by Mô tả công nghệ
Tự động hóa lưới điện phân phối (DA) bao gồm toàn bộ các công nghệ và hệ thống cung cấp nhiều tính năng và chức năng cho phép đơn vị vận hành hệ thống phân phối nâng cao hiệu quả vận hành và tăng cường tích hợp NLTT biến đổi. Với tỷ trọng NLTT biến đổi cao được tích hợp trong lưới điện phân phối, chẳng hạn như các nhà máy điện mặt trời áp mái và các nhà máy điện gió nhỏ, cần phải tăng cường giám sát việc sản xuất NLTT biến đổi và quản lý hiệu quả tích hợp nguồn điện vào lưới điện phân phối. Nhờ thực hiện các biện pháp hiệu quả, có thể tăng khả năng lưới điện phân phối có thể tiếp nhận một lượng lớn điện từ các nhà máy phát điện NLTT biến đổi. Đồng thời, giảm nhu cầu nâng cấp cơ sở hạ tầng lưới điện phân phối tốn kém do thiết bị có thể được sử dụng hiệu quả hơn và giảm thiểu tình trạng quá tải mạng lưới và các mức điện áp không cho phép.
Các chức năng cụ thể của Tự động hóa lưới điện phân phối liên quan đến tích hợp năng lượng tái tạo (NLTT) biến đổi bao gồm:
• Tăng cường giám sát và điều khiển từ xa các mạng lưới phân phối để sử dụng tối ưu hóa lưới phân phối và phát hiện các tình huống quá tải và vi phạm điện áp;
• Điều khiển bộ chỉnh áp tự động của máy biến áp cấp điện và phân phối dựa trên các phép đo điện áp tại chỗ hoặc từ xa;
• Truy cập vào cơ sở dữ liệu GIS về loại, vị trí, kích thước, cài đặt và khả năng điều khiển của các máy phát NLTT biến đổi;
• Khả năng quan sát (thời gian thực) các máy phát NLTT biến đổi về công suất tác dụng và công suất phản kháng cũng như các mức điện áp đo cục bộ;
• Khả năng kiểm soát NLTT biến đổi đưa vào lưới trong trường hợp khẩn cấp hoặc để cắt giảm hiệu quả công suất phát (san bằng phụ tải) nhằm giảm thiểu tắc nghẽn trong lưới điện phân phối;
• Điều khiển Vôn/VAR của máy phát NLTT biến đổi để giảm mức tăng điện áp bằng cách tiêu thụ công suất phản kháng;
• Đánh giá tình trạng lưới điện phân phối để xác định các tắc nghẽn tiềm ẩn tại các vị trí không lắp đặt thiết bị đo;
• Dự báo NLTT biến đổi để xác định các tắc nghẽn tiềm ẩn và thực hiện các biện pháp giảm thiểu;
• Điều chỉnh phụ tải điện và Quản lý nhu cầu điện để giảm tắc nghẽn lưới điện cục bộ do sản lượng NLTT biến đổi trong lưới điện cao.
Tự động hóa lưới điện phân phối còn bao gồm các hệ thống và công nghệ quản lý khác để tăng hiệu quả trong lưới điện phân phối, chẳng hạn như vận hành các thiết bị cắt tự đóng lặp lại từ xa và bộ chuyển mạch, hệ thống định vị và cách ly lỗi, hệ thống quản lý mất điện, hệ thống quản lý lực lượng lao động di động. Tuy nhiên, vì những hệ thống thiết bị này hầu như không liên quan đến tích hợp NLTT biến đổi nên không được xem xét thêm trong tài liệu này.
Lợi ích và ảnh hưởng
Nếu số lượng lớn các nhà máy NLTT biến đổi được lắp đặt hòa lưới điện phân phối, Tự động hóa lưới điện phân phối có thể là một giải pháp hiệu quả về chi phí so với phương án mở rộng lưới điện tốn kém để đáp ứng tiếp nhận sản lượng NLTT biến đổi mong muốn. Mặt khác, quá tải đường dây và máy biến áp cũng như các vấn đề về điện áp có thể phát sinh và đe dọa an ninh cấp điện trong lưới điện phân phối. Bằng cách có thông tin chính xác về việc sản xuất NLTT biến đổi và lưu lượng phát điện trong lưới điện phân phối, đơn vị vận hành hệ thống phân phối có thể sử dụng hạ tầng mạng lưới
của mình hiệu quả hơn. Tùy thuộc vào các quy tắc và quy định của quốc gia, đơn vị vận hành hệ thống có thể được phép cắt giảm công suất tác dụng của NLTT biến đổi trong khoảng thời gian ngắn để giảm tải cho lưới điện phân phối.
Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải xây dựng lưới điện phân phối cho trường hợp xấu nhất và do đó giúp tránh việc nâng cấp lưới điện tốn kém.
Thách thức và hạn chế
Việc Tự động hóa lưới điện phân phối có thể được thực hiện và tăng cường theo các bước. Tuy nhiên, để đạt được mức độ tự động hóa như mô tả ở trên, cần phải đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng đo lường và hệ thống quản lý.
Cần có các quy trình đảm bảo các nhà máy điện NLTT biến đổi đăng ký vào cơ sở dữ liệu của đơn vị vận hành hệ thống phân phối với thông tin chính xác. Hơn nữa, nhà máy NLTT biến đổi cần được tích hợp vào hệ thống thông tin liên lạc của đơn vị vận hành hệ thống phân phối, để trao đổi dữ liệu đo lường và các điểm đặt nếu sử dụng một số chức năng như điều khiển điện áp/VAR. Cần cài đặt một số lượng đầy đủ các thiết bị đo trong lưới điện phân phối để cung cấp các mức độ quan sát cần thiết cho hoạt động hiệu quả. Cần dự báo các khả năng đo lường và kiểm soát tiếp theo tại các nhà máy điện NLTT biến đổi, ví dụ: thông qua việc sử dụng bộ biến tần thông minh.
Các hệ thống điều khiển và quản lý cần được đặt tại phòng điều khiển của đơn vị vận hành hệ thống
phân phối, để xử lý sự phức tạp gia tăng đến từ các chức năng mới này.
Kinh nghiệm quốc tế
Số lượng đơn vị vận hành hệ thống phân phối và các tiện ích đã áp dụng hệ thống Tự động hóa lưới điện phân phối chính thức vẫn còn hạn chế. Tuy nhiên, nhiều công ty đang thực hiện các chức năng nói trên của Tự động hóa lưới điện phân phối trên cơ sở từng bước, tăng mức độ tự động hóa của họ.
Thông qua chương trình Tài trợ Đầu tư Lưới điện Thông minh (SGIG) tại Mỹ, các công ty điện lực đã triển khai các công nghệ tối ưu hóa điện áp/VAR trên các bộ điều chỉnh điện áp máy biến áp để đạt được mức giảm nhu cầu cao nhất khoảng 1% trên nhiều trạm biến áp.
Công ty điện lực Consolidated Edison đã triển khai thêm một hệ thống quản lý tài nguyên năng lượng phân tán (DERMS) để giám sát và kiểm soát nhiều nguồn cung và cầu bao gồm các hệ thống phát điện và lưu trữ phân tán, quản lý tòa nhà và Điều chỉnh phụ tải điện của khách hàng.
0 comments: