(+84)28 38 222 091 (+84)909.901.045 info@congnghevinhcuu.com

Công nghệ mới giúp tăng khả năng tích hợp năng lượng tái tạo trên lưới điện

Thứ sáu - 11/11/2022 17:29 - Đã xem: 161
Đối phó với cuộc khủng hoảng năng lượng “ngày càng sâu sắc”, lưới điện quốc gia Vương quốc Anh đang thử nghiệm công nghệ mới nhằm giúp tăng công suất tuyến truyền tải điện trên không hiện có.

Công nghệ lưới điện mới - sản phẩm chuyển đổi số sáng tạo:

Theo thông cáo báo chí của UK National Grid (UKNG) - Công ty điện và khí đốt đa quốc gia của Anh có trụ sở chính tại London công bố cuối tháng 10/2022: UKNG đang hợp tác với LineVision - doanh nghiệp duy nhất trên thế giới cung cấp hệ thống giám sát đường dây điện trên không không tiếp xúc, lắp đặt các cảm biến và nền tảng phân tích định mức nhiệt động (Dynamic Line Rating-DLR).

Vận hành đường dây trên không (Overhead Line-OHL) sử dụng định mức nhiệt tĩnh là phương pháp dựa trên giá trị mang tải tối đa của dây dẫn trong điều kiện nhiệt độ tới hạn được xác định trước. Do đó, khả năng mang tải của OHL với điều kiện cố định thời tiết này thực tế không khai thác hết khả năng tải của OHL. Phân tích định mức nhiệt động (DLR) thể hiện dòng cực đại cho phép mang tải theo thời gian thực của OHL, đảm bảo an toàn, hiệu quả kinh tế, đáp ứng vận hành lưới hiện hữu khi sự tắc nghẽn và tình trạng tích hợp nguồn điện tái tạo tăng.

Các cảm biến sẽ sử dụng các phép phân tích tiên tiến giúp tính toán DLR trong khi vẫn theo dõi liên tục các đường truyền tải. Kích thước, điện trở và nhiệt độ vận hành an toàn tối đa của đường dây và hoàn cảnh thời tiết tại chỗ đều góp phần giúp công nghệ DLR phát huy tác dụng. Trước đây, các đường truyền tải điện vận hành, sử dụng cách đánh giá “tĩnh” - tức là sử dụng các giá trị tĩnh và thận trọng đối với các trường hợp thời tiết, nhưng nay nhờ công nghệ “động” DLR của LineVision, các giới hạn hoạt động có thể được tăng lên một cách an toàn có tính đến chất lượng dây dẫn trong thời gian thực và điều kiện thời tiết để tính toán các giới hạn công suất.

“UKNG tự hào là nơi dẫn đầu trong việc sử dụng kỹ thuật chuyển đổi và sáng tạo, tích hợp các công nghệ nâng cao lưới điện quan trọng, như của LineVision, để giảm phát thải cacbon và mang lại độ tin cậy đẳng cấp thế giới, với chi phí thấp nhất cho người tiêu dùng” - Lydia Ogilvie, Giám đốc chiến lược của UKNG cho hay.

Theo UKNG, công nghệ DLR đã giúp Anh “mở khóa công suất điện bổ sung” trong bối cảnh cả châu Âu đang khát năng lượng. Hơn 500.000 ngôi nhà có thể được cung cấp năng lượng hàng năm nhờ công suất bổ sung 0,6 GW mà công nghệ mới “mở khóa”. Qua thử nghiệm công nghệ cho thấy, nó có thể tiết kiệm 1,4 triệu bảng chi phí mỗi năm và các khoản thanh toán cho máy phát điện phải ngừng sản xuất do quá tải hệ thống truyền tải. “Công nghệ DLR của LineVision có thể tăng gấp đôi khả năng tích hợp năng lượng tái tạo trên lưới điện ngay từ bây giờ và chúng tôi rất vui được làm việc với các đồng nghiệp tại UKNG để đẩy nhanh tiến trình ra đời lưới điện - không có lưới” - Hudson Gilmer - Giám đốc điều hành của LineVision nói trước báo giới ngay sau khi hội nghị công bố báo cáo của UKNG kết thúc.

Việc tích hợp thành công công nghệ của Line Vision trên các mạng của National Grid ở Anh và Mỹ cho thấy tầm quan trọng của lưới điện, giúp Line Vision bắt tay vào thử nghiệm dài hai năm trên một mạch 275 kV giữa Penwortham và Kirkby ở Cumbria (Anh). Theo Line Vision, UKNG đang tiếp tục đầu tư, mở rộng công suất của lưới điện và kết nối năng lượng tái tạo, giúp quốc gia này sớm đạt được mức phát thải ròng hay Net Zero vào năm 2050.

“Nếu chúng ta cần đạt được các mục tiêu khí hậu đầy tham vọng vào năm 2030, thì về cơ bản chúng ta phải tăng gấp đôi quy mô của lưới điện hiện có” - Hudson Gilmer - Giám đốc của LineVision bổ sung thêm.

Vài nét về công nghệ DLR:

Theo ENTSO-E, mạng lưới các nhà điều hành hệ thống truyền tải của châu Âu, đại diện cho 39 nhà điều hành hệ thống truyền tải điện thuộc 35 quốc gia trên khắp châu Âu thì DLR (Dynamic Line Rating), hay phân tích định mức nhiệt động trên OHL, sử dụng dòng định mức, hay cường độ OHL dựa trên điều kiện môi trường xung quanh, OHL được thiết kế cho điều kiện thời tiết mùa hè nóng nực. Do điều kiện thời tiết ít khắc nghiệt hơn tồn tại trong hầu hết các năm, công suất của các dây chuyền hiện có có thể tăng lên đáng kể (lên đến 200%). Do đó, nhiệm vụ chính là tính toán hiện tại và dự báo các điều kiện môi trường xung quanh trong tương lai, tính toán khả năng truyền tải và tích hợp các kết quả này vào các quy trình của trung tâm điều phối, xem xét biên độ bảo vệ thích hợp.

Việc áp dụng DLR đòi hỏi kiến ​​thức về nhiệt độ tối đa cho phép của dây dẫn OHL, nhiệt độ này cũng tỷ lệ với độ võng. Vì độ võng có hằng số thời gian tương đối nhỏ, nên nhiệt độ tối đa có thể đạt tăng nhanh (khoảng 15 phút). Khi làm việc với các điều kiện hoạt động quan trọng trong tương lai, DLR yêu cầu dự báo thời tiết để phân bổ khả năng bổ sung cho thị trường trong các quy trình của nhà điều hành hệ thống (dự báo tắc nghẽn trong ngày của IDCF, dự báo tắc nghẽn trong ngày DACF, tuần trước WAPP).

Có hai nhóm công nghệ chính (tiếp xúc và không tiếp xúc) được sử dụng:

1/ Công nghệ tiếp xúc, đo các thông số vật lý của dây dẫn như:

✔ Đo nhiệt độ dây dẫn với sự trợ giúp của cảm biến nhiệt độ.

✔ Tính độ võng thông qua phép đo lực căng.

✔ Tính toán độ võng dựa trên tần số rung động của dây dẫn.

✔ Tính toán độ võng dựa trên góc của đoạn thẳng tại điểm nhịp.

2/ Công nghệ không tiếp xúc: Các kết quả DLR chính được tính toán dựa trên dữ liệu thời tiết từ các mô hình khí tượng và dữ liệu thời tiết đo tại địa phương và tải đường dây:

✔ Tính toán cường độ.

✔ Nhiệt độ của dây dẫn.

✔ Thời gian hoạt động tối đa cho phép trong trường hợp tải vượt quá khả năng mang hiện tại của dây dẫn.

Ưu điểm công nghệ và tính ứng dụng:

Tăng cường độ mang tải lên đến 200% tùy thuộc vào điều kiện thời tiết và khoảng tin cậy cần thiết. Tiềm năng cao nhất được quan sát thấy ở các khu vực có năng lượng tái tạo gió cao, vì làm mát đối lưu và tải đường dây trên không được kết hợp chặt chẽ với nhau. Việc tăng cường độ công suất hỗ trợ các đơn vị vận hành lưới điện trong việc sử dụng hiệu quả hơn các công trình lưới điện hiện có và tránh các hạn chế về tắc nghẽn.

Thông thường, công suất đường dây cho phép bằng dòng điện danh định của dây dẫn. Nếu có nhu cầu nâng công suất của đường dây cũ lên đến dòng danh định, những điểm sau đây cần chú ý:

✔ Kiểm tra khả năng của OHL và thiết bị trong trạm biến áp để mang dòng cao hơn.

✔ Kiểm tra khe hở để xác định nhiệt độ tối đa cho phép/công suất đường dây.

✔ Xác định các điểm nóng đường dây để lắp đặt giám sát.

✔ Kiểm tra cài đặt bảo vệ dòng tĩnh.

✔ Thiết kế phân phối dữ liệu vào trung tâm điều phối và xử lý dữ liệu.

✔ Thuật toán phù hợp để tính toán công suất truyền tải.

✔ Các thuật toán dự báo.

✔ Thay thế đánh giá đường tĩnh (SLR) bằng DLR để giám sát đường động trong các tính toán tắc nghẽn.

Ngoài việc tăng công suất đường dây trên giá trị cho phép (dòng điện danh định) thì cần chú ý đến các yếu tố liên quan dưới đây:

✔ Ảnh hưởng quy nạp tối đa cho phép của cơ sở hạ tầng song song (ví dụ đường ống dẫn khí).

✔ Sự gia tăng tiềm năng của từ trường dưới OHL.

✔ Sự cần thiết của việc thay đổi thích ứng các cài đặt bảo vệ đường dây.

Qua ứng dụng thực tế ở châu Âu cho thấy: Công nghệ DLR có hiệu suất thực hành tốt, rất phù hợp ứng dụng thực tế, dự báo chính xác về hiệu suất của hệ thống đường dây mạch kép phân pha.

Tăng công suất trung bình: Mức tăng công suất điển hình ở châu Âu là 10 - 15%. Tuy nhiên, kết quả cụ thể còn phụ thuộc vào phương pháp đánh giá tác động.

Công nghệ này đã được ứng dụng thành công ở Bỉ và Pháp: Hệ thống DLR được lắp đặt trên 27 đường dây, gồm tất cả các đường dây cao áp xoay chiều (HVAC) kết nối và cả dữ liệu DLR thời gian thực và dự báo đều được sử dụng trong các quy trình lập kế hoạch hoạt động trong ngày và hàng ngày, cũng như phân bổ dung lượng thị trường. Sự phát triển gần đây của hệ thống và xác nhận của nó thông qua các phép đo độ võng của máy khảo sát đã chứng minh rằng có thể tăng tới 200% công suất danh định trong một số trường hợp nhất định.

Các cảm biến có sẵn trên thị trường được sử dụng để đo độ võng thời gian thực trực tiếp trên các đường dây 70 kV, 150 kV, 245 kV và 400 kV. Mô-đun dự báo trước 60 giờ đã được phát triển. Kết quả, công suất đánh giá trong ngày được nâng lên tới 130%, trong khi đối với các quy trình của CORESO chỉ đạt 110%.

Tại Đức, DLR được sử dụng trên nhiều phụ tải OHL, nó được tích hợp vào hầu hết các trung tâm điều phối TSO của Đức để trao đổi trực tuyến các mức khác nhau. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau để dự báo thời tiết dựa trên các phép đo địa phương và khu vực, cũng như cài đặt theo mùa. Công suất tối đa có nguồn gốc khác nhau tùy thuộc vào khu vực, tổng thể, công suất định mức đã được nâng lên đến ngưỡng 200%.

Tại Slovenia, hệ DLR bao gồm 29 đường dây (6 × 400 kV, 4 × 220 kV và 17 × 110 kV). Hệ thống có đầy đủ chức năng và được tích hợp vào hoạt động hàng ngày. Các ứng dụng chính là hỗ trợ lập kế hoạch vận hành và vận hành theo thời gian thực, giảm thiểu các tình huống vận hành quá tải trong tình huống N (không có sự cố) và N-1 (có sự cố trên một phần tử hệ thống) và tính toán khả năng truyền tải trong tối đa hai ngày sắp tới. Hệ thống cũng có thuật toán DLR nghịch đảo để ngăn chặn đóng băng và cảnh báo cho các điều kiện thời tiết khắc nghiệt dọc theo tuyến đường dây.

Hệ thống DLR gián tiếp (không tiếp xúc) dựa trên các mô hình khí tượng quy mô vĩ mô và vi mô được hỗ trợ bởi các phép đo thời tiết. Các phép tính được thực hiện cho mỗi khoảng dòng. Hệ thống cho phép xác định nhiệt độ hoạt động tối đa trên mỗi trường sức căng. Kết quả, trung bình, 92 - 96% thời gian hệ thống DLR cung cấp công suất truyền cao hơn với mức tăng trung bình chỉ đạt 15 - 20% công suất danh định. Hơn 20 sự quá tải ở N và hơn 500 sự kiện trong cấu trúc liên kết N-1 được giảm thiểu hàng năm nhờ hệ thống DLR./.

KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Link tham khảo:

Link:

1. https://interestingengineering.com/innovation/uk-national-grid-liberate-electricity-new-technology

2. https://www.entsoe.eu/Technopedia/techsheets/dynamic-line-rating-dlr

Tác giả bài viết: KHẮC NAM - CHUYÊN GIA TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM
Nguồn tin: nangluongvietnam.vn
 
40 năm 
Giải phóng Quảng Trị

Thăm dò ý kiến

Khi chi phí sử dụng điện cao, bạn có sẳn sàng thay thế các thiết bị điện hiện tại bằng các thiết bị điện tiết kiệm không?

Không

Ông Nguyễn Quân Chính, Phó chủ tịch UBND tỉnh Quảng Trị kiểm tra tiến độ triển khai thực hiện dự án lắp đặt hệ thống đèn LED cho các tàu đánh bắt xa bờ 
 
 

KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG LÀ GÌ?


TƯ VẤN

KIỂM TOÁN NĂNG LƯỢNG


ONLINE
(0909.901.045)