< 0,35 0,6 0,85 1,15 1,4 > 1,41
Cosϕn 0,92 0,88 0,83 0,78 0,76 0,73
Cosϕđ 0,94 0,91 0,89 0,85 0,80 0,76
Căn cứ vào kết quả tính tốn dn
P
P = 0,688 ta xác định được Cosϕ = Cosϕđ =
d n
P P
0,9. Vậy cơng suất tính tốn của điểm dân cư là Ptt = 31,39 kW với Cosϕ = 0,9 khi đó cơng suất biểu kiến sẽ là:
S = Cosϕ
Ptt
= 310,,399 = 34,88 (kVA)
Phụ tải của các nút cịn lại tính tốn tương tự và được cho trong phục lục PL 1.1 đến PL1.8.
1.4. Dự báo phụ tải 1.4.1. Mở đầu
Việc nghiên cứu phát triển của phụ tải trong tương lai là một nhiệm vụ rất quan trọng của người lập quy hoạch và thiết kế cung cấp điện.
Đây là khoa học nghiên cứu về dự báo phụ tải điện. Nếu chúng ta dự báo khơng chính xác, sai lệch q nhiều về khả năng cung cấp hoặc về nhu cầu năng lượng thì sẽ dẫn đến hậu quả khơng tốt cho nền kinh tế như nếu dự báo phụ tải quá thừa thì sẽ dẫn đến hậu quả huy động nguồn vốn phải lớn, tăng vốn đầu tư có thể gây lên tổn thất năng lượng tăng lên. Ngược lại, nếu dự báo phụ tải quá thấp so với nhu cầu thì sẽ khơng đủ năng lượng cung cấp cho các hộ tiêu thụ trong tương lai gần và do đó dẫn đến việc phải cắt bỏ một số phụ tải, gây thiệt hại cho nền kinh tế. Dự báo năng lượng phải thực hiện thế nào để sự phỏng đốn khơng phải là một chiều và giới hạn mà phải phù hợp với sự phát triển của thực tế. Dự báo phát triển năng lượng bao giờ cũng được xét trên hai phương diện là thời gian và lãnh thổ:
* Trên phương diện thời gian có thể chia ra như sau:
Dự báo dài hạn 25 – 40 năm thậm chí đến 100 năm. Ở đây phải xét đến sự ra đời của các loại công nghệ mới, của các nguồn năng lượng mới, phương pháp truyền tải điện năng mới.... Dự báo ở đây không phải là sự phỏng đốn mà là sự phân tích bằng các phương pháp khác nhau.
Dự báo hạn trung 10 – 25 năm: Trong loại dự báo này người ta thường dựa vào số liệu quan sát thực hơn của các dự án mới nảy sinh trước đó. Mức độ chính xác địi hỏi cao hơn so với dự báo dài hạn.
Dự báo hạn vừa 5 – 10 năm thường được dựa vào các dự án đã có nhưng chưa được thực thi. ở đây các thơng tin cần thiết phải có độ tin cậy cao. Các bài toán dự báo hạn vừa được sử dụng trong quá trình thiết kế các cơng trình điện. Phân tích về sự khác nhau giữa dự báo và lập dự án là một vấn đề phức tạp. Mặc dù giữa dự báo và lập dự án có những cái chung nhưng về phương diện tốn học chúng được hình thành theo cách khác nhau, việc giải bài toán cũng khác nhau.
Dự báo ngắn hạn còn gọi là dự báo điều độ dùng để lập kế hoạch hàng năm, mùa hoặc tháng, hàng tuần, thậm chí hàng ngày hoặc hàng giờ. Bài toán này yêu cầu độ chính xác rất cao. Nhìn chung thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ u cầu chính xác càng cao.
* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt như sau:
Dự báo ở cấp quốc gia Dự báo khu vực
Dự báo địa phương
1.4.2. Các phương pháp dự báo phụ tải điện
Có rất nhiều phương pháp dự báo phụ tải, mỗi phương pháp có những ưu điểm riêng với độ chính xác nhất định, tuỳ theo mục đích và yêu cầu mà người ta có thể chọn phương pháp thích hợp. Trong nhiều trường hợp người ta sử dụng hai hay nhiều phương pháp để nâng cao độ chính xác và tin cậy của dự báo.
Sau đây là một số phương pháp dự báo thông dụng nhất:
1.4.2.1. Dự báo phụ tải dựa trên vốn đầu tư
Theo phương pháp này có thể dựa trên mức độ trang bị hiện tại và kế hoạch phát triển sản xuất tương lai để dự báo nhu cầu điện năng. Phương pháp này có ưu
điểm là đơn giản nhưng thường có sai số lớn, vì vậy chỉ áp dụng trong quy hoạch sơ bộ.
1.4.2.2. Dự báo theo phương pháp hệ số vượt trước
Phương pháp này giúp ta thấy được khuynh hướng phát triển của nhu cầu điện năng và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhịp độ phát triển kinh tế. ở đây người ta dựa vào tỷ số của nhịp độ phát triển năng lượng điện với nhịp độ phát triển của toàn bộ nền kinh tế . phương pháp này chỉ nói lên xu thế phát triển với một mức độ chính xác nào đó. Trong tương lai xu thế này cịn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác như: Do tiến bộ về mặt khoa học và quản lý nên xuất tiêu hao điện năng đối với mỗi sản phẩm ngày càng giảm xuống hay do điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân và các địa phương hoặc do cơ cấu kinh tế khơng ngừng thay đổi. Vì những yếu tố đó mà hệ số vượt trước có thể thay đổi khá nhiều. Do đó nếu chỉ dựa vào hệ số vượt trước để xác định điện năng ở năm dự báo thì có thể dẫn đến sai số lớn. Tuy nhiên trong chừng mực nhất định phương pháp hệ số vượt trước có thể cho ta biết sơ bộ về nhu cầu năng lượng và xu thế phát triển của phụ tải điện.
1.4.2.3. Phương pháp ngoại suy
Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trong các năm quá khứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến đổi của phụ tải phụ thuộc vào thời gian từ đó sử dụng mơ hình tìm được để tính cho giai đoạn dự báo. Tức là ta suy diễn toàn bộ diễn biến của phụ tải ở quá khứ vào tương lai và phụ tải dự báo được xác định theo hàm xu thế ở thời điểm tương ứng. Có thể có rất nhiều dạng hàm xu thế, mà thông thường được xác định thông qua phương pháp tương quan hồi quy. Ta xét một số dạng chính của hàm hồi quy:
* Hàm tuyến tính: Pt = a + bt * Hàm Parabol: Pt = a + bt + ct2
* Hàm mũ: Pt = P0 ( 1 + α )t
Phương pháp ngoại suy là một trong những phương pháp được ứng dụng nhiều nhất do những ưu điểm nổi bật là phản ánh khá chính xác q trình phát triển của phụ tải, có thể đánh giá mức độ tin cậy của hàm xu thế dễ dàng. Tuy nhiên theo phương pháp này cần phải có lượng thơng tin đủ lớn, khối lượng tính tốn nhiều.
Ngồi các phương pháp dự báo trên cịn một số phương pháp dự báo khác như: Mơ hình dự báo Logictique, mơ hình dự báo đường cong chữ S, dự báo phụ tải theo phương pháp chuyên gia …
Qua quá trình nghiên cứu các phương pháp dự báo phụ tải trên và để phù hợp với quá trình thực tập cũng như độ chính xác của q trình dự báo chúng tôi chọn phương pháp ngoại suy để dự báo phụ tải điện. Vì phương pháp này khơng q phức tạp, nó đảm bảo được độ chính xác cần thiết và chúng tơi có thể thu thập thơng tin tương đối đầy đủ.
1.4.3. Chọn phương pháp dự báo phụ tải
Đối với phụ tải sinh hoạt, chúng tơi tiến hành tính tốn phụ tải trung bình của các hộ dùng điện bằng phương pháp ngoại suy. Phương pháp này có độ tin cậy cao tính tốn khơng phức tạp và có tính khả thi.
Đối với phụ tải công cộng dịch vụ, phụ tải sản xuất chúng tơi dự báo theo phương pháp tính tốn trực tiếp theo kế hoạch phát triển chung của xã.
1.4.3.1. Dự báo phụ tải sinh hoạt
Để biết được quy luật phát triển của phụ tải chúng tôi tiến hành thu thập các thông tin của năm quá khứ từ năm 2005 đến năm 2009 sau khi thống kê lại chúng tơi có được kết quả trong bảng 1.11:
Bảng 1.11 Điện năng tiêu thụ của các trạm qua các năm 2005 - 2009
2005 2006 2007 2008 2009
1 Hợp Tiến A 919673 927359 936438 940872 941237
2 Hợp Tiến B 749874 752988 762981 771563 774600
Tổng 1669547 1680347 1699419 1712435 1715837
Chúng tôi thấy phụ tải biến đổi tương đối nhanh và ổn định qua các năm. Ta có thể coi sự biến đổi của phụ tải tuân theo quy luật hàm tuyến tính.
Để đưa ra được hàm dự báo chúng tơi tiến hành tính tốn phụ tải trung bình của mỗi hộ theo biểu thức sau:
Ptb = 30 . . . 12 h Max i T n A Trong đó:
Ai là điện năng tiêu thụ năm thứ I của xã nh là số hộ của toàn xã
Tmax là thời gian hao tổn cơng suất cực đại
Cơng suất tính tốn của hộ trong năm hiện tại được lấy theo kết quả tính tốn phụ tải sinh hoạt hiện tại. Kết quả tính tốn cơng suất tính tốn của hộ gia đình theo các năm quá khứ thể hiện trong bảng 1.12:
Bảng1.12: Cơng suất tính tốn hộ qua các năm 2005 - 2009
Năm 2005 2006 2007 2008 2009
Ptbhộ (W) 650,5 695,7 745.3 797,8 868,4
Nội dung của phương pháp này là nghiên cứu sự biến thiên của phụ tải trong những năm quá khứ tương đối ổn định và tìm ra quy luật biến thiên của phụ tải, từ đó xây dựng mơ hình dự báo. Hàm dự báo có dạng như sau:
Pt = a + bt
Để xác định các hệ số a, b một cách chính xác và đánh giá độ chính xác của quan hệ phụ thuộc giữa Ptthộ vào t qua giá trị bình phương hệ số tương quan R giữa
a và b, chúng tơi sử dụng bảng tính Excel với các hàm LINEST, INDEX, CORREl. Bình phương giá trị hàm CORREL chính là bình phương hệ số tương quan cần kiểm tra. Nếu giá trị này đủ lớn (>0.8), ta nói Ptthộ phụ thuộc khá chặt chẽ vào t và có thể dùng hàm để dự báo cho các năm sau.
Sử dụng các hàm trên chúng tôi thu được kết quả trong bảng 1.13:
Bảng 1.13 Ptbhộ dự báo phụ tải đến năm 2015
Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2015 a b R
Ptbhộ (W) 650 696 745 798 868
53.8 -107225 0.97 y = at+b 643.8 697.6 751.4 805.2 859 1181.8
Vậy hàm dự báo có dạng như sau:
Pt = 53,8t – 107225
* Mức độ tăng của phụ tải sinh hoạt ngoài phụ thuộc vào Ptbhộ thì nó cịn phụ thuộc vào mức độ tăng dân số trung bình hàng năm. Để biết được dân số hay số hộ dân từng thôn của xã Hợp Tiến trong các năm tới tôi căn cứ vào số liệu về dân số hay số hộ dân hiện tại và tốc độ tăng dân số đến năm 2015 (tỉ lệ tăng dân số của xã Hợp Tiến trong năm 2009 là 1,05% theo kế hoạch đến năm 2015 tỷ lệ tăng dân số của xã là 0,98%). Ta có bảng số liệu về hộ dân hiện tại và năm 2015 các thôn của xã.
Bảng 1.14 Số hộ hiện tại và năm 2015 của xã Hợp Tiến
Stt Tên thôn Số hộ dân năm 2009 Số hộ dân năm 2015
1 Thôn La 712 727
2 Thôn Tè 583 602
3 Thôn Cao Đôi 452 468
4 Thôn Bến 306 318
5 Thơn Đầu 374 388
Để tính tốn phụ tải dự báo cho xã Hợp Tiến chúng tơi tiến hành tính tốn dự báo phụ tải cho các điểm tải tại các TBATT căn cứ vào định hướng phát triển của xã và hiện trạng của mạng điện thì số hộ gia đình tại các điểm tải vẫn được giữ nguyên trong tương lai 2015 và các tuyến dây cung cấp điện cho các điểm tải này vẫn phải chạy dọc theo các tuyến đường trong thơn xóm như sơ đồ các TBATT phần hiện trạng.
1.4.3.2. Dự báo phụ tải sản xuất
Theo kế hoạch phát triển kinh tế xã hội của xã đến năm 2015 sẽ phát triển và mở rộng các ngành nghề đã có. Phụ tải sản xuất dự báo đến năm 2015 được thể hiện trong bảng 1.15.