1.3 Hiện trạng chất lượng tần số và tổ chức điều khiển tần số của hệ thống điện Việt Nam
1.3.3 Tổ chức điều khiển tần số hệ thống điện Việt Nam
Hiện tại, quy định về các cấp độ điều khiển tần số được quy định trong Văn bản hợp nhất số 21/VBHN-BCT8 của Bộ công thương ký ngày 02/12/2019 và có hiệu lực từ ngày 03/01/2020 về Quy định quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia, theo đó Điều 64 quy định như sau:
“Điều khiển tần số trong hệ thống điện là quá trình điều khiển trong hệ thống điện để duy trì sự vận hành ổn định của hệ thống điện, bao gồm điều khiển tần số sơ cấp, điều khiển tần số thứ cấp và điều khiển tần số cấp 3:
1. Điều khiển tần số sơ cấp là quá trình điều khiển tức thời tần số hệ thống điện được thực hiện tự động bởi số lượng lớn các tổ máy phát điện có trang bị hệ thống điều tốc;
2. Điều khiển tần số thứ cấp là quá trình điều khiển tiếp theo của điều khiển tần số sơ cấp được thực hiện thông qua tác động của hệ thống AGC nhằm đưa tần số về dải làm việc lâu dài cho phép;
3. Điều khiển tần số cấp 3 là quá trình điều khiển tiếp theo của điều khiển tần số thứ cấp được thực hiện bằng lệnh điều độ để đưa tần số hệ thống điện vận hành ổn định theo quy định hiện hành và đảm bảo phân bổ kinh tế công suất phát các tổ máy phát điện.”
Trước đây, quy định về các cấp độ điều khiển tần số được quy định trong Thông tư 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 của Bộ Công thương quy định hệ thống điện truyền tải, theo đó, bao gồm 2 cấp chính như sau:
Điều chỉnh tần số sơ cấp là quá trình điều chỉnh tức thời tần số hệ thống điện được thực hiện bởi số lượng lớn các tổ máy phát điện có trang bị hệ thống điều tốc.
8Văn bản hợp nhất của Thông tư số 40/2014/TT-BCT của Bộ Công Thương quy định quy trình điều độ hệ thống điện quốc gia và Thông tư số 31/2019/TT-BCT của Bộ Công Thương sửa đổi, bổ sung một số điều của Thông tư số 40/2014/TT-BCT.
20
Điều chỉnh tần số thứ cấp là quá trình điều chỉnh tiếp theo của điều chỉnh tần số sơ cấp được thực hiện thông qua tác động của hệ thống AGC đối với một số tổ máy phát điện được quy định cụ thể trong hệ thống điện hoặc hệ thống sa thải phụ tải theo tần số hoặc lệnh điều độ
Quá trình điều chỉnh tần số thứ cấp được quy định cụ thể hơn trong Thông tư 40/2014/TT-BCT ngày 05/11/2014 của Bộ Công thương quy định quy trình điều độ Hệ thống điện Quốc gia, theo đó chia thành 3 cấp nhỏ hơn như sau:
Điều khiển tần số cấp I: là đáp ứng của hệ thống AGC nhằm duy trì tần số định mức 50 Hz với dải dao động cho phép ±0,2 Hz
Điều khiển tần số cấp II là điều chỉnh tự động hoặc điều chỉnh bằng tay các tổ máy phát điện nhằm đưa tần số nằm ngoài khoảng 50 ± 0,5 Hz về giới hạn trong khoảng 50 ± 0,5 Hz
Điều khiển tần số cấp III là điều chỉnh bằng sự can thiệp bởi lệnh điều độ để đưa tần số hệ thống điện vận hành ổn định theo quy định hiện hành và đảm bảo phân bổ kinh tế công suất phát các tổ máy phát.
Quy định cũ ngoài việc không theo thông lệ và nguyên tắc chung về điều khiển tần số trên thế giới, mà còn bộc lộ hạn chế, đó là ngoại trừ một số nhà máy được cấp Điều độ Quốc gia chỉ định điều tần thứ cấp cấp I (như Hòa Bình, Sơn La hay các nhà máy tham gia AGC), tất cả các nhà máy còn lại khi đang vận hành đều phải tham gia điều tần sơ cấp và điều tần thứ cấp cấp II. Như vậy, các nhà máy này phải đáp ứng hai lần đối với tần số, khi tần số vượt qua ngưỡng Deadband của hệ thống điều tốc và khi tần số vượt qua ngưỡng 0,5 Hz. Yêu cầu này đang gây nhiều khó khăn, vướng mắc cho các nhà máy trong việc cài đặt, chỉnh định hệ thống điều tốc, nhiều nhà máy thường nhầm lẫn giữa hai khái niệm trên và có xu hướng tự gộp các yêu cầu lại, đặt Deadband điều tốc ở ±0,5 Hz, gây sai lệch về yêu cầu đáp ứng với tần số.
Như vậy, quy định hiện tại về tổ chức điều khiển tần số hệ thống điện Việt Nam phân thành 3 cấp như trên là phù hợp với nguyên tắc chung về điều khiển tần số trên thế giới và tạo sự thuận lợi, rõ ràng hơn cho các nhà máy điện trong việc tuân thủ quy định, tuy nhiên quy định mới chỉ có hiệu lực từ đầu năm 2020 nên việc triển khai thực tế vẫn còn đang trong quá trình hoàn thiện.
1.3.3.2 Quy định về nghĩa vụ của các nhà máy điện trong công tác điều khiển tần số
Dựa trên các cấp độ điều chỉnh tần số đã được quy định như trên, nghĩa vụ đáp ứng tần số của các nhà máy điện truyền thống (thủy điện, nhiệt điện) và các nhà máy điện năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời) đã được quy định cụ thể tại
21 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT 9 của Bộ công thương ký ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải và Văn bản hợp nhất số 21/VBHN-BCT của Bộ công thương ký ngày 02/12/2019 về Quy định quy trình điều độ hệ thống điện Quốc gia. Các nội dung cụ thể như sau:
Đối với nhà máy điện truyền thống (thủy điện, nhiệt điện)
Các quy định về tham gia điều khiển tần số sơ cấp và yêu cầu đối với hệ thống điều tốc:
“Tổ máy phát điện của nhà máy điện phải có khả năng tham gia vào việc điều khiển tần số sơ cấp khi tần số lệch ra khỏi dải chết của hệ thống điều tốc và đáp ứng toàn bộ công suất điều khiển tần số sơ cấp của tổ máy trong 15 giây và duy trì công suất này tối thiểu 15 giây. Công suất điều khiển tần số sơ cấp của tổ máy được tính toán theo độ lệch tần số thực tế và các thông số cài đặt do Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện yêu cầu.” 10
“Tổ máy phát điện của nhà máy điện khi đang vận hành phải tham gia vào việc điều chỉnh tần số sơ cấp trong hệ thống điện quốc gia.”11
“Hệ thống điều tốc của tổ máy phát điện phải có khả năng chỉnh định giá trị hệ số tĩnh của đặc tính điều chỉnh nhỏ hơn hoặc bằng 5 %. Giá trị cài đặt của hệ số tĩnh của đặc tính điều chỉnh do Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện tính toán và xác định.” 12
“Trừ các tổ máy phát điện đuôi hơi của nhà máy điện chu trình hỗn hợp, giá trị nhỏ nhất có thể đặt được của dải chết hệ thống điều tốc của các tổ máy phát điện phải nằm trong phạm vi ± 0,05 Hz. Giá trị dải chết hệ thống điều tốc của từng tổ máy phát điện sẽ được Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện tính toán và xác định trong quá trình đấu nối và vận hành.” 13
Các quy định về tham gia điều khiển tần số thứ cấp và yêu cầu kỹ thuật đối với dịch vụ phụ trợ điều tần thứ cấp:
“Để đảm bảo mức dự phòng công suất điều khiển tần số thứ cấp theo quy định, Đơn vị điều độ hệ thống điện quốc gia có trách nhiệm chỉ định
9 Văn bản hợp nhất của Thông tư số 25/2016/TT-BCT của Bộ Công Thương quy định hệ thống điện truyền tải và Thông tư số 30/2019/TT-BCT của Bộ Công Thương sửa đổi, bổ sung một số điều của Thông tư số 25/2016/TT-BCT.
10 Khoản 3/Điều 38 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
11 Khoản 1/Điều 40 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
12 Khoản 3/Điều 40 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
13 Khoản 4/Điều 40 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
22 một hoặc nhiều nhà máy điện tham gia điều khiển tần số thứ cấp. Căn cứ vào nhiệm vụ phân công điều khiển tần số thứ cấp mà các nhà máy điện đưa các bộ tự động điều chỉnh công suất, tần số vào làm việc phù hợp với thực tế. Khi gần hết lượng công suất dự phòng cho việc điều khiển tần số thứ cấp, các nhà máy điện có nhiệm vụ điều khiển tần số thứ cấp phải kịp thời thông báo cho cấp điều độ có quyền điều khiển.”
14
“Tổ máy phát điện cung cấp dịch vụ điều tần thứ cấp phải có khả năng bắt đầu cung cấp công suất điều tần trong vòng 20 giây kể từ khi nhận được tín hiệu AGC từ Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện và cung cấp toàn bộ công suất điều tần thứ cấp đã đăng ký trong vòng 10 phút và duy trì mức công suất này tối thiểu 15 phút.” 15
Đối với nhà máy điện năng lượng tái tạo (điện gió, điện mặt trời)
Các nguồn điện năng lượng tái tạo được ưu tiên phát tối đa công suất theo khả năng trong các chế độ bình thường của hệ thống điện. Khi tần số hệ thống tăng cao trên 50,5 Hz, các nguồn này sẽ phải giảm công suất theo quy định như sau:
“Khi tần số hệ thống điện lớn hơn 50,5 Hz, nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời có khả năng giảm công suất tác dụng theo độ dốc tương đối của đường đặc tuyến tĩnh (droop characteristics) trong dải từ 2% đến 10%. Giá trị cài đặt độ dốc tương đối của đường đặc tuyến tĩnh do Cấp điều độ có quyền điều khiển tính toán và xác định.” 16
Tổng kết lại, các văn bản pháp lý hiện nay đã có những quy định rất rõ ràng, cụ thể và cập nhật về cơ cấu tổ chức điều khiển tần số trên hệ thống điện Việt Nam:
Sửa đổi mô hình tổ chức điều khiển tần số thành 3 cấp là điều khiển tần số sơ cấp, điều khiển tần số thứ cấp, điều khiển tần số cấp 3, phù hợp với nguyên tắc điều khiển tần số chung trên thế giới.
Bổ sung thêm các yêu cầu cụ thể về nghĩa vụ đáp ứng điều khiển tần số sơ cấp, thứ cấp của các nhà máy điện truyền thống, đặc biệt là quy định về lượng công suất đáp ứng và các mốc thời gian bắt đầu đáp ứng/duy trì công suất đáp ứng khi nhà máy đáp ứng điều khiển tần số sơ cấp hay tham gia dịch vụ phụ trợ điều tần thứ cấp.
Đối với các nguồn điện năng lượng tái tạo, đã sửa đổi quy định về ngưỡng đáp ứng tần số cao là 50,5 Hz so với quy định cũ là 51,0 Hz.
14 Khoản 2/Điều 65 Văn bản hợp nhất số 21/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định quy trình điều độ hệ thống điện Quốc gia.
15 Khoản 1/Điều 73 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
16 Khoản 3/Điều 42 Văn bản hợp nhất số 24/VBHN-BCT ngày 02/12/2019 về Quy định hệ thống điện truyền tải.
23
Đã có quy định về cơ chế thanh toán cho các nhà máy tham gia dịch vụ phụ trợ điều tần thứ cấp ở trong thị trường điện, tạo điều kiện khuyến khích hơn các nhà máy tham gia điều tần hệ thống.
24 LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ VÀ CÁC VẤN