Luận văn thạc sĩ tính toán phân bổ công suất cho các tổ máy phát điện để thực hiện điều chỉnh tần số hệ thống điện việt nam qua hệ thống SCADA EMS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
----------------

NGUYỄN QUỐC VIỆT

TÍNH TỐN PHÂN BỔ CƠNG SUẤT CHO CÁC TỔ
MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỂ THỰC HIỆN ĐIỀU CHỈNH
TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM QUA HỆ
THỐNG SCADA/EMS

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

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

Đà Nẵng – Năm 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng
được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác
Tác giả luận văn

Nguyễn Quốc Việt


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU..........................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài.....................................................................................1
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn đề tài.......................................................... 2
3. Ý nghĩa của của đề tài............................................................................. 3
4. Các mục tiêu của đề tài............................................................................3
5. Các nội dung nghiên cứu.........................................................................3
6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...........................................................4
7. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................4
8. Cấu trúc của luận văn..............................................................................4
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM VÀ VẤN ĐỀ TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN
VIỆT NAM......................................................................................................5
1.1. CƠ CẤU NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN HỆ THỐNG
ĐIỆN VIỆT NAM............................................................................................5
1.1.1. Nguồn điện HTĐ Việt Nam...............................................................5
1.1.2. Lưới điện HTĐ Việt Nam..................................................................7
1.1.3. Phụ tải HTĐ Việt Nam......................................................................8
1.1.4. Thuận lợi và khó khăn trong cơng tác vận hành HTĐ Việt Nam......9
1.2. TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ ĐẶT RA........11
1.2.1. Mức độ thay đổi tần số của hệ thống điện Việt Nam...................... 11
1.2.2. Khó khăn trong điều chỉnh tần số HTĐ Việt Nam..........................14
1.3. KẾT LUẬN............................................................................................. 16
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG SCADA/EMS Ở TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ
THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA.........................................................................17
2.1. HỆ THỐNG SCADA.............................................................................. 17
2.2. HỆ THỐNG EMS....................................................................................19
2.2.1. Các ứng dụng lưới điện...................................................................19
2.2.2. Các ứng dụng nguồn điện................................................................22


2.3. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG OPENAGC............................................................23
2.3.1. Các chế độ hoạt động của hệ thống AGC tại Trung tâm điều độ

HTĐ Quốc Gia............................................................................................... 25
2.3.2. Các khai báo chế độ vận hành tổ máy trong AGC..........................26
2.3.3. Nguyên tắc vận hành hệ thống AGC cho HTĐ Quốc gia...............27
2.4. KẾT LUẬN............................................................................................. 28
CHƯƠNG 3. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ QUA ỨNG DỤNG
OPENAGC.................................................................................................... 29
3.1. QUÁ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TẦN SỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN......29
3.1.1. Điều chỉnh tần số sơ cấp..................................................................30
3.1.2. Điều chỉnh tần số thứ cấp................................................................41
3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN GIÁ TRỊ HỆ SỐ HÃM VÀ ĐỘ
LỆCH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG................................................................ 45
3.2.1. Hệ số hãm của hệ thống điện...........................................................45
3.2.2. Độ lệch điều khiển hệ thống (ACE)................................................49
3.3. QUY TRÌNH THỰC HIỆN ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ QUA ỨNG DỤNG
OPENAGC..................................................................................................... 50
3.3.1. Phương pháp tính tốn phân bổ cơng suất tổ máy trong OpenAGC50
3.3.2. Quy trình thực hiện điều chỉnh tần số của ứng dụng OpenAGC.....53
3.4. THỰC HIỆN ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ HTĐ QUỐC GIA BẰNG
OPENAGC..................................................................................................... 56
3.4.1. Tính tốn lượng điều chỉnh cơng suất của các tổ máy tham gia
OpenAGC để điều chỉnh tần số HTĐ Quốc gia............................................. 57
3.4.2. Thử nghiệm NMTĐ Sơn La điều tần HTĐ Quốc gia bằng
OpenAGC.......................................................................................................60
3.4.3. Thử nghiệm các NMTĐ Sơn La, Bản Chát điều tần HTĐ Quốc gia
bằng OpenAGC.............................................................................................. 62


3.4.4. Thử nghiệm nhiều NMTĐ điều tần HTĐ Quốc gia bằng OpenAGC
64
3.4.5. Đánh giá tình hình vận hành các nhà máy trong OpenAGC...........65

3.5. KẾT LUẬN............................................................................................. 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................69
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO)


TĨM TẮT LUẬN VĂN
TÍNH TỐN PHÂN BỔ CƠNG SUẤT CHO CÁC TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỂ
THỰC HIỆN ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM QUA HỆ
THỐNG SCADA/EMS
Học viên: Nguyễn Quốc Việt. Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện.
Mã số: . Khóa: 36. Trường: Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng.
Tóm tắt – Hệ thống điện Việt Nam đang ngày càng phát triển nhanh chóng về
nguồn và lưới điện. Các nhà máy điện gió, mặt trời đang ngày càng chiếm tỷ
trọng cao trong cơ cấu nguồn, sự thay đổi cơng suất phát của các nhà máy này có
thể diễn ra trong tích tắc, làm cho tần số thay đổi nhanh chóng. Do đó, cần phải
có biện pháp điều chỉnh tức thời để đưa tần số về giá trị cho phép, nếu khơng thì
dễ dẫn đến việc mất ổn định hệ thống. Trong phạm vi luận văn, tác giả sử dụng
ứng dụng OpenAGC – là một trong những ứng dụng của hệ thống SCADA/EMS
ở Trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc gia để thực hiện theo dõi, tính tốn và ra
lệnh điều khiển thay đổi công suất các tổ máy trong hệ thống điện Việt Nam để
đưa tần số hệ thống về giá trị cho phép khi có sự thay đổi đột ngột về phụ tải và
nguồn điện, đảm bảo vận hành hệ thống điện an toàn và kinh tế.
Từ khóa – Hệ thống điện, Điều khiển tần số, OpenAGC, Điều độ viên, Tự động
thay đổi công suất.
CALCULATION OF DISTRIBUTION OF CAPACITY FOR GENERATOR
SETS FOR IMPROVING VIETNAM ELECTRICITY SYSTEM FREQUENCY
THROUGH SCADA/EMS SYSTEM
Abstract – Vietnam's power system is growing rapidly in terms of power and
grid. Wind and solar power plants are increasingly taking up a high proportion in

the source structure, the change of generation capacity of these plants can happen
in a snap, making the frequency change rapidly. Therefore, it is necessary to take
immediate corrective measures to bring the frequency to the permissible value,
otherwise it could easily lead to system instability. Within the scope of the thesis,
the author uses the OpenAGC application - one of the applications of the
SCADA/EMS system in the National Load Dispatch Center to perform
monitoring, calculation and order to control the change of capacity of generating
sets in Vietnam's electricity system to bring the system frequency to the permitted
value when there is a sudden change in load and power source, ensuring safe
operation of the electricity system safe and economical.
Key words – Power System, Frequency control, OpenAGC, Operator,
Automatically change capacity.


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các ký hiệu:
ACE
B
F81
FDI

Các chữ viết tắt:
AGC

BCT
CF

CNI

EMS

HTĐ
MBA
NMĐ
SCADA
TBA


TLB


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng
1.1

Cơ cấu nguồn

1.2

Sản lượng nă

1.3

Sản lượng và

1.4

Thống kê hệ s

1.5

Thống kê hệ s

1.6

Thống kê chỉ

1.7

Dự phòng khả

3.1

Tính tốn hệ

3.2

Tính tốn hệ

3.3

Thơng số các

3.4

Giá trị cơng s

3.5

Thơng số các

3.6

Thông số các

3.7

Thông số các


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
2.1
2.2

Cấu trúc hệ thốn

Các thành phần c

2.3

Quốc gia
Giao diện OpenN

2.4

Giao diện OpenS

2.5

Sơ đồ hệ thống A

2.6

Giao diện OpenA

3.1

Máy phát cấp ch

3.2
3.3

Sơ đồ khối hàm

lệch công suất và
Sơ đồ khối hàm

3.4

lệch tần số
Sơ đồ của bộ điề

3.5

Đặc tính điều ch

3.6

Sơ đồ bộ điều tố

3.7

Đặc tính điều ch

3.8

Phân bổ công su

3.9

Tác động của việ

3.10

Sơ đồ khối hàm

3.11

Đáp ứng tần số t

3.12

Tác động của tha

3.13

Sơ đồ khối logic

3.14

AGC
Thay đổi phụ tải

3.15

Thay đổi tần số k

3.16

Vùng điều chỉnh

3.17

Sơ đồ quy trình t

3.18

Tần số HTĐ Việ


3.19
3.20
3.21

Tần số HTĐ Việ

Tần số HTĐ Việ

điều tần
Tần số HTĐ Việ
gia điều tần


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hệ thống điện Việt Nam đang ngày càng phát triển nhanh chóng cả về
nguồn và lưới điện. Theo xu hướng khai thác năng lượng của thế giới và chính
sách ưu đãi của Chính phủ, các nhà máy điện gió, mặt trời đang ngày càng
chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu nguồn của hệ thống điện Quốc gia. Bên cạnh
mang lại lợi ích về kinh tế thì với số lượng lớn các nhà máy điện gió, mặt trời
đấu nối vào lưới điện gây thách thức trong việc đảm bảo sự vận hành an toàn
và đặc biệt là đảm bảo ổn định tần số hệ thống.
Nguồn năng lượng tái tạo phụ thuộc hoàn toàn vào tự nhiên (gió, mặt
trời) cho nên sự thay đổi cơng suất phát có thể diễn ra trong tích tắc, làm cho
tần số hệ thống thay đổi nhanh chóng, nếu khơng có biện pháp điều chỉnh tức
thời dễ dẫn đến việc mất ổn định hệ thống làm tách thành các vùng vận hành
độc lập hoặc nặng nề hơn là rã lưới toàn hệ thống.
Do đó, bên cạnh việc u cầu lượng cơng suất dự phịng quay của hệ
thống cần phải lớn thì việc điều chỉnh tần số của hệ thống càng phải thực hiện
nhanh chóng và chính xác, địi hỏi phải áp dụng các phần mềm tính tốn vận
hành và điều khiển tự động để hỗ trợ quá trình điều khiển tần số hệ thống.
Trước tình hình đó, Tập đồn điện lực Việt Nam đã trang bị cho trung
tâm điều độ hệ thống điện Quốc gia (A0) hệ thống SCADA/EMS mới, một
phần quan trọng của của dự án là hệ thống quản lý năng lượng – Energy
Management System (gọi tắt là EMS) giúp tính tốn và đưa ra tín hiệu điều

khiển nhanh và chính xác.
Trong thực tế hiện nay, việc khai thác các ứng dụng của hệ thống cịn
hạn chế. Việc tìm hiểu, triển khai ứng dụng hiệu quả của hệ thống
SCADA/EMS được các tổng công ty điện lực và điều độ miền quan tâm. Mục
đích nghiên cứu trong phạm vi đề tài này là khai thác ứng dụng OpenAGC của
hệ thống EMS để hỗ trợ các điều độ viên trong việc điều chỉnh tần số của hệ


2
thống, giúp đưa tần số hệ thống về giá trị trong phạm vi cho phép khi có sự đột
biến về phụ tải và nguồn điện xảy ra trong hệ thống; đồng thời duy trì được trào
lưu cơng suất truyền tải trên các đường dây 500kV liên kết Bắc – Trung, Trung

– Nam khi điều chỉnh tần số đảm bảo tiêu chí vận hành hệ thống điện an tồn
và kinh tế.
2. Cơ sở khoa học và thực tiễn đề tài
a. Cơ sở khoa học

-

-

Lý thuyết điều khiển tần số hệ thống điện;

-

Vận hành hệ thống điện;

-

Lý thuyết ổn định hệ thống điện;

Luật Điện lực (28/2004/QH11 ngày 03/12/2004) và Luật sửa đổi, bổ

sung một số điều của Luật Điện lực (24/2012/QH13 ngày 20/11/2012).
-

Thông tư số 25/2016/TT-BCT ngày 30/11/2016 của Bộ Công thương

về Quy định hệ thống điện truyền tải;
-

Thông tư số 40/2014/TT-BCT ngày 05/11/2014 của Bộ Cơng thương

về Quy định quy trình điều độ hệ thống điện Quốc gia;
-

Các quy trình, quy phạm, quy định về vận hành HTĐ do các cơ quan

Nhà nước, Ngành điện có thẩm quyền ban hành.
b. Thực tiễn đề tài
-

Trước đây, việc điều khiển tần số hệ thống điện Quốc gia được thực

hiện bởi một số nhà máy thủy điện lớn như Hịa Bình, Sơn La, Trị An… thơng
qua lệnh điều độ bằng lời nói. Tuy nhiên, với tốc độ tăng trưởng phụ tải và tỷ
lệ các nhà máy điện gió, mặt trời trong hệ thống ngày càng tăng, thì tần số
biến động ngày càng nhanh, việc điều khiển tần số bằng phương pháp trên
khơng cịn đáp ứng kịp thời. Hiện nay, ở Trung tâm điều độ hệ thống điện

Quốc gia đã được trang bị hệ thống SCADA/EMS mới để phục vụ công tác
vận hành hệ thống điện.
Việc khai thác các ứng dụng EMS là cần thiết để giúp điều độ
viên chỉ


3
huy vận hành hệ thống điện đảm bảo an toàn, tin cậy, ổn định và kinh tế.
Trong phạm vi đề tài này sẽ nghiên cứu một trong số các ứng dụng của EMS
là OpenAGC để tính tốn phân bổ lượng cơng suất tác dụng của các tổ máy
phát có tham gia kết nối AGC về hệ thống SCADA/EMS của Trung tâm điều
độ HTĐ Quốc gia. Từ đó, đưa ra các tín hiệu điều khiển tăng hoặc giảm cơng
suất tổ máy để điều chỉnh tần số hệ thống điện nằm trong giới hạn cho phép và
giám sát trào lưu công suất truyền tải trên các đường dây 500kV liên kết Bắc –
Trung, Trung – Nam.
3. Ý nghĩa của của đề tài
-

Tính tốn được lượng cơng suất tác dụng phân bổ cho các tổ máy

tham gia điều tần để giữ tần số nằm trong giới hạn quy định và đưa ra lệnh
điều khiển tăng/giảm công suất;
-

Giám sát được trào lưu công suất truyền tải trên các đường dây 500kV

liên kết Bắc – Trung, Trung - Nam.
4. Các mục tiêu của đề tài
Khai thác được ứng dụng tự động điều chỉnh tần số của hệ thống
EMS;

Vận hành hệ thống điện Quốc gia an tồn, tin cậy và đảm bảo
ổn định
tần số;
-

Thay đổi cơng suất của các tổ máy đảm bảo về chỉ tiêu kinh tế và

không ảnh hưởng đến các giới hạn cũng như đặc tính kỹ thuật của tổ máy.
5. Các nội dung nghiên cứu
-

Lý thuyết điều khiển tần số hệ thống điện:
+ Các quá trình điều tần;
+ Hệ số hãm của hệ thống (Frequency Bias);
+ Độ lệch điều khiển hệ thống (ACE).

-

Tìm hiểu ứng dụng OpenAGC, thu thập thơng số các tổ máy phát, mô

phỏng trên hệ thống EMS;


-

Tính tốn và điều chỉnh tần số:


4

+

Tính tốn giá trị ACE, lượng tổng cơng suất hệ thống cần

tăng/giảm để đưa tần số về giá trị định mức;
+ Xác định các tổ máy cần thay đổi công suất;
+

Phân bổ lượng công suất ACE cho các tổ máy và xác định giá trị

Setpoint cho các tổ máy.
Đánh giá mức độ đáp ứng của các tổ máy và mức độ thay đổi
tần số.
6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu:
+ Tần số hệ thống điện Việt Nam;
+ Các quá trình điều khiển tần số;
+ Phương pháp tính tốn phân bổ cơng suất tác dụng tổ máy.

-

Phạm vi nghiên cứu:
+ Hệ thống điện Việt Nam

+

Lý thuyết điều khiển tần số và điều chỉnh công suất tổ máy trong

ứng dụng OpenAGC.
7. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu tài liệu, thu thập thông số các tổ máy các nhà máy
điện, thu

thập số liệu thực tế từ SCADA của Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia;
-

Tính tốn dựa trên ứng dụng OpenAGC của hệ thống EMS;

Phân tích kết quả từ giá trị tính tốn và ra lệnh điều khiển cơng
suất tổ
máy.
8.

Cấu trúc của

luận văn Mở đầu
Chương 1: Đặc điểm và vấn đề tần số hệ thống điện Việt Nam
Chương 2: Giới thiệu về hệ thống SCADA/EMS ở Trung tâm điều độ
hệ thống điện Quốc gia


Chương 3: Quá trình điều khiển tần số qua ứng dụng
OpenAGC Kết luận và kiến nghị


5

CHƯƠNG 1

ĐẶC ĐIỂM VÀ VẤN ĐỀ TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.1. CƠ CẤU NGUỒN ĐIỆN, LƯỚI ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN HỆ
THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
Hệ thống điện Quốc gia Việt Nam hình thành trên cơ sở liên kết hệ
thống điện 3 miền Bắc – Trung – Nam thông qua đường dây truyền tải 500kV.
Các cấp điện áp đang vận hành trên hệ thống điện Việt Nam: 500kV,
220kV, 110kV, 35kV, 22kV, 10kV, 6kV và được phân ra thành hai thành phần
lưới điện chính là lưới điện truyền tải có cấp điện áp từ 220kV trở lên và lưới
điện phân phối có cấp điện áp từ 110kV trở xuống.
Hệ thống điện Việt Nam gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ
tiêu thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện các quá trình sản
xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam.

Sau đây ta sẽ đi vào chi tiết tình hình nguồn điện, lưới điện và phụ tải
của HTĐ Việt Nam.
1.1.1. Nguồn điện HTĐ Việt Nam
Tính đến cuối năm 2018, công suất đặt HTĐ Việt Nam là 48,838 MW
(chưa tính nhập khẩu Trung Quốc và Lào). Nguồn điện trên HTĐ Quốc Gia
rất đa dạng về mặt loại hình; cụ thể, cơ cấu nguồn điện như bảng 1.1:
Bảng 1.1. Cơ cấu nguồn điện HTĐ Việt Nam
Loại hình nguồn
Thủy điện
Nhiệt điện than
Tua bin khí
Thủy điện nhỏ
Điện gió
Điện mặt trời


6

Loại hình nguồn
Điện sinh khối
Nhiệt điện dầu
Nhiệt điện khí
Diesel
Tổng cộng
Chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu nguồn HTĐ Việt Nam là các nhà
máy nhiệt điện than (chiếm 38.79%), phân bố tập trung chủ yếu ở các khu vực
phía Đơng Bắc Bộ (Quảng Ninh: 1200MW, Hải Phịng: 1200MW, Mơng
Dương 1: 1120MW, Mông Dương 2: 1200MW...) và Nam Trung Bộ (Duyên
Hải 1: 1200MW, Vĩnh Tân 2: 1200MW...).
Trong các tháng mùa khô (tháng 3 – tháng 6), nhiệt điện than được huy
động cao để đáp ứng nhu cầu phụ tải trước khi giảm vào các tháng mùa lũ (tháng
7 – tháng 11) để tận dụng khai thác tối đa thủy điện theo nước về. Từ tháng
11/2018, nhiệt điện than được huy động cao để đảm bảo tích nước cho các hồ
thủy điện. Tổng sản lượng nguồn nhiệt điện than năm 2018 đạt 91,654 tỷ kWh.

Đứng thứ 2 là các nhà máy thủy điện, phân bố trên các vùng núi dọc
theo chiều dài đất nước. Có thể kể đến các nhà máy thủy điện lớn như: Sơn La
(2400MW), Hịa Bình (1920MW), Huội Quảng (520MW), Ialy (720MW), Trị
An (400MW)... Các nhà máy thủy điện đóng vai trị quan trọng trong việc
điều tần HTĐ Quốc gia (Hịa Bình, Sơn La, Trị An); tuy nhiên, các nhà máy
thủy điện chịu sự ảnh hưởng rất lớn của tình hình thủy văn trong năm. Nửa
đầu năm 2018, phân bố thủy văn tốt đều trên toàn bộ hệ thống thủy điện. Vào
nửa cuối năm, đã có sự phân hóa giữa 3 miền. Miền Bắc nước về đạt xấp xỉ
trung bình nhiều năm; miền Nam nước về đạt thấp hơn khoảng 10% so với giá
trị trung bình nhiều năm; miền Trung nước về đạt thấp hơn khoảng 50% so
với giá trị trung bình nhiều năm. Tổng sản lượng thủy điện điện khai thác
được đạt 83,081 tỷ kWh.

7
Các nhà máy tua bin khí tập trung chủ yếu ở miền Nam – nơi có những
mỏ khí với trữ lượng lớn đang được khai thác, một số nhà máy điện lớn như:
Cụm NMNĐ Phú Mỹ: 3810MW, Nhơn Trạch: 1200MW... Tổng sản lượng các
nhà máy tua bin khí khai thác trong năm 2018 đạt 40,562 tỷ kWh.
Nhìn chung, các nguồn điện trên toàn quốc được huy động tương đối hợp
lý trong bối cảnh hiện nay, tổng sản lượng điện phát trong năm 2018 như bảng

1.2:
Bảng 1.2. Sản lượng năm 2018 theo loại hình nguồn điện
Loại hình nguồn
Thủy điện
Nhiệt điện than
TBK chạy khí + đi hơi
Nhiệt điện dầu
TBK chạy dầu
Nhiệt điện chạy khí
Điện gió
Điện mặt trời
Điện Sinh khối
Diesel
Điện mua Trung Quốc
Điện mua Lào
1.1.2. Lưới điện HTĐ Việt Nam
Lưới điện HTĐ Quốc gia bao gồm các đường dây và trạm biến áp có
cấp điện áp từ 500kV trở xuống. Trong đó các đường dây và TBA 500kV có
nhiệm vụ truyền tải điện từ Bắc đến Nam; các đường dây và TBA 220kV,
110kV có nhiệm vụ truyền tải điện từ các TBA 500kV và các NMĐ trong khu
vực đến các TBA phân phối.

Lưới điện 500kV Quốc gia tính đến cuối năm 2018 bao gồm 36 trạm biến
áp 500kV, trong đó: 11 trạm ở miền Bắc với tổng công suất MBA 500kV là


8
12450MVA, 06 trạm ở miền Trung với tổng công suất MBA 500kV là
5400MVA và 19 trạm ở miền Nam với tổng công suất MBA 500kV là
12900MVA. Tổng số mạch đường dây 500kV là 75 mạch với tổng chiều dài là
7415km.
Lưới điện 220kV, 110kV Quốc gia tính đến cuối năm 2018 bao gồm
128 trạm biến áp 220kV và 772 trạm biến áp 110kV, trong đó: ở miền Bắc có
56 trạm 220kV, 331 trạm 110kV với tổng công suất MBA 220kV, 110kV là
54333MVA; ở miền Trung có 21 trạm 220kV, 121 tạm 110kV với tổng công
suất các MBA là 12605MVA; ở miền Nam có 51 trạm 220kV, 320 trạm 110kV
với tổng cơng suất các là 56228MVA. Tổng số mạch đường dây 220kV là 413
mạch với tổng chiều dài là 17861km, số mạch đường dây 110kV là 1398
mạch với tổng chiều dài là 21708km.
1.1.3. Phụ tải HTĐ Việt Nam
Năm 2018, tổng sản lượng toàn hệ thống đạt 220,31 tỷ kWh. Theo
thống kê phụ tải của HTĐ Việt Nam thường đạt công suất cực đại vào khoảng
tháng 7, 8 hàng năm. Tính đến hết năm 2018, phụ tải lớn nhất của HTĐ Việt
Nam là 35,126 MW (ngày 03/7/2018), sản lượng ngày cao nhất đạt 725,94
triệu kWh (04/7/2018). Chi tiết sản lượng và công suất cực đại của HTĐ Việt
Nam như bảng 1.3:
Bảng 1.3. Sản lượng và công suất phụ tải HTĐ Việt Nam năm 2018
Tháng
Sản lượng_HTĐ
QG (triệu kWh)
Pmax_HTĐ QG
(MW)

Pmax_Bắc
(MW)
Pmax_Trung
(MW)
Pmax_Nam


(MW)

Cùng với sự tăng trưởng của phụ tải, tốc độ biến thiên phụ tải của hệ


9
thống cũng tăng theo. Năm 2018, tốc độ biến thiên phụ tải trung bình ghi nhận
từ 7h - 8h và 12h – 13h hàng ngày là 50-70 MW/phút. Điều này làm gia tăng
áp lực đối với việc huy động nguồn để đảm bảo cơng suất dự phịng quay và
dự phịng điều tần cho hệ thống, giữ ổn định tần số và chống quá giới hạn
truyền tải trên các giao diện liên kết miền.
Năm 2018, hệ số điền kín phụ tải tương đối thấp. Hệ số K 1 (K1 =
Ptb/Pmax) trung bình năm là 0.79, hệ số K 2 (K2 = Pmin/Pmax) trung bình năm là
0.54. Như vậy, chênh lệch phụ tải giữa cao điểm và thấp điểm toàn hệ thống
gần 1.87 lần, riêng HTĐ Bắc là gần 2.0 lần. Chênh lệch phụ tải lớn gây nhiều
khó khăn cho cơng tác lập lịch huy động nguồn trong cả mùa khô và mùa mưa
do ràng buộc truyền tải Bắc - Trung và lượng nhà máy nhiệt điện than với dải
điều chỉnh hẹp tập trung nhiều tại khu vực phía Bắc. Chi tiết hệ số điền kín
của phụ tải HTĐ Việt Nam như các bảng 1.4 và 1.5:
Bảng 1.4. Thống kê hệ số K1 = Ptb/Pmax trong năm 2018
Tháng
HTĐ QG
HTĐ Bắc

HTĐ Trung
HTĐ Nam

Bảng 1.5.
Tháng
HTĐ QG
HTĐ Bắc
HTĐ Trung
HTĐ Nam

1.1.4. Thuận lợi và khó khăn trong công tác vận hành HTĐ Việt Nam
1.1.4.1. Thuận lợi
Các nhà máy thủy điện chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu nguồn HTĐ
Việt Nam nên giá thành sản xuất giảm. Tuy nhiên, vào mùa khô lại không đảm
bảo được cung cấp điện cho phụ tải và an ninh năng lượng.


10
Đối với các nhà máy thủy điện ở miền Nam thì mùa lũ thường bắt đầu
và kết thúc chậm hơn so với các nhà máy thủy điện ở miền Bắc khoảng 15-30
ngày. Do đó, khi các nguồn thủy điện ở miền Bắc ở giai đoạn cuối mùa lũ, cần
tích nước thì các hồ thủy điện ở miền Nam vào mùa lũ chính, có thể cho phép
khai thác tối đa sản lượng, đáp ứng nhu cầu phụ tải của hệ thống.
HTĐ Việt Nam liên kết qua đường dây 500kV nên thuận lợi cho việc
trao đổi điện năng và hỗ trợ giữa các vùng, nguồn điện có thể được huy động
một cách linh hoạt để hỗ trợ cho miền Bắc hoặc miền Nam tùy vào những thời
điểm khác nhau trong ngày.
1.1.4.2. Khó khăn
Việc quy hoạch, phát triển nguồn và lưới điện không đồng bộ với nhau
nên gây ra tình trạng quá tải cũng như thiếu nguồn cục bộ trên hệ thống.

Các nguồn điện mới (đặc biệt là các nhà máy nhiệt điện than) đưa vào
hoạt động không ổn định, liên tục bị sự cố, làm ảnh hưởng đến chất lượng
điện năng và kế hoạch huy động nguồn.
Các nhà máy thủy điện chiếm tỷ trọng lớn nên việc khai thác phụ thuộc
nhiều vào yếu tố thời tiết. Vào mùa lũ có thể huy động tối đa công suất nhưng
phụ tải lại thấp; vào mùa khơ, nguồn nước về các hồ ít, hạn chế trong việc huy
động cơng suất thì phải tải lại tăng cao, gây khó khăn trong cơng tác vận hành
hệ thống.
Các nhà máy thủy điện đa mục tiêu (chống lũ, cung cấp tưới tiêu,...)
gây khó khăn trong việc điều tiết các hồ chứa và bị động trong quá trình khai
thác, phục vụ phát điện.
Các nhà máy thủy điện bậc thang thuộc nhiều chủ sở hữu dẫn tới hiện
tượng giá điện khác nhau nên vừa điều tiết thủy điện, vừa huy động theo giá
rất khó tối ưu để tận dụng nguồn nước. Việc huy động tổ máy sẽ bị ảnh hưởng
bởi kế hoạch sửa chữa của các nhà máy khác.
Các cụm tuabin khí tập trung cơng suất lớn nhưng lại chung đường ống