Phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của việc ứng dụng thiết bị bù có điều khiển svc trong hệ thống điện của khu gang thép thái nguyên

Header Page of 126 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC ỨNG DỤNG THIẾT BỊ BÙ CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Ngành : THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Mã số :23.04.3898 VŨ THỊ THÙY NINH Thái nguyên 2008 Footer Page of 126 Header Page of 126 MỤC LỤC MỤC LỤC Trang Các chữ viết tắt ký hiệu Mở đầu Chương I: Đặc điểm tiêu thụ điện lưới điện công nghiệp công suất lớn I.1: Đặc điểm tiêu thụ điện lưới điện công nghiệp công suất lớn I.2: Bù công suất phản kháng cho phụ tải lưới điện công nghiệp I.2.1 Hệ số công suất điều chỉnh I.2.1.1 Hệ số công suất I.2.1.2 Điều chỉnh hệ số công suất I.2.2: Điều chỉnh điện áp 11 I.2.2.1: Nguyên tắc điều chỉnh điện áp 11 I.2.2.2 Công thức gần cho việc điều chỉnh điện áp 14 I.2.2.3 Đặc tính gần công suất phản kháng 16 Chương II: Tổng quan công nghệ FACTS 28 II.1 Đặt vấn đề 28 II.2 Lợi ích sử dụng thiết bị FACTS 28 II.2.1 Các ưu điểm sử dụng thiết bị FACTS 28 II.2.2 Phân loại thiết bị FACTS 29 II.3 Một số thiết bị FACTS 30 II.3.1 Thiết bị bù tĩnh điều khiển thyristor 30 (SVC) II.3.2 Thiết bị bù dọc điều khiển thyristor 32 (TCSC) II.3.3.Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor (STATCOM) Footer Page 2Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỤC LỤC II.3.4 Thiết bị điều khiển góc pha thyristor 35 (TCPAR) II.3.5 Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp 36 (UPFC) II.4 Khả áp dụng thiết bị FACTS Việt Nam 38 Chương III: Các thiết bị bù công suất phản kháng hoạt 40 động thiết bị bù ngang có điều khiển (SVC) 40 III.1: Các thiết bị bù công suất phản kháng III.1.1: Bù công suất phản kháng hệ thống điện 40 III.1.2: Các thiết bị bù điều khiển thyristor 43 III.2: Hoạt động thiết bị bù ngang có điều khiển SVC 48 III.2.1: Đặc tính điều chỉnh SVC III.2.2: Đặc tính làm việc SVC 48 57 III.3: Một số ảnh hưởng phụ SVC 59 Chương IV: Đánh giá hiệu sử dụng SVC khu gang 61 thép Thái Nguyên IV.1: Mở đầu IV.2: Căn thiết kế hệ thống SVC 61 62 IV.2.1: Các thông số trạm biến Gia Sàng trạm biến cấp điện Gang thép 63 IV.2.2: Các thông số biến áp lò điện 63 IV.2.3: Trở kháng điện kháng hạn dòng mạch ngắn lò điện IV.2.4: Chỉ tiêu kỹ thuật cần đạt 64 64 IV.2.5: Hệ thống cấp điện Công ty Gang thép Thái Nguyên Việt Nam IV.3 Phân tích ảnh hưởng cụm lò điện hồ quang 67 71 tới chất lượng điện lưới điện cung cấp điện Footer Page 3Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỤC LỤC IV.3.1: Ảnh hưởng chất lượng điện lưới 72 cấp điện Công ty Gang thép Thái Nguyên IV.3.2: Ảnh hưởng hệ thống cấp điện tương lai SVC chất lượng 77 điện lưới điện IV.4: Xác định phương án SVC 84 IV.5: Khả cải thiện chất lượng điện mạng điện hệ thống cung 84 cấp điện gang thép sau dã lắp thêm SVC IV.6: Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng SVC khu gang thép Thái Nguyên 86 Kết luận chung 95 Tài liệu tham khảo 96 Phụ lục 97 Footer Page 4Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CĐXL Chế độ xác lập CSPK Công suất phản kháng CSTD Công suất tác dụng HTĐ Hệ thống điện HTCCĐ Hệ thống cung cấp điện FACTS Flexible AC Transmission Systems - Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt GTO Gate Turn - Off Thyristor - Khóa đóng mở MBA Máy biến áp STATCOM Static Synchronous Compensator - Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor SVC Static Var Compensator - Thiết bị bù tĩnh điều khiển thyristor TCPAR Thyristor Controlled Phase Angle Regulator - Thiết bị điều chỉnh góc lệch pha điện áp TCR Thyristor Controlled Reactor - kháng điện điều khiển thyristor TCSC Thyristor Controlled Series Compensator - Thiết bị bù dọc điều khiển thyristor TSR Thyristor Switched Reactor - Kháng điện đóng mở thyristor TSC Thyristor Switched Capacitor - Tụ điện đóng mở thyristor UPFC Unified Power Flow Control - Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp Footer Page 5Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU Mục đích nghiên cứu lý chọn đề tài Trong chế độ vận hành bình thường HTĐ (vận hành trạng thái ổn định) việc sản xuất công suất tác dụng (CSTD) phải đáp ứng nhu cầu tiêu thụ (kể tổn thất), không tần số hệ thống bị thay đổi Cũng vậy, có gắn bó chặt chẽ điều kiện cân công suất phản kháng (CSPK) với điện áp nút hệ thống Công suất phản kháng khu vực thừa có tượng điện áp (điện áp cao), ngược lại, thiếu CSPK điện áp bị sụt thấp Nói khác đi, công suất tác dụng, CSPK phải điều chỉnh đề giữ cân Việc điều chỉnh CSPK yêu cầu cần thiết nhằm giảm nhỏ tổn thất điện đảm bảo ổn định hệ thống Tuy nhiên có khác điều chỉnh CSTD điều chỉnh CSPK Tần số hệ thống đảm bảo việc điều chỉnh CSTD máy phát điện (miễn giữ cân tổng công suất phát công suất tiêu thụ) Trong đó, điện áp nút hệ thống không nhau, chúng phụ thuộc điều kiện cân CSPK theo khu vực Như nguồn CSPK cần lắp đặt phân bố điều chỉnh theo khu vực Điều giải thích sao, máy phát điện cần phải có số lượng lớn thiết bị sản xuất tiêu thụ công suất phản kháng: Máy bù đồng bộ, tụ điện, kháng điện Chúng lắp đặt điều chỉnh nhiều vị trí lưới truyền tải phân phối điện (gọi thiết bị bù CSPK) Trước đây, việc điều chỉnh CSPK thiết bị bù thường thực đơn giản: Thay đổi nấc (nhờ đóng cắt máy cắt khí) thay đổi kích từ (trong máy bù đồng bộ) Chúng cho phép điều chỉnh thô theo tốc độ chậm Kỹ thuật thyristor công suất lớn mở khả mới, việc đời ứng Footer Page 6Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỞ ĐẦU dụng thiết bị bù tĩnh điều chỉnh nhanh công suất lớn - SVC (Static Var Compensator), TCSC (Thyristor Controled Serie Capacitor) giải yêu cầu mà thiết bị bù cổ điển chưa đáp ứng được, tự động điều chỉnh điện áp nút, giảm dao động công suất nâng cao ổn định hệ thống Việc ứng dụng thiết bị bù CSPK chất lượng cao điều khiển thyristor trở thành nhu cầu cấp thiết nhằm nâng cao tính ổn định hiệu sử dụng hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) nói chung phụ tải có công suất phản kháng thay đổi nhanh lò nung hồ quang điện Với ý nghĩa trên, mục đích đề tài luận văn xác định là: + Nghiên cứu tìm hiểu đặc điểm, tính hoạt động, chế độ làm việc mô hình tính toán thiết bị tự động điều chỉnh linh hoạt (FACTS) đặc biệt thiết bị bù điều chỉnh nhanh (SVC) HTCCĐ + Nghiên cứu, đánh giá, xác định hiệu kinh tế - kỹ thuật SVC lắp đặt vào HTCCĐ khu Gang thép Thái Nguyên Nội dung luận văn Với mục tiêu nêu trên, luận văn trình bày bốn chương: Chương I : Đặc điểm tiêu thụ điện hệ thống điện công suất lớn lý thuyết bù công suất phản kháng Chương II: Tổng quan công nghệ FACTS Chương III: Các thiết bị bù công suất phản kháng hoạt động thiết bị bù ngang có điều khiển Footer Page 7Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỞ ĐẦU Chương IV: Đánh giá hiệu sử dụng SVC khu Gang thép Thái Nguyên Đối tượng phạm vi nghi ên cứu Hiệu việc ứng dụng thiết bị bù tới lưới điện khu Gang thép Thái Nguyên Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ nghiên cứu sử dụng phối hợp nhóm phương pháp: Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo tư liệu kỹ thuật để phân tích, tổng hợp vấn đề có liên quan tới đề tài Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn xí nghiệp Năng lượng: Điều tra, khảo sát, lắp đặt kỹ thuật, để củng cố thêm độ tin cậy, xác kết nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Các kết nghiên cứu luận văn nhằm tìm hiểu sâu công nghệ FACTS, đặc biệt ý công nghệ SVC mô hình hoá thiết bị FACTS phương trình tính toán chế độ xác lập (CĐXL) HTCCĐ Đi sâu nghiên cứu ảnh hưởng chế độ làm việc lò hồ quang hệ thống cung cấp điện như: Dao động điện áp, méo hình sin, ảnh hưởng sóng, sung kích vô công, tác hại thứ tự nghịch (âm) Từ để ứng dụng SVC phụ tải khu gang thép Thái Nguyên để giảm thiếu tác động nêu nghiên cứu tính toán hiệu kinh tế SVC hệ thống điện khu gang thép Thái Nguyên Footer Page 8Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page of 126 MỞ ĐẦU Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo cô giáo môn Hệ thống điện Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Trường đại học Bách khoa Hà Nội, bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực luận văn Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với Thầy giáo TS Nguyễn Mạnh Hiến, người quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp tác giả xây dựng hoàn thành luận văn Footer Page 9Sốofhóa 126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 10 of 126 CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN I.1: Đặc điểm tiêu thụ điện lưới điện công nghiệp công suất lớn Điện dạng lƣợng chủ yếu xí nghiệp công nghiệp, nơi tiêu thụ khoảng 50 sản lƣợng điện nƣớc Vì vậy, việc cung cấp sử dụng điện hợp lý lĩnh vực có ý nghĩa to lớn phát triển kinh tế quốc dân Các xí nghiệp công nghiệp có đặc điểm chung có phụ tải điện lớn; yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao; thiết bị dùng điện đƣợc tập trung với mật độ cao, làm việc với tải gần định mức, dùng điện áp xoay chiều điện áp chiều, tần số công nghiệp (50Hz); làm việc liên tục suốt năm phụ thuộc vào tính chất mùa vụ Tuy vậy, trình công nghệ xí nghiệp khác nên đặc điểm tiêu thụ điện hệ thống cung cấp điện chúng mang nhiều đặc điểm riêng biệt khác Trong phần lớn phụ tải điện công nghiệp lò nung hồ quang điện loại phụ tải tiêu thụ điện lớn nhất, trình vận hành thƣờng kéo theo dao động điện áp dao động công suất lớn Để sử dụng điện có hiệu lò hồ quang luyện thép vấn đề phải đƣợc giải cách tổng thể đồng bộ, đặc biệt cần phải qu an tâm đến vấn đề ổn định điện áp, hiệu chỉnh hệ số công suất lọc sóng điều hoà Ổn định điện áp cải thiện đáng kể chế độ vận hành lò luyện, làm gia tăng công suất cực đại dẫn đến tăng suất sản phẩm Ngoài ra, trƣờng hợp lò hồ quang ngắn cho phép lò làm việc với mức công suất cực đại, nhƣng giảm thiểu đƣợc mức độ khó nóng chảy vỏ bọc bên phôi thép, giúp hạn chế “chớp nháy” điện áp Footer Page 10 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 87 of 126 82 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ bảng 12 ba lò điện xoay chiều hệ thống cấp điện tƣơng lai SVC sản sinh điện áp dao động đột biến thấy điện áp dao động lớn điểm khảo sát 110kV trạm Gia sàng 4.8 %, vƣợt trị số cho phép 2.0 %, điện áp đột biến lớn 1.34 % vƣợt xa tiêu chuẩn nhà nƣớc 0.6 % yêu cầu đột biến phụ tải chiếu sáng thông thƣờng IV.3.2.3: Ảnh hƣởng thứ tự nghịch sóng đến lƣới điện Sự thật dòng điện thứ tự nghịch sóng điện áp thứ tự âm sóng hệ thống cấp điện tƣơng lai SVC nhƣ sau: * Dòng điện thứ tự nghịch sóng lò điện 35kV đến phía hạ áp biến I2 = 214.4 ( A ) * Dòng điện thứ tự nghịch sóng 110kV trạm Gia sàng đến 110kV trạm Thái Nguyên I2 = 68.23 ( A ) * Điện áp thứ tự nghịch sóng 110kV trạm biến áp Thái Nguyên lƣới điện quốc gia U2 = 1.04 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng 110kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 1.21 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 8.25 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng lò điện 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 8.58 % Từ kết tính toán thứ tự nghịch thấy, điện áp thứ tự nghịch sóng điểm khảo sát 110kV trạm biến áp Gia sàng 1.21 % tiếp cận tiêu chuẩn nhà nƣớc hạn định 1.3 %, nhƣng 35kV trạm biến áp Gia sàng 35kV lò điện trạm biến áp Gia sàng thứ tự nghịch 8.25% 8.58 % sinh uy hiếp lớn máy điện quay ( máy đồng dị ) biến điện lực hệ thống cấp điện IV.3.2.4: Hiệu nghiệm dung lƣợng biến 50 MVA Footer Page 87 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 88 of 126 83 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ đồ thị vòng công suất vận hành lò điện hồ quang xoay chiều ( hình ) biết ba lò điện hồ quang xoay chiều đạt đến xung kích vô công lớn nhất, lò tinh luyện thùng thép LF vận hành thời kỳ ng chảy, nhóm lò điện tiêu thụ công suất lớn nất từ hệ thống: * Công suất lớn lò điện hồ quang xoay chiều 12 tiêu thụ từ hệ thống là: S12 = 24.88 MVA * Công suất lớn lò điện hồ quang xoay chiều 30 tiêu thụ từ hệ thống là: S30 = 31.79 MVA * Công suất lớn lò điện hồ quang xoay chiều cao công suất tiêu thụ từ hệ thống là: S30UHP = 43.66 MVA * Công suất lớn lò tinh luyện thùng thép LF 30 tiêu thụ từ hệ thống là: SL F = 7.0 MVA Do đó, tổng công suất thông qua biến áp 50 MVA là: S = S124 S 304 S 304 UHP S LF = 54.38 ( MVA ) P Hình 4: Đồ thị vòng công suất vận hành lò điện hồ quang xoay chiều Điểm vận hành bình thƣờng Điểm vận hành ngắn mạch Footer Page 88 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Qmax Q http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 89 of 126 84 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ kết tính toán thấy, hệ thống cấp điện tƣơng lai SVC, biến 50 MVA thƣờng xuyên trạng thái tải, vận hành đƣợc IV.4: Xác định phƣơng án SVC Do dung lƣợng ngắn mạch hệ thống cấp điện Công ty Gang thép Thái Nguyên Việt Nam nhỏ, đồng thời từ tính toán mô đƣợc biết dòng điện sóng hài, điện áp sóng hài, xung kích vô công hệ thống điện tƣơng lai dẫn đến dao động đột biến điện áp điểm khảo sát phía 110kV trạm biến áp Gia sàng vƣợt hai tiêu chuẩn nghiêm trọng, dung lƣợng định mức biến 50 MVA không đủ để cấp cho bốn lò điện hồ quang tƣơng lai đồng thời vận hành, nhóm lò điện trình sản xuất uy hiếp đến vận hành an toàn biến áp sinh ảnh hƣởng nghiêm trọng đến ổn định hệ thống điện lực chất lƣợng điện cần phải lắp đặt thêm thiết bị SVC dung lƣợng phù hợp để bảo đảm hệ thống vận hành an toàn ổn định Do đặc thù cố hữu nhóm lò điện hồ quang xoay chiều sản sinh sóng hài bậc cao, xung kích vô công dẫn đến dao động đột biến điện áp, điện cực ba pha ngắn mạch không đồng sản sinh dòng điện điện áp thứ tự âm hệ số cos tƣơng đối thấp Thực tế công trình nƣớc chứng minh, sử dụng trang bị SVC kiểu TCR + FC phƣơng pháp kinh tế nhất, hiệu tiến hành tổng hợp lò điện hồ quang, từ đầu năm 80 đƣợc dùng rộng rãi vào trình tổng hợp chất lƣợng điện lò điện hồ quang xoay chiều IV.5: Khả đƣợc cải thiện chất lƣợng điện mạng điện hệ thống cung cấp điện gang thép sau dã đƣợc lắp thêm SVC Hệ thống cấp điện tƣơng lai gang thép Thái Nguyên sau dƣợc lắp thêm SVC, dây TCR 11 kV dây lò điện 35 kV lần lƣợt đƣợc lắp cụm lọc sóng bậc hai, bậc 3, bậc 4, bậc 5, để sau dùng vào việc cấp dòn g điện công suất vô công dung tính loại bỏ sóng hài bậc Dựa theo tham số Footer Page 89 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 90 of 126 85 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN lọc sóng khả đƣa dòng điện lọc sóng hài lớn vào mạch cấp điện áp tổng hệ số biến lệch điện áp sóng hài lớn lên dây cấp điện áp, kết tính toán mô dòng điện điện áp sóng hài bảng 13 Bảng 13 : Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài dòng điện sóng hài lò hồ quang đưa vào hệ thống sau lắp thêm SVC lên hệ thống cấp điện sau Số bậc sóng hài Điện áp sóng hài bên đƣa vào 35 kV ( A) Điện áp sóng hài bên đƣa vào 110 kV (A ) Dòng sóng hài hấp thụ đƣờng lọc (A) Trị số cho phép dòng sóng hài 110 kV trạm khảo nghiệm Gia sàng 7.67 2.22 1.01 15.5 7.26 10.5 2.44 0.707 0.321 4.93 2.31 3.33 211 114 30.9 23.0 10.1 10.8 8.54 5.64 4.25 6.09 2.84 4.49 Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 110 1.49 % kV trạm Thái Nguyên Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 110 kV trạm Gia sàng Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 35 kV trạm Thái Nguyên Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 35 kV lò điện Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 6kV trạm Gia sàng Tổng hệ số biến dạng điện áp sóng hài TCR 110 kV Footer Page 90 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1.73 % ( trị số cho phép: % ) 1.79 % 3.27 % 1.95 % 3.43 % http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 91 of 126 86 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ kết tính toán dòng điện điện áp sóng hài bảng 13 cho thấy: Sau lắp thêm SVC lên hệ thống cấp điện gang thép sau bốn lò điện hồ quang đƣa đƣợc toàn dòng điện sóng hài bậc vào điểm khảo nghiệm Trạm biến 110 kV Gia sàng khống chế đƣợc phạm vi cho phép Trong tỷ lệ hấp thụ dòng điện sóng hài lọc sóng bậc 2, 3, 90 % trở lên, tỷ lệ hấp thụ dòng điện sóng hài bậc 5, 6, lọc sóng thông cao bậc 50 % trở lên Tổng tỷ số biến lệch điện áp sóng hài 110 kV trạm biến Gia sàng 1.73 %, thấp trị số cho phép % hạn định tiêu chuẩn Bởi sau lắp thêm FC SVC sóng hài đƣa vào hệ thống đƣợc cải thiện lớn Trên hiệu kỹ thuật mà SVC mang lại, để thấy rõ ưu điểm bật SVC tác giả xin đưa phân tích hiệu kinh tế SVC đem lại cho khu gang thép Thái Nguyên IV.6: Đánh giá hiệu kinh tế sử dụng SVC khu gang thép Thái Nguyên Vốn đầu tƣ trạm SVC công ty gang thép Thái Nguyên: 80 tỷ VND Vốn tự có: 40 tỷ VND Vốn vay: 40 tỷ VND Lãi suất: % / năm Thuế thu nhập: 28 % Đơn vị tính: Tỷ VNĐ Tác giả phân tích hiệu kinh tế mà SVC đem lại khu gang thép Thái Nguyên vòng 10 năm Khấu hao hàng năm: tỷ/năm Trả vốn hàng năm: tỷ/năm Trả lãi theo vốn lại Trƣớc 2001 chƣa có SVC: 300 tấn/1 năm Sau 2001 lắp thêm SVC: 500 tấn/1 năm Giá thành tấn: 900 USD = 0.144 tỷ VND Footer Page 91 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 92 of 126 87 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN *Trả vốn: Đều hàng năm năm tỷ *Trả lãi: (Bảng a) Trả lãi Năm Trả vốn Vốn gốc 40 3.2 36 2.88 32 2.56 28 2.24 24 1.92 20 1.6 16 1.28 12 0.96 0.64 4 10 0.32 *Doanh thu: Sau lắp thêm SVC doanh thu hàng năm tăng thêm là: ( 500 – 300 ) x 0.144 = 28.8 (Tỷ VND) Doanh thu tăng thêm 10 năm: 28.8 x 10 = 288 (Tỷ VND) *Thuế thu nhập = (Doanh thu - trả lãi - khấu hao – chi phí vận hành) x thuế suất (28%) (Bảng b) Footer Page 92 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 93 of 126 88 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Chi phí Trả lãi Khấu hao 28.8 3.2 (28%=0.28) 4.928 28.8 2.88 0.28 5.0176 28.8 2.56 0.28 5.1072 28.8 2.24 0.28 5.1968 28.8 1.92 0.28 5.2864 28.8 1.6 0.28 5.376 28.8 1.28 0.28 5.4656 28.8 0.96 0.28 5.5552 28.8 0.64 0.28 5.6448 10 28.8 0.32 0.28 5.7344 vận hành Thuế suất Thuế thu Doanh thu Năm nhập *Tổng chi = Vốn tự có + Chi phí vận hành + Trả vốn + Doanh thu + Thuế (Bảng c) Năm Vốn tự có (1) (2) 40 Chi phí vận hành (3) Trả vốn Lãi (4) (5) Thuế thu nhập (6) Tổng chi (7) 40 3.2 4.928 12.128 2.88 5.0176 11.8976 2.56 5.1072 11.6672 4 2.24 5.1968 11.4368 1.92 5.2864 11.2064 1.6 5.376 10.976 Footer Page 93 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 94 of 126 89 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 1.28 5.4656 10.7456 0.96 5.5552 10.5152 0.64 5.6448 10.2848 10 0.32 5.7344 10.0544 *Hệ số chiết khấu: i t ( Với i = %, t: năm, t có giá trị từ ÷ 10) (Bảng d) Năm Hệ số chiết khấu 1 0.925926 0.857399 0.793832 0.73503 0.680583 0.63017 0.58349 0.540269 0.500249 10 0.463193 *CFAT: Dòng tiền sau thuế = Doanh thu - Tổng chi (Bảng e) Footer Page 94 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 95 of 126 90 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Năm Doanh thu Tổng chi CFAT 0 40 -40 28.8 12.128 16.672 28.8 11.8976 16.9024 28.8 11.6672 17.1328 28.8 11.4368 17.3632 28.8 11.2064 17.5936 28.8 10.976 17.824 28.8 10.7456 18.0544 28.8 10.5152 18.2848 28.8 10.2848 18.5152 10 28.8 10.0544 18.7456 *CFATpv: Dòng tiền sau thuế CFATpv = CFAT x hệ số chiết khấu (Bảng f) Năm CFAT Hệ số chiết khấu CFATpv (1) (2) (3) (4) -40 -40 16.672 0.925926 15.43704 16.9024 0.857399 14.49108 17.1328 0.793832 13.60057 17.3632 0.73503 12.76247 17.5936 0.680583 11.97391 17.824 0.63017 11.23241 18.0544 0.58349 10.53457 Footer Page 95 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 96 of 126 91 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN (1) (2) (3) (4) 18.2848 0.540269 9.978708 18.5152 0.500249 9.26221 10 18.7456 0.463193 8.68284 *B t ( + i )-t: Khoản thu năm thứ t qui = Doanh thu x Hệ số chiết khấu (Bảng g) Năm Doanh thu Hệ số chiết khấu Bt ( + i )-t 28.8 1 28.8 0.925926 26.66667 28.8 0.857399 24.69136 28.8 0.793832 22.86237 28.8 0.73503 21.16886 28.8 0.680583 19.6008 28.8 0.63017 18.14889 28.8 0.58349 16.80452 28.8 0.540269 15.55974 28.8 0.500249 14.40717 10 28.8 0.463193 13.33997 *Ct ( + i )-t: Khoản chi phí năm thứ t qui = Tổng chi x Hệ số chiết khấu (Bảng h) Footer Page 96 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 97 of 126 92 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Năm Tổng chi Hệ số chiết khấu Ct ( + i )-t 40 40 12.128 0.925926 11.22963 11.8976 0.857399 10.20027 11.6672 0.793832 9.2618 11.4368 0.73503 8.406389 11.2064 0.680583 7.626888 10.976 0.63017 6.916742 10.7456 0.58349 6.269954 10.5152 0.540269 5.681035 10.2848 0.500249 5.144961 10 10.0544 0.463193 4.657133 *T CFATpv: Xác định thời gian hoàn vốn: Theo tính toán thời gian hoàn vốn công trình SVC gang thép Thái Nguyên năm (Bảng k) Năm CFATpv T CFATpv (1) (2) (3) -40 -40 15.43704 -24.563 14.49108 -10.0719 13.60057 3.52869 12.76247 16.29116 (1) (2) (3) 11.97391 28.26507 11.23241 39.49721 Footer Page 97 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 98 of 126 93 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN (1) (2) (3) 10.53457 50.03178 9.978708 59.91049 9.26221 69.1727 10 8.68284 77.85554 *NPV: Giá trị thuần: Chỉ tiêu phản ánh qui mô lãi dự án mặt (đầu thời kỳ phân tích) = Bt ( + i )-t - Ct ( + i )-t n NPV = n Bt ( + i )-t - t o Ct ( + i )-t = t = 193.2503 –115.3948 =77.85554 (tỷ VND) > ( Với i = %, t: năm, t có giá trị từ ÷ 10) Tiêu chuẩn đánh giá: NPV > 0: Dự án có hiệu NPV = 0: Dự án cần phải xem xét thêm NPV < 0: Không hiệu *B/C: Tỷ suất lợi ích chi phí: Phản ánh ứng với đồng chi phí bỏ dự án đem lại đồng doanh thu tính chuyển mặt thời gian n B C Bt i t Ct i t t n 193.2503 1.674688 (tỷ VND) 115.3948 t ( Với i = %, t: năm, t có giá trị từ ÷ 10) Tiêu chuẩn đánh giá : B/C > : Dự án có hiệu B/C < : Dự án hiệu Footer Page 98 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 99 of 126 94 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN B/C = : Tuỳ vào điều kiện để xem xét *IRR: Tỷ suất hoàn vốn nội t¹i: Là mức lãi suất dùng làm tỷ suất chiết khấu để tính chuyển khoản thu chi tổng thu cân với tổng chi Phương pháp tính: Có nhiều phƣơng pháp tính, ta dùng phƣơng pháp nội suy để tính Chọn i1 cho NPV1 > gần (Độ xác cao ): i = 25%, NPV1 = 9.236919 Chọn i2 cho NPV2 < gần (Độ xác cao ): i = 30%, NPV2 = -1.23131 Vậy IRR = i1 + ( i2 - i1 ) NPV1 NPV1 NPV2 9.236919 9.236919 1.23131 25.59% Tiêu chuẩn đánh giá IRR > i: Dự án có hiệu IRR < i: Dự án hiệu IRR = i: Tuỳ vào điều kiện để xem xét Kết luận: Qua phân tích, tính toán nhận thấy công trình SVC đƣợc lắp đặt Công ty gang thép Thái Nguyên đem lại hiệu cao kỹ thuật lẫn kinh tế, hiệu kinh tế đƣợc đánh giá theo tiêu dƣới đây: + Thời gian hoàn vốn: + Giá trị (NPV) với i = 8%: năm 77,86 tỷ VNĐ + Tỷ suất lợi ích – chi phí (B/C): 1,67 + Tỷ suất hoàn vốn nội (IRR): 25,59% Footer Page 99 Số of hóa126 Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 100 of 126 95 KẾT LUẬN CHUNG KẾT LUẬN CHUNG Qua nội dung kết nghiên cứu luận văn rút kết luận sau: Đối với hệ thống điện hợp việc bù thông số quan trọng để nâng cao khả truyền tải tính ổn định chúng Sự phát triển vượt bậc lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kỹ thuật điện tử công suất với việc chế tạo thyristor công suất thích hợp để sử dụng khâu chủ yếu hệ thống tải điện xoay chiều linh hoạt, mở xu hướng việc nâng cao hiệu đại hóa hệ thống điện Phần tổng quan tác giả tổng hợp đặc điểm tiêu thụ điện lưới điện công nghiệp công suất lớn, lý thuyêt bù công suất thiết bị bù công suất phản kháng Ngoài tác giả giới thiệu hoạt động thiết bị bù ngang có điều khiển SVC sâu nghiên cứu thực trạng khu gang thép Thái Nguyên để đánh giá phân tích hiệu sử dụng SVC khu gang thép Thái Nguyên, từ thấy cần thiết nghiên cứu nội dung luận văn Thiết bị bù tĩnh điều khiển Thyristor (SVC) có khả thay đổi thông số lưới điện hệ thống điều chỉnh trơn với thời gian tác động nhanh Nghiên cứu áp dụng SVC việc làm có ý nghĩa, làm cho hệ thống điện vận hành linh hoạt chế độ bình thường cố, tăng độ tin cậy tính kinh tế vận hành Đồng thời, việc sử dụng SVC đem lại hiệu đáng kể nâng cao ổn định điện áp trường hợp cố nặng nề giảm tổn thất toàn hệ thống Footer Page 100 of 126 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Header Page 101 of 126 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Bách (2001): Ổn định hệ thống điện, Trường đại học Bách khoa Hà Nội Trần Bách (2002): Lưới điện hệ thống điện - Tập 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Trần Bách(2004): Lưới điện hệ thống điện - Tập 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Bính (2000): Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Đặng Ngọc Dinh, Trần Bách, Ngô Hồng Quang, Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái (1981), Hệ thống điện tập 2, Nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp Hà Nội Lã Văn Út (1996): Các thiết bị bù tĩnh có điều khiển ứng dụng Hệ thống điện, Trường đại học Bchs khoa Hà Nội Lã Văn Út (2000): Tính toán phân tích chế độ hệ thống điện Lã Văn Út (2000): Phân tích điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội Bản dịch tiếng việt Nguyễn Văn Ái (1999): Bù công suất phản kháng hệ thống truyền tải phân phối điện, Bộ lượng - Công ty điện lực 1, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Đạm (1998): Mạng điện cao áp siêu cao áp, Hà Nội 11 Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (1999): Phân tích giải mạch điện tử công suất, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 12 Thuyết minh thiết kế hệ thống thiết bị bù công suất phản kháng dùng cho lò hồ quang điện (SVC) khu gang thép Thái Nguyên (2000) 13 Siemen SVC - Bộ bù tĩnh điều chỉnh tự động Footer Page 101 of 126 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... 126 MỞ ĐẦU Chương IV: Đánh giá hiệu sử dụng SVC khu Gang thép Thái Nguyên Đối tượng phạm vi nghi ên cứu Hiệu việc ứng dụng thiết bị bù tới lưới điện khu Gang thép Thái Nguyên Phương pháp nghiên... động thiết bị bù ngang có điều khiển SVC 48 III.2.1: Đặc tính điều chỉnh SVC III.2.2: Đặc tính làm việc SVC 48 57 III.3: Một số ảnh hưởng phụ SVC 59 Chương IV: Đánh giá hiệu sử dụng SVC khu gang. .. hoạt 40 động thiết bị bù ngang có điều khiển (SVC) 40 III.1: Các thiết bị bù công suất phản kháng III.1.1: Bù công suất phản kháng hệ thống điện 40 III.1.2: Các thiết bị bù điều khiển thyristor