Ấn Độ tư nhân hóa đường dây tải điện cao áp một chiều

A. Mạch liên kết HVDC Munđra-Haryma cm 960 km (Adam Ltđ.) B. Mạch liên kết HVDC Ballil-Bhiwaili dài 780 lun (Tổng công ty Lưới điện Ấn Độ) C. Mạch liên kết HVDC Đông – Nam II Dài 1450km (Tổng công ty lưới điện Ấn Độ)

Hợp đồng bao gồm việc lắp đặt hệ thống, kể cả xây dựng trọn bộ ở dạng “chìa khoá trao tay” các trạm biến áp đầu cuối HVDC tại Mundra và Mohindergarh và các trạm biến áp điện cực kết hợp và một trạm biến áp lặp ở giữa đường dây. Siemens sẽ xây lắp trạm biến đổi điện thứ hai tại đầu mạch liên kết HVDC gần với trạm biến áp biến đổi điện Bhiwadi. Trạm này cũng là một phần trong hệ thống HVDC Ballia - Bhiwadi hiện đang xây dựng.

Đường dây mới này sẽ tải điện từ nhà máy nhiệt điện than của công ty Adani Power, hiện đang xây dựng tại bang Gujarat, công suất 4.620 MW, tới bang Haryana. Tháng 8 năm 2008, APL đã ký thoả thuận mua bán điện với Haryana Power Generation Corporation Ltd về bán 1.424 MW điện, vì vậy, đường dây tải điện Mundra-Mohindergarh đang được xây dựng. Ngoài ra, 2.000 MW điện sẽ được bán cho bang Gujarat qua đường dây tải điện đồng bộ 400 kV dài 413 km từ Mundra tới Dehgam.

APL sẽ vận hành hệ thống HVDC cũng như nhà máy điện Mundra. Công ty có trụ sở tại Ahmedabad này là doanh nghiệp lớn nhập khẩu than và vận hành cảng đầu mối nhập khẩu than lớn nhất thế giới đồng thời cũng là doanh nghiệp tư nhân kinh doanh năng lượng lớn nhất Ấn Độ. Nhà máy điện Mundra là một trong những dự án nhiệt điện mà công ty đang tiến hành hiện nay. APL cũng đang đầu tư xây dựng nhà máy nhiệt điện than công suất 1.980 MW tại Tiroda, bang Maharashtra, thông qua công ty con của mình là Adani Power Maharashtra Ltd. (APML) và đang có kế hoạch đầu tư xây dựng hai nhà máy nhiệt điện tại Dahej và Kawai với tổng công suất khoảng 3.300 MW.

Phạm vi cung cấp

Theo hợp đồng, Siemens sẽ thiết kế toàn bộ mạch liên kết HVDC cũng như cung cấp các thiết bị chủ chốt. Các thiết bị chính vận chuyển đến bao gồm các máy biến áp 500 kV, các tyristo, thiết bị mạch lọc, thiết bị đóng cắt AC/DC cùng các phụ kiện cơ khí khác. Ngoài ra, Siemens sẽ thực hiện mọi công việc vận tải (viễn dương, đường biển, nội địa) và các công trình dân dụng liên quan và nghiệm thu hệ thống truyền tải.

Siemens sẽ chịu trách nhiệm chung về dự án, kể cả việc thiết kế toàn bộ hệ thống HVDC, và sẽ cung cấp các thiết bị chủ chốt như van biến đổi điện, máy biến áp biến đổi điện, các cuộn kháng san bằng, thiết bị bảo vệ và đo lường điều khiển, cùng các bộ lọc AC và DC. Siemens cũng sẽ điều hành công tác vận tải, thiết kế công trình dân dụng, lắp đặt và đưa vào hoạt động hệ thống truyền tải.

Mạch liên kết dài 960 km này sẽ là hệ thống cao áp một chiều thứ ba mà công ty Siemens thực hiện tại Ấn Độ, nơi nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng cao và việc xây dựng các nhà máy điện tập trung quy mô lớn đang thúc đẩy nhu cầu về công nghệ truyền tải điện áp cao và hiệu quả. Đầu tiên là mạch liên kết đường dài “Đông – Nam”, công suất 2.000 MW, cho đến nay vẫn là đường dây tải điện HVDC dài thứ hai trên thế giới, mặc dù sắp tới đây nó sẽ phải đứng sau đường dây tải điện Rio Madeira dài 1.500 km ở Brazil. Từ năm 2003 đến nay, hệ thống này đang tải điện năng từ nhà máy điện liên hợp Talcher ở bang Orissa, phía Đông Ấn Độ vượt qua 1.450 km tới vùng công nghiệp quanh thành phố Bangalore ở miền Nam. Năm 2008, Siemens đã giành được hợp đồng Ballia - Bhiwadi, phần các trạm đầu cuối HVDC. Điện năng được mạch liên kết này truyền tải qua khoảng cách 780 km.

Các nhà máy điện

Tổng công suất nguồn điện ở Ấn Độ hiện nay là khoảng 148.000 MW. Tuy nhiên, tình hình điện năng hiện vẫn là vấn đề nan giải đối với quốc gia này bởi vì tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện năng cao hơn tốc độ tăng trưởng nguồn điện, thiếu hụt giờ cao điểm lên tới 14%.

Adani Power Ltd có kế hoạch đầy tham vọng là đến năm 2013 sẽ phát ra công suất khoảng 10.000 MW. Nhà máy nhiệt điện Mudra của công ty này sẽ được đưa dần vào hoạt động để đạt công suất tổng là 4.620 MW điện, bước đầu tiên là tuabin công suất 330 MW bắt đầu phát điện vào tháng 6 năm 2010. Một nhà máy điện khác sẽ được xây dựng tại Tiroda gần Gondia, thuộc bang Maharashtra thông qua công ty con của nó là Adani Power Maharashtra Ltd. (APML), công suất khoảng 2.000 MW.

Các dự án khác đang được lên kế hoạch bao gồm dự án xây dựng nhà máy điện Dahei 2.000 MW tại bang Gujarat và nhà máy điện1.320 MW ở Kawai, bang Rajasthan.

Các tiêu chí thiết kế đường dây tải điện Mundra

Công suất

Hệ thống DC hai cực được thiết kế để tải liên tục công suất 2.500 MW (±500 kV, 2.500 A) tại các đầu nối DC của trạm biến đổi chỉnh lưu. Đường dây sẽ có thể hoạt động ở chế độ hai cực, và chế độ một cực, đường dây trở về là đất hay dây dẫn kim loại. Ở nhiệt độ bầu khô xung quanh lớn nhất là 50oC, các trạm biến đổi điện được thiết kế để truyền liên tục công suất toàn phần danh định mà không cần đưa hệ thống làm mát dự phòng vào hoạt động, và hoạt động quá tải trong hai giờ ở mức 1,1 công suất danh định nhưng phải đưa hệ thống làm mát dự phòng vào hoạt động. Có thể cho hoạt động quá tải ở mức 1,1 công suất danh định (hai cực) hoặc 1,2 công suất danh định (một cực) trong nửa giờ ở nhiệt độ bầu khô xung quanh lớn nhất khi không có hệ thống làm mát dự phòng.

Sơ đồ liên kết HVDC có khả năng hoạt động liên tục tại mọi mức điện áp DC giảm thấp, từ 500 kV xuống còn 350 kV (70%). Ở điện áp 80%, dòng điện một chiều tối đa là 2.250 A và với ở điện áp 70%, con số đó là 2.145 A mà không cần đưa hệ thống làm mát dự phòng vào hoạt động.

Mặc dù chiều bình thường của dòng công suất là từ Mundra tới Mohindergarh nhưng hệ thống này còn được thiết kế để có thể truyền tải điện năng theo cả hai chiều.

Yêu cầu về tính năng

Tần suất sự cố qui đổi cao nhất được qui định là 10. Tần suất sự cố qui đổi (equivalent outage frequency – EOF) = số sự cố tại một cực x 1 + số sự cố tại cực kia x 1 + số sự cố ở cả hai cực x 2. Độ khả dụng điện năng đảm bảo hằng năm của hai cực hoàn chỉnh lấy trung bình trong khoảng thời gian bảo hành độ khả dụng là 3 năm, có tính đến các trường hợp cắt điện để bảo trì theo kế hoạch cũng như bắt buộc, là 97%.

Để đảm bảo độ tin cậy và độ khả dụng cao nhất cho các linh kiện cũng như của cả hệ thống, hạn chế thời gian chết ở mức thấp nhất, yêu cầu phải phát hiện sự cố nhanh và có chiến lược sửa chữa và bảo trì hiệu quả, cũng như phải có các hệ thống điều khiển kháng lỗi, thiết bị lắp đặt có độ dư dôi, có linh kiện thay thế, và hệ thống đảm bảo chất lượng. Nhằm bảo đảm chất lượng cao cần thiết cho hệ thống điều khiển và bảo vệ HVDC, cần thực hiện các thử nghiệm bên lề tăng cường (ví dụ, thử nghiệm chức năng hoạt động).

Các yêu cầu về tính năng đáp ứng động, trao đổi công suất phản kháng với hệ thống AC, khống chế quá áp, méo điện áp AC, dòng nhiễu qui đổi lên phía DC, nhiễu rađio và tiếng ồn âm thanh phải tuân thủ các giới hạn thiết kế như quy định trong yêu cầu kỹ thuật. Thiết bị lọc tiếng ồn được cung cấp cho trạm phân phối điện AC và các đường dây tải điện một chiều nhằm đáp ứng các yêu cầu về giới hạn nhiễu tải ba.

Thiết kế tổn hao thấp có tầm quan trọng hàng đầu trong tối ưu hoá về mặt kinh tế cũng như kỹ thuật. Do đó, trạm biến đổi điện được thiết kế với mức tổn hao tổng xấp xỉ 1,3% đối với cả hai trạm khi công suất truyền tải là 2.500 MW. Ở công suất tải điện danh định, các nguồn tổn hao chính trong phạm vi trạm biến đổi điện là các van biến đổi điện và máy biến áp biến đổi điện.

Các đặc điểm kỹ thuật chính

Dự án sử dụng phương pháp điều khiển điện áp, mà theo quan điểm của các nhà chế tạo là hiện đại nhất, cụ thể là các thyristor điều khiển trực tiếp bằng ánh sáng (light-triggered thyristors - LTT) có bảo vệ quá áp tích hợp, theo cách bố trí này, không cần đến mạch lôgic điện tử điện thế cao. Giảm thiểu tối đa số lượng linh kiện mà không bỏ qua các yêu cầu về an toàn và theo dõi dẫn đến kết quả là độ tin cậy cao, các van tyristo tiết kiệm và nhỏ gọn, ít cần bảo dưỡng. Tính năng hoạt động tuyệt vời của LTT đã được chứng minh tại các sơ đồ HVDC của các công trình Pacific Intertie, Moyle Interconnector, Gui-Guang I và II, Basslink, và Neptune. Dự án Ballia-Bhiwadi HVDC cũng sử dụng công nghệ này.

Các đường dây tải điện tư nhân

Hiện nay tại Ấn Độ đã có một số đường dây tải điện tư nhân đang được lên kế hoạch hoặc đang được xây dựng. Khu vực tư nhân tham gia đầu tư xây dựng và vận hành các đường dây tải điện quan trọng được coi là bước phát triển mới, là kết quả tất yếu của việc Ấn Độ mở cửa lĩnh vực nguồn điện hồi đầu những năm 1990.
Bộ Năng lượng liên bang đã chính thức cho phép thành phần kinh tế tư nhân tham gia các dự án lớn về truyền tải điện vào cuối năm 2006. Cũng trong năm đó, Bộ Năng lượng liên bang đã quyết định phê duyệt khoảng 14 dự án truyền tải điện cỡ lớn có sự tham gia của thành phần kinh tế tư nhân (xem Bảng 1). Hiện đã có các tín hiệu cho thấy vai trò của thành phần kinh tế tư nhân ngày càng tăng cao, có lẽ không phải trong thời gian Kế hoạch 5 năm lần thứ 11 hiện nay mà là ở Kế hoạch 5 năm tiếp theo. Khi đó có nhiều khả năng sẽ thấy một số dự án tư nhân được thực hiện và tạo nền móng cho việc xây dựng nhiều đường dây tải điện tư nhân hơn nữa trong những năm tới.

linh kiện thay thế, và hệ thống đảm bảo chất lượng. Nhằm bảo đảm chất lượng cao cần thiết cho hệ thống điều khiển và bảo vệ HVDC, cần thực hiện các thử nghiệm bên lề tăng cường (ví dụ, thử nghiệm chức năng hoạt động).