Quản lý nhu cầu điện năng trong hệ thống phân phối điện đô thị lựa chọn các hệ thống quản lý phụ tải tối ưu nhất vấn đề tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học Quản lý nhu cầu điện hệ thống phân phối điện đô thị, lựa chọn hệ thống quản lý phụ tải tối ưu Vấn đề tiết kiệm điện chiếu sáng Ngành : Mạng hệ thống điện Mà số : 02.06.07 Đoàn thị Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ĐặNG QuốC THốNG Hà hội - 2006 i Lời cảm ơn Gia nhập tổ chức thương mại giới Việt Nam thực đà có vị trường quốc tế, với truyền thống lịch sử cách mạng, với nguồn lao động dồi sáng tạo hoàn toàn tự hào tin tưởng vào phát triển kinh tế xà hội đất nước Đáp ứng phát kinh tế đất nước ngành điện cần nâng cao độ tin cậy chất lượng điện Tuy nhiên, nhu cầu điện không đồng đều, đồ thị phụ tải điện nước ta không phẳng chênh lệch cao điểm thấp điểm từ - 2,5 % gây khó khăn cho cung cấp điện vào cao điểm đồng thời lại lÃng phí vào thấp điểm Vì để đáp ứng nhu cầu điện ngày gia tăng ngành điện cần biện pháp quản lý nhu cầu nhằm san đồ thị để đảm bảo cung, cầu cân chênh lệch không lớn Xuất phát từ tình hình thực tiễn luận văn đà nghiên cứu phân tích biện pháp để quản lý nhu cầu điện hệ thống cung cấp điện, vấn đề tiết kiệm điện đặc biệt chiếu sáng nhu cầu điện dành cho chiếu sáng nước ta cao Hoàn thành luận văn tác giả xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Đặng Quốc Thống thầy cô, đồng nghiệp thuộc đơn vị ngành điện : Điện lực Quận Long Biên, Công ty chiếu sáng đô thị, trường Đại học Điện lựcđà nhiệt tình giúp đỡ tác giả suốt trình nghiên cứu Tuy nhiên thời gian nghiên cứu có hạn vấn đề nghiên cứu đòi hỏi khảo sát thực tế rộng nên luận văn tránh khỏi sai sót Rất mong bảo thầy cô đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Hà nội -2006 Đoàn Thị Bằng ii MụC LụC Lời cảm ơn Mục lục Danh mục chữ viết tắt i ii v Phần mở đầu Tính cấp thiết đề tài Đối tượng, mục tiêu đề tµi 1 ý nghÜa khoa häc cđa đề tài Tóm tắt nội dung luận văn 2 Phần I : Quản lý nhu cầu điện (DSM) hệ thống cung cấp điện đô thị Chương 1: Tổng quan chương trình DSM 1.1 Giíi thiƯu vỊ DSM 1.1.1 Kh¸i niƯm DSM 1.1.2 C¸c mô hình thực DSM 1.2 Kinh nghiệm thực DSM giới 1.3 Tiềm áp dụng DSM ë ViƯt Nam 1.3.1 Khu vùc d©n dơng 1.3.2 Khu vực công nghiệp 1.3.3 Khu vực thương mại - dịch vụ 1.4 Các chương trình DSM thực Việt Nam 1.4.1 Dự án quản lý phía nhu cầu (DSM/EE) giai đoạn I 1.4.2 Dự án quản lý phía nhu cầu (DSM/EE) giai đoạn II 1.5 Kết luận 4 10 11 12 13 14 14 14 15 19 Chương 2: Hiện trạng lưới điện quận Long Biên- Hà Nội 2.1 Giới thiệu quận Long Biên Hà Nội 2.2 Hiện trạng hệ thống điện quận Long Biên Hà Nội 2.3 Quy hoạch hệ thống điện quận Long Biên giai đoạn tới 2.4 Kết luận 20 20 21 22 23 iii Chương 3: Phân tích cấu thành phần phụ tải hệ thống cung cấp điện quận Long Biên-Hà Nội 3.1 Giới thiệu chung 3.2 Phương pháp phân tích đồ thị phụ tải 3.3 Trình bày phương pháp phân tích cấu, thành phấn phụ tải 3.3.1 Phương pháp luận 3.3.2 Cách lấy số liệu phụ tải 3.3.3 Thông tin đặc trưng đồ thị phụ tải 3.3.4 Các giả thiết 3.3.5 Xác định kho¶ng thêi gian P max , P tb , P 3.4 Phân tích cấu thành phần phụ tải biểu đồ phụ tải hệ thống điện quận Long Biên 3.4.1 Số liệu biểu đồ phụ tải ngày cđa c¸c khu vùc 3.4.2 TÝnh T max , T , T tb , k cña tõng khu vực 3.4.3 Đánh giá đồ thị phụ tải vừa phân tÝch 24 24 24 25 25 27 27 27 28 31 31 49 64 Chương 4: biện pháp quản lý nhu cầu điện hệ thống cung cấp điện quận long biên- hà nội 4.1 Lựa chọn hệ thống quản lý điều khiển phụ tải 4.1.1 Yêu cầu hệ thống quản lý phơ t¶i 4.1.2 Lùa chän hƯ thèng qu¶n lý phơ tải 4.1.3 Hệ thống điều khiển phụ tải sóng 4.2 Lắp đặt công tơ ba giá 4.2.1 Cơ sở thực 4.2.2 Lắp đặt công tơ ba giá cho khách hàng quận Long Biên 4.3 Bù công suất phản kh¸ng cho c¸c xÝ nghiƯp 4.3.1 C¸c biƯn ph¸p bï công suất phản kháng cho xí nghiệp 4.3.2 Tính toán đặt bù cho khách hàng quận Long Biên 4.4 Sử dụng thiết bị có hiệu suất cao 4.4.1 Lắp đặt thiết bị tiết kiệm điện 4.4.2 Sử dụng thiết bị có hiệu suất cao 4.5 Tổng hợp hiệu chương trình quản lý nhu cầu DSM áp dụng cho HTCCĐ quận Long Biên 4.6 KÕt luËn 67 67 67 67 69 82 82 84 85 85 89 94 94 99 NhËn xÐt vµ kiÕn nghị phần I 103 100 102 iv Phần II : vấn đề tiết kiệm điện chiếu sáng 104 Chương 5: tiết kiệm điện chiếu sáng 5.1 Hiện trạng chiếu sáng nước ta 5.1.1, Khu vực dân dụng 5.2.2, Khu vực công cộng 104 104 105 109 5.2 giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng 5.2.1, Khu vực dân dụng 5.2.2, Khu vực công céng 5.3 KÕt luËn 112 112 115 117 NhËn xÐt kiến nghị phần II Tài liệu tham khảo Phụ lơc phÇn I Phơ lơc phÇn II 119 120 121 137 v Danh mục chữ viết tắt : Tiếng anh Tiếng Việt CEEP Dự án tiết kiệm lượng CFLs §Ìn hnh quang compact DSM Demand side management Qu¶n lý nhu cầu DN Doanh nghiệp ĐTPT Đồ thị phụ tải EE Effecian energy Hiệu lượng EVN Electric of Việt Nam Tổng công ty Điện lực Việt Nam HTCCĐ Hệ thống cung cấp điện HTCCĐT Hệ thống cung cấp điện đô thị HTCSCC Hệ thống chiếu sáng công cộng LTA Lưới trung áp LHA Lưới hạ áp LPP Lưới phân phối MBA Máy biến áp RCS Ripple Control System Hệ thống điều khiển phụ tải sóng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TOU Time of use WTO World Trade Organization Tæ chøc thương mại giới phần mở đầu Tính cấp thiết đề tài : Đứng trước ngưỡng cửa WTO kinh tế Việt nam chuyển để b­íc sang mét trang míi víi nhiỊu vËn héi vµ không thách thức Sau nhiều năm cải cách mở cửa kinh tế Việt nam đà trưởng thành vượt bậc, xem kinh tế động Châu Sau gia nhập WTO chắn kinh tế phát triển mạnh mẽ với nhiều thành phần kinh tế công nghiệp, thương mại dịch vụ, tư nhân vv Để đáp ứng phát triển kinh tế nước nhà ngành điện có hội khó khăn Cơ hội khả gia tăng phụ tải nhanh khó khăn lại gấp bội phải đảm bảo cung cấp điện thường xuyên liên tục với chất lượng cao Hiện hệ thống điện nước ta gặp phải cân cung cầu vào thời gian cao điểm Điện lại nguồn lượng dự trữ với trữ lượng lớn mà thông thường điện phát đến đâu tiêu thụ đến Do đòi hỏi phải có tổng công suất nguồn cân với phụ tải cực đại (P max ) hệ thống Tuy nhiên khả cung cấp nguồn bị hạn chế số tiến độ nguồn đưa vào bị chậm nguồn vốn nước thiếu thốn, chủ yếu nguồn vốn đầu tư phát triển nguồn lưới điện nguồn vốn vay tổ chức tài giới (WB, ADB ) đặt cho ngành điện phải giải vấn đề khó khăn: phải đáp ứng nhu cầu điện theo tăng trưởng kinh tế lại khó khăn nguồn vốn đầu tư Mặt khác, nhu cầu tiêu thụ điện phụ tải biến đổi liên tục theo thời gian, biểu đồ phụ tải không đồng có chênh lệch lớn cao điểm thấp điểm đà tạo nhiều khó khăn cho công tác vận hành hệ thống điện Vào mùa khô để phủ nhu cầu cao điểm hệ thống phải huy động nhhững loại nguồn có chi phí nhiên liệu lớn diesel, máy phát chạy dầu v.vcòn vào thấp điểm mùa mưa, đà ngừng hầu hết nhà máy nhiệt điện, nhà máy thuỷ điện phải dừng bớt số tổ máy Đoàn Thị Bằng Lớp CH Kỹ thuật điện 2004 -2006 xả bớt nước xuống hạ lưu Tình trạng làm gia tăng tổn thất điện năng, lÃng phí vốn đầu tư lượng sơ cấp Như bên cạnh việc quy hoạch cải tạo hệ thống điện cách hiệu kinh tế cần có hệ thống quản lý phụ tải để quản lý nhu cầu điện hệ thống phân phối điện, tránh tải vào cao điểm, lÃng phí vào thấp điểm Đồng thời cần có biện pháp tiết kiệm điện đặc biệt lĩnh vực chiếu sáng Đối tượng, mục tiêu đề tài : Đối tượng nghiên cứu luận văn ứng dụng DSM HTCCĐT có tốc độ tăng trưởng phụ tải nhanh (HTCCĐ Quận Long Biên Hà Nội) Mục tiêu đề tài: Nghiên cứu chương trình quản lý nhu cầu điện (DSM), lựa chọn hệ thống quản lý phụ tải cho lưới điện phân phối đô thị Và giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng Kết tính toán luận văn giúp hộ tiêu thụ điện áp dụng biện pháp tiết kiệm điện năng, đồng thời phía nhà cung cấp áp dụng phương pháp điều khiển nhu cầu điện hiệu hợp lý ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài : Với trạng kinh tế hệ thống điện nước ta việc đảm bảo cung cấp điện liên tục, đầy đủ cho hộ tiêu thụ vào cao điểm căng thẳng Do tất cấp ngành, người dân cần ý thức tiết kiệm điện góp phần vào phát triển thân gia đình, doanh nghiệp đất nước Vậy có biện pháp để tiết kiệm điện đặc biệt tiết kiệm điện vào cao điểm tránh dư thừa lÃng phí điện vào thấp điểm ĐTPT HTCCĐ Đó biện pháp quản lý nhu cầu điện DSM nhằm san ĐTPT đề cập nội dung luận văn Nội dung nghiên cứu luận văn : Nghiên cứu áp dụng chương trình DSM cho HTCCĐ vận hành bao gồm nội dung : Đoàn Thị Bằng Lớp CH Kỹ tht ®iƯn 2004 -2006 - TÝnh cÊp thiÕt, ý nghĩa khoa học mục tiêu đề tài - Nghiên cứu tổng quan chương trình DSM, kinh nghiệm thùc hiƯn DSM cđa mét sè n­íc - Nghiªn cøu phương pháp phân tích cấu, thành phần, phụ tải ĐTPT ngày hệ thống điện Quận Long Biên thành phố Hà Nội - Lựa chọn hệ thống quản lý điều khiển phụ tải hợp lý nhằm giảm nhu cầu cao vào cao điểm tăng nhu cầu tiêu thụ điện vào thấp điểm - Tiết kiệm điện chiếu sáng - Nhận xét kiến nghị Đoàn Thị Bằng Lớp CH Kỹ thuật điện 2004 -2006 Phần I: quản lý nhu cầu điện (DSM) hệ thống cung cấp điện đô thị Chương Tổng quan chương trình dsm 1.1 Giới thiệu DSM : 1.1.1 Khái niệm DSM DSM tập hợp giải pháp kỹ tht - c«ng nghƯ - kinh tÕ - x· héi nhằm giúp đỡ khách hàng sử dụng điện hiệu tiết kiệm Chương trình DSM gồm hoạt động gián tiếp hay trực tiếp khách hàng sử dụng điện (phía cầu) với khuyến khích Công ty Điện lực (phía cung cấp) với mục tiêu giảm công suất phụ tải cực đại ( P max công suất đỉnh) điện tiêu thụ hệ thống Những hoạt động giảm chi phí đầu tư xây dựng nguồn, lưới truyền tải phân phối quy hoạch phát triển hệ thống điện tương lai Giảm phụ tải đỉnh ngành điện trì hoÃn chi phí xây dựng nhà máy điện mới, mở rộng lưới truyền tải phân phối điện, vận hành bảo dưỡng hệ thống chi phí mua nhiên liệu cho nhà máy Đầu tư vào DSM giảm nguy xây dựng vội và thừa thÃi nhà máy điện Do đó, nguồn vốn khan sử dụng cách tối ưu có hiệu Các chương trình DSM giúp khách hàng tiết kiệm khoản tiền điện đáng kể để chi phí cho kế hoạch thiết thực khác DSM giúp giảm thiểu tác động xấu tới môi trường, cải thiện hiệu suất sử dụng thiết bị ( phía cung phía cầu) DSM xây dựng dựa hai chiến lược chủ yếu sau: - Nâng cao hiệu sử dụng lượng cho hộ tiêu thụ điện - Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả cung cấp cách kinh tế Đoàn Thị Bằng Lớp CH Kü tht ®iƯn 2004 -2006 ... chương trình quản lý nhu cầu điện (DSM), lựa chọn hệ thống quản lý phụ tải cho lưới điện phân phối đô thị Và giải pháp tiết kiệm điện chiếu sáng Kết tính toán luận văn giúp hộ tiêu thụ điện áp dụng... điện cách hiệu kinh tế cần có hệ thống quản lý phụ tải để quản lý nhu cầu điện hệ thống phân phối điện, tránh tải vào cao điểm, lÃng phí vào thấp điểm Đồng thời cần có biện pháp tiết kiệm điện. .. văn đà nghiên cứu phân tích biện pháp để quản lý nhu cầu điện hệ thống cung cấp điện, vấn đề tiết kiệm điện đặc biệt chiếu sáng nhu cầu điện dành cho chiếu sáng nước ta cao Hoàn thành luận văn tác