5. Phương phỏp nghiờn cứu
4.3.2. Đỏnh giỏ ảnh hưởng của sự phõn bố nguồn điện đến hiện tượng SANH
trờn lưới truyền tải
Để đỏnh giỏ ảnh hưởng của sự phõn bố nguồn điện đến hiện tượng SANH trong hệ thống truyền tải điện, ta tiếp tục xột đến lưới truyền tải điện Việt Nam năm 2015 với cỏc kịch bản nguồn điện như sau:
Kịch bản nguồn 1 (KBN1): Lưới điện 2015 với cỏc nguồn điện và đường
dõy truyền tải điện được đưa vào vận hành đỳng theo kế hoạch như đó trỡnh bày ở mục 4.1 trờn, suất sự cố khụng đổi so với năm 2013. Đõy chớnh là kịch bản lưới điện 2015 đó được trỡnh bày trờn mục 4.2.
Kịch bản nguồn 2 (KBN2): Lưới điện 2015 ban đầu đó núi trờn nhưng
giả thiết cú nguồn điện khụng được đưa vào vận hành so với dự kiến, suất sự cố được xem xột khụng thay đổi so với năm 2013. Cụ thể xột trường hợp: “Nhà mỏy nhiệt điện Duyờn Hải tổ mỏy 1 cụng suất 600MW chưa được đưa vào vận hành, để đảm bảo cõn bằng cụng suất nguồn-tải trong hệ thống, ta đưa Nhiệt điện Mụng Dương I cụng suất 2x500MW vào vận hành. Cỏc nguồn điện khỏc đó vận hành theo như kế hoạch”.
Kịch bản nguồn 3 (KBN3): Lưới điện 2015 ban đầu đó núi trờn nhưng
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 80 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Quy hoạch, suất sự cố được xem xột khụng thay đổi so với năm 2013. Cụ thể xột: “Nguồn điện Hạt nhõn 1 tổ mỏy 1 cụng suất 1000MW đó được đưa vào vận hành, cụng suất tổ mỏy này được phỏt lờn lưới 500kV và đấu nối trờn 1 mạch đường dõy 500kV Sụng Mõy-Tõn Định. Cỏc nguồn điện khỏc đó vận hành theo như kế hoạch.”
Tương tự như trờn, thực hiện cỏc tớnh toỏn với kịch bản nguồn 2 và 3 của năm 2015, tổng hợp kết quả SARFIx của kịch bản nguồn 1 đó cú ở trờn ta cú được bảng chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực truyền tải và của cả hệ thống điện thể hiện tại bảng 4.9. Từ bảng 4.9 dựng lờn được cỏc biểu đồ hỡnh 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15 và 4.16 về SARFI cho cỏc khu vực truyền tải và cả hệ thống. Chi tiết cỏc tớnh toỏn và lưới điện được thể hiện trong phụ lục và đĩa CD kốm theo của luận văn.
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 81 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Bảng 4.9. Chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực và cả hệ thống truyền tải điện ứng với cỏc kịch bản nguồn năm 2015
STT Kịch bản Tần suất sụt giảm điện ỏp nhỏ hơn cỏc ngưỡng
≤0.1 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.4 ≤0.5 ≤0.6 ≤0.7 ≤0.8 ≤0.9 Khu vực truyền tải tải điện 1
1 2015 (KBN1) 0.84985 1.00715 1.21696 1.61428 2.87689 4.86596 8.5456 17.66546 45.97817 2 2015-KBN2 0.85289 1.00714 1.22 1.62949 2.93807 4.96775 8.90409 18.66031 49.99742 3 2015-KBN3 0.84984 1.00714 1.21624 1.60512 2.84293 4.76383 8.26971 16.71494 42.63849
Khu vực truyền tải tải điện 2
1 2015 (KBN1) 0.1818 0.24427 0.44743 0.84489 1.84502 3.50218 6.03198 10.51136 20.71684 2 2015-KBN2 0.18689 0.25268 0.42699 0.93097 1.93265 3.98239 6.83809 12.01465 27.2853 3 2015-KBN3 0.1818 0.23196 0.4448 0.83947 1.74766 3.37182 5.43915 9.415157 17.60469
Khu vực truyền tải tải điện 3
1 2015 (KBN1) 0.3 0.31529 0.38989 0.55008 0.99499 1.88216 3.18222 6.859933 16.70083 2 2015-KBN2 0.3 0.31257 0.36401 0.56877 1.05688 1.9848 3.35024 7.366766 19.13581 3 2015-KBN3 0.30322 0.31561 0.3843 0.54454 0.99746 1.86152 3.01929 6.276009 14.86087
Khu vực truyền tải tải điện 4
1 2015 (KBN1) 0.22115 0.23972 0.31497 0.57804 1.06942 2.56664 5.50028 11.06632 22.52364 2 2015-KBN2 0.22115 0.24332 0.32379 0.61754 1.17287 2.7564 5.87198 11.62992 23.51249 3 2015-KBN3 0.22115 0.23907 0.29773 0.53002 1.00851 2.25045 4.89643 9.980604 20.3207
Hệ thống truyền tải điện Việt Nam
1 2015 (KBN1) 0.3882 0.45161 0.59231 0.89682 1.69658 3.20423 5.81502 11.52577 26.47987 2 2015-KBN2 0.39023 0.45393 0.5837 0.93669 1.77512 3.42283 6.2411 12.41791 29.98276 3 2015-KBN3 0.389 0.44844 0.58577 0.87979 1.64914 3.0619 5.40615 10.59668 23.85619
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 82 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Hỡnh 4.11. Chỉ tiờu tần suất sụt giảm điện ỏp trung bỡnh SARFIx của TTĐ1
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 83 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Hỡnh 4.13. Chỉ tiờu tần suất sụt giảm điện ỏp trung bỡnh SARFIx của TTĐ3
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 84 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Hỡnh 4.15. Chỉ tiờu tần suất sụt giảm điện ỏp trung bỡnh SARFIx của Hệ thống
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 85 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Nhận xột:
Qua cỏc hỡnh vẽ 4.11, 4.12, 4.13, 4.14, 4.15 và 4.16 biểu diễn chỉ tiờu SARFIx
và SARFIx-curve của cỏc khu vực truyền tải và của cả hệ thống truyền tải điện năm
2015 ta cú nhận xột về hiện tượng SANH như sau:
- Kịch bản nguồn 2: Cho thấy tần suất sụt giảm điện ỏp ở tất cả cỏc mức
0.1ữ0.9 của cỏc khu vực truyền tải và của cả hệ thống tăng lờn. Lý giải cho hiện tượng này như sau: khi Nhiệt điện Duyờn Hải tổ mỏy 1 chưa vận hành, Nhiệt điện Mụng Dương 1 được đưa vào vận hành sẽ tăng tỡnh trạng thiếu điện ở miền Nam, lượng cụng suất dư thừa ở miền Bắc nhiều, tăng lượng cụng suất cần truyền tải từ miền Bắc vào miền Nam. Như vậy khi sự cố xảy ra ở miền Bắc, dũng ngắn mạch lớn, điện ỏp cỏc nỳt lõn cận sự cố giảm xuống thấp hơn; khi sự cố ở miền Nam, lượng cụng suất thiếu hụt lớn dẫn đến điện ỏp cỏc nỳt cũng giảm xuống thấp hơn; độ sụt giảm điện ỏp trờn toàn lưới đều cú xu hướng tăng. Đối với kịch bản nguồn 3, Nhà mỏy điện Hạt nhõn 1 cụng suất 1000MW được đưa vào vận hành sẽ đỏp ứng thờm nhu cầu tăng trưởng phụ tải của miền Nam, giảm lượng cụng suất trao đổi giữa miền Bắc, miền Trung và miền Nam.
- Kết quả tớnh toỏn cho thấy độ tin cậy cung cấp điện của cỏc Cụng ty
Truyền tải điện và toàn hệ thống trong kịch bản nguồn 3 đều được nõng lờn rừ rệt; trong khi độ tin cậy cung cấp điện của cỏc Cụng ty Truyền tải đối với trường hợp 2 đều giảm xuống.
Để thấy rừ hơn ảnh hưởng của sự phõn bố nguồn đến độ tin cậy cung cấp điện của cỏc Cụng ty Truyền tải điện theo chỉ tiờu SARFIx, ta tớnh toỏn thờm một trường hợp năm 2015 đối với kịch bản nguồn 1 nhưng tần suất sụt giảm điện ỏp ngắn hạn tại cỏc khu vực truyền tải trong trường hợp suất sự cố tại cỏc khu vực đều như nhau (ở đõy lấy suất sự cố theo suất sự cố của khu vực truyền tải điện 1). Kết quả tớnh toỏn được thể hiện trong cỏc bảng 4.10 và hỡnh vẽ 4.17 dưới đõy.
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 86 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Bảng 4.10. Chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực TTĐ năm 2015 trong trường hợp suất sự cố tại cỏc khu vực truyền tải là như nhau
Khu vực Tần suất sụt giảm điện ỏp nhỏ hơn cỏc ngưỡng
≤ 0.1 ≤ 0.2 ≤ 0.3 ≤ 0.4 ≤ 0.5 ≤ 0.6 ≤ 0.7 ≤ 0.8 ≤ 0.9 TTĐ1 - 2015 0.849839 1.007141 1.219042 1.616172 2.891382 4.878705 8.634866 17.83003 46.4572
TTĐ2 - 2015 0.77025 0.891481 1.295253 1.934973 3.821034 6.992213 11.56759 18.80171 37.63826
TTĐ3 - 2015 0.76765 0.786017 0.951118 1.347572 2.299672 4.393046 7.524129 17.49038 44.23637
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 87 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Hỡnh 4.17. Chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực TTĐ năm 2015 trong trường hợp suất sự cố tại cỏc khu vực truyền tải là như nhau
Kết quả tớnh toỏn chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực truyền tải điện trong trường hợp suất sự cố tại cỏc khu vực truyền tải như nhau thể hiện rừ mức độ tin cậy cung cấp điện của cỏc khu vực cũng như ảnh hưởng của sự phõn bố nguồn điện. Tần suất sụt giảm điện ỏp dưới ngưỡng 0.7 tại khu vực TTĐ4 cao gấp 2 lần so với cỏc khu vực truyền tải khỏc. Hệ thống điện Việt Nam cú đặc điểm phụ tải được phõn bố 40% tập trung ở miền Bắc, 10% tập trung ở miền Trung và 50% tập trung ở miền Nam. So với tốc độ tăng trưởng phụ tải từng miền, cú thể nhận thấy sự phõn bố cỏc nguồn điện mới vào vận hành trờn toàn quốc hiện nay chưa thực sự hợp lý. Cỏc dự ỏn điện được xõy dựng khỏ nhiều tại miền Bắc và miền Trung trong khi khu vực miền Nam lại xảy ra tỡnh trạng thiếu nguồn. Từ năm 2010 đến nay, để đỏp ứng được nhu cầu phụ tải, miền Nam đó phải nhận một lượng điện lớn từ HTĐ 500kV Quốc gia. Việc phõn bố cỏc dự ỏn điện xõy mới khụng hợp lý cú thể dẫn tới ỏp lực nặng nề đối với lưới điện truyền tải 500-220kV liờn kết cỏc miền. Khi sự cố ngắn mạch xảy ra khiến cho lượng cụng suất bị thiếu hụt, điện ỏp tại miền Nam giảm xuống
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 88 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
thấp, thường xuyờn phải tiến hành sa thải phụ tải ở khu vực miền Nam, đồng thời dũng ngắn mạch tại một số nơi lại tăng quỏ cao và vượt ngưỡng 40kA (lưới 220kV) như hiện nay (vớ dụ tại một số trạm biến ỏp ở khu vực Đụng Bắc, khu vực Vũng Tàu cú cỏc nhà mỏy Nhiệt Điện cụng suất lớn,…). Trong thời gian tới, lưới điện 500kV vẫn luụn thường xuyờn phải vận hành trong tỡnh trạng truyền tải cao theo hướng từ miền Bắc và miền Trung vào Nam để đỏp ứng nhu cầu phụ tải khu vực miền Nam.
Theo tiến độ cập nhật, trong giai đoạn tới, sự chậm trễ trong xõy dựng phỏt triển nguồn sẽ tiếp tục diễn ra, tập trung chủ yếu ở khu vực miền Nam. Với điều kiện địa hỡnh khụng thuận lợi, khoảng cỏch vận chuyển than xa hàng ngàn cõy số và chưa nhập khẩu được than nờn hầu hết cỏc cụng trỡnh NM NĐ than ở miền Nam chậm nhiều so với kế hoạch, dẫn đến nguy cơ thiếu điện cao trong vài năm tới, trong khi phụ tải điện vẫn khụng ngừng tăng. Khi đú, tỡnh hỡnh cung ứng điện miền Nam sẽ phụ thuộc hỗ trợ của cỏc đường dõy truyền tải liờn kết Bắc-Trung-Nam và độ tin cậy vận hành của cỏc đường dõy này. Việc phõn bố cỏc dự ỏn điện xõy mới khụng hợp lý cú thể dẫn tới ỏp lực nặng nề đối với lưới điện truyền tải 500-220kV liờn kết cỏc miền. Vỡ vậy, cần phải cú giải phỏp nghiờn cứu sớm đưa vào vận hành cỏc nguồn năng lượng mới cấp điện cho phụ tải hệ thống điện Việt Nam, đặc biệt là khu vực miền Nam (điện hạt nhõn, năng lượng tỏi tạo,…).
4.4. Kết luận
Chương 4 của luận văn này đó trỡnh bày cỏc kết quả tớnh toỏn tần suất sụt giảm điện ỏp tại từng khu vực truyền tải dựa trờn phõn bố xỏc suất sự cố theo vựng và mụ hỡnh mụ phỏng hệ thống điện Việt Nam như đó trỡnh bày trong chương 3. Điện ỏp mỗi khu vực truyền tải sẽ được quan sỏt ở một số nỳt 220kV khi cú ngắn mạch xảy ra trờn lưới truyền tải, đồng thời đỏnh giỏ ảnh hưởng của chương trỡnh phỏt triển hệ thống điện và sự phõn bố nguồn đến chất lượng điện điện năng.
Kết quả tớnh toỏn, ta cú thể thấy rằng về cơ bản, trong tương lai, khi cỏc trạm biến ỏp và đường dõy 500/220kV tiếp tục được đầu tư xõy dựng đưa vào vận hành, khả năng truyền tải và độ tin cậy cung cấp điện được tăng cường. Tuy nhiờn, phõn
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 89 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
bố nguồn điện chưa thực sự hợp lý với phõn bố và tăng trưởng phụ tải ở cả 3 miền dẫn tới căng thẳng ngày càng tăng trong truyền tải cụng suất từ miền Bắc, miền Trung vào miền Nam. Chất lượng điện ỏp tại khu vực Truyền tải điện 4 giảm mạnh khi cú sự cố trờn lưới điện làm tăng khả năng phải sa thải phụ tải miền để đảm bảo vận hành của hệ thống điện. Vỡ vậy, để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải hệ thống điện Quốc gia núi chung và miền Nam núi riờng, cần phải cú chương trỡnh phỏt triển nguồn điện hợp lý đi đụi với thực hiện tốt cụng tỏc quản lý vận hành, thớ nghiệm hiệu chỉnh định kỳ, giảm thiểu khả năng xảy ra sự cố trờn lưới điện.
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 90 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
CHƯƠNG 5
CÁC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ĐƯỢC ĐƯA RA 5.1. Kết luận chung
Luận văn trỡnh bày một phương phỏp đỏnh giỏ một hiện tượng chất lượng điện năng trờn lưới truyền tải là sụt ỏp ngắn hạn (Voltage Sag) và ỏp dụng cho lưới truyền tải điện Việt Nam, đỏnh giỏ ảnh hưởng yếu tố quy hoạch và phỏt triển lưới điện đến sụt ỏp ngắn hạn. Phương phỏp được sử dụng là phương phỏp dự bỏo ngẫu nhiờn để tớnh toỏn xỏc định tần suất sụt giảm điện ỏp trờn lưới truyền tải điện. Cỏc kết quả khảo sỏt chỉ tiờu SARFIx và SARFIx-curve trong cỏc lưới điện tương ứng với sự phỏt triển của lưới điện, sự phõn bố của cỏc nguồn lưới điện đó cho ta một cỏi nhỡn xỏc thực, rừ nột về sự ảnh hưởng của chỳng đến hiện tượng Voltage Sag và ảnh hưởng của Voltage Sag đến sự làm việc của cỏc phụ tải điện.
Kết quả đỏnh giỏ Voltage sag cho thấy hầu hết biờn độ sụt giảm điện ỏp nằm
tập trung ở mức 70ữ90% Uđm, cũn ở cỏc mức 10ữ50% Uđm là rất ớt và phụ thuộc
nhiều vào sự phỏt triển của lưới điện, sự phõn bố của cỏc nguồn điện. Nhỡn chung, sự phỏt triển lưới điện làm giảm sụt ỏp ngắn hạn trờn hệ thống điện và tăng độ tin cậy cung cấp điện, tức chất lượng điện năng được cải thiện tốt. Song, sự phỏt triển lưới điện và đặc biệt là sự phõn bố cỏc nguồn điện theo quy hoạch cũng như tiến độ xõy dựng cỏc nguồn điện chưa hợp lý trong lưới điện Việt Nam hiện nay đó và đang ảnh hưởng khụng nhỏ đến chất lượng điện năng giữa cỏc khu vực và trờn toàn hệ thống. Đú là miền Bắc dư nguồn, miền Nam thiếu nguồn, dũng cụng suất truyền từ miền Bắc vào miền Nam lớn gõy ỏp lực cho lưới truyền tải điện 500kV Bắc-Trung- Nam. Sự phỏt triển và phõn bố lưới điện chưa hợp lý cũng gõy ra dũng ngắn mạch khi cú sự cố tại một số khu vực bị vượt ngưỡng (40kA trong lưới 220kV), gõy nguy cơ hư hại đối với thiết bị điện (cú ngưỡng chịu đựng ≤ 40kA) đó được vận hành lõu nay trong hệ thống, buộc phương thức vận hành phải tỏch thanh cỏi tại cỏc nỳt trạm để làm giảm dũng sự cố và như vậy độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống cũng giảm.
Học viờn: Hoàng Mạnh Trớ 91 Lớp cao học Kỹ thuật điện 2012B
Luận văn đó xem xột trước cỏc khả năng SANH trờn lưới truyền tải điện Việt Nam, với cỏc kết quả về sự ảnh hưởng của yếu tố quy hoạch và phỏt triển lưới điện đến sụt giảm điện ỏp ngắn hạn trờn lưới truyền tải điện Việt Nam như trờn, để tăng cường độ tin cậy cung cấp điện tại cỏc khu vực truyền tải và của cả hệ thống điện cần phải thực hiện tốt cỏc cụng việc sau:
- Phỏt triển nguồn điện đi đụi với cõn bằng cụng suất nguồn-tải tại cỏc
khu vực; đẩy nhanh tiến độ cỏc cụng trỡnh nguồn điện ở miền Nam; giảm căng thẳng cho vận hành lưới điện 500kV Bắc-Trung-Nam. Lưới điện càng mạnh khi mỗi miền, vựng đều cú khả năng tự cõn đối nguồn- tải cho chớnh miền vựng đú.
- Tiếp tục đầu tư, xõy dựng thờm cỏc trạm 500kV/220kV tăng cường khả
năng truyền tải của lưới điện, tăng cường liờn kết lưới, hỗ trợ cụng suất mạnh giữa cỏc vựng, miền, khu vực.
- Thực hiện tốt và đồng bộ cỏc dự ỏn đầu tư xõy cỏc cụng trỡnh điện từ
khõu thiết kế, lựa chọn thiết bị, thi cụng và trong cụng tỏc quản lý vận hành hệ thống điện.
Cỏc kết quả chỉ tiờu SARFIx của cỏc khu vực và của cả hệ thống truyền tải điện Việt Nam năm 2013 và 2015 trong luận văn này kết hợp với đặc điểm điện ỏp làm việc của từng loại phụ tải điện cú thể dựng cho cỏc cụng ty điện lực làm căn cứ để xỏc định được tần suất sụt giảm điện ỏp gõy cho phụ tải ngừng hoạt động cũng