เมื่อเดือนเมษายน 2561 ที่ผ่านมา “ผลงานการแก้ปัญหา Power System Oscillation ในระบบไฟฟ้า ด้วยเทคนิคการทำ PSS Tuning แบบ Frequency Injection จากฝ่ายบำรุงรักษาไฟฟ้า กฟผ.” เป็นอีกหนึ่งผลงานชิ้นโบว์แดง ที่ไปคว้ารางวัลเหรียญทอง และรางวัลพิเศษจากประเทศจีน ในการประกวดและจัดแสดงผลงานวิจัย สิ่งประดิษฐ์ และนวัตกรรมในเวทีนานาชาติ “46th International Exhibition of Inventions of Geneva” ระหว่างวันที่ 11 - 15 เมษายน 2561 ณ กรุงเจนีวา สมาพันธรัฐสวิส

 

 

 

         ทีมผู้ปฏิบัติงานฝ่ายบำรุงรักษาไฟฟ้า ของ กฟผ. เจ้าของผลงาน ได้คิดค้นเทคนิคการแก้ปัญหาการแกว่งของกำลังไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า (Power System Oscillation) ซึ่งสามารถลดการเกิดเหตุการณ์การแกว่งของกำลังไฟฟ้าลงกว่า 40% ช่วยเพิ่มความมั่นคงให้กับระบบไฟฟ้าของประเทศไทย และลดความเสี่ยงในการเกิดไฟฟ้าดับเป็นวงกว้างได้ ที่สำคัญคือสามารถดำเนินการได้เอง ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญจากต่างชาติ

 


จุดเริ่มต้นของการคิดค้นนวัตกรรม คือ ความต้องการที่จะแก้ปัญหา

         นายสุวัฒน์ ติวัชรากร วิศวกรฝ่ายบำรุงรักษาไฟฟ้า หนึ่งในทีมผู้คิดค้นผลงาน กล่าวว่า ระบบส่งจ่ายไฟฟ้าในปัจจุบันมีการเชื่อมโยงเข้าหากันของสายส่งระหว่างพื้นที่ เช่น การเชื่อมโยงระบบส่งระหว่างภาคเหนือและภาคกลาง การเชื่อมโยงระหว่างภาคกลางและภาคใต้ อย่างไรก็ตาม เมื่อมีลักษณะการเชื่อมต่อของสายส่งในระยะทางไกลๆ มักจะเกิดปัญหาการแกว่งของกำลังไฟฟ้า (Power Oscillation) ขึ้นในสายส่ง ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ส่งผลให้ระบบส่งไฟฟ้าสูญเสียเสถียรภาพ และ อาจนำไปสู่การเกิดไฟฟ้าดับเป็นบริเวณกว้างได้ (Wide Area Blackout) ซึ่งจะส่งผลเสียต่อทุกภาคส่วน โดยเฉพาะเศรษฐกิจของประเทศที่จะเกิดความเสียหายทางเศรษฐกิจเป็นจำนวนมาก

 

         จากกรณีศึกษาระบบไฟฟ้ากำลังในประเทศไทย ปี พ.ศ. 2559 พบปัญหาแกว่งของกำลังไฟฟ้าเกิดขึ้นบ่อยครั้งทางภาคใต้ เนื่องจากกำลังผลิตในภาคใต้ที่ไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมีการส่งผ่านกำลังไฟฟ้าจากภาคกลางไปยังภาคใต้ซึ่งมีระยะทางที่ไกลกว่า 600 กิโลเมตร ทีมผู้ปฏิบัติงานบำรุงรักษาไฟฟ้า ของ กฟผ. จึงได้คิดหาวิธีลดการเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวขึ้น


เมื่อพบปัญหาและต้องการแก้ปัญหา ขั้นตอนต่อไปคือการลงมือทำ

         การหาวิธีลดการแกว่งของกำลังไฟฟ้าทำได้หลายทาง ไม่ว่าจะเป็นการลงทุนเพิ่มเพื่อสร้างโรงฟ้าที่อยู่ใกล้พื้นที่ที่ต้องการใช้ไฟฟ้า หรือการสร้างสายส่งเพิ่มเติมให้ส่งผ่านกระแสไฟฟ้าได้ดีมากยิ่งขึ้น เหมือนเป็นการขยายและเพิ่มเติมท่อส่งให้เพียงพอยิ่งขึ้น

 

         อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ต้องดำเนินการควบคู่กันไป คือ การปรับแต่งอุปกรณ์ช่วยลดการแกว่งของกำลังไฟฟ้า ที่เรียกว่า “Power System Stabilizer (PSS)” ซึ่งสามารถลดการเกิด Power Oscillation ที่เกิดขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีต้นทุนในการดำเนินการที่ต่ำที่สุด เนื่องจากอุปกรณ์ PSS จะถูกติดตั้งเข้ากับอุปกรณ์ควบคุมแรงดันเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอัตโนมัติ (Automatic Voltage Regulation, AVR) อย่างไรก็ตามอุปกรณ์ PSS ต้องผ่านการตั้งค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการช่วยลดการเกิด Oscillation ด้วย จึงจะใช้การได้ดี

 

ผลการทดสอบ PSS Performance หลังการปรับปรุง PSS

 

         ผลงานของทีมผู้ปฏิบัติงานบำรุงรักษาไฟฟ้า ของ กฟผ. นี้ เป็นเทคนิคในการปรับแต่งอุปกรณ์ช่วยลดการแกว่งของกำลังไฟฟ้า (PSS) ให้มีประสิทธิภาพสูงสุด ซึ่งสามารถปรับแต่งได้ด้วยตนเอง ไม่ต้องพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศ ด้วยการพัฒนากระบวนการและ คิดค้น Software ในการหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ โดยในอดีต กฟผ. จำเป็นต้องจ้างผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศ ทำการศึกษา และวิเคราะห์ระบบ (PSS Study) เพื่อทำการหาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมให้แก่อุปกรณ์ PSS ด้วยเทคนิคการสร้างแบบจำลองต่างๆ อย่างไรก็ตามความแม่นยำขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการจำลองซึ่งมีความซับซ้อน และมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินการ ซึ่งหลังจากที่ได้ใช้งานนวัตกรรมที่คิดค้นขึ้น ทำให้สามารถแก้ปัญหาได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว ได้ด้วยตนเอง


นวัตกรรมของคนไทย เพื่อคนไทย มีระบบไฟฟ้ามั่นคง

         จากเทคนิคการปรับแต่งอุปกรณ์จนสามารถหาค่าความเหมาะสมในการลดแกว่งของกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว ช่วยเพิ่มความมั่นคงให้กับระบบไฟฟ้าของประเทศ และลดความเสี่ยงในการเกิดไฟฟ้าดับเป็นวงกว้างได้ ซึ่งจากข้อมูลในปี 2556 ประเทศไทยสูญเสียมูลค่าทางเศรษฐกิจประมาณ 500 ล้านบาท จากการเกิดไฟฟ้าดับในพื้นที่ภาคใต้ รวมทั้งไม่เสียโอกาสในการจ่ายไฟ เนื่องจากเมื่อเกิด Power Oscillation ศูนย์ควบคุมจำเป็นต้องลดกำลังผลิตในสายส่งลง หรือปลดเครื่องออกจากระบบ ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อประชาชนเป็นวงกว้าง

 

         นอกจากนี้ยังเป็นการเพิ่มองค์ความรู้ให้กับหน่วยงาน สามารถพึ่งพาตนเองได้ ไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายหลายล้านบาทในการจ้างผู้เชี่ยวชาญจากต่างชาติ และยังสามารถขยายผลไปยังหน่วยงานอื่นๆในระบบไฟฟ้า เพราะหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในระบบไฟฟ้าไม่ได้มีเพียงแค่ กฟผ. เท่านั้น แต่ยังมีโรงไฟฟ้าของเอกชน ระบบส่งจ่ายไฟฟ้าของหน่วยงานอื่นๆ มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าจากต่างประเทศ ดังนั้น เมื่อผู้เกี่ยวข้องในระบบไฟฟ้าทุกหน่วยงานสามารถทำให้กระแสไฟฟ้ามีเสถียรภาพที่ดี จะทำให้ระบบไฟฟ้าที่เกาะอยู่ร่วมกันทั้งหมดมีความแข็งแกร่งขึ้นในภาพรวมด้วย