Thiết lập và ứng dụng mô hình hệ thống quản lý ắc quy (bms battery management system) tại các trạm ngắt

TÓM TẮT LUẬN VĂN THIẾT LẬP VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ ẮC QUY BMS - BATTERY MANAGEMENT SYSTEM TẠI CÁC TRẠM NGẮT Tóm tắt - Ắc quy là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng cho hệ th

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

*****************

NGUYỄN PHÚ VĨNH THỤY

THIẾT LẬP VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ

ẮC QUY (BMS - BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS TS Nguyễn Văn Liêm

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA…………

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Phú Vĩnh Thụy MSHV: 1670833

Ngày, tháng, năm sinh: 07/9/1982 Nơi sinh: Tp.HCM

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số : 60520202

I TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT LẬP VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ

ẮC QUY (BMS - BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) TẠI CÁC TRẠM NGẮT

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tìm hiểu nhu cầu thực tế của công việc phối hợp với kiến thức được đào tạo tại Nhà trường

- Nghiên cứu các ứng dụng của công nghệ quản lý ắc quy trong một số lĩnh vực

- Nghiên cứu các thiết bị áp dụng vào công tác quản lý ắc quy

- Nghiên cứu chi tiết hệ thống quản lý ắc quy cho các trạm ngắt

- Thí nghiệm hệ thống quản lý ắc quy

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/01/2019

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyễn Văn Liêm

LỜI CÁM ƠN

Để thực hiện và hoàn thành Luận văn này, tôi đã nhận được sự hỗ trợ, giúp

đỡ và tạo điều kiện từ cơ quan, tổ chức và cá nhân Luận văn cũng được hoàn thành dựa trên sự tham khảo, học tập kinh nghiệm từ các kết quả nghiên cứu liên quan, các công nghệ thực tế được áp dụng trong một số ngành nghề Đặc biệt là

sự giúp đỡ, tạo điều kiện về vật chất và tinh thần từ phía gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS TS Nguyễn Văn Liêm – người hướng dẫn khoa học đã trực tiếp dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu và hoàn thành Luận văn Tôi xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu, các Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tuy có nhiều cố gắng, nhưng trong Luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế Tôi kính mong Quý Thầy Cô, các Chuyên Gia, những người quan tâm đến đề tài, đồng nghiệp, gia đình và bạn bè tiếp tục có những ý kiến đóng góp, giúp đỡ để đề tài được hoàn thiện hơn

Một lần nữa xin chân thành cám ơn!

TÓM TẮT LUẬN VĂN

THIẾT LẬP VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ ẮC QUY (BMS - BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) TẠI CÁC

TRẠM NGẮT Tóm tắt - Ắc quy là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng cho hệ thống

điện Khi nguồn điện dự phòng gặp sự cố phần nhiều gặp phải do ắc quy bị lỗi mà không phát hiện trước Sự phát triển công nghệ ngày càng nhanh và mạnh đã cho phép tạo ra những sản phẩm với công nghệ giám sát thông minh, nhỏ gọn và đo được nhiều đại lượng quan trọng nhằm phục vụ công tác vận hành ắc quy Luận văn này nghiên cứu ứng dụng của công nghệ thông tin kết hợp truyền thông không dây và thiết bị điện tử phục vụ việc triển khai hệ thống đo đếm, thu thập các thông số vận hành của các ắc quy, sớm phát hiện các ắc quy lỗi, giảm tuổi thọ, hư hỏng nhằm có kế hoạch bảo trì, thay thế ngay Mục tiêu chính của luận văn là việc phân tích nguyên tắc hoạt động của hệ thống quản lý ắc quy nhằm áp dụng vào thực tế để giám sát, lưu trữ các đại lượng, thông số (U, I, t0, Ohm) vào cơ sở dữ liệu giúp các kỹ sư, người vận hành có cơ sở đánh giá đưa ra các quyết định

Từ khóa – Dự trữ năng lượng, Quản lý ắc quy, Thu thập dữ liệu, Đánh giá

vận hành

SET UP AND APPLY THE BATTERY MANAGEMENT SYSTEM

MODEL AT THE SWITCHGEAR SUBSTATIONS

Abstract - Batteries are an important source of stored energy for the electrical

system When the backup power supply fails, most of the problems are caused

by faulty batteries that are not detected before The development of fast and powerful technology enables the creation of products with intelligent, compact surveillance technology and measures many important quantities for battery operation This dissertation studies the application of information technology combining wireless communication and electronic devices for the implementation of measurement systems, collecting operating parameters of batteries, so as to early detect battery fault error, the battery has a shortened life span, is damaged in order to have maintenance plan, replace immediately The main objective of this thesis is to analyze the operating principles of the battery management system to apply in practice to monitor and store quantities, parameters (U, I, t0, Ohm) into the database to help engineers, operators have an evaluation basis to make decisions

Key words - Power reserve, Battery management, Data collection,

Operational evaluation

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn “Thiết lập và ứng dụng mô hình Hệ thống Quản lý Ắc quy (BMS - Battery Management System) tại các trạm ngắt” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, không có sự sao chép của người khác, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Nguyễn Văn Liêm

Luận văn này là một sản phẩm mà tôi đã nỗ lực nghiên cứu trong quá trình học tập tại Nhà trường cũng như dựa theo nhu cầu thiết yếu của công việc từ cơ quan đang công tác, cụ thể là Công ty Điện lực Tân Thuận Các thông tin, số liệu và kết luận được trình bày trong luận văn này hoàn toàn trung thực

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng Danh mục các biểu đồ Danh mục các hình vẽ Chương 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Hiện trạng buồng ắc quy tại các trạm ngắt 1

1.2 Các công nghệ hệ thống giám sát ắc quy được nghiên cứu, áp dụng 6

1.3 Hiệu quả mang lại khi áp dụng hệ thống quản lý ắc quy 12

Chương 2: PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH SỰ CỐ HỆ THỐNG ĐIỆN 13

2.1 Tình hình sự cố hệ thống điện tại Công ty Điện lực Tân Thuận năm 2018 và Quý 1 năm 2019 13

2.2 Các sự cố hư hỏng ắc quy khi không được phát hiện 14

2.3 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện; Phương án xử lý tình huống Ắc quy hoạt động bình thường và Ắc quy không hoạt động với tổn thất gây ra 21

Chương 3: CẤU HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ ẮC QUY 25

3.1 Tổng quan sơ đồ nguyên lý 25

3.2 Cấu tạo chi tiết và chức năng của các thiết bị chính 25

Chương 4: THÍ NGHIỆM 28

4.1 Chuẩn bị thiết bị, phụ kiện 28

4.2 Thực hiện xây dựng trên Web Server 38

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Kiến nghị 40

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

2.1 Thống kê sự cố liên quan trạm ngắt Gai Sợi năm 2018 tại

2.2 Phân tích chênh lệch chi phí khi sự cố lưới điện 23 4.1 Chi tiết các cổng kết nối của String Sensor 35 5.1 Chi phí lắp đặt cho chuỗi 55 ắc quy 40

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Số

1.1 So sánh các loại pin và tác động của nhiệt độ của pin

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Số

1.1 Bên ngoài buồng ắc quy TN Gai Sợi 2 1.2 Bên trong buồng ắc quy TN Gai Sợi 3

1.4 Sơ đồ mặt bằng và nhất thứ TN Gai Sợi 5

1.5 Pin Nissan Leaf 22kWh và cấu trúc hệ thống quản giám

1.6 Phân bố giá thành của 1 pack pin acquy ôtô điện 8 1.7 Thiết bị giám sát kiểm tra Ắc quy CELL TRAK 8 1.8 Màn hình tóm tắt theo dõi chuỗi ắc quy của CELL TRAK 10 1.9 Màn hình chi tiết theo dõi chuỗi ắc quy của CELL TRAK 11 1.10 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống CELL TRAK 11 2.1 Sơ đồ cung cấp điện của 05 trạm ngắt hiện hữu 13 2.2 Biên bản kiểm tra ắc quy TN Gai Sợi 16 2.3 Biên bản kiểm tra ắc quy TN Nhà Rồng 18 2.4 Biên bản kiểm tra ắc quy TN Vĩnh Hội 20 2.5 Sơ đồ DAS nguyên lý cung cấp điện tại Công ty Điện lực

3.1 Tổng quan Hệ thống giám sát ắc quy BMS 25

3.4 Vị trí lắp Cell Sensor lên ắc quy 27

4.1 Sơ đồ nguyên lý chính Hệ thống giám sát ắc quy BMS 28 4.2 Tình trạng vận hành bình thường của Cell Sensor và

4.9 Chế độ hiển thị thực tế và cảnh báo trên Web 32

4.11 Cổng đấu nối RJ11 của Cell Sensor 33 4.12 Trạng thái hoạt động của String Sensor khi ắc quy bình

4.13 Định mức vận hành, chi tiết đấu nối của String Sensor 34

4.15 Thông số kỹ thuật thiết bị Hall Sensor 36 4.16 Chi tiết các cổng kết nối của Intelligent Gateway 36, 37 4.17 Chức năng của Intelligent Gateway 37 4.18 Web hiển thị hoạt động của BMS 38 5.1 Các khu vực trọng yếu đã áp dụng BMS 39 5.2 Cấu trúc bên trong các khu vực trọng yếu đã áp dụng

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

- Trong hệ thống điện, hệ thống ắc quy được xem là kho dự trữ năng lượng cho hệ thống Theo thống kê, rủi ro khi nguồn điện dự phòng gặp sự cố phần nhiều gặp phải do ắc quy bị lỗi mà không được phát hiện kịp thời

- Tại các nhà máy điện và trạm biến áp, hệ thống ắc quy được dùng như một nguồn dự phòng chính để cấp cho các tủ bảng điều khiển nhị thứ cũng như các động cơ điện Hệ thống nguồn này có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc bảo trì bảo dưỡng hệ thống cũng như những sự cố mất điện đột ngột, giúp cho các thiết bị bảo vệ, thiết bị đo đếm luôn làm việc an toàn, ổn định và tin cậy

- Sự phát triển công nghệ ngày càng nhanh và mạnh đã cho phép tạo ra những sản phẩm với công nghệ giám sát thông minh, nhỏ gọn và đo được nhiều đại lượng quan trọng nhằm phục vụ công tác vận hành, bảo trì bảo dưỡng hệ thống nguồn ắc quy nói riêng và hệ thống nguồn nói chung

- Luận văn này nhằm nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin kết hợp lĩnh vực truyền thông không dây và các thiết bị điện tử phục vụ cho công tác triển khai hệ thống đo đếm, thu thập dữ liệu các thông số vận hành của các ắc quy tại trạm ngắt, sớm phát hiện các ắc quy lỗi, giảm tuổi thọ, hư hỏng nhằm có

kế hoạch bảo trì, thay thế ngay

2 Đối tƣợng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là áp dụng một số thành tựu công nghệ

đo đếm, thu thập dữ liệu điện áp, dòng điện, nhiệt độ, điện trở, (U, I, t0

, Ohm ) để thiết lập mô hình hệ thống quản lý ắc quy tại các trạm ngắt mà trước

đây chỉ theo dõi bằng thủ công thông qua việc kiểm tra định kỳ

3 Phạm vi nghiên cứu:

- Địa điểm nghiên cứu: Các trạm ngắt trên địa bàn quản lý của Công ty

Điện lực Tân Thuận trực thuộc Tổng công ty Điện lực Tp.HCM

- Hoạt động được nghiên cứu: tập trung nghiên cứu hoạt động của các ắc quy và các giải pháp đo đếm thông minh hiện nay nhằm đưa ra phương pháp để

áp dụng hệ thống quản lý ắc quy vào thực tế, đồng thời ứng dụng các phần mềm

theo dõi, giám sát tình trạng hoạt động của các ắc quy thường xuyên

- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 01 đến hết tháng 06 của năm 2019

4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Phân tích nguyên tắc hoạt động của hệ

thống quản lý ắc quy nhằm áp dụng vào thực tế để giám sát, lưu trữ các đại lượng, thông số (U, I, t0

, Ohm) vào cơ sở dữ liệu giúp các kỹ sư, người vận hành

có cơ sở đánh giá đưa ra các quyết định

5 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp quan sát thực tế: quan sát tại các trạm ngắt, thí nghiệm mô

phỏng với một số ắc quy

- Phương pháp thu thập thông tin: thu thập các thông tin vận hành của hệ thống điện, các trường hợp hư hỏng ắc quy nhưng không phát hiện và có ảnh

hưởng đến hệ thống điện gây sự cố

- Phương pháp phân tích: so sánh các số liệu vận hành trước khi nghiên cứu

đề tài và ước tính từ thí nghiệm mô phỏng khi áp dụng vào thực tế

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

- Ý nghĩa khoa học: vấn đề quản lý, theo dõi tình hình vận hành ắc quy tại các trạm ngắt được thực hiện thủ công nên việc nghiên cứu thiết lập mô hình hệ

thống quản lý ắc quy trong giai đoạn hiện nay và tương lai là rất cần thiết

+ Hiệu quả hơn cho chi phí vận hành

+ Đánh giả được rủi ro hư hỏng, đề ra biện pháp khắc phụ sớm, nâng cao

độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng

7 Kết cấu của luận văn:

DANH SÁCH CHƯƠNG

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Hiện trạng buồng ắc quy tại các trạm ngắt

1.2 Các công nghệ hệ thống giám sát ắc quy được nghiên cứu, áp dụng 1.3 Hiệu quả mang lại khi áp dụng hệ thống quản lý ắc quy

Chương 2: PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH SỰ CỐ HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 Tình hình sự cố hệ thống điện tại Công ty Điện lực Tân Thuận năm

2018 và Quý 1 năm 2019

2.2 Các sự cố hư hỏng ắc quy khi không được phát hiện

2.3 Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện; Phương án xử lý tình huống Ắc quy hoạt động bình thường và Ắc quy không hoạt động với tổn thất gây

ra

Chương 3: CẤU HÌNH HỆ THỐNG QUẢN LÝ ẮC QUY

3.1 Tổng quan sơ đồ nguyên lý

3.2 Cấu tạo chi tiết và chức năng của các thiết bị chính

Chương 4: THÍ NGHIỆM

4.1 Chuẩn bị thiết bị, phụ kiện

4.2 Thực hiện xây dựng trên Web Server

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

5.1 Kết luận

5.2 Kiến nghị

1

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Hiện trạng buồng ắc quy tại các trạm ngắt

Công ty Điện lực Tân Thuận hiện đang quản lý 05 trạm ngắt: Gai Sợi, Nhà Rồng, Vĩnh Hội, Vietsin, Vietopia Số lượng Ắc quy trong từng trạm như sau:

- Trạm ngắt Gai Sợi: 55 ắc quy, mỗi ắc quy 2V-300Ah

- Trạm ngắt Nhà Rồng: 55 ắc quy, mỗi ắc quy 2V-300Ah

- Trạm ngắt Vĩnh Hội: 9 ắc quy, mỗi ắc quy 12V-150Ah

- Trạm ngắt Vietsin: 9 ắc quy, mỗi ắc quy 12V-150Ah

- Trạm ngắt Vietopia: 9 ắc quy, mỗi ắc quy 12V-150Ah

Do nguyên lý hoạt động của các buồng ắc quy đều giống nhau, nên luận văn này tôi nghiên cứu trong buồng ắc quy của 01 trạm ngắt Gai Sợi vì đã có xảy ra

sự cố lưới điện và ắc quy không hoạt động làm ảnh hưởng đến thời gian mất điện khách hàng kéo dài, gây thiệt hại không nhỏ cho ngành điện, hình chụp buồng ắc quy trong trạm ngắt Gai Sợi như sau:

2

Hình 1.1: Bên ngoài buồng ắc quy TN Gai Sợi

3

Hình 1.2: Bên trong buồng ắc quy TN Gai Sợi

4

Hình 1.3: Loại ắc quy TN Gai Sợi

5

Hình 1.4: Sơ đồ mặt bằng và nhất thứ TN Gai Sợi

6

1.2 Các công nghệ hệ thống giám sát ắc quy được nghiên cứu, áp dụng:

Khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển, việc ứng dụng máy tính và sao lưu dữ liệu hệ thống ngày càng cao trong công việc Vì vậy việc ổn định nguồn điện là một vấn đề quan trọng, và cốt lõi cuả nguồn điện dự phòng phụ thuộc vào ắc quy trong hệ thống nguồn

Hệ thống rơ le, các động cơ điện,…trong trạm ngắt sẽ gặp rủi ro khi nguồn điện dự phòng găp sự cố Pin (ắc quy) bị lỗi mà không phát hiện kịp thời Hầu hết các sự cố xảy ra khi mất điện lưới và nguồn điện dự phòng không đáp ứng kịp

Chúng ta cần có hệ thống giám sát ắc quy dự phòng để đảm bảo không gặp tình huống xấu xảy ra gây mất an toàn cung cấp điện

Hiện nay, có nhiều hệ thống giám sát ắc quy đang hoạt động trên khắp lĩnh vực như giám sát ắc quy ô tô điện, giám sát ắc quy trên hệ thống điện,

Phần này, tôi giới thiệu một số công nghê giám sát ắc quy như sau:

1.2.1 Hệ thống giám sát ắc quy ô tô điện:

Pin (ắc quy) là nguồn năng lượng cung cấp chính là “bình xăng” của ôtô điện Nguyên lý hoạt động của pin điện dựa vào sự điện phân hóa học biến đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện 1 chiều Pin sạc là loại pin có thể hoạt động thuận/nghịch, chuyển năng lượng điện thành năng lượng tích trữ trong pin

Tùy thuộc vào chất hóa học khác nhau mà pin sạc có tên gọi khác nhau, sự phát triển của công nghệ pin sạc (mật độ năng lượng tích trữ/khối lượng) được trình bày trong hình dưới Pin sạc chì axít là một trong những pin sạc được phát minh đầu tiên và vẫn được sử dụng đến bây giờ (ác quy cho xe máy, xe ôtô,…) bởi giá thành rất rẻ, có thể sạc được nhiều lần (từ 400 đến 1200 lần), không bị

“chai” Tuy nhiên nhược điểm của ắc quy chì là mật độ năng lượng/khối lượng quá ít 30Wh/kg

7

Biểu đồ 1.1: So sánh các loại pin và tác động của nhiệt độ của pin Lithium

Công nghệ pin Lithium-ion (Li-ion) được phát triển từ những năm 1990, đến nay được sử dụng rộng rãi trong tất cả các thiết bị điện tử : máy tính xách tay, máy điện thoại, máy ảnh, máy mp3,… Nhược điểm có loại pin này là nhạy cảm với nhiệt độ cần có hệ thống điều tiết và kiểm soát nhiệt đô tối ưu và an toàn, giá thành còn đắt Tuy nghiên pin sạc Lithium-ion có nhiều ưu điểm: sạc được nhiều lần (hơn 1200 lần), đặc biệt mật độ năng lượng/khối lượng rất cao 200Wh/kg cho một cellule Vì vậy có thể tích trữ được nhiều năng lượng Tuy nhiên nhược điểm của pin Lithium là phụ thuộc vào nhiệt độ, vì vậy cần có hệ thống quản lý giám sát năng lượng

Hình 1.5: Pin Nissan Leaf 22kWh và cấu trúc hệ thống quản giám sát BMS

Pin Lithium dành cho ôtô điện, từ 1 cell với điện áp định mức 3.7V và mật

độ năng lượng cao khoảng 30Ah (gấp hơn 15 lần 1 cell điện thoại di động) ghép nối tiếp và song song để tạo ra 1 module và từ các modules để tạo ra 1 pack pin

Hệ thống quản lý giám sát năng lượng pin BMS (Battery Management System)

8

quản lý nhiệt độ, điện áp, dòng điện, hệ thống làm mát bởi các cảm biến cho mỗi module và thuật toán giám sát Hệ thống này đảm bảo pin hoạt động trong điều kiện tối ưu năng lượng và an toàn trong các trường hợp va chạm mạnh do tai nạn hoặc ngập nước

Hình 1.6: Phân bố giá thành của 1 pack pin acquy ôtô điện

Giá thành của cả khối pin tùy thuộc rất nhiều yếu tố: giá cell với mật độ năng lượng, số lượng, cấu tạo, khả năng tích trữ, BMS… Hình trên cho một ví

dụ về phân bố giá thành 1 pack pin/kWh của ôtô điện 22kWh Tổng chi phí bao gồm bảo hành, mất giá giữa các loại tiền tệ là khoảng 800 $/kWh vào năm 2012

1.2.2 Hệ thống giám sát ắc quy CELL TRAK:

Hình 1.7: Thiết bị giám sát kiểm tra Ắc quy CELL TRAK

CELL TRAK là một hệ thống giám sát Ắc quy thông minh cho những hệ thống có công nghệ với quy mô lớn, nơi nguồn điện phải đảm bảo 24/24 đối với hoạt động của hệ thống CELL TRAK là một công cụ mạnh mẽ trong việc giảm thiểu và ngăn ngừa các sự cố về nguồn do trục trặc cuả Ắc quy

9

Sự cố mất điện hoàn toàn là một thực tế thường xảy ra của một hệ thống điện và việc đầu tư sử dụng UPS trong lưu trữ năng lượng để đảm bảo nguồn điện cho hệ là một giải pháp tối ưu

Khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển, việc ứng dụng máy tính và sao lưu dữ liệu ngày càng cao trong công việc Vì vậy việc ổn định nguồn điện

là một vấn đề quan trọng, là cốt lõi của nguồn điện, việc này phụ thuộc vào ắc quy dự phòng trong hệ thống nguồn

Hệ thống máy tính, dữ liệu của doanh nghiệp sẽ gặp rủi ro khi nguồn điện dự phòng găp sự cố Pin bị lỗi mà không phát hiện kịp thời Hầu hết các sự cố mất

dữ liệu xảy ra khi mất điện lưới và nguồn điện dự phòng không đáp ứng kịp

Do đó, CELL TRAK ra đời để giải quyết vấn đề đó của bạn CELL TRAK là

hệ thống giám sát Pin từ xa 24/24 giúp quản lý và kiểm tra các vấn đề do Pin nhằm phát hiện lỗi và xử lý kịp thời

CELL TRAK được ứng dụng ở các ngành công nghiệp, Tài Chính, Công nghệ thông tin, Chính phủ, Viễn thông, Y tế, Giao thông vận tải, Trung tâm dữ liệu, …

Hệ thống Giám sát Pin CELL TRAK được thiết kế phù hợp với các chuẩn IEEE (là tiêu chuẩn về khoa học kỹ thuật công nghệ) Điều này cho phép bạn duy trì một hệ thống an toàn và giám sát theo thời gian thực, sẽ giảm thiểu xác suất lỗi xảy ra và tối ưu hóa tuổi thọ của pin

CELL TRAK không chỉ giám sát pin, mà còn giám sát các thông

số bên ngoài có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống

10

- Đếm số lần mất nguồn hệ thống

- Kiểm tra nhiệt độ môi trường xung quanh để đảm bảo nhiệt độ môi trường không làm ảnh hưởng tuổi thọ Pin

- Ước tính dung lượng còn lại cuả Pin

Hình 1.8: Màn hình tóm tắt theo dõi chuỗi ắc quy của CELL TRAK

11

Hình 1.9: Màn hình chi tiết theo dõi chuỗi ắc quy của CELL TRAK

Kết nối:

Phát tín hiệu cảnh báo qua Internet, Điện thoai, Điều khiển bằng phần mềm, …

Hình 1.10: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống CELL TRAK

12

1.3 Hiệu quả mang lại khi áp dụng hệ thống quản lý ắc quy:

1.3.1 Giảm chi phí bảo trì:

- Các ắc quy được thay thế theo lịch trình dự kiến người dùng có thể chủ động lập kế hoạch mua sắm và có thể giảm được chi phí phát sinh do phải thay thế khẩn cấp

- Có khả năng truy cập từ xa, giúp quản lý hiệu quả và không phải đến hiện trường

- Giảm công nhân vận hành khi cần kiểm tra phóng/xả ắc quy

1.3.2 Tăng tuổi thọ ắc quy:

- Quản lý được các nguy cơ, do đó có thể làm giảm đáng kể các sự cố có thể xảy ra trong hệ thống

- Giám sát từ xa kết hợp kiểm tra thường xuyên giúp đánh giá hiệu quả và toàn diện tình trạng ắc quy để thay thế một cách hợp lý

- Thay thế các ắc uy bị lỗi kịp thời, tránh việc ảnh hưởng đến các ắc quy khác trong chuỗi

1.3.3 Tăng độ ổn định cho hệ thống:

- Đảm bảo nguồn điện dự phòng từ ắc quy luôn sẵn sàng

- Giảm việc có mặt thường xuyên và giảm các lỗi do sai sót của con người trong phòng ắc quy

- Các nguy cơ và rủ ro sẽ giảm đáng kể do được quản lý một cách hiệu quả,

hệ thống luôn được giám sát 24/7, các lỗi và nguy cơ tiềm ẩn được gửi đến người vận hành ngay lập tức thông qua các công cụ cảnh báo

1.3.4 An toàn cho người sử dụng và các thiết bị xung quanh:

- Giảm các sự cố cháy nổ của ắc quy

- Giảm sự độc hại của ắc quy tới sức khỏe của người vận hành do thường xuyên đi kiểm tra đo đạc

13

Chương 2: PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH SỰ CỐ HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 Tình hình sự cố hệ thống điện tại Công ty Điện lực Tân Thuận năm

2018 và Quý 1 năm 2019

Công ty Điện lực Tân Thuận hiện đang quản lý, vận hành lưới điện trung thế 22kV trên địa bàn Quận 4, Quận 7 trực thuộc Tổng công ty Điện lực Tp.HCM Lưới điện Quận 4 và Quận 7 được 08 trạm trung gian (Chánh Hưng, Chợ Quán, Việt Thành, Nam Sài Gòn, Nam Sài Gòn 3, Phú Mỹ Hưng, Tân Thuận, Nhà Bè) cung cấp điện cho 40 tuyến dây 22kV

Trong đó có 05 trạm ngắt Vĩnh Hội, Vietsin, Vietopia, Gai Sợi, Nhà Rồng có

hệ thống máy cắt, động cơ điện, rơ le điều khiển và buồng ắc quy dự phòng cung cấp điện cho các hệ thống này khi mất điện lưới, hệ thống cung cấp điện có trạm ngắt được cụ thể hóa như sau:

Hình 2.1: Sơ đồ cung cấp điện của 05 trạm ngắt hiện hữu

Trạm trung gian

Chánh Hưng

TRẠM NGẮT GAI SỢI

- Tuyến 22kV Thất Thuyết

- Tuyến 22kV Nhà Bè

- Tuyến 22kV Xuân Soạn

- Tuyến 22kV Gai Sợi 1

- Tuyến 22kV Gai Sợi 2

VIETOPIA - Khu dân cư Himlam

Bảng 2.1: Thống kê sự cố liên quan trạm ngắt Gai Sợi năm 2018 tại Công ty

Điện lực Tân Thuận

Stt Ngày sự cố Phần tử sự

cố

Thời gian (phút)

Nguyên nhân Trạm ngắt

ảnh hưởng

1 02/3/2018 Gai Sợi 2 35 Chim bồ câu đậu vào

DS đầu cáp ngầm Gai Sợi

3 15/8/2018 Gai Sợi 2 30 Đơn vị thi công đào

trúng cáp ngầm lộ ra Gai Sợi

Trong Quý 1 năm 2019, Công ty Điện lực Tân Thuận đã xảy ra 02 vụ sự cố lưới điện trung thế 22kV, thời gian mất điện trung bình 49 phút, trong đó số vụ

sự cố có ảnh hưởng đến trạm ngắt là 0 vụ

2.2 Các sự cố hư hỏng ắc quy khi không được phát hiện:

Với 02 tình huống sự cố nêu trên, Công ty Điện lực Tân Thuận đã đi kiểm tra thực tế, đo đạc các thông số ắc quy và phát hiện hư hỏng rất nhiều ắc quy, không đảm bảo đủ điện áp cấp nguồn dự phòng cho các mạch điều khiển, rơ le, động cơ điện truyền động và các mạch điều khiển từ xa (DAS)

Các biên bản kiểm tra và thông số bất thường của ắc quy đính kèm như sau: