Nghiên cứu này trình bày phương pháp phát hiện, định vị, cách ly sự cố và khôi phục cung cấp điện (FLISR) cho lưới điện phân phối có xem xét đến sự ảnh hưởng của nguồn phát phân tán DG. Theo đó, phương pháp FLISR cho thấy khả năng đảm bảo thời gian đề xuất phương án xử lý sự cố nhanh, có xem xét các nguồn phát phân tán DG như một nguồn phát phụ trợ trong các phương án chuyển tải, để giảm thiểu tối đa số lượng khách hàng mất điện và lượng công suất bị mất.
Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Phương pháp phát hiện, định vị, cách ly cố khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối có xem xét đến xuất nguồn phát phân tán Lê Duy Phúc1,2,* , Bùi Minh Dương3 , Đoàn Ngọc Minh1 , Huỳnh Cơng Phúc1 , Bành Đức Hồi1 , Nguyễn Thanh Hoan1 , Trần Nguyên Khang1 TÓM TẮT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Tổng công ty Điện lực Tp.HCM, Việt Nam Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ TP.HCM (HUTECH), Việt Nam Trường Đại học Việt – Đức (VGU), Việt Nam Việc tích hợp nguồn phát phân tán DG (Distributed Generator) vào lưới điện phân phối (DN) cải thiện đáng kể độ tin cậy cung ứng điện giảm tổn thất điện Tuy nhiên, đặc trưng vận hành loại nguồn phát DG khiến cho vấn đề vận hành lưới điện phân phối trở nên phức tạp hơn, đặc biệt lưới điện phân phối xuất cố Nghiên cứu trình bày phương pháp phát hiện, định vị, cách ly cố khôi phục cung cấp điện (FLISR) cho lưới điện phân phối có xem xét đến ảnh hưởng nguồn phát phân tán DG Theo đó, phương pháp FLISR cho thấy khả đảm bảo thời gian đề xuất phương án xử lý cố nhanh, có xem xét nguồn phát phân tán DG nguồn phát phụ trợ phương án chuyển tải, để giảm thiểu tối đa số lượng khách hàng điện lượng công suất bị Thông qua việc kết hợp tín hiệu bảo vệ thiết bị bảo vệ q dịng, trạng thái đóng/mở thiết bị đóng cắt vùng điện, cơng cụ FLISR nhanh chóng phát định vị phân đoạn cố lưới điện phân phối có nguồn DG Tiếp theo, việc cách ly phân đoạn cố khôi phục cung cấp điện thực thông qua việc giải hàm mục tiêu với hai điều kiện ràng buộc thông qua sáu số hiệu PI Kết mô thực mơ hình lưới phân phối 22kV có tích hợp nguồn phát DG (xây dựng phần mềm E-terra), để chứng minh tính phù hợp phương pháp FLISR nhóm tác giả đề xuất Cụ thể rằng, phương pháp FLISR thích ứng tốt với xuất nguồn DG lưới điện phân phối rủi ro liên quan đến phối hợp bảo vệ bên cạnh với việc nhanh chóng phát hiện, định vị vị trí cố, xếp hạng phương án khôi phục cấp điện khoảng thời gian chưa đến hai phút Từ khoá: Nguồn phát phân tán, phát cố, định vị cố, cách ly cố, khôi phục cung cấp điện, lưới điện phân phối Liên hệ Lê Duy Phúc, Tổng công ty Điện lực Tp.HCM, Việt Nam GIỚI THIỆU Viện Kỹ thuật, Trường Đại học Công nghệ TP.HCM (HUTECH), Việt Nam Đặt vấn đề Email: phucld@hcmpc.com.vn Lịch sử • Ngày nhận: 15-6-2020 • Ngày chấp nhận: 21-12-2020 • Ngày đăng: 31-12-2020 DOI : 10.32508/stdjet.v3i4.749 Bản quyền © ĐHQG Tp.HCM Đây báo công bố mở phát hành theo điều khoản the Creative Commons Attribution 4.0 International license Việc tích hợp nguồn phát phân tán DG (Distributed Generator) vào lưới điện phân phối cải thiện đáng kể độ tin cậy việc cung ứng điện giảm tổn thất điện Tuy nhiên, đa dạng đặc trưng, chế độ vận hành nguồn phát DG gây khó khăn định q trình vận hành vấn đề tính tốn phối hợp bảo vệ lưới điện phân phối giá trị dòng điện tham gia vào cố khác Cụ thể hơn, thay đổi giá trị dòng điện cố phụ thuộc vào loại DG, vị trí lắp đặt lưới điện cơng nghệ điều khiển DG Theo nghiên cứu Bùi Minh Dương, Liên et al (2015 đến 2017) 1–3 , giá trị dòng điện cố nguồn phát phân tán chứa phần tử quay RBDG (Rotatingbased DG) tương đối lớn; đó, nguồn phát phân tán hoạt động dựa nguyên lý biến đổi công suất IBDG (Inverter-based DG), giá trị dòng cố giới hạn khoảng 1,5 ~ pu Tùy thuộc vào vị trí đặt DG lưới điện phân phối, giá trị dòng điện tham gia vào cố gây ảnh hưởng đến hoạt động thiết bị bảo vệ hoạt động theo nguyên lý dòng, chẳng hạn như: vượt ngưỡng chặn trên/chặn cài đặt Theo đó, phát sinh vấn đề độ nhạy thiết bị bảo vệ giảm, tượng mù bảo vệ, tác động vượt cấp tác động đồng thời Mặt khác, nguồn phát DG dạng lượng tái tạo hệ thống điện gió hệ thống điện mặt trời với đặc trưng vận hành phụ thuộc vào điều kiện thời tiết thường xuyên thay đổi giá trị công suất phát ngõ Sự thay đổi biên độ dịng điện gây khó khăn việc phân biệt tượng tải cố vấn đề phối hợp bảo vệ Vì vậy, nghiên cứu đề xuất phương pháp phát hiện, định vị vị trí cách ly cố (Fault Detection, Location, Isolation – FDLI) lưới điện phân phối Trích dẫn báo này: Phúc L D, Dương B M, Minh D N, Phúc H C, Hoài B D, Hoan N T, Khang T N Phương pháp phát hiện, định vị, cách ly cố khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối có xem xét đến xuất nguồn phát phân tán Sci Tech Dev J - Eng Tech.; 3(4):542-557 542 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 thông qua việc sử dụng cơng cụ tính tốn E-Terra để giải vấn đề liên quan đến bảo vệ dòng phối hợp bảo vệ Ngay sau phân đoạn cố cách ly, nguồn DG huy động nguồn phát phụ trợ cho phương án khôi phục cung cấp điện nhằm giảm thiểu số lượng khách hàng điện lượng công suất điện bị So sánh với lưới điện phân phối truyền thống, lưới điện phân phối có tích hợp DG nên ứng dụng cơng nghệ tự động hóa để giảm thiểu số lần thao tác thủ công Một cơng nghệ dựa phương pháp phát hiện, định vị, cách ly cố khôi phục cung cấp điện FLISR (Fault Location, Isolation and Service Restoration) Phương pháp FLISR phát triển nghiên cứu nhằm mục đích nhanh chóng phát loại cố, xác định xác vị trí cố cách ly phân đoạn cố Thêm vào đó, việc khôi phục cấp điện sau cố cho khu vực bị ảnh hưởng điện phải đáp ứng hai điều kiện ràng buộc là: (i) khôi phục tối đa lượng phụ tải khách hàng bị gián đoạn cung cấp điện; (ii) giảm thiểu tối đa số bước thao tác thể qua số hiệu PI liên quan đến vấn đề vận hành tải đường dây, ổn định điện áp vận hành, điện tiêu thụ, số khách hàng điện, số lần đóng/cắt thiết bị phối hợp bảo vệ Một phương pháp phổ biến thường sử dụng để phát định vị vị trí cố lưới điện phân phối dựa việc kết hợp tín hiệu cảnh báo/tác động thiết bị thu thập liệu đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit) trạng thái vận hành lưới điện phân phối (2012 đến 2018) 4–7 Theo Tan et al (2012) , việc phân chia trước khu vực lưới điện phân phối dùng để định vị vùng cố lưới điện có dạng hình tia mạch vịng; nhiên, việc xác định xác vị trí cố bên khu vực chưa đề cập nghiên cứu Trong phương pháp định vị cố cho lưới điện thông minh (2014) , báo cố FI (Fault Indicator) áp dụng để phát hỗ trợ đinh vị vị trí cố chưa xem xét đến xuất đồng thời báo cố RTU lưới điện phân phối Trong nghiên cứu Lê Duy Phúc et al (2018) , báo cố tích hợp vào với thiết bị đóng cắt recloser tuyến dây với mục đích phân chia tuyến dây thành khu vực nhỏ, liên kết với hỗ trợ việc phát hiện, định vị, cách ly phân đoạn cố Theo đó, khu vực bao gồm phân đoạn, điểm nút liên kết với phụ tải giới hạn mặt ranh giới 02 thiết bị đóng cắt liền kề Cũng nghiên cứu này, phương pháp FLISR nhóm tác giả đề xuất để phát định vị xác vị trí cố Sau 543 đó, công cụ FLISR tiến hành giải hàm mục tiêu với hai điều kiện ràng buộc mười ba số đánh giá nhằm đề xuất phương án cô lập cố khôi phục cấp điện thời gian chưa đến hai phút Mặc dù, phương pháp FLISR có ưu điểm cải thiện độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối với thời giản xử lý cố nhanh, chưa đề cập đến vấn đề xem xét có mặt nguồn phát DG Trong nghiên cứu Nikkhajoei et al (2006, 2007) 8,9 , hai đặc tính vận hành nguồn phát phân tán, gồm “Peer-to-Peer” (P2P) “Plug&Play” (P&P), đề cập đến Theo đó, đặc tính vận hành P2P mang ý nghĩa nguồn DG kết nối/ngắt kết nối liên tục với lưới điện phân phối; đó, đặc tính P&P thể DG bố trí vị trí lưới phân phối Tuy nhiên, đặc tính P2P lại gây ảnh hưởng đến độ lớn dịng điện cố dẫn đến tượng mù bảo vệ relay bảo vệ hoạt động nguyên lý bảo vệ dịng (như relay bảo vệ q dịng vơ hướng (Overcurrent Relay – OCR, relay bảo vệ q dịng có hướng (Directional Overcurrent Relay – DOCR) tượng tác động đồng thời relay bảo vệ OCR Firouz et al (2014) 10 Chẳng hạn, nguồn phân tán chứa phần tử quay (Rotatingbased Distributed Generator – RBDG) máy phát điện diesel tạo dịng cố đủ lớn khiến cho OCR/DOCR kích hoạt nhằm bảo vệ cho lưới điện phân phối Đối với nguồn DG hoạt động nối lưới thông qua Inverter (Inverter-based Distributed Generator – IBDG), nhà sản xuất tích hợp thêm chức LVRT (Low Voltage Ride Through), hạn dòng cố FCL (Fault Current Limiter) để làm giảm ảnh hưởng dịng cố lên thiết bị Inverter Theo đó, dịng cố bơm vào lưới điện phân phối có giá trị biên độ nhỏ dẫn đến khó khăn cho relay OCR/DOCR việc phân biệt trạng thái tải cố (2008, 2015) 11–13 Hơn nữa, việc tích hợp nguồn phân tán DG làm giảm giá trị dịng cố tham gia nguồn điện kéo theo nguy giảm độ nhạy relay OCR/DOCR đề cập từ Laaksonen Lasseter (2010, 2014) 14,15 Tóm lại, ảnh hưởng nguồn phát DG đến hoạt động hệ thống bảo vệ lưới điện phân phối cần xem xét phát triển phương pháp FLISR Phương pháp FLISR đơn giản sử dụng tín hiệu cảnh báo áp reloser để phát cố trước thực đóng/cắt tự động theo chu trình định trước, thể tài liệu nghiên cứu (2013, 2014) 16,17 Một phương pháp FLISR khác Lê Duy Phúc (2018) thực dựa hạ tầng thiết bị bảo vệ đáp ứng tiêu chuẩn Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 IEC 61850, mạng truyền thông tốc độ cao kết hợp với hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) tích hợp khả quản lý lưới điện phân phối DMS (Distribution Management System) Chi tiết hơn, thông qua hệ thống SCADA/DMS, liệu từ RTU, báo cố FI, recloser, relay bảo vệ tuyến dây lưới điện phân phối sử dụng để phát hiện, định vị vị trí cố; trước khi, đưa kịch cô lập cố khôi phục cung cấp điện Khi xảy cố lưới điện, thiết bị đầu cuối RTU tuyến dây trao đổi thông tin với tự thực bước phương pháp FLISR Coster et al (2013) 18 Các hệ thống đa thành phần MAS (Multi-Agent System) sử dụng để cải thiện độ hiệu cho hệ thống quản lý cố lưới điện phần phối Nagata Nordman (2002, 2005) 19,20 Các thành phần hệ thống MAS gồm: thành phần kiểm soát khẩn cấp, thành phần phục hồi cấp điện, thành phần kiểm soát lỗi, thành phần kiểm sốt ngăn ngừa cố Theo đó, xảy cố lưới điện phân phối, hệ thống kiểm sốt khẩn cấp gửi tín hiệu tác động cắt đến máy cắt recloser có liên quan nhằm lập cố Sau đó, liệu từ hệ thống SCADA sử dụng để lên phương án cô lập cố khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối Có thể thấy rằng, công cụ hỗ trợ cho phương pháp FLISR nên tích hợp vào hệ thống điều khiển quản lý lưới điện phân phối dạng phân tán để xử lý liệu hiệu đưa phương án đóng/cắt xác Nhìn chung, việc áp dụng thành công phương pháp FLISR lưới điện phân phối có tích hợp nguồn DG phụ thuộc vào: hoạt động thiết bị đo lường thông minh, hạ tầng truyền thông, giải thuật phát hiện, lập cố; vị trí lắp đặt DG, cơng nghệ DG sử dụng; trình tự thao tác đóng cắt máy cắt thiết bị giao liên q trình lập cố khơi phục nguồn cho phụ tải Chính vậy, điều kiện cần thiết ban đầu để hỗ trợ cho việc triển khai phương pháp FLISR trình bày cụ thể sau: • Lưới điện phân phối cần trang bị thiết bị điện tử thông minh IED (Intelligent Electronic Device), chẳng hạn như: thiết bị đầu cuối RTU, báo cố FI, thiết bị đo đếm nâng cao AMR (Automatic Meter Reading); • Để tương thích với đặc tính vận hành P2P P&P nguồn phát DG vốn có khác biệt mặt công nghệ (RBDG, IBDG) chế độ vận hành, cần thiết phải có hệ thống quản lý điều khiển phân tán DMCS (Distribution Management and Controlled System) để tạo sở tích hợp khả tính tốn, phân tích Theo đó, hệ thống DMCS phải kết nối mạng đến tất nguồn phát DG thiết bị relay bảo vệ (2017) 13 ; • Các phương án khơi phục cấp điện sau cố phải đảm bảo yêu cầu vận hành số lượng khách hàng điện nhất, số lần thao tác đóng cắt khơng vi phạm giới hạn ràng buộc trình vận hành • Giảm thiểu thời gian phát cố, định vị vị trí lập cố q trình tính tốn để đề xuất phương án khơi phục cấp điện Đóng góp viết Nghiên cứu trình bày phương pháp FLISR cho lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát phân tán DG Theo đó, phương pháp FLISR phát định vị cố dựa tín hiệu relay bảo vệ dòng/recloser kết hợp với trạng thái vận hành thiết bị đóng cắt tín hiệu cảnh báo áp lưới điện phân phối có nguồn DG Nhờ vậy, dịng điện cố tự động tính tốn lại cách nhanh chóng xác thơng qua hệ thống quản lý điều khiển phân tán để tương thích với hai đặc tính vận hành P2P P&P nguồn DG thông qua đặc trưng mật độ bố trí đặc trưng tính ổn định trình vận hành nguồn DG Việc lập phân đoạn bị cố khôi phục cung cấp điện thực cách giải hàm mục tiêu với hai điều kiện ràng buộc là: (i) khôi phục tối đa lượng phụ tải khách hàng bị gián đoạn cung cấp điện; (ii) giảm thiểu tối đa số lượng bước thao tác để đảm bảo thời gian xử lý cố nhanh Ngoài ra, sáu số hiệu PI (Performance Indice) lựa chọn để áp dụng q trình đề xuất phương án khơi phục cung cấp điện cho phụ tải, bao gồm: (1) Vượt ngưỡng dòng điện vận hành (PFLV), (2) Vượt ngưỡng điện áp vận hành (BVLV), (3) Lượng công suất bị (LOP), (4) Số khách hàng điện (IC), (5) Số lần thao tác đóng cắt (NSS) (6) Dịng ngắn mạch tính toán vượt ngưỡng bảo vệ chỉnh định (PRV) Qua việc ứng dụng phần mềm E-terra hệ thống giả lập DMCS, kết mô lưới điện phân phối 22kV có tích hợp nguồn DG sử dụng để chứng minh hiệu phương pháp FLISR nhóm tác giả đề xuất Theo đó, phương pháp FLISR tương tích tốt với lưới điện phân phối có tích hợp nhiều dạng nguồn DG rủi ro vấn đề tính phối hợp thiết bị bảo vệ bên cạnh ưu điểm hỗ trợ phát hiện, định vị nhanh vị trí cố trước đề xuất nhiều phương án cách ly khôi phục cung cấp điện với tổng thời gian xử lý không hai phút 544 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 PHƯƠNG PHÁP FLISR ỨNG DỤNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ NGUỒN PHÁT PHÂN TÁN Mơ hình hệ thống DMCS phân tán Để ứng dụng phương pháp FLISR vào lưới điện phân phối có nguồn phát phân tán DG, hệ thống DMCS triển khai theo hai mơ hình sau: DMCS tập trung (C-DMCS) DMCS phân tán (D-DMCS) Với mơ hình D-DMCS, liệu thời gian thực thu thập từ thiết bị đo lường, đóng cắt thơng minh thiết bị đầu cuối RTU tuyến dây trước truyền hệ thống máy chủ FES (Front End Server) thơng qua chuẩn giao thức 60870-5-101/104 Hình Sau đó, máy chủ FES thực chức biên dịch liệu từ chuẩn giao thức giao thức nội ISD (Inter-Site Data) trước truyền đến hệ thống máy chủ SCADA Cuối cùng, phần mềm quản lý lưới điện phân phối E-terra/DMS thu thập liệu từ máy chủ SCADA để thực giải thuật FLISR So với mơ hình C-DMCS, mơ hình D-DMCS có ưu điểm khả xử lý liệu truyền thông tốc độ cao (2018) Do đó, nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng mơ hình DDMCS để phát triển giải thuật FLISR cho lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát DG Trong nghiên cứu này, phương pháp FLISR gồm bốn giai đoạn chính: (i) phát cố, (ii) định vị vị trí cố, (iii) lập cố, (iv) khôi phục cung cấp điện Khi xảy cố, báo cố FI relay dòng OCR/DOCR đảm nhận nhiệm vụ phát cố gửi cảnh báo hệ thống DMCS để thực chu trình định vị vị trí cố lưới điện phân phối Theo đó, cơng cụ FLISR trước đề xuất phương án khôi phục cấp điện khả thi thơng qua việc phân tích nguồn liệu thu thập Phương pháp phát định vị vị trí cố Giá trị dịng điện cài đặt ngưỡng tác động relay bảo vệ dòng OCR/DOCR recloser sử dụng để phát định vị phân đoạn cố lưới điện phân phối phân phối có nguồn phân tán DG Vì hệ thống quản lý điều khiển phân tán DMCS giao tiếp với tất hệ thống DG relay bảo vệ dòng (2017) 13 , dòng cố tự động tính tốn cách nhanh chóng, xác để tạo sở cho việc điều phối bảo vệ đáp ứng đặc tính vận hành P2P P&P nguồn phát DG Các relay bảo vệ hoạt động dựa nguyên lý dòng với đường đặc tuyến độc lập với thời gian DTOC (Definite Time Over-Current) với đường đặc tuyến 545 phụ thuộc thời gian IDMTOC (Inverse Definite Minimum Time Over-Current) sử dụng để phát cố Nếu giá trị dòng điện đo lường thời gian thực lớn giá trị dòng điện cài đặt ngưỡng tác động relay bảo vệ OCR/DOCR recloser, lưới điện phân phối trạng thái vận hành bất thường (có thể có cố có tượng tải xuất đường dây, v.v ) Theo đó, thời gian vận hành bất thường trì khoảng thời gian lớn thời gian định trước cơng cụ FLISR xác định có cố lưới điện phân phối; ngược lại, cơng cụ nhận dạng có tượng bất thường xuất khơng kích hoạt thiết bị đóng cắt Một phát cố xuất lưới điện phân phối máy cắt recloser kích hoạt tác động để cách ly cố Sau đó, tín hiệu bảo vệ tác động tín hiệu cảnh báo điện áp sử dụng để định vị phân đoạn cố Trong Hình 2, lưới điện phân phối điển hình có tích hợp nguồn DG biểu diễn kết hợp với thông tin Bảng nhằm giải thích phương pháp định vị vị trí cố Phương pháp cô lập cố tái lập cung cấp điện sau cố Khi xảy cố, thiết bị bảo vệ gần nằm phía trước vị trí cố tác động để loại trừ dòng cố đổ điểm ngắn mạch Cần lưu ý thiết bị relay bảo vệ OCR/DOCR recloser phải tính tốn để trì tính phối hợp bảo vệ với nhằm đảm bảo độ tin cậy hệ thống bảo vệ lưới điện dòng cố lúc bao gồm dòng điện tham gia nguồn phát phân tán DG Như thể Hình 3, tồn trình tự thực phương pháp FLISR mô tả sau: Trạng thái lưới điện phân phối hệ thống DMCS giám sát gồm có: trạng thái thiết bị (“Đóng” “Mở”), trạng thái kết nối nguồn phát phân tán DG, tín hiệu cảnh báo điện áp, dịng cố, tín hiệu bảo vệ tác động tín hiệu báo cố truyền từ RTU/GW, recloser, FI tuyến dây cố Khi điện áp nút vượt giá trị điện áp ngưỡng cảnh báo điện áp dòng điện pha/trung tính thời gian thực ghi nhận lớn ngưỡng giá trị cài đặt, cơng cụ FLISR tích hợp hệ thống DMCS nhận dạng có cố xuất lưới điện phân phối có nguồn phát phân tán DG Sau đó, tuyến dây phân đoạn bị cố công cụ FLISR xem xét để định vị xác vị trí phân đoạn cố thơng qua tín hiệu 0 0 F2 F3 F4 F5 1 1 0 0 1 1 STS 0 0 Trip REC2 1 1 STS 0 Trip REC3 1 1 STS 0 0 Trip REC4 0 0 STS 0 0 Trip CB2 1 1 STS Sự cố phân đoạn REC4 CB2 Sự cố phân đoạn REC3 REC4 Sự cố phân đoạn REC2 REC3 Sự cố phân đoạn REC1 REC2 Sự cố phân đoạn CB1 REC1 Kết xác định vị trí cố Ghi chú: Giá trị “0” “1” tương ứng với trạng thái “Mở/Khơng kích hoạt” “Đóng/Kích hoạt” thiết bị đóng cắt relay bảo vệ/chỉ báo cố lưới điện phân phối Ký hiệu “STS” “Trip” đại diện cho tín hiệu trạng thái tín hiệu bảo vệ tác động xuất lưới điện phân phối có DG xuất cố Trip Trip STS REC1 CB1 Trạng thái vận hành thiết bị F1 Các vị trí cố Bảng 1: Kết định vị vị trí cố tương ứng với trường hợp cố xảy vị trí F1, F2, F3, F4 F5 lưới điện phân phối điển hình có tích hợp nguồn phát phân tán DG thể Hình Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 546 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 3(4):542-557 Hình 1: Mơ hình D-DMCS áp dụng cho lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát DG Hình 2: Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối điển hình có tích hợp nguồn phát phân tán DG bảo vệ tác động tín hiệu báo cố truyền từ RTU/GW, recloser, FI Ngay vị trí cố định vị, liệu phụ tải khứ phát tuyến cố 15 phút trước dùng làm sở để tính tốn phương án cách ly cố khơi phục cung cấp điện Song song đó, cơng cụ FLISR tiến hành thu thập liệu thời gian thực từ tuyến dây lân cận, nguồn DG hoạt động nối lưới thông tin số lượng khách hàng tương ứng với số lượng máy biến áp phân phối bị ảnh hưởng điện Ngoài ra, kỹ 547 thuật phân tích LU đại số tuyến tính kết hợp phương pháp Newton-Raphson hiệu chỉnh sử dụng để tính tốn phân bố phụ tải trào lưu cơng suất lưới điện phân phối tích hợp nguồn DG Trong giai đoạn xử lý này, khả mang tải tuyến dây liền kề nguồn DG ước tính, đánh giá nhằm đảm bảo phương án chuyển tải bước ISR đề xuất khả thi phù hợp với bước chu trình xử lý phương pháp FLISR Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 3(4):542-557 Hình 3: Lưu đồ giải thuật FLISR cho lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát phân tán DG 548 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 Q trình khơi phục cung cấp điện cho vùng điện giải cách giải hàm mục tiêu sau: F = min∑ni=1Wi PIi (1) Trong đó, F giá trị hàm mục tiêu; Wi trọng số số hiệu thứ i (có giá trị khoảng từ đến ∞); n số lượng số hiệu đưa vào hàm mục tiêu Hàm mục tiêu có hai điều kiện ràng buộc vận hành là: ( i) khơi phục tối đa lượng phụ tải khách hàng bị gián đoạn cung cấp điện; (ii) giảm thiểu tối đa số lượng bước thao tác Tất các phương án khôi phục cung cấp điện bước ISR xếp dựa theo kết tính tốn Cần lưu ý rằng, phương án tối ưu có giá trị F nhỏ nhất, đồng nghĩa với việc xếp hạng cao Trong phương án ISR đề xuất, thơng tin trình tự thao tác hiển thị chi tiết giao diện hệ thống DMCS để điều hành viên giám sát, điều khiển lưới điện phân phối Theo phương trình (1), sáu số hiệu nhóm tác giả lựa chọn, sử dụng làm liệu đầu vào để giải hàm mục tiêu F Thông tin sáu số mơ tả cụ thể sau: • Vượt ngưỡng dòng điện vận hành PFLV: PIPFLV =WPFLV x∑m (S tải) (2) Với m số lượng phân đoạn xem xét, WPFLV trọng số số hiệu đại diện cho vấn đề vận hành vượt ngưỡng dòng điện cho phép thiết bị/phân đoạn Nếu khơng có phân đoạn bị q tải S tải = 0; ngược lại, xuất trường hợp q tải cơng suất q tải xác định sau: S tải = (P tính tốn) – (P cho phép vận hành) Trong đó, P tính tốn lấy từ kết tính tốn trào lưu công suất gần P cho phép vận hành ngưỡng công suất tối đa cho phép vận hành thiết bị/phân đoạn • Vượt ngưỡng điện áp vận hành BVLV: PIBV LV =WBV LV x∑n1 (∆V vượt ngưỡng)2 (3) Với n số nút lưới điện phân phối WBV LV trọng số số hiệu đại diện cho vấn đề vận hành vượt ngưỡng điện áp Nếu điện áp nút tính toán cao thấp điện áp định mức độ chênh lệch điện áp ∆V vượt ngưỡng tính theo cơng thức: ∆V vượt ngưỡng = |(V tính toán) – (V cho phép vận hành)| Trong trường hợp điện áp nút nằm giới hạn cho phép ∆V vượt ngưỡng = 549 • Lượng cơng suất bị LOP: Sau phân đoạn cố định vị, cơng cụ FLISR thực tính toán số PI LOP cách xác định tổng số máy biến áp bị điện theo phương trình (4): PILOP = WLOP x (LOP máy biến áp bị điện) (4) Với LOP máy biến áp bị điện lượng công suất tương ứng với máy biến áp phân phối bị ảnh hưởng cố; WLOP trọng số số hiệu đại diện cho mức độ quan trọng lượng công suất bị cố xảy Số khách hàng điện IC: Được xác định phương trình (5) dựa vào số lượng máy biến áp bị điện kết hợp với thông tin số lương khách hàng hệ thống quản lý điện OMS PIIC = WIC x (N khách hàng) (5) Với N khách hàng số khách hàng bị điện WIC trọng số số hiệu đại diện cho số khách hàng điện cố xảy Số lần thao tác đóng cắt NSS: Theo phương pháp FLISR đề xuất, số bước thao tác làm vấn đề quan trọng xem xét phương án cô lập cố khôi phục cung cấp điện nhằm đảm bảo thời gian xử lý cố nhanh, đáp ứng yêu cầu vận hành Phương trình (6) biểu diễn cách xác định số hiệu quả: PINSS = WNSS x Số lượng bước thao tác (6) Với WNSS trọng số số hiệu đại diện cho số lần thao tác đóng cắt Dịng ngắn mạch tính tốn vượt ngưỡng bảo vệ chỉnh định PRV: Do có thay đổi cấu trúc lưới điện phân phối tham gia khôi phục cung cấp điện nguồn phân tán DG, việc thực phân tích ngắn mạch so sánh với thông số cài đặt hữu relay bảo vệ OCR/DOCR, recloser công cụ FLISR thực bước ISR Nếu giá trị dòng ngắn mạch tính tốn nhỏ sau phân tích ngắn mạch lớn thông số cài đặt hữu, công cụ FLISR thông báo hệ thống bảo vệ có nguy tính phối hợp Ngược lại, cơng cụ FLISR thông tin hệ thống bảo vệ đảm bảo tính phối hợp lưới điện phân phối có tích hợp DG chuyển sang cấu trúc Tuy nhiên, độ tin cậy hệ thống bảo vệ bị giảm so với hoạt động với cấu trúc lưới điện ban đầu dẫn đến tượng tác động nhầm relay bảo vệ OCR/DOCR recloser PIPRV = WPRV x ∑n1 (FC tính tốn -FC chỉnh định hữu) (7) Trong đó, FC tính tốn dịng điện ngắn mạch tính tốn nhỏ tương ứng với cấu trúc lưới điện mà phương án khôi phục cung cấp điện đưa FC chỉnh định hữu giá trị ngưỡng bảo vệ cài đặt hữu Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 relay bảo vệ OCR/DOCR; WPRV trọng số số hiệu đại diện cho vấn đề phối hợp thiết bị bảo vệ với sau lưới điện thay đổi cấu trúc phục cung cấp điện thay Thêm vào đó, cố xảy tuyến dây 02 trạm biến áp 01 recloser REC11 đề xuất đóng lại để chuyển tải phương án SR ỨNG DỤNG PHẦN MỀM E-TERRA TRONG MÔ PHỎNG PHƯƠNG PHÁP FLISR TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CĨ TÍCH HỢP NGUỒN PHÁT PHÂN TÁN Các kịch cố lưới điện phân phối 22kV có tích hợp nguồn phát phân tán DG Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát phân tán biểu diễn Hình Trong sơ đồ này, lưới điện phân phối phân chia thành ba vùng phụ tải, cấp nguồn từ hai trạm biến áp 110/22kV (một trạm có cơng suất 16MVA trạm cịn lại có cơng suất 63MVA) hai nguồn phát phân tán (một loại RBDG có cơng suất 25MVA loại IBDG có cơng suất phát 1MVA) Ngồi ra, sáu thiết bị đóng cắt có tải recloser thường mở sử dụng để liên kết tuyến dây 22kV liền kề nguồn phát DG Các thiết bị ký hiệu REC02, REC03, REC07, REC1, LBS01 LBS02 Ngoài ra, ký hiệu khác “LC”, “RC” cho biết thiết bị đóng cắt loại điều khiển chỗ từ xa Một điểm cần lưu ý rằng, để đảm bảo độ tin cậy phương án khôi phục cung cấp điện, nguồn DG (IBDG RBDG) giả sử đáp ứng đầy đủ tiêu chí nêu nghiên cứu Payasi et al (2011) 21 Theo đó, tác giả lựa chọn cơng nghệ nguồn PVS-BESS (loại nguồn IBDG) hệ thống máy phát điện cơng suất lớn (loại nguồn RBDG) để tích hợp vào LĐPP nghiên cứu Công suất lắp đặt nguồn DG tác giả lựa chọn không để đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cục nhiều mà cịn hỗ trợ khôi phục cung cấp điện cho LĐPP Khi cố xảy ra, nguồn phát DG sử dụng nguồn điện phụ trợ cho công tác khôi phục cung cấp điện cho phụ tải cách đóng recloser thường mở REC07 Trong phương án khôi phục cung cấp điện, thiết bị thao tác từ xa ưu tiên sử dụng để giảm thời gian chuyển tải từ tuyến dây bị cố đến tuyến dây lân cận Như thể Hình 4, có cố xảy tuyến dây 03 trạm biến áp 01 thiết bị đóng cắt thường mở REC02, REC03 REC07 đề xuất đóng lại phương án SR Tương tự, cố xảy tuyến dây 01 tuyến dây 02 trạm biến áp 02 điểm kết nối chung PCC nguồn phát DG vào lưới điện phân phối, trạm biến áp 01 xem xét phương án khôi Trong nghiên cứu này, sơ đồ lưới điện phân phối 22kV có tích hợp nguồn phát DG sử dụng để đánh giá phương pháp FLISR nhóm tác giả đề xuất Bởi nguồn phát DG liên kết với lưới điện phân phối truyền thống thông qua điểm đấu nối chung (PCC), xuất cố tuyến dây thuộc trạm biến áp 01 02, nguồn DG huy động để khôi phục cấp điện cho phần phụ tải cách đóng lại recloser thường mở REC07 sau cố cô lập Các kịch mô sau chủ yếu tập trung đến trường hợp cố xảy tuyến dây 03 thuộc trạm biến áp 01 (bao gồm năm trường hợp cố ký hiệu F1, F2, F3, F4 F5) Trong đó, cố F1, F2, F3 tương ứng với vị trí cố CB03 REC01, REC01 REC04, REC04 REC05 Sự cố F4 xảy vị trí REC05 REC07 cố F5 xảy điểm PCC – vị trí liên kết nguồn phát DG với lưới điện phân phối Tất dạng cố (như cố pha-đất, hai pha chạm nhau, hai pha chạm đất, ba pha chạm đất) mô đầy đủ năm vị trí từ F1 đến F5 lưới điện có tích hợp nguồn phát DG để đánh giá tổng thời gian công cụ FLISR xử lý từ phát cố đến phụ tải bị ảnh hưởng điện khôi phục cung cấp điện KẾT QUẢ MƠ PHỎNG CÁC KỊCH BẢN SỰ CỐ Vị trí cố F1 Khi cố xảy vị trí F1, hệ thống DMCS ghi nhận thông tin cố, bao gồm tín hiệu “Bảo vệ tác động” trạng thái “Mở” máy cắt relay bảo vệ OCR CB03 truyền Kết cố F1 làm điện cho toàn khách hàng tuyến dây 03 trạm biến áp 01 Việc sử dụng tín hiệu “Bảo vệ tác động” từ RTU/GW lắp đặt máy cắt recloser tuyến dây 03 hỗ trợ định vị vị trí cố nhanh chóng xác Cụ thể hơn, cơng cụ FLISR kết hợp tín hiệu trạng thái vận hành CB03 REC01, tín hiệu cảnh báo áp với tín hiệu bảo vệ tác động từ relay bảo vệ OCR CB03 làm thông số đầu vào để xác định vị trí cố phân đoạn F1 Tuy nhiên, để phục vụ hiệu cho bước khôi phục cung cấp điện song song với việc 550 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 định vị vùng cố, công cụ FLISR xác định vùng bị ảnh hưởng điện cố Đối với cố F1, sau xem xét trạng thái CB03 REC01, vùng điện hệ thống DMCS xác định phía sau CB03 Do tín hiệu bảo vệ tác động khơng xuất REC01, vị trí cố nhanh chóng xác định nằm phân đoạn CB03 REC01 Ngay sau định vị cố F1, công cụ FLISR thực đồng thời bước cô lập cố bước tìm phương án khơi phục cung cấp điện Kết thực theo phương pháp FLISR thể Bảng Bảng Khi áp dụng phương pháp FLISR đề xuất, tổng thời gian xử lý tính từ phát cố đến phương án cô lập cố khôi phục cung cấp điện đề xuất khoảng hai phút Cần lưu ý rằng, độ tin cậy phương pháp FLISR phụ thuộc nhiều vào xác liệu mạng truyền thông hệ thống DMCS thiết bị có liên quan Như thể Bảng 3, hệ số hiệu PI NSS, LOP, IC PRV định thứ hạng phương án cô lập khôi phục cung cấp điện ISR Một điểm cần lưu ý phương án ISR có tổng số PI nhỏ xếp hạng ưu tiên cao Trong Bảng 2, liên quan đến cố F1, điện áp nút khả mang tải phương án chuyển tải nằm phạm vi cho phép nên số PFLV BVLV thể Bảng có giá trị khơng Bên cạnh đó, phương án ISR thứ ba có số lần thao tác thiết bị nhiều hai phương án lại Như vậy, phương án ISR đề xuất có kết thỏa mãn điều kiện ràng buộc thứ lại khác điều kiện ràng buộc thứ hai Điều ảnh hưởng đến kết xếp hạng phương án Mặt khác, ba phương án ISR cho kết số PI PFLV, BVLV, LOP IC Nguyên nhân xuất phát từ việc lắp đặt RTU/GW báo cố FI tuyến dây việc giới hạn số lượng relay bảo vệ có tích hợp chức SCADA Vị trí cố F2 Khi xuất cố vị trí F2, tín hiệu “Bảo vệ tác động” trạng thái “Mở” REC01 hệ thống DMCS ghi nhận lại Theo mô phỏng, cố F2 gây điện cho 6096 khách hàng phía sau REC01 Sự cố F2 REC01 phát tác động để cô lập Chi tiết hơn, chức bảo vệ q dịng tích hợp REC01 thực tác động cắt nhanh dòng cố khoảng 3,75 chu kỳ (tương ứng 75 mili-giây) Thơng qua việc xem xét kết hợp tín hiệu trạng thái tín hiệu bảo vệ tác động truyền từ RTU tích hợp recloser, vị trí cố xác định 551 phân đoạn REC01 REC04 Ngay sau vị trí cố định vị, cơng cụ FLISR thực đồng thời bước cô lập cố bước tìm phương án khơi phục cung cấp điện Kết mô thể Bảng Bảng cho thấy tính khả thi áp dụng phương pháp FLISR vào lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát DG Vị trí cố F3 Khi xảy cố F3 tuyến dây 03, tín hiệu “Bảo vệ tác động” tín hiệu trạng thái “Mở” REC04 hệ thống DMCS ghi nhận Sự cố F3 làm điện 4720 khách hàng tuyến dây phía sau REC04 Tương tự trường hợp F2, cố nhanh chóng phát cách ly REC04 3,75 chu kỳ Thông qua việc xem xét kết hợp tín hiệu “Bảo vệ tác động” trạng thái vận hành thiết bị, vị trí cố xác định nằm REC04 REC05 Tiếp theo, cơng cụ FLISR thực tính tốn để đề xuất phương án cô lập cố khôi phục cung cấp điện thể Bảng Bảng Vị trí cố F4 F5 Khi cố xuất F4 F5, tín hiệu “Bảo vệ tác động” tín hiệu trạng thái vận hành thiết bị ghi nhận vào hệ sở liệu thời gian thực hệ thống DMCS Việc phát định vị cố công cụ FLISR đảm nhiệm Tuy nhiên, khơng có kết đề xuất phương án khơi phục cấp điện phân đoạn cố nằm cuối tuyến dây THẢO LUẬN Theo bảng kết quả, phương pháp FLISR nhóm tác giả đề xuất đáp ứng yêu cầu phát hiện, định vị cô lập cố lưới điện phân phối có tích hợp DG Theo đó, hàm mục tiêu gồm hai điều kiện ràng buộc thông qua sáu số hiệu PI tính tốn nhằm đưa vào phương án ISR để xếp hạng Cụ thể hơn, hai số hiệu PI gồm PFLV BVLV cho thấy phương án SR kiểm tra khả vượt ngưỡng dòng điện, điện áp giới hạn Bên cạnh đó, ba số hiệu PI LOP, IC NSS cung cấp thông tin quan trọng lượng công suất khôi phục, số lượng khách hàng điện số lượng bước thực cho người vận hành trước đưa định xử lý Cuối cùng, số PRV cung cấp thông tin so sánh giá trị dịng cố tính tốn trị số bảo vệ cài đặt hữu tương ứng với thay đổi cấu trúc lưới điện Cần lưu ý rằng, trị số bảo vệ cài đặt relay dòng OCR/DOCR recloser phải điều phối lại để đảm bảo tính phối hợp thiết bị bảo vệ lưới điện phân phối Hình 4: Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối 22kV có tích hợp nguồn phát DG với máy cắt (CB), reclosers (REC), dao cắt có tải (LBS) năm vị trí cố tương ứng F1, F2, F3, F4 F5 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 552 553 Số bước thao tác thiết bị 2 Vị trí cố F4 F5 Vị trí cố F3 Vị trí cố F2 1 Vị trí cố F1 Xếp hạng Khơng có phương án ISR Khơng có phương án ISR Bước 1: Mở REC05 để cô lập vùng cố; Bước 2: Đóng REC07 để khơi phục cấp điện từ hai tuyến kế cận tuyến 01 với nguồn RBDG tuyến 02 với nguồn IBDG; Bước 1: Mở REC04 để cô lập vùng cố; Bước 2: Đóng REC07 để khơi phục cấp điện từ hai tuyến kế cận tuyến 01 với nguồn RBDG tuyến 02 với nguồn IBDG; Bước 1: Mở REC04 để cô lập cố; Bước 2: Đóng REC07 để khơi phục cấp điện từ hai tuyến kế cận tuyến 01 với nguồn RBDG tuyến 02 với nguồn IBDG; Bước 3: Mở REC01 để cô lập cố; Bước 4: Đóng REC03 để khơi phục cấp điện cho phụ tải phía sau từ tuyến dây 02 kế cận thuộc trạm biến áp 02; Bước 1: Mở REC01 để cô lập cố; Bước 2: Đóng REC03 để khơi phục cấp điện cho phụ tải phía sau từ tuyến dây 02 kế cận thuộc trạm biến áp 02; Bước 1: Mở REC01 để lập cố; Bước 2: Đóng REC07 để khơi phục cấp điện cho phụ tải phía sau từ hai tuyến kế cận tuyến 01 với nguồn RBDG tuyến 02 với nguồn IBDG; Trình tự thao tác thiết bị 2467 3629 6096 6096 6096 Số khách hàng khôi phục 2253 2467 1179 1179 1179 Số khách hàng điện 647.57 647.57 635.74 635.74 635.74 suất Công không khôi phục (kW) 57.4 47 55.3 65.7 67 Khả mang tải tối đa (%) Bảng 2: Các phương án cô lập cố khôi phục cấp điện cho năm kịch cố mô lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát phân tán DG 97.42~100.24 98.2~100.1 96.5~97.3 96.9~98 98.13~100.15 Điện áp tối thiểu tối đa nút (%) Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Cơng nghệ, 3(4):542-557 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 Bảng 3: Các số PI tương ứng với phương án ISR kịch cố lưới điện phân phối tích hợp DG Sự cố Các phương án cô lập cố khôi phục cung cấp điện Tổng PI NSS PI PFLV PI BVLV PI LOP PI IC PI PRV PI Sự cố F1 Phương án ISR xếp hạng vào số khách hàng không chuyển tải số lần thao tác 2117 20 0 635 1179 283 Phương án ISR xếp hạng thứ hai vào số khách hàng không chuyển tải số lần thao tác 2181 20 0 635 1179 347 Phương án ISR xếp hạng thứ ba vào số khách hàng không chuyển tải số lần thao tác 2569 40 0 635 1179 715 Sự cố F2 Xếp hạng phương án ISR vào số khách hàng không chuyển tải số lần thao tác 4247 20 0 647 2476 1104 Sự cố F3 Xếp hạng phương án ISR vào số khách hàng khơng chuyển tải số lần thao tác 4905 20 0 647 2253 1985 Sự cố F4 Khơng có phương án ISR Sự cố F5 Khơng có phương án ISR Theo kết mơ Bảng Bảng 3, phương án ISR ưu tiên sử dụng nguồn phát DG để khôi phục cung cấp điện cho phụ tải lưới điện phân phối Một lý nguồn RBDG IBDG tích hợp vào hệ thống vị trí cuối tuyến dây ảnh hưởng đến vấn đề phối hợp bảo vệ relay bảo vệ OCR/DOCR recloser Cuối cùng, tương ứng với phương án ISR, dịng cơng suất điện áp nút đánh giá đưa cảnh báo cho người vận hành giá trị tính tốn vượt q giới hạn KẾT LUẬN Phương pháp FLISR phát triển cho lưới điện phân phối có tích hợp DG sử dụng tín hiệu tác động relay bảo vệ q dịng OCR/DOCR kết hợp với trạng thái thiết bị đóng cắt, tình trạng lưới điện (bao gồm tín hiệu báo áp giá trị dòng cố) để nhanh chóng phát hiện, định vị vị trí cố lưới điện phân phối có nguồn phân tán DG Khi xác định phân đoạn cố, thiết bị đóng cắt phía trước phía sau gần với vùng cố đề xuất mở để cô lập vùng cố Với kịch cố khác nhau, tất phương án ISR khả thi xếp hạng theo tiêu chí tối đa số khách hàng khôi phục cấp điện tối thiểu hóa số bước thao tác để cải thiện tốc độ xử lý cố Hơn nữa, phương án ISR ưu tiên tìm kiếm nguồn phát DG tích hợp lưới điện nguồn phụ trợ trước xem xét chuyển tải cho tuyến dây lân cận Nghiên cứu đưa năm kịch mô cố khác lưới điện phân phối có DG nhằm mục đích nhấn mạnh ưu điểm phương pháp FLISR, là: nguy tính phối hợp thiết bị bảo vệ thông qua số hiệu PRV; thực việc cô lập cố khôi phục cung cấp điện cách giải hàm mục tiêu với hai ràng buộc (tối đa hóa số khách hàng khôi phục cấp điện tối thiểu số bước thao tác) với sáu số hiệu PI; tổng thời gian xử lý (bao gồm phát hiện, định vị, cô lập cố xếp hạng phương án chuyển tải) hai phút DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AMR: Automatic Meter Reading – Thiết bị đo đếm nâng cao BVLV: Bus Voltage Violation – Chỉ số đánh giá mức độ vượt ngưỡng điện áp vận hành CB: Circuit Breaker – Máy cắt đầu nguồn Thiết bị đóng cắt có khả cắt dịng cố trang bị relay bảo vệ OCR Máy cắt đặt đầu mỗii tuyến dây để cấp nguồn bảo vệ cho toàn tuyến dây 554 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 DG: Distributed Generator – Nguồn phát phân tán DMCS: Distribution Management and Controlled System – Hệ thống quản lý điều khiển phân tán DN: Distribution Network – Lưới điện phân phối C-DMCS: Centralized - Distribution Management and Controlled System- Mơ hình hệ thống điều khiển quản lý điều khiển DMCS kiểu tập trung D-DMCS: Decentralized - Distribution Management and Controlled System- Mơ hình hệ thống điều khiển quản lý điều khiển DMCS kiểu phân tán DMS: Distribution Management System – hệ thống quản lý lưới điện phân phối DOCR: Directional Overcurrent Relay – Relay bảo vệ q dịng có hướng DTOC: Definite Time Over-Current – Nguyên lý bảo vệ dòng với đặc tuyến thời gian độc lập FCL: Fault Current Limiter – Thiết bị giới hạn dòng cố FDLI: Fault Detection, Location, Isolation – Phát hiện, định vị cách ly cố FES: Front End Server – Máy chủ kết nối đến thiết bị đầu cuối FI: Fault Indicator- Bộ báo cố FLISR: Fault Location, Isolation and Service Restoration – Phát hiện, định vị, cách ly cố khôi phục cung cấp điện IBDG: Inverter-based DG – Nguồn phát phân tán dựa nguyên lý biến đổi công suất IC: Interrupted Customers – Chỉ số đánh giá dựa số lượng khách hàng bị điện IDMTOC: Inverse Definite Minimum Time OverCurrent- Nguyên lý bảo vệ dòng với đặc tuyến thời gian phụ thuộc IED: Intelligent Electronic Device – Thiết bị điện tử thông minh ISD: Inter-site Data – Giao thức kết nối nội máy chủ phần mềm E-terra ISR: Isolation and Service Restoration – Phương án cô lập khôi phục cung cấp điện LBS: Load Break Switch – Thiết bị đóng cắt có tải lưới điện phân phối Do thiết bị LBS không trang bị relay bảo vệ khơng có khả cắt dịng ngắn mạch nên nhận biết cố qua FI tích hợp thực phân đoạn chuyển tải sau dòng cố cắt thiết bị khác máy cắt recloser LOP: Loss of Power – Chỉ số đánh giá phần công suất bị Phần công suất bị không chuyển tải LVRT: Low Voltage Ride Through – chức cho phép nguồn phát phân tán giữ kết nối xuất điện áp thấp lưới Chức giúp tránh 555 tình trạng nguồn phát phân tán ngắt kết nối hàng loạt xuất cố lưới điện phân phối MAS: Multi-Agent System – Hệ thống đa thành phần OCR: Overcurrent Relay – Relay bảo vệ dòng NSS: Numbers of Switching Steps – Chỉ số đánh giá dựa số lần thao tác đóng/cắt thiết bị P2P: Peer to Peer – Đặc tính vận hành thể chế kết nối của nguồn phát phân tán với lưới điện phân phối P&P: Plug and Play – Đặc tính vận hành thể vị trí lắp đặt nguồn phát phân tán lưới điện phân phối PCC: Point of Commnon Coupling – Điểm kết nối chung Vị trí nguồn DG kết nối với lưới điện phân phối PFLV: Power Flow Violations – Chỉ số đánh giá mức độ vượt ngưỡng dòng điện vận hành PI: Performance Indices – Chỉ số hiệu Phần mềm E-terra sử dụng gồm nhiều số PI theo tiêu chí khác để thực đánh giá xếp hạng phương án xử lý PRV: Protection Validation – Chỉ số đánh giá dựa mức độ mà dịng ngắn mạch tính tốn vượt ngưỡng bảo vệ chỉnh định RBDG: Rotating-based DG – Nguồn phát phân tán chứa phân tử quay REC: Recloser – Thiết đóng cắt có chức tự đóng lại lưới điện phân phối Do recloser có trang bị relay bảo vệ OCR khả cắt ngắn mạch nên chức phân đoạn, chuyển tải thiết bị sử dụng để phát cắt cố nhằm bảo vệ cho lưới điện RTU/GW: Remote Terminal Unit/Gateway – Thiết bị thu thập liệu đầu cuối SCADA: Supervisory Control and Data Acquisition – Hệ thống giám sát, điều khiển thu thập liệu XUNG ĐỘT LỢI ÍCH Nhóm tác giả xin cam đoan khơng có xung đột lợi ích cơng bố báo ĐÓNG GÓP CỦA CÁC TÁC GIẢ Lê Duy Phúc, Bùi Minh Dương Đoàn Ngọc Minh đưa ý tưởng viết bài, đóng góp diễn giải phương pháp thực hiện, kết mơ phỏng, phân tích, thảo luận nghiên cứu viết thảo Đoàn Ngọc Minh, Huỳnh Công Phúc Nguyễn Thanh Hoan tham gia thu thập liệu, chạy kết mô kiểm tra lại tả, kết viết Trần Nguyên Khang, Bành Đức Hoài Đoàn Ngọc Minh tham gia hỗ trợ thu thập liệu, kiểm tra lại viết, đóng góp phần tổng quan kết luận viết Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Kĩ thuật Công nghệ, 3(4):542-557 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bui DM, et al Investigate dynamic and transient characteristics of microgrid operation and develop a fast-scalableadaptable algorithm for fault protection system Electric Power Systems Research 2015;120:214–233 Available from: https://doi.org/10.1016/j.epsr.2014.04.003 Bui DM, Chen SL Fault protection solutions appropriately proposed for ungrounded low-voltage AC microgrids: Review and proposals Renewable and Sustainable Energy Reviews 2017;75:1156–1174 Available from: https://doi.org/10.1016/j rser.2016.11.097 Lien KY, et al A novel fault protection system using communication-assisted digital relays for AC microgrids having a multiple grounding system International Journal of Electrical Power & Energy Systems 2016;78:600–625 Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2015.12.019 Tan Z, et al Simplified Model of Distribution Network based on Minimum Area and its Application In Proceedings of the China International Conference on Electricity Distribution (CICED) 2012, Shanghai, China 2012; Lu X Study on Distribution Network Fault Location Based on Fault Indicator Master’s Thesis, Electrical and Automation Institute of Tianjin University, Tianjin, China 2011; Tan Z, et al An accurate fault location method of smart distribution network In Proceedings of the 2014 China International Conference on Electricity Distribution (CICED), Shenzhen, China 2014; Phuc LD FLISR approach for smart distribution networks using E-terra software-A case study Energies 2018;p 3333 Available from: https://doi.org/10.3390/en11123333 Nikkhajoei H, and Lasseter R.H Microgrid protection The Power Engineering Society General Meeting 2007;p 1–6 Available from: https://doi.org/10.1109/PES.2007.385805 Nikkhajoei H, and Lasseter RH Microgrid fault protection based on symmetrical and differential current components Public Interest Energy Research California Energy Commission 2006; 10 Firouz Y, Lobry J, Vallée F, and Durieux O Numerical comparison of the effects of different types of distributed generation units on overcurrent protection systems in MV distribution grid Int J Renew Energy 2014;69:271–283 Available from: https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.03.035 11 Sortomme E, Mapes GJ, Foster BA, Venkata SS Fault analysis and protection of a microgrid Proc The 40th North Amer Power Symposium, Calgary 2008;p 1–6 Available from: https://doi.org/10.1109/NAPS.2008.5307360 12 Esreraig M, and Mitra J Microgrid protection using system observer and minimum measurement set Int Trans Electr Energ Syst 2015;25:607–622 Available from: https://doi.org/10 1002/etep.1849 13 Bui DM Simplified and automated fault-current calculation for fault protection system of grid-connected low-voltage AC microgrids International Journal of Emerging Electric Power Systems;18(2):2017 Available from: https://doi.org/10.1515/ ijeeps-2017-0011 14 Laaksonen HJ Protection principles for future microgrids IEEE Trans Power Electron 2010;25(12):2910–2918 Available from: https://doi.org/10.1109/TPEL.2010.2066990 15 Lasseter RH Microgrids in Proc IEEE Power Eng Soc Winter Meet 2002;1:305–308 16 Siirto O, Kuru J, v M Fault location, isolation and restoration in a city distribution network In Proceedings of the 2014 Electric Power Quality and Supply Reliability Conference (PQ), Rakvere, Estonia 2014;Available from: https://doi.org/10.1109/ PQ.2014.6866843 17 Angelo C, Selejan P Technologies of the self-healing grid In Proceedings of the 22nd International Conference on Electricity Distribution, CIRED 2013, Stockholm, Sweden 2013;Available from: https://doi.org/10.1049/cp.2013.0968 18 Coster E, Kerstens W, Berry T Self-healing distribution networks using smart controllers In Proceedings of the 22nd International Conference on Electricity Distribution, CIRED 2013, Stockholm, Sweden 2013;Available from: https://doi org/10.1049/cp.2013.0603 19 Nagata T, Sasaki H A multi-agent approach to power system restoration IEEE Trans Power Syst 2002;17:457–462 Available from: https://doi.org/10.1109/TPWRS.2002.1007918 20 Nordman M, Lehtonen M An agent concept for managing electrical distribution networks IEEE Trans Power Deliv 2005;20:696–703 Available from: https://doi.org/10.1109/ TPWRD.2004.843493 21 Payasi RP, Singh AK, Singh D Review of distributed generation planning: objectives, constraints, and algorithms International journal of engineering, science and technology 2011;Available from: https://doi.org/10.4314/ijest.v3i3.68430 556 Science & Technology Development Journal – Engineering and Technology, 3(4):542-557 Research article Open Access Full Text Article A FLISR approach for distribution networks integrated distributed generators Phuc Le Duy1,2,* , Duong Bui Minh3 , Minh Doan Ngoc1 , Phuc Huynh Cong1 , Hoai Banh Duc1 , Hoan Nguyen Thanh1 , Khang Tran Nguyen1 ABSTRACT Use your smartphone to scan this QR code and download this article Ho Chi Minh City Power Corporation, Vietnam The penetration of distributed generators (DGs) into the distribution networks (DNs) greatly improves the reliability of electricity supply and reduces power loss However, the operation of these DGs can also make the protection of distribution network more complex This paper will examine the effects of two DG types on the protection of DN by analyzing the solution called Fault Location, Isolation and Service Restoration (FLISR) The FLISR approach considers DGs as auxiliary sources for the post-fault restoration plans in order to minimize the number of interrupted customers and unserved energy Moreover, the combination of setting value of the over current relay and the statuses of switching device and the loss voltage warning signal are used to detect and identify types of incidents in the distribution network with DGs A two-constrained objective function will be solved to find possible plans for fault isolation and service restoration There are six performance indices (PIs) selected for post-fault service restoration processing The simulation results for the 22kV distribution network with integrated DG were performed by using E-terra software to validate this FLISR approach To be concluded, the FLISR approach well adapt to the integration of DG into the DN and also helps to identify risks from false protection-coordination On the other hand, it also helps to quickly detect and identify types of incidents as well as evaluate service restoration plans after incidents of distribution network with DGs less than two minutes Key words: Distributed generation, fault detection, fault location, fault isolation, service restoration, distribution network Institute of Engineering, Ho Chi Minh University of Technology (HUTECH), Vietnam German – Vietnamese University (VGU), Vietnam Correspondence Phuc Le Duy, Ho Chi Minh City Power Corporation, Vietnam Institute of Engineering, Ho Chi Minh University of Technology (HUTECH), Vietnam Email: phucld@hcmpc.com.vn History • Received: 15-6-2020 • Accepted: 21-12-2020 • Published: 31-12-2020 DOI : 10.32508/stdjet.v3i4.749 Copyright © VNU-HCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Duy P L, Minh D B, Ngoc M D, Cong P H, Duc H B, Thanh H N, Nguyen K T A FLISR approach for distribution networks integrated distributed generators Sci Tech Dev J – Engineering and Technology; 3(4):542-557 557 ... TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CĨ TÍCH HỢP NGUỒN PHÁT PHÂN TÁN Các kịch cố lưới điện phân phối 22kV có tích hợp nguồn phát phân tán DG Sơ đồ đơn tuyến lưới điện phân phối có tích hợp nguồn phát phân tán. .. PHÁP FLISR ỨNG DỤNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CÓ NGUỒN PHÁT PHÂN TÁN Mơ hình hệ thống DMCS phân tán Để ứng dụng phương pháp FLISR vào lưới điện phân phối có nguồn phát phân tán DG, hệ thống DMCS... cô lập cố khôi phục cung cấp điện cho lưới điện phân phối Có thể thấy rằng, công cụ hỗ trợ cho phương pháp FLISR nên tích hợp vào hệ thống điều khiển quản lý lưới điện phân phối dạng phân tán để