2. Thực trạng điện áp và điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện Việt nam 1 Giới thiệu chung
2.4Đánh giá chung về tình trạng điện áp trong HT điện Việt Nam
Nhận xét chung
Nhìn chung đối với các phương tiện điều chỉnh điện áp hiện có, điện áp trên lưới truyền tải cũng như trong lưới phân phối tương đối đảm bảo. Để đảm bảo điện áp cho phép đối với tất cả các thiết bị trên lưới và điện áp cấp cho tất cả các hộ tiêu thụ cần phải có đầu tư rất lớn vào nguồn, lưới và các trang bị bù. Đồng thời phải có những hệ thống tự động điều chỉnh điện áp tiên tiến. Những năm gần đây, EVN đã có chiến lược về nâng chất lượng điện áp. Trung tâm Điều độ HT điện Quốc Gia (A0) cũng đã tham gia vào việc tính toán các kế hoạch trang bị bù cho hệ thống điện Việt Nam cho vài năm tiếp theo. Phần này chỉ đề cập đến tình hình điện áp hiện tại của hệ thống điện Việt Nam với những khả năng điều chỉnh điện áp trong vận hành với những phương tiện hiện có.
Vấn đề điện áp trên lưới điện 500kV
Điều chỉnh điện áp trên hệ thống điện 500kV nhằm đảm bảo điện áp tại các trạm 500kV ở trong giới hạn cho phép đồng thời đảm bảo được tối thiểu tổn thất truyền tải có xét đến việc phối hợp điều chỉnh điện áp các miền thông qua việc điều chỉnh trào lưu công suất qua các MBA 500kV. Vấn đề điều chỉnh điện áp ở đây chủ yếu là điều chỉnh chống quá áp trong chế độ phóng điện từng đoạn đường dây và mọi chế độ làm việc bình thường.
Các kháng bù ngang trên đường dây 500kV là loại kháng không đóng cắt được nên các tác động điều chỉnh chủ yếu là điều chỉnh trào lưu công suất và nấc phân áp các máy biến áp 500kV. Vấn đề điện áp cao cần được đặc biệt chú ý trong các chế độ phóng điện từng đoạn đường dây và chế độ tải nhẹ. Vào thấp điểm điện áp trên hệ thống 500 kV tương đối cao khi đưa cả hai mạch đường dây 500 kV vào vận hành, làm cho điện áp của các hệ thống điện Bắc, Trung, Nam cũng cao theo do đó cần phải điều chỉnh nhiều nấc phân áp của các máy biến áp 500 kV - Nguy hiểm cho bộ đổi nấc của máy biến áp. trong những trường hợp đặc biệt cần phải cắt 1 đoạn đường dây 500 kV
Hình 10 cho thấy đặc điểm về dâng cao điện áp do dòng điện dung sinh ra ở các giai đoạn phóng điện khác nhau. Đặc điểm này được nghiên cứu để quyết định lựa chọn các điểm hòa trên hệ thống điện 500kV.
Hình10. phân bố điện áp trên đường dây 500kV với các chế độ phóng điện và vận hành khác nhau (CSDL tính toán chế độ tháng 5/2004)
Vấn đề điện áp trên Hệ thống điện từng miền
Đặc điểm phụ tải hệ thống điện Việt Nam là chênh lệch công suất giữa giờ cao và thấp điểm rất lớn (2:1), đồng thời các nguồn phát và tiêu thụ công suất phản kháng còn hạn chế nên trong vận hành thường gặp khó khăn về điều chỉnh điện áp tại các giờ cao và thấp điểm.
Để điện áp các nút đảm bảo, hiện nay vào giờ cao điểm, toàn bộ các nguồn vô công trên hệ thống đã được huy động gần như tối đa. Nhiều tổ máy phát không cần huy động lấy năng lượng nhưng vẫn phải chạy để tăng cường vô công cho hệ thống.
Ngược lại, vào các giờ thấp điểm, mặc dù các tụ bù ngang đã được cắt hết ra, một số máy phát điện phải hút vô công hoặc chuyển sang chế độ bù nhận vô công, điện áp một số nơi trong hệ thống vẫn cao. Các phần dưới đây sẽ phân tích chi tiết về vấn đề điện áp từng miền.
Miền Bắc:
Điện áp hệ thống điện Bắc phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành của các tổ máy Hoà Bình và Phả Lại và đường dây 500 kV Hoà Bình - Hà Tĩnh, Hà Tĩnh - Thường Tín - Nho Quan có làm việc không. Điện áp vào cao điểm khi Phả Lại II không phát là tương đối thấp, còn khi phát cao các nguồn Phả Lại II thì điện áp tương đối tốt
Miền Trung:
Đặc điểm của lưới điện miền Trung là trải dài, chủ yếu là lưới 110 kV. Điện áp khu vực miền Trung đã được cải thiện rất nhiều sau khi có thêm các trạm 220 kV. Dung lượng bù ở lưới trung thế rất lớn so với miền Bắc và miền Nam, khoảng 190 MVar (không kể tụ bù của khách hàng), nhưng không có nguồn phát lớn. Một số khu vực điện áp chưa tốt như sau:
Khu vực Quảng Trị điện áp thấp do được cấp từ lưới 220 kV miền Trung qua trạm Đà Nẵng. Điện áp ở đây dao động giữa ngày và đêm rất lớn.
Khu vực Mã Vòng, Vinashin, Ninh Hoà điện áp thấp, được điều chỉnh nhờ điều chỉnh điện áp tại Nha Trang hoặc xa hơn nữa là từ trạm 500 kV Pleiku. Ngoài ra còn được hỗ trợ bởi 1 máy của Sông Hinh. Điện áp tại Mã Vòng (cấp điện cho thành phố Nha Trang) thay đổi tuỳ theo nguồn cấp cho Mã Vòng là từ trạm Nha
Trang hay Cam Ranh. Nếu lấy điện từ Nha Trang, điện áp khoảng 108-110 kV, còn nếu nhận điện từ Cam Ranh thì điện áp khoảng 102-103 kV.
Sau khi có 50 MVar ở Quy Nhơn và 50 MVar tại Nha Trang, điện áp khu vực đã được cải thiện đáng kể.
Miền Nam:
Trong năm nay, chương trình lắp đặt bổ xung tụ bù lưới 110kV khu vực miền Nam đã hoàn thành với tổng dung lượng bù đặt thêm cho lưới truyền tải là 270 MVAr gồm các tụ bù ngang đặt tại Sài Gòn, Hóc Môn, Rạch Giá, Bạc Liêu, Trà Nóc. Với lượng bù này, chất lượng điện áp lưới miền Nam đã được cải thiện rõ rệt, đặc biệt là khu vực miền Tây. Điện áp 110kV miền Tây trước đây có ngày xuống tới ~ 80kV. Hiện nay điện áp đã được giữ ở mức 110kV.
Nhìn chung, điện áp trên toàn hệ thống điện miền Nam rất tốt. Ngoài lý do có thêm một lượng lớn tụ bù ngang như đã nói ở trên, phát triển về nguồn và lưới khu vực miền Nam mấy năm gần đây cũng rất mạnh như các tổ máy tua bin khí và đuôi hơi khu vực Phú Mỹ - Bà Rịa, cụm thủy điện Hàm Thuận - Đa Mi và các lưới đồng bộ.
Vấn đề cần quan tâm đối với điện áp khu vực phía Nam là điện áp cao vào giờ thấp điểm và độ chênh lêch điện áp giữa ngày và đêm. Mặc dù ban đêm các bù ngang đã được cắt hết ra, các tổ máy có khả năng hút vô công đã được huy động, một số nơi trong hệ thống điện điện áp vẫn cao đặc biệt là vào các ngày nghỉ, ngày Lễ Tết.
2.5 Kết luận
Trong phần 2, thực trạng về điện áp trong toàn hệ thống điện Việt Nam, các biện pháp và phương tiện điều chỉnh điện áp hiện nay đã được trình bày. Nhìn tổng thể, các nguồn công suất phản kháng hiện tại vẫn chưa đáp ứng được hết các yêu cầu về điều chỉnh điện áp. Vẫn còn nhiều nơi điện áp vượt ra ngoài giới hạn cho phép, điện áp thay đổi nhiều trong ngày. Các thiết bị bù có điều chỉnh như SVC của ngành điện chưa có (chỉ có một số ít của khách hàng), các thiết bị tự động điều chỉnh điện áp chưa nhiều dẫn đến biểu đồ điện áp tại các nút chưa bằng phẳng.
Với đòi hỏi về chất lượng điện áp ngày càng cao, Tổng công ty Điện lực Việt Nam đã triển khai rất nhiều dự án đầu tư về nguồn, lưới và các dự án bù công
suất phản kháng ở cả lưới truyền tải và phân phối. Khi các phương tiện điều chỉnh điện áp đã đáp ứng được yêu cầu về chất lượng điện áp cần chú trọng đến việc điều chỉnh tối ưu. Về tối ưu công suất phản kháng cần phân biệt 2 loại bài toán:
1. Lập kế hoạch bù tối ưu: mục tiêu tối ưu vốn đầu tư vào trang bị bù. 2. Điều chỉnh tối ưu công suất phản kháng trong vận hành: điều chỉnh
các phương tiện điều chỉnh điện áp hiện có nhằm tối ưu theo một mục tiêu nhất định.
Đối với người vận hành, cần quan tâm đến bài toán thứ 2. Đây là bài toán tối ưu trào lưu công suất (OPF) như đã nói ở trên. Việc tính toán lựa chọn các tác động điều chỉnh như thay đổi điểm đặt điện áp đầu cực máy phát, thay đổi nấc phân áp, đóng cắt các thiết bị bù, ... được tính toán nhờ chương trình máy tính. Hiện tại, Điều độ quốc gia đang sử dụng chức năng OPF của phần mềm PSS/E để thực hiện bài toán này. Kết quả bài toán hiện này chỉ hỗ trợ được một phần cho công tác điều chỉnh điện áp. Trên thực tế, phụ tải hệ thống thay đổi liên tục, trao lưu công suất trên lưới cũng thay đổi không ngừng, không thể mô phỏng hoàn toàn chính xác mọi trạng thái của hệ thống.
Kết quả của bài toán OPF sẽ thực sự có hiệu quả khi thực hiện được On- line. Hiện tại Điều độ quốc gia đã được trang bị phần mềm OPF on-line ở trong hệ SCADA/EMS. Tuy nhiên, do các điểm đo trong hệ thống chưa đầy đủ, độ chính xác của các thông số đo chưa cao, hệ thống kênh truyền chưa tốt nên vẫn chưa xử dụng được chức năng này. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tóm lại, qua phân tích về vấn đề điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện, một số ý kiến được rút ra dưới đây với hy vọng nâng cao chất lượng công tác điều chỉnh điện áp – một trong những nhiệm vụ hành đầu của công tác vận hành
1. Đảm bảo các công trình về nguồn và lưới đúng tiến độ. 2. Đầu tư đủ lượng bù cần thiết theo tính toán tối ưu. 3. Tăng cường tự động hóa trong điều chỉnh điện áp. 4. Cải thiện chất lượng hệ thống kênh truyền.
5. Tăng cường đầu tư các thiết bị bù có điều chỉnh trơn hoặc nhiều cấp. 6. Phân cấp điều chỉnh điện áp hợp lý, phối hợp chặt chẽ giữa các cấp
điều độ về điều chỉnh điện áp.
Tài liệu tham khảo
1. Ilic M.D., (1989), “New Approach to Voltage/ Reactive Power Monitoring and Control”, EPRI Proc. on “Bulk Power System Phenomena – Voltage Stability abd Security”, EL-6183, Research Project, 2473-21, Jan., Section 8.1.
2. Ilic M.D., Liu X. Leung G., Athans M. (1995), “Improved Secondary and New Tertiary Voltage Control”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol-10, No- 4, Nov., pp 1851-1862.
3. Kundur P. (1993), Power System Stability and Control, McGraw-Hill, Inc., Palo Alto, California.
4. Miller R.H and Malinowski J.H (1994), Power System Operation, Third Edition, McGraw-Hill Inc., USA.
5. Momoh J. A., El-Hawary M. E., Adpa R. (1999), “A Review of Selected Optimal Power Flow Literature to 1003 – Part I: NonLinear and Quadratic Programming Approaches”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol-14, No-1, Feb., pp 96-104.
6. Momoh J. A., El-Hawary M. E., Adpa R. (1999), “A Review of Selected Optimal Power Flow Literature to 1003 – Part II: Newton, Linear
Programming, Interio Point Methods”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol-14, No-1, Feb., pp 105-111.
7. Trần Bách (2000), Lưới điện và Hệ thống điện, Tập 1 & 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, Việt Nam.
8. Weedy B.M. (1979), Electric Power Systems, Third Edition, John Wiley & Sons, New York, USA.
9. Wood A.L and Wollenberg B.F. (1996), Power Generation, Operation, And Control, Second Edition, John Wiley & Sons, New York, USA.