công cộng để hỗ trợ lưới điện Các hệ thống tích trữ lượng acqui kết nối với lưới điện siêu nhỏ thơng qua Thiết bị Tối ưu hóa Tài ngun Năng lượng Phân tán Doosan Grid-Tech (DERO), cho phép huy động acqui để hỗ trợ lưới điện thực dịch vụ phụ trợ, ổn định công suất điện mặt trời san phụ tải đỉnh, không sử dụng máy phát khẩn cấp PUD sử dụng DERO hai dự án tích trữ lượng acqui để giảm thiểu GIẢI PHÁP TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG HỘ SINH HOẠT DELTA ONE-BOX Dàn pin Mặt trời Cộng đồng 500kW (Ảnh:st) cân lượng, thay đổi theo thời gian thực dự báo phụ tải dự báo phát điện gió, mua bán lượng để hưởng chênh lệch giá Chi phí acqui giảm nhanh sáu năm qua Chi phí liên quan đến tích trữ điện acqui giảm 70% vào thời điểm năm 2019, mức từ 200 đến 250 USD/kWh cho thân acqui, không bao gồm hệ thống chuyển đổi điện hệ thống quản lý acqui BÀI HỌC Dự án Lưới điện siêu nhỏ Arlington PUD lưới điện siêu nhỏ quy mô công ty điện lực vùng Tây Bắc nước Mỹ Các dự án cho phép công ty điện lực khu vực hiểu rõ nhiều lợi ích việc kết hợp hệ thống phát điện họ với lượng tái tạo lưới điện siêu nhỏ PUD cộng tác với Đại học bang Washington việc nghiên cứu phân tích thách thức kinh tế kỹ thuật việc xây dựng hệ thống lưới điện siêu nhỏ, tích trữ lượng hệ thống điện mặt trời khu vực Tây Bắc Thái Bình Dương Dự kiến lưới điện siêu nhỏ Arlington hoàn thành xây dựng, vận hành vào năm 2020 bắt đầu thử nghiệm vào năm 2021 Hiện tại, cơng nghệ cịn tương đối đắt tiền Nhưng chi phí thiết bị kỹ thuật giảm, sở quan trọng sân bay, bệnh viện, trạm cứu hỏa quan phủ phải dựa vào điện mặt trời, điện gió tích trữ điện acqui thay nhiên liệu hóa thạch điều hoàn toàn hợp lý Chẳng hạn, bên đường từ dự án lưới điện siêu nhỏ PUD Sân bay thị trấn nhỏ Arlington Cơng trình phục vụ trung tâm vận chuyển quan trọng sau hậu trận động đất kinh hoàng Liệu ngày sân bay có nên xây dựng lưới điện siêu nhỏ cho riêng để trì hoạt động thảm họa mà khơng cần dự phịng nhiên liệu hóa thạch? Điều bắt buộc công ty điện lực khu vực quan tương tự khác phải bắt đầu trả lời giải vấn đề quan trọng Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “T&D World”, số 9/2019 Hệ thống tích trữ lượng One-Box (Ảnh:st) One-Box, giải pháp tích trữ lượng tất một, kết hợp điện mặt trời acqui tích trữ điện để tự cấp điện cho ngơi nhà bạn lúc Giải pháp tích trữ dân cư One-Box Cơng ty Delta tích trữ điện mặt trời dư thừa sẵn sàng cung cấp sau bạn cần Thơng qua ứng dụng di động Delta (trên tảng iOS/Android), khách hàng hiển thị đầy đủ thơng tin tích trữ lượng, tự cung cấp lượng Hệ thống tích trữ phát điện lưới, ngắt kết nối khỏi lưới điện tự động khôi phục nguồn điện cho nhà bạn vài giây Ngoài ra, hệ thống tạo thành lưới điện độc lập để sử dụng phát điện PV thời gian điện lưới ban ngày Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Solar Power World”, số 3/2019 KHCN Điện, số 5.2019 19 THỬ NGHIỆM ĐIỆN ĐÁNH GIÁ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT HẠ ÁP THỬ NGHIỆM VÀ KIỂM TRA THƯỜNG XUYÊN Các thử nghiệm riêng lẻ đánh giá thường xuyên để kiểm tra độ an toàn thiết yếu khối lắp ráp LV (hạ áp) bị ảnh hưởng rủi ro trình lắp lỗi xảy chế tạo Nếu khối lắp ráp vận chuyển dạng phận tháo rời ưu tiên thực thử nghiệm sau lắp ráp lại trường Kiểm tra cách điện Kiểm tra thực cách sử dụng thử nghiệm điện môi cách đo điện trở cách điện 1.1 Đo điện trở cách điện Đo điện trở cách điện megơmet (dùng nguồn bên ngồi với nguồn độc lập) điện áp tối thiểu 500VDC Thiết bị đóng cắt LV cần thử nghiệm phải ngắt nguồn không kết nối với thiết bị thu tất thiết bị ngắt mạch phải vị trí I (Đóng) Các thiết bị (cuộn dây đo, dụng cụ đo) không chịu điện áp thử nghiệm phải có đầu nối nguồn nối tắt Khối lắp ráp thử nghiệm Vỏ bảo vệ Megômet Đầu nối đất bảo vệ thiết bị Hình Nguyên tắc đo cách điện (Ảnh:st) 20 Giữa mạch chúng khơng kết nối điện (ví dụ: mạch điều khiển riêng rẽ mạch SELV (điện áp cực thấp an tồn) mạch điện chính) Giữa mạch bảo vệ phần dẫn điện hở khối lắp ráp lớp ii Giữa phần kéo tách rời dùng cho chức cách ly Khối lắp ráp thử nghiệm HV Nguồn HV Uthử nghiệm Trạm thử nghiệm độ bền điện môi Vỏ bảo vệ Đầu nối đất bảo vệ thiết bị Hình Nguyên tắc thử nghiệm điện môi (Ảnh:st) Trên thực tế, cần sử dụng điện trở tối thiểu 0,5 MΩ khối lắp ráp 230/400V điện trở tối thiểu 1MΩ khối lắp ráp có điện áp cao mức Các điều kiện đo ảnh hưởng đến kết thu Các phép đo không nên thực nhiệt độ thấp điểm sương (nước ngưng tụ làm ướt bề mặt) 1.2 Thử nghiệm điện môi Nếu chưa đo điện trở cách điện, thử nghiệm điện môi phải thực theo dẫn quy định kỹ thuật liên quan tới khối lắp ráp Thử nghiệm tần số công nghiệp giá trị cách điện cho Ui Thử nghiệm điện áp xung (sóng 1,2/50µs) điều kiện giá trị Uimp cho áp dụng cho hai loại thử nghiệm Khối lắp ráp thử nghiệm phải ngắt nguồn khơng có thiết bị thu kết nối Điện áp thử nghiệm phải đặt theo trình tự sau: Giữa cực mạch điện (công suất, điều khiển, phụ trợ) phần dẫn điện hở khối lắp ráp Giữa cực mạch cực khác (giữa pha pha trung tính) Kiểm tra tính liên tục mạch bảo vệ 2.1 Điều kiện thử nghiệm Phép đo thực với dòng điện DC AC Điện áp thử nghiệm nằm khoảng từ V đến 24 V Một cực nguồn điện thử nghiệm phải kết nối với đầu nối dây dẫn bảo vệ cực cịn lại (khóa thử kẹp thử) phải kết nối với phần tử khác 2.2 Đo điện trở tính liên tục Khuyến cáo áp dụng giá trị tiêu chuẩn sau: • Dịng điện thử nghiệm: 25 A • Thời gian đặt: phút • Điện trở tối đa: 50 MΩ 2.3 Kiểm tra tính liên tục tín hiệu máy thử nghiệm Thủ tục khơng chuẩn hóa Nó đơn giản sử dụng để kiểm tra có liên tục, khơng giả định giá trị Nếu áp dụng, phải kèm với kiểm tra tăng cường mắt kết nối phần tử mạch bảo vệ Kỹ thuật thử nghiệm cao áp đòi hỏi biện pháp dự phịng an tồn (đánh dấu khu vực thử nghiệm, đeo găng tay cách điện, nhân viên có trình độ), biện pháp dự phịng liên quan đến thử nghiệm đó: Biện pháp dự phịng an tồn # - Tránh chuyển mạch áp cách bắt đầu thử nghiệm 0V trở 0V trước ngắt điện áp cao Biện pháp dự phịng an tồn # – Khoảng thời gian thử nghiệm nghiệm thu riêng lẻ theo Tiêu chuẩn IEC 61439-1 phải giới hạn có chủ ý (1 giây) để tránh hư hại gây tổn hại đến việc sử dụng sau Kiểm tra cuối khối lắp ráp (kiểm tra mắt) Hoạt động bao gồm kiểm tra mắt phải thực hiện: Kiểm tra phận khí: hoạt động hệ thống khóa, kéo hệ thống ra, mô men xoắn, v.v Kiểm tra việc dây: đầu vào cáp, xiết chặt đầu nối, ghi nhãn, v.v Thông tin khối lắp ráp: nhãn máy, v.v Thông tin kỹ thuật cung cấp Tuân thủ mức độ bảo vệ Kiểm tra khoảng cách lắp Thử nghiệm thao tác điện Các phương tiện cần thiết cho vận tải nâng chuyển (nếu cần) Kiểm tra cuối đảm bảo an tồn cho thiết bị đóng cắt LV theo thông lệ chuyên môn tốt 3.1 Dây dẫn dây Các hạng mục sau phải kiểm tra: Tuân thủ sơ đồ dây Mặt cắt dây dẫn Ghi nhãn/đánh dấu mạch điện (công suất, điều khiển, liệu) Nhận diện dây dẫn (màu sắc, mã chữsố) Ghi nhãn cực Nhận diện mạch tải (cáp ra) Bảo trì dây dẫn Khoảng cách tới cạnh sắc (cạnh kim loại) Xử lý dây dẫn không bảo vệ chống ngắn mạch (mạch ổn định, phép đo) 10 Các mạch liên kết mềm dẻo, khoảng hở dây dẫn phận tháo (ngăn kéo, cửa) 11 Lối dây dẫn vào qua vỏ thiết bị (vịng đệm, bảo vệ học, khơng có ứng suất) 12 Bố trí (khoảng cách giá đỡ, đầu nối bắt bu lông) 3.2 Kiểm tra phụ kiện dây Kiểm tra mục sau đây: Các thiết bị tuân thủ kiểu định (thông số danh định, loại, công suất ngắt mạch, đường cong vận hành) KHCN Điện, số 5.2019 21 THỬ NGHIỆM ĐIỆN Hình Vỏ khối lắp ráp LV phải đảm bảo tính liên tục phận dẫn điện hở (Ảnh:st) Đạt công suất ngắt mạch cách kết hợp thiết bị (nếu cần) Phân biệt mạch định Nhãn máy ghi nhãn Định vị kết nối (xiết chặt, phân cách, nắp che đầu nối) Kẹp đầu cốt 3.3 Các biện pháp bảo vệ chống điện giật Các khối lắp ráp phân phối vỏ bọc khỏi điện giật bảo vệ vỏ kim loại vỏ vật liệu cách điện (tủ điện bảng điện) Ngoài ra, khối lắp ráp phải có dây dẫn bảo vệ để dễ dàng tự động ngắt nguồn điện xảy chạm chập bên khối lắp ráp mạch cấp điện thông qua khối lắp ráp Dây dẫn bảo vệ phải có khả chịu ứng suất ngắn mạch xảy lắp đặt khối lắp ráp Tất phận dẫn kim loại khối lắp ráp phải kết nối với với dây dẫn bảo vệ 3.4 Kiểm tra khe hở Phải kiểm tra hạng mục sau đây: Khoảng cách mối nối thiết bị (đầu cốt, đầu nối để lắp đầu cốt, v.v.) đến phận dẫn điện hở liền kề (khung tủ, che) Mối nối bắt bu lông mối nối dẫn: khoảng cách dẫn với phần dẫn điện hở 22 3.5 Kiểm tra khoảng cách lắp Không giống khe hở xác định theo thiết kế thiết bị, khoảng cách lắp xác định biện pháp dự phòng thực giai đoạn lắp đặt (các bu lông cái, giá đỡ theo yêu cầu, vị trí đầu cốt, v.v.) Các khoảng cách tối thiểu sau phải tuân thủ khối lắp ráp 400V: • 10mm phận mang điện không bảo vệ có cực tính khác • 20mm phận mang điện không bảo vệ phận dẫn điện hở (khung tủ, vỏ tủ điện) 3.6 Thử nghiệm thao tác điện Nếu yêu cầu phức tạp khối lắp ráp, thử nghiệm thao tác cần thiết Địa điểm (trong xưởng trường) phải xác định theo thỏa thuận bên, điều kiện thử nghiệm: Các mạch cần thử nghiệm Số điểm kết nối Các vị trí khóa Trình tự lệnh Đo dịng điện Cân pha Thử nghiệm thiết bị dòng điện dư (RCD) Thiết bị đo 3.7 Thử nghiệm phần khí Phải kiểm tra hoạt động xác cấu điều khiển khí, khóa liên động cấu khóa, kể cấu liên quan đến phận tháo Các hạng mục phải kiểm tra cách: Khóa giữ cố định Thao tác đóng cửa Có đầy đủ chìa khóa Phối hợp khóa cửa phịng Các cấu rút cắm vào An tồn khí nghịch lưu Các cấu nâng cẩu (vịng treo, giá đỡ) Mơ men xiết 3.8 Kiểm tra mức độ bảo vệ Mức độ bảo vệ khối lắp ráp LV xác định khả bảo vệ người khỏi tiếp xúc trực tiếp với phận mang điện ngăn không để vật thể rắn chất lỏng lọt vào Khả quy định mã IP phù hợp với thử nghiệm mô tả Tiêu chuẩn IEC 60529 Các mục sau phải thực kiểm tra để xác nhận cấp bảo vệ cho: Duy trì mức độ bảo vệ lối vào cáp Các mạch liên kết mơđun lắp ráp Chèn kín cửa, chắn, lỗ hở Ngăn bụi phù hợp với môi trường xung quanh Bảo vệ thiết bị thông gió làm mát Mức độ tiếp cận phận mang điện bên 3.9 Kiểm tra nhãn máy/ghi nhãn thơng tin Kiểm tra nhãn máy nhìn thấy thơng tin: Tên nhà chế tạo khối lắp ráp (hoặc nhãn hiệu nhà chế tạo) Tên loại khối lắp ráp thông tin cung cấp chi tiết kỹ thuật tương ứng 3.10 Kiểm tra thông tin tài liệu kỹ thuật Các thông tin sau phải ghi nhãn máy tài liệu kỹ thuật Ghi rõ tiêu chuẩn áp dụng IEC 61439-1 Loại dòng điện tần số Điện áp cách điện danh định (Ui) điện áp làm việc danh định (Ue) chúng khác Điện áp chịu thử xung danh định (Uimp) chúng định Hình Khoảng cách qua khơng khí (Ảnh:st) Hình Các điểm kết nối mạch liên kết đẳng ghi nhãn ký hiệu (đất) (Ảnh: st) Điện áp mạch phụ cần thiết Giới hạn hoạt động Hình Các pha phải ghi nhãn tối thiểu N, L1, L2, L 3, đầu điểm kết nối (Ảnh: st) Dòng điện danh định (tính ampe) mạch Điện trở dòng điện ngắn mạch Cấp bảo vệ IP 10 Các đơn vị đo lớp i lớp ii để bảo vệ người 11 Kết nối phận chức (cố định, với đầu nối phía trước, với đầu nối phía sau, rút ra, cắm vào) 12 Hình thức ngăn cách bên 13 Các điều kiện hoạt động khác với điều kiện thông thường (khí ăn mịn, nhiệt đới, bụi bặm) 14 Loại hệ thống nối đất trung tính 15 Kích thước (chiều cao x chiều rộng x chiều sâu) 16 Các phận dẫn điện để hở Biên dịch: Chu Hải Yến Theo “EEP”, số tháng 5/2019 KHCN Điện, số 5.2019 23 SỬA CHỮA BẢO DƯỠNG Ngành điện sử dụng phương pháp khác để kiểm tra máy biến áp cách an toàn Ngày nay, máy biến áp có khắp nơi, cung cấp điện áp khác cho nhà doanh nghiệp Khi máy biến áp bị hỏng môi trường thương mại cơng nghiệp, cố gây gián đoạn phần đáng kể hoạt động sở BẢO TRÌ MÁY BIẾN ÁP Tần suất tối ưu kỹ thuật kiểm tra khác tùy thuộc vào mức độ quan trọng tài sản Theo phương pháp Phân tích kiểu ảnh hưởng cố nhóm chức chéo, sở cần cố gắng phân loại tài sản họ dựa chi phí thay thế, thời gian chờ có thiết bị thay thế, chi phí sửa chữa trung bình, thời gian sửa chữa trung bình (MTTR), tác động tiềm ẩn cố an toàn, tác động tiềm ẩn cố môi trường chi phí thời gian chết tài sản Khi đánh giá mức độ quan trọng tài sản sở hạ tầng mình, doanh nghiệp thương mại công nghiệp thường xếp hạng cao máy biến áp có cơng suất danh định từ 500kVA trở lên bảng thứ tự ưu tiên rủi ro Với chi phí thay cao, máy biến áp đóng vai trị quang trọng việc tăng độ tin cậy hệ thống phân phối điện Mặc dù hệ thống phân phối điện thiết kế có độ dư thừa, chẳng hạn cấu hình lưới-nốilưới (Main-Tie-Main) với máy biến áp chịu tải 50% công suất ghi nhãn máy, giảm nhẹ tác động cố, điều phải cân nhắc Năng lượng tỏa từ cố điện lớn, khiến cho số chế độ cố mối nguy tiềm ẩn người vận hành Sẽ tốt nhiều tìm phương cách để phát rắc rối ngăn chặn hỏng hóc từ đầu ngồi chờ cố xảy khắc phục Một máy biến áp hỏng hồn tồn dễ dàng tiêu tốn thêm tới hàng chục ngàn USD chi phí sửa chữa thời gian chết Nhiều loại cơng nghệ bảo trì dựa tình trạng (CBM) sử dụng để nắm bắt dấu hiệu cảnh báo sớm cố máy biến áp Kiểm tra tia hồng ngoại phát mối nối lỏng cáp Các động vật gây hại động vật ăn thịt chúng bị hấp dẫn không gian ấm áp, khô bên máy biến áp (Ảnh:st) 24 Bảng đưa khuyến cáo chung tần suất kiểm tra công nghệ CBM khác dựa mức độ quan trọng tài sản máy biến áp bị rão chu kỳ nhiệt Siêu âm tiếp xúc (còn gọi siêu âm truyền theo kết cấu) phát cuộn dây máy biến áp bị lỏng vấn đề học khác Siêu âm khơng khí phát phóng điện hồ quang phóng điện bề mặt, tất phát tín hiệu tần số cao phổ siêu âm 20 kHz Camera tia cực tím (UV) sử dụng để xác nhận vị trí xác kiện phóng điện vầng quang Kiểm tra mắt phát chất gây nhiễm khơng khí, tượng nước xâm nhập động vật gây hại chui vào máy Đối với máy biến áp dầu, phân tích dầu định kỳ phát xuống cấp giấy, dầu, tượng rò rỉ dầu độ axit mức (chọc thủng cách điện) Phân tích khí hịa tan dầu phát thêm dấu hiệu cố nhiệt hoạt động phóng điện cục bên buồng máy biến áp Cuối cùng, phát điện áp đất thoáng qua (TEV), dạng khác kiện phóng điện cục bộ, phát khiếm khuyết ẩn bên thành phần cách điện máy biến áp Hầu hết kỹ thuật CBM yêu cầu thiết bị phải đóng điện hoạt động điều kiện phụ tải bình thường để cung cấp liệu định lượng hữu ích Tất nhiên, điều gây số lo ngại an tồn phải tính đến, đặc biệt xem xét kỹ lưỡng hướng dẫn có Tiêu chuẩn NFPA 70E phiên năm 2018 Nếu trình kiểm tra yêu cầu mở cửa sổ nắp máy biến áp, có rủi ro cao phóng điện hồ quang điện giật nhân viên liên quan Ngồi việc có đủ điều kiện chun mơn, cơng nhân cịn phải trang bị (mặc, đeo, đội) mức độ thích hợp trang thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE) phù hợp với lượng cố phóng điện hồ quang truyền tới Tại máy biến áp, rủi ro phóng điện hồ quang đáng kể rào cản để thực nhiệm vụ kiểm tra thu thập liệu nói chung Các giải pháp thực tế có sẵn tất loại kiểm tra này, thay phương pháp thu thập liệu an tồn thơng qua phương pháp “an toàn nhờ thiết kế” sử dụng Thiết bị an tồn bảo trì điện (EMSD) Nhất thiết phải thu thập liệu theo dõi xu hướng thời gian Đối với nhiều tham số đo này, đường sở đặt hoạt động “bình thường” sau máy biến áp vào hoạt động Chỉ đánh giá sức khỏe tài sản cách thu thập liệu đặn theo định kỳ so sánh xu hướng dài hạn Đối với bảo trì máy biến áp, tham số thu thập cho loại kiểm tra sau: Các giải pháp kiểm tra bảo trì lắp đặt cho hầu hết máy biến áp cho phép người dùng thực kiểm tra mắt, tia hồng ngoại tia cực tím thơng qua thiết bị Các cổng lấy mẫu dầu đưa bên ngồi khoang cáp máy biến áp Một số nhà cung cấp chào bán dụng cụ trang bị thêm cho phép lấy mẫu an toàn, đồng thời cung cấp (tự chọn) đồng hồ đo áp suất bên chèn nitơ để giảm bớt độ chân không Tất nhiên, siêu âm tiếp xúc phát PD (TEV) thực bề mặt bên vỏ thiết bị tình trạng bọc kín thường khơng u cầu sử dụng Thiết bị an tồn bảo trì điện (EMSD) loại cơng tác kiểm tra Qt hồng ngoại áp dụng cho tất tài sản điện, kể trung tâm điều khiển động cơ, nói chung yêu cầu sử dụng trang thiết bị bảo vệ cá nhân (PPE) đủ kiểu thực “khơng có nắp bảo vệ” (Ảnh:st) BẢNG TẦN SUẤT KIỂM TRA KHUYẾN CÁO THEO MỨC ĐỘ QUAN TRỌNG CỦA TÀI SẢN VÀ CÔNG NGHỆ Mức độ quan trọng máy biến áp Camera hồng ngoại Kiểm tra mắt Siêu âm khơng khí Siêu âm kết cấu Phóng điện cục TEV Lấy mẫu dầu Then chốt Hàng tháng Hàng tháng Hàng quí Hàng quí Hàng quí tháng lần Quan trọng Hàng quí Hàng quí tháng lần thángmột lần Nửa năm Hàng năm Hỗ trợ Hàng năm Hàng năm Hàng năm Hàng năm Hàng năm Hai năm lần KHCN Điện, số 5.2019 25 AN TOÀN ĐIỆN CHỤP ẢNH HỒNG NGOẠI • Nhiệt độ mối nối riêng biệt • Nhiệt độ mối nối kẹp (đầu cốt) • Nhiệt độ kết nối bắt ren • Quét nhiệt độ thùng dầu (đối với điểm nóng lạnh thể vấn đề xảy ra) • Chênh lệch nhiệt độ thùng dầu điều chỉnh điện áp tải so với thùng dầu QUAN SÁT BẰNG MẮT • Bụi xâm nhập, nước xâm nhập, động vật có hại chui vào • Vết ố nước từ nước đọng trước Phương pháp lấy mẫu dầu an toàn trang bị thêm cho máy biến áp có sẵn cho phép lấy mẫu dầu máy mang điện Hộp lấy mẫu có khóa nhằm ngăn chặn việc tiếp cận khơng phép (Ảnh:st) Với cửa sổ kiểm tra bảo trì đê kiểm tra mắt, tia hồng ngoại, tia cực tím siêu âm lắp đặt tủ đóng cắt trung áp, khơng cần trang bị PPE đặc biệt để sử dụng EMSD (Ảnh:st) 26 • Ăn mịn • Dấu hiệu nhìn thấy phóng điện cục (nếu phát kỹ thuật CBM khác) • Hoạt động quạt • Rị rỉ dầu • Sứ xuyên bị bẩn SIÊU ÂM TRUYỀN QUA KẾT CẤU • Giá trị decibel điểm kiểm tra xác định • Phân tích dạng sóng để xác định kiểu lỗi DỰ ÁN ỔN ĐỊNH ĐẬP BAGNELL TEV (PHĨNG ĐIỆN CỤC BỘ) • Giá trị decibel điểm kiểm tra xác định trước • Đường cong phóng điện cục xác định theo pha (phân tích so sánh để xác định xu hướng) LẤY MẪU DẦU • Áp suất dầu (đọc đồng hồ áp lực) • Nhiệt độ dầu (đọc nhiệt kế) • Chất lượng dầu (độ axit, hàm lượng ẩm, thuộc tính điện mơi) mức khí hịa tan (ppm) bao gồm khí khí quyển, oxide carbon, hydrocarbon hydro Tóm lại, việc sử dụng EMSD Cửa sổ kiểm tra bảo trì cổng lấy mẫu dầu bên ngồi máy biến áp loại bỏ nguy hiểm thực nhiệm vụ thu thập liệu CBM loại bỏ cần thiết phải làm việc thiết bị mang điện với chắn để mở Một rủi ro loại trừ, việc kiểm tra trở nên khả thi với kỹ thuật viên không yêu cầu PPE chịu phóng điện hồ quang cồng kềnh - có nghĩa việc thu thập liệu thực hiệu nhiều Với tần suất kiểm tra tăng cao, vấn đề tiềm ẩn dẫn đến cố bất ngờ máy biến áp phát sớm bắt đầu can thiệp phịng ngừa Điều không đảm bảo tuân thủ hướng dẫn Tiêu chuẩn NFPA 70E, mà cịn đảm bảo tính kinh tế việc theo dõi bảo vệ tài sản máy biến áp quan trọng Kinh nghiệm bảo vệ máy biến áp cầu chì không đủ để ngăn ngừa hỏa hoạn trường hợp ngắn mạch Điều quan trọng ngăn chặn nguyên nhân gây ngắn mạch cách phát dấu hiệu cảnh báo sớm kỹ thuật CBM Biên dịch: Thanh Hải Theo “T&D”, số tháng 8/2019 Thủy điện nguồn lượng tái tạo khai thác sớm nhất, nhiều đập lão hóa cần bảo trì định kỳ Một dự án ổn định đập bổ sung thêm neo căng sau có sức tải lớn bê tơng cải thiện Thủy điện Bagnell, đưa nhà máy lên vị nguồn điện an toàn tin cậy cho tương lai Thủy điện cung cấp lượng tái tạo linh hoạt, chi phí thấp, phát thải 100 năm nay, lợi ích thủy điện không dừng lại việc cung cấp điện Nhiều cơng trình thủy điện giúp kiểm sốt lũ, tưới nước ruộng đồng, cấp nước sinh hoạt, phục vụ vui chơi giải trí, v.v Tuy nhiên, thủy điện phải đối mặt với số thách thức Tháng năm 2019, Hiệp hội Thủy điện Quốc gia (NHA, Mỹ) đăng cai tổ chức Tuần lễ Thủy điện Washington, D.C (Mỹ) Tại kiện này, Linda Ciocci, Chủ tịch Giám đốc Điều hành NHA ám ngành công nghiệp thủy điện phải “vật lộn để đứng vững chuyển giao lượng diễn ra, dường có lợi cho điện gió điện mặt trời so với dạng nguồn điện khác” Bà Ciocci nói ngành cơng nghiệp thủy điện cần phải “nỗ lực nữa” để ứng phó với xuống giá tài nguyên thủy điện chèn ép tài mà bên liên quan phải chịu nhiều kỳ vọng đặt cho nhà máy Thủy điện có từ lâu có nghĩa nhiều cơng trình trở nên già cỗi Nâng cấp nhiều tập trung vào công nghệ Một báo cáo Hiệp hội Thủy điện Quốc tế xuất dành chương cho đại hóa Báo cáo viết “Một tỉ lệ ngày lớn đội ngũ cơng trình thủy điện chuyển sang hệ thống q trình số hóa” Mặc dù báo cáo gợi ý công nghệ thay đổi cách dự án thủy điện thiết kế, vận hành, bảo trì, khơng đề cập tới hạn chế kết cấu mà nhà máy cũ nhiều phải đối mặt THỦY ĐIỆN BAGNELL: PHÉP MẦU CỦA THỜI KỲ SUY THOÁI Thủy điện Bagnell sông Osage thuộc bang Missouri (Mỹ) ví dụ thích đáng Thủy điện KHCN Điện, số 5.2019 27 AN TỒN ĐIỆN khởi cơng xây dựng tháng năm 1929 hoàn thành tháng năm 1931, với tổng chi phí 30 triệu USD, thuộc sở hữu Công ty điện lực Ameren Missouri Hồ Ozarks có diện tích 54.000 acre (khoảng 216km2) đập tạo Vị trí đập chọn nhiều lý do, phải kể đến có mặt mũi nhọn phía Nam vùng đất ngập đối diện trực tiếp với dải đất dựng đứng phía Bắc Hai yếu tố kết hợp khiến cho thung lũng vùng ngập nước hẹp lại khoảng 800m, tức hẹp chiều rộng trung bình vùng ngập nước Ngồi ra, tầng đá điểm tương đối gần bề mặt, thấp khoảng 6m so với độ cao trung bình vùng ngập nước Đập Bagnell đập bê tơng trọng lực, có nghĩa trọng lượng kết cấu sử dụng để chống lại lực đẩy theo chiều ngang nước hồ chứa Mặt cắt ngang điển hình đập giống tam giác vng Đáy neo vào tầng đá bên dưới, vách thẳng đứng áp vào hồ chứa bờ dốc ngả phía hạ lưu Đập dài 776m, gồm ba đoạn Đoạn mố đập – 461m tường vững tầng đá lên tới độ cao mặt đường, tạo nên đầu Bắc Nam đập có đáy rộng 28,4m Phần tràn 158,6m tạo nên phần đập Tràn bao gồm kênh dẫn nước bịt kín đáy 12 cửa tràn bên Đế phần tràn rộng so với phần cịn lại đập - 40m Cơng trình đầu mối tức phần nhà máy điện - 156m xây dựng tầng đáy nguyên thủy sông Osage Nhà máy gồm có tuabin tổ máy điện tự dùng nhỏ NÂNG CAO ĐỘ AN TOÀN ĐẬP Năm 2017, Ameren Missouri đầu tư vào kế hoạch nâng cao an toàn cho Đập Bagnell Ameren Missouri ký hợp đồng với MC Industrial (công ty McCarthy Holdings) hoàn thành dự án ổn định trị giá 53 triệu USD 18 tháng, bao gồm lắp đặt loạt neo phủ bê tông phía hạ lưu đập để nâng cao an toàn, hiệu quả, độ tin cậy chung Đây cơng trình nâng cấp kết cấu lớn cho đập 30 năm Công việc bao gồm ba phần: Lắp đặt 67 neo căng sau giúp giữ đập vào tầng đá bên dưới; đổ thêm 66 triệu pound (30 nghìn tấn) bê tông để tăng khối lượng đập; phủ lớp bê tông thay lớp bêtông hỏng nứt nẻ Dự án ổn định Đập Bagnell nâng sức đỡ tổng đập lên 90.000 Ngoài việc lắp đặt thêm neo mới, lớp phủ bê tông lên mặt phía hạ lưu đập giúp đạt thành tựu (Ảnh:st) 28 đoạn phía Đơng Tây Loại công việc coi thực hành tốt thực nhiều đập khắp nơi giới Tuy nhiên, phạm vi cơng việc địi hỏi trình độ chun mơn cao thi cơng cơng trình xây dựng hạng nặng cải tạo đập lớn nhằm đảm bảo kết an toàn chất lượng cao Ban huy dự án huy động vào tháng năm 2017 công trình khởi cơng vào tháng sau Trong số thành tựu đáng kể đạt phải kể đến: Đổ 17.000 yard khối (13.000m3) bê tông; bổ sung 67 neo căng sau, neo có sức tải triệu pound (900 tấn); lắp đặt 198 mạch tiêu nước móng đập; bóc lớp bê tơng bề mặt dày inch (7,6cm) cách phun nước áp lực 30.000 psi (2.100 ata) diện tích 55.000 foot2 (4950m2) Tóm lại, sức đỡ tổng đập tăng lên 200 triệu pound (90.000 tấn) Là tổng thầu dự án, MC Industrial chịu trách nhiệm quản lý hợp đồng, kiểm soát tổng thể dự án, lập kế hoạch đặt lịch thực dự án, quản lý an toàn, thương lượng với chủ đầu tư kỹ sư trưởng để đảm bảo lợi ích quan ngại họ giải cách Cơng ty tự thi công tất phần xây dựng bê tông dự án, bao gồm đào lấp, đặt ống ngầm, làm cốp pha, đặt lõi thép, đổ bê tông, phá then chịu cắt, xác định trường, trả lại trường LÀM VIỆC VỚI TINH THẦN ĐỒNG ĐỘI CAO Mike Hartwig, chủ nhiệm dự án MC Industrial nói với phóng viên tạp chí POWER: “Chúng ký hợp đồng đối tác với Công ty Brayman Construction lắp đặt neo căng sau có sức tải lớn, với Công ty Rampart Hydro Services phá lớp bề mặt phía hạ lưu đập có” Vào lúc cao điểm, lực lượng lao động cơng trường lên tới 80 người Hartwig nói: “Một số cơng việc dự án mang tính kỹ thuật cao, đòi hỏi Đặt cốp pha để phủ lớp bê tơng lên mặt phía hạ lưu đập (Ảnh:st) đào tạo chun mơn đặc biệt, ví dụ phá sức nước khoan neo Đối với vị trí này, vị trí đạo then chốt trường, nhân viên đào tạo MC Industrial đối tác Brayman Rampart điều tới Chúng làm việc với đối tác ngành địa phương để đảm bảo dự án có nhân viên người việc đáp ứng nhu cầu dự án.” Làm việc điều kiện đập tràn hoạt động gặp phải số thách thức Không gian hạ lưu hồ bên Sông Osage chật hẹp Tuy nhiên, ban huy dự án trì mơi trường an tồn khơng cho người lao động mà cho người xe cộ lưu thơng mặt đường MC Industrial hồn thành dự án mà khơng có trường hợp thương vong ghi nhận suốt 106.741 công thi công dự án, Hartwig nói Ban huy lên kế hoạch thực từ Tây sang Đông, đội nối tiếp thi công đập từ xuống dưới, giống hoạt động máy đánh chữ Đầu tiên phá thủy lực, phá kiểu bóc Sau đội neo, đội chèn lấp bê tông, cuối đội phủ bê tông Cũng phần lớn dự án phức tạp, ln có vấn đề làm gián đoạn việc thi công, tinh thần hợp tác đồng đội vượt qua thách thức với giải pháp sáng tạo Ví dụ, vấn đề ngồi dự kiến mà ban huy dự án gặp phải đổ bê tơng mặt đập phía hạ lưu Hartwig cho biết phần đập nghiêng góc 56o phải có cốp pha để đổ bê tơng Hình dạng dốc vào gây khoảng trống khơng khí nhỏ, gọi “da cóc”, kẹt bề mặt bê tông tháo cốp pha Lãnh đạo MC Industrial thử nhiều kỹ thuật đổ bê tông ghép không thành công Cuối họ tìm lớp lót cốp pha thấm nước Duoguard Formtex, chế tạo Hà Lan Lớp lót thấm nước phẳng cho phép nước khơng khí q trình đổ bê tơng, kết có lớp hồn thiện nhẵn nhụi, đồng Lớp lót tăng độ bền cho bê tơng dự kiến giảm KHCN Điện, số 5.2019 29 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT bớt tượng ăn mòn theo thời gian Một công cụ tiết kiệm thời gian khác sử dụng công tác thiết bị theo dõi MC Industrial tự thiết kế Thiết bị theo dõi sử dụng sở liệu chung để theo dõi tiến độ thi cơng Nó ghép với mơ hình 3D dự án cho phép sử dụng thông tin thời gian thực việc định Nó cung cấp ảnh chụp nhanh tiến độ thực với hình ảnh màu từ mơ hình Cơng cụ giúp ban huy hồn thành dự án sớm hai tháng so với lịch trình đề PIN EVAULT 18,5-KWH Bài viết: Bùi Văn Minh, Ảnh: Vũ Gia Hiếu TƯƠNG LAI ỔN ĐỊNH Một cải thiện quan trọng kết cấu lắp đặt neo căng sau có sức tải lớn Hartwig cho biết cần có neo để bổ sung cuối thay neo lắp đặt đập từ năm 1980 Các neo trước thiết kế để có tuổi thọ xấp xỉ 30 năm, thực tế khơng có cách để thử nghiệm nguyên vẹn neo có Các neo chịu ăn mịn thuộc loại khác Mỗi neo có tới 55 sợi bọc, với chiều dài khác nhau, tùy thuộc vào giao diện đập tầng đá nền, chiều dài trung bình 120 foot (36m) Thiết kế cáp cải tiến bao gồm đầu tăng ứng suất, cho phép kiểm tra neo để đảm bảo khả làm việc lâu dài Để bắt đầu trình lắp đặt neo, tiến hành khoan lỗ xuyên qua đập vào tầng đá tới độ sâu thiết kế Theo dõi ghi lại lượng nước thấm vào lỗ neo Sau phun bê tơng vào lỗ khoan sau vài ngày khoan lại bê tơng phun đủ cứng Sau ghi lại nước thấm lần Quy trình lặp lại tốc độ thấm nước giảm xuống tới mức quy định Sau lắp đặt vỏ bọc neo lượn sóng làm HDPE (ethylene tỷ trọng cao) neo lỗ khoan phun bê tơng để giữ ngun vị trí Sau bê tơng phun lưu hóa, dùng kích thủy lực căng neo khóa mức tải quy định Mỗi neo bổ sung thêm 900 lực đỡ đập Hartwig cho biết: “Với Đập Bagnell có từ thời Đại Suy thối, 30 năm không nâng cấp lớn kết cấu, công nghệ phương pháp xây dựng sáng tạo thiết kế để giữ liên tục độ bền độ bền lâu dấu mốc lịch sử này” Dự án thành công minh chứng quan trọng cách mà ngành công nghiệp sử dụng để trì vị thủy điện cách “nỗ lực nữa” Biên dịch: Khắc Minh Theo “Power”, tháng 9/2019 30 GIẢI PHÁP SỬA CHỮA XY LANH SERVOMOTOR TẠI GIẾNG TUABIN Hệ thống tích trữ lượng lithium sắt phốt phát 18,5kWh (Ảnh:st) Nhà sản xuất pin lithium Fortress Power (có trụ sở bên ngồi thành phố Philadelphia, Mỹ) tập trung vào việc giúp đơn vị lắp đặt lượng mặt trời sử dụng tích trữ lượng an toàn đáng tin cậy cho dự án Hệ thống tích trữ lượng lithium sắt phốt phát (LFP) 18,5 kWh dễ dàng tích hợp vào hệ thống lắp đặt PV Từ dự án hộ sinh hoạt nhỏ đến dự án thương mại nhỏ, Fortress giúp bạn có khả xếp song song 12 sử dụng theo dõi cục thông qua hình LCD thân thiện với người dùng Fortress Power để đọc chi tiết đầy đủ hệ thống tích trữ lượng Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “Solar Power World”, số 3/2019 LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu “Giải pháp thi công sửa chữa xy lanh servomotor giếng tuabin” nhóm tác giả Hồng Ngọc Minh Trần Ngọc Thanh Công ty Thủy điện Sơn La thực hiện, giúp giảm khối lượng biện pháp thi công, rút ngắn tiến độ, giảm nhân công thực công việc bảo dưỡng, sửa chữa xy lanh servomotor tổ máy điều kiện khơng thể vận chuyển ngồi Thực tế trường Nhà máy Thủy điện Sơn La Nhà máy Thủy điện Lai Châu, để đưa xy lanh servomotor tổ máy từ giếng tuabin ∇109m lên sàn máy phát ∇118m phải tháo rời xy lanh servomotor (nặng khoảng tấn) đưa qua hành lang cáp dài 30m Với kích thước hành lang nhỏ, vừa đủ cho xy lanh servomotor qua phải tháo dỡ tồn máng cáp tủ điện hành lang đưa xy lanh servomotor qua Việc phức tạp làm phát sinh thêm khối lượng công việc lớn liên quan đến việc bảo dưỡng sửa chữa xy lanh servomotor Nếu thực theo phương án dự kiến thời gian thực phải gần tháng với số nhân công 270 công (150 công bảo dưỡng sửa chữa xy lanh servomotor 120 công tháo dỡ, lắp đặt hệ thống tủ điện, cáp máng cáp) Nội dung giải pháp A MƠ TẢ GIẢI PHÁP Tình trạng kỹ thuật chưa áp dụng giải pháp Theo yêu cầu nhà chế tạo, cần phải dựng xy lanh servomotor phương thẳng đứng tháo lắp đầu kết nối xy lanh servomotor lắp với trục pít tơng ren M180x4, với trọng lượng 420kg lại lắp vặn ren lệch đầu để ngang để xoay đầu kết nối nặng, vị trí ren chịu tác động trọng lượng momen uốn đầu kết nối nên gây kẹt, cháy ren Xem sơ đồ bước tiến hành tháo xy lanh servomotor theo phương thẳng đứng Với yêu cầu để tháo xy lanh servomotor phải đưa xy lanh servomotor lên sàn gian máy ∇118m tiến hành cơng việc không gian giếng tuabin không đủ để thực a/ Những điểm khác biệt giải pháp so với giải pháp cũ Giải pháp nhà chế tạo đưa ra: Lật đứng xy lanh servomotor, tháo từ đầu kết nối đến mặt bích làm kín đầu xy lanh rút trục pít tơng khỏi vỏ xy lanh để tiến hành thay gioăng, phớt Giải pháp mới: Để nguyên xy lanh servomotor vị trí với phương nằm ngang, sử dụng dầm treo để giữ tháo cụm gồm đầu kết nối, trục pít tơng mặt bích làm kín đầu xy lanh khỏi vỏ xy lanh Sau tháo bu lơng M184x4 phía đầu pít tơng để tháo pít tơng khỏi trục pít tơng Tiếp tháo mặt bích đầu xy lanh khỏi trục pít tơng tiến hành thay gioăng, phớt b/ Mô tả chi tiết chất giải pháp Phương án thi công bảo dưỡng sửa chữa xy lanh servomotor giếng tuabin thực theo bước cụ thể sau: - Tháo dầu đoạn đường ống cấp dầu (đường dầu đóng đường dầu mở) cho xy lanh servomotor - Tháo tay biên kết nối xy lanh servomotor với vành điều khiển - Lắp đặt dầm thép I 200, dài 2,5m dầm phía giếng tuabin Thanh dầm đặt song song với trục KHCN Điện, số 5.2019 31 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT CÁC BƯỚC CHÍNH TIẾN HÀNH THÁO SECVOMOTOR THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG CÁC BƯỚC CHÍNH TIẾN HÀNH THÁO SECVOMOTOR THEO PHƯƠNG NGANG Bước 1: Tháo mặt bích theo secvomotor kéo cụm trục thân pittiong khỏi thân vỏ Bước 1: Lật đứng secvomotor Bước 2: Tháo dầu kết nối secvomotor với tay biên Bước 3: Tháo dầu bích Bước 3: Tháo trục thân pittong secvomotor secvomotor Bước 2: Tháo bulong M180x4 đáy pittiong pít tơng xy lanh servomotor Trên dầm bố trí 04 vịng móc treo pa lăng di chuyển dọc theo thân dầm pa lăng 3T móc vào móc treo (đánh số từ đầu cần pít tơng vào 1, 2, 3, 4) - Pa lăng dùng để giữ cần pít tơng, pa lăng dùng để giữ mặt bích xy lanh xy lanh servomotor (dùng cáp vải để đảm bảo an tồn, tránh hỏng trục pít tông) Bước 3: Tháo thân pittiong khỏi trục pittong - Đặt, giữ nivơ khung cấp xác 0,02mm/m để kiểm tra theo dõi độ đồng phẳng trục pít tơng - Tháo bu lơng mặt bích xy lanh xy lanh servomotor - Dùng pa lăng kéo đầu kết nối trục pít tơng khỏi vỏ xy lanh Lưu ý: Phải kéo từ từ, trình kéo phải để ý đến độ đồng phẳng trục pít tơng thơng qua điều chỉnh pa lăng (theo dõi nivơ khung) Lúc mặt bích xy lanh servomotor di chuyển trục pít tơng Bước 4: Tháo mặt bích secvomotor khỏi trục pittong - Dùng pa lăng cáp vải để móc giữ thân pít tơng Tháo bu lơng hãm M16x50 đáy pít tơng - Tháo đai ốc M180x4x120 khỏi trục pít tơng Việc tháo lắp đai ốc phải từ từ cẩn thận - Rút trục pít tơng khỏi thân pít tơng mặt bích xy lanh Hạ trục, thân pít tơng mặt bích xy lanh xuống giá đỡ - Vệ sinh, bảo dưỡng thay bạc dẫn, gioăng, phớt lắp lại theo thứ tự ngược lại từ bước 10 bước - Thử áp làm việc xy lanh servomotor với áp lực thử 9,6MPa thời gian 30 phút Xem sơ đồ bước tiến hành tháo xy lanh servomotor theo phương ngang 32 B KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA GIẢI PHÁP Lĩnh vực mà giải pháp áp dụng Giải pháp sử dụng công tác tu, bảo dưỡng, sửa chữa servomotor Nhà máy Thủy điện Sơn La Nhà máy Thủy điện Lai Châu Ngồi áp dụng cho số nhà máy tương tự Những điều kiện cần thiết để áp dụng giải pháp Để áp dụng giải pháp địi hỏi người cơng nhân cần qua đào tạo nắm cấu tạo hệ thống xy lanh thủy lực, nắm vững trình tự tháo lắp, địi hỏi phải có tay nghề cẩn thận, khéo léo C HIỆU QUẢ DỰ KIẾN CÓ THỂ THU ĐƯỢC KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP Hiệu dự kiến Rút ngắn tiến độ thực công việc Thời gian thực cần ngày, giảm khoảng 24 ngày so với phương án nhà chế tạo đưa Giảm nhân công thực công việc Chỉ cần 90 công so với 270 công, giảm 180 công thực thêm 60 công tháo dỡ, lắp đặt vận chuyển xy lanh servomotor; 120 công tháo dỡ, lắp đặt hệ thống tủ điện, cáp máng cáp hành lang ∇109m Giảm mức độ phức tạp công việc, tháo phần đế thân vỏ xy lanh servomotor Nếu tháo xy lanh servomotor khỏi chân mố giữ lắp lại việc chỉnh để đảm bảo hành trình, độ đồng phẳng, độ song song xy lanh servomotor phức tạp, địi hỏi độ xác cao Khơng phải tháo tủ điện, cáp máng cáp điện Giảm khối lượng biện pháp thi công Không phải gia công biện pháp gông giữ thiết bị để vận chuyển xy lanh servomotor Tính tốn giá trị làm lợi (tạm tính) Giá trị làm lợi xác chưa thể tính tốn được, nhiên tạm tính sau: Về vật tư: Cắt giảm khoảng 800kg thép biện pháp, 20kg que hàn vật tư tiêu hao (đá cắt, đá mài, khí oxi, gas, v.v.) Ước tính khoảng: 20.000.000 đồng Về nhân cơng: Giảm nhân cơng thực từ 270 cơng xuống cịn 90 công, giảm 180 công lần sửa chữa: 180 công x 500.000 đồng/công = 90.000.000 đồng/lần sửa chữa Với Nhà máy Thủy điện Sơn La Nhà máy Thủy điện Lai Châu gồm có tổ máy, trung bình năm đưa sửa chữa lớn 4,5 tổ máy - Giá trị làm lợi nhân công: 90.000.000 đồng/lần sửa chữa x 4,5 lần/năm = 405.000.000 đồng/năm Về thời gian, tiến độ: Giảm từ 30 ngày xuống ngày, giảm 24 ngày KHCN Điện, số 5.2019 33 Địa chỉ: Tầng 15, tháp A, tòa nhà EVN, 11 Cửa Bắc, Ba Đình, Hà Nội Điện thoại: 04.66946700 / 04.66946733 - Fax: 04.37725192 Email: evneic@evn.com.vn / tapchidienluc@gmail.com ... World”, số 3/2019 LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu “Giải pháp thi công sửa chữa xy lanh servomotor giếng tuabin” nhóm tác giả Hồng Ngọc Minh Trần Ngọc Thanh Công. .. độ thực công việc Thời gian thực cần ngày, giảm khoảng 24 ngày so với phương án nhà chế tạo đưa Giảm nhân công thực công việc Chỉ cần 90 công so với 270 công, giảm 180 công thực thêm 60 công tháo... lượng tái tạo áp dụng số hóa tồn mạng lưới điện họ Công nghệ cảm biến phân tán Synaptec (Ảnh: st) Statnett, quan điều hành hệ thống truyền tải điện Na Uy, sử dụng công nghệ Công ty Synaptec (Vương