Giải pháp tự động hóa nâng cao độ tin cậy lưới điện 22kV tại Tân Châu, Tây Ninh

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

LỜI CAM ÐOAN

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Tính cấp thiết của đề tài

1.2. Mục đích nghiên cứu

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Ý nghĩa của khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

1.5. Phương pháp nghiên cứu

1.6. Bố cục luận văn

2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SCADA VÀ PHƯƠNG ÁN PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG SCADA/DMS CỦA CÔNG TY ĐIỆN LỰC TÂY NINH

2.1. Giới thiệu tổng quan về hệ thống SCADA

2.1.1. Hiện trạng hệ thống điện

2.1.1.1. Lưới điện 110kV

2.1.1.2. Lưới điện 22kV

2.1.2. Hiện trạng hệ thống SCADA/DMS của Công ty Điện lực Tây Ninh

2.1.2.1. Mô hình hệ thống SCADA

2.1.2.2. Hiện trạng vận hành hệ thống SCADA/DMS – Spectrum Power 7

2.1.2.3. Đánh giá hệ thống SCADA SP7 của Công ty Điện lực Tây Ninh

2.2. Phương án phát triển hệ thống điều khiển SCADA/DMS tại Công ty Điện lực Tây Ninh

2.2.1. Mô hình hệ thống SCADA/DMS

2.2.2. Kiến trúc phần cứng hệ thống SCADA/DMS

2.2.3. Yêu cầu chức năng của hệ thống SCADA

2.2.4. Yêu cầu kỹ thuật lắp đặt, thông số và chế độ vận hành thiết bị đóng cắt trung trên lưới điện trong hệ thống SCADA

2.2.4.1. Các yêu cầu kỹ thuật về Recloser và Máy cắt đầu xuất tuyến

2.2.4.2. Bố trí lắp đặt recloser, thông số cài đặt, khả năng tải của đường dây

2.2.4.3. Giả lập các trường hợp sự cố để kiểm tra hoạt động của Recloser và phối hợp với máy cắt đầu xuất tuyến

2.2.4.4. Xây dựng trình tự thao tác cô lập sự cố và đóng mạch vòng từ xa qua Recloser (LBS) để chuyển tải

2.2.4.5. Xác định các điều kiện để thao tác Recloser từ xa

2.2.4.6. Xác định các điều kiện cho phép chuyển sang vận hành ở chế độ tự động (Auto)

2.2.4.7. Thiết lập chế độ vận hành tự động (Auto) trong hệ thống SCADA

2.2.5. Yêu cầu về kết nối, chia sẻ dữ liệu và an ninh mạng

2.2.6. Các ứng dụng của hệ thống DMS tại Công ty Điện lực

2.2.7. Hệ thống kênh truyền

2.2.8. Cơ sở hạ tầng tại TTĐK

2.2.9. So sánh các chức năng DMS được phát triển và hệ thống SP7 hiện hữu

2.2.10. Đánh giá hiệu quả đầu tư SCADA/DMS

2.2.11. Lộ trình nâng cấp, phát triển hệ thống SCADA/DMS

3. CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

3.1. Cơ sở và định hướng tự động hóa lưới trung áp (phân phối)

3.1.1. Sơ đồ cây tự động hóa

3.1.2. Các giai đoạn tự động hóa

3.1.3. Cấp độ chuyên sâu của tự động hóa (AIL/Automation Intensity level)

3.2. Các mô hình tự động hóa lưới điện phân phối

3.3. Phân tích mô hình tự động hóa

3.4. Lựa chọn mô hình tự động hóa

3.5. Định hướng triển khai mô hình tự động hóa tại lưới điện huyện Tân Châu

4. CHƯƠNG 4: TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 22KV CỦA HUYỆN TÂN CHÂU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG SCADA

4.1. Sơ lược lưới điện của huyện Tân Châu

4.1.1. Quy mô quản lý vận hành

4.1.2. Nguồn và lưới điện

4.2. Triển khai tự động hóa 2 tuyến 475 Tân Hưng và 478 Suối Ngô

4.2.1. Kịch bản sự cố xảy ra ở đoạn MC478SN đến Recloser Suối Ngô T

4.2.2. Kịch bản sự cố xảy ra ở đoạn MC475TH đến Recloser Suối Dây T

4.2.3. Kịch bản sự cố xảy ra ở sau Recloser Suối Ngô T.173/1 gây bật vượt cấp MC478SN

4.3. Triển khai tự động hóa 2 tuyến 477 Tân Hưng và 480 Suối Ngô

4.3.1. Kịch bản sự cố xảy ra ở đoạn MC480SN đến Recloser Bổ Túc T

4.3.2. Kịch bản sự cố xảy ra ở đoạn Recloser Tha La T.72/1 đến Recloser Tân Thành T

4.3.3. Kịch bản sự cố xảy ra ở đoạn MC 477TH đến Recloser Tha La T

4.4. Kết quả tính toán các chỉ số độ tin cậy khi thực hiện tự động hóa

4.4.1. Chỉ số độ tin cậy

4.4.2. Kết quả tính toán độ tin cậy lưới điện khi thực hiện tự động

4.4.3. Nhận xét và đề xuất

4.5. Đánh giá hiệu quả hệ thống SCADA

4.5.1. Những lợi ích không lượng hóa được

4.5.2. Những lợi ích có thể lượng hóa

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TRONG TƯƠNG LAI

5. Hướng phát triển tương lai

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

I. Giới thiệu về giải pháp tự động hóa

Giải pháp tự động hóa nhằm nâng cao độ tin cậy lưới điện 22kV tại huyện Tân Châu, tỉnh Tây Ninh là một trong những yêu cầu cấp thiết trong bối cảnh nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa không chỉ giúp cải thiện khả năng giám sát và quản lý lưới điện mà còn nâng cao hiệu quả phản ứng nhanh chóng đối với các sự cố xảy ra. Hệ thống SCADA hiện tại của Công ty Điện lực Tây Ninh đã có những bước tiến nhất định, nhưng vẫn cần được nâng cấp để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về độ tin cậy và hiệu quả vận hành. Theo nghiên cứu, việc triển khai các giải pháp tự động hóa có thể giảm thiểu thời gian mất điện và nâng cao tính liên tục của dịch vụ cung cấp điện.

1.1. Tình hình hiện tại của lưới điện 22kV

Lưới điện 22kV tại huyện Tân Châu hiện đang gặp phải nhiều thách thức, bao gồm sự cố mất điện thường xuyên và thời gian phục hồi kéo dài. Các yếu tố này không chỉ ảnh hưởng đến độ tin cậy lưới điện mà còn gây thiệt hại cho các doanh nghiệp và hộ gia đình. Việc phân tích thực trạng lưới điện cho thấy cần có những giải pháp tự động hóa để cải thiện tình hình. Hệ thống SCADA hiện tại chỉ thực hiện chức năng giám sát và điều khiển xa, chưa áp dụng các chức năng DMS để quản lý lưới điện một cách hiệu quả hơn. Do đó, việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp tự động hóa là rất cần thiết.

II. Công nghệ tự động hóa trong lưới điện

Công nghệ tự động hóa trong lưới điện phân phối 22kV bao gồm nhiều thành phần quan trọng như hệ thống điều khiển và giám sát từ xa, cùng với các hệ thống phát hiện, cô lập và phục hồi sự cố (FDIR). Những công nghệ này không chỉ giúp cải thiện khả năng giám sát mà còn nâng cao hiệu quả phản ứng nhanh chóng đối với các sự cố. Việc áp dụng công nghệ thông tin trong quản lý lưới điện cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ tin cậy lưới điện. Các mô hình tự động hóa được đề xuất sẽ giúp giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.

2.1. Các mô hình tự động hóa

Các mô hình tự động hóa lưới điện phân phối hiện nay được phân loại theo nhiều cấp độ khác nhau. Mỗi mô hình có những ưu điểm và hạn chế riêng, tuy nhiên, mục tiêu chung vẫn là nâng cao độ tin cậy lưới điện và giảm thiểu thời gian mất điện. Việc lựa chọn mô hình phù hợp cho lưới điện 22kV tại Tân Châu cần dựa trên các yếu tố như quy mô lưới điện, đặc điểm phụ tải và khả năng tài chính của đơn vị quản lý. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng mô hình tự động hóa tiên tiến có thể mang lại nhiều lợi ích kinh tế và xã hội, đồng thời cải thiện chất lượng dịch vụ điện lực.

III. Đánh giá hiệu quả của hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và giám sát lưới điện 22kV. Đánh giá hiệu quả của hệ thống này cho thấy rằng việc triển khai các giải pháp tự động hóa có thể giảm thiểu thời gian mất điện và nâng cao độ tin cậy lưới điện. Các chỉ số độ tin cậy như SAIDI và SAIFI sẽ được cải thiện đáng kể khi áp dụng công nghệ mới. Hệ thống SCADA hiện tại cần được nâng cấp để tích hợp các chức năng DMS, từ đó giúp quản lý lưới điện một cách hiệu quả hơn.

3.1. Lợi ích của việc nâng cấp hệ thống

Việc nâng cấp hệ thống SCADA không chỉ giúp cải thiện khả năng giám sát mà còn nâng cao hiệu quả vận hành của lưới điện. Các lợi ích không thể lượng hóa như sự hài lòng của khách hàng và giảm thiểu tổn thất điện năng cũng rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng công nghệ tự động hóa có thể tạo ra một mô hình mẫu cho các khu vực khác có điều kiện tương tự, giúp nâng cao hiệu quả vận hành và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về một hệ thống cung cấp điện tin cậy và bền vững.

Luận Văn Thạc Sĩ: Giải Pháp Tự Động Hóa Nâng Cao Độ Tin Cậy Lưới Điện 22kV Tại Huyện Tân Châu, Tỉnh Tây Ninh