phân tích và lựa chọn các giải pháp san bằng phụ tải của hệ thống cung cấp điện thành phố huế

1.1 Sơ đồ nguồn, phụ tải của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế 10 1.2 Tình hình tổn thất điện năng của hệ thống cung cấp điện cho Thành 1.3 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng

HUỲNH THẾ QUỐC

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP SAN BẰNG PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN THÀNH PHỐ HUẾ

Chuyên ngành : Tự Động Hóa

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các từ viết tắt

1.1 Sơ đồ nguồn, phụ tải của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế 10

1.2 Tình hình tổn thất điện năng của hệ thống cung cấp điện cho Thành

1.3 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng ở Điện lực TT Huế 41

2.8 Quy hoạch nguồn 66

Chương III: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỒ THỊ PHỤ TẢI, ÁP

DỤNG ĐỂ PHÂN TÍCH ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ HUẾ

71

3.1 Phương pháp phân tích cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong ĐTPT của

HTĐ dựa trên cơ sở những đặc trưng cơ bản của các ĐTPT thành phần 71

3.3 Phân tích cơ cấu thành phần phụ tải của biểu đồ phụ tải hệ thống điện

3.4 Phân tích tỷ lệ thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải của Thành phố Huế 118

CHƯƠNG IV: NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP ỨNG

DỤNG DSM VÀO SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ HUẾ

 DSM (Demand Side Management): Quản lý nhu cầu

 DVCC: Dịch vụ công cộng

 ĐTPT: Đồ thị phụ tải

 EE (Energy Efficiency): Hiệu quả năng lƣợng

 EEMS: Động cơ thế hệ mới

 ESCO: Công ty dịch vụ năng lƣợng

 EVN: Tổng công ty điện lực Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Sự phát triển của nhu cầu sử dụng điện năng gắn liền với sự phát triển kinh tế

xã hội Từ những năm đầu của thế kỷ 20, vấn đề sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng

lượng đã được các nước phát triển quan tâm nghiên cứu Đặc biệt, kể từ khi nền

kinh tế thế giới chịu những tác động nặng nề của cuộc khủng hoảng dầu mỏ thì

nhiều tổ chức nhà nước cũng như nhiều trung tâm nghiên cứu phục vụ mục tiêu tiết

kiệm năng lượng đã được thành lập

Theo đánh giá của uỷ ban năng lượng thế giới thì trong vài chục năm tới, với

nhu cầu sử dụng năng lượng như hiện nay thì chẳng bao lâu nữa, nguồn năng lượng

sơ cấp trên thế giới sẽ cạn kiệt Với Việt Nam, tuy nguồn năng lượng sơ cấp khá đa

dạng, phong phú bao gồm: than, dầu, khí, nhiệt điện, thuỷ điện, Urani, địa nhiệt,

nhưng trữ lượng và khả năng khai thác rất hạn chế và được coi là rất nhỏ so với thế

giới

Ở Việt Nam, đã tồn tại cơ chế bao cấp vào những năm 80, do vậy thói quen

bao cấp, cơ chế quản lý tập trung gây ra thói quen xấu trong việc sử dụng năng

lượng nói chung và điện năng nói riêng Việc quản lý và sử dụng năng lượng không

phản ánh đúng thực chất chi phí của quá trình sản xuất, từ đó vấn đề sử dụng hợp lý

và tiết kiệm năng lượng không được quan tâm, tư tưởng ỷ lại vào nhà nước còn rất

nặng nề Khi chuyển sang nền kinh tế thị trường, nhiều thành phần kinh tế, có hoạch

toán lỗ lãi, vấn đề sử dụng năng lượng đã được quan tâm nhiều hơn song do thiếu

thông tin, chưa có kinh nghiệm thực hiện, chưa có một chính sách hợp lý và các văn

bản luật kịp thời nên vấn đề sử dụng và khai thác các nguồn năng lượng còn đạt

hiệu quả rất thấp

Đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của cả nước với mức tăng GDP

khoảng 8,5% - 9%/năm giai đoạn 2006 - 2015, dự báo nhu cầu điện nước ta tăng ở

mức 17- 20% năm trong giai đoạn 2006 – 2015 Theo tờ trình chính phủ của Tập

đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), Bộ Công Thương và Quyết định Phê duyệt Quy

hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 - 2020 có xét đến năm 2030 của

Thủ Tướng chính phủ vào tháng 7 năm 2011 gọi tắt là Quy hoạch điện VII (QHĐ

VII) do Viện Năng lượng lập, trong giai đoạn từ nay đến năm 2015 nhu cầu phụ tải

điện tăng ở mức 194 - 210 tỷ kWh, EVN đã kiến nghị chính phủ thúc đẩy xây dựng

nhanh chóng các nguồn điện và lưới điện, cụ thể: xây dựng các đường dây 110, 220

và 500kV, trạm biến áp 110, 220 và 500kV, nhanh chóng đẩy nhanh tiến độ xây

dựng các nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện để kịp tiến độ phát điện hòa vào lưới điện

quốc gia Ngoài ra theo dự kiến có thể xây dựng nhà máy điện nguyên tử vào năm

2015 Đây thực sự là những thách thức của ngành Điện và chính phủ Việt Nam

trong những năm tới

Tại hội thảo về tiết kiệm điện do Bộ Công Nghiệp, Viện Năng Lượng và

Công ty PG Lighting tổ chức, Bộ Công Nghiệp cho biết, với tốc độ tăng trưởng

kinh tế dự kiến là 16%/năm thì vào năm 2007, Việt Nam thiếu khoảng 1 tỷ kWh

điện Từ năm 2010 đến năm 2020, Việt Nam sẽ mất cân đối lớn giữa cung và cầu

điện năng, việc nhập khẩu điện ngày càng tăng Bên cạnh đó, do trình độ công nghệ

còn lạc hậu và sử dụng không hợp lý nên tổn thất điện năng của ta luôn cao hơn các

nước trong khu vực như Thái Lan, Malaixia từ 1,5 đến 1,7 lần

Với tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện năng trung bình hàng năm của cả nước

vào khoảng 16%, trong hoàn cảnh nguồn vốn trong nước còn hạn chế, chủ yếu

nguồn vốn đầu tư phát triển lưới điện và nguồn điện là nguồn vốn vay của các tổ

chức tài chính thế giới như WB, ADB, ODA, đặt ra cho ngành Điện phải giải

quyết một vấn đề hết sức khó khăn: phải đáp ứng nhu cầu điện năng theo tăng

trưởng của nền kinh tế nhưng lại rất khó khăn về nguồn vốn đầu tư Hơn nữa, với

tốc độ khai thác các dạng năng lượng sơ cấp như hiện nay sẽ làm cạn kiệt nhanh

chóng nguồn tài nguyên của Đất nước và ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường

sinh thái

Theo số liệu tính toán của Viện Năng Lượng, nhu cầu điện năng thương

phẩm nước ta vào năm 2010 có thể là 72 tỷ kWh (gấp 8 lần so với năm 1994) Nhu

cầu công suất đỉnh sẽ gia tăng từ 2000MW (năm 1994) lên tới khoảng

11000MW(năm 2010) Nguồn vốn cần huy động để phát triển nguồn và lưới điện sẽ

vào khoảng 18,4 tỷ USD

Hiện nay, hiệu quả sử dụng điện năng ở nước ta còn rất thấp, trong khi tổn

thất điện năng trong các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối còn cao

Tình trạng lãng phí trong sử dụng điện năng còn phổ biến, ý thức sử dụng

tiết kiệm điện cọn bị xem nhẹ Thực tế, qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá thì tiềm

năng tiết kiệm điện năng trong các lĩnh vực kinh tế đời sống, xã hội còn rất lớn vào

khoảng 50% sản lượng điện năng tiêu thụ Khắc phục khó khăn này, Chính phủ và

Bộ Công Nghiệp đã ra chỉ thị về tiết kiệm điện, theo đó từ năm 2006 đến năm 2010

sẽ tiết kiệm từ 3-5% sản lượng điện, từ năm 2011 đến năm 2015 tiết kiệm từ 7-8%

sản lượng điện

Để thực hiện kế hoạch công nghiệp hoá và hiện đại hoá chúng ta phải có

những chiến lược quản lý và phát triển ngành điện một cách hợp lý Theo kinh

nghiệm của các nước trong khu vực, việc sớm áp dụng các chương trình quản lý

nhu cầu điện năng DSM kết hợp với quản lý nguồn cung cấp SSM sẽ là một trong

những giải pháp kinh tế và hiệu quả nhất Thực tế tại những nước trong khu vực

như Hàn Quốc, Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc, Inđônêxia, Malaysia, Philippin,

với kinh nghiệm và sự trợ giúp của các nước phát triển đã đưa ra nhiều chương trình

tiết kiệm năng lượng, hàng trăm triệu

USD lợi nhuận thu được nhờ việc thực hiện các chương trình đó khiến họ nhìn nhận

vấn đề nghiêm túc và thực tế hơn

Qua tài liệu tham khảo “ Quản lý nhu cầu của các Công ty điện lực ở Hoa

Kỳ”, chúng ta có thể áp dụng về Quản lý nhu cầu (DSM: Demand Side

Management) là một hệ phương pháp công nghệ về hệ thống năng lượng DSM

nhằm đạt được tối đa từ các nguồn năng lượng hiện có DSM liên quan đến việc

thay đổi thói quen sử dụng năng lượng của khách hàng, giúp ngành điện giảm chi

phí đầu tư mà vẫn đảm bảo cung ứng điện trước nhu cầu sử dụng ngày càng tăng

của khách hàng

2 Mục đích của đề tài:

Lựa chọn được các giải pháp hợp lý nhằm san bằng đồ thị phụ tải của hệ

thống cung cấp điện cho Thành phố Huế Muốn thực hiện được việc này đòi hỏi

phải phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đặc biệt là phụ tải đỉnh trong đồ thị

phụ tải Ở đây sẽ trình bày phương pháp phân tích cơ cấu phụ tải dựa trên cơ sở

những đặc trưng của các đồ thị phụ tải thành phần Phân tích được cơ cấu thành

phần phụ tải đỉnh trong đồ thị phụ tải của hệ thống từ đó đánh giá ảnh hưởng của

các chương trình quản lý nhu cầu điện trong quy hoạch phát triển điện lực

Trong điều kiện thiếu thông tin về phụ tải điện (PTĐ), để phân tích cơ cấu

thành phần phụ tải đỉnh trong ĐTPT, người ta thường sử dụng các phương pháp:

“So sánh đối chiếu” hoặc “Thống kê, điều tra, đo đạc trực tiếp” tại các nút phụ tải

của HTĐ Tuy nhiên, độ tin cậy của những kết quả nhận được cũng rất hạn chế Ở

đây sẽ trình bày phương pháp phân tích cơ cấu phụ tải dựa trên cơ sở những đặc

trưng của PTĐ Phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong đồ thị phụ tải

của hệ thống từ đó đánh giá ảnh hưởng của các chương trình quản lý nhu cầu điện

trong quy hoạch phát triển điện lực

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Nghiên cứu biểu đồ của các thành phần phụ tải tham gia vào phụ tải đỉnh để

phục vụ công tác quy hoạch phát triển trong tương lai Đồng thời đánh giá được tỷ

trọng tham gia của các thành phần phụ tải qua đó đánh giá hiệu quả của các chương

trình DSM có tác động đến biểu đồ phụ tải đỉnh như thế nào và ảnh hưởng của chúng

tới biểu đồ phụ tải của HTĐ tương lai Từ đó đưa ra các đề xuất giảm phụ tải đỉnh

nhằm giảm chi phí đầu tư nguồn và lưới điện mà vẫn đảm bảo độ tin cậy cung cấp

điện

4 Mục đích và đối tượng nghiên cứu

Lựa chọn được các giải pháp hợp lý nhằm san bằng đồ thị phụ tải của hệ

thống cung cấp điện cho Thành phố Huế Muốn thực hiện được việc này đòi hỏi

phải phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đặc biệt là phụ tải đỉnh trong đồ thị

phụ tải Ở đây sẽ trình bày phương pháp phân tích cơ cấu phụ tải dựa trên cơ sở

những đặc trưng của các đồ thị phụ tải thành phần Phân tích được cơ cấu thành

phần phụ tải đỉnh trong đồ thị phụ tải của hệ thống từ đó đánh giá ảnh hưởng của

các chương trình quản lý nhu cầu điện trong quy hoạch phát triển điện lực

Trong điều kiện thiếu thông tin về phụ tải điện (PTĐ), để phân tích cơ cấu

thành phần phụ tải đỉnh trong ĐTPT, người ta thường sử dụng các phương pháp:

“So sánh đối chiếu” hoặc “ Thống kê, điều tra, đo đạc trực tiếp” tại các nút phụ tải

của HTĐ Tuy nhiên, độ tin cậy của những kết quả nhận được cũng rất hạn chế Ở

đây sẽ trình bày phương pháp phân tích cơ cấu phụ tải dựa trên cơ sở những đặc

trưng của PTĐ Phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong đồ thị phụ tải

của hệ thống từ đó đánh giá ảnh hưởng của các chương trình quản lý nhu cầu điện

trong quy hoạch phát triển điện lực

Đối tượng nghiên cứu là các khách hàng sử dụng điện của Thành phố Huế

được chia theo 5 thành phần theo quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (các

khách hàng này đã được lắp đặt công tơ điện tử với nhiều đơn giá)

5 Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên cơ sở những đặc trưng của các ĐTPT thành phần để tiếp cận và giải

quyết mục tiêu nghiên cứu đặt ra

6 Nội dung nghiên cứu

Mở đầu Chương I Hiện trạng hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế

Chương II Khái niệm chung về DSM

Chương III Phương pháp phân tích đồ thị phụ tải, áp dụng để phân tích đồ thị phụ

tải của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế

Chương IV Nghiên cứu, lựa chọn giải pháp ứng dụng DSM vào san bằng đồ thị

phụ tải của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế

Kết luận và kiến nghị

Trong quá trình tiến hành làm luận văn, mặc dù được sự hướng dẫn tận tình

của thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển và bản thân em cũng cố gắn

tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu và các công trình đã nghiên cứu, công bố trên các tạp

chí và ấn phẩm khoa học, xong luận văn không thể tránh khỏi được các thiếu sót

Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá quý báu của

các thầy cô giáo, những nhà nghiên cứu khoa học quan tâm và đồng nghiệp để luận

văn hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cám ơn sâu sắc tới sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của

thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Như Hiển đã giúp đỡ em về chuyên môn và

các tài liệu làm cho em có được một luận văn hoàn chỉnh, sâu sắc

Em xin chân thành cám ơn Khoa Sau đại học, Ban giám hiệu trường Đại học

Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất về mọi mặt

để em hoàn thành khóa học

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011

CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TP HUẾ

1.1 Sơ đồ nguồn, phụ tải của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố Huế:

1.1.1Nguồn điện:

1.1.1.1 Nguồn nhiệt điện:

Nhà máy nhiệt điện Diezen Ngự Bình công suất (2 x 4)MW được xây dựng

từ những năm 70 bởi người Pháp Trong giai đoạn hiện nay việc vận hành nhà máy

không đảm bảo được các chỉ tiêu kinh tế nên chỉ hoạt động cầm chừng, chủ yếu

chạy không tải và dùng để dự phòng nguồn trong trường hợp khẩn cấp

1.1.1.2 Nguồn thuỷ điện nhỏ:

Với hệ thống sông suối khá dày đặc trên địa bàn tỉnh có 5 nhà máy thuỷ điện

nhỏ công suất đặt lớn nhất là 83 MW nhỏ là 5 kW tập trung chủ yếu ở các huyện

như Hương Trà, A Lưới Các nhà máy này do các doanh nghiệp quản lý chủ yếu

phát lên lưới 110kV và được hệ thống điều độ Quốc gia và điều độ miền trung điều

phối chung cho toàn lưới điện quốc gia

1.1.2 Lưới điện:

Hệ thống lưới điện tỉnh TT Huế bao gồm các cấp điện áp 220kV, 110kV,

22kV,10kV, 6kV, 0,4kV Trong những năm qua lưới điện của tỉnh đã được đầu tư,

cải tạo và nâng cấp nhằm mục tiêu mở rộng lưới điện cấp cho vùng sâu, vùng xa

Theo số liệu thống kê đến tháng 9 năm 2011 khối lượng trạm biến áp hiện có tại

khu vực TP Huế như sau:

Khu vực Bắc Sông Hương - Bảng 1.1

Tổng dung lượng (kVA)

Khu vực

Đồng bằng

Tr ĐC Thuỷ điện Bình

Đồng bằng

XT 3 TG Bình Điền

Đồng bằng

Tr Huế Tronic

Thành phố

Tr CTCP may xuất khẩu -

Thành phố

Tr Huyền Không Sơn

Thành phố

Tr CX ĐH Nông nghiệp 22/0,4 1 1 180 180 Thành

phố

Đồng bằng

Đồng bằng

Đồng bằng

Khu vực Nam Sông Hương - Bảng 1-2

Số lượng máy

Dung lượng

Tổng dung

Tuyến Nam Giao

Tr Bảo Tàng Hồ Chí

Thành phố

Tuyến An Cựu (476 E6)

Tr NH Sài Gòn Thương

Thành phố

Tr trường NV du lịch

Thành phố

Tr TT Thương mại

Thành phố

Tuyến Long Thọ (475 E7)

phố

Tr Vườn Huế 35(22)/0.4 1 1 560 560 Thành

phố

SƠ ĐỒ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC TT HUẾ

AC SR 185-3km

AC SR 185-1km

AC 185-4km

SR 185-6km

AC SR 400-10km

AC185-12km AC185-5,5km AC185-6,5km

1.2 Tình hình tổn thất điện năng của hệ thống cung cấp điện cho Thành phố

Huế:

Để giảm tổn thất điện năng Công ty Điện lực TT Huế đã thành lập Tổ giảm

tổn thất điện năng do Giám đốc Công ty Điện lực trực tiếp chỉ đạo, nhằm xây dựng

và chỉ đạo thực hiện các chương trình, biện pháp giảm tổn thất điện năng trong toàn

Công ty Điện lực Với những cố gắng, nỗ lực của lãnh đạo và toàn thể cán bộ công

nhân viên Điện lực TT Huế, việc thực hiện chương trình giảm tổn thất điện năng đã

thu được các kết quả bước đầu hết sức khả quan và đáng khích lệ Tỷ lệ tổn thất

điện năng thực hiện năm 2010 là 7.502% đã ở mức khá thấp Vấn đề đặt ra đối với

Điện lực TT Huế hiện nay là, cần tìm ra và thực hiện các biện pháp hữu hiệu nhằm

giảm tỷ lệ tổn thất điện năng, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh

1.3 Các giải pháp giảm tổn thất điện năng ở Điện lực TT Huế:

Để giảm tổn thất điện năng, chúng ta có thể áp dụng nhiều biện pháp, ngoài

các biện pháp về kỹ thuật, công nghệ đang được áp dụng phổ biến hiện nay ở các

Điện lực Trong phần này, xin được đề xuất một số giải pháp về kinh tế và tổ chức

như sau:

1.3.1 Thứ nhất, hoàn thiện việc giao chỉ tiêu tổn thất điện năng cho các chi nhánh

điện trong Điện lực thực hiện, muốn vậy cần thực hiện các biện pháp sau:

+ Xây dựng và lắp đặt hoàn chỉnh hệ thống các công tơ đo đếm điện năng

trên các đường dây trung thế tại ranh giới các chi nhánh điện để có thể giao toàn bộ

sản lượng điện cho các chi nhánh điện chịu trách nhiệm quản lý về mặt tổn thất,

nhằm nâng cao trách nhiệm và nghĩa vụ của các chi nhánh điện trong việc ổn định

và giảm tổn thất điện năng chung của toàn Điện lực, tránh tình trạng điện thương

phẩm do chi nhánh điện quản lý, khai thác và bán cho các khách hàng sử dụng điện,

nhưng bản thân chi nhánh lại không chịu trách nhiệm gì về tổn thất điện năng trên

các đường dây trung thế này

+ Xây dựng một chương trình tính toán tổn thất điện năng (tổn thất kỹ thuật)

đảm bảo thực sự khoa học, chính xác và mang tính thuyết phục cao, để có cơ sở cho

việc giao chỉ tiêu tổn thất điện năng cho các chi nhánh trong Điện lực Không nên giao