Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh thế nhất:...3 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG DSM VÀO PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG...4 2.1.. Nâng cao hiệu su
Trang 1MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DSM 2
1.1 Khái niệm về DSM 2
1.2 Chiến lược của DSM 2
1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ: 2 1.2.2 Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh thế nhất: 3
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG DSM VÀO PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG 4
2.1 Các tài liệu cho điều tra số liệu 4
2.2 Phân tích số liệu khảo sát và xây dựng cách thức tiêu thụ điện .5
2.2.1 Xây dựng biểu đồ phụ tải chiếu sáng theo trình tự thời gian 5
2.2.2 Tổng hợp biểu đồ phụ tải của các hộ dùng điện 6
2.3 Các phương án DSM đối với chương trình chiếu sáng 8
2.3.1 Các chiến lược cơ bản của chương trình DSM chiếu sáng 8
2.3.2 Thiết lập các kịch bản chiếu sáng để tính toán 8
2.4 Dự đoán mức độ thâm nhập thị trường của các kịch bản 9
2.4.1 Thị phần 9
2.4.2 Mức độ thâm nhập thị trường 9
2.5 Lợi ích của chương trình chiếu sáng DSM 10
2.5.1 Tiết kiệm công suất nhờ chương trình DSM 10
2.5.2 Tiết kiệm năng tiêu thụ nhờ chương trình DSM 10
2.6 Đánh giá dự án DSM 11
2.6.1 Đầu tư dự án DSM 11
2.6.2 Chi phí điện năng tiết kiệm được 13
Trang 22.7 Tiến trình quy hoạch hệ thống điện: (TRP và IRP) 14
2.7.1 Quy hoạch nguồn lực truyền thống (TRP) – không có DSM 152.7.2 Quy hoạch nguồn lực hợp nhất (IRP) – có áp dụng DSM 162.7.3 Chi phí phát điện trung bình (Chi phí AEG) 17
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ CỦA CHƯƠNG TRÌNH DSM CHIẾU SÁNG ĐỐI VỚI HTĐ VIỆT NAM 18
3.1 Phân tích tác động của chương trình DSM chiếu sáng đến quyhoạch hệ thống điện 183.2 Tóm tắt các kết quả tính toán được và nhận xét 19
TÀI LIỆU THAM KHẢO 22
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Phát điện, truyền tải và phân phối điện là vấn đề thiết yếu của toàn xãhội Nếu không có điện, sẽ rất khó hoặc thậm chí không thể tạo ra các sảnphẩm hoặc nhiều cơ sở vật chất khác cho con người
Mặc dù việc khai thác các nguồn năng lượng đã trở nên khó khăn hơn,đặc biết là nhiên liệu hóa thạch nhưng do nhu cầu tiêu thụ điện năng ngàycàng tăng nhanh buộc ngành Điện phải xây dựng thêm nhiều nhà máy mới Vìthế, việc quy hoạch phát triển nguồn Điện đóng vai trò rất quan trọng
Một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng nói chung và nănglượng điện nói riêng mà nhiều nước trên thế giới và Việt Nam áp dụng đó làchương trình quản lý nhu cầu điện năng DSM (Demand Side Managent).DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hộinhằm sử dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm DSM nằm trongchương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) - Quản lý nhu cầu sửdụng điện năng (DSM) DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ vàsạch nhất
Chính vì vậy em đã chọn đề tài “Nghiên cứu, tính toán áp dụng DSM vào phụ tải chiếu sáng” làm tiểu luận kết thúc môn học “Quản lý nhu cầu
điện năng” của mình
Do trình độ và khả năng còn hạn chế nên tiểu luận không tránh khỏinhững thiếu xót Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của Thầy cũng nhưcủa các bạn đồng môn để tiểu luận được hoàn chỉnh hơn
Em xin trân thành cảm ơn!
Học viên
Trang 4CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DSM1.1Khái niệm về DSM:
DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hộinhằm sử dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm DSM nằm trongchương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) - Quản lý nhu cầu sửdụng điện năng (DSM)
DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất Bởi DSMgiúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng them các nhà máy điện, tiếtkiệm tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường Không chỉ vậy, nhờ DSM,người tiêu thụ có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng caohơn.Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra kếtluận là DSM có thể giảm >10% nhu cầu dùng điện với mức phí chỉ vàokhoảng (0,3: 0,5) chi phí cần thiết xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng lượngđiện năng tương ứng
1.2 Chiến lược của DSM:
DSM được xây dựng trên cơ sở hai chiến lược chủ yếu sau:
Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện
Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấpmột cách kinh tế nhất
Dưới đây sẽ trình bày tóm tắt các nội dung của 2 chiến lược này
1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ:
Chiến lược nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dung điệnnhằm làm giảm nhu cầu tiêu thụ điện một cách hợp lý Nhờ đó có thể giảmvốn đầu tư phát triển nguồn và lưới đồng thời khách hang sẽ phải trả ít tiềnđiện hơn Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đápứng nhu cầu của phụ tải điện, giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lượng điệnnăng Chiến lượng này bao gồm các nội dung chủ yếu sau:
Trang 5 Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao.
Giảm thiểu sự tiệu phí năng lượng một cách vô ích
1.2.2 Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh thế nhất:
Chiến lược này bao gồm các giải pháp chủ yếu sau:
Điều khiển trực tiếp dòng điện: Cắt giảm đỉnh, lấp thấp điểm, chuyểndịch phụ tải, biện pháp bảo tồn, tăng trưởng dòng điện, biểu đồ phụ tải linhhoạt
Lưu trữ nhiệt
Điện khí hóa
Đổi mới hóa
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trang 6ÁP DỤNG DSM VÀO PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG
Cụ thể là tính toán hiệu quả dự án khi sử dụng đèn chiếu sáng tiết kiệmđiện (TKĐ) Lượng nhu cầu công suất đỉnh có thể tránh được chính bằng hiệucủa lượng công suất đỉnh khi không áp dụng và khi có áp dụng các biện phápDSM Công suất và điện năng tiết kiệm do áp dụng DSN sẽ được đưa vào tínhtoán trong quá trình Qui hoạch tổng thể nguồn lực (IRP), sau đó đưa ra cácphương án để lựa chọn giải pháp tối ưu cho quy hoạch điện Để phục vụ tínhtoán, số liệu phụ tải chiếu sáng sẽ được thu nhập trong quá trình đi khảo sátthực tế và từ các phòng ban chức năng Mặt khác thường sử dụng chươngtrình máy tính để tính toán và trong đề án này sử dụng chương trình WASP –
3 tính toán qui hoạch lưới điện
2.1 Các tài liệu cho điều tra số liệu:
Để xác định được điện năng tiêu thụ nói chung và nhu cầu điện năng chophụ tải chiếu sáng nói riêng cần lập bảng điều tra số liệu Bảng mẫu điều traphải gồm các câu hỏi dễ hiểu, từ đó sẽ có nhiều câu trả lời có chất lượng vàtập hợp được những thông tin hữu ích nhất
Việc điều tra, khảo sát phải cung cấp được những thông tin sau:
a Những thông tin chung về hộ gia đình:
Tên, địa chỉ, số người trong 1 hộ
Nhà kiểu gì (vì kiểu, loại nhà sẽ chỉ ra loại đèn và số lượng đèn sửdụng)
b Những thông tin về đèn điện:
Các loại đèn sử dụng, số lượng từng loại đèn, công suất đèn và vị trílắp
Thu thập những thông tin rải rác để xác minh và dự đoán cách thức sửdụng đèn Thời gian sử dụng của từng loại đèn cụ thể
Kiểu loại và công suất của ballast
c Những thông tin về thói quen của khách hàng:
Trang 7 Những thiết bị điện khác: Kiểu và số lượng mỗi loại, công suất vàthời gian sử dụng mỗi loại
Hoá đơn điện hoặc là % của tổng chi phí
Tìm hiểu về nhãn mác các thiết bị điện hiện đang sử dụng trong giađình
Các khía cạnh có tính giáo dục khách hàng (Ví dụ: Ý thức tiết kiệmnăng lượng nói chung và DSM nói riêng cũng như tinh thần tham gia vào cácchương trình DSM thí điểm….)
Ngoài ra việc khảo sát và thu thập dữ liệu còn cung cấp thông tin về:
Sự gia tăng dân số và số lượng khách hàng
Số người trung bình trong từng loại hộ gia đình
Thông tin liên quan đến các nhà sản xuất đèn
Chi phí, nhãn hiệu hãng chế tạo và các đặc tính kỹ thuật khác
Kết quả khảo sát cho chúng ta biết đầy đủ về đặc điểm các loại đèn trongcác hộ hiện nay, thói quen sử dụng đèn của các khách hàng cũng như cungcấp cho chúng ta dữ liệu về phụ tải chiếu sáng Những thông tin ban đầu vềmức độ nhiệt tình tham gia vào chương trình DSM thí điểm cũng có thể nhậnđược từ kết quả khảo sát
2.2 Phân tích số liệu khảo sát và xây dựng cách thức tiêu thụ điện
2.2.1 Xây dựng biểu đồ phụ tải chiếu sáng theo trình tự thời gian
Xây dựng biểu đồ phụ tải chiếu sáng theo trình tự thời gian là một phầnquan trọng của kết quả điều tra khảo sát Đầu tiên là dựng biểu đồ phụ tải của
hộ gia đình mẫu Từ những người được phỏng vấn, chúng ta có thể biết sốlượng đèn theo từng chủng loại trong mỗi giờ, mỗi ngày đối với từng hộ giađình được khảo sát
Sau đó, công suất đèn chiếu sáng mỗi giờ của những hộ được khảo sát cóthể tính bằng cách cộng tổng số công suất đèn và ballast của tất cả các chủngloại đèn trong hộ Đối với mỗi loại đèn, tổng công suất sơ bộ là một hàm số,
Trang 8của số hộ gia đình, số lượng đèn và chấn lưu trung bình trong 1 hộ, công suấtcủa đèn và của ballast (đối với trường hợp đèn sợi đốt công suất của chấn lưubằng 0) Phương trình tổng quát có thể viết như sau:
Tổng số Pi = Pi* (Pli + Pbi)
Trong đó: Ni: Số lượng đèn loại i
Pli: Công suất của đèn loại i
Pbi: Công suất ballast của đèn loại i (= 0 đối với đèn tròn)Dựa vào các câu trả lời khảo sát về thời gian sử dụng, chúng ta có thể vẽđược biểu đồ phụ tải của phụ tải chiếu sáng cho các hộ mẫu khác nhau Việcphân loại hộ gia đình thành một vài nhóm khác nhau (Thành thị, nông thôn,miền núi, hộ giàu, trung bình, nghèo…), nhằm xây dựng được một bức tranhchính xác hơn về phụ tải toàn quốc từ số lượng không lớn các hộ khách hàngđược khảo sát Bước này sẽ cung cấp thông tin về thời gian phụ tải chiếu sángđạt đỉnh, tỷ trọng của công suất chiếu sáng trong giờ cao điểm
2.2.2 Tổng hợp biểu đồ phụ tải của các hộ dùng điện
Từ khảo sát, cách thức sử dụng của một hộ cụ thể nói chung được xácđịnh bằng một loạt các hệ số sử dụng Nhu cầu sử dụng ở một giờ nhất định
có thể được suy ra bằng phương trình sau:
Dij = Ni* Fij* Fij:
Dij: Nhu cầu tại giờ j của loại phụ tải i
Ni: số lượng các phụ tải loại i
Ci: Độ tham gia của mỗi phụ tải loại i
Fij: Số phần trăm tham gia hoạt động của phụ tải i ở giờ j
Trang 9Lượng tiêu thụ điện năng hàng tháng được tính qua tỉ lệ phần trăm thamgia hàng tháng trong lượng tiêu thụ điện năng hàng năm, có nghĩa là:
MEij = AEi * Mij
Trong đó: MEij: Lượng tiêu điện năng của ngành i trong tháng j
AEi: Lượng tiêu thụ điện năng hằng năm trong ngành i
Mij: Phần trăm điện năng tiêu thụ hằng năm của ngành i trong tháng j.Khi mà điện năng hàng năm được tính toán và phân bố theo các giờtrong ngày tuỳ theo cách thức sử dụng điện, cách sử dụng là một dãy các hệ
số sử dụng chỉ ra số phần trăm của điện năng tiêu thụ hàng tháng trong mộtgiờ nhất định Do đó, nhu cầu phụ tải có thể tính theo công thức:
sử dụng tương ứng Một khi đã biết được phụ tải tổng và các hệ số sử dụngnày thì có thể xây dựng được biểu đồ phụ tải của điện năng tiêu thụ theongành
Bước đầu tiên trong việc lựa chọn các chương trình DSM thích hợp làxác định và lựa chọn công nghệ DSM đối với từng loại khách hàng Có thểdùng một biểu đồ lựa chọn để loại trừ các phương án DSM kém hiệu quả Vớicách tiếp cận này thì trước tiên cần xác định hệ số bảo toàn phụ tải (CLF) củatất cả các chương trình DSM để dựng đồ thị của nguồn lực phía nhu cầu trong
Trang 10biểu đồ sàng lọc CLF là tỉ lệ của lượng tiết kiệm phụ tải hàng trăm so vớilượng tiết kiệm phụ tải đỉnh CLF của mỗi chương trình được dựng đồ thịtheo chi phí tính hàng trăm cùng với đường cong chi phí của các phương ánphía cung cấp Sau đó thì các chương trình DSM nằm dưới đường cong chiphí cung cấp sẽ được lựa chọn để tính toán áp dụng.
2.3 Các phương án DSM đối với chương trình chiếu sáng.
2.3.1 Các chiến lược cơ bản của chương trình DSM chiếu sáng.
Thay thế đèn sợi đốt bằng đèn compact mới: Các loại đèn tròn hoặcHalogen có công suất: 25, 40, 60, 75, 100 W được thay thế bằng các loại đèncompact 5, 7, 9, 11, 13, 15, 18, 20 W…
Thay thế đèn huỳnh quang bằng đèn huỳnh quang tiết kiệm hơn (đèntuýp gầy)
Đèn tuýp 20 W thay bằng đèn tuýp gầy 18 W
Đèn tuýp 40 W thay bằng đèn gầy 36 W
Thay ballast điện từ đang dùng – 12 W bằng loại điện tử - 5W
2.3.2 Thiết lập các kịch bản chiếu sáng để tính toán
Từ số liệu thu được, ta nhận thấy đèn sợi đốt đang dùng chủ yếu là loại
100 W Phần lớn các đèn huỳnh quang là loại 40 W (dài n1.2m) với công suấtballast là 12W Vì thế trong đề án này chủ yếu tính về hai loại bóng đèn phổbiến kể trên ở Việt Nam Đồng thời đề xuất hai kịch bản chiếu sáng DSM cótính khả thi cao
Trường hợp DSM1: Giả định tất cả các đèn TKĐ đều phải nhập
khẩu Vì thế, chi phí của đèn TKĐ sẽ khá cao, khó mà thuyết phục đượckhách hàng sử dụng các loại đèn này thay cho loại đèn truyền thống Trường
hợp này được gọi là trường hợp nhập khẩu.
Trường hợp DSM2: Giả định tình hình sẽ thay đổi: Sau 5 năm
triển khai chương trình chiếu sáng DSM (từ 2010 đến 2015), do ngành điệnnhận thấy lợi ích của dự án đối với cả khách hàng và Điện lực, đã quyết định
Trang 11đầu tư để thành lập các nhà máy sản xuất Đèn TKĐ trong nước Giả sử từnăm 2016 tất cả đèn TKĐ đều sử dụng loại một địa, giá của đèn TKĐ giảm
nhiều so với giá đèn nhập khẩu Trường hợp này được gọi là trường hợp sản
xuất trong nước.
2.4 Dự đoán mức độ thâm nhập thị trường của các kịch bản
2.4.1 Thị phần
Để tính thị phần của chương trình DSM, phải tính toán được chi phí cho
cả đời sống dự án được quy về hằng năm (annualized life cycle cost) củakhách hàng trong cả 2 trường hợp áp dụng DSM và không áp dụng DSM.Chi phí này bao gồm vốn đầu tư, chi phí khuyến khích, chi phí điện năng, chiphí vận hành và chi phí bảo trì Thị phần của sản phẩm DSM có thể tính:Thị phần j: SH = (1/cost(j))a /i (1/cost(i))a
Trong đó j là sản phẩm của chương trình DSM và i đại diện cho các sảnphẩm DSM cạnh tranh khác trên thị trường, i bao gồm cả j Giá trị “a” tươngứng với tầm quan trọng tương đối của chi phí trong việc xác định thị phần.Nếu 0<a<2, chi phí là không quan trọng Nếu a>3, chi phí là quan trọng
2.4.2 Mức độ thâm nhập thị trường
Trong đề án này, sử dụng một mô hình chung (Harrel và Lavone, 1991)
để ước tính mức độ thâm nhập thị trường của chương trình chiếu sáng DSM.Mức độ thâm nhập trong năm n + 1 khi biết mức độ thâm nhập năm n là:
Trang 12R = R0 + (1- R0) PNn
với R0 là độ rủi ro giả định trong năm 0
F = 1 – 1/exp {0.5 (POI/H)2 }
ROI/H: độ hấp dẫn của chương trình
2.5 Lợi ích của chương trình chiếu sáng DSM
Chúng ta sẽ nghiên cứu lợi ích của chương trình DSM chiếu sáng về cảtiết kiệm nhu cầu công suất và tiết kiệm nhu cầu điện năng
2.5.1 Tiết kiệm công suất nhờ chương trình DSM
+ Mỗi đèn sợi đốt (loại 100 W) được thay thế bằng đèn compact (loại 20W), sẽ tiết kiệm lượng công suất là: 100 – 20 = 80 (W)
+ Mỗi đèn huỳnh quang (loại 40W) là ballast của nó (12 W) được thaythế bằng đèn tuýp gầy (36 W) và ballas của nó (5 W) sẽ tiết kiệm được côngsuất là: (40 + 11) – (36 + 5) = 11 (W)
Tổng công suất tiết kiệm được nhờ thay thế đèn TKĐ được tính:
NoLL(n) * PnCL(n) *80 NoFL(n) * PnHEFL(n)*11PS(n)
1.000.000
(MW)
PS(n): Lượng công suất tiết kiệm trong năm n (Power saving)
No IL(n): Số lượng đèn sợi đốt trong năm n
No EL(n): số lượng đèn huỳnh quang trong năm n
PnCL(n): Mức độ thâm nhập thị trường đối với đèn compact 20 W trongnăm n
PnHEFL(n): Độ thâm nhập thị trường của đèn huỳnh quang HE trongnăm n
2.5.2 Tiết kiệm năng tiêu thụ nhờ chương trình DSM
Đề cập đến tiêu thụ điện trong chiếu sáng, chúng ta đã biết giữa khu vựcnông thôn và khu vực thành phố cũng như giữa khu vực dân cư, thương mại
và công nghiệp thời gian sử dụng đèn chiếu sáng khác nhau Khách hàng ở
