Tự động hóa lưới điện phân phối: Bước quan trọng xây dựng lưới điện thông minh

  • Cập nhật ngày 26/09/2016
Cùng với việc gấp rút xây dựng Trung tâm điều khiển hệ thống điện thành phố Đà Nẵng, thực hiện quá trình chuyển trạm biến áp 110kV sang chế độ vận hành không người trực, PC Đà Nẵng đang tích cực nghiên cứu áp dụng công nghệ tự động trên lưới điện phân phối 22kV.


Điểm qua thời gian mất điện của một số nước trên thế giới

Hiện nay, lưới điện phân phối cả nước nói chung và lưới điện phân phối Đà Nẵng nói riêng việc phân đoạn tìm điểm sự cố vẫn còn thực hiện nhiều bước thủ công. Khi có sự cố trên đường dây, máy cắt đầu nguồn tự động cắt, sau đó nhân viên quản lý vận hành bắt đầu đi cắt các thiết bị phân đoạn từ xa đến gần để xác định và cách ly phân đoạn bị sự cố. Đối với lưới mạch vòng, sau khi cách ly phân đoạn bị sự cố mới tiến hành xem xét đóng các thiết bị phân đoạn để cung cấp điện cho các phân đoạn không bị sự cố. Thời gian xử lý cách ly sự cố vì thế phụ thuộc vào khả năng của điều độ viên, thời gian triển khai của lực lượng trực tiếp xử lý tại hiện trường cũng như khoảng cách và địa hình giữa điểm trực thao tác và các thiết bị cần phân vùng sự cố. Do vậy, để giảm thời gian xử lý sự cố, một giải pháp hiệu quả là đầu tư thiết bị có khả năng phối hợp tự động trên lưới nhằm nhanh chóng cách ly phân đoạn bị sự cố và tự động cấp điện trở lại cho các phân đoạn không bị sự cố.

Để đáp ứng nhu cầu điện phục vụ phát triển kinh tế xã hội thành phố, PC Đà Nẵng đã và đang thực hiện những kế hoạch phát triển nguồn lưới phù hợp với nhu cầu của phụ tải, đề ra những biện pháp vận hành hợp lý để nâng cao chất lượng điện năng. Bên cạnh đó, Công ty tiến hành phân tích hiện trạng lưới điện phân phối để nghiên cứu, triển khai áp dụng công nghệ tự động nhằm giảm thời gian ngừng cung cấp điện khi có sự cố xảy ra. Lưới điện phân phối Đà Nẵng hiện có gần 67 điểm có thể thực hiện thao tác khép vòng lưới điện 22kV; tại những vị trí này nhân viên vận hành vẫn phải thực hiện thao tác tại chỗ để cô lập và chuyển tải nên tốn thêm thời gian xử lý sự cố. Sự ra đời của các thiết bị điện tử thông minh (IEDs) và hạ tầng truyền tin đã tạo điều kiện phát triển hệ thống tự động hóa lưới phân phối (DAS). DAS được sử dụng cho việc phát hiện nhanh sự cố, cô lập, tái cấu trúc lưới điện đã trở thành một phần chính của lưới điện thông minh. Trong hệ thống, chức năng FDIR (Fault Detection Isolation and Restoration) có nhiệm vụ tự động xác định sự cố, cô lập vùng sự cố với phần còn lại của hệ thống, khôi phục vùng không bị sự cố, trong đó vùng mất điện là nhỏ nhất. DAS và FDIR đã mở ra định hướng cho việc triển khai nhiều hơn các thiết bị tự động trên lưới điện thành phố Đà Nẵng.

  

Cấu trúc cơ bản của hệ thống FDIR kiểu tập trung 
 

Trong năm 2016, PC Đà Nẵng sẽ chuyển trạm biến áp 110kV Xuân Hà và trạm biến áp 110kV Hòa Liên sang mô hình trạm biến áp không người trực, các trạm biến áp 110kV còn lại sẽ được thực hiện theo lộ trình từ đây đến năm 2018. Song song với công việc đó, PC Đà Nẵng cũng đẩy nhanh tiến độ dự án xây dựng trung tâm điều khiển đặt tại phòng Điều độ Công ty, dự kiến hoàn thành vào cuối tháng 9/2016. Hệ thống trung tâm điều khiển được đưa vào vận hành ổn định cùng với việc áp dụng thành công chức năng FDIR vào lưới điện phân phối 22kV tại PC Đà Nẵng sẽ rút ngắn thời gian tạm ngừng cung cấp điện để xử lý sự cố, góp phần đẩy nhanh lộ trình xây dựng lưới điện thông minh tại thành phố Đà Nẵng. 

Lưới điện thông minh hay hệ thống điện thông minh (Smart power grid) là lưới điện kết hợp với công nghệ thông tin và truyền thông hai chiều tiên tiến, mang lại giải pháp quản lý tổng thể sử dụng điện, từ sản xuất, truyền tải, phân phối cho đến hô tiêu thụ nhằm nâng cao chất lượng, hiệu suất sử dụng lưới điện và khai thác các nguồn điện thay thế. Có thể nói lưới điện thông minh chính là lưới điện truyền thống trong “vỏ bọc” công nghệ hiện đại. Hệ thống này sẽ tạo bước ngoặt mới, không chỉ tháo gỡ những khó khăn về năng lượng, thỏa mãn nhu cầu điện năng của thế kỷ 21 mà còn nâng cao hiệu quả cho hàng loạt lĩnh vực khác đi kèm. 
Tiêu chuẩn Lưới điện thông minh  

• Tận dụng tốt cơ sở hạ tầng, tích hợp hiệu quả với thiết bị điện, giảm chi phí vận hành, tăng cường hiệu suất và khả năng bảo trì.
• Tự phục hồi khi có sự cố.
• Chống lại sự tấn công về mặt vật lý và mạng máy tính. 
• Giúp khách hàng cập nhật thông tin chính xác và chủ động kiểm soát năng lượng. 
• Thông báo kịp thời cho nhà sản xuất về chất lượng điện, thiết bị, tình trạng và vị trí hư hỏng, nhiệt độ, tình hình tiêu thụ và các dự báo. 
• Đặc biệt, đường truyền dẫn hai chiều khuyến khích người tiêu dùng tự sản xuất năng lượng tái tạo (mặt trời, gió…) và bán lại cho nhà máy bằng cách cung cấp ngược lại cho lưới điện.
• Ngoài ra, hệ thống mới còn phối hợp các nguồn năng lượng tái tạo để cắt giảm khí thải nhà kính... ”
Văn Phú - Hoài Sơn