PHÂN BAN B2. Truyền tải và phân phối điện
1

KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
- XÉT ĐẾN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TỔ MÁY 1000 MW
Lê Đức Thiện Vương, Võ Ngọc Điều
Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh
Tóm tắt: Báo cáo này thực hiện khảo sát ổn định của hệ thống điện Việt Nam vào các
năm 2020 và 2025 khi xuất hiện các tổ máy phát công suất lớn 1000 MW của các nhà
máy nhiệt điện than và điện hạt nhân trên toàn quốc. Việc đánh giá ổn định được
thực hiện bằng phần mềm PSS/E của hãng PTI trên cơ sở giả lập các sự cố trên hệ
thống điện truyền tải và khảo sát dao động hệ thống sau khi xảy ra sự cố.
Từ đó xem xét ảnh hưởng của các tổ máy công suất lớn đối với ổn định của hệ
thống điện.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là một nước đang trong quá trình phát triển, nhu cầu tiêu thụ điện năng cao. Theo số
liệu thống kê của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), điện sản xuất và mua ngoài của toàn hệ
thống năm 2013 ước đạt 127.84 tỷ kWh, tăng 8.47% so với năm 2012 trong đó điện sản xuất
của EVN khoảng 56.45 tỷ kWh. Điện thương phẩm toàn tập đoàn khoảng 115,06 tỷ kWh tăng
9,1% so với năm 2012. Với mức độ tăng trưởng này thì việc xây dựng thêm các nhà máy điện
mới, công suất lớn là điều tất yếu.
Theo thống kê, đến cuối năm 2013, tổng công suất đặt của các nhà máy điện ở Việt Nam bao
gồm cả công suất nhập khẩu xấp xỉ khoảng 28700 MW, trong đó công suất khả dụng khoảng
28250 MW.
Theo quy hoạch điện VII và các quyết định điều chỉnh, quy mô công suất đặt của Việt Nam đến
năm 2030 như bảng 1.
Bảng 1. Tiến độ phát triển nguồn điện Việt Nam đến 2030
Năm
2013
2015
2020

sang đường P
II
(điện áp trên điểm ngắn
mạch giảm thấp làm công suất của nhà máy điện không truyền vào hệ thống được). Công suất
điện giảm thấp nhưng do quán tính của rotor góc δ chưa kịp biến đổi mà vẫn giữ giá trị δ
0
, vì
vậy điểm làm việc rơi xuống điểm b trên đường P
II
. Lúc này công suất turbin P
0
lớn hơn công
suất điện và sinh ra công suất thừa dương.

Hình 1. Quá trình dao động của hệ thống điện
'
0 0 0 0 I Imax 0
P P P P P sin     
(1)
PHÂN BAN B2. Truyền tải và phân phối điện
3

Công suất thừa ΔP
0
gây cho rotor gia tốc ban đầu α
0
và làm cho tốc độ tương đối của rotor
Δω = ω - ω
0
tăng lên (ở thời điểm ban đầu Δω = 0). Góc δ tăng lên và điểm làm việc trượt trên

, là góc giới hạn ổn định của HTĐ. Góc δ
C’
phụ thuộc vào
đặc tính công suất ngắn mạch hay sau khi cắt ngắn mạch và công suất ban đầu P
0
.
Điều kiện đảm bảo: δ
max
< δ
C’.

3. CÁC KỊCH BẢN KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN
Để thực hiện phân tích ổn định cho hệ thống điện toàn quốc báo cáo đã sử dụng chương trình
PSS/E (Power System Similator for Engineering) của hãng PTI (Mỹ). Thông qua việc mô tả các
máy phát, đường dây, trạm biến áp và các phụ tải chương trình đã tự động thiết lập phương trình
vi phân cho phép phân tích phản ứng của hệ thống khi có các biến động lớn xảy ra.
Trong quá trình tính toán các máy phát điện được mô phỏng số hóa kèm theo hệ thống kích từ,
hệ thống điều tốc và hệ thống cân bằng công suất. Tuy nhiên, nếu các máy phát có công suất
quá nhỏ và ảnh hưởng của các hệ thống điều tốc và cân bằng công suất đến độ ổn định của hệ
thống là rất nhỏ thì theo lý thuyết sai số cho phép có thể bỏ qua các hệ thống này.
Quá trình tính toán ổn định động được mô phỏng theo trình tự như sau:
 Ngắn mạch 1 pha chạm đất và tự đóng lại thành công:
- Mô phỏng chế độ xác lập trước khi xảy ra sự cố (chạy chế độ xác lập đến 2s);
- Mô phỏng sự cố ngắn mạch: Mô phỏng ngắn mạch một pha chạm đất xảy ra trên
đường dây ở thời điểm t = 2s, thời gian loại trừ sự cố t
0
= 80ms (đối với lưới 500 kV)
hoặc 100ms (đối với lưới 220 kV);
- Sau thời gian t + t
0

động khi các sự cố xảy ra.
Trong phạm vi báo cáo chỉ thực hiện khảo sát đối với các tổ máy có công suất lớn, đấu nối lên
hệ thống điện ở cấp điện áp 500kV, 220kV và 110kV. Các mô hình tổ máy phục vụ cho báo cáo
đều trang bị đầy đủ các hệ thống kích từ, hệ thống điều tốc và hệ thống cân bằng công suất. Mô
hình các tổ máy trong tương lai được tham khảo từ mô hình các tổ máy hiện có cùng công suất
và chủng loại; đối với các tổ máy chưa có tham khảo thì các mô hình được lấy theo thông số của
các nhà sản xuất hoặc từ mô hình lý tưởng của IEEE.
4. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM NĂM 2020
Năm 2020 theo quy hoạch điện VII, hệ thống điện Việt Nam có khoảng hơn 300 tổ máy, trong
đó tổ máy đầu tiên của nhà máy điện hạt nhân tại Ninh Thuận sẽ đi vào vận hành, cung cấp cho
phụ tải hệ thống qua đường dây mạch kép 500kV Điện Hạt Nhân – Bình Dương.
Báo cáo sẽ mô phỏng các sự cố xảy ra gần thanh cái 500kV nhà máy Điện Hạt Nhân, sau đó xử
lý bằng cách cắt tổ máy hoặc đường dây sự cố, quan sát dao động của hệ thống để đánh giá
ổn định.
Một số kết quả mô phỏng bằng PSS/E như sau:
 Sự cố ngắn mạch 3 pha gần thanh cái 500 kV nhà máy điện hạt nhân, tiến hành cắt tổ máy
điện hạt nhân số 1:
PHÂN BAN B2. Truyền tải và phân phối điện
5  Sự cố ngắn mạch 3 pha trên đường dây 500 kV điện hạt nhân – Bình Dương, tiến hành
cắt đường dây sự cố: HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2014
6

 Sự cố ngắn mạch 1 pha trên đường dây 500 kV điện hạt nhân – Bỉnh Dương, tiến hành
mở pha bị sự cố sau đó đóng lặp lại thành công:

điện hạt nhân số 1:
HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2014
8

 Sự cố ngắn mạch 3 pha trên đường dây 500 kV điện hạt nhân – Bỉnh Dương, tiến hành
cắt đường dây sự cố:

 Sự cố ngắn mạch 1 pha trên đường dây 500 kV điện hạt nhân – Bỉnh Dương, tiến hành
mở pha bị sự cố sau đó đóng lặp lại thành công:

PHÂN BAN B2. Truyền tải và phân phối điện
9

Nhận xét:
 Tương tự như khảo sát ở năm 2020, tuy nhiên ở năm 2025 khi mà cả 4 tổ máy của NMĐ
hạt nhân Ninh Thuận đã hoạt động, công suất đổ về thanh cái 500 kV của NMĐ rất lớn.
Do đó khi xảy ra ngắn mạch gần thanh cái, dòng ngắn mạch cao, khi cắt tổ máy hay cắt
đường dây đều gây ra các dao động mạnh;
 Đối với trường hợp mất tổ máy và ngắn mạch 1 pha, hệ thống vẫn trở về ổn định tuy
nhiên thời gian trở về xác lập kéo dài hơn so với năm 2020;
 Trường hợp ngắn mạch 3 pha trên 1 mạch đường dây 500 kV điện hạt nhân – Bình
Dương, sau khi cắt đường dây, góc pha tương đối của các tổ máy tại nhà máy điện hạt
nhân dao động mạnh, không trở về xác lập, hệ thống có thể mất ổn định.
6. KẾT LUẬN
Theo các kết quả tính toán cho thấy sau năm 2020 khi mà công suất đặt của toàn hệ thống lớn
(năm 2020 là hơn 76 000 MW) thì ảnh hưởng khi xảy ra sự cố đối với các tổ máy 1000 MW vẫn
kiểm soát được.
12