Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 06/2018

Tạp chí Khoa học Công nghệ Điện: Số 06/2018 trình bày các nội dung chính sau: Giảm tổn thất hệ thống điện, theo dõi trực tuyến tình trạng máy biến áp giúp giảm thiểu tổn thất doanh thu, đường dây kết nối HVDC xuyên Ôxtrâylia, thiết bị nâng dây cách điện,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Số 6, tháng 12 năm 2018 TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM - TRUNG TÂM THÔNG TIN ĐIỆN LỰC Cần tập trung vào GIẢM TỔN THẤT HỆ THỐNG ĐIỆN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Trong số Số tháng 12 năm 2018 Phụ trách nội dung: PHẠM THỊ THU TRÀ Ban biên tập: NGUYỄN THỊ THU HUYỀN 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 Phương pháp từ lên mở đường cho phép dự báo tổn thất xác hơn, giúp giảm chi phí thị trường mua bán điện trước ngày Cần tập trung vào giảm tổn thất điện Các cơng ty điện lực có nhiều cơng cụ để giảm tổn thất hệ thống cách sử dụng công nghệ lưới điện thông minh, hệ thống điều hành tiên tiến nhà cung cấp bên thứ ba NGUYỄN KHẮC ĐIỀM NHỮ THỊ HẠNH Tiêên đoán tổn thất theo thời gian thực Phương pháp từ lên mở đường cho phép dự báo tổn thất xác hơn, giúp giảm chi phí thị trường mua bán điện trước ngày Giải pháp Statcom Dominion Energy sử dụng phần mềm lập kế hoạch phân tích truyền tải điện tính cao PSSE để thực nghiên cứu hệ thống điện đánh giá cách hệ thống truyền tải công ty phản ứng với việc thiếu nguồn điện từ tổ máy cho ngừng vận hành 10 Theo dõi trực tuyến tình trạng máy biến áp giúp giảm thiểu tổn thất doanh thu Trước ngành điện dựa vào thử nghiệm phịng thí nghiệm mẫu dầu cách sử dụng phân tích khí hịa tan để đánh giá tình trạng máy biến áp, phương pháp trực tuyến áp dụng ngày nhiều 13 Đường dây kết nối HVDC xuyên OÂxtraâylia Phát triển đường dây kết nối Thị trường điện quốc gia Ôxtrâylia giúp giảm giá thị trường điện cao cho phép phát triển nguồn lượng tái tạo Ơxtrâylia 18 Làm trí thông minh kỹ thuật số tạo nên khác biệt cho nhà máy điện? Trí thông minh nhân tạo công cụ học máy sử dụng để tối ưu hóa tài sản, nâng cao độ an toàn bảo mật, tạo mơ hình kinh doanh tối đa hóa nguồn nhân lực 23 Nâng hạ dây dẫn mang điện thiết bị nâng dây cách điện Sản phẩm giúp đội thợ đường dây tiết kiệm thời gian nguồn lực thực cơng việc bảo trì địi hỏi phải nâng hạ dây dẫn 25 Duy trì kết nối an toàn nguồn điện phân tán Cơng ty điện lực Eversource Energy (Mỹ) sử dụng phương pháp mới, hiệu chi phí để đối phó với tượng nguồn điện phân tán tách thành lưới điện độc lập 30 Đưa chế độ bù đồng tổ máy Nhà máy Thủy điện Sê San vào làm việc Giới thiệu sáng kiến kỹ sư Cơng ty Phát triển Thuỷ điện Sê San giúp đảm bảo tổ máy thực chế độ bù đồng hiệu quả, đồng thời giảm nguy dừng máy cố chuyển đổi chế độ bù Ảnh bìa: Nguồn: https://new.siemens.com TIÊN ĐOÁN TỔN THẤT THEO THỜI GIAN THỰC Khi có nhiều cảm biến nhiều cơng tơ triển khai hệ thống phân phối điện trạm biến áp đường dây, kỹ thuật Real Time Loss - RLT (Tổn thất thời gian thực) Cơng ty Ameren (Mỹ) sử dụng để tính tốn hệ số tổn thất theo vị trí hệ thống (Ảnh st) Trước áp lực lên cao đòi hỏi tăng danh mục đầu tư điện tái tạo bang từ phía quan lập pháp bang Illinois (Mỹ), nhóm lợi ích đặc biệt hộ tiêu thụ, Ủy ban Thương mại bang Illinois khởi xướng cơng trình nghiên cứu NextGrid vào năm 2017 để đánh giá sáng kiến đại hóa lưới điện bang Illinois Một mục tiêu nghiên cứu đánh giá phương cách mà công ty điện lực bang tích hợp thêm nguồn lượng phân tán (DER) tác động tài sản lưới điện bổ sung tới biểu giá điện mơ hình doanh thu Một yếu tố quan trọng giúp đánh giá giá trị xác định vị trí đặt DER dự báo phụ tải xác phù hợp với vị trí hơn, bao gồm dự báo tổn thất lượng hệ thống vị trí tổn thất lượng phân tán khơng phân khoản (DUFE) Phân tích u cầu Ameren Illinois thu thập liệu chi tiết theo thời gian không gian - không từ tài sản phát điện DER mà từ hàng triệu tài sản lưới điện khác thay đổi liên tục để phản ứng với việc áp dụng DER chương trình hiệu suất lượng Ameren bắt đầu phát triển số dự án dự báo từ lên trước có yêu cầu nghiên cứu Ủy ban Thương mại bang Illinois Các mơ hình dự báo cho dự án tạo cách sử dụng Nền tảng PowerRunner Energy Platform, tảng ứng dụng doanh nghiệp với lớp cấu trúc liệu lớn cấu hình cung cấp liệu công nghệ hoạt động liệu công nghệ thông tin chi tiết cao theo thời gian thực để hỗ trợ tảng ảo hóa liệu doanh nghiệp Một dự án mà Ameren Illinois ưu tiên triển khai để hỗ trợ mục tiêu nghiên cứu cơng trình NextGrid phương pháp để tiến hành phân tích tổn thất hệ thống, chương trình tổn thất theo thời gian thực (RTL) hoàn thành gần Được Ủy ban Thương mại Illinois thông qua, phương pháp luận RTL có hiệu lực vào ngày tháng năm 2018 Kể từ ngày 31 tháng năm 2018, chương trình Ameren Illinois RTL cơng bố dự báo trước ngày hệ số tổn thất phân phối theo cấp điện áp (tổn thất) Dự báo trước tổn thất phân phối điện giúp công ty điện lực nhà cung cấp điện bán lẻ cạnh tranh cách cung cấp trước ngày cách xác hơn, minh bạch tổn thất phân phối điện tổn thất lượng không phân khoản PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN MỚI ĐỐI VỚI VẤN ĐỀ CŨ Theo Cơ quan Quản lý Thông tin Năng lượng Mỹ (EIA), tổn thất hệ thống phân phối lên tới 19 tỷ USD năm tính cho tổn thất vật chất thực tổn thất lượng không phân khoản Các tổn thất tính vào tiền bù rủi ro mà nhà tiếp thị lượng công ty điện lực phục vụ phụ tải chuyển sang cho khách hàng Vấn đề phức tạp mơ hình từ xuống truyền thống để tính tốn tổn thất KHCN Điện, số 6.2018 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG tải giống việc sử dụng điện chúng thay đổi theo thời gian Tuy nhiên, giả định khơng cịn có giá trị ngơi nhà khơng cịn giống tập tính nữa, đặc biệt xét tới việc hộ tiêu thụ sử dụng pin mặt trời xe điện Trong nhà đưa làm ví dụ việc sử dụng điện ngày khác chẳng nhà giống cả, tùy thuộc vào việc sử dụng điện mặt trời nạp điện cho xe điện Ngồi ra, số nhà sử dụng tích trữ lượng, chuyển đổi từ việc sưởi ấm làm mát truyền thống sang máy bơm nhiệt, tức sử dụng công nghệ tiết kiệm lượng khác Cho nên việc cố gắng mơ hình hóa hệ thống coi thứ giống không phù hợp Tổn thất điện phụ thuộc phần vào đặc tính vật lý hệ thống phân phối điện (Ảnh st) này, mà thực chất số liệu thống kê tổng quát dựa phụ tải đỉnh hàng ngày năm Mặc dù phương pháp tiếp cận từ xuống đủ lưới điện không giống nhiều năm, di chuyển dân số nhân học nơi làm việc kết hợp với DER tăng trưởng có nghĩa mơ hình nghiên cứu phân tích tổn thất hệ thống (SLA) từ xuống trở nên lỗi thời sau vài tháng Phương pháp luận từ xuống xây dựng dựa giả định tài sản phía phụ tải thay đổi theo thời gian đồng Ví dụ, hộ gia đình có phụ tải điều hịa khơng khí cài đặt nhiệt độ định tiên đốn thời gian dài Vì ngơi nhà có máy điều hịa khơng khí giống ngơi nhà khác có máy điều hịa khơng khí (ngoại trừ máy điều hịa cơng suất khác nhau), nên cần đồng phụ tải theo cách chúng hoạt động Ý tưởng coi tất phụ tải phụ tải lớn đủ, xét theo quan điểm độ xác phụ CÁCH TIẾP CẬN TỐT HƠN Ameren Illinois định phải có cách tốt hơn, đặc biệt với việc khai thác thêm giá trị từ khoản đầu tư gần sở hạ tầng đo đếm tiên tiến (AMI) Khi gần hồn thành triển khai AMI tồn hệ thống, cơng ty điện lực có liệu hàng cho 75% số điểm dịch vụ họ, phân đoạn dễ dàng theo cấp điện áp (tổn thất) Cơng ty điện lực có tất liệu lịch sử AMI liệu điểm dịch vụ đo hàng tháng Nền tảng PowerRunner Energy Platform Nó xây dựng tảng ảo hóa liệu tảng mở rộng việc áp dụng dự báo vi mô PowerRunner để tạo dự báo phụ tải theo trước ngày cho tất điểm dịch vụ lãnh thổ dịch vụ Illinois dự báo hệ số tổn thất năm ngày tương ứng theo cấp điện áp Phương pháp tiếp cận từ lên khai thác lợi liệu AMI lịch sử để mơ hình hóa điểm dịch vụ tài sản Vì PowerRunner liên tục tiêu thụ liệu liên quan đến tài sản này, nên thuật toán tự điều chỉnh học máy điều chỉnh mơ hình dự báo cho 1,4 triệu tài sản để liên tục nâng cao độ luận khơng hồn hảo, Ameren Illichính xác dự báo hàng nois công ty điện lực khác liệu chi tiết cần thiết tài sản GIẢI PHÁP DỮ LIỆU LỚN (BIG-DATA) để phân bổ DUFE cách Tổn thất lượng phân tán khơng Với việc triển khai khơng ngừng giải trình (DUFE) lượng điện công tơ AMI, hầu hết khách hàng bơm vào hệ thống mà khách địa bàn dịch vụ Ameren Illinois có hàng khơng tiêu thụ tổn thất kỹ công tơ đo khoảng thời gian thuật hệ thống DUFE bao gồm, ví dụ vào cuối năm 2019, có số như, trộm điện, công tơ mồ côi (không DUFE Nên xử lý vấn đề nào? có hệ thống ghi số) sai số Trước đây, DUFE đưa “không” đọc số công tơ định kỳ (scalar meter, thực nghiên cứu tổn thất Trường thường tháng lần) Trước đây, hợp tốt nhất, nghiên cứu tổn thất xác định DUFE phân bổ cho khách hàng lượng tổn thất thời điểm tiến hành khơng có cơng tơ đo điện tiêu thụ nghiên cứu Các trị số theo truyền thống khoảng thời gian (interval međược sử dụng hồ sơ biểu giá, ter, thường 15 phút cơng ty điện lực thu hồi tồn một) vì, áp dụng logic hóa, cơng chi phí cơng suất mà họ mua ty điện lực biết xác cơng sản xuất Theo thời gian, DUFE suất điện mà khách hàng có tiếp tục tăng lên sơ đồ hệ thống thay công tơ đo theo khoảng thời gian sử dụng đổi, phụ tải tăng đường cong phụ tải khách hàng thay đổi khách hàng khơng có cơng tơ đo theo Với liệu AMI PowerRunner, toàn khoảng thời gian sử dụng cơng chu trình - trước phải nhiều suất Cho dù biết lập tháng nhiều năm để chuẩn bị - lặp lại theo yêu cầu Ameren Illinois thu thập liệu AMI giờ, tính tốn hệ số tổn thất theo cấp điện áp (trong thời gian chưa tới giây), đưa DUFE “khơng” giải trình đơn vị cơng suất bơm vào hệ thống phân phối điện DUFE không phân bổ cách tùy tiện cho cấp khách hàng cụ thể nhóm khách hàng cụ thể với số loại công tơ cho Trong 50 năm qua, công ty điện lực tính tốn hệ số tổn thất theo cấp điện áp vào vài cao điểm năm Cho đến nay, Ameren Illinois công ty điện lực khác khơng có cách để xác định định lượng nơi mạch điện, cấp điện áp thời gian ngày xảy tổn thất Tất khách hàng phục vụ điện áp cụ thể Hầu tất thiết bị, dù trạm biến áp phân bổ hệ số tổn thất đường dây, góp phần gây tổn thất hệ thống Tuy nhiên, cách hệ thống Công nghệ phân tích tổn thất theo thời gian thực hữu ích cho lợi nhuận, tiết kiệm tiền cho khách hàng hoạt động Tổn thất hàm giảm đầu tư sở hạ tầng không cần thiết (Ảnh st) đặc điểm vật lý hệ thống phân phối Ameren sớm thực phép tính tổn thất mạch hệ thống điện để giải trình xác nơi tất kilơ ốt điện tới khơng theo cấp điện áp hệ thống mà theo mạch điện riêng lẻ (Ảnh st) (ví dụ, máy biến áp, dây dẫn, chiều dài mạch số lượng thiết bị đóng cắt) Các tổn thất phần hệ thống không giống phần khác hệ thống Nói cách khác, có đặc tính vị trí tổn thất Khi có nhiều cảm biến nhiều cơng tơ triển khai hệ thống phân phối, kỹ thuật tổn thất theo thời gian thực sử dụng để tính tốn hệ số tổn thất cho theo cấp điện áp sử dụng để tính tốn hệ số tổn thất theo vị trí hệ thống DỮ LIỆU CHÍNH XÁC GIÚP GIẢM RỦI RO Trước đây, nhà tiếp thị điện khơng có cách để tiên đốn độ lớn DUFE, khiến họ khó tạo giá thầu nhu cầu xác Bây giờ, Ameren Illinois dự báo hệ số tổn thất phân phối trước ngày KHCN Điện, số 6.2018 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG nhà cung cấp dự báo phụ tải họ xác ngày tới, lập giá thầu nhu cầu xác Giá thầu nhu cầu xác giúp giảm khoản phạt, giảm phí bảo hiểm rủi ro cuối tiết kiệm cho khách hàng Ngay giai đoạn thí điểm, chương trình RTL Ameren Illinois bắt đầu cho thấy giảm đáng kể sai lệch dự báo trước dự báo phụ tải trước ngày thực tế Sử dụng trực tiếp, khơng cần có can thiệp thủ công từ người dùng doanh nghiệp, Nền tảng PowerRunner Energy Platform tạo dự báo hệ thống giúp cắt giảm so với thực tế 30% sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (MAPE) phương sai dự báo so với giải pháp dự báo từ xuống áp dụng Trong quý hoạt động đầu tiên, thuật toán học máy PowerRunner tiếp tục tự điều chỉnh tiếp tục cắt giảm MAPE xuống 40% mà không cần người dùng doanh nghiệp điều chỉnh Cải tiến liên tục việc dự báo trước ngày làm cho giá thầu nhu cầu xác rủi ro cho nhà cung cấp mà cuối giúp tiết kiệm cho khách hàng MƠ HÌNH DỰA TRÊN GIAO DỊCH Hệ thống RTL điểm khởi đầu cho giải pháp dự báo vi mô PowerRunner Ameren Illinois Khi có thêm liệu cảm biến điểm giám sát thu thập liệu (SCADA) hệ thống quản lý phân phối tiên tiến trở nên khả dụng, Ameren Illinois thực phép tính tổn thất lộ xuất tuyến riêng lẻ hệ thống phân phối điện để giải trình xác nơi tất kilo ốt điện tới - khơng theo cấp điện áp hệ thống mà theo mạch điện riêng lẻ Kết hợp RTL với máy dự báo vi mô cấp tài sản tạo cửa ngõ cho hàng loạt sáng kiến chiến lược, bao gồm phân tích theo vị trí chi phí dịch vụ để xác định nơi điện có giá trị vào thời điểm ngày Đây bước hướng tới việc tạo mơ hình định giá theo vị trí địa lý DER tương lai hướng dẫn để xác định nơi mà công ty điện lực cần xây dựng dự án DER khuyên can khơng nên triển khai dự án DER đóng góp khơng có giá trị lưới điện Sẽ tạo thêm giá trị trước mắt cách phân tích xác mức phụ tải tài sản, nghiên cứu quy hoạch nghiên cứu chi phí dịch vụ cách sử dụng tính tốn tổn thất thời gian thực theo mạch điện cụ thể Ameren Illinois tin mơ hình dự báo theo thời gian thực từ lên theo công nghệ trở thành chuẩn mực cho lưới điện giao dịch kỷ 21, mơ hình kinh doanh thúc đẩy tương lai ngành công nghiệp điện lực Biên dịch: Gia Hiếu Theo “T&D World”, số 10/2018 Cần tập trung vào GIẢM TỔN THẤT HỆ THỐNG ĐIỆN Dựa số liệu Cơ quan Quản lý Thông tin Năng lượng Hoa Kỳ (EIA) tổng doanh số bán lẻ điện Mỹ năm 2016 giá bán lẻ điện trung bình kỳ, giá trị tổng tổn thất hệ thống năm Mỹ thật đáng kinh ngạc: 19 tỷ USD Con số dựa tính tốn EIA hệ số tổn thất trung bình Mỹ 4,7% năm 2015 Có nhiều cách để tính tốn tổn thất hệ thống, số bạn khác so với trên, cho dù số thấy RẤT LỚN! Chúng ta làm để giảm tổn thất hệ thống hay chưa? Bất làm công tác thiết kế hệ thống thiết bị truyền tải phân phối điện nhận thức rõ tổn thất cộng dồn lên truyền điện từ nơi phát điện tới nơi sử dụng điện biến đổi điện sang cấp điện áp phù hợp với hộ tiêu thụ Tổn thất công suất phụ thuộc vào cấu hình đặc điểm hệ thống phương thức hoạt động Phần lớn tổn thất hệ thống điện hệ thống phân phối sơ cấp thứ cấp Một số tổn thất hệ thống cố định cịn số khác lại thay đổi tùy thuộc vào dòng điện Các tổn thất biến đổi tỷ lệ thuận với bình phương dịng điện, đó, dịng điện tăng lên làm tăng tổn thất Tổng tổn thất cố định biến đổi gọi tổn thất kỹ thuật Các tổn thất phi kỹ thuật liên quan đến tổn thất đo đếm, tính tốn điện tổn thất liên quan đến trộm cắp Ở đây, tập trung vào tổn thất kỹ thuật Có nhiều cách cắt giảm tổn thất kỹ thuật, bao gồm (nhưng không giới hạn ở) tăng kích thước cáp, giảm chiều dài cáp, thêm lộ song song, bố trí máy biến áp phân phối vị trí thích hợp, trì hệ số cơng suất thích hợp chẳng hạn cách lắp thêm tụ điện, giảm số mối nối cáp đảm bảo tất mối nối có chất lượng cao, thay cáp xuống cấp, cân dòng điện phụ tải pha lộ xuất tuyến, sử dụng chương trình biểu giá theo thời gian sử dụng chương trình cắt giảm để tối ưu hóa hệ số phụ tải, nâng cấp máy biến áp thiết bị điện tự dùng trạm biến áp Phân tích tổn thất hệ thống nhiệm vụ quan trọng kinh doanh công ty điện lực Như xác định trên, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tổn thất, phải phân tích nhiều biến số xác định số liệu tổn thất cho hệ thống riêng lẻ Trước đây, việc xác định tổn thất hệ thống hệ thống điện lực tốn nhiều cơng sức tiền Do đó, cơng ty điện lực phải chờ đợi thời gian dài lập hồ sơ thay đổi biểu giá chung để cập nhật ước tính tổn thất họ Tuy nhiên, cần phải có thơng tin tổn thất hệ thống xác để đảm bảo lượng điện mua xác xác định giá trị cải tiến hệ thống khác Tổn thất hệ thống yếu tố quan trọng cần phải cân nhắc đánh giá cơng trình nâng cấp hệ thống định chương trình làm thay đổi nhu cầu tổng, ví dụ nhu cầu phụ tải phương án thay lượng phân tán chương trình bảo tồn Các cơng ty điện lực cần có liệu tổn thất lập tài liệu tốt để thực thu hồi chi phí phần hồ sơ biểu giá điện Việc áp dụng ngày nhiều công nghệ lưới điện thông minh làm tăng tầm quan trọng việc đánh giá thường xuyên tổn thất hệ thống đơn giản hóa việc thực Các mức mẫu hình sử dụng lượng tĩnh dự đốn trước nhường chỗ cho thay đổi nhanh sử dụng điện chất lượng điện, ảnh hưởng đến tổn thất hệ thống Rất may công nghệ lưới điện thông minh, sở hạ tầng đo đếm tiên tiến, hỗ trợ việc phân tích tổn thất hệ thống Công ty Ameren Services (Mỹ) gần chia sẻ kinh nghiệm sử dụng liệu AMI tảng quản lý liệu mạnh mẽ để tính tốn tổn thất hệ thống phần lưới điện Công ty Ameren Illinois theo thời gian gần thực Theo báo này, công cụ cho phép Ameren lập nghiên cứu tổn thất hệ thống chủ yếu nhu cầu phụ tải thực nhiệm vụ có giá trị cao khác điều chỉnh tính tốn tốn thị trường lượng lưới điện khu vực Các cơng nghệ lưới điện thơng minh khác giúp giảm tổn thất hệ thống Cuối cùng, Ameren dự định sử dụng liệu AMI gói phân tích để xác định địa điểm tối ưu cho DER, điều giúp giảm tổn thất theo số cách Các công nghệ quản lý tự động hóa phân phối, hệ thống quản lý nhu cầu tích trữ lượng vài bảng danh mục ngày dài cơng nghệ lưới điện thơng minh giúp giảm tổn thất điện cách san bằng, giảm cải thiện chất lượng điện nâng cao hiệu trào lưu công suất Chúng ta chưa thể thay đổi mặt vật lý, cơng ty điện lực có nhiều cơng cụ hết để giảm tổn thất hệ thống cách sử dụng công nghệ lưới điện thông minh, hệ thống điều hành tiên tiến nhà cung cấp bên thứ ba ví dụ DER Thậm chí bước quan trọng này, xác định nơi giảm tổn thất cách kinh tế, trở nên dễ quản lý nhiều Khơng nhà cung cấp điện giải tổn thất hệ thống kết hợp với cải tiến đại hóa khác Biên dịch: Duy Tùng Theo “T&D World”, số 12/2017 KHCN Điện, số 6.2018 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG STATCOM Dominion Energy kết hợp trí tưởng tượng sáng tạo để cung cấp loại hình dịch vụ mà khách hàng mong đợi Sau đóng cửa sáu tổ máy đốt than miền đông nước Mỹ - để tuân thủ tiêu chuẩn thủy ngân chất độc hại khơng khí Cơ quan Bảo vệ Mơi trường Mỹ - quản lý dịng máy phát điện kết nối qua nghịch lưu, Công ty điện lực Dominion Energy (bang Virginia, Mỹ) phải đối mặt với thách thức đáng kể Công ty cần có cách tiếp cận sáng tạo để điều chỉnh chất lượng điện áp độ tin cậy, giảm tổn thất điện hệ thống truyền tải điện họ, đặc biệt khu vực Hampton Roads quan trọng bang Virginia Dominion Energy cung cấp dịch vụ điện cho khoảng 2,6 triệu khách hàng bang Virginia North Carolina (Mỹ) Khu vực Hampton Roads nơi có diện quân lớn, hải cảng tự nhiên lớn giới, xưởng đóng tàu lớn Mỹ, nhiều dặm bãi biển nhiều điểm tham quan lịch sử Tầm quan trọng việc điều chỉnh điện áp hệ thống để tránh gián đoạn dịch vụ cung cấp điện khu vực phủ nhận Dominion Energy sử dụng phần mềm lập kế hoạch phân tích truyền tải điện tính cao PSSE để thực nghiên cứu hệ thống điện đánh giá cách hệ thống truyền tải công ty phản ứng với việc thiếu nguồn điện từ tổ máy cho ngừng vận hành Nếu nguồn điện đặt gần trung tâm phụ tải Hampton Roads, việc khôi phục điện áp bị trễ chạm chập (FIDVR) chạm chập đường dây 230kV gây nhiều vi phạm điện áp sụp đổ điện áp Các nghiên cứu hệ thống sử dụng PSSE phát triển cho cố phụ tải bất ngờ khác cấu hình lưới điện N-1-1 xảy Các nghiên cứu nhấn mạnh cần thiết phải bù nhanh 750MVAR điện dung THÁCH THỨC ĐỘ TIN CẬY Triết lý quy hoạch truyền thống Dominion Energy lắp đặt bù von ampe phản kháng tĩnh (SVC) công suất lớn vị trí trung tâm, với thiết kế tập trung vào việc giảm thiểu chi phí ban đầu Tuy nhiên phương pháp truyền thống chưa đủ Các mối đe dọa nhu cầu hệ thống điện ngày trở nên phức tạp Sự phụ thuộc xã hội vào điện lớn hết, lưới điện ngày phải đối mặt với nhiều thách thức kỳ vọng cao độ an toàn, tin cậy độ dẻo dai Các mối đe dọa tự nhiên (như bão, lốc xoáy, động đất, xoáy cực, bão mặt trời nhiễu loạn địa từ) mối đe dọa người gây (như mối đe doạ vật lý an ninh mạng, kiện xung điện từ trộm cắp đồng) mối nguy hiểm thực hữu Sự phức tạp tăng cao nguồn điện kết nối qua nghịch lưu Sự tăng trưởng nhanh chóng cơng trình lắp đặt điện gió điện mặt trời gây vấn đề điều khiển điện áp bảo vệ hệ thống cần phải giải để vận hành tin cậy Dominion Energy nhận thấy giải pháp đơn lẻ khó giải tất yêu cầu lưới điện Cần có quan điểm mẻ, sáng tạo để đáp ứng nhu cầu vật lý độ tin cậy Bằng cách lập danh sách nhu cầu rủi ro, Dominion Energy tạo tầm nhìn độc giải vấn đề FIDVR giải nhu cầu hệ thống tương lai, cần phải phát triển yêu cầu tiêu chuẩn thiết kế GIẢI PHÁP HỘI TỤ Các tùy chọn truyền thống cho điều khiển điện áp độ trạng thái ổn định bao gồm lắp đặt dàn tụ điện-cuộn kháng SVC lớn vị trí trung tâm Các giải pháp cố định dàn tụ điện dễ dàng lập mơ hình lắp đặt, chúng khơng giúp ích cho kiện thống qua Phục hồi sau chạm chập khó khăn với thiết bị điện tử giảm nhẹ SVC để điều chỉnh bù đồng khu vực Ở khu vực đô thị Virginia Beach, phương án nhiều SVC thực không thực tế; xây dựng chí SVC nhỏ địi hỏi phải có mặt đáng kể Một khu vực rộng ứng dụng phân tán hợp lý Các bù đồng tĩnh (STATCOM) công nghệ tương đương địi hỏi diện tích mặt nhiều so với SVC mang lại nhiều lợi Nhiều nghiên cứu tiến hành để xem phương pháp bù cần thiết để cung cấp khả phục hồi điện áp tương đương Sau hàng trăm nghiên cứu hệ thống, Dominion Energy chứng minh STATCOM 375MVAR tạo mức bù tương tự SVC 750MVAR Để cải thiện độ tin cậy độ khả dụng, ba STATCOM độc lập 125MVAR mơ hình hóa cho thấy giải pháp tốt để bù độ bù trạng thái ổn định Để loại bỏ điểm cố nhất, Dominion Energy thừa nhận giải pháp phân tán đáp ứng nhu cầu thiết kế đồng thời giảm đáng kể rủi ro Bổ sung thêm STATCOM dự phòng làm việc STATCOM thứ tư, chứng minh lựa chọn hoàn hảo Các STATCOM lắp đặt bốn trạm biến áp Chesapeake Virginia Beach Dominion Energy mua thêm khu đất để đặt STATCOM Việc xây dựng hoàn thành trạm biến áp vào tháng năm 2017 LOẠI BỎ RỦI RO Dự án STATCOM miền Đông nước Mỹ đánh dấu cột mốc quan trọng Dominion Energy ngành công nghiệp lượng Đây lần nhiều STATCOM triển khai khu vực Công ty điện lực áp dụng công nghệ đáng tin cậy theo cách độc đáo, mang lại nhiều lợi ích Một thiết bị điện tử dự phịng làm việc cung cấp mức đảm bảo N-1 cấp thiết bị điện tử để thay bốn STATCOM không hoạt động giảm nhẹ vấn đề điện áp trạng thái ổn định độ Lợi có thiết bị dự phịng làm việc hồn thành cơng việc bảo trì dự phịng sửa chữa vào lúc năm Nếu lắp đặt SVC STATCOM nhất, thực bảo trì số khoảng thời gian (cửa số) phụ tải thời tiết định, khiến cho việc sở hữu vận hành thiết bị trở nên phức tạp Giải pháp phân tán cho phép lắp đặt thiết bị giảm nhẹ cần thiết Theo kinh nghiệm Dominion Energy với Dự án STATCOM miền Đơng nước Mỹ, lắp đặt STATCOM phạm vi trạm biến áp có cần có mặt so với SVC Máy biến áp A Máy biến áp B Máy biến áp C Máy biến áp D Điện áp/Tổ máy Giải pháp Phía cho thấy điện áp khơng bù sau nhiễu loạn số trạm biến áp Đồ thị cho thấy điện áp giảm nhẹ với tùy chọn SVC STATCOM khác (Ảnh st) Thời gian (giây) KHCN Điện, số 6.2018 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Ví dụ bố trí trạm So sánh mặt cần thiết để lắp đặt SVC (bên trái) mặt cần thiết để lắp đặt STATCOM (bên phải) (Ảnh st) Bộ trao đổi nhiệt nhà điều khiển nâng lên để bảo vệ chống lũ dâng cao Tất cấu trúc thiết kế để chịu gió 120 dặm/giờ (193km/h) liên tục (Ảnh st) STATCOM có số lợi khác môi trường đô thị Loại bỏ tụ điện bên dàn lọc giúp giảm diện tích mặt Loại bỏ cuộn kháng bù ngang giúp giảm tiếng ồn khơng cần có biện pháp ứng phó SVC yêu cầu thay dàn lọc dựa thay đổi tương lai loại phụ tải cấu hình hệ thống Tốc độ tác động nhanh STATCOM lợi chuyển đổi nguồn điện áp giúp giảm nhu cầu bù Bù có nghĩa tổn thất công suất thấp hơn, tùy thuộc vào cách STATCOM vận hành, tổn thất công suất thấp so với SVC Khu vực Hampton Roads mang đến nhiều thách thức cho thiết kế trạm biến áp nhiễm bẩn muối lại có lũ dâng lên Việc giảm cơng trình thiết bị trời gắn với STATCOM giúp loại bỏ chi phí cần thiết phải thiết kế chống tác động bên bổ sung Việc loại bỏ chân ống thiết bị bổ sung làm cho thiết kế chống lũ dễ dàng Tất thiết bị tòa nhà điều khiển nâng cao lên 3,5 ft (1m) xây dựng để chịu tác động bão cấp Nỗi lo ban đầu tương tác nhiều STATCOM lắp đặt gần đặt thách thức điện dễ dàng khắc phục Cường độ ngắn mạch hệ thống điện ảnh hưởng đến khả bù nhanh chóng SVC STATCOM Nếu hệ thống yếu STAT- COM phản ứng nhanh, điện áp vượt gây hoạt động thất thường Bổ sung thêm độ khuếch đại tự động, điều chỉnh tốc độ STATCOM, điều khiển dao động hoạt động điều khiển tốc độ tự động Nếu xảy dao động dương âm nhanh kiện hệ thống gây ra, STATCOM tự động giảm độ khuếch đại chúng làm chậm lại thời gian phản ứng chúng Để thiết lập lại độ khuếch đại chúng, STATCOM thường xuyên kiểm tra độ bền hệ thống cách bơm công suất phản kháng đo thay đổi điện áp liên quan Theo tình trạng hệ thống, STATCOM điều chỉnh thường xuyên để tối ưu hóa tính tốc độ cần thiết Tất lo ngại hoạt động tương tác giải tỏa nhờ mô từ thiết bị mô kỹ thuật số theo thời gian thực (RTDS) STATCOM mơ hình hệ thống Dominion Energy RTDS sử dụng thử nghiệm bàn giao cuối để xác nhận điểm đặt tủ điều khiển STATCOM trước triển khai lắp đặt Giảm rủi ro có nghĩa thiết kế hệ thống dư để loại trừ điểm cố Do đó, thiết kế STATCOM có điều khiển rơ le dư cấp nguồn từ nguồn AC DC khác với nhiều dịch vụ trạm máy phát điện dự phòng, cho phép sử dụng STATCOM để khởi động đen phục hồi cấp điện sau bão GIÁ TRỊ CHỨNG MINH Việc triển khai nhiều STATCOM vị trí trạm biến áp khác làm giảm khả kiện thời tiết cực đoan làm hỏng tất bốn Điều giúp tăng độ dẻo dai cho hệ thống điện cách tăng xác suất để số (nếu tất cả) STATCOM sẵn sàng sau kiện Hoạt động thực tế STATCOM vượt mong đợi Trước hoàn thành việc xây dựng tất STATCOM, bão Matthew gây điện diện rộng hệ thống truyền tải phân phối Hampton Roads Đây cơng cụ để kiểm sốt điện áp cao đẩy nhanh việc khôi phục cấp điện cho khách hàng gây (do khơng có phụ tải khách hàng, đường dây truyền tải điện hoạt động dàn tụ điện khiến cho điện áp hệ thống trở nên cao so với khả chịu đựng thiết bị điện) Trong nỗ lực phục hồi trước sau kiện thời tiết khắc nghiệt, đường dây truyền tải sẵn sàng phục vụ phải cắt điện trung tâm vận hành phân phối đảm bảo trạm biến áp có phụ tải để chống lại vấn đề điện áp cao Điều làm chậm trình phục hồi Sau bão Matthew, STATCOM giúp giảm thời gian phục hồi khoảng ngày tất tài sản truyền tải đóng điện chờ đợi phục hồi phụ tải Tính linh hoạt - cho phép người vận hành hệ thống điều chỉnh trực tiếp mức bù phản kháng - công cụ vận hành tuyệt vời tạo lợi ích dài hạn tưởng tượng Việc bổ sung máy phát điện dự phòng để giữ cho tất hệ thống điều khiển tự dùng trạng thái sẵn sàng cho phép STATCOM trở thành thiết bị khởi động đen thật quý giá Chúng tích hợp vào kế hoạch phục hồi hệ thống Dominion Energy Việc ngừng phát điện hóa lại hội thay thách thức, mang lại cho công ty điện lực công cụ linh hoạt để vận hành STATCOM cải thiện khả hoạt động Dominion Energy kiện trạng thái ổn định ngắn mạch, giảm hoạt động thiết bị chuyển mạch phản kháng cố định khu vực Hampton Roads rút ngắn thời gian phục hồi điều kiện kiện thời tiết cực đoan Bộ trao đổi nhiệt nhà điều khiển nâng lên để bảo vệ chống lũ dâng cao Tất cấu trúc thiết kế để chịu gió 120 dặm/giờ (193km/h) liên tục Các tiêu chuẩn lượng nhiều không phản ánh thay đổi độ tin cậy độ khả dụng mà hộ tiêu thụ điện cần Cần có trí tưởng tượng kết hợp với sáng tạo để cung cấp loại hình dịch vụ kỳ vọng yêu cầu khách hàng Biên dịch: Trần Việt Tiến Theo “T&D World”, số 7/2018 MÁY ẢNH NHIỆT DÙNG CHO BẢO TRÌ THIẾT BỊ Máy ảnh nhiệt hồng ngoại dòng Fuke Professional (Ảnh st) Công ty RS Components (Vương quốc Anh) công bố tung thị trường máy ảnh nhiệt hồng ngoại dịng Fluke Professional, cung cấp hình ảnh sắc nét có độ chi tiết cao giúp kỹ sư bảo trì kỹ thuật viên xác định vị trí điểm phát nóng cục chẩn đốn vấn đề tiềm ẩn hệ thống điện Dòng sản phẩm bao gồm bốn mẫu: Ti300 PRO; Ti400 PRO; Ti450 PRO Ti480 PRO Có khả đo nhiệt độ lên tới 1200 °C, máy ảnh trang bị dải rộng tính xem hình cảm ứng LCD độ phân giải cao, phần mềm Fluke Connect - tảng phần mềm cho phép dễ dàng theo dõi thiết bị Tiết kiệm thời gian nâng cao độ tin cậy liệu bảo trì cách đồng hóa phép đo khơng dây, Fluke Connect cho phép kỹ thuật viên tối ưu hóa hình ảnh, thực phân tích lập báo cáo tùy chỉnh, tất xuất sang thiết bị lưu trữ đám mây Fluke Connect Bằng cách cung cấp giao diện hình ảnh trực quan với hình cảm ứng cải tiến người sử dụng kiểm tra, máy ảnh cho phép người dùng đánh dấu khu vực nằm bên ngồi dải nhiệt độ “bình thường” định sẵn với tín hiệu báo động Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “Energize”, số 10/2018 KHCN Điện, số 6.2018 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG Khơng có khó chịu nhà sản xuất điện khơng thể đưa sản phẩm thị trường Cắt giảm tổn thất nhu cầu giảm buộc phải cắt điện lý cơng nghệ, hai có nghĩa bị lãng phí điện tổn thất doanh thu tác động trực tiếp tới kết doanh thu Để đối phó với vấn đề cắt giảm sản lượng, thị trường điện có nhiều chế dự báo nhu cầu khác giúp chủ sở hữu tài sản điện tránh sản xuất điện mức giảm thiểu chi tiêu tổn thất doanh thu cách cắt giảm sản lượng họ khơng có đủ nhu cầu Các phương pháp nhằm giảm nhẹ ảnh hưởng việc ngừng cung cấp điện cơng nghệ thường sử dụng để giúp giảm tổn thất tài Tiên đốn cơng nghệ lão hóa xuống cấp dựa việc sử dụng khứ lĩnh vực mà kỹ sư độc lập gần khám phá cải tiến số ngành cơng nghiệp, có vơ số hội để áp dụng kiến thức - xây dựng sở hạ tầng, chế tạo, vận tải lượng Thơng thường việc áp dụng trình độ chun môn xác định dựa biện pháp tỷ lệ hoàn vốn đầu tư (ROI) nghiêm ngặt số lĩnh vực rủi ro tổn hao tiềm ẩn lại lớn Nếu khoảng thời gian cho phép hồn vốn q ngắn khơng phù hợp với rủi ro, bỏ qua giá trị thực khoản đầu tư Về theo dõi tình trạng máy biến áp tăng áp đầu cực máy phát điện (GSU), thời gian hồn vốn ngắn làm sai lệch định việc áp dụng công nghệ theo số cách Thời gian hồn vốn ngắn che lấp lợi ích từ việc có liệu rõ ràng xu hướng sức khỏe tài sản - điều mà việc lấy mẫu thủ công cách nhiều tháng lần xác định chúng cung cấp ảnh chụp nhanh sức khỏe máy biến áp Chính liệu xu hướng sức khỏe dài cho phép chủ sở hữu tránh 10 THEO DÕI TRỰC TUYẾN TÌNH TRẠNG MÁY BIẾN ÁP Chậm trễ việc ứng phó với chạm chập tiến triển, cho dù ngun nhân khơng chẩn đốn vấn đề, lo ngại gián đoạn cung cấp điện, khiến vấn đề nhỏ phát triển thành thách thức nghiêm trọng Trừ chạm chập phát sớm xử lý thích hợp, nhà quản lý tài sản có nguy gặp phải chạm chập phát triển nhanh chóng khó lường thành cố thảm khốc, đòi hỏi phải sửa chữa tốn thay máy biến áp với chi phí tốn giúp giảm thiểu tổn thất doanh thu kiện thảm khốc làm đảo lộn hoàn toàn ngân sách họ Mặc dù trước ngành điện dựa vào thử nghiệm phịng thí nghiệm mẫu dầu cách sử dụng phân tích khí hịa tan (DGA) để đánh giá tình trạng máy biến áp, phương pháp trực tuyến áp dụng ngày nhiều DGA trực tuyến phân tích khí hịa tan, lấy từ dầu máy biến áp cách sử dụng hút chân khơng, sau sử dụng phân tích phổ hồng ngoại để đo nồng độ khí Các loại khí nồng độ khí khác cho ta thị sức khỏe máy biến áp Tuy nhiên, việc chuyển từ phương pháp truyền thống phịng thí nghiệm sang theo dõi trực tuyến kết nối trực tiếp với máy biến áp gây nhiều vấn đề rắc rối Để hoạt động hiệu quả, cơng nghệ sắc ký khí DGA sử dụng rộng rãi phịng thí nghiệm đòi hỏi phải định kỳ thay bình gas bảo trì học Mặc dù khơng phải vấn đề phịng thí nghiệm, việc thay sửa chữa công nghệ theo dõi tốn gây gián đoạn đối hoạt động vận hành gắn với máy biến áp trường Việc tập trung vào giai đoạn ROI ngắn khiến người vận hành bỏ qua lợi ích thu độ xác, độ tin cậy chi phí bảo trì trọn đời thấp mà công nghệ hồng ngoại (NDIR) mang lại Khi kết hợp với đo độ hấp thụ, cảm biến NDIR có ưu điểm phù hợp với nguyên lý đo thuật tốn phân tích cho phép tự hiệu chuẩn khơng cần có hoạt động bảo trì suốt vòng đời chúng Mặc dù phương pháp lấy mẫu ngoại Một máy biến áp làm mát dầu điển hình (Ảnh st) tuyến truyền thống để theo dõi dầu cung cấp ảnh chụp nhanh sức khỏe máy biến áp, theo dõi trực tuyến cho phép chủ sở hữu tài sản theo dõi xu hướng sức khỏe máy biến áp dựa nhiều số Bằng cách thực phép đo hàng giờ, theo dõi trực tuyến liên tục cho phép chủ sở hữu xác định rõ tình trạng tài sản họ thay đổi Được trang bị thơng tin này, nhà quản lý tài sản phát cố tiềm ẩn từ lâu trước chúng trở nên nghiêm trọng, đảm bảo có sẵn kế hoạch bảo trì phù hợp tiến hành sửa chữa thay kéo dài tuổi thọ khung thời gian phù hợp với nhu cầu sản xuất cung cấp điện Các chạm chập phát triển phổ biến dẫn đến cố thảm khốc lão hóa xuống cấp cách điện, hậu việc bảo trì sửa chữa khơng cách Các phép đo thường xuyên thực theo dõi trực tuyến giúp dễ dàng nhận chạm chập sớm vòng đời chúng lên kế hoạch can thiệp để giảm nhẹ ảnh hưởng chúng lên tính máy biến áp Cảnh báo sớm thay đổi sức khỏe máy biến áp cho phép nhóm bảo trì lên kế hoạch sửa chữa hợp lý, giảm đáng kể thời gian dừng máy biến áp để hồn thành cơng việc Một nghiên cứu việc sử dụng theo dõi trực tuyến để giảm xác suất cố máy biến áp GSU giúp giảm tới 80% tổn thất doanh thu điện không sản xuất cố GSU, với giả định chi phí bảo trì, sửa chữa lượng cho tổ máy máy biến áp so sánh với Đối với nhà sản xuất điện không liên tục, bao gồm nhà sản xuất điện mặt trời điện gió, hội để theo dõi dự báo hành vi bất thường sửa chữa, thay thời gian không sản xuất điện vô quý giá Thiệt hại doanh thu thời gian ngừng hoạt động khác lớn, tùy thuộc vào thời gian ngừng hoạt động, nguồn tài nguyên cho nhà sản xuất điện mặt trời điện gió giá bán buôn điện tương ứng thời điểm Các chi phí máy biến áp bị hỏng tăng lên nhanh chóng, bao gồm chi phí sửa chữa thay Theo dõi trực tuyến khơng thể giảm chi phí vốn máy biến áp thay thế, thay đổi thời điểm Cũng vậy, theo dõi trực tuyến giảm chi phí sửa chữa cách giúp nhóm bảo trì lên kế hoạch sửa chữa hiệu nhờ chuẩn bị tốt giảm thời gian nguồn lực cần thiết cho việc sửa chữa Theo dõi tình trạng máy biến áp (Ảnh st) KHCN Điện, số 6.2018 11 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG cố máy biến áp GSU điển hình bao gồm cố điện môi (nghĩa cố ảnh hưởng đến cách điện), cố điện khí, chiếm 73% tất cố loại máy biến áp Theo dõi trực tuyến giúp tiết kiệm được, bao gồm giảm tỷ lệ cố, kéo theo giảm chi phí sửa chữa thay hậu quả, giúp cảnh báo sớm thay đổi sức khỏe máy biến áp, lập kế hoạch chế độ kiểm tra bảo trì tốt hiệu hơn, giảm tổn thất doanh thu, có nghĩa rút ngắn thời gian hồn vốn đầu tư vào thiết bị theo dõi trực tuyến Đối với chủ sở hữu người vận hành đầu tư vào Lắp đặt theo dõi trực tuyến tình trạng máy biến áp lực (Ảnh st) theo dõi trực tuyến, thời gian hồn vốn Tương tự, tổn thất doanh thu tăng nhanh chóng, nhà sản xuất điện phải mua điện bị thiếu từ hai năm, tùy thuộc vào hoàn cảnh nơi khác Ảnh hưởng lớn đến chi phí KẾT LUẬN thời gian không sử dụng máy biến áp Cuối cùng, hậu kinh tế trình sửa chữa Theo dõi trực tuyến làm giảm thời gian cố máy biến áp khác nhau, theo dõi trực cách giúp lập kế hoạch tiến hành sửa chữa dễ dàng hơn, khiến cho cơng tác sửa chữa hiệu tuyến tồn diện hỗ trợ chương trình bảo trước tiên giảm khả chạm chập phát trì hợp lý làm giảm nguy cố thảm khốc Đấu tư không mang lại tự tin cho triển thành cố nhà vận hành bảo trì nhà quản lý Với tỷ lệ cố gần 1% máy biến áp GSU, cố ngừng hoạt động máy biến áp GSU làm tài sản mà tiết kiệm tiền cho họ hạn chế sản lượng điện gây rủi ro nghiêm trọng cho doanh thu nhà sản xuất điện tái tạo Các Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “Energize”, số 9/2018 HỆ THỐNG TÍCH TRỮ ĐIỆN MẶT TRỜI CHUYÊN DỤNG Acqui dịng chảy kẽm-brơm độc đáo Cơng ty Redflow (Ôxtrâylia) thiết kế để cấp điện cho địa điểm quan trọng điều kiện khắc nghiệt nhất, kể nơi nhiệt độ cao lên tới 50 °C mà khơng cần làm mát bên ngồi Điều khiến cho acqui ZBM2 10kWh Redflow trở thành giải pháp lý tưởng cho vấn đề chất lượng điện nguồn cung cấp điện tin cậy, nguồn điện tái tạo không liên tục biểu giá nhu cầu điện cao Tích hợp hồn hảo với nguồn điện tái Hệ thống acqui ZBM2 (Ảnh st) tạo điện mặt trời điện gió, acqui ZBM2 giảm chi phí điện cách tích địa điểm, từ trung tâm mua sắm, trung tâm liệu trữ điện cao điểm cấp điện cho nhà máy đến tháp viễn thông, trạm bơm nông thôn doanh nghiệp thời gian giá phụ tải đỉnh hầm mỏ Các hệ thống tích trữ điện acqui Biên dịch: Nguyễn Thị Dung cung cấp điện dự phòng khẩn cấp cho Theo “Energize”, số 10/2018 12 ĐƯỜNG DÂY KẾT NỐI HVDC XUYÊN ÔXTRÂYLIA Cần củng cố lưới điện để giảm tắc nghẽn tăng cường buôn bán điện bang Thị trường điện quốc gia Ôxtrâylia (Australian National Electricity Market NEM) gồm có năm bang kết nối với Queensland, New South Wales, Victoria, Tasmania South Australia Đây hệ thống điện xoay chiều (AC) dài giới – trải dài 5.000km từ bang Queensland phía Bắc đến bang South Australia phía Nam Hệ thống truyền tải gặp phải tình trạng tắc nghẽn tổn hao truyền tải cao, làm hạn chế lưu lượng công suất tự mua bán điện liên bang thị trường điện quốc gia Ơxtrâylia Có thể kết nối trực tiếp lưới điện bang South Australia Queensland có, giúp giảm nửa khoảng cách bang Queensland South Australia tránh tổn hao truyền tải cao tắc nghẽn lưới điện có qua bang khác Phát triển đường dây kết nối NEM giúp giảm giá thị trường điện cao cho phép phát triển nguồn lượng tái tạo Ơxtrâylia, bao gồm điện gió bang South Australia, lượng mặt trời bang Queensland, lượng địa nhiệt mặt trời vùng hẻo lánh rộng lớn Trung Ôxtrâylia mà chưa khai thác CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRẠM ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP TRANG TRẠI GIÓ RANH GIỚI KHU VỰC Hệ thống truyền tải có NEM Ơxtrâylia (Ảnh st) NHU CẦU ĐƯỜNG DÂY KẾT NỐI Nằm hai đầu lưới điện quốc gia, bang South Australia Queensland phải chịu giá thị trường điện cao lên đến 14.000 đô la Ơxtrâylia/MWh (10.700 USD/MWh) ràng buộc cơng suất điện tiếp nhận vào đường dây kết nối bang Những lo lắng thực an ninh hệ thống điện bang South Australia đến đóng cửa nhà máy điện thơng thường, mà lý cho phát điện từ lượng tái tạo tăng trưởng nhanh chóng Việc đóng cửa nhà máy dẫn đến công suất phát điện đồng qn tính điện thấp, góp phần gây điện bang South Australia sau đường dây kết nối bị ngắt điện hồi tháng năm 2016 KHCN Điện, số 6.2018 13 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CƠ SỞ HẠ TẦNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRẠM ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP TRANG TRẠI GIÓ RANH GIỚI KHU VỰC Đường dây chiến lược g dây Đườn iếp trực t Các phương án lựa chọn tuyến đường dây kết nối từ bang South Australia đến bang Queensland (Ảnh st) Công suất hiệu dụng đường dây kết nối vào bang Queensland 4% nhu cầu điện tối đa trung bình, làm hạn chế nghiêm trọng công suất điện tiếp nhận vào hệ thống từ lượng tái tạo có giá cạnh tranh từ bang khác NEM Tài nguyên điện gió tuyệt vời bang South Australia tài nguyên điện mặt trời tuyệt vời bang Queensland phát triển nhanh chưa thấy Điều đè nặng lên lo ngại an ninh hệ thống điện tồn quốc hiệu ứng làm suy yếu lưới điện lượng lớn lượng tái tạo kết nối qua nghịch lưu thay máy phát điện đồng thông thường hệ thống điện dài yếu Chính quyền bang Queensland South Australia cam kết đạt mục tiêu 50% công suất điện từ lượng tái tạo tương ứng vào năm 2025 2030 Tuyến đường dây trực tiếp nối từ bang South Australia đến bang Queensland, qua phía tây bắc bang New South Wales, qua khoảng cách 1.400km Tuyến đường dây chiến lược qua vùng giàu tài nguyên lượng tái tạo chưa khai thác miền Trung Ôxtrâylia qua khoảng cách 1.600km Sau đánh giá sơ lựa chọn điểm kết nối cho đường dây kết nối mới, kết luận kết nối bang Queensland phải Trạm biến áp 330kV Bulli Creek kết nối bang South Australia phải Trạm biến áp 275kV Davenport Kết nối Trạm Bulli Creek làm tăng giới hạn ổn định đường dây kết nối 330kV AC Queensland-New South Wales cách sử dụng đường dây kết nối dòng điện chiều cao áp biến đổi nguồn điện áp (HVDC-VSC) để giảm dao động đường dây kết nối AC cao áp (HVAC) có Trạm biến áp Davenport điểm chiến lược lưới điện bang South Australia, gần với nguồn lượng gió chưa khai thác điểm cung cấp truyền tải cho mỏ urani Olympic Dam, mỏ lớn thứ hai giới xem xét mở rộng Việc kết nối đường dây liên kết HVDC-VSC Trạm Davenport làm tăng đáng kể mức chạm chập thấp miền Bắc bang South Australia trở thành vấn đề nghiêm trọng an ninh hệ thống điện LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ Các lựa chọn công nghệ sau cân nhắc đường dây kết nối đề xuất: • HVAC • Bộ biến đổi bù cho đường dây HVDC-LCC • HVDC-VSC Với khoảng cách truyền tải 1.400km 1.600km cho dự án, HVDC rõ ràng kinh tế HVAC Và lựa chọn DC tiết kiệm 20% chi phí vốn Cả HVDC-LCC HVDC-VSC cơng nghệ khả thi kỹ thuật điện áp đến 500kV Tuy nhiên, nghiên cứu trước đường dây kết nối Ôxtrâylia đánh giá thấp cơng nghệ HVDC-VSC cơng nghệ cịn chưa hồn thiện, chi phí tổn thất truyền CÁC LỰA CHỌN TUYẾN ĐƯỜNG DÂY tải cao so với công nghệ LCC Các tiến gần Hai lựa chọn tuyến đường dây cân nhắc cho giúp khắc phục nhược điểm tuyến đường dây kết nối đề xuất: này, HVDC-VSC công nghệ kết nối 14 công nghệ kiểm chứng tốt cho dự án Sự tiến triển cấu trúc cột tháp điện áp siêu cao kiểu Chainette mà Eskom lắp đặt (Ảnh st) Các biến thể cột tháp kiểu Chainette dùng cho truyền tải đường dài hiệu (Ảnh st) Các biến thể cột tháp kiểu Chainette dùng cho đường dây truyền tải HVDC dài 970km, xây dựng vào năm 2007 (Ảnh st) ưa chọn châu Âu Trung Quốc để củng cố hệ thống điện bị suy yếu đời nhanh chóng nguồn điện từ lượng tái tạo kết nối qua biến đổi điện, chọn CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN ÁP Công suất đường dây kết nối South Australia có nhiều khả năng, theo yêu cầu hệ thống điện bang South Australia, phải chịu tác động cắt mạch kết nối mà không gây sa thải phụ tải khơng đáng có Hiện khả chịu đựng lớn chấp nhận bang South Australia (mà không gây sa thải phụ tải) máy phát điện 235MW Nhà máy điện Pelican Point Giả định đường dây thiết kế hai cực mà có cực 350MW tác động cắt khả chịu đựng tin cậy, cơng suất đường dây kết nối tối đa khoảng 700MW (tức hai cực cơng suất 350MW) Có đường dây kết nối thứ hai đến bang South Australia với công suất 700MW nhân đôi công suất mạch kết nối AC có tổng cơng suất kết nối nhu cầu tối đa trung bình hệ thống lưới điện South Australia Điều cho phép lắp đặt thêm công suất từ lượng tái tạo (điện gió điện mặt trời) giảm nhẹ lo ngại tắc nghẽn đường dây kết nối an ninh hệ thống điện Nhu cầu điện trung bình bang Queensland khoảng 6.000MW, nhu cầu điện tối đa hệ thống 9.000MW Đường dây kết nối HVAC với bang New South Wales thường bị hạn chế mức công suất tiếp nhận 300MW bang Queensland có nhu cầu tối đa, đó, đường dây kết nối 700MW nâng tổng công suất tiếp nhận bang Queensland lên 1.000MW, khoảng 15% nhu cầu trung bình Các tính tốn thiết kế sơ cho thấy công suất đường dây kết nối KHCN Điện, số 6.2018 15 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 700MW điện áp từ ± 350kV đến ± 400kV tạo thiết kế đường dây hiệu với hai dây dẫn cực để tối ưu hóa chi phí vốn, tổn hao truyền tải phóng điện vầng quang Một nghiên cứu sơ kích cỡ dây dẫn kết luận dây dẫn kép tồn hợp kim nhơm lưu huỳnh tiết diện 637mm2 (1 inch vuông) giới hạn mức sụt áp tổn hao đường dây kết nối mức khoảng 10% hoạt động công suất truyền tải thiết kế 700MW NGUỒN ĐIỆN TÁI TẠO TRONG TƯƠNG LAI Đã cân nhắc phát triển tương lai nguồn điện tái tạo dọc theo đường dây kết nối cách lắp đặt thêm nhiều đầu nối HVDC-VSC miền Trung Ôxtrâylia với cơng suất đầu nối lên đến 700MW truyền tải đến bang South Australia Queensland HVDC-VSC khơng bị hạn chế việc truyền tải điểm-điểm mặt kỹ thuật có nhiều đầu nối dọc theo đường dây kết nối, ví dụ sơ đồ HVDC-VSC năm đầu nối Đảo Chu Sơn (Trung Quốc) Chi phí tăng thêm trạm đầu nối hồn tồn bù đắp nhờ cường độ ánh sáng mặt trời mạnh miền Trung Ôxtrâylia canh tác địi hỏi phải có cột tháp truyền tải độc lập đắt tiền hơn, việc sử dụng đất không phù hợp với kết cấu dây chằng kiểu chainette Chi phí quyền sử dụng đất tuyến đường dây trực tiếp cao Giá trị rịng quy (NPV) chi phí vận hành bảo trì vịng đời tài sản đường dây kết nối ước tính 200 triệu la Ơxtrâylia (154 triệu USD) cho hai tuyến Những ước tính bao gồm kiểm tra định kỳ, tuần tra đường dây, chi phí quyền sử dụng đất bảo trì đường dẫn, tiền sửa chữa khắc phục sửa chữa khẩn cấp Tổn hao truyền tải - ví dụ, tổn hao điện trở dây dẫn, tổn hao phóng điện vầng quang tổn hao biến đổi HVDC-VSC - ước tính với giả định lưu lượng công suất cân bang South Australia bang Queensland Ước tính chi phí vốn tổn hao suốt vòng đời tài sản đường dây kết nối 420 triệu đô (323 triệu USD) 460 triệu la Ơxtrâylia (354 triệu USD) CÁC CHI PHÍ ƯỚC TÍNH tương ứng tuyến đường dây trực tiếp Chi phí vốn cho tuyến đường dây trực tiếp chiến chiến lược lược ước tính cách sử dụng liệu Lấy tổng phí vốn, ước tính vận hành công bố dự án truyền tải điện Ơxtrâylia bảo trì, tổn hao truyền tải cho tổng chi phí cho biết chi phí nhân cơng, tiêu chuẩn phụ vịng đời ước tính 2.040 triệu la Ơxtrâylia cấp lao động Ơxtrâylia cho cơng việc vùng sâu, vùng (1.569 triệu USD) cho tuyến đường dây trực tiếp xa Mặc dù tuyến đường dây trực tiếp ngắn tuyến 2.060 triệu la Ơxtrâylia (1.585 triệu USD) đường dây chiến lược, lại qua nhiều vùng đất cho tuyến đường dây chiến lược Vân Nam Quảng Tây Điện áp (kV) Công suất (MW) Linh kiện bán dẫn Tổng quan hệ thống điện siêu cao áp nhiều đầu nối kiểu áp lưng tỉnh Vân Nam thuộc lưới điện quốc gia Trung Quốc (Ảnh st) 16 LỢI ÍCH TIỀM NĂNG Lợi ích tài đường dây kết nối ước tính từ phân tích cấp cao kết từ nghiên cứu trước đường dây kết nối Tổng lợi ích ước tính lên tới 2.300 triệu la Ơxtrâylia (1.769 triệu USD) cho tuyến đường dây trực tiếp 2.600 triệu la Ơxtrâylia (2.000 triệu USD) cho tuyến đường dây chiến lược Dựa đánh giá sơ bộ, lợi ích ròng tuyến đường dây trực tiếp 260 triệu la Ơxtrâylia (khoảng 200 triệu USD), khoảng 13% tổng chi phí vịng đời Đối với tuyến đường dây chiến lược, lợi ích rịng 540 triệu la Ôxtrâylia (415 triệu USD), tức 26% tổng chi phí vịng đời Đường dây kết nối mang lại năm lợi ích chưa lượng hóa này: Giúp đạt mục tiêu lượng tái tạo phủ, Tạo thêm hội việc làm, Kích thích kinh tế cộng đồng vùng, Chứng minh tính khả thi truyền tải HVDCVSC giá rẻ, chi phí thấp lượng tái tạo vùng sâu, vùng xa Ôxtrâylia, Tăng tính cạnh tranh an ninh NEM giảm biến động giá bán buôn điện ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ Dựa đánh giá sơ bộ, đến kết luận công nghệ HVDC-VSC lựa chọn phù hợp cho đường dây kết nối Ôxtrâylia, từ bang South Australia đến bang Queensland Các tham số kỹ thuật, ví dụ cơng suất, điện áp, số lượng loại dây dẫn, lựa chọn phép xác định chi phí tính đường dây kết nối Hai lựa chọn tuyến đường dây so sánh với điểm kết nối với lưới điện có bang South Australia Queensland Lợi ích tài lớn tuyến đường dây chiến lược có tiềm lớn để khai thác nguồn lượng tái tạo miền Trung Ôxtrâylia tương lai Tổn hao truyền tải đường dây kết nối ước tính trung bình khoảng 10% Điều khẳng định thiết kế sơ thận trọng hiệu quả, cân chi phí vốn thấp so với tổn hao truyền tải vòng đời Phân tích chi phí-lợi ích cho thấy chi phí vốn tuyến đường dây kết nối chiến lược 1.400 triệu la Ơxtrâylia (1.077 triệu USD) biện minh đầy đủ lợi ích mang lại lợi ích rịng 26% chi phí vịng đời, tuyến đường dây trực tiếp mang lại lợi ích 13% chi phí vòng đời Biên dịch: Nguyễn Thị Dung Theo “T&D World”, số 8/2018 MÁY DỊ PHĨNG ĐIỆN CỤC BỘ ULTRATEV Bộ cơng cụ Phát Phóng điện Cục Ultra UltraV EA Technology phát hoạt động phóng điện bề mặt phóng điện bên thiết bị trung áp Máy dị phóng điện cục UltraTEV (Ảnh st) Máy Dò UltraTEV cảm biến cầm tay kép, máy dị phóng điện cục bộ, cho phép đơn giản đưa tay qua nhận dạng chạm chập có khả gây hư hại thiết bị cao áp chạm chập thiết bị trung áp trước chúng trở thành cố hữu tài sản điện lực hiệu cách sử dụng đơn giản, cho phép bạn nhanh chóng đánh giá tình trạng thiết bị cách sử dụng loại hình tín hiệu đèn giao thông Những lợi việc sử dụng thiết bị phát phóng điện cục Hoạt động phóng điện cục bộ UltraTEV: khiến vật liệu cách điện xuống cấp • Dễ sử dụng, yêu cầu đào tạo cuối dẫn đến hỏng thiết bị trung áp Máy dị phóng điện cục tối thiểu • Có thể nạp điện lại trọng UltraTEV phát phóng điện bề mặt cách sử lượng nhẹ dụng cảm biến siêu âm • Cải thiện an tồn cho người phát phóng điện bên thao tác cách sử dụng cảm biến • Thử nghiệm tình trạng tủ đóng điện từ loại phát điện cắt mà khơng cần phải cho ngừng áp đất thoáng qua (TEV) Nhân viên kỹ thuật phi kỹ thuật hoạt động • Có thể kiểm tra nhanh tủ sử dụng công cụ Tất thử nghiệm thực đóng cắt trước lần thao tác mà khơng cần phải cắt điện đóng cắt Máy dò UltraTEV sản phẩm Biên dịch: Gia Hiếu tiêu chuẩn nhiều chủ sở Theo “Substation-Safety.com” KHCN Điện, số 6.2018 17 TỰ ĐỘNG HÓA CUỘC CÁCH MẠNG KỸ THUẬT SỐ Áp lực tối ưu hóa đổi cách sử dụng công cụ kỹ thuật số trí thơng minh nhân tạo (hình 1), học máy phân tích tiên đốn khơng cơng việc tốt, cịn mệnh lệnh mang tính chiến lược thị trường lượng mà mảnh nhỏ trí thơng minh kinh doanh, hiểu biết thêm kịp thời dựa vào liệu, giúp củng cố vị trí cạnh tranh nhà sản xuất điện tăng cường mối quan hệ khách hàng Theo dự kiến, ngành điện Mỹ chi khoảng 3,5 tỷ USD năm, tổng cộng 46 tỷ USD năm 2030, để tiếp tục đại hóa lưới điện thơng qua khoản đầu tư vào công nghệ truyền thông kỹ thuật số, hệ thống thơng tin, tự động hóa nỗ lực đáp ứng trào lưu công suất phức tạp nâng cao độ tin cậy, hiệu suất an toàn tổng thể, đồng thời đáp ứng nhu cầu phụ tải tương lai từ mục đích sử dụng Khoảng 9.200 tổ máy phát điện 1.000.000MW công suất nguồn cấp điện cho lưới điện Mỹ có nhiều khả chiếm phần lớn khoản đầu tư Để theo kịp giới lượng thông minh hơn, hoạt động sản xuất điện phải thông minh Kỹ thuật số đường trực tiếp để thực việc Nói cách xác, doanh nghiệp thông minh? Đối với sở sản xuất điện, doanh nghiệp hiểu biết liệu, doanh nghiệp dựa vào đám mây, định lĩnh vực doanh nghiệp dựa vào thông tin đáng tin cậy từ luồng liệu kết nối tảng kỹ thuật số liên kết với lưới điện rộng Nền tảng kết nối với lực thu thập liệu khổng lồ mạng lưới vạn vật kết 18 Làm TRÍ THƠNG MINH KỸ THUẬT SỐ tạo nên khác biệt cho nhà máy điện? Cơng nghệ tiên tiến giúp máy tính thực nhiều nhiệm vụ theo dõi chẩn đốn mà trước u cầu phải có chun gia dày dạn kinh nghiệm Trí thơng minh nhân tạo công cụ học máy sử dụng để tối ưu hóa tài sản, nâng cao độ an tồn bảo mật, tạo mơ hình kinh doanh tối đa hóa nguồn nhân lực nối Internet (Internet of Things -IoT), đặc biệt sở hạ tầng thiết bị trang bị cảm biến cung cấp liệu cho hệ thống kỹ thuật số, cấp nguồn không từ hệ thống phát điện riêng nhà sản xuất điện, mà cịn từ điểm liên quan tồn hệ thống điện Cũng liên kết với tảng kỹ thuật số cịn có cơng cụ trí thơng minh nhân tạo (AI), học máy, phân tích tiến đốn cho phép tổ chức phân tích, học hỏi hành động dựa tất Hình Sức mạnh máy tính Trí tuệ nhân tạo thuật tốn học máy cho phép phân tích qn kỹ lưỡng liệu vận hành Một máy tính ln ln ý nhận bất thường mà người vận hành bỏ qua (Ảnh st) liệu đó, thực cơng việc nhanh hiệu ĐẦU TƯ VÀO TƯƠNG LAI Trường hợp kinh doanh để chuyển sang doanh nghiệp sản xuất điện thông minh trở nên rõ ràng số doanh nghiệp chấp nhận công nghệ tích cực bắt đầu thu lợi nhuận đáng kể từ việc đầu tư vào kỹ thuật số IoT Sau số lĩnh vực mà đầu tư hướng để xây dựng doanh nghiệp thơng minh kỹ thuật số trả cổ tức nhanh chóng Tối ưu hóa tài sản Bằng cách mang lại cho công ty điện lực khả theo dõi hành động dựa vào diễn biến toàn lưới điện bên hệ thống riêng họ theo thời gian thực, giải pháp kỹ thuật số giúp nhà sản xuất điện nâng cao hiệu nhiều lĩnh vực hoạt động họ, từ bảo trì dự phịng nhà máy đến định sử dụng nhiên liệu Bằng cách trang bị cảm biến cho sở phát điện thiết bị, công ty điện lực không sản xuất hàng nhiều megaoat công suất, mà họ tạo hết megabyte đến megabyte khác liệu Các công cụ kỹ thuật số phù hợp biến khối lượng khổng lồ liệu thành nguồn tài nguyên chiến lược vô tận Phát điện phân tán tồn dài lâu, khiến cung cầu điện trở nên phức tạp Khi hộ sử dụng điện tư nhân tự sản xuất điện từ nguồn lượng tái tạo gió mặt trời, cơng ty điện lực cần có phương cách hiệu để hòa sản lượng điện dư thừa vào lưới điện AI giúp cơng ty điện lực quản lý tài sản phát điện họ hiệu hơn, đáng tin cậy linh hoạt để ứng phó với biến động cung cầu từ phát điện phân tán Cũng AI cơng cụ học máy giúp cơng ty điện lực đưa định có sở hơn, nhanh hơn, dựa vào liệu thời điểm vận hành nhà máy phụ tải đỉnh để đáp ứng nhu cầu tăng đột biến nơi dẫn dịng cơng suất qua để tránh khu vực có vấn đề Bảo trì lĩnh vực khác mà việc số hóa giúp tối ưu hóa Các sở sản xuất điện phát triển thuật toán dựa trí thơng minh cơng nghiệp để tiên đốn xác suất cố Các thuật tốn tính đến tỷ lệ cố sớm toàn ngành thiết bị, giúp hiểu rõ rủi ro cố sớm để quản lý cơng tác bảo trì tài sản, quy trình làm việc quản lý danh mục đầu tư tốt Thay dựa vào kiểm tra thủ cơng tốn nhiều thời gian nguy hiểm, công ty điện lực sử dụng robot tự động thiết bị bay không người lái đào tạo thuật toán học sâu này, với cảm biến, để tự động xác định khuyết tật tiên đốn cố mà khơng làm gián đoạn hoạt động Sự cố thành phần quan trọng gây loạt cố điện Một hoạt động sản xuất điện thông minh kỹ thuật số ngăn chặn điều xảy ra, tránh cố thiết bị tốn giữ cho nhà máy điện hoạt động doanh nghiệp mà thời gian hoạt động quan trọng để trì lợi nhuận Các cơng cụ kỹ thuật số đẩy nhanh cơng tác sửa chữa hệ thống Bằng cách dựa vào liệu cảm biến từ xa, nhà sản xuất điện xác định nơi cần điều đội thợ đến sửa chữa dựa vào đánh giá hư hại, đảm bảo đội thợ đến có đủ cơng cụ cần thiết cho cơng việc Ví dụ nhờ theo dõi cảm biến, cơng ty điện lực cảnh báo tuabin có dấu hiệu cố Cơng ty điện lực chủ động tắt tuabin, trước cố xảy ra, sau cử kỹ thuật viên đến sửa chữa Công ty không tránh chi phí thay tuabin, mà họ cịn tránh gián đoạn dịch vụ kế hoạch — kèm với khơng hài lịng khách hàng Bản số - trình mà liệu từ cảm biến, máy tính thiết bị kết nối với Internet of Things sử dụng để tạo đại diện ảo tài sản quy trình vật lý — cơng cụ mạnh mẽ tăng hiệu hoạt động phát điện Bản số đóng vai trị tảng để mơ hình hóa hệ thống vật lý có vào lĩnh vực kỹ thuật số, cơng ty chạy kịch khác để xác định kết cục định, sau thực thay đổi môi KHCN Điện, số 6.2018 19 TỰ ĐỘNG HĨA truyền thơng), liệu doanh nghiệp trở nên an tồn trước cơng mạng Hình Trở nên sáng tạo Khi máy móc thực công việc đơn điệu, người lao động tự tập trung vào giải vấn đề rắc rối tăng thêm giá trị cho tổ chức (Ảnh st) trường hệ thống thực tế cho phù hợp Do đó, nhà sản xuất điện sử dụng số song song với công cụ tiên đoán để dự đoán vấn đề bảo trì, cố thiết bị, để đào tạo nhân viên vận hành, sửa chữa bảo trì thiết bị An tồn bảo mật Bằng cách giảm phụ thuộc vào người dựa nhiều vào cảm biến, robot tự động, thiết bị bay không người lái để kiểm tra chí sửa chữa thiết bị, nhà sản xuất điện cải thiện đáng kể an tồn cơng nhân tránh sai sót người Thay phải có chun gia tiến hành kiểm tra trực quan, họ tiến hành kiểm tra chuyên sâu từ văn phòng đầy tiện nghi Và xảy cố thiết bị khác có vấn đề, thay trước tiên cử nhân viên điều tra khiến họ phải chịu rủi ro cháy nổ, tiếp xúc với nóng nhiều thứ khác nữa, trước tiên họ từ xa đánh giá chất vấn đề rắc rối mối nguy hiểm cách sử dụng cảm biến rô bốt thiết bị bay khơng người lái, sau định làm tiếp Các cơng cụ phân tích tiên đốn cơng nghệ số giúp nhà cung cấp điện phát triển chiến lược an tồn để bảo trì sửa chữa tài sản phát điện khu vực khó khăn khó tiếp cận An ninh lĩnh vực dễ bị tổn thương khác mà công nghệ kỹ thuật số hỗ trợ Gián đoạn lớn hư hại diện rộng tiềm ẩn hệ thống điện quốc gia từ công mạng tập trung vào an ninh mạng lưới điện thông minh Khi doanh nghiệp sản xuất điện có tảng kỹ thuật số bảo vệ hệ thống an ninh dựa vào AI học máy, sở hạ tầng vật lý, cấu trúc mạng (bao gồm phần mềm 20 Cơ hội kinh doanh Với gia tăng phát điện phân tán, thời đại nhà máy điện ảo (VPP) đến Các trung tâm dựa vào đám mây này, loại tập trung hay phân tán, tổng hợp, tối ưu hóa kiểm sốt nguồn lượng phân tán để hoạt động tương tự nhà máy điện truyền thống, khác chúng cung cấp lượng mà khơng có nhà máy thực Với khả tăng hiệu suất, tính linh hoạt độ tin cậy tổng thể lưới điện, VPP hội tăng trưởng đầy hứa hẹn cho công ty điện lực Một nhà sản xuất điện có tảng kỹ thuật số liệu hỗ trợ trang bị AI, học máy công cụ khác có phương tiện để khám phá phát triển hội VPP mà khơng cần có khoản chi phí vốn lớn TỐI ĐA HĨA NGUỒN NHÂN LỰC Một giải phóng khỏi nhiệm vụ nhàm chán, nhân viên triển khai cho mục đích có giá trị cao hơn, hấp dẫn (Hình 2) Vào thời kỳ mà cơng ty lượng bị ép buộc phải tuyển dụng giữ chân tài chất lượng, điều giúp cho công ty điện lực trở nên hấp dẫn Thách thức việc giúp tạo dựng lưới điện thông minh doanh nghiệp nhà máy điện ảo cách sử dụng AI, số cơng cụ tiên đốn hấp dẫn nhiều so với cơng việc mà chức theo dõi công cụ luồng liệu 40 tuần Doanh nghiệp thông minh kỹ thuật số hỗ trợ mở loạt khả đầy hứa hẹn cho sở sản xuất điện Bằng chứng ban đầu cho thấy công cụ AI mang lại giá trị thực cho người áp dụng cách nghiêm túc Với trưởng thành liên tục lưới điện thông minh, lúc để thực công cụ Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường Theo “Power”, số 11/2018 TRUNG TÂM ĐIỀU KHIỂN TRONG TƯƠNG LAI Với dự án DynaGridCenter, Công ty Siemens (Đức) làm việc với đối tác khoa học nghiên cứu để phát triển trung tâm điều khiển lưới điện hệ Lần đầu tiên, hệ thống hỗ trợ thể trực quan trình động học chuyển dịch lượng lên lưới điện đưa khuyến cáo có mục tiêu cho hành động để tối ưu hóa lưới điện ngăn ngừa điện Giáo sư Tiến sĩ Rainer Krebs, Trưởng Bộ phận Tư vấn Vận hành Bảo vệ Hệ thống Điện thuộc Ban Quản lý Năng lượng Siemens cho biết: “Trong tương lai, cần có trung tâm điều khiển điều chỉnh độc lập lưới điện có tính động cao với chức tự động điều khiển giữ cho lưới điện ổn định Do đó, trung tâm điều khiển động phần khơng thể thiếu q trình chuyển dịch lượng thành cơng Trung tâm giúp kiểm sốt tính động học ngày tăng lưới điện, trì ổn định lưới điện đưa khuyến cáo cụ thể để hành động giúp ngăn chặn điện.” Trung tâm điều khiển tương lai trở thành thành phần quan trọng kế hoạch hành động lưới điện Chính phủ Liên bang Đức đưa vào tháng năm 2018 Khi số lượng nhà máy điện phân tán tiếp tục tăng công suất nhà máy điện thông thường lại giảm đi, hệ thống cấp điện ngày trở nên dễ bị xáo trộn Và điều có nghĩa khoảng thời gian để phản ứng với cố nghiêm trọng ngày ngắn lại Vì kỹ thuật điều khiển điều chỉnh cải thiện cho trung tâm điều khiển theo dõi điều khiển lưới điện từ xa cần thiết Trong dự án DynaGridCenter, Siemens nghiên cứu cách để thể trực quan trình động phân bố phụ tải không đồng lưới điện gây tìm cách phản ứng với chúng cách có hệ thống Siemens phát triển hệ thống trợ lý cho lưới truyền tải điện Giống xe hơi, hệ thống có hai chức chính: Trước tiên tự động điều chỉnh hệ thống để trì hoạt động trơn tru ổn định Chức thứ hai phát sớm chướng ngại trục trặc để “đi vịng qua” tức tránh chúng Những người KHCN Điện, số 6.2018 21 GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ vận hành trung tâm điều khiển động lưới điện cố gắng xác định động lực lưới điện họ quyền tiếp cận công cụ cho phép họ làm mà chưa thể thực được: Phản ứng cách có hệ thống với trạng thái lưới điện động xác minh Để theo dõi lưới điện, nhà khoa học sử dụng trung tâm điều khiển lưới điện phịng thí nghiệm Đại học Kỹ thuật Ilmenau (Đức) ghép nối với lưới điện mơ Đại học Otto-vonGuericke Magdeburg (Đức) điều hành Các đo vectơ pha (phasor measurement unit - PMU) truyền độ lớn góc pha dịng điện điện áp cách 20 mili giây bổ sung thêm thành phần có tính động cao vào giá trị đo được, vốn truyền khoảng thời gian vài giây Dữ liệu PMU đồng hóa theo thời gian so sánh trực tiếp được, q trình rung động thoảng qua khơng mong muốn lưới điện trở nên rõ ràng Krebs nói: “Cho đến giờ, nhờ thực biện pháp phịng ngừa mà chúng tơi tránh q trình động nguy hiểm lưới điện dẫn đến điện Những người vận hành lưới điện phải can thiệp vào lịch biểu nhà máy điện để ngăn chặn tắc nghẽn xảy Được gọi “tái điều độ”, can thiệp làm phát sinh chi phí năm lên tới tỷ Euro Dễ dàng quan trọng nhất, tiết kiệm hơn, tối ưu hóa việc sử dụng công suất đường dây thực biện pháp can thiệp trường hợp tải Các chương trình theo dõi kiểm sốt làm điều này, chúng khơng thể trực quan tình nguy hiểm phát sinh tải, mà chúng thực biện pháp đối phó cần thiết nhanh nhiều so với nhân viên nhà máy Biên dịch: Hồ Văn Minh Theo “T&D World”, số 11/2018 22 Giải pháp sử dụng trí tuệ nhân tạo để tự động phát thảm thực vật gần đường dây điện Các công ty điện lực sử dụng Enview để phát thảm thực vật xâm lấn đe dọa đường dây điện gây cháy rừng (Ảnh st) Enview, nhóm nhà khoa học kỹ sư liệu có trụ sở Thung lũng Silicon (bang California, Mỹ), nỗ lực giải thách thức lớn cơng ty điện lực, nhanh chóng xác định mối đe dọa trước chúng trở thành cố phần mềm Enview Các cố lớn, mùa cháy rừng lịch sử năm 2018, cố lan truyền gây cố điện vùng Đơng Bắc nước Mỹ năm 2003, xảy tiếp xúc thảm thực vật đường dây điện Khả xác định vị trí xác sớm phát quang thảm thực vật có nguy cao, quy mô rộng hơn, giúp người vận hành ưu tiên giải khu vực có vấn đề Nâng hạ dây dẫn mang điện Sản phẩm giúp đội đường dây tiết kiệm thời gian nguồn lực thực công việc bảo trì Người thợ đường dây biết để phép cắt điện đường dây truyền tải khó khăn - đặc biệt với việc thắt chặt quy tắc quy định liên bang Mặc dù vậy, đội thợ đường dây phải thực cơng việc cách nhanh chóng an tồn, giúp giảm mức tải đường dây truyền tải Để rút ngắn thời gian thực địa bảo vệ lực lượng lao động, cơng ty điện lực tìm đến thiết bị giúp họ nâng cấp củng cố hệ thống điện họ Ví dụ, đội thợ đường dây thuộc Dự án Salt River Project (SRP) bang Arizona (Mỹ) giao nhiệm vụ thực thay nhiều cột điện tròn 69kV cột điện kiểu giàn 115kV mà không phép cắt điện Cách khoảng năm, SRP liên hệ với Công ty LineWise (Mỹ), phận sản phẩm điện lực Công ty Diversified Products (Mỹ), để dùng thử thiết bị nâng ba đường dây (Triple Line Lifter – TLL), nguyên mẫu loại thao tác thủ công Sau đó, SRP biết tay nâng hồn tồn thủy lực TLL-1300 Triple Line Lifter Công ty LineWise cung cấp Sản phẩm giúp đội thợ đường dây tiết kiệm thời gian nguồn lực thực cơng việc bảo trì địi hỏi phải nâng hạ dây dẫn Họ sử dụng thiết bị TLL để thay kết cấu gỗ kết cấu thép, nâng cao kết cấu để phù hợp với quy chuẩn liên bang, thay cách điện, thay xà ngang kết cấu gỗ Ngày nay, nhiều công ty điện lực sử dụng LiDAR để lập đồ trực quan hóa đường dây điện họ Phần mềm Enview, cung cấp thông qua đăng ký phần mềm, cho phép công ty điện lực phát huy lợi liệu LiDAR cho kết nhanh nhiều tốn công sức thủ công nhiều Giải pháp Enview tự động phân loại phân tích liệu để tạo hình ảnh trực quan truy cập liệu, sẵn sàng sử dụng thực địa, có nghĩa chúng cấp trực tiếp đến lực lượng lao động trường để phản ứng Biên dịch: Gia Hiếu Theo “Utilityproducts”, số 12/2018 THIẾT BỊ NÂNG DÂY CÁCH ĐIỆN Xoay nghiêng tay nâng TLL (Ảnh st) KHÁM PHÁ CÁC ỨNG DỤNG Sau dùng thử TLL thực địa, đội thợ đường dây SRP tiếp tục sử dụng sản phẩm cho nhiều ứng dụng khác nhau, chủ yếu cho công việc cấp điện áp truyền tải 115kV Trong cấu hình này, dây dẫn lắp so le hai phía cột điện hai pha bên pha phía bên KHCN Điện, số 6.2018 23 GIẢI PHÁP SỰ CỐ Thiết bị TLL-1300 LineWise giúp đội thợ đường dây nâng dây dẫn công trình Trước đây, thợ đường dây SRP tiến hành tất công việc đường dây 69kV 115kV cắt điện; với thiết bị TLL, họ thực cơng việc tương tự đường dây mang điện (Ảnh st) Trước SRP đầu tư vào TLL, thợ đường dây SRP phải cắt điện tiến hành công việc cột điện 69kV 115kV, họ thực cơng việc đường dây mang điện Các thợ đường dây sử dụng TLL để nâng hạ dây dẫn mang điện công việc cắt điện Ví dụ, thợ đường dây phải trì khoảng cách họ đến vật mang điện kiểm tra kết cấu liền kề Tuy nhiên, nhiều khoảng cách đường dây cấp truyền tải đường dây phân phối gây nguy hiểm Do vậy, thợ đường dây phải cảnh giác với kết cấu liền kề đảm bảo họ di chuyển dây dẫn đến vị trí phù hợp hạ nâng dây dẫn LẮP THIẾT BỊ TLL vận chuyển đến nơi làm việc xe moóc xe trượt vận chuyển khép kín Thiết bị gồm có hai phần riêng biệt: Tay nâng khối thủy lực Khi tới trường, thợ đường dây cố định TLL vào cần trục họ tùy theo độ cao dây dẫn SRP lắp thiết bị TLL vào cần trục Altec 40 Tiếp theo, thợ đường dây hạ tay nâng xuống, cố định vào khung, sau đưa tay nâng lên tiến hành công việc Thời gian để đội thợ lắp thiết bị, đưa lên khơng bắt tay vào làm việc trung bình chưa tới Quá trình đơn giản, việc cố định tay nâng vào cần trục dễ dàng ĐÀO TẠO THỢ ĐƯỜNG DÂY Hiện tại, thợ đường dây lành nghề sử dụng TLL vận hành tay nâng điều khiển từ xa , 24 họ đứng đất đứng gàu không để điều khiển Thợ đường dây giữ đường dây ngang gióng theo chiều thẳng đứng, họ giữ đường thẳng đứng gióng theo chiều ngang Trong q trình xây dựng, thợ đường dây kéo tay nâng xa để rải dây dẫn ra, đẩy kết cấu cũ chỗ khác, nghiêng xoay tay nâng Ngồi ra, họ di chuyển dây dẫn theo nhiều cách khác để tiếp cận kết cấu mà họ cần thi cơng Khi SRP lần đầu mua thiết bị TLL, LineWise cung cấp khóa đào tạo ba ngày Trong khóa học này, thợ đường dây học cách lắp ráp bản, khoảng hở cách điện, trọng lượng mà TLL nâng, khả giới hạn Ngồi ra, họ cịn hướng dẫn cách vận hành phù hợp yêu cầu bảo dưỡng cần thiết LineWise đào tạo cách sử dụng thiết bị, sau đội đường dây SRP xác định cách sử dụng tốt sản phẩm quy trình làm việc họ SRP có hai thiết bị TLL, tương lai, họ có kế hoạch tiếp tục sử dụng chúng đường dây 69kV 115kV mang điện Vào mùa hè, phải hạn chế cắt điện nên thiết bị có nhiều lợi ích Với TLL, thợ đường dây SRP hồn thành cơng việc họ việc cắt điện bị hạn chế Thay ngồi chờ điện, họ bảo trì hệ thống truyền tải điện đường dây mang điện Biên dịch: Minh Đức Theo “T&D World”, số 10/2018 Công ty điện lực Eversource Energy (bang Massachusetts, Mỹ) sử dụng phương pháp mới, hiệu chi phí để đối phó với tượng nguồn điện phân tán tách thành lưới điện độc lập DUY TRÌ KẾT NỐI AN TỒN NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN Triển khai nhanh chóng nguồn điện phân tán lộ xuất tuyến phân phối thuộc sở hữu công ty điện lực gây lo ngại kỹ thuật an toàn Khi nguồn cấp công ty điện lực bị gián đoạn, mạch phía phụ tải điểm cắt mang điện nguồn điện phân tán (DER), tạo lưới điện độc lập (đảo điện) Tình trạng đảo điện DER trì hai giây theo yêu cầu tiêu chuẩn gây rủi ro an toàn thách thức vận hành đáng kể Trường hợp tệ hại nhất, chúng gây hư hại cho phụ tải kết nối tạo mối nguy an toàn chúng tiếp tục đóng điện đoạn đường dây hệ thống điện điện lực xác định chạm chập Ít chúng trì điện áp tần số phù hợp; nhiên chúng gây cản trở cho việc phục hồi tác động sơ đồ tự động đóng mạch trở lại tự động hóa phân phối, gây ảnh hưởng tới độ tin cậy Các DER dựa nghịch lưu phải phát hình thành đảo điện ngắt mạch chúng khỏi hệ thống thời gian không tới giây, theo Tiêu chuẩn IEEE 1547 liên kết mạch điện Tuy nhiên, phát đảo điện vị trí DER trở nên phức tạp có nhiều DER lộ xuất tuyến Phịng Thí nghiệm Quốc gia Sandia (bang New Mexico, Mỹ) cảnh báo điều kiện sau, trở nên thường gặp hơn, làm suy yếu khả DER phát đảo điện: Các trường hợp có nhiều nghịch lưu, trường hợp có nghịch lưu từ nhiều hãng chế tạo khác nhau, trường hợp bao gồm nghịch lưu máy phát điện quay Ngồi ra, DER tăng trưởng nhanh chóng gây trì hỗn nhiều dự án truyền tải nguồn điện, điều làm tăng phụ thuộc vào DER để cung cấp nguồn điện phụ tải đáy Tiêu chuẩn IEEE 1547-2018 đề yêu cầu ngặt nghèo khả vượt qua sụt áp để đảm bảo trì DER lưới điện thời gian nhiễu lưới điện chính, cách trì hỗn làm khả nhạy DER với mức đặt điện áp tần số Do vậy, trì hỗn thuật tốn chống hình thành đảo điện cục DER trở nên cần thiết để đáp ứng yêu cầu Một lựa chọn khác, hệ thống chống hình thành đảo điện dựa truyền thơng, cách cung cấp trạng thái đóng cắt thiết bị đường dây, cung cấp báo xác trực tiếp tình trạng kết nối với DER giúp loại bỏ mối lo ngại CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG HÌNH THÀNH ĐẢO ĐIỆN Chống hình thành đảo điện thường phân chia thành hai loại: Các sơ đồ phát cục bị động chủ động sơ đồ có truyền thông KHCN Điện, số 6.2018 25 GIẢI PHÁP SỰ CỐ Trạm biến áp phân phối Bộ ghép nối Recloser đường dây đóng mạch Bộ ghép nối Bộ truyền DGP Trạm biến áp phân phối Truyền tín hiệu tùy chọn Cơng trình điện mặt trời Bộ thu DGP Recloser đường dây mở mạch Bộ ghép nối Nhận tín hiệu tùy chọn >>ĐĨNG MẠCH Cơng trình điện mặt trời Bộ ghép nối Bộ thu DGP Bộ truyền DGP Khơng nhận tín hiệu Truyền tín hiệu tùy chọn >> TÁC ĐỘNG NGẮT MẠCH - Bộ truyền DGP gửi tín hiệu tùy chọn từ trạm biến áp tới Bộ thu DGP trạm điện mặt trời (sơ đồ trên) - Không nhận tín hiệu tùy chọn thu cho thấy tình trạng đảo điện gây tác động cắt mạch trạm điện mặt trời (sơ đồ dưới) Phương pháp chống hình thành đảo điện nguồn điện phân tán tùy chọn (DGP) (Ảnh st) Trạm biến áp phân phối Cơng trình điện mặt trời Thiết bị DTT Thiết bị DGP Recloser Recloser PCC Recloser Tác động ngắt Tác động ngắt - DTT sử dụng cáp quang, đường dây điện thoại truyền thơng radio để có trạng thái recloser đường dây (đường màu xanh) - DGP sử dụng lộ xuất tuyến để gửi tín hiệu tùy chọn từ trạm biến áp đến vị trí PCC (đường màu đỏ) So sánh tác động truyền trực tiếp (DTT) nguồn phân tán tùy chọn (DGP) Trong hai phương pháp này, thu vị trí điểm ghép chung (PCC) tác động cắt DER DGP khơng u cầu truyền thơng bên ngồi khơng u cầu thiết bị lắp đặt recloser đường dây (Ảnh st) trợ giúp Các hệ thống cục bị động thường dựa vào điện áp tần số cục để phát đảo điện Các sơ đồ cục chủ động gây nhiễu có chủ ý tần số máy phát điện mà hệ thống đảo điện tuân theo Các sơ đồ phát cục có xu hướng thiết kế có ý tới an ninh, nhằm tăng tối đa sản lượng giảm thiểu tác động ngắt mạch phiền hà Các hệ thống hy sinh độ đáng tin cậy chúng cho phép nguồn điện tồn không phát 26 chắn hình thành đảo điện Ngồi ra, sơ đồ phát cục trở nên đáng tin cậy mạch có nhiều DER Ngược lại, sơ đồ có truyền thơng trợ giúp có xu hướng thiết kế lưu ý tới độ đáng tin cậy nhằm giảm thiểu rủi ro hình thành đảo điện Các sơ đồ có truyền thơng trợ giúp gửi thông tin từ công ty điện lực để giám sát DER phát điện Các hệ thống tác động ngắt truyền trực tiếp (DTT), vốn truyền tín hiệu tác động ngắt thiết bị cách ly mở ra, thuộc vào chủng loại Sơ đồ DTT theo dõi trạng thái recloser đường dây đặt nguồn công ty điện lực DER, cách sử dụng kênh truyền thông riêng rẽ Một điều khiển trung tâm trạm biến áp phân phối theo dõi recloser gửi tín hiệu tác động ngắt tới thiết bị ngắt mạch DER thích hợp recloser đường dây mở Bởi hệ thống DTT bắt chước cách bố trí thiết bị cách ly mạch phân phối, nên thay đổi cấu hình (bổ sung, loại bỏ, bố trí lại) địi hỏi thay đổi tương ứng hệ thống DTT bắt chước CÁCH TIẾP CẬN MỚI Nguồn điện phân tán tùy chọn (DGP) phương pháp có truyền thơng trợ giúp GridEdge Networks (bang Massachusetts, Mỹ), hãng công nghệ chuyên ứng dụng lưới điện đại, phát triển DGP sử dụng kỹ thuật hỏng-an toàn đơn giản liên tục theo dõi kết nối công ty điện lực DER Bằng cách sử dụng truyền thơng tải ba, tín hiệu tùy chọn mã hóa gửi liên tục qua tuyến Nhận tín hiệu cho phép DER phát điện Nếu không nhận tín hiệu DGP khoảng thời gian xác định DER buộc phải tách khỏi đường dây Tín hiệu tùy chọn kiểm soát trạm biến áp đầu vào tiếp xúc với truyền xác nhận công ty điện lực cấp điện cho mạch điện Một điểm hở mạch mạch điện trạm biến áp DER – recloser đường dây mở dây pha bị đứt – làm gián đoạn tín hiệu DGP, buộc DER phía phụ tải phải tách khỏi đường dây Hệ thống DGP đáng tin cậy hỏng thiết bị truyền thơng dẫn đến tín hiệu tùy chọn, buộc DER phải tách khỏi đường dây DGP không sử dụng kênh truyền thơng bên ngồi Thiết kế giảm đáng kể khả sai-phủ định, cách buộc truyền thơng - cố có nhiều khả xảy - dẫn đến hậu saikhẳng định Những hậu xảy ra, nhấn mạnh tính đáng tin cậy tất yếu để bảo vệ tài sản công ty điện lực khách hàng cơng ty q trình cố truyền thông kéo dài Hiện DGP lắp đặt vài chục mạch phân phối Eversource Energy, điện áp từ 13,2 đến 27,6kV Tín hiệu đặt hai dây dẫn sơ cấp sử dụng cặp ghép nối trung áp Ghép nối tín hiệu vào hai pha đảm bảo độ tin cậy cao, độ dư loại bỏ tiếng ồn phương thức bình thường Tái lập tín hiệu sử dụng mạch có u cầu Tái lập tạo lại tín hiệu DGP loại bỏ tiếng ồn dẫn Hệ thống DGP thu thập số liệu thống kê tín hiệu-sức khỏe theo thời gian thực Hệ thống kỹ thuật số u cầu khơng có bẫy sóng sử dụng kỹ thuật ghép kênh để hỗ trợ nhiều tín hiệu dây dẫn Tín hiệu DGP bao gồm tin nhắn mã hóa số nhận dạng lộ xuất tuyến ghép nối với Nhiều mạch gắn thẻ vào trạm cách sử dụng kỹ thuật Mã hóa tín hiệu sử dụng để gửi tin nhắn kiểm soát thay đổi chế độ vận hành DER, cắt giảm xuất khẩu, hỗ trợ von-ampe phản kháng nhiều vấn đề khác Eversource Energy sử dụng DGP để bảo vệ nhiều loại DER khác Kinh nghiệm tích lũy Eversource Energy bốn năm cho thấy độ tin cậy chung DGP tốt Sau lắp đặt đưa vào vận hành, xảy sai sót truyền thơng LẮP ĐẶT DGP Mạch điện Eversouce Energy sử dụng hệ thống DGP lắp đặt năm 2013 Sau lắp đặt hiệu chỉnh, tiến hành mô điện DER tác động ngắt mạch thành công Hệ thống trải qua nhiều thử nghiệm bổ sung khác hoạt động thành công gần năm Hệ thống DGP trở thành phương pháp chuẩn Eversouce Energy vào năm 2015 Một vấn đề hình thành đảo điện liên quan khác ảnh hưởng DER thực tiễn tự động đóng mạch trở lại Tiêu chuẩn IEEE 1547 yêu cầu ngắt kết nối DER vòng giây sau ngắt mạch chạm chập Nếu bình thường cơng ty điện lực đóng mạch trở lại giây sau lần gián đoạn vậy, DER nối lưới cố gắng đóng mạch trở lại khơng trùng pha Để tránh điều đó, cơng ty điện lực phải hỗn lại khoảng thời gian đóng mạch trở lại sử dụng sơ đồ khóa đóng mạch trở lại phát có điện áp phía phụ tải Sơ đồ khóa đóng mạch trở lại trì hỗn việc phục hồi, làm tăng chi phí và, điều quan trọng nhất, khơng loại trừ hình thành đảo điện Các DER riêng lẻ phải tự ngắt mạch khỏi mạch đảo điện, hành động gặp trở ngại có mặt nhiều DER LẮP ĐẶT CĨ ĐỘ THÂM NHẬP CAO Cơng ty Điện lực Eversource Energy lắp đặt DGP mạch phân phối chứa 10 địa điểm pin mặt trời (PV) nhà sản xuất điện độc lập Vị CÁC ƯU ĐIỂM CỦA GIẢI PHÁP Tin cậy • Phương pháp Nguồn điện phân tán tùy chọn (DGP) hỏng an tồn Linh hoạt mở rộng quy mơ • Cho phép bổ sung dần vị trí DER An tồn tương lai • Tạo lộ xuất tuyến “sẵn sàng dung nạp DER” Dễ triển khai • Khơng địi hỏi có thiết bị truyền thơng recloser đường dây • Cơng việc trạm biến áp đơn giản hóa nhiều; khơng có sửa đổi thay đổi bố trí thiết bị đường dây An ninh mạng chống chọc ngốy • Hệ thống kiểm sốt riêng, khơng có giao diện bên ngồi; khơng dễ can thiệp Đơn giản khơng u cầu bảo trì • Khơng thay đổi chế độ đặt rơle có; khơng cần lập mơ hình tính tốn mạch phức tạp bổ sung vị trí DER điều kiện lưới điện (tỉ số nguồn điện/phụ tải) thay đổi KHCN Điện, số 6.2018 27 GIẢI PHÁP SỰ CỐ trí kết nối chứa địa điểm DER kết nối thông qua recloser đường dây trang bị thu DGP Sau đó, có thêm vị trí kết nối, vị trí chứa địa điểm DER thơng qua recloser đường dây riêng biệt trang bị thu DGP Tín hiệu DGP tùy chọn ghép nối với mạch điện trạm biến áp truyền Tín hiệu sau lan truyền dọc theo đường dây tái lập cần thiết (bảy vị trí tái lập yêu cầu mạch này) Tất thu DGP hiệu chỉnh để cảm nhận tín hiệu DGP tùy chọn chung thiết kế để tác động cắt cơng trình DER tương ứng tín hiệu khơng có mặt vị trí PV Trong điều kiện bất thường, thu DGP nằm bên recloser hở mạch dây dẫn pha bị đứt khơng nhận tín hiệu tùy chọn tác động cắt DER tương ứng chúng Một phân tích chi phí-lợi ích mạch có độ thâm nhập cao cho thấy chi phí-hiệu khả mở rộng quy mơ hệ thống DGP so với cách thực DTT truyền thống Hệ thống DGP sử dụng 17 thiết bị đầu cuối không sử dụng thiết bị truyền thông bên Một giải pháp DTT tương đương yêu cầu 30 thiết bị đầu cuối 15 đường truyền thơng bên ngồi để truyền thơng với vị trí DER thu thập trạng thái recloser đường dây Mọi bổ sung DER bố trí lại mạch tương lai yêu cầu thêm đường dây truyền thơng DTT lập trình lại logic điều khiển Chú giải: R - Recloser TX - Bộ truyền RG - Bộ tái sinh RX - Bộ thu SO SÁNH CHI PHÍ CHUẨN Thiết bị DGP Gia tăng chí phí để xây dựng hệ thống theo thời gian 1,00 0,80 0,71 0,65 +19% +24% +25% +11% Chi phí chuẩn tối thiểu để bổ sung DER cho khu cung cấp DTT/DGP có 0,50 (a) 1,00 0,60 0,59 a) Giả thiết trường hợp lý tưởng không cần bổ sung thêm cáp quang (300m cáp quang bổ sung làm tăng chi phí chuẩn lên thành 0,72) b) Mặc dầu khơng có giải pháp khả thi ví dụ độ thâm nhập cao này, với mục đích so sánh, chi phí radio ước tính với giả thiết cơng trình lắp đặt thực Ví dụ mạch DER có độ thâm nhập cao (Ảnh st) Số thiết bị DGP yêu cầu khách hàng DER kết nối Chi phí khách hàng DER giảm xuống số lượng kết nối DER tăng lên Số khách hàng DER Khả mở rộng quy mơ nguồn điện phân tán tùy chọn (Chi phí/Khách hàng) (Ảnh st) đầu, người làm đơn DER tương lai cần lắp đặt thu DGP phải mở rộng tính hiệu DGP tới điểm liên kết chúng Kết đường cong chi phí biên hệ thống lắp đặt DER bổ sung có độ dốc xuống, tỉ lệ phần trăm lớn mạch điện tín hiệu DGP bao phủ Dưới kết luận quan trọng từ phân tích chi phí: • Sẽ kinh tế mà có nhiều khách hàng DER mạch điện • Gia tăng chi phí để lắp đặt loại thiết bị theo thời gian mà khách hàng DER nối lưới cho thấy DGP phương pháp kinh tế bảo vệ có truyền thơng trợ giúp, chống tạo thành đảo điện Một tín hiệu DGP cài mạch điện có độ thâm nhập cao Theo thời gian, chi phí bổ sung cho việc đặt mạch điện để cung xây dựng hệ thống DGP tương đối thấp hơn, chủ yếu khơng yêu cấp hệ thống lắp đặt DER ban cầu bổ sung thêm cơng trình trạm biến áp 28 DTT dựa cáp quang DTT dựa điện thoại DTT dựa radio (b) DGP Chi phí chuẩn để xây dựng tồn hệ thống lúc • Chi phí chuẩn hóa để cung cấp bảo vệ có truyền thơng trợ giúp chống hình thành đảo điện khách hàng DER mạch điện trang bị kỹ thuật giảm thiểu Ngoại trừ cáp quang có mặt điểm ghép chung, DGP phương pháp có chi phí thấp biệt mạch điện có độ thâm nhập DER cao Điều cho phép cơng ty điện lực chi phí cách hiệu cho việc trì tin cậy nguồn điện liên kết thơng qua sơ đồ có truyền thông trợ giúp HIỆU QUẢ CỦA DGP Các hệ thống lắp đặt DER gia tăng nhanh chóng dẫn tới yêu cầu vượt qua ngặt nghèo nhiều yêu cầu liên quan, làm tăng mối lo ngại sơ đồ chống hình thành đảo điện độc lập, cục trở nên tin cậy Do vậy, ý tưởng chống hình thành đảo điện DGP phát triển triển khai vài chục lộ xuất tuyến phân phối Công ty Điện lực Eversource Energy, số lộ xuất tuyến dài tới 32km Với năm kinh nghiệm hoạt động, giải pháp DGP Eversource Energy tỏ lựa chọn tin cậy, hiệu chi phí dễ lắp đặt để trì kiểm sốt cơng ty điện lực nguồn điện phân tán Bởi DGP truyền tín hiệu qua dây dẫn công ty điện lực nên không cần đến phương tiện truyền thơng bên ngồi Điều khiến cơng ty điện lực độc lập với nhà cung cấp truyền thông bên thứ ba (ví dụ đường dây điện thoại thuê bao) loại bỏ chi phí truyền thơng đường dây DGP lắp đặt nhanh chóng, dễ dàng thích nghi với việc cấu hình lại thiết bị đường dây mở rộng quy mô cách kinh tế theo tăng trưởng DER Do sử dụng dây dẫn không công ty điện lực nên DGP công nghệ tương đối bị ảnh hưởng tượng chọc ngốy tin tặc Trách nhiệm pháp lý công ty điện lực giảm thiểu lựa chọn công nghệ chống hình thành đảo điện tối ưu hóa cơng ty điện lực kiểm sốt, DGP Các ví dụ sống thực chứng minh DGP thường có chi phí thấp so với dạng DTT khác, đặc Trên mạch điện có DGP, khả truyền tin nhắn mã hóa số đem lại hội khơng tốn cho công ty điện lực để trì kiểm sốt DER mà khơng phải có DGP theo cách khác Khả DGP đặt tín hiệu mạch điện gửi lệnh kiểm soát đơn giản cho phép công ty điện lực chào bán phương án lựa chọn thay đỡ tốn cho bên làm đơn DGP Tín hiệu DGP dễ dàng mở rộng mạch điện cần thiết Nó tích hợp nguồn thơng tin theo dõi trạng thái dây dẫn cấp nguồn thiết bị nối lưới để cung cấp thông tin khẳng định liền mạch với khách hàng DER Đây phương pháp đơn giản đáng tin cậy để phát chống hình thành đảo điện Một DGP lắp đặt mạch điện, hệ thống DER tương lai sẵn sàng bổ sung với chi phí gia tăng nhỏ, thời gian triển khai ngắn không cần phải sửa đổi hệ thống Nói tóm lại, coi mạch điện sẵn sàng cho DER Biên dịch: Nguyễn Bình Theo “T&D World”, số 11/2018 KHCN Điện, số 6.2018 29 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT LTS: Ban biên tập ấn phẩm Khoa học Công nghệ Điện xin giới thiệu giải pháp “Đưa chế độ bù đồng A MÔ TẢ GIẢI PHÁP: tổ máy nhà máy thủy điện Sê San vào làm việc” nhóm tác giả Đào Tây Nguyên, Hồ Văn Vũ, Tình trạng kỹ thuật, tổ chức sản Nguyễn Thanh Ân Công ty Phát triển Thủy điện Sê San thực hiện, giúp đảm bảo tổ máy thực xuất chế độ bù đồng hiệu quả, đồng thời giảm nguy dừng máy cố chuyển đổi chế độ bù 1.1.Thiết bị cảm biến - Cảm biến đo mức nước buồng bánh xe công tác chế độ bù đồng sử dụng cảm biến chênh áp loại: Saphia B0807DP4 nguồn cấp 15-36Vdc; Dòng điện ra: Ir = 4-20mA thuộc loại: NQ1000 (tín hiệu sổ) - GE: Chế độ phát cùa tổ máy - GC: Chế độ bù tổ máy Bài ảnh: Nhóm tác giả Cơng ty Phát triển Thủy điện Sê San - Tuy nhiên sơ đồ khí thuỷ cơng lắp đặt loại cảm biến khơng phù hợp, tín hiệu đầu đáp ứng chậm khơng xác, dẫn đến việc chuyến từ chế độ 146,59 Trước sửa đổi phát GE sang chế độ bù GC ngược lại không thành công Mức nước cao 146,19 Công tắc mức cao Mức nước cao 1.2 Logic điều khiển - Việc chuyển từ chế độ phát GE sang Ghi chú: Mức nước thấp 144,79 chế độ bù GC ngược lại không thành Công tắc mức: NQ1000 144,79 Mức nước thấp Saphia chênh áp: B0807DP4 công ép nước/nạp nước thực Pv = (0-25)Kpa; Ir = (4-20)mA; Sapia chênh áp lâu thường dẫn đến dừng máy Uv = (15-36)VDC; CCx:0,2 143,9 (tín hiệu từ cảm biến đưa khơng Sơ đồ bố trí ngun thủy cảm biến đo mức nước buồng bánh xe công tác xác, không đủ điều kiện để chuyển bước Công tắc mức NQ1000 (Hình bên trái) Saphia chênh áp B0807DP4 tuần tự, thời gian chuyển từ chế độ phát (Hình bên phải) sang chế độ bù tối đa 2,5 phút; thời gian chuyển từ chế độ bù sang chế độ phát tối đa phút) Sau sửa đổi Cảm biến mức nước - Việc chuyển từ chế độ bù GC sang chế 146,59 DN40 độ phát GE nạp nước thực 146,19 Mức nước cao lâu, lượng khí hạ lưu chậm dẫn CL001 145,89 Mức nước cao đến tổ máy dừng cố nhận công suất CL002 Ghi chú: từ lưới nhiều (bảo vệ 32R tác động Cảm biến đo mức nước: 145,19 dừng tổ máy) Mức nước thấp EFS11S1SDS-414TM120; CL003 Dải đo: (0-1.200)mm 144,79 1.3 Ưu điểm Mức nước thấp - Giá thành thiết bị thấp, dễ lắp đặt Bộ đo mức EFS11S1SDS lắp đặt thay Sơ đồ lắp đặt đo mức EFS11S1SDS 1.4 Nhược điểm Nội dung giải pháp đề nghị công nhận sáng kiến - Mức nước ống xả thị không 2.2 Những điểm khác biệt giải pháp so với giải pháp 2.1 Mục đích giải pháp áp dụng xác - Thay thể, cải tạo thiết bị đo lường mức nước ống xả thiết bị - Sử dụng thiết bị từ nước G7 có chất lượng cao, làm việc - Việc thực chuyển tổ máy từ chế có độ xác làm việc tin cậy ổn định dễ dàng thay có hư hỏng, đồng thời nhìn thấy độ phát GE sang chế độ bù GC từ chế - Lập trình sửa đổi chương trình điều khiển tổ máy để đưa chế độ thay đổi mức nước buồng bánh xe công tác, độ bù GC sang chế độ phát GE không thuận lợi hiệu chỉnh thiết bị bù tổ máy vào vận hành thành công ĐƯA CHẾ ĐỘ BÙ ĐỒNG BỘ TỔ MÁY NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÊ SAN VÀO LÀM VIỆC 30 - Làm chủ dây chuyền công nghệ sử dụng * Mô tả chất giải pháp: - Thay cảm biến đo mức nước cũ đo mức EFS11S1SDS 4141M1200 (FB04); nguồn cấp 220Vac; dải đo 1200mm Nguyên lý hoạt động dựa phao nam châm di chuyển dọc thân thiết bị Có phao lật để chi thị trạng thái mức nước, có cảm biến mức EFB 14020 Có đầu tương tự EFB - 3920, Ir 4-20mA - Thực đấu nối tín hiệu đến điều khiển lập trình PLC: Để sử dụng cảm biến cần thực hiện: + Hiệu chỉnh độ mở cấu cấp khí bù + Hiệu chỉnh tiếp điểm mức nước đấu nối tín hiệu hệ thống điều khiển tổ máy - Sửa đổi logic điều khiển van khí bù chính, van bổ sung khí bù ép nước nạp nước: + Tín hiệu cảm biến báo mức nước cao CL001 (trong chế độ bù): Cho phép thực mở van khí bù + Tín hiệu từ cảm biến báo mức nước thấp CL003: Cho phép thực đóng van khí bù Ảnh chụp đo mức EFS11S1SDS KHCN Điện, số 6.2018 31 SÁNG KIẾN KỸ THUẬT - Việc sửa đổi giúp nạp nước thực nhanh đảm bảo tổ máy không bị dừng cố nhận công suất từ lưới nhiều - Sửa đổi chuyển từ chế độ phát GE sang chế độ phát GC: Khi có lệnh mở van khí bù mức nước khơng giảm (sau phút) tự động chuyển chế độ phát (khơng dừng máy) Q trình áp dụng giải pháp thực tiễn áp dụng thử Logic điều khiển van bổ sung khí bù Bố trí cảm biến đo mức nước buồng bánh xe công tác sau cải tạo Giải pháp áp dụng Nhà máy thủy điện Sê San cho tổ máy H3 (từ 22/05/2016) tổ máy H2 (từ 01/12/2017) Cho đến thiết bị vận hành tin cậy, xác từ hồn thiện áp dụng giải pháp đến chưa có hư hỏng xảy Giải pháp áp dụng cho máy phát thủy điện tương tự, ví dụ như: Thủy điện Sơn La, Thủy điện Huội Quảng - Bản Chát, v.v, B HIỆU QUẢ THỰC TẾ THU ĐƯỢC KHI ÁP DỤNG GIẢI PHÁP - Hiệu dự kiến: + Đảm bảo tổ máy thực chế độ bù đồng hiệu + Góp phần hồn thiện chế độ vận hành máy phát điện NMTĐ Sê San 4, đồng thời giảm nguy dừng máy cố chuyển đổi chế độ bù Logic điều khiển van khí bù + Làm chủ dây chuyền cơng nghệ hệ thống mà nhà máy sử dụng Sơ đồ chuyển từ chế độ phát GE sang chế độ phát GC + Tín hiệu từ cảm biến báo mức nước cao CL002: Cho phép mở van bổ sung khí bù Sơ đồ chuyển từ chế độ phát GE sang chế độ phát GC 32 + Tín hiệu từ cảm biến báo mức nước thấp CL003: Thực đóng van khí bổ sung - Sửa đổi chuyển từ chế độ bù GC sang chế độ phát GE, cho phép lệnh mở cánh hướng WG trước thực ép nước + Dễ dàng mua sắm thiết bị thay thị trường với giá thành thấp - Tính tốn giá trị làm lợi: Đảm bảo tổ máy thực chế độ bù đồng hiệu quả, tránh nguy dừng cố tổ máy, góp phần làm ổn định hệ thống điện KHCN Điện, số 6.2018 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 ... Do sử dụng dây dẫn không công ty điện lực nên DGP công nghệ tương đối bị ảnh hưởng tượng chọc ngoáy tin tặc Trách nhiệm pháp lý công ty điện lực giảm thiểu lựa chọn công nghệ chống hình thành đảo... cao so với công nghệ LCC Các tiến gần Hai lựa chọn tuyến đường dây cân nhắc cho giúp khắc phục nhược điểm tuyến đường dây kết nối đề xuất: này, HVDC-VSC công nghệ kết nối 14 công nghệ kiểm chứng... gồm, ví dụ vào cuối năm 2019, có số như, trộm điện, công tơ mồ côi (không DUFE Nên xử lý vấn đề nào? có hệ thống ghi số) sai số Trước đây, DUFE đưa “không” đọc số công tơ định kỳ (scalar meter,