Số hóa vì một lưới điện tối ưu, thân thiện với môi trường

Hiệu ứng gợn sóng của sa thải phụ tải ở Nam Phi đã được công bố rộng rãi. Đáng buồn thay, sa thải phụ tải có khả năng không chỉ ảnh hưởng đến năng suất và thu nhập của hộ tiêu thụ mà còn tác động đến chính hệ thống cấp điện cho chúng ta.

Thiết bị điện trong các trạm biến áp và trung tâm phân phối, dù mới hay cũ, đều không được thiết kế để chịu được sự tấn công dữ dội của đột biến điện áp, gián đoạn liên tục và đóng/cắt nhiều lần trong ngày.

Một ví dụ là các cụm đóng cắt trung áp (MV) đã được thiết kế, mà trong những tình huống tối ưu, có tuổi thọ lên đến 40 năm. Tuy nhiên, như đã đề cập, không có thiết bị nào có thể ứng phó với các tình huống bất thường đi kèm với sa thải phụ tải, có nghĩa là cụm đóng cắt và các thiết bị khác đơn giản là không còn hoạt động tốt nữa trước khi hết tuổi thọ (EOL) dự kiến.

Cụm đóng cắt trung áp không chứa SF6 là lựa chọn khả thi không chỉ đối với môi trường mà còn đối với an toàn vận hành (Ảnh st)

Trong trường hợp các cụm đóng cắt cách điện bằng khí (GIS), ưu tiên chính là cách thu gom và tái chế SF6 khi EOL. Hơn nữa, với cụm đóng cắt cách điện bằng không khí tinh khiết hiện đã có sẵn, thay thế thiết bị bị lỗi bằng phương án không sử dụng SF6 là một đề xuất hết sức thuyết phục.

Các cụm đóng cắt trung áp không chứa SF6 là lựa chọn khả thi không chỉ cho môi trường mà còn cho an toàn vận hành. Ngoài ra, chúng còn dễ bảo trì, xử lý EOL cũng như phù hợp về môi trường.

Cụm đóng cắt bằng không khí tinh khiết có thể kết nối tự nhiên, nghĩa là thiết bị mới có thể được bổ sung gián đoạn cấp điện ở mức tối thiểu. Cụm đóng cắt không có SF6 được thiết kế theo cách sao cho không yêu cầu người vận hành phải được đào tạo lại, do đó giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động. Và quan trọng là nếu có rò rỉ khí gas thì khí tinh khiết sẽ thoát ra ngoài khí quyển một cách đơn giản, không gây ảnh hưởng đến môi trường.

Duy trì lưới điện ổn định

Một trong những trách nhiệm chính của các công ty điện lực là duy trì giới hạn điện áp để đảm bảo sử dụng an toàn, ổn định và tối ưu. Theo truyền thống, điều khiển điện áp được thực hiện bởi các máy biến áp, sử dụng bộ điều chỉnh điện áp dưới tải (OLTC) và các dàn tụ điện đưa công suất phản kháng vào lưới điện ở cấp trạm biến áp trung áp.

Sau đó, người vận hành lưới điện sẽ chỉnh sửa điểm đặt và chuẩn bị các kịch bản và phạm vi dựa trên các đường cong phụ tải theo mùa.

Khi chúng ta bổ sung thêm nhiều nguồn năng lượng phân tán (DER) vào lưới điện, việc quản lý cân bằng năng lượng hiệu quả trở nên quan trọng (Ảnh st)

Tuy nhiên, khi chúng ta bổ sung thêm nhiều nguồn năng lượng phân tán (DER) vào lưới điện, việc quản lý cân bằng năng lượng hiệu quả trở nên quan trọng. Điều tối quan trọng là khi các nguồn tài nguyên tái tạo được bổ sung thì phải được quản lý một cách thông minh, ví dụ như theo dõi chặt chẽ phụ tải trong thời gian cao điểm và thấp điểm. Điều này sẽ cho phép quản lý lưới điện ổn định bao gồm các nguồn năng lượng hóa thạch và năng lượng tái tạo.

Một số giải pháp kỹ thuật số mới có thể được triển khai để giải quyết thách thức này:

• RTU (thiết bị đầu cuối từ xa) thế hệ tiếp theo cho phép người dùng điều khiển trạm biến áp từ xa và theo dõi chính xác các tham số vận hành để đảm bảo vận hành ổn định, ví dụ như trong quá trình sa thải phụ tải.

• Có thể dễ dàng lắp đặt các cảm biến thông minh mới trên các cụm đóng cắt mới và hiện có, đồng thời có thể kết nối với đám mây hoặc hệ thống tại chỗ theo yêu cầu. Nó cho phép bảo trì tiên đoán và quản lý EOL, vốn là chìa khóa giúp giảm chi phí dài hạn.

• Môi trường vật ghép đôi kỹ thuật số cho phép lập mô hình mạng ảo, cung cấp thông tin chi tiết về tính năng của thiết bị trong phạm vi các tham số đã đặt.

Công nghệ không SF6 và kỹ thuật số

Sử dụng công nghệ số hiện đại cho phép chúng ta gỡ rối sự phức tạp của mạng lưới điện hiện đại và mức độ thâm nhập ngày càng tăng của năng lượng tái tạo và DER.

Cùng với các cụm đóng cắt không chứa SF6 được kết nối, chúng ta đang tiến một bước gần hơn đến việc tìm ra giải pháp bền vững cho tác động của khí nhà kính đối với môi trường.

Biên dịch: Chu Hải Yến

Theo “energycentral”, số tháng 1/2023