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

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 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 cơng 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) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC II.3.4 Thiết bị điều khiển góc pha thyristor 35 (TCPAR) II.3.5 Thiết bị điều khiển dịng cơng 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 thơng số biến áp lị 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 khơng có 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 cơng suất hợp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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), khơng 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 q 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 khơng 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, ngồi 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 cơng suất lớn mở khả mới, việc đời ứng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 cơng 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 mơ hình tính tốn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 mơ hình hố thiết bị FACTS phương trình tính tốn 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 vơ cơng, 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 tốn hiệu kinh tế SVC hệ thống điện khu gang thép Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 hồn thành luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 cơng 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 cơng 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 cơng 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 lị 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 lị 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 hồ 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 Ngồi ra, trƣờng hợp lị 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 ngồi phơi thép, giúp hạn chế “chớp nháy” điện áp Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 khơng có 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 dịng điện thứ tự nghịch sóng điện áp thứ tự âm sóng hệ thống cấp điện tƣơng lai khơng có SVC nhƣ sau: * Dịng điện thứ tự nghịch sóng lị 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 tốn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 83 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ đồ thị vòng cơng suất vận hành lị điện hồ quang xoay chiều ( hình ) biết ba lò điện hồ quang xoay chiều đạt đến xung kích vơ cơng lớn nhất, lị tinh luyện thùng thép LF vận hành thời kỳ ng chảy, nhóm lị điện tiêu thụ cơng suất lớn nất từ hệ thống: * Cơng suất lớn lị 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 * Cơng suất lớn lị 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 cơng suất thơng qua biến áp 50 MVA là: S = S124 S 304 S 304 UHP S LF = 54.38 ( MVA ) P Hình 4: Đồ thị vịng cơng suất vận hành lị điện hồ quang xoay chiều Điểm vận hành bình thƣờng Điểm vận hành ngắn mạch Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Qmax Q http://www.lrc-tnu.edu.vn 84 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ kết tính tốn thấy, hệ thống cấp điện tƣơng lai khơng có 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 tốn mơ đƣợc biết dịng điện sóng hài, điện áp sóng hài, xung kích vơ cơng 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 khơng đủ để cấp cho bốn lò điện hồ quang tƣơng lai đồng thời vận hành, nhóm lị điện q trình sản xuất uy hiếp đến vận hành an tồn 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 lị điện hồ quang xoay chiều sản sinh sóng hài bậc cao, xung kích vơ cơng dẫn đến dao động đột biến điện áp, điện cực ba pha ngắn mạch khơng đồng sản sinh dịng điện điện áp thứ tự âm hệ số cos tƣơng đối thấp Thực tế cơng 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 dịn g điện cơng suất vơ cơng dung tính loại bỏ sóng hài bậc Dựa theo tham số Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 85 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN lọc sóng khả đƣa dịng 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 tốn mơ dịng điện điện áp sóng hài bảng 13 Bảng 13 : Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài dịng 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 ) Dịng sóng hài hấp thụ đƣờng lọc (A) Trị số cho phép dịng 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 lị 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 Số hóa 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 86 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Từ kết tính tốn dịng điện điện áp sóng hài bảng 13 cho thấy: Sau lắp thêm SVC lên hệ thống cấp điện gang thép sau bốn lị điện hồ quang đƣa đƣợc tồn dịng 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 dịng điện sóng hài lọc sóng bậc 2, 3, 90 % trở lên, tỷ lệ hấp thụ dịng điện sóng hài bậc 5, 6, lọc sóng thơng 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 hồn vốn: Theo tính tốn thời gian hồn vốn cơng trình SVC gang thép Thái Ngun 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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: Khơng 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 khơng có hiệu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 hồn 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 khơng có hiệu IRR = i: Tuỳ vào điều kiện để xem xét Kết luận: Qua phân tích, tính tốn nhận thấy cơng 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% Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 thơng 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 cơng 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 thơng 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 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 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 tốn 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 cơng suất phản kháng dùng cho lị hồ quang điện (SVC) khu gang thép Thái Nguyên (2000) 13 Siemen SVC - Bộ bù tĩnh điều chỉnh tự động Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... http://www.lrc-tnu.edu.vn 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... CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC CHƯƠNG III CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NG ANG CÓ ĐIỀU KHIỂN (SVC) ... để ứng dụng SVC phụ tải khu gang thép Thái Nguyên để giảm thiếu tác động nêu nghiên cứu tính tốn hiệu kinh tế SVC hệ thống điện khu gang thép Thái Nguyên Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái