Nghiên cứu xây dựng hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối DAS khu vực Cam Lộ - Quảng Trị

Abstract

Trong bối cảnh phát triển lưới điện thông minh (Smart Grid) nhằm nâng cao độ tin cậy, chất lượng điện năng và hiệu quả vận hành đang là xu thế tất yếu của ngành điện, việc nghiên cứu, xây dựng và ứng dụng hệ thống tự động hóa lưới điện phân phối (Distribution Automation System – DAS) mang ý nghĩa cấp thiết và thực tiễn sâu sắc. Luận văn tập trung nghiên cứu, thiết kế, mô phỏng và thực nghiệm hệ thống DAS cho lưới điện trung áp khu vực Cam Lộ – Quảng Trị, với mục tiêu tự động hóa toàn bộ quy trình giám sát, điều khiển, phát hiện – cô lập – khôi phục sự cố, qua đó giảm thời gian mất điện, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện (SAIDI, SAIFI) và hỗ trợ công tác vận hành an toàn, kinh tế, hiện đại hóa hệ thống điện phân phối. Trên cơ sở lý thuyết về điều khiển, bảo vệ và tự động hóa lưới điện, luận văn đã xây dựng cấu trúc tổng thể hệ thống DAS gồm các module chính: Module thu thập dữ liệu, Module xử lý dữ liệu thời gian thực, Module FLISR, Module HIS và giao diện người – máy HMI, được tích hợp và vận hành đồng bộ trên nền tảng phần mềm OneATS đang được trang bị tại Trung tâm Điều khiển Hệ thống điện tỉnh Quảng Trị. Đề tài đã xây dựng cơ sở dữ liệu thời gian thực, thực hiện ánh xạ dữ liệu (Data Mapping) giữa các thiết bị và các Module; lập trình điều khiển, liên động, cảnh báo bằng ngôn ngữ Lua, đồng thời thiết kế giao diện HMI trực quan mô phỏng sơ đồ một sợi lưới điện khu vực Cam Lộ, hiển thị đầy đủ trạng thái, cảnh báo và điều khiển thời gian thực. Luận văn đã xây dựng và mô phỏng các kịch bản sự cố điển hình, đánh giá khả năng hoạt động của thuật toán FLISR trong ba chế độ vận hành: Manual, Semi/Step và Automatic. Kết quả mô phỏng cho thấy ở chế độ tự động, hệ thống xác định nhanh vùng sự cố, cô lập và khôi phục cấp điện trong thời gian rất ngắn, giúp giảm đáng kể thời gian mất điện và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện so với vận hành thủ công. Ngoài giá trị ứng dụng thực tế, mô hình DAS được xây dựng trong đề tài còn có ý nghĩa khoa học và đào tạo quan trọng, có thể sử dụng làm mô hình huấn luyện, sát hạch nhân viên vận hành, điều độ viên và phục vụ giảng dạy, thực hành cho sinh viên ngành hệ thống điện giúp nắm bắt dễ dàng các kiến thức thực tiễn về tự động hóa lưới điện