Hệ thống cung cấp điện Phân tích kinh tế kỹ thuật

LêLê ViệtViệt TiếnTiến
EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST
1.1. KháiKhái niệmniệm chungchung
NộiNội dungdung
2.2. CácCác thànhthành phầnphần chi chi phíphí cơcơ bảnbản
3.3. CácCác phươngphương pháppháp so so sánhsánh kinhkinh tếtế
1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung
•• PhươngPhương pháppháp tốitối ưuưu hóahóa trongtrong nghiênnghiên cứucứu hệhệ thốngthống ((lậplập
kếkế hoạchhoạch, , thiếtthiết kếkế vàvà điềuđiều khiểnkhiển) ) đượcđược ứngứng dụngdụng trongtrong
đánhđánh giágiá kinhkinh tếtế. .
•• NhữngNhững phươngphương ánán thiếtthiết kếkế thỏathỏa mãnmãn điềuđiều kiệnkiện kỹkỹ thuậtthuật
đượcđược
đưađưa
rara
đểđể
so so
sánhsánh
kinhkinh
tếtế
. .
đượcđược
đưađưa
rara
đểđể
so so
sánhsánh
kinhkinh
tếtế
. .
••
ĐộĐộ tin tin cậycậy

: : TốiTối ưuưu hóahóa chi chi phíphí làlà chi chi phíphí thấpthấp nhấtnhất cócó thểthể
chấpchấp nhậnnhận đượcđược
••
ỨngỨng dung dung
: : lựalựa chọnchọn điệnđiện ápáp, , tốitối ưuưu mạngmạng lướilưới, , tiếttiết diệndiện
dâydây dẫndẫn, dung , dung lượnglượng máymáy biếnbiến ápáp, , tốitối ưuưu dung dung lượnglượng bùbù, ,
quảnquản lýlý nhunhu cầucầu. .
1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung
••
PhânPhân tíchtích KTKT KTKT
thườngthường ápáp dụngdụng trongtrong
nhữngnhững bàibài toántoán sausau::
•• LựaLựa chọnchọn phươngphương ánán thiếtthiết cungcung cấpcấp điệnđiện, , lựalựa chọnchọn
thiếtthiết
bịbị
điệnđiện

thiếtthiết
bịbị
điệnđiện

•• TốiTối ưuưu hóahóa chếchế độđộ vậnvận hànhhành ((thiếtthiết bịbị, , hệhệ thốngthống).).
•• ĐánhĐánh giágiá khảkhả thithi cáccác biệnbiện pháppháp nângnâng caocao chỉchỉ tiêutiêu KTKT
KTKT
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
= =
PhíPhí tổntổn vậnvận
hànhhành (O&M): (O&M):
nhânnhân côngcông vàvà
sửasửa

chữachữa
VốnVốn đầuđầu
tưtư
+ +
TổngTổng chi chi
phíphí
•• TrongTrong thếtthết kếkế hệhệ thốngthống điệnđiện, , toàntoàn bộbộ chi chi phíphí chocho dựdự ánán: :
TổngTổng chi chi phíphí:: baobao gồmgồm tấttất cảcả cáccác chi chi phíphí xâyxây dựngdựng
vàvà vậnvận hànhhành hệhệ thốngthống
VốnVốn đầuđầu tưtư: : ĐầuĐầu tưtư côngcông trìnhtrình nhưnhư chi chi phíphí xâyxây dựngdựng
vàvà chi chi phíphí muamua sắmsắm thiếtthiết bịbị

PhíPhí tổntổn vậnvận hànhhành (O&M): (O&M): Chi Chi phíphí vậnvận hànhhành củacủa
thiếtthiết bịbị hoặchoặc côngcông trìnhtrình trongtrong suốtsuốt thờithời giangian sửsử dụngdụng. .
sửasửa
chữachữa
••
VốnVốn đầuđầu tưtư
–– VốnVốn đầuđầu tưtư muamua sắmsắm thiếtthiết bịbị
–– XâyXây dựngdựng vàvà lắplắp đặtđặt côngcông trìnhtrình
điệnđiện
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
••
PhíPhí tổntổn vậnvận hànhhành
–– Chi Chi phíphí quảnquản lýlý vậnvận hànhhành
hànghàng nămnăm ((CC
vhvh
))
–– Chi Chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện (C(C
EE

))
–– TổnTổn thấtthất kinhkinh tếtế do do điệnđiện
năngnăng khôngkhông đảmđảm bảobảo (H)(H)
Giá
Giá
Giá
Giá
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
•• VốnVốn đầuđầu tưtư đườngđường dâydây vàvà trạmtrạm biếnbiến ápáp
Dung lượng (kVA)
Máy biến áp
Dung lượng (kVA)
Trạm biến áp
Tiết diện (mm
2
)
Cáp Dây trên không
Tiết diện (mm
2
)
C
MBA
= C
FB
+ C
VB
x
S
MBA
C

ĐD
= C
FĐD
+ C
VĐD
x F
C
MBA
, C
ĐD
: Vốn đầu tư MBA và đường dây
C
FB
, C
FĐD
: Vốn đầu tư cơ bản MBA và đường dây.
C
VB
, C
VĐD
: Vốn đầu tư điều chỉnh của MBA và
đường dây
S
MBA
: Dung lượng MBA (kVA)
F : Tiết diện dây dẫn (mm
2
)
•• VốnVốn đầuđầu tưtư (V)(V)
–– VốnVốn đầuđầu tưtư muamua sắmsắm thiếtthiết bịbị V

tb
((đườngđường dâydây, , trạmtrạm
biếnbiến ápáp, , bảobảo vệvệ, , đóngđóng cắtcắt …)…)
––
VốnVốn
đầuđầu
tưtư
chocho
côngcông
táctác
xâyxây
dựngdựng
vàvà
lắplắp
đặtđặt
côngcông
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
––
VốnVốn
đầuđầu
tưtư
chocho
côngcông
táctác
xâyxây
dựngdựng
vàvà
lắplắp
đặtđặt
côngcông

trìnhtrình V
xd

V = V
tb +
V
xd
•• PhíPhí tổntổn vậnvận hànhhành (Y)(Y)
–– Chi Chi phíphí quảnquản lýlý vậnvận hànhhành hànghàng nămnăm ((C
vh
)
–– Chi Chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện ((C
E
).
––
TổnTổn
thấtthất
kinhkinh
tếtế
do do
điệnđiện
năngnăng
khôngkhông
đảmđảm
bảobảo
(H).(H).
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
––
TổnTổn
thấtthất

kinhkinh
tếtế
do do
điệnđiện
năngnăng
khôngkhông
đảmđảm
bảobảo
(H).(H).
Y = C
vh
+ C
E
+ H
•• Chi Chi phíphí quảnquản lýlý vậnvận hànhhành hànghàng nămnăm ((C
vh
))
–– CôngCông việcviệc quảnquản lýlý vậnvận hànhhành thiếtthiết bịbị hay hay côngcông trìnhtrình
điệnđiện. .
––
Chi Chi
phíphí
chocho
khấukhấu
haohao
, ,
bảobảo
dưỡngdưỡng
vàvà
sửasửa

chữachữa
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
––
Chi Chi
phíphí
chocho
khấukhấu
haohao
, ,
bảobảo
dưỡngdưỡng
vàvà
sửasửa
chữachữa
–– TrảTrả lươnglương chocho côngcông nhânnhân
–– KhoảnKhoản chi chi phíphí phụphụ kháckhác ((điềuđiều kiệnkiện làmlàm việcviệc …)…)
C
vh
= k
vh
V
•• Chi Chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện::
–– TổnTổn thấtthất côngcông suấtsuất
–– TổnTổn thấtthất điệnđiện năngnăng
––
Chi Chi
phíphí
tổntổn
thấtthất
điệnđiện

::
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
––
Chi Chi
phíphí
tổntổn
thấtthất
điệnđiện
::
∆A: Tổn thất điện năng (kWh)
α: giá tổn thất điện năng
($US/kWh)
C
A
= ∆A.α
∆A = (∆P
U
+ ∆P
I
.LLF).8760
∆P
I
: Tổn thất công suất do dòng điện (kW)
∆P
U
: Tổn thất công suất do dòng điện áp (kW)
LLF: Hệ số tổn thất
•• Chi Chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện::
–– TrongTrong nhiềunhiều trườngtrường hợphợp khôngkhông xétxét đếnđến tổntổn thấtthất
côngcông suấtsuất, , nênnên chi chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện năngnăng::

2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
∆A: Tổn thất điện năng (kWh)
α: giá tổn thất điện năng ($US/kWh)
C
E
= C
A
= ∆A.α
•• TổnTổn thấtthất kinhkinh tếtế do do điệnđiện năngnăng khôngkhông đảmđảm bảobảo (H)(H)
–– ChấtChất lượnglượng điệnđiện năngnăng kémkém gâygây tổntổn thấtthất kinhkinh tếtế: : khókhó địnhđịnh
lượnglượng vìvì phạmphạm vi vi rộngrộng củacủa cáccác hiệnhiện tượngtượng chấtchất lượnglượng
điệnđiện năngnăng
––
ThiệtThiệt
hạihại
kinhkinh
tếtế
do do
mấtmất
điệnđiện
: :
2. 2. CácCác thànhthành phầnphần kinhkinh tếtế cơcơ bảnbản
––
ThiệtThiệt
hạihại
kinhkinh
tếtế
do do
mấtmất
điệnđiện

: :
–– GiảmGiảm năngnăng suấtsuất hoặchoặc tăngtăng lượnglượng phếphế phẩmphẩm
–– HưHư hỏnghỏng thiếtthiết bịbị hoặchoặc rốirối loạnloạn quáquá trìnhtrình côngcông nghệnghệ,,
–– NhânNhân côngcông khôngkhông làmlàm việcviệc do do mấtmất điệnđiện
••
ChúChú ý:ý:
VốnVốn đầuđầu tưtư vàvà phíphí tổntổn vậnvận hànhhành thườngthường tỷtỷ lệlệ
nghịchnghịch vớivới nhaunhau. . CácCác phươngphương pháppháp phânphân tíchtích nhằmnhằm tìmtìm
lờilời giảigiải tốitối ưuưu
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.1. 3.1. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí tínhtính toántoán hànghàng nămnăm
•• MụcMục tiêutiêu::
–– SửSử dụngdụng đánhđánh giágiá kinhkinh tếtế dựdự ánán, regulated , regulated
monopoly.monopoly.
–– PhíPhí tổntổn vậnvận hànhhành hànghàng nămnăm ápáp dụngdụng bằngbằng nhaunhau chocho
cáccác
nămnăm
dựdự
ánán
. .
cáccác
nămnăm
dựdự
ánán
. .
–– KếtKết quảquả tốitối ưuưu: Chi : Chi phíphí nhỏnhỏ nhấtnhất. .
•• HàmHàm chi chi phíphí hànghàng nămnăm: : Z = Z = V.KV.K
hqhq
+ Y+ Y
OO

⇒⇒ MinMin
V: V: VốnVốn đầuđầu tưtư, Y, Y
OO
: : PhíPhí tổntổn vậnvận hànhhành
KK
hqhq
: : HệHệ sốsố thuthu hồihồi vốnvốn hiệuhiệu quảquả
T: T: ThờiThời giangian thuthu hồihồi vốnvốn tiêutiêu chuẩnchuẩn. .
TrongTrong côngcông nghiệpnghiệp (LX), T = 5(LX), T = 5÷÷8 8 nămnăm
11
TT
KK
hqhq
==
•• ChúChú ý: ý:
–– ĐốiĐối vớivới mạngmạng hìnhhình tiatia, , cócó thểthể giảgiả thiếtthiết H H trongtrong Z Z nhưnhư nhaunhau
trongtrong cáccác phươngphương ánán vàvà cócó thểthể bỏbỏ qua. qua. ĐồngĐồng thờithời chi chi phíphí tổntổn
thấtthất điệnđiện, , chỉchỉ xétxét thànhthành phầnphần chi chi phíphí tổntổn thấtthất điệnđiện năngnăng
Z = V.K
hq
+ Y
O
= V.(K
hq
+ K
vh
) + ∆A.α
C
ovh
= VK

vh
: chi phí hàng năm cho bảo dưỡng sửa chữa quản lý
và dự phòng.
––
ĐốiĐối
vớivới
dâydây
dẫndẫn
, ,
cócó
thểthể
xácxác
địnhđịnh
đượcđược
mậtmật
độđộ
kinhkinh
tếtế
theotheo
: :
––
ĐốiĐối
vớivới
dâydây
dẫndẫn
, ,
cócó
thểthể
xácxác
địnhđịnh

đượcđược
mậtmật
độđộ
kinhkinh
tếtế
theotheo
: :
Min
F
L
IFbaKAVKZ ⇒++=∆+=
ατ
ρ
α
3).(
2
0=
dF
dZ
bKF
I
J
op
.
3
ατρ
==
Where
V: Vốn đầu tư cho đường
dây (

V=(a+b.F)L
)
ρ: Điện trở suất của vật liệu
làm dây dẫn (Ω.m)
F
op
: Thiết diện dây dẫn kinh
tế (mm
2
)
T = 8760h
ατρ
3
.bK
IF
op
=⇒
•• PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
–– Chi Chi phíphí vòngvòng đờiđời (LCC): (LCC): CácCác thiếtthiết bịbị vàvà côngcông trìnhtrình
điệnđiện thườngthường đượcđược lắplắp đặtđặt vàvà vậnvận hànhhành trongtrong mộtmột
thờithời giangian dàidài vàvà chi chi phíphí chocho nónó trongtrong cáccác nămnăm kháckhác
nhaunhau
nhìnhnhình
chungchung
kháckhác
nhaunhau
. .
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
nhaunhau

nhìnhnhình
chungchung
kháckhác
nhaunhau
. .
–– GiáGiá trịtrị hiệnhiện tạitại thựcthực (NPV): (NPV): GiáGiá trịtrị qui qui đổiđổi vềvề hiệnhiện tạitại
––
PhânPhân tíchtích giágiá bébé nhấtnhất
: : tốitối ưuưu kinhkinh tếtế dựdự ánán chínhchính làlà
tìmtìm giágiá trịtrị hiệnhiện thựcthực (NPV) (NPV) nhỏnhỏ nhấtnhất theotheo chi chi phíphí
vòngvòng đờiđời
••
GiáGiá trịtrị hiệnhiện tạitại thựcthực (NPV) (NPV)
Thời
gian
Giá qui đổi
Hiện tại P
Năm 1 P + P.i = P.(1+i)
Năm
2
P.(
1+i
) + P.(
1+i
)xi = P.(
1+i
)
2
F
P

1
.
=
GiáGiá trịtrị NPV ở NPV ở thờithời điểmđiểm hiệnhiện tạitại làlà P, P, giágiá
trịtrị NPV NPV củacủa chi chi phíphí F F xảyxảy rara ở ở cáccác nămnăm::
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
Năm
2
P.(
1+i
) + P.(
1+i
)xi = P.(
1+i
)
… …
Năm n F = P.(1+i)
n
n
i
F
P
)1(
1
.
+
=
HệHệ sốsố vòngvòng đờiđời: :
n

FP
i
K
)1(
1
/
+
=
–– ĐơnĐơn vịvị
n
n
i
e
FP
)1(
)1(
.
+
+
=
n: n: nămnăm vòngvòng đờiđời, ,
ii: : tỷtỷ lệlệ giảmgiảm giágiá ((vdvd. Theo . Theo tỷtỷ
suấtsuất ngânngân hànghàng))
e:e: tỷtỷ giágiá
((vdvd. . TỷTỷ giágiá hốihối đoáiđoái))
••
MôMô hìnhhình chi chi phíphí chocho côngcông trìnhtrình điệnđiện
n
n
i

A
i
A
P
)1(

1
1
+
++
+
=
A
1
A
2
A
n
(P)
…………
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
n
A
TrongTrong đóđó
AA
kk
: : DòngDòng cáccác chi chi phíphí chocho từngtừng nămnăm kk
P: P: GiáGiá trịtrị hiệnhiện tạitại thựcthực củacủa dòngdòng cáccác chi chi phíphí AA
kk

(k=0(k=0÷÷n)n)
0 1 2 n
…………
Thời gian
(P)
…………
∑
=
+
=
n
k
k
k
i
A
1
)1(
•• NếuNếu AA
00
= A= A
11
=…= A=…= A
n n
= A= A
∑
=
+
=
n

k
k
i
AP
1
)
1
(
1
.
0 1 2 n
A
1
A
2
A
n
…………
Thời
gian
(P)
…………
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
=
+
k
i
1
)

1
(
n
n
AP
ii
i
K
)1.(
1)1(
/
+
−+
=
Thời
gian
AP
n
n
KA
ii
i
A
/
.
)1.(
1)1(
. =
+
−+

=
•• HàmHàm khôngkhông tuyếntuyến tínhtính
củacủa chi chi phíphí hànghàng nămnăm
PA
n
n
KP
i
ii
PA
/
.
1)1(
)1.(
. =
−+
+
=
1)1(
)1.(
/
−+
+
=
n
n
PA
i
ii
K

••
VíVí dụdụ::
(P)
0
1
2
T*
C
1
C
2
C
n
…………
Thời gian
…………
C
0
L
2
L
3
L
1
T*+1
T*+2
T
…………
…………
– Dự án xây dựng hệ thống công nghiệp.

– Vốn đầu tư C
k
(k=0÷T*) xảy ra tại năm T* trong thời gian lắp
đặt.
– Phí tổn vận hành L
k
(k=1÷T-T*) trong suốt thời gian sử dung
hệ thống , (T–T*) năm.
0
1
2
T*
…………
T*+1
T*+2
T
…………
Hoàn thành lắp đặt
(cơ bản)
Hiện tại
Thời gian
sử dụng
∑
−
=
+
=
*
1
)

1
(
TT
k
k
k
i
L
OM
∑
=
−
+=
*
0
*
)1.(
T
j
jT
j
iCC
•• VốnVốn đầuđầu tưtư vàvà chi chi phíphí vậnvận hànhhành đượcđược quyquy đổiđổi vềvề thờithời
nămnăm trướctrước nhưnhư sausau
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
=
+
1
)

1
(
k
i
=
0
j
•• HàmHàm chi chi phíphí tínhtính toántoán
∑∑
−
==
−
+
++=+=
*
1
*
0
*
)1(
)1.(
TT
k
k
k
T
j
jT
j
i

L
iCOMCTC
MinOMCTC
⇒
+
=
•• Chi Chi phíphí tínhtính toántoán tốitối ưuưu vềvề kinhkinh tếtế (NPV (NPV nhỏnhỏ nhấtnhất))
–– NếuNếu thờithời giangian lắplắp đặtđặt làlà 1 1 nămnăm (T*=0)(T*=0)
∑
=
+
+=
T
k
k
k
i
L
CTC
1
)
1
(
•• ChúChú ý ý mộtmột sốsố trườngtrường hợphợp riêngriêng nhưnhư sausau::
3. 3. PhươngPhương pháppháp phânphân tíchtích kinhkinh tếtế kỹkỹ thuậtthuật
3.2. 3.2. PhươngPhương pháppháp dùngdùng hàmhàm chi chi phíphí vòngvòng đờiđời
=
+
k
i

1
)
1
(
–– NếuNếu giảgiả thiếtthiết phíphí tổntổn vậnvận hànhhành hànghàng nămnăm ítít thaythay đổiđổi thìthì
LL
kk
=L (k=1=L (k=1÷÷T)T)
AP
T
k
k
KLC
i
LCTC
/
1
.
)1(
1
. +=
+
+=
∑
=
–– Chi Chi phíphí hànghàng nămnăm nhỏnhỏ nhấtnhất
MinLKCAC
PA
⇒
+

=
/
.
1)1(
)1.(
/
−+
+
=
n
n
PA
i
ii
K
Với