I. Giới thiệu về hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ
Hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ (Subsynchronous Resonance - SSR) là một vấn đề quan trọng trong lưới điện. Nó xảy ra khi có sự tương tác giữa các máy phát điện và các tụ bù dọc trên đường dây truyền tải, dẫn đến dao động không mong muốn có thể gây hư hỏng cho thiết bị. Các nghiên cứu cho thấy rằng SSR có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các trục turbine máy phát, làm mất ổn định hệ thống điện. Theo thống kê, vào ngày 24/11/2015, hiện tượng này đã xảy ra tại nhà máy nhiệt điện Vũng Áng I, gây ra hư hỏng cho turbine máy phát. Việc lắp đặt tụ bù dọc nhằm tăng khả năng truyền tải và ổn định hệ thống lại có thể trở thành nguyên nhân dẫn đến SSR. Do đó, việc nghiên cứu và phân tích hiện tượng này là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống điện Việt Nam.
1.1. Nguyên nhân gây ra hiện tượng SSR
Nguyên nhân chính của hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ bao gồm tự kích thích, moment xoắn quá độ và các yếu tố khác ảnh hưởng đến SSR. Tự kích thích xảy ra khi có sự thay đổi đột ngột trong điều kiện hoạt động của hệ thống, dẫn đến sự dao động không ổn định. Moment xoắn quá độ cũng đóng vai trò quan trọng, khi có sự thay đổi trong tải hoặc cấu hình hệ thống. Ngoài ra, các yếu tố như tần số và cấu hình mạng điện cũng có thể ảnh hưởng đến sự xuất hiện của SSR. Nghiên cứu này sẽ đi sâu vào các nguyên nhân và cơ chế gây ra SSR, từ đó đề xuất các biện pháp phòng ngừa hiệu quả.
II. Phương pháp nghiên cứu và phân tích
Để nghiên cứu hiện tượng SSR, các phương pháp phân tích hiện có sẽ được áp dụng, bao gồm phương pháp quét tần số và phương pháp trị riêng. Phương pháp quét tần số cho phép xác định các tần số cộng hưởng tự nhiên trong hệ thống điện, từ đó giúp nhận diện các nguy cơ tiềm ẩn. Phương pháp trị riêng giúp phân tích các dao động và tần số dao động riêng của các trục turbine máy phát, nhằm đánh giá tác động của SSR đến hiệu suất hoạt động của máy phát. Việc áp dụng các phương pháp này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiện tượng SSR và giúp phát triển các giải pháp giảm thiểu tác động của nó đến hệ thống điện.
2.1. Phân tích hiện tượng SSR trong hệ thống điện Việt Nam
Trong nghiên cứu này, hệ thống điện Việt Nam sẽ được mô phỏng và phân tích để xác định các khu vực có nguy cơ cao xảy ra SSR. Các kịch bản sẽ được xây dựng cho các năm 2020 và 2025, nhằm đánh giá sự thay đổi trong cấu hình lưới điện và tác động của các nhà máy điện tái tạo, đặc biệt là điện gió. Kết quả phân tích sẽ chỉ ra các điểm yếu trong hệ thống, từ đó đưa ra các khuyến nghị về thiết kế và vận hành nhằm giảm thiểu nguy cơ xảy ra SSR. Đặc biệt, việc nghiên cứu sẽ tập trung vào các nhà máy nhiệt điện kết nối với lưới điện 500kV và 220kV, nơi có nguy cơ cao nhất.
III. Giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng của SSR
Để giảm thiểu ảnh hưởng của hiện tượng SSR, nhiều giải pháp đã được đề xuất và áp dụng trên thế giới. Một trong những giải pháp hiệu quả là sử dụng bộ lọc tần số thấp (Blocking Filter) để loại bỏ các tần số không mong muốn trong hệ thống. Giải pháp này đã được thử nghiệm thành công tại nhiều nhà máy điện, giúp giảm thiểu đáng kể tác động của SSR đến thiết bị. Nghiên cứu sẽ phân tích kết quả áp dụng bộ lọc tần số thấp cho nhà máy nhiệt điện Vũng Áng I, đánh giá hiệu quả của giải pháp này trong việc cải thiện độ ổn định và hiệu suất của hệ thống điện.
3.1. Các biện pháp ngăn ngừa SSR
Các biện pháp ngăn ngừa SSR cần được triển khai đồng bộ và hiệu quả. Điều này bao gồm việc thiết kế hệ thống điện với các tụ bù dọc hợp lý, theo dõi và phân tích thường xuyên tình trạng hoạt động của thiết bị, cũng như cập nhật công nghệ mới nhất để cải thiện hiệu suất. Ngoài ra, việc đào tạo nhân lực và nâng cao nhận thức về SSR cũng là một phần quan trọng trong công tác phòng ngừa. Những giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ thiết bị mà còn đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống điện Việt Nam trong tương lai.
