intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển (SCADA) tập trung cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST
Báo xấu
13
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển (SCADA) tập trung cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam trình bày nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển tập trung (SEMS-PV) cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển (SCADA) tập trung cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam

  1. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG GIÁM SÁT, ĐIỀU KHIỂN (SCADA) TẬP TRUNG CHO CÁC DỰ ÁN ĐIỆN MẶT TRỜI MÁI NHÀ TẠI VIỆT NAM 1 2* Lê Hải Hà , Nguyễn Hữu Đức 1Smart Electric Solution Co., Ltd, 0888107891, halh@ses-tech.vn 2 Trường đại học Điện lực, 0901 008 555, corresponding author: ducnh@epu.edu.vn Tóm tắt: Bài báo trình bày nghiên cứu phát triển hệ thống giám sát, điều khiển tập trung (SEMS-PV) cho các dự án điện mặt trời mái nhà tại Việt Nam (ĐMTMN). Hiện nay, với số lượng khoảng 100 000 dự án ĐMTMN ở khắp cả nước, trong đó tập trung chủ yếu tại các tỉnh miền Nam và miền Trung. Tỷ trọng các nguồn điện mặt trời mái nhà một số tỉnh là rất lớn, điều này gây ra một số vấn đề trong công tác điều độ vận hành lưới điện các điện lực tỉnh, cũng như hệ thống điện quốc gia như điện áp vượt ngưỡng, chất lượng điện năng, hệ thống bảo vệ, vấn đề dòng công suất ngược, tổn thất …Do vậy, nhằm giải quyết các vấn đề trên thì dữ liệu thời gian thực trong vận hành kết nối các nguồn điện mặt trời là đặc biệt quan trọng. Bài báo giới thiệu giải pháp đã được nghiên cứu, đánh giá và kiểm chứng giúp giám sát, điều khiển các nguồn ĐMTMN phân tán tại Việt Nam. Giải pháp này cũng góp phần thực hiện chiến lược của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) trong công cuộc “Chuyển đổi số và nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện quốc gia” cũng như trong việc điều độ, vận hành, tối ưu hóa lưới điện khi có sự xâm nhập của các nguồn ĐMTMN. Từ khóa: Điện mặt trời mái nhà; Hệ thống giám sát và điều khiển. Abstract: This paper presents a development of a centralized monitoring and control system (SEMS-PV) for rooftop solar power projects in Vietnam. Currently, with the number of about 100,000 solar PV projects across the country, mainly in the southern and central provinces. The proportion of rooftop solar power sources in some provinces is very large, which causes some problems in the operation of the provincial power grids, as well as the national power system such as overvoltage thresholds. , power quality, protection system, reverse power flow problems, losses ... Therefore, in order to solve the above problems, real-time data in the operation of connecting solar power sources is very necessary. The article introduces a solution that has been researched, evaluated and verified to help monitor and control distributed solar power sources in Vietnam. This solution also contributes to the implementation of the strategy of the Electricity of Vietnam (EVN) in the work of "Digital transformation and improvement of the operation efficiency of the national power system" as well as in the dispatching, operation, optimization of the power grid when there is the high penetration of solar power sources. Keywords: Rooftop Solar PV; Monitoring and control system. CHỮ VIẾT TẮT EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam ĐMTMN: Điện mặt trời mái nhà 371
  2. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 SEMS-PV: Hệ thống giám sát, chẩn đoán, dự báo & điều khiển nhà máy điện mặt trời CLĐN: Chất lượng điện năng SPC: Tổng công ty Điện lực miền Nam 1. GIỚI THIỆU Nhu cầu sử dụng năng lượng tại Việt Nam ngày càng lớn, kéo theo đó Việt Nam cần phát triển những nguồn năng lượng mới nhằm đáp ứng nhu cầu gia tăng đó đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) là đơn vị chính đảm nhận vai trò cung cấp năng lượng tại Việt Nam, cụ thể là năng lượng điện. Ngoài việc phát triển những nguồn năng lượng truyền thống như thủy điện, nhiệt điện, điện hạt nhân thì những nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng xanh ngày càng được EVN chú ý và quan tâm tới. Trong những năm trở lại đây, nguồn năng lượng tái tạo đóng góp vào việc cung cấp năng lượng cho Việt Nam ngày càng lớn, đặc biệt là năng lượng điện mặt trời [1]. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã có các chính sách nhằm khuyến khích các nhà đầu tư xây dựng, phát triển các hệ thống điện mặt trời mái nhà (ĐMTMN) [2], góp phần đảm bảo nhu cầu năng lượng đang gia tăng của Việt Nam. Hệ thống ĐMTMN có nhiều ưu điểm như chi phí đầu tư hợp lý, thời gian lắp đặt ngắn, hiệu suất cao, thân thiện với môi trường [3]. Tuy nhiên việc phát triển ồ ạt, quá nhanh các hệ thống ĐMTMN gây ra những vấn đề cạnh tranh trong thị trường điện, và đặc biệt là ảnh hưởng đến việc vận hành, sự ổn định của lưới điện truyền tải, phân phối [4]. Nhu cầu của EVN đặt ra lúc này là cần theo dõi, giám sát, vận hành các hệ thống ĐMTMN đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn, ổn định lưới điện truyền tải, phân phối. Giải quyết vấn đề trên của EVN, nhóm nghiên cứu đã phát triển sản phẩm: Hệ thống giám sát, chẩn đoán, dự báo & điều khiển nhà máy điện mặt trời SEMS-PV, nhằm cung cấp một công cụ hiệu quả hỗ trợ EVN quản lý tập trung các hệ thống ĐMTMN trên cả nước [5]. Dữ liệu của tất cả các hệ thống ĐMTMN được thu thập, hiển thị, giúp đơn vị vận hành lưới điện theo dõi, giám sát các thông số điện (Công suất phát, sản lượng điện, điện áp, dòng điện, các chỉ số chất lượng điện năng …) và các đại lượng không điện (Cường độ bức xạ, nhiệt độ tiếp xúc …) theo thời gian thực. Hệ thống SEMS-PV góp phần triển khai chiến lược cách mạng chuyển đổi số 4.0 trong ngành điện [6]. Hệ thống SEMS-PV đã được triển khai lắp đặt thử nghiệm tại một số địa phương và đã góp phần hỗ trợ công việc vận hành, điều độ lưới điện. Bài báo này trình bày giải pháp giám sát, điều khiển tập trung (SEMS-PV) cho các hệ thống ĐMTMN. Bài báo được cấu trúc như sau. Phần 2 mô tả quá trình nghiên cứu phát triển sản phẩm SEMS-PV. Kết quả phân tích thử nghiệm, kiểm chứng sản phẩm được giới thiệu tóm tắt tại phần 3. Phần 4 trình bày kết luận. 372
  3. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG SEMS-PV Mục tiêu của nghiên cứu nhằm phát triển một hệ thống đáp ứng nhu cầu giám sát, điều khiển các hệ thống ĐMTMN trên cả nước. Cấu trúc một hệ thống ĐMTMN cơ bản gồm các thành phần như Hình 1: (1) Các tấm pin được kết nối thành các chuỗi; (2) Hộp đấu nối (DC Box); (3) Các bộ biến đổi (Inverter) kết nối trực tiếp với các string hoặc hộp đấu nối; (4) Pin lưu trữ (Ắc quy); (5) Tủ hạ thế; (6) Máy biến áp; (7) Tủ trung thế; (8) Cảm biến thời tiết. Hình 1. Sơ đồ kiến trúc hệ thống SEMS-PV trong một hệ thống ĐMTMN Nhóm nghiên cứu phát triển sản phẩm giám sát, điều khiển tập trung (SEMS-PV) các hệ thống ĐMTMN bao gồm thiết bị thu thập dữ liệu và phần mềm Web Server hiển thị các dữ liệu thu thập được từ các thành phần của hệ thống ĐMTMN. Thiết bị SEMS-G4.2PV thu thập dữ liệu của inverter, các cảm biến thời tiết, dữ liệu điện, không điện của các string, DC Box, máy biến áp, tủ hạ thế, tủ trung thế. Dữ liệu sau đó được gửi lên hệ thống Web Server thông qua mạng Internet 3G/4G. Các tiêu chuẩn truyền thông như Modbus TCP/IP, Modbus RTU, IEC104 được tích hợp vào thiết bị và hệ thống Web Server [5] [7]. 373
  4. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Bảng 1. Thông số kỹ thuật thiết bị SEMS-G4.2PV Thông số kỹ thuật SEMS-G4.2PV Kích thước 130x85x47 mm Cấp bảo vệ IP 40 Nhiệt độ hoạt động -20oC ÷ 60oC Độ ẩm hoạt động 0% ÷ 95% Phương thức truyền thông Modbus TCP/IP (Ethernet), Modbus RTU (RS485, CAN, LIN, 3G/4G Đầu vào tương tự 2 Đầu vào số 2 Đầu ra số 2 Lưu trữ Thẻ nhớ SD 16GB Hình 2. Hình ảnh thiết bị SEMS-G4.2PV Phần mềm Web Server hiển thị dữ liệu thu thập được của tất cả hệ thống ĐMTMN. Đơn vị vận hành lưới điện, vận hành hệ thống ĐMTMN có thể theo dõi công suất phát, cảnh báo bất thường, cũng như tải dữ liệu phục vụ công tác báo cáo, phân tích dữ liệu. Hệ thống SEMS-PV phân quyền tài khoản, giám sát công suất phát, gửi lệnh điều độ theo cấp quản lý từ trên xuống dưới thể hiện bằng lưu đồ trên hình 4. Các chức năng chính của hệ thống SEMS-PV gồm (1) Giám sát công suất phát, sản lượng điện, các đại lượng điện và không điện của hệ thống ĐMTMN; (2) Cảnh báo bất thường trong hệ thống; (3) Chẩn đoán sự cố; (4) Dự báo công suất phát của hệ thống; (5) Đặt lịch tiết giảm công suất; (6) Xuất báo cáo tùy chỉnh theo yêu cầu. Chức năng cảnh báo bất thường so sánh dữ liệu thu thập được với ngưỡng giá trị đặt trước của các thông số ví dụ như tần số, điện áp, nhiệt độ… Dữ liệu công suất được sử dụng để xây dựng một mô hình hồi quy tuyến tính dự báo công suất phát cho nhiều ngày tới. Chức năng đặt lịch tiết giảm được thực hiện theo cấp độ từ trên xuống sẽ được trình bày trong phần 3. 374
  5. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Hình 3. Giao diện đăng nhập phần mềm Web Server Hình 4. Sơ đồ quản lý hệ thống SEMS-PV 3. KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ KIỂM CHỨNG Hệ thống SEMS-PV đã được triển khai lắp đặt thử nghiệm tại Tổng công ty Điện lực 375
  6. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 miền Nam (SPC). Hỗ trợ SPC giám sát công suất, chỉ số CLĐN, gửi lệnh điều độ tới các hệ thống ĐMTMN trong khu vực. Hình 5. Biểu đồ giám sát công suất phát của các hệ thống ĐMTMN tại SPC Công suất phát tức thời của tất cả hệ thống ĐMTMN được thu thập và hiển thị lên biểu đồ giám sát công suất của từng tài khoản quản lý theo khu vực và cấp độ quản lý. Tài khoản điện lực Quận, Huyện sẽ giám sát được tổng công suất phát và công suất phát của tất cả hệ thống ĐMTMN nằm trong khu vực Quận, Huyện đó. Tài khoản điện lực tỉnh sẽ giám sát được tổng công suất phát và công suất phát của tất cả các Quận, Huyện nằm trong tỉnh đó. Chức năng giám sát công suất được thực hiện tương tự với tài khoản điện lực miền và với tài khoản EVN (A0) theo dõi công suất phát của tất cả các hệ thống ĐMTMN trên cả nước. Lịch tiết giảm công suất phát sẽ được lên lịch trước bởi tài khoản EVN (A0) và phân bổ đến các tài khoản điện lực cấp thấp hơn. Cuối cùng công suất tiết giảm được phân bổ đến từng inverter của các dự án ĐMTMN. Hình 6. Tài khoản EVN (A0) đặt lịch tiết giảm công suất phân bổ cho các TCT Điện lực miền 376
  7. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Hình 7. Tài khoản TCty Điện lực miền nhận lệnh điều độ từ EVN và phân bổ công suất tới các Cty Điện lực tỉnh Hình 8. Tài khoản Cty Điện lực tỉnh nhận lệnh điều độ từ TCty Điện lực miền phân bổ công suất tới các Cty Điện lực Quận, Huyện Hình 9. Tài khoản Cty Điện lực Quận, Huyện nhận lệnh điều độ từ Cty Điện lực tỉnh phân bổ công suất tới các hệ thống ĐMTMN trong khu vực Hình 10. Chủ đầu tư dự án ĐMTMN nhận lệnh điều khiển từ Cty Điện lực Quận, Huyện và gửi lệnh điều khiển tới từng Inverter 377
  8. KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 Hình 11. Inverter tại dự án ĐMTMN lắp đặt thử nghiệm hệ thống SEMS-PV đáp ứng yêu cầu tiết giảm công suất trong hai khoảng thời gian 9h00-9h30, 10h30-13h00 ngày 15/07/2022 Hình 12. Theo dõi các thông số điện của Inverter trong hệ thống ĐMTMN ngày 04/11/2022 tại dự án lắp đặt thử nghiệm hệ thống SEMS-PV Kết quả thử nghiệm cho thấy, hệ thống SEMS-PV đã hỗ trợ đơn vị vận hành lưới điện, chủ đầu tư dự án giám sát công suất phát, các chỉ số CLĐN theo thời gian thực của tất cả các hệ thống ĐMTMN, xem dữ liệu lịch sử, lệnh điều độ được đặt lịch trước và gửi 378
  9. CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA trực tiếp đến từng hệ thống ĐMTMN theo cấp độ từ trên xuống dưới, hỗ trợ đơn vị vận hành lưới điện theo dõi việc đáp ứng lịch tiết giảm công suất của các hệ thống ĐMTMN. 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu này đã trình bày giải pháp giám sát, điều khiển hệ thống ĐMTMN tập trung SEMS-PV giúp đáp ứng được nhu cầu vận hành của EVN cũng như các công ty điện lực hiện nay. Bài toán giám sát, điều khiển tập trung các hệ thống điện mặt trời càng bức thiết trong thời gian tới với việc gia tăng các dự án ĐMTMN kết nối với lưới điện quốc gia. Nhóm nghiên cứu tiếp tục cải thiện các chức năng của sản phẩm SEMS- PV nhằm hỗ trợ EVN hiệu quả hơn trong công tác vận hành lưới điện. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo Triển vọng năng lượng Việt Nam 2021, 02/06/2022. https://depp3.vn/Document/Detail/37 [2] Quyết định số 13/2022/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Về cơ chế khuyến khích phát triển điện mặt trời tại Việt Nam. [3] Solar energy: Trends and enabling technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 19, March 2013, Pages 555-564. [4] The effect of high levels of solar generation on congestion in the European electricity transmission grid, Applied Energy, Volume 205, 1 November 2017, Pages 1128-1140. [5] https://ses-tech.vn/product/ [6] Quyết định số 749/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ: Phê duyệt "Chương trình Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030". [7] International Standard IEC 60870-5-104, Second edition 2006-06, Telecontrol equipment and systems – Part 5-104: Transmission protocols – Network access for IEC 60870-5- 101 using standard transport profiles. 379
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2