Báo cáo nghiên cứu khoa học NGHIÊN cứu ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN lưới điện TRUNG áp MIỀN bắc VIỆT NAM TRÊN cơ sở SO SÁNH các CHỈ TIÊU KINH tế kỹ THUẬT

NGHIấN CU NH HNG PHT TRIN LI IN TRUNG P MIN BC VIT NAM TRấN C S SO SNH CC CH TIấU KINH T-K THUT AN ORIENTATION STUDY FOR DEVELOPING OF MEDIUM VOLTAGE POWER NETWORK IN NORTHERN VIETNAM BASED ON COMPARED ECONOMICAL AND TECHNICAL NETWORK PARAMETERS NGUYN C HNH Vin Nng lng L VN T Trng i hc Bỏch khoa H Ni TRNH TRNG CHNG Trng i hc Cụng nghip H Ni TểM TT Bi bỏo gii thiu phng phỏp nghiờn cu phỏt trin li in trung ỏp Bc Vit Nam n nm 2020, da trờn c s so sỏnh cỏc ch tiờu kinh t k thut T ú xõy dng v la chn phng ỏn phỏt trin li in hp lý phự hp vi mt ph ti ca tng khu vc ABSTRACT Each determined area has its own power load density Renovation and development rate of an electrical power system depends on its actual state Investigation to determine a technically and economically optimal restructure rate for each area is regarded as an important part of electrical power system development planning in the Northern provinces of Viet Nam, which have a very structurally complicated and technically backward electrical power system This paper introduces approaches applied for development of MV power networks in Northern Vietnam based on a comparison of economical and technical network parameters so as to choose an optimal plan for MV network development in accordance with each area's power load density Đặt vấn đề Mạng điện trung áp chiếm tỷ trọng lớn hệ thống điện (HTĐ) nước ta Vốn đầu tư cho mạng điện trung áp chiếm tới gần 1/3 tổng vốn đầu tư toàn HTĐ, nhiên kèm với tỷ lệ tổn thất trung bình mạng điện cao (8-10) % Cũng đa số nước giới, lịch sử để lại mạng điện trung áp nước ta tồn nhiều cấp điện áp khác nhau: 6, 10, 15, 22, 35 kV Sự tồn nhiều cấp điện áp buộc phải sử dụng nhiều loại thiết bị với xuất sứ khác nhau, điều gây trở ngại vận hành khó thiết lập chế độ làm việc kinh tế; thêm vào trình cải tạo quy hoạch gặp nhiều trở ngại thiếu tiêu, định mức hợp lý dẫn đến thiếu xác dự báo, lựa chọn thiết bị lãng phí vốn đầu tư, kèm theo trình gia tăng tổn thất, giảm chất lượng điện Năm 2004 - 2005 tỷ số đường dây/điện tiêu thụ tỷ số công suất đặt/điện tiêu thụ tương ứng 2,8 km/GWh 0,55 MVA/GWh, thấp nhiều so với tiêu hợp lý 4,0 km/GWh 0,85 MVA/GWh, điều chứng tỏ nhu cầu phát triển mạng trung áp nước ta lớn Mặc dù có định chuyển đổi cấp điện áp phân phối khác sang cấp 22 kV trình chuyển đổi diễn chậm chưa mang lại hiệu kinh tế cách rõ ràng Vì việc nghiên cứu giải pháp cải tạo phát triển đồng cấp điện áp mạng điện trung áp nhằm tối ưu hoá mạng điện cần thiết Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu phát triển lưới trung áp miền Bắc Việt Nam tới năm 2020 sở so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án phát triển lưới điện để lựa chọn phương án phát triển lưới điện hợp lý Cơ sở phương pháp đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật việc cải tạo phát triển lưới trung áp Xem xét việc xây dựng lưới điện trung áp dựa tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật - Tiêu chuẩn kỹ thuật: tất phương án phát triển lưới điện phải thoả mãn tiêu chuẩn như: đáp ứng cầu phát triển kinh tế-xã hội; yêu cầu mỹ quan; tổn hao điện áp đường dây; công suất truyền tải tuyến dây; tính linh hoạt việc sửa chữa vận hành - Tiêu chuẩn kinh tế: có nhiều tiêu đánh giá hiệu dự án đầu tư như: tỷ số hiệu so với chi phí B/C; thời gian hoàn vốn Tp; hệ số hoàn vốn nội IRR; tiêu giá trị quy đổi lãi ròng NPV; chi phí biên dài hạn LRMC Phù hợp với toán đánh giá hiệu kinh tế việc xây dựng cải tạo lưới trung áp, phương pháp tìm chi phí biên dài hạn nhỏ lựa chọn làm sở để định phương án phát triển lưới điện cho khu vực tính toán - Phương pháp nghiên cứu: dựa việc lựa chọn khu vực điển hình có diện tích không lớn, đưa phương án phát triển lưới điện, tìm mô hình phù hợp nhân rộng Bài toán phát triển lưới điện phải gắn liền yếu tố thời gian, phải đưa khối lượng xây dựng, vốn đầu tư, giá trị thu hồi, tổn thất điện phương án, để tính toán chi phí biên dài hạn, phương án có chi phí biên dài hạn nhỏ lựa chọn phương án phát triển lưới điện - Chi phí biên chi phí để sản xuất thêm đơn vị sản phẩm Công thức xác định chi phí biên sau: d (CT ) LRMC = (1) dq đó: LRMC chi phí biên; CT tổng chi phí; q số lượng sản phẩm Đối với sản phẩm điện, chi phí biên chi phí hệ thống tăng thêm để sản xuất thêm đơn vị điện (kWh) Có hai phương pháp xác định chi phí biên dài hạn sử dụng rộng rãi giới là: Phương pháp tiếp cận hệ thống theo việc phát triển mở rộng hệ thống (Expansion Approach) Phương pháp tiếp cận hệ thống theo việc gia tăng phụ tải (Incremental Approach) Cả hai cách tiếp cận dựa sở phát triển tối ưu hệ thống Theo phương pháp phát triển mở rộng hệ thống, chi phí biên dài hạn xác định sở chi phí tăng thêm để đáp ứng nhu cầu phụ tải dự báo tăng thêm hàng năm Phụ tải chi phí tăng thêm tính toán chênh lệch so với năm sở so với gia tăng hàng năm, xác định theo: n LRMC = C t (1 i) t t n E t t t (1 i ) (2) đó: Ct: chênh lệch chi phí năm t, Et chênh lệch nhu cầu phụ tải năm t (kWh), i hệ số chiết khấu, n thời gian tính toán Xây dựng hàm chi phí tính toán hàng năm cho lưới trung áp Ci = C1i + C2i + C3i (3) đó: C1i tổng vốn đầu tư để xây dựng trạm biến áp đường dây năm thứ i; C2i chi phí vận hành bảo dưỡng lưới điện năm thứ i; C3i chi phí tổn thất điện đường dây trạm biến áp năm thứ i Kết tính toán phương án cải tạo lưới điện trung áp cho số khu vực điển hình Dựa vào việc phân tích đặc điểm lưới điện, lựa chọn khu vực điển hình khu vực miền Bắc để nghiên cứu a Khu vực 1: Quận Hoàn Kiếm TP.Hà Nội có mật độ phụ tải cao, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện mỹ quan đô thị mức cao b Khu vực I1: huyện Đông Hưng tỉnh Thái Bình có mật độ phụ tải trung bình, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện mức độ trung bình c Khu vực II1: huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang có mật độ phụ tải nhỏ, bán kính cấp điện lớn, yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện mức thấp, lưới trung áp chủ yếu lưới 35kV Đối với khu vực I, II, nghiên cứu tốc độ cải tạo, so sánh rút kết luận mật độ phụ tải cao trung bình, tốc độ cải tạo nhanh, trung bình kéo dài tốc độ phù hợp với mật độ phụ tải Đối với khu vực III, nghiên cứu phương án chuyển đổi lưới điện thành lưới 22kV; phương án chuyển đổi thành lưới 35kV; phương án tồn lưới 35 kV, 22kV, xem xét khu vực nhỏ phát triển cấp điện áp; phương án đem lại hiệu kinh tế lớn Đối với khu vực nghiên cứu, tương ứng với việc xem xét phương án phát triển lưới điện ta có phương án phát triển nguồn cấp điện, khối lượng xây dựng cải tạo lưới trung áp, tổn thất điện chi phí biên dài hạn tới năm 2020 tương ứng 3.1 Tính toán quận Hoàn Kiếm Quận Hoàn Kiếm có 207km đường dây trung áp (100% cáp ngầm), lưới 6kV chiếm 30%, lưới 10kV chiếm 8%, lưới 22kV chiếm 62% Quận cấp điện từ trạm Trần Hưng Đạo (4 lộ 10kV); Yên Phụ (2 lộ 6kV, lộ 22kV); Giám (5 lộ 6kV); Bờ Hồ (3 lộ 6kV, lộ 22kV) Hiện có lộ kV không đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật Các phương án phát triển lưới điện quận Hoàn Kiếm sau: Phương án 1: dựa ý tưởng sớm hoàn thành việc chuyển lưới kV 10 kV thành 22 kV (tới 2010 hoàn thành) Phương án 2: tới năm 2010 cải tạo lưới 6kV thành 22kV, năm 2015 cải tạo lưới 10kV thành 22kV Phương án 3: tới năm 2015 cải tạo lưới 6kV thành 22kV, năm 2020 cải tạo lưới 10kV thành 22 kV Bảng Tổng hợp tiêu kinh tế-kỹ thuật phương án phát triển lưới điện Q.Hoàn Kiếm- Hà Nội TT a b c a b c Hạng mục Vốn đầu tư Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 Tổn thất điện Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 LRMC Đơn vị Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Triệu kWh Triệu kWh Triệu kWh đồng/kWh P án I 399,45 152,7 94,14 152,62 13,181 14,386 15,992 795,2 P.án II 405,89 149,81 103,46 152,62 13,421 14,386 15,992 795,9 P.án III 415,87 144,88 107,94 163,05 16,637 15,118 15,992 798,7 Như sau tính toán phương án phát triển lưới điện quận Hoàn Kiếm thấy việc sớm đồng lưới điện đem lại hiệu kinh tế lớn 3.2 Tính toán huyện Đông Hưng tỉnh Thái Bình Huyện Đông Hưng có 226km đường dây trung áp Trong lưới 10kV chiếm tỷ trọng 84%, lưới 35kV chiếm tỷ trọng 16% tổng chiều dài đường dây trung toàn huyện Huyện Đông Hưng cấp điện từ trạm 110 kV Long Bối (4 lộ 35kV, lộ 10kV), trạm trung gian Thăng Long (3 lộ 10kV) Hiện có lộ 10kV không đảm bảo tiêu kinh tế-kỹ thuật Các phương án phát triển lưới điện huyện Đông Hưng sau: Phương án 1: dựa ý tưởng sớm hoàn thành việc chuyển lưới 10 kV thành 22 kV (tới 2010 hoàn thành) Phương án 2: dựa ý tưởng tận dụng tối đa lưới điện có, sở xác định khu vực không đảm bảo tiêu kỹ thuật chuyển thành lưới 22 kV, bước chuyển đổi lưới 10 kV thành 22 kV Phương án 3: không thực việc cải tạo lưới 10 kV và35 kV thành 22 kV Bảng Tổng hợp kết tính toán tiêu kinh tế-kỹ thuật phương án huyện Đông Hưng- Thái Bình TT a b c a b c Hạng mục Vốn đầu tư Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 Tổn thất điện Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 LRMC Đơn vị Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Triệu kWh Triệu kWh Triệu kWh đồng/kWh P.án I 270,73 92,76 55,97 122,01 2,245 3,962 5,4 857,5 P án II 259,03 55,52 70,96 132,54 2,451 4,093 5,335 838 P.án III 315,24 75,34 95 144,9 2,575 4,5 6,699 871,5 Như huyện Đông Hưng, việc bước cải tạo lưới 10kV thành lưới 22kV mang lại hiệu kinh tế lớn 3.3 Tính toán huyện Vị Xuyên tỉnh Hà Giang Huyện Vị Xuyên có 243km đường dây trung áp Trong lưới 10kV chiếm tỷ trọng 33,2%, lưới 35kV chiếm tỷ trọng 66,8% Huyện cấp điện từ trạm 110kV Vị Xuyên (3 lộ 35kV, lộ 10kV), trạm trung gian Vị Xuyên (1 lộ 10kV) Hiện có lộ 10kV không đảm bảo tiêu kinh tế-kỹ thuật Các phương án phát triển lưới điện huyện Vị Xuyên sau: Phương án 1: chuyển lưới 10 kV 35kV thành lưới 22 kV Phương án 2: chuyển lưới 10 kV thành lưới 35 kV Phương án 3: xem xét lưới trung áp tồn 35 kV 22kV, khu công nghiệp, đô thị phát triển lưới 22 kV, khu vực vùng sâu vùng xa phát triển lưới 35 kV Bảng Tổng hợp kết tính toán tiêu kinh tế-kỹ thuật phương án huyện Vị Xuyên - Hà Giang TT a b c a b c Hạng mục Vốn đầu tư Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 Tổn thất điện Giai đoạn 2006-2010 Giai đoạn 2011-2015 Giai đoạn 2016-2020 LRMC Đơn vị Tỷ đồng Tỷ đồng Tỷ đồng Triệu kWh Triệu kWh Triệu kWh đồng/kWh P án I 222,56 72,29 64,25 86,03 2,291 4,238 4,877 969,4 P.án II 232,83 79,47 66,67 86,69 1,579 2,883 3,447 975,3 P.án III 218,1 67,49 58,8 91,82 1,831 3,268 4,637 958 Như huyện Vị Xuyên, phương án tồn đồng thời lưới 35 kV, 22kV, nhiên khu vực nhỏ nên phát triển cấp điện áp lưới trung áp, khu vực phụ tải tập trung khu công nghiệp, khu đô thị phát triển lưới 22 kV, khu vực mật độ phụ tải thấp làng xóm, thôn phát triển lưới 35kV đem lại hiệu kinh tế lớn Kết luận Đối với khu vực mật độ phụ tải cao, cần đẩy mạnh cải tạo lưới điện thành lưới 22kV Việc sớm đồng lưới trung áp khu vực thành lưới 22kV đem lại lợi ích lớn kinh tế mà tạo điều kiện thuận lợi cho công tác xây dựng, quản lý vận hành, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Đối với khu vực mật độ phụ tải trung bình, việc cải tạo phát triển lưới 22kV cần có lộ trình cải tạo cụ thể để giảm áp lực vốn đầu tư, sở đáp ứng đầy đủ điều kiện kinh tế kỹ thuật lưới điện, tận dụng tối đa lực thiết bị để tránh lãng phí vốn đầu tư Trên sở nghiên cứu đánh giá trạng lưới điện, kết hợp với phương hướng phát triển kinh tế xã hội địa phương để vạnh chiến lược cải tạo phát triển lưới điện hợp lý, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế-xã hội, khắc phục nhược điểm lưới điện theo định hướng đồng cấp điện áp lưới trung áp Khu vực mật độ phụ tải thấp, lưới trung áp chủ yếu lưới 35kV, giai đoạn từ tới năm 2020 cần tồn đồng thời lưới 35, 22kV, nhiên khu vực nhỏ nên phát triển cấp điện áp Trong khu vực phụ tải tập trung thị xã, khu công nghiệp, khu đô thị phát triển lưới 22kV cải tạo lưới trạng thành lưới 22kV; khu vực mật độ phụ tải thấp như: làng xóm, thôn phát triển lưới 35kV cải tạo lưới trạng thành lưới 35kV mang lại hiệu kinh tế tài lớn phù hợp với điều kiện địa lý, mật độ phụ tải nguồn cung cấp điện tỉnh miền núi phía Bắc nước ta TI LIU THAM KHO [1] Nguyn c Hnh, Trnh Trng Chng , ỏnh giỏ hin trng li in trung ỏp Bc Vit Nam, gii phỏp v l trỡnh gim thiu s cp in ỏp li trung ỏp Bc Vit Nam, ti khoa hc cp B Cụng nghip, mó s I 108, H Ni, 2005 [2] Hng dn ỏp dng tiờu chun mng in phõn phi 22 kV, Bỏo cỏo nghiờn cu khoa hc ti ECD-02-01, Trung tõm t v phỏt trin in, Thnh ph H Chớ Minh, 2004 [3] Nghiờm S Thng, C s ca qun lý ti chớnh doanh nghip, túm tt ni dung bi ging, H Ni, 1997 [4] E Lakervi, E J Holmes, Electricity distribution network design, 2nd Edition; IEE, VK, 1996  ... Bắc Việt Nam tới năm 2020 sở so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật phương án phát triển lưới điện để lựa chọn phương án phát triển lưới điện hợp lý Cơ sở phương pháp đánh giá hiệu kinh tế kỹ thuật việc... việc nghiên cứu giải pháp cải tạo phát triển đồng cấp điện áp mạng điện trung áp nhằm tối ưu hoá mạng điện cần thiết Bài báo giới thiệu phương pháp nghiên cứu phát triển lưới trung áp miền Bắc Việt. .. tạo phát triển lưới trung áp Xem xét việc xây dựng lưới điện trung áp dựa tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật - Tiêu chuẩn kỹ thuật: tất phương án phát triển lưới điện phải thoả mãn tiêu chuẩn như: đáp