Thông thƣờng, một sự cố tan rã HTĐ là một hiện tƣợng phức tạp, với nhiều nguyên nhân khác nhau. Một HTĐ bị tan rã là kết quả của một quá trình chia tách, mất đƣờng dây, máy phát điện… liên tục cho đến khi bị phân chia hoàn toàn thành
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 31
các vùng, khu vực cách ly nhau. Trong luận văn này, chúng tôi tổng kết một số các nguyên nhân chính nhƣ sau:
Ngun nhân đầu tiên có thể bắt đầu ngay từ khâu qui hoạch và thiết kế. Ví dụ nhƣ việc dự đốn sai nhu cầu phụ tải dẫn đến sự thiếu hụt năng lƣợng cung cấp cho phụ tải (sự cố tan rã HTĐ Hy Lạp năm 2004 là một ví dụ điển hình). Một vấn đề quan trọng khác trong giai đoạn này đó là việc tuân theo các tiêu chuẩn an ninh khi thiết kế. Vì việc đảm bảo an ninh cho một HTĐ đối với tất cả các sự cố là không thể thực hiện đƣợc. Trƣờng hợp hay gặp nhất là khi có một hƣ hỏng bất kỳ xảy ra trong HTĐ - hay còn gọi là tiêu chuẩn N-1. Xác xuất xảy ra hai (N-2) hay nhiều thiết bị cùng hƣ hỏng đồng thời là nhỏ hơn. Tuy nhiên để đảm bảo an ninh cho HTĐ, một số HTĐ còn phải đảm bảo tiêu chuẩn N-2. Nhƣng một số HTĐ, trong giai đoạn qui hoạch và thiết kế đã không đảm bảo tiêu chuẩn N-1 ( hoặc N-2) đã dẫn đến một số sự cố tan rã HTĐ gần đây (ví dụ nhƣ sự cố tan rã HTĐ tại Thụy Điển - Đan Mạch 2003 là một ví dụ). Việc thiết kế và cài đặt các thông số bảo vệ sai cũng là một trong những nguyên nhân của các sự cố tan rã HTĐ. (Ví dụ nhƣ việc cài đặt các thơng số bảo vệ khác nhau của hai đầu đƣờng dây liên lạc (nằm ở hai nƣớc khác nhau) trong HTĐ châu Âu UCTE dẫn đến sự cố ở các nƣớc châu Âu năm 2006. Hoặc việc cài đặt thông số sai của hệ thống xa thải phụ tải theo tần số là nguyên nhân chính của sự cố tại Italy năm 2003). Việc thay đổi cấu trúc hệ thống, và quan điểm vận hành theo thị trƣờng điện cũng cần phải đƣợc cân nhắc kỹ lƣỡng khi qui hoạch và thiết kế.
Rất nhiều nguyên nhân nguy hiểm dẫn đến sự cố tan rã HTĐ xuất phát từ quá trình vận hành HTĐ. Trong mơi trƣờng thị trƣờng điện, có nhiều các HTĐ con (sub- systems) cùng vận hành và điều khiển hệ thống truyền tải xƣơng sống (interconnected transmission system the so-called TSOs). Sự có mặt với tỉ lệ khá lớn của HTĐ phân tán cũng làm cho HTĐ ngày càng trở lên phức tạp khi xem xét trên quan điểm vận hành và quản lý. Chính vì vậy mà những ngƣời vận hành HTĐ có thể không hiểu hết về HTĐ mình đang quản lý - vận hành, đặc biệt là khi có nhiều hợp đồng mua bán điện, dịng chảy cơng suất - năng lƣợng liên tục thay đổi,
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 32
và các sự cố ngẫu nhiên phức tạp có thể xảy ra trong một HTĐ lớn. Kết quả là thiếu sự phối hợp và hành động chính xác trong việc phòng ngừa, ngăn chặn sự cố giữa các trung tâm điều độ HTĐ. (Ví dụ nhƣ sự cố ở lƣới điện Thụy Sỹ - Italy năm 2003, hay lƣới điện châu Âu năm 2006).
Trong q trình bảo dƣỡng thiết bị cũng có những nguy cơ tiêm ẩn, đặc biệt là các công việc bảo dƣỡng bất thƣờng, sự hƣ hỏng của các thiết bị điện quá cũ, thiếu những công việc bảo dƣỡng định kỳ (thậm chí là việc cắt tỉa cây trên hành lang tuyến). Việc thiếu sự đào tạo thƣờng xuyên, cập nhật cho những ngƣời vận hành HTĐ và phối hợp đào tạo liên trung tâm điều độ cũng có thể gây ra các sự cố tan rã HTĐ (ví dụ nhƣ sự cố ở London - Anh năm 2003, Moscow - Nga năm 2005, và sự cố mất điện ở các nƣớc châu Âu năm 2006).
Ngoài ra còn nhiều nguyên nhân khách quan khác, nhƣ sự hƣ hỏng bất thƣờng của thiết bị bảo vệ, hệ thống quản lý năng lƣợng (Energy System management - ESM), hệ thống đánh giá trạng thái (state estimator-SE) và hệ thống đánh giá sự cố ngẫu nhiên thời gian thực (real time contingency analysis-RTCA) đã làm cho các kỹ sƣ vận hành không thể giám sát và đánh giá tình trạng làm việc cũng nhƣ việc đƣa ra các biện pháp kịp thời (Ví dụ nhƣ sự tan rã HTĐ ở bắc Mỹ - Canada năm 2003). Những điều kiện thời tiết bất thƣờng (quá nóng, quá lạnh), hay hiện tƣợng thiên nhiên cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến việc tăng lên bất thƣờng của phụ tải hay hƣ hỏng thiết bị đƣợc xem là những điều kiện bất lợi ban đầu cho HTĐ, là nguyên nhân bắt nguồn các sự cố.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 33
Hình vẽ II-8: Tóm tắt các ngun nhân chính của sự cố tan rã HTĐ