Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả; đánh giá hiện trạng tiêu thụ điện năng của lưới điện, dự báo nhu cầu điện năng, nghiên cứu định hư

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài

Với lợi thế về vị trí địa lý và nguồn tài nguyên khoáng sản, vùng Hạ Long – Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh có sự phát triển nhanh, bền vững trong các lĩnh vực kinh tế như công nghiệp mỏ và du lịch dịch vụ Do đó, nhu cầu tiêu thụ điện năng tại vùng này ngày càng tăng và chiếm tỷ trọng lớn

Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp có tính đến sự phát triển dài hạn, cung cấp điện đảm bảo theo các tiêu chuẩn về kinh tế, kỹ thuật và an toàn, an sinh xã hội là vấn đề cấp thiết Vì vậy, đề tài "Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật" mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả; đánh giá hiện trạng tiêu thụ điện năng của lưới điện, dự báo nhu cầu điện năng, nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

3 Đối tượng nghiên cứu

Lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả

4 Phạm vi nghiên cứu

Căn cứ vào mục đích đã nêu, luận án tập trung nghiên cứu định hướng quy hoạch mạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả, làm cơ sở tham khảo cho các nhà hoạch định chính sách

5 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả và đánh giá hiện trạng điện năng tiêu thụ

- Nghiên cứu dự báo nhu cầu điện năng của lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020

- Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

6 Phương pháp nghiên cứu

- Dùng phương pháp phân tích, tổng hợp để giới thiệu tổng quan lưới điện trung

áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả

- Áp dụng phương pháp cấu trúc hệ thống, mô hình toán học cùng với các dự đoán về sự phát triển kinh tế xã hội của vùng Hạ Long – Cẩm Phả để đánh giá hiện trạng, dự báo nhu cầu điện năng và định hướng quy hoạch mạng lưới trung áp

- Sử dụng phương pháp mô hình hóa mạng để mô phỏng hệ thống, xác định các thông số hợp lý của lưới trung áp

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Ý nghĩa khoa học: Phân tích tổng quan và đánh giá hiện trạng tiêu thụ điện năng của lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả; Dự báo nhu cầu điện năng của lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020, đáp ứng xu thế phát triển của khu vực; Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

- Ý nghĩa thực tiễn: Giúp cơ quan quản lý đánh giá đúng hiện trạng lưới điện trung áp và tình hình tiêu thụ điện năng, dự báo và định hướng quy hoạch mạng lưới trung áp phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

8 Điểm mới của luận án

* Đề xuất định hướng quy hoạch lưới điện trung áp phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

* Đã xây dựng công thức thực nghiệm lựa chọn cấp điện áp phù hợp trong lưới điện trung áp vùng

* Đề xuất phương pháp lấy phụ tải làm tâm để xác định tọa độ điểm đặt của trạm biến áp trung gian vùng phục vụ cho công tác quy hoạch

* Đã xây dựng mô hình mô phỏng xác định các thông số mạng trung áp vùng

Hạ Long – Cẩm Phả

9 Những luận điểm bảo vệ

* Phân tích tổng quan và đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả: Phụ tải tập trung trên một vùng lớn, tốc độ phát triển nhanh; xuất hiện nhiều nhà máy điện mới; vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng không hợp lý

* Dự báo nhu cầu điện năng vùng Hạ Long – Cẩm Phả để đáp ứng xu thế phát triển của khu vực, đối với thành phố Hạ Long được điều chỉnh theo 2 giai đoạn: Giai đoạn 5 năm 2011 - 2015, tập trung phát triển các ngành công nghiệp; giai đoạn 2016 -

2020, chú trọng phát triển các ngành du lịch dịch vụ Đối với thị xã Cẩm Phả, phụ tải công nghiệp than chiếm tỷ trọng lớn, trong tương lai phát triển ổn định bền vững

* Định hướng quy hoạch nguồn, quy hoạch lưới:

Cấp điện áp phù hợp của lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả:

Lưới điện trung áp cấp điện cho phụ tải dân sinh thuộc vùng trung tâm đô thị (vùng I) và vùng giữa theo nguyên lý vòng tròn (vùng II) là 22kV Lưới điện trung áp cấp điện cho các mỏ có qui mô vừa và nhỏ, phụ tải phân tán không tập trung thuộc vùng ven đô thị (vùng III) duy trì cấp điện áp 35kV hiện có Đưa sâu cao áp vào gần phụ tải, nên dùng cấp điện áp 220/110kV để cấp điện cho các khu vực phụ tải có qui

mô lớn để xóa bỏ các trạm 35/6kV Lưới điện trung áp nội bộ mỏ - cấp điện áp sử dụng có lợi vẫn là 6kV

Cấp điện áp phù hợp khi quy hoạch, thiết kế lưới điện dựa trên công thức thực nghiệm được xây dựng:

Vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng:

Phát triển nguồn theo phương án sử dụng nguồn cấp từ các trạm 110kV, kết hợp với các nhà máy nhiệt điện, xây dựng trạm biến áp trung gian vùng với vị trí hợp lý để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho lưới trung áp theo phương pháp lấy phụ tải làm tâm và nguyên lý vòng tròn; Đề xuất bán kính cấp điện cho phép của các trạm biến áp trung gian vùng ở Hạ Long – Cẩm Phả ứng với cấp điện áp phù hợp và đặc thù riêng của phụ tải

* Mô hình hóa mạng, tính toán các thông số lưới điện; Mô phỏng, xây dựng đồ thị tổn thất điện áp xác định chiều dài khoảng cách truyền tải cho phép từ nguồn trung gian đến nguồn phân phối theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép để nâng cao chất lượng điện năng của lưới; Mô phỏng và xây dựng đồ thị dự báo nhu cầu điện năng

theo các phương pháp khác nhau; Mô phỏng và xây dựng hàm mục tiêu, hàm phụ thuộc nhằm phục vụ công tác quy hoạch lưới điện trung áp

10 Bố cục của luận án

Luận án gồm 145 trang thuyết minh, trong đó có 50 hình vẽ, 45 bảng biểu Bao gồm 4 chương; Kết luận và kiến nghị; Phụ lục

Chương 1: Tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả

Chương 2: Đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả Chương 3: Nghiên cứu dự báo nhu cầu điện năng giai đoạn 2010 – 2020 của lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả

Chương 4: Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long

- Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

Kết luận và kiến nghị

Phần phụ lục kèm theo, bao gồm: Số liệu thống kê, kết quả tính toán thông số lưới điện, chương trình máy tính và hình vẽ

NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP

VÙNG HẠ LONG - CẨM PHẢ

1.1 Giới thiệu khái quát về lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả

1.1.1 Trạm biến áp và nhà máy điện

- Trạm biến áp trung gian vùng 110kV

- Trạm biến áp chính 35/6kV và 22/6kV

1.1.2 Đường dây truyền tải

Gồm có đường dây 220kV, 110kV, 35kV, 22kV, 6kV, trong đó lưới trung áp có

1.3 Tổng quan quy hoạch và đặc điểm bài toán nghiên cứu định hướng quy hoạch mạng lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả

1.3.1 Tổng quan về công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp

Nghiên cứu quy hoạch, thiết kế hệ thống điện đã và đang được quan tâm, có nhiều công trình nghiên cứu khoa học, nhiều đề án được triển khai Nhìn chung các nhà khoa học, cán bộ chuyên môn trong và ngoài nước đã tập trung nghiên cứu Thông qua đó cho thấy phạm vi và đối tượng nghiên cứu tương đối rộng lớn, khái quát trong quy hoạch, thiết kế hệ thống điện Các công trình nghiên cứu chủ yếu tập trung vào thiết kế hệ thống cung cấp điện, chưa tập trung nhiều cho nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp Các bài toán thiết kế phát triển hệ thống điện đã phần nào được giải quyết, các mô hình toán học được xây dựng dưới nhiều dạng khác nhau Các thuật toán đã được nghiên cứu ứng dụng để nhằm vào việc tối ưu hóa và giảm nhẹ quá trình tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện Xây dựng các hàm tính toán với những mục đích khác nhau để thiết lập bảng tra dùng tính toán lựa chọn cấu trúc và thông số hợp

lý các trang thiết bị của hệ thống cung cấp điện nông thôn ven đô thị hay để lựa chọn

công suất bù tối ưu, hoặc các bảng tra lựa chọn theo khoảng chia kinh tế mật độ dòng điện phục vụ cho công tác quy hoạch Tuy nhiên, với tính phức tạp của các bài toán có nhiều mục tiêu, có nhiều cực trị, có nhiều thông số biến đổi, cùng với nhiều ràng buộc

về vốn đầu tư, chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện, về tính chất phát triển động Cho nên những kết quả nghiên cứu đã thực sự có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, nhưng chưa phải đã hoàn toàn đầy đủ, chưa phải đã là hoàn thiện mà đang còn nhiều vấn đề yêu cầu cần phải tiếp tục nghiên cứu để giải quyết đúng mức hơn Tất yếu, còn một khẳng định nữa với kết quả của các công trình đã nghiên cứu đó là cơ sở khoa học xác đáng cho các công trình nghiên cứu sau Mặt khác, cũng cần phải nói rõ quy hoạch và thiết kế có sự khác nhau về nội dung, quy hoạch quan tâm đặc biệt đến lợi ích tổng thể - mang tính định hướng, còn thiết kế thì hẹp hơn, cụ thể - mang tính chi tiết

Phân tích tình hình thực tiễn về công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện, cho thấy cần quan tâm đến tính đối tượng, từng loại lưới điện, sát với đặc điểm của vùng miền làm quy hoạch Thời gian qua, công tác quy hoạch lưới điện trung áp của các đề

án quy hoạch đang tồn tại những hạn chế nhất định:

Một là, hạn chế về đánh giá tình hình tiêu thụ điện năng

Hai là, hạn chế về khả năng dự báo nhu cầu điện năng chưa sát thực tiễn

Ba là, công tác nghiên cứu quy hoạch chủ yếu mới đề cập đến phạm vị quy hoạch chung và rộng lớn cho toàn tỉnh, thiếu quy hoạch cụ thể cho các vùng miền có đặc trưng riêng

Bốn là, một số cơ sở lý thuyết cần phải xem xét lại khi ứng dụng cho quy hoạch lưới điện trung áp trong giai đoạn hiện nay

Năm là, thiếu nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

1.3.2 Đặc điểm bài toán nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới trung áp vùng

Hạ Long – Cẩm Phả

Vùng Hạ Long – Cẩm Phả hình thành nên các trung tâm phụ tải lớn như đô thị, khu công nghiệp, trung tâm du lịch dịch vụ Quy mô, tính chất và yêu cầu cung cấp điện của các trung tâm đó quyết định chế độ làm việc, cấu trúc tổng thể nguồn – lưới Việc đi sâu nghiên cứu đặc điểm phụ tải, xu thế phát triển, nhu cầu điện năng, xác định cấu trúc hợp lý của lưới điện trung áp cần được quan tâm đúng mức, đảm bảo sự cân đối giữa nguồn và lưới, giữa cung cấp và tiêu thụ, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng

Vấn đề tồn tại cần tiếp tục giải quyết khi quy hoạch là lựa chọn cấp điện áp phù hợp, cấu trúc hợp lý Nội dung thứ nhất liên quan nhiều đến tính kinh tế truyền tải điện, nội dung thứ hai liên quan đến bán kính hoạt động và vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng, khả năng phát triển của phụ tải

Số cấp điện áp của lưới trung gian, chủ yếu làm nhiệm vụ chuyên tải với xu thế là giảm đến mức tối thiểu, cố gắng đưa về một cấp điện áp, nhằm đơn giản hóa kết cấu, tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý vận hành; đưa cao áp vào sâu trong trung tâm phụ tải, nhằm tăng khả năng chuyên tải và giảm tổn thất trong toàn lưới

Sự phát triển nhanh thiếu quy hoạch dài hạn, thiếu quy hoạch chuẩn, đồng thời cấu trúc lưới tự nhiên hình thành từ nhiều năm thường không hợp lý bởi sơ đồ chắp

nối, công suất trạm không phù hợp Việc xây dựng cấu trúc lưới hợp lý, phụ thuộc vào nhiều yếu tố

1.4 Nhận xét chương 1

1 Vùng Hạ Long - Cẩm Phả có nhu cầu sử dụng điện phức tạp, đa dạng và mang tính đặc thù riêng của các khu công nghiệp khai thác than, khu đô thị du lịch biển, phụ thuộc nhiều yếu tố:

- Điều kiện tự nhiên, môi trường

- Nguồn khoáng sản

- Sự phát triển của công nghệ khai thác than

- Sự phát triển của dịch vụ du lịch

2 Đặc điểm riêng của phụ tải điện vùng Hạ Long - Cẩm Phả:

Phụ tải phong phú, đa dạng, mật độ phụ tải tập trung cao ở khu vực trung tâm thành phố, trung tâm thị xã, khu công nghiệp, lại vừa phân tán kéo dài theo địa hình đồi núi của các làng nông thôn ven đô thị; độ dao động trong một ngày đêm lớn, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao (phụ tải than); nhiều thành phần mang tính đặc trưng riêng như công nghiệp mỏ, chế biến khoáng sản, dịch vụ du lịch biển, quản lý – tiêu dùng, nông lâm thủy sản và hoạt động khác

3 Cấu trúc lưới đa dạng, phức tạp:

- Nhiều nút, nhánh làm việc ở chế độ vận hành hở, hình tia hoặc xương cá

- Phát triển thiếu quy hoạch, chắp nối, bất hợp lý về thông số cấu trúc và trang thiết bị, dẫn đến tổn thất điện năng cao, chất lượng điện năng kém

- Tồn tại nhiều trạm biến áp chính 35/6kV, 22/6kV của các mỏ và một số trạm cắt không hợp lý

- Nguồn điện phát từ các nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng đối với lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả, ảnh hưởng trực tiếp đến việc định hướng quy hoạch cải tạo, xây dựng các trạm biến áp trung gian vùng Việc quy hoạch, theo phương án cấp điện kết hợp lấy nguồn phát từ nhà máy nhiệt điện trong vùng và nguồn điện lưới quốc gia là cần thiết

4 Trong công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện, cần quan tâm đến tính đối tượng, từng loại lưới điện trung áp hay hạ áp, sát thực tiễn của vùng miền làm quy hoạch Công tác quy hoạch lưới điện trung áp của các đề án quy hoạch đang tồn tại những hạn chế nhất định

Vấn đề đặt ra cho đề tài nghiên cứu mang tính đặc thù:

- Phụ tải tập trung trên một khu vực, tốc độ phát triển rất nhanh

- Xuất hiện nhiều nhà máy điện mới

- Hiện trạng trạm biến áp trung gian là không hợp lý

Chọn phương án tối ưu hóa cấu trúc lưới điện, trọng tâm các vấn đề cần nghiên cứu và cần giải quyết theo hướng:

- Dẫn sâu cao áp (đưa điện áp cao vào gần phụ tải)

- Quy hoạch hợp lý vị trí trạm biến áp trung gian vùng

- Đề xuất lựa chọn được cấp điện áp phù hợp và chọn gam công suất trạm

- Xác định hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án quy hoạch, cải tạo

Chương 2 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP

2.2 Đánh giá hiện trạng nguồn điện

2.2.1 Nguồn điện trực tiếp

Các trạm 220kV đều mang tải trong phạm vi cho phép, riêng trạm Tràng Bạch khá đầy tải

Nguồn điện 110kV của TP Hạ Long và TX Cẩm Phả được cung cấp từ các trạm biến áp vùng, đảm bảo cấp điện an toàn, ổn định, có đủ dự phòng

Hiện trạng mang tải của các trạm 110kV chưa có sự đồng đều, như trạm 110kV

Hà Tu thường xuyên đầy tải, có thời điểm quá tải từ 16% - 25%; Bên canh đó, trạm Giáp Khẩu, Giếng Đáy, XM Hạ Long non tải (65% - 95%)

Đối với các nhà máy Nhiệt điện mới đưa vào vận hành, đang trong giai đoạn vận hành thử (nhiệt điện Cẩm Phả, Quảng Ninh), làm việc chưa ổn định, khả năng phát điện đang còn hạn chế

2.2.2 Nguồn trung gian phân phối

Hạ Long đã xây dựng phát triển nguồn 22kV trên địa bàn toàn thành phố, hạn chế phát triển nguồn 35kV và chỉ duy trì cấp điện các trạm biến áp chính 35/6kV chuyên dùng của khách hàng như các mỏ than Đến cuối năm 2010, nguồn 35kV vẫn đảm bảo cấp điện cho một số khách hàng lớn và các trạm trung gian mỏ Do đó, nguồn 35kV cấp điện cho khách hàng vẫn tiếp tục được duy trì

Hiện trạng tiêu thụ điện năng của các trạm 35/6kV ở Cẩm Phả khá phức tạp, một số trạm bị quá tải, một số trạm non tải Qua khảo sát cho thấy, mặc dù công nghiệp khai thác than phát triển mạnh, mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cũng được phát triển nhanh nhưng thực tế phụ tải điện chưa sử dụng hết năng lực được trang bị (2545%) Do đó hầu như các trạm có hai máy của các mỏ than cũng mới chỉ có một máy vận hành đã đáp ứng được yêu cầu của phụ tải, máy còn lại đang dự phòng, hoặc luân phiên theo tuần Các trạm 35/6kV, 22/6kV phục vụ du lịch dịch vụ, sinh hoạt cũng non tải

2.3 Đánh giá hiện trạng đường dây

2.3.1 Đường dây 220kV

Đường dây truyền tải 220kV là đường dây có mạch kép, tiết diện lớn Lưới 220kV mới xây dựng gần đây nên có độ tin cậy cao, vận hành ổn định

2.3.2 Đường dây 110kV

Đường dây 110kV hầu hết mạch kép, tiết diện nhỏ, chủ yếu AC120mm2, một

số đường dây mới xây dựng có tiết diện lớn hơn Đường dây 110kV cũ vận hành với

độ tin cậy thấp

2.3.3 Đường dây 35kV và 22kV của thành phố Hạ Long

Lưới điện trung áp 22kV của thành phố Hạ Long vận hành khá đồng nhất, dễ quản lý, tuy nhiên, kết cấu vẫn còn là lưới hở Việc nghiên cứu kết vòng một số lộ đường dây cho phù hợp là cần thiết

2.3.4 Đường dây 35kV và 6kV của thị xã Cẩm Phả

Lưới trung áp 35kV có đặc điểm là mạch đơn, hình tia, bán kính cấp điện lớn, tiết diện đường trục nhỏ Lưới điện 35kV của Cẩm Phả đã hết khấu hao vận hành (trên

30 năm vận hành), tiết diện của nhiều đường trục quá nhỏ, tiết diện lớn nhất chỉ là AC120 (các đường dây 35kV nối trạm 110kV Cẩm Phả) vận hành không đảm bảo tin cậy Đặc biệt, khi có sự cố một mạch thì mạch còn lại không thể tải nổi, buộc phải sa thải bớt tải Các xuất tuyến 35kV sau trạm 110kV Mông Dương đi Cẩm Phả là lộ E51

373, E51 374 cũng bị quá tải sau sự cố Một số xuất tuyến 35kV dài hơn 20km, có xuất tuyến chưa được kết vòng, vẫn là lưới hở, nên độ tin cậy cung cấp điện không cao, nhất là trong trường hợp sự cố

Đường dây 6kV thị xã Cẩm Phả vận hành lâu năm, đã cũ nát Lưới 6kV của các

mỏ là loại lưới không ổn định, do khu vực khai thác thay đổi nên chiều dài mạng có thể tăng hoặc giảm dẫn đến chất lượng cung cấp điện cũng có thể kém đi

2.4 Tổng hợp tình hình tiêu thụ điện năng

Hạ Long và Cẩm Phả là 2 đơn vị tiêu thụ điện năng lớn nhất tỉnh Quảng Ninh, điện thương phẩm của vùng này luôn chiếm 2/3 tổng điện thương phẩm toàn tỉnh Điện thương phẩm của phụ tải công nghiệp chiếm tỉ trọng lớn (khoảng 75%), tăng lên theo hàng năm nhưng không biến động lớn

2.5 Đánh giá lưới điện trung áp vùng mỏ Hạ Long - Cẩm Phả

Tình trạng mang tải của các trạm biến áp 35/6kV: Hệ số mang tải của các trạm 35/6kV vào khoảng 0,38  0,68, thấp hơn hệ số mang tải kinh tế, biểu đồ phụ tải không bằng phẳng chứng tỏ kế hoạch sản xuất chưa phù hợp

Qua kết quả tính toán thống kê trong các bảng cho thấy, tổn thất điện áp trên đường dây 6kV cấp điện cho các mỏ than là rất lớn, có một số đường dây có tổn thất điện áp nằm trong khoảng từ gần 7% đến lớn nhất là 21,3%

2.6 Đánh giá chung về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả

Tình hình sự cố thoáng qua và vĩnh cửu còn nhiều, nguyên nhân chính:

- Đường dây cũ nát, lại thêm hỗn hợp giữa đường dây không và cáp ngầm nên

dễ gây sự cố ngắn mạch, cường độ hỏng hóc lớn

- Do hiện tượng quá tải

- Sơ đồ kết dây chưa hợp lý, ít thiết bị phân đoạn

2.7 Nhận xét chương 2

1 Vùng Hạ Long - Cẩm Phả là hai đơn vị tiêu thụ điện lớn nhất toàn tỉnh, năm

2009 tiêu thụ trên 1.025 triệu kWh, chiếm trên 58% sản lượng điện toàn tỉnh Tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 20052010 của thành phố Hạ Long trung bình là

12,42%, thị xã Cẩm Phả trung bình là 12,94%, đây là tốc độ tăng trưởng khá cao so với tốc độ tăng trưởng của phụ tải điện toàn tỉnh và cả Miền Bắc

2 Trong thời gian tới khi các nhà máy nhiệt điện đã đi vào vận hành ổn đinh, nguồn điện phát từ các nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng đối với lưới trung

áp Hạ Long – Cẩm Phả, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc định hướng quy hoạch cải tạo xây dựng các trạm trung gian vùng Tiến độ xây mới, cải tạo và nâng công suất các trạm 110kV còn chậm, trong khi phụ tải phát triển nhanh

3 Tồn tại nhiều trạm biến áp trung gian chưa hợp lý, hạn chế việc đưa điện áp cao vào gần phụ tải, cần nghiên cứu quy hoạch lại đối với trạm biến áp trung gian vùng

4 Cần nâng cấp cải tạo lưới điện phục vụ dân sinh 6kV lên 22kV, nghiên cứu kết vòng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và ngầm hóa đường dây lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả, phù hợp với sự phát triển hạ tầng đô thị, gắn với vùng giàu tiềm năng du lịch và phát triển CN than lớn nhất cả nước

5 Tổn thất điện năng, tổn thất điện áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả: Tổn thất điện năng hàng năm từ 4% đến 6%; tổn thất điện áp từ 3% đến 14% Ảnh hưởng tới chất lượng điện năng và hiệu quả kinh tế kỹ thuật của lưới trung áp

Chương 3 NGHIÊN CỨU DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG GIAI ĐOẠN 2010 – 2020 VÙNG

HẠ LONG – CẨM PHẢ

3.1 Cơ sở lý thuyết

3.1.1 Mục đích của dự báo phụ tải điện

Đưa ra kết quả dự báo về sự phát triển của phụ tải điện, mang lại sự ổn định về

an ninh năng lượng cho lưới điện và hiệu quả kinh tế cao về chi phí đầu tư Mặt khác, kết quả dự báo chính xác phụ tải điện sẽ mang lại sự ổn định cân bằng công suất trong lưới, giúp cho đường dây và các trạm biến áp không bị quá tải trong vận hành

3.1.2 Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng

Các phương pháp dự báo đang sử dụng phổ biến

3.2 Dự báo nhu cầu điện năng vùng Hạ Long – Cẩm Phả

3.2.1 Phân tích dữ liệu kinh tế xã hội

3.2.1.1 Định hướng phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hạ Long

3.2.1.2 Định hướng phát triển kinh tế xã hội của thị xã Cẩm Phả

3.2.3 Lựa chọn phương pháp dự báo

Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, đồng thời căn cứ vào đặc điểm riêng của phạm vi ứng dụng để lựa chọn phương pháp dự báo Đối với lưới điện trung áp có tỷ trọng lớn phụ tải công nghiệp phát triển bền vững, ổn định, thì

dự báo bằng các phương pháp ngoại suy theo thời gian, phương pháp hệ số đàn hồi và phương pháp tính trực tiếp là hợp lý nhất [21]

3.2.4 Tính toán dự báo nhu cầu điện năng thành phố Hạ Long

3.2.4.1 Dự báo nhu cầu điện năng của Hạ Long theo phương pháp ngoại suy

3.2.4.2 Dự báo nhu cầu điện năng của Hạ Long theo hệ số đàn hồi

Bảng 3.3 Tổng hợp dự báo nhu cầu điện năng thành phố Hạ Long 2010 - 2020

bằng phương pháp ngoại suy

A (kWh) A

%

P (kW)

3.2.5 Tính toán dự báo nhu cầu điện năng thị xã Cẩm Phả

3.2.5.1 Dự báo nhu cầu điện năng của Cẩm Phả theo phương pháp ngoại suy

3.2.5.2 Dự báo nhu cầu điện năng của Cẩm Phả theo phương pháp hệ số đàn hồi

Bảng 3.7 Tổng hợp nhu cầu điện năng thị xã Cẩm Phả 2010 - 2020 bằng phương

pháp ngoại suy

 % T

3.2.6 Dự báo nhu cầu điện năng cho phụ tải khai thác than và khu, cụm công

nghiệp vùng Hạ Long - Cẩm Phả bằng phương pháp tính trực tiếp

Dự báo bằng phương pháp trực tiếp nhu cầu điện năng phục vụ khai thác than

và một số khu công nghiệp lớn Suất tiêu thụ điện năng trong giai đoạn 2010 – 2015 là

10,27kWh/tấn, trong giai đoạn 2016 – 2020 là 10,19kWh/tấn

Nhu cầu điện năng phụ tải công nghiệp khai thác than thị xã Cẩm Phả:

kWh x

B A

n

i it it than

B A

n

i it it than

triệu tấn/năm sau 2015

triệu tấn/năm sau 2015

triệu tấn/năm sau 2015

Bảng 3.12 Dự báo nhu cầu điện cho các khu, cụm CN đến năm 2020

nhu cầu điện năng phụ tải công nghiệp, xây dựng của Hạ Long, mô tả trên hình 3.6

Hình 3.6 Kết quả dự báo phụ tải CNXD – Hạ Long ngoại suy và đàn hồi

3.3.2 Đánh giá kết quả dự báo nhu cầu điện năng

Kết quả dự báo của luận án đối với nhu cầu điện năng của thành phố Hạ Long năm 2010 điện thương phẩm là 516.392.192kWh (PP ngoại suy) và 516.150.021kWh (PP hệ số đàn hồi) đối chiếu với thực tế điện thương phẩm của năm 2010 là 479.793.355kWh Đến những năm tiếp theo 2011, 2012, đến 2020 việc tiếp tục đối chiếu sẽ diễn ra bình thường với kết quả dự báo đã có sẵn cho cả một giai đoạn như nêu trên Sai số dự báo của luận án đối với năm 2010 là 36.356.666kWh 

36.598.837kWh chiếm từ 7,5%  7,7% < 20% chỉ tiêu sai số cho phép, đảm bảo dự báo sát với thực tiễn

Kết quả dự báo của luận án đối với nhu cầu điện năng của Cẩm Phả năm 2010 điện thương phẩm là 648.340.915kWh (PP ngoại suy) và 646.867.004kWh (PP hệ số đàn hồi), đối chiếu với thực tế điện thương phẩm của năm 2010 là 642.885.481kWh, tiếp tục đối chiếu cho những năm tiếp theo khi có đủ thông tin thực tế Sai số dự báo

Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng