Lựa chọn phương án cung cấp điện

Chương Lựa chọn phương án cung cấp điện 3.1 Khái quát chung toán lựa chọn phương án cung cấp điện Lựa chọn phương án toán lặp lại nhiều lần trình thiết kế Kinh nghiệm thực tế cho thấy, toán mà người thiết kế thường mắc nhiều sai lầm Một số phương án so sánh tính cạnh tranh Ví dụ so sánh phương án có vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành thấp với phương án có vốn đầu tư lớn, chi phí vận hành cao Rõ ràng so sánh khập khiểng Các phương án cung cấp điện nhiều, nhiên cần phải so sánh lựa chọn phương án có tính khả thi tính cạnh tranh Cần phải có phân tích sơ cách đa dạng nhiều khía cạnh tiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng điện, độ tin cậy, tính đơn giản, thuận tiện vận hành v.v Để làm điều đòi hỏi người thiết kế phải am hiểu thiết bị điện, phần tử hệ thống điện, mà phải có kinh nghiệm thực tế xây dựng, lý vận hành mạng điện Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện vấn đề lựa chọn cấp điện áp, vị trí trạm biến áp, sơ đồ nối dây, kết cấu phần tử v.v Các toán thực sở điều kiện cụ thể, có xét đến hiệu toàn cục, lưu ý đến khả tận dụng nguồn nguyên vật liệu chỗ, khả áp dụng phần tử, sơ đồ chuẩn Các phương án lựa chọn phải có tính khả thi tính thuyết phục cao Phương án khả thi có hiệu kinh tế cao coi phương án tối ưu Các phương án so sánh cần phải đáp ứng yêu cầu: Cân hiệu ứng lượng; Sự tương đồng tiêu kinh tế: đơn giá thiết bị, hệ số kinh tế, thời điểm tính toán v.v Xét đến thiệt hại trường hợp không tương đồng độ tin cậy cung cấp điện phương án; Đảm bảo tương đồng điều kiện lao động sinh hoạt Khi tiến hành giải toán tối ưu ta cần lưu ý số điểm sau: - Các thông tin dùng để tính toán so sánh phương án cần phải lấy từ nguồn, từ nguồn tương đương Điều cho phép tránh sai số không đáng có nguồn thông tin khác đưa lại - Nếu phương án so sánh có thành phần giống bỏ qua chúng mà không cần tính tới trình giải toán so sánh phương án, cho phép đơn giản hoá toán đến mức tối đa - Cần phải đánh giá phương án so sánh thời điểm, tức quy tất phương án thời điểm định, tránh sai số nhân tố thời gian đem lại - Các phương án so sánh kinh tế phải có tính khả thi tương đương yêu cầu kỹ thuật Trường hợp phương án tiêu kỹ thuật cần thêm vào phương án đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thành phần bù thiệt hại 51 3.2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống cung cấp điện 3.3.1 Chi phí quy dẫn Khi xây dựng công trình, chi phí đầu tư mua sắm thiết bị xây dựng công trình (V), phải kể đến chi phí thường xuyên đưa công trình vào hoạt động (C) Tổng chi phí quy thời gian năm gọi chi phí tính toán, hay gọi chi phí quy dẫn (chi phí quy đổi) Giá trị chi phí quy dẫn xác định theo biểu thức: Z = atcV + C∑ ; (3.1) Trongđó: V - vốn đầu tư trang thiết bị; atc - hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu vốn đầu tư, xác định theo biểu thức: atc = i (1 + i )Th ; (1 + i )Th − (3.2) Th – tuổi thọ công trình, năm; i – hệ số chiết khấu, xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát lãi suất ngân hàng, ngành điện thường lấy i = 0,1÷0,2; C∑ – tổng chi phí thường xuyên C∑ = Ckh + Cvh + Cht + Ck Ckh – chi phí khấu hao thiết bị Ckh = ∑kkhi.Vi kkhi – tỷ lệ khấu hao thiết bị thứ i (cho bảng 3.1); Cvh – chi phí vận hành sữa chửa nhỏ (chi phí 0&M) Cvh = kO&MV kO&M – tỷ lệ vận hành sửa chữa nhỏ (cho bảng 31.pl); Cht – chi phí hao tổn điện Cht = ∆A.c∆ ∆A – tổn thất điện năng, kWh; c∆ – giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh; Ck – chi phí phụ khác cho phục vụ, quản lý Bảng 3.1 Tỷ lệ khấu hao phần tử mạng điện, % Đường dây cấp điện áp, kV 0,38 220÷500 35÷110 6÷22 1÷2 2,5÷3 3÷4 3,5÷5 Trạm biến áp thiết bị động lực 5÷6,5 Trong nhiều trường hợp người ta coi chi phí C vh , Ck giá trị không đổi phương án nên không cần đưa vào mô hình tính toán Lúc tổng chi phí hàng năm (ký hiệu C) lại thành phần chi phí hao tổn hàm chi phí quy dẫn viết: Z = atc V + kkh.V + C = (atc + kkh)V + C Z = p.V + C ; (3.2) p = atc + kkh Tổng chi phí quy dẫn chu kỳ tính toán T xác định: 52 T ZΣ = ∑ Zt t =1 Zt – chi phí quy dẫn năm thứ t; Zt = pVt + Ct Để tránh sai số biến động giá cần phải quy chi phí tính toán tất năm thời điểm định Chi phí năm quy năm t0 Z0 = Zt , (1 + i ) t −t (3.3) i – hệ số chiết khấu, xác định phụ thuộc vào tỷ lệ lạm phát lãi suất ngân hàng: i = lin + ls lin – tỷ lệ lạm phát; ls – lãi suất ngân hàng Đặt : β= 1+ i (3.4) Ta : Z0 = Ztβt-t0 Thông thường người ta chọn thời điểm quy đổi năm đầu chu kỳ tính toán (t 0=1), tổng chi phí quy dẫn suốt chu kỳ tính toán T xác định: T Z Σ = ∑ Z t β t −1 (3.5) t =1 3.2.2 Các tham số kinh tế số phần tử 3.2.2.1 Đường dây Vốn đầu tư đường dây phụ thuộc vào cấp điện áp, tiết diện dây dẫn, địa hình khu vực cấp điện vv Vd = a’ + b’F + c’U; (3.6) a’, b’, c’ – hệ số hồi quy; F – tiết diện dây dẫn, mm2; U – điện áp lưới, kV Khi điện áp xác định hàm tuyến tính vốn đầu tư đường dây có dạng Vd = (ad + bdF).L ; Trong đó: ad, bd - hệ số kinh tế cố định thay đổi đường dây, đ/km đ/(mm2.km) L – chiều dài đường dây, km; Hàm chi phí quy dẫn đường dây có dạng Zd = pdVd+Cd = pd(ad+bdF).L+3I2Rτc∆10-3; (3.7) Trong đó: τ – thời gian hao tổn cực đại, xác định phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại, h: τ = (0,124+TM.10-4)2.8760 h; 53 TM – thời gian sử dụng công suất cực đại, h; R – điện trở đường dây: R = r0.L, Ω; r0 – suất điện trở km đường dây, Ω/km; I – dòng điện truyền tải đường dây, A: Bảng 3.2 Các tiêu kinh tế đường dây trạm biến áp (theo đơn giá năm 2008) Đường dâyCấp điện áp, kVad, 106đ/kmbd, 106 đ/(mm2km)1108183,4735228,191,2822 194,601,1115164,851,0210158,010,896 133,580,720,38: - dây63,580,83- dây60,890,63- dây58,750,29Mạng đơn pha 35103,720,582288,460,511071,820,41 Trạm biến ápCấp điện áp, kVm, 106đ.n, 106đ/kVA6/0,418,050,1610/0,419,040,18 22/0,424,180,1835/0,434,340,2035/10,5 112,210,1335/15115,450,1335/22119,34 0,13 3.2.2.2 Trạm biến áp Vốn đầu tư trạm biến áp xác định tương tự đường dây VB = m'+ n' S n + l '.U + d ' Sn ; U m’, n’, l ' , d’ – hệ số hồi quy; Sn – công suất định mức trạm biến áp; U – điện áp định mức trạm biến áp Với cấp điện áp xác định vốn đầu tư trạm biến áp xác định: VB = m + n.Sn ; m, n – hệ số kinh tế cố định thay đổi trạm biến áp, đ đ/kVA; Sn – công suất định mức máy biến áp, kVA Chi phí quy dẫn trạm biến áp: ZB = pBVB +CB = pB(m + n.Sn)+ ∆A.c∆ ; (3.10) ∆A – tổn thất điện trạm biến áp: ∆A = (∆Pk k2mt τ + ∆P0t) Chi phí tính toán trạm biến áp viết lại sau: ZB = pB (m + n.Sn) + (∆Pk k2mt τ + ∆P0t)c∆ ; kmt – hệ số mang tải máy biến áp; t – thời gian vận hành máy biến áp, h; ∆Pk – tổn thất công suất ngắn mạch, kW; 54 (3.11) ∆P0 – tổn thất công suất không tải, kW 3.2.2.3 Mạng điện Mạng điện hình thành từ đường dây trạm biến áp, mô hình toán học mạng điện thiết lập sở phần tử xác định đường dây trạm biến áp h k 1 Z = ∑ [ pd (ad + bd F ) L + Cd ] + ∑ [ pB (m + nS n ) + C B ] ; (3.12) h – số cấp dây dẫn k - số trạm biến áp; L – chiều dài đoạn dây, km Như phân tích trên, phần tử mạng điện có thành phần chi phí quy dẫn thành phần cố định (pdad, pBm), thay đổi (pdbdF, pBnSB) tổn thất (c∆∆A) Nếu mạng điện có N phần tử tổng chi phí quy dẫn biểu thị dạng: N Z Σ = ∑∑ z ij (3.13) i =1 j −1 Zij – thành phần chi phí quy dẫn thứ j phần tử thứ i 3.2.3 Xác định số tham số kinh tế - kỹ thuật mạng điện 3.2.3.1 Mật độ dòng điện kinh tế đường dây Mô hình toán học đường dây thể dạng hàm chi phí tính toán: Zd = pd(ad+bd.F)+3I2Rτc∆10-3 (3.14) Trong đó: pd – hệ số khấu hao sử dụng hiệu vốn đầu tư đường dây; ad – hệ số kinh tế cố định đường dây, đ/km; bd – hệ số kinh tế thay đổi đường dây, đ/(mm2.km); F – tiết diện dây dẫn, mm2; I – cường độ dòng điện chạy đường dây, A; R – điện trở đường dây, Ω/km; τ - thời gian tổn thất cực đại, h/năm; c∆ - giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh Ta thấy tổng chi phí tính toán đường dây (Zd) gồm có thành phần: thành phần thứ (ZK) liên quan đến vốn đầu tư thành phần thứ hai (Z∆A) liên quan đến tổn thất điện năng: Zd = ZK + Z∆A Đường cong chi phí thể hình 3.1 Nếu thay giá trị R = ρ ta F Z d = pd (ad + bd F ) + 3I ρ τ c∆10 −3 , đ/km; F (3.15) Lấy đạo hàm Z tiết diện dây dẫn cho triệt tiêu: ∂Z d 3I ρ τ c∆ 10 −3 = pd bd − =0 ∂F F2 (3.16) 55 Từ rút I jkt = = F pd bd 103 ; 3ρ τ c∆ Z (3.17) Zmin Jkt - Mật độ dòng điện kinh tế đường dây A/mm ; ρ - Điện trở suất đường dây Zd Z∆A ZK Thay ρ = RF vào (3.16) ta có phương trình: F pdbdF = 3RI2.τ.c∆.10-3 ; (3.18) Từ ta rút nhận xét: dây dẫn Fkt chọn theo mật độ dòng điện kinh tế thành phần khấu Hình 3.1 Sự phụ thuộc chi phí quy đổi Z tiết diện dây dẫn F hao chi phí thay đổi pbF đường dây thành phần chi phí hao tổn hàng năm 3I 2.R.τ.c∆.10-3 Như vậy, chi phí tính toán viết dạng đơn giản là: Zd = pd(ad + 2bdF) ; (3.19) Tức chi phí tính toán lúc hàm tuyến tính tiết diện dây dẫn F 3.2.3.2 Khoảng kinh tế đường dây cao áp Nếu không tính đến thành phần giống phương án thành phần chi phí hàng năm bao gồm chi phí tổn thất xác định sau C = 3.I2.R.τ.c∆ đ/km năm ; (3.20) Giả sử ta chọn dây dẫn với thiết diện F1, với điện trở R1 chi phí quy đổi đường dây theo phương án là: Zd1 = pdVd1 + 3.I2.R1.τ.c∆.10-3 ; (3.21) Tương ứng với đường dây có thiết diện F2 Zd2 = pdVd2 + 3.I2.R2.τ.c∆.10-3 ; (3.22) Các biểu thức cho ta đường cong chi phí tương ứng (hình 3.2) Điểm giao hai đường cong xác định dòng điện giới hạn Igh Mỗi dây dẫn có hai dòng điện giới hạn dòng điện giới hạn dòng điện giới hạn Khoảng phụ tải hai giới hạn gọi khoảng kinh tế đường dây khoảng kinh tế, đường cong thấp nhất, tức chi phí tính toán dây dẫn tương ứng nhỏ Dòng điện giới hạn xác định theo phương trình cân chi phí quy đổi Z1 = Z2 hay F2 pd.Vd1+3.I2.R1.τ.c∆.10-3= pd.Vd2+3.I2.R2.τ.c∆.10-3; (3.23) F1 Z F3 Giải phương trình (3.23) ứng với dòng điện chúng đ/(km.năm) ta thu được: I gh = pd (Vd − Vd )103 τ c∆ ( R1 − R2 ) (3.24) Hình 3.2 Đường cong chi phí quy đổi, xác định khoảng kinh tế đường dây Nếu thay Vd = a + bF R = ρ/F kết 56 I, A Igh1 Igh2 I gh = F1F2 pd bd 103 ; τ c∆ ρ (3.25) So sánh (3.4.2) (3.4.10) ta thu được: I gh = j kt F1 F2 ; (3.26) 3.2.3.3 Khoảng kinh tế đường dây hạ áp Đặc điểm đường dây hạ áp số lượng dây dẫn 2; nên với công suất truyền tải S dòng điện chạy đường dây khác Do mô hình tính toán lưới điện ta phải biểu diễn phụ tải dạng công suất Dòng điện phương án khác xác định theo biểu thức: qS I= ; (3.27) U ph S - Công suất truyền tải; Uph - Điện áp pha; q - Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn µ µ q 3/2 1/ Trong thực tế ta thường gặp trường hợp sau: a, So sánh phương án có dây dẫn với tiết diện F1≠ F2; b, Phương án có µ=2; phương án có µ=3 với F1=F2; c, Phương án có µ=3; phương án có µ=4 với F1=F2; d, Cả hai phương án có µ=4 với F1≠ F2 Có thể tóm tắt sau: Bảng 3.3 Các trường hợp cấu trúc mạng điện hạ áp Trường hợp F µ µ1 = µ2 = F1 ≠ F2 F1 =F2 µ1=2, µ2= F1 = F2 µ1=3, µ2= µ1 = µ2 = F1 ≠ F2 Ta xét cho trường hợp thứ ba µ1 = 3; µ2 = F1 = F2 d F1 F2 0,895 F 1,55F 3.F1 F2 Chi phí tính toán phương án với số dây dẫn µ1 = Z d = pdVd + 3S R τ c∆ (3.28) 4.103U ph Đối với phương án với số dây dẫn µ2 = Z d = pdVd + S R τ c∆ 3.103U ph ; (3.29) Đặt Zd1 = Zd2 giải phương trình ứng với S ta 57 S gh = U ph 1,55.F pd bd 103 ; ρτc∆ (3.30) Gọi d = 1,55F Ta có biểu thức chung cho trường hợp là: S gh = U ph d pd bb103 ; ρτc∆ (3.31) Sgh - Công suất truyền tải giới hạn; d - Hệ số tổng quát cho trường hợp Các trường hợp khác tính tương tự, kết hệ số d ghi bảng 3.3 3.2.3.4 Khoảng kinh tế trạm biến áp Khoảng kinh tế trạm biến áp xác định tương tự đường dây Để xác định khoảng kinh tế trạm biến áp trước hết ta thiết lập mô hình toán học Đối với máy biến áp T1 ta có hàm chi phí tính toán: S2 ZB1 = pb.VB1 + (∆Pk1 τ + ∆P01t)c∆ ; S n1 (3.32) Tương tự máy biến áp T2: S2 ZB2 = pb.VB2 + (∆Pk2 τ + ∆P02t)c∆ ; S n2 B3 Z (3.33) B2 B1 Trong đó: pb – hệ số khấu hao sử dụng hiệu vốn đầu tư; VB – vốn đầu tư trạm biến áp, đ; S1 S2 S ∆Pk, ∆P0 – tổn thất ngắn mạch không tải Hình 3.3 Đường cong chi phí quy đổi, xác máy biến áp, kW; định khoảng kinh tế trạm biến áp Sn – công suất định mức máy biến áp, kVA; S – công suất phụ tải, kVA; t – thời gian vận hành máy biến áp, h/năm Từ biểu thức ta xác định đường cong chi phí quy đổi trạm biến áp.Giao điểm hai đường cong cho ta công suất giới hạn biến áp Khoảng công suất hai giới hạn khoảng kinh tế máy biến áp tương ứng Trên hình 3.3 biểu thị khoảng kinh tế trạm biến áp Bài toán giải theo phương pháp đại số: Đặt ZBA1 = ZBA2 giải phương trình ứng với công suất S ta được: S gh = pb (VB1 − VB ) − (∆P02 − ∆P01 ) c∆  ∆P ∆P  ; τ  k − 2k1   Sn  S n1   (3.34) Sgh - Công suất truyền tải giới hạn máy biến áp, có công suất định mức Sn1 Sn2 3.2.3.5 Giá thành truyền tải phân phối điện Giá thành truyền tải điện đến hộ dùng điện gồm suất chi phí mạng cung cấp cc, mạng phân phối cf mạng hạ áp ch (hình 3.4), xác định theo biểu thức: 58 g = ∑gi =∑ Zi pVi + C i pVi + C i =∑ =∑ ; A Pi TM i Ai i (3.35) Trong đó: Pi, TMi- công suất tính toán thời gian sử dụng công suất cực đại mạng điện thứ i gpp gc gh Hình 3.4 Sơ đồ truyền tải phân phối điện Suất chi phí mạng điện bao gồm suất chi phí cho trạm biến áp đường tỷ lệ thuận với suất chi phí quy đổi tỷ lệ nghịch với thời gian sử dụng công suất cực đại Có thể biểu thị giá thành truyền tải điện dạng: M pV + Ci g = ∑ i với M i = i ; (3.36) Pi TMi 3.2.3.6 Giá thành tổn thất điện năng: Giá thành tổn thất điện khác với giá thành truyền tải điện năng, khác biệt truyền tải điện kéo theo lượng tổn thất định, để bù đắp cho lượng tổn thất người ta số vốn định cho việc mở rộng mạng điện Với công suất truyền tải, vị trí điểm tải xa nguồn lượng chi phí thêm lớn giá thành tổn thất điện cao Việc xác định giá thành tổn thất điện phức tạp, thực tế người ta xác định gần theo biểu thức sau: kf (3.37) c∆ = (1 + 0,02∆ A%)(α + g sx ) ; τ Trong đó: gsx - giá thành sản xuất điện ; α - hệ số tính đến mở rộng mạng điện hao tổn công suất; ∆A% - phần tăm hao tổn điện mạng điện; kf - hệ số hình dạng đồ thị phụ tải Tuy nhiên, phức tạp phương pháp xác định giá thành tổn thất điện nên thực tế tính toán so sánh phương án thông thường người ta coi giá trị giá mua điện cấp điện áp tương ứng 3.3 Các phương pháp tính toán tối ưu hệ thống điện 3.3.1 Phương pháp chi phí cực tiểu Khi phương án có doanh thu giống người ta thường áp dụng phương pháp chi phí cực tiểu để giải toán tối ưu Theo phương pháp trước hết dựa vào tiêu chi phí quy dẫn phương án Z, xác định theo biểu thức: 59 T Z Σ = ∑ Z t β t −1 (3.38) t =1 Phương án có Z nhỏ phương án tối ưu Trong trường hợp phương án có Z không 5% coi chúng tương đương kinh tế, lúc cần phải xét thêm tiêu phụ chất lượng điện, độ tin cậy cung cấp điện vv Phương án tối ưu xác định theo giá trị chi phí quy PVC (Present Value of Costs): TC PVC = ∑ Ct β t → (3.39) t =0 Trong đó: PVC – giá trị chi phí quy tại, đ ; β= – hệ số quy đổi; 1+ i TC – tổng số năm chu kỳ tính toán; Ct – chi phí bỏ năm thứ t; đ/năm; Nếu chi phí năm Ct = const áp dụng biểu thức TC PVC = C t ∑ t =0 1 − (1 + i ) −TC ); − t = Ct (1 + i) i (3.40) Phương án có PVC nhỏ phương án tối ưu 3.3.2 Phân tích kinh tế - tài Trong chế thị trường, phương pháp phân tích kinh tế - tài áp dụng thuận tiện cho việc lựa chọn phương án đầu tư cho công trình thiết kế, cho phép đánh giá công trình từ nhiều góc độ Vì xét chi tiết phương pháp 3.3.2.1 Giá trị tiền tệ dự án theo thời gian Các dự án thường có tuổi thọ khác nhau, doanh thu lợi nhuận diễn thời điểm khác nhau, giá trị tiền tệ lại luôn biến đổi theo thời gian cần có đánh giá tiền tệ với tham gia nhân tố thời gian Bản thân tiền tệ có hai tính chất sinh lợi giảm giá lạm phát Giả sử tỷ lệ lãi suất hàng năm ls , năm đầu ta có đồng vốn năm sau giá trị (1+ ls ) đồng năm sau (1+2 ls ) Nếu có số vốn V sau t năm giá trị vốn là: - với lãi suất đơn: Vt = V(1+ ls t) - với lãi suất kép: Vt = V(1+ ls )t Để đánh giá xác giá trị đồng vốn ta quy giá trị tiền tệ thời điểm định t0 theo biểu thức: V0 = Vt (1 + i ) t −t0 Nếu coi t0 = biểu thức viết lại là: V0 = Vt(1+i)-t = Vt βt Trong đó: β - hệ số quy đổi; 60 (3.41) (3.42) Tổn thất toàn là:   ∆ P = ∆ PT + k kt ∆Q = ∆P0 + k kt ∆Q0 + (∆Pk + k kt ∆Qk ) S Pt   Sn  (3.111) ' T Phương trình (3.109) có dạng đường parabol Theo quan điểm tổn thất tổng, chế độ làm việc tối ưu máy biến áp tương ứng với tổng tổn thất bé Khi phụ tải trạm biến áp yêu cầu thay đổi nhiều, để có chế độ làm việc thích hợp kinh tế tốt nên đặt nhiều máy biến áp Nhận xét ưu nhược điểm tiêu chuẩn * Ưu điểm: - Đã tính đến hầu hết điều kiện cần thiết để chọn dung lượng máy biến áp tối ưu - Độ tin cậy cao * Nhược điểm: Tính toán tương đối phức tạp 3.6.2 Chọn máy biến áp theo giản đồ khoảng kinh tế Chi phí tính toán cho trạm biến áp ZTBA = nB.ZB (3.112) Trong đó: nB - số trạm biến áp phân phối khu vực ZB - chi phí tính toán trung bình trạm biến áp phân phối Z B = pBVB + ∆P0t.c∆ + ∆Pk ( Stt ) τ c∆ Sn (3.113) Trong đó: pB – hệ số khấu hao sử dụng hiệu vốn đầu tư máy biến áp (pB=0,125 ÷ 0,2) ∆P0 , ∆Pk - tổn thất không tải ngắn mạch máy biến áp, kW; c∆ - giá tiền tổn thất điện năng, đ/kWh; Stt, Sn - công suất tải cực đại định mức máy biến áp, kVA Số trạm biến áp đặt cho khu vực khảo sát tính theo biểu thức: nB = Hay: nB = Stt k qt S n k k F k S đt kv dd qt γ (3.114) n Trong đó: Stt - công suất tính toán toàn khu vực kqt - hệ số tải máy biến áp, kqt = 1,3 kđt - hệ số đồng thời, lấy kđt = 0,8 kdd - hệ số tính đến phân bố không đồng phụ tải khu vực Fkv - diện tích toàn khu vực, km2 79 γ - mật độ phụ tải, kVA/km2 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá cấu trúc trạm biến áp phân phối hàm chi phí tính toán ZCT = ZB + Z d (3.115) Trong : ZCT, ZB, Zd - chi phí tính toán cho toàn cấu trúc, cho trạm biến áp cho lưới 0,38kV Mặt khác: Zd = ZL + Zl (3.116) Trong đó: ZL, Zl - chi phí tính toán cho đưòng dây trục đường dây nhánh Xét cho khu vực có diện tích Fkv, với giả thiết mật độ phụ tải phân bố toàn khu vực trạm dùng loại máy biến áp Chi phí tính toán toàn cấu trúc lưới phân phối khu vực khảo sát xác định theo biểu thức: ZLTZ = nB ZCT = (ZB + ZL + Zl) (3.117) Từ biểu thức (3.92) xây dựng giản đồ khoảng chia kinh tế cấu trúc trạm biến áp phân phối theo mật độ giá tiền tổn thất điện năng: Z = f(γ) 3.6.3 Chọn máy biến áp theo điều kiện tác động phụ tải a) Theo điều kiện phát nóng: Điều kiện phát nóng điều kiện đảm bảo trạng thái vận hành, nhiệt độ máy biến áp không vượt nhiệt độ cho phép quy định, điều kiện bắt buộc với máy biến áp Theo điều kiện phát nóng, công suất máy biến áp phải chọn không nhỏ giá trị tính toán phụ tải: S n ≥ Spt (3.118) Trong đó: Sn - dung lượng định mức máy biến áp, kVA; SPt - công suất phụ tải, kVA b) Theo tổn thất điện nhỏ Như biết, tổn thất điện máy biến áp tính theo công thức:   ∆ AB = ∆ P0 t + ∆ Pk  S Pt  τ    Sn  (3.119) Trong đó: ∆P0 - tổn thất không tải, kW; ∆Pk - tổn thất ngắn mạch, kW; t - thời gian vận hành máy biến áp, (thường lấy thời gian vận hành năm, t = 8760 giờ) τ - thời gian tổn thất công suất lớn nhất, Spt, S n - công suất phụ tải công suất định mức máy biến áp kVA 80 Từ (3.119) ta thấy tổn thất điện máy biến áp phụ thuộc vào tham số thân máy biến áp (Sn, ∆P0 , ∆Pk ) mà phụ thuộc vào chế độ vận hành máy biến áp ( t, τ) Để xác định dung lượng tối ưu máy biến áp ta lấy đạo hàm dA/dSn=0 giải phương trình tìm Nhận xét ưu, nhược điểm phương pháp: *Ưu điểm: Phương pháp đơn giản, dễ áp dụng *Nhược điểm: Việc lựa chọn chưa xét đến khă làm việc tải độ tin cậy cung cấp điện; Chưa so sánh kinh tế - kỹ thuật phương án 3.6.4 Chọn máy biến áp theo tiêu cực tiểu chi phí quy dẫn Tiêu chuẩn lựa chọn tối ưu là: n n Z = ∑ Z = ∑( p V Σ i =1 i i =1 i i + Ci ) ⇒ (3.120) Trong đó: n - số phần tử mạng ZΣ - tổng chi phí tính toán toàn mạng pi - hệ số sử dụng hiệu khấu hao phần tử i Vi - vốn đầu tư phần tử i Ci- giá tiền tổn thất điện phần tử i Tổng chi phí tính toán mạng lưới cho trạm hạ áp ZΣ = Z1 + Z2 + Z3 (3.121) Trong đó: Z1 - chi phí tính toán trạm hạ áp Z2 - chi phí tính toán mạng trung áp Z3 - chi phí tính toán mạng hạ áp Nhận xét ưu nhược điểm phương pháp: * Ưu điểm: Phương pháp tính chi phí mạng trung áp, mạng hạ áp trạm biến áp *Nhược điểm: Khối lượng tính toán lớn; Chưa xét đến độ tin cậy cung cấp điện 3.6.5 Chọn máy biến áp có xét đến độ tin cậy cung cấp điện Số lượng máy biến áp xác định sở giải toán kinh tế kỹ thuật Thông thường trạm biến áp phân phối số lượng máy biến áp chọn từ đến máy Nếu chọn máy biến áp trạm cần phải xét đến khả chịu tải máy máy thứ hai bị cố Lúc máy biến áp lại gánh toàn phụ tải trạm biến áp Việc lựa chọn số lượng công suất máy biến áp cần xét đến không kinh tế mà tính liên tục độ tin cậy cung cấp điện lời giải tối ưu nhận cách so sánh phương án theo chi phí quy đổi Z = pVB + c∆ ∆A + Y, (3.122) 81 VB – vốn đầu tư máy biến áp; p – hệ số sử dụng tiêu chuẩn khấu hao thiết bị, Y – thiệt hại điện Y = gth Ath = gth Pthtf, (3.123) gth – đơn giá thiệt hại điện, đồng/kWh, xí nghiệp công nghiệp lấy g th = 5000÷25000 đ/kWh, Ath – điện thiếu hụt điện năm, kWh; Pth – công suất thiếu hụt thời gian điện tf; tf – thời gian điện, trạm biến áp trung gian lây t f = 12 với trạm tiêu thụ tf=24 h/năm 3.7 Ví dụ tập Ví dụ 3.1: Hãy xác định chi phí quy dẫn đường dây 22 kV có chiều dài 23,5 km làm dây AC.50, công suất truyền tải đường dây S = 1340 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4760h, giá thành tổn thất c∆=1000 đ/kWh Tuổi thọ công trình Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Giải: Trước hết ta tra số liệu liên quan đến đường dây 22 kV: Theo bảng 3.2 ứng với đường dây 22 kV ta tìm a = 198,75 106 đ/km b = 1,09 106/(mm2.km) xác định giá trị dòng điện chạy đường dây: I= S 1340 = = 35,166 A 3.U 3.22 Vốn đầu tư đường dây: V = (a + b.F).L = (198,75 + 1,09.50).106.23,5 = 5955,71.106 đ; Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc = i (1 + i )Th 0,1(1 + 0,1) 25 = = 0,11 (1 + i )Th − (1 + 0,1) 25 − Hệ số khấu hao đường dây 22 kV tra theo bảng 3.1 có giá trị kkh = 0,04; Như hệ số p = atc + kkh = 0,11 + 0,04 = 0,15; Thời gian tổn thất cực đại: τ = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = (0,124 + 4760.10-4)2.8760 = 3111 h Điện trở đường dây: R = r0.L = 0,65.23,5 = 15,28 Ω; Chi phí tổn thất điện năng: C = 3I2Rτc∆10-3 = 3.352 15,28.3111.0,001.10-3 = 176,34.106 đ Xác định chi phí quy dẫn: Z = pV + C = 0,15 5955,71.106 + 176,34.106 = 1070,69.106đ Ví dụ 3.2: Hãy xác định chi phí quy dẫn trạm biến áp 22/0,4 kV có công suất định mức Sn=500 kVA, công suất phụ tải S = 387 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM=4760h, giá thành tổn thất c∆=1000 đ/kWh; Tuổi thọ trạm biến áp Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 82 Giải: Theo bảng 12.pl ứng với máy biến áp 22/0,4 kV, công suất 500 ta tìm ∆P0 = kW ∆Pk=7 kW; Theo bảng 3.2, ứng với trạm biến áp 22/0,4 kV ta có m = 24,18.10 6đ n=0,18.106đ/kVA Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc = i(1 + i)Th 0,1(1 + 0,1) 25 = = 0,11 (1 + i)Th − (1 + 0,1) 25 − Hệ số khấu hao trạm biến áp tra theo bảng 3.1 có giá trị kkh = 0,065; Như hệ số pb = atc + kkh = 0,11 + 0,065 = 0,175; Thời gian tổn thất cực đại: τ = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = (0,124 + 4760.10-4)2.8760 = 3111 h Hệ số mang tải: kmt = Spt/Sn = 387/500 = 0,774; Vốn đầu tư trạm biến áp: VB= m + n.Sn = (24,18+0,18.500).106= 114,18.106 đ Chi phí tổn thất máy biến áp: CB=(∆Pk k2mt τ + ∆P0t)c∆ = +(7.0,7742 3111+1.8760).0,001= 21,81.106đ/năm; Chi phí quy dẫn trạm biến áp xác định theo biểu thức: ZB = pb.VB + CB= (0,175.114,18+21,81).106 = 41,81.106đ Ví dụ 3.3: Hãy xác định mật độ dòng điện kinh tế đường dây 22 kV làm dây AC, biết thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4230h, tuổi thọ đường dây Th=25 năm, giá thành tổn thất điện c∆=1000đ/kWh, hệ số chiết khấu i =0,14 Giải: Trước hết ta xác định hệ số cần thiết cho tính toán: Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc = i(1 + i )Th 0,1(1 + 0,14) 25 = = 0,15 (1 + i)Th − (1 + 0,14) 25 − Hệ số khấu hao đường dây 22 kV tra theo bảng 3.1 có giá trị kkh = 0,04; Như hệ số p = atc + kkh = 0,15 + 0,04 = 0,19; Thời gian tổn thất cực đại: τ = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = (0,124 + 4230.10-4)2.8760 = 2583 h Theo bảng 3.2 hệ số kinh tế thay đổi đường dây 22 kV bd= 1,12.106đ/(mm2.km); Điện trở suất dây AC ρ = 31,5 Ω.mm2/km Mật độ dòng điện kinh tế đường dây: jkt = pd bd 103 0,19.1,11.103 = = 0,92 A / mm ρ τ c∆ 3.31,5.2583.0.001 Ví dụ 3.4: Hãy xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây hạ áp xác định giá trị giới hạn dòng điện đường dây, biết vốn đầu tư cho bảng, lấy hệ số p = 0,18, c ∆ = 1000 đ/kWh, τ = 2750 h F, mm2 V, 106đ/km R, Ω/km 16 77 1,97 25 84 1,26 35 93 0,90 83 Giải: Cho địa lượng I nhận giá trị từ 0÷25 A theo biểu thức chi phí quy dẫn xác định định giá trị Z cho phương án: Với S = triệu VND/km; Z d = pdVd + S R τ c∆ 3.103U ph = 0,18.77 + = 13,32 triệu VND; Tính toán tương tự cho pá khác, kết ghi bảng VD.3.3 Bảng VD 3.4 Kết tính toán chi phí quy dẫn mạng điện hạ áp I, A 10 15 20 Z(A.16) 13,32 14,24 17,00 21,59 28,02 Z(A.25) 15,30 15,91 17,72 20,75 25,00 25 36,28 30,45 Trên sở kết tính toán ta dễ dàng xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây hạ áp hình 3.10 Từ biểu đồ ta xác định khoảng kinh tế đường dây: Khi gía trị công suất phụ tải nhỏ 10 kVA dùng dây A.16 cho hiệu kinh tế cao nhất; Dây dẫn A.25 có khoảng kinh tế 10÷15 A v.v Giá trị công suất giới hạn xác định theo phương pháp đại số: S16−25 = U ph 3.F1F2 Thử lại: Z1 = pdV1 + Z = pdV2 + pd bb103 0,18.0,83.103 = 0,22 3.16.25 = 10 kVA ρτc∆ 31,5.2750.0,001 S gh R1τ c∆ 3.103U ph S gh R2τ c∆ 3.103U ph = 0,18.77 + 102.1,97.2750.0,001 = 17 triệu VND 3.1030,22 = 0,18.84 + 102.1,26.2750.0,001 = 17 triệu VND 3.1030,222 Như Z1 = Z2 Hình 3.10 Đường cong chi phí tính toán mạng điện hạ áp (ví dụ 3.3) Ví dụ 3.5: Hãy so sánh cung cấp điện cho điểm tải = 956 kVA, hệ số công suất cosϕ = 0,86 (tgϕ=0,59) ; Chiều phương án công suất S trung bình dài từ trạm biến áp trung gian đến trung tâm tải 18 km ; Hao tổn điện áp cho phép ∆Ucp=6,5% Thời gian 84 sử dụng công suất cực đại TM=5270 h, giá thành tổn thất điện 800 đ/kWh Tuổi thọ mạng điện coi Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Giải: Xác định thành phần phụ tải P = S cosϕ = 956.0,86 = 822,16 kW; Q = P.tgϕ = 822,16.0,59 = 487,84 kVAr; Ta so sánh hai phương án: dùng đường dây 35 22 kV Trước hết cần xác định tiết diện dây dẫn cần thiết phương án, dự định dùng dây AC có γ = 32 Ω.m/mm2 Cho trước giá trị x0=0,4 Ω/km, ta xác định thành phần hao tổn điện áp cho phép: * Đối với phương án 35 kV: Giá trị hao tổn điện áp cho phép: ∆U cp %U 6,5.35.103 = 2275 V ; 100 100 Q.x0 L 487,84.0,4.18 ∆U x= = 100,36 V = U 35 ∆U cp= = ∆Ur = ∆Ucp- ∆Ux = 2275 – 100,36 = 2174,64 V Tiết diện dây dẫn cần thiết: F= P.L 822,16.18.10 = = 6,08 mm ; γ U∆U R 32.35.2174,64 Theo điều kiện độ bền học tiết diện tối thiểu đường dây 35 kV phải 35 mm2, ta chọn dây AC.35 Chi phí quy dẫn đường dây 35 kV xác định tương tự ví dụ 3.1 Trạm biến áp 35/0,4 có công suất đủ đáp ứng cung cấp điện cho phụ tải cần chọn máy có Sn = 1000 kVA, có ∆P0 = 1,9 kW ∆Pk=13 kW; Theo bảng 3.2, ứng với trạm biến áp 25/0,4 kV ta có m = 34,34.106đ n=0,20.106đ/kVA Chi phí quy dẫn trạm biến áp xác định tương tự ví dụ 3.2 Tình toán tương tự phương án đường dây 22 kV, kết ghi bảng: Bảng VD3.5a Kết tính toán chi phí quy dẫn đường dây theo phương án (106đ) Phương Các tham số kinh tế - kỹ thuật đường dây Tham số kinh tế tính toán án a b I, A Vd Cd Zd 35 228,19 1,28 15,77 273,13 33,49 78,55 22 194,60 1,11 25,09 233,45 84,75 123,27 Bảng VD3.5b Kết tính toán chi phí quy dẫn TBA theo phương án (106đ) Phương Các tham số kinh tế - kỹ thuật TBA Tham số kinh tế tính toán Tổng cộng ∆P ∆P ZΣ án m n VB CB ZB k 35 34,34 0,20 1,9 13 238,03 48,17 87,45 166,00 22 24,18 0,18 1,75 13 209,14 47,12 81,63 204,90 Phân tích kết tính toán ta thấy phương án dùng đường dây 35 kV có tổng chi phí quy dẫn nhỏ hơn, chọn làm phương án thiết kế cung cấp điện Ví dụ 3.6: Hãy xác định cấp điện áp tối ưu theo phương pháp hệ số Lagrange, biết công suất truyền tải 1256 kVA 85 Giải : Ta tiến hành so sánh ba phương án : Phương án : đường dây 35 kV Phương án : đường dây 22 kV Phương án : đường dây 10 kV Trước hết ta xác định giá tị dòng điện chạy đường dây theo phương án : I 35 = 1256 = 20,72 A 3.35 Ứng với giá trị dòng điện I35=20,72 A theo biểu đồ khoảng kinh tế đường dây 35 kV ta xác định max hiệu dây dẫn AC.35 với suất chi phí quy dẫn z1= 49.106đ/km Xác định hệ số Z*1 = Z1/A1 = 49.106/325 = 0,15.106 Tính toán tương tự phương án khác, kết ghi bảng VD 3.6 Bảng VU.3.6 Kết tính toán ví dụ 3.6 Phương án I, A F, mm2 z0, 106đ/km Ai Zi* 20,72 35 49 325 0,15 35 32,96 50 50 -156 -0,32 22 72,52 95 65 300 0,22 10 Xác định hệ số: A1 = (U1 - U2) (U1 - U3) = (35-22)(35-10) =325 A2 = (U2 - U1) (U2 - U3) = (22-35)(22-10) = -156 A3 = (U3 - U1) ( U3 - U2) = (10-35)(10-22) =300 Giá trị điện áp tối ưu : U kt = Z1* (U + U 3) + Z 2* (U + U 3) + Z 3* (U + U 2) U kt = [ Z1* + Z 2* + Z 3* ] 0,15.(22 + 10) − 0,32.(35 + 10) + 0,22.(35 + 22) = 29,32 kV 2[ 0,15 − 0,32 + 0,22] Vì điện áp Ukt = 29,32 kV gần với cấp điện áp tiêu chuẩn 35 kV hơn, nên phương án cần lựa chọn cấp điện áp 35 kV Nhận xét : Có thể nhận thấy phương pháp hệ số Lagrange chưa cho chúng at lời giải cuối cùng, thực với kết tính toán Ukt = 29,32 kV buộc ta phải đứng trước lựa chọn hai phương án 35 22 kV Để có kết luận xác cần phải xét đến điều kiện phụ khác Ví dụ 3.7: Dự án đầu tư với số vốn 350 ngàn $, 50% vốn vay với lãi suất đơn với ls = 10%, vốn trả năm Doanh thu hàng năm 140 ngàn $, chi phí vận hành hàng năm 30 ngàn $, khấu hao tuyến tính thời hạn năm, thuế suất lợi tức 30% Hãy xác định tiêu đánh giá dự án Giải: Trước hết ta xác định số tiền cần chi phí hàng năm (đơn vị 103$) Trả vốn + trả lãi: Số vốn vay là: Vv = 350 50% = 175, Như năm phải hoàn lại vốn là: 86 VtV = 175/7 = 25, Tiền trả lãi năm đầu là: Vtrl.1 = Vv ls = 17 10% = 17,5, Trả lãi năm thứ hai là: Vtrl.1 = (175 - 25 10% = 15 Tính tương tự cho năm khác kết ghi bảng VD.3.5 Chi phí khấu hao hàng năm Ckh = 175 = 50 Dòng tiền trước thuế năm thứ 0: T0 = B t - Cvh = – 175 = -175; Ở năm thứ nhất:T1 = (140 – 30) = 110; Lợi tức chịu thuế năm thứ Llt.1 = T1 -Ckh - Vtrl= (110 - 50 -17,5) = 42,5; Thuế lợi tức năm thứ Cthue = Llt.1 s = 42,5 0,3 = 112,75; Tổng chi phí Ct = Cvh + VtV + Vtrl + Tlt ; Ct.1 = 175 + + + = 175 Ct.2 = (30+ 25 + 17,5 + 12,75) = 85,25 Dòng tiền sau thuế T2 = Bt – Ct ; T2.1 = 140 – 85,25 = 54,75; Tính toán tương tự cho năm, kết ghi bảng VD.3.5 Giá trị lợi nhuận quy tại: NPV = ΣT2.β-t = 113,88 ngàn $ 681,58 = 1,2 ; Tỷ số B/C R= 567,7 0,71 = 27,16% 0,71 + 3,61 Với tn = NPV = -34,77 với tn+1 = NPV = 6,21 thời gian thu hồi vốn 34,77 T = 3+ = 3,85 năm 34,77 + 6,21 Bảng VD.3.7 Kết tính toán ví dụ 3.7, (đơn vị 103$) Năm Tổng Bt 140 140 140 140 140 140 140 Cvh 175 30 30 30 30 30 30 30 Ckh 50 50 50 50 50 50 50 Vtv 25 25 25 25 25 25 25 Vtrl 17,5 15 12,5 10 7,5 2,5 T1 -175 110 110 110 110 110 110 110 Llt 42,5 45 47,5 50 52,5 55 57,5 Cthuế 12,75 13,5 14,25 15 15,75 16,5 17,25 IRR = 27 + (28 − 27) 87 Ct T2 β-t Bt β-t 175 -175 85,25 83,5 81,75 80 78,25 76,5 74,75 54,75 56,5 58,25 60 61,75 63,5 65,25 0,91 0,83 0,75 0,68 0,62 0,56 0,51 127,2 115,70 105,1 95,62 86,93 79,03 71,84 681,58 -t 175 77,50 69,01 61,42 54,64 48,59 43,18 38,36 567,70 Ct β -t -175 49,77 46,69 43,76 40,98 38,34 35,84 33,48 113,88 T2 β -t T2 (1+ 0,27) -175 43,11 35,03 28,44 23,06 18,69 15,13 12,24 0,71 T2 (1+ 0,28)-t -175 42,77 34,48 27,78 22,35 17,97 14,44 11,59 -3,61 T2.β-t (cộng -175,0 -125,2 dồn) -78,53 -34,77 6,21 44,55 80,40 113,88 Các kết tính toán cho thấy dự án mang lại hiệu kinh tế, thời gian thu hồi vốn đầu tư chưa đầy năm Ví dụ 3.8: Xác định tiêu dự án xây dựng mạng điện với số liệu ban đầu sau: Công suất tính toán PM =380 kW; thời gian sử dụng công suất cực đại TM = 3570 h/năm; Mô hình dự báo phụ tải A = A0(1+a)t-1, với suất gia tăng phụ tải a = 0,04; Tỷ lệ tổn thất ∆A = 6,2%; Tổng số vốn dự án V∑ = 1000.106 VNĐ, vốn tự có 600.106 đ vốn vay ngân hàng 400.106 đ với lãi suất 5%/năm, trả thời gian 10 năm; Khấu hao giảm dần với tỷ lệ pkh = 10%; Thuế suất s = 25%; Hệ số chiết khấu i = 10%; Giá mua điện đầu vào c m = 360 đ/kWh, giá bán điện cb = 650 đ/kWh; Chi phí vận hàng hàng năm Cvh = 52 106 đ Thời gian tính toán công trình t = 15 năm Giải: Sản lượng điện: A = PM.TM = 380 3579 = 1356,6.103 kWh; Lượng điện tổn thất: ∆A = 1356,6 103 0.062 = 84,109 103 kWh; Điện mua: Am=A+∆A=(1356,6+84,109)103=1440,709.103 kWh; chi phí mua điện: Cm = Am.cm = 1440,709 360 = 518,66.106 đ Doanh thu: B = Ab cb = 1356,6 650 = 881,79.106 đ Tham số năm xác định tương tự với sản lượng điện bán Ab.2 = A0(1+a)t-1= 1356,6(1+0,04)1 = 1410,86.103 kWh; Chi phí khấu hao n +1− t Ckh.t = (V0 − Vcl ) n ∑t t =1 (1000 − 0).(10 + − 1).106 = 181,82.10 đ 55 1000.9.10 Ckh.2 = = 163,64.106 đ vv 55 Trả vốn hàng năm VtV = 400.106/10 = 40.106 đ Trả lãi Vtrl.1 = 400.106 0,05 = 20.106 đ Vtrl.2 = (400 - 40).106 0,05 = 18.106 đ Ckh1 = 88 Bảng VD 3.8b Kết tính toán ví dụ 3.8 (đ.vị tính106 đ) năm t 1 10 11 12 13 14 15 ∆A doanh thu B chi phí mua điện Cm, 84,1092 86,9153 90,972 94,6114 98,3959 102,332 106,425 110,682 115,109 119,713 124,502 129,482 134,662 140,05 145,647 881,79 911,21 953,74 991,9 1031,6 1072,8 1115,7 1160,4 1207 1255,1 1305,3 1357,5 1411,8 1468,2 1526,9 518,66 535,96 560,97 583,42 606,75 631,02 656,26 682,51 709,82 738,21 767,73 798,45 830,38 863,6 898,12 Am 1440,71 1488,76 1558,26 1620,6 1685,43 1752,84 1822,96 1895,87 1971,71 2050,57 2132,59 2217,90 2306,62 2398,88 2494,79 Điện 10 kWh Ab 1356,6 1401,9 1467,3 1526 1587,0 1650,5 1716,5 1785,2 1856,6 1930,9 2008,1 2088,4 2172 2258,8 2349,1 Trả vốn Vtv 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 Tiếp bảng VD 3.8b Trả lãi Chi phí khấu hao Vtrl, Ckh 20 18 16 14 12 10 181,82 163,64 145,45 127,27 109,09 90,91 72,73 54,55 36,36 18,18 năm 10 11 12 13 14 15 Tổng c.p.không kể Ckh C 10 600 570,66 587,96 612,97 635,42 658,75 683,02 708,26 734,51 761,82 790,21 819,73 850,45 882,38 915,6 950,12 Dòng tiền trước thuế Lợi tức chịu thuế Thuế lợi tức Tổng chi phí T1 11 -600 311,13 323,25 340,76 356,48 372,82 389,81 407,48 425,86 444,98 464,85 485,53 507,03 529,39 552,64 576,82 Llt 12 Tlt 13 109,32 141,61 179,31 215,21 251,73 288,9 326,75 365,31 404,62 444,67 485,53 507,03 529,39 552,64 576,82 27,329 35,403 44,829 53,802 62,932 72,225 81,688 91,327 101,15 111,17 121,38 126,76 132,35 138,16 144,20 Ct 14 600 638 663,4 697,8 729,2 761,7 795,2 830 865,8 903 941,4 981,1 1017, 1055 1094 1134, 89 Tiếp bảng VD 3.8b năm Dòng tiền Hệ số giảm sau thuế giá C t.* βt Bt * βt T2 * βt 17 600 579,99 548,23 524,27 498,07 472,95 448,9 425,9 403,92 382,95 362,94 343,87 324,11 305,52 288,02 271,55 6509,6 18 801,6 753,1 716,6 677,5 640,5 605,6 572,6 541,3 511,8 483,9 457,5 432,5 408,9 386,6 365,5 7990 19 -600 203,5 190 180,3 169,9 160,1 151,0 142,6 134,6 127,2 120,2 113,6 108,4 103,4 98,61 93,99 1403, 20 -600 159,86 117,27 87,440 64,732 47,95 35,538 26,353 19,551 14,511 10,775 8,0044 6,0019 4,4984 3,3701 2,5237 5,8557 21 -600 158,73 115,61 85,593 62,915 46,273 34,052 25,072 18,469 13,611 10,035 7,4016 5,5106 4,1008 3,0505 2,2682 -9,5767 β Tc −1 i 715,07 962,6 259,7 6,6458 5,9728 ∑ 7224,7 8953 1663 12,502 -3,6039 T2 10 11 12 13 14 15 Giá trị quy Dòng tiền sau thuế ứng với hệ số chiết khấu i1 = 0,4 0,41 β −t = 15 -600 223,806 229,847 239,936 248,675 257,885 267,584 277,793 288,532 299,821 311,685 324,144 340,271 357,043 374,483 392,613 (1,1) t 16 0,909 0,826 0,751 0,683 0,621 0,564 0,513 0,467 0,424 0,386 0,351 0,319 0,29 0,263 0,239 14 ∑ t =0 FV15 Tỷ lệ lạm phát lấy 10% năm, đơn giá điện hàng năm tăng thêm 10% Chi phí vận hành thiết bị tăng 9% tiền lương tăng 8% Tổng chi phí không kể khấu hao năm thứ (106đ) C1 = Cm.1 + Cvh = (518,66+52)106 = 570,655 Dòng tiền trước thuế T1 1= B1 - C1 = (881,79 - 570,655).106 = 311,135 Lãi chịu thuế: Llt = T1-Ckh-Vtl = 311,3 –181,82 –20 = 109,32 Thuế: Tlt = Llt.s = 109,32.0,25 = 27,33 Tổng chi phí C1 = Cm.1 + Cvh NPV = 1662,92 R = B/C = 8952,65/7224,7 = 1,239 IRR = 40+ 90 12,5 = 40,79% 12,5 + 3,6 Khi tn = NPV = ∑T β t =0 −t = -146,35 t = NPV = 93,59 Thời gian thu hồi vốn tn T = tn + − ∑ T2 β t t =0 tn +1 ∑T β t =0 t tn + ∑ T2 β t =6+ 146,35 = 6,39 năm 93,59 + 146,35 t =0 Có thể nhận thấy dự án mang lại hiệu kinh tế hoà toàn chấp nhận Bài tập tự làm Bài tập 3.1: Hãy xác định chi phí quy dẫn đường dây 35 kV có chiều dài 29,7 km làm dây AC.50, công suất truyền tải đường dây S = 3060 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4760h, giá thành tổn thất c∆=1000 đ/kWh Tuổi thọ công trình Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Bài tập 3.2: Hãy xác định chi phí quy dẫn trạm biến áp 10/0,4 kV có công suất định mức Sn=250 kVA, công suất phụ tải S = 206 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM=4250h, giá thành tổn thất c∆=1000 đ/kWh; Tuổi thọ trạm biến áp Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Baft tập 3.3: Hãy xác định mật độ dòng điện kinh tế đường dây 10 kV làm dây AC, biết thời gian sử dụng công suất cực đại T M= 4250h, tuổi thọ đường dây T h=25 năm, giá thành tổn thất điện c∆=1000đ/kWh, hệ số chiết khấu i =0,14 Bài tập 3.4: Hãy xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây 22 kV xác định giá trị giới hạn dòng điện đường dây, biết vốn đầu tư cho bảng, lấy hệ số p = 0,18, c ∆ = 1000 đ/kWh, τ = 3200 h F, mm2 V, 106đ/km R, Ω/km 35 206 50 234 70 269 0,90 0,63 0,45 Bài tập 3.5: Hãy so sánh hai phương án 22 10 kV cung cấp điện cho điểm tải công suất S=490 kVA, hệ số công suất trung bình cosϕ = 0,85 (tgϕ=0,62); Chiều dài từ trạm biến áp trung gian đến trung tâm tải 13,5 km ; Hao tổn điện áp cho phép ∆Ucp=6% Thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4250 h, giá thành tổn thất điện 1000 đ/kWh Tuổi thọ mạng điện coi Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Bài tập 3.6: Hãy xác định cấp điện áp tối ưu theo phương pháp hệ số Lagrange, biết công suất truyền tải 750 kVA Bài tập 3.7: Dự án đầu tư với số vốn 250 ngàn $, 70% vốn vay với lãi suất đơn với ls = 10%, vốn trả năm Doanh thu hàng năm 125 ngàn $, chi phí vận hành hàng năm 20 ngàn $, khấu hao tuyến tính thời hạn năm, thuế suất lợi tức 25% Hãy xác định tiêu đánh giá dự án 91 Bài tập 3.8: Hãy xác định tiêu đánh giá dự án công trình điện với thông tin ban đầu cho bảng BT 3.8 Số liệu tra theo vần alfabê với chữ đầu tên người thực Ngoài số số liêụ chung cho phương án: Thuế suất s = 20%; Khấu hao tuyến tính với tỷ lệ khấu hao pkh= 4,5% ; tỷ lệ chi phí vận hành so với vốn đầu tư pvh = 6,2% ; Giá mua điện cm = 450 đồng /kWh Giá bán điện cb = 750 đ/kWh Trả vốn hàng năm Bảng BT 3.8 Dữ kiện tập nhà c Vốn đầu tư, 106 Thời hạn Chiết h Tham số phụ tải ĐVN lãi vay/năm khấu Mô hình dự TM , a V tự có vay, t l% i% ữ pM báo phụ tải , ∆A h % Vtc Vvay c kW % A 335 3170 3,5 5,2 950 950 10 P0(1+a)t-1 B 335 3170 3,5 5,2 950 650 300 11 P0(1+a)t-1 C 335 3170 3,5 5,2 950 550 400 5,2 11 P0(1+a)t-1 D 335 3170 3,5 5,2 950 400 550 10 5,5 11 P0(1+a)t-1 Đ 335 3170 3,5 5,2 950 200 750 11 P0(1+a)t-1 E 335 3170 3,5 5,2 950 950 11 P0(1+a)t-1 G 359 2780 2,4 5,2 960 960 9,5 P0[1+a(t-1)] H 359 2780 2,4 5,2 960 360 600 10 9,5 P0[1+a(t-1)] I 359 2780 2,4 5,2 960 600 360 9,5 P0[1+a(t-1)] K 359 2780 2,4 5,2 960 960 10 9,5 P0[1+a(t-1)] L 289 3570 4,3 5,7 807 807 12 P0[1+a(t-1)] M 289 3570 4,3 5,7 807 300 507 12 P0[1+a(t-1)] N 289 3570 4,3 5,7 807 200 607 10 5,5 12 P0[1+a(t-1)] O 289 3570 4,3 5,7 807 407 400 12 P0[1+a(t-1)] P 289 3570 4,3 5,7 807 807 12 P0[1+a(t-1)] Q 329 3270 4,5 945 545 400 4,5 P0(1+a)t-1 R 421 3145 2,7 5,3 1025 1025 P0(1+a)t-1 S 421 3145 2,7 5,3 1025 900 125 4,5 P0(1+a)t-1 T 421 3145 2,7 5,3 1025 625 400 5,5 P0(1+a)t-1 U 421 3145 2,7 5,3 1025 425 600 5,5 P0(1+a)t-1 Ư 421 3145 2,7 5,3 1025 300 725 10 P0(1+a)t-1 V 421 3145 2,7 5,3 1025 200 825 10 P0(1+a)t-1 X 421 3145 2,7 5,3 1025 125 900 10 P0(1+a)t-1 Y 421 3145 2,7 5,3 1025 1025 10 P0(1+a)t-1 Câu hỏi ôn tập chương Hãy cho biết khái quát chung toán lựa chọn phương án cung cấp điện Hãy trình bày khái quát tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Hãy trình bày phương pháp xác định mật độ òng điện kinh tế khoảng kinh tế đường dây Hãy trình bày phương pháp xác định giá thành truyền tải giá thành tổn thất điện 92 Hãy trình bày phương pháp chi phí cực tiểu Hãy trình bày phương pháp phân tích kinh tế - tài Hãy trình bày phương pháp chọn cấp điện áp tối ưu Hãy trình bày phương pháp xác định sơ đồ nối điện tối ưu Hãy trình bày phương pháp chế độ số lượng công suất tối ưu trạm biến áp 93