TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008

23
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THUỶ
ĐIỆN A VƯƠNG ĐẾN CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
EVALUATION OF INFLUENCES OF AVUONG HYDROELECTRIC
POWER PLANT ON OPERATION STATES OF VIETNAM POWER
SYSTEM

NGÔ VĂN DƯỠNG
Đại học Đà Nẵng
NGUYỄN DUY DŨNG
Trung tâm Điều độ HTĐ miền Trung

TÓM TẮT
Hệ thống điện Việt Nam là hệ thống điện hợp nhất có các đường dây truyền tải
siêu cao áp liên kết các khu vực trong toàn quốc. Do đó trào lưu công suất
thường xuyên thay đổi theo biểu đồ phụ tải của các khu vực cũng như khả năng
phát công suất của các nhà máy điện. Việc đưa một nhà máy có công suất lớn
vào làm việc sẽ gây ra những thay đổi về thông số chế độ của toàn hệ thống. Bài
báo trình bày một số kết quả tính toán đánh giá các ảnh hưởng của nhà máy thủy
điện A Vương đến các chế độ làm việc của hệ thống điện Việt Nam.
ABSTRACT
Vietnam power system is a united one with ultra-high voltage transmission lines
incorporating all electrical systems nationally. Consequently, the power flow in
transmission lines often changes according to loading charts of areas and power
of plants. Putting a big power plant into operation will cause changes of state
parameters of the whole system. This paper presents a number of calculated
results to evaluate the influences of A Vuong hydroelectric power plant on
operation states of Vietnam power system.

điện vận hành, nhà máy bổ sung thêm công suất vào hệ thống làm thay đổi trào lưu công
suất trên hệ thống. Sự thay đổi này phụ thuộc vào phương thức vận hành cũng như cấp
điện áp nguồn mới được nối vào, khi kết nối với hệ thống ở cấp điện áp càng cao thì ảnh
hưởng đến hệ thống càng lớn [2,7].
Nhà máy thủy điện A Vương dự kiến đưa vào vận hành ngày 31 tháng 12 năm
2008. Do đó bài báo tập trung tính toán đánh giá ảnh hưởng của nó đến các chế độ vận
hành của hệ thống điện nhằm có những điều chỉnh thông số bảo vệ rơle và phương án kết
lưới đảm bảo hệ thống vận hành tin cậy.
2. Xây dựng cơ sở dữ liệu và lựa chọn phần mềm tính toán:
Hiện nay để tính toán các chế độ hệ thống điện có thể sử dụng nhiều phần mềm
khác nhau: PSS/E, PSS/ADEPT, POWERWORLD SIMULATOR, CONUS. Mỗi phần
mềm đầu có một số chức năng và phạm vi ứng dụng khác nhau. PSS/ADEPT thường được
sử dụng tính toán cho lưới phân phối. POWERWORLD SIMULATOR phù hợp cho việc
xây dựng các hệ thống mô phỏng vận hành hệ thống điện thích hợp cho công tác đào tạo.
CONUS dùng để tính toán trào lưu công suất và đánh giá ổn định hệ thống. Ưu điểm của
phần mềm CONUS là có thể nhập trực tiếp thông số đường dây và máy biến áp vào file số
liệu mà không cần tính toán thông số sơ đồ thay thế. PSS/E là phần mềm mạnh có nhiều
chức năng như mô phỏng hệ thống điện, tính toán trào lưu công suất, tính toán ngắn mạch,
ổn định hệ thống điện, [6]. Hiện nay phần mềm PSS/E đang được các công ty điện lực ở
Việt Nam sử dụng để tính toán thiết kế cũng như quản lý vận hành hệ thống. Để đánh giá
ảnh hưởng của nhà máy thủy điện A Vương đến các chế độ vận hành của hệ thống điện
Việt Nam, tác giả sử dụng phần mềm PSS/E do những ưu điểm của nó. Đồng thời bộ số
liệu về hệ thống điện Việt Nam đã được cập nhật một cách đầy đủ và tương đối chính xác
[4], nhờ đó việc tính toán được thực hiện nhanh chóng và kết quả tính toán đủ tin cậy.
3. Đánh giá ảnh hưởng của A Vương đến chế độ vận hành của hệ thống điện Việt
Nam:
3.1. Ảnh hưởng của A Vương đến phương thức vận hành:
Hệ thống điện đang vận hành, giả thiết điều kiện thiết bị và thao tác như nhau, khi
đó phương thức vận hành cơ bản là phương thức đảm bảo được chất lượng điện năng và
có tổn thất công suất thấp nhất. Sơ bộ tính toán loại trừ các phương án vận hành không

Ở chế độ không tải, thủy điện A Vương như một máy bù đồng bộ nên điện áp khu
vực được cải thiện đáng kể. Khi A Vương phát công suất tác dụng vào hệ thống làm tăng
tổn thất điện áp. So sánh kết quả tính toán ứng với hai chế độ cực đại và cực tiểu của hệ
thống nhận thấy Nhà máy điện A Vương góp phần cải thiện được điện áp lúc cao điểm và
giảm được điện áp lúc thấp điểm, đặc biệt trong trường hợp có điều chỉnh điện áp tại
thanh góp nhà máy (kết quả tính toán trong Bảng 1).

Bảng 1
Chế độ Nút
Điện áp (kV)
Chế độ phát của A Vương
chưa có không tải phát 50%P phát 100%P
Cực đại Đồng Hới 220kV 215.29 218.5 217.36 216.84
TC 220kV - T500ĐN 223.9 227.39 227.09 227.11
Cực tiểu Đồng Hới 220kV 222.95 222.78 222.59 220.75
TC 220kV - T500ĐN 227.95 227.75 227.66 225.69
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008
3.2.2. Các chế độ sự cố một phần tử (sự cố N-1) [1]
Có rất nhiều sự cố N-1,
cần xem xét các sự cố nặng nề
nhất ở khu vực liên quan để
đánh giá hiệu quả cải thiện điện
áp của A Vương. Đó là các sự
cố:
- Sự cố mất điện đường
dây 220kV Hà Tĩnh - Đồng
Hới.

Không có A Vương
320MW
310MW
Hình 1: Đặc tính P-V
3.2.3. Ảnh hưởng đến sự ổn định điện áp của hệ thống điện:
Khi phụ tải tăng lên thì điện áp của hệ thống giảm. Ổn định của nút phụ tải chủ
yếu xét đến ổn định điện áp, tức là tính toán khả năng tải sao cho tránh được sụp đổ điện
áp. Sử dụng chương trình PSS/E tính toán biến thiên điện áp khi tăng tải Quảng Bình,
Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế từng bước và vẽ được đặc tính P-V như hình 1, các khu vực
khác vẫn giữ mức phụ tải ở chế độ cực đại. Hệ thống bị sụp đổ điện áp khi công suất khu
vực Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên - Huế trong trường hợp không có A Vương là
310MW và trường hợp có A Vương thì phụ tải khu vực này có thể tăng lên 320MW mới
xảy ra sụp đổ điện áp.
3.3. Ảnh hưởng của A Vương đến các thiết bị hiện tại trong hệ thống:
Các thiết bị bảo vệ rơle hiện có trên lưới được tính toán vận hành với chế độ hệ
thống điện chưa có Nhà máy thủy điện A Vương. Việc đưa nhà máy thủy điện A Vương
vào vận hành làm cho kết cấu của hệ thống điện thay đổi do đó cần phải thực hiện các tính
toán sự biến động của dòng ngắn mạch và biến động tổng trở trên rơle khoảng cách khi có
dao động trên lưới.
- Dòng ngắn mạch:
Tính toán dòng ngắn mạch trong hai chế độ vận hành cực đại và cực tiểu của hệ
thống ứng với hai trường hợp có và không có nhà máy thuỷ điện A Vương. Nhà máy thuỷ
điện A Vương, chế độ cực tiểu tính cho trường hợp vận hành một tổ máy và đường dây
vận hành song song.
26
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008

27
Dòng sự cố tại các trạm
trong khu vực Đà Nẵng như trạm Đà

0
1
2
0.00 1.48 2.97 4.47 5.97
Thời gian (giây)
Tổng trở (pu)
Điện trở R - có A Vương Điện kháng - có A Vương
Điện trở R - không A Vương Điện kháng X - không A Vương
t=1.61s: đóng lại hoàn toàn
t=0.5s: Xảy ra sự cố
t=0.6s: Cắt sự cố
H
ình 2: Biến thiên R và X đo tại rơle khoảng cách
đườn
g
dâ
y
220kV
H
òa Khánh -
Đ
à
N
ẵn
g

3.4. Ảnh hưởng của A Vương đến ổn định quá độ hệ thống điện:
3.4.1. Khi đóng / cắt máy phát:
Trong chế độ cắt đột ngột
một tổ máy, ta giả thiết hai tổ máy

-0.00 3
-0.00 2
-0.00 1
0
0.001
0.002
0.003
0.004
Tóc đ
)
)
u
u
(p
(p

ộ

p
n á
ệ
U_Hkhánh (dóng không tải) U_Hkhánh (cắt MF)
Hình 3: Biến thiên điện áp và tốc độ khi đóng/cắt máy phát
Tốc độ AV (đóng không tải) Tốc độ (cắt MF)
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008
Như vậy việc cắt một hoặc 2 tổ máy hoặc đóng hòa máy phát của nhà máy thủy
điện A Vương không làm ảnh hưởng đến tính ổn định của hệ thống.
3.4.2. Khi có sự cố:
Giả thiết đường dây được
trang bị bảo vệ rơle tác động nhanh

-0.012
-0.007
-0.002
0.003
0.008
0.013
Tóc độ (pu)
U_Hkhánh (AR thành công) U_Hkhánh (AR không thành công)
4. Kết luận
Sự tham gia của Nhà máy thủy điện A Vương không làm thay đổi phương thức
vận hành cơ bản của hệ thống điện. Nhà máy thủy Điện A Vương góp phần giảm tổn thất
công suất trong hệ thống, giảm được lượng công suất truyền tải từ miền Nam ra miền Bắc
trên các đường dây 500kV, cải thiện được chất lượng điện năng khi có sự cố N-1. Việc
đóng hoặc cắt các tổ máy cũng như sự cố trên đường dây 220kV A Vương - Hòa Khánh
không làm hệ thống mất ổn định cho dù tự động đóng lặp lại làm việc thành công hay
không.
Khi đóng điện nhà máy thủy điện A Vương, dòng ngắn mạch trên hệ thống có
thay đổi, tùy vào vị trí mà mức độ tăng dòng ngắn mạch có khác nhau. Các trạm biến áp
trong khu vực Đà Nẵng như trạm các trạm Đà Nẵng, Hoà Khánh, Cầu Đỏ, Xuân Hà, Liên
Trì, Liên Chiểu chịu ảnh hưởng của Nhà máy thuỷ điện A Vương với mức tăng dòng ngắn
mạch từ 100 – 500A phía 220kV, 100 – 300A phía 110kV, dưới 200A đối với phía 22kV
và 35kV; còn các khu vực khác chịu ảnh hưởng rất ít hoặc không đáng kể (dòng sự cố chỉ
thay đổi vài chục ampe)
Khi không có nhà máy thủy điện A Vương, tổng trở nhìn bởi rơle khoảng cách chỉ
biến thiên do sự cố và không có dao động. Khi có sự tham gia của nhà máy, cả điện trở và
điện kháng biến thiên rất lớn và thậm chí còn đảo dấu điện trở. Tốc độ biến thiên tổng trở
do dao động là rất lớn và có lúc gần bằng với tốc độ biến thiên tống trở do sự cố gây ra,
điều này dễ dẫn đến bảo vệ rơle tác động nhầm. Để bảo vệ rơle làm việc tin cậy cần đưa
các chức năng nhận biết dao động công suất vào làm việc.
H