hiện trạng hệ thống điện Việt Nam

báo cáo về hiện trạng hệ thống điện Việt Nam

Mở đầu

Hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn thuộc tỉnh Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng

Là sông có tiềm năng về khai thác thuỷ điện rất lớn Vùng thợng lu của sông có nhiều

vị trí để xây dựng các hồ chứa nớc lớn đa mục tiêu Với lợi thế địa hình dốc, có nhiều ghềnh thác lại nằm trong vùng ma lớn vì vậy lu vực Vũ Gia Thu Bồn đợc đánh giá là lu vực có tiềm năng thuỷ điện xếp thứ 4 toàn quốc Dựa vào nhu cầu phụ tải và hệ thống

điện hiện nay của miền Trung và trong tơng lai, thì việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát điện là hết sức cần thiết Cụ thể về hệ thống điện và dự báo nhu cầu phụ tải miền trung và trên toàn quốc nh sau:

A Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam

Đến nay tổng công suất lắp đặt của hệ thống điện Việt Nam là 5.765 MW Trong

đó thuỷ điện chiếm 53%, nhiệt điện chiếm 22%, tuốc bin khí và diezel 25% Tổng sản lợng của các nhà máy điện năm 1999 là 23,739 tỷ KWh trong đó thuỷ điện chiếm 58,7%, nhiệt điện chiếm 22,7% và tuốc bin khí + diezel 18,6%

Sản xuất điện năng giai đoạn 1991-1999 tăng 2,7 lần với tốc độ tăng trởng bình quân 12% năm Năm cao nhất có tốc độ tăng trởng 17% (1995-1996) Năm 1999 tăng trởng giảm còn 9,6% nhng thuỷ điện lại chiếm tới 58,7% sản lợng điện toàn quốc, còn tuốc bin khí giảm từ 23% năm 1998 xuống 18,6% vào năm 1999

Bảng A-1 Cơ cấu sản xuất điện giai đoạn 1990-1999

Đơn vị: GWh

TT Cơ cấu SX điện 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Tổng điện năng

sản xuất 8678 9152 9654 10665 12284 14636 16946 19151 21665 23739 Tăng trởng (%) 11,4 5,5 5,5 10,4 15,2 19,2 15,8 13,0 13,0 9,6

BQ đầu ngời

Pmax (MW) 1660 1850 2005 2143 2408 2796 3177 3595 3875 4329 1

2

3

4

Thuỷ điện

Tỷ trọng (%)

Nhiệt điện

Tỷ trọng (%)

Diezel- TBK

Tỷ trọng (%)

Điện tự dùng (%)

5374 61,9 2841 32,7 465 5,4 4,4

6317 69,0 2425 26,9 410 4,1 3,5

7228 74,9 1889 19,6 53,7 5,5 3,5

7946 74,5 1776 16,6 943 8,1 3,3

9239 75,2 2113 17,2 932 7,6 2,48

10582 72,3 2929 20,0 1125 7,7 2,31

12008 70,8 3279 19,4 1658 9,8 2,56

11677 61,0 4333 22,6 3142 16,4 2,25

11092 51,0 5616 26,0 4957 23,0 2,59

13937 58,7 5386 22,7 4416 18,6 2,3

B¶ng A-2 C¸c nhµ m¸y ®iÖn hiÖn cã

§¬n vÞ: MW

B¶ng A-3 C¬ cÊu tiªu thô ®iÖn toµn quèc

§¬n vÞ: GWh

TT C¬ cÊu tiªu thô ®iÖn 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

1 Tiªu thô ®iÖn CN

Tû träng (%)

2.845 46

3.080 46,8

3.197 46,1

3.477 44,4

3.944 42,5

4.614 41,3

5.503 41,1

6.163 40,3

6.781 38,4

7.590 38,7

2 Tiªu thô ®iÖn NN

Tû träng (%)

587 9,5

806 12,2

975 14,1

1147 14,6

1359 14,6

632 5,6

643 4,8

691 4,5

715 4,0

582 3,0

3 Tiªu thô ®iÖn gia dông

Tû träng (%)

2.035 32,9

2.052 31,2

2.135 31,1

2.518 32,1

3.131 33,7

4.929 44,1

6.136 45,9

7.221 47,2

8.849 49,7

10.020 51,1

4 Tiªu thô ®iÖn phi CN

Tû träng (%)

781 11,6

645 9,8

606 8,7

697 8,9

850 9,15

1010 9,0

1092 8,2

1228 8,0

1380 7,9

1400 7,2

5 Tiªu thô ®iÖn th.phÈm

Tû träng (%)

6.185

-8.583 6,4

6.931 6,3

7.839 13,1

9.284 18,4

11.185 20,6

13.374 19,2

15.203 14,8

17.725 15,7

19.592 10,5

6 B.Q ®Çu ngêi

(KWh/n¨m)

7 Tû lÖ ®iÖn tæn thÊt (%) 25,4 15,5 25,6 24,0 22,5 21,7 19,3 18,2 16,09 15,53

B¶ng A-4 C¬ cÊu tiªu thô ®iÖn miÒn Trung

§¬n vÞ: GWh

C«ng nghiÖp

N«ng nghiÖp

Phi c«ng nghiÖp

Giao th«ng vËn t¶i

¸nh s¸ng sinh ho¹t

278,8 108,9 124,21 17,11 471,9

341,0 141,6 141,2 20,0 569,2

383,4 169,3 168,3 28,2 723,1

412,1 164,9 169,7 37,5 926

514,0 82,9 125,9 46,5 1145,0

Tæng

T¨ng trëng (%)

1.000,91 1.239,98

23,9

1.472,17

9

1.740,22

8,7

1.914,39

8,7

B Dự báo nhu cầu điện.

Trên cơ sở phát triển kinh tế- xã hội toàn quốc, viện năng lợng- Bộ công nghiệp

đã dự báo nhu cầu điện cho giai đoạn 2000 - 2020:

Bảng B-1 Dự báo nhu cầu phụ tải toàn quốc giai đoạn 2000 - 2020

Đơn vị: GWh

3 ánh sáng sinh hoạt 10.670 47,6 17.400 44,8 24.659 40,0 46.931 32,0

Bảng B-2 Dự báo nhu cầu phụ tải miền Trung giai đoạn 2000- 2020.

Đơn vị: GWh

1.1 Nhiệm vụ của các công trình trong sơ đồ khai thác thuỷ năng

1.1.1 Các nghiên cứu trớc đây

Hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn là sông có tiềm năng kinh tế kỹ thuật thuỷ điện gần 5 tỷ KWh/năm, đã có nhiều cơ quan trong và ngoài nớc quan tâm, nghiên cứu tính toán nguồn thuỷ năng, thuỷ lợi trên hệ thống sông

- Năm 1980 trung tâm nghiên cứu và thiết kế thuỷ điện dự kiến bậc thang thuỷ

điện sông Vũ Gia - Thu Bồn với 11 công trình Tổng công suất lắp máy là 985 MW,

điện lợng năm là 4785 106KWh

- Năm 1984 Viện Quy hoạch và Quản lý nớc - Bộ Thuỷ lợi phối hợp theo hợp

đồng với quy hoạch và kinh tế điện về cân bằng nớc dự kiến bậc thang thuỷ điện sông

Vũ Gia - Thu Bồn với 18 công trình Tổng công suất lắp máy là 995.6 MW, điện lợng năm là 4284 106KWh

- Năm 1984 Viện Quy hoạch và kinh tế điện - Bộ điện lực đã lập: ‘Thuyết minh tổng quan sử dụng nguồn nớc hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn” Chọn bậc thang thuỷ

điện với 12 công trình Tổng công suất lắp máy là 1112 MW, điện lợng năm là 5005

106KWh cụ thể trên các nhánh sông:

- Sông Đăk Mi 4: 280 MW và 1262 106KWh

- Sông Bung: 293 MW và 1320 106KWh

- Sông A Vơng - Sông Con: 297 MW và 1086 106KWh

- Sông Tranh - Sông Cả: 242 MW và 1086 106KWh

- Năm 1994 Công ty Khảo sát thiết kế điện I - Bộ nămg lợng hoàn thiện bậc thang thuỷ điện trên sông A Vơng - Sông Con với công suất lắp máy là 270MW, điện lợng năm 1111,3 106KWh, đã kiến nghị thuỷ điện A Vơng công suất 145 MW, đã đợc lập báo cáo tiền khả thi năm 1995 do IEM-Canada thực hiện Hiện Công ty Khảo sát thiết

kế điện 2 đang lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi

- Năm 1998 Công ty Khảo sát thiết kế điện 1 lập quy hoạch bậc thang thuỷ điện trên 4 sông: Sông Đăk Mi 4, sông Bung, sông Giằng, sông Tranh với 9 công trình chính Tổng công suất lắp máy là 1066 MW, điện lợng năm là 3834,7 106KWh Trong

đó:

- Sông Đăk Mi: NLM = 435 MW, E0 = 1556,5 106KWh

- Sông Tranh: NLM = 210 MW, E0 = 762.4 106KWh

- Sông Bung - Sông Giằng: NLM = 421 MW, E0 = 1515,8 106KWh

Năm 2001, Công ty t vấn xây dựng điện 1 đã tiến hành khảo sát, lập báo cáo bổ sung quy hoạch bậc thang thuỷ điện hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn, Qua kết quả khảo sát đại hình bổ sung, cập nhật lại các báo cáo nghiên cứu trớc đây của các cơ quan, báo cáo nghiên cứu tiền khả thi công trình thuỷ điện A Vơng của Công ty T vấn

xây dựng điện 2 lập tháng 1 năm 2000, kết quả điều tra dân sinh kinh tế, tổn thất lòng

hồ, tái định c, các tác động môi trờng đã chọn sơ đồ bậc thang thuỷ điện toàn bộ hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn là 10 công trình: Đak Mi 1, Đăk Mi 4, Sông Bung 2, Sông Bung 4, Sông Bung 5, AVơng, Sông Con 2, Sông Tranh 1, Sông Tranh 2, Sông Giằng

- Nhánh sông Bung - Sông Giằng: NLM = 416 MW

Enăm = 1646,6.106KWh

- Nhánh A Vơng - Sông Con: NLM = 238 MW

Enăm = 1001,7.106KWh

- Nhánh Đăk Mi: NLM = 435MW

Enăm = 1604,1.106KWh

- Nhánh sông Tranh: NLM = 185 MW

Enăm = 677.106KWh

Tổng Bậc thang: NLM = 1274 MW

Enăm = 4822,4.106KWh Qua nghiên cứu xem xét chúng tôi thấy sơ đồ khai thác thuỷ điện trên hệ thống sông Vũ Gia - Thu Bồn do công Công ty t vấn xây dựng điện 1 chọn năm 2001 là phù hợp nhất Vì vậy chúng tôi chọn sơ đồ này để đa vào tính toán khai thác thuỷ điện trên dòng chính

1.1.2 Các công trình nghiên cứu trong sơ đồ

Các công trình thuỷ điện trên hệ thống Vũ Gia- Thu Bồn

- Trên sông Đakmi: + Đakmi 1

+ Đakmi 4

- Trên sông Bung: + Sông Bung 2

+ Sông Bung 4 + Sông Bung 5

- Trên sông Giằng: + Sông Giằng

- Sông AVơng - Sông Côn + A Vơng

+ Sông Côn 2

- Trên Sông Tranh + Sông Tranh 1

+ Sông Tranh 2

1.1.3 Nhiệm vụ chính của các công trình trong sơ đồ khai thác

- Về phát điện: Qua kết quả khảo sát địa hình, cập nhật lại các báo cáo nghiên cứu trớc đây, nhu cầu phụ tải trong tơng lai của khu vực miền trung và toàn quốc, cho thấy việc xây dựng các hồ chứa phát điện là rất hiệu quả và cần thiết cho nên nhiệm vụ phát điện đợc đa lên hàng đầu

- Về cắt lũ giảm ngập lụt ở hạ du: Lu vực Vũ Gia - Thu Bồn hàng năm vào thời

kỳ lũ chính vụ tháng X và XI vùng hạ lu thờng bị ngập lụt rất nghiêm trọng gây thiệt hại lớn về ngời và tài sản của nhân dân trong vùng Do đó ngoài mục tiêu phát điện hồ chứa còn có nhiệm vụ cắt giảm lũ cho hạ du

- Về bổ sung nguồn nớc cho hạ du: Trong lu vực vào thời kỳ mùa kiệt từ tháng

IV đến tháng VIII thờng thiếu nớc cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dân sinh để đảm bảo ổn định cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh

-ớc tính đến năm 2010 lợng n-ớc yêu cầu cần đợc bổ sung vào mùa kiệt khoảng 273,9 triệu m3 Nh vậy để tăng hiệu quả kinh tế và sự phát triển bền vững cho lu vực, ngoài nhiệm vụ phát điện và phòng lũ còn cần phải xem xét kết hợp với nhiệm vụ cấp nớc cho hạ du

1.2 Tài liệu cơ bản dùng trong tính toán

1.2.1 Các đờng đặc tính hồ chứa.

Khi tính toán thuỷ năng thuỷ năng bậc thang thuỷ điện lu vực Vũ Gia- Thu Bồn

đã sử dụng đờng đặc tính:

- Z ∼ F ∼W và Q ∼ Z hạ lu của các hồ:

+ Đăkmi 1

+ Đăkmi 4

+ Đăkmi 3

+ A Vơng

+ Sông Con 2

+ Sông Tranh 2

+ Sông Bung 2

+ Sông Bung 4

+ Sông Bung 5

+ Sông Giằng

1.2.2 Tài liệu khí tợng thuỷ văn:

* Các đặc trng khí tợng trong lu vực

a Chế độ nhiệt

Nhiệt độ bình quân trên lu vực khá cao có xu hớng giảm dần từ đồng bằng lên miền núi và có xu hớng tăng dần từ Bắc vào Nam Nhiệt độ bình quân tại Đà Nẵng là 25,70C và Trà My là 24,30C Tháng có nhiệt độ nóng nhất là tháng 6, tháng7 và tháng

8 Tháng lạnh nhất là tháng 12 và tháng 1 khoảng 210C ở đồng bằng và 20 0C ở miền núi Biên độ nhiệt so với bình quân năm trên dới 40C Cụ thể nh sau:

Bảng 2-1 : Nhiệt độ không khí bình quân tháng, năm các trạm (76-98)

Đơn vị: oC

Đà Nẵng 21,4 22,2 24,1 26,1 28,2 29,0 28,9 28,8 27,3 25,9 23,9 21,8 25,6 Trà My 21,0 21,8 24,0 26,0 26,7 27,0 26,8 26,8 25,7 24,1 22,3 20,4 24,4

b Độ ẩm

Nhìn chung độ ẩm miền núi cao hơn đồng bằng Các tháng có độ ẩm cao là các tháng muà ma, thờng rơi vào tháng XI và tháng có độ ẩm nhỏ nhất là tháng VII Cụ thể nh sau:

Bảng 2-2 : Độ ẩm bình quân tháng, năm các trạm (76-98)

Đơn vị: %

c Bốc hơi

Lợng bốc hơi hàng năm ở Đà Nẵng là 1.123 mm, ở Trà My là 728 mm Lợng bốc hơi ở đồng bằng lớn hơn nhiều so với miền núi Những tháng có lợng bốc hơi lớn

là từ tháng V đến tháng VIII Tháng bốc hơi lớn nhất là tháng VII Những tháng có l-ợng bốc hơi nhỏ là từ tháng XI đến tháng I

d Gió, bão

Bão thờng xuất hiện ở Quảng Nam và Thành phố Đà Nẵng vào các tháng X,

XI Trung bình 10 năm có từ 3 đến 6 cơn bão đổ bộ vào vùng ven biển Đà Nẵng- Bình

Định Tốc độ gió lớn nhất đạt34 m/s tháng 10/1970 tại Đà Nẵng, và tốc độ gió trung bình năm đạt 1,8 m/s

Bảng 2-3 : Tốc độ gió bình quân tháng, năm các trạm (76-98)

Đơn vị: m/s

Đà Nẵng 1,5 1,6 1,8 1,7 1,6 1,3 1,2 1,2 1,4 1,7 2,0 1,5 1,6 Trà My 0,7 0,9 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,5 0,7

e Nắng

Số giờ nắng trong lu vực nói chung khá cao, bình quân trên 2000 giờ mỗi năm Tháng có số giờ nắng cao nhất là tháng 7 và tháng nắng ít nhất là tháng 12

Bảng 2-4 : Số giờ nắng bình quân tháng, năm các trạm (76-98)

Đơn vị: giờ/ ngày

Đà Nẵng 4,9 5,5 6,4 7,3 8,5 8,0 8,3 7,4 6,3 5,0 3,9 3,4 6,5 Trà My 3,6 5,2 6,1 6,5 6,9 6,3 6,8 6,4 5,3 3,8 2,5 2,0 5,1

f Ma trên lu vực

Nhìn chung phân bố lợng ma trên lu vực tăng dần từ đồng bằng lên miền núi

Do ảnh hởng của địa hình mà sự phân bố lợng ma theo không gian rất phức tạp Các

s-ờn núi có hớng đón gió lợng ma tăng rõ rệt, ngợc lại các ss-ờn khuất gió lợng ma giảm

đi đáng kể Qua các tài liệu quan trắc đợc trên các trạm trên lu vực, cho thấy ở vùng

đồng bằng lợng ma hàng năm trên dới 2.000mm, nh Đà Nẵng: 2.050 mm, Hội An: 2.058 mm, Giao Thuỷ: 2.181 mm, ái Nghĩa: 2.094 mm Trong khi đó Sơn Tân: 2.631

mm Đặc biệt vùng núi cao ở thợng nguồn sông Thu Bồn có hớng địa hình đón gió đã hình thành những trung tâm ma lớn nh: Trà My: 3.737 mm, Tiên Phớc: 2.833 mm

Cũng giống nh các tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ, chế độ ma của lu vực Vũ Gia- Thu Bồn có sự sai lệch mùa ma ẩm so với điều kiện chung của toàn bán đảo

Đông Dơng Ma đến muộn (tháng IX) và kết thúc muộn (tháng XII) hơn ở miền Bắc

và miền Nam

Thời kỳ gió mùa Đông bắc từ tháng IX đến tháng XII là thời kỳ mùa ma trên lu vực Mùa ma chỉ kéo dài 4 tháng nhng lợng ma chiếm trên dới 70% lợng ma cả năm Tháng ma lớn nhất là tháng X và tháng XI chiếm 45% Lợng ma bình quân tháng lớn nhất ở đồng bằng 500-600 mm, ở miền núi từ 700-900 mm Lợng ma ngày lớn nhất

đã quan trắc đợc ở một số trạm trong lu vực nh Đà Nẵng 402 mm (1980), Hội An 373, Trà My 716 mm (1937)

Trong thời kỳ mùa gió hạ từ tháng II đến tháng VIII là thời kỳ khô hạn trên lu vực, mùa khô kéo dài 8 tháng lợng ma chỉ chiếm 29-30% lợng ma năm Các tháng II, III, IV là các tháng ít ma nhất ở đồng bằng chỉ từ 10-30 mm, ở miền núi từ 30-100

mm Lợng ma nhỏ hơn lợng bốc hơi nên vào những năm ít nớc, dòng chảy kiệt khá nhỏ, kiệt ngày xảy ra vào tháng 7 hoặc tháng 8

B¶ng 2-5: Lîng ma trung b×nh nhiÒu n¨m cña c¸c tr¹m trong lu vùc (77-98)

§¬n vÞ: mm Th¸ng

¸i NghÜa 70,8 18,3 20,1 49,4 145,0 148,7 85,9 133,4 236,3 625,6 423,1 137,3 2093,8

§µ N½ng 64,8 23,7 17,7 33,5 95,5 121,4 73,9 107,7 295,6 648,4 408,6 159,8 2050,7 CÈm LÖ 58,7 13,1 15,5 35,9 91,3 116,1 51,0 91,6 280,7 612,6 377,0 158,6 1902,2

Bµ n¸ 67,1 20,7 22,1 66,2 141,4 168,8 72,4 126,3 279,1 700,1 480,5 196,5 2341,1 C©u L©u 59,3 22,2 19,0 35,6 76,7 109,9 51,9 104,1 231,4 597,4 434,2 177,4 1919,3 Giao Thuû 73,4 23,0 21,2 55,6 135,6 155,1 95,6 126,2 232,0 635,0 457,6 171,1 2181,4 Héi An 67,6 31,4 22,8 38,9 95,6 109,5 66,7 101,4 284,3 609,8 433,1 196,8 2057,9 N«ng S¬n 63,5 17,9 29,1 82,7 209,1 218,3 147,2 150,8 294,0 683,9 536,2 201,2 2633,8 QuÕ S¬n 65,8 24,5 22,7 48,2 123,1 177,8 81,9 148,8 234,4 660,0 432,6 181,2 2200,9 Trµ My 43,8 57,4 72,9 106,5 276,0 249,1 151,6 163,6 351,7 891,4 809,0 463,8 3736,7 Thµnh Mü 33,7 14,9 26,0 82,8 225,1 233,0 158,2 152,5 243,7 523,4 290,5 74,2 2058,1 S¬n T©n 84,6 26,8 30,3 82,4 216,1 188,6 115,5 147,2 347,9 613,2 579,0 199,4 2631,1 Tiªn Phíc 73,5 17,7 14,1 46,6 218,6 137,4 84,5 108,8 301,8 778,7 729,2 321,9 2832,9 Trao 14,6 11,5 19,5 87,4 196,5 232,3 125,7 126,4 252,4 496,6 287,5 83,0 1933,5 Th¨ng b×nh 61,1 24,2 29,3 32,5 90,2 107,5 73,1 110,2 251,9 505,3 441,4 173,6 1900,4

* Phân phối dòng chảy đến tại các tuyến công trình

Bảng 2-6: Phân phối dòng chảy đến tại các tuyến công trình

STT Công trình Flu vực (km2) Q0 (m3/s) CV CS/CV

Qp (m3/s)

* Chuỗi thuỷ văn tính toán

Để tính toán lu lợng đến tại các tuyến công trình, trong chuyên đề này chúng tôi dùng mô hình Tank để tính toán Mô hình Tank do Surawara (Nhật) đa ra năm 1956 và tới nay đã đợc cải tiến nhiều lần, dùng để khôi phục chuỗi số liệu dòng chảy từ ma Mô hình này đã đợc ứng dụng rộng rãi và cho kết quả tốt

Vùng nghiên cứu có 12 trạm đo thuỷ văn Qua phân tích đánh giá ta thấy có 2 trạm thuỷ văn là Nông Sơn trên sông Thu Bồn và trạm Thành Mỹ trên sông Vũ Gia là quan trắc đầy đủ 3 yếu rố lu lợng, mực nớc, độ đục và có đầy đủ số liệu liên tục trong

22 năm từ 1977-1998 Giá trị chuẩn không sai khác bao nhiêu, lại nằm gần và cùng tuyến công trình cần tính toán Vì vậy chọn hai trạm thuỷ văn này để mô phỏng phân phối dòng chảy tháng tại các tuyến công trình Chọn ra bộ thông số phù hợp cho lu vực

để khôi phục cuỗi dòng chảy đến tại các tuyến công trình Khi tính toán dùng tài liệu

ma của các trạm: Hiên, Khâm Đức, Trà My, Hiệp Đức, Quế Sơn, Phớc Sơn, Hội Khách

và tài liệu bốc hơi của trạm Đà Nẵng và Trà My

Kết quả làm đầu vào cho mô hình HEC - 3 (xem ở phần sau)