Thiết lập hệ thống tự động hoá phục vụ điều độ lưới điện khu vực

Thiết lập hệ thống tự động hoá phục vụ điều độ lưới điện khu vực Khai thác và hoàn thiện các hệ SCADA hiện có của lưới điện Việt Nam nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục trong điều kiện thiếu điện hiện nay và nâng cao độ an toàn của lưới điện Vào cuối năm 2008 Hội Tự Động Hoá Việt Nam đã tổ chức một cuộc hội thảo về "Hợp tác nguồn nhân lực trong sản xuất điện năng". Tại Hội thảo, một đề án mang tính chiến lược và có ý nghĩa sâu sắc đối với đời sống dân sinh đã được trình bày. Chúng tôi xin tóm tắt lại thiết kế kết quả của đề án này để bạn đọc tham khảo. I. Thực trạng Hiện nay, các khu công nghiệp tăng nhanh nhưng nguồn năng lượng điện không đảm bảo vì tăng chậm. Theo số liệu của EVN công suất lưới điện hiện có trong toàn mạng mới đạt 12 triệu kw. Yêu cầu công suất tải ở đỉnh phụ tải có thể lên trên 14 triệu kw. Như vậy hiện nay thiếu công suất đỉnh khoảng 2 triệu kw. Và việc mất cân đối giữa cung và cầu trong năng lượng điện theo dự báo sẽ còn gia tăng trong nhiều năm tới nhất là khi nền kinh tế thế giới được phục hồi sau khủng hoảng. Do vậy lưới điện bị quá tải nhất là trong giờ cao điểm là điều không thể tránh khỏi. Điều độ lưới điện Quốc gia nói chung và điều độ lưới điện khu vực nói riêng (theo chỉ đạo của điều độ Quốc gia) buộc phải cắt, loại bỏ một phần phụ tải, hoặc cắt luân phiên một số hộ tiêu thụ trong các giờ cao điểm là việc làm cần thiết bắt buộc phải thực hiện. Đó cũng là cách xử lý thông thường để tránh sự cố cho lưới điện quốc gia. Việc cắt nguồn năng lượng điện cấp cho các hộ tiêu thụ dùng điện đã gây nên nhiều hậu quả không tốt, gây thiệt hại cho sản xuất, cho đời sống người xã hội và gây tác động xấu đến môi trường. Về việc này đã được phản ảnh nhiều trên các phương tiện thông tin đại chúng gần đây. Việc cắt điện nêu trên là một thực tế, nhưng theo cách phân tích khác nhau có những lý giải khác nhau. Tuy nhiên điều mà mọi người quan tâm là : liệu có thể khắc phục được hoặc giảm thiểu thiệt hại gây ra do hậu quả của việc vận hành lưới điện do thiếu điện hiện nay? Đề tài này nhằm giải quyết vấn đề trên sao cho cả hai phía đều có lợi: nhất người sử dụng điện giảm tối đa thiệt hại, còn lưới điện quốc gia tăng thêm được độ an toàn khi vận hành. II. Mục đích của đề tài Đề tài nhằm nghiên cứu thiết lập hệ thống TĐH tạo ra giải pháp cho điều độ lưới điện: chuyển một phần điều độ Quốc gia sang điều độ Doanh nghiệp nhằm bảo đảm an toàn cho lưới điện đồng thời đảm bảo cho các hộ tiêu thụ điện vẫn có điện liên tục để duy trì các hoạt động của DN trong điều kiện cho phép của lưới điện, do đó giảm tổn thất cho DN, nâng cao hiệu quả sản xuất cho họ Việc cắt điện hiện nay có thể xảy ra hai trường hợp: • Cắt điện có báo trước , chủ động cắt theo lịch. • Cắt điện không báo trước do sự cố (trong đề án này không bàn tới ) Việc cắt điện báo trước cho hộ dùng điện tuy có làm cho họ chủ động trong việc điều phối sắp xếp công việc sản xuất và điều hành nhưng về thiệt hại vẫn không nhỏ vì: 1. Phải thay đổi công nghệ sản xuất cho phù hợp với việc cung cấp điện . Đó là việc lớn mà không phải nhà máy nào cũng có thể làm được. 2. Lịch cắt điện tuy biết trước nhưng không phải là cố định vì có thể không cắt điện ( cho dù đã báo trước ) vì ngoại cảnh tác động tới như thời tiết , các hộ tiêu thụ khác giảm tải 3. Nếu đơn vị sx nào muốn duy trì sản xuất (do công nghệ của họ không cho phép chuyển đổi tải sang thời gian khác trong ngày) trong giờ cao điểm thì buộc họ phải đầu tư nguồn dự phòng có công suất đủ dùng cho cả nhà máy vận hành ở giờ cao điểm . Công suất này không nhỏ hơn công suất hiện có của nhà máy. Nếu nguồn dự phòng là máy phát diezel thì việc đầu tư cho máy phát này không nhỏ chưa kể việc chiếm diện tích của máy và kéo theo là dịch vụ bảo trì, vận hành máy v.vcũng là việc không thể xem nhẹ. Mặt khác việc đầu tư một nguốn công suất lớn như vậy , nhưng hiệu quả sử dụng chắc chắn là không cao bởi vì nguồn này chỉ sử dụng khi bị cắt điện, mà nhìn chung thì vịêc cắt điện như đã nói ở trên không thể thường xuyên ( theo tính toán chung của mạng lưới điện hiện nay thiếu công suất khoảng 20% ) Vì vậy sử dụng nguồn dự phòng trên trong nhà máy sẽ nhỏ hơn 20% dẫn đến việc đầu tư kém hiệu quả , chưa kể đến những hạn chế của nguồn dự phòng khi phải làm việc độc lập dưới tải. Phân tích trên đây cho thấy việc khắc phục quá tải của lưới điện và việc duy trì hoạt động của các nhà máy , hai vấn đề đối lập này được đề cập và giải quyết trong đề án theo các bước dưới đây. III. Cách thực hiện Mục đích quán triệt của đề án này là đảm bảo trong mọi điều kiện vận hành của lưới điện các hộ tiêu thụ đều dược cung cấp điện, nguồn cung cấp điện từ lưới điện quốc gia cho họ không bao giờ bị gián đoạn (trừ trường hợp sự cố ). Muốn thiết lập được hệ thống TĐH theo tiêu chí trên phải thực hiện các bước sau: 1. + Điều tra, thống kê và xác lập biểu đồ phụ tải lưới điện Quốc gia + Điều tra, thống kê và xác lập biểu đồ phụ tải lưới điện khu vực + Điều tra, thống kê và xác lập biểu đồ phụ tải hộ tiêu thụ 2. Xây dựng thuật toán san tải ( hoặc hạn chế tải ) cho lưới điện Quốc gia, lưới điện khu vực đảm bảo tính tối ưu vận hành lưới điện . 3. Lập hợp đồng cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ điện theo tiêu chí 2 4. Tư vấn cho các hộ tiêu thụ điện điều độ nhằm san tải trong DN hoặc đầu tư nguồn phát bù nếu phụ tải của hộ dùng điện không thể giải quyết được việc san tải 5. Triển khai Giai đoạn I : Thiết lập hệ thống Tự động hoá thực hiện quá trình tự động giám sát và điều khiển hệ thống theo mục 3 nêu trên. Trước mắt, triển khai tại các hệ Mini SCADA đã có dưới sự giám sát chung của điều độ Quốc gia. Việc thiết lập hệ TĐH giai đoạn I chỉ thực hiện tại những khu vực đã được trang bị hệ mini SCADA . 6. Hoàn chỉnh, nâng cấp các hệ Mini SCADA, đầu tư các hệ mới, đảm bảo khai thác tốt tính năng của các hệ SCADA. Thiết lập hệ TĐH giai đoạn II cho mạng mini SCADA mới hoặc hệ được nâng cấp. 7. Xây dựng hệ thống TĐH giai đoạn III thực hiện nhiệm vụ trên cho toàn bộ hệ thống IV. Những ích lợi đề tài mang lại + Mục tiêu của đề tài là khai thác khả năng của các hệ Mini SCADA hiện có của lưới điện hiện nay phục vụ cho điều độ khu vực nhờ đó mà đầu tư giai đoạn I không lớn. + Làm tăng độ an toàn của lưới điện Quốc gia, giảm được khối lượng công việc của điều độ QG, đồng thời tăng cường tính chủ động trong việc điều tiết phụ tải lưới điện vì phần lớn việc điều tải đã được thực hiện thông qua hệ thống TĐH. + Các hộ dùng điện tự nguyện hợp tác với điều độ QG vì lợi ích của họ. Tối ưu được đầu tư nguồn dự phòng cho DN và giảm thiểu tối đa thiệt hại của DN . • Phương án đảm bảo an toàn lưới điện, đảm bảo quyền lợi và lợi ích của hộ dùng điện , hai mục tiêu này đối nghịch nhau nhưng được thống nhất giải quyết tối ưu trong hệ thống TĐH điều phối lưới điện. V. Phương án đầu tư và thời gian thực hiện Đầu tư cho hệ tự động hoá thành 3 cấp: + Cấp 1: Tự động hoá dựa trên việc hoàn chỉnh các hệ SCADA hiện có. Thiết lập hệ thống TĐH giám sát các hộ nằm trong hệ mini SCADA này thực hiện hợp đồng cung cấp điện với BQL điện lực được phân cấp. (1 năm) Kết quả: Điều độ QG giao tải cho khu vực có mạng mini SCADA đã đầu tư. + Cấp 2: Nâng cấp hệ thống mini SCADA , đầu tư hệ SCADA mới cho khu vực mới có tải quan trọng .(1 năm). Kết quả: Đầu tư kỹ thuật, đồng thời khai thác đưa vào sử dụng ngay những mạng mini SCADA đầu tư mới. + Cấp 3: Thiết lập hệ thống tự động hoá nối giữa các hệ thống mini SCADA với SCADA điều độ Quốc gia. (0,5 năm) Kết quả: Đưa toàn bộ hệ thống vào hoat động, phối hợp giữa mạng con và mạng Quốc gia. Kết thúc công trình , chuyển giao và khai thác hệ thống VI. Tổ chức thực hiện + Đề xuất và thiết kế: Hội Tự động hoá Việt Nam. + Đơn vị hưởng ứng: EVN - Trung tâm IT của EVN - Điều độ A0 của EVN