Main menu

Ngôi sao không hiệu lựcNgôi sao không hiệu lựcNgôi sao không hiệu lựcNgôi sao không hiệu lựcNgôi sao không hiệu lực
 
By

1. Quy hoạch mạng lưới

 

Xây dựng lưới điện thông minh là nhiệm vụ rất phức tạp bắt đầu với đánh giá chi tiết về yêu cầu hệ thống, xác định mục tiêu đạt được mức độ hoạt động yêu cầu, đặc điểm kỹ thuật của phương thức hoạt động hệ thống thiết bị.

Kết quả là, một chiến lược toàn diện để xây dựng lưới điện thông minh cần thiết - bao gồm cả các phần mạng lưới cung cấp điện.

Nền tảng cho thiết kế lưới điện thông minh hiệu quả là phân tích chi tiết về hiệu suất cần thiết của hệ thống. Đây là nhiệm vụ trọng tâm quy hoạch mạng lưới chiến lược.

Sự tập trung nghiêm ngặt về hệ thống như thể thống nhất đảm bảo rằng các kiến trúc cấu hình cung cấp những đáp ứng cần thiết, đáp ứng các yêu cầu khác. Giải pháp này sẽ tích hợp các công nghệ tiên tiến nhất trong phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ, trong khi có tính đến trạng thái của mỗi hệ thống tình trạng hiện tại.

Trong hầu hết các trường hợp, quá trình chuyển đổi từ hệ thống cung cấp điện hiện nay sang lưới điện thông minh trong tương lai không thể được thực hiện trong một bước, thay vào đó đòi hỏi phải có kế hoạch thay đổi theo từng bước một.

2. Công suất điện  (HVDC/FACTS)

Các giải pháp công suất điện cho truyền tải dòng điện cao áp ( High Voltage Direct Current transmission - HVDC) Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (Flexible Alternating Current Transmission Systems - FACTS) giải quyết các thách thức lớn nhất trong truyền tải điện.

Thiết bị FACTS làm tăng đáng kể khả năng truyền tải điện xoay chiều của các hệ thống hiện tại hiện tại  mở rộng khoảng cách truyền tải tối đa bằng cách cân bằng nhu cầu công suất phản kháng thay đổi của hệ thống.

Hệ số bù công suất phản kháng được sử dụng để kiểm soát điện áp xoay chiều, tăng tính ổn định hệ thống, và giảm tổn thất truyền tải điện.

Cấu trúc của FACTS bao gồm tụ bù cố định  (Fixed Series Compensators -  FSC) Tụ bù điều khiển góc mở Thyristor (Thyristor Controlled Series Compensators - TCSC), bù công suất phản kháng kiểu tĩnh (Static VAR Compensators-  SVC).

Thế hệ mới nhất của các thiết bị bù công suất phản kháng kiểu tĩnh Siemens SVC được gọi là SVC PLUS. Đây là những thiết bị nhỏ gọn, tiêu chuẩn dùng cho môi trường kết nối, ví dụ, cho các nhà máy điện gió.

Công nghệ điện xoay chiêu rất hiệu quả trong phát điện, truyền tải và phân phối. Tuy nhiên, có công việc không thể thực hiện kinh tế hoặc chính xác khi sử dụng kỹ tnhiệm vụ không thể thực hiện được về mặt kinh tế hoặc chính xác kỹ thuật dùng công nghệ xoay chiều.

Chúng bao gồm truyền tải điện trên một khoảng cách rất dài, cũng như hoạt động không đồng bộ hoặc ở tần số khác nhau. Ngược lại, một tính năng độc đáo của hệ thống HVDC là khả năng thêm công suất vào lưới mà không gây ngắn mạch.

Dung lượng truyền tải của HVDC đã được mở rộng bởi hệ thống truyền tải siêu cao cáp Siemens (Siemens Ultra High Voltage Direct Current transmission system - UHVDC).

3. Hội nhập năng lượng tái tạo

Để bắt đầu thực hiện các yêu cầu về bảo vệ khí hậu của năm 2020, chúng ta cần phải sử dụng năng lượng hiệu quả giảm lượng khí thải CO2. Phát điện cần phải thay đổi cho phù hợp.

Nhà máy điện lớn sẽ tiếp tục đảm bảo nguồn cung cấp cơ bản, nhưng cũng sẽ có các nguồn năng lượng tái tạo mà công suất phát thay đổi theo địa lý và thời tiết.

4. Hệ thống quản lý năng lượng Energy Management System (EMS)

Tại các nhà máy điện, tập trung vào đảm bảo cung cấp nguồn điện tin cậy, sử dụng tài nguyên hệ hiệu quả và giảm tổn thất.

Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) xử lý bằng cách cân bằng những nhu cầu của hệ thống truyền tải, tổ máy phát điện, và nhu cầu sử dụng. Bộ vi xử lý cảnh báo thông minh (IAP) làm giảm thời gian cần thiết để phân tích lỗi trong lưới điện và có hành động khắc phục, cũng như nguy cơ phân tích không chính xác.

Các ứng dụng phân tích ổn định điện áp đột biến (Innovative Voltage Stability Analysis - VSA) chạy tự động và độc lập cảnh báo các nhà điều hành trước khi tình huống quan trọng gây nguy hiểm cho hệ thống ổn định điện áp xảy ra, cho nhân viên điều hành thời gian để có hành động phòng ngừa thay vì phải phản ứng căng thẳng. Độ tin cậy lưới điện tăng bởi ứng dụng tối ưu năng lượng (Optimal Power Flow OPF) liên tục làm việc để giữ cho mức điện áp của hệ thống cao và loại bỏ các điều kiện điện áp không hợp lệ.

Tất cả biện pháp kiểm soát đều được thực hiện tự động theo một quy trình kiểm soát khép kín.

5. Tự động hóa trạm biến áp thông minh và thiết bị bảo vệ

Tự động hóa trạm biến áp và thiết bị bảo vệ phải được tăng cường để đáp ứng các yêu cầu an toàn mở rộng lưới thông minh trong tương lai. Trạm biến áp đang trong quá trình trở thành một node trên mạng IT năng lượng thu thập thông tin từ các trạm biến áp phân phối đến khách hàng.

Ví dụ, dữ liệu từ các đơn vị trung chuyển tự động hóa, chất lượng điện, đồng hồ đo, nguồn năng lượng phi tập trung và hệ thống tự động hóa nhà sẽ được thu thập và phân tích để cải thiện hệ thống.

Bên cạnh những khó khăn  khi triển khai lưới điện thông minh thì nhiệm vụ thông thường của bảo vệ, điều khiển và tự động hóa sẽ trở nên hiện thực và hiệu quả hơn bao giờ hết.

Các mục tiêu cho các trạm biến áp đang bắt đầu vượt qua ranh giới của bộ phận, bao gồm điều hành, bảo dưỡng và bảo vệ. Giải pháp trạm biến áp thông minh và các thành phần của nó nên được thiết kế với tầm nhìn bao quát này luôn giữ vững mục tiêu.

Tự động hóa trạm biến áp thông minh hỗ trợ các mục tiêu sau đây:

     1. An toàn và tin cậy nguồn cấp điện.
     2. Bảo vệ an toàn cao nhân viên tại trạm.
     3. Giảm công tác vận hành bằng tay cho hoạt động tự phục hồi nhanh chóng.
     4. Thực hiện giám sát thông minh từ xa lỗi, phát hiện, báo cáo.
     5. Cho phép bảo dưỡng dự phòng dựa trên tình trạng.
     6. Hỗ trợ kỹ thuật và thử nghiệm thông qua chức năng plug-and-play
     7 . Chủ động cấp thông tin trạm biến áp cho tất cả các bên liên quan.
     8. Giảm chi phí cho việc lắp đặt và bảo trì.

6. Thiết bị theo dõi tình trạng trạm biến áp tích hợp (Integrated Substation Condition Monitoring - ISCM)

Thiết bị theo dõi tình trạng trạm biến áp tích hợp là một hệ thống mô-đun để theo dõi tất cả các thành phần trạm biến áp có liên quan, từ các máy biến áp, thiết bị chuyển mạch với đường dây trên không cáp.

Dựa trên thiết bị viễn thông và điều khiển, thiết bị tự động hóa trạm biến áp ISCM cung cấp một giải pháp toàn diện hoàn toàn phù hợp với môi trường trạm biến áp.

Thiết bị tích hợp hoàn toàn với cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc hiện có để theo dõi thông tin từ các trạm và hiển thị tại trung tâm điều khiển.

7. Giải pháp viễn thông

Thời đại mới năng lượng được đặc trưng bởi nguồn phát tập trung và phân tán, đòi hỏi dòng năng lượng hai chiều - bao gồm năng lượng từ các tòa nhà thông minh, khu dân cư nơi người tiêu dùng "chuyên nghiệp".

Điều kiện tiên quyết quan trọng cho mô hình này là mạng đồng nhất, cung cấp đủ băng thông giữa tất cả các thành phần trên lưới.

Hệ thống viễn thông trên lưới điện có lịch sử lâu dài. Trong lưới truyền tải hiện nay, gần như tất cả các trạm biến áp được tích hợp vào một mạng lưới thông tin liên lạc cho phép theo dõi trực tuyến và kiểm soát bởi hệ thống quản lý năng lượng (EMS).

Trong lưới phân phối, tình hình hoàn toàn khác. Trong khi các trạm biến áp cao thế được trang bị thiết bị viễn thông kỹ thuật số, cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc các cấp phân phối thấp hơn hết sức sơ sài.

Tại tất cả các nước, dưới mười phần trăm (10%) các trạm biến áp  RMU được theo dõi và điều khiển từ xa. Công nghệ viễn thông tiếp tục phát triển nhanh chóng trong vài năm qua, Ethernet đã trở thành tiêu chuẩn cho lĩnh vực điện.

Tiêu chuẩn viễn thông quốc tế như IEC 61850 sẽ đơn giản hóa việc trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị khác nhau. Giao diện nối tiếp tiếp tục đóng vai trò trong tương lai cho các thiết bị nhỏ.

Yếu tố quan trọng trong việc tạo ra và vận hành lưới điện thông minh giải pháp toàn diện viễn thông với đủ băng thông / địa chỉ Ip cần thiết cho có tính năng mạng IP / Ethernet. Mạng này phải phải mở rộng cho tất cả người dùng tiêu dùng, sử dụng thiết bị đo thông minh.

8. Hệ thống quản lý phân phối ( Distribution Management System - DMS)

Vận hành lưới điện phân phối hiện nay chủ yếu bằng tay dựa trên nhân công có nhiều kinh nghiệm.

Sử dụng hệ thống quản lý phân phối điện Spectrum (DMS) sẽ tạo ra lưới điện thông minh, tự phục hồi bằng cách cung cấp những khả năng sau:

    Giảm sự xuất hiện và thời gian lỗi bằng cách áp dụng ứng dụng định vị lỗi và thuật toán cấu hình lại mạng.
    Giảm thiểu thiệt hại thông qua tăng cường giám sát.
    Sử dụng tối ưu hóa tài sản thông qua quản lý nhu cầu yêu cầu sử dụng.
    Giảm chi phí bảo trì thông qua giám sát tình trạng trực tuyến.

Quản lý thông minh của lưới điện phân phối điện là yếu tố thành công quan trọng cho lưới điện thông minh tham vọng.

9. Tự động hóa phân phối và bảo vệ

Điều kiện tiên quyết cho tự động hóa toàn diện và thiết kế bảo vệ là xác định mức độ cần thiết của tự động hóa và chức năng cho các trạm biến áp phân phối và RMUs.

Các RMU trong lưới điện phân phối khác nhau về chức năng hoặc khả năng viễn thông. Các mức tự động hóa phân phối sau có thể chọn như lộ trình nâng cấp lưới điện hướng tới lưới điện thông minh:

Tự động trong khu vực  (không có kết nối)

     Sectionalizer (khôi phục lỗi tự động bằng chuyển mạch tuần tự)
     Điều chỉnh điện áp (điều chỉnh điện áp tự động)
     Recloser điều khiển (tự động reclose ngắt mạch cho đường dây trên không)

Chỉ theo dõi (một chiều đến trạm biến áp phân phối hoặc trung tâm kiểm soát)

    Nhắn tin (ví dụ, cảnh báo ngắn mạch thông tin một chiều đến trạm biến áp phân phối, trung tâm cho mục đích xác định vị trí lỗi nhanh)

Kiểm soát, giám sát và tự động hóa (thông tin liên lạc hai chiều đến trạm biến áp phân phối hoặc trung tâm kiểm soát)

RTU tự động hóa (DA - RTU) với khả năng viễn thông mạnh mẽ và tính năng tự động áp dụng cho các chức năng lưới điện thông minh, ví dụ:
         Quy trình tự phục hồi tự động
         Trạm nút quản lý chất lượng điện
         Dữ liệu tập trung cho các hệ thống đo thông minh
         Trạm nút để phát điện phân tán
         Trạm nút cho đề xuất - đáp ứng

Bảo vệ, kiểm soát, giám sát và tự động hóa (hai chiều đến trạm biến áp phân phối hoặc trung tâm kiểm soát)

  Recloser điều khiển cho đường dây trên không, tự động ngắt reclose tự động với chức năng bảo vệ tăng cường và khả năng viễn thông, tự động hóa tiên tiến.