nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu chất lượng lưới điện bằng phương pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện việt nam

Nhận thấy vai trò to lớn của việc nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng lướiđiện, được sự tin tưởng của các thầy cô đặc biệt là thầy giáo PGS-TS : Nguyễn Tiến Ban em đã nhận đề tài :“

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

KHOA ĐIỆN - CƠ

1 Tên đề tài:

Nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu chất lượng lưới điện bằng phương pháp

dự trữ năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam

2 Các số liệu ban đầu:

3 Nội dung các phần cần thuyết minh và tính toán:

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ):

5 Họ tên cán bộ hướng dẫn:

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

7 Ngày hoàn thành đồ

án:

PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Tinh thần, thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp

………

………

………

2 Đánh giá chất lượng của Đ.T.T.N (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T.T.N trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, chất lượng các bản vẽ )

………

………

………

………

………

………

………

………

3 Cho điểm của cán bộ hướng dẫn:

(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày tháng năm 2014 Cán bộ hướng dẫn chính

(Họ tên và chữ kí)

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN

ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

1 Đánh giá chất lượng của đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2 Cho điểm cán bộ chấm phản biện

(Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày tháng năm 2014

Người chấm phản biện

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu

chất lượng lưới điện bằng phương pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam” do em tự tìm hiểu Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế

Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mụctài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếu pháthiện sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hải Phòng, ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Cường

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Tiến Ban với cương vị

là người hướng dẫn đã giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian thực hiện đồ án

Em cũng xin được cảm ơn toàn thể cac thầy cô trong bộ môn thiết bị điện nói riêng

và toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Hải Phòng nói chung đã tận tình dạy dỗ vàtruyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học tập tại trường

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu tham khảo trong

đồ án này và sự góp ý của các thầy cô trong bộ môn cùng toàn thể các bạn sinh viêntrong suốt quá trình thực hiện đồ án

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ H Ệ THỐNG ĐIỆN CỦA VIỆT NAM 1

1.1 Giới thiệu chung 1

1.2 Phụ tải hệ thống điện Việt Nam……… 2

1.2.1 Phân tích biểu đồ phụ tải 2

1.2.2 Đánh giá tăng trưởng phụ tải 3

1.3 Nguồn điện trong hệ thống điện Việt Nam 3

1.3.1 Tình hình phát triển nguồn điện 5

1.3.2 Các nguồn năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam 7

1.4 Lưới điện 13

1.4.1 Lưới điện hiện tại của Việt Nam 13

1.4.2 Vai trò của đường dây 500KV đối với hệ thống điện các miền 16

1.4.3 Những ưu và nhược điểm trong vận hành khai thác của lưới điện Việt Nam hiện nay 17

Chương 2: DỰ TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 21

2.1 Khái niệm về dự trữ năng lượng 21

2.2 Các phương thức dự trữ năng lượng trong hệ thống điện 21

2.3 Công suất lưới điện 23

2.4 Các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng lưới điện 23

2.4.1 Ổn định điện áp trong nhà máy và trên lưới điện 27

2.4.2 Ổn định tần số 30

2.4.3 Ổn định công suất 31

2.4.4 Statcom 36

2.4.4.1.Cấu trúc và nguyên lý hoạt động cơ bản của Statcom………… ……… 39

2.4.4.2.Các đặc tính của Statcom……….43

2.4.4.3.Điều khiển của Statcom……….… 44

Chương 3: HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ DỰ TRỮ NĂNG LƯỢNG 46

3.1 Đặt vấn đề 46

3.2 Hệ thống có dự trữ năng lượng 46

3.2.1 Energy Storage Systems (ESS) hệ thống lưu trữ năng lượng 46

3.2.2 Điều khiển năng lượng lưu trữ Energy Storage Drivers (ESD) 49

3.2.3 Ắc quy lưu trữ năng lượng thành phần Battery Energy Storage Components (BESC) 54

KẾT LUẬN 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ……… ………… 58

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU

Hình1.1: Đường dây 500KV Bắc-Nam 2

Hình1.3: Năng lượng mặt trời 10

Hình1.4: Năng lượng nước 11

Hình 1.5: Đường dây 500kV Bắc - Nam, bên trái là mạch 1, bên phải là mạch 2 16

Hình 2.1: Hệ thống hybrid dùng máy phát kết hợp với các nguồn năng lượng sạch 23

Hình 2.2: Mạch điện tương đương của STATCOM 38

Hình 2.3: Cấu trúc cơ bản của STATCOM 39

Hình 2.4: Nguyên lý hoạt động cơ bản của STATCOM 40

Hình 2.5: Nguyên lý bù của bộ bù tích cực 41

Hình 2.6: Trạng thái hấp thụ công suất phản kháng của cuộn bù 42

Hình 2.7: Trạng thái phát công suất phản kháng của bộ bù 43

Hình 2.8: Đặc tính V-I của STATCOM 43

Hình 2.9: Đặc tính V-Q của STATCOM 44

Hình 2.10: Hệ thống điều khiển của STATCOM 45

Hình 3.1: Các giai đoạn thực hiện dự án thí điểm của ABB 48Hình 3.2 Sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống ESS 49 Hình 3.3 Biểu đồ năng lượng 50

Hình 3.4 Nguyên lý điều khiển năng lượng gió, mặt trời và nguồn năng lượng bổ sung khác 52

Hình 3.5 Đồ thị thể hiện mức độ sử dụng năng lượng trong ngày 52

Hình 3.6 Biểu đồ năng lượng 53

Hình 3.7 Đồ thị năng lượng khi sử dụng ESS trong hệ thống 53

Hình 3.6 Ác quy dự trữ năng lượng 54

Hình 3.7 Thiết kế của ESS 55

Hình 3.8: Hình ảnh thực tế của ESS 56 Hình 3.9: Mô hình hệ thống ESS 56

Bảng 1.1 Ưu điểm và nhược điểm các nguồn điện của Việt Nam 7

Bảng 1.2: Sơ đồ phát triển điện lực quốc gia giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2020 tầm nhìn năm 2030 14

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta có bước tăng trưởng một cách ấntượng kéo theo đó nhu cầu dùng điện tăng rất nhanh Thực tế trên đòi hỏi chúng ta phảinghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao chỉ tiêu chất lượng điện và dự trữ năng lượng

để sử dụng hợp lý năng lượng trong tương lai Để hệ thống điện hoạt động linh hoạt ởmọi chế độ, kể cả tình huống sự cố nghiêm trọng nhất thì phải có các giải pháp đảm bảo

hệ thống hoạt động ổn định, tin cậy

Nhận thấy vai trò to lớn của việc nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng lướiđiện, được sự tin tưởng của các thầy cô đặc biệt là thầy giáo PGS-TS : Nguyễn Tiến Ban

em đã nhận đề tài :“ Nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu chất lượng lưới điện

bằng phương pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam” Em xin chân

thành cảm ơn thầy giáo PGS-TS : Nguyễn Tiến Ban đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn cho

em giúp em hoàn thành tốt đồ án này

Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo và các bạn đã chỉ bảo, đóng góp ý kiến,giúp em trong quá trình làm đồ án

Do những hạn chế về kinh nghiệm, kiến thức, thời gian nên bản đồ án khó tránhkhỏi những thiếu sót nhất định Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo

và các bạn Em xin trân trong cảm ơn!

Hải Phòng, Ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Xuân Cường

Chương 1:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA VIỆT NAM

1.1 Giới thiệu chung

Hệ thống điện Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ những năm 1960 Sau nửa thế

kỷ hình thành và phát triển, đến nay đã lớn mạnh với hàng vạn km đường dây và hàng trăm trạm biến áp Hệ thống điện gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ tiêu thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện 4 quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam

Nhà máy điện: là nơi sản xuất (chuyển đổi) ra điện năng từ các dạng năng lượng khác Nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí Thủy điện (Hòa Bình, Sơn La )

Lưới điện: làm nhiệm vụ truyền tải và phân phổi điện năng từ nơi sản xuất đến nơitiêu thụ

Lưới hệ thống: Nối các nhà máy điện với nhau và với các nút phụ tải khu vực ỞViệt Nam lưới hệ thống do A0 quản lý, vận hành ở mức điện áp 500 KV

Lưới truyền tải: Phần lưới từ trạm trung gian khu vực đến thanh cái cao áp cungcấp điện cho trạm trung gian địa phương Thường từ 110-220KV do A1, A2, A3 quảnlý

Lưới phân phối: Từ các trạm trung gian địa phương đến các trạm phụ tải (trạmphân phối) Lưới phân phối trung áp (6-35kV) do sở điện lực tỉnh quản lý và phân phối

hạ áp (380/220V)

Tính đến 31/12/2012, lưới điện truyền tải bao gồm 15.600MVA dung lượng máybiến áp 500kV, 26.226MVA dung lượng máy biến áp 220kV, 3.246MVA dung lượng MBA 110KV, 4.848km đường dây 500kV và 11.313km đường dây 220kV Công nghệ đường dây nhiều mạch, nhiều cấp điện áp, cáp ngầm cao áp 220kV, trạm GIS 220kV, thiết bị SVC 110kV, tụ bù dọc 500kV, hệ thống điều khiển tích hợp bằng máy tính và

nhiều công nghệ truyền tải điện tiên tiến trên thế giới đã được áp dụng rộng rãi tại lưới điện truyền tải Việt Nam.

Hình1.1: Đường dây 500KV Bắc-Nam

Hộ tiêu thụ: Là tập hợp các thiết bị sử dụng điện Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện Do đặc điểm và yêu cầu từng loại khách hàng sử dụng điện nên phụ tải điện được chia ra:

Hộ loại 1: Hộ tiêu thụ quan trọng nếu ngừng cung cấp điện nguy hiểm đến sức khỏe tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế, an ninh, quốc phòng

Hộ loại 2: Nếu ngừng cung cấp chỉ gây thiệt hại về kinh tế như quá trình sản xuất

bị gián đoạn

Hộ loại 3: Là những hộ tiêu thụ không thuộc nhóm loại một và nhóm loại hai: ví

dụ như những phân xưởng phụ, những xóm nhỏ…

1.2 Phụ tải của hệ thống điện Việt Nam

1.2.1 Phân tích biểu đồ phụ tải

Biểu đồ phụ tải thể hiện tình hình tiêu thụ điện tổng thể

Biểu đồ phụ tải thường được thể hiện bằng công suất điện của thiết bị được đođạc, ghi nhận theo định kỳ.

Biểu đồ phụ tải cho biết: Tình hình hoạt động của thiết bị Giá trị cao nhất, thấpnhất, giá trị trung bình từng thời điểm Thời gian vận hành thiết bị Chi phí điện năngphải trả

Biểu đồ phụ tải thể hiện mức độ dao động công suất thể hiện mức độ hoạt độngsản xuất theo từng thời điểm trong ngày

Hoạt động liên tục 24/24 hay theo từng ca

Công suất đỉnh hiện nay đang nằm trong thời điểm nào trong ngày (bình thường, cao điểm hay thấp điểm)

Tiềm năng chuyển đổi phụ tải

Đồ thị phụ tải thiết bị cho chúng ta thông tin về: Thời gian chạy, dừng của thiết

bị từ đó biết được chế độ vận hành của thiết bị (liên tục, gián đoạn theo mẻ, theo nhu cầu…)

1.2.2 Đánh giá tăng trưởng phụ tải

Ngành điện là một ngành then chốt cung cấp năng lượng phục vụ cho quá trình sản xuất và tiêu dùng, là một trong những ngành quan trọng nhất của nền kinh tế quốc dân Đối với Việt Nam là một nước có dân số đông đứng thứ 12 trên thế giới và là nước

có tốc độ tăng trưởng kinh tế và công nghiệp cao thì càng thể hiện vai trò quan trọng củamình

Tổng công suất lắp đặt các nhà máy điện đến năm 2010 khoảng trên 20.000MW, tăng gấp 3,2 lần so với 10 năm trước, sản lượng điện sản xuất ước đạt khoảng trên 100

tỷ kWh, gấp trên 3,7 lần năm 2000 và 1,88 lần so với 2005 Đến cuối 2009 hệ thống lướiđiện đã có trên 3.400km đường dây và 11 trạm 500kV với tổng dung lượng 7.500MVA, lưới 220kV có gần 8.500km với dung lượng các máy biến áp 19.000MVA Lưới điện 110kV và lưới trung, hạ thế đã bao phủ 98% các huyện, 97,9% các xã Tính chung cả nước có 96% số hộ được cấp điện từ lưới quốc gia

Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030Thị trường điện nước ta đã có định hướng và lộ trình hình thành và phát triển theo cáccấp độ, nhưng giai đoạn trước mắt sẽ còn nhiều khó khăn, và quá trình thực hiện cơ chếthị trường sẽ bị chậm lại do một số nguyên nhân: Thị trường đang và sẽ vẫn thiếu hànghoá, nguồn điện và lưới điện chưa đủ để cung cấp thì chưa thể nói đến cạnh tranh Thịtrường người mua có xu hướng luôn đòi hỏi phải được cấp đủ điện, nhưng không sẵnsàng trả giá theo giá cả thị trường mà muốn Nhà nước tiếp tục trợ giá, trong khi đa phầncác yếu tố đầu vào cho cung cấp điện đều theo giá thị trường khu vực và quốc tế Bộmáy quản lý điều tiết thị trường chưa đủ mạnh, còn đang hoàn thiện dần trong khi các cơ

sở pháp lý cũng chưa theo kịp, chưa thể ngày một ngày hai có khả năng quản lý thịtrường Dự báo nhu cầu điện toàn quốc sẽ tăng bình quân từ 14% đến 16% hàng nămtrong giai đoạn 2011-2015, tăng khoảng trên 11,5%/năm giai đoạn 2016-2020 Nhu cầuđiện sản xuất dự kiến năm 2015 là 194 – 211 tỷ kWh; năm 2020 là 329 – 362 tỷ kWh vànăm 2030 là 695 – 834 tỷ kWh Để đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục cho nhu cầu

xã hội, với nhu cầu điện như trên, chương trình phát triển hệ thống điện sẽ có quy mô rấtlớn Với phương án cơ sở dự kiến tổng công suất nguồn điện năm 2015 sẽ khoảng42.500MW, gấp hơn 2 lần năm 2010 với tỷ trọng 33,6% thuỷ điện, 35,1% nhiệt điệnthan, 24,9% nhiệt điện dầu và khí, khoảng gần 4% nguồn năng lượng tái tạo (thuỷ điệnnhỏ, điện gió, sinh khối, mặt trời v.v ), còn lại khoảng 2,5% nhập khẩu Đến năm 2020tổng công suất nguồn điện sẽ khoảng 65.500MW với tỷ trọng thuỷ điện 26,6%(~17.400MW), nhiệt điện than tăng lên 44,7% (~29.200MW), nhiệt điện dầu-khí giảmxuống 19,6% (~12.800MW), nguồn năng lượng tái tạo chiếm 4,8% (~3.100MW), nhậpkhẩu chiếm 2,8% (~1.800 MW) và sẽ có tổ máy đầu tiên – 1000MW của nhà máy điệnhạt nhân Ninh Thuận Năm 2030 tổng công suất nguồn điện lên tới 137.600MW, trong

đó thuỷ điện chỉ còn chiếm 15,3%, nhiệt điện than tăng lên chiếm 56,1%, nhiệt điệndầu– khí 12,7%, công suất các nhà máy điện hạt nhân lên tới 10.700MW với tỷ trọng7,8%, còn điện nhập khẩu chiếm khoảng 4,6% Đi theo việc xây dựng hàng loạt các nhàmáy điện, hệ thống lưới truyền tải cũng có kế hoạch phát triển tương ứng với dự kiến

năm 2020 dung lượng các trạm 500kV là trên 55.000MVA, trạm 220kV là trên 90.000MVA; tổng chiều dài lưới 500kV là 7.700km, lưới 220kV là 17.000km Đến năm 2030dung lượng các trạm 500kV là 83.500MVA, các trạm 220kV là 176.000MVA; từ năm2021-2030 xây dựng thêm khoảng 3.000km đường dây 500kV và 5.100 km đường dây220kV Ước tổng vốn đầu tư cho phát triển hệ thống điện trong 20 năm tới rất lớn:khoảng 156 tỷ USD, bình quân hàng năm khoảng 7,8 tỷ USD, bao gồm cả nguồn, lướitruyền tải và phân phối điện, trong đó giai đoạn 2011-2020 trung bình gần 6,9 tỷ USDvới cơ cấu 74% cho các nhà máy điện và 26% cho xây dựng lưới điện Với chính sách

đa dạng hoá đầu tư xây dựng nguồn điện, ngày càng có nhiều ngành, đơn vị ngoài EVNtham gia đầu tư xây dựng các nhà máy điện, tỷ trọng nguồn điện của EVN trong tổng cơcấu năm nguồn điện 2009 là hơn 65% và dự kiến đến năm 2015 giảm xuống 62% Khi

có đủ điều kiện, hệ thống truyền tải, hệ thống điều độ điện sẽ tách khỏi EVN thành cáccông ty Nhà nước độc lập để thực hiện cung ứng điện trong cơ chế thị trường cạnh tranh

1.3 Nguồn điện trong hệ thống điện Việt Nam

1.3.1 Tình hình phát triển nguồn điện

Nước ta hiện nay đang phụ thuộc nhiều vào thủy điện, do đó thường xảy ra thiếuđiện vào mùa khô Trong kế hoạch phát triển ngành điện trong tương lai tỷ trọng đónggóp của thủy điện sẽ giảm dần

Vào mùa khô tình hình hạn hán nghiêm trọng kéo dài làm suy giảm công suất vàsản lượng các nhà máy thủy điện, một số nhà máy nhiệt điện mới (Hải Phòng, QuảngNinh, Uông Bí 2, Phả Lại 2, Cẩm Phả và Sơn Động) lại vận hành không ổn định thườngxảy ra sự cố, trong khi đó nhu cầu về điện lại tăng cao do nắng nóng dẫn đến việc mấtcân đối cung-cầu về điện Nguyên nhân cơ bản của tình trạng thiếu điện là do nhiều dự

án nguồn bị chậm tiến độ nhiều năm qua

Hiện nay ở nước ta có 2 nguồn sản xuất điện năng chủ yếu đó là thủy điện vànhiệt điện Nhiệt điện hiện nay chủ yếu là 3 nguồn: nhiệt điện than, nhiệt điện khí vànhiệt điện dầu Thời gian gần đây một số dự án sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo

như gió và mặt trời được ứng dụng nhiều hơn, góp phần tạo thêm nguồn cung cấp điệnnăng.

Ngành thủy điện: không có chi phí cho nhiêu liệu, có mức phát thải thấp và cóthể thay đổi công suất nhanh theo yêu cầu phụ tải Tuy nhiên, ngành có chi phí đầu tưban đầu cao, thời gian xây dựng lâu và là nguồn bị động nhất

Nhiệt điện khí: Có tỷ trọng đóng góp lớn nhất trong cơ cấu nguồn sản xuất nhiệtđiện với tỷ trọng hơn 60% tổng công suất của nhiệt điện Nguồn nguyên liệu để sản xuất

ra điện là khí tự nhiên được mua lại từ Tập đoàn dầu khí và nhập khẩu, giá bán khí sẽbiến động theo giá dầu Mặc dù nguồn khí tự nhiên nước ta khá dồi dào, tuy nhiên do giáthành sản xuất điện khí ở mức cao do đó mặc dù công suất của các nhà máy điện khí rấtlớn nhưng tỷ lệ khai thác lại không cao Các dự án nhiệt điện khí chủ yếu được quyhoạch tập trung ở khu vực miền Nam, nơi có nguồn cung cấp khí dồi dào từ Tập đoàndầu khí

Nhiệt điện than: Đứng thứ 2 trong cơ cấu các nguồn nhiệt điện nước ta, nguồnnguyên liệu hiện nay toàn bộ được mua từ nguồn than đá trong nước của Tập đoàn ThanKhoáng Sản Việt Nam với giá ưu đãi, trong tương lai cùng với sự phát triển của các dự

án này thì nhiều khả năng nước ta sẽ phải nhập khẩu thêm nguồn than bên ngoài Chi phínhiên liệu để vận hành các nhà máy nhiệt điện than thấp hơn nhiều so với nhiệt điện khíkhoảng 60% để đạt được cùng mức công suất và nhiệt lượng Do đó nhiệt điện than lànguồn năng lượng được ưu tiên sử dụng thậm chí hơn cả thủy điện do tính ổn định.Miền Bắc có vị trí huận lợi với trữ lượng than lớn tại Quảng Ninh nên đã xây dựng cácnhà máy nhiệt điện

Nhiệt điện dầu: Các nhà máy nhiệt điện dầu thường được xây dựng chung trong

tổ hợp các khu nhiệt điện khí, dầu như khu tổ hợp điện dầu khí Phú Mỹ, do chi phí sảnxuất điện cao nên nhiệt điện dầu chỉ được khai thác nhằm bù đắp lượng điện thiếu tứcthời, do đó đóng góp trong cơ cấu nhiệt điện của nhóm này là thấp

Các nguồn năng lượng tái tạo: Hiện nay các nguồn năng lượng này đang đượcchú trọng phát triển đáng chú ý là các dự án về phong điện (Bình Thuận) và điện mặttrời.

Các nguồn điện Ưu điểm Nhược điểm

Thủy điện - Không tốn chi phí nguyên

- Chi phí ban đầu cao

- Là nguồn bị động nhất,chịu hoàn toàn vào yếu tốthời tiết

- Thời gian xây dựng lâu.Nhiệt điện - Chi phí đầu tư ban đầu

thấp hơn thủy điện

- Nguồn tương đối ổn định,không phụ thuộc thời tiết

- Thời gian xây dựng nhanh

- Chi phí vận hành cao hơn thủy điện

- Tác động đến môi trường

- Than, dầu, khí không là tài nguyên vô hạn, trong tương lai có khả năng phải nhập khẩu

- Thay đổi công suất chậm

Năng lượng tái

tạo (gió, mặt trời)

- Thân thiện với môi trườngViệt Nam có tiềm năng lớnvới nguồn năng lượng này

- Chi phí đầu tư ban đầu Cao

- Cần kỹ thuật công nghệhiện đại để thu được năng lượng

Điện nhập khẩu - Chi phí đầu tư thấp - Chi phí mua điện cao,

phụ thuộc đối tác

- Nhập khẩu sẽ mất ngoại tệ

Bảng 1.1 Ưu điểm và nhược điểm các nguồn điện của Việt Nam

1.3.2 Các nguồn năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng sử dụng tạo ra nguồn điệnđược phân bố rộng khắp trên toàn quốc Sinh khối từ các sản phẩm hay chất thải nôngnghiệp có sản lượng tương đương 10 triệu tấn dầu/năm Tiềm năng khí sinh học xấp xỉ

10 tỉ năm m3 năm có thể thu được từ rác, phân động vật và chất thải công nghiệp Tiềmnăng kỹ thuật của thủy điện nhỏ (<30MW) hơn 4,000MW Nguồn năng lượng mặt trờiphong phú với bức xạ nắng trung bình là 5kWh/m2/ngày phân bố trên khắp đất nước Vịtrí địa lý của Việt Nam với hơn 3,400km đường bờ biển cũng giúp Việt Nam có tiềmnăng rất lớn về năng lượng gió với tiềm năng ước tính khoảng 500-1000 kWh/m2/năm.Những nguồn năng thay thế này có thể được sử dụng giúp Việt Nam đáp ứng nhu cầunăng lượng ngày càng tăng nhanh Mặc dù Việt Nam đã triển khai sớm và thành côngmột số dự án nhưng việc ứng dụng năng lượng tái tạo tại Việt Nam vẫn chưa khai tháchết tiềm năng sẵn có

Việt Nam có tiềm năng phát triển các nguồn năng lượng sẵn có của mình Nhữngnguồn năng lượng có thể khai thác và sử dụng trong thực tế đã được nhận diện đến naygồm: thủy điện, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng khí sinh học (KSH),nhiên liệu sinh học, năng lượng từ nguồn rác thải sinh hoạt, năng lượng mặt trời, vànăng lượng địa nhiệt

a) Năng lượng gió

Hình 1.2 : Năng lượng gióNằm trong khu vực cận nhiệt đới gió mùa với bờ biển dài, Việt Nam có mộtthuận lợi cơ bản để phát triển năng lượng gió Theo một nghiên cứu về năng lượng giócủa Ngân hàng thế giới, Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnh thổ được đánh giá có tiềmnăng từ “tốt” đến “rất tốt” để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn Tổng tiềm năng điệngió của Việt Nam ước đạt 513.360MW tức là bằng hơn 200 lần công suất của Thủy điệnSơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện vào năm 2020 Nếu xét tiêuchuẩn để xây dựng các trạm điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở những khuvực khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gióloại nhỏ Được đánh giá là quốc gia có tiềm năng phát triển năng lượng gió nhưng hiệntại số liệu về tiềm năng khai thác năng lượng gió của Việt Nam chưa được lượng hóađầy đủ bởi còn thiếu điều tra và đo đạc Số liệu đánh giá về tiềm năng năng lượng gió có

sự dao động khá lớn, từ 1.800MW đến trên 9.000MW, thậm chí trên 100.000MW Theocác báo cáo thì tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam tập trung nhiều nhất tại vùngduyên hải miền Trung, miền Nam, Tây Nguyên và các đảo

b) Năng lượng mặt trời

Hình1.3: Năng lượng mặt trờiViệt Nam là nước nhiệt đới với tổng số giờ nắng và cường độ bức xạ nhiệt cao(trung bình xấp xỉ 5kWh/m2/ngày) Đặc biệt là ở các vùng phía Nam, số giờ nắngkhoảng 1.600-2.600 giờ/năm Nước ta đã phát triển nguồn năng lượng điện mặt trời từnhững năm 1960, tới nay hoàn toàn làm chủ công nghệ điện mặt trời Tuy nhiên, dù cónguồn tài nguyên năng lượng mặt trời lớn nhưng sau một thời gian phát triển, việc khaithác nguồn năng lượng này chưa hiệu quả Sở dĩ, năng lượng mặt trời chưa phát triển ởViệt Nam là do chi phí thiết bị còn khá cao, khoảng 20.000USD/gia đình Công nghệthiết kế, lắp ráp, vận hành và bảo trì tương đối phức tạp Đến nay, cả nước có khoảng5.000 hộ sử dụng điện mặt trời Nhưng điều đáng quan tâm là kinh phí lắp đặt mạng lướiđiện mặt trời của 5.000 hộ này phần lớn là do nước ngoài tài trợ và Nhà nước chưa cómột chính sách nào cụ thể để ngành công nghiệp năng lượng mặt trời phát triển Hiệnnay, mới chỉ có sự tham gia của các nhà khoa học, một vài doanh nghiệp và một số tổchức trong việc nghiên cứu, thử nghiệm các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời Sựtham gia của Nhà nước đối với ngành công nghiệp này chỉ dừng ở mức kêu gọi, khuyếnkhích nên hiệu quả chưa cao.

Việc nghiên cứu, ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo trong đó phát triển mạnhnăng lượng gió và năng lượng mặt trời là xu hướng tất yếu của thế giới nói chung và

Việt Nam nói riêng Muốn khai thác và sử dụng một cách hiệu quả, đòi hỏi Nhà nướcphải có những chính sách định hướng và hỗ trợ hợp lý cụ thể, rõ ràng, toàn diện Bêncạnh việc cấp kinh phí cho hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm, Nhà nước cần đỡ đầu vàtạo điều kiện cho các doanh nghiệp đầu tư vào quá trình chuyển giao công nghệ, nhằmnâng cao số lượng cũng như chất lượng các sản phẩm Có như vậy, Việt Nam mới có thểđưa ngành này thành một ngành công nghiệp năng lượng mới, tiến tới trọng điểm trongtương lai, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.

c) Năng lượng nước - Thủy điện

Hình1.4: Năng lượng nước

Việt Nam có khoảng 260 công trình thủy điện đang được khai thác và 211 côngtrình đang thi công xây dựng, hiện cả nước có hơn 6.500 hồ chứa thủy lợi với tổng dungtích 11 tỷ m³ nước, trong đó có hơn 560 hồ chứa lớn, còn lại đều là loại hồ chứa nhỏ.Hiện nay phần lớn các nguồn năng lượng thủy điện cơ bản đã được khai thác hết và đểđạt được mục tiêu trên, Việt Nam đang đẩy mạnh khai thác các nhà máy thủy điện vừa

và nhỏ; tối ưu vận hành các nhà máy thủy điện trên cùng bậc thang thủy điện để đạt tối

đa khả năng khai thác Hiện tại có trên 1.000 địa điểm đã được xác định có tiềm năngphát triển thủy điện nhỏ, qui mô từ 100kW tới 30MW với tổng công suất đặt trên7.000MW, các vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc, Nam Trung Bộ và TâyNguyên

Việc đầu tư xây dựng các dự án thủy điện đã và đang góp phần quan trọng trongviệc đảm bảo an ninh năng lượng nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của cả nướctheo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa Các nhà máy thủy điện đã đóng góp tới48,26% công suất (13.000MW) và 43,9% (53 tỉ kWh) điện lượng cho hệ thống điện.Đây là nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo, giá thành rẻ hơn so với các nguồnđiện khác Quá trình đầu tư xây dựng và vận hành khai thác đã tạo nhiều việc làm chocác lực lượng lao động trong cả nước Việc hình thành các hồ chứa thủy điện cũng gópphần quan trọng trong việc chủ động tích trữ để xả nước cho nhu cầu dân sinh, nôngnghiệp và tham gia cắt giảm lũ cho hạ du, cải tạo môi trường, phát triển du lịch sinh thái,nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy

Đặc biệt, với tổng dung tích các hồ chứa lên tới hàng chục tỉ m3 nước, thủy điệncũng đã đóng vai trò quan trọng trong việc chủ động tích trữ để bổ sung lưu lượng, cấpnước về mùa kiệt và cắt giảm lũ phục vụ sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môi trường cho hạ

du Và đây là nguồn dung tích trữ nước cực kỳ quan trọng, trong những năm qua đã gópphần quan trọng bảo đảm an ninh nguồn nước, đóng vai trò chủ chốt, đảm bảo chủ độngđiều tiết cấp nước và chống, giảm lũ cho hạ du đặc biệt là khu vực miền Bắc Đồng thờivới việc đầu tư xây dựng các dự án thủy điện, một số cơ sở hạ tầng kinh tế - xã hội nhưđiện, đường, trường học, trạm y tế, nhà văn hóa trong các khu vực tái định cư được

nâng cấp, xây dựng mới khá đồng bộ và kiên cố, tạo điều kiện thúc đẩy phát triển kinh tế

- xã hội và văn hóa cho người dân địa phương

d) Năng lượng sinh khối

Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượngsinh khối Các loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từ cây trồng,chất thải chăn nuôi, rác thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác Khả năng khai thácbền vững nguồn sinh khối cho sản xuất năng lượng ở Việt Nam đạt khoảng 150 triệu tấnmỗi năm Một số dạng sinh khối có thể khai thác được ngay về mặt kỹ thuật cho sảnxuất điện hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng lượng (sản xuất cả điện và nhiệt) đólà: Trấu ở Đồng bằng Sông Cửu long, Bã mía dư thừa ở các nhà máy đường, rác thảisinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc, hộ gia đình vàchất thải hữu cơ khác từ chế biến nông-lâm-hải sản

d) Năng lượng địa nhiệt:

Mặc dù nguồn địa nhiệt chưa được điều tra và tính toán kỹ Tuy nhiên, với sốliệu điều tra và đánh giá gần đây nhất cho thấy tiềm năng điện địa nhiệt ở Việt Nam cóthể khai thác đến trên 300MW Khu vực có khả năng khai thác hiệu quả là miền Trung.Hiện tại, sử dụng năng lương tái tạo ở Việt Nam mới chủ yếu là năng lượng sinh khối ởdạng thô cho đun nấu hộ gia đình Năm 2010, mức tiêu thụ đạt khoảng gần 13 triệu tấnquy dầu Ngoài việc sử dụng năng lượng sinh khối cho nhu cầu nhiệt, thì còn có mộtlượng Năng lượng tái tạo khác đang được khai thác cho sản xuất điện năng Tổng điệnnăng sản xuất từ các dạng năng lượng tái tạo đã cung cấp lên lưới điện quốc gia đạt gần2.000 triệu kWh, chiếm khoảng 2% tổng sản lượng điện phát lên lưới toàn hệ thống

1.4 Lưới điện

1.4.1 Lưới điện hiện tại của Việt Nam

Lưới điện quốc gia đang được vận hành với các cấp điện áp cao áp 500kV,220kV và 110kV và các cấp điện áp trung áp 35kV và 6kV Toàn bộ đường dây truyền

tải 500KV và 220KV được quản lý bởi Tổng Công ty Truyền tải điện quốc gia, phầnlưới điện phân phối ở cấp điện áp 110kV và lưới điện trung áp ở các cấp điện áp từ 6kVđến 35kV do các công ty điện lực miền quản lý Việt Nam có kế hoạch phát triển lướiquốc gia đồng thời cùng với phát triển các nhà máy điện nhằm đạt được hiệu quả tổnghợp của đầu tư, đáp ứng được kế hoạch cung cấp điện cho các tỉnh, nâng cao độ tin cậycủa hệ thống cung cấp điện và khai thác hiệu quả các nguồn điện đã phát triển, hỗ trợchương trình điện khí hoá nông thôn và thiết thực chuẩn bị cho sự phát triển hệ thốngđiện trong tương lai

500 kV được đưa vào vận hành tháng 9 năm 1994, mạch 2 được đưa vào vận hành vàocuối năm 2005

Năm 2012 lưới truyền tải 500 KV Bắc- Nam vận hành tương đối ổn định và luôntruyền tải công suất cao từ Bắc vào Nam, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 2,76% giảm1,04% so với năm 2011 (3,80%)

Nhiều công trình đường dây và trạm đã chính thức đưa vào vận hành góp phần đáng kể trong việc đảm bảo cung cấp điện, cải thiện chất lượng điện áp, giảm tổn thất, chống quá tải và nâng cao độ ổn định vận hành của hệ thống

Về HTĐ 500 kV đã đóng mới: 05 máy biến áp với tổng dung lượng 2734 MVA gồm: MBA AT5 Tân Định (450MVA), AT1 Hiệp Hòa (900MVA), AT2 Ô Môn

(450MVA), T5, T6 NMĐ Sơn La (2x467MVA); thay mới và nâng cấp 03 máy biến áp với dung lượng tổng 1500MVA gồm: AT1 Tân Định (600MVA), AT1 Đăk Nông

(600MVA), MBA T2 Phú Mỹ 3 (300MVA); đóng mới 02 ĐD 500kV với tổng chiều dài524,4 km (mạch kép Sơn La - Hiệp Hòa); nâng cấp 04 tụ bù dọc lên 2000 A (TBD 502 Đăk Nông, TBD 504 Đà Nẵng, TBD 505 Đà Nẵng, TBD 505 Pleiku)

Trong năm 2012, do miền Nam chưa kịp bổ sung công trình mới trong khi phụtải tăng cao nên truyền tải công suất trên đường dây truyền tải 500 KV Bắc- Nam là rấtcăng thẳng, Xu hướng truyền tải công suất chủ yếu từ HTĐ miền Bắc, miền Trung vàomiền Nam Sản lượng điện nhận từ HTĐ 500kV của các HTĐ miền: HTĐ Bắc nhận11,55 tỷ kWh chiếm 24,5% tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Trung là 2,35 tỷkWh chiếm 19,9 % tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Nam là 19,49 tỷ kWhchiếm 32,8 % tổng sản lượng miền Các đoạn đường dây thường xuyên truyền tải cao là

ĐD 500kV Hà Tĩnh – Nho Quan, Đà Nẵng – Hà Tĩnh, Phú Lâm – Đăk Nông, PleiKu –

Di Linh – Tân Định Truyền tải trên ĐD 500kV rất căng thẳng, các MBA trên HTĐ500KV thường xuyên mang tải cao và xuất hiện quá tải: MBA AT1, AT2 Thường Tín;AT2 Nho Quan; AT1, AT2 Phú Lâm; AT1, AT2 Tân Định, Nhà Bè, Đăk Nông (khi phátcao các thủy điện Nam miền Trung) Hệ thống phân phối điện mặc dù trong điều kiệntương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao Đường dây bị quá tải, máy biến áp vậnhành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng kém là nhưng nguyên nhân chínhgây ra tổn thất cao EVN đã có một số biện pháp quan trọng để giải quyết những vấn đề

này và hiện nay đã giảm đáng kể những tổn thất trên lưới truyền tải và phân phối EVN

có kế hoạch tiếp tục giảm tỷ lệ tổn thất hệ thống xuống dưới 8.8% vào năm 2013 và cácnăm tiếp theo

1.4.2 Vai trò của đường dây 500KV đối với hệ thống điện các miền

Hình 1.5: Đường dây 500kV Bắc - Nam, bên trái là mạch 1, bên phải là mạch 2Đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1 là công trình đường dây truyềntải điện năng siêu cao áp 500kV đầu tiên tại Việt Nam có tổng chiều dài 1.487 km, kéo

dài từ Hòa Bình đến Thành phố Hồ Chí Minh Mục tiêu xây dựng công trình là nhằmtruyền tải lượng điện năng dư thừa từ Miền Bắc Việt Nam (từ cụm các nhà máy thủyđiện Hòa Bình, Thác Bà; nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí, Ninh Bình) để cung cấp cho miềnNam Việt Nam và miền Trung Việt Nam lúc đó đang thiếu điện nghiêm trọng, đồng thờiliên kết hệ thống điện cục bộ của ba Miền thành một khối thống nhất Những năm qua,cùng với đường dây 500 kV mạch 2 (được đưa vào vận hành năm 2005), dòng điện qua

2 mạch đường dây 500 kV Bắc Nam vẫn luôn thông suốt, góp phần quan trọng đảm bảocung cấp đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội của đất nước Tính đến đầu năm 2011,tổng sản lượng điện năng truyền tải qua đường dây 500 kV Bắc Nam mạch 1 là trên 200

tỷ kWh Đường dây 500 kV Bắc Nam mạch 1 dài 1.462,5 km, với 3.436 vị trí cột, do 4công ty truyền tải quản lý vận hành Công ty Truyền tải điện 1: Quản lý vận hành 955 vịtrí (từ 001 đến 955), dài 406 km, từ Lào Cai đến Hà Tĩnh và các trạm biến áp 500 kVHoà Bình, Hà Tĩnh Công ty Truyền tải điện 2: Quản lý vận hành 1352 vị trí (từ 955 đến2307), dài 587 km, và Trạm biến áp 500 kV Đà Nẵng Công ty Truyền tải điện 3: Quản

lý vận hành 708 vị trí (từ 2308 đến 3015), dài 314,5 km và Trạm biến áp 500 kV Pleiku.Công ty Truyền tải điện 4: Quản lý vận hành 421 vị trí (từ 3015 đến 3436, dài 183 km

và Trạm biến áp 500 kV Phú Lâm

Đường dây 500kV Bắc - Nam mạch 1 được đưa vào vận hành vào tháng 5/1994,

cơ bản đã giải quyết được tình trạng thiếu điện của Miền Nam Sau khi đóng điện đưavào vận hành máy biến áp 500kV tại Đà Nẵng (9/1994) và Pleiku (tháng 11/1994), tìnhhình cung cấp điện cho Miền Trung đã được giải quyết căn cơ

Giai đoạn từ năm 1994 đến năm 1997, công suất truyền tải chủ yếu từ Bắc vàoNam và chiếm tỉ trọng lớn trong tổng sản lượng cung cấp của Miền Nam và MiềnTrung:

Sản lượng phát ra ở Hòa Bình: 9,170 tỷ kWh

Sản lượng cung cấp cho Miền Nam (tại đầu Phú Lâm): 6,598 tỷ kWh (chiếm16,7 – 28,8%)Sản lượng cung cấp cho Miền Trung (tại đầu Đà Nẵng và Pleiku): 2,074 tỷkWh (chiếm 40 – 50,7%)

Từ năm 1999, công suất truyền tải từ Nam ra Bắc là chủ yếu Tính đến đầu năm

2009, tổng sản lượng điện năng truyền tải qua đường dây này sau 15 năm vận hành (tính

cả hai chiều) là 148 tỷ kWh

1.4.3 Những ưu và nhược điểm trong vận hành khai thác của lưới điện Việt Nam hiện nay.

a) Ưu điểm:

Việt Nam đang nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng tái tạo đã có một

số dự án được đánh giá cao

Luôn đảm bảo an toàn, đảm bảo chất lượng phục vụ tốt nhất

Hệ thống điều độ được phân cấp, mỗi cấp thực hiện chức năng và nhiệm vụ củamình Cấp cao nhất là điều độ quốc gia có nhiệm vụ:

- Thỏa mãn nhu cầu của phụ tải về điện năng và công suất đỉnh

- Đảm bảo chất lượng điện năng: tần số và mức điện áp ở các nút chính của hệthống (nút kiểm tra)

- Đảm bảo hiệu quả kinh tế cao nhất bằng cách sử dụng hợp lý các nguồn nănglượng sơ cấp

- Nhanh chóng loại trừ sự cố khi xảy ra và ngăn chặn sự lan truyền của sự cố

phương và người dân tại các vùng dự án chưa phối hợp đồng bộ trong việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư Vì vậy mà mấy năm qua vào mùa nắng nóng và khô hạn

luôn xảy ra tình trạng thiếu điện, ảnh hưởng tới sản xuất và sinh hoạt của nhân dân Việcnguồn, lưới điện không đảm bảo tiến độ thi công vẫn chưa có chế tài đủ sức băt buộc mang tính quy kêt trách nhiệm đối với các chủ đầu tư, nhà thầu xây dựng, kể cả phía quản lý…

- Yêu cầu vốn đầu tư cho xây dựng nguồn và lưới điện ngày càng lớn, trong khi giáđiện hiện hành không đảm bảo đủ chi phí đầu vào, nếu tính trượt giá thì hầu như không tăng, gây khó khăn lớn cho EVN khi thiếu vốn đầu tư mở rộng - nâng cấp hệ thống điện

và làm nản lòng nhiều nhà đầu tư tham gia vào phát triển nguồn điện Cũng do thiếu vốnđầu tư mà ta phải lựa chọn các nhà thầu có gói thiết bị giá rẻ hơn, kéo theo việc các côngtrình nguồn điện sau khi hoàn thành xây dựng đã vận hành không ổn định, hỏng hóc kéodài

- Khu vực miền Nam có nhu cầu phụ tải điện chiếm tỷ trọng khoảng 50% toàn quốc

Do việc khai thác cung cấp nguồn khí đốt ngoài khơi cho sản xuất điện hạn chế, khu vựcmiền Nam cần phải xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy than Với điều kiện địa hình không thuận lợi, khoảng cách vận chuyển than xa hàng ngàn cây số và chưa nhập khẩu được than nên hầu hết các công trình nhà máy nhiệt điện than ở miền Nam chậm nhiều

so với kế hoạch, dẫn đến nguy cơ thiếu điện cao trong vài năm tới, trong khi phụ tải điệnvẫn không ngừng tăng

- Việc đầu tư phát triển sản xuất các thiết bị điện trong nước chưa theo kịp nhu cầu, dẫn đến Việt nam phụ thuộc nhiều vào thiết bị nhập ngoại Hầu hết thiết bị nhà máy điện, các thiết bị bảo vệ lưới, cách điện cao áp… đếu phải nhập bằng ngoại tệ

- Về phía hộ sử dụng điện, ý thức tiết kiệm và sử dụng điện hiệu quả của đại bộ phận

xã hội còn kém Giá điện ở nước ta thấp so với mặt bằng giá khu vực nên nhiều nhà đầu

tư nước ngoài đã triển khai xây dựng hàng loạt các nhà máy công nghiệp sản xuất thép,

xi măng, vượt cả mức chỉ tiêu kế hoạch ngành trong 10 năm tới, gây khó khăn thêm trong cung cấp điện

Tình trạng thiếu điện của Việt Nam gồm 3 nguyên nhân chính:

- Tỷ lệ phụ thuộc vào thuỷ điện quá lớn

- Sự trì trệ trong quản lý xây dựng các dự án nhà máy phát điện mới.

- Tình trạng độc quyền của EVN

Ngoài ra, một nguyên nhân khác phải kể đến đó là tình trạng tiêu thụ điện bừabãi, không tiết kiệm của người dân trong bối cảnh giá điện tại Việt Nam còn thấp so vớikhu vực khi chỉ bằng 1/3 so với giá bán của Thái Lan hay Cambodia Điều này khiếnnhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng

Sử dụng năng lượng lãng phí dẩn đến thiếu điện vào mùa khô: Theo ông Tạ VănHường, Vụ trưởng Vụ Năng lượng (Bộ Công thương), yếu kém lớn nhất hiện nay là ViệtNam vẫn nằm trong số các nước có mức sản xuất và tiêu thụ năng lượng bình quân đầungười thấp xa so với mức trung bình của thế giới và kém nhiều nước trong khu vực.Trình độ công nghệ năng lượng còn thấp, nhiều cơ sở sản xuất năng lượng đang phảiduy trì công nghệ cũ, lạc hậu, có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật thấp, hiệu suất thấp và gây

ô nhiễm môi trường Nguy cơ thiếu hụt năng lượng lớn vào mùa khô: Vào mùa khôlượng mưa ở nước ta giảm nen nguồn cung nước cho các nhà máy giảm, chính vì thề màcác nhà máy thỉu diện không thể hoạt đọng hết công suất của nó.đồng thời vào mùa khônhu cầu tiêu dung điện của người dân tang lên đáng kể vì thế mà nguy cơ thiếu hụt nanglượng điện là rất lớn Theo tính toán các nguồn than, dầu thô sẽ cạn kiệt vào giai đoạn

2025, trong khi hệ thống điện vẫn phát triển chậm và tiềm ẩn khả năng không đảm bảo

an toàn cung cấp điện

Thiếu điện lưới ở các huyện đảo: Hiện nay, việc phát triển kinh tế-xã hội vùngbiển đảo Tổ quốc, trong đó có các huyện đảo Cô Tô (Quảng Ninh), Lý Sơn (QuảngNgãi) và Phú Quốc (Kiên Giang) với vị trí chiến lược hết sức quan trọng được Ðảng,Nhà nước ưu tiên, quan tâm, trong đó việc đưa điện lưới ra các đảo này là hết sức cấpthiết Phương án cấp điện cho các đảo bằng cáp ngầm (110kV, 22kV) đã được các bộ,ngành và ngành điện tính toán, cân nhắc kỹ lưỡng, cho thấy lợi thế hơn hẳn so với cácphương án khác (xây nhà máy nhiệt điện, điện gió hay năng lượng mặt trời) cả về tính

ổn định, bền vững và chi phí vận hành Khi đi vào vận hành, điện lưới quốc gia sẽ làm

thay đổi bộ mặt đời sống kinh tế - xã hội, cải thiện đời sống dân sinh, góp phần bảo đảm

an ninh quốc phòng, giữ vững chủ quyền biển đảo thiêng liêng của đất nước

Chương 2:

DỰ TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 Khái niệm về dự trữ năng lượng

Giải pháp cung cấp điện dự phòng ngay khi xảy ra mất điện lưới Bảo đảm duytrì hoạt động sinh hoạt sản xuất trong thời gian bị mất điện Ngoài ra hệ thống giúp bảo

vệ và nâng cao tuổi thọ của các thiết bị điện trong hệ thống

2.2 Các phương thức dự trữ năng lượng trong hệ thống điện

Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ năng lượng, người ta bắt đầu có xuhướng sử dụng nguồn năng lượng “sạch” - năng lượng mặt trời Năng lượng mặt trời cóthể chuyển thành điện năng bằng cách sử dụng pin năng lượng mặt trời, hoặc sử dụngcác tua-bin nhiệt như những máy phát điện khác, nhiệt năng từ ánh sáng mặt trời sẽ làmnước bốc hơi, và làm quay tua-bin, tạo ra dòng điện Tuy nhiên, vấn đề ở đây là các nhàmáy phát điện không thể hoạt động vào ban đêm khi không có nhiệt năng từ ánh sángmặt trời Đây cũng là lý do khiến cho giá thành điện năng lượng mặt trời rất cao Giảipháp là dự trữ điện năng vào ban ngày khi có nắng rồi lấy ra dùng khi cần không còn làmột vấn đề nan giải cho đến khi nghiên cứu mới đây đã mở ra hy vọng cho ngành công

nghiệp năng lượng Có rất nhiều cách để có thể dự trữ năng lượng mặt trời, trước khichuyển đổi nó thành dòng điện Đã có nhiều phương pháp được đưa ra thử nghiệm, tuynhiên hiệu quả không được như mong muốn

Phương pháp dự trữ năng lượng mặt trời bằng cách dùng muối ăn để dự trữnhiệt năng sản xuất ra điện năng Muối ăn nóng chảy ở nhiệt độ rất cao, và bay hơi ởnhiệt độ cao hơn nữa Nguồn cung cấp muối ăn gần như là vô tận và rất dễ kiếm Hơnnữa, mức độ hao hụt năng lượng chỉ vào khoảng 7% Khi nhà máy điện cần năng lượngnhiệt dự trữ, muối dự trữ sẽ được đưa quay trở lại và làm nóng dầu, sau đó lượng muốinguội này sẽ quay trở lại bình đầu tiên Khi sử dụng muối để dự trữ năng lượng, nhàmáy điện có thể hoạt động với thời gian dài gấp đôi so với những nhà máy điện mặt trờikhác Ngoài ra, các nhà nghiên cứ dự định sử dụng trực tiếp muối tham gia trực tiếp haiquá trình trao đổi nhiệt Cát cũng sẽ là một nguyên liệu được xem xét để dự trữ nhiệt.Với phương pháp này, người ta hy vọng có thể làm giảm giá thành của điện năng lượngmặt trời

Phương pháp dự trữ năng lượng sử dụng ắc quy: Một xu hướng sử dụng nănglượng sạch phát triển trong vài năm gần đây là việc sử dụng bình ắc quy kết hợp vớiđiện lưới làm nguồn dự trữ năng lượng Điện áp một chiều của bình ắc quy được chuyểnđổi sang điện xoay chiều để cấp cho tải Phương pháp này ngày càng được hoàn thiệnvới chất lượng nguồn điện ổn định, an toàn, sử dụng đơn giản, sạch sẽ và hoàn toànkhông làm ảnh hưởng đến môi trường Hơn nữa tuổi thọ thiết bị cao vì điện áp ổn định

Hệ thống hybrid sử dụng máy phát kết hợp với các nguồn năng lượng sạch: Hệ thống

dễ dàng tích hợp thêm các nguồn năng lượng tái tạo khác (gió, mặt trời) để bổ trợ hệthống trong các tình huống điện lưới bị mất kéo dài Hệ thống các nguồn năng lượng táitạo này sẽ giúp bổ sung nguồn năng lượng dự trữ vào ắc quy và làm giảm thời gian máyphát điện hoạt động, qua đó tiết kiệm chi phí nhiên liệu và ô nhiễm môi trường

Hình 2.1: Hệ thống hybrid dùng máy phát kết hợp với các nguồn năng lượng sạch

2.3 Công suất lưới điện

 Cân bằng công suất tác dụng P:

Đặc điểm của ngành điện là sản xuất điện năng do các nhà máy điện trong hệthống sản xuất ra cân bằng với điện năng tiêu thụ các phụ tải Cân bằng công suất trong

hệ thống điện trước hết là xem xét khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong hệ thốngđiện có cân bằng hay không Sau đó định ra phương thức vận hành cho từng nhà máyđiện trong hệ thống ở các trạng thái vận hành khi phụ tải cực đại, cực tiểu và khi sự cố.Dựa trên sự cân bằng của từng khu vực, đặc điểm và khả năng cung cấp của từng nguồnđiện Trong hệ thống điện, chế độ vận hành ổn định chỉ có thể tồn tại khi có sự cân bằngcông suất tác dụng và công suất phản kháng Cân bằng công suất tác dụng để giữ ổnđịnh tần số trong hệ thống điện

 Cân bằng công suất phản kháng Q:

Cân bằng công suất phản kháng ở hệ thống điện nhằm ổn định điện áp toànmạng Sự mất ổn định về điện áp cũng làm ảnh hưởng tới tần số trong toàn hệ thống và