Đánh giá ảnh hưởng của hệ thống tích trữ năng lượng đến chi phí sản xuất điện năng hệ thống điện việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Đánh giá ảnh hưởng hệ thống tích trữ lượng đến chi phí sản xuất điện hệ thống điện Việt Nam NGUYỄN THANH TRANG Ngành Kỹ thuật điện – Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đức Huy Chữ ký GVHD Viện: Điện HÀ NỘI, 05/2021 CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT EVN EVNNLDC NLTT ĐMT ĐMT MN ĐG BESS HTĐ FIT SCADA Tập đoàn Điện lực Việt Nam Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia Năng lượng tái tạo Điện mặt trời Điện mặt trời mái nhà Điện gió Hệ thống pin tích trữ lượng Hệ thống điện Feed-in-tariff Supervisory Control and Data Acquicition Lời cảm ơn Trong trình học tập, nghiên cứu hoàn thiện Luận văn, tác giả nhận khuyến khích, động viên tạo điều khiển giúp đỡ nhiệt tình thầy cô giáo, lãnh đạo, bạn bè đồng nghiệp gia đình Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Bộ môn Hệ thống điện, Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đặc biệt thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đức Huy người trực tiếp hướng dẫn, truyền thụ kiến thức quý báu đóng góp ý kiến cho tác giả suốt trình học tập hoàn thành Luận văn thạc sĩ Tác giả xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới lãnh đạo đồng nghiệp Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia tạo điều kiện cho tác giả tham gia khóa học Thạc sĩ cho phép tác giả khai thác số công cụ phần mềm, thông tin, liệu trình nghiên cứu thực Luận văn Cuối cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn to lớn đến gia đình ln hỗ trợ, động viên tác giả suốt năm tháng học tập, nghiên cứu để đạt kết Với thời gian nghiên cứu hạn chế, nội dung Luận văn hẳn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận ý kiến đóng góp xây dựng từ thầy cô giáo, đồng nghiệp để đề tài hồn thiện có ý nghĩa thiết thực áp dụng thực tiễn công tác Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Thanh Trang TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài (tiếng Việt): Đánh giá ảnh hưởng pin tích trữ lượng đến chi phí sản xuất điện hệ thống điện Việt Nam Tên đề tài (tiếng Anh): Impact assessment of Energy Storage System on Vietnam power production cost Tác giả luận văn: Nguyễn Thanh Trang Khóa: 2018A Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Đức Huy Từ khóa (Keyword): pin tích trữ lượng, chi phí sản xuất, Việt Nam Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài Với đặc điểm tự nhiên điện mặt trời phụ thuộc lớn vào thời gian nắng ngày - có nghĩa nắng mạnh phát nhiều điện tắt nắng khơng phát điện bộc lộ khó khăn, bất cập vận hành hệ thống điện Nhu cầu lưu trữ điện trở nên cấp thiết nhằm đảm bảo tính ổn định vận hành hệ thống điện Dự thảo Quy hoạch điện VIII có định hướng phát triển loại hình nguồn điện linh hoạt (thủy điện tích năng, pin tích năng, động đốt sử dụng LNG, ) phù hợp với quy mô phát triển nguồn lượng tái tạo Xuất phát từ nhu cầu này, tác giả lựa chọn đề tài “Đánh giá ảnh hưởng hệ thống tích trữ lượng đến chi phí sản xuất điện hệ thống điện Việt Nam” Đây nghiên cứu cần thiết đề tìm hiểu hệ thống pin tích trữ lượng (BESS) ảnh hưởng hệ thống lên hệ thống điện Việt Nam góc độ vận hành hệ thống, hướng đến vận hành hệ thống an toàn, ổn định, tin cậy kinh tế b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn vận hành BESS cho HTĐ Việt Nam, bao gồm nội dung liên quan nhu cầu phụ tải, nguồn điện bao gồm thủy điện, nhiệt điện than, nhiệt điện khí, nhiệt điện dầu, điện mặt trời trang trại, điện mặt trời mái nhà, điện gió điện sinh khối, giới hạn truyền tải, hệ thống tích trữ lượng Về mặt thời gian không gian, tác giả tiến hành nghiên cứu khung thời gian năm 2022 hệ thống điện Việt Nam Đây năm sau chế hỗ trợ giá cho nguồn lượng tái tạo (FIT 1, FIT 2) bắt đầu hết hiệu lực, nhu tạm thời tốc độ bổ sung nguồn lượng tái tạo khơng cịn nhanh giai đoạn 2019-2020 Khoảng thời gian tính tốn năm đủ để đánh giá biến động phụ tải thời tiết lên việc vận hành hệ thống điện c) Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Thơng qua việc chức hệ thống pin tích trữ lượng (BESS) nhằm hỗ trợ giải vấn đề hệ thống điện Việt Nam, tính tốn xác định cân cung cầu điện cho năm 2022, luận văn tính tốn đánh giá ảnh hưởng hệ thống pin lên hệ thống điện Việt Nam góc độ kinh tế, qua kết luận nhu cầu lắp đặt hệ thống BESS cho hệ thống điện Việt nam năm 2022 Báo cáo bao gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu chung Chương 2: Tổng quan hệ thống điện Việt nam Chương 3: Nghiên cứu hệ thống pin tích trữ lượng Chương 4: Tính tốn ảnh hưởng hệ thống pin tích trữ lượng lên chi phí vận hành hệ thống điện Việt Nam Chương 5: Kết tính tốn Chương 6: Nhận xét phân tích kết tính tốn d) Phương pháp nghiên cứu Trong nội dung luận văn, tác giả tiến hành tìm hiểu tổng quan hệ thống điện Việt Nam (HTĐ), phân tích nhận dạng vấn đề hữu công tác vận hành HTĐ Việt Nam Đồng thời, cần khảo sát, nghiên cứu chức vận hành pin tích trữ lượng (BESS) Sau đó, tác giả tiến hành tính tốn phân tích ảnh hưởng hệ thống BESS sử dụng phần mềm E7 Promod cách tính tốn tốn lập kế hoạch cung cầu nguồn điện cho hệ thống điện Quốc gia năm 2022, từ đánh giá số thách thức vận hành hệ thống như: cắt giảm NLTT, huy động nguồn dầu số thời điểm năm Các vấn đề khắc phục phần lắp bổ sung pin tích trữ lượng (BESS) miền Nam e) Kết luận Trong phạm vi luận văn, tác giả tính tốn tốn lập kế hoạch cung cầu nguồn điện cho hệ thống điện Quốc gia năm 2022, từ đánh giá số thách thức vận hành hệ thống như: cắt giảm NLTT, huy động nguồn dầu số thời điểm năm Các vấn đề khắc phục phần lắp bổ sung pin tích trữ lượng (BESS) miền Nam Khi lắp đặt BESS miền Nam giúp hỗ trợ hấp thụ phần nguồn NLTT không hấp thụ giới hạn truyền tải 500kV thừa nguồn, đặc biệt khu vực Nam miền Trung miền Nam, qua giảm sản lượng huy động nguồn đắt tiền hệ thống nguồn nhiệt điện, hỗ trợ giảm giá biên hệ thống Một hạn chế BESS chi phí q cao, việc tăng khả hấp thụ nguồn NLTT việc lắp đặt bổ sung đường dây hỗ trợ giải tỏa có chi phí đầu tư thấp nhiều Tuy nhiên, BESS với thời gian đầu tư nhanh, diện tích đất sử dụng ít, khơng tốn thời gian giải tỏa, chi phí đầu tư có xu hướng ngày giảm, có khả tham gia vào loại hình dịch vụ phụ công cụ hỗ trợ tốt cho công tác vận hành HTĐ Việt Nam MỤC LỤC GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Nhiệm vụ 1.3 Phạm vi phương pháp nghiên cứu 1.3.1 Phạm vi nghiên cứu 1.3.2 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đóng góp luận văn 10 1.5 Bố cục luận văn 11 TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 12 2.1 Phụ tải điện 12 2.1.1 Cơ cấu phụ tải 12 2.1.2 Tình hình tăng trưởng phụ tải 14 2.1.3 Đặc điểm phụ tải 16 2.2 Nguồn điện 18 2.2.1 Cơ cấu nguồn điện 18 2.2.2 Hệ thống sông nhà máy thủy điện 20 2.2.3 Nhiệt điện than 22 2.2.4 Hệ thống khí tự nhiên nhà máy tuabin khí, nhiệt điện khí 23 2.2.5 Nhiệt điện dầu 24 2.2.6 Xuất nhập 25 2.2.7 Tình hình phát triển nguồn NLTT 25 2.3 Hệ thống lưới truyền tải 29 LƯỢNG NGHIÊN CỨU VỀ HỆ THỐNG PIN TÍCH TRỮ NĂNG 32 3.1 Hiện trạng phát triển BESS giới 32 3.2 Tìm hiểu công nghệ BESS khác 33 3.2.1 Lead – Acid ( Pb-A) 34 3.2.2 Nickel-Cadmium (Ni-Cd) Battery 34 3.2.3 Nickel-Metal Hydride ( Ni-MH) Battery 35 3.2.4 Lithium-Ion (Li-Ion) 36 3.2.5 Sodium-Sulfur (Na-S) 36 3.2.6 Redox Flow (RFB) 37 3.3 Cấu trúc, nguyên lý chung hệ thống BESS: 37 3.4 Các thông số BESS: 37 3.5 Một số ứng dụng BESS 38 3.6 Các lợi ích việc lắp đặt hệ thống BESS 43 TÍNH TỐN ẢNH HƯỞNG CỦA PIN TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG ĐẾN CHI PHÍ HỆ THỐNG 44 4.1 Mơ hình hệ thống điện tốn lập phương thức dài hạn 44 4.1.1 Mô nhà máy thủy điện 44 4.1.2 Mô nhà máy nhiệt điện 50 4.2 Áp dụng mô hệ thống điện Việt Nam sử dụng phần mềm E7 Promod Error! Bookmark not defined 4.2.1 Giới thiệu phần mềm E7 Promod 55 4.2.2 Mô phụ tải 57 4.2.3 Mô hệ thống điện truyền tải 59 4.2.4 Mô nhà máy thủy điện 60 4.2.5 Mô nhà máy nhiệt điện 61 4.2.6 Mô nhà máy lượng tái tạo 62 4.2.7 Mô pin tích trữ lượng tái tạo (BESS) 63 4.3 Phương pháp luận tính tốn đánh giá ảnh hưởng BESS 64 4.4 Thông số đầu vào tính tốn 65 4.4.1 Dự báo phụ tải 65 4.4.2 Tiến độ nguồn 67 4.4.3 Giả thiết NLTT – CS-sản lượng 67 4.4.4 Khả cấp khí 69 4.4.5 Mô thủy điện 69 4.4.6 Mô nhiệt điện 70 4.4.7 Giới hạn truyền tải 70 KẾT QUẢ TÍNH TỐN 71 5.1 Kết tính tốn cân cung cầu nguồn năm 2022 71 5.2 Đánh giá BESS để giảm tiết giảm NLTT 74 NHẬN XÉT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN 81 6.1 Nhu cầu BESS hệ thống điện Việt Nam 81 6.1.1 So sánh chi phí đầu tư 81 6.1.2 Nhận xét 82 6.2 Một số hướng phát triển luận văn 84 6.3 Kết luận 84 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Cơ cấu phụ tải điện quốc gia 2020 theo ngành 13 Hình 2.2: Tăng trưởng sản lượng hệ thống điện Quốc gia qua năm 20092020 15 Hình 2.3: Tăng trưởng công suất hệ thống điện quốc gia qua năm 2009-2020 15 Hình 2.4: Đồ thị phụ tải ngày điển hình mùa nóng (tháng – 9) 17 Hình 2.5: Đồ thị phụ tải ngày điển hình mùa lạnh (tháng 10 – 3) 17 Hình 2.6: Các mỏ khí khai thác Việt Nam 23 Hình 2.7: Chiều dài đường dây 500kV qua năm 30 Hình 3.1: Tỉ trọng nguồn tích trữ lượng giới 33 Hình 3.2: Đánh giá xu hướng phát triển BESS giới 33 Hình 3.3: Mơ hình pin Lead-Acid 34 Hình 3.4: Cấu trúc hệ thống BESS 37 Hình 4.1: Các mức nước đặc tính thể tích hồ 45 Hình 4.2: Thiết kế Ribbon phần mềm E7 56 Hình 4.3: Thiết kế Grid phần mềm E7 57 Hình 4.4: Thiết kế Grid phần mềm E7 57 Hình 4.5: Mơ phụ tải phần mềm E7 59 Hình 4.6: Mơ GHTT phần mềm E7 60 Hình 4.7: Mơ nhà máy thủy điện phần mềm E7 60 Hình 4.8: Mơ sản lượng thủy điện phần mềm E7 61 Hình 4.9: Mô nhiệt điện phần mềm E7 62 Hình 4.10: Mơ nhiên liệu phần mềm E7 62 Hình 4.11: Mơ NLTT phần mềm E7 63 Hình 4.12: Mô BESS phần mềm E7 64 Hình 4.13: Phân bổ nguồn lượng tái tạo 68 Hình 5.1: Thống kê sản lượng NLTT cắt giảm năm 2022 tỉnh 72 Hình 5.2: Biểu đồ huy động NLTT ngày Pmin Pmax 74 Hình 5.3: Biểu đồ giá biên hệ thống năm 2022 74 Hình 5.4: Biểu đồ huy động NLTT có BESS khơng có BESS ngày Pmin 75 Hình 5.5: Biểu đồ huy động NLTT có BESS khơng có BESS ngày Pmax 75 Hình 5.6: So sánh biểu đồ phát điện mặt trời điện gió ngày Pmin 76 Hình 5.7: So sánh biểu đồ phát điện mặt trời điện gió ngày Pmax 76 Hình 5.8: Biểu đồ huy động nguồn ngày Pmin 76 Hình 5.9: Biểu đồ Biểu đồ huy động nguồn ngày Pmax 77 Hình 5.10: Biểu đồ phát BESS ngày Pmin 77 Hình 5.11: Biểu đồ phát BESS ngày Pmax 77 Hình 5.12: Biểu đồ giá biên hệ thống năm 2022 80 Hình 5.13: So sánh giá biên hệ thống ngày Pmin Pmax 80 − Sản lượng cắt giảm NLTT suy giảm Bắc Nam Đơn vị: Dự Thực Cắt Dự Thực Cắt tr.kWh % % báo tế giảm báo tế giảm ĐMT 100.0 92 92 100% 8446 8446 MN % 1133 ĐMT 0 11049 286 97.5% ĐG 0 7469 7429 40 99.5% 2725 Tổng 92 92 100% 26923 327 98.8% Bắc miền Trung Nam miền Trung Đơn vị: Dự Thực Cắt Dự Thực Cắt tr.kWh % % báo tế giảm báo tế giảm ĐMT 100.0 100.0 733 733 4027 4027 MN % % ĐMT 390 255 135 65.4% 3983 3716 267 93.3% ĐG 1146 1099 47 95.9% 941 926 15 98.4% Tổng 2269 2087 182 92.0% 8951 8669 282 96.8% Bảng 5.4: Thống kê sản lượng cắt giảm năm có BESS theo khu vực So sánh sản lượng cắt NLTT cắt giảm có BESS khơng có BESS Có thể thấy sản lượng cắt giảm khu vực miền Nam vầ Nam miền Trung cải thiện rõ rệt, khu vực Bắc miền Trung không cải thiện đáng kể bị giới hạn truyền tải Bắc miền Trung Nam miền Trung Nam Khơng Khơng Có Khơng BESS BESS Đơn vị: tr.kWh BESS ĐMT MN ĐMT ĐG Tổng Có BESS BESS Có BESS 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 193.0 135.0 1807.0 267.0 4035.0 286.0 61.0 47.3 40.0 15.1 253.0 40.3 254.0 182.1 1848.0 282.4 4288.0 326.8 Bảng 5.5: So sánh sản lượng cắt giảm có BESS miền Từ kết tính tốn cân cung cầu năm 2022, hệ thống cần huy động dầu vào số ngày tháng phụ tải tăng cao, sản lượng thủy điện huy động thấp vào cuối mùa khô Sau bổ sung lắp BESS, hệ thống không cần huy động cấc nguồn dầu: 78 Giờ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Dầu (MW) 226 176 204 176 204 0 0 0 0 0 0 249 431 540 438 256 169 150 Không BESS (Đơn vị: MW) 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Coal Gas Hydro DMT MN Farm Wind Oil Có BESS (Đơn vị: MW) 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Oil Coal Gas Hydro DMT MN Farm Wind BESS_generate BEES pump Bảng 5.6: Sản lượng huy động dầu năm 2022 Sản lượng BESS huy động năm 2022 sau: Đơn vị: tr.kWh T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 Tổng Hút Phát 749.7 702.6 663.1 625.2 543.3 516.8 410.2 391.1 379.3 359.1 315.9 298.5 487.0 461.1 596.8 565.5 473.6 451.7 322.1 302.9 299.4 285.6 320.0 304.2 5560.4 5264.1 Biểu đồ huy động BESS năm 2022 (Đơn vị: tr.kWh) 1000.0 500.0 0.0 -500.0 10 11 12 -1000.0 Phát Hút Bảng 5.7: Sản lượng huy động dầu năm 2022 79 Do ảnh hưởng BESS hỗ trợ tăng khả hấp thụ nguồn NLTT, giảm phát nguồn nhiệt điện, giá biên hệ thống trung bình hệ thống đạt, thấp hơn, - so sánh ngày 12 Biểu đồ giá biên hệ thống (Đơn vị: đ/kWh) 1400 1200 1000 800 600 400 200 16 31 46 61 76 91 106 121 136 151 166 181 196 211 226 241 256 271 286 301 316 331 346 361 Giá Tháng biên 571.73 580.55 609.44 690.00 734.64 727.89 632.35 625.08 646.19 10 637.72 11 679.97 684.71 Hình 5.12: Biểu đồ giá biên hệ thống năm 2022 Biểu đồ giá biên hệ thống_Pmin 1400.00 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 11 13 15 17 19 21 23 Khơng BESS Có BESS Biểu đồ giá biên hệ thống_Pmax 1400.00 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 11 13 15 17 19 21 23 Khơng BESS Có BESS Hình 5.13: So sánh giá biên hệ thống ngày Pmin Pmax 80 NHẬN XÉT VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN 6.1 Nhu cầu BESS hệ thống điện Việt Nam 6.1.1 So sánh chi phí đầu tư Từ kết tính tốn chương 5, thấy BESS có khả tăng khả hấp thụ nguồn NLTT phát cao vào ban ngày hỗ trợ phát vào ban đêm, giảm huy động nguồn đắt tiền hệ thống Tuy nhiên, xét chi phí, BESS loại hình cơng nghệ với chi phí tương đối cao Bảng tổng hợp chi phí đầu tư BESS với dung lượng tính tốn Chương [1] Pmax BESS Dung lượng BESS (MW) (tr.kWh) 4000 15-20 Đơn giá (tr.USD/tr kWh) (*) Tiền (tỷ USD) 400 6.0-8.0 (*) (Bloomberg NEF Energy Storage System Cost Survey 2019 , 2019) Bảng 6.1: Tính tốn chi phí đầu tư BESS Chi phí hội sản lượng NLTT bị cắt giảm không phát chậm đầu tư lưới truyền tải sau: − Thời gian đầu tư lưới truyền tải trung bình năm − Thời gian đầu tư thiết bị BESS trung bình năm − Chi phí hội thời gian đầu tư lưới truyền tải lâu so với thời gian đầu tư BESS năm tính theo công thức: CPCH = Sản lượng NLTT tiết giảm năm * năm * giá FIT = 6390*1000 * * 7.09 Uscent = 1.36 tỷ USD Bảng tổng hợp chi phí đầu tư lưới điện để truyền tải thêm từ 80% đến 90% công suất phát NLTT khu vực Nam Trung Bộ thời điểm năm 2022 hình Trong ngồi việc có xét đến cơng trình để phục vụ giải tỏa nội lưới điện Nam Trung Bộ xét đến nhu cầu đầu tư lưới truyền tải lân cận để truyền tải công suất NLTT từ khu vực Nam Trung Bộ xa (về phía Trung Bắc phụ tải miền Nam) Tổng chi phí ước đạt 7257 tỷ đồng, tương đương 81 0.31 tỷ USD Quy mô (km /số TBA) Định mức (tỷ VNĐ/km, tỷVNĐ/TBA ) (*) STT Tên cơng trình Khái tốn (tỷ VNĐ) Trạm 220kV Vĩnh Hảo (1 MBA 220kV 250 MVA, quy mô ngăn MBA, ngăn lộ 220kV, ngăn lộ 110kV) 500 500 Đấu nối ĐZ 220kV T220 Vĩnh Hảo (2 mạch ĐZ đấu nối 220kV ~5km) 3.7 18.5 Đấu nối ĐZ 110kV T220 Vĩnh Hảo (4 20 mạch 110kV) 4.3 86 Cải tạo nâng KNT Đa Nhim – Đức 85 Trọng – Di Linh (2xAC330) 340 ĐZ 220kV Phù Mỹ - Quảng Ngãi 86 (2xAC330) 3.7 555 ĐZ 220kV Ninh Phước – Thuận Nam 25 mạch kép (2xAC400 3.7 92.5 Trạm 220kV Cam Ranh (1 MBA 220kV 250 MVA, quy mô ngăn MBA, ngăn lộ 220kV, ngăn lộ 110kV 500 500 ĐZ 220kV Tháp Chàm – Cam Ranh – 2x80 Khánh Hòa (AC400) 4.3 688 Cải tạo nâng KNT ĐZ 220kV Quy 90 Nhơn – Tuy Hòa (lên 2xAC330) 3.7 333 10 ĐZ 500kV Vũng Áng – Quỳnh Lập – 2x259 Thanh Hóa – Nam Định – Phố Nối 16 4144 (*) Tham khảo suất đầu tư theo Quyết định 170/QĐ-EVN ngày 12/06/2018 Bảng 6.2: Tính tốn chi phí đầu tư cơng trình lưới trọng điểm thay BESS giải tỏa NLTT 6.1.2 Nhận xét Nếu xét mặt hiệu kinh tế, kể trường hợp đánh giá thêm chi phí hội cho giai đoạn năm không phương án đầu tư BESS, cần nhiều chi phí so với phương án đầu tư lưới điện nhằm giải tỏa công suất NLTT 82 Tuy nhiên, theo thống kê với số cụm nhà máy điện mặt trời phân bố khu vực rộng phát 80% công suất khoảng 600h năm, việc đầu tư lưới điện để tăng thêm khả giải tỏa 20% NLTT hiệu gây gánh nặng lớn tài Trong đó, chủ đầu tư nguồn NLTT hưởng chế giá ưu đãi lại chịu trách nhiệm cho thiệt hại kinh tế Do đó, cần có chế chia sẻ trách nhiệm cho EVN chủ đầu tư nhằm vừa đảm bảo an ninh cung cấp điện, vừa đảm bảo hài hịa lợi ích bên tham gia Việc chủ đầu tư nguồn NLTT chịu trách nhiệm trang bị hệ thống BESS với quy mô định đảm bảo mục tiêu nêu Phương án chủ đầu tư nguồn NLTT trang bị hệ thống BESS cịn có nhiều ưu điểm khác so với giải pháp đầu tư lưới điện cần xét đến như: − Thời gian đầu tư: Trong bối cảnh lưới điện tiếp tục tải gây nguồn NLTT, thời gian giải vấn đề yếu tố vô quan trọng nhằm đảm bảo vận hành an toàn cho HTĐ cho NMĐ Giải pháp đầu tư xây dựng cơng trình lưới điện cần 3-5 năm, việc phát triển dự án nguồn điện NLTT thường cần 1-2 năm Do việc đầu tư lưới điện để theo kịp phát triển NLTT bất khả thi BESS giải pháp kỹ thuật cho phép đảm bảo vận hành an toàn hệ thống điện, đặc biệt điều kiện nguồn NLTT phát triển mạnh thời gian tới (dự kiến đến năm 2025 có 11320 MW điện gió, 17240 MW ĐMT vào vận hành – theo dự thảo QHĐ nhất) − Khả bố trí đất: Việc đầu tư lưới điện cần quỹ đất lớn phục vụ bố trí hành lang tuyến cho đường dây truyền tải điện Khả giải phóng mặt vấn đề phức tạp ảnh hưởng lớn đến khả thi tiến độ dự án xây dựng lưới điện Trong đó, hệ thống BESS chiếm diện tích tương đối nhỏ dễ dàng bố trí nhiều, đặc biệt trường hợp thiết kế tích hợp sẵn nhà máy NLTT − Chi phí đầu tư: Mặc dù chi phí đầu tư hệ thống BESS cao, nhiên giá BESS có xu hướng ngày giảm Ngồi ra, trường hợp tích hợp BESS nhà máy ĐMT tiết kiệm chi phí 7-8% tận dụng sở hạ tầng hữu 83 − Thay cho nguồn điện linh hoạt: Theo dự thảo TSĐ 8, để tích hợp lượng lớn nguồn NLTT, hệ thống cần trang bị nguồn điện linh hoạt nhằm đáp ứng tốc độ tăng giảm tải theo nhu cầu hệ thống Các hệ thống BESS có tốc độ đáp ứng lớn hồn tồn tham gia điều chỉnh công suất theo nhu cầu hệ thống, qua thay /làm giảm bớt nhu cầu đầu tư hệ thống nguồn linh hoạt có chi phí cao − Ngồi việc hệ thống BESS có khả tham gia cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số, điều chỉnh điện áp ưu lớn cho loại hình cơng nghệ 6.2 Một số hướng phát triển luận văn Phạm vi luận đánh giá ảnh hưởng BESS đến việc vận hành HTĐ Việt Nam Để hoàn thiện bổ sung cho kết tính tốn tồn diện đầy đủ hơn, số hướng phát triển bao gồm: − Nghiên cứu nâng cao khả mô nguồn hệ thống, bao gồm khả mô đến lưới 110kV, bổ sung thêm giới hạn truyền tải cho nhiều khu vực hơn, khắc phục hạn chế mô thủy điện (được lập lịch trước nguồn khác nên kết huy động khơng hồn tồn xác), nghiên cứu mơ BESS tích hợp với nguồn NLTT hệ thống, bổ sung thêm chi phí khacs nguồn nhiệt điện chi phí khởi động… − Liên tục cập nhật theo thông tin thực tế hệ thống tiếp tục tính tốn cho khung thời gian dài để đánh giá ảnh hưởng BESS cách tổng quan 6.3 Kết luận Trong phạm vi luận văn, tác giả tính tốn toán lập kế hoạch cung cầu nguồn điện cho hệ thống điện Quốc gia năm 2022, từ đánh giá số thách thức vận hành hệ thống như: cắt giảm NLTT, huy động nguồn dầu số thời điểm năm Các vấn đề khắc phục phần lắp bổ sung pin tích trữ lượng (BESS) miền Nam Khi lắp đặt BESS miền Nam giúp hỗ trợ hấp thụ phần nguồn NLTT không hấp thụ giới hạn truyền tải 500kV thừa nguồn, đặc biệt khu vực Nam 84 miền Trung miền Nam, qua giảm sản lượng huy động nguồn đắt tiền hệ thống nguồn nhiệt điện, hỗ trợ giảm giá biên hệ thống Một hạn chế BESS chi phí cao, việc tăng khả hấp thụ nguồn NLTT việc lắp đặt bổ sung ĐZ hỗ trợ giải tỏa có chi phí đầu tư thấp nhiều, kể xét đến yếu tố chi phí hội rủi ro cơng trình giải tỏa lưới bị trễ tiến độ Tuy nhiên, BESS với thời gian đầu tư nhanh, diện tích đất sử dụng ít, khơng tốn thời gian giải tỏa, chi phí đầu tư có xu hướng ngày giảm, có khả tham gia vào loại hình dịch vụ phụ công cụ hỗ trợ tốt cho công tác vận hành HTĐ Việt Nam Với thâm nhập tăng cao nguồn NLTT với tính biến động cao, nhu cầu dự phịng cơng suất điều tần cho hệ thống ngày lớn Khi đó, việc tạo chế đủ khuyến khích đơn vị tham gia cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số hệ thống điện hoàn toàn cần thiết Các hệ thống BESS có khả tham gia điều khiển tần số, theo tải, điều khiển điện áp cho phép nâng cao độ tin cậy chung cho toàn hệ thống Với chi phí đầu tư ngày mơt giảm, đến thời điểm tương lai hồn tồn giải pháp hữu hiệu, kinh tế, có khả cạnh tranh trực tiếp với cơng nghệ truyền thống việc cung cấp dịch vụ điều chỉnh tần số, đem lại lợi ích khơng nhỏ cho hệ thống Mặc dù vào thời điểm tại, khó để lượng hóa xác lợi ích kinh tế khuyến khích đầu tư vào BESS mơ hình thị trường dịch vụ phụ trợ thị trường mua bán lượng chưa đủ hấp dẫn Việc áp dụng kết hợp nhiều giải pháp bao gồm vừa đầu tư lưới, đồng thời có sách khuyến khích chủ đầu tư NLTT đầu tư BESS cho nhà máy mình, vừa tăng khả phát nguồn NLTT, chia sẻ áp lực đầu tư cho quan nhà nước, vừa tạo sở tham gia vào loại hình dịch vụ phụ đóng góp lớn cơng tác vận hành HTĐ Việt Nam thời gian tới, đặc biệt với bối cảnh nguồn NLTT tăng cao 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO (2019) Bloomberg NEF Energy Storage System Cost Survey 2019 Divya, K C (2009) Battery energy storage technology for power systems—An overview Electric power systems research (2015) Guide for the Interoperability of Energy Storage Systems Integrated with the Electric Power Infrastructure IEEE 2030.2-2015 IRENA, I R (2019) IRENA Electricity Storage And Renewables: Cost and Market to 2030 Dunn, B., Kamath, H., & Tarascon, J M; 2011, Electrical energy storage for the grid: a battery of choices Science 334(6058), 928-935 Abbas Akhil, Utility Battery Storage System program – Sandia National Laboratories, 1995; Trends and Status of Battery Energy Storage for Utility Applications Matthew T.Lawder, Bharatkumar Suthar, Paul W C Northrop, Sumitava De, C Michael Hoff, Olivia Leitermann – Member IEEE, 2014;Battery Energy Storage System (Bess) And Battery Management System (BMS) For Grid-Scale Applications San Dia National Labs) and Maurizio Verga (RSE SpA), 2016; Battery Energy Storage System (BESS) Interoperability Test Protocol Development; Jay Johnson Suresh Chand Verma, CHUBU Electric Power, HAPUA, 2018; Challenges of Power System on Large-Scale Deployment of Renewable Energy; 10 B.Wang, M Zarghami and M Vaziri – Senior Member IEEE, 2016, Energy Management and Peak-Shaving in Grid-connected Photovoltaic Systems Integrated with Battery Storage; 11 (2018) ADB Handbook on Battery Energy Storage System; 12 (2017) Hyosung Battery Energy Storage fo Renewables; 13 (2020) ABB E7 Promod User Guide 86 PHỤ LỤC A1 Danh sách nguồn điện tính tốn năm 2022 Năm Tổng cấu CS nguồn Quốc gia Nhiệt điện than Nhiệt điện khí Nhiệt điện dầu Thủy điện Điện hạt nhân Nhập Thủy điện nhỏ Điện gió Điện mặt trời Điện sinh khối Nguồn khác Tổng Công Suất HTĐQG Phụ tải max Quốc gia Dự phòng Quốc gia Tỷ lệ dự phòng Quốc gia (%) Tăng trưởng so với năm trước (%) Công suất nguồn miền Bắc Nhiệt điện than Nhiệt điện khí Nhiệt điện dầu Thủy điện Nhập TĐN&NLTT Điện gió Bắc Điện mặt trời Bắc Điện sinh khối Bắc Nguồn khác Tổng Công Suất nguồn miền Bắc Phụ tải max miền Bắc Dự phòng miền Bắc Tỷ lệ dự phòng miền Bắc (%) Cơ cấu nguồn miền Trung Nhiệt điện than Nhiệt điện khí Nhiệt điện dầu Thủy điện 2022 Dầu FO Dầu DO Dầu FO Dầu DO Dầu FO Dầu DO 23817 6855 1023 843 180 17841 1321 4018 5338 16455 313 192 77384 45382 32001 71% 8.7% 13475 0 0 9912 750 2200 544 0 26881 22066 4815 22% 30 0 0 5127 87 Nhập TĐN&NLTT Điện gió Trung Điện mặt trời Trung Điện sinh khối Trung Nguồn khác Tổng Công Suất nguồn miền Trung Phụ tải max miền Trung Dự phòng miền Trung Tỷ lệ dự phòng miền Trung (%) Cơ cấu nguồn miền Nam Nhiệt điện than Nhiệt điện khí Nhiệt điện dầu Thủy điện Nhập Thủy điện nhỏ Nam Điện gió Nam Điện mặt trời Nam Điện sinh khối Nam Nguồn khác Tổng Công Suất nguồn miền Nam Phụ tải max miền Nam Dự phòng miền Nam Tỷ lệ dự phòng miền Nam (%) Miền Bắc Thủy điện MB Hòa Bình Thác Bà Tuyên Quang Bản Vẽ Thái An Thuận Hòa Cửa Đạt Na Le (Bắc Hà) Sơn La Bản Chát Nậm Chiến Nậm Chiến Khe Bố Huội Quảng Hua Na Trung Sơn Nho Quế Nho Quế 571 1547 1166 5219 295 100 14103 4358 9745 224% Dầu FO Dầu DO 10312 6855 1023 843 180 2802 271 4171 10692 18 92 36400 20693 15707 76% 12112 1920 120 342 320 82 36 97 90 2400 220 196 34.0 100 520 180 260 32 48 88 Nho Quế Hồi Xuân Lai Châu Bắc Mê Mường Hum Sử Pán Ngòi Phát Hương Sơn Chiêm Hóa Tà Thàng Nậm Phàng Nậm Toong Ngịi Hút Nậm Mức Văn Chấn Bá Thước Bá Thước Nậm Na Nậm Na Pắc Ma Nậm Pàn Nậm Củn Nậm Củm Sông Bạc Quế Phong Lông Tạo Yên Sơn Chi Khê Sông Lô Thành Sơn Bảo Lâm Sông Miện TĐ nhỏ miền Bắc Điện mặt trời Bắc Phả Lại I Phả Lại II Ninh Bình ng Bí MR Na Dương Cao Ngạn Cẩm Phả Hải Phòng I Hải Phòng II Quảng Ninh I Nhiệt điện MB Nối lưới Áp mái 110 102 1200 45 32 35 76 33 48 60 36 34 48 44 57 60 80 66 84 140 35 40 54 42 45 42 58 41 48 37 46 38 2200 544 74 470 13475 400 600 100 600 100 110 660 600 600 600 89 Quảng Ninh II Sơn Động Thăng Long Nghi Sơn Nghi Sơn II Mông Dương Mông Dương Vũng Áng Mạo Khê An Khánh Thái Bình I Hải Dương Formosa Hà Tĩnh Mua Trung Quốc Miền Trung Vĩnh Sơn Sông Hinh Pleikrong Ialy Sê San Sê San 3A Quảng Trị An Khê KaNak A Vương Buôn Kuốp Buôn Tua Srah Sông Ba Hạ Sê San Krông HNăng Hương Điền Bình Điền Sơng Cơn Sê san 4A Srêpok SrêPok Srepok 4A Sông Tranh Sông Tranh Sông Tranh Đăk Mi Đăk Mi Đăk Mi Nhập MB Tổng nguồn Miền Bắc Phụ tải max Miền Bắc Thuỷ điện MT 600 220 600 600 600 1000 1250 1245 440 100 600 1200 650 750 750 26337 22066 7488 66 70 100 720 260 108 64 173 13 210 280 86 220 360 64 81 44 63 63 220 80 64 190 62 48 98 45 210 90 Đăk Rinh A Lưới Sông Bung Sông Bung Sông Bung 4A Sông Bung Thượng Kon Tum Sông Giang A Lin Trà Khúc ĐăkRe Đồng Nai Đồng Nai Đồng Nai ĐakRtih TĐ nhỏ miền Trung Điện gió Trung Điện mặt trời Trung Nông Sơn Lọc dầu Dung Quất Điện sinh khối An Khê Điện sinh khối KCP Sêkaman Sêkaman Sêkaman Xanxay Miền Nam Trị An Đa Nhim + MR Hàm Thuận Đa Mi Thác Mơ + MR Cần Đơn Srok Phu Miêng Bắc Bình Đại Ninh Đồng Nai ĐamBri Đa Dâng TĐ nhỏ miền Nam Điện gió Nam Nhiệt điện MT Nhập MT Tổng Nguồn Miền Trung Phụ tải max Miền Trung Thuỷ điện MN Dự án nối lưới Áp mái 125 170 100 156 49 49 220 37 63 36 60 180 340 150 144 1547 1167 5219 2499 2720 210 30 100 110 60 571 290 248 33 8269 4358 2241 400 240 300 175 225 78 51 34 300 78 75 32 253 4171 91 Điện mặt trời Nam Phú Mỹ 2.1 Phú Mỹ Phú Mỹ Phú Mỹ 22 Phú Mỹ Bà Rịa Cà Mau Cà Mau Thủ Đức ST Thủ Đức GT Cần Thơ ST Cần Thơ GT FORMOSA Ve Dan Đạm Phú Mỹ Bourbon Nhơn Trạch I Nhơn Trạch II Ơ Mơn I Vĩnh Tân I Vĩnh Tân II Vĩnh Tân IV Vĩnh Tân IV MR Duyên Hải Duyên Hải II Duyên Hải Duyên Hải III MR Sông Hậu Nhiệt điện MN Tổng nguồn Miền Nam Phụ tải max Miền Nam Nối lưới Áp mái 10692 6127 4565 18300 900 1065 720 720 450 300 750 750 153 60 30 120 450 72 20 18 450 750 660 1240 1244 1200 600 1245 1200 1245 688 1200 20541 20693 92 ... hưởng hệ thống tích trữ lượng đến chi phí sản xuất điện hệ thống điện Việt Nam? ?? Đây nghiên cứu cần thiết đề tìm hiểu hệ thống pin tích trữ lượng (BESS) ảnh hưởng hệ thống lên hệ thống điện Việt Nam. .. hưởng hệ thống tích trữ lượng đến chi phí sản xuất điện hệ thống điện Việt Nam? ?? Đây nghiên cứu cần thiết đề tìm hiểu hệ thống pin tích trữ lượng (BESS) ảnh hưởng hệ thống lên hệ thống điện Việt Nam. .. 2: Tổng quan hệ thống điện Việt nam Chương 3: Nghiên cứu hệ thống pin tích trữ lượng Chương 4: Tính tốn ảnh hưởng hệ thống pin tích trữ lượng lên chi phí vận hành hệ thống điện Việt Nam Chương