Làm chủ công nghệ điều khiển tích hợp trạm biến áp: Thách thức và giải pháp

Vận hành lưới truyền tải với tích hợp tỷ lệ cao nguồn năng lượng tái tạo

Hệ thống tự động hoá trạm biến áp truyền tải của Việt Nam và giải pháp phát triển

Đánh giá hiện trạng điều khiển tích hợp trong trạm biến áp của lưới truyền tải Việt Nam

1. Về tổ chức bộ máy:

Ngay từ khi thành lập vào tháng 7/2008, EVNNPT đã giao cho Ban Kỹ thuật đảm nhận chức năng tham mưu xuyên suốt về công tác quản lý kỹ thuật trong cả khâu quản lý vận hành và quản lý thẩm định kỹ thuật đề án thiết kế trong đầu tư xây dựng hệ thống truyền tải. Sau này (năm 2011) thống nhất mô hình của EVN, theo đó, đã chuyển chức năng thẩm định kỹ thuật trong đầu tư xây dựng sang Ban Đầu tư Xây dựng. 

Năm 2017, EVNNPT thành lập Công ty Dịch vụ Kỹ thuật Truyền tải điện (NPTS), và NPTS được giao nhiệm vụ nghiên cứu làm chủ công nghệ tự động hóa trên lưới điện truyền tải.

2. Về đào tạo chuyển giao công nghệ:

Nắm bắt xu hướng áp dụng khoa học công nghệ trong lĩnh vực tự động hóa TBA, EVNNPT đã có chính sách tuyển chọn các kỹ sư để cử đi học đào tạo chuyển giao công nghệ.

- Năm 2011, EVNNPT đã phối hợp với TOSHIBA tổ chức khoá đào tạo kỹ sư chuyên sâu về hệ thống bảo vệ, điều khiển TBA tại Nhật Bản.

- Năm 2015, EVNNPT đã phối hợp với SIEMENS tổ chức khóa đào tạo chuyên sâu về hệ thống điều khiển SICAM PAS của SIEMENS tại Đức cho nhóm các học viên.

- Năm 2018, ngay sau khi NPTS được thành lập, đơn vị này đã tiếp tục tuyển chọn các kỹ sư để tham gia khóa đào tạo chuyển giao công nghệ từ ABB, Thụy Sỹ.

Sau các khóa đào tạo, các học viên đã được bổ sung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng chuyên sâu về hệ thống SICAM PAS của SIEMENS, MicroSCADA của ABB. Hiện tại, nhóm học việc đã được giao nhiệm vụ để tự thực hiện các công trình liên quan đến hệ thống điều khiển SICAM PAS và MicroSCADA trong hệ thống truyền tải điện EVNNPT.

3. Về phát triển nguồn nhân lực:

Nhận thấy rõ được tầm quan trọng về nguồn nhân lực cho mảng hệ thống điều khiển máy tính, EVNNPT đã giao NPTS thực hiện tuyển chọn các kỹ sư có nền tảng kiến thức tốt về hệ thống điều khiển - bảo vệ tại các Trung tâm Dịch vụ kỹ thuật để thực hiện chiến lược đào tạo và chuyển giao công nghệ tự động hóa TBA. 

Đến nay, NPTS đã tự đào tạo được lực lượng kỹ sư tại các Trung tâm Dịch vụ kỹ thuật, tuy số lượng còn ít. Với khả năng nắm bắt và làm chủ được công nghệ tại một số hệ thống điều khiển TBA, các kỹ sư này hoàn toàn có thể tự thực hiện khai báo cấu hình mở rộng, chỉnh sửa các hệ thống điều khiển trong quá trình vận hành.

Trực vận hành Trạm biến áp 220 kV Thuỷ Nguyên (Hải Phòng).

4. Về đào tạo và tăng cường nghiên cứu khoa học:

Công tác đào tạo về lĩnh vực tự động hóa TBA luôn được chú trọng và nâng cao. EVNNPT áp dụng hình thức On job training - Đào tạo thông qua quá trình thi công trực tiếp tại các công trình. Hình thức này giúp cho người được đào tạo nắm bắt được tất cả các khâu từ chuẩn bị đến khi thực hiện, nghiệm thu đóng điện. Qua đó, người được đào tạo sẽ vừa có kiến thức, vừa có kinh nghiệm thực hành cùng lúc.

Để cập nhật các xu hướng mới nhất về hệ thống tự động hóa TBA, EVNNPT đã liên hệ với các chuyên gia, tổ chức đào tạo có tên tuổi trên thế giới và trong khu vực, mời họ thực hiện đào tạo nâng cao kiến thức. NPTS đã tổ chức phối hợp với TNB R&D của Malaysia để đào tạo nâng cao về IEC 61850. Khóa học đã mang lại nhiều kiến thức bổ sung và đồng thời cũng tăng cường hợp tác giao lưu trao đổi giữa hai bên.

Ngoài ra, trong năm 2020, EVNNPT đã giao NPTS hoàn thành đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống điều khiển tích hợp TBA trên nền tảng giao thức IEC 61850 sử dụng phần mềm giám sát điều khiển độc lập với nhà sản xuất thiết bị”. Kết quả đề tài, ngoài việc giúp nhóm nghiên cứu NPTS hiểu biết sâu hơn về tiêu chuẩn IEC 61850 được áp dụng trong TBA và phần mềm điều khiển tích hợp (ĐKTH), mà hơn hết EVNNPT đã xây dựng được hệ thống ĐKTH có thể tích hợp được nhiều thiết bị điều khiển và bảo vệ của các hãng khác nhau vào cùng một hệ thống điều khiển.

5. Trang bị thiết bị phục vụ đào tạo, nghiên cứu:

Năm 2010 tại EVNNPT đã đầu tư thí điểm một hệ thống trung tâm giám sát có các thiết bị và truy xuất database tương đương với một Trung tâm Điều độ nhằm quản lý kỹ thuật, giám sát toàn bộ thông số vận hành trên lưới truyền tải. 

Năm 2018, EVNNPT đã đầu tư trang bị phòng LAB tại NPTS phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu về hệ thống ĐKTH TBA.

Năm 2020, để cập nhật xu thế phát triển của hệ thống tự động hóa TBA, EVNNPT đã trang bị bổ sung thêm các thiết bị để phục vụ các hoạt động nghiên cứu về trạm biến áp số và tích hợp thiết bị nhiều hãng khác nhau theo tiêu chuẩn IEC 61850.

Với các trang thiết bị hiện có tại phòng LAB, đội ngũ kỹ sư hệ thống điều khiển tự động hóa của NPTS đã có đầy đủ các thiết bị để phục vụ cho các nhu cầu về đào tạo, nghiên cứu tại phòng LAB. Sau 2 năm vận hành, NPTS đã chủ động đào tạo được lực lượng kỹ sư tích hợp hệ thống điều khiển riêng, tổ chức các khóa đào tạo về hệ thống điều khiển không chỉ riêng cho NPTS mà còn cho các đơn vị trong EVNNPT.

Các kết quả đã đạt được:

Với việc thực hiện Chiến lược và các giải pháp nêu trên, đến nay EVNNPT đã đạt được nhiều kết quả: EVNNPT đã dần làm chủ được với các hệ thống điều khiển tích hợp, đồng thời xây dựng được hệ thống điều khiển có thể tích hợp thiết bị nhiều hãng khác nhau theo tiêu chuẩn IEC 61850. Điều này giúp EVNNPT chủ động trong việc nâng cấp, xây dựng các hệ thống ĐKTH TBA lưới điện truyền tải, không phụ thuộc vào các nhà cung cấp. 

Theo thống kê, EVNNPT đã có thể làm chủ các hệ thống ĐKTH:

- SICAM PAS của SIEMENS.

- Zenon của COPADATA.

- SurvalentOne của Survalent.

- MicroSCADA của ABB.

- PACiS của ALSTOM.

- PCS9700 của NR.

Hệ thống điều khiển máy tính do EVNNPT tự xây dựng: Hệ thống điều khiển TBA 220 kV Tam Kỳ.

Đến nay, EVNNPT đã giao NPTS tự tham gia thực hiện 17 dự án liên quan đến hệ thống điều khiển máy tính, trong đó có thể kể đến một số công trình nổi bật như:

- Hoàn thiện hệ thống SCADA công nghệ SICAM PAS các TBA 500 kV Duyên Hải, TBA 220 kV Bình Chánh, Sóc Trăng, Cà Mau và Trảng Bàng.

- Lắp máy biến áp 500 kV thứ hai trạm 500 kV Phố Nối.

- Lắp MBA 500, 220 kV thứ 2 trạm 500 kV Tân Uyên.

- Sửa chữa, nâng cấp hệ thống điều khiển TBA 220 kV Bình Chánh.

Ngoài ra, EVNNPT đã xây dựng và ban hành Quy định yêu cầu kỹ thuật cơ bản hệ thống điều khiển TBA trên nền tảng tiêu chuẩn IEC 61850. Đây là Quy định rất quan trọng để góp phần giúp EVNNPT thống nhất và làm chủ hệ thống điều khiển máy tính TBA trên lưới điện truyền tải.

Một số lưu ý thực hiện thời gian tới để tăng cường ĐKTH:

Thứ nhất: Cần khẩn trương rà soát các thiết bị rơ le bảo vệ trên lưới truyền tải để khắc phục sửa chữa, hoặc thay thế hư hỏng đảm bảo an toàn vận hành. (Theo báo cáo tổng kết vận hành của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia - A0, hiện nay một số rơ le bảo vệ cũ trên hệ thống 500 kV không có chức năng ghi sự cố gây khó khăn khi phân tích đánh giá sự cố; vẫn còn tồn tại 2 TBA 500 kV và 4 TBA 220 kV hư hỏng một số rơ le bảo vệ so lệch thanh cái; có 34 đường dây 220 kV chưa được trang bị bảo vệ có kênh truyền, dẫn đến rơ le bảo vệ có thể tác động không chọn lọc).

Cùng với đó, cần có kế hoạch cải tạo, nâng cấp các hệ thống điều khiển truyền thống thành hệ thống điều khiển tích hợp cho 27 TBA truyền tải cũ đang vận hành, trên cơ sở áp dụng Quy định Hệ thống điều khiển TBA 500 kV, 220 kV, 110 kV được ban hành theo Quyết định số 176/QĐ-EVN ngày 4/3/2016. 

Thứ hai: Các trạm được trang bị hệ thống giám sát điều khiển tích hợp trước năm 2013 với cấu hình LAN kép, nhìn chung đã được trang bị thiết bị tương đối đồng bộ cho việc áp dụng mô hình trạm không người trực và ít người trực. Thực tế sẽ cần bổ sung (i) phần thiết bị giám sát hệ thống tự dùng AC/DC; (ii) bổ sung hệ thống tự động (khoá) chống thao tác nhầm và (iii) bổ sung hệ thống camera giám sát trạm. 

Thứ ba: Vốn đầu tư cho một trung tâm điều khiển tập trung chủ yếu là thiết bị máy tính (các server, máy tính HMI, Máy tính kỹ sư, máy tính gateway…), thiết bị truyền thông và mạng truyền dẫn nên giá thành không phải là quá cao. Các trung tâm này có thể tiếp tục kết hợp được đầu tư khi hình thành trung tâm thao tác theo mô hình chuyển chức năng thao tác hệ thống từ trung tâm điều độ sang cho các công ty truyền tải điện khi chuyển đổi mô hình tổ chức vận hành HTĐ theo cơ chế thị trường điện.

Thứ tư: Cần tiếp tục thí điểm ứng dụng hệ thống ĐKTH do EVNNPT tự xây dựng, trong năm 2021 - 2022 là tại 2 TBA 220 kV mới: Trạm 220 kV Sơn Động và trạm 220 kV Yên Mỹ. Đây cũng là một bước đột phá trong công tác cấu hình, làm chủ hệ thống điều khiển tích hợp TBA trong lưới điện truyền tải quốc gia.

Thứ năm: Trong các năm tiếp theo, cần đầu tư xây dựng Trung tâm vận hành tại các B0x, đưa tín hiệu giám sát tại các TBA về giám sát tập trung tại B0x, chuyển 100% các TBA 220 kV sang không người trực vận hành.

Thứ sáu: Giai đoạn 2021 - 2025, tiếp tục thực hiện đào tạo chuyển giao công nghệ để làm chủ các hệ thống điều khiển đang vận hành trên lưới truyền tải, tự thực hiện tất cả các công việc liên quan đến tự động hóa, hệ thống điều khiển TBA.

Điều khiển tích hợp tại Trạm 220 kV Tam Kỳ. 

Thay cho lời kết:

Hiện nay hệ thống điện quốc gia có 448 nhà máy điện, 1.002 TBA (với 183 trạm biến áp truyền tải). Trong năm 2021 dự kiến sẽ có 120 nhà máy điện gió vào vận hành, các năm tiếp theo số lượng các nhà máy điện năng lượng tái tạo vào vận hành tăng mạnh, mỗi năm khoảng vài chục nhà máy theo quy hoạch và tương ứng là các trạm biến áp truyền tải điện ngày càng tăng mạnh, đòi hỏi công nghệ tự động hoá có những bước phát triển mới, theo hướng ngày càng thông minh hơn và theo xu hướng công nghệ số đã phân tích trên. Vì vậy, đòi hỏi EVNNPT tăng cường đầu tư đổi mới công nghệ, xây dựng hệ thống điều khiển tích hợp với mô hình TBA vận hành tự động không người trực. Đạt được điều này là một thách thức không nhỏ với yêu cầu làm chủ công nghệ hệ thống điều khiển tích hợp, đáp ứng vận hành tin cậy hệ thống, đồng thời đóng góp, đảm bảo tiêu chuẩn trong vận hành thị trường điện là một yêu cầu cấp thiết. 

Đón đọc kỳ tới...

HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

[1] EVNNPT:  “Các Báo cáo đánh giá công tác quản lý vận hành, quản lý kỹ thuật và đầu tư hệ thống ĐKTH TBA. Đánh giá về khả năng, năng lực đơn vị trong việc tích hợp hệ thống ĐKTH TBA. Các khó khăn, vướng mắc và đề xuất, kiến nghị; Các Tài liệu tham luận tại hội nghị chuyên sâu quản lý vận hành hệ thống điều khiển tích hợp Trạm biến áp -EVNNPT”, tháng 4/2013.

[2]. NGUYỄN THÁI SƠN: “Hệ thống tự động hoá Trạm biến áp lưới điện truyền tải” - Chuyên san Khoa học và Công nghệ, số 1- 4/2010.

[3]. EVNNLDC - “Báo cáo Tổng kết vận hành hệ thống điện quốc gia năm 2020”, tháng 1/2021