A. Các báo cáo chung 1 TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN 500 kV SAU CÁC SỰ CỐ MẤT ĐIỆN DIỆN RỘNG VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI TRANG BỊ HỆ THỐNG BẢO VỆ CHỐNG MẤT ĐIỆN DIỆN RỘNG Nguyễn Đức Ninh Trung tâm Điều độ hệ thống điện Việt Nam Tóm tắt: Cùng với sự phát triển của nguồn điện nhằm đáp ứng tốc độ tăng trưởng phụ tải cao, hệ thống điện truyền tải xương sống 500 kV liên kết các miền đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp, trao đổi điện năng an toàn và kinh tế. Với xu hướng truyền tải ngày càng lớn cả về công suất lẫn sản lượng, việc vận hành hệ thống điện 500 kV trở nên rất phức tạp. Trong bối cảnh nhu cầu truyền tải trên hệ thống điện 500kV có xu hướng ngày càng tăng, báo cáo trình bày những khó khăn, nguy cơ mất ổn định trong quá trình vận hành và tổng kết một số sự cố nghiêm trọng điển hình trên HTĐ 500kV trong những năm gần đây. Xuất phát từ nhu cầu thực tế, báo cáo cũng nêu rõ sự cần thiết phải trang bị hệ thống bảo vệ chống sự cố diện rộng và nêu những đặc điểm cơ bản của hệ thống này. 1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 500 kV BẮC - NAM 1.1. Hệ thống điện Việt Nam trước năm 1994 Công nghệ phát điện xuất hiện tại Việt Nam vào cuối thế kỷ XIX dưới hình thức một số nhà máy phát điện độc lập cung cấp trực tiếp cho lưới điện khu vực. Khi miền Bắc Việt Nam được giải phóng năm 1954, tổng công suất điện quốc gia chỉ đạt 100 MW với lưới điện thưa thớt và cấp điện áp cao nhất ở 30.5 kV. Hệ thống điện phát triển tốt trong giai đoạn 1975-1994 với sự tham gia của một số công nghệ tiên tiến, các nhà máy điện lớn như nhà máy nhiệt điện Phả Lại (4x110 MW), Nhà máy thủy điện Trị An (4x100 MW) và đặc biệt là Nhà máy thủy điện Hòa Bình (8x240 MW) lần lượt được đưa vào vận hành. Trong giai đoạn này, lưới điện truyền tải đã phát triển trên toàn quốc với cấp điện áp cao nhất là 220 kV nhưng vẫn chưa liên kết hệ thống điện ba miền thành một hệ thống hoàn chỉnh. Hệ thống điện tại ba miền được điều hành độc lập bởi các trung tâm điều độ của các công ty điện lực miền Bắc, miền Trung, miền Nam. Do chưa có liên kết giữa các miền nên ở các thời điểm khác nhau một số khu vực dư thừa điện năng trong khi những khu vực khác bị thiếu hụt, các vấn đề về ổn định của các hệ thống và chất lượng điện năng cũng thường xuyên gặp phải.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
A. Các báo cáo chung
1
TĂNG CƯỜNG ĐỘ ỔN ĐỊNH, TIN CẬY CỦA LƯỚI ĐIỆN 500 kV
SAU CÁC SỰ CỐ MẤT ĐIỆN DIỆN RỘNG
VÀ SỰ CẦN THIẾT PHẢI TRANG BỊ HỆ THỐNG BẢO VỆ
CHỐNG MẤT ĐIỆN DIỆN RỘNG
Nguyễn Đức Ninh
Trung tâm Điều độ hệ thống điện Việt Nam
Tóm tắt: Cùng với sự phát triển của nguồn điện nhằm đáp ứng tốc độ tăng trưởng
phụ tải cao, hệ thống điện truyền tải xương sống 500 kV liên kết các miền đóng vai
trò rất quan trọng trong việc cung cấp, trao đổi điện năng an toàn và kinh tế. Với
xu hướng truyền tải ngày càng lớn cả về công suất lẫn sản lượng, việc vận hành hệ
thống điện 500 kV trở nên rất phức tạp.
Trong bối cảnh nhu cầu truyền tải trên hệ thống điện 500kV có xu hướng ngày
càng tăng, báo cáo trình bày những khó khăn, nguy cơ mất ổn định trong quá
trình vận hành và tổng kết một số sự cố nghiêm trọng điển hình trên HTĐ 500kV
trong những năm gần đây.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế, báo cáo cũng nêu rõ sự cần thiết phải trang bị
hệ thống bảo vệ chống sự cố diện rộng và nêu những đặc điểm cơ bản của hệ
thống này.
1. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 500 kV BẮC - NAM
1.1. Hệ thống điện Việt Nam trước năm 1994
Công nghệ phát điện xuất hiện tại Việt Nam vào cuối thế kỷ XIX dưới hình thức một số nhà
máy phát điện độc lập cung cấp trực tiếp cho lưới điện khu vực. Khi miền Bắc Việt Nam được
giải phóng năm 1954, tổng công suất điện quốc gia chỉ đạt 100 MW với lưới điện thưa thớt và
cấp điện áp cao nhất ở 30.5 kV. Hệ thống điện phát triển tốt trong giai đoạn 1975-1994 với sự
tham gia của một số công nghệ tiên tiến, các nhà máy điện lớn như nhà máy nhiệt điện Phả Lại
(4x110 MW), Nhà máy thủy điện Trị An (4x100 MW) và đặc biệt là Nhà máy thủy điện Hòa
Bình (8x240 MW) lần lượt được đưa vào vận hành. Trong giai đoạn này, lưới điện truyền tải đã
phát triển trên toàn quốc với cấp điện áp cao nhất là 220 kV nhưng vẫn chưa liên kết hệ thống
điện ba miền thành một hệ thống hoàn chỉnh. Hệ thống điện tại ba miền được điều hành độc lập
bởi các trung tâm điều độ của các công ty điện lực miền Bắc, miền Trung, miền Nam. Do chưa
có liên kết giữa các miền nên ở các thời điểm khác nhau một số khu vực dư thừa điện năng
trong khi những khu vực khác bị thiếu hụt, các vấn đề về ổn định của các hệ thống và chất
lượng điện năng cũng thường xuyên gặp phải.
HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2014
2
1.2. Vận hành đường dây 500 kV Bắc - Nam mạch 1
Từ năm 1994, đường đây siêu cao áp 500 kV mạch 1 được đưa vào vận hành kết nối hệ thống
điện miền Bắc, Trung, Nam thành một hệ thống duy nhất. Đường dây 500 kV với chiều dài
1488 km liên kết hệ thống điện 3 miền qua 5 trạm biến áp 500 kV (Hòa Bình, Hà Tĩnh, Đà
Nẵng, Pleiku, và Phú Lâm) đã đóng vai trò quan trọng tạo nên sự cân bằng năng lượng tối ưu
giữa ba miền. Trong những năm đầu, điện năng dư thừa của thủy điện Hòa Bình và các nhà máy
điện miền Bắc được truyền tải để đáp ứng nhu cầu cấp điện cho miền Trung và Nam. Trong các
năm từ 1994 đến 2000, tổng điện năng trao đổi giữa các miền đạt 40 tỷ kWh, đạt 13.8% tổng
sản lượng điện quốc gia.
1.3. Vận hành đường dây 500 kV Bắc - Nam mạch 2
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, hệ thống điện 500 kV đang ngày một mở rộng với nhiều
đường dây liên kết giữa các vùng miền. Từ năm 2004, các dự án liên quan đến đường dây 500
kV Bắc - Nam mạch 2 đã bắt đầu được thực hiện. Đường dây 500 kV mạch 2 có tác dụng nâng
cao khả năng truyền tải giữa các miền và nâng cao khả năng hoạt động an toàn của hệ thống
trong các chế độ sự cố N-1.
Bên cạnh đó, các đường dây quan trọng khác cũng được đưa vào vận hành: đường dây Phú Lâm
- Nhà Bè - Phú Mỹ giải tỏa công suất trung tâm nhiệt điện Phú Mỹ với công suất lắp đặt
4000 MW (2004 - 2005); các đường dây truyền tải và tăng cường liên kết với khu vực Đông
Bắc miền Bắc; các đường dây liên kết với các nguồn thủy điện khu vực Sơn La - Lai Châu;
đường dây 500kV mạch 3 Pleiku - Mỹ Phước – Cầu Bông (2014)… Ngoài ra, các dự án thay
thế thiết bị để tăng cường khả năng truyền tải trên lưới 500 kV/220 kV đã và đang từng bước
được thực hiện để đáp ứng nhu cầu cung ứng điện.
Như vậy, trong bối cảnh nhu cầu trao đổi điện năng giữa các vùng/miền ngày càng tăng, hệ
thống 500 kV đã phát triển để trở thành xương sống của toàn bộ hệ thống điện quốc gia, đóng
vai trò quan trọng trong việc kết nối các khu vực phụ tải/nguồn điện trên toàn quốc góp phần
đảm bảo vận hành hệ thống điện an toàn, kinh tế.
Đến cuối năm 2013, hệ thống 500 kV có tổng chiều dài 4887 km và 20 trạm biến áp (tổng công
suất 19350 MVA). Phụ tải lớn nhất được ghi nhận trong năm 2013 là: quốc gia - 20010 MW;
miền Bắc - 9081 MW; miền Trung - 2383 MW; miền Nam - 9687 MW. Sản lượng tương ứng
là: Quốc gia - 129655 tỷ kWh; miền Bắc - 51539 tỷ kWh; miền Trung - 12801 tỷ kWh; miền
Nam - 64207 tỷ kWh [1].
2. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN
500 kV ỔN ĐỊNH
Đặc điểm địa lý của đất nước dài và hẹp, đã ảnh hưởng đến việc phân phối các nguồn phát tại
Việt Nam. Các dạng nguồn điện chính bao gồm thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện turbin khí
(chu trình đơn và chu trình hỗn hợp). Các nhà máy thủy điện tập trung ở các khu vực Tây Bắc
miền Bắc, khu vực miền Trung và khu vực Cao Nguyên miền Nam. Các nhà máy nhiệt điện
than được xây dựng gần nguồn năng lượng sơ cấp trong khu vực Đông Bắc miền Bắc, khu vực
Bắc Trung Bộ. Các nhà máy điện turbin khí nằm ở hai khu vực Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ.
A. Các báo cáo chung
3
Bên cạnh đó, phụ tải hệ thống điện quốc gia tập trung chủ yếu ở miền Bắc và miền Nam đặc
biệt là khu vực thủ đô Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Do đặc điểm phân bố không đồng đều cũng như chế độ hoạt động khác nhau của các dạng
nguồn điện, lưới điện 500 kV thường xuyên phải truyền tải một lượng công suất rất lớn, đặc biệt
là các đường dây Nho Quan – Hà Tĩnh – Đà Nẵng trên giao diện Bắc – Trung, các cung đoạn
đường dây từ Pleiku đến Phú Lâm trên giao diện Trung – Nam. Xu hướng trao đổi điện năng
giữa hệ thống điện các miền ngày càng tăng thể hiện trong bảng 1 [1],[2].
Bảng 1. Điện năng truyền tải giữa các miền năm 2013 và ước tính các năm 2014 - 2020
Giao diện truyền
tải
Sản lượng truyền tải năm (GWh)
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Bắc - Trung 3683 9535 12009 17460 18921 18513 17888 14967
-> 5379 9678 12009 17460 8921 18513 17932 15091
<- -1696 -142 0 0 0 0 -44.3 -124
Trung - Nam 12260 15426 17493 22419 22523 20423 18231 21769