Hệ thống tự động hóa trạm biến áp truyền tải của Việt Nam và các giải pháp phát triển

18/01/2022 -
136 Lượt xem
Hiện nay, hệ thống điện Việt Nam ngày càng phát triển và lớn mạnh, với công suất tiêu thụ hàng chục nghìn MW, hàng trăm nhà máy điện và hàng nghìn trạm biến áp ở các cấp truyền tải điện 500 kV và 220 kV. , 110 kV, việc áp dụng mức độ tự động hóa cao trong tất cả các khâu phát điện, truyền tải và phân phối là cấp thiết vì quy mô của hệ thống đã vượt quá khả năng kiểm soát và điều khiển của con người. người dân, nhằm đảm bảo vận hành an toàn, tin cậy cung cấp điện cho nền kinh tế. Trong bài viết dưới đây, chuyên gia của Tạp chí Năng lượng Việt Nam phân tích, đánh giá các bước phát triển của hệ thống tự động hóa và đề xuất các giải pháp tăng cường ứng dụng và phát triển công nghệ tự động hóa cho các trạm biến áp truyền tải. download, xin trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc.

Vận hành lưới điện truyền tải với việc tích hợp tỷ lệ cao các nguồn năng lượng tái tạo

Tổng quat:

Đến cuối năm 2020, tổng công suất đặt các nguồn điện của toàn hệ thống điện Việt Nam đạt 69.300 MW, tăng gần 14.000 MW so với năm 2019, trong đó tổng công suất các nguồn năng lượng tái tạo là 17.430 MW (tăng 11.780 MW). MW so với năm 2019) và chiếm 25,3%. Quy mô hệ thống điện của Việt Nam đứng thứ hai trong khối ASEAN (sau Indonesia) và thứ 23 trên thế giới. [đầu tiên]

Cơ cấu công suất nguồn toàn hệ thống đến hết năm 2020

Hệ thống lưới điện được đầu tư nâng cấp hàng năm với khối lượng lớn đáp ứng yêu cầu đấu nối, truyền tải công suất các nguồn điện, cũng như nâng cao khả năng cung cấp điện an toàn khi sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu. Tổng giá trị xuất khẩu của hệ thống năm 2020 là 247,08 tỷ kWh. Trong đó, đến cuối năm 2020, khối lượng hệ thống lưới điện đã hoàn thành, xây dựng và đang vận hành như sau [2] [3]:

Thứ nhất là: Hệ thống điện 500 kV đóng vai trò là xương sống của hệ thống điện quốc gia, đã được đấu nối hoàn chỉnh vào mạch vòng 500 kV các vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc và phía Nam; với tổng chiều dài đường dây 500 kV đạt 8.368 km, tăng 2,2 lần so với năm 2010 (3.890 km); và 33 trạm biến áp 500 kV với tổng công suất 40.800 MVA, tăng 3,4 lần so với năm 2010 (12.000 MVA).

Thứ hai: Các công trình lưới điện 220 – 110 kV đã được đầu tư trên khắp 63 tỉnh, thành phố đảm bảo cung cấp điện cho địa phương, đặc biệt là các thành phố lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh … Đáp ứng đủ điện nhu cầu về các cụm công nghiệp FDI quy mô lớn và cấp bách như SAMSUNG (tại Bắc Ninh, Thái Nguyên, TP. Hồ Chí Minh) và kịp thời cung cấp điện cho phát triển nông nghiệp như nuôi tôm công nghiệp, nuôi thanh long, cũng như nhu cầu du lịch. , văn hóa và đời sống nhân dân … Đến năm 2020, chiều dài đường dây 220 kV là 18.542 km, tăng 1,9 lần so với năm 2010 (10.015 km), chiều dài đường dây 110 kV là 24.783 km, gấp 1,9 lần so với năm 2010. (13,141 km); Trạm biến áp 220 kV là 129 trạm với tổng công suất 60.500 MVA, gấp 6,3 lần so với năm 2010 (10.020 MVA), trạm biến áp 110 kV là 819 trạm với tổng công suất 75.614 MVA gấp đôi,

Giới thiệu hệ thống tự động hóa trên lưới điện truyền tải:

Với việc phát triển hệ thống điện cực lớn với quy mô công suất tiêu thụ hàng chục nghìn MW, hàng trăm nhà máy điện và hàng nghìn trạm biến áp ở các cấp truyền tải điện 500 kV, 220 kV, 110 kV, việc ứng dụng tự động hóa ở mức độ cao trong tất cả các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện là điều bắt buộc vì quy mô của hệ thống đã vượt quá sự kiểm soát và điều khiển của con người. Tại Việt Nam, hệ thống điều khiển và giám sát trong hệ thống điện nói chung và trên lưới điện truyền tải nói riêng được đánh giá là một trong những hệ thống tự động hóa có quy mô lớn nhất, với công nghệ thông minh tiên tiến trong hệ thống điện. Hệ thống điều khiển công nghiệp quy mô lớn.

Hiện nay, các trạm biến áp truyền tải điện đang áp dụng các hệ thống và công nghệ tự động hóa sau:

1 / Hệ thống bảo vệ trong trạm biến áp (TBA):

Hệ thống bảo vệ trong TBA là hệ thống tự động hóa đầu tiên trong hệ thống điện và đã được phát triển hơn 100 năm. Hệ thống bảo vệ trong trạm biến áp thực hiện chức năng bảo vệ từng thiết bị (đối với thiết bị có giá thành cao như máy biến áp, hoặc có khả năng hư hỏng cao như đường dây tải điện), hoặc áp dụng cho một nhóm thiết bị (như thiết bị ngăn chặn, thanh cái). Hệ thống bảo vệ được lập trình sẵn, tự động hóa cao (được kích hoạt) khóa liên động với nhau nhằm mục đích hành động có chọn lọc để bảo vệ thiết bị theo nhu cầu và có thể kết nối với nhau để tạo thành một mạng lưới bảo vệ rộng lớn, đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về bảo mật cho nguồn điện Hệ thống truyền dẫn.

2 / Hệ thống thu thập số liệu và giám sát vận hành TBA:

Nhu cầu giám sát hoạt động của các trạm biến áp đã làm nảy sinh hệ thống thu thập dữ liệu vận hành trong trạm từ những năm 70 của thế kỷ trước, bằng việc đưa các công tơ giám sát vào tủ phòng điều khiển và sau đó đưa vào máy tính trên bàn điều khiển trong TBA và các trung tâm giám sát vận hành.

3 / Hệ thống điều khiển TBA:

Song song với việc vận hành thử nghiệm hệ thống giám sát TBA, hệ thống điều khiển TBA cũng được đưa vào vận hành. Mức độ tiên tiến của hệ thống điều khiển được đánh giá là có vai trò quyết định đến mức độ tự động hóa của TBA. Trước những năm 60 của thế kỷ trước, việc điều khiển các thiết bị trong TBA được thực hiện trực tiếp trên các thiết bị, sau đó dần dần được đưa vào các bảng điều khiển trong phòng điều khiển và khi PC thương mại xuất hiện thì thực hiện trên máy tính. máy tính. Chức năng điều khiển thiết bị, hoặc nhóm thiết bị trong TBA được thực hiện ngay trên bộ bảo vệ thiết bị Rơle, hoặc có thể tách thành bộ điều khiển riêng BCU là máy tính công nghiệp được lập trình sẵn để điều khiển và thu thập dữ liệu các thiết bị trong TBA.

Ngoài ra, các thiết bị quan trọng trong trạm biến áp (như máy biến áp) được điều khiển và bảo vệ tự động bởi nhiều bộ bảo vệ và bộ điều khiển khác nhau có thể có chức năng giống hệt nhau, hoặc thực hiện các chức năng khác nhau. khác biệt

The operator of Bao Loc 220 kV substation records parameters by IPAD at the existing operating room.

Contents that need to be deployed to promote the automation system in the transmission substation:

Although in recent years (especially the last 15 years), EVN and EVNNPT have paid great attention to technology improvement, increasing automation in the transmission system to increase labor productivity; at the same time, the automation of the transmission substation has basically met the reliability and safety of the power supply operation, well serving the goal of ensuring energy security and the basic elements of the electricity market. However, with the increasing amount of investment in construction and development in terms of the scale of the power system, there are technical issues that EVNNPT must continue to implement methodically, persistently, selectively, and prioritize. each stage the following solutions:

Firstly: Well manage and control the new design, renovation and upgrading of substations in strict compliance with the Regulations on the design of 110 – 500 kV power grid projects in EVN (part of the substations). transformers with voltage levels from 220 kV to 500 kV) issued under Decision No. 1289 QD-EVN dated November 1, 2017 of EVN.

Second: Finalize the issued standards and continue to promulgate sets of standards on basic technical specifications of electrical equipment installed on transmission substations.

Thirdly: Promote research implementation to widely equip intelligent control and adjustment tools in transmission system operation such as: FACTs devices, pilot application of digital TBA, use of Large capacity transformers with voltages of 500 kV, 220 kV, 110 kV, short circuit current resistance, new technology (applying superconducting technology), large capacity energy storage device to improve stability , efficient grid operation.

Fourth: Continue researching, equipping and upgrading online automatic monitoring systems using artificial intelligence AI and big data warehouse BIG DATA in order to collect information, analyze and evaluate the status of traffic. real-time equipment operation for selected equipment, to reduce monitoring labor for transmission lines and substations, especially digital substations, and to digitally simulate transmission system operations load.

Fifth: Expeditiously complete and put into application the technical management (including incident management) of the power transmission system on the basis of a geographic information system (GIS) with wide application of intelligence. artificial processing of data analysis, images in inspection, operation of lines, substations, especially operation of unmanned substations.

Sixth: Promote the encouragement of employees and affiliated units to research, develop, and apply smart software (Smart Program) for operation, production, management, maintenance and repair. and upgrade transmission grid equipment and works on the basis of exploiting SCADA operation, metering, and management information automatically collected to EVNNPT’s Data Center (such as maintenance programs) smart device maintenance). Thereby synthesizing into a common intelligent program widely applied to the entire transmission grid.

Instead of conclusion:

Currently, the Vietnamese power system has an increasingly large number of components that need to be controlled and monitored at the National Dispatch Center and the Regional Dispatchment Centers, with 448 power plants and 1,002 substations. voltage (183 transmission stations 500 and 220 kV, 819 stations 110 kV). According to the Electricity Master Plan VIII, the number of power transmission substations is increasing sharply, requiring automation technology to have new developments, in the direction of becoming smarter and following the trend of digital technology as described in the analysis. accumulation above.

Therefore, in parallel with prioritizing equipment with modern and standard automation equipment technologies, in our opinion, the strengthening of digital management capacity training for technical staff and The management team of EVNNPT to meet working requirements during the implementation of digital transformation will determine the level of success in the construction and management of the power system to meet the needs of safe and reliable operation, ensuring ensure a stable power supply for the economy.

Next period: Applying integrated control technology – the core in the development of automation system for power transmission substations in Vietnam

SCIENTIFIC COUNCIL VIETNAM ENERGY JOURNAL

References:

[1] EVN – REPORT on the results of the implementation of the plan for 2020 and 5 years 2016-2020. Objectives, tasks and plans in 2021 (EVN summary conference, January 2021).

[2] EVN’s report on the implementation of the electricity development master plan for the period 2011-2020- report to the National Assembly Economic Committee (Document serving the explanation session “The current situation, development solutions power to 2030 to meet the requirements of socio-economic development”).

[2] EVNNPT- REPORT Analyze and evaluate the implementation of the 5-year production, business and development plan for the 2016-2020 period and solutions to overcome it to ensure the completion of the plan in the next period of EVNNPT (March 22). 2021

[3] EVNNPT-TECHNICAL BOARD – REPORT Summarizing the operation in 2020 and implementing solutions to ensure the operation of the transmission grid in 2021 (December 15, 2020)