Quy hoạch phát triển hệ thống điện tỉnh phú thọ giai đoạn 20152020, có xét điến năm 2025

Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Phú Thọ giai đoạn 20112015, có xét đến năm 2020 đã được Hội đồng nhân dân tỉnh Phú Thọ phê duyệt tại Quyết định số 152011NQHĐND. Sau hơn 3 năm thực hiện quy hoạch, đã triển khai xây dựng và đưa vào vận hành các đường dây và trạm biến áp đáp ứng cho nhu cầu phục vụ sản xuất, kinh doanh và tiêu dùng của tỉnh Phú Thọ. Đặc biệt là đưa vào các công trình nguồn trạm 110kV Phù Ninh, trạm 110kV Trung Hà, nâng công suất trạm 110kV Đồng Xuân, trạm 110kV Phú Thọ, cấp điện cho phụ tải của tỉnh. Để Phú Thọ trở thành một tỉnh công nghiệp, tỉnh đã có chủ trương thu hút đầu tư, đến nay đã có nhiều dự án lớn ở nhiều lĩnh vực đã và đang đầu tư vào địa bàn tỉnh. Tỉnh Phú Thọ đã tiến hành lập đề án điều chỉnh, bổ sung quy hoạch khu cụm công nghiệp và các quy hoạch chuyên ngành khác để đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng kinh tế nên nhu cầu sử dụng điện trong giai đoạn 20152020 định hướng 2025 sẽ tăng cao. Quy hoạch phát triển điện lực và hiệu chỉnh quy hoạch đã được phê duyệt giai đoạn trước đến giai đoạn 20152020, định hướng 2025 sẽ không còn phù hợp do sự phát triển cao của phụ tải. Vì vậy, đề đáp ứng nhu cầu điện cho phát triển kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ, tôi chọn đề tài: “Quy hoạch phát triển hệ thống điện Tỉnh Phú Thọ giai đoạn 20152020, có xét đến năm 2025” để thực hiện luận văn tốt nghiệp.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Đàm Xuân Hiệp Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự giúp

đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc

Đinh Văn Bằng

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô đã giảng dạy trong chương trình Cao học khoa quản lý năng lượng khóa 2012- 2014 Trường Đại học Điện lực

Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đàm Xuân Hiệp, cảm ơn các Thầy, Cô khoa Quản lý Năng Lượng Trường Đại học Điện lực đã tận tình hướng dẫn cho tôi trong thời gian thực hiện luận văn, chỉ bảo đã cho tôi nhiều kinh nghiệm trong thời gian thực hiện đề tài

Tôi xin cảm ơn các cán bộ công nhân viên Công ty điện lực Phú Thọ đã giúp

đỡ tôi trong quá trình thu thập dữ liệu và thông tin của luận văn

Do thời gian có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận văn còn nhiều thiếu, rất mong nhận được ý kiến góp ý của Thầy, Cô và các anh chị học viên

Hà Nội, ngày 29 tháng 4 năm 2014 Học viên

Đinh Văn Bằng

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN 10

1.1 Quy hoạch và phát triển hệ thống năng lượng 10

1.2 Quy hoạch và phát triển hệ thống điện 12

1.2.1 Khái niệm 12

1.2.2 Phân loại 12

1.2.3 Nhiệm vụ 13

1.3 Các phương pháp dự báo nhu cầu phụ tải 14

1.3.1 Phương pháp hệ số đàn hồi theo nhịp tăng GDP các thành phần kinh tế 14 1.3.2 Phương pháp ngoại suy theo thời gian 15

1.3.3 Phương pháp đối chiếu 15

1.3.4 Phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo 16

1.3.5 Phương pháp chuyên gia 17

1.3.6 Phương pháp tính trực tiếp 17

1.4 Các phương pháp quy hoạch hệ thống điện 18

1.4.1 Bài toán quy hoạch 18

1.4.2 Phương pháp quy hoạch không chính quy 20

1.4.3 Phương pháp quy hoạch toán học 22

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch 23

1.6 Quan hệ giữa năng lượng và môi trường 24

1.6.1 Gây ô nhiễm tầng khí quyển 25

1.6.2 Sự ô nhiễm nguồn nước 25

1.6.3 Hiệu ứng nhà kính 26

1.7 Kết luận 27

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CÁC CĂN CỨ XÂY DỰNG QUY HOẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN PHÚ THỌ 28

2.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Phú Thọ 28

2.1.1 Vị trí địa lý 28

2.1.2 Hành chính 28

2.1.3 Khí hậu, thuỷ văn 29

2.1.4 Tài nguyên khoáng sản 29

2.2 Hiện trạng kinh tế - xã hội 30

2.2.1 Sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản 30

2.2.2 Sản xuất công nghiệp 31

2.2.3 Bán lẻ hàng hóa, hoạt động các ngành dịch vụ 32

2.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2015 – 2020 32

2.3 Hiện trạng hệ thống điện 33

2.3.1 Lưới điện cao áp 33

2.3.2 Lưới điện trung thế 36

2.3.3 Lưới điện hạ áp và công tơ 40

2.4 Tình hình phát triển điện năng 41

2.5 Đánh giá tình hình quy hoạch phát triển hệ thống điện giai đoạn trước 42

2.6 Dự báo nhu cầu điện tỉnh Phú Thọ 44

2.6.1 Dự báo nhu cầu phụ tải theo phương pháp trực tiếp 44

2.6.2 Dự báo nhu cầu điện năng phương pháp ngoại suy 48

2.6.3 Dự báo nhu cầu phụ tải theo vùng 55

2.7 Kết luận 56

CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN

TỈNH PHÚ THỌ 58

3.1 Đề xuất các phương án phát triển điện lực 58

3.2 Xây dựng quy hoạch và phát triển lưới điện cao thế 60

3.2.1 Tiêu chuẩn thiết kế 60

3.2.2 Quy hoạch giai đoạn 2015-2020 61

3.2.3 Quy hoạch giai đoạn 2020-2025 65

3.2.4 Tính toán lưới điện sau khi quy hoạch 67

3.3 Xây dựng quy hoạch lưới điện phân phối 69

3.3.1 Lưới điện trung thế 69

3.3.2 Lưới điện hạ thế 72

3.4 Kết quả quy hoạch và mở rộng lưới điện tỉnh Phú Thọ 73

3.5 Phân tích tài chính – kinh tế 77

3.5.1 Các giả thiết đưa vào tính toán 77

3.5.2 Phân tích kinh tế: 81

3.5.3 Phân tích tài chính 82

3.5.4 Phân tích độ nhạy 82

3.6 Kết luận 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84

Tóm tắt nội dung đồ án 84

1 Dự báo phụ tải 84

2 Quy hoạch lưới điện cao thế 84

3 Vốn đầu tư 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

DANH MỤC BẢNG BIỂU Hình

Hình 1.1 Hệ thống biến đổi và sử dụng năng lượng 9

Hình 1.2 Cấu trúc của quy hoạch hệ thống năng lượng 10

Hình 1.4 Nhiệm vụ quy hoạch Hệ thống điện 14

Hình 1.5 Cấu trúc mạng nơron nhân tạo 16

Hình 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch Hệ thống điện 24

Bảng Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chủ yếu kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ đến 2020 33

Bảng 2.2 Tình hình vận hành các trạm biến áp 110kV 34

Bảng 2.3 Tình hình vận hành các tuyến dây 110kV 35

Bảng 2.4 Đường dây trung thế 37

Bảng 2.5 Trạm biến áp trung thế 38

Bảng 2.6 Tổng hợp lưới điện nông thôn theo các huyện thị 40

Bảng 2.7 Diễn biến tiêu thụ điện năng tỉnh Phú Thọ 2008-2013 42

Bảng 2.8 Nhu cầu điện năng toàn tỉnh Phú Thọ theo cơ cấu 5 thành phần 46

Bảng 2.9 Tổng hợp nhu cầu điện năng toàn tỉnh Phú Thọ theo các phương án (chi tiết xem phụ lục) 47

Bảng 2.10 Tình hình tiêu thụ điện năng tinh Phú Thọ 2008-2013 49

Bảng 2.11 Bảng tổng kết dự báo nhu cầu điện năng của các ngành 54

Bảng 2.12 Kết quả phân vùng phụ tải điện tỉnh Phú Thọ 56

Bảng 3.1 Cân bằng nguồn cấp điện cho tỉnh Phú Thọ 58

Bảng 3.2 Hệ số mang tải tại các trạm sau dự báo 62

Bảng 3.3 Hệ số mang tải tại các đường dây sau dự báo 62

Bảng 3.4 Quy mô, điện áp, tiến độ xây dựng các trạm 110kV tới 2025 65

Bảng 3.5 Hệ số mang tải tại các trạm sau quy hoạch 2020 68

Bảng 3.6 Hệ số mang tải tại các đường dây sau quy hoạch 2020 69

Bảng 3.7 Khối lượng xây dựng đường dây tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 73

Bảng 3.8 Khối lượng xây dựng trạm biến áp tỉnh Phú Thọ tới 2020 75

Bảng 3.9 Vốn đầu tư xây dựng mới, cải tạo lưới điện tỉnh Phú Thọ tới 2020 78

Bảng 3.10 Kết quả phân tích kinh tế tài chính 82

Phụ lục Phụ lục 1 Nhu cầu công suất theo các huyện – thị tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 (Phương án cơ sở) 87

Phụ lục 2 Nhu cầu điện năng tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 (Phương án cơ sở) 88

Phụ lục 3 Nhu cầu điện năng tỉnh Phú Thọ đến năm 2020 (Phương án cao) 89

LỜI MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Quy hoạch phát triển Điện lực tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2011-2015, có xét đến năm 2020 đã được Hội đồng nhân dân tỉnh Phú Thọ phê duyệt tại Quyết định số 15/2011/NQ-HĐND Sau hơn 3 năm thực hiện quy hoạch, đã triển khai xây dựng và đưa vào vận hành các đường dây và trạm biến áp đáp ứng cho nhu cầu phục vụ sản xuất, kinh doanh và tiêu dùng của tỉnh Phú Thọ Đặc biệt là đưa vào các công trình nguồn trạm 110kV Phù Ninh, trạm 110kV Trung Hà, nâng công suất trạm 110kV Đồng Xuân, trạm 110kV Phú Thọ, cấp điện cho phụ tải của tỉnh

Để Phú Thọ trở thành một tỉnh công nghiệp, tỉnh đã có chủ trương thu hút đầu tư, đến nay đã có nhiều dự án lớn ở nhiều lĩnh vực đã và đang đầu tư vào địa bàn tỉnh Tỉnh Phú Thọ đã tiến hành lập đề án điều chỉnh, bổ sung quy hoạch khu cụm công nghiệp và các quy hoạch chuyên ngành khác để đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng kinh tế nên nhu cầu sử dụng điện trong giai đoạn 2015-2020 định hướng

2025 sẽ tăng cao Quy hoạch phát triển điện lực và hiệu chỉnh quy hoạch đã được phê duyệt giai đoạn trước đến giai đoạn 2015-2020, định hướng 2025 sẽ không còn phù hợp do sự phát triển cao của phụ tải Vì vậy, đề đáp ứng nhu cầu điện cho phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Phú Thọ, tôi chọn đề tài: “Quy hoạch phát triển hệ thống điện Tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2015-2020, có xét đến năm 2025” để thực hiện luận văn tốt nghiệp

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

- Xây dựng Quy hoạch hệ thống điện tỉnh Phú Thọ giai đoạn 2015-2020, có xét đến năm 2025

3 Nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn

- Hệ thống hóa và làm sáng tỏ những cơ sở lý luận về quy hoạch và phát triển hệ thống điện

- Phân tích tình hình thực hiện quy hoạch giai đoạn trước, thực trạng hệ thống điện Phú Thọ, tình hình vận hành và phát triển điện năng qua các năm Rút ra

được nhận xét về hiện trạng nguồn và lưới điện, kết hợp với dự báo nhu cầu tiêu thụ điện của tỉnh Phú Thọ, từ đó đưa ra các phương án quy hoạch phù hợp

- Đề xuất và đánh giá phương án Quy hoạch hệ thống điện tỉnh Phú Thọ

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận văn

- Là hệ thống điện tỉnh Phú Thọ, bao gồm hiện trạng lưới điện và nguồn trên địa bàn tỉnh cũng như dự báo nhu cầu phát triển hệ thống điện tỉnh đến giai đoạn quy hoạch 2015-2020, có định hướng đến 2025

5 Phương pháp nghiên cứu của luận văn

Luận văn này sẽ sử dụng hai phương pháp dự báo nhu cầu điện năng là phương pháp tính trực tiếp và phương pháp ngoại suy để đưa ra nhu cầu phụ tải trong giai đoạn quy hoạch

Từ đó, luận văn sẽ sử dụng các phương pháp phân tích lưới điện và quy hoạch kiểm tra quá tải, kết hợp tra cứu qua tài liệu, tạp chí, sách báo chuyên ngành cùng các báo cáo phản ánh thực trạng lưới điện của công ty, để từ đó đưa ra phương

án quy hoạch có hiệu quả nhất

6 Cấu trúc của luận văn

Ngoài các phần mở bài, kết luận, danh mục tài liệu tham khảo, các phụ lục, bảng chữ viết tắt, nội dung chính của luận văn có cấu trúc như sau:

- Chương 1: Cơ sở phương pháp luận về quy hoạch phát triển hệ thống điện

- Chương 2: Phân tích các căn cứ xây dựng quy hoạch hệ thống điện tỉnh Phú Thọ

- Chương 3: Đề xuất phương án Quy hoạch hệ thống điện tỉnh Phú Thọ

CHƯƠNG I: CƠ SỞ PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ QUY HOẠCH PHÁT

TRIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN

1.1 Quy hoạch và phát triển hệ thống năng lượng

Mục đích của quy hoạch phát triển hệ thống năng lượng là nhằm đảm bảo cung cấp năng lượng cho nhu cầu của xã hội một cách tối ưu Xuất phát từ định hướng phát triển kinh tế-xã hội của đất nước, các ngành kinh tế quốc dân xây dựng các quy hoạch phát triển ngành Trên cơ sở đó, có thể tính được nhu cầu năng lượng cuối cùng của xã hội (hình 1.1)

Từ nhu cầu năng lượng cuối cùng, có xét đến tổn thất năng lượng trong các khâu truyền tải, phân phối và biến đổi năng lượng, có thể giải bải toán tối ưu để tính được nhu cầu năng lượng thứ cấp dưới dạng điện năng, sản phẩm dầu, sản phẩm khí hoặc than thương mại Đến đây lại căn cứ vào nhu cầu các dạng năng lượng cuối cùng, các loại tổn thất và khả năng cung ứng để giải bài toán tối ưu tìm ra các dạng năng lượng sơ cấp như thủy năng, năng lượng hạt nhân, dầu thô, khí thiên nhiên,

Năng lượng cuối cùng

Động lực

Hơi nước

Nhiệt

Chiếu sáng Thủy năng

Hình 1.1 Hệ thống biến đổi và sử dụng năng lượng

than đá và các dạng năng lượng mới

Quy hoạch cung cấp năng lượng khu vực bao gồm các bước sau

- Phân tích tình hình tiêu thụ năng lượng: Thu thập các thông tin về tình hình tiêu thụ các dạng năng lượng (than, dầu điện, năng lượng mới, năng lượng truyền thống, ) theo các ngành kinh tế: công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, thương mại-dịch vụ,

- Tình hình sản xuất và cung cấp năng lượng của khu vực:

+ Tình hình sản xuất năng lượng trong khu vực: Điện từ các nguồn khác nhau (thuỷ điện, Diesel, Pin mặt trời, ), Biogaz, Than, củi,

+ Hiện trạng của mạng lưới phân phối năng lượng: số trạm biến áp, công

CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ NHÀ

NƯỚC VÀ CHÍNH SÁCH

QUY HOẠCH NĂNG LƯỢNG

DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN

QUY HOẠCH NGUỒN ĐIỆN

QUY HOẠCH LƯỚI ĐIỆN

QUY HOẠCH NĂNG LƯỢNG MỚI

Hình 1.2 Cấu trúc của quy hoạch hệ thống năng lượng

CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

suất, số Km đường dây, số điểm phân phối LPG,

- Lập bảng cân bằng năng lượng của khu vực

- Chiến lược phát triển kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

+ Tổng sản phẩm quốc nội (GDP);

+ Cơ cấu kinh tế;

+ Dự kiến tốc độ tăng trưởng kinh tế, tăng trưởng thu nhập;

+ Dân số và cấu trúc dân số

+ Hệ số trang bị các thiết bị điện gia dụng;

+ Định mức tiêu hao năng lượng cho các nhu cầu sử dụng năng lượng; + Chính sách đô thị hoá,

- Dự báo nhu cầu năng lượng (Nhu cầu năng lượng và công suất cho từng thời điểm quy hoạch)

- Đánh giá nguồn tài nguyên năng lượng và lập các phương án cung cấp

- Phân tích kinh tế và lựa chọn phương án cung cấp năng lượng

- Phân tích kinh tế-tài chính dự án đầu tư và lập báo cáo khả thi

1.2 Quy hoạch và phát triển hệ thống điện

1.2.1 Khái niệm

“ Quy hoạch phát triển điện lực là mục tiêu, định hướng, giải pháp và cơ chế

chính sách về phát triển ngành điện, phát triển và cải tạo nguồn, lưới điện, nhằm đảm bảo cung cấp điện một cách an toàn, liên tục cho các ngành kinh tế, công ích, đời sống của nhân dân và an ninh quốc phòng, trên cơ sở sử dụng tiết kiệm và hiệu quả tài nguyên năng lượng của đất nước.” (Quyết định 42/2005/QĐ-BCN, 2005,tr2)

1.2.2 Phân loại

Quy hoạch phát triển điện lực bao gồm quy hoạch phát triển điện lực quốc gia (lập cho mỗi giai đoạn 10 năm, có xét đến 10 năm tiếp theo) và quy hoạch phát triển điện lực tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương (lập cho mỗi giai đoạn 5 năm, có xét

đến triển vọng 5 năm tiếp theo)

Quy hoạch phát triển điện lực được lập, phê duyệt để làm cơ sở cho các hoạt động đầu tư phát triển điện lực và được điều chỉnh phù hợp với điều kiện kinh tế -

xã hội trong từng thời kỳ Quy hoạch phát triển điện lực phải hợp với quy hoạch các nguồn năng lượng sơ cấp cho phát triển gồm cả nguồn năng lượng mới, năng lượng tái tạo và có tính đến quy hoạch khác có liên quan theo quy định của pháp luật (Khoản 3 Điều 8 luật Điện lực bổ sung, 2012) (Quyết định 42/2005/QĐ-BCN,

2005, tr3)

1.2.3 Nhiệm vụ

Quy hoạch phát triển hệ thống điện là một bộ phận quan trọng nhất trong quy hoạch hệ thống năng lượng Nhiệm vụ của quy hoạch phát triển hệ thống điện là nghiên cứu và lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật, các giải pháp quyết định sự phát triển của hệ thống điện khu vực, nhằm đảm bảo cung cấp đủ điện cho các hộ tiêu thụ với chi phí nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện năng (Trần Trung Nhân, 2008) Nhiệm vụ cụ thể của quy hoạch phát triển hệ thống điện như sau:

- Dự báo nhu cầu điện năng của hệ thống cho tương lai có xét đến định hướng phát triển kinh tế – xã hội của đất nước

- Xác định tỉ lệ tối ưu giữa các loại nguồn năng lương sơ cấp: thủy năng, nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí tự nhiên), hạt nhân, các dạng năng lượng mới và tái sinh dùng để chuyển thành điện năng trong từng giai đoạn tương lai

- Xác định khả năng xây dựng và điều kiện đưa vào hoạt động của các loại nhà máy điện khác nhau trong hệ thống điện sao cho đạt được hiệu quả tối ưu

- Xây dựng những nguyên tắc cơ bản về phát triển hệ thống lưới điện truyền tải và phân phối vấn đề liên kết hệ thống, tải điện đi xa, cấu trúc tối ưu của lưới điện, vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng, vấn đề giảm thiểu ảnh hưởng của việc phát triển điện năng lên môi trường

Hình 1.4 Nhiệm vụ quy hoạch Hệ thống điện

(Trần Trung Nhân, 2008, tr.4)

1.3 Các phương pháp dự báo nhu cầu phụ tải

1.3.1 Phương pháp hệ số đàn hồi theo nhịp tăng GDP các thành phần kinh tế

Phương pháp này thích hợp với các dự báo trung và dài hạn Phương pháp luận của phương pháp dự báo này là trên cơ sở dự báo các kịch bản phát triển kinh tế- xã hội, nhu cầu điện năng được mô tả phỏng theo quan hệ đàn hồi với tốc độ tăng trưởng kinh tế Dự báo trong ngắn và trung hạn từ 3 – 15 năm Hệ số đàn hồi tính như sau:

+ Dữ liệu đầu ra: nhu cầu điện năng (A) & nhu cầu công suất (P) cho từng

giai đoạn

+ Đánh giá sai số: phương pháp này được thực hiện bằng phần mềm chuyên

dụng sai số sai khác của phương pháp này được so sánh với kết quả dự báo nhu cầu phụ tải của phương pháp trực tiếp nằm trong khoảng 1÷ 5%

1.3.2 Phương pháp ngoại suy theo thời gian

Đây là phương pháp nghiên cứu sự diễn biến của nhu cầu điện năng trong thời gian quá khứ tương đối ổn định để tìm ra 1 quy luật tăng trưởng của nhu cầu điện năng trong quá khứ, sau đó kéo dài ra để dự báo cho tương lai

Giả thiết có hàm số  ( a,b,c…., x) trong đó a, b, c… là các hệ số cần xác định, x là biến số Cần xác định các hệ số a, b, c… sao cho:

1

)

, , (a b c x y i i n i     tiến tới min Để xác định được các giá trị của a, b, c… ta đạo hàm riêng hàm  theo a, b, c… và giải hệ phương trình xác định được các giá trị của a, b, c…                              

0

, , ( 0

, , (

1

1

b x

c b a y

a x

c b a y

n

i

i i

n

i

i i









1.3.3 Phương pháp đối chiếu

Phương pháp này so sánh đối chiếu nhu cầu phát triển điện năng của các nước

có hoàn cảnh tương tự, phương pháp này tương đối đơn giản, thường được dùng mang tính tham khảo, kiểm chứng

1.3.4 Phương pháp mạng nơ-ron nhân tạo

Hình 1.5 Cấu trúc mạng nơron nhân tạo (Điều 10, QĐ 07/QĐ-ĐTĐL, 2013, tr.6) Trong đó:

- Pi là lớp vào bao gồm các tín hiệu đầu vào (nhiệt độ, độ ẩm, ngày nghỉ hoặc làm việc…);

- b1 và b2 là lớp ẩn;

- b3 là lớp ra;

- d là hàm số điện năng, công suất ngày, giờ

Việc chọn lựa số lượng các tín hiệu đầu vào phụ thuộc vào bài toán cụ thể và chỉ có thể xác định dựa trên đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào và phụ tải điện Kết quả đầu ra phụ thuộc vào cấu trúc của mạng nơron và dữ liệu quá khứ (Quyết định

07/QĐ-ĐTĐL, 2013, tr 6)

Để có thể mô phỏng bài toán cần giải quyết, mạng phải được huấn luyện với các dữ liệu mẫu để điều chỉnh các trọng số cho phù hợp Khi hoàn thành huấn luyện, mạng nơron sẽ tạo ra hàm quan hệ giữa nhu cầu phụ tải điện với các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, độ ẩm, ngày nghỉ hoặc làm việc…) (Quyết định 07/QĐ-ĐTĐL, 2013, tr 6)

1.3.5 Phương pháp chuyên gia

Trong trường hợp có nhiều yếu tố không ổn định thì sử dụng phương pháp chuyên gia có tham khảo ý kiến của hội đồng tư vấn Việc lấy ý kiến được tiến hành theo các bước sau:

- Chuyên gia cho điểm theo từng tiêu chuẩn Mỗi tiêu chuẩn có một thang điểm thống nhất

- Lấy trọng số của các ý kiến của hội đồng tư vấn để tổng hợp

(Quyết định 07/QĐ-ĐTĐL, 2013, tr 8)

1.3.6 Phương pháp tính trực tiếp

Nội dung của phương pháp này là xác định nhu cầu điện năng của năm dự báo dựa trên tổng sản lượng kinh tế của các ngành năm đó và suất tiêu hao điện năng của từng loại sản phẩm, phương pháp tỏ ra khá chính xác khi có tương đối đầy đủ các thông tin về tốc độ pháp triển kinh tế, mức độ áp dụng tiến độ khoa học kỹ thuật…Với ưu điểm về độ chính xác, bám sát thực tế phát triển của khu vực dự báo, không quá phức tạp nên phương pháp này dùng được phổ biến cho các dự báo tầm ngắn (1-2 năm) và tầm vừa (3-10 năm) trong các đề án quy hoạch tỉnh, thành phố, huyện…

Dựa trên cơ sở chia các phụ tải ra làm 5 thành phần

+ Dữ liệu đầu vào:

Tổng sản lượng kinh tế các ngành, suất tiêu hao năng lượng từng loại sản phẩm

Điện thương phẩm và nhu cầu điện năng của cở sở cần tính toán

+ Dữ liệu đầu ra: Công suất

Điện nhận

Điện thương phẩm

Tốc độ tăng trưởng điện năng

+ Đánh giá sai số: phương pháp trực tiếp dựa trên những số liệu thu thập thực

tế tại cơ sở cần tính toán Các số liệu tăng trưởng điện năng trong những năm gần

nhất, những kế hoạch đầu tư trong giai đoạn quy hoạch cũng đã được tính đến, nhu cầu điện và sản lượng điện thương phẩm của các ngành công nghiệp – xây dựng , dịch vụ, nông, lâm, ngư nghiệp, điện năng cho ánh sáng sinh hoạt trong những năm gần nhất Do có những số liệu thực tế đầy đủ và đã tính đến các phương án cao, cơ

sở, thấp nên phương pháp này luôn đáp ứng được nhu cầu phụ tải Sai số của phương pháp này trong khoảng 1÷10%

1.4 Các phương pháp quy hoạch hệ thống điện

1.4.1 Bài toán quy hoạch

Bài toán quy hoạch tổng quát được phát biểu như sau:

Các hàm gi(X); (i=1,2,…,m) được gọi là các ràng buộc

Tập hợp D = { xЄ X ; gi(X) (≤;=;≥) bi} với i=1,2,…,m được gọi là miền ràng buộc

Mỗi điểm X={x1, x2, …,xn} Є D gọi là 1 phương án

Một phương án có: X* Є D đạt cực trị của hàm mục tiêu

Cụ thể: f(X* ) ≤ f(X), với mọi X Є D (đối với bài toán cực tiểu)

:f(X* ) ≥ f(X), với mọi X Є D (đối với bài toán cực đại) Được gọi là lời giải tối ưu

Khi đó giá trị f(X*) được gọi là giá trị tối ưu hóa của bài toán quy hoạch Một trong những phương pháp giải bài toán được đặt ra là phương pháp duyệt toàn bộ, tìm giá trị hàm mục tiêu của tất cả các phương pháp có thể trong

miền ràng buộc Sau đó so sánh các giá trị tính được của hàm mục tiêu f(X) để tìm

ra giá trị tối ưu và phương án tối ưu của bài toán quy hoạch Tuy nhiên cách giải quyết này khó có thể thực hiện được, ngay cả khi kích thước bài toán không lớn lắm (số biến n và số ràng buộc m là không lớn) bởi vì tập D thông thường gồm một số rất lớn các phần tử, trong nhiều trường hợp còn không đếm được

Vì vậy cần có những nghiên cứu lý thuyết để có thể tách bài toán tổng quát thành những bài toán có thể giải được Các nghiên cứu lý thuyết đó thường là nghiên cứu các tính chất của các thành phần bài toán (hàm mục tiêu, hàm ràng buộc, các biến số, các hệ số) Các điều kiện tồn tại lời giải chấp nhận được, các điều kiện cần và đủ của cực trị, tính chất của các đối tượng nghiên cứu

Các tính chất của các thành phần bài toán và đối tượng nghiên cứu giúp ta phân loại bài toán

Một bài toán quy hoạch được gọi là bài toán:

+ Quy hoạch tuyến tính nếu hàm mục tiêu f(X) và tất cả các hàm ràng buộc

gi(X); I = 1,2, ,m là tuyến tính

gi(X) = ∑aịxj (≤;=;≥) bi, i=(1,2,…,m) (1.7) Trong đó: cj, aị, bi là các hằng số

+ Quy hoạch tham số nếu các hệ số trong biểu thức hàm mục tiêu và các ràng buộc phụ thuộc tham số

+ Quy hoạch động nếu đối tượng xét là các quá trình có nhiều giai đoạn nói chung hay các quá trình phát triển theo thời gian nói riêng Mô hình quy hoạch động thường được coi là công cụ tương đối vạn năng Để giải bài toán (1.4), (1.5) người

ta thường rời rạc hóa các giá trị của biến Thực chất của phương pháp này là liệt kê, lựa chọn có quy tắc tổ hợp giá trị rời rạc của các biến thỏa mãn (1.5) sao cho giá trị của hàm mục tiêu (1.4) đạt cực trị Mỗi tổ hợp của các biến thỏa mãn (1.5) còn được gọi là phương án chấp nhận được Đối với bài toán quy hoạch phát triển nguồn điện

số phương án chấp nhận được thường rất lớn Do đó bước đầu tiên trước khi thực hiện liệt kê lựa chọn cần loại trừ bớt các phương án có thể là không khả thực, khi đó

lại hạn chế nhiều đến tính tối ưu của lời giải Ngoài ra mô hình quy hoạch động đòi hỏi những thuật toán phức tạp, công cụ tính toán hiện đại, và đặc biệt cần phải dựa vào một số lượng lớn các số liệu ban đầu

+ Quy hoạch phi tuyến nếu như hoặc f(X) hoặc ít nhất một trong các hàm g(X) là phi tuyến Về nguyên tắc quy hoạch phi tuyến cho phép mô phỏng bài toán quy hoạch phát triển hệ thống điện chính xác hơn Tuy nhiên khó khăn chủ yếu của

mô hình lại nằm trong các phương pháp giải Cho đến nay chưa có một phương pháp chung hiệu quả nào cho phép giải trọn vẹn bài toán (1.4), (1.5) trong trường hợp phi tuyến Trong trường hợp này để tìm cực trị hàm (1.4) thỏa mãn ràng buộc (1.5) thường phải dùng các phương pháp lặp, phổ biến nhất là dùng phương pháp tuyến tính hóa và phương pháp Gradient Ngoài ra còn có thể sử dụng phương pháp Lagrange và phương pháp hàm phạt

+ Quy hoạch rời rạc nếu miền ràng buộc D là tập rời rạc Trong trường hợp riêng khi các biến chỉ nhận giá trị nguyên ta có quy hoạch nguyên Một trường hợp riêng của quy hoạch nguyên là quy hoạch biến Boole, khi các biến số chỉ nhận giá trị 0 hay 1

+ Quy hoạch đa mục tiêu nếu trên cùng một miền ràng buộc ta xét đồng thời các hàm mục tiêu khác nhau

Các phương pháp kể trên có nhược điểm chung là không đảm bảo được tính hội tụ chắc chắn Thông thường tính hội tụ đảm bảo được khi các giá trị đầu của lời giải lựa chọn được gần với lời giải tối ưu Nhược điểm quan trọng khác của phương pháp giải bài toán quy hoạch phi tuyến là không đảm bảo lời giải tối ưu toàn cục Nhược điểm càng tăng khi số biến cần tìm của bài toán càng nhiều Như vậy, do tính phức tạp nhiều yếu tố của bài toán quy hoạch phi tuyến nên mô hình phi tuyến thường được đưa về bài toán quy hoạch tuyến tính

1.4.2 Phương pháp quy hoạch không chính quy

Phương pháp quy hoạch không chính quy được đặt trên cơ sở các phân tích trực quan, có quan hệ chặt chẽ với suy nghĩ của các chuyên gia Phương pháp này

có thể đưa ra một sơ đồ thiết kế tốt trên cơ sở kinh nghiệm và sự phân tích Dù sao

nó cũng không phải là một phương pháp tối ưu hóa toán học chặt chẽ

Phương pháp quy hoạch không chính quy được áp dụng rộng rãi trong quy hoạch lưới điện vì tính chất dễ hiểu, mềm dẻo, tốc độ tính toán nhanh, dễ thu hút cá nhân trong công việc thiết kế và có thể thu được một lời giải tối ưu tương đối mà điều đó phù hợp với những yêu cầu thực tế của kỹ thuật

Phương pháp không chính quy bao gồm việc kiểm tra quá tải, phân tích độ nhạy và thành lập sơ đồ Chúng được mô tả như sau:

1.4.2.1 Kiểm tra quá tải

Trong giai đoạn lập sơ đồ, vấn đề mấu chốt là liệu có đủ khả năng tải không, tức là liệu có đường dây nào bị quá tải không Vì vậy, kiểm tra quá tải là điều bắt buộc Theo sự vận hành bình thường và ngẫu nhiên của thiết bị, ta phải khẳng định rằng không có đường dây nào bị quá tải trong điều kiện làm việc bình thường và đôi khi thậm chí cả trong điều kiện sự cố một đường dây Điều đó được gọi là “nguyên

lý kiểm tra N-1” Vì vậy để kiểm tra một đường dây có bị quá tải hay không là việc tính toán phân phối dòng tải và khả năng tải của một đường dây là rất quan trọng

Sự cân bằng dòng tải xoay chiều có thể được dùng để thực hiện việc phân tích dòng tải một cách chính xác và đưa ra một sự phân bố toàn diện của công suất tác dụng và công suất phản kháng, điện áp và góc pha trong hệ thống Phương pháp này, dù sao cũng dẫn tới một khối lượng tính toán rất lớn khi nó cần phải tiến hành phân tích và tính toán nhiều lần trong điều kiện đã biết sơ đồ Vì vậy, nhiều nhà quy hoạch hiện nay đã áp dụng việc cân bằng dòng tải một chiều để kiểm tra quá tải Việc cân bằng dòng một chiều là sự đơn giản hóa của việc cân bằng dòng xoay chiều và có đặc điểm là tính toán nhanh và phân tích dễ dàng khả năng tải của đường dây với độ chính xác cao

1.4.2.2 Phân tích độ nhạy

Khi một đường dây bị quá tải, việc phân tích độ nhạy thường được mở rộng

ra lưới điện đó cho đường dây có ảnh hưởng nhất đối với việc giới hạn quá tải Đường dây có ảnh hưởng ở đây liên quan tới đường dây được đầu tư có hiệu quả

nhất Việc giải thích từ “có ảnh hưởng” ở đây có khác nhau giữa các nhà quy hoạch với những thể hiện khác nhau

1.4.3 Phương pháp quy hoạch toán học

Quy hoạch toán học bằng phương pháp toán học là phương pháp mô hình hóa bài toán quy hoạch lưới điện về dạng toán học rồi dùng các thuật toán tối ưu để tìm ra lời giải tối ưu thỏa mãn tất cả các ràng buộc Mô hình tối ưu toán học của bài toán quy hoạch lưới điện sẽ bao gồm: biến, ràng buộc và một hàm mục tiêu

- Biến: có hai nhóm sau: biến quyết định và biến tương lai Biến quyết định biểu diễn đường dây truyền tải nào được chọn để xây dựng mới vào lưới do đó đây

là sẽ là biến nguyên Các biến này sẽ xác định cấu trúc hình học của lưới điện Biến trạng thái biểu diễn trạng thái vận hành của hệ thống như là dòng công suất, điện áp nút, Chúng thường là các biến thực

- Ràng buộc: bao gồm các điều kiện xây dựng của biến quyết định, cận trên cận dưới của biến trạng thái Hiện nay hầu hết các mô hình toán quy hoạch lưới điện chỉ xét đến các ràng buộc về quá tải đường dây và cân bằng công suất mà không xét đến các yêu cầu về điện áp, ổn định

-Hàm mục tiêu: là một hàm của các biến quyết định và biến trạng thái Nó chủ yếu bao gồm chi phí đầu tư xây dựng và chi phí vận hành Mục đích của bài toán quy hoạch lưới điện là tối thiểu hóa hàm mục tiêu nói trên

Để giải bài toán quy hoạch lưới điện có các công cụ như quy hoạch tuyến tính, quy hoạch động, quy hoạch nguyên hỗn hợp, thuật toán nhánh và cận và phương pháp hình học Nhìn chung các công cụ trên đang ở trong quá trình phát triển và hoàn thiện nên có một số hạn chế ứng dụng vào thực tế

So với phương pháp quy hoạch bằng kinh nghiệm, phương pháp quy hoạch bằng toán học có xét đến sự tác động lẫn nhau giữa các biến Tuy nhiên, do số lượng biến rất lớn và các ràng buộc là rất phức tạp nên các công cụ tối ưu hóa nêu trên sẽ rất khó có thể giải quyết những bài toán cho lưới điện có quy mô lớn Do đó khi lập công thức toán cho một bài toán quy hoạch lưới, mỗi phương pháp đều có những đơn giản hóa các vấn đề thực tế Hơn nữa, có một số nhân tố có tính quyết

định rất khó có thể mô hình hóa dưới dạng toán học được dẫn đến một lời giải tối

ưu toán chưa chắc chắn là một phương án tối ưu trong thực tế Hiện nay, xu hướng của quy hoạch lưới điện là kết hợp phương pháp kinh nghiệm và phương pháp toán học để đạt được kết quả tối ưu nhất

1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch

- Đặc điểm kinh tế khu vực: yếu tố này ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của phụ tải điện

- Chính sách phát triển quốc gia: bao gồm phát triển kinh tế, phát triển hệ thống điện, phát triển dân số, chính sách hiện đại hóa đô thị,…

- Điều kiện tự nhiên xã hội của khu vực quy hoạch bao gồm: vị trí địa lý, diện tích, dân số, các khu vực sản xuất Những đặc điểm về khí hậu, nhiệt độ khu vực, tốc độ gió, hướng gió và mức độ ô nhiễm của không khí Các yếu tố này ảnh hưởng rất nhiều đến bài toán quy hoạch hệ thống điện như khí hậu sẽ ảnh hưởng đến việc phân tuyến dây, chọn thiết bị, chọn phương án thi công, …

- Sự phát triển công nghệ: chủ yếu là công nghệ chế tạo thiết bị điện và tự động bảo vệ, đóng cắt mạng điện, yếu tố này sẽ tác động đến việc chọn cấu trúc, kiểu trạm biến áp, nguồn điện,…

- Các số liệu về hộ tiêu thụ điện năng, vị trí và công suất tiêu thụ của từng hộ

có xét đến tương lai 5 đến 10 năm Chú ý đến các dạng nguồn năng lượng khác có thể phát triển trong tương lai (năng lượng mặt trời, năng lượng gió, …)

- Hiện trạng hệ thống điện: đây là cơ sở quan trọng ban đầu để thiết kế quy hoạch, giúp nhà thiết kế quy hoạch chọn lựa vị trí các trạm, nguồn, tuyến dây sao cho vừa mang tính kế thừa vừa mang tính phát triển để giảm chi phí xây dựng trong công trình

- Các chế độ phụ tải: phụ tải cực đại, cực tiểu và chế độ sau sự cố

- Giá điện và giá thành các thiết bị điện và các thiết bị liên quan

- Tính chất của khu vực quy hoạch: ảnh hưởng đến việc xác định công suất tính toán cho các phụ tải, chọn cấu trúc cho hệ thống điện (số lượng tuyến dây và

máy biến áp), biện pháp thi công,…

- Cơ sở hạ tầng: hệ thống điện khi thi công và vận hành không thể tách rời với hệ thống giao thông, không thể tách rời các công trình mà nó cung cấp năng lượng Vì vậy, khi thiết kế quy hoạch hệ thống điện chúng ta phải kết hợp chặt chẽ với các hệ thống công cộng khác để đảm bảo tính đồng bộ và phát triển bền vững

- Định hướng phát triển: định hướng phát triển về mặt không gian, quy mô, dân số, …

- Tính chất của hộ tiêu thụ: loại phụ tải (dân cư, trường học, bệnh viện, công viên, khu công nghiệp,…) ảnh hưởng đến sự phân bố phụ tải và mật độ tải cũng như

hệ số sử dụng công suất của phụ tải đó

Hình 1.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch Hệ thống điện

(Trần Trung Nhân, 2008, tr.3)

1.6 Quan hệ giữa năng lượng và môi trường

Sự phát triển của ngành năng lượng có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường Khí đốt, than, dầu và khí đốt để biến nhiệt năng thành điện năng trong các nhà máy điện không thể tránh khỏi việc thải ra bầu khí quyển một lượng lớn bụi và các chất thài

độc hại khác

Việc ảnh hưởng đến môi trường của quá trình sản xuất và tiêu thụ năng lượng

có thể kể ra các mặt chủ yếu sau:

1.6.1 Gây ô nhiễm tầng khí quyển

Các chất thải độc hại từ các nhà máy nhiệt điện có thể liệt kê như CO, CO2,

NO, (ví dụ như đốt 1 tấn than sẽ sinh ra 66kg SO2) Phế thải vào trong không khí

do con người đốt nhiên liệu là trên 5 tỉ tấn, lượng SO2 là 200 triệu tấn, lượng NOx là

150 triệu tấn

Ngày 5-12-1952 tại Luân Đôn của nước Anh đã xảy ra sự kiện “làn khói chết người” làm chấn động thế giới, người ta đã đo đạc trên bầu trời Luân Đôn và thấy rằng hàm lượng SO2 là 3,8mg/m3 cao gấp 6 lần so với bình thường và hàm lượng bụi đã là 4,5mg/m3 cao gấp 10 lần so với mức bình thường nên chỉ trong 5 ngày đã

có hơn 4.000 người bị chết, trong đó phần lớn là người già và trẻ em, hai tháng tiếp theo lại có thêm 8.000 người bị chết

1.6.2 Sự ô nhiễm nguồn nước

Nước của các đại dương, hồ, ao, sông, suối ngày càng bị ô nhiễm nặng nề Các nhà máy nhiệt điện vừa thải khói ra môi trường lại vừa thải các chất độc hại xuống nguồn nước gây ra sự axit hóa môi trường (ao, hồ, sông suối) chính là 1 nguy cơ ô nhiễm nguồn nước Hiện tượng axit hóa không phải bắt nguồn duy nhất từ nguồn gốc tự nhiên mà nó là kết quả sự biến đổi thành axit của khí SO2 (tỷ lệ 2/3) và của khí NOx (tỷ lệ 1/3) nhả ra từ cột ống khói của các nhà máy điện Các axit này sẽ di chuyển và rơi ngược xuống trái đất dưới dạng khô hoặc ẩm cùng với mưa và tuyết Các tàu trở dầu bị tai nạn trên biển cũng sẽ là nguồn gây ô nhiễm rất lớn cho đại dương

Các nhà máy điện nguyên tử cũng góp phần đáng kể vào việc làm ô nhiễm nguồn nước Chúng gây ra ô nhiễm từ ba nguồn chính như sau:

- Phế của công nghiệp khai thác điện hạt nhân Theo thống kê, cứ khai thác 1.000 tấn quặng Urani thì sẽ có 2,6 triệu m3 nước thải và 20 vạn tấn phế liệu đều mang tính phóng xạ khá cao Để xử lý khối lượng lớn nước thải và phế liệu nguy

- Chất lắng xuống của các vụ thử vũ khí hạt nhân Hiện nay trên toàn cầu đã

có 15 nước có vũ khí hạt nhân Mỗi cuộc thử vũ khí hạt nhân lại tung lên bầu trời (và sau đó phần lớn sẽ rơi trở lại trái đất) một khối lượng lớn các chất đã nhiễm xạ như bụi đất, mảnh bom và các đám mây

Việc xử lý các nguồn gây ô nhiễm phóng xạ là 1 việc vô cùng khó khăn và tốn kém

trong tầng khí quyển cũng được ghi nhận 0,280/00 vào năm 2050 Nhiệt độ của các đại dương tăng dần lên và cung với nó mực nước biển cũng đang dâng dần lên Các nhà khoa học dự đoán đến cuối thế kỷ thứ XXI này mực nước biển sẽ tăng lên từ 30-75cm Những vùng dân cư đông đúc (Băngladet, Hà Lan, Lưu vực sông Nil, lưu vực sông Mêkông, sông Indus) sẽ là những nơi trực tiếp bị đe dọa Ngoài ra những dòng hải lưu lớn ( El Nino ở Thái Bình Dương, Gulf Stream ở Đại Tây Dương) có thể bị dịch chuyển, có những nơi hoàn toàn biến thành sa mạc

Các công trình năng lượng còn ảnh hưởng đến môi trường sinh thái về nhiều

mặt khác như vấn đề hành lang và chiếm đất của các công trình điện lực (đặc biệt là đường dây tải điện và hồ chứa các nhà máy thủy điện), ảnh hưởng của điện trường

và từ trường, ảnh hưởng lên cảnh quan vệ sinh môi trường

1.7 Kết luận

Chương I đã trình bày nội dung, mục đích và nhiệm vụ của công tác quy hoạch hệ thống năng lượng cũng như quy hoạch hệ thống điện Trong quy hoạch và phát triển hệ thống điện, hai khâu quan trọng nhất là dự báo nhu cầu phụ tải và đề xuất các giải pháp quy hoạch nhằm đảm bảo cung cấp điên năng cho nhu cầu phụ tải trong tương lai với chi phí thấp nhất Các phương pháp dự báo nhu cầu và các phương pháp quy hoạch hệ thống điện cũng như các ưu nhược điểm của chúng đều đều được trình bày và phân tích chi tiết trong Chương này Chương II sẽ phân tích tình hình kính tế xã hội của tỉnh và thực hiện công tác dự báo nhu cầu phụ tải cho giai đoạn 2015-2020 có xét đến 2025, so sánh lựa chọn phương án phù hợp nhất để thực hiện quy hoạch

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH CÁC CĂN CỨ XÂY DỰNG QUY HOẠCH HỆ

THỐNG ĐIỆN PHÚ THỌ 2.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Phú Thọ

2.1.1 Vị trí địa lý

Phú Thọ có toạ độ địa lý 20°55’-21°43’ vĩ độ Bắc; 104°48’-105°27’kinh độ Đông có địa giới hành chính:

- Phía Bắc giáp với tỉnh Tuyên Quang

- Phía Nam giáp tỉnh Hoà Bình

- Phía Tây giáp tỉnh Sơn La,Yên Bái

- Phía Đông giáp tỉnh Vĩnh Phúc, Hà Nội

Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 351965km² chiếm 1,2% diện tích cả nước và chiếm 5,4% diện tích vùng miền núi phía Bắc

Phú Thọ có địa hình đa dạng nên có nguồn đất đai đa dạng, phong phú để phát

triển nông lâm nghiệp toàn diện với những cây trồng, vật nuôi có giá trị kinh tế cao phù hợp với yêu cầu của thị trường trong nước và thị trường thế giới Tuy nhiên do địa hình chia cắt, mức độ cao thấp khác nhau, nên việc khai thác tiềm năng phát triển, kinh tế sản xuất, phát triển hạ tầng, phát triển xã hội … phải đầu tư tốn kém hơn các nơi khác Các tiểu vùng miền núi có địa hình phức tạp việc giao thông đi lại, vận chuyển hàng hoá ra vào còn hạn chế

2.1.2 Hành chính

Phú Thọ có 1 thành phố, 1 thị xã và 11 huyện với dân số trung bình tính tới cuối 2012 là 1.340.813 người, trong đó dân số thành thị 195800 người chiếm 14,9℅ Mật độ dân số chung của Phú Thọ là 373,5 người/km², nhưng tình hình phân

bố dân cư giữa các huyện thị, thành phố rất không đồng đều Đông nhất là thành phố Việt Trì có mật độ 1793 người/km², tiếp đến là thị xã Phú Thọ và huyện Lâm Thao, trong khi đó ở các huyện mật độ có nơi chỉ có 142 người/km² như huyện Thanh Sơn

2.1.3 Khí hậu, thuỷ văn

- Khí hậu : Phú Thọ nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 23ºC

Tổng tích ôn năm khoảng 8000ºC

Lượng mưa trung bình năm (1600-1800) mm

Độ ẩm trung bình năm khoảng 85-87%

- Thuỷ văn: Với 3 con sông lớn chảy qua là sông Hồng, sông Đà và sông Lô với lưu lượng dòng chảy trung bình 1140-1420m³/s và hàng chục sông suối nhỏ chứa một lượng nước khá lớn, tỉnh Phú Thọ có điều kiện phát triển mạnh vận tải thuỷ, thuỷ điện vừa và nhỏ, nuôi trồng thuỷ sản và có đủ nguồn nước cung cấp cho yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh

2.1.4 Tài nguyên khoáng sản

Diện tích tự nhiên của tỉnh là 35196532 ha, trong đó đất nông nghiệp chiếm 27,7%; đất lâm nghiệp chiếm 42,3%; đất chuyên dụng 6,5%; đất thổ cư và xây dựng

ở khu vực đô thị 0,3%; đất thổ cư và xây dựng ở khu vực nông thôn 1,9%; đất chưa

Diện tích lưu vực của Phú Thọ là 14575ha chứa đựng một dung lượng nước mặt rất lớn Ngoài 3 con sông lớn: sông Hồng lưu lượng cực đại có thể đạt 18000 m³/s; sông Đà qua tỉnh 41,5km lưu lượng cực đại 8800m³/s; sông Lô qua tỉnh 76km,

có lưu lượng cực đại 6610m³/s còn có 130 sông suối nhỏ và hang ngìn hồ, ao lớn nhỏ phân bố đều khắp trên lãnh thổ đều chứa nguồn nước mặt

Phú Thọ có 215 mỏ và điểm quặng, trong đó có 20 mỏ lớn và vừa, 50 mỏ nhỏ và 143 điểm quặng Các khoáng sản có ý nghĩa nổi trội để phát triển kinh tế là:

Cao Lanh, Penpat có 49 mỏ với trữ lượng dự báo 30,6 triệu tấn, chất lượng tốt; Pyrits, Quarit, đá xây dựng có ở 55 khu vực với trữ lượng 935 triệu tấn; cát, sỏi khoảng 100m³ và nước khoáng nóng

2.2 Hiện trạng kinh tế - xã hội

Tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) năm 2013 theo giá so sánh 2010 ước đạt 23.357,5 tỷ đồng, tăng 6,43% so với năm trước; trong đó: khu vực nông, lâm nghiệp và thuỷ sản tăng 5,63%; khu vực công nghiệp và xây dựng tăng 6,76% và khu vực dịch vụ tăng 6,73% Năm 2013 là một trong những năm có tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm thấp so với những năm gần đây (năm 2012 tăng 5,8% so với năm 2011) nhưng đã thể hiện sự cố gắng lớn của các cấp, các ngành trong chỉ đạo, tháo gỡ khó khăn, hỗ trợ thị trường, giải quyết nợ xấu, kinh tế của tỉnh đã bước đầu phục hồi

2.2.1 Sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản

Tổng diện tích gieo trồng cây hàng năm 122,3 nghìn ha, bằng 101,07% kế hoạch và tăng 0,9% so năm trước Năng suất lúa bình quân cả năm đạt 54,4 tạ/ha, bằng 97,8% kế hoạch và tăng 0,2% so năm trước Năng suất các nhóm cây khác như: rau xanh, cây công nghiệp hàng năm, đỗ đậu các loại, cây lâu năm và cây ăn quả nhìn chung giữ được ổn định, nhiều loại cây có năng suất tăng so với cùng kỳ

Tổng sản lượng lương thực có hạt ước đạt 466,4 ngàn tấn, bằng 100,27% kế hoạch năm, tăng 2,59% so năm trước Sản lượng cây hàng năm khác nhìn chung giữ được ổn định và có xu hướng tăng so với cùng kỳ Sản lượng chè búp tươi toàn tỉnh ước tính cả năm đạt 134,3 nghìn tấn, tăng 5,01% so với năm trước

Chăn nuôi gia súc, gia cầm giữ được ổn định, công tác phòng, chống dịch bệnh trong năm được tăng cường và có hiệu quả đã kịp thời khống chế, dập dịch khi phát sinh, đảm bảo số lượng và sản lượng sản phẩm phục vụ tiêu dùng trên địa bàn Tổng đàn trâu toàn tỉnh thời điểm 01/10/2013 là 70,9 nghìn con, bằng 94,58% kế hoạch và giảm 3,47% so cùng kỳ; tổng đàn bò 91,1 nghìn con, bằng 92,8% kế hoạch và giảm 0,82% so cùng kỳ; tổng đàn lợn là 756 nghìn con, vượt 2,86% kế hoạch và tăng 2,87% so cùng kỳ; tổng đàn gia cầm 11.294 nghìn con, bằng

103,71% kế hoạch và tăng 9,89% so cùng kỳ Trong năm, tổng sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt 126 ngàn tấn, tăng 6,5% so với năm 2012

Công tác quản lý, bảo vệ rừng tiếp tục được chú trọng Diện tích rừng trồng mới trong năm ước đạt 6,6 ngàn ha, vượt 20% kế hoạch và tăng 4% so với cùng kỳ năm trước Tổng sản lượng gỗ khai thác các loại ước đạt 346,8 ngàn m3, tăng4,59%

Sản xuất nuôi trồng thuỷ sản giữ ổn định về quy mô và đang có xu hướng phát triển Tổng diện tích mặt nước nuôi trồng thuỷ sản toàn tỉnh đạt 9,8 ngàn ha, bằng 99,46% kế hoạch năm, tăng 1,03% so với cùng kỳ năm trước Tổng sản lượng thuỷ sản (nuôi trồng, khai thác) trong năm ước đạt 25,8 ngàn tấn, tăng 12,6% so với cùng kỳ năm trước Sản lượng thủy sản tăng do ngày càng có nhiều hộ gia đình đầu

tư vào sản xuất thuỷ sản quy mô lớn, đưa một số giống cá có năng suất cao vào nuôi trồng đem lại hiệu quả kinh tế

2.2.2 Sản xuất công nghiệp

Chỉ số sản xuất công nghiệp năm 2013 toàn tỉnh tăng 6,02% so với cùng kỳ

Cụ thể ở các ngành như sau:

- Ngành công nghiệp khai khoáng, chỉ số tăng 6,4% so với năm 2012, trong đó: ngành khai thác quặng sắt giảm 45,1%, ngành khai thác đá, cát sỏi, đất sét và cao lanh tăng 16,11%

- Ngành công nghiệp chế biến, chế tạo chỉ số tăng 5,8% Một số ngành có chỉ

số giảm lớn gồm: ngành chế biến thực phẩm giảm 4,8%; ngành sản xuất sản phẩm

từ kim loai đúc sẵn giảm 9,2% Tuy nhiên, một số ngành có mức tăng trưởng khá so với cùng kỳ gồm: ngành dệt tăng 16,5%; ngành sản xuất giấy và sản phẩm từ giấy tăng 9,3%; ngành sản xuất các sản phẩm từ plastic tăng 8,5%; ngành may mặc tăng 6,9%; ngành sản xuất phân bón và hợp chất Nitơ tương đương mức sản xuất năm

2012

- Ngành truyền tải và phân phối điện tăng 11,6% và ngành công nghiệp cung cấp nước, thu gom, xử lý rác thải tăng 8,9%

2.2.3 Bán lẻ hàng hóa, hoạt động các ngành dịch vụ

Tổng mức bán lẻ hàng hoá và doanh thu dịch vụ năm 2013 ước đạt 17.109,6

tỷ đồng, tăng 14,09% so năm 2012 (chưa loại trừ yếu tố giá) Trong đó, hoạt động thương nghiệp đạt 14.401,7 tỷ đồng, chiếm 84,2% tổng mức và tăng 13,25%; doanh thu dịch vụ lưu trú và ăn uống đạt 1.731,8 tỷ đồng, chiếm 10,1% và tăng 18,6% Các loại hình dịch vụ có lợi thế tiếp tục phát triển, hoạt động vận tải đảm bảo phục

vụ cho sản xuất, đáp ứng nhu cầu đi lại thường xuyên của nhân dân Tổng doanh thu vận tải, bốc xếp năm 2013 ước đạt 2.381 tỷ đồng, tăng 15,8% so năm trước, trong đó: doanh thu vận tải đường bộ đạt 1.790,99 tỷ đồng, tăng 15,7%; doanh thu vận tải đường sông đạt 589,9 tỷ đồng, tăng 16% Sản lượng vận tải hàng hoá ước đạt 30,99 triệu tấn, tăng 7,3% so với cùng kỳ; sản lượng luân chuyển hàng hoá đạt 1.611 triệu tấn.km, tăng 14,1% Sản lượng vận tải hành khách ước đạt 5,55 triệu hành khách, tăng 6,5%; sản lượng luân chuyển hành khách đạt 644,2 triệu hành khách.km, tăng 19,04% so năm trước

Phát triển du lịch được quan tâm chỉ đạo, đã hoàn thành đưa vào khai thác giai đoạn I dự án khu du lịch Đảo Ngọc Xanh, huyện Thanh Thủy, vốn đầu tư 450

tỷ đồng; dự kiến cả năm thu hút hàng triệu lượt khách thăm viếng Đền Hùng

Hạ tầng viễn thông tiếp tục được đầu tư mở rộng, nâng cao chất lượng dịch vụ; hạ tầng thông tin phát triển đảm bảo công tác chỉ đạo điều hành của các cấp, các ngành và nhu cầu thông tin liên lạc của nhân dân

2.2.4 Phương hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Phú Thọ giai đoạn

2015 – 2020

- Tốc độ tăng trưởng kinh tế đến năm 2020 cao hơn 1,3 – 1,5 lần cả nước và

vùng trung du, miền núi Bắc Bộ

- Cơ cấu kinh tế chuyển đổi theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch

vụ Đến năm 2020 cơ cấu kinh tế là:

+ Công nghiệp – Xây dựng: 50 – 51 %

+ Dịch vụ: 40 -41%

+ Nông – lâm nghiệp: 9-10%

Bảng 2.1 Các chỉ tiêu chủ yếu kinh tế xã hội tỉnh Phú Thọ đến 2020

2.3 Hiện trạng hệ thống điện

2.3.1 Lưới điện cao áp

Nguồn cấp điện cho Phú Thọ từ hệ thống điện 220kV Miền Bắc, nhận điện từ nhà máy thủy điện Hòa Bình qua đường dây 272A100 Hòa Bình, nhận điện từ Trung Quốc qua đường dây 273,274E12.3 Yên Bái Ngoài ra, trạm 220kV Phú Thọ còn liên kết với nhà máy thủy điện Sơn La qua đường dây 271E17.6 Sơn La (hiện tại đang vận hành với điện áp 110kV)

Tính đến thời điểm hết năm 2013, trên địa bàn tình Phú Thọ có 10 nguồn trạm 110kV, tổng công suât đặt các trạm 110kV là 528 MVA (bảng 2-2) Hiện nay, có 60% số trạm biến áp này đang có dấu hiệu đầy tải (có hệ số mang tải lớn hơn 80%), cần phải được nâng cấp và cải tạo để đảm bảo cung cấp đáp ứng đủ nhu cầu điện năng Đặc biệt là trạm Đồng Xuân (E4.5) tuy mới được nâng công suất nhưng hiện

đã đầy tải (hệ số công suất 98%) và có khả năng quá tải trong tương lai gần

Ngoài ra, trạm Việt Trì (E4.1) tuy có 3 máy biến áp vận hành vừa tải nhưng các máy này có thông số khác nhau nên không vận hành song song được dẫn đến tình trạng quá tải cục bộ

Thêm vào đó, các trạm tài sản ngành điện đã có cuộn 22kV tuy nhiên mới chỉ khai thác được một phần cuộn 22kV trạm Việt Trì, Bắc Việt Trì, Trung Hà

Bảng 2.2 Tình hình vận hành các trạm biến áp 110kV

biến áp

Sđm (MVA)

Điện áp (kV)

Pmax (MW)

Trên địa bàn tỉnh Phú Thọ hiện có 15 tuyến đường dây 110kV Đường dây 110kV cấp điện cho trạm 110kV trên địa bàn tỉnh Phú Thọ chủ yếu là liên thông như: Đường dây 110kV cấp cho trạm 110kV Phù Ninh, Lâm Thao, Bãi Bằng, Phú Thọ, Ninh Dân, Đồng Xuân; đường dây 110kV cấp cho trạm 110kV Phố Vàng, Trung Hà

Tuyến đường dây 110kV cấp cho trạm 110kV Phù Ninh, Lâm Thao, Bãi Bằng, Phú Thọ, Ninh Dân, Đồng Xuân nhìn chung đã đầy tải, đặc biệt đoạn Phù Ninh - Việt Trì đã quá tải (bảng 2-3) Khi mở vòng lưới 110kV thì phải cắt sa thải

để đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho các trạm 110kV trên tuyến dây này

Tuyến dây 110kV Việt Trì - Vĩnh Yên cấp điện cho các trạm 110kV Việt Trì, Bắc Việt Trì và tỉnh Vĩnh Phúc sau khi được xây dựng mới đường dây 110kV

từ trạm 220kV Việt Trì - trạm 110kV Việt Trì - Lập Thạch đã cải thiện đáng kể tình trạng quá tải trên đường dây này trước kia

Pmax (MW)

Mang tải (%)

2.3.2 Lưới điện trung thế

Hệ thống lưới điện trung thế tỉnh Phú Thọ bao gốm các cấp điện áp 35, 22, 10, 6kV

- Đường dây 35kV: có mặt ở khắp cả các huyện, thị và thành phố Việt Trì Đến hết năm 2013 toàn tỉnh Phú Thọ có 2307,75 km đường dây 35kV, chiếm 75,91% khối lượng lưới trung thế Đường dây 35kV vừa đóng vai trò là lưới phân phối, đồng thời làm nhiệm vụ cấp điện cho các trạm trung gian trên địa bàn tỉnh Trong thời gian qua, việc xuất hiện các trạm 110kV Phù Ninh, Trung Hà đã rút ngắn đáng kể bán kính cấp điện của lưới điện 35kV Tuy nhiên còn một số đường dây có bán kính cấp điện lớn như lộ 373 Phú Thọ cấp điện cho thị xã Phú Thọ và hai huyện Cẩm Khê, Yên Lập (dài trên 50km); lộ 373 Đồng Xuân cấp điện cho huyện Thanh Ba và hai huyện Hạ Hòa, Đoan Hùng (dài trên 50km)…

- Đường dây 22kV: Các trạm 110kV tài sản ngành điện có cuộn 22kV song lưới 22kV chưa phát triển và mới đưa vào sử dụng ở thành phố Việt Trì, một phần huyện Phù Ninh, một phần huyện Tam Nông Tính đến hết năm 2013, toàn tỉnh có 177,36km đường dây 22kV, chiếm 5,83% khối lượng lưới trung thế

- Đường dây 10kV: Lưới 10kV được cấp nguồn từ trạm 110kV Bãi Bằng và các trạm trung gian 35/10kV tập trung chủ yếu ở huyện Phù Ninh, Đoan Hùng, Lâm Thao, Tam Nông, Cẩm Khê Tới hết năm 2013, toàn tỉnh có 402,7 km đường dây 10kV, chiếm 13,25% khối lượng lưới trung thế

- Đường dây 6kV: Lưới 6kV tỉnh Phú Thọ ngoài cấp điện cho các phụ tải chuyên dùng còn tồn tại ở khu vực thị xã Phú Thọ, thị trấn Hùng Sơn, thị trấn Thanh Ba, thị trấn Thanh Sơn Tính đến hết năm 2013, toàn tỉnh có 152,47km

đường dây 6kV, chiếm 5,01% khối lượng lưới trung thế Lưới 6kV hiện nay đã cũ nát tuy đã qua nhiều lần nâng cấp, cải tạo, không còn phù hợp với mức độ tăng trưởng phụ tải Ngành điện đã có kế hoạch chuyển toàn bộ lưới 6kV sang 22kV trong các năm tới

Bảng 2.4 Đường dây trung thế

1 Đường dây 35kV AC-120, 95, 70, 50, 35, M-95 2307,75 km 1.1 Đường dây trên không AC-120, 95, 70, 50, 35 2298,46 km

3 Đường dây 10kV AC-95,70,50, M-70,50 402,704 km

3.2 Cáp ngầm M-70,50 1,28 km

Toàn tỉnh Phú Thọ có 29 trạm trung gian với 38 máy có tổng dung lượng là

156880 kVA, trong đó trạm chuyên dùng khách hàng là 15 trạm / 15 máy với dung lượng đặt là 85850 kVA Các trạm trung gian thuộc tài sản điện lực có các gam máy

từ 1800 đến 7500 kVA Một số trạm đã đầy tải và thường xuyên bị quá tải vào giờ cao điểm tối như trạm trung gian Phú Thọ, Tây Cốc, Giáp Lai…

Toàn tỉnh Phú Thọ hiện có 656720 trạm biến áp phân phối với các cấp điện áp 35,22,10,6/0,4kV Do chủ trương chuyển đổi lưới điện 6kV sang 22kV trong khu vực thành phố Việt Trì nên hiện tại chỉ có 8,16% trạm 6/0,4kV, còn lại là 54.97% trạm 35/0.4kV; 18,92% trạm 22/0,4kV; 17,95% trạm 10/0,4 kV

Bảng 2.5 Trạm biến áp trung thế

trạm

Số máy Tổng dung lượng(kVA)

1 Trạm biến áp trung gian 29 38 156880

2.3.3 Lưới điện hạ áp và công tơ

Tính đến hết năm 2013 Công ty Điện lực Phú Thọ quản lý 2560,7 km, khách hàng quản lý 212,168 km đường dây hạ áp Số công tơ Điện lực Phú Thọ quản lý là

227754, của dân là 145521 cái

Số xã nông thôn có điện / số xã nông thôn 253/253 đạt 100%

Hiện nay, Điện lực Phú Thọ bán trực tiếp tới 168/253 xã trên toàn tỉnh (trong

đó có 23 xã theo dự án WB1, 11 xã theo dự án REII, 19 xã REII mở rộng và 115 không thuộc dự án nào) Còn 85 xã chưa tiếp nhận (trong đó có 43 xã REII, 29 xã REII mở rộng và 13 xã không thuộc dự án nào) Năm 2013 tiếp tục triển khai các

dự án REII, REII mở rộng và dự án KfW đến 85 xã chưa tiếp nhận Dự kiến trong những năm tới triển khai bán trực tiếp tới tất cả các xã trong toàn tỉnh

Theo thống kê của điện lực Phú Thọ tỷ lệ tổn thất điện năng lưới hạ thế là 9,42%, trong đó tổn thất điện năng lưới hạ thế tại khu vực tiếp nhận là 12,91%

Bảng 2.6 Tổng hợp lưới điện nông thôn theo các huyện thị

Huyện thị Dân số trung

bình (1000

Công tơ (cái)

Đường dây hạ thế (km)