EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Hệ Thống Cung Cấp Điện EE-3425 Chương Tính tốn Kinh tế - Kỹ thuật cung cấp điện PGS.TS Bạch Quốc Khánh Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội Chương Tính tốn KT-KT Khái niệm chung Chi phí tính tốn hàng năm Ứng dụng chi phí vòng đời Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Nội dung Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Khái niệm chung Chương Tính tốn KT-KT 1.1 Định nghĩa EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Các chi phí Vốn đầu tư (V) Tổng chi phí (C) Phí tổn vận hành (Y) Mua thiết bị (Vtb) Tổn thất điện (CA) Xây dựng (Vxd) Chi phí quản lý vận hành: Khấu hao, bảo dưỡng sửa chữa, trả lương nhân cơng, chi phí phụ khác (Cvh) Bạch quốc Khánh Đưa vào vận hành Độ tin cậy chất lượng điện (H) Khái niệm chung Chương Tính tốn KT-KT 1.1 Định nghĩa Bạch quốc Khánh Tối ưu hóa kinh tế Chi phí EE3425 - Hệ thống cung cấp điện C=V+Y V Y Thông số Tối ưu Thông số F (mm2); SđmB (kVA) Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Khái niệm chung Chương Tính tốn KT-KT 1.2 Vốn đầu tư Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Vốn đầu tư đường dây trạm biến áp VB VF VF SđmB (kVA) F (mm2) F (mm2) MBA ĐDK Cáp ngầm VB , VL : Vốn đầu tư trạm biến áp đường dây VB = VB0 + VBS x SđmB VB0 , VL0 : Phần vốn đầu tư cố định VL = VL0 + VLF x F VBS , VLF : Phần vốn đầu tư phụ thuộc thiết bị SđmB : Công suất định mức MBA (kVA) F: Thiết diện dây dẫn (mm2) Khái niệm chung Chương Tính tốn KT-KT 1.3 Phí tổn vận hành Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Chi phí tổn thất điện (CA) Tổn thất điện (TTĐN )phụ thuộc dòng điện điện áp TTĐN hàng năm: CA0 = A. A = 8760PU + PI. A: TTĐN hàng năm (kWh) PI: TTCS lớn phụ thuộc I (kW) PU: TTCS phụ thuộc U (kW) : Thời gian TTCS lớn nhất(h) : Giá TTĐN (đ/kWh) Chi phí cho độ tin cậy chất lượng điện (H) Thiệt hại kinh tế điện chất lượng điện khơng đảm bảo Chi phí quản lý vận hành (Cvh) Quy chi phí hàng năm, tính theo vốn đầu tư: Cvh0 = Kvh.V Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Chi phí tính tốn hàng năm Chương Tính tốn KT-KT 2.1 Xây dựng hàm chi phí So sánh hai phương án: EE3425 - Hệ thống cung cấp điện phương án A (VA, Y0A) B (VB, Y0B) Giả thiết VA > VB Y0B > Y0A Nếu chọn A, khơng chọn B T= ≤ T = ⟺ K V + Y Z K = T ≤ K V + Y Z ≤ Ktc: Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn T: Thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn Bạch quốc Khánh Liên Xô cũ, Ttc = 58 năm cho công trình điện So sánh nhiều phương án: Z = K V + Y → Min Chi phí tính tốn hàng năm 2.1 Xây dựng hàm chi phí Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Chương Tính tốn KT-KT Các giả thiết: Không xét đến yếu tố thời gian chi phí Phí tổn vận hành qua năm Hàm chi phí tính tốn hàng năm: Z= K +K V + C + H → Min V: Vốn đầu tư, Y0: Phí tổn vận hành hàng năm Ktc: Hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn Kvh: Hệ số vận hành CA0: Chi phí tổn thất điện hàng năm H0: Thiệt hại điện hàng năm Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Chi phí tính tốn hàng năm Chương Tính tốn KT-KT 2.2 Áp dụng Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Sử dụng hàm chi phí tính toán hàng năm lựa chọn thiết diện dây dẫn lưới phân phối điện: Z = K +K = K +K 𝜕Z = K +K 𝜕F ⟹F =I V + C = K +K V + ∆A α ρ τ α F a + b F + I ρ τ α = F b − I 3ρ τ α k + k b Mật độ dòng điện kinh tế: J = I = F k + k b 3ρ τ α Chọn dây dẫn Chương Tính tốn KT-KT 2.6 Theo điều kiện kinh tế Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Mật độ dòng điện kinh tế (Quy phạm Trang bị điện - I.3.2) Vật dẫn điện Thanh dây trần: + Đồng + Nhôm Cáp cách điện giấy, dây bọc cao su, PVC: + Ruột đồng + Ruột nhôm Cáp cách điện cao su nhựa tổng hợp: + Ruột đồng + Ruột nhơm Mật độ dịng điện kinh tế (A/mm2) Số sử dụng phụ tải cực đại năm (h) 1000 đến 3000 3000 đến 5000 Trên 5000 2,5 1,3 2,1 1,1 1,8 1,0 3,0 1,6 2,5 1,4 2,0 1,2 3,5 1,9 3,1 1,7 2,7 1,6 10 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính toán KT-KT 3.1 Các khái niệm Chi phí vịng đời (Cvđ): Giá trị thực tổng chi phí xảy Chi phí tối thiểu: Cvđ = V + Y Min Giá trị thực (NPV – Net Present Value) Thời gian Chi phí tương đương Hiện P Năm P + P.i = P.(1+i) Năm P.(1+i) + P.(1+i).i = P.(1+i)2 … Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện q trình tồn cơng trình Năm n … P.(1+i)n 11 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính tốn KT-KT 3.1 Các khái niệm Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Quy đổi giá trị tại: An Mốc quy đổi (0) (P) Quy đổi từ tương lai P= A (1 + i) t (Năm) n An (P) Quy đổi từ khứ -n t (Năm) P = A (1 + i) Quy đổi từ tương lai xét đến lạm phát P=A (1 + e) (1 + i) n: i: e: Số năm vòng đời, Suất triết khấu (Lãi suất ngân hàng) Trượt giá (Lạm phát) 10 12 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính tốn KT-KT 3.1 Các khái niệm Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Dòng tiền: A1 A (1 + i) A2 Trong (P) Ak: Chi phí xảy năm thứ k P: P= An ………… ………… n Năm Tổng giá trị thực dịng chi phí Ak (k=1n) Dịng chi phí (A1=…= An = A) (1 + i) P = A Trong K / = =A 1+i −1 = A K i + i / ⇒A= P K / 1+i −1 i + i 11 13 Phương pháp chi phí vịng đời 3.2 Ví dụ Năm Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện (P) v0 v1 v2 Khởi công ………… ………… VT* Chương Tính tốn KT-KT y1 y2 T* T*+1 T*+2 Đóng điện (mốc quy đổi thời gian) yT-T* ………… ………… T Vòng đời Dự án xây dựng lưới phân phối Vốn đầu tư vk (k=0T*) với năm T* năm đưa vào vận hành Phí tổn vận hành yk (k=1T-T*) xảy hàng năm thời gian vận hành (T–T*) 12 14 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính tốn KT-KT 3.2 Ví dụ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Vốn đầu tư (V) phí tổn vận hành (Y) quy đổi năm đưa vào vận hành ∗ ∗ V= v (1 + i) ∗ y (1 + i) Y= Chi phí vòng đời ∗ C = V+Y= đ ∗ v (1 + i) ∗ + y (1 + i) Phương án kinh tế phương án có Cvđ C đ = V + Y ⟹ Min 13 15 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính tốn KT-KT 3.2 Ví dụ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Một số trường hợp đơn giản hóa Đầu tư tồn năm đầu: T*=0 C đ y (1 + i) =V+ Chi phí vận hành hàng năm khơng đổi yk = y (k=1T) C đ = V + y K (1 + i) = V + y / Chi phí hàng năm nhỏ (Đối với chuỗi chi phí đều) C đ = V K / + Y ⟹ Min K / = K / 14 16 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Tài liệu tham khảo Bản in 2021 Chương Tính toán KT-KT [2] Albert Thumann, Harry Franz, Efficient Electrical Systems Design Handbook, The Fairmont Press, 2009 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện [1] A.A.Fedorov, G.V.Xerbinoxki, Sách tra cứu cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp – Mạng lưới điện công nghiệp, Bản dịch Bộ môn Hệ thống điện, Trường ĐHBK hà Nội, 1988 15 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 17 18 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN ... 14 Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính tốn KT-KT 3. 2 Ví dụ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống. .. Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Khái niệm chung Chương Tính tốn KT-KT 1.2 Vốn đầu tư Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Vốn... 12 Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản in 2021 Phương pháp chi phí vịng đời Chương Tính toán KT-KT 3. 1 Các khái niệm Bạch quốc Khánh EE3425