Bài giảng Tự động hóa trong hệ thống điện: Chương 6 - TS. Nguyễn Xuân Tùng

Sự ổn định và chất lượng của hệ thống điện hiện đại phụ thuộc vào việc duy trì các thông số vận hành trong giới hạn cho phép, trong đó tần số là một yếu tố then chốt. Việc biến động tần số vượt quá ngưỡng an toàn có thể dẫn đến mất ổn định hệ thống, gây ra hậu quả nghiêm trọng cho việc cung cấp điện. Do đó, việc tự động điều chỉnh tần số và công suất tác dụng trong hệ thống điện là một nhiệm vụ cấp thiết để đảm bảo vận hành liên tục và hiệu quả. Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về tầm quan trọng của việc điều chỉnh tần số, các cơ chế kiểm soát và phản ứng của hệ thống khi đối mặt với các nhiễu loạn.

Kỹ sư điện, sinh viên ngành điện, nhà nghiên cứu về hệ thống điện và các chuyên gia vận hành lưới điện.

Tài liệu đi sâu vào cơ chế tự động điều chỉnh tần số và công suất tác dụng, vốn là yếu tố tối quan trọng đối với sự ổn định và tin cậy của hệ thống điện. Tần số của hệ thống được yêu cầu duy trì chặt chẽ trong khoảng 50 ± 0.2Hz, với dung sai ngắn hạn cho phép dao động đến 50 ± 0.5Hz. Quá trình điều chỉnh tần số được phân cấp thành ba cấp độ chính. Điều tần sơ cấp, được thực hiện bởi các bộ điều tốc của tổ máy phát, phản ứng tức thời để giảm thiểu độ lệch tần số ban đầu khi có biến động tải hoặc sản xuất. Mặc dù giúp duy trì tần số trong phạm vi 50 ± 0.2Hz, điều tần sơ cấp thường không đưa tần số về giá trị danh định. Điều tần thứ cấp, thông qua hệ thống Điều khiển máy phát tự động (AGC), có nhiệm vụ khôi phục tần số về 50Hz và điều chỉnh lại lưu lượng công suất trao đổi giữa các khu vực theo kế hoạch. Cuối cùng, điều tần cấp 3 do trung tâm điều độ thực hiện, tối ưu hóa phân bổ công suất giữa các tổ máy để giảm chi phí vận hành. Tài liệu cũng giới thiệu về các loại máy điều tốc tuabin, từ cơ cấu cơ khí-thủy lực truyền thống đến các loại hiện đại sử dụng tín hiệu điện, đồng thời phác thảo thời gian đáp ứng của từng quá trình điều chỉnh. Trong trường hợp tần số giảm quá sâu đến mức không còn dự phòng quay, cơ chế sa thải phụ tải sẽ được kích hoạt để ngăn chặn sự cố sụp đổ hệ thống. Các cơ chế này cùng nhau đảm bảo hoạt động an toàn, ổn định và kinh tế cho lưới điện, cung cấp cái nhìn toàn diện về phương pháp duy trì cân bằng cung cầu điện năng.