Mất điện trên diện rộng thường bắt nguồn từ một chuỗi các sự kiện có mối liên hệ lẫn nhau hoặc cũng có thể chúng chỉ xảy ra đơn lẻ nhưng nguyên nhân ban đầu của nó đều xuất phát từ sai sót hạn chế trong giai đoạn thiết kế, qui hoạch hoặc do hệ thống điều kiện, bảo vệ và vận hành HTĐ hiện tại.
- Phương thức sa thải phụ tải chưa có thể phân loại và khai thác được các đặc tính động học của phụ tải trong trường hợp diễn ra các kích động lớn. Phương thức sai thải phụ tải chủ yếu dựa trên thông tin cục bộ chưa phối hợp dự liệu trên quy mô hệ thống.
- Hệ thống bảo vệ, tự động hóa chưa được quy chuẩn và cập nhật ứng dụng công nghệ mới.
- Nhận thức và trình độ của các điều độ viên tại các đơn vị điều độ còn hạn chế và chênh lệch.
- Các quy trình, quy phạm và các cơ chế trao đổi, phối hợp, lưu trữ giữa các đơn vị điều độ và các cấp còn chưa rõ ràng dẫn đến thiếu thông tin khi cần nghiên cứu, tìm hiểu và phân tích nguyên nhân sự cố.
Công tác bảo trì bảo dưỡng còn thực hiện sơ sài, đánh giá chưa chính xác tình trạng các thiết bị. Thiết bị phục vụ thí nghiệm còn lạc hậu so với sự phát triển công nghệ chuyên ngành. Để khắc phục nhưng yếu tố trên tác giả đề xuất một số biện pháp nhằm ngăn chặn và giảm thiểu sự cố mất điện trên diện rộng trên HTĐ TP Vĩnh Yên tiến hành từ các khâu:
- Bắt đầu tư giai đoạn thiết kế, qui hoạch - Công tác bảo trì, bảo dưỡng
- Trong vận hành hệ thống điên
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 107 4.3.1 Biện pháp trong giai đoạn thiết kế, qui hoạch.
- Trong giai đoạn này, dự báo phụ tải nên được điều tra và nghiên cứu cẩn thận để dự đoán các xu hướng tăng tải, khả năng tải tăng tối đa[5]. Đối với lưới điện TP Vĩnh yên nên áp dụng 02 phương pháp dự báo nhu cầu phụ tải là phương pháp hệ số đàn hồi và phương pháp dự báo trực tiếp.
• Áp dụng phương pháp hệ số đàn hồi: Đây là phương pháp thích hợp với các dự báo trung và dài hạn. Phương pháp này dựa trên cơ sở dự báo của các kịch bản phát triển kinh tế - xã hội. Nhu cầu điện năng được mô phỏng theo quan hệ đàn hồi với tốc độ tăng trưởng kinh tế.
Hệ số đàn hồi (η) được tính theo công thức sau:
Tốc độ tăng nhu cầu điện (%) Hệ số đàn hồi (η) =
Tốc độ tăng trưởng GDP (%)
Các hệ số đàn hồi được xác định theo từng ngành theo chuỗi phân tích quá khứ.
• Phương pháp dự báo trực tiếp: là xác định nhu cầu điện năng của năm dự báo dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm đó và suất tiêu hao điện năng của từng loại sản phẩm hoặc suất tiêu hao trung bình cho 1 hộ gia đình, bệnh viện, trường học, khách sạn,…. Phương pháp này tỏ ra khá chính xác khi có tương đối đầy đủ các thông tin về tốc độ phát triển kinh tế xã hội, các phụ tải dự kiến mới và phát triển mở rộng của các ngành kinh tế, mức độ áp dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật,... Với các ưu điểm về độ chính xác, bám sát thực tế phát triển của khu vực dự báo, không quá phức tạp nên phương pháp này được dùng phổ biến cho các dự báo tầm ngắn (1-2) năm và tầm vừa (3-5) năm trong các đề án quy hoạch TP...
- Khảo sát xây dựng thêm một trạm biến áp 110kV và 02 đường dây 110kV nữa là đường dây Việt Trì- Lập Thạch và đường dây Đông Anh- Phúc Yên. Nhằm nâng cao độ dự phòng và tăng thêm nguồn, nguồn công suất dự phòng. Duy trì công suất dự phòng cho các trạm biến áp, nhất là trạm 220kV, 110kV.
- Sử dụng phần mềm Powerworld Simulator 17 mô phỏng kiểm tra, đánh giá hệ thống bảo vệ trên lưới 220kV, lưới 110kV (lộ 171, 174). Tăng cường hệ thống bảo vệ tự động hóa hiện đại trên các đường dây quan trọng (đường dây truyền tải điện 110kV của TP).
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 108 - Thực tế để phân tích tất cả các kịch bản sự cố có thể xảy ra trong HTĐ là không thể, do đó cần đặc biệt quan tâm đến các sự cố ngẫu nhiên có xác suất xảy ra cao nhất.
- Việc nghiên cứu quy hoạch bình thường, thường không thể nắm bắt tất cả các kịch bản có thể xảy ra nên dẫn đến tình trạng mất điện trên diện rộng. Trong một sự cố mất điện trên diện rộng vừa qua, hiện tại chỉ tiêu an ninh "N-1" đối với hệ thống điện Thành phố có thể đảm bảo nhưng với tốc độ phát triển mạnh về cả quy mô lẫn tính chất của hệ thống thì trong tương lai chỉ tiêu này có thể sẽ không đảm bảo. Do đó, các tiêu chuẩn an ninh mới dựa trên tiêu chí N-m (m ≥ 2 hoặc 3) cần được quan tâm và mô phỏng áp dụng để đảm bảo rằng HTĐ phải chịu được tình trạng mất một số phần tử trong HTĐ.
- Việc sử dụng các thiết bị điều khiển tự động như thiết bị tự động điều chỉnh điện áp đối với các TBA cao áp là bắt buộc.
- Phân tích cụ thể vùng phụ tải quan trọng, đưa ra việc phát triển lưới và quản lý phù hợp.
- Tiến hành áp dụng công nghệ truyền thống, các phần mềm điều khiển HTĐ để có thể phối hợp tốt các trung tâm điều độ khi sự cố xảy ra (Ví dụ: phối hợp sa thải phụ tải khi cần thiết v.v...) theo lộ trình hợp lý với kế hoạch rõ ràng và khoa học.
- Bên cạnh việc quy hoạch không chính xác, không theo kịp tốc độ phát triển thực tế thì việc thiếu nguồn công suất dự phòng tối thiểu còn có một nguyên nhân chính khác đó là sự chậm trễ trong việc hoàn thành đúng tiến độ theo quy hoạch, chủ yếu là do:
o Sự chậm trễ trong việc đền bù và giải phòng mặt bằng. Trong công tác này, không những hạn chế về mặt chủ quan là trình độ của cơ quan thực hiện mà còn hạn chế về mặt thủ tục hành chính và nhất là sự đền bù thỏa đáng cho người dân. Sự biến đổi phức tạp về khí hậu, thời tiết...
o Trình độ, công nghệ thi công còn lạc hậu và thiếu các phương tiện thi công hiện đại.
o Ngoài ra, vấn đề tiêu cực, tham nhũng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng công trình cũng chưa có giải pháp ngăn chặn và khắc phục. Các công trình điện là các công trình có giá trị rất lớn và giữ một vai trò đặc biệt quan trọng nên chất lượng công trình cần phải được yêu cầu và đảm bảo hết sức khắt khe.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 109 4.3.2 Biện pháp trong công tác bảo dưỡng, bảo trì
- Việc nâng cấp các trạm biến áp và các thiết bị khác đảm bảo chất lượng trong quá trình vận hành là công việc cần thiết để phòng ngừa và ngăn chặn sự cố.
- Việc phát quang hành lang tuyến (ví dụ như vị trí khoảng cột 3-4 lộ 172, 173) cũng phải được thực hiện thường xuyên và phải có kiểm tra nghiệm thu kết quả.
- Các thiết bị thiết bị giám sát, điều khiển phải được kiểm tra thường xuyên.
Đầu tư các trang thiết bị hiện đại phục vụ việc bảo trì, bảo dưỡng đúng định kỳ và đánh giá chính xác, đúng chất lượng nhằm phát hiện sớm những sai/lỗi và những nguyên nhân khác có thể gây ra sự cố trên hệ thống.
- Các chương trình đào tạo cho các kỹ sư vận hành, các nhân viên và nhất là cán bộ quản lý vận hành cấp khu vực là hết sức quan trọng và cần được khuyến khích thực hiện. Các kỹ sư vận hành cần phải có đủ trình độ để họ có thể nắm bắt được các tình trạng nguy hiểm và từ đó đưa ra các biện pháp đúng đắn và kịp thời.
- Tăng cường kiểm tra, giám sát và thành lập các tổ kiểm tra chuyên ngành kiểm tra đột xuất nhằm phát hiện các tiêu cực, cẩu thả trong công tác bảo trì bảo dưỡng thiết bị trên lưới điện.
- Thực hiện công tác bảo trì bảo dưỡng đúng, đủ thời gian và chất lượng.
- Tiến hành áp dụng các công cụ hiện đại phục vụ cho công tác nhằm đánh giá chính xác và kịp thời tình trạng của các thiết bị điện.
- Thường xuyên mở các lớp đào tạo kiến thức và kỹ năng thực hiện các bước trong công tác bảo trì bảo dưỡng.
4.3.3 Biện pháp trong vận hành HTĐ
- Cần phải chú ý nhiều hơn đến việc tuyên truyền về sự nguy hiểm của việc vi phạm hành lang lưới điện cho nhân dân trên các phương tiện đại chúng. Việc giám sát tuần tra lưới điện phải được thực hiện thường xuyên. Chủ động tuyên truyền và giải thích cho một số hộ dân về sự nguy hiểm trong việc trong rừng (cây cao) vị trí khoảng cột 3-4 đã vi phạm vào hành lang điện.
- Cần phải đảm bảo tốt, đúng quy định về bảo hộ lao động đối với với công việc chuyên môn và nhất là công tác trực tiếp trên đường dây, trạm biến áp...
- Bảo đảm độ tin cậy, tính dự phòng của các thiết bị điều khiển từ xa và thông tin liên lạc.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 110 - Nâng cao khả năng ghi nhớ, đặc biệt là trong việc thiếp lập sự đồng bộ hóa về thời gian.
- Thiết lập các yêu cầu về việc báo cáo các gói dữ liệu được xác định trước và tiêu chuẩn hóa việc định dạng dữ liệu.
- Những người vận hành và các trung tâm điều khiển HTĐ cần có tinh thần trách nhiệm và hợp tác để có những quyết định cấp thiết và chính xác.
- Những nhân viên điều phối và những nhân viên phụ trách khai thác phải biết lấy quyết định dứt khoát, không ngần ngại hy sinh một phần khách hàng để tránh sự cố xảy ra và ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Thực hiện việc cắt điện cấp tốc có thể cứu được hệ thống, làm cân bằng giữa cung cấp và tiêu thụ.
- Khi xảy ra sự cố của lưới điện châu Âu ngày 4/11/2006, sự cắt điện tự động chớp nhoáng đã giúp tránh sụp đổ toàn bộ hệ thống. Các thao tác bằng tay rất chậm không phải lúc nào cũng đáng được tin cậy. Chúng ta cần trang bị các thiết bị tự động đặc biệt nhanh phù hợp với yêu cầu của hệ thống.
- Bất kể hệ thống bảo vệ tinh xảo đến đâu, ta cũng không bao giờ loại trừ được một sự cố lớn có thể xảy ra. Có những yếu tố, nguyên nhân tiềm ẩn mà con người không thể lường trước được. Sau sự cố công tác phục hồi lại lưới điện nhanh chóng là rất cần thiết nhưng cần phải có thời gian để đi các bước sau đây :
o Chẩn đoán hiện trạng o Chuẩn bị lưới điện o Khôi phục từ các vùng o Truyền tải điện lại
4.3.4 Biện pháp điều khiển và giám sát sự cố
Để tạo điều kiện cho việc tìm hiểu, xác định đúng các nguyên nhân gây ra mất điện trên diện rộng và phân tích đầy đủ sau sự cố, cần phải có cả việc phân tích và giám sát các sự cố. Trong tương lai cần nghiên cứu, đầu tư phát triển lắp đặt “hệ thống đo lường diện rộng” (WAMS), với một số điểm chính như sau.
- Tinh chỉnh quá trình nhập, phân tích và báo dữ liệu WAMS. Điều này cũng phải bao gồm việc phát triển nhân viên và các nguồn lực.
- Thiết lập một Website WAMS để cho phép tự do trao đổi WAMS dữ liệu, tài liệu, phần mềm và do đó thúc đẩy phát triển nó.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 111 - Mở rộng việc sưu tập các sự kiện chuẩn và tín hiệu động để xác định một dải những chế độ làm bình thường của hệ thống.
- Thực hiện các nghiên cứu liên quan đến khả năng xử lý của hệ thống giám sát.
- Tự động thực hiện các báo cáo sự cố.
- Nhanh chóng khôi phục hệ thống là vô cùng quan trọng để giảm thiểu những ảnh hưởng của sự cố mất điện trên diện rộng. Do đó, các biện pháp phải được nghiên cứu để đo lường và giảm thời gian phục hồi HTĐ.
- Các bài học kinh nghiệm từ những sai lầm trong quá khứ phải được kết hợp vào các kịch bản mới cũng như sử dụng những kinh nghiệm đã đúc kết được để rút ra các bài học kinh nghiệm và nghiên cứu chính xác, cẩn thận trong công việc vận hành, cải tiến và lắp đặt tốt hơn cho các hệ thống điều khiển và giám sát.