Đánh giá tá động ủa dsm đến tổn thất điện năng lưới điện trung áp 35 kv do ông ty điện lự bắ kạn quản lý

Tính cấp thiết của đề tàiTổn thất điện năng trong hệ thống Điện n chung và ói lưới đ ện phân phối i Trung áp nói êng ri luôn luôn là mối quan tâm thiết thực trong vận hành ũng c nh trong

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG LƯỚI

ĐIỆN TRUNG ÁP 35 KV DO CÔNG TY ĐIỆN LỰC BẮC KẠN QUẢN LÝ

NGUYỄN XUÂN DIỆN

diennx76@gmail.com

Ngành: Kỹ thuật điện Chuyên ngành: Hệ thống điện

Giảng viên hướng dẫn: TS Bạch Quốc Khánh

Chữ kỹ của GVHD

HÀ NỘI, 1 1/2019

LỜI CAM ĐOANTôi tên là : Nguyễn Xuân Diện

Các kết quả trong bản luận văn này hoàn toàn chưa được công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào từ trước đến nay Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc và xuất xứ rõ ràng

Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với nội dung của bản luân văn này

Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Xuân Diện

LỜI CẢM ƠNBách Khoa là khát khao, niềm tự hào không chỉ riêng của các thế hệ sinh viên, học viên các nghiên cứu sinh và những con người yêu khoa học kỹ thuật Với tôi đây là lần thứ hai được trở lại Bách Khoa để tiếp thu, lĩnh hội những kiến thức khoa học tự nhiên, xã hội và văn hóa của Bách Khoa Đi qua những năm tháng Bách Khoa, ta mới biết tuổi trẻ đáng trân trọng như thế nào Trân trọng, không hẳn là vì

có những lúc khó khăn tưởng chừng như phải bỏ dở, không thể vượt qua, không hẳn

là vì ta biết mình trưởng thành đến đâu, mà đơn giản là vì ta đã làm tất cả những điều đó cùng ai và mục đích gì Cảm ơn Bách Khoa đã cho tôi những tri thức và hành trang mới để đi tiếp trong cuộc đời

Có được ngày hôm nay, Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, sự yêu thương của các thầy cô Bộ môn Hệ thống Điện Viện Điện, đặc biệt là thầy hướng - dẫn khoa học của em, TS Bạch Quốc Khánh không chỉ truyền đạt cho em những kiến thức khoa học mà còn cho em những kinh nghiệm sống và phong cách cách làm việc của con người Bách Khoa Em chúc thầy, cô luôn luôn mạnh khỏe, thành công, nhiệt huyết để truyền thụ cho các thế hệ sinh viên, học viên tiếp theo thành tài, góp phần xây dựng đất nước ngày càng vững mạnh sánh vai với các cường quốc năm châu như lời Bác Hồ kính yêu căn dặn

Cuối cùng là lời cảm ơn đến các bạn lớp cao học 17A KTĐ HTĐ và các bạn li- ên khóa 16B, 17B -KTĐ HTĐ Cảm ơn vì đã đi cùng nhau những năm tháng Bách Khoa, cùng nhau chia sẻ những niềm vui, nỗi buồn Kết thúc khóa học, mỗi chúng

ta lại trở về với công việc thường ngày tại nơi đang công tác, làm việc để đem những kiến thức đã lĩnh hội từ các thầy cô, từ Bách Khoa để góp phần xây dựng, phát triển đơn vị mình nói riêng và đất nước nói chung Hy vọng trong chặng đường tiếp theo của cuộc sống những cảm xúc ấy sẽ đến với chúng ta một lần nữa Chúc các bạn luôn thành công

Xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 4

LỜI CẢM ƠN 5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

PHẦN MỞ ĐẦU 7

1 Tính cấp thiết của đề tài 7

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 9

3 Tên đề tài 9

4 Tóm tắt nội dung luận văn 9

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 10

6 Phạm vi nghiên cứu đề tài 10

CHƯƠNG 1 TỔN QUAN VỀ DSM (DEMAND SIDE MANAGEMENT) VÀ KHÁI NIỆM VỀ TỔN THẤT ĐIỆN 11

1.1 Tổng quan về DSM 11

1.2 Tổng quan về tổn thất điện năng 29

1.2.2.1 T n th thu t

1.2.2.2 T n th thu t

1.3 Kết luận 41

CHƯƠNG 2 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KT -KT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HTCCĐT CÓ SẴN 44

2.1 Giới thiệu 44

2.2 Các giả thiết và sự biến đổi của đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM 44

2.3 Kết luận 53

CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN BẮC KẠN VÀ MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 55

3.1 Lưới điện 55

3.2 Mô phỏng, tính toán chế độ xác lập lưới trung áp 56

3.2.2 P 3.3 Kết luận 66

CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG ÁP 35 KV TỈNH BẮC KẠN 69

4.1 Sơ đồ khối tính toán tác động của DSM đến ĐTPT điển hình 69

4.2 Tính toán tác động của DSM đến đồ thị phụ tải điển hình của LĐPP Trung áp 35 kV tỉnh Bắc Kạn 73

4.3 Phân tích ảnh hưởng của DSM đến tổn thất điện năng 77

P max và A 77

P max .

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 84

5.1 Kết luận chung 84

5.2 Các đề xuất, kiến nghị 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1 AC Máy điềuAir Conditioner hòa nhi độ ệt

2 DSM Demand Side Management Quản lý nhu cầu điện năng

5 EVN Tập đoàn Điện lực Việt NamVietnam Electricity

6 HTCCĐT H ệthống cung cấp điện đô thị

11 ODA Official Development Assistance H phát tri n chính th c ỗtrợ ể ứ

12 PSS/ADEPT

Power System Simulator/Advanced Distribution

Engineering Productivity Phần mềm phân tích và tính toán lưới điện

13 TOU Thời gian sử dụng Time Of Use

PHẦNMỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Tổn thất điện năng trong hệ thống Điện n chung và ói lưới đ ện phân phối i Trung

áp nói êng ri luôn luôn là mối quan tâm thiết thực trong vận hành ũng c nh trong s ư ản

xu kinh doanh ất điện ă , tổn thất điện năng không chỉ làm phát nóng các thiết bị n ngđiện gây ảnh hưởng đến chất lượng, tuổi thọ mà còn có thể gây hư hỏng thiết bị, đồng thời làm giảm hiệu suất của thiết bị và khả năng truyền tải của dây dẫn làm tăng chi phí vận hành, tăng chi phí đầu tư nguồn điện và lưới điện truyền tải từ đó tăng giá thành điện năng Các biện pháp làm giảm tổn thất điện năng không những

có nghĩa làm hạ giá thành điện năng sản xuất, mà còn góp phần hạ thấp công suất các nguồn và cải thiện chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng Cho đến nay hiệu quả của các biện pháp giảm tổn thất chủ yếu vẫn thuộc về các biện pháp giảm tổn thất điện năng thương mại Về lâu dài, các biện pháp giảm tổn thất điện năng kỹ thuật mới là cơ bản, tuy nhi giên để ảm ỷ ệ ổ t l t n th i n ng k thu ất đ ện ă ỹ ật đòi ỏi h có

v ốn đầu ư ớn t l cho công ngh ệchế ạo ác t c thi b i , dâ d có d i t ết ị đ ện y ẫn độ ẫn đ ện ốtTrong những năm gần đây, tốc độ tăng trưởng phụ tải điện của Việt Nam khoảng 10%/năm, trong khi các nguồn năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiệt, các nguồn thủy năng phát triển hạn chế do không còn các vị trí có thể xây dựng các nhà máy thủy điện lớn, các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng Mặt trời chúng ta chưa làm chủ được công nghệ, xuất đầu tư lớn dẫn đến giá thành cao, hơn nữa phải hạn chế do các nguồn năng lượng này không ổn định dễ gây mất ổn định hệ thống Do vậy giải ph áp quản lý nhu cầu phụ tải (DSM) đang được xem xét là cầu nối phù hợp giữa hai vấn đề mâu thuẫn này không chỉ ở Việt Nam mà cả trên toàn thế giới Sự chênh lệch lớn giữa phụ tải ngày này với ngày kia, giữa c giác ời kh nhau trong mác ột ngày, có thể cung cấp những cơ hội đáng kể để

gi ph ải áp quản lý nhu cầu điện năng đạt ệu hi qu ả cao Ngày nay, DSM cung cấp một giải pháp khả thi cho một số vấn đề lớn mà các công ty cung cấp dịch v ụ điện lực đang phải đương đầu Nhu cầu điện năng trong tương lai thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giá nhiên liệu, chi phí xây dựng, khả năng sẵn có và giá điện từ

các nhà cung cấp khác (khi Việt Nam phát triển thị trường bán lẻ cạnh tranh), các nhà sản xuất điện độc lập và các quy định về môi trường Điều này sẽ dẫn tới việc các công ty điện lực hướng tới việc tích hợp khái niệm DSM trong quy hoạch tài nguyên của mình

Trong tương lai, kinh tế ngày một phát triển, đặc biệt Việt Nam đang đẩy mạnh ứng dụng thành tựu khoa học của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư và đẩy mạnh phát triển kinh tế tư nhân, thu hút đầu tư nước ngoài ngày càng lớn, do đó nhu cầu điện năng ngày càng tăng Để đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng của phụ tải, đòi hỏi ngành điện phải và toàn xã hội có sự đầu tư thỏa đáng Với tổng mức đầu tư hàng năm khoảng 10% tổng đầu tư toàn xã hội, ngoài việc EVN phải đề nghị chính phủ ưu tiên bố trí vốn ưu đãi từ các quỹ hỗ trợ phát triển, vốn ODA và các nguồn vay song phương của nước ngoài để đầu tư các công trình trọng điểm của quốc gia, kết hợp chặt chẽ với các địa phương trong việc sử dụng có hiệu quả các nguồn vốn

hỗ trợ từ ngân sách cho các dự án điện khí hóa nông thôn, miền núi, hải đảo… EVN còn tích cực tìm hiểu, chủ đổng đàm phán với các tổ chức tín dụng quốc tế, các ngân hàng nước ngoài để tìm kiếm cơ hội hợp tác đầu tư, vay vốn không cần bảo lãnh của Chính phủ để giảm nợ công, đồng thời giảm sức ép tài chính, ngân sách đầu tư của Nhà nước để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện phát triển kinh tế xã hội Đề nghị Chính phủ có cơ chế ưu đãi cho các dự án đầu tư phát triển nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời để giảm giá thành sản xuất điện năng Ngoài ra ngành điện đang tập trung nghiên cứu tìm giải pháp hữu hiệu Một trong những giải pháp đó là sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng

Quản lý nhu cầu điện năng (DSM) là chương trình sử dụng một loạt các phương tiện khác nhau bao gồm cả quản lý tải, sử dụng mới, biện pháp bảo tồn, điện khí hóa…với mục tiêu chính là làm thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải, làm cho đồ thị phụ tải càng bằng phẳng càng tốt Những thay đổi này mang đến cho thực tế nhiều lợi ích khác nhau từ quy hoạch, thiết kế đến vận hành lưới điện Và một trong những lợi ích thiết thực đối với vận hành hệ thống điện là ảnh hưởng của DSM đến tổn thất điện năng trong hệ thống điện

Chương trình DSM l cà ác ảigi pháp qu lý nhu c i n ng t ó lản ầu đ ện ă ừ đ àm thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải, tức thay đổi nhu cầu sử dụng điện và do đó tổn thất điện năng trên lưới điện cũng thay đổi Từ đó ta đánh giá được ảnh hưởng của DSM đến tổn thất điện năng

Hiện nay EVN đã phê duyệt và đang triển khai thực hiện Đề án DSM trên toàn quốc, EVN đã thành lập Ban chỉ đạo DSM tại Tập đoàn do 01 đồng chí Phó Tổng Giám đốc Tập đoàn là Trưởng Ban và thành lập Ban chỉ đạo DSM tại các Tổng công ty phân phối điện Các Tổng công ty đã triển khai đào tạo DSM cho lãnh đạo các Công ty Điện lực tỉnh và các Điện lực huyện Đồng thời tích cực làm việc với các địa phương để triển khai thực hiện Đề án

2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu và đánh giá quản lý nhu cầu điện năng (DSM) ảnh hưởng đến tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Trung áp 35 kV tỉnh Bắc Kạn Trong luận văn này, tôi xây dựng quan hệ giữa sự biến đổi của ĐTPT điển hình trong vận hành dưới tác động của DSM và các chỉ tiêu KT KT của HTCCĐT để đánh giá tác động -của DSM đến tổn thất điện năng Lưới điện được xét trong luận văn là một phần lộ xuất tuyến 373 E26 (lộ 35kV), đại diện cho lưới điện tỉnh Bắc Kạn Số liệu phục vụ tính toán trong luận văn được lấy từ số liệu thực tế trên lưới điện phân phối Trung

áp 35 kV tỉnh Bắc Kạn năm 2019

3 Tên đề tài

Đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng lưới điện Trung áp 35 kV do Công ty Điện lực Bắc Kạn quản lý

4 Tóm tắt nội dung luận văn

Nội dung chính của luận văn bao gồm các phần sau:

Chương 1 Tổng quan về DSM và khái niệm về tổn thất điện năng

Chương 2 Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu KT KT khi áp dụng DSM trong HTCCĐT sẵn có

-Chương 3 Tổng quan về lưới điện Bắc Kạnvà mô phỏng, tính toán lưới điện trung áp

Chương 4 Đánh giá tác động của DSM tới lưới điện phân phối Trung áp 35 kVtỉnh Bắc Kạn

Chương 5 Kết luận và đề xuất, kiến nghị

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Luận văn trình bày một phương pháp đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối Các số liệu đầu vào phục vụ việc tính toán trong luận văn là các số liệu thực tế trên lưới phân phối tỉnh Bắc Kạn

Các kết quả tính toán và đánh giá trình bày trong luận văn sẽ là một trong các cơ

sở được bình xét trong quá trình tìm kiếm các giải pháp giảm tổn thất điện năng cho Công ty điện lực và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp cho các khách hàng sử dụng điện

6 Phạm vi nghiên cứu đề tài

Nghiên cứu, đánh giá tác động của DSM tới tổn thất lưới điện phân phối Trung

áp 35 kVtỉnh Bắc ạn do Công ty Điện lực Bắc Kạn quản lý K

Lưới điện phân phối Trung thế tỉnh Bắc Kạn có 14 lộ xuất tuyến, đặc điểm phụ tải trên các xuất tuyến là tương đối giống nhau đó là: (i) mỗi lộ đường dây cung cấp thành phố Bắc Kạn và nhiều huyện của tỉnh; (ii) tỷ lệ điện sử dụng mục đích sinh hoạt lớn, tỷ lệ điện sử dụng cho mục đích công nghiệp, thương mại thấp; (iii) ĐTPT

có hình dạng giống nhau; (iv) thời điểm xuất hiện công suất cực đại và công suất cực tiểu gần trùng nhau; (v) chênh lệch công suất cực đại và công suất cực tiểu lớn

Do đó trong khuôn khổ luận văn này tác giả chọn xuất tuyến 373 trạm E26.1 phần cung cấp điện cho thành phố Bắc Kạn bao gồm: 25 phụ tải, tron đó 23 phụ tải là 23 TBA với 23 máy Tổng công suất lắp đặt: 3.125 kVA và 02 phụ tải là 02 nhánh đường dây cung cấp cho huyện Chợ Mới và huyện Na Rì làm đại diện để tính toán

CHƯƠNG 1 TỔN QUAN VỀ DSM (DEMAND SIDE MANAGEMENT)

VÀ KHÁI NIỆM VỀ TỔN THẤT ĐIỆN1.1 Tổng quan về DSM

DSM mới được hệ thống hoá thành một phần quan trọng trong lĩnh vực sử dụng điện năng từ vài thập kỷ gần đây nhưng các giải pháp riêng lẻ của nó đã được thực hành từ rất sớm Việc nghiên cứu ứng dụng DSM ở Việt Nam mới ở trong giai đoạn đầu và chỉ thực sự đặt ra khi có sự bùng nổ nhu cầu điện năng để phát triển kinh tế trong vòng 20 năm gần đây

DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật Công nghệ Kinh tế Xă hội nhằm sử - - - dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm DSM nằm trong chương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) Quản lý nhu cầu sử dụng điện năng (DSM).-

Để đáp ứng nhu cầu điện năng cho phát triển kinh tế xã hội và sinh hoạt dân, trong giai đoạn trước đây chúng ta thường quan tâm đến việc đầu tư khai thác và xây dựng thêm các nhà máy điện Sau hơn 30 năm đổi mới nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, thu hút vốn đầu tư nước ngoài tăng, các khu công nghiệp ngày càng được xây dựng nhiều, đời sống kinh tế của nhân dân được tăng lên dẫn đến nhu cầu điện năng phục vụ phát triển kinh tế xã hội và sinh hoạt của nhân dân tăng cao quá

mức, bình quân hàng năm nhu cầu điện tăng trên 10% Để đáp ứng nhu cầu vốn cho ngành điện đầu tư xây dựng nguồn và lưới điện ngày càng lớn (hàng năm chiếm khoảng 10% tổng đầu tư xã hội) trong khi vốn đầu từ nước ngoài hạn chế do chính sách khống chế tỷ suất lợi nhuận đầu tư vào lĩnh vực Điện đồng thời ạn chế vay hbảo lãnh của Chính phủ để đảm bảo trần nợ công do đó vốn đầu tư cho ngành Điện

đã trở thành gánh nặng đối với quốc gia hơn nữa các nguồn năng lượng giá rẻ dần cạn kiệt Lượng than, dầu, khí đốt, dùng trong các nhà máy điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng Do vậy DSM được xem

là nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất bởi DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng thêm các nhà máy điện, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt ô nhiễm môi trường Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu thụ có thể được cung cấp điện năng

với giá rẻ và chất lượng hơn Thực tế kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra những kết luận là DSM có thể giảm ≥ 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng 0,3 0,5 chi phí cần thiết xây dựng nguồn và lưới để đáp - ứng nhu cầu điện năng tương ứng

DSM được xây dựng trên cơ sở hai chiến lược chủ yếu:

- Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ

- Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất

Chương trình DSM còn bao gồm nhiều biện pháp khác nhằm khuyến khích khách hàng tình nguyện cải tiến cách tiêu thụ điện của mình mà không ảnh hưởng tới chất lượng hoặc sự hài lòng của khách hàng Xét trên quan điểm toàn xã hội thì việc đầu tư các biện pháp để sử dụng hợp lý năng lượng hoặc làm giảm nhu cầu sử dụng năng lượng ở phía khách hàng thì ít tốn kém hơn việc xây dựng một nguồn năng lượng mới hoặc phát nhiều công suất điện hơn

1.1.2 DSM và các

Dưới các điều kiện luật pháp thông thường, DSM không phải là lợi ích tài chính của một Công ty cung cấp dịch vụ Điện lực Nhu cầu về điện giảm sẽ làm giảm bớt lợi nhuận và doanh thu của một Công ty cung cấp dịch vụ Điện lực Với ý nghĩa là một cuộc cách mạng về tư duy, một số nước có nền công nghiệp phát triển trên thế giới đã xử lý bằng cách sửa đổi các điều kiện luật pháp để DSM đã trở thành một lĩnh vực hoạt động lớn và tăng trưởng nhanh chóng

DSM là một phương pháp hệ thống của Công ty cung cấp dịch vụ Điện lựcnhằm phối hợp kiểm soát các biện pháp cung cấp và sử dụng năng lượng hiệu quả Phương pháp tiếp cận này được phát triển tại Hoa Kỳ cùng với khái niệm phụ trợ về lập kế hoạch ch phí tối thiểu hoặc nói cách khác là “lập kế hoạch cho các nguồn o năng lượng phối hợp”

Thị trường sử dụng điện hiệu quả còn mới và vẫn chưa phát triển tương xứng với những kinh nghiệm mà ngành công nghiệp điện lực có được Các nguyên nhân là:

+ Thiếu thông tin hiểu biết về các biện pháp tiết kiệm năng lượng

+ Thiếu vốn cho các khoản đầu tư cần thiết

+ Thiếu trách nhiệm (do Chủ sở hữu không rõ)

+ Thiếu các thông tin về giá cả về năng lượng

+ Giá điện vẫn ở dưới mức giá thực tế nếu áp dụng các nguyên tắc tính giá phù hợp và lúc nào cũng giống nhau; hoặc giá điện chưa phản ánh đúng theo thị trường, phải bao cấp do các lý do xã hội

+ Thiếu “một hành lang pháp lý” về các chính sách, biện pháp thực hiện và các quy chế, quy chuẩn, tiêu chuẩn, quy định, hướng dẫn của các Bộ ngành có liên quan

+ Thiếu niềm tin vào các thiết bị có hiệu quả sử dụng điện cao, khó mua những thiết bị cụ thể

Để thay đổi thói quen con người là một điều rất khó, tuy nhiên để đạt được mục đích và đem lại lợi ích thiết thực cho khách hàng, các đơn vị cung cấp điện cần tích cực tuyên truyền, vận động khách hàng vượt qua những trở ngại để thay đổi tư duy, thói quen cố hữu để chuyển đổi sử dụng các thiết bị mới tiết kiệm điện và an toàn hơn, sử dụng thiết bị điện hợp lý hơn đặc biệt là các thiết bị tiêu tốn nhiều điện năng

như điều hòa, bình nóng lạnh từ đó tăng khả năng tiết kiệm năng lượng cho đất nước Đối với nhiệm vụ này các Công ty Điện lực đóng vai trò quan trọng Các Công ty cung cấp dịch vụ Điện lựccó thể cung cấp các chương trình cho khách hàng.Những chương trình này cung cấp các thông tin về các biện pháp sử dụng năng lượng điện có hiệu quả, hỗ trợ tài chính và trợ giúp kỹ thuật cho việc triển khai các biệp pháp Các công ty cung cấp dịch vụ Điện lực phải đầu tư vào các chương trình này vì tiết kiệm năng lượng thông qua xúc tiến các chương trình khác nhau có thể

có hiệu quả kinh tế hơn so với việc đầu tư xây dựng các nhà máy phát điện mới cho việc đáp ứng nhu cầu sử dụng điện mỗi ngày một nhiều hơn mà ngành điện phải cung cấp cho khách hàng Như vậy, các chương trình DSM sẽ mang lại các lợi ích cho cả Công ty Điện lực và khách hàng

Với ý nghĩa là một cuộc cách mạng về tư duy, các Công ty cung cấp dịch vụ Điện

lực ở các nước có nền công nghiệp phát triển trên thế giới ngày nay không còn coi bán được nhiều điện là những hoạt động kinh doanh cơ bản của họ nữa.

Khía cạnh nhu cầu có thể được mô tả như là một phần của hệ thống năng lượng liên quan đến người sử dụng năng lượng cuối cùng Phần này của hệ thống thường không được những nhà cung cấp năng lượng quản lý Đối với một hệ thống năng lượng, khía cạnh nhu cầu không liên quan đến đồng hồ đo đếm điện và bao gồm các thiết bị sử dụng điện, các cơ sở năng lượng xung quanh Nhu cầu năng lượng được quyết định bởi nhu cầu của người sử dụng năng lượng đối với các dịch vụ liên quan đến năng lượng như chiếu sáng hoặc khí hậu trong nhà

Các mục tiêu của một Hệ thống điện khi thực hiện chương trình DSM: Mục tiêu chính là thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải; điều hoà nhu cầu tối đa và tối thiểu hàng ngày của năng lượng điện để sử dụng có hiệu quả nhất các nguồn năng lượng để giải toả nhu cầu xây dựng các nhà máy sản xuất điện mới Việc này có thể dẫn đến

xu hướng sử dụng điện vào những giờ bình thường Hầu như tất cả các chương trình DSM đều có mục đích bao trùm tối đa hoá hiệu quả để tránh hoặc làm chậm lại việc phải xây dựng các nhà máy sản xuất điện mới Lý do khác để thực hiện các chương trình DSM là các mối quan hệ xã hội và các lý do về môi trường; thay đổi thói quen

sử dụng điện của khách hàng, bao gồm:

+ Các chương trình giảm sử dụng điện, cả giờ cao điểm và giờ bình thường, đặc biệt không làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ cung cấp điện cho khách hàng DSM thay thế các thiết bị cũ bằng các thiết bị hiện đại để tạo ra các dịch vụ với mức tương tự (hoặc cao hơn) cho người sử dụng điện (ví dụ: chiếu sáng, sưởi ấm, làm mát ) mà lại tiêu thụ ít điện năng hơn

+ Các chương trình giảm tải sử dụng điện trong giờ cao điểm ở hệ thống điện của một Công ty cung cấp dịch vụ điện lực hoặc một khu vực nào đó của lưới điện truyền tải hoặc phân phối điện Các chương trình này bao gồm biểu giá thay đổi theo thời gian sử dụng, kiểm soát phụ tải điện trực tiếp

+ Các chương trình thay đổi giá điện, chu kỳ thiết bị hoặc ngắt điện để đáp lại

những thay đổi cụ thể về chi phí năng lượng hoặc nguồn năng lượng có thể đạt được tính linh hoạt về hình dạng của đồ thị phụ tải Các chương trình này bao gồm tính giá tức thời và tính giá theo tỷ lệ thời gian sử dụng điện Các chương trình này cũng

có thể gồm biểu giá phụ tải có thể ngắt , kiểm soát tải trọng trực tiếp, và các chương trình quản lý phụ tải khác khi những hoạt động này không bị giới hạn bởi các giai đoạn phụ tải cao điểm

+ Các chương trình xây dựng phụ tải điện được thiết kế để tăng sử dụng các thiết

bị điện hoặc chuyển tiêu thụ điện từ giờ cao điểm sang giờ bình thường để qua đó tăng tổng doanh số bán điện Các chương trình này bao gồm việc tăng sử dụng điện trong giờ bình thường Các chương trình DSM giới thiệu các quy trình và công nghệ mới về điện

Một hiệu quả khác có thể đạt được khi các Công ty cung cấp dịch vụ Điện lựctiến hành các hoạt động nâng cao hiệu quả sử dụng điện đó là cải thiện được hình ảnh của mình Điều này trong một số trường hợp là rất quan trọng khi một Công ty

cung cấp dịch vụ Điện lực bị ấn tượng không tốt

Thực hiện tốt chương trình DSM sẽ cải thiện, thay đổi về hình dáng của đồ thị phụ tải điện: hình dáng của đồ thị phụ tải mô tả nhu cầu tiêu thụ điện tối đa và mối quan hệ giữa điện năng cung cấp với thời gian

Chiến lược nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ điện nhằm làm giảm nhu cầu tiêu thụ điện một cách hợp lý Nhờ đó có thể giảm vốn đầu

tư phát triển nguồn lưới đồng thới khách hàng sẽ phải trả ít tiền điện hơn Ngành Điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng nhu cầu phụ tải điện, giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng Chiến lược này bao gồm những nội dung sau:

- Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao

- Giảm thiểu tối đa việc tiêu phí năng lượng một cách vô ích

Nhờ có tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngày nay người ta có thể chế tạo

được những thiết bị dùng điện với hiệu suất cao, tuổi thọ lớn và giá thành gia tăng

không đáng kể Vì vậy lượng điện năng lớn sẽ được tiết kiệm trong một loạt các

lĩnh vực sản xuất và đời sống như:

- Sử dụng thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao

- Sử dụng các động cơ điện hay thiết bị dùng động cơ điện có hiệu suất cao

- Sử dụng các thiết bị điện tử đã được sản xuất theo các tiêu chuẩn hiệu năng cao

thay thế các thiết bị điện cơ

Điện năng tiêu thụ trung bình của một vài loại thiết bị điện thông dụng

ở Mỹ

Tên thiết bị điện

Điện năng tiêu thụ trung bình của loại tốt nhất sản xuất

năm 1986(kWh/năm)

Điện năng tiêu thụ của loại

đã được cải tiến năm 1990

(kWh)

Có thể chia các thiết bị dùng điện làm 2 mảng: Thiết bị điện dân dụng và thiết bị

điện công nghiệp

Các thiết bị điện dân dụng được sử dụng phổ biến trong khu vực dân cư, công

sở, các toà nhà thương mại, các khu vực hành chính, là: đèn chiếu sáng, quạt,

máy thu thanh, máy thu hình, tủ lạnh, máy giặt, Trong đó có những thiết bị được

sử dụng thường xuyên và tiêu thụ một lượng điện năng rất lớn Do vậy chúng

thường được đầu tư nghiên cứu để nâng cao hiệu suất

Trong các nước phát triển lượng điện năng dùng cho các hệ thống chiếu sáng

(gia đình, nhà làm việc, trung tâm dịch vụ thương mại, khách sạn nhà hàng, … )

thường chiếm tỷ trọng lớn trong tổng điện năng thương mại Việc sử dụng các thiết

bị chiếu sáng được chế tạo theo công nghệ mới sẽ tiết kiệm được nhiều điện năng

với thời gian hoàn vốn ngắn Hiện nay trên thế giới các loại đèn sợi đốt có công suất

lớn, toả nhiệt nhiều trong quá trình làm việc, hiệu suất phát quang kém đó đã dần

được loại bỏ và thay thế bởi các loại đèn compact, đèn LED tiêu tốn ít điện năng

hơn nhưng hiệu suất phát quang lại cao hơn

Theo thống kê, trên thế giới các động cơ điện là thiết bị tiêu thụ lớn nhất trong

tổng điện năng thương phẩm Trong trình bày cơ cấu tiêu thụ điện năng thuộc khu vực công nghiệp và dịch vụ ở Thụy Điển Hiện nay ở nước ta đang phát

triển còn sử dụng phổ biến loại động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc Đây là loại

động cơ có kết cấu đơn giản rẻ tiền, chi phí bảo quản thấp song hiệu suất thấp dẫn

tới hiệu quả sử dụng điện năng thấp Các động cơ điện thế hệ mới EEMs nhờ những

cải tiến như: tăng tiết diện lừi thộp, sử dụng các vật liệu có tổn hao sắt từ thấp, dùng

dây quấn có điện trở bé, tiết diện lớn, tối ưu hóa các khe hở không khí giữa rôto và

stato đã nâng cao được hiệu suất (3 8)% Tuy nhiên giá thành của các loại động cơ

-này có cao hơn (15 25)% song nhìn chung vẫn cho lợi nhuận cao hơn trong quá

-trình làm việc

Có thể lắp thêm cho EEMs thường xuyên làm việc ở chế độ tải luôn thay đổi các

bộ tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ ASD sẽ tạo khả năng tiết kiệm thêm được

khoảng (20 30)% lượng điện năng tiêu thụ

-Cơ cấu tiêu thụ điện năng trong các khu vực công nghiệp và dịch vụ

Sử dụng cuối cùng Điện năng tiêu thụ

Trong khu vực Công nghiệp các hệ thống khí nén cũng được quan tâm cải tiến

và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng (chọn máy nén khí thích hợp, thiết kế hệ thống nén thật thích hợp, kích thước và cách bố trí hệ thống ống dẫn khí, hạn chế rò

rỉ để giảm nhu cầu khí nén, vận hành hiệu quả, giảm áp suất đầu ra, giảm nhiệt độ

và độ ẩm đầu vào, sử dụng máy nén khí nhiều cấp, )

Để thực hiện nội dung sử dụng các thiết bị điện có hiệu quả cao cần chú ý tới

các công việc sau:

- Luôn cập nhật các thông tin về các công nghệ chế tạo thiết bị điện

- Thành lập hệ thống kiểm định đánh giá chất lượng và hiệu suất của các thiết bị

điện được sản xuất hoặc nhập khẩu

- Thực hiện chế độ dán nhãn (Labelling) cho các thiết bị điện có chất lượng và

hiệu quả sử dụng năng lượng cao

- Thông tin, tuyên truyền, đào tạo để giúp cho những người sử dụng điện biết

cách lựa chọn và sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao

- Đưa ra những chỉ tiêu nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của từng loại

thiết bị dùng điện cần phấn đấu đạt được trong kế hoạch thực hiện DSM cho các

nhà sản xuất

Tuỳ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể, có thể thực hiện đồng thời hoặc từng phần

những công việc trên Tuy nhiên, kết quả cuối cùng phụ thuộc rất nhiều vào việc

thực hiện đó

b

Hiện nay do ý thức tiết kiệm năng lượng chưa thật đi sâu vào từng thành viên

của cộng đồng Mặt khác do hệ thống thông tin, tuyên truyền, giáo dục, đào tạo còn

thiếu hoặc làm việc chưa thật hiệu quả nên không phải ai cũng đều hiểu những kiến

thức cần thiết về các biện pháp tiết kiệm năng lượng thông thường Do vậy việc sử

dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng kể cả ở những nước phát triển

vẫn còn lãng phí nhiều Mặc dù lượng điện năng tiết kiệm bởi những thành viên là

không lớn, song tổn thất điện năng tiết kiệm được nếu toàn bộ cộng đồng thực hiện

sẽ không phải là nhỏ Hơn thế nữa vốn đầu tư thực hiện giải pháp này không nhiều,

nên hiệu quả kinh tế của phương pháp này thường là rất cao không chỉ đối với các

quốc gia mà còn trực tiếp đền từng gia đình, từng doanh nghiệp, thể hiện qua số

tiền điện phải trả hàng tháng của họ Một số biện pháp phổ biến bao gồm:

- Sử dụng các hệ thống tự động đóng cắt nguồn điện, điều chỉnh công suất tiêu

thụ cho phù hợp với yêu cầu sử dụng thiết bị

- Cải tiến các lớp cách nhiệt, chống thất thoát nhiệt của các thiết bị giữ nhiệt liên quan đến sử dụng điện năng

- Thiết kế kiến trúc hợp lý các toà nhà theo hướng sử dụng hiệu quả năng lượng

để giảm thiểu sử dụng điện năng

- Tối ưu hóa các quá trình vận hành thiết bị dùng điện trong công nghiệp

Các biện pháp cụ thể để tiết kiệm điện năng thuộc biện pháp này có thể tạm chia làm bốn mục đích sau:

- Mục địch chiếu sáng, sinh hoạt

- Mục đích phục vụ công cộng: các trung tâm thương mại, dịch vụ, văn phòng, công sở, trường học, vui chơi giải trí, bệnh viện, khách sạn, chiếu sáng đô thị …

có hiệu suất cao thay cho bếp điện dùng dây mayso… Hạn chế số lần đóng mở tủ lạnh, tủ đá, số lần làm việc của máy giặt, bàn là, bếp điện, cắt bỏ thời gian chờ của

TV, VTR cũng làm giảm lượng điện năng tiêu thụ



Khi thiết kế các công trình phục vụ công cộng cần thiết kế sử dụng các thiết bị ít tiêu tốn năng lượng như các thiết bị chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm có thể cho những kết quả đáng kể Xây dựng quy phạm pháp luật trong thiết kế xây dựng công trình

công cộng, đồng thời thực hiện nghiêm công tác thẩm định hiệu quả sử dụng năng lượng khi cấp phép xây dựng sẽ giúp nhiều cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng trong tương lai uy định cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị điện , đặc biệt với Qthiết bị chiếu sáng, máy văn phòng, đun nước, làm mát phải sử dụng các thiết bị tiết kiệm điện, khuyến khích thiết kế sử dụng năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời Trang bị thêm thiết bị đóng ngắt tự động ánh sáng, nhiệt độ là cần thiết Thay thế các AC đặt tại nhiều điểm bằng các hệ thống điều hoà trung tâm cho phép tiêu thụ điện ít hơn và dễ điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với các nhu cầu sử dụng khác nhau Cân nhắc trong việc thay thế các hệ thống đun nước, sưởi ấm dùng điện bằng ga hoá lỏng hoặc năng lượng mặt trời sẽ cho chỉ tiêu kinh tế tốt hơn Ngoài ra cần lưu tâm đến việc tận dụng những nguồn nhiệt thừa vào mục đích gia nhiệt



Các biện pháp làm giảm tiêu phí năng lượng trong mục đích công nghiệp khá đa dạng và có hiệu quả cao:

- Thiết kế và xây dựng các nhà xưởng hợp lý

- Hợp lý hoá các quá trình sản xuất

- Bù công suất phản kháng để cải thiện cosϕ

- Thiết kế và vận hành kinh tế các trạm biến áp

- Sử dụng hợp lý các động cơ:

+ Giữ đúng lịch bảo hành

+ Giảm hoặc tránh chạy non tải hoặc không tải

+ Sử dụng các động cơ có công suất hợp lý

+ Lắp đặt thêm ASD cho các động cơ lớn có phụ tải luôn thay đổi

+ Lắp đặt tụ bù cho các động cơ có công suất lớn

- Hệ thống bảo ôn các đường cấp hơi, hệ thống lạnh

- Hệ thống chiếu sáng hợp lý (số đèn hợp lý, đèn tiết kiệm điện):

+ Sử dụng thiết bị đặt giờ khống chế cường độ sáng

+ Dùng chao đèn có hiệu quả

+ Cải thiện thông số phòng (giảm mức hấp thụ ánh sáng, giảm độ treo cao đèn)

+ Dùng phương pháp chiếu sáng không đồng đều (theo nhiệm vụ, điều kiện làm việc…)

Hệ thống truyền tải điện hiện nay đã đầu tư khá đồng bộ từ hệ thống dây dẫn, thiết bị điều khiển, máy cắt khí, rơ le số tiêu tốn ít năng lượng, tuy nhiên vần còn nhiều khiếm khuyết, cục bộ một số nơi thiếu đồng bộ do nhiều hạn chế trong công tác quy hoạch, thiết kế và xây lắp hệ thống và thiếu vốn đầu tư Nhiều trạm biến áp

và đường dây đã bị quá tải vào các giờ cao điểm, độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống thấp Nếu áp dụng các giải pháp san bằng đồ thị phụ tải, lựa chọn phương thức vận hành hợp lý, nâng cấp cải tạo các trạm biến áp và đường dây có chỉ tiêu kỹ thuật kém hoặc thường xuyên bị quá tải, vận hành kinh tế các trạm biến áp sẽ cho phép giảm được 2,5% lượng tổn thất điện năng trong HTĐ

Về hệ thống phân phối điện, đây là bộ phận còn tồn tại nhiều vấn đề cần xử lý: còn quá nhiều cấp điện áp trung gian (6, 10, 15, 22, 35) kV, một vài nơi thiết bị lạc hậu và chắp vá, chất lượng thấp và không hợp lý khiến cấu trúc lưới phức tạp, độ tin cậy thấp Tổn thất và chất lượng điện năng trong lưới điện hạ áp rất đáng quan tâm

Có thể áp dụng các giải pháp sau để khai thác tiềm năng tiết kiệm điện năng trong lưới điện phân phối:

- Nâng cao hệ số công suất của lưới

- Nâng cao điện áp vận hành của lưới, tận dụng khả năng điều chỉnh điện áp bằng cách chuyển đổi đầu phân áp trong các máy biến áp

- San bằng đồ thị phụ tải của hệ thống điện bằng cách áp dụng các giải pháp của DSM

- Cải tạo hoàn thiện cấu trúc lưới, nâng cao chất lượng của công tác quy hoạch thiết kế cải tạo và phát triển lưới, vận hành kinh tế các trạm biến áp

- Lựa chọn phương thức vận hành hợp lý

- Tăng cường tuyên truyền, quản lý lưới điện, nâng cao chất lượng hệ thống đo đếm

- Đặt thêm các TBA phân phối nhằm rút ngắn bán kính cấp điện

Điều khiển nhu cầu điện là chiến lược của DSM mà các giải pháp của nó thực hiện với sự chủ động nhiều hơn từ phía các nhà cung cấp điện nhằm làm thay đổi nhu cầu sử dụng điện năng phù hợp với khả năng cấp điện của HTĐ

Chiến lược này bao gồm các giải pháp chủ yếu sau:

- Điều khiển trực tiếp dòng điện



Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phụ tải đỉnh trong các giờ cao điểm của hệ thống điện nhằm làm giảm nhu cầu gia tăng công suất phát và tổn thất điện năng Có thể điều khiển dụng điện của khách hàng để giảm đỉnh bằng các tín hiệu

điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại các hộ tiêu thụ Ngoài ra bằng chính sách giá điện cũng có thể đạt được mục tiêu này Tuy nhiên khi áp dụng biện pháp này các khách hàng thường được thoả thuận hoặc thông báo trước để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện



Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển dòng điện Lấp thấp điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm Điều này đặc biệt hấp dẫn nếu như giá điện cho các phụ tải dưới đỉnh nhỏ hơn giá điện trung bình Thường biện pháp này

áp dụng khi công suất thừa được sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền Hiệu quả là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không tăng công suất đỉnh, tránh được hiện tượng xả nước (thuỷ điện), hoặc hơi (nhiệt điện) thừa Có thể lấp thấp điểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thuỷ điện tích năng, nạp điện cho ắc quy, ô tô điện, …

Hình 1.1 Các giải pháp DSM được thực hiện nhằm đạt được 6 mục tiêu cơ bản

về dạng đồ thị phụ tải



Chuyển dịch phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm Hiệu quả thực là giảm được công suất đỉnh song không làm thay đổi điện năng tiêu thụ tổng Các ứng dụng phổ biến trong trường hợp này là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng lượng và thiết lập hệ thống giá điện thật hợp lý

Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp điện như một biến số trong bài toán lập

kế hoạch tiêu dùng Và do vậy đương nhiên có thể cắt điện khi cần thiết Hiệu quả thực tế là công suất đỉnh và cả điện năng tiêu thụ có thể giảm

b

Đây là biện pháp hiệu quả để nâng cao đường cong phụ tải trong giai đoạn thấp điểm nhằm san bằng đồ thị phụ tải của hệ thống Nó thường được áp dụng với các thiết bị có khả năng thay đổi thời điểm cung cấp điện năng ở đầu vào mà vẫn đảm bảo lịch trình cung cấp năng lượng ở đầu ra theo yêu cầu sử dụng Đun nước nóng

và dịch vụ điều hòa không khí được xem là hai đối tượng chủ yếu của giải pháp này Trong khoảng thời gian thấp điểm, điện năng được sử dụng để đun nước cung cấp cho kho lưu trữ nóng Trong khoảng thời gian cao điểm, các nhu cầu sử dụng nước nóng sẽ được cung cấp từ kho này Tương tự đối với kho lạnh sẽ đáp ứng mọi nhu cầu điều hòa không khí trong thời gian cao điểm mà không cần cung cấp điện.

c

Mở rộng điện khí hóa nông thôn, điện khí hóa các hệ thống giao thông hoặc dùng điện để thay thế việc đốt dầu trong các thiết bị động lực làm gia tăng dòng điện đỉnh và điện năng tổng của hệ thống Song đó là việc làm cần thiết bởi nó sẽ thúc đẩy sự phát triển của kinh tế xã hội và giảm thiểu sự hủy hoại môi trường.-

d

Tại một số nước, giá bán điện không thay đổi trong suốt thời gian cung cấp điện

đã tạo ra những hạn chế đáng kể đối với việc khuyến khích sử dụng điện năng thật hiệu quả và không phản ánh đúng thực chất giá trị của điện năng tại các thời điểm khác nhau

Ở các nước phát triển, giá bán điện được sử dụng như một công cụ rất hiệu quả

để điều hòa nhu cầu dùng điện Biểu giá bán điện được thay đổi một cách linh hoạt phụ thuộc vào từng mùa, từng thời điểm cấp điện, khả năng đáp ứng của hệ thống, trị số công suất và điện năng yêu cầu, địa điểm tiếp nhận, đối tượng khách hàng… Nhờ vậy điện năng đã được sử dụng một cách hiệu quả đem lại lợi ích cho cả người cung cấp lẫn người sử dụng Có thể đưa ra một vài biểu giá thông dụng nhất hiện nay:

ngành điện, Từ đó cũng đễ dàng nhận thấy việc lập được một TOU thật không đơn giản Nhưng ít nhất TOU cũng phải mang tính tích cực Thúc đẩy kinh tế phát triển và khuyến khích sử dụng điện năng một cách hiệu quả Với các khách hàng mà chi phi điện năng chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong giá thành sản phẩm do họ sản xuất ra thì đôi khi họ cũng ít quan tâm đến TOU Vì lợi ích chung, bên cạnh TOU cũng cần thêm một quy định bắt buộc khi cần thiết Các nước đang phát triển thuộc Châu Á

có Hàn Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Srilanka, Bangladesd, … đã sử dụng TOU và thu được kết quả bước đầu trong lĩnh vực điền khiển dòng điện phụ tải Theo KEMKO (công ty quản lý điện năng Hàn Quốc) ước đoán TOU đã giảm được 986MW nghĩa là khoảng hơn 10% nhu cầu đỉnh của hệ thống điện Hàn Quốc vào tháng 6 năm 1982



Biểu giá này được áp dụng để khuyến khích khách hàng cho phép cắt điện trong các trường hợp cần thiết với khả năng cung cấp điện kinh tế của ngành điện Số lần cắt và thời gian cắt phụ thuộc vào sự thoả thuận với khách hàng và số tiền khách hàng được nhận từ dịch vụ này



Biểu giá đặc biệt nhằm khuyến khích khách hàng thực hiện DSM hoặc phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế của chính phủ Ví dụ các khách hàng có đặt hệ thống lưu nhiệt hoặc đặt các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để giảm dòng điện trong suốt thời gian cao điểm của hệ thống có thể được hưởng mức giá đặc biệt

Tuy nhiên, cũng cần phải lưu ý khi thiết lập và thực hiện các biểu giá đặc biệt sao cho nó thực sự có tính thuyết phục, hợp lý theo quan điểm hiệu quả tổng của cả chương trình DSM Nếu khoản tiền trả cho khách hàng khi cho phép cắt điện hoặc tham gia tích cực vào chương trình DSM lớn hơn những gì do DSM mang lại có thể làm gia tăng giá cả cho những khách hàng không tham gia chương trình

Để thực hiện hiệu quả DSM cần thiết phải có những hoạt động đồng bộ như:

- Cần có những tổ chức cấp chính phủ chuyên nghiên cứu, soạn thảo luật liên quan đến việc sử dụng và tiết kiệm năng lượng, hoạch định các chính sách, kế

hoạch hợp lý và tổ chức thực hiện giám định, kiểm tra đánh giá hiệu quả của chương trình

- Các biện pháp mang tính thể chế: Luật tiết kiệm năng lượng, các tiêu chuẩn đánh giá hiệu năng, chỉ định các nhà máy, trung tâm, công trình kiến trúc, cần thực hiện DSM, chỉ định các loại thiết bị dùng điện tiêu thụ nhiều năng lượng được dùng phổ biến hoặc dự đoán sẽ tăng nhanh trong tương lai Ví dụ ở Nhật Bản chính phủ chỉ định có 9 mặt hàng điện gia dụng: xe con, AC, đèn huỳnh quang, TV, máy photocopy, máy tính điện tử, đầu CD, VTR, xe tải Với các mặt hàng này các nhà sản xuất phải công bố những thông tin chi tiết để có thể đánh giá hiệu qủa sử dụng năng lượng, biểu thị hiệu suất tiêu thụ năng lượng, nghĩa vụ đạt mức hiệu năng tiêu chuẩn trong thời gian quy định Nhờ những quy định này người tiêu dùng có thể nắm được những thông tin chính xác về hiệu năng của các thiết bị khi lựa chọn, thúc đẩy các nhà sản xuất và nhập khẩu đưa ra thị trường những thiết bị có hiệu suất cao

- Các biện pháp trợ giúp kinh tế: trợ giúp phát triển công nghệ chế tạo các thiết

bị có hiệu suất cao, ưu tiên thuế cho đầu tư phát triển công nghệ, cho vay vốn với lãi suất thấp, bảo lãnh vay vốn, khen thưởng các nhà chế tạo có những sản phẩm đạt hiệu năng cao và giới thiệu rộng rãi trên các phương tiện thông tin, tạp chí kỹ thuật

Trong B là một ví dụ về việc thực hiện biện pháp này ở Nhật Bản

Tỷ lệ cắt giảm điện năng tiêu thụ của các sản phẩm sẽ được khen

Năm Những loại sản phẩm Tỷ lệ giảm điện năng tiêu thụ so với các sản phẩm

Cuối cùng trong quá trình lập kế hoạch thực hiện DSM cần chú ý tới các khâu:

+ Phân tích hiện trạng và đặc điểm sử dụng điện năng trong các thành phần kinh

tế, trên cơ sở đó đánh giá tiềm năng của việc áp dụng DSM

+ Phân tích cơ cấu phụ tải điện trong đồ thị phụ tải của hệ thống điện để lựa chọn giải pháp điều khiển dòng điện thích hợp

+ Phân tích kinh tế tài chính của chương trình DSM lựa chọn, cần thiết phải so sánh với các chương trình khác nếu có để tăng thêm tính thuyết phục khi quyết định

1.2 Tổng quan về tổn thất điện năng

T n th t theo nghổ ấ ĩa đơn giản là s hao h t v s c a m t quá trình T n thự ụ ềtrị ố ủ ộ ổ ất điện được tính b ng hi u s cằ ệ ố ủa điện s n xuả ất ra và điện tiêu th (đi n ụ ệ thương

ph m) T n thẩ ổ ất điện năng trên lưới điện là lượng điện năng tiêu hao cho quá trình truy n t i và phân phề ả ối điện khi tải điện t ranh gi i giao nh n v i các nhà máy ừ ớ ậ ớphát điện qua các lưới điện truy n tề ải, lưới điện phân ph i t i các h tiêu th ố ớ ộ ụ điện

T n thổ ất điện năng còn được gọi là điện năng dùng để truy n t i và phân phề ả ối điện Trong hệ ống điệ th n, t n thổ ất điện năng phụ thu c vào m ch ộ ạ điện, lượng điện truy n ề

tải, khả năng phân ốph i và vai trò c a công tác qu n lý ủ ả

T n thổ ất điện năng bao gồm 2 lo i t n th t là t n th t k thu t và t n th t phi k ạ ổ ấ ổ ấ ỹ ậ ổ ấ ỹthu t.ậ

Trong quá trình truy n t i và phân phề ả ối điện năng từ các nhà máy điện đến các

h tiêu th ộ ụ điện đã di n ra m t quá trình v t lý là dòng ễ ộ ậ điện khi đi qua máy bi n áp, ếdây d n, và các thiẫ ết bị trên hệ thống lưới điện đã làm nóng máy bi n áp, dây d n và ế ẫcác thi t b dế ị ẫn điện dẫn đến làm tiêu hao điện năng Đường dây dẫn điện cao áp t ừ

110 kV tr xu ng còn có t n th t v ng quang; Dòng ở ố ổ ấ ầ điện qua cáp ng m, t ầ ụ điện còn

có t n thổ ất do điện môi; Đường dây điện đi song song với các đường dây khác như dây ch ng sét, dây thông tin, ố … có tổn hao điện năng do hỗ ả c m Tổn thất điện năng

k thuỹ ật là tiêu hao điệ năng tấ ến t y u x y ra trong quá trình truy n t i và phân phả ề ả ối điện, bao g m: ồ

 Tổn thất điện năng phụ thuộc vào dòng điện: là tổn thất do phát nóng trong các phần tử, phụ thuộc vào bình phương của cường độ dòng điện và điện trở tác dụng của phần tử Đây là thành phần chính được tính đến trong tổn thất điện năng

 Tổn thất phụ thuộc vào điện áp bao gồm tổn thất không tải của MBA, tổn thất vầng quang điện, tổn thất do rò điện (cách điện không tốt), tổn thất trong mạch từ của các thiết bị đo lường …

T n thổ ất điện năng phi kỹthuật hay còn g i là t n thọ ổ ất điện năng thương mại không định lượng được song cũng có tác động không nhỏ đến hệ thống, làm gia tăng tỷ lệ tổn thất điện năng chung Nguyên nhân gây ra tổn thất điện năng thương mại là do tình trạng vi phạm trong sử dụng điện như: Lấy cắp điện dưới nhiều hình thức (câu móc điện trực tiếp, tác động làm sai lệch mạch đo đếm điện năng, gây hư hỏng, chết cháy công tơ ); do chủ quan của người quản lý khi công tơ hỏng không thay thế kịp thời, bỏ sót hoặc ghi sai chỉ số; do không thực hiện đúng chu kỳ kiểm định và thay thế công tơ định kỳ theo quy định của Nhà nước

1.2.3 Các

Theo nhiều tài liệu, tổn thất điện năng trong lưới phân phối nhỏ hơn 10% được coi là chấp nhận được Nếu tổn thất điện năng trên 15% tức là có tổn thất điện năng kinh doanh, khi đó cần tính toán tổn thất điện năng kỹ thuật để đánh giá mức độ tổn thất kinh doanh

Các thành phần tổn thất điện năng phụ thuộc vào điện áp, chủ yếu là tổn thất không tải của máy biến áp và tổn thất vầng quang điện, có thể coi là không đổi, thường được xác định từ các dữ liệu thống kê

Thành phần tổn thất phụ thuộc vào dòng điện (phát nóng) được xác định dựa trên cơ sở tính toán chế độ của hệ thống điện Trong đó các tính toán được thực hiện

để xác định tổn thất công suất trên các đường dây và máy biến áp tại các thời điểm

cụ thể, khi đó tổn thất điện năng có thể tính được bằng cách chia đồ thị phụ tải/công suất nguồn trong các ngày điển hình thành các khoảng thời gian với giá trị không đổi Để tính chính xác như vậy yêu cầu có đồ thị phụ tải và đồ thị công suất nguồn thống kê đồng bộ trong các ngày vận hành, vì thế hầu như không thể thực hiện được, nhất là đối với lưới điện phân phối trung áp Có nhiều phương pháp cận gần đúng nhằm mục đích tính tổn thất điện năng theo một số loại thông số cụ thể thống

kê hoặc chuẩn hóa được

Đối với lưới phân phối điện, tổn thất điện năng chủ yếu xảy ra trên đường dây

và trong máy biến áp phân phối và các thành phần tổn thất chỉ có phát nóng do điện trở dây dẫn, tổn thất trong cuộn dây máy biến áp và tổn thất không tải máy biến áp Các phương pháp xác định TTĐN được tóm tắt như sau:

- ∆A là tổn thất điện năng trên lưới điện đang xét (kWh)

- ANlà tổng điện năng nhận vào lưới điện (kWh)

- AGlà tổng điện năng giao đi từ lưới điện (kWh)

Đây là phương pháp xác định tổn thất điện năng thông dụng nhất Phương pháp này tuy có đơn giản nhưng thường mắc phải sai số lớn do một số nguyên nhân sau:

- Không thể lấy được đồng thời các chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ cùng một thời điểm

- Nhiều điểm tải thiết bị đo không phù không phù hợp với phụ tải hoặc sự cố thiết bị đo

- Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác hoặc không chính xác do chất lượng điện không đảm bảo

Để nâng cao độ chính xác của phép đo người ta sử dụng đồng hồ đo đếm tổn thất, đồng hồ này chỉ được sử dụng ở một số mạng điện quan trọng

1.2.3.2 P

Trong mạng điện cung cấp người ta có thể xác định tổn thất điện năng trực tiếp bằng đồng hồ đo đếm tổn thất mắc ngay tại điểm nút cung cấp cần kiểm tra

a

- Đối với đường dây truyền tải:

Nếu các đường dây 110/220kV có chiều dài lớn hơn 60km thì phải đặt 2 đồng

hồ ở đầu và ở cuối đường dây, mục đích là để xét cả phần tổn thất do dòng điện dung gây nên

Nếu đường dây có chiều dài nhỏ hơn 60km ta chỉ cần sử dụng một đồng hồ đặt

ở đầu đường dây

- Đối với đường dây phân phối chỉ cần mắc một đồng hồ ở đầu đường dây là đủ

- Đối với MBA đồng hồ đo đếm tổn thất được đặt trên mỗi đầu cuộn dây của MBA ba cuộn dây và trên một trong hai cuộn dây của MBA 2 cuộn dây

b

Công thức để xác định tổn thất điện năng trong mạng:

∆A = 3.ki2.R.N.10-3 (kWh)

Trong đó:

ki - Tỷ số máy biến dòng

R - Điện trở tương đương của mạng điện

N - chỉ số của đồng hồ đo đếm tổn thất điện năng được ghi trong thời gian T.Phương pháp này sử dụng đơn giản, dễ thực hiện, tuy nhiên có một số nhược điểm sau:

- Phương pháp này chỉ xác định được tổng TTĐN của mạng, không chỉ ra được các thời điểm cực đại và cực tiểu của phụ tải để từ đó có biện pháp san bằng đồ thị phụ tải

- Chỉ xác định được lượng điện năng tổn thất tại thời điểm đo đếm

- Nếu cần xác định đồng thời TTĐN tại nhiều vị trí, khi đó ta phải sử dụng nhiều công tơ gây tốn kém vì vậy cách này thường áp dụng trong những trường hợp đặc biệt khi cần kiểm tra và số lượng công tơ sử dụng nhỏ

Ari - Điện năng tác dụng trong lần đo thứ i

Ar - Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t

-

m Số lần đo trong khoảng thời gian t

Itb -Dòng điện trung bình

Rđt -Điện trở đẳng trị của mạng điện

Đối với đường dây phân nhánh hình tia đơn giản ta có

r

m.A

k =A

r tb

A

I =3.U.t.cosf

.1

nti i c

dt

k R

k r R

R

Trong đó: r0 - điện trở của một km đường dây

Rc - điện trở đoạn dây cung cấp

Pi - phụ tải của nhánh dây thứ i

Pmax - phụ tải nhánh dây nặng nhất

n - là số nhánh dây

Xác TTĐN theo phương pháp này đơn giản, dễ tính toán Tuy nhiên, đối với mạng phức tạp việc xác định điện trở đẳng trị của lưới điện lại trở nên phức tạp và gặp khó khăn trong tính toán bởi vì khi đó điện trở đẳng trị phụ thuộc vào dòng điện hoặc công suất phụ tải của các nhánh dây

1.2.3.4

Tổn thất công suất tác dụng gây ra tổn thất điện năng (TTĐN) trên điện trở R của mạng điện, trong khoảng thời gian T đó là tích phân của tổn thất công suất theo thời gian vận hành (hay tổn thất tỷ lệ với bình phương dòng điện chạy trong mạng):

3

3)(Trong đó: ∆A Tổn thất điện năng trong mạng điện 3 pha (kWh)-

∆P(t) Tổn thất công suất mạng tại thời điểm t (kW) -

It - Dòng điện chạy trong mạng tại thời điểm t (A)

R Điện trở của mạng (Ω)-

T Thời gian khảo sát (h)-

Nếu ta xây dựng được đường cong bình phương cường độ dòng điện thực tế thì phương pháp này cho kết quả chính xác Tuy nhiên trong thực tế cường độ dòng

điện luôn biến đổi, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Vì vậy xác định tổn thất điện năng theo công thức trên là rất phức tạp

1.2.3.5

Để khắc phục sự phức tạp của việc xác định cường độ dòng điện thực tế, ta

có thể xác định tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải bằng cách biểu diễn sự biến thiên của bình phương cường độ dòng điện hoặc công suất theo thời gian I2 = f(t) hoặc S2= f(t) Khi đó tổn thất điện năng ∆ A được xác định theo công thức:t

     



t U

t Q dt t U

t P R dt S R dt I R

A

2 2

2 2

)(

)()

(

)((3

a

Nếu biết các đồ thị phụ tải (ĐTPT) ngày đêm của tất cả các ngày trong năm, để xác định được tổn thất điện năng thực tế với giả thiết trong khoảng thời gian ∆t ta coi giá trị dòng điện hay công suất là không đổi và coi điện áp bằng điện áp định mức đồng thời bằng cách bậc thang hoá đường cong ta xác định được lượng điện năng tổn thất như sau:

n

i i i

n

i i

n i

dm

t t

t Q t

P U

R t S U

Trong quy hoạch và thiết kế lưới điện, từ ĐTPT theo thời gian, ta có thể xây dựng ĐTPT kéo dài theo nguyên tắc sau

ĐTPT kéo dài có hình bậc thang với n bậc, mỗi bậc dài ti và có công suất không đổi (Hình 1.2) thì

Tổn thất điện năng năm thường tính theo ĐTPT kéo dài năm ti = 1h:

8760 1 2 2

1

R Q P

U

R

A

Trong đó: Q tP t.tan

* Phương pháp xác định này tuy đơn giản nhưng đòi hỏi phải có đồ thị phụ tải năm (tức là phải khảo sát lưới điện trong thời gian một năm) mà không phải bao giờ cũng có thể xây dựng được ở tất cả các điểm nút cần thiết và ta phải giả thiết trong khoảng thời gian Δt ta coi giá trị của dòng điện hay công suất là không đổi, nếu Δt lớn dẫn đến sai số lớn

1.2.3.6

Nếu đồ thị phụ tải là trơn, ta có:

)()

2 max 2 8760

1 2 8760

1

2 2

Q P P U

R dt Q P

8760 0 2

8760 0 2

dt Q

P

dt P P

dt P

t t

i Q

max 2

max

2 max

dm

S P

8760 0

2 2

max

8760 1 2

I

dt I S

dt S

Như vậy thực chất có thể coi là hàm số phụ thuộc Tmax và hệ số công suất  cosφ:

 = f(Tmax, cos ) φ

Phương pháp tính theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất áp dụng cho các đường dây cấp điện cho phụ tải (lưới điện hình tia): Trong trường hợp này phụ tải trên đường dây có đồ thị trùng với ĐTPT của phụ tải, do đó được đánh giá thố ng

Khi coi cos φ của phụ tải không đổi (ổn định), giá trị có thể được tính toán thống kê theo Tmax của đồ thị phụ tải, cho dưới dạng bảng, đường cong hoặc theo công thức kinh nghiệm và dùng cho các đường dây cấp điện cho phụ tải

Ngoài ra có thể xác định theo công thức kinh nghiệm hoặc đồ thị lập từ số liệu  thống kê về qui luật hoạt động của phụ tải, các công thức thông dụng thường được

áp dụng là:

)4124,0

8760.3,

0 T T



Trong đó: Tmaxlà thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Theo một giá trị cosφ cụ thể,  còn có thể tra theo đồ thị  = f(Tmax) như sau