Áp dụng công nghệ quản lý và điều khiển phụ tải bằng sóng điều khiển tối ưu dung lượng bù trong lưới phân phối
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.94 MB, 84 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------
TRẦN VĂN DŨNG
ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ VÀ ĐIỀU KHIỂN PHỤ
TẢI BẰNG SÓNG ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU DUNG LƯỢNG
BÙ TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN
Hà Nội – Năm 2010
1
MỤC LỤC
Trang
Chương 1. Mở đầu
1.1
Đặt vấn đề...............................................................................................1
1.2
Khái niệm về điều khiển phụ tải bằng sóng Ripple Control...................2
1.3
Điều khiển tụ bù bằng sóng Ripple Control............................................7
Chương 2. Hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng Ripple Control lưới điện
trung áp 22KV Hà Nội
2.1
Hệ thống điều khiển................................................................................9
2.1.1 Bộ điều khiển trung tâm MPC.......................................................9
2.1.2 Bộ điều khiển khu vực MLC........................................................16
2.2
Máy phát sóng SFU-K..........................................................................17
2.3
Mạch ghép nối song song.....................................................................21
2.4
Máy thu sóng ROA...............................................................................21
2.5
Mã điều khiển sóng Decabit..................................................................23
2.6
Hệ thông tin song song PCS..................................................................26
Chương 3 Điều khiển tối ưu dung lượng bù trong lưới phân phối theo thông
tin đo lường
3.1
Đặt vấn đề ............................................................................................28
3.2
Xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng và vấn đề vận hành tối ưu
theo mục tiêu tổn thất điện năng nhỏ nhất.................................................28
3.3
Xây dựng thuật toán điều khiển tối ưu dung lượng bù theo thông tin đo
lường trong lưới phân phối điện......................................................................30
3.3.1 Sơ đồ lưới điện đơn giản.............................................................30
3.3.2 Sơ đồ lưới điện đơn giản có điện dung đường dây.....................32
____________________________________________________________________________
2
3.3.3 Sơ đồ lưới điện phức tạp hình tia................................................34
3.4
Điều khiển tối ưu thiết bị bù khi dung lượng thay đổi nhảy cấp ........36
3.4.1 Sơ đồ lưới điện đơn giản.............................................................36
3.4.2 Sơ đồ lưới điện phức tạp hình tia................................................39
Chương 4. Ví dụ tính toán lựa chọn, lắp đặt và điều khiển tối ưu dung lượng
bù lưới điện phân phối........................................................................41
4.1
Xác định vị trí và dung lượng bù tối ưu theo suất giảm chi phí tổn thất của
thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện...................................................41
4.1.1 Suất giảm chi phí tổn thất của thiết bị bù.....................................41
4.1.2 Xác định vị trí và dung lượng bù tại các nút đảm bảo thời gian thu
hồi vốn nhỏ hơn thời hạn đã chọn.............................................................45
4.2
Ví dụ tính toán xác định vị trí và điều khiển tối ưu dung lượng bù .....47
4.3
Cài đặt điều khiển tối ưu dung lượng bù bằng hệ thống Ripple
Control.............................................................................................................53
4.3.1 Điều khiển tối ưu dung lượng bù.................................................53
4.3.2 Cài đặt điều khiển theo thời gian (time program)........................54
4.3.2 Cài đặt mở rộng điều khiển tụ bù................................................59
KẾT LUẬN CHUNG LUẬN VĂN................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Phụ lục 1. Đánh giá hiệu quả bù theo đường cong tổn thất.
P.1
Tổn thất điện năng và đường cong tổn thất.
P.2
Xác định tổn thất điện năng theo đường cong tổn thất.
P.3
Đánh giá hiệu quả bù theo đường cong tổn thất.
Phụ lục 2 Kết quả tính tổn thất công suất theo chương trình CONUS
____________________________________________________________________________
3
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong tình hình lưới điện hiện nay, nhu cầu phụ tải điện ngày càng tăng
cao đặt ra cho ngành điện lực Việt Nam nhiều thách thức về vốn đầu tư để phát
triển nguồn điện, chi phí cho sản xuất và phân phối đến các hộ tiêu thụ cũng như
là đảm bảo lưới điện vận hành an toàn với chất lượng ngày càng được nâng cao.
Công nghệ quản lý phụ tải bằng sóng (Ripple Control) là một giải pháp kỹ
thuật trong chương trình quản lý nhu cầu (DSM-Demand Side Management) giúp
các nhà quản lý và kinh doanh điện năng điều khiển trực tiếp lượng điện năng
tiêu thụ của các phụ tải. Ripple Control giúp cho việc sử dụng điện năng tại các
phụ tải có hiệu quả và kinh tế nhất. Ripple Control góp phần làm giảm phụ tải
đỉnh, chuyển dịch phụ tải….từ đó làm giảm áp lực về vốn đầu tư để phát triển
nguồn điện, lưới điện.
Với hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng Ripple Control cho phép thu
thập được các thông số tại nút phụ tải cũng như trên các nhánh đường dây, đây là
cơ sở và điều kiện thuận lợi để quản lý và điều khiển phụ tải theo nhu cầu
(Demand Side Management) cũng như áp dụng các giải pháp kỹ thuật về điều
khiển, vận hành hệ thông điện. Một trong những ứng dụng đó là điều khiển tối ưu
tụ bù bằng sóng theo thông tin đo lường nhằm tối thiểu tổn thất công suất, tổn
thất điện năng .
Với lưới điện làm việc với hệ số Cosϕ thấp thì phương án lắp đặt tụ bù tại
các trạm phân phối điện và điều khiển tối ưu tụ bù theo sóng Ripple Control sẽ
nâng cao hệ số Cosϕ, giữ cho điện áp tại phụ tải không bị xuống thấp từ đó góp
phần làm giảm tổn thất điện năng và nâng cao chất lượng điện năng.
____________________________________________________________________________
4
1.2. Khái niệm về điều khiển phụ tải bằng sóng (Ripple Control)
Hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng là công nghệ sử dụng lưới cung cấp
điện như một phương tiện truyền thông tin. Các thông tin này dưới dạng các lệnh
được dùng để điều khiển các phụ tải nối vào lưới điện. Thông tin được đưa trực
tiếp vào lưới điện dưới dạng sóng nhỏ, tần số âm thanh (150 - 2000Hz) mang các
mã lệnh điều khiển. Các sóng này được tính toán sao cho không làm ảnh hưởng
đến chất lượng điện năng.
Điều khiển phụ tải bằng sóng (Ripple Control) là một kỹ thuật chồng
những sóng nhỏ lên sóng điện áp (hay dòng) hình sin của lưới điện phân phối. Sự
chồng lên sóng điện áp (hay dòng) bằng một sóng có tần số cao hơn nhiều so với
tần số định mức của lưới điện (50/60Hz) và có cùng biên độ của sóng 50/60 Hz
sẽ tạo nên một sóng hình sin có “gợn sóng” như hình vẽ 1.1
Hình 1.1 : Sự chồng sóng điều khiển trên sóng hình sin
Hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng là một hệ thống thông tin một chiều
bao gồm máy phát, kênh truyền và máy thu. Máy phát được đặt ở trạm trung tâm
và gửi tín hiệu đến vô số máy thu ở khắp mọi nơi trong lưới điện thông qua kênh
truyền là lưới phân phối 22KV.
____________________________________________________________________________
5
Mt c im ca li in phõn phi l ng cong ph ti luụn thay i
theo gi, theo ngy v theo nm do nhu cu in nng luụn luụn thay i. Trong
thc t ng cong ph ti cú th c san bng nh h thng iu khin bng
súng theo nhiu cỏch :
- iu khin giỏn tip ph ti thụng qua vic thay i mc giỏ in :
Nhu cầu sử dụng điện năng của các phụ tải thờng đợc phân bố không
đều theo thời gian. Một cách tự nhiên, theo tập quán sinh hoạt, làm việc và sản
xuất sẽ xuất hiện các cao điểm và thấp điểm trong đồ thị phụ tải của hệ thống.
Tại khoảng thời gian cao điểm, hệ thống phải huy động mọi khả năng phát điện
để đáp ứng nhu cầu phụ tải và đôi khi vẫn không tránh khỏi phải cắt điện nếu
không xây dựng thêm các nguồn điện cũng nh các hệ thống truyền tải mới. Rõ
ràng chi phí thực để đáp ứng nhu cầu điện năng trong thời điểm này sễ rất cao.
Ngợc lại trong khoảng thời gian thấp điểm, nhu cầu tiêu thụ điện năng thờng
rất bé khiến các nhà máy điện phải ngừng phát điện hoặc chạy vơí công suất hạn
chế theo điều kiện kỹ thuật, đôi khi vẫn phải xả bớt hơi quá nhiệt. Trong các hệ
thống có tỷ trọng thuỷ điện cao sẽ không tránh khỏi phải xả nớc vô ích vào các
mùa ma. Vốn đầu t xây dựng hệ thống truyền tải không đợc khai thác hợp lý,
các máy biến áp vận hành non tải sẽ làm gia tăng tổn thất tổn thất trong hệ thống.
Tại các thời điểm này nếu có thêm nhu cầu dùng điện sẽ rất kinh tế và thuận lợi
cho công tác vận hành hệ thống. Tại nhiều nớc, giá bán điện không thay đổi
trong suất thời gian cung cấp đã tạo ra những hạn chế đáng kể đối với việc
khuyến khích sử dụng điện năng hiệu quả và không phản ánh đúng thực chất giá
trị của điện năng tại các thời điểm khác nhau.
Trong các nớc phát triển, giá bán điện đợc sử dụng nh một công cụ rất hiệu
quả để điều hoà nhu cầu dùng điện. Biểu giá bán điện thay đổi một cách linh hoạt
phụ thuộc vào từng mùa, từng thời điểm cấp điện, khả năng đáp ứng của hệ thống,
trị số công suất và điện năng yêu cầu, địa điểm tiếp nhận, đối tợng khách hàng...
____________________________________________________________________________
6
Nhờ vậy điện năng đã đợc sử dụng một cách hiệu quả đem lại lợi ích cho cả
ngời cung cấp lẫn ngơì sử dụng.
- iu khin trc tip dũng in :Mục tiêu chính của giải pháp này là san
bằng đồ thị phụ tải của hệ thông điện nhằm giảm tổn thất, dễ dàng định đợc
phơng thức vận hành kinh tế hệ thống, giảm nhẹ vốn đầu t phát triển nguồn và
lới điện, cung cấp cho khách hàng linh hoạt, tin cậy, chất lợng cao và giá thành
rẻ. Trên hình 1.2 trình bày các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện.
1. Cắt giảm đỉnh
2. Lấp thấp điểm
3. Chuyển dịch phụ tải
4. Biện pháp bảo tồn
5. Tăng trởng dòng điện
6. Biểu đồ linh hoạt
Hỡnh 1.2 iu khin trc tip dũng in
____________________________________________________________________________
7
a. Cắt giảm đỉnh
Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phụ tải đỉnh trong các giờ cao
điểm của hệ thống điện nhằm giảm nhu cầu gia tăng công suất và tổn thất điện
năng. Có thể điều khiển dòng điện của khách hàng để giảm đỉnh bằng các tín hiệu
điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại hộ tiêu thụ. Ngoài ra bằng chính sách giá điện
cũng có thể đạt đợc mục tiêu này. Tuy nhiên khi áp dụng biện pháp này các
khách hàng thờng đợc thoả thuận hoặc thông báo trớc để tránh những thiệt hại
do ngừng cung cấp điện.
b. Lấp thấp điểm
Đây là biện pháp truyền thống thứ 2 để điều khiển dòng điện. Lấp thấp
điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Điều này đặc biệt hấp dẫn
nếu nh giá điện cho các phụ tải dới đỉnh nhỏ hơn giá điện trung bình.Thờng
áp dụng biện pháp này khi công suất thừa đợc sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền.
Hiệu quả thực là gia tăng tổng điện năng thơng phẩm nhng không tăng công
suất đỉnh, tránh đợc hiện tợng xả nớc (thuỷ điện) hoặc hơi (nhiệt điện) thừa,
có thể lấp thấp điểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thuỷ
điện tích năng, nạp điện cho ắc quy, ô tô điện...
c. Chuyển dịch phụ tải
Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu quả
thực là giảm đợc công suất đỉnh song không làm thay đổi điện năng tiêu thụ
tổng. Các ứng dụng phổ biến trong trờng hợp này là các kho nhiệt, các thiết bị
tích năng lợng và thiết lập hệ thống giá điện thật hợp lý.
d. Biện pháp bảo tồn
Đây là biện pháp giảm tiêu thụ, cuối cùng dẫn tới giảm tiêu thụ điện năng
tiêu thụ tổng nhờ việc nâng cao hiệu năng của các thiết bị dùng điện.
e. Tăng trởng dòng điện
____________________________________________________________________________
8
Tăng thêm các khách hàng mới (chơng trình điện khí hoá nông thôn là
một ví dụ) dẫn tới tăng cả công suất đỉnh và tổng điện năng tiêu thụ.
f. biểu đồ phụ tải linh hoạt
Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp điện nh một biến số trong bài toán
lập kế hoạch tiêu dùng. Và do vậy đơng nhiên có thể cắt điện khi cần thiết. Hiệu
quả thực là công suất đỉnh và cả điện năng tiêu thụ tổng có thể suy giảm.
Ngoi ra Ripple Control cũn cú th thc hin nhiu dch v khỏc nhau nh
iu khin ốn ng chiu sỏng, cnh bỏo ph ti ....vv...
H thng iu khin ph ti cú nhng u im sau:
- Tc , tớnh linh hot v tin cy: K thut iu khin ph ti bng
súng cho phộp chuyn i nhanh chúng, linh hot v chớnh xỏc ph ti trong
vũng 6,6 giõy (s dng mó decabit). Ripple Control vi mc mó hoỏ cao cho
phộp kim soỏt ti 20000 lnh iu khin ph ti nờn cú th chuyn i cú chn
lc v linh hot cỏc ph ti thớch hp vi tin cy cao t c biu ph
ti mong mun.
- Kh nng truyn tớn hiu: Vỡ s dng h thng cung cp in lm kờnh
truyn thụng tin nờn Ripple Control cú kh nng truyn thụng cao, tớn hiu iu
khin cú th nhn bt c ni no trong li in in phõn phi. V c im ny
cụng ngh truyn tin trờn li in hn hn cụng ngh dựng súng radio.
- Qun lý d dng: Vỡ s dng li in lm kờnh truyn thụng tin nờn nh
cung cp in l nh qun lý duy nht v di tn s truyn tớn hiu.
- Tớnh kinh t: Ripple Control khụng cn vn u t xõy dng kờnh truyn,
cỏc thit b c lp t n gin; s phỏt trin iu khin ph ti khụng hn ch.
Ngoi ra Ripple Control gii quyt c vn ng cong ph ti khụng bng
phng lm trỏnh hoc trỡ hoón nhng khon u t ln nõng cp li in hin
cú (tng cụng sut ng dõy, mỏy bin ỏp, mỏy ct, ).
____________________________________________________________________________
9
1.3. Điều khiển tụ bù bằng sóng Ripple Control
Hiện nay tại Công ty Điện lực TP Hà Nội, cụ thể là trạm 110KV Giám
đang được trang bị hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng có thể điều khiển nhiều
phụ tải khác nhau.Qua khảo sát các trạm biến áp trung thế 22KV lấy nguồn từ hai
thanh cái 22KV trạm Giám thường vận hành với hệ số công suất Cosϕ < 0,9 . Để
nâng cao hệ số Cosϕ nhằm giảm tổn thất điện năng tại các trạm biến áp thì
phương án lắp đặt tụ bù và điều khiển từ xa theo sóng là phù hợp; mang lại nhiều
lợi ích về kinh tế, kỹ thuật và có tính khả thi cao.
Phương án lắp đặt tụ bù và điều khiển từ xa bằng sóng là sử dụng công
nghệ điều khiển phụ tải bằng sóng tại lưới điện 22KV hiện có; các bộ thu tín hiệu
điều khiển sóng sẽ chuyển mạch và điều khiển đóng cắt tụ tại các trạm phân phối
ở các thời điểm khác nhau theo yêu cầu của người vận hành
Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống điều khiển phụ tải bằng sóng như
hình 1.3
____________________________________________________________________________
10
Trạm Giám
110 KV
63 MVA
Uc = 12.75%
63 MVA
Uc = 12.75%
22 KV
Máy cắt
Smax = 50MVA
Smax = 50MVA
Tụ ghép nối
Cuộn kháng
điều chỉnh
Bộ điều khiển
khu vực MLC
Máy biến áp
Cách ly
Máy phát SFU-K
400/230V supply
Hệ thống thông tin
song song PCS
Bộ điều khiển trung tâm MPC
(Trung tâm Điều độ lưới điện Hà Nội)
Hình 1.3 : Sơ đồ nguyên lý điều khiển tụ bù bằng sóng Ripple Control
____________________________________________________________________________
11
Chương 2
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN PHỤ TẢI BẰNG SÓNG
RIPPLE CONTROL LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 22KV HÀ NỘI
2.1. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển là một khâu quan trọng trong quá trình điều khiển
sóng; nó thực hiện chức năng cài đặt các thông số vận hành và điều khiển hệ
thống. Hệ thống điều khiển bao gồm bộ điều khiển trung tâm (MPC) và bộ điều
khiển khu vực (MLC).
2.1.1. Bộ điều khiển trung tâm (MPC) :
MPC là bộ điều khiển trung tâm cung cấp tất cả các mã điều khiển sóng
cho hệ thống điều khiển sóng . MPC được lắp đặt tại trung tâm điều độ lưới điện
Hà Nội, nó là bộ điều khiển chính có khả năng điều khiển 32 thiết bị điều khiển
sóng lắp đặt tại 32 trạm tương ứng. MPC được ứng dụng để chuyển mạch, điều
chỉnh phụ tải trong hệ thống điện. MPC cho phép điều khiển các đối tượng trực
tiếp trên màn hình, cài đặt điều khiển theo thời gian và điều khiển theo sự kiện.
Những file dữ kiện sẽ được phân tích trong suốt quá trình điều khiển . Mọi dữ
liệu cơ sở và sự kiện được hiển thị trên màn hình máy tính, nạp và lưu trữ trong ổ
cứng hoặc được in ra.
MPC bao gồm bộ xử lý trung tâm PS và máy tính cá nhân PC..Bộ xử lý
trung tâm PS được thiết kế sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, thực hiện
chức năng điều khiển sóng. Máy tính cá nhân làm việc như một giao diện thông
minh; tất cả các dữ liệu được cấu trúc rõ ràng và hiển thị trên màn hình; các dòng
chữ được hiển thị theo ngôn ngữ lựa chọn; các thông số có thể được in ra.
____________________________________________________________________________
12
MSC
Process Controller
PS
Hình 2.1 : Sơ đồ cấu trúc và tủ bộ điều khiển MPC
Phần mềm MPC dùng để giám sát vận hành hàng ngày cũng như để lập
trình cho hệ thống điều khiển sóng. Phương thức lập trình hướng tới đối tượng
kết hợp với các menu đơn cho phép người sử dụng vận hành hệ thống một cách
dễ dàng và an toàn.
____________________________________________________________________________
13
Hình 2.2 : Phần mềm điều khiển MPC
Đặc điểm chính của phần mềm MPC :
- Cài đặt và điều khiển 20 nhóm đối tượng.
- Cài đặt và điều khiển 200 đối tượng.
- Cung cấp 10 chương trình cài đặt và điều khiển theo thời gian cho mỗi
đối tượng hoặc nhóm đối tượng.
- Cung cấp 10 chương trình cài đặt và điều khiển theo sự kiện cho mỗi
đối tượng hoặc nhóm đối tượng.
- Hiển thị trạng thái làm việc của các trạm, các đối tượng được điều
khiển.
- Cảnh báo, lưu giữ sự kiện tại các trạm và các đối tượng được điều
khiển.
____________________________________________________________________________
14
Các phương thức vận hành hệ thống thông qua phần mềm MPC :
- Điều khiển bằng tay (kích chuột).
- Vận hành theo thời gian (giờ, ngày, tháng, năm, mùa…. cố định).
- Điều khiển theo sự kiện (kích hoạt đầu vào, tín hiệu từ bên ngoài)
- Điều hoà phụ tải
Thiết bị điều hoà phụ tải : Là một bộ điều khiển phụ tải mạch vòng kín dựa
trên các loại phụ tải có thể điều khiển được và hoạt động theo giá trị tức thời của
tổng công suất phhụ tải thực tế trên lưới. Mục tiêu công suất phụ tải có thể được
đặt bằng lập trình thời gian hoặc bằng lập trình theo sự kiện. Giá trị công suất tức
thời được lấy từ các bộ chuyển đổi đo điện độc lập tại mỗi thanh cái; tín hiệu đầu
vào là điện áp và dòng điện trên thanh cái, tín hiệu đầu ra từ 0 đến 20mA được
đưa tới tủ MLC và truyền qua kênh truyền analog của PCS tới đầu vào của thiết bị
điều hoà phụ tải của MPC.
Các thanh công cụ chính (main menus) trong màn hình điều khiển MPC :
- Objects (Đối tượng) : Thanh công cụ này cho phép hiển thị ra màn hình
tên và trạng thái của đối tượng được điều khiển; cài đặt các chương trình vận hành
cho dối tượng như trạng thái hiện tại của đối tượng, cho phép điều khiển đối
tượng tại chỗ, cài đặt chương trình thời gian (time program) cho đối tượng….
- Object Groups (Nhóm đối tượng) : Tương tự như đối tượng, thanh công
cụ này hiển thị và cài đặt các chương trình cho các nhóm đối tượng được điều
khiển. ( Hình 2.3)
____________________________________________________________________________
15
Hình 2.3 Cài đặt đối tượng và nhóm đối tượng điều khiển
- Substation (Trạm khu vực) : Hiển thị các đối tượng và trạng thái của
chúng tại các trạm khu cực được lựa chọn, cài đặt các chương trình vận hành cho
các đối tượng, cài đặt và hiển thị mã điều khiển của các đối tượng (Hình 2.4)
Hình 2.4 Cài đặt thông số trạm khu vực
____________________________________________________________________________
16
- Signals (Tín hiệu) : Hiển thị và cài đặt các tín hiệu trên màn hình, các tín
hiệu cài đặt như tín hiệu điều khiển tại chỗ, tín hiệu quá tải, quá nhiệt…
Hình 2.5 Cài đặt tín hiệu điều khiển
- System (Hệ thống) : Hiển thị trạng thái làm việc của hệ thống MPC như
đang ở chế độ làm việc (run) hay chế độ dừng (halt0.
- Load Control (Điều khiển phụ tải) : Hiển thị trạng thái của phụ tải như
công suất đỉnh, công suất trung bình, đường cong phụ tải, thiết bị được đóng cắt
theo điều khiển phụ tải
Sử dụng chức năng điều khiển phụ tải sẽ cắt được phụ tải đỉnh bằng cách
xa thải các phụ tải kém quan trọng và được đăng ký giảm tải từ trước (hình 2.6).
Đường cong phụ tải (Load curve) hiển thị công suất tổng và công suất các
thiết bị được điều khiển theo phụ tải (hình 2.7)
____________________________________________________________________________
17
Hình 2.6 Điều khiển phụ tải
Hình 2.7 Đường cong phụ tải
____________________________________________________________________________
18
2.1.2. Hệ thống điều khiển khu vực MLC :
Bộ điều khiển khu vực MLC lắp đặt tại trạm Giám hoạt động như bộ điều
khiển dự phòng của bộ điều khiển trung tâm MPC.
Hình 2.8 : Bộ điều khiển MLC
Bộ điều khiển MLC có nhiệm vụ :
-
Cài đặt các thông số hệ thống điều khiển sóng và điều khiển phụ
tải tại khu vực (trạm Giám).
-
Tự động vận hành độc lập khi có sự cố ở bộ điều khiển trung tâm
MPC hoặc đường truyền giữa MPC và MLC.
-
Điều khiển khẩn cấp phụ tải qua các phím bấm mà không cần tới
máy tính.
-
Chuyển đổi chế độ hoạt động tại chỗ (Local), từ xa (Remote) hoặc
dừng (Halt) từ trạm điều khiển trung tâm hoặc tại chỗ bằng máy
tính hoặc các phím bấm.
Phần mềm MPL dùng để giám sát vận hành hàng ngày và lập trình cho hệ
thống điều khiển sóng tại một trạm khu vực. Cũng như MPC, phương thức lập
____________________________________________________________________________
19
trình của MLC hướng tới đối tượng kết hợp với các menu đơn cho phép người sử
dụng vận hành hệ thống một cách dễ dàng và an toàn.
Hình 2.9 : Phần mềm điều khiển MLC
2.2. Máy phát sóng SFU – K (Static Frequency Converters)
Máy phát sóng SFU-K phát tín hiệu điều khiển sóng để truyền qua mạch
ghép nối song song vào thanh cái 22KV tại trạm Giám và dựa vào công nghệ
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) hiện đại. Máy phát có những ưu điểm
tiên tiến như độ tin cậy cao, đầu ra không bị ngắn mạch, ít tổn thất v.v…; Lập
trình và phục hồi số liệu nạp của máy phát được thực hiện tại bảng điều khiển
hoặc từ xa qua moderm và phần mềm máy tính.
____________________________________________________________________________
20
Hình 2.10 : Máy phát sóng SFU-K 330
Thông số kỹ thuật của máy phát sóng SFU-K 330 :
-
Điện áp đầu vào : 3 x 400VAC ± 15%
-
Tần số đầu vào : 50/60 Hz
-
Số đầu ra : 4
-
Điện áp đầu ra : 4 x 150…400 VAC, có thể lập trình
-
Tần số đầu ra 100…2000 Hz, có thể lập trình (tần số được chọn
cho hệ thống điều khiển sóng tại Trạm Giám là 317 Hz)
____________________________________________________________________________
21
-
Công suất/ dòng : 120 KVA/ 180 A
-
Kích thước : 650 x 1915 x 600 mm
-
Khối lượng : 175 Kg
-
Môi trường làm việc : 10 oC…+55 oC
-
Loại bảo vệ : IP 20 (DIN 40050)
SFU-K có thể cài đặt và phát hiện lỗi và hiển thị trên màn hình. Màn hình
cho phép người sử dụng dễ dàng cài đặt và phát hiện lỗi thông qua những thông
tin được hiển thị ở dạng text. Hệ thống phát hiện lỗi lưu lại những sự kiện cùng
với những giá trị vận hành tương ứng. Phần mềm cài đặt, phát hiện lỗi và điều
khiển từ xa SFP cho phép dễ dàng cài đặt các thông số và phát hiện lỗi từ xa và
tại chỗ. Hơn nữa, những giá trị vận hành và tín hiệu truyền sẽ được lưu liên tục ở
máy tính PC.
Máy phát sóng SFU-K bao gồm bảng đi khiển, bộ điều khiển, bộ chỉnh
lưu, bộ chuyển đổi và các Output đầu ra.
- Control panel (Bảng điều khiển) : bao gồm bàn phím, màn hình hiển thị
và cổng kết nối.
+Bàn phím cho phép cấu hình và vận hành SFU-K.
+Màn hình hiển thị màu 4x20 ký tự: được dùng để hiển thị các thông số
vào, hiển thị trạng thái vận hành và đọc các sự kiện, cảnh báo từ bộ nhớ.
+Cổng kết nối RS232 : cho phép kết nối SFU-K với máy tính để cài đặt
chương trình và đọc các thông số vận
hành.
- Controller (Bộ điều khiển) :
+ Nhận tín hiệu từ bảng điều khiển
và truyền những thông số vận hành quan trọng như điện áp, dòng điện, công suất
và các sự kiện ra màn hình hiển thị.
____________________________________________________________________________
22
+ Liên tục giám sát dòng điện, điện áp, nhiệt độ không được vượt quá giới
hạn.
+ Lưu các sự kiện trong bộ nhớ đệm.
+ Điều khiển IGBT power semiconductors.
- Rectifier (Bộ chỉnh lưu) : biến đổi điện áp xoay chiều 3 pha từ nguồn cấp
chính sang điện điện áp 1 chiều.
- Inverter (Bộ chuyển đổi) : Biến đổi điện áp 1 chiều sang điện áp xoay
chiều 3 pha cùng vớp công nghệ IGBT. Tần số được truyền đi tuỳ thuộc vào sự
cài đặt của SFU-K.
- Outputs (Đầu ra) : Điện áp truyền tới mạch đóng cắt Coupling thông qua
đầu ra output:
+ Tất cả các kết nối tới các đầu ra output có thể được ngắt bởi dao cách ly
đầu ra (output disconnector).
Vận hành chế độ khẩn cấp (Emergency Operation) : Chế độ vận hành khẩn
cấp là rất quan trọng nếu như có sự cố ở hệ thống điều khiển tại chỗ hoặc từ xa.
SFU-K cung cấp hai cách thức vận hành đó là ấn nút điều khiển khẩn cấp hoặc
một tín hiệu được truyền độc lập từ bảng điều khiển.
Bảo vệ mạch ghép nối : Trong hệ thống điều khiển sóng, mạch ghép nối
thường rất nhạy cảm trong điều kiện truyền dòng điện và xung cùng thời điểm.
Máy phát sóng SFU-K có thể điều chỉnh giới hạn dòng điện và xung ở đầu ra
nhằm mục đích bảo vệ các phần tử trong mạch ghép nối.
____________________________________________________________________________
23
2.3. Mạch ghép nối song song
Hai mạch ghép nối song song có nhiệm vụ truyền tín hiệu điều khiển sóng
vào mạng 22KV lưới điện từ máy phát sóng SFU-K . Bên cạnh độ tin cậy cao và
chi phí bảo dưỡng thấp, ưu điểm chính của phương thức ghép nối là tính độc lập
của mức tín hiệu điều khiển sóng đối với dao động phụ tải trong lưới.
Mạch ghép nối bao gồm :
- Một máy biến áp cách ly loại R&S T24/60/III/317
- Ba cuộn kháng điều chỉnh loại T72DK/130/3060
- Ba tụ ghép nối loại Rod Phafo 425 A
- Ba van chống sét loại BHF 7DC.
Cuộn điều chỉnh và các tụ ghép nối tạo nên một mạch cộng hưởng được
điều chỉnh tới tần số 317 Hz, có hệ số chất lượng Q>100, và hệ số hấp thu tín
hiệu đủ lớn.
Các tụ ghép được trang bị điện trở bên trong đảm bảo thoát tải nhanh trong
vòng vài phút sau khi ngắt mạch ghép nối.
2.4. Máy thu ROA
Máy thu ROA có nhiệm vụ nhận và giải mã tín hiệu điều khiển được
truyền từ trung tâm tới, nó được lắp đặt trong mạng hạ thế để điều khiển trực tiếp
và gián tiếp phụ tải, khi nhận được mã lệnh điều khiển của riêng nó thì nó sẽ
chuyển mạch một hay một số công tắc chuyển mạch, từ đó điều khiển đóng cắt
phụ tải.
Để phân biệt một lệnh điều khiển với sóng hài và các tín hiệu nhiễu khác
trên đường dây, bộ lọc của máy thu cần phải có độ chọn lọc và độ nhạy cao. Với
nguyên tắc mã hoá decabit, máy thu sẽ phân biệt được rõ lệnh điều khiển và
nhiễu trong đường truyền.
____________________________________________________________________________
24
Hình 2.11 : Máy thu sóng điều khiển ROA
Máy thu sóng ROA gồm có loại 3 phần tử và 5 phần tử. Máy thu ROA có
thể cài đặt và đọc các thông số qua cổng kết nối quang dễ dàng. Để cài đặt thông
số vận hành cho máy thu ROA sử dụng thiết bị ROH với phần mềm ROP như
hình 2.12.
____________________________________________________________________________
