Giáo trình Điều khiển tần số và công suất

ùng độ dốc này như đã phân tích ở trên 
nhằm phân bố công suất phụ tải cho các tổ máy theo khả năng phát của các tổ 
máy đó. 
"Quy trình Xử lý sự cố hệ thống điện quốc gia" quy định điều chỉnh tần 
số sơ cấp và thứ cấp như sau: 
Điều chỉnh tần số sơ cấp là quá trình điều chỉnh tức thời được thực hiện bởi 
số lượng lớn các tổ máy có bộ phận điều chỉnh công suất tua bin theo sự biến 
đổi của tần số. 
Điều chỉnh tần số thứ cấp là quá trình điều chỉnh tự động tiếp theo của điều 
chỉnh tần số sơ cấp thực hiện bởi một số các tổ máy phát được quy định cụ 
thể nhằm đưa tần số trở lại giá trị danh định. 
Điều chỉnh tần số HT điện quốc gia được chia thành ba cấp: 
1. Điều chỉnh tần số cấp I là điều chỉnh của bộ điều chỉnh công suất của các tổ 
máy phát điện đã được quy định trước nhằm duy trì tần số HTĐ ở mức 
50 0,2Hz; 
2. Điều chỉnh tần số cấp II là điều chỉnh của bộ điều chỉnh công suất của các 
tổ máy phát điện đã được quy định trước nhằm đưa tần số HTĐ về giới hạn 
50 0,5 Hz; 
3. Điều chỉnh tần số cấp III là điều chỉnh bằng sự can thiệp của KSĐH HTĐ để 
đưa tần số HTĐ vận hành ổn định theo quy định hiện hành và đảm bảo phân 
bổ kinh tế công suất phát các NMĐ. 
Theo qui định điều chỉnh tần số thì các tổ máy làm nhiệm vụ điều tần cấp 
I phải điều chỉnh công suất phát để giữ tần số nằm trong phạm vi 50 0.2 Hz. 
Các tổ máy không có nhiệm vụ điều chỉnh tần số thì được phát theo mức tải 
nền với vùng điều chỉnh của bộ điều chỉnh tần số là 50 0.5 Hz. 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 25 
PHỤ LỤC 1: SƠ ĐỒ PHÂN CẤP ĐIỀU CHỈNH TẦN SỐ HỆ THỐNG ĐIỆN
Vùng 
tần 
số 
dao
động 
cho 
phép
Vùng điều chỉnh của nhà 
máy điều tần cấp 1
Vùng điều chỉnh của nhà 
máy điều tần cấp 1
Tác động của Kỹ sư điều 
hành HTĐ QG
Vùng điều chỉnh của nhà 
máy điều tần cấp 2
Tự khởi động theo tần số
Tự động sa thải phụ tải theo 
tần số
Tác động của Kỹ sư điều 
hành HTĐ QG
Vùng điều chỉnh của nhà 
máy điều tần cấp 2
5049.849.54948.5 50.5 5150.2
5049.849.549 50.5 5150.248.5
Tự động 
cắt tổ máy
Trong hệ thống chỉ có nhà máy thuỷ điện Hoà Bình là có trang bị bộ điều 
khiển công suất theo nhóm, nhằm phân bố đều công suất cho các tổ máy đang 
vận hành khi điều chỉnh tần số hệ thống. Tuy nhiên do vùng chết của dải điều 
chỉnh tần số của các tổ máy mà đặc tính tần số hiện tại của hệ thống không phải 
luôn luôn nằm trong phạm vi 50 0.2Hz. 
Khi tần số giảm xuống dưới 49.5 Hz mà đã hết khả năng điều chỉnh của 
các nhà máy điện điều tần cấp I và II, KSĐH HTĐ QG phải ra lệnh khởi động 
thêm các tổ máy đang ở trạng thái dự phòng kể cả của khách hàng. Việc lựa 
chọn tổ máy huy động phải xét đến khả năng đáp ứng nhanh của tổ máy và tính 
tối ưu khai thác nguồn trong HT điện. 
Trong trường hợp tần số vẫn tiếp tục giảm, đe dọa đến dộ hoạt động ổn 
định của HT điện quốc gia sẽ phải tiến hành sa thải phụ tải theo quy định. 
Khi tần số giảm xuống dưới 49 Hz (truờng hợp sự cố) thì hệ thống tự 
động chống sự cố, hệ thống sa thải phụ tải (F81) sẽ tiến hành 6 đợt cắt tuỳ theo 
độ tụt và tốc độ tụt tần số nhằm đưa tần số hệ thống trở về 50Hz. 
 Ngược lại, trong trường hợp tần số hệ thống lớn hơn 50,5 Hz ĐĐQG 
có quyền ra lệnh ngừng dự phòng một số tổ máy, sau khi xét đến an toàn của hệ 
thống, tính kinh tế, điều kiện kỹ thuật và khả năng huy động lại. 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 26 
Tự động điều khiển phát điện (AGC) 
Theo thiết kế dự án SCADA/EMS của Trung tâm Điều độ HT điện quốc 
gia giai đoạn 2, các nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, Trị An, và Ialy. Tuy nhiên do 
tại nhà máy Ialy chưa đấu nối thiết bị đầu cuối (RTU) nên hiện chỉ có các tổ 
máy của nhà máy thủy điện Hoà Bình và Trị An do chức năng AGC điều khiển. 
Hinh 17. Sơ đồ hệ thống AGC cho HT điện Việt Nam 
a. Nguyên tắc làm việc của hệ thống AGC 
Tín hiệu vào của hệ thống AGC bao gồm: 
Khu vực điều 
khiển khác 
Khu vực điều 
khiển khác 
Tổ máy AGC 
không điều khiển 
Tổ máy do AGC 
điều khiển KHU VỰC 
ĐIỀU KHIỂN 
Trào 
lưu 
liên 
kết 
Độ 
lệch 
tần 
số 
Độ 
lệch 
thời 
gian 
Tính toán 
ACE và SACE 
Trường hợp khẩn cấp? 
(SACE vượt quá giới hạn) 
Tính toán 
MW đặt 
or 
 
LFC 
 
+ 
− 
2 giây 1 lần 
Phát 
xung 
tăng 
giảm 
No Yes 
Tính toán điểm 
làm việc cơ bản, 
hệ số tham gia 
điều khiển cho 
các nhà máy 
trong AGC 
Kế hoạch phát 
điện cho tất cả 
các tổ máy 
Cập nhật 
5 phút 
1 lần 
ED 
Đường dây 
liên kết 
Đường dây 
liên kết 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 27 
• Trào lưu công suất trên mạch liên kết. 
• Độ lệch tần số của hệ thống. 
• Độ lệch thời gian. 
Từ các tín hiệu đầu vào ở trên chức năng AGC sẽ tính toán xác định lỗi 
điều khiển khu vực ACE, sau đó căn cứ vào hệ số tham gia điều khiển của các 
tổ máy trong AGC để phát xung tăng/giảm đến các tổ máy tương ứng. Khi lỗi 
điều khiển khu vực ACE về không hoặc đổi dấu thì AGC sẽ phát xung điều 
khiển các tổ máy trở về điểm làm việc cơ bản do chức năng vận hành kinh tế 
đưa ra. Chức năng tính toán vận hành kinh tế cũng được thực hiện trong thời 
gian thực với chu kỳ thường là 5 phút/lần. 
b. Các trạng thái vận hành của AGC 
ON = AGC đang hoạt động bình thường. 
TOUT = AGC đang bị time out do một trong các nguyên nhân sau: 
• ACE được tính theo phương pháp cố định công suất trao đổi giữa các 
khu vực hoặc tie line bias, và tất cả các nguồn đo xa MW của tối 
thiểu một đường dây liên kết bị phát hiện là đang đo xa bị lỗi hoặc 
dừng không quét dữ liệu. 
• ACE được tính toán theo phương pháp giữ tần số không đổi (CF), 
hoặc giữ tần số không đổi có hiệu chỉnh thời gian hoặc Tie line bias, 
và độ lệch tần số đo được bị phát hiện là đang đo xa bị lỗi hoặc dừng 
không quét dữ liệu, nhập vào bằng tay hoặc vượt quá ngưỡng cảnh 
báo của AGC. 
• ACE được tính toán theo phương pháp Tie line Bias hoặc giữ tần số 
không đổi với phương pháp hiệu chỉnh thời gian và thời gian đo được 
đang bị lỗi hoặc dừng không quét dữ liệu, nhập vào bằng tay. 
• Không có tổ máy nào đang được điều khiển, có nghĩa là không có tổ 
máy nào vận hành BASELOAD, RAMP, BASELOAD và 
REGULATING, SCHEDULE, ECONOMIC hoặc AUTOMATIC. 
• Có tổ máy đang vận hành ở phương thức BASELOAD và 
REGULATING, nhưng không có tổ máy nào vận hành ở phương 
thức AUTOMATIC. 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 28 
• ACE ở phương thức điều khiển Pool và dữ liệu bị phát hiện là đang 
đo xa hoặc dừng không quét dữ liệu. 
SUSP = AGC bị dừng, nhưng vẫn thực hiện chức năng giám sát điều khiển 
nguồn. 
Phương pháp tính toán lỗi điều khiển khu vực (ACE) - 
Phương pháp tính toán ACE xác định cách tính toán lỗi điều khiển khu 
vực (ACE). Có 6 phương pháp tính toán lỗi điều khiển khu vực: 
• Giữ tần số không đổi (CF) = AGC điều khiển máy phát để giữ tần số 
không đổi ở giá trị mong muốn. 
• Giữ công suất trao đổi không đổi (CNI) = AGC điều khiển phát điện 
để giữ công suất trao đổi giữa các khu vực ở giá trị định trước. 
• Tie line Bias (TLB) = Phương pháp này là kết hợp hai phương pháp 
ở trên. Đối với phương pháp này, AGC điều khiển phát điện để duy 
trì cả công suất trao đổi giữa các khu vực và tần số hệ thống ở giá trị 
định trước. 
• Tie line Tie bias (TLTB) = phương pháp này kết hợp phương pháp 
Tie line Bias và hiệu chỉnh thời gian. AGC điều khiển để duy trì công 
suất trao đổi, tần số hệ thống và thời gian hệ thống ở giá trị định 
trước. 
• Giữ tần số không đổi với hiệu chỉnh thời gian (CFT) = AGC điều 
khiển phát điện để giữ tần số ở giá trị định trước và thời gian ở giá trị 
định trước. 
• Sản xuất điện không đổi (CPP) = AGC điều khiển phát điện để giữ 
giá sản xuất điện của khu vực ở một giá trị định trước. 
c. Các chế độ làm việc của tổ máy trong AGC 
Các phương thức vận hành dưới đây chỉ ra trạng thái điều khiển của từng 
tổ máy phát có thể điều khiển: 
• UNAV (UNAVAILABLE) - ở phương thức này, tổ máy đang dừng 
không thể vận hành được. Tổ máy không thể điều khiển bằng AGC 
được. Chỉ có nhân viên vận hành tổ máy có thể chuyển tổ máy từ 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 29 
phương thức này sang phương thức AVAL và chỉ có nhân viên vận 
hành mới có thể chuyển tổ máy từ phương thức UNAV sang phương 
thức AVAL. 
• AVAL (AVAILBLE) - ở phương thức này, tổ máy đang off -line, có 
nghĩa là các máy cắt nối máy phát vào lưới điện mở, hoặc công suất 
phát ra của tổ máy thấp hơn ngưỡng tối thiểu có thể thay đổi do 
người lập trình /kỹ sư nhưng khi cần cũng có thể chọn on -line. 
• MANL (MANUAL) - ở phương thức này, tổ máy phát on -line 
nhưng không do AGC điều khiển. Tổ máy phát do AGC tự động 
chuyển vào phương thức vận hành này do một trong các điều kiện 
sau: 
- Khi tổ máy đang ở phương thức AVAL và phát ra công suất 
vượt qua ngưỡng sai lệch tối thiểu. 
- Khi phát hiện ta tổ máy không đáp ứng theo lệnh điều khiển, có 
nghĩa là tổ máy không bám theo điều khiển. 
- Khi AGC ở trạng thái dừng hoạt động lâu hơn một thời gian có 
thể thay đổi bởi người lập trình/kỹ sư và sau đó lại đưa vài trạng 
thái vận hành ON. 
- Khi AGC điều khiển tổ máy phát đo được đang ở trạng thái đo 
xa lỗi, ngừng quét dữ liệu hoặc nhập giá trị bằng tay. 
- Khi trạng thái điều khiển tổ máy thay đổi từ REMOTE sang 
LOCAL. 
• MAND (MANUAL-DISPATCH) - ở phương thức này, tổ máy phát 
on -line, nhưng không do AGC điều khiển, điểm vận hành cơ sở do 
chức năng vận hành kinh tế (ED) đưa ra. 
• AUTO (AUTOMATIC) - ở phương thức này, tổ máy do AGC điều 
khiển với mức tải dựa trên điểm cơ sở vận hành kinh tế và hệ số tham 
gia vận hành kinh tế do chức năng vận hành kinh tế đưa ra, và tham 
gia vào việc điều chỉnh lỗi điều khiển khu vực theo hệ số điều khiển. 
• BASE (BASELOAD) - ở phương thức này, tổ máy được điều khiển ở 
điểm vận hành do người vận hành nhập và chuyển đến điểm cơ sở 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 30 
với tốc độ lớn nhất. Tổ máy lúc này do AGC điều khiển nhưng không 
tham gia vào điều khiển lỗi điều khiển khu vực. 
• BREG (BASELOAD AND REGULATING) - ở phương thức này, 
Tổ máy vận hành giống như phương thức vận hành BASE ngoài ra 
nó còn tham gia vào việc điều chỉnh lỗi điều khiển khu vực theo hệ 
số tham gia trong giới hạn phạm vi điều chỉnh do người vận hành 
nhập vào. Khi ACE được giảm về không, AGC chuyển tổ máy trở về 
điểm vận hành cơ bản. 
• RAMP (RAMP) - ở phương thức này, Tổ máy sẽ do AGC điều khiển 
chuyển đến điểm vận hành cơ bản do người vận hành nhập dựa trên 
cơ sở thời gian bắt đầu thay đổi, tốc độ thay đổi, và chế độ phát đích. 
Khi đồng hồ thời gian bằng với thời gian bắt đầu thay đổi công suất 
định trước, AGC sẽ thay đổi chế độ phát đến mức mong muốn ở tốc 
độ thay đổi do người vận hành xác định. Khi máy phát cần điều chỉnh 
đạt đến mức yêu cầu, AGC sẽ tự động chuyển tổ máy sang phương 
thức BASE. 
• PUMP (PUMP) - Phương thức điều khiển này chỉ áp dụng cho tổ 
máy thuỷ điện. Khi tổ máy phát ở phương thức điều khiển khác 
(ngoại trừ UNAV) sẽ tự động chuyển sang phương thức PUMP khi 
công suất phát thực tế nhỏ hơn ngưỡng âm. Phương thức điều khiển 
của tổ máy sẽ tự động chuyển từ phương thức PUMP sang MANL 
khi công suất phát thực tế vượt quá ngưỡng tối thiểu on -line. Tổ máy 
ở phương thức điều khiển này nhận công suất từ hệ thống và không 
do AGC điều khiển. 
• ECON (ECONOMIC) - ở phương thức này, AGC điều khiển công 
suất phát ra của tổ máy ở điểm vận hành kinh tế cơ sở. Điểm vận 
hành kinh tế cơ sở này do chức năng vận hành kinh tế tính ra và được 
dùng nếu tổ máy ở phương thức vận hành Local, hoặc điểm cơ sở 
nhận được từ trung tâm điều khiển khác nếu AGC ở phương thức 
Pool. AGC giới hạn công suất ra của tổ máy ở trong dải giới hạn điều 
chỉnh. Người vận hành hệ thống có thể chuyển tổ máy On -line sang 
phương thức vận hành này nếu xác định vận hành ở mức này. 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 31 
• SCHEDULE (SCHD) - ở phương thức này, AGC điều khiển công 
suất ra của tổ máy đến điểm vận hành cơ sở định trước như cung cấp 
trong kế hoạch vận hành. 
• SCHEDULE AND REGULATING (SREG) - ở phương thức này, tổ 
máy phát vận hành ở cùng mức với phương thức SCHD trừ phân bố 
điều chỉnh lỗi điều khiển khu vực theo hệ số điều chỉnh. AGC điều 
khiển công suất ra của tổ máy đến điểm cơ bản định trước như cung 
cấp trong kế hoạch vận hành hiện thời. 
• TEST (TEST) - ở phương thức vận hành này, người vận hành có thể 
định nghĩa lệnh thử điều khiển và khoảng thử. Đối với tổ máy điều 
khiển theo kiểu setpoint, lệnh thử điều khiển sẽ là MW setpoint. Đối 
với tổ máy điều khiển xung, lệnh thử sẽ là chiều dài xung có dấu, có 
nghĩa là, dương để tăng công suất và âm để giảm công suất. Khoảng 
thử nghiệm là số chu kỳ AGC mà trong quá trình thử nghiệm lệnh 
điều khiển thử nghiệm được gửi đến bộ phận điều khiển tổ máy. Nếu 
phần điều khiển tách khỏi tổ máy, người vận hành có thể thử thông 
mạch điều khiển cho từng tổ máy bằng cách dùng phương thức 
TEST. 
VI. Kết luận 
Qua phân tích trên ta thấy trong HT điện hiện đại có thể chia ra làm 3 
cấp điều chỉnh tần số khác nhau, trong đó cấp đầu tiên và nhanh nhất được thực 
hiện ngay tại từng tổ máy mà chủ yếu dựa trên đặc tính của các bộ điều tốc. 
Tuy nhiên cấp điều chỉnh này mang tính cục bộ không xét đến tổng thể hệ 
thống. Cấp thứ hai là tự động điều chỉnh máy phát (AGC) nhằm phân bổ lại 
công suất của các máy phát đáp ứng yêu cầu về điều khiển theo độ lệch tần số 
hoặc theo độ lệch công suất đường dây liên kết và ACE nhưng chưa xét đến 
tính kinh tế. Cấp thứ ba là tự động điều chỉnh máy phát có xét đến tính kinh tế 
và trào lưu công suất trên đường dây liên kết. Cùng với việc phát triển của kỹ 
thuật máy tính và công nghệ thông tin, người ta sử dụng máy tính riêng để tính 
toán phân bổ lại công suất phát của các tổ máy sao cho chi phí sản xuất là nhỏ 
nhất, trong khi đó có xét đến cả ảnh hưởng của tổn thất một cách gần đúng 
ngoài ra còn xét đến ràng buộc của lưới qua module tính tối ưu trào lưu công 
suất (ELD-Economic Load Dispatch). 
Công ty nhiệt điện Na Dương Khóa đào tạo nhân viên vận hành 2009 
 Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia 32 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. GS - TS Lã Văn Út 
Phân tích và điều khiển các chế độ của hệ thống điện hợp nhất (Bài giảng 
chuyên đề nâng cao cho các kỹ sư vận hành đường dây 500 kV), Ha Noi 1993. 
2. P. KUNDUR 
Power System stability and control, McGraw-Hill, Inc. 
3. EDF 
Load Frequency control lecture. 
4. Paul De Mello 
Power & Frequency Control lecture in Australia, Power Technology Inc., 
USA. 
5. Egil Eriksson 
Frequency Control and Reserves, IVO Energy, Finland. 
+ 
Đặc tính 
tuabin 
 PL 
+ 
Đặc tính 
tuabin