Nghiên cứu giải pháp điều khiển xa cho các trạm biến áp 220 kV không người trực

Việc điều khiển từ xa trạm biến áp giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào thao tác thủ công, tăng cường độ tin cậy và an toàn trong vận hành. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh lưới điện ngày càng phức tạp và yêu cầu về cung cấp điện liên tục ngày càng cao. Theo tài liệu nghiên cứu, việc ứng dụng các hệ thống điều khiển tích hợp máy tính và nâng cao năng lực của vận hành viên là yếu tố then chốt để giảm chi phí vận hành và nâng cao hiệu quả. Việc xây dựng các trạm biến áp không người trực là một xu hướng tất yếu trong quá trình phát triển lưới điện thông minh.

Mục tiêu chính của việc điều khiển từ xa trạm biến áp là nâng cao năng suất lao động, tăng hiệu quả vận hành lưới điện và độ tin cậy cung cấp điện. Điều này đạt được thông qua việc giảm số lượng nhân viên trực tại trạm, tự động hóa các thao tác, và cải thiện khả năng giám sát và điều khiển từ xa. Việc áp dụng các ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) tiên tiến vào quản lý vận hành và thao tác lưới điện truyền tải điện từ xa thông qua hạ tầng viễn thông CNTT trong công tác quản lý vận hành (QLVH) hệ thống truyền tải điện trong Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia.

Mô hình giám sát và vận hành thủ công tại mỗi TBA 220kV bộc lộ nhiều bất cập và kém hiệu quả. Các thao tác tại chỗ theo mệnh lệnh của Điều độ có thể dẫn đến sai sót do yếu tố con người. Việc thiếu hệ thống tích hợp thông tin và xử lý cảnh báo chung cũng gây khó khăn trong việc phát hiện và xử lý sự cố kịp thời. Theo nghiên cứu, việc chuyển đổi sang mô hình trạm biến áp không người trực là một giải pháp hiệu quả để khắc phục những hạn chế này.

Để đáp ứng yêu cầu về vận hành an toàn và hiệu quả, cần xây dựng hệ thống điều khiển giám sát hiện đại, có khả năng thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực, cung cấp thông tin đầy đủ và chính xác cho người vận hành. Hệ thống này cần tích hợp các chức năng như giám sát từ xa trạm biến áp, điều khiển thiết bị, cảnh báo sự cố, và phân tích dữ liệu. Việc áp dụng các giao thức truyền thông công nghiệp như IEC 61850 cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo khả năng tương tác và tích hợp giữa các thiết bị khác nhau.

Mô hình tổ chức giám sát điều khiển từ xa cần được xây dựng dựa trên nguyên tắc phân cấp, đảm bảo sự phối hợp chặt chẽ giữa các cấp điều độ và trung tâm điều khiển. Trung tâm điều khiển có chức năng thao tác từ xa các thiết bị theo lệnh điều độ của các cấp điều độ có quyền điều khiển. Trạm biến áp không người trực đóng vai trò là các điểm kết nối cơ sở đến các trung tâm điều khiển. Trạm biến áp không người trực được trang bị các thiết bị điều khiển và bảo vệ có tính tự động hóa cao như hệ thống rơ le bảo vệ, điều khiển, các hệ thống giám sát hình ảnh và giám sát an ninh liên tục, hệ thống Camera nhiệt, tín hiệu báo cháy.

Hạ tầng kỹ thuật cho trung tâm điều khiển cần đảm bảo khả năng kết nối và truyền tải dữ liệu ổn định, an toàn. Điều này bao gồm hệ thống mạng truyền dẫn, hệ thống máy chủ, hệ thống phần mềm điều khiển, và các thiết bị giám sát và điều khiển. Việc sử dụng các giao thức truyền thông công nghiệp như IEC 61850 là một yếu tố quan trọng để đảm bảo khả năng tương tác và tích hợp giữa các thiết bị khác nhau. Ngoài ra, cần chú trọng đến vấn đề an ninh mạng trạm biến áp để bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công mạng.

Việc lựa chọn phần mềm điều khiển trạm biến áp và phần cứng điều khiển trạm biến áp phù hợp là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu quả hoạt động của trung tâm điều khiển. Phần mềm cần có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, và cung cấp đầy đủ các chức năng cần thiết như giám sát, điều khiển, cảnh báo, và phân tích dữ liệu. Phần cứng cần đảm bảo độ tin cậy cao, khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, và khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu phát triển trong tương lai.

Mục tiêu chính của dự án là xây dựng một trung tâm vận hành - điều khiển hiện đại, có khả năng giám sát và điều khiển từ xa các trạm biến áp 220kV tại khu vực Nam Định. Phạm vi dự án bao gồm việc đầu tư thiết bị, bố trí nhân lực, xây dựng hạ tầng kỹ thuật, và triển khai các giải pháp phần mềm và phần cứng điều khiển. Dự án cũng đặt mục tiêu nâng cao năng lực của đội ngũ vận hành viên và cải thiện quy trình vận hành.

Giải pháp kỹ thuật cho từng trạm biến áp 220kV cần được thiết kế phù hợp với đặc điểm và yêu cầu cụ thể của từng trạm. Điều này bao gồm việc lựa chọn các thiết bị điều khiển và bảo vệ, xây dựng hệ thống truyền thông, và triển khai các giải pháp an ninh mạng. Việc tích hợp các hệ thống giám sát hình ảnh và giám sát an ninh cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn cho trạm biến áp.

Việc vận hành và điều khiển trạm 220kV Thái Thụy từ xa là một ví dụ điển hình cho việc ứng dụng các giải pháp điều khiển từ xa. Điều này bao gồm việc giám sát trạng thái thiết bị, điều khiển đóng cắt, và xử lý sự cố từ trung tâm vận hành - điều khiển. Việc truy cập rơle từ xa cũng là một chức năng quan trọng để thực hiện các thao tác bảo trì và kiểm tra.

Mô hình điều khiển từ xa trạm biến áp mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với mô hình vận hành truyền thống. Điều này bao gồm việc giảm chi phí vận hành, nâng cao năng suất lao động, cải thiện độ tin cậy cung cấp điện, và tăng cường khả năng giám sát và điều khiển. Việc áp dụng các công nghệ mới như giải pháp năng lượng thông minh cũng giúp tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng.

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp điều khiển từ xa trạm biến áp tiên tiến hơn, có khả năng đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của lưới điện thông minh. Điều này bao gồm việc áp dụng các công nghệ mới như IoT, điện toán đám mây, và phân tích dữ liệu, cũng như việc phát triển các giao thức truyền thông công nghiệp an toàn và tin cậy. Việc nghiên cứu các giải pháp bảo trì từ xa trạm biến áp và vận hành từ xa trạm biến áp cũng là một hướng đi quan trọng.