Dự báo phụ tải và thiết kế lưới truyền tải

3.A- Năng lượng thế giới  Năng lượng điện - Là nguồn NLsơ cấp : từ thủy năng, địa nhiệt, nguyên tử, quang điện, gió, thủy triều; Là nguồn NL thứ cấp:NĐ than, dầu hoặc khí thiên nhiên..

DỰ BÁO PHỤ TẢI

VÀ THIẾT KẾ LƯỚI

TRUYỀN TẢI

Chương 1 Tổng quát chung về HT năng lượng

Chương 2 Khái niêm chung về QH HTNL,HTĐ

Chương 3 Dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện Chương 4 Mô hình toán học trong quy hoạch

Chương 5 Qui hoạch nguồn điện

Chương 6 Qui hoạch lưới điện

Tài liệu tham khảo:

1)Nguyễn Lân Tráng, Quy hoạch phát triển HTĐ, NXB KH&KT,2005

NỘI DUNG HỌC PHÂN

Chương 1: TỔNG QUÁT CHUNG

VỀ HT NĂNG LƯỢNG

1.1 Khái quát chung về năng lương

1.2 Tính toán năng lượng

1.3 Năng lượng thế giới và VN

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG

VỀ NĂNG LƯỢNG

 1 Các nguồn năng lượng sơ cấp

 2 Dãy chuyển hóa năng lượng

 3 Hệ thống năng lượng

1 Các nguồn năng lượng sơ cấp

- Ngu n : s n sinh do hóa th ch ó l than đá, Ngu n : s n sinh do hóa th ch ó l than đá, ồ ồ ả ả ạ ạ Đ Đ à à

- Ngu n : Dòng ch y c a sông, su i Ngu n : Dòng ch y c a sông, su i ồ ồ ả ả ủ ủ ố ố

- Đặ Đặ c đi m: V nh c u (tái t o), không ô nhi m c đi m: V nh c u (tái t o), không ô nhi m ể ể ĩ ĩ ử ử ạ ạ ễ ễ

môi tr ườ ng, nh ng tác đ ng đ n sinh thái ư ộ ế

môi tr ườ ng, nh ng tác đ ng đ n sinh thái ư ộ ế

đ ng th c v t, đ n xã h i ộ ự ậ ế ộ

đ ng th c v t, đ n xã h i ộ ự ậ ế ộ

c)N ng l ă ượ ng h t nhân ạ

- Ngu n : phân h y h t nhân U, Th Ngu n : phân h y h t nhân U, Th ồ ồ ủ ủ ạ ạ

- Đặ Đặ c đi m: Kh i l c đi m: Kh i l ể ể ố ố ượ ượ ng r t ít, nguy c nhi m ng r t ít, nguy c nhi m ấ ấ ơ ơ ễ ễ

phóng xạ

d) N ng l ă ượ ng m i & tái t o ớ ạ

d) N ng l ă ượ ng m i & tái t o ớ ạ

- Ngu n : Th y n ng nh , NL gió, m t tr i, sinh kh i, Ngu n : Th y n ng nh , NL gió, m t tr i, sinh kh i, ồ ồ ủ ủ ă ă ỏ ỏ ặ ặ ờ ờ ố ố

đ a nhi t, th y tri u, sóng bi n, ị ệ ủ ề ể …

đ a nhi t, th y tri u, sóng bi n, ị ệ ủ ề ể …

- Đặ Đặ c đi m: V nh c u (tái t o), không ô nhi m môi c đi m: V nh c u (tái t o), không ô nhi m môi ể ể ĩ ĩ ử ử ạ ạ ễ ễ

tr ườ ng, nh ng phân tán, khó thu nên giá th nh ư à

tr ườ ng, nh ng phân tán, khó thu nên giá th nh ư à

2 Dãy chuyển hóa NL

Sử dụng Năng lượng

- Điện năng từ NL hóa thạch

- Than chế biến

- Sản phẩm dầu,khí

- Điện năng từ NL hóa thạch

- Nhiệt năng

- Cơ năng

- Ánh sáng

- Hóa năng

-Tập hợp các dãy công nghệ, bao gồm các nguồn

NLSC, các khai thác & chế biến, các chuyên tải &

phân phối, các hộ tiêu thụ NL

- Trong HTNL có các khối: than, dầu-khí, điện, trong

đó hệ thống điện là trung tâm liên kết các khối

3 Hệ thống NL

Cấu trúc chung của Hệ thống NL

1.2 TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG

1 Các loại đơn vị năng lượng

2 Một số tính toán năng lượng

1 Các loại đơn vị năng lượng

1 Các loại đơn vị năng lượng

d) VNL t Đ ươ ng đ ươ ng

d) VNL t Đ ươ ng đ ươ ng

- Ý t ng: L y m t lo i NL l m c s , các lo i còn l i đ c qui Ý t ng: L y m t lo i NL l m c s , các lo i còn l i đ c qui ưở ưở ấ ấ ộ ộ ạ ạ à à ơ ở ơ ở ạ ạ ạ ạ ượ ượ

đ i t ng đ ng theo nó trên c s giá tr nhi t l ng ổ ươ ươ ơ ơ ị ệ ượ

đ i t ng đ ng theo nó trên c s giá tr nhi t l ng ổ ươ ươ ơ ơ ị ệ ượ

Th ng l y d u m l c s ườ ấ ầ ỏ à ơ ở

Th ng l y d u m l c s ườ ấ ầ ỏ à ơ ở

- Vi t t t: Vi t t t: ế ế ắ ắ

Ti ng anh : TOE ( Tonne Oil Equivalan) Ti ng anh : TOE ( Tonne Oil Equivalan) ế ế

Ti ng pháp: TEP ( Tonne Equivalan du Petrol) Ti ng pháp: TEP ( Tonne Equivalan du Petrol) ế ế

Ti ng vi t : TDT (T n D u T ng Ti ng vi t : TDT (T n D u T ng ế ế ệ ệ Đ ấ Đ ấ ầ ầ ươ ươ Đươ Đươ ng) ng)

- Giá tr nhi t l ng ị ệ ượ

- Giá tr nhi t l ng ị ệ ượ a : Nhiên li u lo i n o đó có giá tr : Nhiên li u lo i n o đó có giá tr ệ ệ ạ ạ à à ị ị

nhi t l ng ệ ượ

nhi t l ng ệ ượ a đ đ ượ ượ c đ/n nh sau c đ/n nh sau ư ư

N u đem đ t m t đ n v nhiên li u đó s to ra m t nhi t ế ố ộ ơ ị ệ ẽ ả ộ ệ

N u đem đ t m t đ n v nhiên li u đó s to ra m t nhi t ế ố ộ ơ ị ệ ẽ ả ộ ệ

l ng b ng đúng nhi t l ng khi đem đ t a ph n t n ượ ằ ệ ượ ố ầ ấ

l ng b ng đúng nhi t l ng khi đem đ t a ph n t n ượ ằ ệ ượ ố ầ ấ

d u thô ầ

d u thô ầ

n v NL ng ng TOE

Đơ n v NL ị đươ ng đươ ng TOE

Than đá : 0,619 TOE/tấn

Than cốc: 0,667 TOE/Tấn

Than nâu: 0,405 TOE/tấn

Dầu hỏa : 1 TOE/tấn

Qui đổi giữa các Đơn vị NL kJ kWh Cal TOE

kJ 1 0,27778.10 -3 238,92 23,892.10 -9

kWh 3600 1 860,11.10 3 86,011.10 -6

Cal 4,1855 1,1626.10 -6 1 10 -10

TOE 4,1855.10 7 11626 10 10 1

Qui đổi điện năng ra TOE



2 Một số tính toán năng lượng

1)Tính quy đổi ra TOE

3 Năng lượng thế giới &Việt nam

3 A-Năng lượng thế giới

3.A- Năng lượng thế giới

 Năng lượng điện

- Là nguồn NLsơ cấp : từ thủy năng, địa nhiệt, nguyên tử, quang điện, gió, thủy triều; Là nguồn NL thứ cấp:NĐ than, dầu hoặc khí thiên nhiên.

- Năm 2001 thế giới đã sản xuất một lượng điện năng là 14,851

TWh (NĐ :64%, TĐ:17,3%, NgTử: 17% và còn lại từ NL phân tán)

- Các nhà máy điện nguyên tử hiện nay dùng phản ứng phân hạch uranium và plutonium Trữ lượng của chúng rất lớn nhưng cũng chỉ có hạn Nếu sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân đơteri (D –

là đồng vị phóng xạ của hydro) thì sẽ thu được năng lượng nhiều gấp 6 lần so với phản ứng phân hạch uran D có nhiều trong

3.A- Năng lượng thế giới

b) Nguån n¨ng l îng kh«ng t¸i t¹o trªn thÕ giíi

- NL tái tạo chiếm ¼ công suất tiêu thụ thế giới và cung ứng 18% nguồn điện năng cho hành tinh (2009)

-2005 - 2009 NL gió tăng trung bình 27% mỗi năm, nước nóng NL

mặt trời tăng 19% và sản xuất ethanol tăng 20%, NL sinh khối &địa nhiệt cũng tăng trưởng mạnh

Năng lượng Mặt Trời

-NL mặt trời phát ra trong 1s tương đương 2,5.10 9 tấn than đá, trái đất chỉ nhận một phần rất nhỏ, khoảng 10 4 tấn than đá/1s

- Mật độ NL mặt trời chiếu trên mặt đất khoảng 200W/m 2 , mức cao điểm đạt 1000W/m 2

Nhà máy điện sử dụng năng lượng mặt trời

3 A-Năng lượng thế giới

 Nguồn năng lượng địa nhiệt

- Nhiệt năng của Trái Đất khoảng 64 tỉ kWh, sâu trong lòng đất 1km thì nhiệt độ tăng thêm 30 0 C

- Các bồn nước nóng: lớp magma trộn lẫn với đá nóng chảy (nham thạch của núi lửa) và khí, thẩm thấu qua lớp vỏ trái đất Nếu chúng xuyên qua vỏ trào lên sẽ phun thành núi lửa, nếu dừng lại ở lớp gần mặt trái đất thì tạo thành hệ đá nóng, bồn địa nhiệt

- Bồn nhiệt hơi khô: trong hơi nóng có chứa các khí CO 2 , H 2 S, NH 3

và không có hoặc có 1 ít hơi nước H 2 O → gọi là hơi khô.

- Bồn nhiệt nước nóng: ở độ sâu áp suất cao, nước sôi đạt tới

180 o C-370 o C, xuyên qua lớp bề mặt trái đất nước bốc hơi nhanh tạo ra áp suất cao như được đun trong nồi supde, trong hơi nước

có chứa 10% - 20% nước nên người ta gọi là bồn hơi ẩm.

Nhà máy điện địa nhiệt

3 A-Năng lượng thế giới

 Nguồn năng lượng gió

- Vào TK II trước công nguyên, cối xay gió đầu tiên đã được chế tạo

và sử dụng ở Trung Đông và Trung Quốc.

- Đầu tiên cối xay gió được sử dụng để xay ngũ cốc, sau đó được dùng

để bơm nước và cưa gỗ.

- Qua nhiều thế kỷ năng lượng gió trở thành nguồn năng lượng quan trọng, người ta sản xuất điện và bơm nước từ nguồn năng lượng này và đặc biệt nó được sử dụng phân tán ở những vùng xa xôi.

- Người ta biến đổi năng lượng gió thành điện năng bằng cách sử dụng các tuabin khí động.

Nhµ m¸y ®iÖn ch¹y b»ng søc giã

3 A-Năng lượng thế giới

c) Một số đặc điểm

- 1994, NL tiêu phí 11.10 9 tấn than tiêu chuẩn; 2050, dân số 10 tỉ và NL cần dùng (25-29).10 9 tỉ tấn than tiêu chuẩn.

sản xuất (trong đó có nông nghiệp) 40%; giao thông vận tải 20% Cơ cấu này thay đổi tùy thuộc vào từng quốc gia, từng vùng.

- Cường độ năng lượng I (NL cần thiết để sản xuất ra một đơn vị tiền tệ (VND, USD, EURO…), biến thiên thời gian (năm) đặc trưng cho quá trình tăng trưởng kinh tế của một đất nước.

công nghiệp phát triển như Mĩ, Tây Âu và Nhật Bản chỉ chiếm dưới 10% diện tích, dưới 20% dân số nhưng có trên 50% sản xuất công nghiệp , khoảng 65% sản xuất điện năng và tiêu thụ trên 55% các NL thương mại.

1850 1900 1920 1945 1980

t 50

3 A-Năng lượng thế giới

- Mức chênh lệch về tiêu thụ năng lượng giữa các nước trên thế giới là rất lớn, tỷ lệ đó từ 1 đến 40 lần, các nước công nghiệp phát triển (Mỹ, Nhật Bản…) tiêu thụ xăng, khí thiên nhiên và điện rất lớn, 8TOE/người.năm, trong khi đó các nước thuộc thế giới thứ 3 chỉ 0,2 TOE/người.năm

3 A-Năng lượng thế giới

3 A-Năng lượng thế giới

d) Dự báo PT phát triển NL thế giới

- Nhu cầu NL của thế giới tăng khoảng 53% năm 2035 so với năm 2008, trong đó hai nền kinh tế lớn đang nổi lên là Trung Quốc và Ấn Độ chiếm một nửa trong mức tăng này.

- NL lượng tái sinh tăng nhanh nhất trong vòng 25 năm tới, mỗi năm 2,8%, đến năm 2035 chiếm khoảng 15% tổng nhu cầu

NL

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

a) Nguồn năng lượng sơ cấp

- Đến thời điểm này tổng công suất các nhà máy thủy điện đã được xây dựng ở nước ta là 4115 MW tương ứng sản lượng điện trung bình hàng năm khoảng 18 tỉ kWh Trữ năng kinh tế của 10 lưu vực sông chính chiếm 85,9% trữ năng kinh tế trên toàn lãnh thổ.

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

- Tổng trữ lượng dầu khí có thể thu hồi của nước ta vào khoảng 3,75

tỉ m 3 dầu qui đổi, trong đó trữ lượng đã được xác minh vào khoảng 1,25 tỉ m 3 với tỉ lệ khí đốt chiếm hơn 50% So với các nước trong

khu vực Đông Nam Á, tiềm năng dầu khí của Việt Nam được đánh giá ở mức trung bình, thấp hơn Indonexia và Malaysia nhưng cao hơn các nước còn lại.

- Năm 2005 ta đã khai thác được 16,8 triệu tấn dầu thô và 6,6 tỉ m 3 khí Dầu được khai thác chủ yếu để xuất khẩu

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

Các mỏ than chủ yếu nằm ở Đông Bắc Việt Nam (chiếm khoảng 90% của toàn ngành than) Loại than chính ở đây là than

anthracite và một số không nhiều than nâu, than bùn nằm ở tam giác sông Hồng và sông Mekong.

Than bùn Tam giác sông Hồng

Năm 2005 ngành năng lượng đã khai thác được 35 triệu tấn than nguyên khai và xuất khẩu được 11 triệu tấn than anthracite.

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

- có khoảng 300 mạch nước nóng, nhiệt độ trên mặt đất đo được từ 30-105 0 C, phân bố chủ yếu ở vùng Tây Bắc (chiếm 49%) và Trung

Bộ Các mạch nước có nhiệt độ cao từ 61-100 0 C phần lớn lại tập trung ở miền Trung Bộ (59%), như mạch nước ở Lò Vôi - Quảng Bình có nhiệt độ 100 0 C Tổng trữ lượng địa nhiệt ở Việt Nam tương đương 9 tỉ tấn dầu.

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

- Nước ta nằm trong vùng có số giờ nắng trung bình khoảng 200-2500 giờ/năm với tổng năng lượng bức xạ mặt trời cao, trung bình khoảng 150-175 kcal/cm 2 năm Tuy nhiên giá thành lắp đặt các bộ pin mặt trời rất cao, khoảng 8-8,5 USD/W.

- Tiềm năng gió được đánh giá vào khoảng 800-1400 kWh/m 2 năm ở các hải đảo, 500-1000 kWh/m 2 năm ở các khu vực khác Có 1000 trạm điện gió cỡ gia đình (công suất từ 150-200W) Hiện đang có một số dự án điện gió cỡ lớn đang được đưa vào kế hoạch phát triển

ở Khánh Hòa (20MW), Qui Nhơn (15MW), Quảng Ngãi (800kW), Bạch Long Vĩ (800kW), Ninh Thuận (625kW) Dự kiến có thể đưa tổng công suất điện gió lên đến 150MW vào khoảng năm 2020.

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

b)Mục tiêu phát triển 2020, tầm nhìn đến năm 2050

 Cung cấp đủ NL phát triển kinh tế xã hội: NLSC 2010 khoảng 49,5 triệu TOE, 2020 khoảng 100-110 triệu TOE, 2025 khoảng 110-

47,5-120 triệu TOE và 2050 khoảng 310-320 triệu TOE.

 Nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá trữ lượng các nguồn NLSC Mở rộng hợp tác với các nước để tìm kiếm, thăm dò, khai thác than, dầu khí và các dạng năng lượng khác ở nước ngoài bổ sung nguồn NL thiếu hụt trong nước.

 Phát triển nguồn, lưới điện, đảm bảo đến năm 2010 độ tin cậy cung cấp của nguồn điện là 99,7%, lưới điện bảo đảm tiêu chuẩn n-1.

 Phát triển các nhà máy lọc dầu, đáp ứng đủ nhu cầu về các sản phẩm dầu trong nước, đưa tổng công suất các nhà máy lọc dầu lên khoảng

25 đến 30 triệu tấn dầu thô vào năm 2020.

 Bảo đảm mức dự trữ chiến lược xăng dầu quốc gia đạt 45 ngày tiêu thụ bình quân vào năm 2010, đạt 60 ngày vào năm 2020 và đạt 90 ngày vào năm 2025.

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

 Phấn đầu tăng tỉ lệ NLmới & tái tạo lên khoảng 3% tổng NLSC thương mại năm 2010, 5% năm 2020, và 11% năm 2050.

 Hoàn thành chương trình NL nông thôn, miền núi Đưa số hộ nông thôn sử dụng năng lượng thương mại để đun nấu lên 50% vào năm

2010 và 80% vào năm 2020 Đến năm 2010 đạt 95% số hộ dân nông thôn có điện, đến năm 2020 hầu hết số hộ dân nông thôn có điện.

 Xây dựng các mục tiêu, tiêu chuẩn dài hạn về môi trường theo hướng thống nhất với tiêu chuẩn môi trường khu vực và thế giới, phù hợp với điều kiện kinh tế của đất nước Kiểm soát và giảm nhẹ ô nhiễm

môi trường trong các hoạt động năng lượng, đến năm 2015 tất cả các công trình năng lượng phải đáp ứng tiêu chuẩn về môi trường.

 Chuyển mạnh các ngành điện, than, dầu khí sang hoạt động theo cơ chế thị trường cạnh tranh có sự điều tiết của Nhà nước Hình thành thị trường bán lẻ điện cạnh tranh giai đoạn sau năm 2022; hình

thành thị trường kinh doanh than, dầu khí trong giai đoạn từ nay đến

3.B- Tình hình năng lượng ở Việt Nam

 Đưa tổ máy điện hạt nhân đầu tiên vận hành vào năm 2020, sau đó tăng nhanh tỉ trọng điện hạt nhân trong cơ cấu NL quốc gia Đến năm 2050, NLđiện hạt nhân chiếm khoảng 15-20% tổng tiêu thụ năng lượng thương mại toàn quốc.

 Tăng cường hợp tác quốc tế trong lĩnh vực năng lượng Phấn đầu

từ năm 2010-2015, thực hiện liên kết lưới điện khu vực (bằng cấp điện áp đến 500 KV), từ năm 2015-2020, thực hiện liên kết hệ thống khí thiên nhiên khu vực.

c) Hệ thống điện Việt Nam

Trung bình công suất tăng

2006-2009: 11,1%/năm (kể

cả nhập khẩu từ Trung Quốc)

Công suất đặt và sản xuất điện năm 2009

Kh i l ố ượ ng l ướ i truy n t i đ n n m 2009 ề ả ế ă

12145 km 746/25862 MVA

Tỉ lệ cung cấp điện nông thôn đến cuối năm 2009

-100% số xã, huyện có điện lưới và điện tại chỗ;

- 97,6% số xã (8880/9101) và 95,1% số hộ nông thôn có điện lưới

(13,95/14,67 triệu hộ)

500 kV

220 kV

110 kV

Năm 2009 Điện thương phẩm (TWh): 76

Định hướng phát triển ngành Điện đến năm 2020 và tầm

nhìn đến năm 2050.

tiên TĐ hợp lý, đồng thời phát triển NĐ Khuyến khích phát triển nguồn điện sử dụng NLmới và tái tạo.

phân phối điện.

Nam.

trường.

hÕt ch ¬ng 1