Kinh nghiệm triển khai dự án thử nghiệm trạm biến áp kỹ thuật số của Tập đoàn Điện lực Việt Nam

Bài viết Kinh nghiệm triển khai dự án thử nghiệm trạm biến áp kỹ thuật số của Tập đoàn Điện lực Việt Nam mô tả những kinh nghiệm được rút ra từ một dự án thử nghiệm tại Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nơi một trạm biến áp 110 kV truyền thống (trạm biến áp Phú Bài) được nâng cấp thành trạm biến áp kỹ thuật số theo tiêu chuẩn IEC 61850.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kinh nghiệm triển khai dự án thử nghiệm trạm biến áp kỹ thuật số của Tập đoàn Điện lực Việt Nam KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 KINH NGHIỆM TRIỂN KHAI DỰ ÁN THỬ NGHIỆM TRẠM BIẾN ÁP KỸ THUẬT SỐ CỦA TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM EXPERIENCE WITH A DIGITAL SUBSTATION PILOT PROJECT OF VIETNAM ELECTRICITY 1 2 Hoàng Ngọc Hoài Quang , Kiều Văn Minh 1Chuyên gia EVN, Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế, 0963211112, quanghnh@cpc.vn 2Chuyên gia EVN, Công ty Dịch vụ kỹ thuật truyền tải Điện, 0983180681, kieuvanminh.npts@gmail.com Tóm tắt: Bài báo này mô tả những kinh nghiệm được rút ra từ một dự án thử nghiệm tại Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) nơi một trạm biến áp 110 kV truyền thống (trạm biến áp Phú Bài) được nâng cấp thành trạm biến áp kỹ thuật số theo tiêu chuẩn IEC 61850. Một khối lượng lớn dây cáp đồng trong của trạm biến áp đã được thay thế bằng các thiết bị điện tử thông minh và truyền thông qua mạng cáp quang, cho phép thực hiện các chức năng bảo vệ, giám sát và điều khiển mạnh mẽ nhằm nâng cao độ tin cậy của lưới điện. Các khái niệm về trạm biến áp kỹ thuật số dựa trên tiêu chuẩn IEC 61850 và giải pháp chi tiết trong dự án nâng cấp trạm Phú Bài lên thành trạm biến áp kỹ thuật số được trình bày trong bài báo này. Sau khi hoàn thành dự án thí điểm, các đánh giá so sánh giữa công nghệ cũ và công nghệ số được rút ra và phân tích. Kết quả cho thấy trạm biến áp nâng cấp có những ưu điểm tốt hơn như cho phép thiết lập hệ thống điều khiển bảo vệ và tự động hóa trên cơ sở liên kết qua mạng truyền thông thống nhất, các tín hiệu tương tự và logic được số hóa ngay tại hoặc gần các thiết bị nhất thứ, các tín hiệu được truyền đi trên hệ thống nhanh chóng và tin cậy. Từ khoá: Trạm biến áp Kỹ thuật số, IEC 61850, Bảo vệ & Điều khiển, Đồng bộ thời gian, Process Bus, EVN. Summary: This paper describes an experience of a pilot project in Vietnam Electricity (EVN) where a conventional 110kV substation (Phu Bai substation) was upgraded to a digital substation based on the IEC 61850 standard. A large number of copper wires in the process bus of the substation was replaced by intelligent electronic devices and fiber optic communications, enabling robust protection, monitoring, and control function in order to enhance the grid reliability. The concepts of a digital substation based on IEC 61850, and the detail solution in the project to upgrade Phu Bai station to digital solution are presented. After completing the pilot project, the comparative evaluations between old technology and digital technology are derived and analyzed. The results showed that the upgraded substation has better advantages such as allowing the establishment of a protection control system and automation on the basis of links via a unified communication network, logical and analog signals are digitized at or near power devices, and signals are transmitted quickly and reliably in the networks. Keywords: Digital Substation, IEC 61850, Protection & Control, Time Synchronization, Process Bus, EVN. 380 CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA CHỮ VIẾT TẮT P&C Protection and Control (Bảo vệ và Điều khiển) IEC 61850 TTHPC Công ty Điện lực Thừa Thiên – Huế MU Merging Unit NCIT Non – convention Instrument Transformer SCU Switching Control Unit IEC Intelligent Electronic Device RTU Remote Terminal Unit GW Gateway HMI Human Machine Interface SMV Sample Measured Value BCU Bay Control Unit GOOSE Generic Object-Oriented Substation Event SCL Substation Configuration Language SCT System Configuration Tool PRP Parallel Redundancy Protocol HSR High-Availability Seamless Redundancy - HSR 1. GIỚI THIỆU Trong các trạm biến áp truyền thống, các thiết bị nhất thứ được kết nối với thiết bị bảo vệ và điều khiển (Protection & Control - P&C) bằng hệ thống cáp đồng. Cách kết nối truyền thống này tạo ra một mạng lưới cáp tín hiệu phức tạp làm tăng khối lượng cáp kết nối, và khối lượng công thực hiện khi lắp đặt, vận hành và bảo trì hệ thống. Công nghệ trạm biến áp kỹ thuật số hay còn gọi là công nghệ Process Bus theo tiêu chuẩn IEC 61850 giúp loại bỏ phần lớn khối lượng lớn cáp đồng cho tín hiệu điều khiển và đo lường, thay thế bằng các loại cáp quang nhỏ có khả năng kết nối theo kiểu Plug & Play. Công nghệ này làm giảm đáng kể chi phí thiết lập và các đòi hỏi kỹ thuật trong quá trình lắp đặt và bảo trì, dẫn đến giảm chi phí tổng thể của dự án. Trong những năm gần đây, nhiều công trình nghiên cứu khác nhau đã được triển khai bởi nhiều nhóm nghiên cứu nhằm đánh giá tiềm năng của công nghệ trạm biến áp kỹ thuật số. Trong bài báo [1], Fu Qincui và Jianyun Chen đã xây dựng nền tảng thử nghiệm tích hợp công nghệ tiên tiến cho trạm biến áp kỹ thuật số dựa trên tiêu chuẩn IEC 61850 phục vụ cho giảng dạy trong phòng thí nghiệm của trường đại học. Antonio 381 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Riccardo [2] mô tả quy trình từng bước được sử dụng bởi National Grid (Hoa Kỳ) để thiết kế kiến trúc, thành phần và kiểm tra hệ thống cho một dự án trạm biến áp hoàn toàn kỹ thuật số ... Trong bài báo [3], nhóm nghiên cứu của Yuvaraj Nayak đã trình bày một số kết quả nghiên cứu về các trường hợp hư hỏng khác nhau trong mạng truyền thông tổng thể và đề xuất đánh giá thực tế về sơ đồ bảo vệ dựa trên IEC 61850 trong với một số điều kiện sự cố được lựa chọn. Bên cạnh ...