Báo cáo kết quả thử việc 3 tháng tại Trung tâm Nghiên cứu Hệ thống năng lượng - Viện Khoa học năng lượng

Báo cáo kết quả thử việc 3 tháng tại Trung tâm Nghiên cứu Hệ thống năng lượng - Viện Khoa học năng lượng tài liệu, giáo...

VIỆN KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN KHOA HỌC NĂNG LƯỢNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày 1 tháng 9 năm 2009

ĐỀ CƯƠNG THỬ VIỆC 3 THÁNG

1 Họ và tên: NGUYỄN THANH QUẢNG Giới tính: Nam

2 Ngày tháng năm sinh: 02 – 01 - 1983

3 Ngạch trúng tuyển hoặc dự kiến được bổ nhiệm: Nghiên cứu viên

4 Địa chỉ công tác: Trung tâm Nghiên cứu Hệ thống năng lượng - Viện Khoa

học năng lượng

5 Người hướng dẫn: Ông Bùi Huy Phùng

Học vị : PGS TS; Ngạch: Cố vấn Khoa học

Điện thoại : 0913 381 801

Email : buihuyphung@ies.vn

6 Thời gian thử việc

- Số tháng: 3 tháng

- Từ ngày 01 tháng 9 năm 2009 đến ngày 30 tháng 11 năm 2009

Trong thời gian thử việc 3 tháng từ ngày 1/9/2009 đến 30/11/2009 tại

trung tâm nghiên cứu Hệ thống năng lượng với sự hướng dẫn trực tiếp của PGS

TS Bùi Huy Phùng, và sự giúp đỡ của các đồng nghiệp, tôi đã hoàn thành báo

cáo thử việc của mình

Nội dung báo cáo gồm 4 phần

Phần I: Tìm hiểu về Viện Khoa học năng lượng

Phần II: Nhiệm vụ của bản thân - ngạch nghiên cứu viên

Phần III: Kết quả nghiên cứu chuyên đề

Phần IV: Tự đánh giá và định hướng công tác

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

TÌM HIỂU VỀ VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN KHOA HỌC NĂNG LƯỢNG 4

1.1.Tìm hiểu về Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam 4

1.2 Tìm hiểu về Viện Khoa học năng lượng 8

1.3 Tổng quan về Trung tâm nghiên cứu Hệ thống năng lượng 10

PHẦN II 13

NHIỆM VỤ CỦA BẢN THÂN – NGẠCH NGHIÊN CỨU VIÊN 13

2.1 Nhiệm vụ chuyên môn 13

2.2 Các nhiệm vụ khác 13

PHẦN III 14

NỘI DUNG CHUYÊN MÔN THỬ VIỆC 14

CHƯƠNG I 14

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 14

1.1 Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam 14

1.2 Tình trạng vận hành lưới điện và đặc điểm của hệ thống điện nước ta 16

1.3 Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý điện lực Việt Nam 19

CHƯƠNG II 23

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 23

2.1 Những vấn đề chung 23

2.2 Đặc điểm của lưới phân phối 25

2.3 kết cấu của lưới điện 26

CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU CẤU TRÚC CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU CHO KHU ĐÔ THỊ ĐIỂN HÌNH 29

3.1 Phương pháp tối ưu cấu trúc cho lưới phân phối 29

3.2 Nguyên tắc xây dựng lưới tối ưu cho khu đô thị điển hình 41

PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 45

CHO MỘT DỰ ÁN QUY HOẠCH ĐIỆN 45

4.1 Những vấn đề chung 45

4.2 Các thông số cơ bản của đầu tư 46

4.3 Phân tích kinh tế cho các phương án quy hoạch 47

4.4 Phân tích tài chính cho các phương án quy hoạch 49

CHƯƠNG V 52

PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG KHI THỰC HIỆN DỰ ÁN XÂY DỰNG LƯỚI PHÂN PHỐI 52

5.1 Tổng quan chung về ảnh hưởng của môi trường khi thực hiện dự án và các lý thuyết về ô nhiễm 52

5.2 Ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trường nước 53

5.3 Ảnh hưởng của việc khai thác và sử dụng năng lượng đối với môi trường 55

5.4 Các phương pháp phân tích để thực hiện đánh giá môi trường chiến lược (ĐMC) 56

5.5 Cơ sở pháp lý và cách thức tiến hành đánh giá môi trường chiến lược của Việt

Nam 64

5.6 Đánh giá ảnh hưởng của quy hoạch xây dựng lưới phân phối tới môi trường 64

TỰ ĐÁNH GIÁ VÀ ĐỊNH HƯỚNG CÔNG TÁC 69

1 Định hướng công tác 69

2 Ý thức trách nhiệm và kỷ luật lao động 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHẦN I TÌM HIỂU VỀ VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ VIỆT NAM.

VIỆN KHOA HỌC NĂNG LƯỢNG1.1 Tìm hiểu về Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam là một viện nghiên cứu đa ngành

đa lĩnh vực, cơ quan trực thuộc Chính phủ Việt Nam và do Chính phủ này thànhlập, có nhiệm vụ nghiên cứu khoa học tự nhiên và phát triển các công nghệ theođịnh hướng của Chính phủ Tính đến ngày 15/7/2009, Viện KHCNVN có: 31Viện nghiên cứu và 7 đơn vị sự nghiệp trực thuộc

Trụ sở chính của Viện đặt tại số 18, đường Hoàng Quốc Việt, quận CầuGiấy, Hà Nội

1 Tổ chức

Đứng đầu tổ chức của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam là ban lãnhđạo viện làm việc trực tiếp với các hội đồng khoa học chuyên ngành và liênngành, cũng như với ba nhóm thành viên

Nhóm thứ nhất là các viện con, do Chính phủ Việt Nam thành lập baogồm:

 Viện Công nghệ hóa học

 Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên

 Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật

 Viện Hải dương học

 Viện Sinh học nhiệt đới

 Viện Công nghệ sinh học

 Viện Sinh học Tây Nguyên (trước năm 2008 là Phân viện Sinh họctại Đà Lạt thuộc Viện Sinh học nhiệt đới)

 Viện Kỹ thuật nhiệt đới

 Viện Công nghệ môi trường

 Viện Công nghệ vũ trụ

 Trung tâm Thông tin - Tư liệu

 Viện Bảo tàng thiên nhiên Việt Nam

 Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ

 Viện Vật lý Thành phố Hồ Chí Minh (trước năm 2008 là Phân việnVật lý tại Thành phố Hồ Chí Minh thuộc Viện Vật lý và Điện tử)

 Viện Khoa học Vật liệu & Ứng dụng (Phân viện Khoa học Vật liệutrước đây)

 Viện Địa lý Tài nguyên (phân viện Địa lý tại Thành phố Hồ ChíMinh trước đây)

 Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang (phân việnKhoa học Vật liệu tại Nha Trang trước đây)

 Viện Khoa học năng lượng

Nhóm thứ hai là các phân viện do lãnh đạo viện Khoa học và Công nghệViệt Nam ký quyết định thành lập, bao gồm: Phân viện Công nghệ thông tin tạiThành phố Hồ Chí Minh, Phân viện Hóa học và các hợp chất thiên nhiên tạiThành phố Hồ Chí Minh, Phân viện Hải dương học tại Hà Nội, Viện Tài nguyênMôi trường biển

Nhóm cuối cùng là các ban quản lý (như ban tổ chức cán bộ, ban kế hoạchtài chính, ban ứng dụng và triển khai công nghệ, ban hợp tác quốc tế, ban kiểmtra và các văn phòng thường trực tại các tỉnh thành) và các đơn vị hoạt độnghạch toán độc lập (như viện Vật lý Ứng dụng và Thiết bị Khoa học, trung tâmđào tạo, tư vấn và chuyển giao công nghệ, trung tâm Nghiên cứu Năng lượng, vàcác doanh nghiệp và các đơn vị triển khai khoa học công nghệ khác)

2 Chức năng nhiệm vụ

Theo nghị định của Chính phủ Việt Nam số 27/2004/NĐ-CP, ban hànhngày 16 tháng 1 năm 2004, viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam có các nhiệm

vụ và quyền hạn chính như:

1 Cố vấn cho chính phủ các kế hoạch, quy hoạch, chính sách và chiếnlược trong phát triển khoa học tự nhiên, công nghệ, giáo dục - đàotạo, bảo vệ tài nguyên môi trường và thực hiện chúng sau khi đãđược chính phủ phê duyệt

2 Nghiên cứu các nguồn tài nguyên và điều kiện tự nhiên để cung cấp

cơ sở khoa học cho các chiến lược phát triển kinh tế xã hội

3 Triển khai ứng dụng khoa học và công nghệ vào sản xuất và đờisống theo các trọng điểm; phổ biến kiến thức khoa học và côngnghệ

4 Thẩm định công nghệ, xét duyệt luận chứng kinh tế - kỹ thuật củacác công trình trọng điểm của chính phủ

5 Đào tạo nhân lực cho khoa học tự nhiên và công nghệ

6 Hợp tác quốc tế về khoa học tự nhiên và công nghệ

7 Quyết định các dự án đầu tư thuộc thẩm quyền

8 Sản xuất kinh doanh, tư vấn và dịch vụ trong các lĩnh vực chuyênmôn

9 Đại diện chủ sở hữu phần vốn Nhà nước tại một số doanh nghiệp cóvốn nhà nước

10 Quản lý cán bộ thuộc thẩm quyền

11 Quản lý tài chính và tài sản Nhà nước giao

12 Kiến nghị Thủ tướng Chính phủ Việt Nam những thay đổi trong tổchức và hoạt động của viện

13 Thực hiện các nhiệm vụ khác do Thủ tướng Chính phủ Việt Namgiao

Các hướng KHCN trọng điểm của Viện đã được Chính phủ phê duyệt:

- Công nghệ thông tin và tự động hoá

- Khoa học và công nghệ vật liệu.

- Nông nghiệp sinh thái và Công nghệ sinh học

- Sinh thái và Tài nguyên sinh vật

- Phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai

- Các hợp chất có hoạt tính sinh học

- Điện tử, cơ điện tử và Công nghệ vũ trụ

- Biển và công trình biển

- Công nghệ môi trường

3 Lịch sử

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam được thành lập ngày 20 tháng 5năm 1975 theo Nghị định 118/CP của Hội đồng Chính phủ Việt Nam (nay

là Chính phủ Việt Nam) với tên gọi ban đầu là viện Khoa học Việt Nam

Ngày 22 tháng 5 năm 1993, theo nghị định 24/CP của Chính phủ ViệtNam, Viện Khoa học Việt Nam được đổi tên thành Trung tâm Khoa học Tựnhiên và Công nghệ Quốc gia

Đến ngày 16 tháng 1 năm 2004, viện lại đổi tên thành tên gọi hiện nay,theo nghị định 27/2004/NĐ-CP của Chính phủ Việt Nam

1.2 Tìm hiểu về Viện Khoa học năng lượng

Viện Khoa học năng lượng - Viện nghiên cứu cấp quốc gia trực thuộcViện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, được thành lập theo Nghị định số62/2008/NĐ-CP ngày 12/05/2008 của Chính phủ Căn cứ quyết định số

1061/QĐ-KHCNVN ngày 19/06/2008 của chủ tịch Viện Khoa học và Công nghệViệt Nam, Viện Khoa học năng lượng có chức năng nghiên cứu khoa học, pháttriển công nghệ và đào tạo cán bộ trình độ cao về năng lượng.

1.Chức năng nhiệm vụ:

Viện Khoa học năng lượng có các nhiệm vụ chủ yếu sau:

 Nghiên cứu tổng hợp các nguồn tài nguyên năng lượng, điều kiện tựnhiên, kinh tế-xã hội và môi trường để cung cấp cơ sở khoa học choviệc xây dựng chính sách, chiến lược, quy hoạch, kế hoạch pháttriển hệ thống năng lượng và an ninh năng lượng quốc gia;

 Điều tra, đánh giá tiềm năng, nghiên cứu công nghệ khai thác và sửdụng các nguồn năng lượng mới và tái tạo ở Việt Nam;

 Nghiên cứu phát triển công nghệ khai thác, biến đổi, truyền tải,phân phối và sử dụng hiệu quả, tiết kiệm nhiên liệu-năng lượng;

 Nghiên cứu chế tạo các thiết bị và vật liệu mới trong năng lượng; tổchức sản xuất, kinh doanh, xuất nhập khẩu thiết bị, công nghệ vàđầu tư trong lĩnh vực năng lượng;

 Triển khai, ứng dụng và chuyển giao các kết quả nghiên cứu khoahọc và công nghệ mới; tổ chức sản xuất, kinh doanh, tư vấn dịch vụtrong điều tra, khảo sát, lập quy hoạch, thiết kế và giám sát đầu tưxây dựng các công trình năng lượng và cơ sở hạ tầng có liên quan;

 Thẩm định trình độ công nghệ, thẩm định đầu tư các công trìnhnăng lượng

 Tổ chức đào tạo sau đại học và đào tạo về chuyên môn, nghiệp vụtrong lĩnh vực năng lượng;

 Thực hiện hợp tác quốc tế về nghiên cứu khoa học và phát triểncông nghệ năng lượng

2.Cơ cấu tổ chức

a) Ban Lãnh đạo Viện:

Viện trưởng TS Ngô Tuấn Kiệt

Phó Viện trưởng ThS Đoàn Văn Bình

Phó Viện trưởng KS Đỗ Bình Yên

Phó Viện trưởng KS Hoàng Hồng Việt

Phụ trách kế toán CN Nguyễn Hồng Anh

b) Thường trực Hội đồng khoa học:

Chủ tịch TS Nguyễn Đình QuangPhó Chủ tịch ThS Đoàn Văn Bình

Thư ký ThS Nguyễn Thuý Nga

c) Các đơn vị trực thuộc

- Phòng quản lý tổng hợp: là đơn vị tham mưu trợ giúp Viện trưởng chỉ

đạo điều hành mọi mặt hoạt động của Viện

- Trung tâm nghiên cứu hệ thống năng lượng

- Trung tâm công nghệ năng lượng và vật liệu mới

- Trung tâm tư vấn và phát triển năng lượng

- Trung tâm năng lượng mới và tái tạo

- Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và triển khai công nghệ

Sơ đồ tổ chức như hình vẽ

SƠ ĐỒ TỔ CHỨC

Ban Lãnh đạo Viện

Hội đồng khoa học

Trung tâm Công

nghệ năng lượng

và vật liệu mới

Trung tâm Tư vấn phát triển năng lượng

Trung tâm Năng lượng mới

và tái tạo

Phòng quản lý tổng hợp

Trung tâm Nghiên

1.3 Tổng quan về Trung tâm nghiên cứu Hệ thống năng lượng

1 Cơ cấu tổ chức

Lãnh đạo Trung tâm: Ban Giám Đốc

- Giám đốc: ThS Đoàn Văn Bình

- Phó Giám đốc: KS Nguyễn Hoài Nam

Trung tâm nghiên cứu Hệ thống năng lượng gồm có 2 phòng:

 Phòng kinh tế và an ninh năng lượng: 6 thành viên, Trưởng phòng:Nguyễn Ngọc Bách

 Phòng tối ưu hoá các hệ thống năng lượng: 7 thành viên, Trưởngphòng: Nguyễn Quang Ninh

2 Chức năng, nhiệm vụ:

a) Nghiên cứu tổng hợp các nguồn tài nguyên năng lượng, điều kiện tựnhiên, kinh tế-xã hội và môi trường, nghiên cứu phương pháp và công cụ tínhtoán để xây dựng cơ sở khoa học cho việc hoạch định chính sách, chiến lược,quy hoạch, kế hoạch phát triển bền vững hệ thống năng lượng và an ninh nănglượng quốc gia Cụ thể là:

- Xây dựng cơ sở dữ liệu về kinh tế vĩ mô và năng lượng; Nghiên cứu mốiliên hệ giữa phát triển năng lượng với kinh tế - xã hội và môi trường trong xu thếhội nhập khu vực và quốc tế;

- Nghiên cứu phương pháp luận về giá và mối tương quan về giá của cácdạng năng lượng, xây dựng thuật toán, phần mềm tính toán giá năng lượng hợp

lý và xác định ảnh hưởng của giá năng lượng đến phát triển hệ thống năng lượng

và kinh tế quốc dân

- Nghiên cứu xây dựng phương pháp luận, thuật toán và chương trình tínhtoán tối ưu phát triển hệ thống năng lượng, tính toán cân đối liên ngành nănglượng nhằm phát triển bền vững năng lượng quốc gia

b) Nghiên cứu an ninh năng lượng trong phát triển hệ thống năng lượng.c) Triển khai ứng dụng các kết quả nghiên cứu khoa học và công nghệ vàothực tiễn sản xuất; Thực hiện tư vấn đầu tư xây dựng các công trình năng lượng,dịch vụ điều tra, khảo sát, thiết kế, lập quy hoạch phát triển năng lượng địaphương và toàn quốc

3 Một số nội dung đã và đang tiến hành

Hoạt động TVTK và CGCN được tập trung vào các hướng sau:

- Nghiên cứu tối ưu phát triển nguồn điện, hệ thống điện

- Quy hoạch phát triển điện lực; quy hoạch phát triển năng lượng

- Tư vấn tiết kiệm năng lượng; kiểm toán năng lượng

- Tối ưu hoá đấu nối nhà máy điện vào lưới điện Quốc gia

- Tư vấn thiết kế, thẩm tra, giám sát thi công đường dây tải điện và trạmbiến áp đến 110 kV

- Xây dựng cơ chế chia sẻ lợi ích cho những người chịu ảnh hưởng bất lợibởi các dự án thuỷ điện tại Việt Nam

- Lập đề án kinh doanh và phát triển lưới điện nông thôn

- Tính toán biểu giá bán lẻ điện cho các công ty phân phối điện

PHẦN II NHIỆM VỤ CỦA BẢN THÂN – NGẠCH NGHIÊN CỨU VIÊN

1 Nhiệm vụ chuyên môn

- Nắm bắt được chức năng, nhiệm vụ, các quy định, những hướng nghiêncứu chủ yếu của Viện

- Nắm bắt những hướng nghiên cứu chủ yếu của Trung tâm Nghiên cứu

Hệ thống năng lượng, nội quy, quy chế làm việc

- Có hiểu biết nhất định về Hệ thống điện Việt Nam Nắm vững cácphương pháp luận, cơ sở khoa học trong nghiên cứu Hiểu biết về quy trình quyhoạch lưới điện phân phối nói chung và các khu đô thị điển hình

- Nắm bắt phương pháp phân tích tài chính của dự án Có hiểu biết cácphương pháp luận, văn bản pháp lý trong công tác đánh giá ảnh hưởng môitrường khi thực thi dự án năng lượng tại Việt Nam

- Tham gia các đề tài, dự án triển khai trong lĩnh vực hệ thống điện

PHẦN III NỘI DUNG CHUYÊN MÔN THỬ VIỆC

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1 Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam

1.1.1 Tình hình phát triển của Hệ thống điện Việt Nam trong giai đoạn gần đây

Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển kinh tế với tốc độ cao, nhu cầutiêu thụ điện của nước ta tăng trưởng không ngừng, đặc biệt trong công cuộccông nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay Để đảm bảo cung cấp điện antoàn và ổn định, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội của cả nước, hệ thốngđiện Việt Nam đã có những bước phát triển mạnh mẽ Tốc độ tăng truởng điệnthương phẩm khá cao khoảng 13 – 15%

Căn cứ Tổng sơ đồ phát triển điện lực Việt Nam (mới đây nhất là tổng sơ

đồ VI) đã được Chính phủ phê duyệt, dự kiến sẽ đưa vào vận hành một loạt cácnhà máy điện lớn trong cả nước như: TĐ Sơn La, Huội Quảng, Bản Chát, ĐồngNai 3,4, NĐ Quảng Ninh, Mông Dương, cụm NĐ Phú Mỹ, Ô Môn Hệ thốngđiện 500kV có những bước tăng trưởng nhảy vọt, trở thành trục xương sống củalưới truyền tải, nối liền các trung tâm phụ tải với các trung tâm phát điện Thêmvào đó để đảm bảo độ tin cậy cấp điện đồng thời khai thác hiệu quả các nhà máyđiện, HTĐ Việt Nam đang và đã liên kết, trao đổi điện với các nước trong khuvực Do đó HTĐ Việt Nam hiện nay là một HTĐ hợp nhất và là một hệ thốngđiện lớn

1.1.2 Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam

- Hệ thống 500 kV: Hệ thống điện 500 kV bắt đầu vận hành từ năm 1994,

đó là đường dây 500 kV Bắc – Nam dài gần 1500 km với hai trạm 500 kV làHòa Bình và Phú Lâm công suất mỗi trạm là 900 MVA Tổng công suất các trạmbiến áp 500 kV là 2700 MVA Trong năm 1999, hệ thống 500 kV bổ sung thêm19,8 km đường dây mạch kép Yaly – Playcu, cuối năm 2002, đã đóng điện vàđưa vào vận hành trạm biến áp 500 kV Hà Tĩnh với công suất 450 MVA, nângtổng số công suất các trạm 500 kV trên tuyến Bắc Nam lên 3150 MVA Vàonăm 2005 đường dây 500 kV Bắc – Nam mạch hai được đưa vào vận hành Đếnthời điểm hiện tại chúng ta xây dựng được khoảng 3255 km

- Hệ thống 220 kV: Trong giai đoạn từ năm 2001 đến 2004, các trạm 220

kV được đóng điện đưa vào vận hành đó là Sóc Sơn, Việt Trì, Tràng Bạch, VậtCách, Hoành Bồ, Huế, Bình Hòa, Bạc Liêu, các đường dây 220 kV Việt Trì –Vĩnh Lạc, Tràng Bạch – Vật Cách – Đồng Hòa, Ninh Bình – Thanh Hóa mạch 2,

Đà Nẵng – Hòa Khánh – Huế, các nhánh rẽ từ Phú Mỹ đấu nối vào Bà Rịa –Long Bình, Cai Lậy – Rạch Giá mạch 2, Đa My – Hàm Thuận – Bảo Lộc, RạchGiá – Bạc Liêu Tổng chiều dài lắp đặt các đường dây đến thời điểm hiện tại là

4795 km đến năm 2010 là 6138 km, tổng công suất lắp đặt của các trạm 220 kV

là 14568 MVA đến năm 2010 là 17501 km

- Hệ thống 110 kV: Lưới điện 110 kV được dùng cấp điện cho khu vực

tính đến thời điểm hiện tại có khoảng 10290 km, đến năm 2010 sẽ là 8898 km.Tổng công suất lắp đặt các trạm tại thời điểm hiện tại là 21100 MVA đến năm

2010 là: 18149 MVA

1.1.3 Tình hình tiêu thụ điện năng

Sau hơn 15 năm (từ năm 1994 đến năm 2008), điện năng thương phẩmnước ta tăng 9,4 lần với tốc độ tăng trưởng bình quân 14,1 %/năm Trong cácnăm 1997 và 1998 mặc dù ảnh hưởng của cuộc khủng hoảng tài chính khu vực

làm giảm tốc độ tăng trưởng kinh tế, nhưng nhu cầu điện năng vẫn tăng 14,8 %

và 15,8 % tương ứng (chi tiết cụ thể xem phần phụ lục)

1.2 Tình trạng vận hành lưới điện và đặc điểm của hệ thống điện nước ta 1.2.1 Tình trạng vận hành lưới điện

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật và những yêucầu và những yêu cầu về năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng cho

sự phát triển kinh tế xã hội thì hệ thống điện Việt Nam cũng không ngừng cải tạo

để hoàn thiện hơn Tuy nhiên do nhu cầu điện năng luôn ở mức caotrong lúc mức độ gia tăng nguồn thấp nên tình trạng thiếu điệnxảy ra thường xuyên ở nhiều nơi Chất lượng điện năng thấp

Vào các tháng cao điểm mùa khô ở miền Bắc thường xẩy ra thiếu điện chosản xuất và sinh hoạt Nguyên nhân chủ yếu là do nhu cầu tiêu dùng điện luôn ởmức cao trong khi mực nước của các hồ thủy điện giảm thấp, mặt khác các hồthủy điện lớn ở miền bắc như Hòa Bình, Thác Bà, Tuyên Quang phải xả nước đểphục vụ thủy lợi, phục vụ cho sản xuất vụ Đông Xuân càng làm cho mực nướccác hồ chứa xuống thấp Một số nhà máy điện mới đưa vào vận hành còn tronggiai đoạn chạy thử, vận hành chưa ổn định như nhiệt điện Cà Mau I, nhiệt điệnUông Bí mở rộng, Nhiệt điện Phú Mỹ… sản lượng điện phát ra chưa đạt nhưmức dự kiến

Trong mùa khô thường phải tăng cường truyền tải điện từ miền Nam,miền Trung ra miền Bắc qua đường dây 500 kV Khả năng huy động nguồn côngsuất càng cao thì nguy cơ xuất hiện hiện tượng sụt điện áp càng lớn

Các đường dây trung áp thường có chiều dài lớn nên điện áp cuối cácđường dây thường sụt rất thấp, chất lượng điện năng chưa đảm bảo

1.2.2 Đặc điểm của hệ thống điện Việt Nam

Trong Hệ thống điện Việt Nam là các nhà máy điện chủ yếu tập trung ởbốn khu vực đó là:

+ Các nhà máy thuỷ điện ở Tây bắc (chủ yếu dòng sông đà) là những nhàmáy có công suất lớn

+ Các nhà máy nhiệt điện than ở Đông bắc, gắn liền với các mỏ than cótrữ lượng cũng như chất lượng tốt nhất cả nước.

+ Các nhà máy thuỷ điện ở Tây nguyên, gắn liền các con sông bắt nguồn

từ tây nguyên (dòng Sê San, Sê rê pok)

+ Các nhà máy nhiệt điện dầu khí ở Tây nam bộ, gắn liền với việc khaithác dầu mỏ ở vùng thềm lục địa phía đông nam

Với sự phân bố như vậy dẫn tới sự thiếu và thừa công suất giữa các vùngmiền, khu vực hẹp nhất nước là dải miền trung nghèo hầu như không có một nhàmáy phát điện nào có công suất đáng kể Các khu vực tập trung các nhà máyđiện này nằm cách xa nhau 600  1000 km Việc xây dựng các đường dây siêucao áp để truyền tải, cân bằng công suất giữa các vùng miền đóng vai trò quantrọng Hệ thống điện 500 kV ra đời đã đáp ứng đầy đủ yêu cầu đó

Đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1 là công trình đường dây truyềntải điện năng siêu cao áp 500 kV đầu tiên tại Việt Nam có tổng chiều dài 1.487

km, kéo dài từ Hòa Bình đến Thành phố Hồ Chí Minh

Hình 1.1 Đường dây 500kV Bắc - Nam, bên trái là mạch 1, bên phải là mạch 2 (nguồn internet)Sau công trình đường dây 500 kV Bắc – Nam mạch 1, ngành điện ViệtNam tiếp tục đầu tư xây dựng một số công trình đường dây 500 kV như đườngdây 500 kV Pleiku - Yali (hoàn thành tháng 5/2000), đường dây 500 kV Phú Mỹ

- Nhà Bè - Phú Lâm (hoàn thành tháng 1/2004) đường dây 500 kV Pleiku - PhúLâm mạch 2 (hoàn thành tháng 4/2004), đường dây Pleiku - Dốc Sỏi - Đà Nẵng,

Đà Nẵng - Hà Tĩnh và Hà Tĩnh - Nho Quan - Thường Tín (hoàn thành tháng9/2005) Như vậy đến tháng 9/2005, đường dây 500 kV Bắc – Nam đã có haimạch, nâng cao hơn độ tin cậy truyền tải điện năng giữa các vùng miền Sơ đồlưới điện 220, 500 kV xem ở hình sau:

(nguồn EVN)

1.3 Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý điện lực Việt Nam

1.3.1 Tập đoàn điện lực Việt Nam (EVN)

Tổng Công ty Điện lực Việt Nam (EVN) (nay là tập đoàn điện lực ViệtNam) được thành lập theo quyết định số 562/TTg ngày 10/10/1994 của Thủtướng Chính phủ

Cơ cấu tổ chức của EVN từ khi thành lập đến nay có những thay đổinhưng chủ yếu bao gồm Hội đồng quản trị, Tổng Giám đốc, các Ban chức năngcủa cơ quan Tổng Công ty, một số đơn vị thành viên hạch toán phụ thuộc và một

số đơn vị hạch toán độc lập

Theo quyết định của Thủ tướng Chính phủ, từ đầu năm 1999, các công tyxây lắp tách khỏi Tổng Công ty, các Công ty khảo sát thiết kế Điện và Trung tâmnăng lượng đổi tên thành các Công ty Tư vấn xây dựng điện

Hình 1.2 Cơ cấu tổ chức của EVN (năm 2005 theo tổng sơ đồ VI)

1.3.2 Các đơn vị ngoài EVN sở hữu nhà nước

Hiện nay có một số nhà máy điện thuộc sở hữu của các Tổng Công Ty 91hoặc một số đơn vị sản xuất công nghiệp ngoài EVN, tham gia phát điện vào hệthống điện quốc gia dưới hình thức IPP như:

- NM nhiệt điện than Na Dương 110MW (2x55MW), nằm trên địa bàntỉnh Lạng Sơn Nhà máy này do TCty Than Việt Nam đầu tư và vận hành Nhàmáy mới vào hoạt động từ đầu năm 2005.

- NM nhiệt điện than Cao Ngạn – Thái Nguyên 100MW (2x50) cũng doTCTy Than Việt Nam đầu tư, được xây dựng và vào vận hành chính thức cuốinăm 2005, đầu 2006

- NM thuỷ điện Cần Đơn 77,6MW (2x38,8MW) do TCTy Sông Đà đầu

tư Nhà máy nằm trên lưu vực sông Bé, trên địa bàn tỉnh Bình Phước, vào vậnhành tổ máy đầu 11/2003 và tổ máy thứ 2 tháng 2/2004

- NM thuỷ điện Nậm Mu 12 MW (3x4MW) nằm trên tỉnh Hà Giang,thuộc TCTy Sông Đà đầu tư

- NM thuỷ điện Nà Lơi 9 MW (3x3MW) nằm trên tỉnh Lai Châu, thuộcTCTy Sông Đà đầu tư

- NM NĐ Cà Mau 500 MW nằm ở tỉnh Cà Mau, thuộc tập đoàn dầu khíViệt Nam

Ngoài ra, có một số nhà máy điện hoặc sử dụng cấp điện và hơi cho sảnxuất CN, nằm trong các nhà máy công nghiệp hiện hữu, hoặc để dự phòng tạikhu công nghiệp như:

- NM Nhiệt điện thuộc NM đạm Hà Bắc 36MW (2x6MW+2x12MW),trong đó có 1 tổ 6MW chuyên để dự phòng

- NM Nhiệt Điện thuộc NM Giấy Bãi Bằng 28MW (12MW+16MW),trong đó tổ máy 12MW chỉ phát được khoảng 8 – 9MW NM giấy Bãi Bằng đãxây dựng thêm cụm tua bin khí hỗn hợp 38MW cho dây chuyền mở rộng sảnxuất vào năm 2008

- Cụm Diesel Cái Lân 40MW thuộc cụm cảng và KCN Cái Lân – QuảngNinh, chuyên để dự phòng

Tổng công suất các NMĐ ngoài EVN và thuộc sở hữu nhà nước hiện có(chưa kể NĐ than Cao Ngạn) là 313MW, trong đó 209 MW thuộc các dự án IPPcấp điện cho lưới quốc gia Các nhà máy nhiệt điện Hà Bắc và Bãi Bằng chủ yếucấp điện và hơi cho dây chuyền công nghệ tại nhà máy Lượng điện năng phátlên hoặc mua từ hệ thống không lớn

1.3.3 Các thành phần khác

Hiện có 2 nhà máy nhiệt điện khí chu trình hỗn hợp được đầu tư theo cơchế BOT: Phú Mỹ 2.2 (733MW) và Phú Mỹ 3 (733MW) nằm trong cụm nhiệtđiện Phú Mỹ

- Phú Mỹ 2.2 thuộc tổ hợp các nhà đầu tư EDF (Pháp), Sumitomo vàTEPCO (Nhật Bản) NM hoàn thành chu trình đơn với 2 tổ tua bin khí tháng9/2004 và vào vận hành toàn bộ tháng 2 năm 2005

- Phú Mỹ 3 thuộc nhà đầu tư BP (Anh), vào vận hành tháng 10 năm 2003.Ngoài ra có một số nhà máy nhiệt điện khác cũng thuộc nhà đầu tư nướcngoài, nằm trong các khu công nghiệp (KCN) như:

- NM nhiệt điện chạy dầu thuộc KCN Nomura-Hải Phòng 56MW(9x6.2MW), do nhà đầu tư Nhật Bản

- NM nhiệt điện chạy dầu thuộc KCN Hiệp Phước 375MW (3x125MW)

- NM nhiệt điện chạy dầu thuộc KCN Vê Đan 72MW (2x36MW) nằmtrên địa phận tỉnh Đồng Nai

- NM nhiệt điện chạy dầu thuộc KCN Amata 13MW (2x6.5MW) nằm trênđịa phận tỉnh Đồng Nai

- NM nhiệt điện thuộc NM đường Bourbon 24MW (2x12MW) thuộc tỉnhTây Ninh

- NM nhiệt điện than Formosa 150MW thuộc KCN Long Thành - ĐồngNai (sử dụng than Bitum nhập khẩu)

Tổng các NMĐ hiện có thuộc thành phần có đầu tư nước ngoài chiếmkhoảng 20% tổng công suất đặt HTĐ

Tính đến nay, tổng công suất các NMĐ ngoài EVN chiếm hơn 30% tổngcông suất đặt các NMĐ toàn quốc

1.4 Nhận xét chung

Hệ thống điện Việt Nam là một hệ thống lớn, hợp nhất nên nó có đầy đủcác đặc trưng của một hệ thống lớn Một mặt, HTĐ hợp nhất cho phép khai tháctối đa các ưu điểm vận hành kinh tế (phối hợp các nguồn thuỷ - nhiệt điện, tối ưuhoá công suất nguồn ), mặt khác, cho phép nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.Việc hợp nhất hệ thống còn là tiền đề thuận lợi cho việc phát triển các loại nguồn

điện công suất lớn và việc đấu nối vào hệ thống Tuy nhiên hệ thống điện hiệnnay có kết cấu phức tạp, nhiều cấp điện áp truyền tải, chất lượngđiện năng chưa đảm bảo, chưa thực sự đáp ứng nhu cầu sửdụng, thường xuyên xảy ra mất điện nhất là vào các tháng caođiểm mùa khô Và nó đang đặt ra một số vấn đề sau:

- Yêu cầu về độ ổn định, chất lượng điện áp và tần số vì vùng ảnh hưởng

CHƯƠNG II NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

2.1 Những vấn đề chung

2.1.1 nhiệm vụ của lưới phân phối

Mạng điện phân phối (hay còn gọi là mạng điện địa phương) là mạng điệndùng cung cấp điện cho một địa phương hoặc cho một khu vực phụ tải không lớnlắm ví dụ như một tỉnh, một khu vực nhỏ như khu công nghiệp, vùng mỏ, nôngtrường lớn, ngoại ô các thành phố và mạng điện thành phố Thông thường đểphân phối điện năng trong mạng điện địa phương người ta hay sử dụng lướitrung áp tức là lưới có cấp điện áp 6, 10, 22, 35 kV để phân phối điện cho cáctrạm phân phối trung áp/hạ áp và các phụ tải trung áp; lưới hạ áp cấp điện chocác phụ tải hạ áp 380/220 V Do mạng điện địa phương là mạng điện trực tiếpphân phối điện năng cho các phụ tải nên mạng điện địa phương không ngừngphát triển theo phụ tải

Nhìn chung đối với khu vực địa phương điện năng được sử dụng vào cácmục đích:

- Chiếu sáng gia đình, công cộng (thường dùng đèn huỳnh quang, sợi đốt,hoặc dùng đèn compact)

- Phục vụ nhu cầu gia dụng (thường sử dụng điện để chạy quạt, tủ lạnh,điều hoà không khí, đun nấu, bàn là, các thiết bị nghe nhìn, giải trí…)

- Phục vụ nhu cầu sản xuất và xây dựng kinh tế hộ gia đình: sử dụngnguồn điện năng để chạy động cơ sản xuất chế biến gỗ, máy dệt kéo tơ, máy kem

đá và máy bơm nhỏ gia đình để tưới vườn, bơm nước phục vụ sinh hoạt…

- Phục vụ cho phát triển nông nghiệp nông thôn: dùng chạy động cơ chocác trạm bơm tưới, tiêu tập trung, cho máy xay sát, chế biến thức ăn gia súc

- Phục vụ cho phát triển công nghiệp địa phương: cấp điện cho các cơ sởrèn đúc cơ khí, nhà máy chế biến thức ăn, chế biến gỗ, các sản phẩm nông lâm,nghiệp… và các cơ sở kinh tế khác

2.1.2 Đặc điểm phụ tải của lưới phân phối Việt Nam

a Đối với khu vực nông thôn

Phụ tải khu vực nông thôn là đại lượng có tính biến thiên ngẫu nhiên và cóđặc điểm quan trọng nữa là nó mang tính mùa vụ và thời tiết trong năm Phụ tảithường đạt giá trị cực đại vào thời gian chính vụ, mùa hạn hay úng lụt Ở cácthời điểm khác lưới điện thường làm việc non tải Sự chênh lệch giữa phụ tải cựcđại và cực tiểu ở khu vực này là rất lớn Ở khu vực nông thôn thông thường nhucầu cho chiếu sáng và tiêu dùng dân cư chiếm tới 8085%, nhu cầu cho bơmtưới chiếm 510%, nhu cầu cho sản xuất và dịch vụ thường chiếm khoảng510%

Đối với các khu vực nông thôn miền núi thì hầu hết sử dụng thiết bị mộtpha, các hộ đăng ký sử dụng 3 pha số lượng rất ít

Các phụ tải 3 pha ở nông thôn hiện nay chủ yếu là các trạm bơm tưới tiêutập trung, công suất phổ biến các động cơ là 14250 kW và các động cơ cỡ vừa

và lớn phục vụ cho công nghiệp địa phương như các cơ sở chế biến thức ăn giasúc chế biến gỗ và các cơ sở tiểu thủ công nghiệp Các phụ tải bơm tưới tiêuthường đặt ở xa dân cư và thường xuất hiện nhiều ở khu vực đồng bằng Ở cáckhu vực miền núi và trung du số lượng các trạm bơm này rất ít vì chủ yếu tướitiêu tự chảy Các phụ tải công nghiệp địa phương thường phát triển ở khu vựcnông thôn đồng bằng khu vực trung tâm cụm xã và trung tâm các xã trung du,miền núi

b Đối với khu vực thành thị

Về phương diện sử dụng điện năng đô thị là một phụ tải điện rất lớn, đadạng và là nơi tập trung công nghiệp, dân cư… có liên quan chặt chẽ đến cáclĩnh vực khác như giao thông, xây dựng, văn hoá xã hội, bảo vệ môi trường và

có mật độ phụ tải (kVA/km2) rất cao do đó lưới điện ngắn, tiết diện dây lớn, thờigian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải khá lớn và cũng nằm trong một dảirất rộng (3000-5000 giờ/năm) mật độ trạm nguồn và trạm phân phối dày đặc,lưới đô thị thường hay sử dụng là lưới cáp

Cấu trúc phụ tải điện đô thị chủ yếu bao gồm công nghiệp, tiểu thủ côngnghiệp, giao thông, sinh hoạt dân dụng và các công trình xã hội, nông nghiệpngoại thành với tỷ lệ tuỳ theo mức độ phát triển đô thị.

Một đặc trưng của đô thị là công nghiệp và dân số tăng nhanh dẫn đếnmức thâm nhập rất nhanh của điện năng vào các mặt xã hội

Trong phụ tải điện đô thị, ngoài các xí nghiệp công nghiệp, phải xét đếnmột bộ phận quan trọng là dân cư đô thị Ở bộ phận này gồm 2 loại phụ tải điện:nhà ở và những cơ sở văn hoá - xã hội Tuy nhiên cả hai khu vực đều chịu chiphối bởi quy luật ngẫu nhiên, tổng hợp nhiều yếu tố không xác định trước như:thời tiết, ngày nghỉ, ngày lễ…

2.2 Đặc điểm của lưới phân phối Việt Nam

Lưới phân phối Việt Nam hiện nay tồn tại 5 cấp điện áp Theo km đườngdây lưới 35 kV chiếm 28,1%; lưới 22 kV chiếm 31,9%; lưới 15 kV chiếm20,2%; lưới 10 kV chiếm 16%; lưới 6 kV chiếm 3,9%

Tại miền Bắc, lưới phân phối sử dụng chủ yếu ở các cấp 35, 22, 10, 6 kV.Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm tỷ trọng 56,2%; lưới 22 kVchiếm 7,2%; lưới 10 kV chiếm 30%; lưới 6 kV chiếm 6,6% Trong thời gian tới,theo Quyết định số 149NL/KHKT chọn cấp điện áp chuẩn lưới phân phối chotoàn quốc là 22 kV khi đó toàn bộ lưới trung áp miền Bắc sẽ chuyển dần dầnsang cấp 22 kV

Chất lượng lưới phân phối khu vực miền Bắc bị xuống cấp; lưới 6, 10 kV,các trạm trung gian bị quá tải; mang tải cuộn dây 22 kV ở trạm nguồn non tải,dẫn tới lưới 35 kV phát triển rất nhanh (bình quân trên 15%/năm)

Tại miền Nam, lưới phân phối sử dụng chủ yếu ở các cấp 35, 22, 15, 6 kV.Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm 2%; lưới 22 kV chiếm 53,7%;lưới 15 kV chiếm 44%; lưới 6 kV chiếm 0,3% Chất lượng lưới phân phối khuvực miền Nam có chất lượng tốt hơn lưới miền Bắc, lưới điện được xây dựngtheo quy chuẩn 22 kV, tiết diện dây lớn để dự phòng cho các năm tiếp theo Hiệnnay, trừ khu vực TP Hồ Chí Minh, hầu hết các tỉnh phía Nam tới năm 2007 lướiphân phối về cơ bản chuyển thành lưới 22 kV

Tại miền Trung, lưới phân phối tồn tại ở cả 5 cấp điện áp 35, 22, 15, 10, 6

kV Trong đó theo km đường dây, lưới 35 kV chiếm 15%, lưới 22 kV chiếm46%, lưới 15 kV chiếm 18%, lưới 10 kV chiếm 16,1%, lưới 6 kV chiếm 4,9%.Lưới phân phối khu vực miền Trung chủ yếu phát triển sau năm 1994, do vậy về

cơ bản lưới điện được xây dựng theo tiêu chuẩn lưới 22 kV (nếu tính cả lưới vậnhành và xây dựng theo tiêu chuẩn 22 kV chiếm tỷ trọng từ 80 đến 90%), chấtlượng lưới phân phối tốt

2.3 kết cấu của lưới điện phân phối Việt Nam

2.3.1 Lưới điện 35 kV

Trước đây lưới điện 35 kV còn gọi là lưới truyền tải với các đường dây rấtdài đến hàng trăm km Kết nối với các đường dây này là các trạm biến áp trunggian, các trạm biến áp tương đối lớn cung cấp cho nông nghiệp và công nghiệptại các địa phương Toàn bộ lưới điện vận hành chế độ ba pha ba dây trung tínhcách điện theo quan điểm của châu Âu

Hiện nay lưới điện 35 kV trải rộng khắp cả nước với mật độ Theo quyhoạch thì lưới điện 35 kV còn duy trì rất lâu trong hệ thống truyền tải và phânphối điện Việt Nam và đặc biệt được sử dụng ở những khu vực tải phân bố rộng

và phân tán như vùng miền núi, vùng sâu, vùng xa dân cư thưa thớt

Tại các khu vực đồng bằng Bắc Bộ do có phụ tải nông nghiệp và côngnghiệp địa phương chiếm tỷ trọng rất lớn, cùng đó dân cư sinh hoạt đông đúctheo mô hình cộng đồng làng xã, giao thông thuận lợi, nhỏ bé Do vậy việc đưacác đường dây 35 kV vào sâu trong khu dân cư gặp khó khăn, cho nên các đườngdây 35 kV vẫn chủ yếu làm việc như là đường dây truyền tải cung cấp cho cáctrạm biến áp trung gian, các trạm biến áp phục vụ công nghiệp, thuỷ lợi có quy

mô lớn và các trạm biến áp cấp điện sinh hoạt và gia dụng nhưng số lượng trạmnày còn rất ít

Hiện nay các đường dây 35 kV đã và đang được kết nối với dạng mạchvòng kín vận hành hở để nâng độ tin cậy cung cấp điện cho diện rộng và kết nối

hỗ trợ giữa các trạm 110 kV với nhau

Với các khu vực miền núi trung du do phụ tải phân tán bán kính cung cấpđiện xa, dân cư thưa thớt cho phép đưa đường dây 35 kV vào sâu trong khu vực

dân cư Do vậy hầu hết các khu vực miền núi, trung du đều được cấp điện bằngđường dây 35 kV và làm việc như đường phân phối Các đường dây 35 kV hiệnnay đều xây dựng ba pha ba dây vận hành ở chế độ trung tính cách điện Dođường dây dài phụ tải phân tán và nhỏ nên các đường dây 35 kV khu vực miềnnúi trung du thường có dạng hình tia một mạch nên độ an toàn cung cấp điệnthấp

2.3.2 Lưới điện 22 kV

Ở Việt Nam, lưới điện 22 kV mới đưa vào vận hành và sử dụng trongkhoảng mười năm gần đây nhằm mục đích chuyển đổi lưới điện cấp (6, 10)kV ởkhu vực thành phố và thị xã khu vực đồng bằng về cùng cấp điệm áp 22 kV

Lưới điện 22 kV có trung tính nối đất trực tiếp, song do truyền thống xâydựng các trạm biến áp phụ tải đều là 3 pha, do vậy các đường dây đều được xâydựng theo kiểu 3 pha 3 dây và không có dây trung tính Lưới điện 22 kV thựcchất mới có ít ở khu vực đô thị, thị xã ven các trạm 110/22 kV như ở các khu vực

Hà Nội, Hạ Long, Thành phố Vinh, Hải Phòng, Nam định, Thái Nguyên và MộcChâu

Nhìn chung khối lượng lưới 22 kV còn ít và sự phát triển của nó phụ thuộcvào khả năng vốn cải tạo (6, 10) kV ở các khu vực thành phố Do lưới 22 kVphần lớn là cấp điện cho các phụ tải quan trọng và lớn nên hầu hết các đườngdây 22 kV đều được xây dựng theo dạng mạch vòng kín vận hành hở

2.3.3 Lưới điện (6, 10) kV

Hầu hết các phụ tải dùng như: sinh hoạt, phụ tải công nghiệp địa phương,dịch vụ tại các thành phố và các thị xã… đều được cung cấp điện thông qua cấpđiện áp (6, 10) kV

Lưới điện này được sử dụng chính để cung cấp điện ở miền Bắc Việt Nam

từ những năm 1950 đồng thời cùng với cấp điện áp 35 kV và cho đến nay vẫncòn được sử dụng rộng rãi Toàn bộ lưới này đều thiết kế ba pha ba dây và làmviệc ở chế độ trung tính cách điện Lưới điện này thường được xây dựng sau cáctrạm biến áp trung gian 35/6 kV; 35/10 kV và một số được xây dựng sau trạmbiến áp 110/35/6 kV hay 110/35/10 kV nhằm đưa điện tới sâu các tâm phụ tải.Với điện áp này có thể cung cấp điện vào sâu cho các khu vực dân cư, len lỏi vào

các khu vực chật hẹp, giảm bán kính cung cấp điện hạ áp Những năm trước dophụ tải sử dụng điện phát triển thấp với bán kính cung cấp (510) km thì lướiđiện cấp điện áp này phát huy tốt các ưu điểm của mình Ngày nay do phụ tải sửdụng điện phát triển mạnh nên lưới điện này bộc lộ nhiều nhược điểm khôngthích ứng, đặc biệt các khu vực thành thị các khu vực phát triển…

Mặt khác, các đường dây lưới điện này đều được xây dựng theo dạng hìnhtia nên độ tin cậy cung cấp điện trong cung cấp điện không cao Xu hướng thaythế dần lưới điện này bằng lưới điện 22 kV trung tính trực tiếp nối đất đang đượcthực hiện

2.3.4 Nhận xét

Như vậy ở Việt Nam tồn tại nhiều cấp điện áp trên lưới trung áp của lướiđiện gây khó khăn cho công tác quản lý vận hành, sản xuất, chế tạo thiết bị cũngnhư trao đổi khoa học công nghệ, các đường dây trung áp có chiều dài khá lớnnên chất lượng điện năng cuối đường dây giảm thấp Việc đồng nhất cấp điện áptrung áp là xu hướng tất yếu hiện nay trên thế giới, tuy nhiên đối với nước ta việcchuyển đổi này đòi hỏi một nguồn vốn khá lớn nên việc cải tạo sẽ diễn ra từ từtrong một thời gian dài

2.4 Kết luận chung

- Ta thấy mạng điện phân phối là mạng có nhiệm vụ trực tiếp phân phốiđiện năng cho các phụ tải cho nên công tác quy hoạch và thiết kế nhằm lựa chọnđược một cấu trúc hợp lý của lưới điện phân phối (trung áp) có ý nghĩa hết sức tolớn

- Nếu lựa chọn được một cấu trúc hợp lý của lưới điện sẽ đem lại hiệu quảkinh tế to lớn cũng như thuận lợi trong công tác quản lý và vận hành

CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU CẤU TRÚC CHO LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG LƯỚI ĐIỆN TỐI ƯU CHO KHU

ĐÔ THỊ ĐIỂN HÌNH 3.1 Phương pháp tối ưu cấu trúc cho lưới phân phối

Khi quy hoạch lưới điện, sau khi đã chọn được cấp điện áp tối ưu, người taphải giải quyết bài toán xác định cấu trúc tối ưu của lưới điện

Cấu trúc lưới điện là cách bố trí các phần tử và cách chắp nối giữa cácphần tử trong lưới điện Như vậy cấu trúc của lưới có thể được mô tả bằng các

đồ thị hình học (các graph), các bảng số (các ma trận) hoặc các quan hệ hàm số(các ánh xạ)

Cấu trúc của lưới điện có liên quan trực tiếp đến việc vận hành và khảnăng phát triển của lưới Như vậy khi thay đổi cấu trúc của lưới dẫn đến sự thayđổi về chức năng của lưới điện và do đó sẽ tạo ảnh hưởng tốt hoặc xấu đối vớiviệc thực hiện mục tiêu đề ra đối với lưới điện Chính vì vậy, cần phải xác địnhcấu trúc tối ưu của lưới điện để đạt được mục tiêu đề ra Đây là một bài toánđộng, đa chỉ tiêu, phân cấp và bất định nên việc giải bài toán này là một việcphức tạp Việc tìm cấu trúc tối ưu lưới điện có nhiều phương pháp khác nhau, ởđây xin trình bày hai phương pháp: phương pháp nhánh và cận, phương pháp thuhẹp dần

3.1.1 Phương pháp nhánh và cận

Bài toán phát biểu như sau:

Biết vị trí và công suất cực đại của nguồn và phụ tải, xác định sơ đồ nốidây tối ưu của lưới điện thiết kế sao cho hàm chi phí tính toán Z là nhỏ nhất

Để lập hàm mục tiêu của bài toán ta xác định công thức của hàm chi phítính toán như sau:

Đối với mỗi nhánh nối nút i, tới nút j thì ta có hàm chi phí tính toán Zij

riêng của nhánh đó Từ đó ta có công thức tính hàm chi phí tính toán cho hệthống gồm n nút là:

 



n 1 i

n 1

Fij: Tiết diện dây dẫn đường dây ij, [mm2]

A: Thành phần vốn đầu tư không phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn (tiềnthăm dò tuyến, tiền cột móng, tiền bồi thường diện tích đất…), [đ/km]

B: Là hệ số của thành phần vốn đầu tư phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn, [đ/km.mm2]

Lij: Chiều dài đường dây ij, [km]

YAij: Là chi phí tổn thất điện năng trên đoạn ij

YAij được xác định theo công thức:

F

L

Ở đây: ij là điện trở suất của vật kiệu làm dây dẫn, [.mm2/km]

Iij: Dòng điện chạy trên đường dây ij, [A]

: Là thời gian tổn thất công suất lớn nhất, [h]

c: Là giá tiền 1 kWh tổn thất điện năng, [đ]

Đối với lưới điện khu vực hoặc lưới điện có đồ thị phụ tải bằng phẳng tiếtdiện dây dẫn được chọn theo điều kiện jkt khi đó ta có:

ij ij

B a

0 ) I Z

ij ij

ij ij

ij ij

0 ) I Z

ij ij

ij ij

ij ij

Với các điều kiện ràng buộc:

i n

Trong đó:

Ii: Là dòng điện tại các nút phụ tải hoặc nút nguồn thứ i

Iij: Là dòng điện trên đoạn dây dẫn ij và Iij < 0

Từ điều kiện ràng buộc ta thấy số lượng ẩn của các bài toán này rất lớn,nếu lưới điện có n nút thì số ẩn S (bao gồm cả dòng đi và dòng về) là:

S = n(n-1)Trong thực tế có thể bỏ qua những dòng điện đi trực tiếp từ tải về nguồnnên có thể bỏ bớt một số ẩn Từ đó suy ra số phương trình ràng buộc là (n-1)phương trình độc lập

Như vậy cấu trúc tối ưu của lưới điện có n nút chỉ bao gồm (n-1) nhánh.Điều đó có nghĩa là chưa xét đến mức độ quan trọng khác nhau của phụ tải

Sau đây ta tìm cách giải bài toán tìm cực tiểu hàm Z(Iij)

Phân tích hàm chi phí tính toán Z thành tổng của hai hàm chi phí Z1 và Z2

Z(Iij) = Z1 + Z2

Z1 = A L ij; Z2 =  Lij Iij

Từ đó suy ra điều kiện của bài toán là:

Xác định tập {Iij} sao cho min Z(Iij) = min (Z1 + Z2)

Đặt min Z1 = W1; min Z2 = W2

min Z = min (Z1 + Z2) = W

Suy ra ta luôn có điều kiện

min Z  min Z1 + min Z2.Trong công thức trên thừ W được gọi là cận dưới của hàm mục tiêu Z củamột phương án bất kỳ và ta không thể tìm được phương án nào có hàm chi phítính toán nhỏ hơn W

Giá trị của hàm chi phí tính toán chỉ bằng W khi phương án được chọnvừa là phương án có vốn đầu tư cực tiểu, vừa là phương án có tổn thất điện năngnhỏ nhất tức là truyền tải điện năng với chi phí nhỏ nhất Tuy nhiên điều này rấtkhó có thể xảy ra trong thực tế vì một phương án có vốn đầu tư bé rất khó có thểđảm bảo rằng tổn thất điện năng là nhỏ nhất

Tối ưu cấu trúc lưới theo phương pháp nhánh và cận

Bước 1 Tìm cây bao trùm nhỏ nhất (tìm Z 1 )

Áp dụng thuật toán prim để tìm cây bao trùm nhỏ nhất như sau:

+ Bước 1: Chọn cạnh (i1,j1) nối 2 đỉnh i1 và j1 có độ dài d(i1,j1) nhất Xâydựng tập đỉnh AK = {i1,j1}; tập cạnh C = {(i1,j1)}

+ Bước 2: Từ sơ đồ graph đầy đủ của mạng điện, chọn một cạnh (i,j) cómột đỉnh thuộc AK, một đỉnh không thuộc tập AK là cạnh (i1,j2) có chiều dài nhỏnhất

Bổ sung đỉnh j2 vào tập AK, cạnh (i1,j2) vào tập C

Sau bước này các tập AK và C là:

AK = {i1,j1,j2}; C = {(i1,j1),(i1,j2)}

+ Bước 3: Kiểm tra số cạnh của tập cạnh C có bằng (n-1) cạnh không?Nếu tập C có (n-1) cạnh thì tập C chính là tập chứa các cạnh của cây baotrùm nhỏ nhất

Nếu tập C chưa đủ (n-1) cạnh thì quay trở lại bước 2

Bước 2 Tìm phương án có hàm chi phí tổn thất điện năng cực tiểu (tìm

I L

Mà  là hằng số nên suy ra hàm mục tiêu là: Z2 = Lij Iij  min

Với các ràng buộc tại các nút nguồn và phụ tải:

i n

1

j ij

n 1

j ji

I I

lij: Là chiều dài đường dây nối từ nút i tới nút j.

Từ đó cho thấy bài toán xác định phương án có hàm chi phí tổn thất điệnnăng nhỏ nhất là bài toán quy hoạch tuyến tính và hoàn toàn có thể giải đượcbằng phương pháp đơn hình hoặc bài toán vận tải

Bước 3: Thực hiện phương pháp cận và nhánh tìm phương án tối ưu

- Dựa trên cơ sở vừa tìm được là phương án có Z1min và phương án có Z2min

thực hiện tối ưu hoá theo nguyên tắc của phương pháp cận và nhánh để tìm cấutrúc tối ưu của lưới điện thiết kế

- Ta có: W = W1 + W2 là giá trị cận dưới của hàm mục tiêu Z của mộtphương án bất kỳ Giá trị Z = W ứng với trường hợp lưới điện đồng thời có tổngvốn đầu tư cực tiểu (cây bao trùm của phương án là nhỏ nhất) và tổng tổn thấtđiện năng cực tiểu (truyền tải điện năng với chi phí nhỏ nhất)

Với tinh thần đó, ta sẽ tìm thuật toán để phối hợp các phương án có minZ1

và min Z2 đồng thời luôn để ý tới giá trị cận W

Do số phương án nối dây của lưới điện là rất lớn Nếu chỉ xét mạng hở thì

đã có tới n(n+2) phương án Vì vậy để giảm bớt khối lượng tính toán ta có thể bỏqua những tập phương án mà biết chắc trong đó không chứa phương án tối ưu

Để làm được việc đó ta tiến hành phân nhánh, tức là chia các phương ánthành những tập có chứa nhánh ij, ở mỗi tập trước hết chỉ cần tìm giá trị cận W

Chi tiết cụ thể của phương pháp được trình bày trong phần phụ lục vớilưới có 4 nút phụ tải

Sơ đồ thuật toán của phương pháp như hình 3.4

3.1.2 Phương pháp thu hẹp từng bước

Các giả thiết của phương pháp:

Các nút nguồn và nút tải trong mạng điện có cùng một cấp điện áp Tức là

bỏ qua ảnh hưởng của các máy biến áp tăng và hạ áp; điện trở đường dây cao áp

có thể bỏ qua vì nó nhỏ hơn nhiều so với điện kháng tương ứng; Bỏ qua tổn thấtđiện áp và công suất, lấy điện áp tại các nút đều bằng 1 (đơn vị tương đối)

- Phương pháp thu hẹp lần lượt

Trong quá trình quy hoạch ngắn hạn hoặc dài hạn, mạng lưới điện hiện cósẽ có những thay đổi và mở rộng, bao gồm những nhà máy điện mới trên cơ sởmạng điện hiện có được mở rộng sẽ là một vấn đề cấp thiết Một trong nhữngphương pháp để tìm được lời giải cho bài toán trên đó là phương pháp “thu hẹplần lượt”

Chiến lược của phương pháp thu hẹp lần lượt như sau: Đầu tiên tạo nênmột lưới giả bao gồm toàn bộ lưới ban đầu, những nút độc lập (gồm những nútnguồn và tải dự kiến đưa vào hệ thống) và những đường dây cần thêm vào(những đường dây này là những đường dây nối giữa các nút đã có với các nút dựkiến đưa vào và có cả những đường dây nối các nút sẵn có với nhau) Dựa trên

cơ sở những dữ liệu của năm quy hoạch, lưới giả đó có thể là một graph đầy đủ(nối tất cả các nút hệ thống với nhau) hoặc cũng có thể là một phương án nối dâynào đó được đưa ra nhưng chưa tối ưu

Một hệ thống giả như thế có thể vừa thiếu vừa không kinh tế Khi đó ta bắtđầu quá trình “thu hẹp” hệ thống lưới điện mà vẫn đảm bảo lưới điện được mởrộng với số nút mới và đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật tương đối cho phương áncuối cùng

Ta tiến hành phân tích phụ tải trên lưới điện ảo đó, mọi đường dây thêmvào được so sánh và sắp xếp theo thứ tự trên cơ sở tính hiệu quả của hệ thống và

đường dây Những đường dây có hiệu quả thấp nhất sẽ lần lượt bị loại ra khỏi hệthống cho tới khi không còn đường dây nào có thể bị loại thêm Khi đó có thểnói, việc loại thêm bất kỳ đường dây nào sẽ làm hệ thống bị quá tải hoặc bị viphạm các ràng buộc kỹ thuật.

Phương pháp thu hẹp lần lượt đánh giá liên tiếp hiệu quả của một đườngdây trong hệ thống nhờ vào các giá trị dòng công suất truyền tải Do có tính đếncác yếu tố dòng công suất truyền tải trên đường dây và các yếu tố vốn đầu tư nên

ta có định nghĩa về hệ số hiệu quả của đường dây như sau:

2 L

L L

X P

Nếu đặt

ij L

X

1

B  và  = i - j ta có PL = BL.;

i, j: Góc trạng thái tại nút i, j tương ứng (góc điện áp)

Xij: Điện kháng nhánh đường dây ij

CL: Chính là chi phí xây dựng đường dây ij

Đối với mạng điện cùng cấp điện áp và các loại dây như nhau thì chi phíđường dây tỷ lệ với chiều dài đường dây, khi đó để so sánh tính hiệu quả củađường dây ta có thể lấy CL = L

Se: Là tập hợp các đường dây thêm vào hệ thống

Khi dần dần loại bỏ các đường dây có tính hiệu quả thấp đi, vẫn phải giữlại một số đường dây tuy có hiệu quả thấp nhưng có ảnh hưởng lớn tới hệ thốnghoặc tới những đường dây khác Những đường dây này có thể chia làm hai loại:

- Những đường dây mà nếu loại chúng đi sẽ làm mất liên kết trong hệthống hoặc làm mất ổn định của hệ thống

- Những đường dây mà nếu loại chúng đi sẽ làm đường dây khác quá tảihoặc làm tăng tổn thất điện áp lớn nhất trong hệ thống.

Khi đã loại bỏ được những đường dây không cần thiết của một phương án

đi dây nào đó hoặc của cả một graph của hệ thống mở rộng thì ta sẽ thu đượcmột phương án tối ưu cuối cùng thoả mãn các yêu cầu đặt ra của quá trình quyhoạch hoặc thiết kế Phương pháp chọn đường dây hiệu quả nói trên chỉ dùng đểloại bỏ đi các đường dây thêm vào, những đường dây ban đầu của hệ thống phảiđược giữ nguyên Các bước thuật toán như sau:

Bước 1: Dữ liệu đầu vào của năm quy hoạch tới gồm:

Sơ đồ lưới điện cần mở rộng nhưng chưa tối ưu

Công suất nút tải, công suất nút nguồn

Thông số của đường dây sẵn có và thêm vào

Giới hạn truyền tải của các đường dây

Bước 2: Lập ma trận tổng trở nút Z được thiết lập là nghịch đảo của ma

trận tổng dẫn hoặc được thiết lập bằng phương pháp dòng nhánh

Bước 3: Tính véctơ trạng thái  dùng biểu thức:

[] = [Z].[Pn][Pn]: Véctơ công suất nút cấp (nx1); ma trận tổng trở của lưới điện

Bước 4: Xác định dòng công suất nhánh dùng công thức:

ij

j i ij

X

Xij: Điện kháng của đường dây nối nút i và nút j

Bước 5: Sắp xếp các đường dây thêm vào theo thứ tự tính hiệu quả tăng

dần để phân tích loại ra đường dây có hiệu quả thấp nhất

Dữ liệu đầu vào

Lập ma trận tổng trở nút Z cho lưới giả

Giữ lại đường dây thứ L, phục hồi lại véctơ 

Đã kiểm tra tất cả các đường dây

9

5 4 3 2

Hình 3.5 Sơ đồ khối của thuật toán

Bước 6: Việc loại ra đường dây thứ L là một bước thử Theo đó, véctơ

trạng thái  được cập nhật mà không cần phải hiệu chỉnh ma trận tổng trở của hệthống mà bước 7 đang xét

[] = [] + [] = [] + k.Xekk

   

) 1 nx ( nj

n i

ij ii

j 1 i

1 j

i k

x x

x x

x x

) (

Ngược lại dòng công suất nhánh sẽ được tính lại từ véctơ  đã được hiệuchỉnh theo công thức:

Bước 7: Quyết định đường dây thứ k cần được loại bỏ, chỉ có ma trận tổng

trở cần phải được hiệu chỉnh do véctơ trạng thái mới và các dòng công suấtnhánh đã được tính trước (bước 10)

Ngược lại, nếu khối 7 quyết định đường dây k cần phải giữ lại, ma trậntổng trở cần được giữ nguyên và véctơ trạng thái được phục hồi như trước khiloại đường dây k đi (bước 8); sau đó tiến hành phân tích trên các đường dâykhác

Chú ý: Với những giả thiết của cơ sở lý thuyết, một hệ thống có (n+1) nút

ta sẽ chọn một nút cơ sở với góc trạng thái của nút đó là nút 0 Do đó cấp của matrận tổng trở là (nxn)

Quá trình thu hẹp sơ đồ lưới điện sẽ kết thúc khi không còn đường dây nào

có thể loại bỏ đi được Lúc đó ta thu được lưới điện tối ưu so với phương án lướiđiện ban đầu đưa ra Hệ thống điện sau khi thu hẹp vẫn đảm bảo liên kết vàkhông bị quá tải, đảm bảo kinh tế hơn so với sơ đồ ban đầu

Sơ đồ thuật toán của phương pháp như hình 3.5

3.2 Nguyên tắc xây dựng lưới tối ưu cho khu đô thị điển hình

3.2.1 Đặc điểm lưới phân phối dành cho khu đô thị

Một trong các điều kiện xây dựng lưới điện là phải xem xét các ràng buộckhi lắp đặt các tuyến đường dây của lưới điện theo địa hình và lãnh thổ Trong

đô thị các phụ tải rất đa dạng, tập trung tại các khu vực khác nhau tuỳ theo đặcđiểm kinh tế xã hội Tuy nhiên, với một khu vực rộng lớn, hoàn toàn có thể phânchia thành các khu vực nhỏ, trong đó mật độ phụ tải gần như được phân bố đều.Giả thiết dây dẫn được sử dụng trong HTCCĐĐT là cáp Đây là xu hướng pháttriển chung của lưới điện đô thị do 2 yêu cầu chính: Tính an toàn cho các côngtrình xung quanh các tuyến đường dây và ít chịu các tác động ngẫu nhiên củamôi trường cùng với việc tiết kiệm mặt bằng và tăng mỹ quan đô thị Cáp đangđược sử dụng và phát triển rộng rãi hiện nay là cáp vặn xoắn nhờ những ưu điểmnổi bật của nó so với các loại dây khác như:

Mạng các ưu điểm của đường dây cáp so với dây trần

Giảm độ sụt áp do điện kháng nhỏ

Độ bền cơ tăng cao

Nhìn chung các đô thị và vùng ven đô đều có dạng cấu trúc ô bàn cờ màcác đường phố lớn chạy song song với nhau và nối giữa chúng là các phố nhỏ

mà chiều dài đoạn phố này là bề sâu hai ngõ đi ra hai phố chính và do đó khônglớn