Tổng quan và cấu trúc kinh doanh của Lưới điện tại KANSAI

Nhà máy điện hạt nhânNhà máy nhiệt điện Đường dây truyền tải Hộ gia đình Nhà máy TBA sơ cấp MBA tại trụ DZ ph.phối TBA phân phối Trung tâm điều độ và đ.khiển Nhà máy thủy điện tich năng

25th April, 2016

The Kansai Electric Power Co., Inc

Power System Engineering Center

Tổng quan và cấu trúc kinh doanh

của Lưới điện tại KANSAI

1.Các thông tin cơ bản

2 Cấu trúc kinh doanh của phần hệ thống điện

3 Lịch sử của phát triển hệ thống điện

4.Trang bị cho truyền tải năng lượng ổn

đinh (HVDC, STATCOM, Series

Capacitor)

5 Tái cấu trúc thịt trường điện tại Nhật Bản

1

1 Các thông tin cơ bản

2

Kyoto Fukui

50Hz

HOKURIKU 8GW

Sakuma C/S

Shinsinano C/S

: 300MW : 600MW Hibashi-Shimizu C/S : 300MW

Total: 1,200 MW

Trạm chuyển đổi

b/w 50Hz and 60Hz

TOKYO 66GW

TOHOKU 18GW

HOKKAIDO 7.8GW

CHUBU 34GW

CHUGOKU 12GW

SHIKOKU 7GW

KYUSHU 20GW OKINAWA

KANSAI có 165 nhà máy điện, 918 TBA, và các đường dây truyền tải phân phối

với tổng chiều dài lần lượt 12,800km và 130,000km,

(as of Sept 2014)

Maizuru Takahama

Ohi MihamaTsuruga

Okutataragi Okawachi

Shinikoma

Higashiomi Minamikyoto

4

KANSAI’s trang thiết bị

Trang bị Số lượng / chiều dài

Công suất cho phép(MW) Thủy điện 151 8,210 Nhiệt điện 12 17,004 Điện hạt nhât 3 9,770

Trạm đóng cắt 17 － Trạm chuyển đổi 1 1,400 Đườn

g dây truyền tải

500kV *1,600km

－

275kV *1,800km

Up to 154kV *9,300km DC250kV *100km Đường dây phân phối *130,000km －

Thủy điện

Điện hạt nhân

Nhiệt điện

Thủy điện tích năng

Tòa nhà và khu mua sắm

Nhà máy lớn

Thủy điện

500kV 275kV

500kV 275kV

500kV 275kV

100 ~ 200V

TBA sơ cấp

Trung tâm điều độ tải trung tâm

Trung tâm điều độ tải lớn Trung tâm điều độ tải khu vực Văn phòng dịch vụ

-Điều chỉnh cung và cầu -Điều khiển việc kết nối của các máy phát

2 Cấu trúc kinh doanh của Bộ phận

hệ thống điện

Thủy điện

Hộ gia đình Thủy điện tích

năng

Tòa nhà Nhà máy nhiệt điện

Trung tâm điều độ / đ.khiển

Power Grid and System Lưới điện và hệ thống

Phát điện Truyền tải / phân phối Tiêu thụ

Nhóm thủy điện và TBA

Cơ quan bảo dưỡng

~

Nhóm thủy điện Nhóm TBA Nhóm điều khiển, bảo vệ Nhóm DZ truyền tải trên không Nhóm DZ truyền tải ngầm

~

Sự bố trí trong Hệ thống điện

- Chính sách phát triển, quản lý ngân sách

- Xây dựng hệ thống điện khu vuẹc

- Bảo dưỡng Trung tâm kỹ thuật hệ thống điện - Xây dựng hệ thống điện lớn

- Nghiên cứu và phát triển

Nhà máy điện hạt nhân

Nhà máy nhiệt điện

Đường dây truyền tải

Hộ gia đình

Nhà máy

TBA sơ cấp

MBA tại trụ

DZ ph.phối TBA phân

phối Trung tâm điều độ và đ.khiển

Nhà máy thủy

điện tich năng Nhà máy thủy điện

Tòa nhà

[ Thực hiện bởi TRUNG TÂM

- Bảo trì sửa lỗi

- Tuần tra đội xuất khi sj cố

[ Thực hiện bởi TRUNG TÂM ĐIỀU

ĐỘ TẢI TRUNG TÂM/KHU VỰC]

(1) Trang thiết bị của HTĐ

[ Thực hiện bởi TRỤ SỞ]

-Authorization of bulk power

system construction project

-Budget management

-Grid analysis

(Planning the installation of shunt

reactor and/or capacitor for bulk

power system if any)

(2) Với vận hành hệ thống

[ Thực hiện bởi TRỤ SỞ]

9

Analysis of maintenance data

-Patrol and inspection report -Statistical data of deterioration diagnosis -Evaluation of accidental information

Patrol and inspection

- Check of facilities’ condition

- Check of obstacles around facilities

Preparation of the yearly maintenance plan

- Patrol and inspection schedule

- Replacement and repair work schedule

- Deterioration diagnosis schedule

- Confirmation of compliance of Japanese electric law

IT technology (Data collecting System)

Improvement of maintenance plan

-Improvement of the way of patrol and

inspection

-Study of countermeasure against the

accident

Accident information Reflection

Budget requirement

-Decision of replacement and repair work

in the next year

-Requirement of budget for next year

Maintenance based on PDCA cycle by Maintenance office in each branch

Ｐｌａｎ

Ｄ o

Ｃｈｅｃｋ

Ａｃｔｉｏｎ

Implementation of deterioration diagnosis

- Measurement for getting maintenance data

Replacement and repair work

- Commissioning test and inspection

10

Quá trình bảo trì của cơ sở năng lượng điện

Construction & Repair

 Patrol when failure

- Detection of failure point

- Check of facilities’condition

Operation

Construction & Repair

- Detailed work plan

Chuyển đổi của nhu cầu truyển tải cao nhất và cấu hình hệ thống

1965 Kinh nghiệm về lưới điện vòng

 Sự cố xảy ra

 Bảo vệ đường dây chính không hoạt động

 Bảo vệ dự phòng hoạt động và vòng mở

 Dòng điện bất thường quá mức

 Các bảo vệ khác hoạt động & CẮT ĐiỆN

Excessive Power Flow

15

Cung & cầu được cân bằng trong khối

Hệ thống 500kV xuyên cân bằng kép

(1970s đến 1990s)

 Chặn hệ thống xuyên cân bằng kép được chấp nhận

 Hệ thống 500kV được lắp đặt tăng cường nhu cầu

16

TBA

TBA

500kV Triple Loop System (2001～)

77 to 275kV

 Dòng điện tăng cường từ Tây sang Đông

 Hệ thống vòng gấp ba với thiết bị ổn định tốc độ cao được thông qua cho các vấn đề mở vòng

Large Power Flow

Small Loop

Large Loop

HVDC system

Hệ thống điện quy mô lớn hiện tại (2001~)

:Power Plant (Nuclear)

:Power Plant (Fossil Fuel)

:Power Plant (Hydro)

 Các thiết bị cho hệ thống truyền tải bền vững:

HVDC, STATCOM, Series Capacitor

Small Loop

in 1997

275kV

Loop System

500kV completed

in 1980

Typhoon

Typhoon

Độ tin cậy cung ứng (kết quả của hành động tăng cường hệ thống) 19

Thời gian trung bình mất điện không theo kế hoạch của mỗi

khách hàng giảm tương ứng với sự thay đổi hệ thống

4 Công cụ cho truyền tải

điện ổn định

1.Hệ thống HVDC 2.STATCOM

3.Chuỗi tụ bù

20

1 Sơ lược Kênh Kii Liên kết HVDC

Kihoku Converter Station

AC Transmission Line AC/DC DC Transmission Line

Converter

DC Transmission Line DC/AC AC Transmission Line

Converter

Anan Converter Station Yura

1 Kênh Kii Liên kết HVDC

High Voltage & Large

Capacity (World’s largest

2 Hệ thống truyền tải 154kV với STATCOM 23

G G

Inuyama SW/S

Trong hệ thống đường khoảng cách xa, công suất đường dây truyền tải bị hạn chế bởi các vấn đề ổn định của lưới.

KANSAI đã lắp đặt STATCOM tại Inuyama SW/S để giải quyết vấn đề về tính ổn định này.

STATCOM (Bộ bù áp đồng bộ tĩnh)

±78 MVA STATCOM

±52 MVA STATCOM

Multiple Transformer

STATCOM tăng cường tính ổn định của hệ thống

STATCOM

G G

G

300 MW

Inuyama SW/S

G

GG

Kitta Osaka S/S

Johana SW/S

Shin Aimoto S/S

Shin Kurobe 2 Hydropower

Shin Kurobe 3 Hydropower 245km

Kurobe 4 Hydropower

Thiết bị duy nhất tại Nhật Bản

Năm 1973, chuỗi tụ bù được lắp đặt với

mục đích tăng tính ổn định của đường dây

truyền tải 275kV Độ dài đường dây là 245

km.

Tại Nhật Bản, đây là chuỗi tụ bù duy nhất

bổ sung vào đường dây truyền tải dài để

duy trì tính ổn định hệ thống.

Hydropower plant zone Johana SW/S

Kita Osaka S/S

Ích lợi của chuỗi tụ bù

Chuỗi tụ bù 275kV

5 Cải cách thị trường điện tại

Nhật Bản

Vấn đề được công bố trước 11/3/2011 27

Cơ quan chức năng kết luận 3 vấn đề sau Trận động đất lớn vào 11/3/2011, xem xét các khía cạnh tiêu cực của hệ thống độc quyền vùng với 10 EPCOs lớn và được tích hợp tại Nhật.

1.Thiết hệ thống truyền tải điện qua các vùng

2 Ít cạnh tranh và kiểm soát giá mạnh

3.Hạn chế trong thích nghi với thay đổi của năng lượng hỗn hợp gồm gia tăng năng lượng tái tạo

Quyết định của Nội các về cải cách HTĐ 28

• Nội các đã quyết định phê duyệt chính sách cải cách hệ thống

điện vào 2/4/2013.

• Cải cách nhằm đạt được 3 mục đích:

(1) Bảo đảm an toàn tính ổn định cung cấp điện

(2) Giảm phí điện năng để tối ưu tối đa có thể

(3) Mở rộng các lựa chọn cho người tiêu dùng và các cơ hội kinh

doanh

• Để đạt được những mục đích này, một cuộc cải cách mạnh mẽ

được thực hiện từng bước với kế hoạch thực tế.

Chương trìnhcải cách hệ thống điện 29

• “Chính sách cải cách hệ thống điện nhận diện 3 mục tiêu

chính của thị trường Nhật Bản với một cách tiếp cận 3 bước.

Implemented

at Apr.1 2016

Cutting electricity fee to the maximum extent possible

Tổ chức điều phối chéo các Nhà vận hành hoạt động truyền tải (OCCTO) được thành lập vào tháng 4/2015

Chức năng chính của OCCTO

1 Tổng hợp & phân tích kế hoạch cung-cầu của EPCO và kế hoạch lưới điện,

để thay đổi kế hoạch của EPCO như xây dựng đường dây

2 Lập trật tự của EPCO để củng cố các thế hệ và chuyển giao quyền lực với

tình trạng cung-cầu chặt chẽ

Bước 1: Thành lập OCCTO

Bước hai: Cạnh tranh bán lẻ hoàn toàn 31

• Mở rộng cạnh tranh bán lẻ cho khối ngành tư nhân mở thị

trường mới năm 2016

¥8.0 trillion (=$ 74 bn)

Bước 3: Tách nhóm ngành T&D 32

• Tách các EPCO lớn của nhóm truyền tải/phân phối bằng các pháp luật trước 2020

Xin chân thành

cảm ơn

Mitsubishi Group Companies

Mitsubishi Corporation

Mitsubishi Corporation

Mitsubishi Heavy Industries

Mitsubishi Heavy Industries

Mitsubishi Electric Corporation

Mitsubishi Electric Corporation

The Bank of Tokyo-

Mitsubishi UFJ

The Bank of Tokyo-

Mitsubishi UFJ

Mitsubishi

Motors Corporation

Mitsubishi

Motors Corporation

Mitsubishi Estate Co Ltd.

Mitsubishi Estate Co Ltd.

Tokio Marine & Nichido Fire Insurance Co.

Tokio Marine & Nichido Fire Insurance Co.

Mitsubishi Materials Corporation

Asahi Glass

Co Ltd.

Asahi Glass

Co Ltd.

• Trên 40 công ty trực thuộc Mitsubishi cùng chia sẻ một giá trị chung.

• Năm 1945, trụ sở chính của Mitsubishi bị giải tán.

• Mỗi công ty trực thuộc Mitsubishi hiện tại vận hành như những thực thể

độc lập.

Mitsubishi Hitachi Power Systems Mitsubishi Hitachi Power Systems

Dữ liệu doanh nghiệp

Trụ sở chính: Tokyo Building, 2-7-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8310, Japan

¥4,059,451 tỷ (US$33,829 triệu) 129,249

Tập đoàn Điện tử Mitsubishi

Các sản phẩm & dịch vụ

Xây dựng các hệ thống

Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống không gian

Hệ thống năng lượng

 Phòng thí nghiệm R&D

Trụ sở chính (Tokyo)

NV tập đoàn BP Kinh doanh / marketing

Kỹ thuật

VP Nhà máy

Văn phòng và nhà máy

ESC (Kobe)&TDSC (Kobe) Từ 1921～

Máy phát điện Hệ thống điện Hệ thống

điều khiển & bảo vệ

PDSC (Marugame) Từ 1979

TB đóng cắt đến 72.5kV

CÔNG TY TNHH ĐIỆN TỬ MITSUBISHI CHÂU Á (THÁI LAN)

Cửa ngõ kết nối với các khách hàng tại Thái Lan & các quốc gia ASEAN

Sđt: +66-(0)2-679-1885

Phòng hỗ trợ kinh doanh Nhóm năng lượng & hệ thống công nghiệp MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION

Văn phòng: 18 th Floor Q.House Sathorn

Building 11 South Sathorn Rd., Tungmahamek, Sathorn, Bangkok 10120 THAILAND

- Kinh doanh Nhà máy điện

- Kinh doanh TBA

- Kinh doanh phân phối

- Kinh doanh mới

Hệ thống truyền tải & phân phối

Power Generation Systems

TB đóng cắt MBA

Phương tiện & điều khiển

Sản phẩm & Dịch vụ

chính-Rơ le điều khiển

Hệ thống giám sát & điều khiển trạm

EMS: Hệ thống quản lý năng lượng

SCADA

-Cuộn cảm TCR

Xây dựng SVC (Van & Điều khiển)

Làm mát

Bể lọc điều hòa

Giàn TSC

MBA

SCE Cuộc cảm SVC

Điện lực Kansai Channel HVDC

Tại thị trường Việt Nam (Một phần)

• Hệ thống T&D

HCPC / Tao Dan 115kV GIS & MBA 250MVA

HCPC / Hoa Hung 115kV GIS

HCPC/ Go Vap 115kV GIS

• Phát điện

EVN/ Nhà máy Thủy điện Đa Nhim 4 x 40MW

EVN/ NM Nhiệt điện Phú Mỹ-1 1 x 1200MW

EVN/ NM Thủy điện A Vương 2 x 105MW

EVN/ NM Thủy điện Buôn Kuop 2 x 140MW

EVN / NM Nhiệt điện Omon 1-1 1 x 330MW

EVN / NM Nhiệt điện Omon 1-2 1 x 330MW

Hệ thống bảo vệ đặc biệt

nâng cao (SPS)

25/4/2016 Tập đoàn Điện tử Mitsubishi

JEYS-SEM956

Ngăn chặn mất điện diện rộng trường hợp có sự cố nghiêm trọng

Công suất truyền tải có thể tăng lên đến giới hạn nhiệt của đường

dây truyền tải.

Trước tính toán

Hệ thống thông tin điện

Dữ liệu đầu vào trực tuyến

Mô phòng tính ổn định thoáng qua chi tiết

Xây dựng bảng ổn định kiểm soát

Tính toán thời gian thực

Kiểm soát đầu ra

Tìm kiếm bảng điều khiển và gửi tín hiệu điều khiển

An toàn

Loại bỏ máy phát

180 độ

Với SPS

Sự cố nghiêm trọng

Hệ thống bảo vệ đặc biệt nâng cao (SPS)

◆ Lợi ích

Tăng cường tính ổn định và độ tin cậy hệ thống điện

Tính ổn định, các vấn đề về tần số hoặc điện áp có thể được giải quyết

bằng sự đủ chắc chắn và tính thích nghi của hệ thống

Giảm chi phí đầu tư

Công suất truyền tải có thể được nâng lên mà không phải thi công các

đường dây truyền tải khác

Hỗ trợ người vận hành hệ thống

Việc tối ưu hóa quy mô của giới hạn phát điện để bảo đảm sự ổn định có

thể được tiến hành trực tuyến

Hệ thống bảo vệ đặc biệt nâng cao (SPS)

Những nhiễu loạn lớn tại Nhật Bản

0 50 100km

KYOTO OSAKA

KOBE

Sự cố

500kVT/L

Ước đoán nguyên nhân:

Hiện tượng phi mã

Sơ lược sự kiện

Outline of the Event

“BSS” là một SPS dựa trên sự kiện

BSS thực hiện loại bỏ phụ tải

Tổn thất tại các máy phát lớn

G

Cổng phát hiện sự cố

Phân loại SPS

Hệ thống bảo vệ đặc biệt nâng cao (SPS)

ổn định kiểm soát tính toán được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu trực tuyến sau sự cố sau khi sự cố được phát hiện

ổn định kiểm soát tính toán được thực hiện định kỳ trước khi xảy ra

sự cố

Tại Nhật Bản, 2 loại SPS giải quyết tính ổn

định thoáng qua của lưới đã được đưa vào

(Máy ổn định hệ thống điện hàng loạt)

Ví du

Yếu tố ổn định

Hành động giả định của hệ thống điện

Xóa

bỏ sự cố

Kiểm soát

ổn định

Sự cố xảy ra

Xóa

bỏ sự cố

Nghiên cứu mô

phỏng ngoại tuyến Thiết lập bảng điều khiển

trước

Tìm kiếm bảng điều khiển Vận hành SPSPhát hiện

sự cố Nếu yêu cầu SPS

Tự động mô phỏng

Cập nhật bảng điều khiển Tìm kiếm bảng điều khiển SPSoperation

Phát hiện

sự cố Nếu yêu cầu SPS

Hệ thống

ước đoán

Nhiệm vụ ngoại tuyến do người vận hành thiết lập

Hành vi giả định: trực tuyến

On-line task on SPS (Every 30 second)

Mô hình trực tuyến

Tính toán tính

ổn định

Vận hành SPS

Nếu yêu cầu

Phân loại SPS

Trong vòng 150ms

Các nhân tố không chắc chắn sau này có thể ảnh hưởng đến tính toán kiểm soát

tính ổn định của SPS chẳng hạn dao động điện DG hoặc không phù hợp với số

lượng thả tải ước tính do sự lây lan của các thiết bị kỹ thuật số.

dự kiến

Kết quả tính toán có thể hiển thị trước trên các cổng vận hành

Phạm vi kiểm soát tính ổn định có thể bị thiếu hụt nếu các điều kiện sự cố ước tính không đúng với thực tế do một vài nhân

Thời gian kiểm soát thường sẽ bị trì hoãn

vì việc tính toán được thực hiện sau sự cố,

có thể dẫn đến khó kiểm soát

Tính toán thời gian thực

Kiểm soát đầu ra

Tìm kiếm bảng điều khiển và gửi tín hiệu điều khiển

An toàn

Loại bỏ máy phát

Phát hiện sự cố

Rơ le bảo vệ tín hiệu hoạt động, tín hiệu máy cắt

pháp tính toán trước và tính toán thời gian thực đã được phát triển tại Nhật

Phân loại SPS

Loại tính toán trước và tính toán thời gian thực

Loại thích ứng trực tuyến

Ví dụ SPS

Hệ thống bảo vệ đặc biệt nâng cao (SPS)

BSS (Máy ổn định hệ thống điện hàng loạt)

Đơn vị điều hành:

Công ty Điện lực Kansai

Loại SPS : Hành vi giả định (Phương pháp tính toán trước)

Ví dụ SPS (1)

sự cố

Master system

Master system Main

Master system

Master system

Load shedding terminal

Load shedding terminal (Previous)

48kbps

48kbps

モニタ

Operation console

Master system Server

モニタ

Operation console

モニタ

Operation console

Cổng phát hiện

sự cố

Chức năng đổi mới

Kiểm soát bổ sung: Thực hiện sa thải tải bổ sung khi tần số của hệ thống

dưới ngưỡng cho phép do việc giảm phát điện không chắc chắn

→ Phương pháp chống lại đưa vào phát điện phân phối ở cấp độ

cao hơn

Xác định cấu hình hệ thống: Công nhận cấu trúc liên kết của các khu vực lưới

điện nhất định gồm một vài TBA và đường dây truyền tải liên hợp

→ Tăng cường tính chính xác trong phát hiện sự cố

Để vận hành lâu dài trên 20 năm và độ tin cậy cao

Hệ thống ISC (Kiểm soát tính ổn định tích hợp)

Khoảng 300km

Đường dây truyền tải 500kV Đường dây truyền tải 275kV

 Hệ thống điện của Nagano có lắp đặt ISC