Phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên
MỞ ĐẦU
Lý do lựa chọn đề tài
Hệ thống truyền tải điện 220kV Quốc Gia khu vực Tây Nguyên gồm 05 tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, tuy nhiên lưới điện truyền tải 220kV tại tỉnh Lâm Đồng không kết nối trực tiếp với các tỉnh Tây Nguyên còn lại mà kết nối thông qua các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận, đây là lưới điện quan trọng của hệ thống Truyền tải điện Bắc – Nam. Cùng với sự phát triển của hệ thống điện Việt nam, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV trên địa bàn Tây Nguyên không ngừng được mở rộng, nâng cấp để đáp ứng kịp thời cung cấp điện phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, đồng thời cũng góp phần khắc phục tình trạng thiếu điện hiện nay của đất nước và đặc biệt trong thời gian gần đây hàng loạt các công trình điện và nguồn năng lượng điện mới được xây dựng và đưa vào vận hành (thực hiện chính sách của Chính phủ về việc tăng cường phát triển các nguồn năng lượng tái tạo – năng lượng điện mặt trời, năng lượng điện gió).
Lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên có nhiệm vụ kết nối, truyền dẫn điện năng từ các nguồn điện trong khu vực Tây Nguyên: Nhà máy Thủy điện: Ialy, Sê San 3, Sê San 3A, Sê San 4, Sê San 4A, An Khê-KaNak, Sông Ba Hạ, Serepok 3, Serepok 4, Serepok 4A, Buonkuop, Buontusrah, Đồng Nai 3, Đăk R’tih, Đồng Nai 4, Đồng Nai 5, thuỷ điện Xekaman 1 của nước CHDCND Lào; Nhà máy điện Sinh khối An Khê và các nguồn điện tại các tỉnh lân cận: Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 2, Vĩnh Tân 4; Nhà máy điện mặt trời Hòa Hội, Hacom Solar, Thuận Nam, Nhị Hà, BIM, Mỹ Sơn, Trung Nam, Hồng Phong 1… đến các TBA 220kV Kom Tum, KrongBuk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk Nông và các TBA 500kV Pleiku, Pleiku 2, Di Linh, Đắk Nông để cung cấp điện cho các tỉnh Tây Nguyên và truyền tải điện lên hệ thống điện 500kV Bắc-Trung-Nam.
Với địa bàn Tây Nguyên nằm trong vùng đồi núi cao, các nhà máy phát điện, các Trạm biến áp và hệ thống lưới điện truyền tải đi qua khu vực này thường là vùng có thời tiết khắc nghiệt, di chuyển khó khăn, cách xa khu dân cư. Ngoài nhà máy thủy điện, nhiệt điện có công suất lớn, trong thời gian gần đây các nhà máy điện năng lượng mặt trời được đầu tư quy mô công suất lớn phát lên hệ thống truyền tải điện cấp điện áp 220kV. Trong khi đó, việc đầu tư, mở rộng lưới truyền tải điện đang gặp nhiều khó khăn về công tác thi công, đền bù giải phóng mặt bằng. Do vậy, trong thời gian tới, từ nay đến năm 2025 khả năng sẽ quá tải, không giải phóng hết công suất phát của các nhà máy điện ở khu vực và nguy cơ gây mất ổn định, sự cố trên hệ thống điện truyền tải 220kV ở địa bàn Tây Nguyên rất cao.
Hiện nay, lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên là lưới điện quan trọng trong việc liên kết các nhà máy điện, các phụ tải ở khu vực và giải tỏa hết công suất của các nhà máy điện này lên hệ thống Truyền tải 500kV Bắc-Trung-Nam, đồng thời đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục cho các tỉnh Tây Nguyên và các tỉnh miền Nam.
Đối với công tác quản lý vận hành hệ thống Truyền tải điện, việc dự báo và đánh giá được các tình huống biến động của nguồn, phụ tải hoặc sự cố để chuẩn bị sẵn các giải pháp xử lý tối ưu nhằm đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện luôn là một yêu cầu quan trọng. Tuy nhiên, đối với lưới điện càng phức tạp, bài toán này càng khó thực hiện vì yêu cầu khối lượng tính toán và thời gian tính toán rất lớn, trong lúc người vận hành phải xử lý tình huống trong thời gian ngắn nhất.
Học viên là người được giao nhiệm vụ trực tiếp quản lý vận hành hệ thống truyền tải điện Quốc Gia trên địa bàn tỉnh Gia Lai. Với mong muốn nghiên cứu để áp dụng vào thực tiễn công việc đang làm, để đảm bảo vận hành an toàn cho hệ thống điện 220kV khu vực Gia Lai nói riêng và khu vực Tây Nguyên nói chung ở thời điểm hiện tại, trước khi lưới điện được nâng cấp tương xứng với sự phát triển quá nóng của các nguồn năng lượng mới, đồng thời phân tích đánh giá tổng thể và đưa ra các tình huống vận hành nguy hiểm, nhằm có phương pháp giải quyết thích hợp kịp thời. Vì vậy, học viên chọn đề tài “Phân tích an toàn vận hành lưới điện truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:
Nghiên cứu và phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, xác định các tình huống nguy hiểm, từ đó đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện trước tình hình mới.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là vận hành an toàn lưới điện, bao gồm tính toán kiểm tra trào lưu công suất trên các đường dây, máy biến áp và giá trị điện áp tại các nút trong tình huống vận hành bình thường và khi sự cố một phần tử (N-1), hai phần tử (N-2). Từ đó đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện.
Phương pháp nghiên cứu:
Thu thập các số liệu về thông số kỹ thuật lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, lưới điện 220kV liên kết lưới điện truyền tải 220kV tỉnh Lâm Đồng với các tỉnh Tây Nguyên còn lại và các nhà máy điện có liên quan trong khu vực.
Thu thập số liệu về tình hình phụ tải.
Thiết lập sơ đồ lưới điện bằng phần mềm Powerworld Simulator (PW).
Sử dụng phần mềm PW để phân tích an toàn lưới điện.
Trên cơ sở kết quả tính toán của phần mềm, phân tích và đưa ra các giải pháp giải quyết các tình huống nguy hiểm.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
5.1. Về mặt khoa học
Đề tài đã nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên trước tình hình mới.
Đề tài xây dựng mô hình lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên bằng phần mềm Powerworld Simulator (PW) có thể mô phỏng được các trạng thái vận hành và đề xuất các giải pháp đối với các sự cố có thể gây mất an toàn hệ thống.
. Về mặt thực tiễn
Đề tài dựa trên các số liệu thực tế, tính toán và phân tích các chế độ vận hành của lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên, từ đó xác định các trường hợp nguy hiểm đề xuất các giải pháp giải quyết các tình huống hợp lý, nhằm nâng cao an toàn vận hành của lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên trong tình hình mới, góp phần đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục và ổn định, đáp ứng cho nhu cầu phát triển của đất nước.
Tên đề tài
Từ những lý do đã nêu ở trên, đề tài được chọn có tên là: “Phân tích an toàn vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp 220kV khu vực Tây Nguyên”.
Bố cục đề tài
Luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý thuyết về phân tích an toàn
Chương 2: Phân tích an toàn vận hành lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
Chương 3: Đề xuất các giải pháp nâng cao an toàn vận hành lưới điện 220kV khu vực Tây Nguyên
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH AN TOÀN
Trong chương này, học viên đã tìm hiểu cơ sở lý thuyết về phương pháp phân tích an toàn. Qua đó nhận thấy rằng trong tất cả các sự cố có thể xảy ra chỉ có một số sự cố gây nguy hiểm. Các phương pháp phân tích an toàn giới thiệu trong chương 1 nhằm thực hiện việc phân tích an toàn với thời gian ngắn nhất. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của máy tính với tốc độ xử lý ngày càng cao và khả năng lưu trữ dữ liệu ngày càng lớn, các phương pháp phân tích an toàn hệ thống hiện nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu phát triển để nâng cao độ tin cậy về kết quả phân tích và rút ngắn thời gian tính toán nhằm áp dụng tốt hơn trong thời gian thực. Dựa trên các phương pháp phân tích, hiện nay một số phần mềm ứng dụng cũng đã ra đời, hỗ trợ rất nhiều cho người vận hành đáp ứng mục tiêu vận hành an toàn hệ thống (VD: Powerworld Simulator, CONUS, PSS/E, PSS/ADEPT…). Tuy nhiên hệ thống điện đang ngày càng phát triển không chỉ về qui mô mà còn cả về mức độ phức tạp, đòi hỏi thuật toán phân tích an toàn càng phải được hoàn thiện và phát triển sâu hơn. Trong phần kế tiếp học viên sẽ tìm hiểu lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên và áp dụng phần mềm Powerworld Simulator để phân tích an toàn lưới điện này.
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI CẤP ĐIỆN ÁP 220kV khu vực Tây Nguyên
2.1. Giới thiệu chung về lưới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên
2.1.1. Qui mô lưới điện Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên
Lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên bao gồm các tỉnh Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng, tuy nhiên lưới điện truyền tải 220kV tại tỉnh Lâm Đồng không kết nối trực tiếp với các tỉnh Tây Nguyên còn lại mà kết nối thông qua các tỉnh Bình Định, Phú Yên, Khánh Hoà, Ninh Thuận, Bình Thuận. Cùng với sự phát triển không ngừng của ngành điện cả nước, qui mô quản lý vận hành của lưới điện Truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên không ngừng phát triển. Tính đến hết tháng 12 năm 2019, qui mô lưới điện truyền tải 220kV khu vực Tây Nguyên quản lý gần 2090km đường dây 220kV, 9 trạm biến áp có cấp điện áp 220kV (gồm 4 trạm biến áp 500kV Pleiku, Pleiku 2, Đắk Nông, Di Linh và 5 trạm biến áp 220kV Kon Tum, Krông Búk, Đức Trọng, Bảo Lộc, Đắk Nông), với tổng công suất các máy biến áp ở cấp điện áp 500/220kV và 220/110kV là 5.350 MVA.
2.1.2. Tình hình vận hành hệ thống Truyền tải điện 220kV khu vực Tây Nguyên những năm gần đây
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\LOP GIA LAI\LOP GIA LAI (Ở nhà)\LOP GIA LAI\Dinh Van Cuong ok(R)\TOM TAT
