Phân tích cơ cấu thành phần phụ tải trong đồ thị phụ tải hệ thống điện thị xã từ sơn tỉnh bắc ninh

Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn hoàn thành Các kết phân tích tính toán có sử dụng số liệu Điện lực Từ Sơn - Công ty Điện lực Bắc Ninh -1- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Lý chọn đề tài III Tính cấp thiết đề tài 3.1 Mục đích đề tài 10 3.2 Đối tƣợng nghiên cứu phƣơng pháp nghiên cứu 11 3.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 11 CHƢƠNG 12 TỔNG QUAN VỀ CHƢƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NHU CẦU DSM 12 (DEMAND SIDE MANAGEMENT) 12 1.1 Khái niệm DSM 12 1.2 Chiến lƣợc DSM 12 1.2.1 Nâng cao hiệu sử dụng lƣợng hộ tiêu thụ 13 1.2.1.1 Sử dụng thiết bị điện có hiệu suất cao 13 1.2.1.2 Hạn chế đến mức thấp tiêu hao điện vô ích 13 1.2.2 Điều khiển nhu cầu điện phù hợp với khả cung cấp điện 17 1.2.2.1 Điều khiển trực tiếp dòng điện 17 1.2.2.1.1 Cắt giảm đỉnh 19 1.2.2.1.2 Lấp thấp điểm 19 1.2.2.1.3 Chuyển dịch phụ tải 19 1.2.2.1.4 Biện pháp bảo tồn 19 1.2.2.1.5 Tăng trƣởng dòng điện 20 1.2.2.1.6 Biểu đồ phụ tải linh hoạt 20 1.2.2.2 Lƣu trữ nhiệt 20 1.2.2.3 Điện khí hóa 20 1.2.2.4 Đổi giá 20 1.3 DSM Công ty Điện lực 22 1.4 Các bƣớc triển khai chƣơng trình DSM 23 1.5 Tổng quan chƣơng trình DSM thực Việt Nam 25 1.5.1 Giai đoạn I thực 2000-2002 25 1.5.2 Giai đoạn II thực 2004-2007 26 1.5.2.1 Chƣơng trình tiết kiệm lƣợng thƣơng mại thí điểm EE công thƣơng quản lý 27 1.5.3 Giai đoạn thực 2007 - 2015 28 1.6 Kinh nghiệm áp dụng DSM từ nƣớc 28 1.6.1 Các tác động giá triển khai DSM 34 1.6.2 Quy hoạch nguồn 35 1.6.3 Vai trò công ty dịch vụ lƣợng (ESCO) 38 -2- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ CHƢƠNG 40 HIỆN TRẠNG VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG CHƢƠNG TRÌNH DSM CHO HỆ THỐNG ĐIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN 40 2.1 Hiện trạng hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh 40 2.1.1 Hiện trạng nguồn lƣới điện 40 2.1.2 Tình hình cung cấp điện 41 2.2 Một số giải pháp ứng dụng chƣơng trình DSM địa bàn thị xã Từ Sơn 41 2.2.1 Các giải pháp giảm tổn thất điện 41 2.2.2 Các giải pháp thực chƣơng trình tiết kiệm điện 41 CHƢƠNG 47 PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI 47 TRONG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỆN 47 3.1 Phƣơng pháp luận nghiên cứu phụ tải 47 3.1.1 Giới thiệu chung 47 3.1.2 Các bƣớc tiến hành nghiên cứu phụ tải 47 3.1.3 Soạn thảo phê chuẩn số liệu 49 3.2 Phƣơng pháp phân tích cấu thành phần phụ tải đỉnh ĐTPT HTĐ dựa sở đặc trƣng ĐTPT thành phần 50 Để phân tích cấu thành phần phụ tải đồ thị phụ tải ngày hệ thống điện dùng phƣơng pháp sau: 51 3.3 Nội dung phƣơng pháp 51 3.3.1 Phƣơng pháp luận 51 3.3.2 Cách lấy số liệu phụ tải 53 3.3.3 Thông tin đặc trƣng đồ thị phụ tải 53 3.3.4 Các giả thiết 54 3.3.5 Xác định khoảng thời gian công suất cực đại, trung bình cực tiểu 55 CHƢƠNG 59 PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI THỊ XÃ TỪ SƠN 59 XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI THỊ XÃ TỪ SƠN 59 4.1 Phân tích cấu thành phần phụ tải biểu đồ phụ tải hệ thống điện thị xã Từ Sơn 59 4.1.1 Số liệu thu thập biểu đồ phụ tải ngày khu vực 59 4.2 Tính Tmax, Ttb, Tmin, Kmin phụ tải khu vực 88 4.2.1 Khu vực công nghiệp 88 4.2.2 Khu vực thƣơng mại 93 4.2.3 Khu vực công cộng 98 4.2.4 Khu vực nông nghiệp 104 4.2.5 Khu vực ánh sáng sinh hoạt 107 CHƢƠNG 113 CÁC GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 113 HỆ THỐNG ĐIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN TỈNH BẮC NINH 113 5.1 Các giải pháp chung 113 5.1.1 Vào thời gian cao điểm sáng 113 5.1.2 Vào thời gian cao điểm chiều 117 5.2 Kết luận kiến nghị 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 -3- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Ý Nghĩa ASSH Ánh sáng sinh hoạt ASD Dẫn động điều tốc động CCN Cụm công nghiệp COP Hệ số hiệu suất CTĐLBN Công ty Điện lực Bắc Ninh CBCNV Cán công nhân viên CN-XD Công nghiệp – Xây dựng DVCC Dịch vụ công cộng DSM Demand Side Management 10 DLC Điều khiển phụ tải trực tiếp 11 ĐDTT Đƣờng dây truyền tải 12 ĐLTS Điện lực Từ Sơn 13 ĐTPT Đồ thị phụ tải 14 EVN Vietnam Electricity 15 ESCO Energy Service Company 16 HTĐ Hệ thống điện 17 IRP Intergrated Resource Planning Quy hoạch nguồn 18 ICE-BALL ICE-BALL Kho lạnh 19 LCD Liquid Crystal Display Màn hình tinh thể lỏng 20 LDC Kiểm soát phụ tải trực tiếp 21 MBA Máy Biến Áp 22 NMĐ Nhà máy điện 23 NCĐN Nhu cầu điện 24 NEMA Hiệp hội nhà sản xuất điện quốc gia -4- Chú thích Quản lý nhu cầu Tập đoàn Điện lực Việt Nam Công ty dịch vụ lƣợng Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ 25 SSM Supply Side Management 26 SCT Sở Công Thƣơng 27 TOU Time Of Use 28 TM 29 TKNL Tiết kiệm lƣợng 30 TBA Trạm Biến Áp 31 FTL Đèn huỳnh quang gầy 32 WB,ADB, ODA Thƣơng mại Các tổ chức tài giới -5- Quản lý nguồn cung cấp Thời gian sử dụng Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4.1: Công suất theo ngày điển hình khu vực công nghiệp - khối luyện kim Bảng 4.2: Công suất theo ngày điển hình khu vực công nghiệp - khối chế biến gỗ Bảng 4.3: Công suất theo ngày điển hình khu vực công nghiệp - khối dệt may Bảng 4.4: Công suất theo ngày điển hình khu vực công nghiệp - khối khí chế tạo Bảng 4.5: Công suất theo ngày điển hình khu vực thương mại - khối khách sạn Bảng 4.6: Công suất theo ngày điển hình khu vực thương mại - khối nhà hàng Bảng 4.7: Công suất theo ngày điển hình khu vực công cộng - khối quan quyền Bảng 4.8: Công suất theo ngày điển hình khu vực công cộng - khối trường học Bảng 4.9: Công suất theo ngày điển hình khu vực công cộng - khối ánh sáng công cộng Bảng 4.10: Công suất theo ngày điển hình khu vực công cộng - khối bệnh viện Bảng 4.11: Công suất theo ngày điển hình khu vực công cộng - khối ngân hàng Bảng 4.12: Công suất theo ngày điển hình khu vực nông nghiệp Bảng 4.13: Công suất theo ngày điển hình khu vực ánh sáng sinh hoạt Bảng 4.14: Tần suất xuất thời gian công suất cực đại khu vực công nghiệp Bảng 4.15: Tần suất xuất thời gian công suất trung bình khu vực công nghiệp Bảng 4.16: Tần suất xuất thời gian công suất cực đại khu vực thương mại Bảng 4.17: Tần suất xuất thời gian công suất cực tiểu khu vực thương mại Bảng 4.18: Tần suất xuất thời gian công suất cực đại khu vực công cộng Bảng 4.19: Tần suất xuất thời gian công suất cực tiểu khu vực công cộng Bảng 4.20: Tần suất xuất thời gian công suất cực đại, cực tiểu khu vực công cộng Bảng 4.21: Tần suất xuất thời gian công suất cực đại, cực tiểu khu vực ánh sáng sinh hoạt Bảng 5.1: Bảng tổng hợp thành phần phụ tải sau chuyển phần phụ tải công nghiệp sang thấp điểm sáng Bảng 5.2: Số lượng bóng đèn cần thay phường - thị xã Từ Sơn -6- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 4.1: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công nghiệp - khối luyện kim Hình 4.2: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công nghiệp - khối chế biến gỗ Hình 4.3: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công nghiệp - khối dệt may Hình 4.4: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công nghiệp - khối khí chế tạo Hình 4.5: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công nghiệp Hình 4.6: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực thương mại - khối khách sạn, nhà nghỉ Hình 4.7: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực thương mại - khối nhà hàng Hình 4.8: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực thương mại Hình 4.9: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng - khối quan, quyền Hình 4.10: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng - khối trường học Hình 4.11: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng - khối chiếu sáng công cộng Hình 4.12: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng - khối bệnh viện Hình 4.13: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng - khối ngân hàng Hình 4.14: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực công cộng Hình 4.15: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực nông nghiệp Hình 4.16: Biểu đồ phụ tải ngày khu vực ánh sáng sinh hoạt dân cư Hình 4.17: Biểu đồ phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh Hình 4.18: Biểu đồ tỷ lệ thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh Hình 5.1: Biểu đồ phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh Hình 5.2: Biểu đồ phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh sau chuyển dịch đỉnh phụ tải -7- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề Điện dạng lƣợng đóng vai trò quan trọng lĩnh vực hoạt động kinh tế quốc dân,và chiếm tỷ trọng lớn hệ thống lƣợng giới.Do tiết kiệm sử dụng điện hiệu vấn đề quan trọng dẫn đến tiết kiệm lƣợng nói chung Trong thời gian gần với phát triển kinh tế Việt Nam,nhu cầu sử dụng điện tăng lên cách nhanh tróng.Vào cao điểm nguồn điện phải phát hết công suất, nhiều phận lƣới điện truyền tải phân phối bị tải,tổn thất điện vào cao điểm tăng cao.Tuy nhiên vào thấp điểm đêm nhu cầu điện giảm thấp hệ thống nguồn điện truyền tải điện lại phải giảm công suất dẫn đến vận hành không kinh tế HTĐ Trong thời gian dài áp dụng sách giá lƣợng bao cấp, mức giá không phản ánh thực chất chi phí trình sản suất,và vấn đề sử dụng hợp lý tiết kiệm lƣợng thực tế đƣợc quan tâm báo cáo phƣơng tiện thông tin thƣờng xuyên đề cập Trong năm gần nhà nƣớc xóa bỏ chế độ bao cấp,các sở sản suất kinh doanh dần phải tự hạch toán lỗ lãi,vấn đề sử dụng lƣợng đƣợc quan tâm nhiều Tuy nhiên thiếu thông tin, kinh nghiệm tổ chức kết đạt đƣợc hạn chế Từ năm 1990 nhiều tổ chức nƣớc giúp đỡ ta kinh nghiệm, tài trợ kinh phí để tổ chức hội thảo đào tạo thực dự án liên quan đến lĩnh vùc sử dụng lƣợng hiệu tiết kiệm.Tuy nghèo khai thác sử dụng nguồn lƣợng với hiệu thấp Từ dễ dàng nhận thấy tầm quan trọng việc hoạch định sách phát triển sử dụng điện cách hợp lý cho thực động lực thúc đẩy phát triển toàn kinh tế Theo kinh nghiệm nhiều nƣớc,một giải pháp kinh tế hiệu để giảm bớt nhu cầu phát triển nguồn lƣới điện áp dụng chƣơng trình -8- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ quản lý nhu cầu (DSM) kết hợp với quản lý nguồn cung cấp SSM (Supply Side Management) II Lý chọn đề tài Đáp ứng nhu cầu sử dụng điện, nhằm phát triển kinh tế an sinh xã hội mục tiêu hàng đầu mà phủ nỗ lực thực Với nhu cầu phụ tải Việt Nam tăng khoảng ≥10%/năm gánh nặng việc phát triển nguồn, lƣới điện Nguyên nhân quan trọng thiếu nguồn vốn đầu tƣ xây dựng nhà máy điện đƣờng dây truyền tải Chính giải pháp đƣa nghiên cứu biện pháp sử dụng lƣợng hiệu tiết kiệm Thị Xã Từ Sơn-Tỉnh Bắc Ninh Thị Xã có tốc độ đô thị hóa cao với nhiều khu công nghiệp nặng, nhẹ, nhiều làng nghề dẫn đến tốc độ tăng trƣởng phụ tải địa bàn nhanh Đặc biệt tháng mùa hè nhu cầu sử dụng điện đột biến làm tăng công suất truyền tải lƣới điện, dẫn đến tải cục nhiều MBA, đƣờng dây trung áp lƣới điện hạ áp gây tổn thất điện lớn làm tăng khả xảy cố.Trong năm qua Công ty Điện lực Bắc Ninh liên tôc nâng công suất TBA, phát triển thêm nhiều trạm nhiên chƣa đáp ứng đƣợc tốc độ tăng trƣởng phụ tải làm nguyên nhân làm tăng tỉ lệ tổn thất điện Để giảm sức ép tài đáp ứng nhu cÇu sử dụng điện để phát triển kinh tế xã hội, Công Ty ĐLBN tập trung nghiên cứu để tìm giải pháp hữu hiệu Muốn cần phải „biết đƣợc cấu thành phần phụ tải đồ thị phụ tải hệ thống điện Thị xã Từ Sơn‟ để lựa chọn giải pháp DSM phù hợp nhằm sử dông điện tiết kiệm hiệu III Tính cấp thiết đề tài Với nhu cầu phụ tải tốc độ tăng trƣởng điện trung bình hàng năm nƣớc vào khoảng 10-15%, hoàn cảnh nguồn vốn nƣớc hạn chế, chủ yếu nguồn vốn đầu tƣ phát triển nguồn lƣới điện nguồn vốn vay tổ chức tài giới (WB, ADB, ODA ) đặt cho ngành điện phải -9- Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ giải vấn đề khó khăn: phải đáp ứng nhu cầu điện theo tăng trƣởng kinh tế nhƣng lại hạn chế nguồn vốn đầu tƣ Qua kết nghiên cứu tiềm khả khai thác nguồn lƣợng sơ cấp, tƣơng lai nguồn lƣợng sơ cấp không đủ cung cấp cho nhu cầu lƣợng, nên định hƣớng chiến lƣợc đầu tƣ phát triển, EVN phải nhập điện từ Trung Quốc tiến hành đầu tƣ, liên kết mua bán điện với Lào, Campuchia liên kết mạng lƣới điện trao đổi điện với nƣớc ASEAN, nghiên cứu triển khai dự án nhà máy điện nguyên tử,NMĐ gió, NMĐ mặt trời vận hành tối ƣu hệ thống điện Thực tế, qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá tiềm tiết kiệm điện lĩnh vực kinh tế đời sống xã hội lớn vào khoảng 50% lƣợng điện tiêu thụ 3.1 Mục đích đề tài Đề tài đƣa giải pháp hợp lý nhằm phân tích cấu thành phần phụ tải dựa sở đặc trƣng đồ thị phụ tải thành phần, kết hợp phƣơng pháp tính toán, đặc trƣng đồ thị phụ tải ngày với lý thuyết xác suất thống kê đồ thị phụ tải ngày Trong điều kiện thiếu nguồn thông tin phụ tải điện, để phân tích cấu thành phần phụ tải đỉnh đồ thị phụ tải, ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng pháp “So sánh đối chiếu” “Thống kê, điều tra, đo đạc trực tiếp” nút phụ tải hệ thống điện Tuy nhiên, độ tin cậy kết nhận đƣợc hạn chế Sau phân tích đƣợc đặc điểm, cấu thành phần phụ tải phân tích đánh giá, tìm giải pháp chƣơng trình quản lý nhu cầu điện DSM quy hoạch phát triển, làm san phẳng đồ thị phụ tải nhƣ: Chuyển dịch phụ tải, cắt đỉnh đồ thị, lấp đầy phần trũng đồ thị phụ tải, san đồ thị phụ tải hệ thống điện, nhiên cần phải phân tích đƣợc cấu thành phần phụ tải đặc biệt phụ tải đỉnh đồ thị phụ tải - 10 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 Xác định đặc trƣng Tmax, Ttb, Tmin khoảng từ  12 Tmax ASSH1 = ; Tmin ASSH1 = ; Ttb ASSH1 = Xác định đặc trƣng Tmax, Ttb, Tmin khoảng từ 13  24 Tmax ASSH = ; Tmin ASSH = ; Ttb ASSH = Theo 3.13 ta có : Kmin ASSH = Pmin/ Pmax = 15000/ 20000 = 0,75 Theo 3.15 ta có: - 108 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Ktb ASSH = 0,5 + 0,5* Kmin ASSH = 0,5 + 0,5 * 0,75 = 0,87 Tƣơng tự ta có: Kmin ASSH = Pmin/ Pmax = 17000/ 21600 = 0,78 Ktb ASSH = 0,5 + 0,5* Kmin ASSH = 0,5 + 0,5 * 0,78 = 0,89 Kết tính toán đƣợc cho bảng dƣới đây: Khu vực kinh tế Tmax (giờ) Ttb (giờ) Tmin (giờ) Kmin Ktb 0,75 0,87 0,78 0,89  12 Ánh sáng sinh hoạt 13  24 Ánh sáng sinh hoạt Thay giá trị Tmax, Ttb, Tmin, Ktb, Kmin, A1/2ngày vào công thức 3.17 ta rút Pmax tính thời đoạn  12 13  24 giờ: Angày1 PmaxASSH = Tmax ASSH + Ktb1.TtbASSH + Kmin1.TminASSH 83,02 = = 8,65 MW + 0,87 * + 0,75 * Ptb ASSH = Ktb1 * Pmax ASSH = 0,87 * 8,65 = 7,5 MW Pmin ASSH1 = Kmin1 * Pmax ASSH1 = 0,75 * 8,65 = 6,5 MW Angày2 Pmax ASSH = Tmax ASSH + Ktb2.Ttb ASSH2 + Kmin2.Tmin ASSH - 109 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ 193,7 = = 18,14 MW + 0,89 * + 0,78 * Ptb ASSH = Ktb2 * Pmax ASSH = 0,89 * 18,14 = 16,14 MW Pmin ASSH = Kmin2 * PmaxASSH = 0,78 * 18,14 = 15,78 MW Tổng hợp kết ta có bảng tổng kết khu vực ánh sáng sinh hoạt nhƣ sau: Khu vực Kinh tế Pmax (MW) Thời điểm Ptb (MW) Pmin Thời điểm (MW) Thời điểm 6,5  7h  12 ASSH 8,65 11  12h 7,5 Phần lại 13  24 ASSH 18,14 18  22h 16,14 Phần lại 15,78 13  16h; 23  24h Cuối ta có thành phần phụ tải đồ thị phụ tải nhƣ sau: Khu vực Kinh tế Pmax (MW) Thời điểm Ptb ( MW) Pmin Thời điểm (MW) Thời điểm  12 CN 77,9  3,4h 52,22 4 6,9h 25,7 Phần lại TM 0,72 7,5  12h 0,5 4,7 7,5h 0,61 Phần lại CC 1,43 6,5  11h 0,89 Phần lại 0,34 1,6  6h NN 0,13  12h 0,07 Phần lại 0,02  3h - 110 - Hà Văn Nghĩa ASSH 8,65 Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ 11  12h 7,5 Phần lại 6,5  7h 13  24 CN 45,13 21,3 24h 28,43 1517,9h 11,28 Phần lại TM 1,13 13 16,5h 0,78 16,520,7h 0,96 Phần lại CC 1,46 13,8 17h 0,91 Phần lại 0,35 18  22,8h NN 0,13 15  17h 0,07 Phần lại 0,02 18  24h 13  16h; ASSH 18,14 18  22h 16,14 Phần lại 15,78 23  24h Hình 4-17: Biểu đồ phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh - 111 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ ta thấy phụ tải thị xã Từ Sơn chủ yếu thành phần công nghiệp ánh sáng sinh hoạt, thành phần khác chiếm không đáng kể, thành phần công nghiệp chiếm tỷ trọng lớn Điều phản ánh tranh kinh tế - xã hội thị xã Thị xã Từ Sơn tập trung nhiều làng nghề, chủ yếu làng nghề luyện kim, đồ gỗ mỹ nghệ Biểu đồ phụ tải ngày điển hình thị xã cho thấy thời điểm công suất cực đại ban đêm phụ tải công nghiệp hoạt động hết công suất Cụ thể tỷ lệ thành phần tham gia vào cao điểm ngày, cao điểm đêm thấp điểm nhƣ sau: Công nghiệp Thƣơng mại Công cộng Nông nghiệp ASSH (%) (%) (%) (%) (%) Cao điểm đêm 91,20% 0,71% 0,40% 0,08% 7,61% Cao điểm ngày 58,49% 1,60% 0,72% 1,87% 37,32% Thấp điểm 37,95% 3,80% 4,91% 0,24% 53,10% Thời gian Hình 4-18: Biểu đồ tỷ lệ thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh - 112 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ CHƢƠNG CÁC GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN TỈNH BẮC NINH Sau xây dựng đƣợc đồ thị phụ tải thị xã Từ Sơn ta biết đƣợc tỷ lệ tham gia vào đồ thị phụ tải thành phần; từ có giải pháp cụ thể cho thành phần 5.1 Các giải pháp chung Đồ thị phụ tải hệ thống điện thị xã Từ Sơn cho thấy thành phần khu vực Công nghiệp tiêu dùng dân cƣ chiếm tỷ lệ lớn, chủ đạo nên giải pháp để san đồ thị phụ tải áp dụng biện pháp cắt giảm đỉnh chuyển dịch phụ tải: + Cắt giảm đỉnh: áp dụng giải pháp tiết kiệm điện sinh hoạt ứng dụng công nghệ mới, sử dụng động tiêu thụ điện công nghiệp sử dụng nguồn lƣợng thay nhƣ lƣợng mặt trời vào mùa hè, … để cắt giảm nhu cầu công suất vào cao điểm + Chuyển dịch phụ tải: sử dụng biện pháp giá, biện pháp tổ chức sản xuất, … hay áp dụng kỹ thuật điều khiển phụ tải song để chuyển phần điện tiêu thụ cao điểm sáng cao điểm chiều sang bình thƣờng thấp điểm Để có giải pháp san đồ thị phụ tải cho lƣới điện thị xã Từ Sơn cần tỷ lệ tham gia vào đồ thị phụ tải khu vực phụ tải thời gian cao điểm sáng cao điểm chiều, cụ thể: 5.1.1 Vào thời gian cao điểm sáng Thời điểm có tham gia thành phần công nghiệp, chủ yếu làng nghề sản xuất thép Đa Hội, CCN Mả Ông Với đặc điểm ngành sản xuất thép lƣợng điện tiêu thụ lớn nên thời gian phụ tải thị xã Từ Sơn đạt giá trị lớn ngày Với biện pháp chuyển dịch đỉnh phụ tải Điện lực - 113 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Từ Sơn, Công ty Điện lực Bắc Ninh áp dụng sách giá Đây giá bậc thang hộ sản xuất theo định giá bán điện Bộ Công Thƣơng 4887/QĐ-BCT ban hành ngày 30 tháng năm 2014 Với giá bán điện ƣu tiên hộ sản xuất hết công suất vào thấp điểm từ 23h đến 4h sáng hôm sau Ngoài ra, phải kể đến thành phần chiếu sáng công cộng quanh khu vực thị xã Từ Sơn dọc tỉnh lộ Giải pháp cho thành phần thay bóng điện chiếu sáng cao áp loại tiết kiệm điện Các chƣơng trình thí điểm địa bàn thị xã đạt đƣợc số hiệu nhƣ: - Trong năm 2014, thị xã đầu tƣ lắp đặt hệ thống đèn chiếu sáng đèn trang trí đô thị khu trung tâm xã, phƣờng Hiện xây dựng trì đƣợc 260 tuyến đèn đƣờng chiếu sáng công cộng Trong có 225 tuyến đèn đƣờng chiếu sáng công cộng địa phƣơng trì 28 tuyến đèn chiếu sáng công cộng thị xã trì Ngoài số tuyến đèn đƣờng khác công ty, khu công nghiệp trì vận hành nhƣ khu công nghiệp ITD, công ty Đại An Mỗi xã, phƣờng đầu tƣ xây dựng thêm 1-3 tuyến chiếu sáng công cộng khu phố, đƣờng làng gắn với công trình niên thắp sáng đƣờng phố Tổ chức vận hành, trì hệ thống điện chiếu sáng đáp ứng nhu cầu, đảm bảo an toàn, tiết kiệm điện Đặc biệt thị xã lắp đặt hệ thống đèn Led trang trí khu vực trung tâm nhằm tạo tính thẩm mỹ cao Đồng thời tổ chức quản lý, vận hành 41 trạm biến áp, trạm điều khiển tự động chiếu sáng công cộng trạm điều khiển tự động đèn tín hiệu giao thông Trong có 33 trạm điều khiển tự động chiếu sáng công cộng, trạm điều khiển tín hiệu giao thông, trạm biến áp cấp điện chiếu sáng đèn đƣờng Việc phủ kín hệ thống chiếu sáng góp phần quan trọng vào phát triển chung thị xã, làm cho mặt đô thị ngày văn minh đại Hiện địa bàn thị xã Từ Sơn có 35 tuyến trạm điện với gần 1.490 bóng đèn phục vụ chiếu sáng đô thị, chủ yếu đèn cao áp Schréder Saphia 3, Schréder Onix 2, Schréder Onix 25, Philip Smartway, Nikon, Matrix …với chủng loại công suất từ W đến 400W Bình quân tháng, tuyến trạm điện - 114 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ tiêu thụ khoảng 75-90 nghìn kW tƣơng đƣơng với 130-150 triệu đồng Với mục tiêu tiết kiệm nhƣng phải hợp lý, đáp ứng yêu cầu đô thị đại, Phòng Quản lý đô thị (thị xã Từ Sơn) phối hợp với Trung tâm Tiết kiệm lƣợng (TKNL) Sản xuất (Sở Công Thƣơng) triển khai đề án “Tủ điều chỉnh công suất chiếu sáng đèn đƣờng” làm điểm tuyến đƣờng trung tâm thị xã Toàn tuyến có 65 bóng đèn cao áp Philip SRX86 công suất 250W, chia làm pha chiếu sáng xen kẽ không Các bóng đƣợc đƣa vào sử dụng từ năm 2005, có bóng bị cháy số bóng không bảo đảm đƣợc yêu cầu chiếu sáng Thời điểm khảo sát có pha chế độ làm việc, pha lại cắt giảm Cƣờng độ chiếu sáng trung bình chân bóng sáng: 20 - 28 Lux Với giải pháp cắt 30%50% số bóng nhƣ mà Phòng Quản lý đô thị áp dụng lƣợng điện tiết kiệm đƣợc lớn nhƣng lại gây ảnh hƣởng đến an ninh, an toàn giao thông mỹ quan đô thị Đối với khu vực sản xuất thép Đa Hội, hộ luyện thép chủ yếu tiêu thụ điện thấp điểm có giá điện thấp Tuy nhiên, tổng công suất hộ luyện thép lớn dẫn tới đỉnh đồ thị phụ tải toàn thị xã cao điểm sáng Do đặc thù công nghệ luyện thép bao gồm khâu: nấu sắt thép phế liệu cán, kéo nguyên liệu thành sản phẩm nên giải pháp đƣa lĩnh vực khuyến khích hộ thay công nghệ nấu thép cũ, hiệu suất thấp công nghệ mới, chuyển động cán, kéo thành phẩm sang làm việc vào thấp điểm ban ngày để giảm đỉnh đồ thị phụ tải hệ thống điện thị xã vào ban đêm Luận văn xin đƣa ví dụ tính toán cho khách hàng luyện thép làng nghề Đa Hội nhƣ sau: Trong xƣởng đúc rộng khoảng 500m2 có lò đúc phôi thép, lò đƣợc mẻ phôi đêm, mẻ khoảng Tại lò có từ đến ngƣời làm việc, họ phủ kín ngƣời vải quần áo cũ để chống lại nóng 1000 độ tỏa từ lò Điện tiêu thụ cho phôi thép thành phẩm khoảng 700kWh Nhƣ vậy, chi phí tiêu thụ điện cho ca làm việc từ 22h (đêm)2h (sáng hôm sau) : - 115 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ - Chi phí tiền điện: 8x700x2.000=11,2 106 đồng - Chi phí trả cho ngƣời lao động: 12x500.000=6 106 đồng Tổng chi phí: 17,2 106 đồng/ngày > Chi phí năm: 17,2 106x365= 6.278 106 đồng Nếu ta thay công nghệ luyện thép đại tiết kiệm từ 3050kWh cho phôi thép thành phẩm Chi phí cho lò đúc phôi thép khoảng 109 đồng - Chi phí giảm đƣợc từ tiết kiệm điện năm: 50x2.000x8x365=292 106 đồng - Chi phí giảm sử dụng lao động: 365x5.106=1.825 106 đồng > Tổng Chi phí giảm năm: 292 106 +1.825 106=2.117 106 đồng Thời gian thu hồi vốn: Tthv=2 109/2117 106= 0,94năm Nhƣ vậy, hiệu giải pháp lớn Mặt khác, với công nghệ giảm ô nhiễm môi trƣờng tăng chất lƣợng sản phẩm Bằng cách áp dụng biện pháp đồ thị phụ tải thị xã đƣợc san Nếu ta chuyển dịch đƣợc 20MW phụ tải cực đại đêm sang thời gian thấp điểm ngày phụ tải đỉnh thị xã Từ Sơn 57,9MW - 116 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Hình 5.1: Biểu đồ phụ tải thị xã Từ Sơn Bảng 5.1: Bảng tổng hợp thành phần phụ tải sau chuyển phần phụ tải thành phần CN sang thấp điểm sáng Khu vực Kinh tế Pmax (MW) Thời điểm Ptb ( MW) Pmin Thời điểm (MW) Thời điểm  12 CN 57,9  3,4h 52,22 4 6,9h 45,7 Phần lại TM 0,72 7,5  12h 0,5 4,7 7,5h 0,61 Phần lại CC 1,43 6,5  11h 0,89 Phần lại 0,34 1,6  6h NN 0,13  12h 0,07 Phần lại 0,02  3h ASSH 8,65 11  12h 7,5 Phần lại 6,5  7h 13  24 CN 45,13 21,3 24h 28,43 1517,9h 11,28 Phần lại TM 1,13 13 16,5h 0,78 16,520,7h 0,96 Phần lại - 117 - Hà Văn Nghĩa Khu vực Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Pmax Ptb Pmin Kinh tế (MW) Thời điểm ( MW) Thời điểm (MW) Thời điểm CC 1,46 13,8 17h 0,91 Phần lại 0,35 18  22,8h NN 0,13 15  17h 0,07 Phần lại 0,02 18  24h 13  16h; ASSH 18,14 18  22h 16,14 Phần lại 15,78 23  24h Hình 5.2: Biểu đồ phụ tải thị xã Từ Sơn sau chuyển dịch đỉnh phụ tải 5.1.2 Vào thời gian cao điểm chiều Cao điểm chiều xuất thành phần ánh sáng sinh hoạt cƣ dân thị xã Đây nhu cầu thiết yếu sinh hoạt dân cƣ địa phƣơng có tính quy luật Đối với thành phần phụ tải biện pháp hiệu áp dụng tuyên truyền biện pháp sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu Điện lực Từ Sơn có biện pháp tuyên truyền ý thức ngƣời dân sử dụng tiết kiệm điện mà đảm bảo nhu cầu sinh hoạt bình thƣờng Cụ thể nhƣ chiếu sáng hộ gia đình: - 118 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ tắt bóng đèn không cần thiết, sử dụng thiết bị hiệu suất lƣợng cao hạn chế sử dụng thiết bị điện vào cao điểm Hiện tại, đa số hộ gia đình địa bàn thị xã Từ Sơn thay bóng đèn sợi đốt loại bóng đèn compact, đèn huỳnh quang Đèn huỳnh quang có ƣu điểm so với đèn sợi đốt: Do tỏa nhiệt môi trƣờng nên đèn huỳnh quang cho hiệu suất phát sáng cao nhiều so với đèn sợi đốt lại có tuổi thọ cao Bình quân, dùng đèn huỳnh quang tiết kiệm đèn sợi đốt đến 10 lần Hiện nay, thị trƣờng xuất đèn huỳnh quang thu nhỏ (còn gọi compact) Nó giống với đèn huỳnh quang nhƣng hiệu suất phát quang cao tiết kiệm điện hữu hiệu Để thay hết loại bóng đèn huỳnh quang hiệu suất thấp loại bóng đèn công nghệ tiết kiệm điện cho hộ gia đình toán đòi hỏi chi phí đầu tƣ lớn, thời gian dài có lộ trình cụ thể Tác giả luận văn xin đƣa ví dụ thay bóng đèn cao áp khu vực trung tâm cũ, có hiệu suất thấp loại bóng đèn cao áp công nghệ tiết kiệm điện Tại hộ gia đình cần có biện pháp khuyến khích thay bóng đèn huỳnh quang hệ cũ bòng đèn compact hệ tiết kiệm điện Điện lực Từ Sơn hỗ trợ phần chi phí cho hộ gia đình Ta xem xét việc thay 20% số hộ tổng số hộ phƣờng (giả thiết hộ thay 02 bóng đèn compact) Bảng 5.2: Số lƣợng bóng đèn cần thay phƣờng - thị xã Từ Sơn STT Tên xã, phƣờng Diện tích (ha) Dân số (ngƣời) Số hộ (hộ) Số hộ cần thay (hộ) Châu Khê Đình Bảng Đông Ngàn Đồng Nguyên Đồng Kỵ Tân Hồng Trang Hạ Tổng 497,58 831,1 111,04 688,29 334,29 491,2 255,69 3.209 17.905 16.711 8.548 15.423 15.997 11.291 5.510 91.385 4.476 4.178 2.137 3.856 3.999 2.823 1.378 22.846 895 836 427 771 800 565 276 4.569 - 119 - Số bóng đèn (chiếc) 1.791 1.671 855 1.542 1.600 1.129 551 9.139 Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ - Thay loại bóng đèn bóng Philips 36W loại bóng đèn compact philips 23W (giá 50.000 đồng/chiếc) đảm bảo điều kiện chiếu sáng bình thƣờng - Tổng chi phí để thay đèn compact tiết kiệm điện là: 9.139x50.000 đồng =456,925 106 đồng Nhƣ ta thay tất loại đèn chiếu sáng cách tiết kiệm lƣợng thông số tiết kiệm đƣợc tính nhƣ sau: +Với đèn compact: 9.139x (36- 23)W= 118,801kW Tổng công suất giảm đƣợc là: P= 118,801kW Lƣợng điện tiết kiệm năm là: A= 118,801x 3000= 356.402kWh~534,602triệu đồng (với giá điện bình quân là:1.500 đ/kWh) ACSngay= 356.402/365= 976,442kWh Lƣợng điện đèn huỳnh quang tiêu thụ chủ yếu 18h đến 22h đêm Thời gian thu hồi vốn: Tthv=456,925/534,502= 0,86năm Nhƣ hiệu giải pháp lớn, thay số đèn chiếu sáng 20% số hộ gia đình phƣờng loại đèn compact tiết kiệm lƣợng hàng năm tiết kiệm đƣợc khoảng 356.402kWh~534,602triệu đồng Nếu có lộ trình thay cụ thể chế hỗ trợ điện lực hiệu tăng 5.2 Kết luận kiến nghị Kết phân tích xác số liệu phụ tải khu vực cần tính toán nhiều khu vực phụ tải đƣợc chọn để lấy số liệu có tính điển hình Cơ cấu thành phần đồ thị phụ tải hệ thống điện thị xã Từ Sơn cho thấy hai cao điểm sáng chiều, hai khu vực ASSH CN chiếm tỷ lệ công suất lớn đồ thị phụ tải Tại thời đoạn đồ thị phụ tải hệ thống đạt cực đại khu vực công nghiệp đạt tỷ lệ lớn chiếm 91,2%; tiếp đến khu vực ánh sáng sinh hoạt chiếm 7,61% - 120 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ Đồ thị phụ tải đạt cực tiểu vào ban ngày từ đến 12 sáng thời điểm tạo tiềm cho giải pháp dịch chuyển đồ thị phụ tải Muốn dịch chuyển cắt bớt đỉnh đồ thị phụ tải để giảm bớt tổn thất điện nhƣ công suất nguồn điện phải xây (các trạm 110kV cấp điện cho thị xã), kế hoạch phát triển hệ thống điện cần lƣu ý đến giải pháp có tác động chủ yếu đến hai khu vực CN ASSH Phụ tải ánh sáng sinh hoạt thị xã Từ Sơn có thời đoạn ngày tăng công suất sử dụng từ 11giờ đến 12 trƣa từ 18giờ đến 22 tối Với thị xã chƣa thật phát triển đời sống ngƣời dân phần lớn khó khăn, ý thức tiết kiệm điện lý kinh tế tốt Chính với thị xã nhƣ để phụ tải ánh sáng sinh hoạt giảm điện tiêu thụ vào cao điểm phải vận động ngƣời dân sử dụng thiết bị điện có hiệu suất cao tiết kiệm lƣợng, phối hợp với nhà sản xuất thực chƣơng trình khuyến mại để khuyến khích hộ tiêu dùng sử dụng đèn, thiết bị điện tiết kiệm lƣợng Đối với phụ tải công nghiệp xây dựng biểu giá điện theo thời gian sử dụng có mức chênh lệch giá cao cao điểm thấp điểm để khách hàng quan tâm đến chế độ sử dụng điện Vận động nhà máy công nghiệp tăng cƣờng sản xuất ca khoảng thời gian phụ tải hệ thống đạt cực tiểu ngày (giá mua điện thấp nhất) Mặc dù nhiều hạn chế sở liệu ban đầu, nhƣng với mở rộng lắp đặt công tơ điện tử tƣơng lai EVN việc xây dựng biểu đồ phụ tải từ khách hàng sử dụng điện hoàn toàn có triển vọng độ xác ngày cao - 121 - Hà Văn Nghĩa Lớp cao học 2013B-KTĐ-HTĐ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt GS – VS – TSKH Trần Đình Long (1999), Quy hoạch phát triển lượng điện lực, nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Long, Đặng Quốc Thống, Nguyễn Thƣờng, Lã Văn Út, Đào Kim Hoa, Nguyễn Văn Đạm (1997), Nghiên cứu khả ứng dụng DSM Việt Nam, Báo cáo khoa học, Mã số KCĐL.95.04.10, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trƣờng, Hà Nội Viện Khoa học Năng lƣợng (2012), Quy hoạch phát triển điện lực thị xã Từ Sơn giai đoạn 2011 – 2015, có xét đến năm 2020, Hà Nội Nguyễn Gia Chính (2013), Nghiên cứu đánh giá tác động chương trình DSM, đề xuất giải pháp ứng dụng DSM phân tích đồ thị phụ tải cho thành phố Hà Nội, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Hà Nội Điện lực Từ Sơn, Báo cáo kỹ thuật năm 2013 tháng năm 2014, Bắc Ninh Điện lực Từ Sơn, Báo cáo kinh doanh điện năm 2013 tháng năm 2014, Bắc Ninh Luật sử dụng lƣợng tiết kiệm hiệu Tài liệu Tiếng Anh Clark W Gelling & John Charmberlin (1993), Demand Side Managament: Concepts and Methods, The Fairmont Press, Inc, 2nd Edition, India Suwich Chanpaisarnwong (1996), The Electricity Demand Side Managament Program in Thailand, Ministry of Science, Technology and Environment EIA (2000), US Electricity utility DSM, Energy Information Administration, Washington, DC - 122 - ... Biểu đồ phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh Hình 4.18: Biểu đồ tỷ lệ thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải ngày hệ thống điện thị xã Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh Hình 5.1: Biểu đồ phụ. .. phụ tải, cắt đỉnh đồ thị, lấp đầy phần trũng đồ thị phụ tải, san đồ thị phụ tải hệ thống điện, nhiên cần phải phân tích đƣợc cấu thành phần phụ tải đặc biệt phụ tải đỉnh đồ thị phụ tải - 10 - Hà... CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI THỊ XÃ TỪ SƠN 59 XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI THỊ XÃ TỪ SƠN 59 4.1 Phân tích cấu thành phần phụ tải biểu đồ phụ tải hệ thống điện thị xã Từ Sơn