Phân tích an toàn vận hành lưới điện do công ty truyền tải điện 3 quản lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐỖ PHI HÙNG

PHÂN TÍCH
AN TOÀN VẬN HÀNH
LƯỚI ĐIỆN DO CÔNG TY
TRUYỀN TẢI ĐIỆN 3 QUẢN LÝ

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số : 60.52.02.02

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hòan thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học : GS. TS. LÊ KIM HÙNG

Phản biện 1: TS. TRẦN TẤN VINH

Phản biện 2: TS. VŨ PHAN HUẤN

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật, chuyên ngành kỹ thuật điện họp tại Đại
học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03 tháng 03 năm 2018.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Công ty Truyền tải điện 3 là đơn vị quản lý vận hành lưới điện
truyền tải từ cấp điện áp 220kV đến 500kV thuộc 09 tỉnh khu vực
miền Trung là Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Bình Định, Phú Yên,
Khánh Hòa, Lâm Đồng, Ninh Thuận và Bình Thuận. Cùng với sự
phát triển của hệ thống điện Việt nam, lưới điện do Công ty quản lý
không ngừng phát triển. Đến tháng 8/2017, Công ty quản lý vận hành
1619.77 km đường dây 500 kV, 2993.08 km đường dây 220 kV, 05
trạm biến áp 500 kV và 09 trạm biến áp 220 kV.
Do đặc điểm của phụ tải điện thường xuyên có biến động, đối
với người vận hành hệ thống điện, việc dự báo và đánh giá được các
tình huống biến động hoặc sự cố để chuẩn bị sẵn các giải pháp xử lý
tối ưu nhằm đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện luôn là một yêu
cầu quan trọng. Tuy nhiên, đối với lưới điện càng phức tạp, bài toán
này càng khó thực hiện vì yêu cầu khối lượng tính toán và thời gian
tính toán rất lớn, trong lúc người vận hành phải xử lý tình huống
trong thời gian ngắn nhất.
Để đảm bảo vận hành an toàn cho hệ thống điện, cần phân tích
đánh giá tổng thể và đưa ra các tình huống vận hành nguy hiểm
nhằm có phương pháp giải quyết thích hợp kịp thời. Vì vậy, tác giả
chọn đề tài “Phân tích an toàn vận hành lưới điện công ty Truyền
tải điện 3 quản lý” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu và phân tích an toàn vận hành lưới điện do công ty
Truyền tải điện 3 quản lý, xác định các tình huống nguy hiểm, từ đó


2
đề xuất các giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới
điện.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là lưới điện ở cấp 220 kV và
500 kV do công ty Truyền tải điện 3 quản lý, tính đến hiện trạng
tháng 8 năm 2017.
Phạm vi nghiên cứu là vận hành an toàn lưới điện, bao gồm tính
toán kiểm tra trào lưu công suất trên các đường dây, máy biến áp và
giá trị điện áp tại các nút trong tình huống vận hành bình thường và
khi sự cố một phần tử (N-1), hai phần tử (N-2). Từ đó đề xuất các
giải pháp thích hợp nhằm nâng cao an toàn vận hành lưới điện.
4. Phương pháp nghiên cứu
+ Thu thập các số liệu về thông số kỹ thuật lưới điện do công ty
Truyền tải điện 3 quản lý và một số các nhà máy điện có liên quan
trong khu vực.
+ Thu thập số liệu về tình hình phụ tải.
+ Thiết lập sơ đồ lưới điện bằng phần mềm Powerworld
Simulator (PW)
+ Sử dụng phần mềm PW để phân tích an toàn lưới điện.
+ Trên cơ sở kết quả tính toán của phần mềm, phân tích và đưa
ra các giải pháp giải quyết các tình huống nguy hiểm.
5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Đề tài dựa trên các số liệu thực tế, tính toán và phân tích các chế
độ vận hành của lưới điện, từ đó đề xuất các giải pháp giải quyết các

tình huống nguy hiểm, nhằm nâng cao an toàn vận hành của lưới
điện Công ty Truyền tải điện 3 quản lý, góp phần đảm bảo cung cấp


3
điện an toàn, liên tục và ổn định, đáp ứng cho nhu cầu phát triển của
đất nước.
6. Bố cục đề tài
Với mục tiêu đề tài như trên, bố cục luận văn gồm các phần sau:
Phần mở đầu
Chương 1- Cơ sở lý thuyết về phân tích an toàn.
Chương 2- Phân tích an toàn vận hành lưới điện do công ty Truyền
tải điện 3 quản lý.
Chương 3- Đề xuất các giải pháp nâng cao an toàn vận hành lưới
điện công ty Truyền tải điện 3.
Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.


4
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHÂN TÍCH AN TOÀN
1.1 Ngữ cảnh về yêu cầu phân tích an toàn hệ thống
1.1.1 Yêu cầu về vận hành an toàn hệ thống
Trong vận hành, hệ thống điện thường xuyên có biến động, đặc
biệt là khi có thao tác đóng - cắt hoặc sự cố phải cô lập bất kỳ một
phần tử nào trong hệ thống cũng đều dẫn tới thay đổi trào lưu công
suất. Đối với các biến động gây thay đổi lớn về trào lưu công suất, có
thể dẫn đến quá tải các phần tử khác hoặc gây ra hiện tượng điện áp

thấp hoặc cao quá qui định tại một số nút, đòi hỏi phải có biện pháp
giải quyết phù hợp trong thời gian ngắn nhất để đảm bảo vận hành an
toàn cho hệ thống.
Để có các giải pháp giải quyết phù hợp trong thời gian ngắn
nhất, đòi hỏi người vận hành cần có các biện pháp phòng ngừa bằng
cách tiến hành phân tích các tình huống (contingency analysis), đánh
giá các tình huống nào có thể gây nguy hiểm đến vận hành an toàn
hệ thống và chuẩn bị sẵn các phương án giải quyết thích hợp nhất.
1.1.2 Chức năng của phân tích an toàn hệ thống điện
Phân tích an toàn hệ thống điện bao gồm ba 3 chức năng chính:
+ Chức năng kiểm soát hệ thống.
+ Chức năng phân tích sự cố.
+ Chức năng hoạt động hiệu chỉnh.
1.1.3 Ngữ cảnh về phân tích an toàn hệ thống:
Như đã đề cập đến ở phần trên, việc dự báo tình trạng hoạt động
của hệ thống sau khi cắt một phần tử hoặc sau khi xảy ra sự thay đổi
trạng thái làm việc của hệ thống là một yêu cầu rất quan trọng và cần
được đánh giá ở thời gian thực. Trình tự thực hiện là sẽ phải tính
toán mô phỏng tất cả các sự cố, tính toán phân bố công suất và giá trị


5
điện áp tại các nút đối với từng sự cố và đưa ra giải pháp giải quyết.
Vấn đề đặt ra ở đây là phải tính toán trong thời gian bé nhất nhưng
vẫn phải đảm bảo tính chính xác của kết quả tính toán trong một
phạm vi cho phép chấp nhận được.
Dựa trên kinh nghiệm, người ta nhận thấy phần lớn các sự cố
không gây hậu quả nghiêm trọng về an toàn. Vì vậy, nhiều phương
pháp nghiên cứu đã được sử dụng dựa trên đặc điểm này. Qui trình
thực hiện thể hiện như Hình 1.2.

Danh sách sự
Dữ liệu trong
Thuật toán phân
cố có thể
thời gian thực
tích sự cố
nguy hiểm

Phân tích
đầy đủ sự cố

Xuất ra những sự cố
nào gây mất an toàn hệ
thống

Hình 1.2- Qui trình phân tích an toàn trong thời gian thực
Có hai nhóm phương pháp chính trong phân tích an toàn:
- Phương pháp “Sắp xếp”: Đánh giá mức độ trầm trọng của
một sự cố bởi một hàm toán học mô tả trạng thái hệ thống khi xảy ra
một sự cố trong hệ thống. Hàm này được gọi là chỉ số nghiêm trọng
(Performance Index-PI).
- Phương pháp “Đánh giá trạng thái”: Mục đích của phương
pháp này là đánh giá trạng thái (lọc nhanh) các sự cố để chọn ra các
sự cố cần tính toán phân bố công suất đầy đủ.
1.2 Một số phương pháp phân tích an toàn


6
Nội dung mục này trình bày hai phương pháp thông dụng
trong nhóm phương pháp “Đánh giá trạng thái” là phương pháp Tính

toán phân bố công suất một phần 1P-1Q và phương pháp Hệ số
chuyển tải.
1.2.1 Phương pháp tính toán phân bố công suất một phần (1P-1Q)
Lưu đồ thuật toán phương pháp 1P-1Q như Hình 1.3.
1.2.2 Phương pháp hệ số chuyển tải
a- Hệ số chuyển tải khi cắt một đường dây:
Lưu đồ thuật toán hệ số chuyển tải khi cắt một đường dây
thể hiện như Hình 1.4.
b- Hệ số chuyển lượng công suất phát:
Lưu đồ thuật toán hệ số chuyển lượng công suất phát thể
hiện như Hình 1.5.
1.3 Kết luận Chương 1
Dựa trên các phương pháp phân tích hiện nay, một số phần mềm
ứng dụng cũng đã ra đời, hỗ trợ rất nhiều cho người vận hành đáp
ứng mục tiêu vận hành an toàn hệ thống (VD: Powerworld
Simulator, CONUS, PSS/E, PSS/ADEPT…). Tuy nhiên hệ thống
điện đang ngày càng phát triển không chỉ về qui mô mà còn cả về
mức độ phức tạp, đòi hỏi thuật toán phân tích an toàn càng phải được
hoàn thiện và phát triển sâu hơn. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ
của máy tính với tốc độ xử lý ngày càng cao và khả năng lưu trữ dữ
liệu ngày càng lớn, các phương pháp phân tích an toàn hệ thống hiện
nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu phát triển để nâng cao độ tin
cậy về kết quả phân tích và rút ngắn thời gian tính toán nhằm áp
dụng tốt hơn trong thời gian thực.


7

Hình 1.3. Lưu đồ thuật toán phương pháp 1P-1Q

8

Hình 1.4. Lưu đồ thuật toán hệ số chuyển tải khi cắt một
đường dây


9

Hình 1.5. Lưu đồ thuật toán hệ số chuyển lượng công suất phát


10
CHƯƠNG 2
PHÂN TÍCH AN TOÀN VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN
CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 3
2.1. Giới thiệu chung về công ty Truyền tải điện 3
2.1.1. Qui mô lưới điện công ty Truyền tải điện 3 quản lý
Công ty Truyền tải điện 3 chịu trách nhiệm quản lý vận hành
lưới điện truyền tải các tỉnh phía nam miền Trung, bao gồm Gia Lai,
Đắk Lắk, Đắk Nông, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa và một phần
Ninh Thuận. Cùng với sự phát triển không ngừng của ngành điện cả
nước, qui mô quản lý vận hành của Công ty không ngừng phát triển.
Tính đến hết tháng 8 năm 2017, qui mô quản lý lưới điện truyền tải
của Công ty bao gồm 09 tỉnh phía nam miền Trung với 1619.77 km
đường dây 500kV, 2993.08 km đường dây 220kV, 05 trạm biến áp
500kV và 09 trạm biến áp 220kV có tổng công suất máy biến áp ở
cấp 500kV và 220 kV là 7238 MVA.
2.1.2. Tình hình vận hành lưới điện do công ty Truyền tải điện 3
quản lý những năm gần đây

2.2. Thiết lập sơ đồ lưới điện do công ty Truyền tải điện 3 quản
lý bằng phần mềm Powerworld Simulator
2.2.1. Giới thiệu sơ lược về phần mềm Powerworld Simulator
Powerworld Simulator (PW) là một phần mềm mô phỏng hệ
thống điện của hãng PTI - Mỹ, có giao diện thân thiện, trực quan và
có tính tương tác cao với người sử dụng. PW rất mạnh trong phân
tích kỹ thuật, thể hiện dưới môi trường đồ họa mang tính trực quan
nên tạo thuận lợi trong việc phân tích vận hành hệ thống điện.
PW tích hợp một số các sản phẩm, với cốt lõi là phương tiện
giải quyết bài toán phân bố công suất rất mạnh, có thể giải quyết hiệu


11
quả với hệ thống lên đến 100000 nút. PW cũng bao gồm các công cụ
có thể giải quyết rất tốt các vấn đề liên quan tính toán ngắn mạch,
phân tích an toàn, vận hành kinh tế,…
2.2.2. Một số giả thiết khi thiết lập sơ đồ
- Lưới điện do công ty quản lý kết nối với lưới điện phía Bắc
qua đường dây 500kV Pleiku 2-Thạnh Mỹ vào thanh cái 500kV trạm
Pleiku 2 và đường dây 500kV Pleiku- Dốc Sỏi vào thanh cái 500 kV
trạm Pleiku. Khả năng tải của mỗi đường dây 500kV nói trên, bị hạn
chế bởi công suất định mức của tụ bù dọc, là 1732 MVA. Xem như
thanh cái 500kV trạm Pleiku có nối vào máy phát chuẩn (Slack) và
thay thế đường dây 500kV Pleiku 2-Thạnh Mỹ bằng máy phát PV có
công suất Smax của máy phát là 1732 MVA.
- Các đường dây 220kV và 500kV kết nối từ lưới điện của
Công ty đến các trạm biến áp khác thuộc công ty Truyền tải điện 2
và công ty Truyền tải điện 4 xem như là các phụ tải. Không xét đến
các ĐZ quản lý vận hành chung giữa các công ty.
- Các phát tuyến có cấp điện áp 110kV đấu nối vào thanh cái

110kV của trạm biến áp xem như là một phụ tải cấp điện áp 110kV,
có công suất phụ tải lấy bằng tổng công suất qua các MBA
220kV/110kV tại trạm.
- Các MBA xem như chỉ đặt nấc phân áp ở nấc giữa, không
chọn chế độ tự động điều chỉnh điện áp.
- Các nhà máy điện gồm nhiều tổ máy được xem như một tổ
máy với công suất phát cao nhất là tổng công suất của các tổ máy và
công suất phát tối thiểu là công suất phát tối thiểu của một tổ máy.
2.2.3. Sơ đồ lưới điện công ty Truyền tải điện 3


12
Căn cứ vào thông số kỹ thuật các phần tử trên hệ thống điện
và số liệu phụ tải, thiết lập sơ đồ lưới điện công ty Truyền tải điện 3
bằng phần mềm PW (xem Hình 2.1).
2.3. Phân tích vận hành an toàn tương ứng với các chế độ vận
hành lưới điện
Căn cứ vào đặc điểm vận hành thực tế của lưới điện, tác giả
chọn hai chế độ vận hành đặc trưng để phân tích vận hành an toàn:
+ Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức cao, mùa khô.
+ Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức thấp, mùa mưa.
2.3.1. Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức cao, mùa khô
Qua thống kê số liệu vận hành trong năm 2017 truy xuất từ
phần mềm quản lý kỹ thuật PMIS và so sánh đánh giá, tác giả lựa
chọn số liệu phụ tải lúc 14 giờ ngày 24 tháng 3 năm 2017 ứng với
chế độ phụ tải mức cao, mùa khô (xem sơ đồ lưới điện trên phần
mềm PW thể hiện trên Hình 2.1).
a. Tình huống cắt một phần tử ra khỏi vận hành(N-1)
Đối với các tình huống cắt một phần tử ra khỏi vận hành, cần
xem xét 03 tình huống:

 Tình huống cắt một ĐZ khỏi vận hành
 Tình huống cắt một MBA khỏi vận hành
 Tình huống cắt một MF ra khỏi vận hành
b. Tình huống cắt hai phần tử ra khỏi vận hành (N-2).
Đối với các tình huống cắt đồng thời hai phần tử ra khỏi vận
hành, cần xem xét 3 tình huống:
 Tình huống cắt hai ĐZ khỏi vận hành
 Tình huống cắt một ĐZ và một MBA ra khỏi vận hành.
 Tình huống cắt một ĐZ và một MF ra khỏi vận hành


13
2.3.2. Chế độ vận hành ứng với phụ tải ở mức thấp, mùa mưa
Căn cứ số liệu vận hành truy xuất từ phần mềm quản lý kỹ
thuật PMIS của công ty Truyền tải điện 3 và so sánh đánh giá, tác giả
lựa chọn thời điểm ứng với phụ tải ở mức thấp, mùa mưa, vào lúc 2
giờ ngày 02/9/2017.
a. Chế độ cắt 1 phần tử ra khỏi vận hành (N-1)
Tương tự như ở chế độ tải cao, đối với các tình huống cắt
một phần tử ra khỏi vận hành, cần xem xét 3 tình huống:
 Tình huống cắt một ĐZ khỏi vận hành
 Tình huống cắt một MBA khỏi vận hành
 Tình huống cắt một MF ra khỏi vận hành
b. Chế độ cắt 2 phần tử ra khỏi lưới điện (N-2)
Đối với các tình huống cắt đồng thời hai phần tử ra khỏi vận
hành, cần xem xét 3 tình huống:
 Tình huống cắt hai ĐZ khỏi vận hành
 Tình huống cắt một ĐZ và một MBA khỏi vận hành
 Tình huống cắt một ĐZ và một MF ra khỏi vận hành
2.3.3. Tổng hợp các tình huống nguy hiểm

Các tình huống nguy hiểm ứng với các trường hợp N-1 và N2 trong các chế độ phụ tải ở mức cao, mùa khô và phụ tải ở mức
thấp, mùa mưa được tổng hợp như trong Bảng 2.10.
2.4. Kết luận Chương 2
Sau khi dùng phần mềm PW để thiết lập sơ đồ lưới điện
công ty Truyền tải điện 3, tiến hành phân tích các tình huống nguy
hiểm ứng với hai chế độ phụ tải ở mức cao, mùa khô và phụ tải ở
mức thấp vào mùa mưa, trong các tình huống N-1, N-2, nhận thấy:
Đối với tình huống N-1, lưới điện của công ty Truyền tải
điện 3 vận hành khá ổn định. Tuy nhiên qua phân tích cho thấy khả


14
năng đáp ứng yêu cầu vận hành chưa đảm bảo hoàn toàn khi sự cố
một trong hai MBA đang vận hành song song tại các TBA 500 kV
Đắk Nông, 220 kV Qui Nhơn, 220 kV Krông Búk và 220kV Nha
Trang vì sẽ gây ra tình trạng quá tải ở MBA còn lại. Ngoài ra, khi cắt
MBA AT2 trạm biến áp 500kV Di Linh sẽ gây quá tải ĐZ 220 kV
Tháp Chàm – Nha Trang. Đối với tình huống N-2, tình trạng quá tải
xảy ra trên các ĐZ 220kV Di Linh – Bảo lộc, Tháp Chàm – Nha
Trang, Di Linh - Đức Trọng, Đức Trọng - Đa Nhim, Đa Nhim –
Tháp Chàm và MBA AT2 tại TBA 500 kV Di Linh. Ngoài ra đối với
các MF Vĩnh Tân 2 và Vĩnh Tân 4, khi một trong hai MF này tách
khỏi vận hành đồng thời với 01 ĐZ liên quan sẽ gây quá tải cho một
vài ĐZ khác.
Nhìn chung, lưới điện do công ty Truyền tải điện 3 quản lý
đảm bảo khả năng vận hành an toàn trong chế độ bình thường. Tuy
nhiên trong các chế độ N-1 và N-2 còn tiềm ẩn nguy cơ vận hành
không an toàn ở một số tình huống như đã phân tích ở phần trên. Để
nâng cao khả năng vận hành an toàn lưới điện, cần có những giải
pháp kỹ thuật thích hợp nhằm giải quyết vấn đề.

15
BẢNG 2.10
TỔNG HỢP KẾT QUẢ PHÂN TÍCH
CÁC TÌNH HUỐNG NGUY HIỂM
Các phần tử sự cố
I- Mùa khô, phụ tải mức cao
1-Tình huống N-1
B16-B20(C2)
B17-B19 (C2)
B17-B19 (C1)
B30-B31 (C2)
2-Tình huống N-2
B37-B47 và B35-B37

Phần tử rơi vào tình trạng nguy
hiểm
Số lượng
Tình trạng

01
01
01
01
02

Quá tải: B16-B20 (C1).
Quá tải: B17-B19 (C1).
Quá tải: B17-B19 (C2).

Quá tải: B30-B31 (C1).
Quá tải: B37-B38; B40B41.
Quá tải: B37-B47.
Quá tải: B41-B42.
Kém áp: B30; B31;
B32; B34; B42; B44.

B40-B41 và B35-B37
B53-B55 và B35-B37

01
01

G33 và B12-B30

06

G51 và (B12-B30 hoặc B16-B42
hoặc B32-B42 hoặc B37-B38
hoặc B38-B40 hoặc B40-B41
hoặc B41-B42 hoặc B41-B52)

01

Quá tải: B37-B47.

G51 & B37-B47

03

Quá tải: B37-B38; B38B40; B40-B41.

G52 và (B37-B38 hoặc B38-B40
hoặc B40-B41 hoặc B41-B42)

01

Quá tải: B37-B47.

G52 & B37-B47

03

Quá tải: B37-B38; B38B40; B40-B41.

01
01

Quá tải: B41-B42.
Quá tải: B42-B44 (C1).

01
01

Quá tải: B35-B37.
Quá tải: B35-B37.

II- Mùa mưa, phụ tải mức thấp
1-Tình huống N-1
B35-B37

B42-B44 (C2)
2-Tình huống N-2
B37-B47 và B40-B41
B41-B42 và B53-B55


16

Các phần tử sự cố
B52-B53 (C1) và B52-B53 (C2)
B35-B37 và B37-B47
B35-B37 và B38-B40
B35-B37 và B40-B41
G33 và B12-B30
G51 và (B37-B38 hoặc B38-B40
hoặc B40-B41 hoặc B49-B50)
G52 và B37-B47
G52 và B40-B41

Phần tử rơi vào tình trạng nguy
hiểm
Số lượng
Tình trạng
01
Quá tải: B37-B47.
Quá tải: B38-B40; B4003
B41; B41-B42.
Quá tải: B37-B47; B4102
B42.
Quá tải: B37-B47; B4102

B42.
Kém áp: B30; B31;
06
B32; B34; B42; B44.
01

Quá tải: B37-B47.

01
01

Quá tải: B40-B41.
Quá tải: B37-B47.

Ghi chú:
B12: TC 220kV NMĐ An Khê

B41:

B16:

TC 220kV TBA Krông
Búk
TC 500kV TBA Đắk Nông

B42:

TC 220kV TBA Đắk Nông
TC 110kV TBA Krông
Búk

TC 220kV TBA Qui Nhơn
TC 110kV TBA Qui Nhơn
TC 220kV TBA Tuy Hòa
TC 110kV TBA Tuy Hòa
TC 500kV TBA Di Linh
TC 220kV TBA Di Linh
TC 220kV TBA Đức
Trọng
TC 220kV NMĐ Đa Nhim

B47:
B49:

B17:
B19:
B20:
B30:
B31:
B32:
B34:
B35:
B37:
B38:
B40:

B44:

B50:
B52:
B53:

B55:
G33:
G51:
G52:

TC 220 kV TBA Tháp
Chàm
TC 220 kV TBA Nha
Trang
TC 110 kV TBA Nha
Trang
TC 220 kV TBA Bảo Lộc
TC 220 kV NMĐ Hàm
Thuận
TC 220 kV NMĐ Đa Mi
TC 220 kV TBA Vĩnh Tân
TC 220kV TBA Phan thiết
TC 220 kV TBA Hàm Tân
MF Sông Ba Hạ
MF Vĩnh Tân 4
MF Vĩnh Tân 2


17
CHƯƠNG 3
ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO AN TOÀN VẬN
HÀNH LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 3
3.1. Phân tích các tình huống nguy hiểm
Như đã phân tích ở chương 2, trong một số tình huống ứng
với các chế độ vận hành N-1 và N-2, lưới điện do công ty Truyền tải

điện 3 quản lý không đảm bảo vận hành an toàn, cần có giải pháp
khắc phục thích hợp.
Trên cơ sở dữ liệu các tình huống nguy hiểm đã ghi nhận
được, tác giả nhận thấy:
- Tại các TBA 220kV Nha Trang, Krông Búk, Qui Nhơn
đang vận hành hai MBA song song, gồm 01 MBA 125 MVA và 01
MBA 250 MVA, qua kết quả phân tích các tình huống nguy hiểm,
nhận thấy khi cắt điện MBA 250 MVA sẽ gây quá tải MBA 125
MVA còn lại. Tại TBA 500kV Đắk Nông, khi cắt một trong hai
MBA đang vận hành song song ở chế độ tải cao, mùa khô, cũng sẽ
gây quá tải MBA còn lại.
- Khi cắt riêng lẻ một trong hai MF Vĩnh Tân 2 hoặc Vĩnh
Tân 4 thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, không ảnh hưởng đến
vận hành an toàn hệ thống, nhưng khi cắt đồng thời với một ĐZ
khác, trong một vài tình huống sẽ gây quá tải cho một số ĐZ khác.
Nguyên nhân là do thực tế công suất phát ra của các MF này phần
lớn cấp cho phụ tải phía 500kV khu vực miền Nam thông qua ĐZ
500 kV 02 mạch Vĩnh Tân - Sông Mây, trong sơ đồ xem như là phụ
tải tại thanh cái 500kV trạm Vĩnh Tân. Vì vậy, khi một trong hai MF
này tách khỏi vận hành trong lúc đang phát công suất lớn, hệ thống
sẽ phải truyền tải lượng công suất lớn từ nơi khác đến để bổ sung
lượng công suất thiếu hụt, dẫn đến quá tải một vài ĐZ liên quan gồm


18
các ĐZ 220kV Di Linh – Bảo Lộc, Di Linh – Đức Trọng, Đức
Trọng- Đa Nhim, Đa Nhim – Tháp Chàm.
- Khi chỉ cắt riêng MBA AT2 TBA 500 kV Di Linh trong lúc
đang mang tải cao, trong một số tình huống cũng đã gây quá tải các
ĐZ khác. Nguyên nhân là do vai trò của MBA này là MBA trung

gian liên kết lưới điện 500kV và 220kV trong khu vực, nhận phần
lớn công suất phát của nhà máy thủy điện Đại Ninh, một phần của
thủy điện Đa Nhim để đưa lên lưới 500kV. Trong trường hợp cắt
MBA, lượng công suất này sẽ phải truyền tải đồng thời theo hai
hướng:
+ Hướng thứ nhất là qua ĐZ 220kV Di Linh - Bảo Lộc đến
thanh cái 220 kV TBA Bảo Lộc và đưa về phụ tải khu vực miền
Nam.
+ Hướng thứ hai là đưa ngược về phía mạch liên kết gồm các
ĐZ 220kV Di Linh– Đức Trọng – Đa Nhim – Tháp Chàm– Nha
Trang.
Vì vậy, khi MBA này bị cắt đồng thời với một trong hai
hướng truyền tải công suất nêu trên, toàn bộ công suất phát ra từ MF
Đại Ninh sẽ chỉ còn có thể truyền tải theo hướng còn lại, nên tình
trạng quá tải các ĐZ thuộc hướng này càng trở nên trầm trọng hơn.
- Khi cắt MF Sông Ba Hạ đồng thời với ĐZ 220kV An Khê
– Qui Nhơn sẽ xảy ra tình trạng điện áp thấp tại thanh cái các trạm
Qui Nhơn, Tuy Hòa, Nha Trang do lúc này nguồn cấp đến thanh cái
các trạm này phải nhận từ các nguồn điện ở xa là MF Đa Nhim, MF
Vĩnh Tân thông qua thanh cái 220kV trạm Nha Trang hoặc từ thanh
cái trạm 220kV Krông Búk, do đó gây tổn thất điện áp rất lớn.


19
- Khi cắt ĐZ Tháp Chàm – Nha Trang và Phan Thiết – Hàm
Tân, MBA 500 kV tại TBA Di Linh bị quá tải do sự thay đổi phân bố
công suất trên hệ thống để đưa về trạng thái cân bằng.
Trên cơ sở phân tích các tình huống vận hành, tác giả đưa ra
các giải pháp sau:
+ Giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống.

+ Giải pháp liên quan cải tạo nâng cấp các phần tử lưới điện.
+ Giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển lưới điện.
3.2. Đề xuất các giải pháp liên quan đến điều độ hệ thống
3.2.1. Đề xuất giải pháp
3.2.2. Kiểm tra giải pháp
a. Ứng với chế độ phụ tải cao, mùa khô
b. Ứng với chế độ phụ tải thấp, mùa mưa
Qua kiểm tra kết quả của giải pháp cho thấy có thể giải quyết
tình trạng quá tải khi cắt một trong hai MF thuộc Trung tâm Nhiệt
điện Vĩnh Tân đồng thời với một trong các ĐZ bằng cách áp dụng
giải pháp tăng cường công suất phát của MF còn lại để giảm bớt
lượng công suất truyền tải trên các ĐZ đang bị quá tải. Nhược điểm
của phương án giải quyết này là không có lợi về mặt kinh tế do tốn
chi phí nhiên liệu cho yêu cầu tăng công suất phát của MF nhiệt điện,
trong lúc không tận dụng hết được khả năng phát của các nhà máy
thủy điện khu vực miền Trung, đặc biệt là vào mùa mưa.
3.3. Đề xuất các giải pháp liên quan đến cải tạo các phần tử lưới
điện
3.3.1. Đề xuất giải pháp
a. Đối với tình trạng quá tải MBA 125 MVA khi cắt MBA
250 MVA đang vận hành song song tại các TBA 220kV Nha Trang,
Krông Búk, Qui Nhơn .


20
b. Đối với tình trạng quá tải MBA 450 MVA khi cắt một
trong hai MBA 450 MVA đang vận hành song song tại TBA 500kV
Đắk Nông ứng với chế độ phụ tải cao, mùa khô (mục 2.3.1).
c. Đối với tình trạng quá tải các ĐZ 220 kV Di Linh – Bảo
lộc, Di Linh - Đức Trọng, Đức Trọng - Đa Nhim, Đa Nhim – Tháp

Chàm và Tháp Chàm – Nha Trang.
3.3.2. Kiểm tra giải pháp
a. Đối với tình trạng quá tải MBA 125 MVA khi cắt MBA
250 MVA đang vận hành song song tại các TBA 220kV Nha Trang,
Krông Búk, Qui Nhơn.
b. Đối với tình trạng quá tải MBA 450 MVA khi cắt một
trong hai MBA 450MVA đang vận hành song song tại TBA 500kV
Đắk Nông ứng với chế độ phụ tải cao, mùa khô.
c. Đối với tình trạng quá tải các ĐZ 220 kV Di Linh – Bảo
lộc, Di Linh - Đức Trọng, Đức Trọng - Đa Nhim, Đa Nhim – Tháp
Chàm và Tháp Chàm – Nha Trang.
Qua kiểm tra kết quả của các giải pháp cho thấy đã giải
quyết được các tình trạng nguy hiểm của lưới điện.
3.4. Đề xuất các giải pháp liên quan đến xây dựng phát triển lưới
điện
3.4.1. Đề xuất giải pháp
a. Đối với tình trạng điện áp thấp tại TC các TBA Qui
Nhơn, Tuy Hòa, Nha Trang trong tình huống cắt MF Sông Ba Hạ
đồng thời với ĐZ 220kV An Khê – Qui Nhơn.
b. Đối với tình trạng quá tải MBA 450 MVA tại TBA Di
Linh khi cắt đồng thời các ĐZ 220 kV Phan Thiết-Hàm Tân và Tháp
Chàm – Nha Trang.


21
3.4.2. Kiểm tra giải pháp
a. Đối với tình trạng điện áp thấp tại TC các TBA Qui
Nhơn, Tuy Hòa, Nha Trang trong tình huống cắt MF Sông Ba Hạ
đồng thời với ĐZ 220kV An Khê – Qui Nhơn .
b. Đối với tình trạng quá tải MBA 450 MVA tại TBA Di

Linh khi cắt đồng thời các ĐZ 220 kV Phan Thiết-Hàm Tân và Tháp
Chàm – Nha Trang.
Qua kiểm tra kết quả của các giải pháp cho thấy đã giải
quyết được các tình trạng nguy hiểm của lưới điện.
3.5. Kết luận Chương 3
Trên cơ sở các kết quả phân tích an toàn ở chương 2, tác giả
đã xác định được các tình huống nguy hiểm khi xảy ra sự cố N-1 và
N-2 ở các chế độ vận hành tải cao, mùa khô và tải thấp, mùa mưa.
Để nâng cao vận hành an toàn lưới điện truyền tải do Công ty Truyền
tải điện 3 quản lý, nội dung chương 3 đã đề xuất các giải pháp về
điều độ, cải tạo lưới, phát triển lưới điện (xem Hình 3.10):
 Giải pháp điều độ hệ thống:
Tăng công suất phát của MF còn lại trong trường hợp cắt 01
MF thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân và một ĐZ trong khu vực.
Giải pháp này đã giải quyết được tình huống quá tải các ĐZ liên
quan còn lại. Tuy nhiên về mặt kinh tế, giải pháp này có nhược điểm
là không tận dụng được công suất phát của các nhà máy thủy điện
khu vực miền Trung, đặc biệt là vào mùa mưa.
 Giải pháp cải tạo lưới điện:
- Nâng công suất 02 MBA tại TBA 500kV Đắk Nông từ
công suất 450 MVA hiện nay lên 600 MVA mỗi máy và thay MBA
125 MVA hiện hữu tại các TBA 220 kV Krông Búk, Qui Nhơn, Nha
Trang lên 250 MVA. Giải pháp này đã giải quyết được tình huống


22
nguy hiểm gây quá tải các MBA nói trên trong trường hợp cắt 01
MBA khi tải ở mức cao.
- Thay dây dẫn các ĐZ 220 kV Đa Nhim -Tháp Chàm và
Tháp Chàm – Nha Trang bằng dây phân pha; cải tạo các ĐZ 220 kV

Di Linh – Bảo Lộc, Di Linh - Đức Trọng và Đức Trọng – Đa Nhim
thành ĐZ hai mạch. Giải pháp này cũng đã giải quyết được tình trạng
quá tải các ĐZ này và tình huống quá tải MBA 450 MVA tại TBA
500kV Di Linh khi cắt đồng thời hai ĐZ liên quan, do đã tăng cường
liên kết các TBA 220 kV Bảo Lộc, Di Linh, Đức Trọng và nhà máy
điện Đa Nhim. Ngoài ra, khi cải tạo để tăng khả năng mang tải của
các ĐZ này cũng đã giải quyết được tình huống nguy hiểm trong
trường hợp cắt một trong hai MF thuộc Trung tâm nhiệt điện Vĩnh
Tân đồng thời với một ĐZ khác, thay vì phải giải quyết tình huống
bằng phương pháp điều độ (mục 3.2), khắc phục nhược điểm kinh tế
của giải pháp điều độ là không tận dụng hết khả năng phát của nhà
máy thủy điện, đặc biệt vào mùa mưa.
 Giải pháp xây dựng phát triển lưới điện:
- Xây dựng mới mạch thứ hai ĐZ 220 kV An Khê - Qui
Nhơn để tăng cường liên kết TBA 220 kV Qui Nhơn vào hệ thống
điện. Giải pháp này cũng đã giải quyết được tình huống nguy hiểm
gây nên tình trạng điện áp thấp tại TC các TBA 220 kV Qui Nhơn,
Tuy Hòa và Nha Trang khi đồng thời cắt MF Sông Ba Hạ với ĐZ
220 kV An Khê – Qui Nhơn.
- Lắp đặt thêm một MBA 450 MVA tại TBA 500 kV Di
Linh. Giải pháp này đã giải quyết được tình trạng quá tải MBA tại
TBA 500 kV Di Linh, đồng thời tăng khả năng dự phòng lẫn nhau
giữa hai MBA, nâng cao khả năng vận hành an toàn.


23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Công ty Truyền tải điện 3 là một trong các công ty con của
Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia, với mục tiêu vận hành xác
định là Truyền tải điện an toàn, liên tục, ổn định phục vụ cho các

hoạt động kinh tế, chính trị, xã hội và an ninh quốc phòng của đất
nước. Để đạt được mục tiêu này, cần rất nhiều nỗ lực từ những việc
làm cụ thể của từng đơn vị trong ngành Truyền tải điện. Trong đó,
việc đánh giá, dự báo trước các tình huống vận hành nguy hiểm để
đưa ra các phương án giải quyết thích hợp là một trong những yêu
cầu thiết yếu trong việc quản lý vận hành hệ thống điện.
Luận văn với đề tài Phân tích vận hành an toàn lưới điện
do công ty Truyền tải điện 3 quản lý đã phân tích đánh giá vận
hành an toàn lưới điện do Công ty Truyền tải điện 3 quản lý trong
các tình huống sự cố một phần tử (N-1) và sự cố hai phần tử ( N-2),
nội dung luận văn cũng đã thực hiện được:
+ Dự báo được các tình huống nguy hiểm có nguy cơ gây
mất vận hành an toàn lưới điện: tình trạng quá tải trên các ĐZ 220
kV Di Linh - Bảo Lộc, Đa Nhim – Tháp Chàm, Tháp Chàm – Nha
Trang, Di Linh – Đức Trọng, Đức Trọng – Đa Nhim; tình trạng quá
tải MBA tại các TBA 220 kV Krông Búk, Nha Trang, Qui Nhơn,
TBA 500kV Đắk Nông, Di Linh; tình trạng điện áp thấp tại TC các
TBA 220 kV Qui Nhơn, Tuy Hòa, Nha Trang.
+ Đưa ra giải pháp giải quyết phù hợp cho từng tình huống
nhằm đảm bảo vận hành an toàn lưới điện: các giải pháp điều độ
lưới; các giải pháp cải tạo lưới điện gồm thay dây các ĐZ 220 kV Đa
Nhim – Tháp Chàm, Tháp Chàm - Nha Trang, cải tạo ĐZ 220 kV Di
Linh – Bảo Lộc, Di Linh – Đức Trọng, Đức Trọng – Đa Nhim thành