Khai thác tối ưu hệ thống SCADA/EMS vận hành hệ thống điện

Phòng điều hành thị trường điện (giai đoạn chưa có dịch COVID-19). Ảnh: Mai Phương/BNEWS/TTXVN

Sau 5 năm đi vào hoạt động, đến nay hệ thống SCADA/EMS giai đoạn 3 với đầy đủ các tính năng hiện đại của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0) đã được sử dụng hiệu quả và ngày càng vận hành tin cậy, góp phần quan trọng trong điều độ vận hành hệ thống điện và thị trường điện, đặc biệt là trong bối cảnh nguồn năng lượng tái tạo ngày càng chiếm tỷ trọng cao trong tổng công suất đặt của hệ thống điện Việt Nam.

Theo Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia, trở lại những ngày tháng 6/2016, đánh dấu một bước ngoặt lớn trong giám sát điều khiển vận hành hệ thống điện, thị trường điện Việt Nam.

Vào thời điểm đó, hệ thống SCADA/EMS hoàn toàn mới (do nhà cung cấp OSI - Mỹ trang bị) đã được Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đầu tư đồng bộ trang bị cho cả 4 Trung tâm điều độ là A0, A1, A2, A3 đưa vào khai thác sử dụng.

Đặc biệt, để giúp các kỹ sư nắm bắt và từng bước làm chủ công nghệ hiện đại, A0 đã chủ động đưa lực lượng kỹ sư của mình sang Mỹ học tập và làm việc trực tiếp với các chuyên gia nước ngoài trong thời gian từ 1-1,5 năm để có thể làm chủ công nghệ, vận hành hiệu quả hệ thống SCADA/EMS và phối hợp cùng nhà thầu xây dựng hệ thống.

Đến nay, sau 5 năm hoạt động, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đã khai thác hiệu quả tất cả mọi tính năng được trang bị của hệ thống SCADA/EMS giai đoạn 3, góp phần vận hành an toàn, ổn định và kinh tế hệ thống điện, thị trường điện không chỉ ngày càng lớn mạnh về khối lượng công suất nguồn mà còn đa dạng các loại hình nguồn điện, nhất là nguồn năng lượng tái tạo với tính chất bất định.

Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia cho biết, nếu cách đây hơn 20 năm, khi hệ thống điện chỉ có 13 trạm biến áp (TBA) 500kV, với hơn 6.000 MW công suất đặt, chỉ có 8-10 kĩ sư điều hành hệ thống điện Quốc gia tại 3 miền trong một ca trực, thì hiện nay, công suất đặt của hệ thống điện đã tăng 10 lần, cũng chỉ cần 10-12 điều độ viên/ca trực tại cả 4 Trung tâm điều độ đã làm tốt nhiệm vụ.

Để có được điều này, theo A0, không thể không kể đến việc hiện đại hóa các công cụ thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển hệ thống điện; trong đó, hệ thống SCADA/EMS đóng vai trò đặc biệt quan trọng.

Hiện nay, gần 300 nhà máy điện với gần 400 tổ máy, hơn 170 trạm biến áp 500kV- 220kV, hơn 400 máy biến áp trên hệ thống điện đã được thu thập số liệu đầy đủ, phục vụ chỉ huy điều độ hệ thống điện Quốc gia.

Tại phòng điều khiển, các Điều độ viên có thể giám sát, nắm bắt được tất cả các thông số, sự thay đổi của các tổ máy, máy biến áp, đường dây …, từ đó đưa ra các mệnh lệnh điều độ nhanh - chính xác - kịp thời.

Không chỉ khai thác hiệu quả hệ thống SCADA/EMS đã được tích hợp trang bị, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia cũng thường xuyên nghiên cứu, sáng tạo, cải tiến các công cụ chạy trên nền hệ thống SCADA/EMS, nhằm tăng tính tự động hóa theo xu hướng phát triển của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, công nghệ số.

Phòng trực Điều độ hệ thống điện Quốc gia (giai đoạn chưa có dịch COVID-19). Ảnh: Mai Phương/BNEWS/TTXVN

Đồng thời, tăng tính hiệu quả trong giám sát điều độ hệ thống điện thời gian thực, đáp ứng những yêu cầu mới và ngày càng cao trong điều độ hệ thống điện với nhiều thách thức như hiện nay.

Hiện nay Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đã đưa vào nhiều ứng dụng hiệu quả trong công tác điều độ, vận hành hệ thống điện như: Tự động điều khiển phát điện (OpenAGC); Ứng dụng EMS tính toán lưới điện (OpenNet), Ứng dụng mô phỏng đào tạo Điều độ viên (OpenOTS).

Trong đó, OpenAGC với khả năng thực hiện điều khiển tự động các tổ máy phát điện theo nhiều chế độ khác nhau là ứng dụng đặc biệt quan trọng, giúp Điều độ viên không chỉ giảm khối lượng công việc mà còn thực hiện tự động nhanh chóng, chính xác các lệnh điều độ, đặc biệt là trong bối cảnh các nguồn năng lượng tái tạo phát triển nhanh và mạnh.

Cụ thể, với quy mô hệ thống ngày càng lớn, cộng thêm sự bất định của các nhà máy điện năng lượng tái tạo, việc điều tần truyền thống sử dụng 1 nhà máy thủy điện (Hòa Bình, Sơn La…) không đảm bảo an ninh hệ thống điện.

Việc sử dụng AGC để điều chỉnh tần số tự động thông qua nhiều tổ máy sẽ đảm bảo được tốc độ tăng, giảm tải cũng như lượng công suất dự phòng điều tần cần thiết. AGC cũng đảm bảo việc huy động cũng như tiết giảm các nguồn năng lượng đảm bảo sự công khai và minh bạch.

Tính đến nay, 240 nhà máy điện gồm đa dạng các loại hình nguồn thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, tuabin khí và đặc biệt là gần 100% các nhà máy năng lượng tái tạo đã kết nối thành công AGC tại A0.

Cùng với AGC, ứng dụng OpenNet đã hỗ trợ đắc lực cho việc tính toán, đánh giá ảnh hưởng của các công tác lưới đến chế độ vận hành hệ thống điện; đẩy mạnh khai thác tính năng Contingency Analysis để đưa ra các cảnh báo trong quá trình vận hành.

Với OpenOTS, theo A0, việc diễn tập xử lý sự cố đã được thay đổi cơ bản về cách thức thực hiện, từ giả định, định tính chuyển sang cụ thể, định lượng.

OTS cũng là môi trưởng thử nghiệm áp dụng các cải tiến mới. Các kĩ sư A0 đã ứng dụng OTS để thử nghiệm, đánh giá các kịch bản vận hành của hệ thống như: Đánh giá ảnh hưởng của nguồn năng lượng tái tạo lên chất lượng tần số; Phân tích chế độ vận hành hệ thống điện khi truyền tải cao Nam-Bắc tác động sa thải đặc biệt ở miền Bắc và cắt giảm nguồn điện ở miền Nam; Đánh giá khả năng sử dụng các nhà máy Tuabin khí thực hiện điều tần buổi đêm…

Cùng với đó, A0 cũng đã chủ động thành lập các phòng điều khiển dự phòng tại cả 3 miền đất nước nhằm đảm bảo hệ thống điện luôn vận hành an toàn, ổn định trong mọi tình huống, đặc biệt là trong bối cảnh dịch COVID-19 hiện nay, thì các trung tâm dự phòng đã được kích hoạt hoạt động song song với các Trung tâm vận hành chính đi kèm với hệ thống SCADA/EMS back up hoạt động ổn định và tin cậy.

Hệ thống SCADA/EMS giai đoạn 3 được đưa vào vận hành và được Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia khai thác sử dụng hiệu quả đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong giám sát, và đặc biệt là điều khiển hệ thống điện và thị trường điện.

Để có được thành công này theo lãnh đạo Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia là sự chủ động sáng tạo của tập thể lãnh đạo, cán bộ kỹ sư Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia, các Trung tâm Điều độ hệ thống điện miền ngay từ những bước đầu tiên của dự án đã nhiệt tình tham gia quản lý dự án và luôn luôn theo sát đội ngũ chuyên gia hàng đầu của hãng OSI (Mỹ) khi thực hiện đào tạo chuyển giao, cài đặt thử nghiệm phần mềm…

Đây cũng là sự nỗ lực, sáng tạo không ngừng của CBNV của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia trong quá trình vận hành và sử dụng hệ thống suốt 5 năm qua.

Trong công cuộc chuyển đổi số của Tập đoàn điện lực Việt Nam, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đã và đang đẩy mạnh số hoá trên mọi lĩnh vực từ vận hành hệ thống điện và thị trường điện như: Ứng dụng AI và Big Data trong dự báo phụ tải hệ thống điện Quốc Gia, hệ thống điện miền cũng như xử lý các trường hợp thiếu/nhiễu số liệu Scada của các phần tử, làm đầu vào cho các hệ thống dự báo phụ tải, hệ thống Giám sát vận hành nguồn năng lượng tái tạo…

Song song với đó là các giải pháp số hoá trong quản trị doanh nghiệp, đẩy mạnh văn phòng điện tử, triển khai hệ thống báo cáo nghiêp vụ thông minh (BI). Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia phấn đấu đến năm 2025 cơ bản trở thành doanh nghiệp hoạt động theo mô hình doanh nghiệp số.

Dựa trên những kết quả quản lý dự án Hệ thống SCADA/EMS giai đoạn 3, Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia đang tiếp tục thực hiện nhiệm vụ Tập đoàn Điện lực Việt Nam giao là quản lý dự án Hệ thống SCADA/EMS giai đoạn 4, nhằm đáp ứng kịp thời những yêu cầu, thách thức mới trong bối cảnh hệ thống điện phát triển ngày càng nhanh, mạnh, đặc biệt là yêu cầu ngày càng cao trong việc hiện đại hóa, số hóa trong điều hành hệ thống điện, thị trường điện./.