NGHIÊN cứu GIẢI PHÁP dự TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG hệ THỐNG điện, đi sâu PHÂN TÍCH về STATCOM

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 sảnxuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện n

KHOA ĐIỆN - CƠ

====o0o====

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP DỰ TRỮ NĂNG LƯỢNG TRONG

HỆ THỐNG ĐIỆN, ĐI SÂU PHÂN TÍCH VỀ STATCOM

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Tiến Ban Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Dũng

Lớp : Điện Công nghiệp và Dân dụng

HẢI PHÒNG, 12 - 2014

KHOA ĐIỆN - CƠ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Dũng Số hiệu sinh viên: 1051540003 Khóa: 2010 – 2015 Khoa: Điện – Cơ Ngành: Kỹ sư công nghệ kỹ thuật điện Tên đề tài: Nghiên cứu giải pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện, đi sâu phân tích về STATCOM. 1 Đầu đề thiết kế:

2 Các số liệu ban đầu:

3 Nội dung các phần 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:

Ngày tháng năm …

Trưởng bộ môn

( Ký, ghi rõ họ, tên)

Cán bộ hướng dẫn

( Ký, ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày… tháng … năm 2015

( Ký, ghi rõ họ, tên) ( Ký, ghi rõ họ, tên)

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 2015 Cán bộ hướng dẫn chính

(Họ tên và chữ kí)

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 2015

Người chấm phản biện

Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu giải pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện, đi sâu phân tích về STATCOM” 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 danhmục tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác Nếuphát hiện sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Hải Phòng, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Dũng

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 nóiriêng và toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Hải Phòng nói chung đã tận tìnhdạy dỗ và truyền 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 khảotrong đồ án này và sự góp ý của các thầy cô trong bộ môn cùng toàn thể các bạn sinhviên trong suốt quá trình thực hiện đồ án

LỜI CAM ĐOAN vi

LỜI CẢM ƠN vii

MỤC LỤC viii

DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU x

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA VIỆT NAM 2

1.1 Giới thiệu chung 2

1.2 Phụ tải của hệ thống điện Việt Nam 3

1.2.1 Phân tích biểu đồ phụ tải 3

1.2.2 Đánh giá tăng trưởng phụ tải 4

1.3 Nguồn điện trong hệ thống điện Việt Nam 6

1.3.1 Tình hình phát triển nguồn điện 6

1.3.2 Các nguồn năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam 8

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 15

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 20

2.1 Khái niệm về dự trữ năng lượng 20

2.2 Các phương thức dự trữ năng lượng trong hệ thống điện 20

2.3 Công suất lưới điện 22

2.4 Các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng lưới điện 22

2.4.1 Ổn định điện áp trong nhà máy và trên lưới điện 25

2.4.2 Ổn định tần số 28

2.4.3 Ổn định công suất 29

2.5 Hệ thống có dự trữ năng lượng 33

2.5.1 Energy Storage Systems (ESS) hệ thống lưu trữ năng lượng 33

2.5.2 Điều khiển năng lượng lưu trữ Energy Storage Drivers (ESD) 37

Components (BESC) 41

CHƯƠNG 3 STATCOM 46

3.1 Cấu trúc và nguyên lý hoạt động cơ bản của STATCOM 46

3.1.1 Cấu trúc cơ bản của STATCOM 46

3.1.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM 46

3.2 Bộ điều khiển tự động công suất dựa trên các thiết bị bán dẫn 49

3.2.1 Bộ chuyển đổi nguồn điện áp (VSC: Voltage Source Converter) 51

3.2.2 Điều khiển bằng điều chế độ rộng xung (PWM: Pulse Width Modulation) 53

3.2.3 Nguyên tắc hoạt động của VSC: static Var Compensator 57

3.3 Hệ thống điều khiển của STATCOM 58

3.4 Các đặc tính của STATCOM 59

3.5 Mô hình hóa STATCOM 61

3.5 1 Mô hình mạch 61

3.5.2 Mô hình toán STATCOM 62

3.6 STATCOM hãng ABB 66

3.6.1 Đặt vấn đề 66

3.6.2 Giới thiệu về STATCOM của hang ABB 67

KẾT LUẬN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

Hình1.1: Đường dây 500KV Bắc-Nam 3

Bảng 1.1 Ưu điểm và nhược điểm các nguồn điện của Việt Nam 8

Hình 1.2 : Năng lượng gió 9

Hình1.3: Năng lượng mặt trời 10

Hình1.4: Năng lượng nước 11

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

Hình 1.5: Đường dây 500kV Bắc - Nam, bên trái là mạch 1, bên phải là mạch 2 15

Hình 2.1: Hệ thống hybrid dùng máy phát kết hợp với các nguồn năng lượng sạch 21 Hình 3.1: Các giai đoạn thực hiện dự án thí điểm của ABB 33

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí lắp đặt hệ thống ESS 36

Hình 3.3 Biểu đồ năng lượng 38

Hình 3.4 Nguyên lý điều khiển năng lượng gió, mặt trời và nguồn năng lượng bổ sung khác 39

Hình 3.5 Đồ thị thể hiện mức độ sử dụng năng lượng trong ngày 40

Hình 3.6 Biểu đồ năng lượng 41

Hình 3.7 Đồ thị năng lượng khi sử dụng ESS trong hệ thống 41

Hình 3.8 Ác quy dự trữ năng lượng 44

Hình 3.9 Thiết kế của ESS 45

Hình 3.10: Hình ảnh thực tế của ESS 45

Hình 3.11: Mô hình hệ thống ESS 46

Hình 3.1: Cấu trúc cơ bản của STATCOM 47

Hình 3.2: Nguyên lý hoạt động cơ bản của STATCOM 48

Hình 3.3: Nguyên lý bù của bộ bù tích cực 49

Hình 3.4: Trạng thái hấp thụ công suất phản kháng của bộ bù 49

Hình 3.5L Trạng thái phát công suất phản kháng của bộ tù 50

Hình 3.6 Thiết bị bán dẫn: (a) GTO và (b) IGBT 52

Hình 3.8: Hoạt động của PWM 55

Hình 3.9: Chuyển đổi nguồn điện áp (VSC) "một chân" 55

Hình 3.10: Sơ đồ mạch lực nghịch lưu PWM 56

Hình 3.11: Sơ đồ thay thế một pha nghịch lưu PWM 56

Hình 3.12: Giản đồ vectơ nghịch lưu PWM 57

Hình 3.13: Giản đồ vectơ nghịch lưu PWM 57

Hình 3.13: Giản đồ vectơ nghịch lưu PWM 59

Hình 3.14: Hoạt động của VSC 60

Hình 3.15: Hệ thống điều khiển của STATCOM 61

Hình 3.16: Đặc tính V - I của STATCOM 62

Hình 3.17: Đặc tính V-Q của STATCOM 68

Hình 3.18: Mạch tương đương mô hình hóa của STATCOM 69

Hình 3.19: Các giai đoạn thực hiện dự án thí điểm của ABB 69

Hình 3.20: Sơ đồ bố trí lắp hệ thống ESS 71

Hình 3.21: Biểu đồ năng lượng 71

Hình 3.22: Nguyên lý điều khiển năng lượng gió, mặt trời và nguồn năng lực bổ sung khác 71

Hình 3.23 72

Hình 3.24: Biểu đồ năng lượng 72

Hình 3.25 73

Hình 3.26: Ác quy lưu trữ năng lượng 73

Hình 3.27: Thiết kế cảu ESS 74

Hình 3.28: Hình ảnh thực tế của ESS 74

Hình 3.29: Mô hình hệ thống ESS 75

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 taphải nghiên cứu các giải pháp nhằm nâng cao chỉ tiêu chất lượng điện và dự trữ nănglượng để sử dụng hợp lý năng lượng trong tương lai Để hệ thống điện hoạt động linhhoạt ở mọi chế độ, kể cả tình huống sự cố nghiêm trọng nhất thì phải có các giải phápđảm 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 bảohướng 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 ýkiến, 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 côgiáo và các bạn Em xin trân trong cảm ơn!

Hải Phòng, Ngày tháng năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Dũng

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 nửathế kỷ hình thành và phát triển, đến nay đã lớn mạnh với hàng vạn km đường dây vàhàng 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 sảnxuất, 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 nănglượng 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 xuấtđến nơi tiêu thụ

Lưới hệ thống: Nối các nhà máy điện với nhau và với các nút phụ tải khu vực

Ở Việt 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 ápcung cấp điện cho trạm trung gian địa phương Thường từ 110-220KV do A1, A2, A3quản lý

Lưới phân phối: Từ các trạm trung gian địa phương đến các trạm phụ tải(trạm phân phối) Lưới phân phối trung áp (6-35kV) do sở điện lực tỉnh quản lý vàphân phối hạ áp (380/220V)

Tính đến 31/12/2012, lưới điện truyền tải bao gồm 15.600MVA dung lượng máy biến 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 bằngmáy 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 sứckhỏe 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,thấp nhất, giá trị trung bình từng thời điểm Thời gian vận hành thiết bị Chi phí điệnnăng phải trả

Biểu đồ phụ tải thể hiện mức độ dao động công suất thể hiện mức độ hoạtđộng sản 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, theonhu 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 trìnhsản xuất và tiêu dùng, là một trong những ngành quan trọng nhất của nền kinh tếquốc 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 tròquan trọng của mình

Tổng công suất lắp đặt các nhà máy điện đến năm 2010 khoảng trên20.000MW, tăng gấp 3,2 lần so với 10 năm trước, sản lượng điện sản xuất ước đạtkhoảng trên 100 tỷ kWh, gấp trên 3,7 lần năm 2000 và 1,88 lần so với 2005 Đến cuối

2009 hệ thống lưới điện đã có trên 3.400km đường dây và 11 trạm 500kV với tổngdung lượng 7.500MVA, lưới 220kV có gần 8.500km với dung lượng các máy biến áp19.000MVA 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

2030 Thị trường điện nước ta đã có định hướng và lộ trình hình thành và phát triểntheo các cấp độ, nhưng giai đoạn trước mắt sẽ còn nhiều khó khăn, và quá trình thựchiện cơ chế thị trường sẽ bị chậm lại do một số nguyên nhân: Thị trường đang và sẽvẫn thiếu hàng hoá, nguồn điện và lưới điện chưa đủ để cung cấp thì chưa thể nói đếncạnh tranh Thị trường người mua có xu hướng luôn đòi hỏi phải được cấp đủ điện,nhưng không sẵn sàng trả giá theo giá cả thị trường mà muốn Nhà nước tiếp tục trợgiá, trong khi đa phần các yếu tố đầu vào cho cung cấp điện đều theo giá thị trường

khu vực và quốc tế Bộ máy quản lý điều tiết thị trường chưa đủ mạnh, còn đanghoàn thiện dần trong khi các cơ sở pháp lý cũng chưa theo kịp, chưa thể ngày mộtngày hai có khả năng quản lý thị trường Dự báo nhu cầu điện toàn quốc sẽ tăng bìnhquân từ 14% đến 16% hàng năm trong giai đoạn 2011-2015, tăng khoảng trên 11,5%/năm giai đoạn 2016-2020 Nhu cầu điện sản xuất dự kiến năm 2015 là 194 – 211 tỷkWh; năm 2020 là 329 – 362 tỷ kWh và năm 2030 là 695 – 834 tỷ kWh Để đảm bảocung cấp điện an toàn liên tục cho nhu cầu xã hội, với nhu cầu điện như trên, chươngtrình phát triển hệ thống điện sẽ có quy mô rất lớn Với phương án cơ sở dự kiến tổngcông suất nguồn điện năm 2015 sẽ khoảng 42.500MW, gấp hơn 2 lần năm 2010 với

tỷ trọng 33,6% thuỷ điện, 35,1% nhiệt điện than, 24,9% nhiệt điện dầu và khí, khoảnggần 4% nguồn năng lượng tái tạo (thuỷ điện nhỏ, điện gió, sinh khối, mặt trời v.v ),còn lại khoảng 2,5% nhập khẩu Đến năm 2020 tổng công suất nguồn điện sẽ khoảng65.500MW với tỷ trọng thuỷ điện 26,6% (~17.400MW), nhiệt điện than tăng lên44,7% (~29.200MW), nhiệt điện dầu-khí giảm xuống 19,6% (~12.800MW), nguồnnăng lượng tái tạo chiếm 4,8% (~3.100MW), nhập khẩu chiếm 2,8% (~1.800 MW)

và sẽ có tổ máy đầu tiên – 1000MW của nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận Năm

2030 tổng công suất nguồn điện lên tới 137.600MW, trong đó thuỷ điện chỉ cònchiếm 15,3%, nhiệt điện than tăng lên chiếm 56,1%, nhiệt điện dầu– khí 12,7%, côngsuất các nhà máy điện hạt nhân lên tới 10.700MW với tỷ trọng 7,8%, còn điện nhậpkhẩu chiếm khoảng 4,6% Đi theo việc xây dựng hàng loạt các nhà máy điện, hệthống lưới truyền tải cũng có kế hoạch phát triển tương ứng với dự kiến năm 2020dung lượng các trạm 500kV là trên 55.000MVA, trạm 220kV là trên 90.000 MVA;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; từnăm 2021-2030 xây dựng thêm khoảng 3.000km đường dây 500kV và 5.100 kmđường dây 220kV Ước tổng vốn đầu tư cho phát triển hệ thống điện trong 20 năm tớirất lớn: khoảng 156 tỷ USD, bình quân hàng năm khoảng 7,8 tỷ USD, bao gồm cảnguồn, lưới truyền tải và phân phối điện, trong đó giai đoạn 2011-2020 trung bìnhgần 6,9 tỷ USD với cơ cấu 74% cho các nhà máy điện và 26% cho xây dựng lướiđiện Với chính sách đa dạng hoá đầu tư xây dựng nguồn điện, ngày càng có nhiều

ngành, đơn vị ngoài EVN tham gia đầu tư xây dựng các nhà máy điện, tỷ trọng nguồnđiện của EVN trong tổng cơ cấu năm nguồn điện 2009 là hơn 65% và dự kiến đếnnăm 2015 giảm xuống 62% Khi có đủ điều kiện, hệ thống truyền tải, hệ thống điều

độ điện sẽ tách khỏi EVN thành các công ty Nhà nước độc lập để thực hiện cung ứngđiện 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 rathiếu điện vào mùa khô Trong kế hoạch phát triển ngành điện trong tương lai tỷtrọng đóng góp của thủy điện sẽ giảm dần

Vào mùa khô tình hình hạn hán nghiêm trọng kéo dài làm suy giảm công suất

và sản lượng các nhà máy thủy điện, một số nhà máy nhiệt điện mới (Hải Phòng,Quảng Ninh, Uông Bí 2, Phả Lại 2, Cẩm Phả và Sơn Động) lại vận hành không ổnđịnh thường xảy ra sự cố, trong khi đó nhu cầu về điện lại tăng cao do nắng nóng dẫnđến việc mất cân 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 tạonhư gió và mặt trời được ứng dụng nhiều hơn, góp phần tạo thêm nguồn cung cấpđiện năng

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 xuấtnhiệt điện với tỷ trọng hơn 60% tổng công suất của nhiệt điện Nguồn nguyên liệu đểsản xuất ra điện là khí tự nhiên được mua lại từ Tập đoàn dầu khí và nhập khẩu, giábán khí sẽ biến động theo giá dầu Mặc dù nguồn khí tự nhiên nước ta khá dồi dào,tuy nhiên do giá thành sản xuất điện khí ở mức cao do đó mặc dù công suất của cácnhà máy điện khí rất lớn nhưng tỷ lệ khai thác lại không cao Các dự án nhiệt điện khí

chủ yếu được quy hoạch tập trung ở khu vực miền Nam, nơi có nguồn cung cấp khídồi dào từ Tập đoàn dầu 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 đoànThan Khoáng Sản Việt Nam với giá ưu đãi, trong tương lai cùng với sự phát triển củacác dự án này thì nhiều khả năng nước ta sẽ phải nhập khẩu thêm nguồn than bênngoài Chi phí nhiên liệu để vận hành các nhà máy nhiệt điện than thấp hơn nhiều sovới nhiệt điện khí khoảng 60% để đạt được cùng mức công suất và nhiệt lượng Do

đó nhiệt điện than là nguồn năng lượng được ưu tiên sử dụng thậm chí hơn cả thủyđiện do tính ổn định Miền Bắc có vị trí huận lợi với trữ lượng than lớn tại QuảngNinh nên đã xây dựng các nhà máy nhiệt điện

Nhiệt điện dầu: Các nhà máy nhiệt điện dầu thường được xây dựng chungtrong tổ hợp các khu nhiệt điện khí, dầu như khu tổ hợp điện dầu khí Phú Mỹ, do chiphí sản xuất điện cao nên nhiệt điện dầu chỉ được khai thác nhằm bù đắp lượng điệnthiếu tức thời, 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

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 nguồnđiện được phân bố rộng khắp trên toàn quốc Sinh khối từ các sản phẩm hay chất thảinông nghiệp có sản lượng tương đương 10 triệu tấn dầu/năm Tiềm năng khí sinh họcxấp xỉ 10 tỉ năm m3 năm có thể thu được từ rác, phân động vật và chất thải côngnghiệp Tiềm năng kỹ thuật của thủy điện nhỏ (<30MW) hơn 4,000MW Nguồn nănglượng mặt trời phong phú với bức xạ nắng trung bình là 5kWh/m2/ngày phân bố trênkhắp đất nước Vị trí địa lý của Việt Nam với hơn 3,400km đường bờ biển cũng giúpViệt Nam có tiềm năng 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 cầu năng lượng ngày càng tăng nhanh Mặc dù Việt Nam đã triểnkhai sớm và thành công một số dự án nhưng việc ứng dụng năng lượng tái tạo tạiViệt Nam vẫn chưa khai thác hết tiềm năng sẵn có.

Việt Nam có tiềm năng phát triển các nguồn năng lượng sẵn có của mình.Những nguồn năng lượng có thể khai thác và sử dụng trong thực tế đã được nhậndiện đến nay gồm: thủy điện, năng lượng gió, năng lượng sinh khối, năng lượng khísinh học (KSH), nhiên liệu sinh học, năng lượng từ nguồn rác thải sinh hoạt, nănglượng mặt trời, và năng 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 lượnggió của Ngân hàng thế giới, Việt Nam có tới 8,6% diện tích lãnh thổ được đánh giá

có tiềm năng từ “tốt” đến “rất tốt” để xây dựng các trạm điện gió cỡ lớn Tổng tiềmnăng điện gió của Việt Nam ước đạt 513.360MW tức là bằng hơn 200 lần công suấtcủa Thủy điện Sơn La, và hơn 10 lần tổng công suất dự báo của ngành điện vào năm

2020 Nếu xét tiêu chuẩn để xây dựng các trạm điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho pháttriển kinh tế ở những khu vực khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn

có thể phát triển điện gió loại nhỏ Được đánh giá là quốc gia có tiềm năng phát triểnnăng lượng gió nhưng hiện tại số liệu về tiềm năng khai thác năng lượng gió của ViệtNam chưa được lượng hóa đầy 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 Theo các báo cáo thì tiềm năng năng lượnggió của Việt Nam tập trung nhiều nhất tại vùng duyên 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 nhiệtcao (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

từ những năm 1960, tới nay hoàn toàn làm chủ công nghệ điện mặt trời Tuy nhiên,

dù có nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời lớn nhưng sau một thời gian phát triển,việc khai thác nguồn năng lượng này chưa hiệu quả Sở dĩ, năng lượng mặt trời chưaphát triển ở Việt Nam là do chi phí thiết bị còn khá cao, khoảng 20.000USD/gia đình.Công nghệ thiết kế, lắp ráp, vận hành và bảo trì tương đối phức tạp Đến nay, cả nước

có khoảng 5.000 hộ sử dụng điện mặt trời Nhưng điều đáng quan tâm là kinh phí lắpđặt mạng lưới điện mặt trời của 5.000 hộ này phần lớn là do nước ngoài tài trợ vàNhà nước chưa có một chính sách nào cụ thể để ngành công nghiệp năng lượng mặttrời phát triển Hiện nay, mới chỉ có sự tham gia của các nhà khoa học, một vài doanhnghiệp và một số tổ chức trong việc nghiên cứu, thử nghiệm các thiết bị sử dụng nănglượng mặt trời Sự tham gia của Nhà nước đối với ngành công nghiệp này chỉ dừng ởmức kêu gọi, khuyến khích nên hiệu quả chưa cao

Việc nghiên cứu, ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo trong đó phát triểnmạnh năng lượng gió và năng lượng mặt trời là xu hướng tất yếu của thế giới nóichung và Việt Nam nói riêng Muốn khai thác và sử dụng một cách hiệu quả, đòi hỏiNhà nước phải có những chính sách định hướng và hỗ trợ hợp lý cụ thể, rõ ràng, toàndiện Bên cạnh việc cấp kinh phí cho hoạt động nghiên cứu, thử nghiệm, Nhà nướccần đỡ đầu và tạo điều kiện cho các doanh nghiệp đầu tư vào quá trình chuyển giaocông nghệ, nhằm nâng cao số lượng cũng như chất lượng các sản phẩm Có như vậy,Việt Nam mới có thể đưa ngành này thành một ngành công nghiệp năng lượng mới,tiến tới trọng điểm trong tương 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 211công trình đang thi công xây dựng, hiện cả nước có hơn 6.500 hồ chứa thủy lợi vớitổng dung tích 11 tỷ m³ nước, trong đó có hơn 560 hồ chứa lớn, còn lại đều là loại hồchứa nhỏ

Hiện nay phần lớn các nguồn năng lượng thủy điện cơ bản đã được khai tháchết và để đạt được mục tiêu trên, Việt Nam đang đẩy mạnh khai thác các nhà máythủy 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 đượcxác định có tiềm năng phát triển thủy điện nhỏ, qui mô từ 100kW tới 30MW với tổngcông suất đặt trên 7.000MW, các vị trí này tập trung chủ yếu ở vùng núi phía Bắc,Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.

Việc đầu tư xây dựng các dự án thủy điện đã và đang góp phần quan trọngtrong việc đảm bảo an ninh năng lượng nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của

cả nước theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa Các nhà máy thủy điện đã đónggóp tới 48,26% công suất (13.000MW) và 43,9% (53 tỉ kWh) điện lượng cho hệthống điện Đây là nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo, giá thành rẻ hơn sovới các nguồn điện khác Quá trình đầu tư xây dựng và vận hành khai thác đã tạonhiều việc làm cho các lực lượng lao động trong cả nước Việc hình thành các hồchứa thủy điện cũng góp phần quan trọng trong việc chủ động tích trữ để xả nước chonhu cầu dân sinh, nông nghiệp 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, thủyđiện cũng đã đóng vai trò quan trọng trong việc chủ động tích trữ để bổ sung lưulượng, cấp nước về mùa kiệt và cắt giảm lũ phục vụ sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môitrường cho hạ du Và đây là nguồn dung tích trữ nước cực kỳ quan trọng, trongnhững năm qua đã góp phần quan trọng bảo đảm an ninh nguồn nước, đóng vai tròchủ chốt, đảm bảo chủ động điều tiết cấp nước và chống, giảm lũ cho hạ du đặc biệt

là khu vực miền Bắc Đồng thời với việc đầu tư xây dựng các dự án thủy điện, một số

cơ sở hạ tầng kinh tế - xã hội như điện, 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 địaphương

d) Năng lượng sinh khối

Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn nănglượng sinh khối Các loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từcây trồng, chất thải chăn nuôi, rác thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác Khảnăng khai thác bền vững nguồn sinh khối cho sản xuất năng lượng ở Việt Nam đạt

khoảng 150 triệu tấn mỗi năm Một số dạng sinh khối có thể khai thác được ngay vềmặt kỹ thuật cho sản xuất điện hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng lượng (sảnxuất cả điện và nhiệt) đó là: Trấu ở Đồng bằng Sông Cửu long, Bã mía dư thừa ở cácnhà máy đường, rác thải sinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trangtrại gia súc, hộ gia đình và chất 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

có thể khai thác đến trên 300MW Khu vực có khả năng khai thác hiệu quả là miềnTrung Hiện tại, sử dụng năng lương tái tạo ở Việt Nam mới chủ yếu là năng lượngsinh khối ở dạng thô cho đun nấu hộ gia đình Năm 2010, mức tiêu thụ đạt khoảnggần 13 triệu tấn quy dầu Ngoài việc sử dụng năng lượng sinh khối cho nhu cầu nhiệt,thì còn có một lượng Năng lượng tái tạo khác đang được khai thác cho sản xuất điệnnăng Tổng điện năng sản xuất từ các dạng năng lượng tái tạo đã cung cấp lên lướiđiện quốc gia đạt gần 2.000 triệu kWh, chiếm khoảng 2% tổng sản lượng điện phátlên 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 dâytruyền tải 500KV và 220KV được quản lý bởi Tổng Công ty Truyền tải điện quốcgia, phần lưới điện phân phối ở cấp điện áp 110kV và lưới điện trung áp ở các cấpđiện áp từ 6kV đến 35kV do các công ty điện lực miền quản lý Việt Nam có kếhoạch phát triển lưới quốc gia đồng thời cùng với phát triển các nhà máy điện nhằmđạt được hiệu quả tổng hợp của đầu tư, đáp ứng được kế hoạch cung cấp điện cho cáctỉnh, nâng cao độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện và khai thác hiệu quả các nguồnđiện đã phát triển, hỗ trợ chương trình điện khí hoá nông thôn và thiết thực chuẩn bịcho sự phát triển hệ thống điện trong tương lai

Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500kV, 220kV và 110kV.

Hệ thống truyền tải điện 500kV với tổng chiều dài 4670 km từ Bắc tới Nam tạo điềukiện truyền tải trao đổi điện năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam Mạch 1 củađường dây 500 kV được đưa vào vận hành tháng 9 năm 1994, mạch 2 được đưa vàovận hành vào cuối năm 2005

Năm 2012 lưới truyền tải 500 KV Bắc- Nam vận hành tương đối ổn định vàluôn truyền tải công suất cao từ Bắc vào Nam, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 2,76%giảm 1,04% so với năm 2011 (3,80%)

Nhiều công trình đường dây và trạm đã chính thức đưa vào vận hành gópphần đáng kể trong việc đảm bảo cung cấp điện, cải thiện chất lượng điện áp, giảmtổn 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 2734MVA gồm: MBA AT5 Tân Định (450MVA), AT1 Hiệp Hòa (900MVA), AT2 ÔMôn (450MVA), T5, T6 NMĐ Sơn La (2x467MVA); thay mới và nâng cấp 03 máybiến áp với dung lượng tổng 1500MVA gồm: AT1 Tân Định (600MVA), AT1 ĐăkNông (600MVA), MBA T2 Phú Mỹ 3 (300MVA); đóng mới 02 ĐD 500kV với tổngchiều dài 524,4 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 khiphụ tải tăng cao nên truyền tải công suất trên đường dây truyền tải 500 KV Bắc- Nam

là rất căng thẳng, Xu hướng truyền tải công suất chủ yếu từ HTĐ miền Bắc, miềnTrung vào miền Nam Sản lượng điện nhận từ HTĐ 500kV của các HTĐ miền: HTĐBắc nhận 11,55 tỷ kWh chiếm 24,5% tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐTrung là 2,35 tỷ kWh chiếm 19,9 % tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Nam là19,49 tỷ kWh chiếm 32,8 % tổng sản lượng miền Các đoạn đường dây thường xuyêntruyền 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 HTĐ 500KV thường xuyên mang tải cao và xuất hiện quá tải: MBAAT1, AT2 Thường Tín; AT2 Nho Quan; AT1, AT2 Phú Lâm; AT1, AT2 Tân Định,Nhà Bè, Đăk Nông (khi phát cao các thủy điện Nam miền Trung) Hệ thống phânphối điện mặc dù trong điều kiện tương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao.Đường dây bị quá tải, máy biến áp vận hành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chấtlượng kém là nhưng nguyên nhân chính gây ra tổn thất cao EVN đã có một số biệnpháp quan trọng để giải quyết những vấn đề này và hiện nay đã giảm đáng kể nhữngtổn thất trên lưới truyền tải và phân phối EVN có kế hoạch tiếp tục giảm tỷ lệ tổnthất hệ thống xuống dưới 8.8% vào năm 2013 và các năm 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 2

Đường 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 lànhằm truyền tải lượng điện năng dư thừa từ Miền Bắc Việt Nam (từ cụm các nhàmáy thủy điện Hòa Bình, Thác Bà; nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí, Ninh Bình) để cungcấp cho miền Nam Việt Nam và miền Trung Việt Nam lúc đó đang thiếu điện nghiêmtrọng, đồng thời liên kết hệ thống điện cục bộ của ba Miền thành một khối thốngnhất Những năm qua, cùng với đường dây 500 kV mạch 2 (được đưa vào vận hànhnăm 2005), dòng điện qua 2 mạch đường dây 500 kV Bắc Nam vẫn luôn thông suốt,góp phần quan trọng đảm bảo cung cấp đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội của đấtnước 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 1dài 1.462,5 km, với 3.436 vị trí cột, do 4 công ty truyền tải quản lý vận hành Công tyTruyền tải điện 1: Quản lý vận hành 955 vị trí (từ 001 đến 955), dài 406 km, từ LàoCai đến Hà Tĩnh và các trạm biến áp 500 kV Hoà Bình, Hà Tĩnh Công ty Truyền tảiđiện 2: Quản lý vận hành 1352 vị trí (từ 955 đến 2307), 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 2308đến 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 kVPhú Lâm

Đường dây 500kV Bắc - Nam mạch 1 được đưa vào vận hành vào tháng5/1994, cơ bản đã giải quyết được tình trạng thiếu điện của Miền Nam Sau khi đóngđiện đưa vào vận hành máy biến áp 500kV tại Đà Nẵng (9/1994) và Pleiku (tháng11/1994), tình hình 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 Miền Trung: 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 tỷ kWh (chiếm 40 – 50,7%)

Từ năm 1999, công suất truyền tải từ Nam ra Bắc là chủ yếu Tính đến đầunăm 2009, tổng sản lượng điện năng truyền tải qua đường dây này sau 15 năm vậnhành (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 cómột 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 vụcủa mình 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

tư và còn hàng loạt các nguyên nhân khác như: quá nhiền dự án nguồn được phéptriển khai đồng loạt, dẫn đến thiếu nguồn nhân lực quản lý và xây dựng dự án, thiếumáy móc thiết bị thi công, năng lực nhà thầu yếu kém, giá cả thiết bị tăng đột biến Mặt khác, các địa phương và người dân tại các vùng dự án chưa phối hợp đồng bộtrong việc giải phóng mặt bằng, di dân tái định cư Vì vậy mà mấy năm qua vào mùanắng nóng và khô hạn luôn xảy ra tình trạng thiếu điện, ảnh hưởng tới sản xuất vàsinh hoạt của nhân dân Việc nguồn, 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 khigiá điện hiện hành không đảm bảo đủ chi phí đầu vào, nếu tính trượt giá thì hầu nhưkhông tăng, gây khó khăn lớn cho EVN khi thiếu vốn đầu tư mở rộng - nâng cấp hệthống điện và làm nản lòng nhiều nhà đầu tư tham gia vào phát triển nguồn điện.Cũng do thiếu vốn đầu tư mà ta phải lựa chọn các nhà thầu có gói thiết bị giá rẻ hơn,kéo theo việc các công trình nguồn điện sau khi hoàn thành xây dựng đã vận hànhkhông ổn định, hỏng hóc kéo dài

Khu vực miền Nam có nhu cầu phụ tải điện chiếm tỷ trọng khoảng 50% toànquốc Do việc khai thác cung cấp nguồn khí đốt ngoài khơi cho sản xuất điện hạnchế, khu vực miền Nam cần phải xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy than Vớiđiều 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 ởmiền Nam chậm nhiều so với kế hoạch, dẫn đến nguy cơ thiếu điện cao trong vài nămtới, trong khi phụ tải điện vẫn không ngừng tăng

Việc đầu tư phát triển sản xuất các thiết bị điện trong nước chưa theo kịp nhucầu, dẫn đến Việt nam phụ thuộc nhiều vào thiết bị nhập ngoại Hầu hết thiết bị nhà máyđiện, 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 bộphận xã hội còn kém Giá điện ở nước ta thấp so với mặt bằng giá khu vực nên nhiềunhà đầu tư nước ngoài đã triển khai xây dựng hàng loạt các nhà máy công nghiệp sảnxuất thép, xi măng, vượt cả mức chỉ tiêu kế hoạch ngành trong 10 năm tới, gây khókhăn 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 điệnbừa bãi, không tiết kiệm của người dân trong bối cảnh giá điện tại Việt Nam còn thấp

so với khu vực khi chỉ bằng 1/3 so với giá bán của Thái Lan hay Cambodia Điều nàykhiến nhu cầu tiêu thụ điện ngày càng tăng.

Sử dụng năng lượng lãng phí dẩn đến thiếu điện vào mùa khô: Theo ông TạVăn Hường, Vụ trưởng Vụ Năng lượng (Bộ Công thương), yếu kém lớn nhất hiệnnay là Việt Nam vẫn nằm trong số các nước có mức sản xuất và tiêu thụ năng lượngbình quân đầu người thấp xa so với mức trung bình của thế giới và kém nhiều nướctrong khu vực Trình độ công nghệ năng lượng còn thấp, nhiều cơ sở sản xuất nănglượng đang phải duy 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 vàomùa khô: Vào mùa khô lượng mưa ở nước ta giảm nen nguồn cung nước cho các nhàmáy giảm, chính vì thề mà các nhà máy thỉu diện không thể hoạt đọng hết công suấtcủa nó.đồng thời vào mùa khô nhu cầu tiêu dung điện của người dân tang lên đáng kể

vì thế mà nguy cơ thiếu hụt nang lượng điện là rất lớn Theo tính toán các nguồnthan, dầu thô sẽ cạn kiệt vào giai đoạn 2025, trong khi hệ thống điện vẫn phát triểnchậm 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 sứccấp thiết Phương án cấp điện cho các đảo bằng cáp ngầm (110kV, 22kV) đã đượccác bộ, ngành và ngành điện tính toán, cân nhắc kỹ lưỡng, cho thấy lợi thế hơn hẳn sovới các phương 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 quốcgia sẽ làm thay đổi bộ mặt đời sống kinh tế - xã hội, cải thiện đời sống dân sinh, gópphần bảo đảm an ninh quốc phòng, giữ vững chủ quyền biển đảo thiêng liêng của đấtnước

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 đảmduy trì hoạt động sinh hoạt sản xuất trong thời gian bị mất điện Ngoài ra hệ thốnggiúp 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

có thể chuyển thành điện năng bằng cách sử dụng pin năng lượng mặt trời, hoặc sửdụng các tua-bin nhiệt như những máy phát điện khác, nhiệt năng từ ánh sáng mặttrời sẽ làm nước bốc hơi, và làm quay tua-bin, tạo ra dòng điện Tuy nhiên, vấn đề ởđây là các nhà máy phát điện không thể hoạt động vào ban đêm khi không có nhiệtnăng từ ánh sáng mặt trời Đây cũng là lý do khiến cho giá thành điện năng lượngmặt trời rất cao Giải pháp là dự trữ điện năng vào ban ngày khi có nắng rồi lấy radùng khi cần không còn là một 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 trữnăng lượng mặt trời, trước khi chuyển đổi nó thành dòng điện Đã có nhiều phươngpháp được đưa ra thử nghiệm, tuy nhiên 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 nănglượng nhiệt dự trữ, muối dự trữ sẽ được đưa quay trở lại và làm nóng dầu, sau đólượng muối nguội này sẽ quay trở lại bình đầu tiên Khi sử dụng muối để dự trữ nănglượng, nhà máy điện có thể hoạt động với thời gian dài gấp đôi so với những nhà máyđiện mặt trời khác Ngoài ra, các nhà nghiên cứ dự định sử dụng trực tiếp muối thamgia trực tiếp hai quá 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 thànhcủa điện năng lượng mặt 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 đượcchuyển đổi sang điện xoay chiều để cấp cho tải Phương pháp này ngày càng đượchoàn thiện với chất lượng nguồn điện ổn định, an toàn, sử dụng đơn giản, sạch sẽ vàhoàn toàn không 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: Hệthống dễ dàng tích hợp thêm các nguồn năng lượng tái tạo khác (gió, mặt trời) để bổtrợ hệ thống trong các tình huống điện lưới bị mất kéo dài Hệ thống các nguồn nănglượng tái tạo này sẽ giúp bổ sung nguồn năng lượng dự trữ vào ắc quy và làm giảmthời gian máy phát điện hoạt động, qua đó tiết kiệm chi phí nhiên liệu và ô nhiễm môitrường

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 suấttrong hệ thống điện trước hết là xem xét khả năng cung cấp và tiêu thụ điện trong hệthống điện có cân bằng hay không Sau đó định ra phương thức vận hành cho từngnhà máy điện trong hệ thống ở các trạng thái vận hành khi phụ tải cực đại, cực tiểu vàkhi sự cố Dựa trên sự cân bằng của từng khu vực, đặc điểm và khả năng cung cấpcủa từng nguồn điện Trong hệ thống điện, chế độ vận hành ổn định chỉ có thể tồn tạikhi có sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng Cân bằng công suấttác dụng để giữ ổn định 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 ngược lại Để giữ điện áp bình thường cần có sự cân bằng công suất phản kháng ở

hệ thống điện nói chung và từng khu vực nói riêng Sự thiếu hụt công suất phảnkháng sẽ làm cho chất lượng điện áp giảm, khi thừa công suất phản kháng sẽ làm chođiện áp tăng Cả hai trường hợp quá áp và sụt áp điều làm ảnh hưởng đến chất lượngđiện năng của hệ thống điện

2.4 Các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng lưới điện

Yêu cầu về chất lượng lưới điện phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Cung cấp đủ năng lượng cho phụ tải với độ tin cậy cao

- Cung cấp đủ công suất tác dụng và phản kháng cho phụ tải trong mọi tìnhhuống vận hành, với độ tin cậy cao

- Đảm bảo ổn định công suất, điện áp, tần số,…của hệ thống

Vấn đề đảm bảo công suất phục thuộc vào công suất dự trữ, độ linh hoạt củanguồn điện và cấu trúc lưới điện Công suất đặt của hệ thống điện luôn phải lớn hơncông suất cực đại năm của phụ tải một lượng nhất định, đó là phần công suất dự trữcần thiết để hệ thống điện làm việc với độ tin cậy cung cấp điện cao Trong mọi chế

độ vận hành, công suất khả phát của các nhà máy điện phải lớn hơn công suất đangphát một lượng, gọi là dự trữ quay ( hay nóng), đủ để đáp ứng các sự cố nguồn điện

và để diều chỉnh tần số khi phụ tải tăng nhanh Khoảng cách giữa công suất đang phát

và công suất có thể phát nhỏ nhất của nhà máy điện phải thỏa mãn điều kiện điềuchỉnh tần số Khoảng cách giữa công suất khả phát và công suất tối thiểu của hệthống cùng với tốc độ nhận tải tạo thành độ linh hoạt của lưới điện Nếu độ linh hoạtkhông đủ sẽ dẫn đến không đáp ứng được công suất phụ tải trong các chế độ tối thiểu,không đáp ứng được chất lượng điều chỉnh tần số trong những tình trạng sự cố hoặcvào thời kỳ thời tiết không thuận lợi gây ảnh hưởng đến lưới điện…

Lưới điện hệ thống nối liền các nhà máy điện và các trạm biến áp khu vựcthành hệ thống điện Để hệ thống bền vững trước các sự cố, lưới hệ thống có nhiềumạch vòng và vận hành kín Lưới hệ thống cũng có thể có nhiều cấp điện áp tùythuộc vào lịch sử phát triển của hệ thống điện Điện áp của lưới hệ thống là điện ápcao và siêu cao (110KV – 220KV – 500KV) Một thành phần rất quan trọng của lưới

hệ thống là các đường dây dài siêu cao áp nối liền các phần xa nhau (hệ thống con)của hệ thống điện thành hệ thống quốc gia duy nhất Sự nối liền các hệ thống conthành hệ thống điện duy nhất mang lại nhiều lợi ích nhưng cũng đặt ra nhiều vấn đề

kỹ thuật phức tạp, trong đó có vấn đề ổn định tĩnh, vấn đề thừa công suất phản khángtrong chế độ non tải, tổn thất vầng quang…

Phân bố công suất trong lưới điện hệ thống phụ thuộc vào chế độ làm việc củacác nguồn điện và cấu trúc của lưới hệ thống Do đó khi thiết kế các đường dây điệnphải chú ý sao cho sự phân bố công suất trong các đường dây đạt được mức độ hợp

lý, tránh tình trạng một số đường dây mang tải nặng, một số khác lại non tải Đườngdây có vai trò quan trọng trong đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cũng như mức điện

áp trên hệ thống điện Để đảm bảo độ tin cậy, cấu trúc lưới điện hệ thống phải là cấutrúc thừa cho phép bảo dưỡng định kỳ các đường dây mà không làm giảm thấp độ tincậy, không gây quá tải hoặc giảm thấp điện áp

Để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng và điều chỉnh điện áp, tổn thấtđiện áp trên lưới điện phải ở mức cho phép, phải có hệ thống điều chỉnh điện áp ở

nguồn điện, ở các máy biến áp, các nguồn phát và tiêu thụ công suất phản kháng điềuchỉnh vô cấp hoặc hữu cấp.

Tiêu chuẩn kinh tế để đánh giá lưới điện hệ thống là giá thành tải điện trung bìnhtrong thời gian đủ dài nhỏ nhất

Từ trước đến nay lưới điện hệ thống thường là bộ phận thụ động trong hệ thốngđiện, gần đây lưới điện hệ thống trong các hệ thống điện tiên tiến trên thế giới đã đượcphát triển thành lưới linh hoạt Nhờ sự phát triển của các ngành công nghệ như điện tửcông suất, vi xử lý, vi điện tử và thông tin liên lạc…đã cho phép hoàn thiện cấu trúc lướiđiện và tạo ra lưới điện linh hoạt có độ tin cậy cao hơn, dễ điều khiển hơn và hiệu quả hơn

so với lưới điện kiểu cũ Các thiết bị điều khiển điện tử có thể điều khiển liên tục tổng trởcủa đường dây, công suất bù và góc lệch pha của điện áp

Các thiết bị điều khiển điện tử cho phép:

- Điều khiển dòng công suất trên các đường dây (trong lưới điện kín) theo ýmuốn

- Giữ được tải của các đường dây gần giới hạn nhiệt

- Nâng cao khả năng truyền công suất giữa các phần hệ thống, do đó giảmđược dự trữ chung của hệ thống

- Phòng ngừa được sự cố lan truyền do hạn chế được ảnh hưởng của sự cố vàhỏng hóc phần tử

- Giảm được dao động điện áp có thể gây hại cho các phần tử và làm giảm giớihạn truyền tải điện

Các thiết bị được áp dụng cho lưới điện linh hoạt bao gồm:

- Bộ giảm dao động điện áp gồm có bộ tụ nối nối tiếp với đường dây, nối songsong với tụ là bộ điện kháng và điện trở nối tiếp, dòng điện đi qua bộ này được điềukhiển nhờ thyristor Bộ giảm dao động cho phép điều chỉnh trơn và tức thời tổng trởcủa đường dây, do đó có tác dụng hạn chế các dao động điện áp, có tác dụng tốt cho

ổn định động của hệ thống điện

- Máy bù tĩnh SVC (sttic var compensator ) gồm bộ tụ và kháng nối songsong, một trong hai bộ này được điều chỉnh trơn từ cảm tính đến dung tính SVC cho

phép điều chỉnh và giữ vững điện áp, hạn chế được dao động điện áp, có lợi cho ổnđịnh của hệ thống điện.

- Bộ bù tĩnh STATCON (static condenser) là sự hoàn thiện của SVC, Statconchỉ gồm các bộ tụ điện, điện áp ra của nó được điều khiển bằng bộ converter, sử dụngGTO Nếu điện áp ra cao hơn điện áp lưới thì nó phát công suất phản kháng, còn nếuthấp hơn thì nó tiêu thụ công suất phản kháng Statcon có tính năng tốt hơn SVC

- Bộ tụ bù dọc được điều khiển bằng thyristor bao gồm nhiều bộ tụ điện nốitiếp nhau và nối tiếp với đường dây Mỗi tụ điện được nối tắt qua kháng điện, dòngqua kháng điện được điều chỉnh bằng thyristor Bộ này cho phép điều chỉnh liên tụctổng trở của đường dây từ tổng trở tự nhiên trở xuống do đó cho phép điều chỉnhdòng công suất trong lưới điện Điện kháng của đường dây có thể được điều khiển từcảm tính đến dung tính, có tác dụng hạn chế các dao động, do đó có tác dụng tốt cho

ổn định động

- Bộ điều chỉnh pha bằng thyristor cho phép điều chỉnh trơn góc pha của điện

áp trước và sau máy biến áp điều chỉnh mắc nối tiếp trên đường dây Bộ này chophép điều chỉnh dòng công suất tác dụng trên lưới

- Bộ hãm động (dynamic brake) là bộ phụ tải điện trở được điều khiển bằngthyristor, nối gần máy phát điện, khi xảy ra dao động công suất lớn do ngắn mạch thì

bộ này hoạt động làm hạn chế dao động công suất phát của máy phát, nâng cao ổnđịnh động

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

Ổn định điện áp là khả năng duy trì điện áp tại tất cả các nút trong hệ thốngnằm trong một phạm vi cho phép (tuỳ vào tính chất mỗi nút mà cho phép điện áp daođộng trong những phạm vi khác nhau) ở điều kiện vận hành bình thường hoặc sau cáckích động Hệ thống sẽ đi vào trạng thái không ổn định khi xuất hiện các kích độngnhư tăng tải đột ngột hay thay đổi các điều kiện của mạng lưới hệ thống, …Các thayđổi đó có thể làm cho quá trình giảm điện áp xảy ra và nặng nhất là có thể rơi vàotình trạng không thể điều khiển điện áp, gây ra sụp đổ điện áp Nhân tố chính gây ramất ổn định điện áp là hệ thống không có khả năng đáp ứng nhu cầu công suất phảnkháng trong mạng Các thông số có liên quan đến sụp đổ điện áp là dòng công suất

tác dụng, công suất phản kháng cùng với điện dung, điện kháng của mạng lưới truyềntải Mất ổn định điện áp hay sụp đổ điện áp là sự cố nghiêm trọng trong vận hành hệthống điện, làm mất điện trên một vùng hay trên cả diện rộng, gây thiệt hại rất lớn vềkinh tế, chính trị, xã hội.

a) Độ lệch điện áp so với điện áp định mức của lưới điện:

δU =U = 100 (2.1)

U là điện áp thực tế trên các cực các thiết bị dùng điện δU =U phải thỏa mãn điều kiện:

δU =U− ≤ δU =U ≤ δU =U+

δU =U−, δU =U+ là giới hạn trên và giới hạn dưới của độ lệch điện áp

Tiêu chuẩn về độ lệch điện áp của các nước khác nhau Ví dụ:

- Tiêu chuẩn của Nga, độ lệch điện áp phải nằm trong giới hạn từ -2,5% đến +5%cho chiếu sáng công nghiệp và công sở, đèn pha; từ -5,5% đến +10% cho động

cơ và ±5% cho các phụ tải còn lại Các chỉ tiêu này phải được thỏa mãn với xácsuất 95% Nói chung là ±5%, sau sự cố là ±10%

- Tiêu chuẩn Pháp, độ lệch điện áp cho lưới cáp trung và hạ áp là ±5,5%, cholưới trung áp trên không là ±7%, cho lưới hạ áp trên không là ±10%

- Tiêu chuẩn Singapo, độ lệch điện áp ±6%

Khi điện áp quá cao làm tuổi thọ thiết bị dùng điện giảm, nhất là thiết bị chiếusáng, còn khi điện áp thấp làm cho các thiết bị dùng điện giảm công suất, nhất là đènđiện Điện áp cao hoặc thấp quá đều gây ra phát nóng phụ cho thiết bị dùng điện, làmgiảm tuổi thọ và năng suất công tác, làm hỏng sản phẩm… nếu thấp quá thì nhiềuthiết bị dùng điện không làm việc được

Độ lệch điện áp là tiêu chuẩn điện áp quan trọng nhất ảnh hưởng lớn đến giáthành hệ thống điện.

b) Độ dao động điện áp

Sự biến thiên nhanh của điện áp được tính theo công thức:

ΔU = U = 100, % (2.2)

Tốc độ biến thiên từ Umin đến Umax không nhỏ hơn 1%/s

Dao động điện áp gây ra dao động ánh sáng, làm hại mắt người lao động, gâynhiễu máy thu thanh, máy thu hình và các thiết bị điện tử…

Độ dao động điện áp được hạn chế trong miền cho phép Ví dụ, tiêu chuẩnNga quy định dao động điện áp trên cực các thiết bị chiếu sáng như sau:

ΔU = V ≤ 1+ = 1+ (2.3)

n là số dao động trong 1 giờ

ΔU = t là thời gian trung bình giữa 2 dao động (phút)

Theo tiêu chuẩn này, nếu 1 giờ có 1 dao động thì biên độ được phép là 7%.Đối với các thiết bị có sự biến đổi đột ngột công suất trong vận hành chỉ cho phép ΔU = Uđến 1,5% Còn đối với các phụ tải khác không được chuẩn hóa, nhưng nếu ΔU = U lớnhơn 15% sẽ đẫn đến hoạt động sai của khởi động từ và các thiết bị điều khiển ỞPháp người ta dùng đường cong quan hệ giữa ΔU = U và tần suất xuất hiện Theo đó nếu

1 lần trong 1 giờ thì ΔU = U cho phép là 10%

c) Độ không đối xứng

Phụ tải các pha không đối xứng dẫn đến điện áp các pha không đối xứng, sựkhông đối xứng này được đặc trưng bởi thành phần thứ tự nghịch U2 của điện áp.Điện áp không đối xứng làm giảm hiệu quả công tác và tuổi thọ của thiết bị dùngđiện, giảm khả năng tải của lưới điện và tăng tổn thất điện năng

Tiêu chuẩn Nga quy định, trên lưới điện sinh hoạt U2 không được vượt quágiá trị làm cho điện áp thực trên cực thiết bị dùng điện thấp hơn giá trị cho phép Trên

cực thiết bị dùng điện ba pha đối xứng, U2 không được vượt quá 2% Uđm; trên cực cácđộng cơ không đồng bộ, U2 cho phép được xác định riêng theo điều kiện phát nóng

và có thể lớn hơn 2%

d) Độ không sin

Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như máy biến áp không tải, bộchỉnh lưu, thyristor … làm biến dạng đường đồ thị điện áp, khiến nó không còn làhình sin nữa và xuất hiện các sóng hài bậc cao Uj, Ij Các sóng hài bậc cao này gópphần làm giảm điện áp trên đèn điện và thiết bị sinh nhiệt, tăng tổn thất trong lướiđiện và thiết bị dùng điện, giảm chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện,gây nhiễu máy thu thanh, máy thu hình và các thiết bị điện tử, thiết bị điều khiểnkhác…

Tiêu chuẩn Nga quy định:

Uj∑ = ≤ 5%.U1 , với j = 3, 5, 7… (2.4)

U1 là trị hiệu dụng của sóng hài bậc nhất của điện áp

Tần số được đảm bảo bằng cách điều khiển cân bằng công suất tác dụngchung trong toàn hệ thống điện và được thực hiện trong các nhà máy điện

Chất lượng điện áp được đảm bảo nhờ các biện pháp điều chỉnh điện áp trong lướiđiện truyền tải và phân phối Các biện pháp điều chỉnh điện áp và thiết bị để thựchiện được chọn lựa trong quy hoạch và thiết kế lưới điện, và được hoàn thiện thườngxuyên trong vận hành Các tác động điều khiển được thực hiện trong vận hành gồm

có các tác động dưới tải và ngoài tải

2.4.2 Ổn định tần số

Chất lượng tần số được đánh giá bằng:

Độ lệch tần số so với tần số định mức:

ΔU = f = 100 (2.5)

Độ lệch tần số phải nằm trong giới hạn cho phép:

ΔU = fmin ≤ ΔU = f ≤ ΔU = fmax