TÓM TẮT:
Chế độ vận hành có nguồn điện mới, bên cạnh phương thức vận hành, các kỹ sư vận nhà máy điện (NMĐ) và điều độ hệ thống điện cần biết ảnh hưởng việc hòa lưới lên hệ thống điện, giới hạn truyền tải đường dây, ổn định quá độ máy phát. Các thông tin đó giúp cho việc tính toán chỉnh định rơle, cũng như người vận hành có cơ sở để chủ động ứng phó các tính huống sự cố. Để đảm bảo độ chính xác phép tích phân, bước tính cần phải nhỏ hơn hằng số thời gian phần tử trong hệ thống điều khiển, đồng thời đảm bảo nhỏ hơn tần số lấy mẫu cho quá trình khảo sát. Tính toán ổn định động cho phép khảo sát biến thiên các thông số điện áp, dòng điện, công suất, tần số và góc pha khi xuất hiện một kích thích nào đó với khoảng thời gian bằng bước thời gian tính toán [1]. Trong chương trình PSS/E, việc thiết lập hệ phương trình vi phân trên được thiết lập gián tiếp qua việc mô tả chi tiết máy phát, lưới điện và phụ tải trong hệ thống điện.
Từ khóa: chế độ vận hành nguồn mới, khảo sát ổn định thông số của hệ thống điện.
1. Đặt vấn đề
Ngày nay, hệ thống điện phát triển mạnh và trở thành một hệ thống hợp nhất, có thể trong phạm vi một quốc gia hoặc hợp nhất giữa các quốc gia. Khi có bất thường hoặc sự cố ở các phần tử không những ảnh hưởng đến phần tử đó mà còn ảnh hưởng đến các khu vực khác hệ thống điện. Đường dây siêu cao áp 500kV của Việt Nam (mạch 1 và mạch 2) có rất nhiều NMĐ điện được nối với hệ thống điện Quốc gia ở các cấp điện áp khác nhau. Khi đóng điện vận hành nguồn mới, lượng công suất bổ sung thêm từ nguồn vào hệ thống làm thay đổi trào lưu công suất. Sự thay đổi này phụ thuộc vào phương thức vận hành, cũng như điện áp của nguồn mới được đưa vào. Nhà máy Nhiệt điện (NMNĐ) Duyên Hải 1 (1200MW), Duyên Hải 2 (1200MW), Duyên Hải 3 (600MW) xây dựng ở huyện Duyên Hải [2].
- Lưới truyền tải:
+ Lưới 220 KV: Hiện tại, Trà Vinh được cấp từ NMNĐ Duyên Hải.
+ Lưới 110 KV: Hiện nay, Trà Vinh được cấp điện chủ yếu từ NMNĐ Duyên Hải.
- Trạm 110KV Trà Vinh 110/22KV 1×25MVA +1×16 MVA.
Yêu cầu của lưới điện: Chỉ quan tâm nhiều đến sự ảnh hưởng của NMNĐ Duyên Hải đến miền Nam và xem phần truyền tải miền Trung và Bắc là các thông số truyền tải xem như là không thay đổi.
Bảng 1. Tổn thất chỉ số hệ thống khi trạm biến áp 500KV của Ô Môn
và Mỹ Tho bị sự cố chưa có Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải
- Khu vực Tây Nam Bộ khi chưa có Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải thì trạm biến áp 500KV của Mỹ Tho và Ô Môn sẽ bị ảnh hưởng nhiều nhất.
2. Các chế độ vận hành của hệ thống điện khi có Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải
2.1. Tính toán phân bổ chỉ số của hệ thống điện khi có Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải
- Thực hiện tính toán, kiểm tra chế độ điện áp tại các nút chính (nút 500kV và 220kV) của hệ thống điện, chỉ số truyền tải và tổn thất chỉ số trong hệ thống điện.
Bảng 2. Tổn thất chỉ số trên hệ thống điện Việt Nam
theo các chế độ của NMNĐ Duyên Hải
2.2. Ảnh hưởng của Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải đến sự thay đổi tổn thất chỉ số của hệ thống điện
NMNĐ Duyên Hải đã góp phần làm giảm lượng chỉ số truyền tải và tránh được quá tải các đường dây 220KV, 500KV, đặc biệt tránh quá tải cho đường dây 500KV Ô Môn - Mỹ Tho - Nhà Bè - Phú Lâm - Cầu Bông và đường dây 220KV Trà Vinh - Vĩnh Long - Cai Lậy - Mỹ Tho - Bến Tre. Tuy nhiên, chỉ số trên ĐD 500KV Mỹ Tho - Nhà Bè - Phú Lâm tăng lên, do phải truyền tải lượng chỉ số của NMNĐ Duyên Hải, nhưng mức độ tăng chỉ số này vẫn nằm trong giới hạn cho phép mang tải của đường dây.
2.2.1. Ảnh hưởng của sự thay đổi chỉ số phát của Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải đến hệ điện áp nút thống điện
- Ảnh hưởng của NMTĐ Duyên Hải đến chế độ mang tải của các phần tử trên hệ thống điện: Trong chế độ vận hành cực đại, chỉ số truyền tải trên các thiết bị trong hệ thống lớn, do đó cần quan tâm xem xét các phần tử đã đầy tải hoặc quá tải để có phương án điều chỉnh.
Kiểm tra điện áp các nút 110 KV, 220KV, 500KV trong khu vực đều nằm trong phạm vi giới hạn cho phép U = U đm ± 10% Uđm.
2.2.2. Ảnh hưởng của Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải đến sự ổn định điện áp của hệ thống điện
Khi phụ tải tăng lên thì điện áp của hệ thống giảm. Xét sự cố 3 pha trực tiếp giữa đường dây 220kV Vĩnh Long, tại thời điểm 0.5s, bảo vệ 2 đầu đường dây cắt trong vòng 100ms và đóng lặp lại sau 0.8s kể từ thời điểm cắt sự cố và đóng thành công. Tính toán kết quả và vẽ biến thiên điện áp theo thời gian cho cả 2 trường hợp chưa có NMNĐ Duyên Hải và có NMNĐ Duyên Hải phát 100% chỉ số, kết quả tính toán xem Hình 1 và 2.
Hình 1: Biến thiên điện áp thanh cái 110/220 KV Duyên Hải
khi sự cố ba pha trực tiếp giữa đường dây 220kV Duyên Hải - Trà Vinh
Hình 2: Biến thiên điện áp thanh cái 110/220 KV Trà Vinh
khi sự cố ba pha trực tiếp giữa ĐD 220kV Vĩnh Long - Trà Vinh
Khi có NMTĐ Duyên Hải thì sau khi đóng lặp lại điện áp tại các thanh cái 110kV, 220kV TBA 220KV Trà Vinh có dao động tắc dần với biên độ nhỏ và đi đến ổn định sau 2s kể từ lúc xảy ra sự cố.
Hình 3: Biến thiên điện áp thanh cái 110/220 KV Trà Vinh
khi sự cố ba pha trực tiếp giữa ĐD 220kV Bến Tre - Trà Vinh
Kết luận: Ngắn mạch 3 pha và cắt phần tử sự cố:
- Mô phỏng chế độ xác lập trước khi xảy ra sự cố (chạy chế độ xác lập đến 2s);
- Mô phỏng sự cố ngắn mạch: Mô phỏng ngắn mạch 3 pha xảy ra trên đường dây ở thời điểm t = 2s bằng cách thay điện dẫn tại điểm ngắn mạch bằng điện dẫn sự cố. Thời gian loại trừ sự cố t0 = 80ms (đối với lưới 500 kV) hoặc 100ms (đối với lưới 220 kV);
- Sự cố được loại trừ tại t = t + t0 bằng cách cắt đường dây hoặc máy phát sự cố;
- Duyên Hải 1 vận hành 2 tổ máy, bị tách lưới 1 tổ máy và bị tách lưới 2 tổ máy.
Hình 4: Duyên Hải vận hành 2 tổ máy,
sau đó bị tách lưới 1 tổ máy của Duyên Hải 1
3. Phương thức đóng điện và vận hành nhà máy nhiệt điện Duyên Hải
3.1. Chế độ phóng điện và hòa đồng bộ MF
- NMNĐ Duyên Hải liên kết với hệ thống điện Quốc gia qua đường dây 220kV mạch kép Duyên Hải - Vĩnh Long, Duyên Hải - Trà Vinh, nên việc hòa đồng bộ máy Duyên Hải 1 vào hệ thống điện Quốc gia có thể xem xét thực hiện ở 2 điểm: tại NMNĐ Duyên Hải, hoặc tại TBA biến áp 500kV Mỹ Tho.
3.2. Một số lưu ý khi tính toán chỉnh định rơle
Để chuẩn bị đóng điện vận hành NMNĐ điện cần phải tính toán chỉnh định rơle cho NMNĐ, ĐD liên kết; đồng thời phối hợp lại bảo vệ rơle trong khu vực có ảnh hưởng khi có sự tham gia của NMNĐ Duyên Hải. Trong phạm vi đề tài chỉ đưa ra một số lưu ý khi tính toán bảo vệ rơle nhằm đảm bảo cho hệ thống vận hành an toàn, tin cậy mà không đi sâu xem xét việc tính toán rơle [3].
4. Kết luận
Kết quả thu được trong bài báo:
- Lấy số liệu: phụ tải; điện áp, dùng chương trình PSS/E [4] để tính toán sự phân bố công suất cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định hệ thống mạng điện truyền tải...
Qua kết quả tính toán phương thức đóng điện và vận hành NMNĐ Duyên Hải vào vận hành có một số kết luận sau:
- Khi tiến hành hòa MF với hệ thống có thể thực hiện tại cả 3 vị trí: NMNĐ Duyên Hải phía đầu cực MF, hoặc tại TBA phân phối 220kV NMNĐ Duyên Hải,
- Trong trường hợp vận hành mạch kép, đường dây 220KV Duyên Hải - Trà Vinh liên kết NMNĐ với hệ thống có giới hạn truyền tải lớn đảm bảo cho NMTĐ hoạt động hết chỉ số.
- Trong trường hợp vận hành mạch đơn, các tổ máy vận hành với chỉ số 136% định mức chỉ số tác dụng, đường dây 220KV Duyên Hải - Trà Vinh liên kết NMNĐ với hệ thống có giới hạn truyền tải lớn không đảm bảo, sẽ bị quá tải 117%.
- Việc hiệu chỉnh bảo vệ rơle trong hệ thống để chuẩn bị đóng điện vận hành NMNĐ Duyên Hải chỉ cần thực hiện đối với được thực hiện bảo vệ cắt nhanh lộ tổng 220kV của các MBA 220kV, máy cắt 500kV TBA 500kV Mỹ Tho; Ô Môn và các TBA 220KV khác trong khu vực.
TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ TRÍCH DẪN:
- Công ty Nhiệt điện Duyên Hải (2023). Thông số kỹ thuật các thiết bị điện và sơ đồ đấu nối, Lưu hành nội bộ.
- Trần Quang Khánh (2006). Bảo vệ rơle và tự động hóa hệ thống điện. Hà Nội: NXB Giáo dục.
- Nguyễn Văn Đạm (2008). Mạng lưới điện tính chế độ xác lập của các mạng và hệ thống điện phức tạp. Hà Nội: NXB Khoa học và Kỹ thuật.
- Vũ Đức Quang (2013). Tính toán ổn định hệ thống điện bằng mềm PSS/E. Công ty cổ phần Tư vấn Xây dựng điện 2, TP. Hồ Chí Minh.
CALCULATING THE OPERATION MODES
OF TRA VINH PROVINCE’S ELECTRICITY SYSTEM
• Master. NGUYEN NGOC TIEN
Tra Vinh University
ABSTRACT:
In the new power source operating mode, besides operation methods, it is essential for operators of power plants and power system dispatchers to understand the impact of grid connection on the power system, the transmission line limit, and the transmitter transient stabilization. This information would help engineers and dispatchers calculate the relay correction and actively respond to arising issues. To ensure integration accuracy, the calculation step should be smaller than the element time constant in the control system while ensuring that the sampling frequency is smaller than the survey process. Dynamic stability calculation allows the variable survey of voltage, current, power, frequency, and phase parameters when a certain stimulus occurs within the time interval specified by the calculation time step. In the PSS/E program, the above set of differential equations is established indirectly by a detailed description of generators, power grids, and loads in the power system.
Keywords: new power source operating mode, parameter stability survey of power system.
[Tạp chí Công Thương - Các kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 13 tháng 5 năm 2023]
