Khảo sát ảnh hưởng của giá điện lên chế độ dùng điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - oOo - NGUYỄN VĂN SƠN KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ ĐIỆN LÊN CHẾ ĐỘ DÙNG ĐIỆN Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện Mã ngành: 2.06.07 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 02/2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS PHAN THỊ THANH BÌNH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xeùt 2: Luận văn thạc sỹ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày …… tháng …… năm 2004 Có thể tìm hiểu luận văn THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc *** *** NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Sơn Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 07 – 10 – 1976 Nơi sinh: Lâm Đồng Chuyên ngành: Mạng Hệ thống điện I TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ ĐIỆN LÊN CHẾ ĐỘ DÙNG ĐIỆN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Giới thiệu chương trình DSM giá điện số quốc gia Khảo sát ảnh hưởng giá điện lên chế độ dùng điện qua đồ thị phụ tải Phân tích điện tiêu thụ Xây dựng chương trình tự động phân loại đồ thị phụ tải Khảo sát cho lưới điện TP Hồ Chí Minh III Ngày giao nhiệm vụ: 01 – 01 – 2003 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: V Họ Tên cán hướng dẫn: Tiến sỹ PHAN THỊ THANH BÌNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH PHAN T THANH BÌNH NGUYỄN HOÀNG VIỆT BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc sỹ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày …… tháng …… năm 2003 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô Khoa Điện trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt Cô TS Phan Thị Thanh Bình, Cô tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận án Cảm ơn gia đình, người thân bạn bè động viên giúp đỡ thời gian qua TP Hồ Chí Minh, ngày 14 tháng 02 năm 2004 Nguyễn Văn Sơn TÓM TẮT Luận văn trình bày cách tổng quát chương trình DSM hiệu nó, kinh nghiệm DSM số quốc gia Để thực việc điều khiển tải có hiệu cần nắm rõ hành vi sử dụng điện khách hàng, nghóa thông qua đồ thị phụ tải Luận văn tiến hành xây dựng chương trình tự động phân nhóm đồ thị phụ tải phân nhóm điện tiêu thụ Dữ liệu đầu vào số liệu đồ thị phụ tải năm áp dụng chế độ giá điện cũ năm áp dụng giá điện – năm 2003 Từ kết khảo sát, so sánh hình dáng đồ thị phụ tải chế độ giá cũ áp dụng chế độ giá xem có khác biệt không? so sánh hình dáng đồ thị phụ tải lượng điện tiêu thụ mùa mưa mùa khô, tháng năm Nhận xét đưa số kiến nghị Từ khảo sát sơ số liệu đồ thị phụ tải thành phố Hồ Chí Minh, luận văn mong muốn tạo sở để tiến hành khảo sát cách chi tiết hành vi sử dụng điện loại khách hàng, từ đưa hình dáng đồ thị phụ tải đặc trưng cho nhóm Đây yếu tố quan trong việc điều khiển tải thông qua giá điện Chương trình tự động phân nhóm đồ thị phụ tải áp dụng theo thuật toán Pulsa viết ngôn ngữ Matlab MỤC LỤC Trang Chương 0: Giới thiệu đề taøi Chương 1: Giá điện chương trình DSM 1.1 Giới thiệu chương trình DSM 1.2 Giới thiệu giá điện số quốc gia điển hình 1.3 Kinh nghiệm DSM số quốc gia 19 Chương 2: Khảo sát ánh hưởng giá điện thông qua đồ thị phụ tải 24 2.1 Đặt vấn đề 24 2.2 Khảo sát ảnh hưởng giá điện số quốc gia 25 2.3 Phương pháp luận .26 2.4 Kết luận 35 Chương 3: Phân tích điện tiêu thụ .37 3.1 Đặt vấn ñeà 37 3.2 Phương pháp phân tích điện tiêu thụ .37 3.3 Kết luận 40 Chương 4: Giới thiệu chung lý thuyết tự động phân loại 41 4.1 Khái niệm chung phân loại đồ thị phụ tải 41 4.1.1 Đối tượng để phân loại 41 4.1.2 Mục đích, ý nghóa việc nhóm đồ thị phụ tải 41 4.1.3 Các dạng phân loại đồ thị phụ tải 42 4.2 Cơ sở nhóm đồ thị phụ tải 42 4.3 Một số hàm phân loại đồ thị phụ tải .43 4.3.1 Hàm khoảng cách 43 4.3.2 Mốt số hàm khoảng cách .43 4.3.3 Khoảng cách lớp 43 4.4 Thuật toán Pulsa .44 Chương 5: Xây dựng thuật toán chương trình tự động phân loại 46 5.1 Lưu đồ chương trình 46 5.2 Lưu đồ chọn tâm e ban đầu 49 5.3 Löu đồ chương trình đánh dấu phần tử thoả ⎢X – E ⎢≤ r0 50 5.4 Lưu đồ chương trình tìm toạ độ tâm E .50 5.5 Lưu đồ chương trình kiểm tra tâm Emới có trùng tâm Ecũ 52 5.6 Lưu đồ chương trình tính hệ số gamma .52 5.7 Lưu đồ chương trình tính bán kính r1 .53 5.8 Lưu đồ chương trình tìm số phần tử nhóm .53 Chương 6: Áp dụng phân tích cho lưới điện TP Hồ Chí Minh .54 6.1 Kết chương trình tự động phân loại đồ thị phụ tải .54 6.1.1 Chương trình Pulsa_01 54 6.1.1.1 Kết chương trình 54 6.1.1.2 Phân tích kết .59 6.1.2 Chương trình Pulsa_02 60 6.1.2.1 Kết chương trình 60 6.1.2.2 Phaân tích kế 64 6.1.3 Tóm tắt kết qủa 65 6.2 Kết chương trình phân nhóm điện tiêu thụ .66 6.2.1 Điện tiêu thụ năm 2000 66 6.2.1.1 Điện tiêu thụ năm 2000 .66 6.2.1.2 Điện tiêu thụ mùa khô năm 2000 69 6.2.1.3 Điện tiêu thụ mùa mưa năm 2000 71 6.2.2 Điện tiêu thụ naêm 2003 73 6.2.2.1 Điện tiêu thụ năm 2003 .73 6.2.2.2 Điện tiêu thụ mùa khô năm 2003 76 6.2.2.3 Điện tiêu thụ mùa mưa năm 2003 78 6.2.3 Nhận xét kết .80 6.2.4 Bảng tóm tắt kết .82 Chương 7: Kết luận 84 Tài liệu tham khảo 85 Phụ lục 1: Chương trình tự động phân nhóm đồ thị phụ tải 86 Phụ lục 2: Kết chương trình 100 Phụ lục 3: Điện tiêu thụ .126 Phụ lục 4: Số liệu đồ thị phụ tải 137 CHƯƠNG GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I ĐẶT VẤN ĐỀ Tiết kiệm lượng nói chung tiết kiệm điện nói riêng quốc sách hàng đầu việc sử dụng lượng Trước đây, tổ chức hành ngành điện lo sản xuất điện mà không quan tâm đến vấn đề thoả mãn nhu cầu phục vụ điện cho có chi phí thấp Từ kinh nghiệm số nước có thừa nhận negawatt điện tiết kiệm tốt megawatt công suất nguồn lắp đặt Nhiều chương trình DSM (Demand – Side Management) thực giới có kết luận tiềm DSM giảm nhu cầu điện khoảng 10% với mức chi phí 1/3 hay 1/2 chi phí cho việc lắp đặt nguồn phương tiện truyền tải phân phối Hiện nay, công suất cực đại nước ta vào khoảng 6000MW công suất vào thấp điểm khoảng 2500MW Đây chênh lệch lớn cần nhanh chóng khắc phục Trước tình hình đó, Việt Nam bước đưa vào thực chương trình DSM với phần thực chế độ giá ngày: cao điểm, thấp điểm bình thường với mục tiêu giảm phụ tải đỉnh san đồ thị phụ tải Ở nước giới, sau đưa chế độ giá họ khảo sát phản ứng khách hàng thông qua hình dáng đồ thị phụ tải, để từ điều chỉnh lại cho phù hợp Xuất phát từ thực tế đó, luận văn tiến hành khảo sát nh hưởng giá điện lên chế độ dùng điện để khảo sát phản ứng khách hàng lên giá điện qua đồ thị phụ tải đánh giá việc định có phù hợp chưa? Có cần cải tiến lại đưa chế độ giá như: định giá theo mùa, theo ngày nghỉ, … Có cần đưa thành phần giá công suất vào biểu giá điện? II NHIỆM VỤ VÀ MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Dựa vào phần đặt vấn đề trên, nhiệm vụ trọng tâm luận văn tiến hành phân loại đồ thị phụ tải, dựa vào kết khảo sát xem phản ứng khách hàng lên giá điện: - Giới thiệu chương trình DSM khảo sát số quan điểm xây dựng giá điện - Phân tích điện tiêu thụ hệ thống - Khảo sát ảnh hưởng giá điện thông qua hình dáng đồ thị phụ tải Giới thiệu đề tài - Xây dựng thuật toán chương trình tự động phân loại đồ thị phụ tải, từ khảo sát phản ứng khách hàng lên giá điện thông qua đồ thị phụ tải - So sánh hình dáng đồ thị phụ tải năm áp dụng chế độ giá cũ với đồ thị phụ tải năm áp dụng giá Kết luận việc áp dụng chế độ giá ngày nước ta có tác động tích cực không? Có cần đưa chế độ giá khác như: giá theo mùa, giá theo ngày nghỉ lễ, giá theo vùng, … III PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN Luận văn mong muốn đưa phương pháp tự động phân loại đồ thị phụ tải để xác định hình dạng nhóm đối tượng sử dụng điện Khi biết hình dáng đồ thị phụ tải này, dựa vào phân tích đưa chế độ giá thích hợp cho nhóm khách hàng Việc hiệu việc điều khiển tải Tuy nhiên, việc phân nhóm loại khách hàng lại phụ thuộc nhiều đến thông số ngõ vào, tức số liệu đồ thị phụ tải cụ thể đối tượng muốn phân nhóm Các số liệu nước ta chưa thu thập được, đề tài tiến hành phân loại đồ thị phụ tải chung hệ thống, cụ thể khảo sát số liệu đồ thị phụ tải TP Hồ Chí Minh IV ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN VĂN - Phân nhóm khách hàng có hành vi sử dụng điện giống Xây dựng tập sở liệu hình dáng đồ thị đặc trưng loại khách hàng V GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN Luận văn giúp cho ngành điện có phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải đặc trưng loại khách hàng, sở để xây dựng giá điện, đồng thời để khảo sát phản ứng khách hàng giá điện Từ đánh giá hiệu giá điện – công cụ hữu hiệu để điều khiển tải Việc nắm rõ ràng hành vi sử dụng điện khách hàng giúp đưa giá điện linh hoạt theo mùa động, theo thời gian sử dụng, dần tới giá điện theo thời gian thực áp dụng cho đối tượng cụ thể Giới thiệu đề tài CHƯƠNG GIÁ ĐIỆN VÀ CHƯƠNG TRÌNH DSM 1.1 GIỚI THIỆU VỀ DSM Quản lý nhu cầu tiêu thụ – DSM (Demand Side Management), có tiêu thụ lượng tiêu thụ điện vấn đề lớn, mang tính toàn cầu Nhiều quốc gia thuộc nhóm có trình độ phát triển kinh tế xã hội khác nhau, khu vực đại lý khác tiến hành chương trình quốc gia DSM cho lượng điện lực [6] Trong hệ thống dịch vụ theo thời gian thực, thường nhu cầu dịch vụ xuất không đồng theo thời gian ngày, ngày tuần mùa năm Trong hệ thống tồn ngày, mùa “cao điểm” “thấp điểm” Sự phân bố không thường thói quen sinh hoạt, cách tổ chức sản xuất, làm việc nghỉ ngơi, thay đổi thời tiết, … Sự chênh lệch lớn “cao điểm” “thấp điểm” nhu cầu làm cho việc vận hành hệ thống khó khăn gây tải nặng cao điểm giảm hiệu thấp điểm, nguyên nhân gây nên trục trặc kỹ thuật hỏng hóc, cố hệ thống Đối với hệ thống điện nước ta thành phần phụ tải sinh hoạt dịch vụ chiếm tỉ lệ cao – khoảng 55% vào năm 1998 – nên chên lệnh công suất cao điểm thấp điểm đồ thị phụ tải ngày lớn – 2,5 lần năm 1998 Vào mùa khô, để phủ nhu cầu vào cao điểm, hệ thống phải huy động đến loại nguồn có chi phí nhiên liệu lớn diesel, máy phát chạy dầu kể dầu DO, … vào thấp điểm mùa mưa, ngừng hầu hết nhà máy nhiệt điện, nhà máy thuỷ điện phải dừng bớt số tổ máy xả nước Về mặt vận hành với đồ thị phụ tải biến động lớn, thành phần thay đổi, trình khởi động dừng máy diễn thường xuyên ảnh hưởng đến tuổi thọ tiêu kinh tế kỹ thuật nhà máy, tổn thất công suất điện tiêu chất lượng điện khác biến động giới hạn rộng, … gây nhiều bất lợi Vì vấn đề điều khiển, quản lý nhu cầu điện – DSM – nhiều nước phát triển nghiên cứu áp dụng từ nhiều năm nhiều quốc gia xem DSM phần quan trọng chương trình lượng bao gồm nhiều giải pháp phối hợp từ sách, Giá điện chương trình DSM ... TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA GIÁ ĐIỆN LÊN CHẾ ĐỘ DÙNG ĐIỆN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Giới thiệu chương trình DSM giá điện số quốc gia Khảo sát ảnh hưởng giá điện lên chế độ dùng điện qua đồ... tiến hành khảo sát nh hưởng giá điện lên chế độ dùng điện để khảo sát phản ứng khách hàng lên giá điện qua đồ thị phụ tải đánh giá việc định có phù hợp chưa? Có cần cải tiến lại đưa chế độ giá như:... vào kết khảo sát xem phản ứng khách hàng lên giá điện: - Giới thiệu chương trình DSM khảo sát số quan điểm xây dựng giá điện - Phân tích điện tiêu thụ hệ thống - Khảo sát ảnh hưởng giá điện thông