NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NHẰM SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THUỘC LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ TUY HÒA

Năng lượng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của mỗi quốc gia. Hiện nay, các nguồn năng lượng chủ yếu là năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt … đang đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, do đó chúng ta cần phải sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm, hiệu quả nhất, tránh lãng phí và gìn giữ môi trường. Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, do đó việc quản lý sử dụng năng lượng cũng đã được quan tâm từ khá lâu, đặc biệt là từ khi đất nước bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Đến nay, hệ thống năng lượng Việt Nam luôn dựa trên ba trụ cột chính là dầu khí, than đá và điện lực. Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện Việt Nam. Tuy vậy, quy mô và hiệu quả ngành năng lượng còn thấp, biểu hiện ở chỉ tiêu năng lượng trên đầu người còn thấp xa với trung bình của thế giới, ngược lại, cường độ năng lượng cao hơn gần gấp hai lần trung bình thế giới. Trạng thái an ninh năng lượng Việt Nam chưa được bảo đảm, hiện tượng xa thải phụ tải điện xảy ra thường xuyên vào kỳ cao điểm. Dự trữ dầu quốc gia chưa đủ khả năng bình ổn giá khi xay ra khủng hoảng giá dầu trên thị trường quốc tế.

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỌ VÀ TÊN: HUỲNH QUỐC LONG

Đề tài:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NHẰM SAN BẰNG

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THUỘC LƯỚI ĐIỆN

THÀNH PHỐ TUY HÒA

Chuyên ngành: Quản lý năng lượng

Mã số: 60.34.04.16

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Đặng Việt Hùng

HÀ NỘI 2014

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em muốn được bày tỏ lòng kính trọng sau sắc tới thầy giáo,

Tiến sĩ Đặng Việt Hùng là người trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo cho

em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này

Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy cô giáo trong và ngoài Trường đại học Điện lực đã giảng dạy, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong toàn khoá học Những kiến thức

ấy sẽ là hành trang vững chắc cho việc nghiên cứu cũng như trong quá trình công tác

Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến Khoa Đào tạo Sau Đại học -Trường Đại học Điện lực đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ để em hoàn thành khóa học, bên cạnh đó em cũng xin được cảm ơn các thầy, cô của khoa

đã trang bị kiến thức là nền tảng cho quá trình lựa chọn và nghiên cứu thực hiện luận văn này

Em xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo Công ty Điện lực Phú Yên

đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 08 năm 2014

Học viên

Huỳnh Quốc Long

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới

sự hướng dẫn của Giáo viên Tiến sĩ Đặng Việt Hùng 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

Tác giả luận văn

Huỳnh Quốc Long

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Năng lượng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của mỗi quốc gia Hiện nay, các nguồn năng lượng chủ yếu là năng lượng hóa thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt … đang đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, do đó chúng ta cần phải sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm, hiệu quả nhất, tránh lãng phí và gìn giữ môi trường Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, do

đó việc quản lý sử dụng năng lượng cũng đã được quan tâm từ khá lâu, đặc biệt là từ khi đất nước bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá Đến nay, hệ thống năng lượng Việt Nam luôn dựa trên ba trụ cột chính là dầu khí, than đá và điện lực Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện Việt Nam Tuy vậy, quy mô và hiệu quả ngành năng lượng còn thấp, biểu hiện ở chỉ tiêu năng lượng trên đầu người còn thấp xa với trung bình của thế giới, ngược lại, cường độ năng lượng cao hơn gần gấp hai lần trung bình thế giới Trạng thái an ninh năng lượng Việt Nam chưa được bảo đảm, hiện tượng

xa thải phụ tải điện xảy ra thường xuyên vào kỳ cao điểm Dự trữ dầu quốc gia chưa đủ khả năng bình ổn giá khi xay ra khủng hoảng giá dầu trên thị trường quốc tế

Ngày nay, do sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, các ngành Công nghiệp sử dụng các dạng năng lượng tăng mạnh Cùng với sự biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp nên việc sử dụng năng lượng ngày càng tăng, nguồn năng lượng thiên nhiên khai thác tăng nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng trên toàn cầu, nguồn năng lượng thiên nhiên dần cạn kiệt đang dẫn tới tình trạng khủng hoảng về năng lượng trên toàn thế giới

Với nhu cầu điện trong tương lai, để đáp ứng được nhu cầu phụ tải hằng năm, đòi hỏi ngành điện phải có sự đầu tư thỏa đáng Để giảm sức ép tài chính và đáp ứng nhu cầu sử dụng điện một trong những giải pháp đó là sử

dụng hợp lý và tiết kiệm năng lượng Việc sử dụng điện không hợp lý và tiết kiệm đã thể hiện trên đồ thị phụ tải một số đối tượng sử dụng điện dẫn đến đồ thị phụ tải cho cả khu vực và toàn bộ hệ thống điện vận hành không tối ưu

Từ những phân tích trên, việc phân tích đồ thị phụ tải khu vực và san bằng đồ thị phụ tải để lưới điện vận hành tối ưu, hợp lý và tiết kiệm là cần thiết Cũng qua các tài liệu tham khảo, chúng ta có thể áp dụng về Quản lý nhu cầu (DSM: Demand Side Management) là giải pháp để san bằng đồ thị phụ tải

Qua nghiên cứu trong chương trình cao học ngành quản lý năng lượng, bản thân tôi với nhiệm vụ là Trưởng phòng Điều độ Công ty Điện lực Phú Yên trực tiếp theo dõi các thông số vận hành, sản lượng, công suất của các phụ tải trên toàn địa bàn tỉnh Phú Yên, đặc biệt là khu vực phụ tải tập trung

thuộc Thành phố Tuy Hòa nên tôi mạnh dạn chọn đề tài “Nghiên cứu giải

pháp nhằm san bằng đồ thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa”

Đề tài đề xuất các biện pháp cụ thể như sau :

1 Sử dụng phương pháp phân tích cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong ĐTPT của HTĐ dựa trên cơ sở những đặc trưng cơ bản của các ĐTPT thành phần áp dụng để phân tích đồ thị phụ tải của hệ thống cung cấp điện Thành phố Tuy Hòa Từ đó đưa ra được đồ thị phụ tải ngày của từng khu vực, căn cứ vào các đồ thị phụ tải này mới có thể đưa ra được các giải pháp hợp lý Một trong những mục tiêu của chương trình DSM là biến đổi hình dáng đồ thị phụ tải theo mong muốn Với kết quả phân tích đồ thị phụ tải đã nghiên cứu sẽ là

cơ sở để lựa chọn giải pháp DSM phù hợp nhất với tính chất, đặc điểm tiêu thụ điện năng của phụ tải, đem lại lợi ích cho cả ngành điện và hộ tiêu thụ

2 Nghiên cứu đánh giá tiềm năng tác động của DSM là một trong những nội dung quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng DSM Trên cơ sở kết quả sẽ tiến hành các bước tiếp theo để triển khai chương trình DSM Từ kết quả

nghiên cứu này cũng đưa ra được một cách nhìn tổng quan về các thành phần phụ tải tham gia vào công suất đỉnh của hệ thống, từ đó có các kế hoạch đáp ứng nhu cầu phụ tải trong tương lai, cũng như các kế hoạch cho việc sản xuất, truyền tải và phân phối của các Công ty điện lực để có thể vận hành hệ thống một cách tối ưu

3 Các giải pháp thực hiện DSM : Tuyên truyền đến từng người dân về thay đổi ý thức sử dụng điện và sử dụng các thiết bị điện hợp lý, tiết kiệm Thực hiện các giải pháp tiết giảm điện đối với chiếu sáng công cộng, đối với phụ tải công nghiệp chuyển giờ sản xuất cao điểm sang giờ thấp điểm và giờ bình thường

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Theo số liệu thống kê năm 2012 của Bộ Xây Dựng, cả nước hiện có 756

đô thị các loại, con số này dự báo sẽ tăng lên 1,5 lần trong giai đoạn 2015 –

2020 Đến năm 2025, dân cư đô thị được dự báo sẽ đạt xấp xỉ 52 triệu người, chiếm khoảng 50% tổng dân số cả nước Điều này đồng nghĩa với việc nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn Cùng với đó ô nhiễm môi trường cũng ngày càng trầm trọng hơn

Với việc phát triển thiếu quy hoạch như hiện nay, dự báo cho rằng tới năm 2025, Việt nam sẽ thiếu hụt tới 70% tổng năng lượng tiêu dùng cần thiết, kéo theo đó nhu cầu nhập khẩu tăng cao và giá cả năng lượng sẽ biến động rất phức tạp

Hiệp hội Năng lượng Việt Nam (VEA) cũng đưa ra một dự báo về nguy

cơ thiếu hụt năng lượng trong tương lai Dự báo đến 2025, Việt Nam về cơ bản sẽ cạn kiệt tài nguyên dầu khí Năng lượng không tái tạo được đang ngày càng cạn kiệt, nước ta từ vị trí xuất khẩu than ròng đã phải nhập khẩu để phục

vụ nhu cầu năng lượng trong nước Bên cạnh đó, việc tiêu thụ nhiều năng lượng sẽ làm gia tăng lượng phát thải ra môi trường và gây hiệu ứng nhà kính Trong khi hệ thống điện vẫn phát triển chậm và tiềm ẩn khả năng không đảm bảo an toàn cung cấp điện Hiện nay, tình trạng thiếu điện đã và đang xảy ra, gây thiệt hại cho sản xuất và khó khăn cho đời sống của người dân Hệ thống điện tuy phủ khắp cả nước nhưng do nhu cầu tăng nhanh, trong khi tiến độ thực hiện quy hoạch chậm, nên hệ thống điện vẫn tiềm ẩn khả năng không đảm bảo an toàn cung cấp điện Trong khi đó, việc xây dựng một nhà máy phát điện phải mất từ 4 – 6 năm Vì thế, mục tiêu 10 năm tới phải phát triển thêm lượng công suất gần 50.000MW không phải là việc dễ thực hiện

Bên cạnh thiếu hụt nguồn năng lượng lớn, Việt nam cũng đang đối mặt với một thực trạng còn đáng lo ngại hơn đó là sử dụng năng lượng lãng phí và thiếu hiệu quả Theo tính toán của Diễn đàn Hợp tác Kinh tế Châu Á – Thái Bình Dương (APEC) năm 2007 nếu tăng trưởng GDP ở mức 8-9% thì tăng trưởng về điện của Việt Nam thường phải gấp đôi vào khoảng 16-18%, trong khi với các nước khác, tỷ lệ này chỉ là 1:1 Như vậy nếu GDP càng tăng thì tiêu tốn năng lượng của chúng ta càng lớn

Trước tình hình như vậy, giải pháp mà EVN đưa ra là thay đổi hình dáng

đồ thị phụ tải thông qua việc tiết kiệm điện và thực hiện đầu tư các công trình với thời gian ngắn Điều này cũng đã được Chính phủ cụ thể hóa trong luật Điện lực ban hành tháng 6 năm 2005 và mới đây Quốc hội thông qua Luật “

Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2011

Điện lực Tuy Hòa thuộc Công ty Điện lực Phú Yên cũng không ngoại lệ, với nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng nhưng nguồn cung cấp lại phát triển chậm, dẫn đến nguy cơ thiếu điện trong tương lai Vì vậy trong thời gian Điện lực Tuy Hòa đã triển khai nhiều biện pháp như cải tạo lưới điện, tuyên truyền, phổ biến để người dân thực hiện tiết kiệm điện Theo thống kê trong năm 2013, sản lượng điện tiết kiệm của Phú Yên đạt 12,139 triệu kWh, vượt 3,139 triệu kwh so với kế hoạch Tổng công ty giao, chiếm 2,3% tổng sản lượng điện thương phẩm năm 2013 và tăng 127% so với sản lượng điện tiết kiệm trong năm 2012 Đây là một kết quả khả quan, làm điều kiện thuận lợi

để áp dụng chương trình DSM vào các phụ tải của Thành phố

Qua các tài liệu tham khảo về Quản lý nhu cầu (DSM: Demand Side Management) của các nước trên thế giới chúng ta có thể áp dụng tại Việt Nam nhằm đạt được mục đích sử dụng tối đa từ các nguồn năng lượng hiện có Bên cạnh đó DSM cũng liên quan đến việc thay đổi thói quen sử dụng năng lượng

của khách hàng, giúp ngành điện giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo cung ứng điện trước nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của khách hàng

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài cần đạt được:

- Xây dựng đồ thị phụ tải của khu vực Thành phố Tuy Hòa Việc thu thập số liệu dựa trên chương trình MDMS EVNCPC (chương trình đo đếm từ

xa của Tổng Công ty Điện lực miền Trung)

- Trên cơ sở thu thập số liệu, tác giả sẽ trình bày phương pháp phân tích

cơ cấu các thành phần phụ tải dựa trên cơ sở những đặc trưng của các đồ thị phụ tải thành phần Phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong đồ thị phụ tải của hệ thống nhằm mục đích lựa chọn giải pháp hợp lý tác động đến phụ tải các khu vực

- Áp dụng chương trình DSM lựa chọn các giải pháp nhằm san bằng đồ thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải của hệ thống cung cấp điện thành phố Tuy Hòa, các giải pháp quản lý nhu cầu sử dụng điện năng (DSM)

Phạm vi nghiên cứu là các phụ tải thuộc hệ thống cung cấp điện thành phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên

4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các bài báo cáo khoa học, giáo trình mạng điện và các chương trình quản lý nhu cầu sử dụng điện năng DSM, lý thuyết xác suất thống kê, xây dựng đồ thị phụ tải điển hình Phương pháp thực nghiệm: Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, tính toán và xây dựng đồ thị phụ tải, tính toán lượng công suất đỉnh cắt giảm, điện

năng tiết kiệm khi thực hiện giải pháp DSM

5 Bố cục đề tài

Bố cục đề tài ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận văn được biên chế thành 4 chương như sau:

Chương 1: Cơ sở lý luận chung về quản lý nhu cầu điện năng (DSM)

và phương pháp phân tích thành phần phụ tải

Chương 2: Hiện trạng lưới điện và phụ tải điện Thành phố Tuy Hòa Chương 3: Phân tích cơ cấu đồ thị phụ tải của hệ thống cung cấp điện

cho Thành phố Tuy Hòa

Chương 4: Nghiên cứu, lựa chọn các giải pháp ứng dụng nhằm san

bằng đồ thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN VĂN

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG (DSM) VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN

PHỤ TẢI 1

1.1 TỔNG QUAN VỀ DSM 1

1.1.1 Khái niệm về DSM 1

1.1.2 Các mục tiêu của một hệ thống khi áp dụng DSM 2

1.1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện 2

1.1.2.2 Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất 5

1.1.3 Giải pháp thực hiện DSM 10

1.1.3.1 Kiểm toán năng lượng điện 10

1.1.3.2 Sử dụng năng lượng điện hiệu quả 13

1.1.4 Giới thiệu sơ lược các kỹ thuật quản lý phụ tải 14

1.1.4.1 Điều khiển phụ tải tại chỗ 14

1.1.4.2 Điều khiển phụ tải từ xa 15

1.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI ĐỈNH TRONG ĐTPT CỦA HTĐ DỰA TRÊN CƠ SỞ NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA CÁC ĐTPT THÀNH PHẦN 16

1.2.1 Phương pháp luận 17

1.2.2 Cách lấy số liệu phụ tải 19

1.2.3 Thông tin đặc trưng của ĐTPT: 19

1.2.4 Các giả thiết 19

1.2.5 Xác định các khoảng thời gian công suất cực đại, trung bình và cực

tiểu 20

CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN THÀNH PHỐ TUY HÒA 25

2.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ TUY HÒA 25

2.1.1 Nguồn điện 25

2.1.2 Lưới điện 25

2.2 TÌNH HÌNH TIÊU THỤ ĐIỆN 27

2.3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐO MDMS (Meter Data Management System 27

2.3.1 Tổng quan hệ thống quản lý dự liệu đo 27

2.3.2 Nội dung 28

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CƠ CẤU ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ TUY HÒA 32

3.3 PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI CỦA BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỆN THÀNH PHỐ TUY HÒA 32

3.3.1 Số liệu thu thập và biểu đồ phụ tải ngày của các khu vực 32

3.3.2 Tính toán Tmax, Ttb, Tmin, Kmin, Ktb cho từng phụ tải khu vực 40

3.3.3 Phân tích cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh của HTĐ thành phố Tuy Hòa 55

3.4 KẾT LUẬN: 56

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG DSM VÀO SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG

CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ TUY HÒA 58

4.1 GIẢI PHÁP CHUNG 58

4.1.1 Giảm điện tiêu thụ vào giờ cao điểm 58

4.1.2 Tăng lượng tiêu thụ điện giờ thấp điểm và giờ bình thường 58

4.1.3 Chuyển tiêu thụ điện ở các giờ cao điểm sang giờ thấp điểm 58

4.2 NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THÀNH PHẦN 59

4.2.1 Khu vực công nghiệp: 59

4.2.2 Khu vực phi công nghiệp 60

4.2.3 Khu vực tiêu dùng dân cư 60

4.3 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG 61

4.3.1 Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều hòa không khí: 61

4.3.2 Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng: 62

4.3.3 Giải pháp tiết kiệm điện cho động cơ: 62

4.4 TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỊU TẢI THÀNH PHỐ TUY HÒA 64

4.4.1 Giải pháp cắt đỉnh 64

4.4.2 Giải pháp tiết kiệm năng lượng 68

4.5 KẾT LUẬN 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện 7

Hình 3.1: Đồ thị phụ tải ngày khối khách sạn 32

Hình 3.2: Đồ thị phụ tải ngày khối ngân hàng 33

Hình 3.3: Đồ thị phụ tải ngày khối nhà hàng và giải trí 33

Hình 3.4: Đồ thị phụ tải ngày khối cơ quan chính quyền 34

Hình 3.5: Đồ thị phụ tải ngày khối trường học 34

Hình 3.6: Đồ thị phụ tải ngày khối ánh sáng công cộng 35

Hình 3.7: Đồ thị phụ tải ngày khu vực phi công nghiệp 35

Hình 3.8: Đồ thị phụ tải ngày khối xây dựng và khai thác 36

Hình 3.9: Đồ thị phụ tải ngày khối dệt may 36

Hình 3.10: Đồ thị phụ tải ngày khối chế biến thủy sản 37

Hình 3.11 Đồ thị phụ tải ngày khối chế biến nông sản 37

Hình 3.12 Đồ thị phụ tải ngày khối sản xuất dược phẩm 38

Hình 3.13: Đồ thị phụ tải ngày khối sản xuất đồ uống 38

Hình 3.14: Đồ thị phụ tải ngày khu vực công nghiệp 39

Hình 3.15: Đồ thị phụ tải ngày khu vực tiêu dùng dân cư 39

Hình 3.16: Đồ thị phụ tải ngày khu vực nông nghiệp 40

Hình 3.17: Đồ thị phụ tải ngày 1/4/2014 của hệ thống điện Thành phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên 54

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Tổng hợp tình hình kinh doanh điện năng của Thành phố giai đoạn

2010 - 2013 27Bảng 3.1: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực phi công nghiệp 40 Bảng 3.2: Cơ cấu tiêu thụ điện năng của các khu vực kinh tế năm 2012 42 Bảng 3.3: Cơ cấu tiêu thụ điện năng ngày của các khu vực kinh tế năm 2012 43 Bảng 3.4: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực công nghiệp 44 Bảng 3.5: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực tiêu dùng dân cư và nông nghiệp 47 Bảng 3.6: Cơ cấu thành phần phụ tải của ĐTPT Thành phố 51 Bảng 3.7: Tỷ trọng các thành phần phụ tải trong ĐTPT của Thành phố tại các thời điểm trong ngày 52 Bảng 3.8: Kết quả phân tích thành phần phụ tải HTĐ Thành phố Tuy Hòa 54 Bảng 3.9: Tỷ trọng các thành phần phụ tải tại các thời điểm ĐTPT ngày của Thành Phố đạt cực đại 56 Bảng 4.1 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng vào cao điểm sáng 67 Bảng 4.2: Kết quả công suất cắt giảm và điện năng tiết kiệm vào thời gian cao điểm của Điện lực 68 Bảng 4.3 Các thông số đo được của động cơ 70 Bảng 4.4 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp 71 Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật của các máy nén lạnh 78 Bảng 4.6 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực công nghiệp 80 Bảng 4.7: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm sáng 82 Bảng 4.8 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp 83 Bảng 4.9 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực công nghiệp 89 Bảng 4.10: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm chiều 91 Bảng 4.11 Các chỉ tiêu của hai loại đèn Thủy ngân và Natri 92 Bảng 4.12 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp 92 Bảng 4.13 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực tiêu dùng dân cư 93 Bảng 4.14: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm tối 94 Bảng 4.15: Công suất tiết giảm của các khu vực tại thời gian cao điểm trong ngày 94 Bảng 4.16: Công suất tiết giảm và điện năng tiết kiệm tại các thời gian cao điểm trong ngày 94 Bảng 4.17 Tổng hợp công suất các khu vực trước và sau khi tiết giảm 95

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

- DSM (Demand Side Management): Quản lý nhu cầu

- TBA: Trạm biến áp

- TKĐ: Tiết kiệm điện

- EVN: Tập đoàn điện lực Việt Nam

- HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện

- CCĐ: Cung cấp điện

- HTĐ: Hệ thống điện

- ĐTPT: Đồ thị phụ tải

- EE (Energy Efficiency): Hiệu quả năng lượng

- SSM (Supply Side Management): Quản lý nguồn cung cấp

- ĐHNĐ: Điều hòa nhiệt độ

- CFL (Compact Flash Light): đèn Compact

- CNXD: Công nghiệp xây dựng

- DLC: Điều khiển phụ tải trực tiếp

- DVCC: Dịch vụ công cộng

- TMDV: Thương mại dịch vụ

- ĐK HTCS: Điều khiển hệ thống chiếu sáng

Trong những năm trước đây, để thỏa mãn nhu cầu gia tăng của phụ tải điện người ta thường quan tâm đến việc đầu tư khai thác và xây dựng thêm các nhà máy điện mới Giờ đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện trở thành gánh nặng của các quốc gia Lượng than, dầu, khí đốt…dùng trong các nhà máy điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng Dẫn tới DSM được xem như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất

Bởi DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu dùng có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng cao hơn Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra những kết luận là DSM có thể làm giảm ≥ 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí chỉ vào khoảng (0,30,5) chi phí cần thiết xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích về mặt kinh tế, môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho khách hàng

DSM được xây dựng trên cơ sở hai chiến lược chủ yếu: Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện và điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất

1.1.2 Các mục tiêu của một hệ thống khi áp dụng DSM

1.1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện

Chiến lược nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ nhằm giảm nhu cầu điện năng một cách hợp lý Nhờ đó có thể làm giảm vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới đồng thời khách hàng sẽ phải trả tiền điện ít hơn Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng nhu cầu của phụ tải điện, giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng Chiến lược này bao gồm 2 nội dung chủ yếu sau:

a Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao:

Nhờ sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngày nay các nhà chế tạo đưa

ra các thiết bị dùng điện có hiệu suất cao, tuổi thọ lớn trong khi giá thành lại tăng không đáng kể Vì vậy một lượng điện năng lớn sẽ được tiết kiệm trong một loạt các lĩnh vực sản xuất và đời sống như:

+ Sử dụng thiết bị điện dân dụng hiệu suất cao

+ Sử dụng các động cơ hiệu suất cao (HEMs)

b Hạn chế tối đa tiêu thụ điện năng vô ích:

Hiện nay, sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng còn lãng phí Mặc dù điện năng tiết kiệm của mỗi hộ tiêu thụ không lớn song tổng điện năng tiết kiệm được là không nhỏ Vốn thực hiện giải pháp này không lớn song hiệu quả mang lại rất cao Các biện pháp cụ thể để tiết kiệm điện năng tạm chia thành 4 khu vực:

- Khu vực nhà ở

- Khu vực công cộng: Các trung tâm thương mại, dịch vụ, văn phòng, công sở, trường học, khách sạn…

- Khu vực công nghiệp

- Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện

+ Khu vực nhà ở

Trong khu vực nhà ở điện năng được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị chiếu sáng và các thiết bị phục vụ sinh hoạt Cần lựa chọn các thiết bị có hiệu suất cao phù hợp với yêu cầu sử dụng, hạn chế thời gian hoạt động vô ích của các thiết bị bằng cách: Lắp đặt các rơle thời gian để đóng cắt thiết bị hợp lý

Sử dụng các mẫu thiết kế nhà ở thông thoáng tận dụng ánh sáng tự nhiên nhằm hạn chế thời gian làm việc của các thiết bị chiếu sáng và làm mát Mặt khác các lớp tường bao bọc và hệ thống cửa phải đủ kín để giảm bớt thời gian

và công suất của các máy điều hòa Lựa chọn các thiết bị có công nghệ hiện đại nhằm giảm công suất tiêu thụ Hạn chế số lần đóng mở tủ lạnh, tủ đá, số lần làm việc của máy giặt, bàn là, bếp điện…, cắt bỏ thời gian chờ của TV cũng làm giảm lượng điện năng tiêu thụ

+ Khu vực công cộng

Trong khu vực này ta cần quan tâm đến khâu thiết kế công trình để hạn chế tiêu tốn năng lượng trong các khâu chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm có thể cho những kết quả đáng kể Các điều luật về thiết kế xây dựng, môi trường và công tác thẩm định hiệu quả sử dụng năng lượng khi cấp phép xây dựng sẽ giúp nhiều cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng trong tương lai Những qui định

cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị điện, đặc biệt với thiết bị chiếu sáng, máy văn phòng, đun nước, làm mát…hỗ trợ nhiều cho công tác an toàn tiết kiệm điện Trang bị thêm thiết bị đóng cắt tự động ánh sáng, nhiệt độ…là cần thiết

+ Khu vực công nghiệp

Các biên pháp làm giảm tiêu chí năng lượng trong khu vực công nghiệp khá đa dạng và có hiệu quả cao:

- Thiết kế và xây dựng các nhà xưởng hợp lý

- Hợp lý hóa các quá trình sản xuất

- Bù công suất phản kháng để cải thiện cosφ

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

- Sử dụng hợp lý các động cơ điện (sử dụng bộ điều chỉnh tự động tốc độ động cơ)

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

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

+ Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng

Phần lớn các thiết bị của các nhà máy điện Việt Nam đã sử dụng lâu năm, các thiết bị cũ suất tiêu hao nhiên liệu và tự dùng lớn cần được cải tạo Nếu cải tiến chế độ vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các thiết bị trong hệ thống tự dùng có thể giảm lượng điện năng tự dùng trong các nhà máy nhiệt điện khoảng (11,5)%, trong các nhà máy thủy điện khoảng (0,020,05)% Với cơ cấu phát triển nguồn điện như hiện nay có thể giảm được (0,30,4)% lượng điện tự dùng cho toàn bộ hệ thống

Hệ thống truyền tải điện còn nhiều khiếm khuyết, thiếu đồng bộ do nhiều hạn chế trong công tác quy hoạch, thiết kế và xây lắp hệ thống Trừ các thiết

bị của các trạm mới xây dựng gần đây, phần còn lại của hệ thống truyền tải điện đã bị lạc hậu, chắp vá và xuống cấp Nhiều trạm biến áp và đường dây đã

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

Về hệ thống phân phối điện, đây là bộ phận còn tồn tại nhiều vấn đề cần

xử lý: còn quá nhiều cấp điện áp (6, 10, 15, 22, 35)kV, thiết bị lạc hậu và

chắp vá, chất lượng thấp và không hợp lý khiến cấu trúc lưới phức tạp, độ tin cậy thấp Công tác vận hành, quản lý kinh doanh không hợp lý nên hiệu quả không cao Tổn thất điện năng trung bình trong hệ thống phân phối khá lớn (918)% Có thể áp dụng các giải pháp sau để khai thác tiềm năng tiết kiệm điện năng trong lưới phân phối:

- Nâng cao hệ số công suất của lưới điện

- Nâng cao điện áp vận hành của lưới, tận dụng khả năng điều chỉnh điện

áp bằng cách chuyển đổi đầu phân áp trong các máy biến áp

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

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

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

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

a Điều khiển trực tiếp dòng điện

Mục tiêu chính của giải pháp này là san bằng đồ thị phụ tải của hệ thống điện nhằm giảm tổn thất, dễ dàng định được phương thức vận hành kinh tế hệ thống, giảm nhẹ vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới điện, cung cấp điện cho khách hàng linh hoạt, tin cậy chất lượng cao và giá thành rẻ Trên hình 1.1 trình bày các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện

+ Cắt giảm đỉnh: Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phụ tải đỉnh

trong các giờ cao điểm của hệ thống điện nhằm làm giảm nhu cầu tăng công suất phát và tổn thất điện năng Có thể điều khiển dòng điện của khách hàng

để giảm đỉnh bằng các tín hiệu điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại hộ tiêu thụ Ngoài ra bằng chính sách giá điện cũng có thể đạt được mục tiêu này Tuy

nhiên khi áp dụng biện pháp này các khách hàng thường được thỏa thuận hoặc thông báo trước để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện

+ Lấp thấp điểm: Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển

dòng điện Lấp thấp điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm Điều này đặc biệt hấp dẫn nếu như giá điện cho các phụ tải dưới đỉnh nhỏ hơn giá điện trung bình Thường áp dụng biện pháp này khi công suât thừa được sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền Hiệu quả thực là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không tăng công suất đỉnh, tránh hiện tượng xả nước (thủy điện) hoặc hơi (nhiệt điện) thừa Có thể lấp thấp điểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng, nạp điện cho ắc quy, oto điện…

+ Chuyển dịch phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời

gian thấp điểm Hiệu quả thực là giảm được công suất đỉnh song không làm thay đổi điện năng tiêu thụ tổng Các ứng dụng phổ biến trong trường hợp này

là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng lượng và thiết lập hệ thống giá điện thật hợp lý

+ Biện pháp bảo tồn: Đây là biện pháp giảm tiêu thụ cuối cùng dẫn tới

giảm điện năng tiêu thụ tổng nhờ việc nâng cao hiệu quả của các thiết bị dùng điện

+ Tăng trưởng dòng điện: Tăng thêm các khách hàng mới (chương

trình điện khí hóa nông thôn là một ví dụ) dẫn tới tăng cả công suất đỉnh và tổng điện năng tiêu thụ

+ Biểu đồ phụ tải linh hoạt: Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp

điện như một biến số trong bài toán lập kế hoạch tiêu dùng Do vậy đương nhiên có thể cắt điện khi cần thiết Hiệu quả thực là công suất đỉnh và cả điện năng tiêu thụ tổng có thể suy giảm

Hình 1.1 Các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện

sử dụng Đun nước nóng và dịch vụ điều hòa không khí được xem là hai đối tượng chủ yếu của giải pháp này Trong khoảng thời gian thấp điểm, điện năng được sử dụng để đun nước cung cấp cho các kho lưu trữ nóng Trong khoảng thời gian cao điểm, các nhu cầu sử dụng nước nóng sẽ được cung cấp

từ các kho này Cũng tương tự đối với các kho lạnh sẽ đáp ứng mọi nhu cầu điều hòa không khí trong thời gian cao điểm mà không cần cung cấp điện năng

c Điện khí hóa:

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

d Đổi mới giá:

Nhu cầu sử dụng điện năng của các phụ tải điện thường phân bố không đều theo thời gian Một cách tự nhiên, theo tập quán sinh hoạt, làm việc và sản xuất sẽ xuất hiện các cao điểm và thấp điểm trong đồ thị phụ tải của hệ thống Tại khoảng thời gian cao điểm, hệ thống phải huy động mọi khả năng phát điện để đáp ứng nhu cầu của phụ tải và đôi khi cũng không tránh khỏi phải cắt điện nếu không xây dựng thêm các nguồn điện cũng như các hệ thống truyền tải mới Rõ ràng chi phí thực để đáp ứng nhu cầu điện năng trong thời điểm này sẽ rất cao Ngược lại trong khoảng thời gian thấp điểm, nhu cầu tiêu thụ điện năng thường rất bé khiến các nhà máy điện phải ngừng phát điện hoặc chạy với công suất hạn chế theo điều kiện kỹ thuật Trong các hệ thống

có tỷ trọng thủy điện cao sẽ không tránh khỏi phải xả nước vô ích vào các mùa mưa Vốn đầu tư xây dụng hệ thống truyền tải không được khai thác hợp

lý, các máy biến áp vận hành non tải sẽ làm gia tăng tổn thất trong hệ thống

Tại các thời điểm này nếu có thêm nhu cầu dùng điện sẽ rất kinh tế và thuận lợi cho công tác vận hành hệ thống

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

+ Giá tính theo thời điểm sử dụng (TOU):

Mục tiêu chính của biểu giá TOU là điều hòa phụ tải điện của hệ thống điện sao cho phù hợp với khả năng cung cấp đem lại lợi ích cho cả ngành điện lẫn khách hàng Do vậy nó phải có tính linh hoạt cao bởi muốn đạt mục tiêu trên TOU phụ thuộc rất nhiều yếu tố: Thời điểm dùng điện; khoảng thời gian dùng điện liên tục; độ lớn và sự biến động công suất cũng như điện năng yêu cầu; mùa và thời điểm trong một mùa; vùng; loại khách hàng; định hướng phát triển kinh tế và ngành điện…Từ đó cũng dễ dàng nhận thấy việc lập được một TOU thật không đơn giản Nhưng ít nhất TOU phải mang tính tích cực: thúc đẩy kinh tế phát triển và khuyến khích sử dụng điện năng một cách hiệu quả Với các khách hàng mà chi phí điện năng chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong giá thành sản phẩm do họ sản xuất ra thì đôi khi họ cũng ít quan tâm đến TOU Vì lợi ích chung, bên cạnh TOU cũng cần thêm một quy định bắt buộc khi cần thiết Các nước đang phát triển thuộc châu á có Hàn Quốc, Đài Loan, Thái Lan…đã áp dụng TOU và thu được những kết quả bước đầu trong lĩnh vực điều khiển dòng điện của phụ tải

+ Giá cho phép cắt điện khi cần thiết:

Biểu giá này được áp dụng để khuyến khích các khách hàng cho phép cắt điện trong các trường hợp cần thiết phù hợp với khả năng cung cấp điện kinh

tế của ngành điện Số lần cắt và thời gian cắt phụ thuộc vào sự thỏa thuận với khách hàng và số tiền khách hàng được nhận thêm từ dịch vụ này

+ Giá giành cho các mục tiêu đặc biệt:

Biểu giá đặc biệt nhằm khuyến khích khách hàng thực hiện DSM hoặc phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế của chính phủ Ví dụ các khách hàng có đặt các hệ thống lưu nhiệt hoặc đặt các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

để giảm dòng điện trong suốt thời gian cao điểm của hệ thống có thể được hưởng mức giá đặc biệt

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

- Kiểm toán năng lượng

- Sử dụng điện năng hiệu quả

1.1.3.1 Kiểm toán năng lượng điện

a Khái niệm

Kiểm toán năng lượng điện (KTNL) là hoạt động nhằm đánh giá thực trạng hoạt động của một hệ thống năng lượng, từ đó xác định những bộ phận

sử dụng năng lượng lãng phí, nhận diện các cơ hội tiết kiệm và đề xuất giải pháp tiết kiệm năng lượng

Kiểm toán năng lượng giúp chúng ta xác định được khuynh hướng tiêu thụ và tiềm năng tiết kiệm năng lượng của các thiết bị khác nhau như: động

cơ, máy bơm, hệ thống chiếu sáng, điều hòa…

b Lợi ích của kiểm toán năng lượng

Mặc dù nhiều cơ sở tiêu thụ năng lượng nhận thức được sự cần thiết để

sử dụng năng lượng một cách hiệu quả trong các hoạt động của mình để duy trì sản xuất và tính cạnh tranh trên thị trường nhưng đa số họ không biết sử dụng mặt hàng hiếm hoi này như thế nào Một trong những lý do là không có khả năng theo dõi các bảng kết toán năng lượng một cách tốt hơn từ khi năng lượng được đặt vào vị trí chính đáng của nó trong các văn bản tài chính của công ty Thông thường năng lượng được gộp chung với các chi phí khác như tổng chi phí hay tổng phí tổn linh tinh Tuy nhiên, các hóa đơn năng lượng có thể được giữ lại hoặc ghi lại với mục đích kết toán mà không được phân tích hay ít nhất là so sánh với mức đã đạt được

Nhiều công ty, nhà máy không thể tiến hành KTNL Vấn đề này thường thấy ở các cơ sở thương mại Thông thường các cơ sở này không có một đội ngũ kỹ thuật để có thể tìm kiếm và đánh giá thường xuyên về kinh tế - kỹ thuật năng lượng của công ty Như vậy việc thành lập một nhóm kỹ thuật được đào tạo để KTNL trong công ty, nhà máy là rất cần thiết để đạt được các mục tiêu quản lý năng lượng cơ sở

Như một phần của chương trình quản lý năng lượng của công ty, các cơ

sở tiêu thụ năng lượng phải duy trì một đội ngũ kỹ thuật được đào tạo tốt và

có năng lực để có thể thực hiện các hoạt động quản lý năng lượng như KTNL Hiện nay chỉ những công ty lớn có nhận thức tốt về năng lượng hoặc được yêu cầu bởi các công ty chủ quản nước ngoài là có khả năng tiến hành

KTNL Họ có các dụng cụ cần thiết để thực hiện bài toán này Mặt khác có những công ty không biết KTNL là gì và lợi nhuận họ có thể nhận được từ nó

Đó là những công ty không có ý thức về năng lượng hoặc do việc quản lý đơn giản, hoặc chi phí năng lượng chỉ chiếm một phần nhỏ trong chi phí vận hành Cũng có những công ty có ý thức về năng lượng và nhận thức được về KTNL

là rất cần thiết nhưng bị ràng buộc bởi các nguồn nhân lực, kỹ thuật và tài chính giới hạn để KTNL

Trong một số nhà máy, cơ sở sản xuất, việc sử dụng các công nghệ thiết

kế kém hiệu quả, điều khiển không phù hợp, hành vi sử dụng không hiệu quả

là những nguyên nhân làm thất thoát năng lượng Kết quả của những KTNL cho thấy tiềm năng áp dụng các giải pháp đối với doanh nghiệp thường mang lại hiệu quả tiết kiệm từ 5-30% tổng năng lượng tiêu thụ

c Các hoạt động kiểm toán năng lượng

hành các hoạt động chính sau:

- Khảo sát quy trình công nghệ và dây chuyền sản xuất của nhà máy, đơn

vị

- Thu thập thông tin về sản lượng, sản phẩm, năng lượng và nguyên liệu

sử dụng để tính toán cân bằng năng lượng

- Thu thập thông tin về bảo trì thiết bị, cách thức tổ chức, năng lực/kỹ năng vận hành

- Thu thập thông tin về khả năng nâng cấp và mở rộng dây chuyền sản xuất

- Xây dựng kế hoạch và tiến hành đo đạt các thông số cần thiết

- Tìm kiếm cơ hội, xây dựng các giải pháp tiết kiệm năng lượng

- Đánh giá tiềm năng tiết kiệm sắp xếp thứ tự ưu tiên của từng giải pháp

- Khuyến nghị giải pháp tiết kiệm năng lượng đối với doanh nghiệp

1.1.3.2 Sử dụng năng lượng điện hiệu quả

a Khái niệm

Sử dụng điện năng tiết kiệm và hiệu quả là sử dụng điện năng một cách hợp lý, nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng, giảm chi phí năng lượng cho hoạt động của các phương tiện, thiết bị sử dụng điện mà vẫn đảm bảo nhu cầu năng lượng cần thiết cho các quá trình sản xuất, dịch vụ và sinh hoạt

b Sử dụng năng lượng trong các cơ sở sản xuất

Các cơ sở sản xuất thực hiện sử dụng năng lượng điện tiết kiệm và hiệu quả bằng các biện pháp chủ yếu sau đây:

- Cải tiến, hợp lý hóa quá trình chuyển nhiệt năng thành điện năng

- Giảm tổn thất trong truyền tải, phân phối, sử dụng điện năng

- Cải tiến, hợp lý hóa quá trình chuyển hóa từ điện năng thành cơ năng

- Lựa chọn, thay thế hợp lý nguồn năng lượng sử dụng nhằm đạt hiệu quả năng lượng cao hơn

- Phát triển sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo để tiết kiệm các nguồn năng lượng không tái tạo như than đá, khí đốt, dầu

- Bảo dưỡng kiểm tra thường xuyên hệ thống truyền động, thay đổi tốc

độ truyền động của các động cơ một cách thích hợp (hộp thay đổi tốc độ, bộ biến tần)

- Nâng cao hệ số cosφ của nhà máy; đặt các thiết bị bù Q tại nhà máy để nâng cao hệ số cosφ, nâng cao điện áp của mạng điện (điện áp ở đầu cực động cơ) để giảm tổn thất

c Sử dụng năng lượng trong các tòa nhà

Đối với các tòa nhà, việc tiết kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng phải được tính đến ngay từ khâu thiết kế

- Tận dụng các điều khiện tự nhiên hoặc các giải pháp cấu tạo kiến trúc thích hợp nhằm giảm tiêu hao năng lượng cho chiếu sáng, thông gió, làm mát

d Sử dụng năng lượng trong hộ gia đình

Kết quả khảo sát 102 khu chung cư tại Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh của Hội Tiêu chuẩn và bảo vệ người tiêu dùng, công bố tháng 12/2002 cho thấy mỗi hộ gia đình thành phố sử dụng 5-6 bóng đèn huỳnh quang loại 40W Như vậy lợi ích khi thay bằng bóng đèn huỳnh quang hiệu suất cao (T8, T5) là rất lớn

1.1.4 Giới thiệu sơ lược các kỹ thuật quản lý phụ tải

Điều khiển nhu cầu điện năng là làm thay đổi thời gian sử dụng điện năng và độ lớn nhu cầu công suất của phụ tải để đạt được ĐTPT mong muốn Nếu chỉ xét riêng nhu cầu điện năng thì các giải pháp thực hiện cũng rất đa dạng mà nhìn chung gồm hai nhóm là điều khiển phụ tải tại chỗ và điều khiển phụ tải từ xa

1.1.4.1 Điều khiển phụ tải tại chỗ

Các thiết bị điều khiển đặt ngay tại vị trí của phụ tải sẽ tự động đóng cắt phụ tải theo những nguyên tắc định trước hoặc bởi con người tại chỗ Các nguyên tắc điều khiển có thể như sau:

- Điều khiển đóng cắt phụ tải theo thời gian

- Điều khiển đóng cắt phụ tải theo công suất phụ tải

- Điều khiển đóng cắt phụ tải theo các thông số khác như nhiệt độ, độ

ẩm, các chương trình được cài đặt sẵn…

Dù theo nguyên tắc nào thì các giải pháp điều khiển phụ tải tại chỗ đều

có một hạn chế chung: không thể điều khiển phụ tải từ trung tâm điều độ

1.1.4.2 Điều khiển phụ tải từ xa

thông tin để truyền tín hiệu điều khiển phụ tải Các bộ phận tín hiệu(reciever)

sẽ xử lý và tác động theo yêu cầu của trung tâm điều khiển Việc điều khiển phụ tải từ xa có nhiều ưu điểm hơn điều khiển tại chỗ như: điều khiển linh hoạt theo chương trình hoặc khẩn cấp, quản lý dễ dàng mọi lúc, mọi nơi…Việc đánh giá, lựa chọn giải pháp điều khiển phụ tải từ xa phụ thuộc rất nhiều vào đặc điểm của kênh thông tin Các yêu cầu đối với kênh thông tin cơ bản gồm:

- Tốc độ truyền tin: là lượng tin tức mà hệ thống cho phép truyền đi trong một đơn vị thời gian Tốc độ truyền tin phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế thông tin, các đặc tính của kênh truyền, các bộ thu, phát tín hiệu và sai số chấp nhận được của tin được truyền

- Độ tin cậy của tin: là mức độ phản ánh trung thực của tin được truyền Đại lượng này cũng phụ thuộc vào kỹ thuật điều chế thông tin, kênh truyền tin, tốc độ truyền tin và khả năng chống nhiễu của hệ thống

- Khả năng truyền thông: là khả năng nhận tín hiệu điều khiển nhanh, đơn giản và dễ dàng

- Độ tin cậy và an toàn hệ thống: Bao gồm các khả năng vận hàng tin cậy của thiết bị và khả năng chống các tác động phá hoại, gian lận của khách hàng Hệ thống phải có khả năng hoạt động 100% thời gian cả ở phía điều

khiển lẫn phía được điều khiển Khả năng chống nhiễu tốt của kênh truyền (không gian, dây truyền tin, tải ba…)

Có thể kể ra 3 hệ thống điều khiển từ xa phổ biến được phân loại theo kênh truyền:

- Hệ thống thông tin tải ba: hệ thống này có ưu điểm là không sử dụng đường truyền hữu tuyến do vậy nên tiết kiệm nhiều chi phí lắp đặt nhưng phải

sử dụng nhiều ăng ten thu – phát nên độ tin cậy và bảo đảm về điều khiển không cao, ngoài ra sử dụng sóng viba để truyền tín hiệu thì ăng ten thu và phát phải nhìn được thấy nhau nên việc lắp đặt khó khăn, gây mất mỹ quan

- Hệ thống thông tin điện thoại: sử dụng một cặp dây đồng để truyền tín hiệu, tín hiệu có thể sử dụng đường truyền riêng hoặc đi chung với đường điện thoại của bưu điện với một băng thông khác Việc điều khiển các phụ tải thông qua một bộ điều khiển như vậy rất tốn kém và khó khăn cho việc lắp đặt và phát triển việc điều khiển phụ tải

- Hệ thống thông tin vô tuyến: hệ thống này sử dụng sóng radio làm đường truyền, ngoài việc phải có ăng ten thu phát, việc đảm bảo điều khiển đúng vô cùng khó khăn với những phụ tải nơi không có sóng hoặc bị chặn sóng

1.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI ĐỈNH TRONG ĐTPT CỦA HTĐ DỰA TRÊN CƠ SỞ NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA CÁC ĐTPT THÀNH PHẦN

Tác động nhằm biến đổi san bằng đồ thị phụ tải hệ thống là một trong các mục tiêu chính của DSM Vấn đề đặt ra là phải có một cơ sở và định hướng cụ thể để lựa chọn và thực hiện các chương trình này Đó chính là phải phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải tham gia vào phụ tải hệ thống

Để phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải trong đồ thị phụ tải ngày của

hệ thống điện có thể dùng các phương pháp sau:

+ Phương pháp đặt đồng hồ tự ghi (các công tơ điện tử) tại tất cả các nút phụ tải của hệ thống Đồng thời, xây dựng mạng lưới truy cập truyền dẫn thông tin nhằm thu thập và tổng hợp số liệu phụ tải ghi được, từ đó xây dựng

đồ thị phụ tải của hệ thống Phương pháp này có ưu đểm là đo và ghi lại chính xác phụ tải tại các thời điểm Tuy nhiên hiện nay ở nước ta chưa thể thực hiện được do lượng vốn để lắp đặt hệ thống lớn Mặt khác, tại các nút lớn, việc phân biệt ranh giới giữa các loại hộ tiêu thụ rất tương đối nên số liệu đem vào phân tích sẽ không đủ tin cậy

+ Phương pháp so sánh đối chiếu: Không xét được đặc điểm riêng của các phụ tải và các ảnh hưởng khách quan lên phụ tải nên độ tin cậy thấp Phương pháp phân tích cơ cấu thành phần phụ tải của đồ thị phụ tải hệ thống nhằm tính toán và tìm ra các thành phần tham gia vào những điểm

“lồi”, “lõm” của ĐTPT để có các giải pháp DSM nhằm san bằng đồ thị phụ tải một cách hợp lý

1.2.1 Phương pháp luận

Phương pháp phân tích cơ cấu thành phần phụ tải là kết hợp các phương pháp tính toán các đặc trưng của ĐTPT ngày với lý thuyết xác suất và thống

kê số liệu ĐTPT ngày

Thông thường từ các nguồn số liệu thống kê, đo đạc, phân tích và dự báo chúng ta có thể biết trước được: ĐTPT ngày trung bình của HTĐ; Tổng điện năng tiêu thụ; Nhu cầu sử dụng điện năng (NCĐN) và đặc điểm sử dụng điện năng của từng khu vực kinh tế (Phi công nghiệp: PCN, Công nghiệp:

CN, tiêu dùng dân cư: TDDC, Nông nghiệp: NN) Từ các số liệu này ta có thể tính toán và xây dựng lên một cách gần đúng đồ thị phụ tải điển hình của từng khu vực phụ tải Sau đó tổng hợp các phụ tải điển hình cho từng khu vực phụ tải ta sẽ xây dựng được đồ thị phụ tải tổng của hệ thống Việc tính toán gần đúng các đồ thị phụ tải điển hình cho các khu vực phụ tải dựa trên

các thông số đặc trưng của đồ thị phụ tải gồm: các thời đoạn công suất cực đại, trung bình, cực tiểu; giá trị công suất cực đại, trung bình, cực tiểu hoặc các hệ số công suất tương ứng Từ các số liệu thống kê đồ thị phụ tải đã thu thập được, các đặc trưng nêu trên được tính toán theo xác suất Cách tính này

sẽ tránh được sự mất tính tổng quát do hạn chế số lượng số liệu đầu vào Kết quả thu được có thể tin cậy được Cụ thể theo lý thuyết xác suất, với một biến ngẫu nhiên rời rạc X có luật phân phối xác suất là:

i p x X

E

1 )

Nếu trong một khu vực phụ tải đang xét có n khối phụ tải, khối phụ tải

PTmini là xác suất thời đoạn sử dụng công suất cực trị ngày của khu vực phụ

cực trị của khu vực phụ tải cũng được tính tương tự (1.1) như sau:

i P T T

E T

1

max max max

i P T T

E T

1

min min min

Các kỳ vọng toán này được xem như là các đặt trưng thời đoạn công suất cực trị của ĐTPT khu vực đang xét

Trình tự các bước của phương pháp tóm tắc như sau:

1 Thu thập và phân loại số liệu từng khu vực

Ktbi)

4 Tính các đặt trưng công suất của ĐTPT điển hình (Pmax, Ptb, Pmin)

5 Xây dựng ĐTPT các khu vực điển hình

6 Xác định các thành phần phụ tải khu vực tham gia vào ĐTPT hệ thống

1.2.2 Cách lấy số liệu phụ tải

Phụ tải được xây dựng dựa trên các phương thức sau:

- Đồng hồ tự ghi: Cho phép theo dõi liên tục công suất truyền tải qua thiết bị đo

- Sử dụng phần mềm thu thập số liệu từ xa MDMS trên internet để theo dõi công suất và sản lượng điện hàng giờ của phụ tải

- Số liệu lấy nhờ sự theo dõi và ghi chép của các nhân viên vận hành tại các nơi đặt thiết bị đo công suất

1.2.3 Thông tin đặc trưng của ĐTPT:

Từ các số liệu của ĐTPT các đặc trưng luôn luôn biết được:

- Điện năng đơn vị: là lượng điện năng phát, truyền hoặc tiêu thụ trong

- Công suất cực đại, cực tiểu trong một chu kỳ thời gian được xem xét

Chi tiết hơn gồm các số liệu như công suất tại từng đơn vị thời gian lấy

số liệu Ví dụ công suất từng giờ

1.2.4 Các giả thiết

Giả thiết 1: Từ số liệu thu thập và hóa đơn tiền điện của các khu vực

phụ tải có thể xác định được điện năng tiêu thụ của năm và từ đó tính được điện năng tiêu thụ của từng ngày Thống kê chỉ ra rằng tỉ trọng tiêu thụ điện năng của thành phố tập trung chủ yếu ở các khu vực phi công nghiệp, công nghiệp, tiêu dùng dân cư Do đó trong phân tích cơ cấu thành phần phụ tải của đồ thị phụ tải, các số liệu thu thập theo mẫu tập trung ở những phụ tải có

nhu cầu công suất tương đối lớn và được đo đạt trong khoảng thời gian đặc trưng cho từng mùa (mùa khô và mùa mưa) của khu vực phi công nghiệp, công nghiệp và tiêu dùng dân cư Các giá trị trung bình tính được từ các số liệu đo đạc sẽ cho phép phân tích cơ cấu phụ tải trong ĐTPT của hệ thống điện được thuận lợi và tin cậy

Giả thiết 2: Các số liệu thống kê cho thấy đỉnh của ĐTPT thường xuất

hiện hai lần Đỉnh thứ nhất thường xuất hiện trong nửa ngày đầu từ 8 giờ đến

11 giờ sáng Đỉnh thứ hai thường xuất hiện trong nửa ngày sau từ 14 giờ đến

17 giờ do các nhà máy công nghiệp hoạt động với công suất cao Khi phân

12 giờ và 13  24 giờ

Giả thiết 3: Đồ thị điển hình xấp xỉ sẽ có dạng bậc thang 3 cấp ứng với

các thời đoạn công suất cực đại, trung bình và cực tiểu Việc chia ra thành nhiều cấp hơn sẽ càng làm cho dạng đồ thị điển hình được mịn và chi tiết hơn Tuy nhiên với số lượng tính toán sẽ tăng lên nhiều và có thể kết quả khác thường giảm đáng kể ý nghĩa của giá trị thu được

Giả thiết 4: Các đồ thị phụ tải của các phụ tải trong từng khối nhỏ có

dạng tương tự nhau Các thời đoạn công suất phụ tải cực trị gần trùng nhau Trong tính toán không xét đến độ lớn của công suất các phụ tải mà chỉ quan tâm đến các thời đoạn các phụ tải đó đạt cực trị Nói cách khác, ta chỉ xem xét đồ thị phụ tải với trục công suất lấy giá trị tương đối

1.2.5 Xác định các khoảng thời gian công suất cực đại, trung bình và cực tiểu

a Xác định các thời đoạn T max , T tb , T min của ĐTPT các khối nhỏ

Từ các ĐTPT tổng của từng khối nhỏ, xác định các thông số trên như sau:

+ Tmax1  t jP j  [Pmin(112)  0 , 67 (Pmax(112) Pmin(112))],j: 1  12 (1.4)

Cho thời đoạn từ (112) giờ

+ Tmax2  t jP j  [Pmin(1324)  0 , 67 (Pmax(1324)Pmin(1324))],j: 13  24 (1.5)

Cho thời đoạn từ (1324) giờ

+ Tmin1 t jP j  [Pmin(112) 0 , 33 (Pmax(112) Pmin(112))],j: 1  12 (1.6) Cho thời đoạn từ (112) giờ

+ Tmin2  t jP j  [Pmin(1324) 0 , 33 (Pmax(1324) Pmin(1324))],j: 13  24 (1.7)

Cho thời đoạn từ (1324) giờ

Trong đó:

Pmax(1  12), Pmax(13  24), Pmin(1  12), Pmin(13  24): công suất cực đại và cực

tiểu trong các thời đoạn từ 112 giờ và 1324 giờ

Chỉ số 1 hoặc 2 tương ứng các giá trị T lần lượt thuộc các thời đoạn từ

112 giờ và từ 1324 giờ

b Tính toán T max , T tb , T min của đồ thị phụ tải các khu vực

thức (1.2), (1.3) Tuy nhiên mỗi khu vực kinh tế gồm nhiều khối nhỏ khác

nhau, trong mỗi khối nhỏ số liệu lại được thu thập trên một số lượng nhất

định phụ tải Nếu trong một khu vực kinh tế có n khối nhỏ được lấy số liệu

tính gần đúng theo các công thức (1.9) và (1.10)

Thật vậy, trong một khu vực kinh tế, nếu khối i có Ni phụ tải, thời đoạn





i i

i i

T

N

N P

1

PTmaxi càng chính xác nếu thu thập được đầy đủ số liệu phụ tải cho một phạm vi đã định theo giả thiết 1

n i

i i

N

T N

1

1

) 2 , 1 ( max

n i

i i

N

T N

1

1

) 2 , 1 ( min

.

Ttb khu vực = 12 - Tmax khu vực(1,2) – Tmin khu vực(1,2) (1.12) Trong đó:

- Khu vực gồm PCN, CN, TDDC, NN

- Tmax khu vực, Ttb khu vực, Tmin khu vực: Kỳ vọng toán của thời đoạn sử dụng công suất cực đại (công suất đỉnh), công suất trung bình và công suất cực tiểu ngày của khu vực kinh tế

- Chỉ số 1 hoặc 2 ứng với các thời đoạn từ 1  12 giờ và từ 13  24 giờ

c Tỷ số P min /P max , P tb /P max của từng khu vực kinh tế

Đối với từng khu vực kinh tế ta có:

n i

i i

N

K N

- Chỉ số 1 hoặc 2 ứng với các thời đoạn từ 1  12h và từ 13  24h Đối với một khối trong khu vực kinh tế:

max

min min

) (

5 ,

P P

Angày = Pmax.Tmax + Ptb.Ttb + Pmin.Tmin

= Pmax.Tmax + Pmax.Ktb.Ttb + Pmax.Kmin.Tmin

Suy ra:

min min max

max

.T K T K

T

A P

tb tb

ngay





Các giá trị điện năng được tính như sau:

1 12

1 1

e Tính toán thành phần công suất phụ tải của các khu vực tham gia vào biểu đồ phụ tải tổng

trong từng khu vực kinh tế Từ đó lập biểu đồ phụ tải ngày cho từng khu vực kinh tế Tiếp theo tính phần trăm của công suất phụ tải các khu vực kinh tế tham gia vào biểu đồ phụ tải tổng theo giờ