Một số biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu sự cố mất điện trên diện rộng

số bảo vệ khác nhau của hai đầu đường dây liên lạc (nằm ở hai nước khác nhau) trong hệ thống điện châu Âu UCTE dẫn đến sự cố ở các nước châu Âu năm 2006. Hoặc việc cài đặt thông số sai của hệ thống xa thải phụ tải theo tần số là nguyên nhân chính của sự cố tại Italy năm 2003). Chính vì vậy, việc khai thác các kinh nghiệm về thiết kế, cài đặt và chỉnh định đúng cho bảo vệ rơle, cũng như ứng dụng các kỹ thuật, công nghệ mới hiện đại về hệ thống bảo vệ sẽ làm giảm thiểu kích động, sự cố mất điện trên diện rộng trong tương lai. 3.3. Các biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu sự cố mất điện trên diện rộng Mất điện trên diện rộng thường bắt nguồn từ một chuỗi các sự kiện có mối liên hệ lẫn nhau hoặc cũng có thể chúng chỉ xảy ra đơn lẻ nhưng nguyên nhân ban đầu của nó đều xuất phát từ sai sót hạn chế trong giai đoạn qui hoạch, thiết kế hoặc do điều kiện vận hành hiện tại... Do đó các biện pháp để ngăn chặn và giảm thiểu sự cố mất điện trên diện rộng cũng được tiến hành từ các khâu này. 3.3.1. Quy hoạch và thiết kế 1. Trong giai đoạn này, dự báo phụ tải nên được điều tra và nghiên cứu cẩn thận để dự đoán các xu hướng tăng tải, khả năng tải tăng tối đa. Từ đó tính toán thời gian cần xây dựng các đường dây truyền tải mới, hoặc nhà máy điện mới Điển hình là sự cố mất điện tại Ấn Độ ngày 30/7/2012, lúc 02 giờ 35 phút làm ảnh hưởng đến khoảng 300 triệu người, mất 15 giờ để khôi phục và cấp điện lại. 2. Thực tế để phân tích tất cả các kịch bản sự cố có thể xảy ra trong HTĐ là không thể, do đó cần đặc biệt quan tâm đến các sự cố ngẫu nhiên có xác suất xảy ra cao nhất. Nếu công việc này không được thực hiện một cách nghiêm túc thì khi sự cố lớn xảy ra, sẽ không ứng phó kịp và điều đó sẽ đưa HTĐ đến tình trạng nguy hiểm, có thể là tan rã hệ thống. 3. Việc nghiên cứu qui hoạch bình thường thường không thể nắm bắt tất cả các kịch bản có thể xảy ra nên dẫn đến tình trạng mất điện trên diện rộng. Trong một sự cố mất điện trên diện rộng vừa qua, chỉ tiêu an ninh "N-1" rõ ràng là không đủ để cứu vãn HTĐ. Do đó, các tiêu chuẩn an ninh mới dựa trên tiêu chí N-m (m ≥ 2 hoặc 3) cần được áp dụng để đảm bảo rằng HTĐ phải chịu được tình trạng mất một số phần tử trong HTĐ. Nếu công tác quy hoạch, thiết kế của HTĐ Việt Nam đảm bảo tiêu chuẩn này thì sự cố ngày 22/05/2013 có xảy ra không? 4. Việc sử dụng các thiết bị điều khiển tự động (như thiết bị tự động điều chỉnh điện áp, bộ ổn định công suất,) đối với các MPĐ là bắt buộc. 5. Các bài học kinh nghiệm từ những sai lầm trong quá khứ phải được kết hợp vào các kịch bản mới cũng như sử dụng những kinh nghiệm đã đúc kết được để giúp phát triển công nghệ mới và cải tiến cho các hệ thống điều khiển và giám sát. 3.3.2. Quản lý và vận hành 1. Bảo đảm độ tin cậy, tính dự phòng của các thiết bị điều khiển từ xa và thông tin liên lạc. 2. Nâng cao khả năng ghi nhớ, đặc biệt là trong việc thiếp lập sự đồng bộ hóa về thời gian. 3. Thiết lập các yêu cầu về việc báo cáo các gói dữ liệu được xác định trước và tiêu chuẩn hóa việc định dạng dữ liệu. 4. Những người vận hành và các trung tâm điều khiển HTĐ cần có tinh thần trách nhiệm và hợp tác để có những quyết định cấp thiết và chính xác. Trần Văn Thiện, Nguyễn Xuân Trường 603 3.3.3. Công tác bảo trì, bảo dưỡng 1. Việc nâng cấp các trạm biến áp và các thiết bị khác không đảm bảo chất lượng trong quá trình vận hành là công việc cần thiết để phòng ngừa và ngăn chặn sự cố. Việc bảo vệ và phát quang hành lang tuyến cũng phải được thực hiện thường xuyên (đặc biệt là phóng điện từ dây dẫn vào cây cối). Sự cố ngày 22/5/2013 trên đường dây 500kV của Miền Nam Việt Nam, công suất bị cắt là 9400MW, 8 triệu khách hàng bị ảnh hưởng, nguyên nhân là do cây chạm vào đường dây. 2. Các thiết bị thiết bị giám sát, điều khiển nên được kiểm tra thường xuyên nhằm phát hiện sớm những sự cố xảy ra. 3. Các chương trình đào tạo cho các kỹ sư vận hành HTĐ và các nhân viên là hết sức quan trọng và cần được khuyến khích thực hiện. Các kỹ sư vận hành cần phải có đủ trình độ để họ có thể nắm bắt được các tình trạng nguy hiểm và từ đó đưa ra các biện pháp đúng đắn và kịp thời. Thực hiện tốt điều này có thể tranh được những sự cố đáng tiếc xảy ra như sự cố mất điện tại Thủy Điển/ Đan Mạch ngày 23/09/2003. 3.3.4. Điều khiển giám sát và bảo vệ Để tạo điều kiện cho việc tìm hiểu, xác định đúng các nguyên nhân gây ra mất điện trên diện rộng và phân tích đầy đủ sau sự cố, cần phải có cả việc phân tích và giám sát các sự cố. Công việc này đã dẫn đến sự phát triển của khái niệm “hệ thống đo lường diện rộng” (WAMS), với một số điểm chính như sau: 1. Tinh chỉnh quá trình nhập, phân tích và báo dữ liệu WAMS. Điều này cũng phải bao gồm việc phát triển nhân viên và các nguồn lực. 2. Thiết lập một Website WAMS để cho phép tự do trao đổi WAMS dữ liệu, tài liệu, phần mềm và do đó thúc đẩy phát triển nó. 3. Mở rộng việc sưu tập các sự kiện chuẩn và tín hiệu động để xác định một dải những chế độ làm bình thường của hệ thống. 4. Thực hiện các nghiên cứu liên quan đến khả năng xử lý của hệ thống giám sát. 5. Sử dụng đầy đủ các khả năng thường có sẵn trong HVDC (đường dây tải điện một chiều) hoặc thiết bị FACTS (hệ thống điện truyền tải xoay chiều linh hoạt) để trực tiếp kiểm tra phản ứng hệ thống để kiểm tra đầu vào. 6. Tự động thực hiện các báo cáo sự cố. 7. Nhanh chóng khôi phục hệ thống là vô cùng quan trọng để giảm thiểu những ảnh hưởng của sự cố mất điện trên diện rộng. Do đó, các biện pháp phải được nghiên cứu để đo lường và giảm thời gian phục hồi HTĐ. Trong bất kỳ một HTĐ nào thì việc trang bị hệ thống điều khiển và giám sát sự cố là việc bắt buộc, nhằm phát hiện kịp thời những hiện tượng khơi mào, để có biện pháp can thiệp kịp thời. Ví dụ: hệ thống điều khiển và giám sát sự cố FACTS, các thiết bị này đã được thiết kế và chế tạo với nhiều loại khác nhau tương ứng với các loại điều khiển và các thông số điều khiển trong hệ thống điện. Nhìn chung thiết bị FACTS được chia thành các thiết bị điều khiển dọc, ngang và tổ hợp giữa chúng. Các thiết bị bù dọc có điều khiển chủ yếu sử dụng để điều khiển dòng điện cũng như dòng công suất trong hệ thống truyền tải. Ngoài ra chúng còn được sử dụng để tăng cường mức độ ổn định và giảm dao động của hệ thống điện. Các thiết bị bù ngang có điều khiển chủ yếu để sử dụng điều khiển và giữ điện áp tại các điểm nút của hệ thống điện, ngoài ra còn có tác dụng bù công suất phản kháng, nâng cao ổn định tĩnh và ổn định động, giảm các dao động trong hệ thống điện. 4. KẾT LUẬN Sự cố mất điện trên diện rộng diễn ra khá phức tạp, thường liên quan đến các hiện tượng động và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, không sự cố nào giống sự cố nào nhưng hậu quả của các sự cố mất điện trên diện rộng luôn có ảnh hưởng rất lớn đến nền kinh tế quốc dân. Qua việc phân tích các cơ chế, nguyên nhân tiềm ẩn ngay từ giai đoạn qui hoạch thiết kế hoặc xuất hiện trong quá trình vận hành, bảo trì... hệ thống điện. Tác giả đề xuất một biện pháp nhằm ngăn chặn và giảm thiểu sự cố cũng như hậu quả khi sự cố mất điện trên diện rộng xảy ra như: Các biện pháp trong thiết kế qui hoạch, trong vận Một số biện pháp ngăn ngừa và giảm thiểu sự cố mất điện trên diện rộng 604 hành bảo trì, cũng như trong điều khiển và giám sát sự cố hệ thống điện. Tác giả hy vọng những nội dung này phần nào có ích đối với sinh viên ngành điện nói riêng, cũng như những người nghiên cứu, qui hoạch thiết kế và quản lý vận hành hệ thống điện Việt Nam nói chung. TÀI LIỆU THAM KHẢO Allegato A. (2004). Report on Events of September 28th, 2003. Italia, April 2004. Andersson G et al. (2005). Causes of the 2003 Major Grid Blackouts in North America and Europe and Recommended Means to Improve System Dynamic Performance. IEEE Transactions on Power Systems, 20(4): 1922-1928. Berizzi A (2004). Security Issues Regarding the Italian Blackout. In Presentation at the IEEE PES General Meeting, Milano, Italia, June 2004. Brant Eldridge (2004). August 2003 Blackout Review. Available at website Meeting%20Schedule/2004/IEC%20Program%20 Agenda%202004.html. Carson W, Taylor (1994). Power System Voltage Stability. New York, McGraw-Hill. Corsi S and Sabelli C (2004). General Blackout in Italy Sunday September 28, 2003. IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2: 1691- 1702. Dagle J E (2004). Data Management Issues Associated with the August 14th, 2003 Blackout Investigation. IEEE Power Engineering Society General Meeting 2: 1680-1684. Farmer R G and Allen E H (2006). Power System Dynamic Performance Advancement from History of North American Blackouts. IEEE PES Power Systems Conference and Exposition, pp. 293-300. Hauer J F, Bhatt N B, Shah K and Kolluri S (2004). Performance of WAMS East in Providing Dynamic Information for the North East Blackout of August 14, 2003. IEEE Power Engineering Society General Meeting, 2: 1685-1690. Kosterev D N, Taylor C W and Mittelstadt W A (1999). Model Validation for the August 10,1996 WSCC System Outage. IEEE Transactions on Power Systems, 14(3): 967-979. Larsson S and Ek E (2004). The Black-out in Southern Sweden and Eastern Denmark, September 23, 2003. IEEE Power Engineering Society General Meeting. Nguyễn Tùng Lâm, Trần Thị Hằng, Nguyễn Văn Nhật và Đinh Thành Việt (HDKH) (2010). Sử dụng đường cong PV/QV phân tích ổn định điện áp HTĐ 500kV Việt Nam. Tuyển tập Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ 7 Đại học Đã Nẵng, tr.120-129. North America Blackout (2003). Available at website 200 -North- america-blackout. Novosel D (2003). System Blackouts: Description and Prevention. In IEEE PSRC System Protection RC, WG C6 "Wide Area Protection and Control", Cigre TF38.02.24 Defense Plans November 2003. Prabha Kundur (1994). Power System Stability and Control. New York, McGraw-Hill. Sami Repo (2001). On-Line Voltage Stability Assessment of Power System – An Approach of Black-Box Modelling. Doctoral thesis at Tampere University of Technology, available at website: thesis.pdf. Schläpfer M (2005). Comparative Case Studies on Recent Blackouts. In Workshop on Interdependencies and Vulnerabilities of Energy, Transportation and Communication 22 – 24 September 2005 Zurich, Switzerland. Trung tâm điều độ quốc gia A0 (2013). Nhật ký vận hành Trung tâm điều độ quốc gia A0, EVN. U.S-Canada Power System Outage Task Force Final Report on the August 14, 2003. Blackout in the United States and Canada: Causes and Recommendations (2004). Available at website: nerc.com. Vournas C D, Nikolaidis V C and Tassoulis A (2005). Experience from the Athens Blackout of July 12, 2004. In IEEE Power Tech Russia.