Nghiên cứu ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh cho công ty điện lực quảng bình

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÙI XUÂN THƯ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH
CHO CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐINH THÀNH VIỆT

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Luận văn này
được hình thành và phát triển từ những số liệu do tôi thực hiện hoặc có trích
dẫn nguồn rõ ràng, phương án giải quyết vấn đề dựa trên quan điểm của chính
cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Đinh Thành Việt.
Các số liệu, kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Người cam đoan

Bùi Xuân Thư

TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH
CHO CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH
Học viên: Bùi Xuân Thư
Mã số:85202021

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Khóa: 34 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN.

Tóm tắt – Hiện nay công nghệ lưới điện thông minh đã được áp dụng nhiều nước trên
thế giới, tại Việt Nam cũng bắt đầu lộ trình tuy nhiên chưa được triển khai sâu rộng.
Công nghệ của lưới điện thông minh rất lớn, đa dạng ứng dụng cho vận hành lưới điện.
Luận văn này tác giả tập trung nghiên cứu công nghệ tự động cô lập sự cố và phục hồi
của lưới điện thông minh và ứng dụng thực tế vào hiện trạng LĐPP của Công ty Điện lực
Quảng Bình. Tác giả lựa chọn mạch vòng điển hình để đưa vào nghiên cứu, đánh giá và
đưa ra giải pháp công nghệ phù hợp hơn, đảm bảo vận hành mạch vòng một cách tin cậy,
đồng thời giúp cho việc xử lý và cô lập sự cố nhanh hơn so với việc trước khi cải tạo. Các
kết quả đạt được qua việc áp dụng tự động hóa điển hình cho xuất tuyến 472-E2 và 473E2 có thể được tham khảo để áp dụng cho các xuất tuyến tương tự trên lưới điện phân
phối tỉnh Quảng Bình.

Từ khóa – Lưới thông minh, bảo vệ tự phục hồi

RESEARCH APPLICATION
SMART GIRD TECHNOLOGY
FOR QUANG BINH POWER COMPANY
Abstract - Currently smart grid technology has been applied in many countries around
the world, in Vietnam also started the route but has not been deployed extensively. The
technology of smart grid is very large, diverse applications for grid operation. This thesis

focuses on automatic technology to isolate the incident and restore the smart grid and
practical application into the current status of distribution grid of Quang Binh Power
Company. The author selects a typical circuit to be included in the study, evaluates and
provides a more suitable technology solution, ensures reliable loop operation, and helps
to handle and isolate the problem. faster than before the renovation. The results achieved
through the typical automation application for the 472-E2 and 473-E2 exits may be
referenced for similar alignment on the distribution grid in Quang Binh.

Key words – Smart Grid; Self-Healing Protection


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................2
4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn .........................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................3
6. Cấu trúc luận văn ....................................................................................................3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI CỦA CÔNG TY ĐIỆN
LỰC QUẢNG BÌNH .......................................................................................................4
1.1. Tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình. ...............................................4
1.1.1 Tổng quan về tỉnh Quảng Bình. ..........................................................................4

1.1.2 Hệ thống lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình..................................................6
1.1.3 Đánh giá hiện trạng lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình. ..............................10
1.2. Đánh giá công nghệ vận hành hiện tại của lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
.......................................................................................................................................10
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ..............................................................................................13
CHƯƠNG 2. CÔNG NGHỆ LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH ........................................14
2.1. Khái niệm về lưới điện thông minh. .......................................................................14
2.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu công nghệ lưới điện thông minh. ..................15
2.3. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh. ........................18
2.3.1. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh trên thế giới.
....................................................................................................................................18
2.3.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh ở Việt Nam
và tại các Công ty điện lực.........................................................................................24
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ..............................................................................................29
CHƯƠNG 3. TỰ ĐỘNG HÓA PHÁT HIỆN CÔ LẬP SỰ CỐ VÀ PHỤC HỒI LƯỚI
ĐIỆN, ỨNG DỤNG CHO CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH ...........................30
3.1. Tổng quan về tự động hóa phát hiện cô lập sự cố và phục hồi lưới điện. ..............30
3.1.1 Các sự cố trong hệ thống phân phối. ................................................................30
3.1.2 Các bộ phận của bộ cách ly phục hồi sự cố. .....................................................31


3.1.3. Xác định vị trí sự cố, cách ly và phục hồi........................................................35
3.2. Giải pháp về tự động hóa phát hiện và cô lập sự cố trong lưới điện thông minh. .38
3.2.1. Giới thiệu về giải pháp. ....................................................................................38
3.2.2. Hoạt động hệ thống ..........................................................................................39
3.2.3. Bảo vệ và tự phục hồi với các IED và PMU ...................................................40
3.2.4. Giải pháp truyền thông thông minh cho bảo vệ tự động lưới thông minh ......43
3.3. Ứng dụng các giải pháp về tự động hóa phát hiện và cô lập sự cố trong lưới điện
thông minh cho Công ty Điện lực Quảng Bình. ............................................................45
3.3.1. Quy trình giải pháp công nghệ SCADA tại trung tâm điều khiển hệ thống điện

Quảng Bình (Điều độ)................................................................................................45
3.3.1.1. Phối hợp giữa các thiết bị tự đóng lại (recloser) trong tự động cô lập sự cố
và phục hồi. ............................................................................................................45
3.3.1.2. Những nguyên tắc cơ bản..........................................................................45
3.3.1.3. Các yêu cầu kỹ thuật .................................................................................46
3.3.1.4. Các quy tắc tự động hóa ............................................................................50
3.3.1.5. Minh họa về quy trình xử lý tự động hóa mạch vòng ...............................53
3.3.2. Áp dụng công nghệ tự động cô lập sự cố và phục hồi cho XT 472-E2 và 473E2. ..............................................................................................................................55
3.3.2.1. Đặc điểm hiện trạng ..................................................................................55
3.3.2.2. Giải pháp TĐH cô lập và khôi phục xuất tuyến 472-E2 và 473-E2 .........56
3.3.2.3. Chế độ vận hành TĐH của xuất tuyến 472-E2 và 473-E2 sau cải tạo ......56
3.3.2.4. Giải pháp phát hiện điểm sự cố để khắc phục. ..........................................59
3.4. Mô phỏng trong PSCAD ........................................................................................60
3.4.1. Giai đoạn đầu tiên ............................................................................................60
3.4.2. Giai đoạn thứ hai ..............................................................................................60
3.4.3. Giai đoạn thứ ba ...............................................................................................61
3.5. Kết quả của thí nghiệm mô phỏng bảo vệ tự động phục hồi. ................................61
3.5.1 Khi sự cố tại F1. ................................................................................................62
3.5.2 Khi sự cố tại F2. ................................................................................................64
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ..............................................................................................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................67
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................69
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
HTĐ:

Hệ thống điện

LĐPP:

Lưới điện phân phối

IED:

Thiết bị điện tử thông minh

PMU:

Các đơn vị đo lường phasor

RTU:

Thiết bị đầu cuối tín hiệu từ xa

RMU

Bộ thiết bị chính tích hợp thiết bị đầu cuối

MC:

Máy cắt

TBA:

Trạm biến áp

MBA:

Máy biến áp

BU:

Máy biến điện áp

BI:

Máy biến dòng điện

TĐH:

Tự động hóa

TĐL:

Tự đóng lại

BVRL:

Bảo vệ rơ le

BV:

Bảo vệ

NM:

Ngắn mạch

REC:

Máy cắt tự đóng lại

LBS:

Dao cắt có tải

DCL:

Dao cách ly

FCO:

Cầu chì tự rơi


DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu
1.1.

Tên bảng
Sản lượng điện theo các thành phần phụ tải tỉnh Quảng
Bình

Trang
6

1.2.

Tình hình vận hành các TBA 110KV tỉnh Quảng Bình

7

1.3.

Khối lượng đường dây lưới điện phân phối

7

1.4.

Khối lượng trạm biến áp phụ tải

8

3.1.

Các quy tắc tự động hòa mạch vòng đối với FR

51

3.2.

Các quy tắc tự động hòa mạch vòng đối với MR

51

3.3.

Các quy tắc tự động hòa mạch vòng đối với TR

52


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10

3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22

Tên hình

Trang

Mô hình vận hành lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình
Mô hình vận hành hệ thống MDMS
Mô hình vận hành hệ thống Spider
Các lớp của hệ thống điện thông minh.
Cơ cấu Lưới điện thông minh.
Mô tả thiết kế cơ bản của một hệ thống Smart Grid.
Luồng năng lượng và thông tin trong Smart Grid.
Tổng quan mô hình lưới điện thông minh
Lộ trình phát triển Lưới điện thông minh của EVNCPC
Đường ITE
Cấu hình RMU điển hình
Một phần của RMU tự động

11
11
12
14
16
17
17
23
28
31
32
32

Hoạt động của recloser đối với sự cố thoáng qua và sự cố duy trì
Cấu tạo nguyên lý Recloser

33

Một đường dây phân phối điển hình với recloser và cầu chì
Một recloser treo cột và RTU
Một lưới phân phối điển hình
Lưới phân phối được tự động hóa 1 phần
Tự động hóa hoàn toàn lưới phân phối
Sơ đồ khối mạng bảo vệ tự phục hồi.
Cảm biến được lắp đặt tại đường dây trên không.
Quá trình loại trừ sự cố trong một lưới điện.
Sơ đồ hệ thống điện áp dụng cảm biến cho một hệ thống phân
phối điển hình.
Lỗi xảy ra giữa hai điểm cảm biến tối ưu trong lưới.
Trước khi xảy ra sự cố.

Sau khi xảy ra sự cố.
Giao tiếp không dây giữa các cảm biến và trạm điều khiển để
giám sát mạng lưới điện.
Sơ đồ 2 nguồn cung cấp tự động hóa mạch vòng
Quy trình tự động phục hồi hệ thống LĐPP
Hệ thống tự động hóa mạch vòng qua hệ thống SCADA
Sự cố giữa recloser TR và Mra2 của nguồn TBA2

34

34
35
36
36
37
39
39
40
41
42
43
43
44
45
47
53
53


Số

Tên hình
hiệu
3.23 Trạng thái sau khi TR đóng lặp lại không thành công
3.24 Sơ đồ 2 xuất tuyến 472-E2 và 473-E2 hiện trạng
3.25 Sơ đồ 2 xuất tuyến 472-E2 và 473-E2 sau cải tạo
3.26 Chế độ vận hành sự cố tại các điểm ngắn mạch F1, F2, F3, F4
3.27 Sơ đồ TĐH khi sự cố tại F1
3.28 Sơ đồ mạng khi cách ly sự cố F2
3.29 Thiết bị cảnh báo sự cố từ xa SRFI do EMEC sản xuất.
3.30 Nguyên lý làm việc của thiết bị cảnh báo sự cố từ xa SRFI.
Cách thức truyền và nhận tín hiệu từ cảm biến đến bộ điều
3.31
khiển chính.
3.32 Sơ đồ lưới điện phân phối áp dụng trong PSCAD để mô phỏng.
Kết quả của hệ thống bảo vệ tự phục hồi hiển thị tín hiệu điện
3.33
áp mẫu khi sự cố tại F1.
Tổng quan về các quá trình tự cô lập và phục hồi mô phỏng
3.34
bằng phần mềm PSCAD khi sự cố tại F1.
Tín hiệu điện áp ba pha hiển thị chuỗi các quá trình tự cô lập và
3.35
phục hồi khi sự cố tại F1.
Kết quả của hệ thống bảo vệ tự phục hồi hiển thị tín hiệu điện
3.36
áp mẫu khi sự cố tại F2.
Tổng quan về các quá trình tự cô lập và phục hồi mô phỏng
3.37
bằng phần mềm PSCAD khi sự cố tại F2.
Tín hiệu điện áp ba pha hiển thị chuỗi các quá trình tự cô lập và

3.38
phục hồi khi sự cố tại F2.

Trang
54
55
56
57
57
58
59
59
60
62
62
63
64
64
65
65


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt và cực kỳ
quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của chúng ta, việc sử dụng điện
đã trở thành một nhu cầu thiết yếu trong đời sống của con người. Trong những
năm qua sự phát triển bùng nổ của công nghệ thông tin đã tác động rất lớn đến

mọi mặt của xã hội, do đó để bắt kịp xu thế của thời đại thì việc ứng dụng các
công nghệ mới vào vận hành lưới điện là cần thiết. Như vậy vấn đề đặt ra ở đây
là chúng ta cần phải nhìn nhận được tầm quan trọng trong việc nghiên cứu ứng
dụng các công nghệ mới để qua đó quan tâm xây dựng lưới điện thông minh
càng ngày càng hoàn thiện đáp ứng ngày càng cao chất lượng và dịch vụ cung
cấp điện.
Lưới điện thông minh (còn gọi là mạng thông minh) là dạng lưới điện mà
mục tiêu đặt ra là tiên đoán và phản ứng một cách thông minh với cách ứng xử
và hành động của tất cả các đơn vị được kết nối điện với lưới điện, bao gồm các
đơn vị cung cấp điện, các hộ tiêu thụ điện và các đơn vị đồng thời cung cấp và
tiêu thụ điện, nhằm cung cấp một cách hiệu quả các dịch vụ điện tin cậy, kinh tế
và bền vững. Lưới điện thông minh đang trở thành chiến lược phát triển điện lực
trọng yếu của nhiều quốc gia.
Tại Việt Nam, tháng 9/2012, Phó Thủ tướng Hoàng Trung Hải đã chỉ đạo
thành lập Đề án phát triển lưới điện thông minh. Thực tế thì nước ta đã thành lập
chuẩn bị cho lưới điện thông minh từ những năm 2003 bằng cách nâng cấp lưới
điện với các sản phẩm công nghệ cao trong nước. Tuy nhiên, ngành điện Việt
Nam vẫn cần những bước đi thận trọng và vững chắc, đặc biệt về chính sách và
pháp luật, bởi một lưới điện thông minh hoàn chỉnh không phải là cái có thể đạt
được trong nháy mắt. Từ 10 năm nay, các giải pháp công nghệ tiên tiến sử dụng
ngày càng nhiều trong lưới điện, tạo ra một bước chuyển mới, đóng góp phần
quan trọng hàng đầu trong việc nâng cao độ tin cậy của lưới điện, tuy nhiên vẫn
phải đẩy mạnh hơn nữa về việc áp dụng công nghệ cho lưới điện, cần phải tiêu
chuẩn hóa, linh hoạt hóa, hoàn thiện và nâng cấp lưới điện.
Trong lưới điện phân phối hiện nay, các Công ty điện lực phần lớn đã được
trang bị nhiều loại thiết bị hiện đại, tích hợp nhiều chức năng đặc biệt là các ứng
dụng công nghệ thông minh như công tơ điện tử, các thiết bị đóng cắt từ xa...
Tuy nhiên trước mắt các thiết bị này phần lớn mới chỉ khai thác đến chức năng
chính mà chưa khai thác triệt để các tính năng ứng dụng đi kèm. Bên cạnh đó do
phụ thuộc và tài chính cũng như cơ chế nên chưa được quan tâm chú trọng trong

2

việc đầu tư xây dựng lưới điện thông minh. Trước thực trạng đó, tôi thực hiện
nghiên cứu để có thể phân tích, đánh giá và ứng dụng các công nghệ thông minh
cho lưới điện phân phối. Đây là bước đi ban đầu cho việc nghiên cứu và ứng
dụng rộng rãi công nghệ lưới điện thông minh sau này. Trong luận văn này tôi
sẽ tập trung nghiên cứu mô hình cụ thể cho một Công ty điện lực với cấu trúc
lưới điện phân phối gần hoàn chỉnh, với nhiều chủng loại thiết bị, nhiều nguồn
cung cấp khác nhau kể cả các nguồn năng lượng sạch như năng lượng mặt trời,
năng lượng gió...
Từ những lý do đã nêu ở trên, đề tài tôi chọn là: Nghiên cứu ứng dụng
công nghệ lưới điện thông minh cho Công ty Điện lực Quảng Bình.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
Đề tài đặt ra các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu chính như sau:
- Nghiên cứu công nghệ lưới điện thông minh.
- Nghiên cứu tự động hóa phát hiện và cô lập sự cố trong lưới điện thông
minh.
Mục tiêu: Xây dựng được một số giải pháp trong việc ứng dụng công
nghệ lưới điện thông minh áp dụng để triển khai cho Công ty điện lực Quảng
Bình đảm bảo vận hành lưới phân phối một cách tối ưu nhất, tận dụng tối đa các
chức năng đã được tích hợp trong thiết bị.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Đề tài tập trung vào đối tượng nghiên cứu là việc
ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh cho lưới điện phân phối.
- Phạm vi nghiên cứu: Trong bối cảnh tình hình hiện tại, đề tài giới hạn
nghiên cứu vào ứng dụng của lưới điện thông minh về tự động hóa cô lập sự cố
và khôi phục cho Công ty Điện lực Quảng Bình.
4. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Xây dựng được phương pháp nghiên cứu, ứng dụng
công nghệ lưới điện thông minh cho lưới điện phân phối một cách khả thi.
- Ý nghĩa thực tiễn: Giúp cho đơn vị quản lý vận hành lưới điện phân phối
một cách tối ưu nhất, tận dụng triệt để các tiện ích, chức năng của thiết bị và
công nghệ, hạn chế sự lãng phí không cần thiết đối với các thiết bị đã được đầu
tư. Nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh của đơn vị, tăng năng suất lao động
theo hướng hiện đại hóa và tự động hóa. Đưa ra các phương án tái cấu trúc xây


3

dựng lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình một cách có hiệu theo lộ trình để
hoàn thành lưới điện thông minh.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên
cứu như sau:
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thu thập và nghiên cứu các tài liệu
trong và ngoài nước đề cập đến vấn đề ứng dụng lưới điện thông minh cho lưới
điện phân phối.
- Phương pháp xử lý thông tin: Thu thập và xử lý thông tin cho việc ứng
dụng công nghệ lưới điện thông minh của lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận văn được biên
chế thành 5 chương và các phụ lục. Bố cục các nội dung chính của luận văn
gồm:
Chương 1. Tổng quan về lưới điện hiện tại của Công ty Điện lực Quảng Bình.
Chương 2. Công nghệ lưới điện thông minh.
Chương 3. Tự động hóa phát hiện cô lập sự cố và phục hồi lưới điện, ứng
dụng cho Công ty Điện lực Quảng Bình.
Luận văn thạc sĩ này do bản thân nghiên cứu qua tài liệu nước ngoài, tài

liệu trong nước và các số liệu về lưới điện của Công ty điện lực Quảng Bình
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đinh Thành Việt. Trong quá trình thực hiện,
ngoài sự tận tình chỉ bảo của: PGS.TS Đinh Thành Việt tôi còn nhận được nhiều
ý kiến đóng góp quý báu của các đồng nghiệp, các thầy, cô giáo bộ môn Hệ
thống điện. Luận văn chắc chắn vẫn còn nhiều điểm thiếu sót, rất mong được sự
đóng góp ý kiến của các nhà khoa học, các quý thầy, cô, các bạn bè, đồng
nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN HIỆN TẠI
CỦA CÔNG TY ĐIỆN LỰC QUẢNG BÌNH
1.1. Tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
1.1.1 Tổng quan về tỉnh Quảng Bình.
Tỉnh Quảng Bình nằm ở Bắc Trung Bộ, Việt Nam, với diện tích tự nhiên
8.000 km2, dân số năm 2017 có 882.505 người.
- Vị trí địa lý: Toạ độ địa lý ở phần đất liền là:
+ Điểm cực Bắc: 18005’ 12" vĩ độ Bắc – giáp với Hà Tĩnh
+ Điểm cực Nam: 17005’ 02" vĩ độ Bắc – giáp Quảng Trị
+ Điểm cực Đông: 106059’ 37" kinh độ Đông – giáp với Biển Đông
+ Điểm cực Tây: 105036’ 55" kinh độ Đông – giáp với Lào
Tỉnh có bờ biển dài 116,04 km ở phía Đông và có chung biên giới với Lào
201,87 km ở phía Tây, có cảng Hòn La, cảng Hàng không Đồng Hơi, Quốc
lộ 1A và đường Hồ Chí Minh, đường sắt Bắc Nam, quốc lộ 12 và tỉnh lộ 20, 16
chạy từ Đông sang Tây qua cửa khẩu Quốc tế Cha Lo và một số cửa khẩu phụ
khác nối liền với Nước CHDCND Lào.
- Địa hình: Địa hình Quảng Bình hẹp và dốc từ phía Tây sang phía Đông.
85% tổng diện tích tự nhiên là đồi núi. Toàn bộ diện tích được chia thành vùng

sinh thái cơ bản: Vùng núi cao, vùng đồi và trung du, vùng đồng bằng, vùng cát
ven biển. Tài nguyên đất được chia thành hai hệ chính: Đất phù sa ở vùng đồng
bằng và hệ pheralit ở vùng đồi và núi với 15 loại và các nhóm chính như sau:
nhóm đất cát, đất phù sa và nhóm đất đỏ vàng. Trong đó nhóm đất đỏ vàng
chiếm hơn 80% diện tích tự nhiên, chủ yếu ở địa hình đồi núi phía Tây, đất cát
chiếm 5,9% và đất phù sa chiếm 2,8% diện tích.
Quảng Bình có hệ thống sông suối khá lớn với mật độ 0,8 - 1,1 km/km2.
Có năm sông chính là sông Roòn, sông Gianh, sông Lý Hoà, sông Dinh và sông
Nhật Lệ. Có khoảng 160 hồ tự nhiên và nhân tạo với dung tích ước tính 243,3
triệu m3.
Quảng Bình nằm trong khu vực đa dạng sinh học Bắc Trường Sơn - nơi
có khu hệ thực vật, động vật đa dạng, độc đáo với nhiều nguồn gen quý hiếm.
Đặc trưng cho đa dạng sinh học ở Quảng Bình là vùng Karst Phong Nha - Kẻ
Bàng. Với diện tích rừng 486.688 ha, trong đó rừng tự nhiên 447.837 ha, rừng


5

trồng 38.851ha, trong đó có 17.397 ha rừng thông, diện tích không có rừng
146.386 ha. Thực vật ở Quảng Bình đa dạng về giống loài: có 138 họ, 401 chi,
640 loài khác nhau. Rừng Quảng Bình có nhiều loại gỗ quý như lim, gụ, mun,
huỵnh, thông và nhiều loại mây tre, lâm sản quý khác. Quảng Bình là một trong
những tỉnh có trữ lượng gỗ cao trong toàn quốc. Hiện nay trữ lượng gỗ là
31triệu m3.
- Khí hậu: Quảng Bình nằm ở vùng nhiệt đới gió mùa và luôn bị tác động
bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau. Lượng mưa trung bình hàng
năm 1.500 - 2.000mm/năm. Thời gian mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11.
+ Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 với nhiệt độ trung bình 24oC - 25oC.
Ba tháng có nhiệt độ cao nhất là tháng 6, 7 và 8.

- Dân số và lao động: Dân số Quảng Bình năm 2017 có 882.505 người.
Phần lớn cư dân địa phương là người Kinh. Dân tộc ít người thuộc hai nhóm
chính là Chứt và Bru-Vân Kiều gồm những tộc người chính là: Khùa, Mã Liềng,
Rục, Sách, Vân Kiều, Mày, Arem, v.v... sống tập trung ở hai huyện miền núi
Tuyên Hoá và Minh Hoá và một số xã miền Tây Bố Trạch, Quảng Ninh, Lệ
Thuỷ. Dân cư phân bố không đều, 80,31% sống ở vùng nông thôn và 19,69%
sống ở thành thị.
- Văn hoá: Quảng Bình là vùng đất văn vật, có di chỉ văn hoá Bàu Tró,
các di chỉ thuộc nền văn hoá Hoà Bình và Đông Sơn, nhiều di tích lịch sử như:
Quảng Bình Quan, Luỹ Thầy, Rào Sen, Thành Nhà Ngo, thành quách của thời
Trịnh - Nguyễn, nhiều địa danh nổi tiếng trong hai cuộc kháng chiến chống xâm
lược của dân tộc như Cự Nẫm, Cảnh Dương, Cha Lo, Cổng Trời, Xuân Sơn,
Long Đại, đường Hồ Chí Minh v.v... Trong quá trình lịch sử, đã hình thành
nhiều làng văn hoá nổi tiếng và được truyền tụng từ đời này sang đời khác như
“Bát danh hương”: “Sơn- Hà- Cảnh - Thổ- Văn- Võ- Cổ - Kim”. Nhiều danh
nhân tiền bối học rộng, đỗ cao và nổi tiếng xưa và nay trên nhiều lĩnh vực quân
sự, văn hoă - xã hội như Dương Văn An, Nguyễn Hữu Cảnh, Nguyễn Hàm
Ninh, Hoàng Kế Viêm, Võ Nguyên Giáp...
- Cơ cấu kinh tế theo các thành phần phụ tải: Thành phần nông, lâm
nghiệp và thuỷ sản chiếm 18,44%; công nghiệp - xây dựng chiếm 23,37; dịch vụ
chiếm 55,23%; thuế sản phẩm trừ trợ cấp sản phẩm chiếm 2,96%. Quảng Bình
là tỉnh có nền kinh tế nông nghiệp, sản xuất công nghiệp chủ yếu là các phụ tải


6

sản xuất xi măng. Tình hình sử dụng điện của các thành phần phụ tải 7 tháng
đầu năm 2018 như bảng 1.1:
Bảng Error! No text of specified style in document.1.1: Sản lượng điện theo
các thành phần phụ tải tỉnh Quảng Bình

T
T

1
2
3

Thành phần phụ
tải
Nông, lâm nghiệp,
thuỷ sản
Công nghiệp, Xây
dựng
Thương nghiệp,
khách sạn, nhà hàng

4

Quản lý, tiêu dùng

5

Hoạt động khác
Tổng cộng

7 tháng 2018
Tỷ
Sản lượng
trọng
(%)

Cùng kỳ năm 2017
Tỷ
Sản lượng
trọng
(%)

10.664.274

1,91

9.871.754

290.460.737

52,04

267.470.442

28.841.801

5,17

22.366.283

210.837.013
17.394.580
558.198.405

37,77

3,12
100

196.254.494
15.827.276
511.790.249

1,93
52,26

Tăng
trưởng
(%)
108,03
108,60

4,37
38,35
3,09
100

128,95
107,43
109,90
109,07

1.1.2 Hệ thống lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
Lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình được xây dựng, phát triển liên tục
qua nhiều năm qua cùng với sự phát triển kinh tế, xã hội, nhu cầu sử dụng điện
của khách hàng trên địa bàn. Trong các năm qua, Công ty Điện lực Quảng Bình

đã không ngừng cải tạo, đầu tư, xây dựng các tuyến đường dây trung áp để đảm
bảo cung cấp điện cho sự phát triển nêu trên.
Hiện nay, lưới điện phân phối Quảng Bình được cấp điện qua 8 TBA
110kV và 6 trạm trung gian 35/22kV (có 52 xuất tuyến trung áp) với tổng chiều
dài đường dây trung áp là 2.233km, trong đó có 33 xuất tuyến được khép mạch
vòng, chiếm tỷ lệ 64,7%, 18 xuất tuyến chưa được khép vòng (trong đó có 6 XT
của các trạm 110kV và 12 XT của các trạm trung gian).
Tỉnh Quảng Bình được cung cấp điện từ 08 trạm biến áp 110kV với tình
hình mang tải các TBA như bảng 1.2.
Khối lượng đường dây LĐPP của các Điện lực thuộc Công ty Điện lực
Quảng Bình quản lý đến 31/6/2018 như bảng 1.3 và bảng 1.4.


7

Bảng 1.2: Tình hình vận hành các TBA 110KV tỉnh Quảng Bình
Công suất

Pmax

đm (kVA)

(kVA)

STT

Tên trạm biến áp

MBA

Cấp điện áp

1

Lệ Thủy

T2

115/38,5/24

25,000

15,000

Áng Sơn

T1

115/38,5/6,6

25,000

13,500

2

T2

115/24/6,6

25,000

14,600

T2

115/24/6,6

25,000

20,200

3

Đồng Hới

T1

115/38,5/24

25,000

26,900

4

Bắc Đồng Hới

T1

115/24

25,000

18,400

T2

115/38/24

25,000

-

5

Ba Đồn

T1

115/38/24

25,000

17,000

Sông Gianh

T2

115/38/6,3

25,000

24,100

6

T1

115/38/6,3

25,000

23,500

T2

115/24/6,6

25,000

9,100

7

Văn Hóa

T1

115/24/6,6

25,000

16,200

8

Hòn La

T2

115/24

25,000

5,000

325,000

203,500

Toàn công ty

Bảng 1.1: Khối lượng đường dây lưới điện phân phối
STT

Đường dây (km)
Điện lực

35kV

22kV

Cáp ngầm
22kV

Tổng

1

Đồng Hới

23.90

317.56

29.43

370.89

2

Quảng Trạch

56.14

338.89

11.99

407.02

3

Quảng Ninh

20.28

225.44

2.43

248.15

4

Bố Trạch

45.77

302.46

4.42

352.65

5

Tuyên Hóa

39.33

169.10

0.25

208.69

6

Lệ Thủy

13.24

416.44

0.95

430.63

7

Minh Hóa

17.46

194.46

3.12

215.05

Toàn công ty

216.12

1964.35

52.60

2233.07


8

Bảng 1.4: Khối lượng trạm biến áp phụ tải
STT
1
2
3
4
5
6
7

Điện lực
Đồng Hới
Quảng Trạch
Quảng Ninh

Bố Trạch
Tuyên Hóa
Lệ Thủy
Minh Hóa
Toàn công ty

Trạm biến áp
35(kV)
22(kV)
35/0,4
22/0,4
22/0,2
35
526
7
28
353
5
/
201
5
10
339
2
11
165
0
3
374
8

13
108
8
100
2.066
35

Tổng
568
386
206
351
176
385
129
2.201

- Hiện nay lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình có rất nhiều thiết bị bảo
vệ tự động được sử dụng trong lưới phân phối nhằm đảm bảo cho hệ thống điện
vận hành an toàn, linh hoạt, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Các thiết bị bảo
vệ này có ba chức năng cơ bản sau: đóng cắt không tải, đóng cắt các dòng điện
liên tục bình thường, đóng cắt các dòng ngắn mạch. PC Quảng Bình quản lý trên
lưới điện có 114 recloser (107 Rec tài sản NĐ, 7 tài sản KH trong đó có 108
recloser đã được kết nối về SCADA), 129 LBS (97 LBS tài sản NĐ, 32 tài sản
KH, trong đó có 57 LBS đã được kết nối về SCADA), như vậy trung bình
1.058KH / 1 thiết bị đóng cắt.
Trong những năm gần đây, Công ty Điện lực Quảng Bình đã không
ngừng đầu tư, áp dụng các công nghệ mới cho lưới điện. Cụ thể:
- Hệ thống SCADA : Hệ thống SCADA tỉnh Quảng Bình gồm Trung tâm
điều khiển đặt tại Công ty Điện lực Quảng Bình, Trung tâm điều khiển có khả

năng kết nối với Trung tâm Điều độ Hệ thống điện miền Trung (A3), các TBA
110kV và thiết bị lưới điện trung thế. Hệ thống sử dụng phần mềm Survalent
Smart SCADA với giao diện thân thiện và khả năng dự phòng cao, không giới
hạn thiết bị RTU, IED, đường truyền thông, tài khoản người dùng kết nối vào hệ
thống. Hỗ trợ tất cả các chức năng của ứng dụng SCADA theo nhu cầu của
người sử dụng tích hợp trên một nền tảng.
Tính đến tháng 6/2018, hệ thống có quy mô như sau:
+ Kết nối và điều khiển xa 07 TBA 110kV, 165 thiết bị trung thế trên
lưới, 03 trạm biến áp trung gian.
+ Số tín hiệu: 50.000


9

+ Cấu trúc phần cứng:
* Màn hình hiển thị sơ đồ và các thông số vận hành của hệ thống điện;
* Máy tính thu thập và xử lý dữ liệu (Server MAIN/BACKUP).
* Máy tính vận hành (Operator Workstation 1&2)
* Máy tính kỹ thuật (Engineering Workstation)
* Máy tính lưu trữ dữ liệu quá khứ (Historical Server)
* Máy tính lưu trữ dữ liệu Camera (Historical Camera)
* Thiết bị định vị GPS có chức năng đồng bộ thời gian các thiết bị trong
hệ thống SCADA trung tâm;
* Các thiết bị hỗ trợ về công nghệ thông tin, truyền thông và thiết bị phụ
trợ khác.
Hệ thống SCADA tỉnh Quảng Bình được xây dựng đáp ứng tiêu chí có
khả năng nâng cấp, bổ sung các chức năng mới một cách dễ dàng mà không làm
thay đổi hệ thống các phần mềm đang làm việc. Việc mở rộng sẽ không làm suy
giảm tính sẵn sàng, độ tin cậy của hệ thống đang vận hành, thời gian cắt điện
phục vụ thi công lắp đặt và thử nghiệm hệ thống sau khi thay đổi mở rộng cũng

như không yêu cầu cấu trúc lại phần mềm và phần cứng đang làm việc. Các
phần mềm ứng dụng giám sát, điều khiển được thiết kế linh hoạt nhằm khai thác
triệt để khả năng của cấu trúc client/server cho việc phân phối thông tin và ứng
dụng để đảm bảo việc nâng cấp và mở rộng máy của người dùng là tối thiểu.
- Lắp đặt công tơ đo đếm: Thực hiện lắp đặt công tơ điện tử tích hợp chức
năng thu thập dữ liệu công tơ tự động từ xa AMR (Automatic Meter Reading)
để thay thế công tơ cơ khí cảm ứng. Tính đến 31/8/2018 có 167.945 công tơ
điện tử 1 pha, chiếm 66,88 % số lượng công tơ 1 pha và 10.053 công tơ điện tử
3 pha, chiếm 73.16% số công tơ 3 pha, tổng số công tơ điện tử được lắp đặt là
177.998 /264.863 công tơ, chiếm tỷ lệ 67,21 %. Dự kiến đến cuối năm sẽ đạt tỷ
lệ 75% và sẽ hoàn thành 100% vào năm 2020.
Để đồng bộ với việc triển khai lắp đặt công tơ điện tử cũng như khai thác
hết tính năng mới của công nghệ đi kèm, Công ty điện lực Quảng Bình đã triển
khai hệ thống thu thập dữ liệu Spider. Đến 31/8/2018, toàn Công ty đã triển khai
tại 572 TBA CC với tổng số 113.003 công tơ chiếm 43,13% tổng số công tơ bán
điện và 63,48% trên tổng số công tơ điện tử đã lắp đặt. Hiện tại đã hoàn thành
lắp đặt hệ thống RF-spider cho địa bàn khu vực thành phố Đồng Hới, khu vực
Thị xã Ba Đồn sẽ hoàn thành cuối năm 2018.


10

- Đo xa bằng hệ thống MDMS: hệ thống quản lý dữ liệu công tơ (MDMS
- Meter Data Management System) để thu thập thông tin từ công tơ đầu nguồn,
ranh giới, các khách hàng lớn, các nhà máy phát. Hiện tại toàn Công ty có số
lượng điểm đo xa đang vận hành là 1.684 điểm đo, trong đó: Đầu nguồn: 17
điểm đo; Ranh giới: 8 điểm đo; TBA Công cộng: 886 điểm đo; Khách hàng sau
TBA công cộng: 115 điểm đo; Khách hàng trạm CD: 666 điểm đo; Khách hàng
bán buôn: 10 điểm đo. Còn lại 179 điểm đo sẽ triển khai lắp đặt trong năm nay.
Như vậy toàn Công ty sẽ hoàn thành 100% đo xa cho các điểm đo đầu nguồn,

tổng TBA trong năm 2018.
1.1.3 Đánh giá hiện trạng lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình.
Lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình đã được đầu tư xây dựng tương đối
tốt, đáp ứng cho sự phát triển kinh tế, xã hội trên địa bàn. Bước đầu đã áp dụng
nhiều công nghệ mới vào trong lưới điện mặc dù đang còn manh múm, chưa
đồng bộ tuy nhiên với cơ sở hạ tầng như vậy thực sự là điểm thuận lợi cho việc
nghiên cứu, ứng dụng để xây dựng lưới điện thông minh trong tương lai gần.
1.2. Đánh giá công nghệ vận hành hiện tại của lưới điện phân phối tỉnh
Quảng Bình.
Hiện nay, lưới điện phân phối Quảng Bình được vận hành bởi Hệ thống
SCADA với mô hình như Hình 1.1, trong đó Trung tâm điều khiển đặt tại trụ sở
Công ty Điện lực Quảng Bình. Đây là hệ thống điều khiển ứng dụng các công
nghệ mới, hiện đại sử dụng phần mềm Survalent Smart SCADA với giao diện
thân thiện và khả năng dự phòng cao, không giới hạn thiết bị RTU, IED, đường
truyền thông, tài khoản người dùng kết nối vào hệ thống. Ngoài ra hệ thống có
khả tích hợp, đồng bộ với các công nghệ đang triển khai đó là hệ thống đo xa
MDMS, Spider để thu thập thông tin.
- Công nghệ đo đếm:
+ Đối với các điểm đo đầu nguồn, ranh giới và các điểm đo tổng TBA
đang thực hiện bởi công nghệ đo xa MDMS (Meter Data Management System)
(như Hình 1.2).
+ Đối với các khu vực đã triển khai hoàn thành 100% công tơ điện tử
thực hiện bởi công nghệ Spider (như Hình 1.3).


11

Hình 1.1: Mô hình vận hành lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình

Hình 1.2: Mô hình vận hành hệ thống MDMS

12

Hình 1.3: Mô hình vận hành hệ thống Spider

Công nghệ vận hành này là đúng với xu thế phát triển chung về tự động
hóa lưới điện phân phối. Tự động hóa lưới phân phối mang lại nhiều ưu điểm và
khắc phục các nhược điểm trong quá trình vận hành như: khả năng tự động cô
lập điểm sự cố, tự động khôi phục sự cố và đồng thời tự động cung cấp điện dự
phòng cho các phụ tải.
Về cơ bản, công nghệ vận hành lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình có
rất nhiều thuận lợi cho việc triển khai áp dụng mô hình lưới điện thông minh
trong việc tự động hóa lưới điện. Việc này cũng đồng nghĩa với việc lắp đặt các
thiết bị thông minh trên các xuất tuyến chính như: MC có tích hợp TĐL,
recloser, rơle số, công tơ điện tử… Tuy nhiên, khi lắp đặt và phối hợp các thiết
bị lại với nhau để tạo thành hệ thống đồng bộ cần phải có một công nghệ để
đồng bộ dữ liệu điều khiển.
Như vậy, công nghệ vận hành lưới điện phân phối Quảng Bình trên nền
tảng công nghệ hiện tại là phù hợp, có cơ sở để nâng cấp động bộ hóa với các
công nghệ khác để tạo thành một hệ thống nhất. Các điều kiện thuận lợi như sau:
+ Lưới điện phân phối Quảng Bình đang phát triển và hiện đại hóa không
ngừng do các thiết bị điện tử thông minh (IEDs) ra đời phục vụ cho việc điều


13

khiển đóng/cắt, thu thập dữ liệu từ xa cho các thiết bị như RMU, LBS, Recloser,
công tơ điện tử...
+ Sự phát triển của kỹ thuật và công nghệ hiện đại trong đó việc áp dụng

phối hợp các thiết bị đóng cắt được chế tạo với những tính năng vượt trội so với
các thiết bị đóng cắt kiểu cũ. Ngoài ra rơle kỹ thuật số tích hợp các đặc tuyến
bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC, ANSI/IEEE ngày càng được sử dụng nhiều trên lưới
phân phối.
- Nhiều hãng phát triển các phần mềm hỗ trợ như VPROII của hãng
Cooper, WSOS của Nulec, PSS/ADEPT...
- Xu thế tự động hóa LĐPP đang được ứng dụng rộng rãi và phù hợp với
xu thế phát triển của các nước trên thế giới. Vì vậy tự động hóa được xem là một
phần không thể thiếu trong LĐPP.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Hiện nay, lưới điện phân phối tỉnh Quảng Bình đang phát triển theo định
hướng của Tổng Công ty Điện lực miền Trung về hiện đại hóa thông qua việc sử
dụng các thiết bị điện tử thông minh (IEDs) phục vụ cho việc điều khiển
đóng/cắt qua hệ thống SCADA, thu thập dữ liệu từ xa qua các hệ thống Spider,
MDMS... Cho nên việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ lưới điện thông minh là
cần thiết, vừa thuận lợi do tận dụng được cơ sở hạ tầng lại vừa khai thác hết các
chức năng của các thiết bị đã đầu tư qua đó làm tăng hiệu quả vận hành, nâng
cao độ tin cậy cung cấp điện.
Tuy nhiên, để thực hiện được điều đó thì cần xem xét triển khai một số
giải pháp như sau:
- Phải trang bị các thiết bị thông minh có khả năng làm việc theo một
chương trình cài đặt.
- Phải thay thế hoặc bổ sung các thiết bị trên lưới có khả năng kết nối
SCADA.


14

CHƯƠNG 2
CÔNG NGHỆ LƯỚI ĐIỆN THÔNG MINH

2.1. Khái niệm về lưới điện thông minh.
Khái niệm lưới điện thông minh (Smart Grid) là hệ thống lưới điện có
sử dụng các công nghệ thông tin và truyền thông để tối ưu việc truyền dẫn, phân
phối điện năng giữa nhà sản xuất và hộ tiêu thụ, hợp nhất cơ sở hạ tầng điện với
cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc. Có thể coi hệ thống điện thông minh gồm có hai
lớp như Hình 2.1: lớp 1 là hệ thống điện thông thường và bên trên nó là lớp 2, hệ
thống thông tin, truyền thông, đo lường.

Hình 2.1: Các lớp của hệ thống điện thông minh.

Hiện nay lưới điện thông minh không có một định nghĩa rõ ràng nào,
tùy theo từng khu vực, quốc gia sẽ có những quan điểm riêng về lưới điện thông
minh. Theo nền tảng Công nghệ Châu Âu xác định Lưới thông minh là: "Smart
Grid là một mạng lưới điện có thể tích hợp thông minh các hành động của tất cả
người dùng kết nối với nó - máy phát điện, người tiêu dùng và những người làm
cả hai - để cung cấp nguồn điện bền vững, kinh tế và an toàn một cách hiệu
quả."[5]
Đối với Hoa Kỳ, theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ: “Lưới thông minh sử
dụng công nghệ kỹ thuật số để cải thiện độ tin cậy, bảo mật và hiệu quả (cả về
kinh tế và năng lượng) của hệ thống điện tử, người tiêu dùng thông qua hệ thống
điện và số lượng các nguồn lưu trữ và phát sinh phân tán ngày càng tăng”.[5]
Trong các tài liệu nghiên cứu: Lưới thông minh được xác định là: "Lưới
thông minh sử dụng cảm biến, xử lý nhúng và truyền thông kỹ thuật số để cho
phép lưới điện có thể quan sát được (có thể đo và hiển thị), có thể điều khiển (có
thể thao tác và tối ưu hóa), tự động (có khả năng thích nghi và tự hàn gắn), đầy


15

đủ được tích hợp (hoàn toàn tương thích với các hệ thống hiện có và có khả

năng kết hợp một tập hợp các nguồn năng lượng đa dạng)”
Như vậy, Lưới điện thông minh mục tiêu đặt ra là tiên đoán và phản ứng
một cách thông minh với cách ứng xử và hành động của tất cả các đơn vị được
kết nối điện với lưới điện, bao gồm các đơn vị cung cấp điện, các hộ tiêu thụ
điện và các đơn vị đồng thời cung cấp và tiêu thụ điện, nhằm cung cấp một cách
hiệu quả các dịch vụ điện tin cậy, kinh tế và bền vững. Tuy nhiên dù có rất nhiều
định nghĩa khác nhau nhưng các đặc tính chính của lưới thông minh sẽ bao gồm
[5]:
1. Khả năng tự động khôi phục cung cấp điện khi có sự cố xảy ra mất điện
đối với khách hàng
2. Chống được sự tấn công cố ý đối với hệ thống cả về mặt vật lý và mạng
máy tính
3. Trợ giúp sự phát triển các nguồn điện phân tán (phát điện, dự trữ năng
lượng, cắt giảm nhu cầu…)
4. Trợ giúp sự phát triển các nguồn năng lượng tái tạo
5. Cung cấp khả năng nâng cao chất lượng điện năng và độ tin cậy cung
cấp điện
6. Tối ưu hóa vận hành HTĐ để giảm chi phí sản xuất, truyền tải và phân
phối kể cả giảm chi phí đầu tư mới và nâng cấp hệ thống điện
7. Công cụ cơ bản của vận hành Thị trường điện rộng rãi
2.2. Tổng quan về tình hình nghiên cứu công nghệ lưới điện thông minh.
Hiện nay các nước phát triển trên thế giới đều đã có nhiều công trình
nghiên cứu về ứng dụng công nghệ lưới điện thông minh. Trong bối cảnh kinh tế
hội nhập hiện nay, việc tụt hậu về công nghệ được coi là nguyên nhân chủ yếu
dẫn đến cản trở phát triển chung cũng như làm giảm năng lực cạnh tranh quốc
gia đối với các nước khác trên thị trường thế giới. Nghiên cứu của IBM đã chỉ
ra rằng Singapore là nước phát triển nhất về thương mại điện tử và có khả năng
sử dụng nó để cạnh tranh với các đối thủ trên toàn thế giới. Nhưng những nước
đang phát triển như Việt Nam thì vẫn đang trong giai đoạn đầu của thương mại
điện tử và xây dựng một chiến lược công nghệ thông tin quốc gia.

Lưới điện thông minh đang trở thành chiến lược phát triển điện lực trọng
yếu của nhiều quốc gia. Theo như tạp chí Thông tin Khoa học & Công nghệ viết
thì 200 tỉ USD là con số ước tính đầu tư cho Lưới điện thông minh trên toàn thế


16

giới, tính đến năm 2020. Không chỉ các quốc gia phát triển như Mỹ, Đức, Pháp,
Hàn Quốc, Singapore mới tập trung đầu tư cho Lưới điện thông minh, mà nhiều
nước đang phát triển như Trung Quốc, Ấn Độ,… cũng rất nỗ lực để lưới điện
của họ trở nên “thông minh” hơn. Ngoài lợi ích kinh tế, các quốc gia quan tâm
đến Lưới điện thông minh còn vì những lý do khác nhau. Trung Quốc đầu tư
286 tỷ nhân dân tệ cho Lưới điện thông minh năm 2020 nhằm đáp ứng nhu cầu
năng lượng dự kiến tăng gấp 2 lần trong 10 năm tới. Trong khi đó, mục tiêu của
Ấn Độ là khắc phục tình trạng thất thoát 50% điện trong quá trình truyền tải và
do bị trộm cắp điện.
Nhiều quan niệm khác nhau đã được sử dụng để mô hình hoá hệ thống
điện thông minh. Nói chung các nghiên cứu tập trung vào hệ thống phức tạp
trong bối cảnh điều khiển tối ưu, ảnh hưởng môi trường, yếu tố con người, hệ
thống động, lý thuyết thông tin đám mây... Cho đến hiện nay, chưa một ai hoặc
một tổ chức nào khẳng định chắc chắn về các công nghệ sẽ được sử dụng trong
Smart Grid của tương lai, tuy nhiên các đặc tính chính của Smart Grid sẽ vẫn
không thay đổi như đã nêu ở mục 2.1 và với cơ cấu và thiết kế cơ bản như trong
Hình 2.2 và Hình 2.3.

Hình 2.2: Cơ cấu Lưới điện thông minh.