CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ĐỘ TIN CẬY
2.1. TỔNG QUAN VỀ ĐỘ TIN CẬY CUNG CẤP ĐIỆN
Độ tin cậy của phần tử hoặc cả hệ thống được đánh giá một cách định lượng dựa trên hai yếu tố cơ bản: tính làm việc an toàn và tính sửa chữa được; được định nghĩa là xác suất để hệ thống hoặc phần tử hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu trong khoảng thời gian và điều kiện vận hành nhất định.
Đối với hệ thống điện, độ tin cậy được đánh giá thông qua khả năng cung cấp điện liên tục và đảm bảo chất lượng điện năng.
Hệ thống điện là hệ thống phục hồi, nên khái niệm về khoảng thời gian xác định không còn mang ý nghĩa bắt buộc vì hệ thống làm việc liên tục. Do vậy độ tin cậy có thể được đo bởi một đại lượng thích hợp hơn đó là độ sẵn sàng; đó là xác suất để hệ thống hay phần tử hoàn thành hoặc sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ trong thời điểm bất kỳ.
Độ sẵn sàng cũng là xác suất để hệ thống ở trạng thái tốt trong thời điểm bất kỳ và được tính bằng tỉ số giữa thời gian hệ thống ở trạng thái tốt và tổng thời gian hoạt động. Ngược lại với độ sẵn sàng là độ không sẵn sàng, đó là xác suất để hệ thống hay phần tử ở trạng thái hỏng.
Trong hệ thống điện phân phối có nhiều phụ tải trực tiếp sử dụng điện, vì vậy cần thiết phải đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện cho từng nút phụ tải, và độ tin cậy cho toàn hệ thống.
2.1.2. Các chỉ tiêu độ tin cậy của các nút phụ tải
- Xác suất thiếu điện cho phụ tải, đó là xác suất công suất phụ tải lớn hơn công suất nguồn.
- Xác suất thiếu điện trong thời gian phụ tải cực đại.
- Điện năng thiếu (hay điện năng mất) cho phụ tải, đó là kỳ vọng điện năng phụ tải bị cắt do hỏng hóc hệ thống trong một năm.
- Thời gian ngừng điện trung bình cho 1 phụ tải trong một năm.
- Số lần ngừng điện trung bình cho một phụ tải trong thời gian 1 năm.
- Tổn thất kinh tế do ngừng điện.
2.1.3. Độ tin cậy của hệ thống điện phân phối
Do độ tin cậy của hệ thống nguồn phát và truyền tải ảnh hưởng lớn đến an toàn vận hành của hệ thống điện nên luôn được nhiều sự quan tâm và đầu tư hơn so với lưới điện phân phối. Tuy nhiên độ tin cậy của LPP lại ảnh hưởng trực tiếp đến việc cung cấp điện cho khách hàng và chính là mục đích cuối cùng của việc kinh doanh điện năng.
Theo quy định của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) thì ĐTC được đánh giá thông qua chỉ tiêu suất sự cố (SSC), được phân loại theo chỉ tiêu suất sự cố thoáng qua và kéo dài đối với các loại sự cố đường dây và trạm biến áp. Sự cố thoáng qua được quy định khi thời gian ngừng cấp điện do sự cố không quá 05 phút. Sự cố kéo dài được quy định khi thời gian ngừng cấp điện từ 05 phút trở lên.
Việc đánh giá ĐTC lưới điện phân phối theo một chỉ tiêu duy nhất là cường độ mất điện trung bình (suất sự cố) như trên chỉ mới xem xét mức độ hư hỏng của các phần tử cấu thành nên lưới điện phân phối, chưa xét đến ảnh hưởng của việc cô lập các phần tử này đến việc ngừng cấp điện của hệ thống, chưa đánh giá được đầy đủ mức độ thiệt hại ngừng điện đến người cung cấp cũng như người sử dụng dịch vụ,dẫn đến không phản ánh được ĐTC cung cấp điện, như không biết được số lần và thời gian mất điện của khách hàng, không xác định được lượng điện năng không cung cấp được trong năm do mất điện, không tính toán được thiệt hại do mất điện đối với ngành Điện cũng như đối với khách hàng vv... Từ đó khó có thể đưa ra kế hoạch đầu tư để nâng cao ĐTCcủa lưới điện một cách thích hợp, hài hòa lợi ích giữa ngành điện và khách hàng.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đánh giá độ tin cậy lưới điện phân phối thông qua các chỉ tiêu độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE-1366: Luật về lưới điện phân phối của Philipines - 2001 sử dụng các chỉ tiêu độ tin cậy SAIDI, SAIFI, MAIFI; luật về lưới điện phân phối của Úc - 2006 sử dụng các chỉ tiêu độ tin cậy SAIDI, SAIFI, MAIFI, CAIDI; các nước như: Mỹ, Thái Lan, Malaysia, v.v... đều sử dụng các tiêu chuẩn này.
Ở nước ta, Bộ Công Thương đã ban hành Thông tư số 39/2015/TT-BCT ngày 18/11/2015 về quy định hệ thống điện phân phối[7]. Nội dung Thông tư quy định về:
Các tiêu chuẩn vận hành hệ thống điện phân phối; về đầu tư phát triển lưới điện phân phối; dự báo nhu cầu phụ tải điện; điều kiện và thủ tục đấu nối vào lưới điện phân phối; điều độ và vận hành hệ thống điện phân phối; đo đếm điện năng tại các điểm
giao nhận giữa lưới điện phân phối và nhà máy điện điện đấu nối vào lưới điện phân phối không tham gia vào thị trường phát điện cạnh tranh và khách hàng sử dụng lưới điện phân phối. Trong đó áp dụng cách tính chỉ tiêu ĐTC gồm SAIDI, SAIFI, MAIFI.
Đối tượng áp dụng Thông tư này là các đơn vị phân phối điện, khách hàng sử dụng lưới điện phân phối và EVN.
Thông tư này cũng sử dụng các chỉ tiêu độ tin cậy theo tiêu chuẩn IEEE-1366 và không xét đến các trường hợp ngừng cung cấp điện do các nguyên nhân:
- Do mất điện từ lưới truyền tải.
- Sa thải phụ tải theo lệnh điều độ của đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện.
- Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối đề nghị cắt điện.
- Thiết bị của khách hàng sử dụng lưới điện phân phối không đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật, an toàn để được khôi phục cung cấp điện.
- Do sự cố thiết bị của khách hàng sử dụng lưới điện phân phối.
- Cắt điện khi thấy có khả năng gây mất an toàn nghiêm trọng đối với con người và thiết bị trong quá trình vận hành hệ thống điện.
- Khách hàng sử dụng lưới điện phân phối vi phạm quy định của pháp luật về hoạt động điện lực và sử dụng điện (như trộm cắp điện, cố ý làm sai lệch thiết bị đo đếm ...).
- Các sự kiện bất khả kháng, ngoài tầm kiểm soát của đơn vị phân phối điện (như thiên tai, bão lũ ...).
Hàng năm, EVN có trách nhiệm tống hợp các tính toán ĐTC cho năm tiếp theo của các đơn vị phân phối điện để trình cơ quan chức năng (ở đây là Cục Điều tiết Điện lực – Bộ Công Thương) xem xét, phê duyệt. Trên cơ sở các chỉ tiêu ĐTC lưới phân phối do Cục Điều tiết Điện lực phê duyệt cho từng đơn vị phân phối, các đơn vị phân phối tính toán giá phân phối điện cho đơn vị tính toán giá phân phối điện cho đơn vị mình.
Thiệt hại ngừng cấp điện
Thiệt hại ngừng cấp điện phải được xác định đầy đủ bao gồm: Thiệt hại từ Công ty Điện lực và thiệt hại của khách hàng dùng điện.
Về phía các Công ty Điện lực, các thiệt hại có thể định lượng được bao gồm: Mất lợi nhuận tương ứng với phần điện năng bị mất không bán được do khách hàng bị ngừng cấp điện, tăng chi phí do phải sửa chữa các hư hỏng lưới điện và chi phí bồi thường cho khách hàng nếu việc ngừng điện do lỗi chủ quan. Các thiệt hại không lượng hoá được bao gồm: Sự phàn nàn của khách hàng, ảnh hưởng bất lợi đến kinh doanh trong tương lai và phản ứng của dư luận xã hội.
Thiệt hại ngừng cấp điện đối với khách hàng phụ thuộc rất nhiều yếu tố liên quan. Thiệt hại do một lần ngừng điện làm thay đổi lớn theo từng loại khách hàng, theo mức độ hiện đại của công nghệ, theo thời gian duy trì ngừng điện, theo thời điểm xảy ra ngừng điện và theo tính chất có hay không có thông báo ngừng điện. Các thiệt hại đối với khách hàng là các doanh nghiệp sản xuất, các cơ sở kinh doanh dịch vụ có thể định lượng bao gồm: Thiệt hại do dây chuyền sản xuất bị đình trệ; một số thiết bị có thể hư hỏng, sản phẩm bị thiếu hụt, hư hại do ngừng điện, chi phí sản xuất tăng cao do phải trả lương cho công nhân trong thời gian mất điện, do thiết bị sản xuất bị hư hại, chi phí bảo dưỡng tăng thêm, vv...Đối với khách hàng sinh hoạt, các cơ quan công quyền, bệnh viện, trường học, giao thông công cộng, vv..., những thiệt hại khó định lượng bao gồm: Sinh hoạt bị đảo lộn; các hoạt động của cơ quan bị đình trệ; cản trở các hoạt động chính trị, văn hoá, xã hội đang diễn ra; gián đoạn các hoạt động dịch vụ, vui chơi giải trí.
Thiệt hại ngừng điện khách hàng là cơ sở rất quan trọng trong việc hoạch định chính sách về ĐTC của Cơ quan quản lý nhà nước về Điện lực (Cục Điều tiết Điện lực). Khi các Công ty Điện lực đang từng bước được cổ phần hoá, dần hình thành và chuyển sang hoạt động theo cơ chế thị trường, việc nâng cao ĐTC cung cấp điện là bắt buộc theo các qui định ràng buộc định lượng về độ tin cậy cung cấp điện thì thiệt hại ngừng điện khách hàng là vấn đề đáng quan tâm để đảm bảo hiệu quả về kinh tế trong việc đầu tư.