Header Page of 134 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG HUỲNH THƢỢNG CHÍ ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ DAS ĐỂ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC CAM LÂM - TỈNH KHÁNH HÕA Chuyên ngành: Mạng hệ thống điện Mã số: 60.52.50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 134 Header Page of 134 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: P G S TS LÊ KIM HÙNG Phản biện 1: TS Trần Vinh Tịnh Phản biện 2: TS Thạch Lễ Khiêm Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 21 tháng 12 năm 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 134 Header Page of 134 MỞ ĐẦU Quá trình tái cấu trúc ngành điện tiến dần tới cổ phần hóa Công ty Điện lực, điều cho phép nhiều thành phần tham gia để tạo thị trường cạnh tranh việc cung cấp phân phối điện năng.Yêu cầu cung cấp điện phụ tải ngày cao việc đơn truyền dẫn điện đến hộ tiêu thụ chưa đủ mà đòi hỏi Công ty điện lực phải áp dụng thành tựu công nghệ tự động hóa để nâng cao chất lượng quản lý, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, phát huy hiệu inh tế Đối với hệ thống điện nước ta, việc nghiên cứu áp dụng công nghệ tự động hóa quan tâm cho nhà máy điện, hệ thống truyền tải từ 110 V trở lên qua hệ thống SCADA Lưới điện phân phối chưa tự động hóa cách hệ thống mà sử dụng chủ yếu thiết bị làm việc độc lập (rơle tự động đóng lặp lại F79, tự động sa thải phụ tải theo tần số F81, tự động điều chỉnh điện áp F90,…) Do đề tài luận văn sâu nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ tự động hóa lưới điện phân phối DAS (Distribution Automation System) nhằm phối hợp tự động thiết bị đóng cắt, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng quản lý vận hành, giảm thiểu thời gian điện DAS cho phép người vận hành quản lý điều hiển hệ thống phân phối đặt trung tâm điều độ hu vực với nhiệm vụ: - Tự động phân vùng, cô lập xử lý cố - Giám sát, điều hiển đóng cắt thiết bị - Quản lý sở liệu hệ thống điện Trong bối cảnh nay, Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tiến trình đổi mới, cải cách ngành điện chuyển sang cổ phần hóa thành viên Tập đoàn bước chuyển sang thị trường điện Ngành điện thị trường minh Footer Page of 134 Header Page of 134 bạch, phải trả chi phí bồi thường cho việc điện khách hàng việc nhanh chóng phát hiện, phân vùng cố nâng cao độ tin cậy cho hách hàng trở nên cấp thiết Với thực trạng yêu cầu chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện ngày tăng cao khách hàng việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ DAS cho lưới điện phân phối trở nên cấp thiết áp dụng Công ty điện lực toàn quốc Việc ứng dụng công nghệ DAS nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, góp phần giải hó hăn nguồn điện hạn chế vùng chịu ảnh hưởng điện hi có cố đường dây, tăng cường theo dõi, giám sát chất lượng điện để đưa phương án phù hợp cho công tác cải tạo, mở rộng lưới điện, chống tải Kết hợp với hệ thống SCADA công nghệ đọc số công tơ từ xa AMR (Automatic Meter Reading) thực tự động hóa trọn vẹn hâu phân phối sử dụng điện Với lý trên, tác giả chọn đề tài “ Áp dụng công nghệ DAS để tự động hóa nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối Điện lực Cam Lâm – Tỉnh Khánh Hòa” Mục tiêu nghiên cứu Đề tài thuộc dạng nghiên cứu ứng dụng tính ưu việt công nghệ DAS LĐPP Với nhiệm vụ sau: Nghiên cứu đặc điểm cố lưới điện phân phối trạng xu tự động hóa lưới điện phân phối Phân tích đặc tính làm việc nguyên tắc phối hợp thiết bị tham gia hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối Tính toán tìm phương án tối ưu tự động hóa để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài nghiên cứu áp dụng số thành tựu lĩnh vực bảo vệ rơ le tự động hóa, lĩnh vực Footer Page of 134 Header Page of 134 thông tin liên lạc để cải thiện chất lượng vận hành LĐPP 2.2 Phạm vi nghiên cứu Tự động hóa lưới điện phân phối Điện lực Cam Lâm có điện áp ≤ 35kV, cấu trúc hình tia mạch vòng kín vận hành hở, có nhiều nhánh rẽ từ trục phụ tải nối dọc đường dây Phƣơng pháp nghiên cứu Từ lý thuyết bảo vệ tự động hóa phần tử hệ thống điện ết hợp trạng vận hành LĐPP Xây dựng mô thực nguyên tắc phối hợp thời gian thiết bị tự động hóa lập trình Visual Studio 2005 tính toán phần mềm PSS/ADEPT để so sánh phương án tối ưu hi thực TĐH Bố cục đề tài Chương 1: Tổng quan tự động hóa LĐPP Chương 2: Nghiên cứu hệ thống tự động hóa LĐPP nguyên tắc phối hợp phân đoạn tự động Chương 3: K thuật truyền thông tin tự động LĐPP việc áp dụng công nghệ DAS Chương 4: Mô tính toán phương án tối ưu tự động hóa để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 ĐẶC ĐIỂM VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LĐPP CÔNG TY CỔ PHẦN ĐIỆN LỰC KHÁNH HÕA Lưới điện phân phối (LĐPP) tỉnh Khánh Hòa Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa quản lý bao gồm Điện lực trực thuộc: Trung Tâm; Vĩnh Nguyên, Vĩnh Hải, Vạn Ninh, Ninh Hòa, Diên Khánh, Cam Lâm, Cam Ranh Khối lượng LĐPP Điện lực quản lý vận hành thuộc Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa đến 31/12/2012 [5] Footer Page of 134 Header Page of 134 Bảng 1.1 STT Khối lượng đường dây lưới điện phân phối Đường dây ( m) Tổng 35kV 22kV 15kV Điện lực Trung Tâm Vĩnh Nguyên Vĩnh Hải Vạn Ninh Ninh Hòa Diên Khánh Cam Lâm Cam Ranh Tổng cộng 14,551 7,576 24,492 / 37,548 12,274 3,313 15,064 114,818 Bảng 1.2 102,254 89,445 71,832 / 407,927 122,217 269,956 182,397 1.246,028 / / 6,732 187,685 / 186,092 / 156,562 537,071 116,805 97,021 103,056 187,685 445,475 320,583 273,269 354,023 1.897,917 Khối lượng trạm biến áp phụ tải Trạm biến áp TT Điện lực 35kV 22kV Tổng 15kV 35/0,4 22/0,4 22/0,2 15/0,4 15/0,2 Trung Tâm 14 461 12 / / 487 Vĩnh Nguyên 281 23 / / 308 Vĩnh Hải 25 221 / 19 Vạn Ninh / / / 167 Ninh Hòa 308 231 Diên Khánh 190 79 Cam Lâm 237 Cam Ranh Toàn Công ty 48 265 117 284 / 540 83 110 463 97 / / 335 91 72 229 50 444 1.789 514 498 277 3.126 1.2 CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG TỰ ĐỘNG HÓA LĐPP 1.2.1 Máy cắt Relay 1.2.2 Thiết bị đóng cắt tải 1.2.3 Máy cắt tự động đóng lại (recloser) [3] 1.2.4 Cầu chì tự rơi 1.2.5 Dao cách ly phân đoạn tự động Footer Page of 134 Header Page of 134 1.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Việc tự động hóa LĐPP đóng vai trò quan trọng nhằm đảm bảo hệ thống LĐPP vận hành an toàn, linh hoạt nâng cao tính cung cấp điện tin cậy cho hách hàng Để thực điều cần triển hai số giải pháp sau: Phải trang bị thiết bị thông minh có làm việc theo chương trình định sẵn Phải thay bổ sung thiết bị đóng cắt phân đoạn lưới có giao tiếp với mạng SCADA qua thiết bị đầu cuối từ xa RTU Kết hợp đồng công nghệ DAS, SAS SCADA để giải triệt để hai thác hiệu vấn đề tự động hóa LĐPP CHƢƠNG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁC NGUYÊN TẮC PHỐI HỢP PHÂN ĐOẠN TỰ ĐỘNG 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Hệ thống tự động hóa LĐPP (DAS) hệ thống tự động iểm soát chế độ làm việc LĐPP nhằm phát phần tử bị cố tách hỏi vận hành đồng thời phục hồi việc cấp điện cho phần tử hông bị cố đảm bảo cung cấp điện liên tục DAS áp dụng há phổ biến nước phát triển, đặc biệt Nhật số nước hác cho phép nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm thiểu thời gian điện cố mạng phân phối [6] 2.1.1 Các giai đoạn thực tự động hóa LĐPP Giai đoạn 1: Việc tự động hóa LĐPP thực rơle phát cố FDR (Fault Detecting Relay) dao cách ly phân đoạn tự động Sec (Sectionalizer) lắp đặt phân đoạn xuất Footer Page of 134 Header Page of 134 tuyến LĐPP, ết hợp chức tự đóng lặp lại (F79) trang bị đầu máy cắt đầu xuất tuyến hình tia (một nguồn) hay mạch vòng (hai nguồn) Trong giai đoạn này, vùng bị cố tự động cách ly thiết bị có sẵn đường dây LĐPP mà hông cần có thiết bị giám sát quản lý Trung tâm điều độ ADC (Area Distribution Center) Giai đoạn 2: Việc tự động hóa LĐPP èm theo chức giám sát điều hiển xa dao cách ly phân đoạn tự động Để thực yêu cầu này, cần phải lắp đặt thiết bị đầu cuối RTU (Remote Terminal Unit) đường dây thông tin để tiếp nhận thông tin vị trí lắp dao cách ly phân đoạn tự động đường dây LĐPP Dựa thông tin thu từ xa, nhân viên vận hành trung tâm điều độ điều hiển đóng cắt cầu dao tự động để cách ly phần tử bị cố máy vi tính Giai đoạn 3: Tại trung tâm điều độ ADC cần lắp đặt máy tính có cấu hình mạnh (SuperComputer) để quản lý vận hành LĐPP hiển thị theo đồ địa lý điều chỉnh tính toán tự động thao tác Việc thực xong giai đoạn LĐPP hoàn toàn giám sát điều hiển từ xa Footer Page of 134 Header Page of 134 Trạm phân phối FCB Giai đoạn Tự động hóa LĐPP thiết bị lắp cột SW SPS SW SPS FSI SPS SPS FDR FDR RTU RTU TCR Giai đoạn Tự động hóa LĐPP chức điều hiển giám sát từ xa CRT CRT TCM CPU CD CRT CRT CPU Giai đoạn Tự động hóa LĐPP máy vi tính Hình 2.1 G-CRTS CD LP/PRN/HC Các giai đoạn triển khai DAS 2.1.2 Quy trình thực tự động phục hồi hệ thống LĐPP Sự cố xuất tuyến LĐPP Dò cố nhờ thông tin từ trạm (máy cắt/rơle) Dò cố Phục hồi phân đoạn bị cố phía nguồn Nguồn điện LĐPP cung cấp tự động nhờ chức FDR Dò phân đoạn bị cố Tính toán quy trình đóng cắt Thao tác đóng cắt Nguồn điện phân đoạn phía tải tự động cung cấp từ xuất tuyến hác điểm mạch vòng nhờ tính toán máy vi tính có xem xét : Cân công suất hệ thống điện; Duy trì điện áp phân phối Xác lập cấu hình tối ưu lưới điện Hình 2.2 Footer Page of 134 Quy trình tự động phục hồi hệ thống LĐPP Header Page 10 of 134 2.2 CÁC NGUYÊN TẮC PHỐI HỢP PHÂN ĐOẠN TRONG TỰ ĐỘNG HÓA LĐPP 2.2.1 Phối hợp thiết bị tự đóng lại phân đoạn a Giới thiệu chung hệ thống tự động hóa mạch vòng Để thấy rõ điều ta xét LĐPP gồm nguồn cung cấp từ TBA 1, (Hình 2.3) CB1 LA AR LA AR LA AR LA AR FR1 MR1 MR2 FR2 CB2 LA AR TR TBA TBA Hình 2.3 Sơ đồ nguồn cung cấp TĐH mạch vòng Trong đó: - Recloser tính từ máy cắt TBA nguồn gọi Feeder recloser (FR), thông thường trạng thái đóng - Recloser liên lạc gọi Tie recloser (TR), sử dụng thiết bị phân đoạn tách hai xuất tuyến thông thường trạng thái mở - Các recloser phân đoạn nằm Feeder recloser Tie recloser gọi Middle recloser (MR) b Nguyên lý hoạt động recloser TĐH mạch vòng [3] Đối với lưới điện mạch vòng cấp điện từ nhiều nguồn việc sử dụng recloser phân đoạn thực tự động hóa mạch vòng, cô lập phân đoạn cố tái cấu trúc mạng điện theo nguyên tắc sau [8]: - Nguyên tắc 1: Recloser hóa sau số lần đóng lặp lại Footer Page 10 of 134 Header Page 12 of 134 LA CB1 AR FR1 10 LA AR LA N MRa1 LA AR MRa2 FR AR CB2 AR TR TBA1 LA TBA2 Hình 2.5 Sự cố recloser TR Mra2 nguồn TBA2 Tóm lại : Việc sử dụng recloser làm thiết bị tự động đóng lại phân đoạn, hi cố phân đoạn nào, recloser phân đoạn liên quan tự động đóng cắt theo chu trình định sẵn để cô lập phân đoạn bị cố Ở giai đoạn hi có hệ thống SCADA hi có cố phân đoạn nào, recloser phân đoạn tác động theo chu trình định sẵn để cô lập phân đoạn bị cố Các phân đoạn hông bị cố cấp điện từ phân đoạn hác (nếu phân đoạn cấp điện từ nhiều nguồn) Sau recloser phân đoạn gửi tín hiệu trạng thái trung tâm điều hành, vào tín hiệu trạng thái recloser, nhân viên điều hành thông báo cho đơn vị quản lý vận hành lưới điện cử nhân viên đến iểm tra, sửa chữa nhanh chóng hôi phục lại phương thức cấp điện bình thường hệ thống 2.2.2 Phối hợp thiết bị tự đóng lại (recloser) với dao cách ly dao cắt có tải tự động làm thiết bị phân đoạn [1] Nguyên tắc phối hợp làm việc Trong thực tế vận hành xuất tuyến có chiều dài lớn người ta thường sử dụng dao cách ly dao cắt có tải làm thiết bị phân đoạn Giai đoạn 1: Khi chưa có hệ thống SCADA Footer Page 12 of 134 Header Page 13 of 134 11 TBA TBA LA 1- Tình trạng bình thường CB1 2- Cắt lần đầu CB1 3- Đóng lặp lại lần đầu CB1 4- Cắt lần CB1 LA 6- Đóng lại lần CB1 AR LA AR LA LBS LBS1 AR LA LBS LBS1 AR LA AR LA LBS LBS1 AR LA LBS LBS1 AR LA CB1 LA AR LA 5- LBS3 cắt khóa AR AR LBS LBS1 AR LA AR LBS LBS1 LA LBS LBS2 LA LBS LBS2 LA LBS LBS2 LA LBS LBS2 LA LBS LBS2 LA LBS LBS2 LA LBS LA LBS3 LA N LBS LA LBS3 LA N LBS CB2 AR CB2 AR N LBS LA AR CB2 AR N LBS LBS3 LA AR LA LBS3 LA CB2 AR LBS3 LA AR AR LA AR CB2 AR N LBS LBS3 LA AR CB2 AR Hình 2.6 Nguyên tắc phối hợp phân đoạn cố recloser dao cắt có tải lưới điện bị cố sau LBS3 Giai đoạn : Khi có hệ thống DAS SCADA mini TBA TBA LA CB1 AR AR LA LBS LA LBS1 LBS LBS2 LA LBS LBS3 LA AR ARM CB2 N Hình 2.7 Nguyên tắc phối hợp phân đoạn cố lưới điện bị cố phân đoạn LBS1 LBS2 có hệ thống DAS-SCADA Nhận xét, kết luận Hệ thống phân đoạn recloser phối hợp với dao cách ly (hoặc dao cắt có tải tự động) giai đoạn giai đoạn hi Footer Page 13 of 134 Header Page 14 of 134 12 có hệ thống SCADA, hi có cố phân đoạn nào, recloser dao cách ly dao cắt có tải phối hợp theo chương trình định sẵn cô lập phân đoạn bị cố đó, sau thiết bị (recloser, dao cách ly, dao cắt có tải) phân đoạn gửi tín hiệu trạng thái trung tâm điều hành 2.2.3 Phối hợp thiết bị tự đóng lại (recloser) với dao cách ly phân đoạn tự động (Sectionalizer) Trong thực tế vận hành, xuất tuyến có chiều dài lớn sử dụng dao cách ly phân đoạn tự động làm thiết bị phân đoạn phối hợp với máy cắt recloser Giai đoạn : Khi chưa có hệ thống SCADA TC22kV A (1) Vận hành bình thường a MC B SEC C c SEC D d SEC c b a (2) Cắt lần đầu b E F e SEC e d f SEC f 15s (3) Đóng lặp lại lần đầu A a 15s A (4) Tự động đóng (SEC) B A a (7) Đóng lặp lại lần hai, (SEC) B tự động đóng lại A a FCB: đóng b C c D B B a C c D b C c D A E e F f a B d E e F f d E e F f 7s b C c D Khóa A d 7s 7s 15s (8) Nguồn điện tự động cấp từ xuất tuyến hác, SEC (E) tự động đóng B 7s 15s (6) Cắt lần hai cố tồn :MC(A) cắt SEC (C) khóa C,D b 7s 15s (5) Tự động đóng (SEC) C B b d E e F f Khóa C c D d E e F f 7s a B SEC: đóng b C c D FCB:cắt d E e F f SEC: cắt Hình 2.8 Sơ đồ tự động hóa mạch vòng Giai đoạn 2: Khi có hệ thống DAS SCADA mini [7] Footer Page 14 of 134 Header Page 15 of 134 TBA 13 SEC1 SEC2 TBA SEC3 CB1 AR CB2 Hình 2.9 Hệ thống phối hợp MC, recloser với dao cách ly phân đoạn tự động cố phân đoạn SEC2 SEC3 Tóm lại : Hệ thống phân đoạn dao cách ly tự động phối hợp với máy cắt recloser giai đoạn giai đoạn ( hi có hệ thống SCADA), cố phân đoạn nào, máy cắt, recloser dao cách ly dao cắt có tải phối hợp theo chương trình định sẵn cô lập phân đoạn bị cố Sau thiết bị đóng cắt, phân đoạn (máy cắt, dao cách ly phân đoạn tự động) gửi tín hiệu trạng thái trung tâm điều hành để điều hiển hôi phục lại phương thức cấp điện bình thường hệ thống điện - Hệ thống dao cách ly phân đoạn tự động làm việc theo tín hiệu điện áp, với cách hoạt động chế độ làm việc máy cắt đầu nguồn, recloser phân đoạn nhẹ nhàng hơn, từ dẫn đến chi phí đầu tư máy cắt, recloser giảm xuống 2.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Với cách phối hợp thiết bị máy cắt, recloser, dao cắt có tải (LBS) dao cách ly phân đoạn tư động (SEC) trình bày chương Đặc biệt hi ết hợp với SCADA Sẽ mang lại nhiều hiệu quả, qua hình SCADA nhân viên điều hành dễ dàng xác định phân đoạn cố nhanh chóng thực phương thức xử lý cố để cấp điện cho phân đoạn hông bị cố thời gian nhanh nhất, đề xuất phương thức vận hành inh tế Footer Page 15 of 134 Header Page 16 of 134 14 CHƢƠNG KỸ THUẬT TRUYỀN TIN TRONG TỰ ĐỘNG HÓA LĐPP VÀ VIỆC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ DAS 3.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG TRONG TỰ ĐỘNG HÓA LĐPP Có ba phần hệ thống truyền tin máy phát, ênh truyền máy thu (Hình 3.1) Mỗi phần có vai trò định việc truyền dẫn tín hiệu [7] Tín hiệu đầu vào (Input signal) Nguồn (Source) Tín hiệu phát (Tranmitted Sinnal) Tín hiệu thu (Receiver Signal) Kênh truyền Máy phát Tín hiệu đầu (Output signal) Điểm đến (Destination) Máy thu Nhiễu biến dạng (Noise, intefrence and distortion) Hình 3.1 Các phần tử hệ thống thông tin 3.1.1 Giới thiệu hệ thống truyền thông tin a Hệ thống thông tin cáp quang Điện thoại Điện thoại Số liệu Số liệu E/O O/E E/O O/E Fax Fax Sợi quang Trạm lặp Sợi quang TV TV Hình 3.2 Cấu trúc hệ thống thông tin sợi quang b Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquistion) Footer Page 16 of 134 Header Page 17 of 134 15 PowerEdge 2900 SCADA/DMS/GIS/IMIS SERVER WORK STATION PowerEdge 2970 COMM/RT-DB/HIS/WEB SERVER PowerEdge 2900 WORK STATION ROUTER PowerEdge 2970 PC USER WAN (KHP) PC USER INTERNET METERING RTU/SAS INTERNET USERS INTERNET USERS SƠ ĐỒ HỆ THỐNG SCADA Hình 3.3 A3/OTHER CONTROL CENTERS Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống SCADA Nhận xét: Đề tài luận văn hông sâu nghiên cứu chi tiết đặc tính thuật giải pháp truyền thông tin mà qua thực tiễn áp dụng cho thấy phương pháp thông tin có ưu huyết điểm riêng nên chọn hai công nghệ SDH ATM cung cấp độ linh hoạt tin cậy cao thông tin xử lý theo thời gian thực 3.2 TRIỂN VỌNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ DAS DAS giải pháp công nghệ hợp lý, thi hiệu cho mạng phân phối hu đô thị phát triển, đem lại nhiều ưu điểm to lớn phương diện thuật lẫn phương diện inh tế [8] 3.2.1 Trên phƣơng diện kinh tế 3.2.2 Trên phƣơng diện kỹ thuật a Giảm thời gian ngừng cung cấp điện cố b Tăng khả tải điều khiển tối ưu việc phân bố công suất c Hiệu việc tăng số điểm liên kết vòng Footer Page 17 of 134 Header Page 18 of 134 16 d Hiệu việc tăng số phân đoạn e Giảm thời gian chi phí quản lý vận hành bảo dưỡng 3.2.3 Triển vọng áp dụng công nghệ DAS LĐPP Đây công nghệ với tính ưu việt phân tích DAS cần áp dụng cho lưới điện phân phối Việt Nam 3.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG Mặt hác hệ thống SCADA giám sát đo đếm công tơ, đo lường điều hiển từ xa, truyền liệu báo cáo lại với trung tâm điều hành phương tiện hỗ trợ hiệu inh tế vận hành HTĐ, góp phần trợ giúp đắc lực cho đơn vị quản lý Các trạng thái máy cắt, cầu dao tự động, thiết bị đầu cuối, phân đoạn cố giám sát, lưu trữ, xử lý Trung tâm điều hành LĐPP CHƢƠNG MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN PHƢƠNG ÁN TỰ ĐỘNG HÓA ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG Để thấy rõ hiệu tự động hóa đến độ tin cậy cung cấp điện việc tính toán tiêu độ tin cậy cung cấp điện như: Tần suất điện trung bình hệ thống (SAIFI), thời gian điện trung bình hệ thống (SAIDI), thời gian điện trung bình hách hàng (CAIDI), tần suất điện trung bình hách hàng (CAIFI) cho lưới điện phân phối trước sau hi tự động hóa cần thiết đồng thời sở để triển hai quy hoạch, bước thực tự động hóa lưới điện phân phối Footer Page 18 of 134 Header Page 19 of 134 17 4.2 MÔ PHỎNG THỰC HIỆN NGUYÊN TẮC PHỐI THỜI GIAN CỦA CÁC THIẾT BỊ PHÂN ĐOẠN TỰ ĐỘNG BẰNG LẬP TRÌNH VISUAL STUDIO 2005 4.2.1 Giới thiệu chung Với phần lập trình Visual studio 2005 tác giả xây dựng thuật toán mô việc phối hợp recloser LBS theo thời gian thực 4.2.2 Thuật toán chƣơng trình Dữ liệu đầu vào (U;I) Tiếp nhận phản hồi IPT I cố Kết thúc Sai Kiểm tra Isự cố >Iđm Đúng Cắt điện đếm thời gian > thời gian cài đặt Đúng Sai Sai Kiểm tra số lần cắt điện > số lần cho phép Đúng Khóa thiết bị Hình 4.1 Thuật toán mô thời gian thực phối hợp thiết bị mạch vòng tự động hóa LĐPP 4.2.3 Xét hệ thống kết nối mạch vòng 473-EBĐ 475-E28 LĐPP Điện lực Cam Lâm - Khánh Hòa Footer Page 19 of 134 Header Page 20 of 134 18 Hình 4.2 Sơ đồ mạch vòng 473-EBĐ 475-E28 vận hành hở a Các thông số cài đặt thiết bị sau: Hình 4.3 Thông số máy cắt Hình 4.4 Thông số LBS b Phân tích xảy ngắn mạch N1 với IA=1000A (Hình 4.5) Hình 4.5 Khi ngắn mạch N1 (với dòng ngắn mạch IA = 1000A) Footer Page 20 of 134 Header Page 21 of 134 19 4.2.4 Nhận xét Chương trình mô thực nguyên tắc phối hợp thời gian thực thiết bị tự động hóa lưới điện phân phối cho thấy việc phối hợp tự động để cô lập điểm cố cấp điện cho phân đoạn hông bị cố đảm bảo cung cấp điện cho hách hàng với thời gian ngắn 4.3 ỨNG DỤNG CHƢƠNG TRÌNH TÍCH HỢP QUẢN LÝ KỸ THUẬT - QUẢN LÝ KHÁCH HÀNG (CMIS) VÀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN LĐPP ĐIỆN LỰC CAM LÂM – KHÁNH HÒA 4.3.1 Giới thiệu phần mềm hỗ trợ tính toán độ tin cậy cung cấp điện Tổng Công ty Điện lực miền Trung xây dựng [1] a Phần mềm quản lý kỹ thuật Hình 4.6 Giao diện phần mềm quản lý lưới điện Footer Page 21 of 134 Header Page 22 of 134 20 b Sơ đồ thuật toán tính SAIDI, SAIFI, MAIFI Điện lực (Hình 4.7) Nhập đơn vị (đv), nhập hoảng thời gian (t1,t2) Bắt đầu Đọc sơ đồ lưới điện đv, tính hách hàng tích lũy theo t1 K sơ đồ Đọc m lần điện đv có thời điểm bắt đầu [t1,t2] phải tính SAIDI, SAIFI, MAIFI, MAIDI Khởi tạo i=1, n=0, ki=0, I=0 , SAIDI = i>m Đúng Sai SAIFI = n/K; MAIFI=1/K SAIDI=SAIDI/K Ti điện > phút Đúng Tìm Ki K sơ đồ N=n+Ki; SAIDI=SAIDI+Ki*Ti Kết thúc Sai I=1+Ki i=i+1 Hình 4.7 Thuật toán tính MAIFI, SAIFI, SAIDI điện lực Bảng 4.1 Số liệu tính toán độ tin cậy cung cấp điện Cƣờng độ Cƣờng độ hỏng hỏng hóc vĩnh hóc thoáng qua cửu (λvc) (λtq) Máy biến áp 0,006 0,004 Máy cắt 0,028 Recloser 0,017 Đường dây 0,030 0,04 Cầu chì 0,0011 0,0007 Dao cách ly, LBS 0,015 4.3.2 Số liệu LĐPP Điện lực Cam Lâm Tên thiết bị a Nguồn cung cấp Footer Page 22 of 134 Thời gian sửa chữa (r) 6,0 4,5 4,0 3,8 1,6 3,7 Header Page 23 of 134 21 b Tình hình lưới điện phân phối: c Đặc điểm xuất tuyến 473-EBĐ kết nối mạch vòng với xuất tuyến 475-E28 để xét đến độ tin cậy cung cấp điện 4.3.3 Ứng dụng cho lƣới điện phân phối Điện lực Cam Lâm 4.3.4 Tính toán tiêu độ tin cậy cấp điện phần mềm PSS/ADEPT cho LĐPP mạch vòng xuất tuyến 473-EBĐ 475-E28 thuộc Điện lực Cam Lâm – Khánh Hòa Bảng 4.2 Các thông số mạch vòng 473-EBĐ 475-E28 TT Cung đoạn XT 473-EBĐ 01-24 24-60 60-144 144-182 182-209 XT 475-E28 209-265 265-285 Chiều dài (m) Tiết diện dây (mm2) Công suất tải Kw 1.354 3.000 4.200 2.500 1.200 AC 120 AC 185 AC 120 AC 120 AC 120 500 500 800 800 1100 3.500 1.500 AC 120 AC 120 300 300 Hình 4.8 Độ tin cậy 473-EBĐ 475-E28 (thay DCL Rec) Footer Page 23 of 134 Header Page 24 of 134 22 Phân hệ DRA PSS/ADEPT cho ết tính toán độ tin cậy tiêu chí SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI Ta tính toán độ tin cậy cung cấp điện lưới điện theo phương án sau : Hiện trạng: Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser dao cách ly đóng cắt tay có thời gian thao tác từ 25 đến 30 phút Phương án : Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser LBS 1, 2, cắt tự động Phương án : Sử dụng máy cắt phối hợp với recloser đóng cắt tự động Kết tính toán phương án chương trình PSSE/ADEPT Bảng 4.3 Kết tính toán độ tin cậy cung cấp điện TT Chỉ số độ tin cậy Hiện trạng Phương án Phương án SAIFI 5,304 3,40 2,482 SAIDI 37,363 23,07 15,405 CAIFI 5,304 3,40 2,482 CAIDI 7,044 6,78 5,420 4.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG - Chương trình mô thực nguyên tắc phối hợp thời gian thực thiết bị tự động hóa lưới điện phân phối cho thấy việc phối hợp tự động để cô lập điểm cố cấp điện cho phân đoạn hông bị cố đảm bảo cung cấp điện cho hách hàng với thời gian ngắn - Khi ứng dụng DAS, với thiết đóng cắt tự động giúp điều hiển thời gian thực, ịp thay đổi phù hợp với biến động phụ tải lưới điện chế độ xác lập Footer Page 24 of 134 Header Page 25 of 134 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua nghiên cứu luận văn tập trung vào vấn đề sau: - Đã tìm hiểu hệ thống tự động hóa LĐPP, giải pháp triển hai công nghệ DAS nguyên tắc phối hợp thiết bị tự động LĐPP, làm sở cho việc xây dựng chương trình hỗ trợ bố trí hợp lý thiết bị tự động ế hoạch tự dộng hóa LĐPP Cam Lâm - Tác giả xây dựng phần mềm hỗ trợ lập trình Visual Studio 2005 để cài đặt, mô nguyên tắc phối hợp thiết bị tự động hóa LĐPP mạch vòng, ết đạt lưới điện Cam Lâm minh chứng chứng cho hiệu việc ứng dụng công nghệ DAS, việc cô lập nhanh điểm cố cung cấp điện an toàn cho vùng hông bị cố cách nhanh chóng nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện - Đã sử dụng chương trình quản lý thuật - quản lý hách hàng Tổng công ty Điện lực miền Trung ết hợp với PSS/ADEPT để tính toán độ tin cậy giải pháp tự động hóa áp dụng cho Điện lực Cam Lâm Kết tính toán minh chứng sau hi tự động hóa số độ tin cậy cung cấp điện như: Tần suất điện trung bình hệ thống (SAIFI) giảm từ 5,304 lần 2,482 lần/năm, thời gian điện trung bình hệ thống (SAIDI) giảm từ 37,363 phút xuống 15,405 phút trước hi tự động hóa Tóm lại + Ứng dụng công nghệ DAS nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, góp phần giải hó hăn nguồn điện hạn chế vùng chịu ảnh hưởng điện hi có cố đường dây + Sẽ hai thác tối đa hiệu hi ghép nối hệ thống tự động hóa lưới phân phối DAS, tự động hóa trạm SAS hệ thống SCADA ết hợp công nghệ AMR (Automatic Meter Reading) thành hệ thống hoàn chỉnh Footer Page 25 of 134 Header Page 26 of 134 24 Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ DAS vài hạn chế như: - Chưa ết hợp giải toán quản lý lượng EMS tính toán lưới điện phân phối, chủ yếu giải tối ưu phân vùng cố - Giá thành đầu tư công trình tốn ém giai đoạn đầu Một số kiến nghị: Trong huôn hổ luận văn này, xin có số iến nghị việc tự động hóa lưới điện phân phối sau : - Xem xét xây dựng hệ thống tự động hoá LĐPP giai đoạn trước hi xây dựng hệ thống SCADA Khi việc phát triển SCADA giảm thiểu đầu tư đem lại hiệu hai thác lớn - Phải xem xét lựa chọn giải pháp tự động hóa lưới điện phân phối trước để có ế hoạch mua sắm vật tư thiết bị đồng Tránh trường hợp hi triển hai dự án tự động hóa lưới điện phân phối phải thay đổi toàn thiết bị đóng cắt có lưới, gây lãng phí hông inh tế - Giải pháp thông tin, giao thức truyền tin cần lựa chọn quán theo chuẩn quốc gia Hƣớng mở rộng đề tài - Nghiên cứu công nghệ tự động hóa trạm biến áp 110 V để phối hợp với công nghệ tự động hóa lưới điện phân phối nhằm hai thác triệt để toàn chức tự động hóa vận hành lưới điện phân phối Đây xu hướng tương lai Điện lực phải tiến hành xây dựng trạm biến áp vận hành hông người trực để tận dụng thành tựu công nghệ Bên cạnh đó, hệ thống SCADA thuật giám sát đo đếm công tơ, đo lường điều hiển từ xa phương tiện hỗ trợ hiệu inh tế vận hành hệ thống điện, góp phần trợ giúp đắc lực cho nhà quản lý nhân viên vận hành Footer Page 26 of 134 ... tăng cao khách hàng việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ DAS cho lưới điện phân phối trở nên cấp thiết áp dụng Công ty điện lực toàn quốc Việc ứng dụng công nghệ DAS nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, ... thông tin tự động LĐPP việc áp dụng công nghệ DAS Chương 4: Mô tính toán phương án tối ưu tự động hóa để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1... TỰ ĐỘNG HÓA ĐỂ NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG Để thấy rõ hiệu tự động hóa đến độ tin cậy cung cấp điện việc tính toán tiêu độ tin cậy cung cấp điện như: Tần suất điện trung