ความขัดแย้งระหว่าง FA และ UFLS ในระบบไฟฟ้าและวิธีการแก้ไข

ระบบการควบคุมและป้องกันที่สำคัญสองอย่างในระบบไฟฟ้า ได้แก่ การควบคุมสายส่ง (Feeder Automation: FA) และการลดโหลดเมื่อความถี่ต่ำกว่าเกณฑ์ (Under-Frequency Load Shedding: UFLS) ทั้งสองมีเป้าหมายในการรักษาการทำงานของระบบให้ปลอดภัยและเสถียร แต่มีศักยภาพในการขัดแย้งทางตรรกะและการจับเวลาที่ต้องระมัดระวังในการประสานงาน

การควบคุมสายส่ง (FA): มุ่งเน้นการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นในสายส่งภายในเครือข่ายการกระจาย (เช่น การลัดวงจร การลัดวงจรดิน) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อค้นหาและแยกส่วนที่ผิดปกติออกอย่างรวดเร็ว และคืนกำลังไฟฟ้าให้กับพื้นที่ที่ไม่ได้รับผลกระทบโดยใช้สวิตช์ในการปรับโครงสร้างเครือข่าย FA ให้ความสำคัญกับการคืนกำลังไฟฟ้าในพื้นที่เฉพาะอย่างรวดเร็ว

การลดโหลดเมื่อความถี่ต่ำกว่าเกณฑ์ (UFLS): ตอบสนองต่อการลดลงอย่างรุนแรงของความถี่ในระบบไฟฟ้าที่เชื่อมต่อ (เช่น เนื่องจากการหยุดทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การเพิ่มโหลดอย่างฉับพลัน หรือการตัดการเชื่อมต่อสายส่งที่ทำให้ขาดกำลังไฟฟ้า) โดยทำการลดโหลดที่ไม่สำคัญตามลำดับเพื่อป้องกันการล่มของความถี่ คืนสมดุลของกำลังไฟฟ้า และทำให้ความถี่ของระบบเสถียร UFLS ให้ความสำคัญกับความปลอดภัยของความถี่ทั้งระบบ

การลดโหลดเมื่อแรงดันต่ำกว่าเกณฑ์ (UVLS): ตรวจสอบแรงดันของระบบแบบเรียลไทม์ เมื่อแรงดันต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้ UVLS จะตัดสินใจว่าจะดำเนินการหรือไม่ตามตรรกะที่กำหนดไว้ หากเงื่อนไขครบถ้วน จะทำการลดโหลดตามลำดับเพื่อลดความต้องการกำลังไฟฟ้าชนิดไร้ปฏิกิริยา หรือเพิ่มการสนับสนุนกำลังไฟฟ้าชนิดไร้ปฏิกิริยา เพื่อคืนแรงดันให้กลับสู่ระดับปกติ

ตัวอย่างกรณีที่เกิดขัดแย้ง

• กรณีที่ 1: ในปี 2019 ในทวีปอเมริกาเหนือ การคืนกำลังไฟฟ้าที่เกิดจาก FA ทำให้เกิดการล่มของความถี่ครั้งที่สอง

• กรณีที่ 2: ในปี 2020 ในภาคตะวันออกของประเทศจีน การทำงานของ FA หลังจากเกิดข้อผิดพลาดจากการลัดวงจรทำให้ UFLS ทำงานผิดพลาด

• กรณีที่ 3: ในปี 2021 การตัดการเชื่อมต่อฟาร์มลมทำให้เกิดการทำงานซ้อนทับระหว่าง UFLS และ FA

• กรณีที่ 4: ในปี 2022 ระหว่างพายุไต้ฝุ่นในภาคใต้ของประเทศจีน การปรับโครงสร้างเครือข่ายโดย FA ทำให้เกิดการลดโหลดมากเกินไป

คำบรรยายเหตุการณ์

ในปี 2022 สายส่ง 110kV สาย A และสายส่งที่เชื่อมต่อกับโรงไฟฟ้า สาย B กำลังทำงานบนบัสเซ็กชัน I ของสถานีไฟฟ้า 110kV ความผิดปกติบนสาย A ทำให้สวิตช์ A ทริป แต่เนื่องจากสวิตช์ของสาย B ของโรงไฟฟ้ายังคงปิดอยู่ ทำให้ยังคงจ่ายไฟฟ้าให้กับสถานีไฟฟ้า ผลทำให้แรงดันบนบัสเซ็กชัน I ไม่ต่ำกว่าค่าที่กำหนด ทำให้สวิตช์เปลี่ยนแปลงอัตโนมัติ (ATS) ของ 110kV ไม่ทำงาน เช่นเดียวกับแรงดันบนบัส 10kV หมายเลข I และ IV ที่ยังคงสูงกว่าค่าที่กำหนด ทำให้ ATS ของ 10kV ไม่ทำงาน

เนื่องจากโรงไฟฟ้ายังคงจ่ายโหลด ความถี่ของระบบค่อยๆ ลดลง 5.3 วินาทีหลังจากสวิตช์ A ทริป ความถี่ลดลงเหลือ 48.2 Hz อุปกรณ์แยกความถี่ต่ำและแรงดันต่ำของโรงไฟฟ้า ที่ตั้งค่าที่ 47 Hz และ 0.5 วินาที ไม่ทำงาน แต่รีเลย์ UFLS ของสถานีไฟฟ้า ที่ตั้งค่าที่ 48.25 Hz และ 0.3 วินาที ตรวจพบความถี่ 48.12 Hz และทำงานอย่างถูกต้อง โดยทำการลดโหลดของสายส่ง 10kV หลายสาย (สาย C, D, E, F, G) อุปกรณ์รองทั้งหมดทำงานตามที่คาดหวัง

การตรวจสอบที่หน้างาน

สวิตช์ A ของสถานีไฟฟ้า 110kV ทริปอย่างถูกต้องตามการป้องกัน และ UFLS ทำงาน ทำให้สายส่ง C, D, E, F, และ G ถูกตัด สวิตช์ของสถานีไฟฟ้าส่งสัญญาณทริป กระตุ้น FA ให้ทำงาน ความผิดปกติถูกระบุระหว่างสวิตช์ของสถานีไฟฟ้าและสวิตช์แรกของสายส่ง FA ทำงานบนทั้งห้าสาย ระบุความผิดปกติระหว่างทางออกของสถานีไฟฟ้าและสวิตช์แรก แต่ไม่พบความผิดปกติใด ๆ ในการตรวจสอบที่หน้างาน ยืนยันว่าเป็น FA ทำงานผิดพลาด

วิธีการแก้ไข

• เพิ่มการประสานข้อมูลการลดโหลด สำหรับสายส่งที่มีการป้องกัน UFLS/UVLS สนับสนุนการปิดกั้นฟังก์ชันการโอนโหลดอัตโนมัติ

• ดำเนินการปิดกั้นการโอนโหลดอย่างมั่นคง: ในแผน FA ที่ควบคุมแบบรวมศูนย์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ เมื่อรับสัญญาณการลดโหลด ให้ปิดกั้นฟังก์ชันการดำเนินการ FA สำหรับสายส่งที่ได้รับผลกระทบทันที