Hiện tại, hầu hết các thủy điện nhỏ miền núi phía Bắc Việt Nam chỉ thiết lập chế độ vận hành bám lưới, khi sự cố mất nguồn lưới đồng nghĩa với việc SHP ngừng vận hành. Đây là một hạn chế căn bản chưa được khắc phục. Nhân đây, luận văn đề xuất giải pháp áp dụng đối với SHP Nậm Bú với lộ 375 huyện Mường La.
Trong chế độ vận hành 3a, các máy phát của SHP được cài đặt vận hành theo chế độ ‘‘MVAr Control“ trong khi đó nguồn lưới được đóng vai trò nguồn cân bằng “Swing“. Như vậy, khi mất nguồn lưới máy cắt xuất tuyết lộ 375 tác động ngắt (CB 375 open). Để đảm bảo an toàn cho các máy phát SHP và khôi phục cấp điện lại cho lộ 375 trong thời gian nhanh nhất, một số bước thao tác cần thiết được thực hiện theo trình tự sau:
- Chuyển chế độ vận hành của 01 máy phát từ MVAr Control sang Swing. - Kiểm và điều chỉnh điện áp máy phát
- Kiểm tra và điều chỉnh dòng điện vận hành của máy phát
Kết quả nghiên cứu được thể hiện thông qua các bước mô phỏng bằng phần mềm ETAP sau đây.
Bước 1.Chuyển chế độ máy phát:
Ngay sau khi xảy ra mất nguồn, 01 máy phát được tự động chuyển về chế độ Swing. Kết quả mô phỏng thu được như sau:
- Bảng 3.8 Tổng hợp dữ liệu kết quả điện áp và công suất bus-tải.
- Hình 3.15 Trích xuất mô phỏng trạng thái mát cắt CB-375 và phân bố công suất tại các bus phần đầu nguồn lộ 375 phía thanh cái C31 - TBA Mường La
- Hình 3.16 Trích xuất mô phỏng phân bố công suất và điện áp của SHP Nậm Bú
Bảng 3. 8 bảng tổng hợp dữ liệu kết quả điện áp trên cá bus-tải, chế độ vận hành 3b
DỮ LIỆU KẾT QUẢ GIẢI TÍCH, MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 3b: Smax ; sự cố mất nguồn (CB 375 ngắt)
Số tải có U% >100 : 8,0
Số tải có U% < =100 : 68,0
Hình 3. 15 Trạng thái sự cố, máy cắt CB 375 ngắt kết nối lộ 375 (open)
Bước 2 . Kiểm tra dữ liệu kết quả cho thấy:
- Điện áp các máy phát nhỏ hơn định mức, nhưng trong phạm vi cho phép: 98,3%Uđm
- Điển áp các bus-tải trên lộ 375 giảm, với 61 vị trí có điện áp 95%Uđm, mức nhỏ nhất là 93,35% Uđm.
- Dòng điện vận hành 2 máy phát nhỏ hơn giá trị định mức, nhưng không bằng nhau.
Lưu ý rằng: Đối sánh với thực tế, các dữ liệu trên được hiển thị trên thiết bị của tủ đo lường phòng điều hành nhà máy hoặc phòng điều hành SCADA.
Bước 3. Điều chỉnh thông số vận hành máy phát
- Phương án 1: Điều chỉnh tăng điện áp máy phát G1-NB và có thể điều chỉnh giảm công suất phát của G2-NB (nếu cần thiết)
- Phương án 2: Chuyển chế độ vận hành máy phát G2-NB về chế độ Swing giống G1-NB.
Kết quả thu được như sau:
- Bảng tổng 3.9: Tổng hợp dữ liệu kết quả điện áp bus-tải - Hình 3.17: Mô phỏng G1-NB điều chỉnh tăng điện áp.
Bảng 3. 9 Tổng hợp dữ liệu điện áp bus-tải sau điều chỉnh điện áp G1-NB
DỮ LIỆU KẾT QUẢ GIẢI TÍCH, MÔ PHỎNG ĐIỆN ÁP TRÊN BUS-TẢI VÀ CÔNG SUẤT TẢI NHẬN ĐƯỢC Chế độ vận hành 3c: Smax ; sự cố mất nguồn, điều chỉnh điện áp G1-NB
Số tải có U% >100 : 15,0
Số tải có U% < =100 : 61,0
Số tải có U% >= 95 : 76,0 MaxVoltage (%) 102,62
Hình 3. 17 Mô phỏng thông số vận hành SHP sau điều chỉnh điện áp G1-NB
Nhận xét chế độ vận hành 3:
Từ kết quả nghiên cứu thông qua hai trạng thái vận hành 3a và 3b cho thấy thủy điện nhỏ SHP Nậm Bú có vai trò tích cực trong việc đóng góp công suất trong lộ 375. Góp phần giảm nhẹ áp lực cho lưới 110kV trong khu vực nói riêng và Hệ thống điện quốc gia nói chung.
Mặt khác, thực hiện tốt bài toán điều khiển vận hành SHP trên cơ sở xét đến các ràng buộc thực tế theo các trạng thái vận hành lưới thì SHP càng thể hiện rõ những lợi ích và hiệu quả mang lại cho tất cả các bên liên quan, bao gồm: Công ty thủy điện Nậm Bú, Công ty Điện lực Sơn La và khách hàng tiêu thụ điện.
- Khai thác hiệu quả NLTT địa phương, đóng góp ngân sách nhà nước; - Giảm áp lực lưới điện khu vực và Hệ thống;
- Giảm tổn thất năng lượng;
- Ổn định và nâng cao chất lưới lưới điện phân phối.
Kết luận chương 3
Kết quả nghiên cứu của chương 3 đã đạt được những mục tiêu chính của luận văn: - Mô hình hóa mô phỏng thành công bằng phần mềm ETAP cho lưới điện 35kV lộ 375 có kết nối nguồn phân tán SHP Nậm Bú.
- Chỉ ra được cơ sở lý thuyết vận hành các nguồn phát nói chung và SHP nói riêng trong lưới điện phân phối đối với các trạng thái vận hành thực tế, đặc biệt là khi ngắt điện nguồn lưới do sự cố hay trong thời gian sửa chữa bảo dưỡng định kỳ TBA trung gian Mường La.
- Nghiên cứu thành công một số chế độ điển hình trong vận hành lưới điện. Các kết quả thu được là cơ sở quan trọng cho các đề xuất giải pháp mới, khắc phục những tồn tại đồng thời nâng cao chất lượng điện áp và giảm tổn thất công suất cho lưới điện phân phối mang tính đặc thù Miền núi.
KỂT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sau một khoảng thời gian 6 tháng, với nỗ lực cao độ của học viên và người hướng dẫn khoa học, bản luận văn tốt nghiệp cao học đã được hoàn thành với kết quả đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của đề tài:
- Học viên đã trực tiếp thu thập đầy đủ dữ liệu lưới điện trung áp 35kV Điện lực huyện Mường La.
- Mô hình hóa thành công lưới điện 35kV Điện lực huyện Mường La bằng phần mềm ETAP. Kết quả mô hình hóa mô phỏng một lưới điện cụ thể bằng phần mềm ETAP là một tài liệu gốc có giá trị rất cao trong việc nghiên cứu và kiểm soát các chế độ vận hành của lưới điện lưới điện đó.
- Áp dụng công cụ toán học hiện đại cho giải tích, mô phỏng các chế độ vận hành điển hình của lưới điện 35kV Mường La với các điều kiện vận hành khác nhau của thủy điện nhỏ Nậm Bú. Từ đó cung cấp cơ sở dữ liệu cho đánh giá tình trạng vận hành và đề xuất giải pháp hợp lý, cải thiện chất lượng điện áp và giảm nhỏ tổn thất công suất trong lưới.
- Đề xuất được giải pháp vận hành mạng điện độc lập với nguồn SHP trong chế độ sự cố nguồn điện lưới, khai thác hiệu quả nguồn SHP đồng thời đảm bảo an toàn cho máy phát.
- Đề xuất trang bị và khai thác hiệu quả các máy cắt hợp bộ Recloser trong lưới 35kV. Cài đặt và áp dụng tính năng cô lập sự cố, phân đoạn giảm tải phối hợp vận hành SHP trong chế độ sự cố.
- Trong phạm vi giới hạn của một đề tài luận văn tốt nghiệp thạc sỹ, phạm vi nghiên cứu và kết quả đạt được có giới hạn nhất định. Song đây là cơ sở cho nhiều nghiên cứu tiếp theo nhằm có được một lưới điện trung áp hoạt động tốt nhất, khai thác triệt để vốn đầu tư, đồng thời phát huy tiềm năng các nguồn năng lượng tái tạo tại địa phương.
- Trên cơ sở mô hình mô phỏng đã xây dựng được bằng phần mềm ETAP, tiếp
(i) Phân tích dữ liệu mô phỏng tổn thất công suất trên các đoạn đường dây để đánh giá và đề xuất cải tạo nâng cấp đường dây nếu cần thiết.
(ii) Phân tích điện áp bus và các tổn thất điện áp và tổn thất trên đường dây làm cơ sở thiết lập các trạm bù turbine gió, hay nguồn điện pin mặt trời.
(iii) Nghiên cứu lựa chọn điểm kết nối hợp lý để thiết lập các mạch vòng liên kết giữa các lộ đường dây 35kV... nhằm nâng cao chất lượng điện năng và tăng độ tin cậy cung cấp điện.
(iv) Tăng cường tương tác giữa Công ty Điện lực Sơn La, Điện lực Mường La với các SHP, triển khai hệ thống SCADA đối với SHP nhằm phối hợp vận hành hợp lý và phát huy hiệu quả của hệ thống điện phân phối.
Do bước đầu làm một đề tài thực tế có khối lượng dữ liệu lớn, mặc dù nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của Thầy, Cô trong Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Ban lãnh đạo Công ty Điện lực Sơn La và các đồng nghiệp, nhưng bản luận văn không tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được sự góp ý xây dựng của các Thầy, Cô và đồng nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] "http://pecc5.com/evnspc-nang-cao-ky-thuat-quan-ly-luoi-dien/," [Online]. [2] PhD, MEMgt, BSc(hons) , P.E., MASME, MIPENZ, Reg. Eng, Power Plant
Engineering, Yanbu Industrial College: Higher Education, 3nd, 2010. [3] Enrique Acha, Claudio R. Fuerte-Esquivel, Hugo Ambriz-Pe´rez, Ce´sar
Angeles-Camacho, “FACTS-Modelling and Simulation in Power Networks”.
[4] Jr., John J. Grainger.William D. Stevenson., “Power system analysis”, North Carolina State University..
[5] Mr. G Hari Krishna - Assistant Professor, EEE,, “transmission and distribution systems”, 2000.
[6] Davood Mohammadi Souran, Hossein Hoshmandi Safa, Behrooz Gohari Moghadam, Mehran Ghasempour, Behrooz Razeghi, and Parisa Tavakkoli Heravi, “An Overview of Automation in Distribution Systems”, "“An Overview of Automation in Distribution Systems”".
[7] Authors, “E l e c t r i c P o w e r D i s t r i b u t i o n H a n d b o o k”, © 2014 by Taylor & Francis Group, LLC CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business, No claim to original U.S. Government works, Version Date: 20140131, 2014.
[8] Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 của Bộ Công Thương. [9] Tài liệu kỹ thuật do Điện lực Mường La cung cấp.
[10] Authors, Hướng dẫn sử dụng ETAP 7.00, TP Hồ Chí Minh: Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, 2017.