Bài giảng Cung cấp điện - Chương 4: Phân tích kinh tế kỹ thuật trong hệ thống cung cấp điện. Chương này trang bị cho người học những kiến thức cơ bản như: Khái niệm chung, các thành phần chi phí cơ bản, các phương pháp so sánh kinh tế.
Lê Việt Tiến EPSD,, SEE, HUST EPSD CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nội dung Khái niệm chung Các thành phần chi phí Các phương pháp so sánh kinh tế CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Phương pháp tối ưu hóa nghiên cứu hệ thống (lập kế hoạch hoạch,, thiết kế điều khiển) khiển) ứng dụng đánh giá kinh tế tế • Những phương án thiết kế thỏa mãn điều kiện kỹ thuật đưa để so sánh kinh tế tế • Độ tin cậy : Tối ưu hóa chi phí chi phí thấp chấp nhận được • Ứng dung : lựa chọn điện áp áp,, tối ưu mạng lưới, lưới, tiết diện dây dẫn, dẫn, dung lượng máy biến áp áp,, tối ưu dung lượng bù bù,, quản lý nhu cầu cầu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Khái niệm chung • Phân tích KT KT KT thường áp dụng tốn sau sau:: • Lựa chọn phương án thiết cung cấp điện, điện, lựa chọn thiết bị điện điện • Tối ưu hóa chế độ vận hành (thiết bị bị,, hệ thống) thống) • Đánh giá khả thi biện pháp nâng cao tiêu KT KT-KT CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Trong thết kế hệ thống điện, điện, toàn chi phí cho dự án án:: Tổng chi phí = Vốn đầu tư Phí tổn vận hành (O&M): + nhân cơng sửa chữa Tổng chi phí phí:: bao gồm tất chi phí xây dựng vận hành hệ thống thống Vốn đầu tư tư:: Đầu tư công trình chi phí xây dựng chi phí mua sắm thiết bị Phí tổn vận hành (O&M): Chi phí vận hành thiết bị cơng trình suốt thời gian sử dụng dụng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Vốn đầu tư • Phí tổn vận hành – Chi phí quản lý vận hành – Vốn đầu tư mua sắm thiết bị – Xây dựng lắp đặt cơng trình điện điện hàng năm (Cvh) – Chi phí tổn thất điện (CE) – Tổn thất kinh tế điện không đảm bảo (H) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế Máy biến áp CMBA = CFB + CVB x SMBA CĐD = CFĐD + CVĐD x F CuuDuongThanCong.com Giá Giá Dung lượng (kVA) Giá Vốn đầu tư đường dây trạm biến áp Giá • Dung lượng (kVA) Tiết diện (mm2) Tiết diện (mm2) Trạm biến áp Cáp Dây không CMBA , CĐD : Vốn đầu tư MBA đường dây CFB , CFĐD : Vốn đầu tư MBA đường dây CVB , CVĐD : Vốn đầu tư điều chỉnh MBA đường dây SMBA : Dung lượng MBA (kVA) F: Tiết diện dây dẫn (mm2) https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Vốn đầu tư (V) – Vốn đầu tư mua sắm thiết bị Vtb (đường dây, dây, trạm biến áp áp,, bảo vệ, vệ, đóng cắt …) – Vốn đầu tư cho công tác xây dựng lắp đặt cơng trình Vxd V CuuDuongThanCong.com = Vtb + Vxd https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Phí tổn vận hành (Y) – Chi phí quản lý vận hành hàng năm (Cvh ) – Chi phí tổn thất điện (CE ) – Tổn thất kinh tế điện không đảm bảo (H) Y CuuDuongThanCong.com = Cvh+ CE+ H https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Chi phí quản lý vận hành hàng năm (Cvh) – Công việc quản lý vận hành thiết bị hay cơng trình điện điện – Chi phí cho khấu hao hao,, bảo dưỡng sửa chữa – Trả lương cho cơng nhân – Khoản chi phí phụ khác (điều kiện làm việc …) Cvh= kvhV CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Chi phí tổn thất điện điện:: – Tổn thất công suất – Tổn thất điện – Chi phí tổn thất điện điện:: CA = ∆A.α ∆A = (∆PU + ∆PI.LLF).8760 ∆A: Tổn thất điện (kWh) ∆PI: Tổn thất cơng suất dịng điện (kW) ∆PU: Tổn thất cơng suất dịng điện áp (kW) α: giá tổn thất điện ($US/kWh) LLF: Hệ số tổn thất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Chi phí tổn thất điện điện:: – Trong nhiều trường hợp không xét đến tổn thất cơng suất, suất, phí tổn thất điện năng: năng: CE = CA= ∆A.α ∆A: Tổn thất điện (kWh) α: giá tổn thất điện ($US/kWh) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • • Tổn thất kinh tế điện không đảm bảo (H) – Chất lượng điện gây tổn thất kinh tế: tế: khó định lượng phạm vi rộng tượng chất lượng điện năng – Thiệt hại kinh tế điện điện:: – Giảm suất tăng lượng phế phẩm – Hư hỏng thiết bị rối loạn q trình cơng nghệ, nghệ, – Nhân công không làm việc điện điện Chú ý: Vốn đầu tư phí tổn vận hành thường tỷ lệ nghịch với nhau Các phương pháp phân tích nhằm tìm lời giải tối ưu ưu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.1 Phương pháp dùng hàm chi phí tính tốn hàng năm • Mục tiêu: tiêu: – Sử dụng đánh giá kinh tế dự án án,, regulated monopoly – Phí tổn vận hành hàng năm áp dụng cho năm dự án án – Kết tối ưu: ưu: Chi phí nhỏ nhất • Hàm chi phí hàng năm: năm: Z = V.Khq + YO ⇒ Min V: Vốn đầu tư, tư, YO: Phí tổn vận hành hành Khq: Hệ số thu hồi vốn hiệu T: Thời gian thu hồi vốn tiêu chuẩn chuẩn Khq = T Trong cơng nghiệp (LX), T = 5÷ 5÷8 năm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Chú ý: – Đối với mạng hình tia tia,, giả thiết H Z phương án bỏ qua Đồng thời chi phí tổn thất điện điện,, xét thành phần chi phí tổn thất điện năng Z = V.Khq + YO = V.(Khq + Kvh) + ∆A.α Covh= VKvh: chi phí hàng năm cho bảo dưỡng sửa chữa quản lý dự phòng – Đối với dây dẫn dẫn,, xác định mật độ kinh tế theo theo:: Z = K V + ∆A.α = K (a + b.F ) + 3I dZ =0 dF ⇒ F op = I K b 3.ρ τ α I 3.ρ τ α J = op = F K b CuuDuongThanCong.com ρL F τ α ⇒ Min Where V: Vốn đầu tư cho đường dây (V=(a+b.F)L) ρ: Điện trở suất vật liệu làm dây dẫn (Ω.m) Fop: Thiết diện dây dẫn kinh tế (mm2) T = 8760h https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời – Chi phí vịng đời (LCC): Các thiết bị cơng trình điện thường lắp đặt vận hành thời gian dài chi phí cho năm khác nhình chung khác nhau – Giá trị thực (NPV): Giá trị qui đổi tại – Phân tích giá bé nhất: tối ưu kinh tế dự án tìm giá trị thực (NPV) nhỏ theo chi phí vịng đời đời CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Giá trị thực (NPV) Giá trị NPV thời điểm P, giá trị NPV chi phí F xảy năm năm:: P = F (1 + i )n Hệ số vòng đời: đời: K P / F = (1 + i ) n – Đơn vị n (1 + e) P = F (1 + i )n CuuDuongThanCong.com Thời gian Giá qui đổi Hiện P Năm P + P.i = P.(1+i) Năm P.(1+i) + P.(1+i)xi = P.(1+i)2 … Năm n … F = P.(1+i)n n: năm vòng đời, đời, i: tỷ lệ giảm giá (vd vd Theo tỷ suất ngân hàng) hàng) e: tỷ giá (vd vd Tỷ giá hối đoái) đoái) https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Mơ hình chi phí cho cơng trình điện A1 An P= + + 1+ i (1 + i ) n n Ak =∑ k ( + i ) k =1 A1 An A2 ………… (P) ………… Thời gian Trong Ak: Dịng chi phí cho năm k P: Giá trị thực dòng chi phí Ak (k=0÷ (k=0 ÷n) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt n Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Nếu A0= A1=…= An = A n P = A.∑ k ( + i ) k =1 n (1 + i ) − = A = A.K P / A n i.(1 + i ) • Hàm khơng tuyến tính chi phí hàng năm i.(1 + i ) n A = P = P.K A / P n (1 + i ) − CuuDuongThanCong.com A1 A2 ………… (P) An ………… n Thời gian (1 + i )n − KP / A = i.(1 + i )n K A/ P i.(1 + i )n = (1 + i )n − https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ dụ:: • Thời gian (P) C0 C1 C2 Cn L1 L2 ………… ………… – T* T*+1 T*+2 ………… T Thời gian sử dụng Hoàn thành lắp đặt (cơ bản) Hiện – – ………… L3 Dự án xây dựng hệ thống công nghiệp Vốn đầu tư Ck (k=0÷T*) xảy năm T* thời gian lắp đặt Phí tổn vận hành Lk (k=1÷T-T*) suốt thời gian sử dung hệ thống , (T–T*) năm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Vốn đầu tư chi phí vận hành quy đổi thời năm trước sau T* C = ∑ C j (1 + i ) T −T * T *− j j =0 =0 • Lk OM = ∑ k ( + i ) k =1 Hàm chi phí tính tốn T −T * T* TC = C + OM = ∑ C j (1 + i ) j =0 • T *− j Lk +∑ k ( + i ) k =1 Chi phí tính toán tối ưu kinh tế (NPV nhỏ nhất) nhất) TC = C + OM ⇒ Min CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp phân tích kinh tế kỹ thuật 3.2 Phương pháp dùng hàm chi phí vịng đời • Chú ý số trường hợp riêng sau sau:: – Nếu thời gian lắp đặt năm (T*=0) T Lk TC = C + ∑ k ( + i ) k =1 – Nếu giả thiết phí tổn vận hành hàng năm thay đổi Lk=L (k=1÷ (k=1÷T) T TC = C + L.∑ = C + L K P / A k k =1 (1 + i ) – Chi phí hàng năm nhỏ AC = C K A / P + L ⇒ Min CuuDuongThanCong.com Với K A/ P i.(1 + i )n = (1 + i )n − https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... phương án thiết cung cấp điện, điện, lựa chọn thiết bị điện điện • Tối ưu hóa chế độ vận hành (thiết bị bị,, hệ thống) thống) • Đánh giá khả thi biện pháp nâng cao tiêu KT KT-KT CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Chi phí tổn thất điện điện:: – Tổn thất công suất – Tổn thất điện – Chi phí tổn thất điện điện:: CA = ∆A.α ∆A = (∆PU + ∆PI.LLF).8760 ∆A: Tổn thất điện (kWh)... CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thành phần kinh tế • Chi phí tổn thất điện điện:: – Trong nhiều trường hợp không xét đến tổn thất cơng suất, suất, phí tổn thất điện năng: