Chương trình quản lý nhu cầu sử dụng điện ( DSM )

Nội dung bài viết là phân tích chương trình quản lý nhu cầu sử dụng điện (DSM) phục vụ cho phát triển kinh tế xã hội cũng như sinh hoạt của người dân hàng ngày.

Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 Chơng trình Quản lý nhu cầu sử dụng ®iƯn (DSM) Ngun Minh C−êng ( Tr−êng §H Kü tht công nghiệp - ĐH Thái Nguyên) khái niệm dsm nớc ta, tiềm nguồn lợng (nh than, dầu, khí, gas) dùng phát điện không lớn Về lâu dài, việc khai thác, sử dụng nguồn lợng gặp khó khăn Hiện nay, nhu cầu sử dụng điện phục vụ cho phát triển kinh tÕ – x héi còng nh− cho sinh ho¹t cđa ngời dân ngày tăng Trong đó, khả cung ứng điện cha thể đáp ứng đủ so với nhu cầu Do vậy, Nhà nớc ta đ có sách khuyến khích, thúc đẩy việc sử dụng điện tiết kiệm DSM tập hợp giải pháp Kü tht - C«ng nghƯ - Kinh tÕ - X hội - Điều khiển nhằm sử dụng điện cách hiệu tiết kiệm DSM nằm chơng trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) Quản lý nhu cầu sử dụng điện (DSM) Trong năm trớc đây, để thoả m n nhu cầu sử dụng ngày tăng phụ tải ngời ta quan tâm đến việc đầu t khai thác xây dựng thêm nhà máy điện Giờ đây, phát triển nhanh nhu cầu dùng điện, lợng vốn đầu t cho ngành điện đ trở thành gánh nặng quốc gia Lợng than, dầu, khí đốt dùng nhà máy điện ngày lớn kèm theo ô nhiễm môi trờng ngày nghiêm trọng Dẫn tới DSM đợc xem nh nguồn cung cấp điện rẻ Bởi DSM giúp giảm nhẹ vốn đầu t xây dựng nhà máy điện mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt sù « nhiƠm m«i tr−êng Kh«ng chØ vËy, nhê DSM ngời tiêu dùng đợc cung cấp điện với giá rẻ chất lợng cao Thực tế, kết thực DSM nớc giới đ đa kết luận DSM làm giảm 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng (0,3ữ0,5) chi phí cần thiết xây dựng nguồn lới để đáp ứng lợng điện tơng ứng Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích mặt kinh tế nh môi trờng cho quốc gia, ngành điện cho khách hàng DSM đợc xây dựng dựa vào hai chiến lợc chủ yếu: Nâng cao hiệu suất sử dụng lợng hộ dùng điện để giảm số kWh tiêu thụ điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả cung cấp cách kinh tế nhằm giảm số kWh yêu cầu Chơng trình DSM bao gồm nhiều biện pháp khác nhằm khuyến khích khách hàng tình nguyện cải tiến cách tiêu thụ điện mà không ảnh hởng tới chất lợng hài lòng khách hàng Xét quan điểm toàn x hội việc đầu t biện pháp để sử dụng hợp lý lợng làm giảm nhu cầu sử dụng lợng phía khách hàng tốn việc xây dựng nguồn lợng phát nhiều công suất điện Chiến lợc việc áp dụng dsm 2.1 Điều khiển nhu cầu điện phù hợp với khả cung cấp điện Khía cạnh nhu cầu đợc mô tả nh phần hệ thống lợng liên quan đến ngời sử dụng lợng cuối Phần hệ thống thờng không đợc nhà cung cấp lợng quản lý Đối với hệ thống lợng, khía cạnh nhu cầu không liên quan đến đồng hồ đo đếm điện bao gồm thiết bị sử dụng điện, sở lợng xung 134 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 quanh Nhu cầu lợng đợc định nhu cầu ngời sử dụng lợng dịch vụ liên quan đến lợng nh chiếu sáng khí hậu nhà Các mục tiêu Hệ thống điện thực chơng trình DSM: Mục tiêu thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải; điều hoà nhu cầu tối đa tối thiểu hàng ngày lợng điện để sử dụng có hiệu nguồn lợng để giải toả nhu cầu xây dựng nhà máy sản xuất điện Việc dẫn đến hớng sử dụng điện vào bình thờng Hầu nh tất chơng trình DSM có mục đích bao trùm tối đa hoá hiệu để tránh làm chậm lại việc phải xây dựng nhà máy sản xuất điện Lý khác để thực chơng trình DSM mối quan hệ x hội lý môi trờng; thay đổi thói quen sử dụng điện khách hàng bao gồm: Các chơng trình giảm sử dụng điện, cao điểm bình thờng, đặc biệt không làm ảnh hởng đến chất lợng dịch vụ cung cấp điện cho khách hàng DSM thay mặt công nghệ thiết bị tạo dịch vụ với mức tơng tự ( cao ) cho ngời sử dụng điện ( ví dụ: chiếu sáng, sởi ấm, làm mát ) mà lại tiêu thụ điện Các chơng trình giảm tải sử dụng ®iƯn giê cao ®iĨm ë hƯ thèng ®iƯn cđa Công ty Điện lực khu vực lới điện truyền tải phân phối điện Các chơng trình bao gồm biểu giá thay đổi theo thời gian sử dụng, kiểm soát phụ tải điện trực tiếp Các chơng trình thay đổi giá điện, chu kỳ thiết bị ngắt điện để đáp lại thay đổi cụ thể chi phí lợng nguồn lợng đạt đợc tính linh hoạt hình dạng đồ thị phụ tải Các chơng trình bao gồm tính giá tức thời tính giá theo tỷ lệ thời gian sử dụng điện Các chơng trình gồm biểu giá phụ tải ngắt, kiểm soát tải trọng trực tiếp, chơng trình quản lý phụ tải khác hoạt động không bị giới hạn giai đoạn phụ tải cao điểm Các chơng trình xây dựng phụ tải điện đợc thiết kế để tăng sử dụng thiết bị điện chuyển tiêu thụ điện từ cao điểm sang bình thờng để qua tăng tổng doanh số bán điện Các chơng trình bao gồm việc tăng sử dụng điện bình thờng Các chơng trình DSM giới thiệu quy trình công nghệ điện Một hiệu khác đạt đợc Công ty Điện lực tiến hành hoạt động nâng cao hiệu sử dụng điện cải thiện đợc hình ảnh Điều số trờng hợp quan trọng Công ty Điện lực bị ấn tợng không tốt Thực tốt chơng trình DSM cải thiện, thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải điện: hình dáng đồ thị phụ tải mô tả nhu cầu tiêu thụ điện tối đa mối quan hệ điện cung cấp với thời gian a Giảm điện tiêu thụ vào cao điểm Phơng pháp có tác dụng giảm sử dụng điện tối đa vào cao điểm cao điểm ngày Các chơng trình DSM giảm sử dụng điện tối đa thờng chơng trình mà công ty Điện lực khách hàng kiểm soát thiết bị điện nh bình nớc nóng 135 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 máy điều hoà nhiệt độ Đặt thời gian để sử dụng bình nóng lạnh ví dụ tốt cho phơng pháp b Tăng tiêu thụ điện vào thấp điểm bình thờng Mục tiêu phơng pháp khuyến khích khách hàng dùng điện nhiều vào thấp điểm đêm bình thờng ngày để ổn định công suất hệ thống nâng cao hiệu kinh tế vận hành hệ thống điện Một ví dụ thông thờng phơng pháp khuyến khích nhà máy có điện tiêu thụ lớn sử dụng thiết bị điện vào thấp điểm đêm, sở sản xuất nớc đá làm đêm, hộ gia đình đun nớc nóng dự trữ vào ban đêm c Chuyển tiêu thụ điện cao điểm Tơng tự nh phơng pháp tăng tiêu thụ điện vào thấp điểm đêm bình thờng, mục đích việc chuyển tiêu thụ điện cao điểm vào thích hợp nhng đảm bảo những giá thành điện cao Ví dụ: giúp khách hàng dùng biện pháp giữ nhiệt để làm nớc đá làm mát khách hàng sử dụng mục đích vào ban ngày thông thờng sử dụng nhiều điện d Bảo toàn tăng cờng chiến lợc Bảo toàn chiến lợc bảo toàn lợng bền vững quốc gia: phơng pháp liên quan đến việc giảm tải trọng lợng tổng thể sách lợng, sách phát triển kinh tế sách quản lý kinh tế quốc gia có công nghiệp phát triển số nớc tiên tiến nh: Nhật Bản, nớc Bắc Âu, Hoa Kỳ, Đức Tăng cờng chiến lợc, với chơng trình tăng tải trọng nhằm tăng tiêu thụ điện Sử dụng nguồn lợng khác nh sởi đun nớc nóng dàn Pin mặt trời, đun nấu b»ng Biogas 2.2 N©ng cao hiƯu st sư dơng lợng hộ tiêu thụ Chiến lợc nâng cao hiệu suất sử dụng lợng hộ tiêu thụ nhằm giảm nhu cầu điện cách hợp lý Nhờ làm giảm vốn đầu t phát triển nguồn lới đồng thời khách hàng phải trả tiền điện Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động việc đáp ứng nhu cầu phụ tải điện, giảm tổn thất nâng cao chất lợng điện Chiến lợc bao gåm néi dung chđ u sau: a Sư dụng thiết bị điện có hiệu suất cao Nhờ tiến khoa học công nghệ, ngày nhà chế tạo đa thiết bị dïng ®iƯn cã hiƯu st cao, ti thä lín giá thành lại tăng không đáng kể Vì vậy, lợng điện lớn đợc tiết kiệm loạt lĩnh vực sản xuất đời sống nh: Sử dụng thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao Sử dụng động điện hay thiết bị dùng động điện có hiệu suất cao Sử dụng thiết bị điện tử đ đợc sản xuất theo tiêu chuẩn hiệu suất cao thay thiết bị điện 136 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 b Hạn chế tối đa tiêu thụ điện vô ích Hiện nay, sử dụng lợng nói chung điện nói riêng l ng phí Mặc dù điện tiết kiệm hộ tiêu thụ không lớn song tổng điện tiết kiệm đợc nhỏ Vốn thực giải pháp không lớn song hiệu mang lại cao Các biện pháp cụ thể để tiết kiệm điện tạm chia thành khu vực: Khu vực nhà Khu vực công cộng: Các trung tâm thơng mại, dịch vụ, văn phòng, công sở, trờng học, khách sạn Khu vực công nghiệp Khu vực sản xuất, truyền tải phân phối điện Khu vực nhà Trong khu vực nhà điện đợc sử dụng chủ yếu cho thiết bị chiếu sáng thiết bị phục vụ sinh hoạt Cần lựa chọn thiết bị có hiệu suất cao phù hợp với yêu cầu sử dụng, hạn chế thời gian hoạt động vô ích thiết bị cách: Lắp đặt rơle thời gian để đóng cắt thiết bị hợp lý Sử dụng mẫu thiết kế nhà thông thoáng tận dụng ánh sáng tự nhiên nhằm hạn chế thời gian làm việc thiết bị chiếu sáng làm mát Mặt khác lớp tờng bao bọc hệ thống cửa phải đầy đủ, kín để giảm bớt thời gian công suất điều hoà Lựa chọn thiết bị có công nghệ đại nhằm giảm công suất tiêu thụ Hạn chế số lần đóng mở tủ lạnh, tủ đá, số lần làm việc máy giặt, bàn là, bếp điện, cắt bỏ thời gian chờ TV, VTR làm giảm lợng điện tiêu thụ Khu vực công cộng Trong khu vực việc quan tâm đến khâu thiết kế công trình để hạn chế tiêu tốn lợng khâu chiếu sáng, làm mát, sởi ấm cho kết đáng kể Các điều luật thiết kế xây dựng, môi trờng công tác thẩm định hiệu sử dụng lợng cấp phép xây dựng giúp nhiều cho mục tiêu tiết kiệm lợng tơng lai Những quy định cụ thể, rõ ràng việc sử dụng thiết bị điện, đặc biệt với thiết bị chiếu sáng, máy văn phòng, đun nớc, làm mát hỗ trợ nhiều cho công tác an toàn tiết kiệm điện Trang bị thêm thiết bị đóng ngắt tự động ánh sáng, nhiệt độ cần thiết Thay AC đặt nhiều điểm hệ thống điều hoà trung tâm cho phép tiêu thụ điện dễ điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với nhu cầu sử dụng khác Cân nhắc việc thay hệ thống đun nớc, sởi ấm dùng điện ga hoá lỏng lợng mặt trời cho tiêu kinh tế tốt Ngoài cần lu tâm đến việc tận dụng nguồn nhiệt thừa vào mục đích gia nhiệt Khu vực công nghiệp Các biện pháp làm giảm tiêu phí lợng khu vực công nghiệp đa dạng có hiệu cao: Thiết kế xây dựng nhà xởng hợp lý Hợp lý hoá trình sản xuất 137 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 Bù công suất phản kháng để cải thiện cos Thiết kế vận hành kinh tế trạm biến áp Sử dụng hợp lý động điện (sử dụng điều chỉnh tự động tốc độ động cơ) Hệ thống bảo ôn đờng cấp hơi, hệ thống lạnh Hệ thống chiếu sáng hợp lý (số đèn hợp lý, đèn tiết kiệm điện) Khu vực sản xuất, truyền tải phân phối điện Năm 2004 tổn thất điện khu vực truyền tải phân phối mức 12% Lợng điện tổn thất hệ thống điện giảm đợc chủ yếu nhờ cải tiến công tác quản lý vận hành lới điện dẫn đến tỷ lệ tổn thất khâu mua bán điện (phi thơng mại) đ giảm nhiều Trong năm tới việc giảm tổn thất điện kỹ thuật khó khăn đòi hỏi phải đầu t để cải tạo, nâng cấp thiết bị nâng cao trình độ quản lý vận hành HTĐ Phần lớn thiết bị nhà máy điện Việt Nam đ sử dụng lâu năm, thiết bị cũ suất tiêu hao nhiên liệu tự dùng lớn cần đợc cải tạo Nếu cải tiến chế độ vận hành, bảo dỡng sửa chữa thiết bị hệ thống tự dùng giảm lợng điện tự dùng nhà máy nhiệt điện khoảng (1ữ 1,5)%, nhà máy thuỷ điện khoảng (0,02 ữ 0,05)% Với cấu phát triển nguồn điện nh giảm đợc ( 0,3ữ0,4)% lợng điện tự dùng cho toàn hệ thống Hệ thống truyền tải điện nhiều khiếm khuyết, thiếu đồng nhiều hạn chế công tác quy hoạch, thiết kế xây lắp hệ thống Trừ thiết bị trạm xây dựng gần đây, phần lại hệ thống truyền tải điện đ bị lạc hậu, chắp vá xuống cấp Nhiều trạm biến áp đờng dây đ bị tải vào cao điểm, độ tin cậy cung cấp điện hệ thống thấp Nếu áp dụng giải pháp san đồ thị phụ tải, lựa chọn phơng thức vận hành hợp lý, nâng cấp cải tạo trạm biến áp đờng dây có tiêu kỹ thuật thờng xuyên bị tải, vận hành kinh tế trạm biến áp cho phép giảm đợc 2,5% lợng tổn thất điện HTĐ Về hệ thống phân phối điện, phận tồn nhiều vấn đề cần xử lý: nhiều cấp điện áp trung gian ( 6, 10, 15, 22, 35 )kV, thiết bị lạc hậu chắp vá, chất lợng thấp không hợp lý khiến cấu trúc lới phức tạp, độ tin cậy thấp Công tác vận hành, quản lý kinh doanh không hợp lý nên hiệu không cao Tổn thất điện trung bình hệ thống phân phối điện lớn (9 ữ 18)% Tổn thất chất lợng điện lới điện hạ áp đáng quan tâm Có thể áp dụng giải pháp sau để khai thác tiềm tiết kiệm điện lới điện phân phối: Nâng cao hệ số công suất lới điện Nâng cao điện áp vận hành lới, tận dụng khả điều chỉnh điện áp cách chuyển đổi đầu phân áp máy biến áp San đồ thị phụ tải hệ thống điện cách áp dụng giải pháp DSM Cải tạo hoàn thiện cấu trúc lới Nâng cao chất lợng công tác quy hoạch thiết kế cải tạo phát triển lới Vận hành kinh tế trạm biến áp Lựa chọn phơng thức vận hành hợp lý Tăng cờng tuyên truyền, quản lý lới điện Nâng cao chất lợng hệ thống đo đếm 138 Tạp chí Khoa học & Công nghệ - Số 4(44)/Năm 2007 Kết luận Khi nhu cầu tiêu thụ điện tăng nhanh víi ph¸t triĨn kinh tÕ-x héi ë ViƯt Nam, DSM giữ vai trò quan trọng tổng thể giải pháp góp phần bảo đảm cân cung cầu điện, tăng trởng kinh tế bền vững Qua kinh nghiệm nớc khẳng định nguyên lý DSM chi phí để tiết kiệm kWh điện rẻ chi phí để cung cấp thêm kWh điện việc xây dựng nhà máy Điều có ý nghĩa với Việt Nam đầu t phát triển điện lực Tóm tắt Cung cấp lợng hiệu mối quan tâm đặc biệt cộng đồng quốc tế, nên việc tổ chức, nghiên cứu thực chơng trình quản lý nhu cầu điện (DSM), tiết kiệm điện nớc phát triển ngày đợc quan tâm, Việt Nam không đứng xu Bài báo nhằm giới thiệu thành phần số nét chơng trình quản lý nhu cầu điện (DSM) Summary Electricity Demand Side Management (DSM) Program Effective power supply is receiving huge attention from international community, therefore research and implementation of DSM, power savings in developing countries, of which Vietnam is not an exception, are becoming increasingly important This article is to introduce the structure and main features of DSM Tài liệu tham khảo [1] Đánh giá tiềm tiết kiệm điện hiệu việc ứng dụng DSM Việt Nam Đặng Quốc Thống, Nguyễn Thờng, Đào Kim Hoa, Bạch Quốc Khánh, B¸o c¸o khoa häc, M sè KHCN.09.08.02, Bé khoa häc công nghệ môi trờng, Hà Nội [2] Nghiên cứu khả ứng dụng DSM Việt Nam - Trần Đình Long, Đặng Quốc Thống, Nguyễn Thờng, L Văn út, Đào Kim Hoa, Nguyễn Văn Đạm (1997), Báo cáo khoa học, M số KCĐL.95.04.10, Bộ khoa học công nghệ môi trờng, Hà Nội [3] Trần Đình Long (1999), Quy hoạch phát triển lợng điện lực, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Tổng sơ đồ phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001 - 2010 có xét triển vọng đến năm 2020 - Viện Năng lợng (2002), Hà Nội [5] Báo cáo nghiên cứu khả thi dự án quản lý nhu cầu giai đoạn ( 2002 - 2005 ) Viện Năng lợng, Hà Nội 1/2002 [6] Phơng pháp nghiên cứu phụ tải - Công ty t vấn Fichtner/ Colenco, Báo cáo cuối cùng, Dự án DSM, 2003, Hà Nội 139 ... trình quản lý nhu cầu điện (DSM) , tiết kiệm điện nớc phát triển ngày đợc quan tâm, Việt Nam không đứng xu Bài báo nhằm giới thiệu thành phần số nét chơng trình quản lý nhu cầu điện (DSM) Summary... mức tơng tự ( cao ) cho ngời sử dụng điện ( ví dụ: chiếu sáng, sởi ấm, làm mát ) mà lại tiêu thụ điện Các chơng trình giảm tải sử dụng ®iƯn giê cao ®iĨm ë hƯ thèng ®iƯn cđa Công ty Điện lực khu... a Giảm điện tiêu thụ vào cao điểm Phơng pháp có tác dụng giảm sử dụng điện tối đa vào cao điểm cao điểm ngày Các chơng trình DSM giảm sử dụng điện tối đa thờng chơng trình mà công ty Điện lực