Đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thủy điện nhỏ đến chất lượng điện năng trong hệ thống điện của cộng hòa dân chủ nhân dân lào

Trong số các phần mềm điều khiển có nhiều phần mềm đã không còn phù hợp với điều kiện thực tế nữa, vì lưu vực sông đã có sự thay đổi so với thiết kế ban đầu, nguồn phát điện tăng thêm, n

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những các số liệu và kết quả nêu trong luận văn này là hoàn thành trung thức và chưa từng được công bố trước đây

Keutsombat THAMMACHACK

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin trân trọng cảm ơn Chính phủ CHDCND Lào và Chính phủ nước CHXHCH Việt Nam đã tạo điều kiện cho tôi được nghiên cứu khoa học tại Việt Nam và xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Ban Giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Tham tán giáo dục văn hóa – Đại sứ quán Lào tại Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập tại Việt Nam

Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành cảm ơn

tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS NGUYỄN LÂN TRÁNG là người đã chỉ

dẫn và giúp đỡ tận tình cho tôi hoàn thành luận văn thác sĩ của mình tốt đẹp

và chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các thầy cô trong trường đã đóng góp ý kiến quý báu trong luận văn của tôi đầy đủ hơn và hoàn thiện hơn

Cũng nhân dịp này tôi xin tỏ lòng biết ơn Bộ Năng lượng – Mỏ Lào, Cục Điện lực, Tổng công ty Điện lực Lào đã giúp đỡ cung cấp số liệu cần thiết cho tôi để nghiên cứu và cuối cùng tôi xin tỏ lòng biết ơn đến gia đình của tôi, họ hàng thân thiết và bạn b đã động viên nhiệt tình giúp đỡ tôi cả vật chất lẫn tinh thần khích lệ giúp tôi vượt qua mọi khó khăn trở ngại khi thực hiện luận văn

Luận văn được hoàn thành tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội năm

2013 Quá trình làm luận văn do thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu còn rộng

và phức tạp, trình độ của bản thân còn hạn chế nên chắc chắn luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn và còn gì chưa làm được sau này tôi xin tiếp tục nghiên cứu thêm

Sau khi hoàn thành luận văn, tôi sẽ trở về phục vụ Tổ Quốc thân yêu của mình và đóng góp xây dựng đất nước, nhất là trong Trường Cao đẳng Bách Khoa Xin chúc mối quan hệ hữu nghị, tình đoàn kết đặc biệt và sự hợp tác toàn diện giữa 2 Đảng và 2 dân tộc Lào – Việt Nam mãi mãi xanh tươi và đời đời bền vững

Keutsombat THAMMACHACK

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC CÁC BẢNG 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, CÁC ĐỒ THỊ 7

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 12

1.1 Sự cần thiết của việc nghiên cứu về chất lượng điện năng trong hệ thống điện 12

1.2 Định nghĩa về chất lượng điện năng 13

1.2.1 Định nghĩa 13

1.2.3 Chỉ tiêu điện áp 14

1.3 Tổng quan các vấn đề về chất lượng điện năng 15

1.3.1 Quá trình quá độ 15

1.3.2 Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian dài 17

1.3.3 Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian ngắn 18

1.3.4 Mất cân bằng điện áp ( Voltage Imbalance ) 21

1.3.5 Độ méo sóng ( Waveform Distortion ) 22

1.3.6 Dao động điện áp (Voltage Fluctuation ) 24

1.3.7 Sự biến thiên tần số công nghiệp ( Power Frequency Variation ) 25 CHƯƠNG II THỰC TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA CHDCND LÀO 27

2.1 Thực trạng nguồn phát điện và thị trường điện của Lào 27

2.1.1 Nguồn phát điện đã có và đang hoạt động 27

2.1.2 Nguồn phát điện đang cung cấp trong nước 30

2.2 Lưới điện và trạm biến áp 31

2.2.1 Yêu cầu sử dụng điện năng E (GWh) và công suất tối đa N(MW) 35

2.2.2 Phân loại phụ tải 36

2.2.3 Sản xuất điện năng, xuất khẩu và nhập khẩu điện năng trong

nước ………38

CHƯƠNG III ẢNH HƯỞNG CỦA THỦY ĐIỆN NHỎ ĐẾN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 43

3.1 Ảnh hưởng của nhà máy thủy điện nhỏ Xê Xết 3 miền Nam của Lào 43

3.1.1 Tính toán chọn phương thức và vận hành cơ bản 43

3.1.2 Ảnh hưởng của nhà máy thủy điện đến chất lượng điện áp trong hệ thống điện miền Nam Lào 52

3.1.3 Ảnh hưởng đến trào lưu công suất và khả năng mang tải của thiết bị 53

3.1.4 Ảnh hưởng đến dòng ngắn mạch 54

3.1.5 Ảnh hưởng đến việc giảm xác suất thiếu công suất nguồn 55

3.1.6 Những đường dây bị quá tải khi vận hành theo phương án 2 59

3.1.7 Điện áp tại các nút khi vận hành theo phương án 2 59

3.1.8 Giới hạn phát công suất của các nhà máy 62

3.2 Chế độ sự cố mất một phần tử trong hệ thống của phương án tách lưới điện 63

3.3 Các ảnh hưởng của thủy điện nhỏ khi có thêm nhà máy Xê La Bắm 67

3.3.1 Ảnh hưởng đến chất lượng điện áp 67

3.3.2 Ảnh hưởng đến trào lưu công suất và khả năng mang tải của thiết bị khi kết nối với nhà máy thủy điện Xê La Bắm 69

3.3.3 Ảnh hưởng đến dòng ngắn mạch khi có nhà máy thủy điện Xê La Bắm ………70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

PHỤ LỤC 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 104

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CHDCND: Cộng Hòa Dân Chủ Nhân Dân

EDL: Electricite Du Laos (Tổng công ty điện lực Lào)

EGAT: Electricity Generation Authority of Thailand (Tổng công

ty phát điện Tháilan) EVN: Electricity Viet Nam (Tổng công ty điện lực Việt Nam) IPP: Independent Product Power (Nhà máy thủy điện tư nhân) NMTĐ: Nhà Máy Thủy Điện

LOLP: Loss of Load Probabillity (Xác suất thiếu hụt điện năng)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Hiện trạng các nguồn phát điện ở Lào 30

Bảng 2.2: Hiện trạng trạm biến áp 115/22kV 32

Bảng 2.3: Hiện trạng lưới điện Lào kết nối với lưới điện của nước ngoài 35

Bảng 2.4: Yêu cầu dùng điện trong cả nước 36

Bảng 2.5: Tỉ lệ theo công suất của các loại hộ dùng điện (tính %) 37

Bảng 2.6: Số liệu cụ thể các hộ dùng điện (tính GWh) 38

Bảng 2.7: Sản xuất điện năng, xuất và nhập khẩu điện năng và sử dụng điện 38 Bảng 3.1: Các nhà máy thủy điện của hệ thống điện miền Nam Lào………44

Bảng 3.2: Tổn thất công suất trong hệ thống điện miền Nam Lào 47

Bảng 3.3: Điện áp các nút của hệ thống điện trong chế độ cực đại 49

Bảng 3.4: Tổn thất điện áp cực đại 50

Bảng 3.5: Điện áp nút của hệ thống điện trong chế độ cực tiểu 51

Bảng 3.6: Tổn thất điện áp lớn nhất 52

Bảng 3.7: Dòng ngắn mạch của 3 phương án 54

Bảng 3.8: Kết quả tính toán trào lưu công suất của các đường dây của 3 phương án 55

Bảng 3.9: Xác suất thiếu công suất khi chưa có nhà máy Xê Xết 3…………57

Bảng 3.10: Xác suất thiếu công suất khi có nhà máy Xê Xết 3 58

Bảng 3.11: đường dây bị quá tải 59

Bảng 3.12: Điện áp tại các nút 60

Bảng 3 13: Công suất phát của các nhà máy 62

Bảng 3.14: Điện áp các nút từ Xê Đôn đến Xê Kha Mán khi tách đường dây Bắng Yo – Jiang Xai trong chế độ cực tiểu 65

Bảng 3.15: Điện áp 115kV Phôn Sa Vắn và khu vực lân cận khi tách lưới điện 115kV Jiang Xai – Bắng Yo, Bắng Yo – Xê Xết 3 trong chế độ cực tiểu 67

Bảng 3.16: Điện áp các nút của đường dây 115kV Jiang Xai – Bắng Yo và Xê Xết 3 – Bắng Yo và lưới điện 22kV/115kV Phôn Sa Vắn và khu vực lân cận khi thêm nhà máy thủy điện Xê La Bắm trong chế độ cực đại 68 Bảng 3.17: Thay đổi trào lưu công suất của các đường dây trong mạch vòng của lưới điện 115kV trước và sau khi có nhà máy thủy điện Xê La Bắm 70

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, CÁC ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Quá trình quá độ xung do sét đánh 16

Hình 1.2: Xung dòng điện dao động quá độ gây ra bởi việc đóng cắt các tụ 17 Hình 1.3: Sụt giảm điện áp do sự cố ngắn mạch một pha 19

Hình 1.4: Sụt giảm điện áp do khởi động một động cơ lớn 20

Hình 1.5: Tăng áp ở pha không bị sự cố gây ra bởi sự cố chạm đất một pha 21 Hình 1.6: Mất cân bằng điện áp trong một tuần tại một nhánh cung cấp điện cho hộ gia đình 22

Hình 1.7: Hiện tượng đột điện áp 24

Hình 2.1: Tổng công suất lắp máy ở Lào đến cuối năm 2008 27

Hình 2.2: Hiện trạng hệ thống điện của Lào chia thành 4 miền 29

Hình 2.3: Hiện trạng nhà máy thủy điện và hệ thống điện của Lào 33

Hình 2.4: Đồ thị phụ tải ngày của HTĐ 40

Hình 2.5: Đồ thị phụ tải các tháng trong năm của HTĐ 41

Hình 3.1: Sơ đồ địa lý lưới điện miền Nam Lào 45

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống điện miền Nam Lào 46

Hình 3.3: Điện áp các nút ở chế độ cực đại 52

Hình 3.4: Điện áp các nút ở chế độ cực tiểu 53

Hình 3.5: Các nguồn điện đấu vào lưới trước và sau khi có nhà máy Xê Xết 3 55 Hình 3.6: Điện áp các nút trước và sau khi có Xê La Bắm ở chế độ cực đại 68

Hệ thống điện lực của Lào có thể xem là hệ thống thủy điện Nguồn thủy điện không những bảo đảm nhu cầu dùng điện trong nước mà còn là nguồn xuất khẩu quan trọng của Lào Hiện nay nguồn thủy điện chiếm khoảng 97,3% của tổng công suất lắp máy cả nước (692 MW) Trong đó thủy điện nhỏ chiếm khoảng 64% tổng công suất của hệ thống điện

Theo kế hoạch phát triển nguồn năng lượng của Lào từ năm 2020 sẽ xây dựng hơn 30 NMTĐ và mua điện từ các NMTĐ tư nhân (IPP) sản xuất trong nước với tổng công suất lắp máy 2.366MW và tổng điện năng 4.668 GWh để phục vụ nhu cầu trong nước kết hợp xuất khẩu và khoảng 36 NMTĐ với tổng công suất lắp máy 18.150MW có tổng điện năng bình quân nhiều năm 27.077GWh chủ yếu xuất khẩu sang các nước láng giềng trong khu vực Sông Mê kong (các nước có nguồn nhiệt điện chiếm tỷ trọng lớn) như: Thái Lan, Việt Nam, Cam Pu Chia Đồng thời với việc xây dựng các NMTĐ đó sẽ hình thành nhiều bậc thang hồ chứa thủy điện

Cùng với sự phát triển thủy điện thì quy mô hệ thống điện cũng được phát triển thành hệ thống lớn Hiện nay, hệ thống điện của Lào chia thành 4 miền làm việc độc lập, trong đó hệ thống điện miền Trung I là lớn nhất, theo

kế hoạch đến năm 2013 – 2020 ở Lào sẽ có hệ thống điện Quốc gia nối từ Bắc đến Nam Lào, không những nối liền 4 hệ thống điện miền với nhau mà còn nối với hệ thống điện các nước láng giềng bằng đường dây điện cao áp 115kV

và siêu cao áp 500kV Hệ thống điện càng lớn thì hiệu quả kinh tế và độ tin cậy cung cấp điện càng cao Nhưng điều đó, chỉ thực hiện được khi phối hợp điều khiển hợp lý thông qua trung tâm Điều độ Quốc gia phối hợp điều khiển chế độ làm việc của các NMTĐ theo mục tiêu chung thông qua các trung tâm điều độ của các hệ thống miền Nhưng vấn đề phối hợp điều khiển chế độ làm việc của các NMTĐ với những đặc thù riêng, đồng thời làm việc trong bậc

thang hồ chứa, trong hệ thống điện có trao đổi điện năng với nước ngoài là hết sức phức tạp không những đối với Lào mà còn đối với các nước khác, nhất là điều kiện khả năng dự báo dài hạn về thủy văn chưa đủ tin cậy, lại đồng thời phải đảm bảo yêu cầu của các ngành tham gia sử dụng tổng hợp khác Do đó cần phải tiến hành nghiên cứu vấn đề này

Các NMTĐ nhỏ, vừa và lớn ở Lào đều do nước ngoài thiết kế và xây dựng với quan điểm lợi ích riêng cho từng nhà máy Hầu như tất cả các nhà máy thủy điện đang vận hành làm việc độc lập trên cơ sở sử dụng các phần mềm do nước ngoài cung cấp với phương pháp điều khiển riêng Trong số các phần mềm điều khiển có nhiều phần mềm đã không còn phù hợp với điều kiện thực tế nữa, vì lưu vực sông đã có sự thay đổi so với thiết kế ban đầu, nguồn phát điện tăng thêm, nhu cầu dùng điện cao hơn so với trước đây, đặc biệt các nhà thủy điện trở thành nhiều bậc thang, các nhà thủy điện làm việc chung trong biểu đồ thị phụ tải hệ thống thường xảy ra lúc thiếu điện, lúc thừa điện, nhập khẩu điện càng ngày càng tăng, xả nước xuống hạ lưu nhiều ảnh hưởng tới đời sống dân cư

1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

 Tìm hiểu tình hình phát triển nguồn phân tán ở Lào

 Tìm hiểu ảnh hưởng của nhà máy thủy điện Xê Xết 3 và nhà máy thủy điện Xê La Bắm đến lưới điện 22/115kV Chắm Pa Sắc và khu vực lân cận theo các chỉ tiêu sau:

- Thay đổi phương thức vận hành;

- Chất lượng điện áp;

- Trào lưu công suất và mức độ mang tải của thiết bị;

- Tổn thất công suất trong hệ thống điện miền Nam của Lào;

- Dòng ngắn mạch;

- Phương án tách lưới điện địa phương với lưới điện miền Nam của Lào, chất lượng điện áp của lưới điện địa phương sau khi tách lưới;

- Xác suất thiếu công suất nguồn điện

2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Đối tượng của đề tài là nguồn thủy điện nhỏ ở miền Nam nước Lào

Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung vào ảnh hưởng của nhà máy thủy điện Xê Xết 3 và nhà máy thủy điện Xê La Bắm tới phương thức vận hành

và các chỉ tiêu của lưới điện 22/115kV Chắm Pa Sắc và khu vực lân cận

3 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIẾN CỦA ĐỀ TÀI

Làm rõ tác động của các nguồn thủy điện nhỏ miền Nam Lào với một số chỉ tiêu của lưới điện địa phương Đề xuất giải pháp tách lưới khi lưới điện địa phương tách khỏi lưới điện miền Nam của Lào vận hành như một lưới điện độc lập

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ

THỐNG ĐIỆN 1.1 Sự cần thiết của việc nghiên cứu về chất lượng điện năng trong hệ thống điện

Các công ty điện lực và các khách hàng sử dụng điện ngày càng quan tâm đến chất lượng của hệ thống điện mà họ sử dụng Từ thập kỷ 80 trở lại đây, thuật ngữ ’’ chất lượng điện năng ’’ đã trở thành một trong những từ xuất hiện nhiều nhất trong ngành công nghiệp năng lượng điện Các lý do chính để

lý giải cho sự quan tâm của các công ty điện lực cũng như các khách hàng đến chất lượng của hệ thống điện đó là:

a Ngày càng có nhiều thiết bị điện nhạy cảm với sự thay đổi của chất lượng điện năng hơn so với các thiết bị điện trong quá khứ Rất nhiều thiết bị điện mới có chứa bộ vi xử lý, vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất đã được

sử dụng Trong quá trình hoạt động, các thiết bị này rất nhạy cảm với các loại nhiễu loạn trong hệ thống điện hay nói cách khác chúng là các thiết bị rất nhạy cảm với các vấn đề liên quan đến chất lượng điện năng như là độ lệnh về điện áp, dòng điện cũng như là tần số

b Do yêu cầu ngày càng cao của hệ thống điện cũng như các máy móc, thiết bị, dây chuyền sản xuất, về hiệu quả hoạt động dẫn tới đòi hỏi chúng ta phải tiến hành áp dụng các thiết bị có hiệu suất cao, sử dụng các phương pháp sản xuất tiên tiến hơn Đối với các dây chuyền sản xuất, để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng người ta đã sử dụng các động cơ có điều chỉnh tốc độ thông qua các thiết bị điều khiển điện tử công suất (chỉnh lưu, nghịch lưu), các thiết

bị này rất nhạy cảm so với độ lệnh của điện áp cung cấp Đối với hệ thống phân phối điện, người ta đã sử dụng các thiết bị bù nhằm làm giảm tổn thất và tăng hệ số công suất Việc áp dụng các thiết bị mới này sẽ gây ra các sóng hài trong hệ thống điện và có rất nhiều người quan tâm đến các tác động chúng trong tương lai đối với khả năng của hệ thống

c Khách hàng sử dụng điện ngày càng nhận thức được những vấn đề về chất lượng điện năng Họ ngày càng hiểu biết nhiều hơn về những hiện tượng như là mất điện, sụt giảm điện áp, các dao động do việc đóng cắt điện Và điều đó đã kích thích họ cải thiện chất lượng của việc phân phối điện

d Có rất nhiều yếu tố liên hệ với nhau trong một hệ thống Quá trình tích hợp đó có nghĩa rằng bất cứ một sự cố xảy ra ở một phần từ nào trong hệ thống đều gây ra hậu quả lớn đối với hệ thống

Sự thúc đẩy chính của sự cần thiết phải quan tâm đến chất lượng điện năng sau những lý do trên là sự gia tăng khả năng sản xuất cho khách hàng sử dụng điện Các ngành công nghiệp sản xuất theo dây chuyền muốn tốc độ sản xuất nhanh hơn, sản xuất ra nhiều sản phẩm hơn, hiệu suất sử dụng của các máy móc cao hơn, tuổi thọ thiết bị sản xuất kéo dài ra hơn Các công ty điện lực cũng đang khuyến khích những mong muốn đó bởi nó giúp cho khách hàng tiêu thọ điện trở nên có nhiều lợi nhuận hơn đồng thời giúp cho ngành điện trì hoãn được lượng vốn đầu tư rất lớn đối với trạm biến áp, các nhà máy điện bằng cách sử dụng các thiết bị điện có hiệu rất cao Vấn đề đang quan tâm là các thiết bị được sử dụng để tăng khả năng sản xuất thường phải chịu phần lớn những hư hại và đôi khi chúng là nguyên nhân gây ra những vấn đề chất lượng điện năng

1.2 Định nghĩa về chất lƣợng điện năng

1.2.1 Định nghĩa

Các đối tượng khác nhau xem xét chất lượng điện năng trên các hệ qui chiếu khác nhau, điều này làm cho cách hiểu về chất lượng điện năng có khác nhau về hình thức:

Ngành điện mong muốn cung cấp điện năng liên tục, ổn định cho khách hàng, chất lượng điện năng có thể được định nghĩa là độ tin cậy cung cấp điện

và chỉ ra qua các thống kê độ tin cậy của hệ thống là 0,9998

Các nhà sản xuất thiết bị điện có thể định nghĩa chất lượng điện năng là các đặc tính của nguồn điện cung cấp cái mà cho phép thiết bị điện làm việc một cách tối ưu (tuổi thọ thiết bị và đặc tính làm việc của thiết bị điện được đảm bảo) Các định nghĩa này có thể là rất khác nhau đối với mỗi loại thiết bị cũng như là đối với các nhà sản xuất khác nhau

Định nghĩa về chất lượng điện năng phải xem xét theo quan điểm của người sử dụng điện năng, chính vì vậy luận văn sử dụng định nghĩa về chất lượng điện năng như sau: bất kỳ vấn đề điện năng nào liên quan đến sai lệnh

về dòng điện, điện áp, tần số mà những sai lệnh này dẫn đến sự cố hoặc vận hành sai cho thiết bị của khách hàng sử dụng điện

1.2.2 Chỉ tiêu tần số

Tần số là số lần mà một sự kiện xảy ra lặp đi lặp lại trong mỗi đơn vị thời gian Để tính toán tần số cần đếm số lần xuất hiện của các sự kiện trong khoảng thời gian nào đó, và sau đó chia số này cho độ dài của khoảng thời gian này

Trong đơn vị SI, kết quả được đo bằng tần số (Hz) mang tên nhà vật lý người Đức (Heinrich Rudolf Hertz) 1 Hz có nghĩa là một sự kiện lặp đi lặp lại một lần mỗi giây Các đơn vị khác đã được sử dụng để đo tần số bao gồm: chu kỳ mỗi giây, vòng trên phút (rpm) Nhịp tim được đo bằng nhịp đập mỗi phút

Một phương pháp thay thế để tính toán tần số để đo thời gian giữa hai lần xuất hiện liên tiếp của sự kiện (thời gian) và sau đó tính toán tần số là nghịch đảo của thời gian này: f = 1 / T mà T là thời kỳ

Tần số của sóng đo tần số của âm thanh, sóng điện từ (như đài phát thanh hay ánh sáng), các tín hiệu điện, hoặc sóng khác, tần số trong Hz là số chu kỳ của dạng sóng lặp đi lặp lại trong một giây

Tần số có một mối quan hệ nghịch với khái niệm về bước sóng Tần số

f bằng với tốc độ v của làn sóng chia cho bước sóng λ (lambda) của sóng:

Trong trường hợp đặc biệt của sóng điện từ di chuyển qua chân không, sau đó

v = c, trong đó c là vận tốc ánh sáng trong chân không

1.2.3 Chỉ tiêu điện áp

Theo định nghĩa ở trên, chất lượng điện năng liên quan đến độ lệnh dòng điện, điện áp, tần số Tần số là một chỉ tiêu mang tính hệ thống, chất lượng tần số liên quan đến bài toàn cân bằng công suất tác dụng phát và công suất tác dụng tiêu thụ Công suất tác dụng chỉ được đưa vào hệ thống bởi các máy phát điện Chất lượng điện áp là một chỉ tiêu mang tính cục bộ, điều khiển điện áp chủ yếu liên quan đến sự cân bằng giữa công suất phản kháng phát ra và công suất phản kháng tiêu thụ Công suất phản kháng có thể đưa vào hệ thống nhiều cách khác nhau: từ máy phát điện, các tụ bù tại nút, phụ tải điện trong đường dây

Công suất thể hiện sự phát ra của năng lượng, công suất tỉ lệ với sự sinh ra của dòng điện và điện áp Rất khó có thể định nghĩa một cách đầy đủ ý nghĩa về số lượng và chất lượng trong những cách hiểu đầy đủ về chất lượng điện năng Điều khiển công suất của hệ thống điện có thể điều khiển chất lượng điện áp, không thể điều khiển chi tiết đến chất lượng dòng điện vì sẽ

kéo theo tác động vào hoạt động của các phụ tải, bởi vì dòng điện sinh ra trong các thiết bị điện sẽ thay đổi tùy theo mức độ mang tải của thiết bị điện

đó Do đó tiêu chuẩn chất lượng điện năng thường được dành hết cho việc duy trì chất lượng điện áp cung cấp trong một giới hạn nhất định

Tuy nhiên trong khi nghiên cứu đến chất lượng điện áp, đồng thời cũng phải chú ý đến các hiện tượng về dòng điện như: dòng điện ngắn mạch lớn gây ra sụt áp, dòng điện sét trên lưới gây ra điện áp xung rất lớn, dòng điện là các dòng hài bậc cao sinh ra từ các phụ tải Qua đó có thể hiểu cơ bản toàn diện hơn các vấn đề về chất lượng điện năng

1.3 Tổng quan các vấn đề về chất lƣợng điện năng

1.3.1 Quá trình quá độ

Thuật ngữ quá trình quá độ được sử dụng từ lâu trong việc phân tích sự biến đổi của hệ thống điện để thể hiện một sự kiện không mong muốn nhưng chỉ thoáng qua trong tự nhiên Một định nghĩa được sử dụng phổ biến: Quá trình quá độ trong hệ thống điện là sự chuyển tiếp trong hệ thống từ trạng thái xác lập này sang trạng thái xác lập khác Tùy vào hình dạng của dòng điện và điện áp mà quá độ được phân thành hai loại là quá độ xung và quá độ dao động

1.3.1.1.Quá trình quá độ xung (Impulsive transient )

Quá trình quá độ xung là sự thay đổi đột ngột của điện áp, dòng điện theo cực dương hoặc âm, không làm thay đổi tần số công nghiệp trong một trạng thái xác lập

Xung quá độ thường được đặc trưng bởi thời gian tăng đến độ lớn xung cực đại và thời gian giảm độ lớn xung còn một nửa giá trị độ lớn cực đại, những thứ mà có thể được biểu thị bằng nội dung quang phổ của chúng

Xung quá độ có thể kích thích tần số hoạt động của hệ thống và gây ra quá độ dao động

Hình 1.1 minh họa dòng điện xung quá độ gây ra bởi sét đánh

Hình 1.1: Quá trìn quá độ xung do sét đán

1.3.1.2 Quá trình quá độ dao động (Oscillatory transient )

Quá trình quá độ dao độ là sự thay đổi đột ngột độ lớn của dòng điện, điện áp hoặc cả hai theo cả hai chiều dương và âm mà không làm thay đổi tần

số của hệ thống ở trạng thái xác lập

Một quá trình quá độ dao động bao gồm điện áp và dòng điện có giá trị tức thời thay đổi rất nhanh theo cực tính Nó được đặc trưng bởi các thông số như hình dạng thời gian tồn tại cũng như cường độ của nó

Thời gian

Hình 1.2: Xung dòng điện d o động quá độ gây r bởi việ đóng ắt á tụ

1.3.2 Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian dài

Một sự biến đổi điện áp được coi là trong khoảng thời gian dài khi ANSI giới hạn là vượt quá một phút Sự biến đổi điện áp trong khoảng thời gian dài bao gồm quá điện áp và thấp điện áp Quá áp và thấp áp thường không phải là kết quả của sự cố trong hệ thống mà là kết quả của sự biến đổi của phụ tải trong hệ thống (hoạt động đóng cắt tải) và hoạt động đóng cắt hệ thống

1.3.2.1 Quá điện áp (over voltage)

Quá điện áp là sự tăng điện áp lên trên 110% giá trị định mức ở tần số công nghiệp trong khoảng thời gian lớn hơn một phút

Quá điện áp thường là kết quả của việc đóng cắt tải (ví dụ như đóng cắt một tải lớn hoặc đóng một bộ tụ) Kết quả của quá điện áp là do hệ thống quá yếu cho sự mong muốn điều chỉnh điện áp hoặc là việc điều khiển điện áp là không tương xứng Điều chỉnh đầu phân áp của máy biến áp không đúng cũng

có thể gây ra hiện tượng quá điện áp trong hệ thống điện

1.3.2.2 Thấp điện áp (under voltage)

Thấp điện áp là sự giảm điện áp xuống dưới 90% giá trị định mức ở tần

số công nghiệp trong khoảng thời gian lớn hơn một phút

Nguyên nhân gây ra thấp điện áp ngược lại với nguyên nhân gây ra quá điện

áp Đưa một tải lớn vào hệ thống hoặc cắt một bộ tụ ra khỏi hệ thống có thể gây ra hiện tượng giảm thấp điện áp cho đến khi thiết bị điều chỉnh điện áp đưa điện áp hệ thống trở về giá trị cho phép Quá tải trong các mạch điện cũng có thể gây ra hiện tượng giảm thấp điện áp

1.3.2.3 Gián đoạn duy trì (Sustained interruption )

Gián đoạn duy trì là hiện tượng điện áp cung cấp trở về không trong khoảng thời gian quá một phút Gián đoạn duy trì có thời gian lâu hơn một phút thường là sự cố vĩnh cửu, nó đòi hỏi sự can thiệp của con người để khôi phục lại hoạt động bình thường của hệ thống điện

1.3.3 Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian ngắn

Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời ngắn (Short Duration Voltage Variations) nhỏ hơn một phút gây ra bởi sự cố trong hệ thống điện, khởi động phụ tải lớn có dòng khởi động lớn, lỗi kết nối dây dẫn điện Tùy thuộc vào vị trí sự cố và trạng thái hệ thống mà sự cố trong hệ thống điện có thể gây ra sự biến thiên điện áp sựt áp (sags), tăng áp (swells) hay hoàn toàn mất điện áp (interruptions)

1.3.3.2 Sụt giảm điện áp (Voltage Sags)

Sụt giảm điện áp (sụt áp) là hiện tượng điện áp hoặc dòng điện giảm xuống trong khoảng từ 10% đến 90% giá trị điện áp hay dòng điện định mức

ở tần số công nghiệp trong khoảng thời gian 0,5 chu kỳ đến 1 phút

Nguyên nhân gây sụt áp thường là sự cố trong hệ thống điện, khởi động một số phụ tải lớn Hình 1.3 và 1.4 minh họa sụt áp do sự cố ngắn mạch một pha và do khởi động một động cơ lớn

Hình 1.3: Sụt giảm điện áp do sự ố ngắn m một p

Thời gian sụt điện áp ngắn hạn cũng được chia ra làm 3 loại: Tức thời (Instantaneous), thoáng qua (Momentary), tạm thời (Temporary) Các khoảng

thời gian chia nhỏ này tương ứng với mức thời gian hoạt động của các thiết bị

bảo vệ nói chung, cũng như sự phân nhỏ thời gian theo các khuyến cao của

Hình 1.4: Sụt giảm điện áp do ởi động một động ơ lớn

1.3.3.3 Tăng điện áp (Swells )

Tăng điện áp là hiện tượng điện áp hoặc dòng điện áp tăng lên trong khoảng từ 110% đến 180% giá trị điện áp hoặc dòng điện định mức ở tần số công nghiệp với thời gian từ 0,5 chu kỳ tới 1 phút

Sự tăng điện áp được đặc trưng bởi biên độ và khoảng thời gian tồn tại Tăng áp có thể xuất hiện do sự tăng điện áp nhất thời gian trên các pha không sự cố khi xảy ra sự cố chạm đất một pha Ngoài ra, việc ngắt một phụ tải lớn ra khỏi hệ thống cũng như việc đóng các bộ tụ vào hệ thống cũng gây

ra hiện tượng tăng điện áp

Hình 1.5 Thể hiện tăng điện áp ở pha không sự cố khi xảy ra sự cố chạm đất

một pha trong lưới điện

Hình 1.5: T ng áp ở p ông bị sự ố gây r bởi sự ố m đất một p

1.3.4 Mất cân bằng điện áp (Voltage Imbalance)

Mất cân bằng điện áp là độ lệch cực đại của điện áp 3 pha so với giá trị trung bình của điện áp, độ lệch đó chia cho giá trị trung bình của điện áp và biểu diễn theo phần trăm

Mất cân bằng điện áp cũng có thể xác định theo các thành phần đối xứng Tỉ lệ giữa thành phần thứ tự nghịch hoặc thành phần thứ tự không với thành phần thứ tự thuận có thể xác định rõ phần trăm mất cân bằng điện áp

Thời gian (s)

Hình 1.6: Mất ân bằng điện áp trong một tuần t i một n án ung ấp điện

o ộ gi đìn

1.3.5 Độ méo sóng (Waveform Distortion)

Độ méo dạng sóng là sự biến đổi trong trạng thái xác lập của một sóng hình sin lý tưởng ở tần số công nghiệp được đặc trưng bởi nội dung quang phổ của sự biến đổi đó

Có 5 hiện tượng cơ bản gây ra méo sóng:

 Thành phần một chiều thêm vào (DC Offset)

 Sóng hài (Harmornics)

 Liên sóng hài (Interharmornics)

 Đột điện áp (Notching)

 Nhiễu (Noise)

1.3.5.1 Thành phần một chiều thêm vào (DC Offset)

Điện áp vào dòng điện một chiều tồn tại trong hệ thống điện xoay chiều gọi là thành phần một chiều thêm vào (DC Offset) Thành phần một chiều có thể xuất hiện do sự nhiễu loạn từ tính hoặc từ các bộ chỉnh lưu một nửa chu

kỳ Dòng điện một chiều trong mạng điện xoay chiều mang lại kết quả xấu:

làm bão hòa mạch từ máy biến áp ngay cả trong hoạt động bình thường, gây thêm hiện tượng phát nóng dẫn đến giảm tuổi thọ máy biến áp; dòng điện một chiều còn gây ra hiện tượng ăn mòn điện phân các điện cực nối đất và các thiết bị kết nối

1.3.5.2 Sóng hài ( Harmornics )

Sóng hài là các dạng dòng điện hay điện áp hình sin có tần số là bội số của tần số cơ bản của hệ thống Các dạng sóng méo có thể phân tích thành phần tổng của sóng với tần số cơ bản và các sóng hài Độ méo sóng hài sinh

ra từ đặc tính phi tuyến của các thiết bị và phụ tải trong hệ thống điện Mức

độ của sóng hài được mô tả bởi quang phổ các sóng hài với độ lớn biên độ và góc pha của mỗi thành phần sóng hài Tổng độ méo sóng hài THD (Total Harmornics Distortion) thường dùng để xác định độ lớn biên độ méo sóng hài

1.3.5.3 Liên sóng hài ( Interharmornics )

Liên sóng hài là các sóng điện áp hay dòng điện có tần số không phải là bội số của tần số cơ bản của hệ thống điện Chúng có thể xuất hiện với các tần

số riêng biệt hoặc cũng có thể là một dải tần số rộng

Liên sóng hài có thể tìm thấy trên tất cả các lưới điện với các cấp điện

áp khác nhau Nguồn gốc chủ yếu sinh ra méo liên sóng hài là các bộ biến đổi tần số tĩnh, thiết bị chuyển đổi chu trình, động cơ cảm kháng, thiết bị phát hồ quang Tín hiệu sóng mang trên đường dây chuyển tải cũng được xem là liên sóng hài

1.3.5.4 Đột điện áp ( Notching )

Đột điện áp là sự nhiễu loạn điện áp có chu kỳ gây ra bởi hoạt động bình thường của thiết bị điện tử công suất khi dòng điện được chuyển mạch từ pha này sang pha khác Các đột điện áp xuất hiện khi đảo mạch dòng từ pha này sang pha khác Trong thời gian chuyển mạch, có hiện tượng ngắn mạch tạm thời xảy ra giữa hai pha Hình 1.7, chỉ ra ví dụ cho vết khắc điện áp hình

V từ một bộ chỉnh lưu 3 pha sinh ra dòng điện một chiều liên tục

Hình 1.7: Hiện tượng đột điện áp

1.3.5.5 Nhiễu (Nois )

Nhiễu là tín hiệu điện không mong muốn với các dải tần số thấp hơn

200 kHz đối với dòng điện và điện áp trong dây pha, dây trung tính hay dây tín hiệu

Nhiễu trong hệ thống điện có thể gây ra bởi các thiết bị điện tử công suất, các mạch điều khiển các thiết bị hồ quang, các tải với các bộ chỉnh lưu, đóng cắt các nguồn điện Nhiễu trong hệ thống điện thường là do sự nối đất không đúng Về bản chất, nhiễu bao gồm các méo của tín hiệu điện và chúng không thể phân loại như méo sóng hài hay là quá độ Nhiễu làm ảnh hưởng xấu đến các thiết bị điện tử như bộ vi xử lý và các chương trình điều khiển Ta

có thể làm giảm nhiễu nhờ sử dụng bộ lọc, máy biến áp cách ly, và điều kiện đối với dây dẫn điện

1.3.6 Dao động điện áp (Voltage Fluctuation)

Dao động điện áp là sự biến đổi mang tính hệ thống của điện áp hay một chuỗi thay đổi điện áp ngẫu nhiên Độ lớn biên độ dao động điện áp thường không vượt qua mức điện áp được xác định rõ từ 90% đến 110% điện

áp định mức bởi ANSI C84.1 - 1982

Lò hồ quang điện xoay chiều là một nguyên nhân phổ biến nhất gây ra dao động điện áp trên hệ thống phân phối và chuyển tải điện

1.3.7 Sự biến thiên tần số công nghiệp (Power Frequency Variation)

Sự biến thiên tần số công nghiệp (Power Frequency Variation) Là độ lệch tần

số cơ bản của hệ thống khỏi giá trị định mức (VD: 50 Hz hoặc 60 Hz)

Tần số của hệ thống liên quan trực tiếp tới tốc độ quay của hệ thống máy phát điện Tần số sẽ biến thiên nhỏ khi có cân bằng động giữa sự thay đổi của tải và sự thay đổi của nguồn phát Mức độ thay đổi của tần số và khoảng thời gian của sự thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của tải và áp dụng của hệ thống điều khiển máy phát tới sự thay đổi của phụ tải

Tổng hợp các khái niệm được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE -

1159 biểu diễn trên Bảng 1.1

Bảng 1.1: P ân n óm và á đặ tín ủ á iện tượng điện từ trong ệ

<5 kHz

5 - 500 kHz 0,5 - 5 MHz

<0,1 pu 0,1 - 0,9 pu 1,1 - 1,4 pu

<0,1 pu 0,1 - 0,9 pu 1,1 - 1,2 pu

3 Biến thiên dài hạn

Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập Trạng thái xác lập 0 - 1%

CHƯƠNG II THỰC TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA CHDCND LÀO

2.1 Thực trạng nguồn phát điện và thị trường điện của Lào

2.1.1 Nguồn phát điện đã có và đang hoạt động

Đến cuối năm 2008 cả nước Lào có tổng công suất lắp máy khoảng 692MW, trong đó nguồn phát điện chủ yếu là các nhà máy thủy điện tới 678,06MW chiếm khoảng 97%, còn lại 13,83MW là Deisel và các nguồn phát điện khác Các nhà máy thủy điện thuộc Tổng Công ty Điện lực Lào (Electricite Du Laos

‘EDL’) có tổng công suất lắp máy là 308,7MW chiếm 45% tổng công suất lắp đặt toàn Quốc; các nhà máy thủy điện tư nhân (IPP: Independent Product Power) có tổng công suất lắp máy 362,1MW chiếm 52% còn lại 13,83MW chiếm 3% là Deisel, thủy điện nhỏ và năng lượng mặt trời thuộc địa phương (TĐP) quản lý trực tiếp Chi tiết xem Hình 2.1

Hìn 2.1: Tổng ông suất lắp máy ở Lào đến uối n m 2008

Theo luật điện lực của nước CHDCND Lào thì các nhà máy thủy điện (NMTĐ) được chia ra thành 4 loại chính NMTĐ cực nhỏ, nhỏ, vừa và lớn NMTĐ nhỏ và vừa xây dựng phục vụ thị trường điện năng trong nước còn NMTĐ lớn có công suất lắp máy lớn hơn hoặc bằng 100MW xây dựng để xuất khẩu điện đi nước ngoài là chủ yếu Hiện nay, ở Lào chưa có hệ thống

điện Quốc gia chỉ có hệ thống điện miền làm việc độc lập với nhau xem hình 2.2 như:

 Miền Trung I: Có ba NMTĐ như Nam Ngum 1, Nam Leuk và Nam Măng 3 các NMTĐ nói trên ngoài việc cung cấp điện cho Miền Trung I còn một phần nhỏ cung cấp cho miền Bắc Lào và phần thừa bán cho Thái Lan

 Miền Trung II: Không có NMTĐ nào thuộc EDL, điện năng được mua

từ các nhà máy điện tư nhân IPP Trong đó có hai NMTĐ tư nhân (IPP)

là TheunHinBun và HouayHo xây dựng để xuất khẩu điện sang Thái Lan bằng đường dây điện cao áp 230kV nối trực tiếp từ trạm phát điện vào hệ thống điện EGAT Thái Lan Công suất 10MW của hai nhà máy này được cung cấp theo hợp đồng mua bán điện ban đầu với chính phủ Lào để phục vụ đời sống nhân dân thuộc khu vực lân cận Trong đó lấy

từ thủy điện HouayHo 2,1MW và TheunHinBun 8MW, sản xuất trong nước và nhập khẩu điện từ hệ thống điện EGAT Thái Lan, để phục vụ cho hai tỉnh Sa Vắn Na Khết và Khăm muộn

 Miền Nam: Hiện nay có hai NMTĐ thuộc EDL như Xê Xết 1 và Xê La Bắm và Xê Xết 2 mới đưa vào hoạt động tháng 9/2009, sản xuất điện chủ yếu để cung cấp cho các hộ dùng điện trong khu vực và mua điện

từ nhà máy thủy điện sản xuất trong nước, lúc có điện thừa xuất đi Thái Lan, còn lúc thiếu điện mua lại từ Thái Lan

 Miền Bắc: Năm 2005 đã kéo đường dây cao áp 115kV từ trạm biến áp Tha Lat đến các tỉnh Luang Pha Bang, Ou Đôm Sai, Luang Nam Tha, Sai Nha Bu Ly và từ Chắm Pa Sắc đến Hoa Phăn Các tỉnh thuộc miền Bắc chỉ có các NMTĐ nhỏ, Deisel và năng lượng mặt trời Mục đích cung cấp điện sinh hoạt và sản xuất nhỏ, khu vực nhỏ còn khu vực giáp biên giới một số vùng thuận lợi được nhập khẩu điện từ các nước xung quanh Một số vùng sâu vùng xa nơi không có điều kiện xây dựng đường dây điện Quốc gia tới, nhà nước Lào cũng cố gắng tìm nguồn phát điện thay thế nhằm cung cấp điện thắp sáng, nâng cao đời sống cho dân trong vùng, với hệ thống điện nhỏ làm việc hoàn toàn độc lập Danh sách các nguồn phát điện đang hoạt động ở Lào xem trong bảng

2.1

Ghi chú:

Hìn 2.2: Hiện tr ng ệ t ống điện ủ Lào i t àn 4 miền

Miền Trung I Miền Trung II Miền Nam Miền Bắc

Miền Bắc

Miền Trung I

Miền Trung II

Miền Nam

Bảng 2.1: Hiện tr ng á nguồn p át điện ở Lào

STT Nguồn phát điện Vị trí (Tỉnh) N lm

(MW)

E năm (Gwh/năm)

Phụ thuộc

Năm vận hành

8 Theun Hin Buoun Khăm Muôn 210 1,620 EDL 1998

2.1.2 Nguồn phát điện đang cung cấp trong nước

Nguồn cung cấp điện cho hệ thống của Lào chủ yếu là NMTĐ thuộc Tổng Công ty Điện Lực Lào, các nhà máy vừa, lớn đa số đang khai thác tập trung ở miền Trung và miền Nam Lào Còn ở miền Bắc chưa khai thác Tất cả nguồn cung cấp điện hiện có ghi trong bảng 2.1

NMTĐ nhỏ, Deisel và năng lượng mặt trời chỉ để cung cấp cho vùng sâu vùng xa, nơi không có đường dây điện Quốc gia đi qua hoặc những nơi không

đủ điều kiện đường dây tới được

Tổng công suất lắp máy cung cấp điện cho HTĐ miền Trung I là 255MW, miền Nam có tổng công suất lắp máy 75MW, cả hai hệ thống điện này đều kết nối với hệ thống điện của EGAT Thái Lan để trao đổi điện năng với nhau theo hai chiều; xuất và nhập khẩu điện Đối với Lào, trong mùa mưa có nhiều

nước, đa số các nhà máy thủy điện làm việc với công suất lắp máy, lúc đó nhu cầu đáp ứng điện năng trong nước nhỏ hơn công suất phát có nghĩa là có điện năng thừa phải bán sang thị trường điện EGAT Thái Lan, theo đường dây điện cao áp 115kV thông qua các trạm biến áp Phôn Tong, Tha Na Leng và Bắng Yo của Lào, còn trong mùa khô ít nước công suất phát của các NMTĐ

bị hạn chế, không đủ cung cấp cho nhu cầu sử dụng điện trong nước nhất là

hệ thống miền Nam các hồ chứa có dung tích nhỏ bắt buộc phải nhập điện từ Thái Lan Nguồn cung cấp điện cho miền Trung II nhập khẩu điện từ Thái Lan và mua từ NMTĐ tư nhân (IPP) sản xuất tại Lào Còn một số trung tâm tỉnh thuộc miền Bắc kéo đường dây điện từ miền Trung I và nhập khẩu điện

từ các nước láng giềng Xem hình 2.3

2.2 Lưới điện và trạm biến áp

Hiện nay, Lào đã sử dụng đường dây 115kV nối từ nhà máy điện đến các tỉnh, đến biên giới xuất – nhập khẩu điện và có trạm biến áp 115kV/22kV

để phân phối điện Còn đường dây điện cao áp 230kV nối từ NMTĐ tư nhân đến hệ thống điện EGAT Thái Lan chỉ dùng cho mục đích xuất khẩu điện Cả

4 hệ thống điện miền của Lào trong tương lai gần sẽ nối với nhau thành một lưới điện Quốc gia bằng điện áp 115kV từ Bắc đến Nam Lào sẽ có lưới điện 500kV nối từ NMTĐ Nam Theun 2, Hống Sa đến biên giới Lào – Thái Lan từ năm 2009 trở đi

a Lưới điện 115kV và trạm biến áp thuộc hệ thống điện miền trung I

Hệ thống điện miền Trung I bao gồm 7 tỉnh thành lân cận đã kéo đường dây điện tới thông qua các trạm biến áp, ngoài ra đường dây đi một số tỉnh thuộc miền Bắc kết nối với hệ thống điện Thái Lan bằng 3 đường dây điện khác nhau

Các đường dây truyền tải điện đi các tỉnh trong nước và nước ngoài đều bằng đường dây cao áp 115 kV và siêu cao 500kV thông qua các trạm biến áp chi tiết xin xem trong bảng 2.2 và bảng 2.3

Đường dây điện nối đi nước ngoài là đường dây điện đôi cao áp 115kV nối trực tiếp từ nhà máy thủy điện Nam Ngum 1 đến trạm biến áp Phôn Tong sau

đó nối vào hệ thống điện của EGAT Thái Lan Còn đường dây điện đến hệ

thống điện EGAT phải thông qua các trạm biến áp Tha Lát, Phôn Xong, Tha Ngon, Phôn Tong và Tha Na Leng

Bảng 2.2: Hiện tr ng tr m biến áp 115/22 V

STT Trạm biến áp

Hệ thống miền

Số lượng x công

suất

Tổng công suất lắp đạt

1 Luang Pha Bang miền TrungI 2×12,5 MVA 25MVA

3 Phôn Xong miền TrungI 1×30+10 MVA 40MVA

4 Nam Ngum 1 miền TrungI 1×7,5 MVA 7,5MVA

8 Na Sai Thong miền TrungI 2×30 MVA 60MVA

11 Tha Na Leng miền TrungI 2×30 MVA 60MVA

22 Chắm Pa Sắc miền TrungI 1×16 MVA 16MVA

23 Sai Nha Bu Ly miền TrungI 1×16 MVA 16MVA

Hìn 2.3: Hiện tr ng n à máy t ủy điện và ệ t ống điện ủ Lào

Đường dây điện 230kV Đường dây điện 230kV

Đường dây điện 115kV Đường dây điện 115kV

Đường dây điện 35kVvà 22kV Đường dây điện 35kVvà 22kV

Trạm biến áp 500kVTrạm biến

áp 500kV

Đường dây điện 500kV Đường dây điện 500kV

b Lưới điện 115kV và trạm biến áp thuộc hệ thống điện miền

TrungII

Hệ thống điện miền Trung II hoàn toàn nối trực tiếp từ hệ thống điện EGAT Thái Lan qua trạm biến áp trung gian Đường dây điện 115kV nối từ Na Khon Pha Nom (Thái Lan) qua sông Mê Kong đến trung tâm Tha Khek tỉnh Khăm Muộn, qua trạm biến áp sau đó phân phối sử dụng trong tỉnh

Còn một đường dây điện 115kV cũng nối từ trạm biến áp Múc Đa Han (Thái Lan) qua sông Mê Kong đến trạm biến áp Pác Bo tỉnh Sa Vắn Na Khết của Lào, sau đó đổi thành điện áp 22/0,4kV để cung cấp điện cho trung tâm và xung quanh tỉnh miền trung II yêu cầu dùng điện nhiều thứ hai sau hệ thống miền Trung I, hiện nay miền Trung II sẽ mua điện từ NMTĐ Nam Theun 2 (IPP) sản xuất trong nước khoảng 76MW vào cuối năm 2009

c Lưới điện 115kV và trạm biến áp thuộc hệ thống điện miền Nam

Hệ thống điện miền Nam đã cung cấp cho bốn tỉnh như Sa La Văn, Sê Kong,

Ắt tạ pứ và Chắm Pa Sắc và nối hệ thống điện Thái Lan có ba NMTĐ Xê La Bắm, Xê Xết 1 và Xê Xết 2, còn Xê Xết 3 mới đưa vào hoạt động

d Lưới điện 115kV và trạm biến áp thuộc hệ thống điện miền Bắc

Đường dây điện cao áp 115kV kéo từ miền Trung I đến các tỉnh như Luang Pha Bang, Xiêng Khoang, Sai Nha Bu Ly và Ou Đôm Sai…

Bảng 2.3: Hiện tr ng lưới điện Lào ết nối với lưới điện ủ nướ ngoài

STT

Các đường dây từ Lào đi các nước Điện

áp (kV)

Đường dây K.T dây

điện (mm 2 )

Chiều dài (Km)

CHDCND Lào Thái, Việt Nam, tung

Quốc, Chămpuchia

Thiết

kế

Lắp đặt

1 Theunhinbun Sakonnakhon (EGAT) 230 2 2 644 176

2 Huoayho Obonlatsathani(EGAT) 230 2 2 644 230

3 Phôn Tong Odon 1,2 (EGAT) 115 2 2 240 25,7

4 Tha Na Leng Nongkhai (EGAT) 115 1 1 95 10,9

6 Tha Khek Nakhonphanom(EGAT) 22 2 2 169 10,3

12 Sa Vắn Na Khết VietNam (EVN) 22 1 1 240 0,75

Ngoài ra, ở vùng biên giới đã kéo đường dây điện từ các nước lân cận

hoặc xây dựng trạm thủy điện nhỏ hoặc Deisel để phục vụ dân trong vùng theo nhu cầu thắp sáng và sản xuất nhỏ của vùng xa xôi không có điều kiện kéo đường dây điện Quốc gia tới được

Tóm lại: tất cả các hệ thống điện 115kV đã nói ở trên đều thuộc Tổng Công ty Điện Lực Lào, để cung cấp điện năng trong nước và xuất – nhập khẩu điện với nước ngoài Chú ý đường dây điện cao áp 230kV dùng riêng cho hai nhà máy thủy điện tư nhân (IPP), nối trực tiếp từ nhà máy thủy điện đến hệ thống điện EGAT Thái Lan để bảo đảm giao dịch với nhau theo hợp đồng đã ký kết

2.2.1 Yêu cầu sử dụng điện năng E (GWh) và công suất tối đa N(MW)

- Yêu cầu sử dụng công suất và điện năng tối đa của từng miền trong các năm vừa qua gần đây nhất, như số liệu đã ghi trong bảng 2.4

- Yêu cầu dùng điện cả nước tăng lên theo số liệu từ năm 2004 đến

2011 cho thấy hệ thống điện miền Nam tăng cao, lý do dùng điện nhiều để bơm nước phục vụ nông nghiệp

Bảng 2.4: Yêu ầu dùng điện trong ả nướ

Tổng nhu cầu dùng điện năm 2011 thì miền Trung I chiếm khoảng 70% của yêu cầu sử dụng điện cả nước, miền Trung II chiếm khoảng 16%, miền Nam chiếm khoảng 11% và miền Bắc chiếm khoảng 2%

Theo số liệu trong bảng 2.4 cho ta thấy phụ tải lớn nhất của từng miền cũng như cả nước tăng nhanh Trong năm 1985 phụ tải lớn nhất 85MW, đến 2011 tăng lên tới 350,25 MW Như vậy, phụ tải tăng mỗi năm cỡ 10-13%

2.2.2 Phân loại phụ tải

Phụ tải phụ thuộc vào tính chất của các hộ dùng điện đã thể hiện hình dáng đồ thị phụ tải ngày đêm gần giống nhau, ta xếp thành cùng một loại Như vậy, đối với phụ tải sử dụng điện trong hệ thống điện của Lào đã chia thành 7 loại hộ dùng điện khác nhau chi tiết xin xem trong bảng 2.5 và bảng 2.6

Năm

Miền 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Tăng trưởng (%) 04-11

Điện năng (GWh)

Miền Bắc 5,5 7,0 8,5 12,3 15,2 16,2 20,5 26,0 25% Miền Trung I 401,5 456,6 512,2 549,7 638,1 646,9 729,0 794,8 10% Miền Trung II 102,2 114,2 119,5 125,8 140,6 141,7 157,3 464,3 24% Miền Nam 56,3 62,0 70,1 78,5 89,9 98,0 104,3 115,5 11%

Tổng E(GWh) 567 648,6 728 784,6 905,7 902,7 1101 1400 14%

Công suất (M

Miền Bắc 2,85 3,78 4,44 6,36 7,01 7,06 8,27 12,78 24% Miền Trung I 102,4 118,1 129,6 137,9 164,4 175,6 213 1322 11% Miền Trung II 25,54 29,42 32,57 32,33 35,29 39,51 40,04 83,6 18% Miền Nam 15,94 17,29 19,75 22,01 24,59 26,78 30 36,86 13%

Tổng N(MW) 147,4 172,1 191,7 204,7 232,3 249,1 291,3 350,3 13%

Theo số liệu trong bảng chúng ta nhận thấy rõ ràng hộ dùng điện trước đây đến năm 2010 phụ tải nhà ở chiếm phần trăm lớn, từ năm 2011 trở đi phụ tải công nghiệp chiếm phần trăm lớn nhất

Bảng 2.5: Tỉ lệ t eo ông suất ủ á lo i ộ dùng điện (tín %)

Năm Tổng Công

nghiệp

Nông nghiệp

Thương mại

Trang trí

và dịch vụ

Cơ quan

Nhà

ở

Trụ sở người nước ngoài

Ví dụ: Từ năm 1998 – 2010 phụ tải nhà ở chiếm trên 50%, công nghiệp chiếm

tỷ lệ 21%, nhưng từ năm 2011 trở đi phụ tải công nghiệp chiếm khoảng 44%

và các hộ khác chiếm tỷ lệ nhỏ hơn, sự tăng trưởng của phụ tải công nghiệp

có xu hướng tăng lên nữa Theo dự báo yêu cầu dùng điện trong tương lai phụ tải công nghiệp sẽ tăng đáng kể

Theo số liệu trong bảng 2.6 ta thấy rằng hộ dùng điện nhà ở đã gia tăng mỗi năm trong khoảng 12%, đây có nghĩa kế hoạch phát triển lưới điện của Tổng Công ty điện Lực Lào đã được thực hiện và mở rộng xuống vùng nông thôn tương đối nhiều

2.2.3 Sản xuất điện năng, xuất khẩu và nhập khẩu điện năng trong nước

Các NMTĐ thuộc EDL, luôn luôn được phát triển nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu dùng điện, sản xuất điện năng đáp ứng yêu cầu dùng điện trong nước và xuất khẩu điện cụ thể xem trong bảng 2.7

Nói chung sản lượng điện năng thừa trong mùa mưa bán đi Thái Lan, đối với mùa khô phải nhập khẩu điện từ Thái Lan, Việt Nam và Trung Quốc Nhập khẩu điện hàng năm có xu hướng tăng lên

Bảng 2.7: Sản xuất điện n ng, xuất và n p ẩu điện n ng và sử dụng điện

2.3 Chế độ làm việc của nhà máy thủy điện trong hệ thống điện

Nhà máy thủy điện (NMTĐ) vận hành trong hệ thống (HTĐ) còn gọi là NMTĐ hòa mạng là một phần tử nguồn trong HTĐ

Các nguồn trong HTĐ là các phần tử phát ra công suất và năng lượng Năng lượng đó được chuyển tải và phân phối qua mạng điện (lưới điện) đến các hộ dùng điện

Ở mọi thời điểm, HTĐ luôn luôn phải thoả mãn phương trình cân bằng công suất và năng lượng

ở đây, công suất tại thời điểm t của nguồn i, i = 1 - > n G

P j (t) công suất tại thời điểm t của hộ dùng điện j, j = 1 - > n T

∆P(t) tổng tổn thất và tự dùng trên HTĐ ở thời điểm t

A G.i (t) sản lượng nguồn phát thứ i trong kỳ khảo sát

A j (t) điện năng tiêu thụ của hộ dùng điện thứ j

∆A(t) tổng tổn thất điện năng và dự phòng trên HTĐ ở thời điểm t

Nhu cầu các hộ tiêu thụ và tổn thất - tự dùng thường được xác định chung dưới dạng đồ thi phụ tải của hệ thống:

Hình 2.4 là dạng điển hình của đồ thị phụ tải ngày Đồ thị phụ tải có bốn đặc điểm cực trị:

t 1 Thấp điểm P min

t 2 Cao điểm sáng

t 3 Thấp điểm ngày

t 4 Cao điểm tối P max

công suất trung bình và sản lượng ngày đêm: