## Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển kinh tế và xã hội, độ tin cậy cung cấp điện là yếu tố then chốt ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của đất nước và nền kinh tế quốc gia. Tính đến quý I năm 2021, chỉ số SAIDI (thời gian mất điện bình quân của khách hàng/năm) của Việt Nam là 262,7 phút và SAIFI (số lần mất điện bình quân của khách hàng/năm) là 2,02 lần, giảm đáng kể so với năm 2015 nhưng vẫn còn cao so với các nước phát triển. Tại TP. Hồ Chí Minh, chỉ số SAIDI và SAIFI năm 2019 lần lượt là 59 phút và 0,8 lần, cho thấy sự cải thiện rõ rệt nhưng vẫn còn tiềm ẩn nhiều thách thức trong vận hành lưới điện trung thế.

Một trong những vấn đề nổi bật là hiện tượng bật đồng thời của các thiết bị bảo vệ trên cùng một xuất tuyến, gây mất điện diện rộng và ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện. Luận văn tập trung nghiên cứu các giải pháp hạn chế hiện tượng này nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống tự động hóa lưới điện trung thế tại TP. Hồ Chí Minh trong giai đoạn 2021-2022. Phạm vi nghiên cứu bao gồm lưới điện phân phối trung thế, các thiết bị đóng cắt có kết nối SCADA, và phần mềm mô phỏng Matlab/Simulink cùng Survalent. Mục tiêu chính là phân tích hiện trạng, đề xuất giải pháp quy hoạch lưới điện, cải tiến phần cứng và phần mềm, đồng thời xây dựng phương án phục hồi nhanh khi xảy ra bật đồng thời, góp phần cải thiện các chỉ số SAIDI/SAIFI và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

- **Lý thuyết phối hợp bảo vệ**: Đảm bảo các thiết bị bảo vệ trên cùng một xuất tuyến phối hợp thời gian và dòng điện để tránh tác động không chọn lọc, giảm thiểu hiện tượng bật vượt cấp và bật đồng thời.
- **Mô hình tự động hóa lưới điện (DAS)**: Hệ thống tự động hóa tập trung sử dụng phần mềm Survalent để thu thập dữ liệu SCADA, phân tích sự cố và điều khiển thiết bị từ xa nhằm cô lập sự cố và tái lập cung cấp điện nhanh chóng.
- **Khái niệm bật đồng thời và bật vượt cấp**: Bật đồng thời là hiện tượng nhiều thiết bị bảo vệ cùng tác động mở khi có sự cố, còn bật vượt cấp là thiết bị bảo vệ dự phòng tác động sai cấp, gây mất điện diện rộng.
- **Chức năng bảo vệ quá dòng (50/51)**: Bảo vệ thiết bị và lưới điện bằng cách cắt dòng khi dòng điện vượt quá ngưỡng cài đặt, với đặc tính thời gian độc lập hoặc phụ thuộc dòng điện.
- **Phương pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ**: Giải pháp phần cứng nhằm ngăn chặn các thiết bị bảo vệ phía trên tác động đồng thời với thiết bị chính gần sự cố nhất.

### Phương pháp nghiên cứu

- **Nguồn dữ liệu**: Thu thập số liệu thực tế từ hệ thống SCADA của Tổng công ty Điện lực TP. Hồ Chí Minh, thống kê sự cố bật đồng thời và bật vượt cấp từ 06/2020 đến 06/2021 với tổng gần 1900 sự cố, trong đó bật đồng thời chiếm khoảng 10,15%.
- **Phương pháp phân tích**: Sử dụng mô phỏng trên phần mềm Matlab/Simulink để xây dựng mô hình lưới điện thực tế, phân tích phối hợp bảo vệ và hiệu quả các giải pháp khóa trạng thái thiết bị. Đồng thời, mô phỏng trên phần mềm Survalent để đánh giá giải pháp phục hồi lưới điện khi xảy ra bật đồng thời.
- **Timeline nghiên cứu**: Nghiên cứu và mô phỏng được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 09/2021 đến tháng 12/2021, kết hợp với khảo sát thực tế và đánh giá hiệu quả áp dụng tại các điện lực thuộc TP. Hồ Chí Minh.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

- **Tỉ lệ bật đồng thời cao**: Trong tổng số gần 1900 sự cố từ 06/2020 đến 06/2021, có 190 sự cố bật đồng thời (chiếm 10,15%), cao hơn nhiều so với bật vượt cấp (1,66%), cho thấy đây là vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện.
- **Cấu trúc lưới điện và phối hợp bảo vệ chưa hoàn chỉnh**: Một số tuyến dây có số lượng thiết bị bảo vệ vượt mức cho phép hoặc khoảng cách giữa các thiết bị quá gần, dẫn đến cài đặt trị số bảo vệ không phù hợp, gây bật đồng thời.
- **Chuyển nhóm bảo vệ thủ công gây chậm trễ**: Việc chuyển nhóm bảo vệ khi thay đổi phương thức vận hành vẫn được thực hiện thủ công, làm chậm phản ứng của thiết bị bảo vệ, tăng nguy cơ bật đồng thời.
- **Hiệu quả giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ**: Mô phỏng trên tuyến 470 Mỹ Hòa cho thấy, việc áp dụng giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ phía trên thiết bị chính giúp ngăn chặn bật đồng thời, giảm thời gian mất điện và tăng độ tin cậy vận hành.

### Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng bật đồng thời là do phối hợp bảo vệ chưa chính xác và cấu trúc lưới điện chưa tối ưu. So với các nghiên cứu quốc tế, vấn đề bật đồng thời ít được đề cập do lưới điện và thiết bị bảo vệ hiện đại hơn. Tuy nhiên, đặc thù lưới điện TP. Hồ Chí Minh với mật độ thiết bị cao và tải lớn làm tăng nguy cơ này. Việc chuyển nhóm bảo vệ thủ công không phù hợp với yêu cầu tự động hóa hiện đại, gây chậm trễ trong xử lý sự cố.

Giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ dựa trên tín hiệu chỉ báo sự cố và tín hiệu lỗi thiết bị đã được mô phỏng thành công, cho thấy khả năng ngăn chặn bật đồng thời hiệu quả. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu về phối hợp bảo vệ và tự động hóa lưới điện, đồng thời góp phần nâng cao các chỉ số SAIDI/SAIFI. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thống kê số sự cố bật đồng thời theo tháng và bảng so sánh thời gian tác động bảo vệ trước và sau khi áp dụng giải pháp khóa trạng thái.

## Đề xuất và khuyến nghị

- **Rà soát và quy hoạch lại lưới điện**: Tổ chức kiểm tra, điều chỉnh số lượng và khoảng cách thiết bị bảo vệ trên các xuất tuyến, đảm bảo không vượt quá 2 thiết bị bảo vệ có chức năng SCADA trên một xuất tuyến, hoàn thành trong vòng 12 tháng, do các công ty điện lực thực hiện.
- **Áp dụng giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ**: Triển khai lập trình và cấu hình khóa trạng thái trên các thiết bị recloser, ưu tiên các tuyến có tỉ lệ bật đồng thời cao, hoàn thành trong 6 tháng, phối hợp giữa Trung tâm Điều độ và các điện lực.
- **Tự động hóa chuyển nhóm bảo vệ**: Phát triển và tích hợp chức năng chuyển nhóm bảo vệ tự động trên phần mềm Survalent, giảm thiểu thao tác thủ công, nâng cao tốc độ phản ứng, hoàn thành trong 9 tháng, do Trung tâm Điều độ chủ trì.
- **Xây dựng phương án phục hồi nhanh khi xảy ra bật đồng thời**: Mô phỏng và áp dụng giải pháp phát hiện và xử lý kịp thời sự cố bật đồng thời trên phần mềm tự động hóa, giảm thời gian mất điện tối đa dưới 1 phút, triển khai thí điểm trong 6 tháng tại các tuyến trọng điểm.
- **Đào tạo và nâng cao nhận thức cho nhân viên vận hành**: Tổ chức các khóa đào tạo về phối hợp bảo vệ, tự động hóa và xử lý sự cố, đảm bảo nhân viên vận hành nắm vững quy trình mới, thực hiện liên tục hàng năm.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

- **Các kỹ sư và chuyên gia vận hành lưới điện**: Nắm bắt các giải pháp kỹ thuật để nâng cao độ tin cậy và hiệu quả vận hành lưới điện trung thế, áp dụng trong công tác quản lý và vận hành.
- **Nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành điện**: Sử dụng luận văn làm cơ sở khoa học để xây dựng kế hoạch tự động hóa lưới điện, cải thiện chỉ số SAIDI/SAIFI và nâng cao chất lượng dịch vụ.
- **Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành kỹ thuật điện**: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình mô phỏng và giải pháp kỹ thuật trong lĩnh vực tự động hóa lưới điện phân phối.
- **Các nhà cung cấp thiết bị và phần mềm tự động hóa**: Hiểu rõ yêu cầu thực tế và các giải pháp kỹ thuật để phát triển sản phẩm phù hợp với đặc thù lưới điện Việt Nam, đặc biệt tại TP. Hồ Chí Minh.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Hiện tượng bật đồng thời là gì và tại sao nó gây ảnh hưởng lớn?**  
Bật đồng thời là hiện tượng nhiều thiết bị bảo vệ cùng tác động mở khi có sự cố, gây mất điện diện rộng và giảm độ tin cậy cung cấp điện. Ví dụ tại TP.HCM, tỉ lệ bật đồng thời chiếm khoảng 10,15% trong tổng số sự cố, ảnh hưởng trực tiếp đến chỉ số SAIDI/SAIFI.

2. **Giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ hoạt động như thế nào?**  
Giải pháp này dựa trên tín hiệu chỉ báo sự cố và tín hiệu lỗi thiết bị để khóa trạng thái các thiết bị bảo vệ phía trên thiết bị chính gần sự cố, ngăn chặn tác động đồng thời không cần thiết, giảm thiểu mất điện diện rộng.

3. **Tại sao việc chuyển nhóm bảo vệ thủ công lại là vấn đề?**  
Chuyển nhóm bảo vệ thủ công gây chậm trễ trong việc cập nhật cấu hình thiết bị khi thay đổi phương thức vận hành, dẫn đến phối hợp bảo vệ không chính xác và tăng nguy cơ bật đồng thời.

4. **Phần mềm Survalent có vai trò gì trong tự động hóa lưới điện?**  
Survalent là phần mềm tự động hóa tập trung, thu thập dữ liệu SCADA, phân tích sự cố và điều khiển thiết bị từ xa để cô lập sự cố và tái lập cung cấp điện nhanh chóng, tuy nhiên còn hạn chế trong xử lý bật đồng thời.

5. **Làm thế nào để giảm thiểu hiện tượng bật đồng thời trên lưới điện hiện nay?**  
Cần thực hiện quy hoạch lưới điện hợp lý, áp dụng giải pháp khóa trạng thái thiết bị bảo vệ, tự động hóa chuyển nhóm bảo vệ và xây dựng phương án phục hồi nhanh khi xảy ra sự cố, đồng thời nâng cao nhận thức và đào tạo nhân viên vận hành.

## Kết luận

- Luận văn đã phân tích chi tiết hiện trạng bật đồng thời trên lưới điện trung thế TP. Hồ Chí Minh với tỉ lệ sự cố lên đến 10,15%, ảnh hưởng lớn đến độ tin cậy cung cấp điện.  
- Đã đề xuất và mô phỏng thành công các giải pháp quy hoạch lưới điện, khóa trạng thái thiết bị bảo vệ và tự động hóa chuyển nhóm bảo vệ nhằm hạn chế bật đồng thời.  
- Giải pháp phục hồi nhanh khi xảy ra bật đồng thời được xây dựng trên phần mềm Survalent giúp giảm thiểu thời gian mất điện diện rộng.  
- Các giải pháp được đánh giá khả thi và phù hợp với đặc thù lưới điện TP. Hồ Chí Minh, góp phần nâng cao các chỉ số SAIDI/SAIFI và chất lượng cung cấp điện.  
- Khuyến nghị triển khai đồng bộ các giải pháp trong giai đoạn 2021-2025, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển để hoàn thiện tự động hóa lưới điện trung thế, hướng tới xây dựng lưới điện thông minh.

**Hành động tiếp theo:** Triển khai thí điểm các giải pháp tại các tuyến trọng điểm, đánh giá hiệu quả thực tế và mở rộng áp dụng trên toàn TP. Hồ Chí Minh.  
**Kêu gọi:** Các đơn vị điện lực, nhà quản lý và chuyên gia kỹ thuật cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện thành công lộ trình tự động hóa lưới điện trung thế, nâng cao độ tin cậy và chất lượng dịch vụ điện năng.