đề cương lý thuyết môn cung cấp điện

Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
1.Quá trình hình thành dự án cung cấp điện
Dự án cung cấp điện có thể là xây dựng hệ thống cung cấp điện mới, cũng có thể là cải tạo phát triển hệ thống đã
có. Cũng giống như bất cứ một dự án nào khác, dự án cung cấp điện được bắt đầu từ nhu cầu thực tế. Khi đã được
sự đồng ý của các cấp có thẩm quyền, sẽ tiến hành chuẩn bị các tư liệu cần thiết để thực hiện các giai đoạn tiếp
theo. Quá trình hình thành dự án cung cấp điện bao gồm nhiều giai đoạn: Nghiên cứu tiền khả thi, thiết kế sơ bộ,
thiết kế chi tiết, thực thi dự án. Nếu dự án được thực hiện theo yêu cầu về chính trị, xã hội thì bỏ qua giai đoạn
nghiên cứu tiền khả thi.
2.1.Một số yêu cầu cơ bản đối với thiết kế cung cấp điện
- Thiết kế cần tính đến khả năng áp dụng các phương tiện, thiết bị hiện đại và các phương pháp xây dựng, vận
hành hiệu quả nhất. Các phương án áp dụng cần phải có sự so sánh kinh tế - kỹ thuật.
- Trong các đồ án thiết kế cung cấp điện chỉ xét đến các thiết bị được sản xuất tại các nhà máy theo các tiêu
chuẩn.
- Để xét đến độ tin cậy cung cấp điện, phụ tải điện được phân thành 3 loại: I, II và III.
- Thiết kế cung cấp điện phải tính cho phụ tải dự báo trong chu kỳ tính toán. Các phần tử sơ đồ được chọn ứng
với sự phát triển của phụ tải mà không cần đến sự cải tạo mạng điện. Các đường dây được chọn ứng với phụ tải
dự báo toàn phần còn trạm biến áp có thể được chọn với sự nâng cấp theo giai đoạn công suất máy biến áp.
- Việc tính toán phụ tải phải xét đến các hệ số đồng thời và hệ số tham gia vào cực đại.
- Các tham số của tất cả các thiết bị điện phải phù hợp với các tham số của mạng điện cung cấp cho chúng ở mọi
chế độ.
- Các thiết bị điện và vật liệu phải có khả năng chịu sự tác động của môi trường. Các thiết bị phải được chọn phù
hợp với các tiêu chuẩn quy định. Khi lựa chọn các phương án cần ưu tiên cho các phương án có áp dụng các thiết
bị và công nghệ tiên tiến và các thiết bị hợp bộ.
- Việc lựa chọn các phần tử mạng điện cần xét đến sự thuận tiện trong vận hành, sửa chữa và thay thế thiết bị.
Việc lựa chọn các phần tử cơ bản của sơ đồ để đánh giá chi phí của các phương án thiết lập sơ đồ cung cấp
điện. Xác định một cách sơ bộ các tham số của các phần tử, mà sẽ được hiệu chỉnh trong quá trình thiết kế chi
tiết. Khi so sánh các phương án chỉ cần xét đến các phần tử chính là đường dây và trạm biến áp.
2.2.Phương pháp trình bày báo cáo khoa học và thuyết minh thiết kế
Cấu trúc của báo cáo
Báo cáo khoa học và thuyết minh thiết kế (sau đây gọi tắt là báo cáo) là văn bản trình bày các kết quả
nghiên cứu và tính toán thiết kế. Nội dung của bản báo cáo khoa học nói chung và bản thuyết minh thiết kế nói

riêng thường bao gồm ba phần chính là: Mở đầu, nội dung và kết luận.
Phần mở đầu cần được trình bày ngắn gọn, nhưng phải đầy đủ những thông tin cần thiết nhằm khái quát
hóa tính thời sự, cấp thiết của dự án thiết kế, lý do thực hiện đề án, cơ sở luận chứng, mục đích, yêu cầu và phạm
vi của đề án. Những thông tin về hiệu quả của đề án cũng như sản phẩm đạt được cũng rất cần được thể hiện
trong phần mở đầu. Như vậy có thể nhận thấy phần mở đầu, thực chất lại được viết sau khi đã hoàn thành dự án.
Phần nội dung, cũng là phần chính của báo cáo, bao gồm các mục: cơ sở lý thuyết chung (luận cứ lý
thuyết), các vấn đề cần giải quyết (có thể trình bày theo từng chương), các kết quả nghiên cứu và tính toán. Cuối
mỗi chương, mục lớn cần có nhận xét của tác giả. Trong quá trình thực hiện đề án nhiều khi ta phải đứng trước sự
lựa chọn, ví dụ lựa chọn phương pháp tính toán, lựa chọn phương án thực hiện v.v. vì vậy cần phải có những phân
tích hợp lý để khẳng định cách lựa chọn là đúng đắn.
Phần kết luận và kiến nghị bao gồm các nội dung: các kết quả tổng thể, các kiến nghị rút ra từ các kết quả
nghiên cứu. Trong phần kết luận phải thể hiện được sản phẩm thực của đề án, vì vậy không nên tập hợp tất cả, mà
1


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
chỉ trình bày những kết quả nổi bật nhất, khác biệt so với những gì đã biết từ trước đến nay, tránh bàn luận, phân
tích dài dòng, chỉ kết luận những nội dung được thực hiện trong đề án một cách ngắn gọn nhất. Phần kết luận phải
được trình bày sao cho người đọc thấy được hiệu quả và sự thành công của dự án.
Phần kiến nghị thường nêu lên những gì mà đề án chưa thể hoàn thiện được như mong muốn, những gợi ý
tiếp tục phát triển dự án và đề xuất áp dụng những kết quả đạt được trong thực tế.
Một phần không thể thiếu đối với báo cáo là danh mục tài liệu tham khảo. Vấn đề là ở chỗ các nghiên cứu,
tính toán được thực hiện trong dự án là dựa trên cơ sở kế thừa các kiến thức của những người đi trước. Các
phương pháp, số liệu mà tác giả áp dụng phải được chỉ rõ nguồn tài liệu bằng cách ghi số thứ tự của tài liệu tham
khảo trong ngoặc vuông, ví dụ hệ số đồng thời k đt=0,8 [1], có nghĩa là hệ số này được lấy từ tài liệu thứ nhất trong
danh mục tài liệu tham khảo.
Phần mục lục có thể đặt ở đầu hoặc cuối của báo cáo. Trong phần mục lục không cần biểu thị quá chi tiết
mà chỉ cần các chương mục chính.
Phương pháp trình bày
1) Phần văn bản

Phần văn bản được trình bày bằng văn phong kỹ thuật. Khác với văn phong dùng trong khoa học xã hội,
nơi thường dùng các loại từ trừu tượng, khái quát, chung chung, văn phong kỹ thuật rất ngắn gọn, rõ ràng và
chính xác. Cần có sự thống nhất trong trình bày các thuật ngữ khoa học. Để tăng tính khách quan, khoa học, trong
văn bản thường sử dụng các câu vô nhân xưng, có chủ ngữ phiếm chỉ. Ví dụ: Dễ dàng nhận thấy rằng …; Vấn đề
đặt ra là …; Như đã biết … v.v.
Cách sử dụng câu ở thể bị động cho phép biểu thị dễ dàng vấn đề cần trình bày. Ví dụ thay vì nói “Chúng tôi
thực hiện thí nghiệm trong điều kiện trong môi trường ẩm ướt”, nên nói là “Thí nghiệm được thực hiện hiện trong
môi trường ẩm ướt”. Đối với những câu danh xưng thường trong báo cáo được sử dụng đại từ ngôi thứ nhất số
nhiều để chỉ tác giả, như: ta, chúng ta, chúng tôi. Trong nhiều trường hợp cũng có thể dùng đại từ ngôi thứ ba
“người ta”. Cách dùng từ như vậy thể hiện sự khiêm tốn của tác giả và cho phép khách quan hóa vấn đề.
Để đảm bảo tính logic và liên tục của báo cáo, các từ liên kết được áp dụng như: tóm lại, như đã trình bày,
nói cách khác, như đã biết, theo như, vấn đề tiếp theo là, bây giờ ta xét v.v.
Các công thức cần có số hiệu và được trình bày ở giữa trang giấy (cách đều hai lề). Các số hiệu cho phép
gọi lại công thức khi cần mà không cần nhắc lại. Các ký hiệu trong biểu thức cần phải được giải thích đầy đủ ở
lần gặp đầu tiên. Khi thực hiện một phép tính, trước hết cần viết biểu thức, sau đó điền các giá trị của các đại
lượng vào các vị trí tương ứng và trình bày kết quả tìm được. Nếu có nhiều phép tính giống nhau thì không cần
phải lặp lại, mà chỉ cần ghi tính toán tương tự và kết quả thể hiện dưới dạng bảng biểu.
Đầu đề các chương mục và tiểu mục của văn bản cần phải được thống nhất kiểu chữ phong chữ và quy
cách trong suốt báo cáo. Các mục cấp một được để ở đầu trang, không nên để các đề mục ở cuối trang. Thứ tự các
mục và tiểu mục thường được trình bày bằng chữa Ả rập theo kiểu sơ đồ phả hệ: mục cha, con, cháu v.v. ví dụ: 3;
3.1; 3.1.1. Tuy nhiên số thế hệ không nên quá nhiều (≤ 4).
* Viết tắt và thuật ngữ có gốc nước ngoài: Các thuật ngữ viết tắt là những từ hay cụm từ được lặp lại
nhiều lần, thuật ngữ cần viết tắt được viết đầy đủ khi xuất hiện lần đầu tiên và ngay sau đó đặt kí hiệu tắt trong
ngoặc đơn, tuy nhiên không nên lạm dụng viết tắt. Không được viết tắt ở các đầu mục.
Đối với thuật ngữ hay cụm từ có nguồn gốc nước ngoài thì phiên âm theo quy định. Trong những trường
hợp còn tranh luận về phiên âm thì có thể để nguyên văn đối với các ngôn ngữ có nguồn gốc latinh, ngoại trừ các
ngôn ngữ bằng chữ tượng hình.
2

Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
* Trích dẫn trong báo cáo: Các thông tin kèm theo phần trích dẫn phải bảo đảm các yếu tố để người đọc
có thể tìm được tài liệu gốc khi cần. Các trích dẫn phải kèm theo dấu [ ], ví dụ Glazunop M.V. [23] cho rằng. Số
23 ở ví dụ trên là thứ tự tài liệu trong danh mục tài liệu tham khảo có sử dụng . Trường hợp cả số tài liệu và số
trang của tài liệu thì ghi kết hợp như sau: [23, tr. 114÷116] nghĩa là trang tham khảo là 114÷116 ở tài liệu 23. Khi
dùng nhiều tài liệu cho một nội dung trích dẫn thì ghi các tài liệu cách nhau một dấu phẩy, ví dụ: “...nội dung
trích...”[4], [15], [27].
2) Bảng biểu và hình vẽ
Bảng biểu là cách thể hiện các kết quả ngắn gọn và hiệu quả. Bảng biểu cần phải quy hoạch sao cho đơn
giản và rõ ràng nhất. Số hiệu và tên của bảng biểu được trình bày ở phía trên, các chú thích được trình bày ở phía
dưới.Vị trí của bảng biểu được thể hiện ở giữa trang giấy.
Lượng thông tin do các biểu đồ, hình vẽ đem lại nhiều hơn so với cách mô tả bằng bảng biểu và càng
nhiều hơn so với văn bản. biểu đồ và hình vẽ cho phép thể hiện mối liên hệ trực quan giữa các yếu tố của một hệ
thống hoặc một quá trình. Thông thường hình vẽ được trình bày ở giữa trang, tuy nhiên trong một số trường hợp
hình vẽ cũng có thể được trình bày ở sát lề trái hoặc lề phải. Hình vẽ phải có số hiệu, tên và chú thích. Khác với
bảng biểu, tên của hình vẽ được trình bày ở phía dưới. Các bản vẽ kỹ thuật phải được trình bày theo đúng các quy
định như nét vẽ, kiểu chữ, cách trình bày, khung tên v.v.
3) Tài liệu tham khảo
Tài liệu tham khảo là phần không thể thiếu đối với một công trình nghiên cứu, thiết kế. Chỉ nên đưa vào danh
mục tài liệu tham khảo khi có sử dụng các thông tin trong báo cáo. Các thông tin cơ bản của một tài liệu tham
khảo là: Tên tác giả; Tên tài liệu; Cơ quan công bố: NXB, Tạp chí...; Địa danh NXB; Năm công bố tài liệu. Gần
đây theo quy định mới về cách trình bày báo cáo tốt nghiệp, thông tin về năm công bố tài liệu để ngay sau tên tác
giả.
Tài liệu tham khảo nên được trình bày theo khối ngôn ngữ (tiếng Anh, Pháp, Nga, Việt v.v.) và theo vần
ABC ở từng khối tiếng. Không phiên âm tài liệu nước ngoài, kể cả tài liệu có gốc từ Latinh. Chữ cái dùng để xếp
thứ tự căn cứ vào tên nếu là người Việt Nam và họ nếu là người nước ngoài.
3.Đặc tính tĩnh của phụ tải điện
Đặc tính tĩnh (Static Load Characteristics) của phụ tải biểu thị mối quan hệ phụ thuộc giữa công suất tiêu
thụ và các tham số điện, tần số. Đặc tính này có thể biểu thị dưới các mô hình cơ bản là:
a) Mô hình hàm mũ (Exponential Models)

Đặc tính tĩnh của phụ tải dạng hàm mũ được biểu thị bởi các biểu thức:
U αU f α f
) ( )
U0
f0

(2.3)

U βU f β f
) ( )
U0
f0

(2.4)

P = P0 (

và

Q = Q0 (

Trong đó:
P, Q – công suất tác dụng và phản kháng tiêu thụ bởi thiết bị điện;
U, f – giá trị điện áp và tần số
Pn, Qn, Un, fn –các tham số tiêu chuẩn (coi là tham số định mức) của thiết bị điện;
αU, βU, αf, βf – các hệ số hồi quy, xác định từ các số liệu thống kê.
Biểu thị dưới dạng đơn vị tương đối:
3

Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
P* =

Hay:

P
U
f α
= ( )αU ( ) f
Pn
Un
fn
α

P* = U *αU f * f ;

(2.5)
(2.6)

Đối với công suất phản kháng:
Q* =

Q Qn U βU f β f
=
( ) ( )
Pn Pn U n
fn

(2.7)

Hệ số công suất phản kháng tgϕ = Qn/Pn có thể biểu thị như là hàm số phụ thuộc vào hệ số phụ tải kpt:
tgϕ =

Qn
1
= ± 2 −1 ;
Pn
k pt

Ký hiệu ± biểu thị hệ số phụ tải thụ động/chủ động (lagging/leading). Sau khi thay thế giá trị tgϕ vào biểu thức
(2.7) ta được:
βf

Q* = tgϕ .U *βU f*

(2.8)

Các biểu thức (2.3) ÷ (2.8) hoàn toàn phù hợp trong phạm vi biến đổi của điện áp ± 10% và của tần số ± 2,5%.
Các tham số của mô hình phụ thuộc của phụ tải xác định trên cơ sở phân tích số liệu thống kê của một số
thiết bị dùng điện được biểu thị trong bảng 2.1. Trong đó sáu hệ số đầu ứng với các phụ tải động lực, còn năm hệ
số sau - ứng với phụ tải không động lực. Hệ số N n biểu thị tỷ phần phụ tải động lực của tải. Ví dụ, cả máy lạnh có
tỷ phần phụ tải động lực là 80% và phụ tải không động lực là 20%. Trên cơ sở các mô hình trên có thể xây dựng
các đường đặc tính tiêu thụ điện của các thiết bị. Đường đặc tính tĩnh của động cơ máy bơm được thể hiện trên
hình 2.1.
Bảng 2.1. Các tham số của mô hình phụ tải của một số thiết bị điện
Thiết bị điện
Các hệ số của mô hình
kpt
Nn
kpt αUn αfn βUn βfn

αU
αf
βU
βf
Tủ lạnh
0,84 0,8 0,5 2,5 -1,4 0,8
1
2
0
0
0
Máy giặt
0,65 0,08 2,9 1,6 1,8
1
Máy rửa bát
0,99 1,8
0
3,5 -1,4 0,8
1
2
0
0
0
Bình nóng lạnh
1
2
0
0
0
0

Đèn sợi đốt
1
1,54
0
0
0
0
Đèn h. quang
0,9 0,08
1
3
-2,8
0
TV màu
0,77
2
0
5,2 -4,6
0
Máy bơm, quạt 0,87 0,08 2,9 1,6 1,8
1
Môtơ
công 0,8 0,1 2,9 0,6 -1,8
1
nghiệp
(CN)
3
nhỏ
Môtơ CN lớn
0,89 0,05 1,9 0,5 1,2

1
Máy bơm nông 0,85 1,4 5,6 1,4 4,2
1
nghiệp
Thiết bị tự dùng 0,8 0,08 2,9 1,6 1,8
1
NMĐ

4


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3

a)

b)
Hình 2.1 Đặc tính tĩnh của phụ tải động cơ máy bơm
a – Phụ tải tác dụng ; b – Phụ tải phản kháng .
b) Mô hình dạng đa thức (Polynomial Models)
Mô hình biểu thị sự phụ tải của phụ tải vào điện áp và tần số dạng đa thức được thể hiện như sau:

P* = (a0 + a1U * + a2U *2 )(1 + D p ∆f )
Và:

Q* =

Qn
(b0 + b1U * + b2U *2 )(1 + Dq ∆f )
Pn

(2.9)
(2.10)

Trong đó:
a và b là các hệ số hồi quy tương ứng của phụ tải tác dụng và phản kháng:
ao + a1 + a2 = 1
bo + b1 + b2 = 1
Dp – hệ số suy giảm công suất tác dụng do ảnh hưởng của tần số;
Dq – hệ số suy giảm công suất phản kháng do ảnh hưởng của tần số;
∆f – độ lệch tần số so với giá trị quy định.
c) Mô hình kết hợp hàm mũ và đa thức
Đôi khi hai mô hình trên được kết hợp với nhau để biểu thị quan hệ phụ thuộc của phụ tải vào các tham số
điện áp và tần số:
Ppoly + Pexp1 + Pexp 2
Q poly + Qexp1 + Qexp 2
P* =
và Q* =
(2.11)
P0
P0
Trong đó:

Ppoly = a0 + a1U * + a3U *2

(2.12)

Pexp1 = a4U *α1 (1 + D p1∆f )

(2.13)

Pexp 2 = a5U *α 2 (1 + D p 2 ∆f )

(2.14)

4. Biểu đồ phụ tải
Biểu đồ phụ tải phản ánh rõ nét đặc tính biến đổi của nó theo thời gian. Biểu đồ phụ tải được xây dựng
cho các thiết bị độc lập, cho nhóm thiết bị hoặc cho xuất tuyến, thanh cái trạm biến áp v.v. Dạng tiêu biểu nhất
của là biểu đồ phụ tải ngày đêm (biểu đồ phụ tải hàng ngày 24 tiếng). Trên hình 2.2. biểu thị dạng đặc trưng của
biểu đồ phụ tải sản xuất (đường cong 1) và biểu đồ phụ tải sinh hoạt (đường cong 2). Trên cơ sở phân tích biểu đồ
phụ tải ngày ta có thể dễ dàng nhận thấy phụ tải cực đại thường xuất hiện tại hai thời điểm ban ngày và ban đêm.
5


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Phụ tải không chỉ thay đổi theo thời gian trong ngày, mà còn thay đổi theo mùa, đối với vùng khí hậu nhiệt đới
như ở nước ta, có thể phân biệt đồ thị phụ tải của hai mùa rõ rệt là mùa hè và mùa đông.
Khác với các nước ở vùng ôn đới, nơi phụ
tải ở mùa đông thường lớn hơn phụ tải mùa
P
hè, ở Việt Nam do đặc thù của thời tiết nắng
1
nóng mùa hè, nên phụ tải ở mùa này cao hơn
nhiều so với phụ tải ở mùa đông. Theo số liệu
thống kê ta có thể coi đồ thị phụ tải ngày đặc
2
trưng của mùa hè là đồ thị đo vào tháng 7 và
– cho mùa đông là tháng 12. Căn cứ vào đặc
t
điểm biến đổi của phụ tải gần theo chu kỳ
hình sin, ta có thể biểu thị sự phụ thuộc giữa

0
4
8
12 16
20
phụ tải của tháng bất kỳ thứ t trong năm theo Hình242.2. Biểu đồ phụ tải ngày đặc trưng:
1 – Phụ tải sản xuất;2 – phụ tải sinh hoạt.
biểu thức:
P + Pi12 Pi 7 − Pi12
π .t
Pit = i 7
+
cos
(2.15)
2
2
2
Trong đó:
Pi7 và Pi12 – phụ tải giờ thứ i tương ứng ở tháng 7 (mùa hè) và tháng 12 (mùa đông).
Giá trị phụ tải giờ thứ i ở tháng thứ t trong năm có xét đến sự gia tăng công suất (động học phát triển của
phụ tải) được biểu thị:
t
Pit . pt = Pit [1 + (a p − 1) ]
(2.16)
12
ap – hệ số gia tăng phụ tải trung bình hàng năm.
Như vậy, đối với mỗi điểm tải ta có thể xác định được đồ thị phụ tải của 12 tháng trên cơ sở giá trị phụ tải
đo được trong 24 giờ. Phương pháp trên cũng hoàn toàn có nghĩa đối với phụ tải phản kháng. Khi đã có đồ thị
phụ tải ta có thể dễ dàng xác định được các tham số cần thiết cho quá trình tính toán và phân tích mạng điện:
Giá trị phụ tải trung bình trong năm được xác định theo biểu thức:

Ptb =

1 24 Pi 7 + Pi12
∑ 2
24 i =1

(2.17)

Giá trị bình phương phụ tải trung bình:
Ptb2 =

24
24
24
1
2
(3∑ Pi 72 + 2∑ Pi 7 Pi12 + 3∑ Pi12
)
192 i =1
i =1
i =1

(2.18)

Thời gian sử dụng công suất cực đại:
TM = 8760.Ptb.10-2;
Thời gian tổn thất cực đại:

(2.19)

τ = 8760.Ptb2 .10 −4

(2.20)

Trên cơ sở các số liệu khảo sát phụ tải thực tế, các tham số của đồ thị phụ tải đặc trưng của các hộ dùng
điện trong sinh hoạt và sản xuất được thể hiện trong bảng 2.2 sau:
Bảng 2.2. Các tham số của đồ thị phụ tải của một số hộ dùng điện cơ bản.
Loại phụ tải
Ptb, %
TM, h
τ, h
Dịch vụ công cộng
49,88
4369
2180
6


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Chiếu sáng căn hộ
31,35
2746
861
Chiếu sáng công sở
28,79
2522
726
Chiếu sáng đường phố
32,30
2829

914
Thiết bị gia dụng
62,32
5459
3402
Động lực nhỏ
56,05
4910
2752
Cấp nước
94,24
8255
7780
Công nghiệp luyện kim
83,13
7282
6054
Công nghiệp hóa chất
84,46
7398
6249
Chế tạo máy cái
76,95
6741
5187
Chế tạo máy
68,69
6017
4133
Công nghiệp nhẹ

75,91
6649
5048
Công nghiệp thực phẩm
82,18
7199
5916
Sản xuất giấy
85,69
7506
6432
Cơ khí xây dựng
65,93
5775
3808
Điện năng tiêu thụ được xác định theo biểu thức:
A = PM.TM
(2.21)
Cơ cấu và giá trị của phụ tải sinh hoạt phụ thuộc vào mức sống trung bình và phương pháp sử dụng năng
lượng trong sinh hoạt. Các kết quả nghiên cứu và thống kê về phụ tải sinh hoạt khu vực thành phố được biểu thị
trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Giá trị điện năng tiêu thụ trung bình trong sinh hoạt tính trên đầu người dân
Sinh hoạt gia đình
kWh/ng Khu vực công cộng
kWh/ng
Chiếu sáng
66,37
Chiếu sáng tòa nhà
54,87
Thiết bị gia dụng

123,01
Chiếu sáng đường
23,01
Nấu ăn
66,37
Phụ tải động lực nhỏ
99,12
Làm mát
21,24
Cấp nước
102,65
Nước nóng
16,81
Nhà ăn
51,33
Khác
4,42
Khác
42,48
Tổng
293,81
377,88
Như vậy tổng điện năng tiêu thụ trung bình trong sinh hoạt và công cộng trên một đầu người dân thành phố sẽ là
671,68 kWh/ng.năm.
5.Các phương pháp tính toán phụ tải điện
5.1. Phương pháp phân tích
Các phương pháp phân tích về nguyên tắc dựa trên các đặc điểm công nghệ của quá trình sản xuất và chế độ làm
việc của các thiết bị điện có xét đến các quy luật ngẫu nhiên của phụ tải. Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến quá trình tiêu
thụ điện, vì vậy quá trình phân tích phụ tải điện hết sức phức tạp, việc xác định phụ tải tính toán với độ chính xác cao, đòi
hỏi nhiều dữ liệu và khối lượng tính toán lớn. Để đơn giản hóa bài toán, các phương pháp phân tích xác định phụ tải điện

được áp dụng với một số giả thiết, mà có thể dẫn đến những sai số nhất định. Nhóm các phương pháp phân tích bao gồm:
5.1.1. Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số đồng thời

Với đặc tính ngẫu nhiên, các hộ dùng điện không phải lúc nào cũng được đóng trong mạng, mà ở từng
thời điểm nhất định một số này được đóng, số khác lại được cắt ra. Tính chất này của phụ tải được biểu thị bởi hệ
số đồng thời kđt. Phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức:
n

Ptt = k đt ∑ Pni

(2.22)

i =1

Trong đó:
Pni – công suất định mức của thiết bị điện thứ i;
7


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số lượng thiết bị tiêu thụ điện trong mạng.
Giả sử trong nhóm n thiết bị ở thời điểm xét có m thụ điện được đóng vào lưới thì hệ số đồng thời có thể
xác định theo biểu thức:
m

k đt =

∑P
i =1
n

ni

∑P
i =1

;

(2.23)

ni

m – số lượng thiết bị đang làm việc
n – tổng số thiết bị có trong nhóm.
Đối với nhóm thụ điện đồng nhất (nhóm thiết bị có công suất và chệ độ tiêu thụ điện giống nhau), hệ số
đồng thời có thể xác định theo công thức:

k đt =

m
;
n

(2.24)

Trong thực tế các thụ điện đóng vào lưới một cách ngẫu nhiên. Cho nên việc xác định hệ số đồng thời chỉ có thể dựa
trên quan điểm xác suất thống kê. Với các đặc số:

kỳ vọng toán M(m) = np
và phương sai D(m) = npq,

trong đó: p là xác suất đóng trung bình trong thời gian khảo sát;
q =1- p là xác suất không đóng của thiết bị.
Khi số lượng n khá lớn có thể coi sự phân bố của phụ tải tuân theo quy luật phân bố chuẩn, lúc đó xác suất đóng
m thiết bị vào lưới được xác định theo biểu thức:

pn( m )

1 m −
=
∫e
σ 2π 0

( m − M ( m )) 2
2.σ 2

dm ;

(2.25)

Theo quy tắc β-xích ma (quy tắc ba xích ma mở rộng) ta có giá trị cực đại của số lượng m thụ điện đóng trong
mạng là
m = M(m) + βtσ
σ - độ lệch trung bình bình phương: σ = D(m) = npq ;
βt - Bội số tản hay độ lệch qui định (còn gọi là hệ số thống kê), phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị trong lân cận kỳ
vọng toán ± βtσ. Trong tính toán phụ tải giá trị βt thường được lấy trong khoảng 1,5÷2,5. Như vậy:

m = np + βt npq ;
Chia hai vế của phương trình này cho n ta được
k đt = p + β t

p.q
;
n

(2.26)

Đây là biểu thức cho phép xác định hệ số đồng thời theo các đặc tính xác suất thống kê. Để đơn giản cho
việc thiết kế, người ta tính sẳn giá trị của hệ số đồng thời phụ thuộc vào số lượng thụ điện, ứng với một xác suất
đóng nhất định nào đó cho trong các sổ tay thiết kế. Cần lưu ý là hệ số đồng thời được xác định ứng với từng thời
điểm cụ thể, thường là giờ cao điểm ban đêm và cao điểm ban ngày.
5.1.2. Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số nhu cầu

Phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức:
8


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
n

Ptt = knc ∑ Pni

(2.27)

i =1

Hệ số nhu cầu được biểu thị bởi tỷ số giữa công suất tính toán và công suất định mức của nhóm thiết bị dùng điện.

k nc =

Ptt PM

=
;
Pn
Pn

(2.28)

Trước hết ta xét nhóm thụ điện đồng nhất. Theo lý thuyết xác suất thống kê, công suất cực đại có thể biểu
diễn thông qua các giá trị của tập quan sát.
PM = Ptb + βt σ X ;

(2.29)

Ptb- Kỳ vọng toán hay giá trị trung bình của phụ tải;

σ X - Độ lệch tiêu chuẩn hay độ lệch trung bình bình phương của tập tổng quát;
Giá trị công suất trung bình được xác định theo biểu thức:
n

Ptb = k sdΣ ∑ Pni ;

(2.30)

i =1

Trong đó:
ksdΣ - hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị điện, xác định theo biểu thức:
n

∑ Pn i k sdi

k sd ∑ = i =1n

∑ Pn i

(2.31)

i =1

ksdi – hệ số sử dụng của thiết bị thứ i
Đối với nhóm thụ điện đồng nhất thì
P1 = P2 = ... = Pn và σ1 = σ2 = ... = σn.
1 n
2
Ta thấy σ X = D( X ) mà X = ∑ xi nên ta có thể viết :
ni i =1
D( x ) = D (

Hay

1 n
1 n
1
σ2
.∑ x i ) = 2 .∑ D ( xi ) = 2 n.σ 2 =
ni i =1
n
n i =1
n

σX =

σ
n

;

Thay các giá trị tương ứng với một số biến đổi đơn giản ta được:
n
βσ
PM = k sdΣ ∑ Pni + t ;
(2.32)
n
i =1
Thay σ = kv Ptb (trong đó kν là hệ số biến động của phụ tải) và chia 2 vế (2.32) cho tổng công suất định mức ΣPni
và sau một vài biến đổi ta được:
k nc = k sdΣ +

1 − k sdΣ

(2.33)
n
Đối với nhóm tiêu thụ điện bất kỳ, hệ số nhu cầu cũng xác định tương tự nhưng thay giá trị của số lượng
tiêu thụ điện n bằng giá trị hiệu dụng nhd, tức là :
9


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
k nc = k sdΣ +

1 − k sdΣ

;

n hd

(2.34)

Trong đó:
nhd – số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị điện, có thể xác định theo biểu thức:

n hd =

(∑ Pni ) 2

;

∑P

2
ni

Nếu số lượng thụ điện n > 4 và giá trị của tỷ số k =

(1.35)
Pmax
nhỏ hơn các giá trị kb cho trong bảng 2.4, ứng với hệ số
Pmin

sử dụng tổng hợp, thì có thể lấy giá trị nhq= n.

Bảng 2.4. Điều kiện để xác định nhd
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
ksd∑

0,7

0,8

> 0,8

kb
3
3,5
4
5
6,5
8
10
K0 g.hạn
Trong trường hợp ksd∑ < 0,2 thì cần tiến hành xác định nhd theo một phương pháp riêng như sau:
- Phân riêng các thiết bị có công suất lớn hơn một phần hai công suất của thiết bị lớn nhất trong nhóm,

Pi ≥

Pmax
;

2

- Xác định số lượng thiết bị n1 của nhóm này.
- Xác định tổng công suất định mức của nhóm n1 thiết bị
- Tìm các giá trị tương đối
n1

∑ ni
n
n* = 1 và P* = i =n1
;
n
P
∑
P

(2.36)

nj

j =1

- Xác định giá trị tương đối n*hq theo biểu thức
*
nhd
=

0,95
P*2
(1 − P* ) 2 ;

+
1 − n*
n*

- Xác định số lượng hiệu dụng
nhd = n*hd.n

(2.37)

(2.38)

5.1.3. Xác định phụ tải theo phương pháp hệ số tham gia vào cực đại

Phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức:
n−1

Ptt .Σ = Ptt .M + ∑ ktMi Ptt.i ,

(2.39)

1

Trong đó:
Рtt..M – giá trị phụ tải tính toán lớn nhất trong các nhóm thiết bị được cung cấp từ tủ phân phối;
Рtt.i, – giá trị phụ tải tính toán của nhóm thứ i (trừ nhóm lớn nhất);
n – số nhóm tải.
ktMi – hệ số tham gia vào cực đại của nhóm thiết bị thứ i.
10

Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Hệ số tham gia vào cực đại là tỷ số giữa công suất tiêu thụ của thiết bị hoặc nhóm thiết bị ở giờ cao điểm và công
suất cực đại của chúng (hình 2.3).

ktM =

PMt
;
PM

(2.40)

Pmt -Công suất tiêu thụ ở giờ cao điểm của hệ thống;
PM - Công suât cực đại của nhóm thiết bị.
P

Hình 2.3. Đồ thị phụ tải của hệ
thống (1) và của nhóm thiết bị dùng

PM
PMt

1
2

5.2. Phương pháp mô phỏng
Sự phức tạp và tính phi tuyến của các
0
tc
24

bài toán cung cấp điện dẫn đến việc áp dụng
phương pháp mô phỏng các quá trình ngẫu nhiên. Phươngh pháp này được xây dựng trên cơ sở kết hợp lý thuyết xác suất
thống kê và phương pháp luận của việc tính toán phụ tải. Cơ sở của phương pháp là dựa trên quy luật phân bố nhiệt độ đốt
nóng dây dẫn gây ra bởi dòng điện phụ tải. Do sự phức tạp của quá trình phân bố nhiệt, nên để đơn giản hóa cho việc xây
dựng mô hình, cần đưa ra một số giả thiết sau:
- Nhiệt độ tại điểm bất kỳ của tiết diện mặt cắt dây dẫn coi như không đổi dọc theo chiều dài đường dây;
Dây dẫn được coi là đồng nhất với nhiệt trở trong bằng không.
Với những giả thiết như vậy phương trình cân bằng nhiệt đối với dây cáp ba pha đặt trần trong nhà được biểu thị theo
biểu thức:

3I2 R0(1+αθ.θ)dθ = C.dθ + A. θ.dt,

(2.41)

Trong đó:
R0 – điện trở của dây dẫn ở nhiệt độ 20°С , Ω;
θ - nhiệt độ đốt nóng dây dẫn, 0C;
αθ - hệ số nhiệt điện trở, 1/°С;
C - tỷ nhiệt, J/°С;
A - hệ số trao đổi nhiệt, tính đến lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh theo các phương thức dẫn nhiệt, đối
lưu và bức xạ W/°С .
Từ biểu thức (2.41) ta nhận được phương trình quá nhiệt của dây dẫn so với nhiệt độ của môi trường xung
quanh là:
α R
3R
C dθ
+ (1 − 3 θ 0 I 2 )θ = 0 I 2 (t )
A dt
A
A

(2.42)

Các kết quả khảo sát cho thấy sự gia tăng của hệ số truyền nhiệt trung hòa sự gia tăng đồng thời của điện trở
R=R0(1+αθ.θ). Bởi vậy trong phương trình (2.42) với sai số cho phép đối với dòng điện tính toán I có thể coi αθ ≈
0 và A ≈ const = A0. Khi đó biểu thức (2.42) có dạng:
T

3R
dθ
+ θ = 0 I 2 (t ) ,
dt
A0

(2.43)

T

dθ
+ θ = kθ I 2 (t ) ,
dt

(2.44)

Trong đó:
T = C/A0 – hằng số thời gian đốt nóng dây dẫn;
11


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3

kθ =

3R0
;
A0

(2.45)

Như vậy cùng với các giả thiết trên sẽ có hai đại lượng không phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng là hằng số
thời gian đốt nóng và điện trở tác dụng. Ở chế độ xác lập, khi nhiệt độ không thay đổi đáng kể, thì các giả thiết
này sẽ không dẫn đến những sai số đáng kể. Để tiện tính toán ta đặt:
θ (t )
ZT =
,
(2.46)
kθ

Như vậy biểu thức (2.44) sẽ có dạng:
dZ (t )
T T + Z T (t ) = I 2 (t )
(2.47)
dt
Hay áp dụng cho biểu đồ phụ tải nhóm P(t),
dZ (t )
T PT + Z PT (t ) = P 2 (t )
(2.48)
dt
Đại lượng ZT(t) được gọi là liều lượng hâm nóng tính theo dòng Z PT(t), (hoặc tính theo công suất ZPT(t)), tỷ
lệ với nhiệt độ đốt nóng dây dẫn và có thứ nguyên là bình phương phụ tải.

Các dữ kiện ban đầu để xác
định phụ tải tính toán là các quá trình thay đổi của phụ tải điện. Để xây dựng mô hình phụ tải người ta áp dụng lý
thuyết hàm ngẫu nhiên và thông lượng xung (impulsive flux). Tính chu kỳ của sự biến đổi của phụ tải được hình
thành khi các thiết bị tiêu thụ làm việc với quá trình công nghệ nhất định. Việc nghiên cứu biểu đồ phụ tải này có
ý nghĩa lý thuyết rất lớn.
P

P

P

P0
tlv

t

t0

Hình 2.4. Mô hình xung của phụ tải
Mô hình biểu đồ phụ tải độc lập ngẫu nhiên cần phải được cho trước các đại lượng: Công suất tác dụng, hệ
số sử dụng ksd=Ptb/Pn và hệ số mang tải kmt=P/Pn, hệ số công suất phản kháng tgϕ, dạng và tham số của hàm hồi
quy (HQ), thời gian trung bình của chu kỳ xét.
Trong đó: Ptb – công suất tiêu thụ trung bình trung chu kỳ xét; P – công suất tiêu thụ trung bình trong thời gian
đóng điện, Pn – công suất định mức của thiết bị.
Hệ số làm việc (hệ số đóng) k lv= tlv/tck hay klv=ksd/kmt và hệ số không làm việc (hệ số cắt) k klv=1-klv chính là
xác suất thiết bị ở trạng thái đóng và trạng thái cắt. Đặc tính tác động xung của phụ tải được thể hiện với hai cấp:
xung của công suất P=ksd.Pn tác động trong thời gian tlv = ksd.tck/kmt và đại lượng không tải P0 = 0 tác động trong
thời gian t0= tck - tlv. Hệ số hình dạng đồ thị, là tỷ số giữa công suất hiệu dụng và công suất trung bình k f=Pe/Ptb,
biểu thị sự không đồng đều của đồ thị phụ tải.
Trong thực tế các thiết bị điện làm việc với một vài chu kỳ, nhưng không hoàn toàn cứng nhắc.Vì vậy hàm hồi

quy của phụ tải độc lập có thể biểu thị dưới dạng:
k(t) = Dp e-α|t| cos ωοτ,
(2.49)
12


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Trong đó:
Dp –phương sai của đồ thị phụ tải độc lập;
α –hệ số hồi quy, s-1;
ωο – tần số của thành phần chu kỳ, s-1.
Hệ số hồi quy có thể xác định với sự trợ giúp của các công nghệ phần mềm tính toán, trong đó phụ tải tính toán
được biểu thị dưới dạng quá trình xung:
Dp = Р2n ksd (kmt – ksd),
(2.50)

α=

k mt2
k sd (k mt − k sd )t ck

(2.51)

ωо =2π / tck. .
(2.52)
Biểu đồ nhóm của phụ tải
Đối với một nhóm gồm n thiết bị dùng điện với biểu đồ phụ tải chu kỳ, thì tính chu kỳ của đồ thị sẽ bị trung hòa .
Bởi vậy hàm hồi quy của đồ thị phụ tải nhóm được biểu thị dưới dạng:
k(t) = DP e-α|t|,
(2.53)

Trong đó:
DР – phương sai của đồ thị nhóm.

Mô hình biểu đồ nhóm dạng hồi quy mũ cho phép có một dự trữ nhất định trong bài toán xác định phụ tải.
Xét quy luật phân bố tung độ của biểu đồ nhóm, biểu thị phụ tải độc lập dưới dạng quá trình xung, áp dụng lý
thuyết thực nghiệm lặp lại để tính phụ tải nhóm. Số lượng thiết bị dùng điện làm việc đồng thời và phụ tải nhóm
với các đại lượng giống nhau của các xung của tất cả các thiết bị coi là tuân theo quy luật phân bố nhị thức.
Thường thì các giá trị xung của các thiết bị độc lập khác nhau, trong trường hợp đó quy luật phân bố phụ tải được
gọi là “liên hợp”. Các kết quả nghiên cứu đã chứng minh là quy luật phân bố chuẩn của phụ tải có thể coi phù hợp
đối với đường trục có trên 6 hộ dùng điện.
Thuật toán của phương pháp mô phỏng xác định phụ tải gồm các bước sau:
- Mô phỏng quần thể biểu đồ nhóm của dòng điện phụ tải I(t) hoặc công suất tác dụng P(t);
- Tính toán liều lượng hâm nóng ZT(t) hoặc (ZPT(t)) theo tích phân Dumel:
t

Z T (t ) = I 2 (0).h(t ) + ∫ [ I 2 (ξ )]t h(t − ξ )dξ

(2.54)

0

Trong đó:
h(t) = 1 – e-t/T– hàm quá độ của khâu quán tính.
- Xác định hàm thống kê phân bố liều lượng hâm nóng theo tiết diện quần thể ZT(t) (ZPT(t)), được lấy ứng
với chế độ xác lập (sau khi tắt của quá trình quá độ đốt nóng dây dẫn tại thời điểm tck);
- Xác định giá trị cực đại tính toán của liều lượng hâm nóng ZT(t) hoặc (ZPT(t)) với giá trị xác suất giới hạn
Ex cho trước tương ứng với nguyên lý tin cậy thực tế theo hàm thống kê phân bố liều lượng hâm nóng ZT(t), hoặc
ZPT(t) (giá trị mà có thể tăng quá với xác suất 0,05).
F(ZT.tt) = 1 - Ex hoặc F(ZPT.tt) = 1 - Ex ;

(2.55)

- Xác định phụ tải tính toán theo dòng điện I tt = Z T .tt hoặc theo công suất Ptt = Z PT .tt
Biểu thức xác định phụ tải tính toán có dạng:
Ptt = Z TP .tt

(2.56)

Z T .tt = Z T .tb + β ZT D( Z T ) ,

Trong đó:
13


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
ZT.tt – liều lượng hâm nóng tính toán ;
ZТ.tb – giá trị trung bình của liều lượng hâm nóng;
βzт – hệ số thống kê, phụ thuộc vào độ chính xác của phép tính.
D(ZT) – phương sai của đại lượng ZTP
Giá trị trung bình của liều lượng hâm nóng Z T.tb không phụ thuộc vào hằng số thời gian đốt nóng và bằng bình
phương giá trị hiệu dụng của biểu đồ nhóm, có thể là phụ tải tính toán bằng giá trị hiệu dụng. Theo quy luật phân phối
chuẩn, phương sai của liều lượng hâm nóng D(ZT) được xác định theo biểu thức:
2 D( P 2 ) 4 Ptb2 .D( P)
D( Z T ) =
+
(2.57)
1 + 2α .T
1 + α .T
Giá trị chính xác của hệ số thống kê βzт có thể xác định bằng phương pháp mô phỏng theo quy luật phân bố liều

lượng hâm nóng (trong thực tế nó thường nằm trong khoảng βzт=1,76÷1,97).
Thủ tục xác định phụ tải tính toán theo phương pháp liều lượng hâm nóng gồm các bước:
- Xác định giá trị trung bình của biểu đồ nhóm và liều lượng hâm nóng;
- Xác định hệ số hình dạng kf của biểu đồ nhóm;
- Xác định tham số hồi quy tương đương của biểu đồ nhóm;
- Xác định phương sai liều lượng hâm nóng theo biểu thức (2.56);
- Xác định hệ số thống kê theo biểu thức:
βzт=-0,3+1,9.kf;
(2.58)
- Xác định phụ tải tính toán theo biểu thức (2.56), coi βzт=βzтк..

Để có thể nhận được biểu đồ nhóm của phụ tải cần mô phỏng nhiều biểu đồ phụ tải tác dụng và phản
kháng độc lập. Biểu đồ nhóm của phụ tải tác dụng và phản kháng nhận được bằng cách cộng các biểu đồ độc lập
tương ứng. Theo biểu đồ nhóm của phụ tải tác dụng và phản kháng xác định biểu đồ nhóm của công suất toàn
phần.
Phương pháp mô phỏng có độ chính xác cao, nhưng có nhược điểm cơ bản của phương pháp này là khối
lượng tính toán lớn, thời gian thực hiện tính toán lâu. Nhìn chung phương pháp này chỉ áp dụng trong quá trình
nghiên cứu.
5.3. Phương pháp thực nghiệm
Các biểu thức thực nghiệm được xây dựng trên cơ sở kết quả khảo sát ở một số mạng điện cụ thể. Để xác định phụ
tải theo các phương pháp thực nghiệm đòi hỏi phải có các thông tin về đặc tính của các thiết bị tiêu thụ điện hoặc suất chi
phí điện năng của một đơn vị sản phẩm. Các phương pháp cơ bản này bao gồm:
5.3.1. Phương pháp hệ số nhu cầu và hệ số đồng thời
Như đã biết, trong phương pháp hệ số nhu cầu phụ tải của mạng điện động lực được xác định theo biểu thức:
Рtt=kncΣРni=constΣРni.
(2.59)
Phụ tải của mạng điện sinh hoạt được xác định tương tự theo hệ số đồng thời:
Рtt=kđtΣРni=constΣРni.
(2.60)

Trong đó:
ΣРni – tổng công suất đặt của nhóm thiết bị điện;
Pni – công suất định mức của thiết bị thứ i;
Khác với phương pháp phân tích, ở đây các hệ số nhu cầu knc và hệ số đồng thời kđt được coi là hằng số. Giá trị của
các hệ số này được xác định trên cơ sở số liệu thống kê của các tập mẫu và cho trong các phụ lục thiết kế mạng điện (xem
bảng 1pl ÷4pl phần phụ lục). Cách xác định phụ tải tính toán như vậy cho phép đơn giản hóa bài toán, tuy nhiên cũng
thường dẫn đến sai số lớn. Nhìn chung các phương pháp thực nghiệm được áp dụng trong quá trình tính toán thiết kế sơ bộ.
5.3.2. Phương pháp đa thức
14


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Các kết quả khảo sát cho thấy giá trị phụ tải cực đại cục bộ của thiết bị điện công suất lớn ở cùng một chế độ làm
việc lớn hơn so với thiết bị có công suất nhỏ, vì không chỉ phụ tải trung bình của nó lớn hơn, mà còn do giá trị lớn của hệ số
cực đại cục bộ. Trên cơ sở đó các chuyên gia đã áp dụng đa thức thực nghiệm cho việc tính toán phụ tải dạng:
Рtt =с1Рn1+с2Рn2+ +стРn.т,
(2.61)

Trong đó:
Рn1 –công suất của n1 thiết bị lớn nhất;
Pn2 –công suất của n2 lớn nhì và v.v;
Pn.m – công suất của nn thiết bị nhỏ nhất.
с1, с2, ,ст –các hệ số hồi quy, biểu thị chế độ tiêu thụ chung của tất cả các thiết bị trong nhóm.
Trong một số các trường hợp để đơn giản hóa bài toán, tất cả các thiết bị điện chỉ chia thành hai nhóm và như vậy
biểu thức xác định phụ tải tính toán chỉ gồm hai số hạng:
Рtt=bРn1+cРn2
(2.62)

Trong đó:
Рn1 –công suất của n1 thiết bị lớn nhất trong nhóm;

Рn2 –công suất của các thiết bị còn lại;
b, c – các hệ số hồi quy, biểu thị chế độ tiêu thụ chung của tất cả các thiết bị trong nhóm.
Nhược điểm cơ bản của các phương pháp thực nghiệm là hạn chế phạm vi ứng dụng, vì các phương pháp thực
nghiệm chỉ có thể áp dụng cho các xí nghiệp được khảo sát. Các phương pháp này không xét đến các quá trình hoàn thiện
công nghệ của thiết bị.
Ưu điểm của phương pháp thực nghiệm là đơn giản, khối lượng tính toán ít, có thể áp dụng các bảng biểu tính sẵn
của các hệ số nhu cầu, hệ số đồng thời v.v. nên rất tiện cho các bài toán thiết kế sơ bộ.

6.Trình tự xác định phụ tải tính toán
6.1. Sơ đồ tính toán phụ tải
Việc tính toán phụ tải bắt đầu từ cấp thấp đến cấp cao, theo sơ đồ phả hệ của mạng điện (hình 2.5). Trước
hết cần phân loại phụ tải theo từng nhóm tương đồng về đặc tính tiêu thụ điện (1), trên cơ sở kết quả xác định
phụ tải của từng nhóm tiến hành tổng hợp phụ tải tại tủ phân phối (2), sau đó tổng hợp phụ tải tại thanh cái trạm
biến áp phân phối (4) rồi đến trạm biến áp trung gian (5) và trạm biến áp vùng (6) v.v.
Độ chính xác của bài toán phụ tải được xác định phụ thuộc vào yêu cầu và đặc điểm của mạng điện và vào
phương pháp áp dụng giải bài toán. Cần lưu ý là các thiết bị điện sử dụng trong bài toán là thiết bị chuẩn với các
bước công suất 1,3÷1,6. Ví dụ với bước 1,6 gam công suất sẽ là 1; 1,6; 2,5; 4; 6,3; 10 v.v.. Thông thường độ
chính xác ở các cấp dưới cao hơn ở các cấp trên, tức là độ chính xác của bài toán phụ tải cao nhất ở mức thanh cái
ngay ở đầu vào của các thiết bị dùng điện.
Hình 2.5. Sơ đồ phả hệ xác định phụ tải tính
toán của hệ thống cung cấp điện
1 – phụ tải của nhóm thiết bị dùng điện; 2 – phụ
tải của tủ phân phối cung cấp cho các nhóm
thiết bị; 3 – phụ tải trên thanh cái hạ áp của trạm
biến áp phân phối; 4 – phụ tải trên thanh cái cao
áp của trạm biến áp phân xưởng có xét đến tổn
thất trong máy biến áp; 5 – phụ tải trên thanh
cái thứ cấp của trạm biến áp trung gian có xét
đến tổn thất trên các đường dây phân phối; 6 –
phụ tải trên thanh cái sơ cấp của trạm biến áp

trung gian có xét đến tổn thất trong máy biến
áp; 7 – phụ tải trên thanh cái trạm biến áp hệ
thống có xét đến tổn thất trên các đường dây

HTĐ

∼

7

110kV
TBA trung gian

6

10÷35kV

5
M

4
M

TBA phân phối
3

0,4kV
15

2

1


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3

Về nguyên tắc, phụ tải tính toán ở cấp sau được tổng hợp trên cơ sở kết quả tính toán phụ tải ở cấp trước
đó có xét đến tổn thất trên các phần tử mạng điện. Vì bài toán xác định phụ tải thường được tiến hành khi chưa
biết các tham số của các phần tử mạng điện, nên tỷ lệ tổn thất có thể lấy trung bình là 10%. Tuy nhiên, trong hàng
loạt bài toán xác định phụ tải sơ bộ, để đơn giản, người ta bỏ qua thành phần tổn thất.
Phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị được xác định theo các phương pháp riêng:
- Nhóm phụ tải động lực:
Pđl= kncΣPni;
- Nhóm phụ tải sinh hoạt:
Psh= kđtΣPni
Trong đó:
Pni – công suất định mức của phụ tải thứ i;
knc – hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải động lực, có thể lấy theo bảng 2.pl ÷ bảng 3.pl phần phụ lục;
kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số hộ, lấy theo bảng 1.pl, hoặc theo biểu đồ hình 2.6.

a)

b)
6.2. PhươngHình
pháp2.6.
tổng
hợpđồphụ
giữa
cácđồng
nhóm
Biểu

xáctải
định
hệ số
thời phụ thuộc vào số lượng căn
hộ:
Việc tổng hợp phụ tải giữa các nhóm được thực
a) Đoạn
đầu của
đồnhau,
(n=1÷20);
Đoạnhợp
sau cụ
củathể
biểu
hiện theo nhiều
phương
phápbiểu
khác
tùy từ b)
trường
cóđồ
thể(n>20)
chọn phương pháp thích hợp nhất, dưới
đây giới thiệu một số phương pháp thông dụng:
a) Phương pháp số gia
Phương pháp số gia được áp dụng thuận tiện khi các nhóm phụ tải có các tính chất khác nhau. Bảng số gia
được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số sử dụng (cho sẵn trong các sổ tay thiết
kế). Phụ tải tổng hợp của 2 nhóm được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớn với số gia của phụ tải bé.
P1-2 = Pmax + ∆Pi
PΣ = P1 + ∆P2

nếu P1 > P2
(2.63)
PΣ = P2 + ∆P1
nếu P1< P2
∆Pi- Số gia của công suất Pi, xác định theo bảng1.pl.
Để tiện cho việc lập trình khi sử dụng vi tính, thay cho việc tra bảng ta có thể sử dụng biểu thức

PΣ =

P1 + k 2 P2
P2 + k1 P1

khi P1 > P2
khi P1 < P2

Hệ số ki được xác định:
16


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
P
ki = ( i ) 0, 04 − 0,41 ; đối với mạng điện hạ áp;
(2.64)
5
P
ki = ( i )0, 04 − 0,38 ; đối với mạng điện cao áp;
5
Cần lưu ý là cách ghép các cặp nhóm cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Trong trường hợp đã
biết sơ đồ mạng điện thì trình tự tính toán được thực hiện từng cặp từ ngọn trở về thanh cái trạm biến áp. Nếu
chưa biết sơ đồ thì tiến hành tổng hợp phụ tải bắt đầu từ cặp nhóm bé nhất.

Nhìn chung phương pháp này đơn giản, dễ tính và khá chính xác, nhưng cần lưu ý là phụ tải tổng hợp của
hai nhóm phải được xác định ở cùng một thời điểm. Trong trường hợp các phụ tải thành phần không ở cùng thời
điểm thì cần tính tới hệ số tham gia vào cực đại của chúng.
b) Phương pháp hệ số nhu cầu
Phụ tải tổng hợp của các nhóm thiết bị cũng có thể được xác định theo biểu thức:
Ptt.Σ= kncΣPtt.i
(2.65)
Trong đó:
kncΣ - hệ số nhu cầu tổng hợp của các nhóm thiết bị, được xác định theo biểu thức:
1 − k sdΣ
kncΣ = k sdΣ +
;
(2.66)
N
Với N là số nhóm và ksd∑. là hệ số sử dụng tổng hợp chung của nhóm.
Trong trường hợp không có số liệu cụ thể, thì giá trị của hệ số k ncΣ có thể lấy một cách gần đúng, phụ
thuộc vào số nhóm theo bảng 4.pl (phụ lục).
c) Phương pháp hệ số tham gia vào cực đại
Phụ tải tổng hợp của các nhóm thiết bị (hoặc các điểm tải) được xác định theo biểu thức:
n−1

Ptt .Σ = Ptt .M + ∑ ktMi Ptt.i ,

(2.67)

1

Trong đó:
Рtt..M – giá trị phụ tải tính toán lớn nhất trong các nhóm thiết bị được cung cấp từ tủ phân phối;
Рtt.i, – giá trị phụ tải tính toán của nhóm thứ i (trừ nhóm lớn nhất);

n – số nhóm tải;
ktMi – hệ số tham gia vào cực đại của nhóm thiết bị thứ i, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải và thời điểm cực đại,
có thể xác định theo bảng 2,5 sau:
Bảng 2.5. Hệ số tham gia vào cực đại của một số nhóm phụ tải đặc trưng
Phụ tải
Sản xuất
Sinh hoạt

Cực đại ngày
0,8÷1
0,3 ÷ 0,4

cực đại đêm
0,4 ÷ 0,6
0,7÷ 1

Xác định hệ số công suất trung bình của mạng điện cosϕtb:
n

cos ϕ tb =

∑P
i =1

tti

cos ϕ i

n

∑P
i =1

;

(2.68)

tt i

Trong đó:
Ptt.i – công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i;
17


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
cosϕi – hệ số công suất của nhóm thiết bị thứ i.
Công suất phản kháng và công suất toàn phần được xác định theo các biểu thức quen thuộc:
P

ttΣ
QttΣ = PttΣ.tgϕtb và S ttΣ = cos ϕ
tb

(2.69)

7.Dự báo nhu cầu phụ tải điện
Dự báo nhu cầu phụ tải điện là một trong những bài toán quan trọng trong quy hoạch và phát triển hệ thống điện,
kết quả của dự báo nhu cầu điện có ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế - kỹ thuật của mạng điện và đến tiến trình
phát triển hệ thống điện. Có nhiều cách tiếp cận về dự báo phụ tải là dựa vào hệ số phát triển hoặc dựa vào các mô hình kinh
tế lượng hoặc mô hình phân tích kinh tế - kỹ thuật. Bản chất của mô hình kinh tế lượng là dựa trên mối liên hệ của các nhân

tố giá và thu nhập hoặc các thông số của hoạt động kinh tế khác với nhu cầu năng lượng. Gần đây một cách tiếp cận mới đã
được đề xuất là mô hình dự báo dựa vào kỹ thuật trí tuệ nhân tạo. Sơ đồ các phương pháp dự báo nhu cầu phụ tải điện được
thể hiện trên hình 2.7.

Hệ số phát triển

Phương pháp
dự báo phụ tải

Mạng neuron
nhân tạo

Chuyên gia

Kinh tế lượng

Kinh tế kỹ thuật
MEDEES

Hồi quy
bội

Hồi quy
đơn

Tương
quan

Hàm chữ
S

Ngoại
suy
Logistic

Hàm mũ

Parabol

Tuyến tính

Đàn hồi

MAE
D

Hình 2.7. Sơ đồ phân loại các phương pháp dự báo nhu cầu phụ tải
điện
Phương pháp ngoại suy theo mô hình tuyến tính.
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 mô hình tìm được để ngoại
suy cho giai đoạn dự báo. Các mô hình dự báo được xác định trên cơ sở phân tích tương quan hồi quy. Tùy thuộc
vào sự diễn biến của phụ tải trong các năm quá khứ
Hàm tuyến tính
Mô hình tuyến tính biểu thị sự biến đổi của phụ tải P theo thời gian t có dạng:
Pt = a.t + b
(2.78)
Trong đó:
a và b là các hệ số hối quy, được xác định theo phương pháp bình phương cực tiểu, là nghiệm của hệ phương
trình sau:

18


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
n

2

a ∑ t i + b∑ti = ∑Pi ti
a ∑ti + nb
= ∑Pi
Pi - Giá trị phụ tải quan sát ở năm thứ i
ti - Năm quan sát.
Giá trị của các hệ số hồi quy cũng có thể dễ dàng được xác định bởi chương trình Excel với lệnh đơn giản
sau:
Đối với hệ số a dùng lệnh: “ index(linest(Pđ:Pc,tđ:tc),2)”
Đối với hệ số b dùng lệnh: “ index(linest(Pđ:Pc,tđ:tc),1)”.
Trong đó:
tđ, tc – tọa độ các ô năm đầu và năm cuối của thời gian lấy số liệu;
Pđ, Pc – tọa độ các ô phụ tải năm đầu và năm cuối của dãy số liệu.
Mô hình dự báo tuyến tính cũng có thể được biểu thị dưới dạng:
Pt = Po + P0,α.(t-t0) = P0[1+.αP.(t-t0)]
(2.79)
Trong đó: P0 - Phụ tải năm cơ sở t0 ; αP - suất tăng phụ tải trung bình hàng năm:
Σα i
αP =
;
n
αi - tỷ lệ tăng phụ tải năm thứ i so với năm trước.
Suất tăng trung bình cũng có thể xác định theo biểu thức :

-

1

αP % = (

Pc tc −tđ
)
− 1).100
Pđ

Trong đó:
tđ, tc – năm đầu và năm cuối của dãy số liệu;
Pđ, Pc – phụ tải ở năm đầu và năm cuối của dãy số liệu.
7.Chi phí quy dẫn
Khi xây dựng một công trình, ngoài chi phí đầu tư mua sắm thiết bị và xây dựng công trình (V), còn phải
kể đến các chi phí thường xuyên khi đưa công trình vào hoạt động (C). Tổng chi phí quy về thời gian một năm
được gọi là chi phí tính toán, hay còn gọi là chi phí quy dẫn (chi phí quy đổi). Giá trị của chi phí quy dẫn được
xác định theo biểu thức:
Z = atcV + C∑ ;
(3.1)
Trongđó:
V - vốn đầu tư trang thiết bị;
atc - hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu quả vốn đầu tư, xác định theo biểu thức:

atc =

i (1 + i )Th
;
(1 + i )Th − 1

(3.2)

Th – tuổi thọ của công trình, năm;
i – hệ số chiết khấu, được xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát và lãi suất ngân hàng , đối với
ngành điện thường lấy i = 0,1÷0,2;
C∑ – tổng chi phí thường xuyên.
C∑ = Ckh + Cvh + Cht + Ck
19


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Ckh – chi phí khấu hao thiết bị.
Ckh = ∑kkhi.Vi
kkhi – tỷ lệ khấu hao của thiết bị thứ i (cho trong bảng 3.1);
Cvh – chi phí vận hành và sữa chửa nhỏ (chi phí 0&M).
Cvh = kO&MV
kO&M – tỷ lệ vận hành và sửa chữa nhỏ (cho trong bảng 31.pl);
Cht – chi phí hao tổn điện năng
Cht = ∆A.c∆
∆A – tổn thất điện năng, kWh;
c∆ – giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh;
Ck – các chi phí phụ khác cho phục vụ, quản lý.
Bảng 3.1. Tỷ lệ khấu hao của các phần tử mạng điện, %
Đường dây cấp điện áp, kV
Trạm biến áp và thiết bị
0,38
220÷500
35÷110
6÷22

động lực
1÷2
2,5÷3
3÷4
3,5÷5
5÷6,5
Trong nhiều trường hợp người ta coi các chi phí C vh , Ck là các giá trị không đổi ở các phương án nên có
thể không cần đưa vào mô hình tính toán. Lúc đó tổng chi phí hàng năm (ký hiệu là C) chỉ còn lại thành phần chi
phí hao tổn và hàm chi phí quy dẫn có thể viết:
Z = atc V + kkh.V + C = (atc + kkh)V + C
Z = p.V + C ;
(3.2)
p = atc + kkh
Tổng chi phí quy dẫn trong chu kỳ tính toán T được xác định:
T

ZΣ = ∑ Zt
t =1

Zt – chi phí quy dẫn của năm thứ t;
Zt = pVt + Ct
Để tránh sai số do sự biến động giá cả cần phải quy chi phí tính toán của tất cả các năm về cùng một thời
điểm nhất định.
Chi phí trong năm bất kỳ có thể quy về năm t0

Z0 =

Zt
,
(1 + i ) t −t 0

(3.3)

i – hệ số chiết khấu, được xác định phụ thuộc vào tỷ lệ lạm phát và lãi suất ngân hàng:
i = lin + ls
lin – tỷ lệ lạm phát;
ls – lãi suất ngân hàng.
Đặt :
Ta được :

1
1+ i
Z0 = Ztβt-t0

β=

(3.4)

20


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Thông thường người ta chọn thời điểm quy đổi là năm đầu của chu kỳ tính toán (t 0=1), như vậy tổng chi
phí quy dẫn trong suốt chu kỳ tính toán T được xác định:
T

Z Σ = ∑ Z t β t −1

(3.5)

t =1

8.Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện
1. Chi phí quy dẫn

2. Các tham số kinh tế của một số phần tử cơ bản
- Đường dây
- Trạm biến áp
- Mạng điện
3. Xác định một số tham số kinh tế - kỹ thuật của mạng điện
- Mật độ dòng điện kinh tế của đường dây
- Khoảng kinh tế của đường dây cao áp
- Khoảng kinh tế của đường dây hạ áp
- Khoảng kinh tế của trạm biến áp
- Giá thành truyền tải và phân phối điện năng
- Giá thành tổn thất điện năng
9.1. Mật độ dòng điện kinh tế của đường dây
Mô hình toán học của đường dây được thể hiện dưới dạng hàm chi phí tính toán:
Zd = pd(ad+bd.F)+3I2Rτc∆10-3
(3.14)
Trong đó:
pd – hệ số khấu hao và sử dụng hiệu quả vốn đầu tư đường dây;
ad – hệ số kinh tế cố định của đường dây, đ/km;
bd – hệ số kinh tế thay đổi của đường dây, đ/(mm2.km);
F – tiết diện dây dẫn, mm2;
I – cường độ dòng điện chạy trên đường dây, A;
R – điện trở của đường dây, Ω/km;
τ - thời gian tổn thất cực đại, h/năm;
c∆ - giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh.
Ta thấy tổng chi phí tính toán của đường dây (Z d) gồm có 2 thành phần: thành phần thứ nhất (Z K) liên

quan đến vốn đầu tư và thành phần thứ hai (Z∆A) liên quan đến tổn thất điện năng:
Zd = ZK + Z∆A
Đường cong chi phí được thể hiện trên hình 3.1.
ρ
Nếu thay giá trị R =
ta sẽ được
F

Z d = pd ( ad + bd F ) +

3I 2 ρ τ c∆10 −3
, đ/km;
F

Lấy đạo hàm của Z đối với tiết diện dây dẫn và cho triệt tiêu:

∂Z d
3I 2 ρ τ c∆ 10 −3
= pd bd −
=0
∂F
F2

(3.15)
Z
Zd
Zmin

Z
(3.16)∆A

ZK

Từ đó rút ra
F
Fkt

21


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
I
jkt = =
F

pd bd 103
;
3ρ τ c∆

(3.17)

Jkt - Mật độ dòng điện kinh tế của đường dây A/mm2;
ρ - Điện trở suất của đường dây.

Thay ρ = RF vào (3.16) ta sẽ có phương trình:
pdbdF = 3RI2.τ.c∆.10-3 ;(3.18)
Hình 3.1. Sự phụ thuộc giữa chi
Từ đây ta rút ra nhận xét: nếu dây dẫn được
phí quy đổi Z và tiết diện dây dẫn
chọn theo mật độ dòng điện kinh tế thì thành phần khấu

F
hao chi phí thay đổi pbF của đường dây sẽ bằng
thành phần chi phí hao tổn hàng năm 3I2.R.τ.c∆.10-3. Như vậy, chi phí tính toán có thể viết dưới dạng đơn giản là:
Zd = pd(ad + 2bdF) ;
(3.19)
Tức là chi phí tính toán lúc này là hàm tuyến tính đối với tiết diện của dây dẫn F.

9.2. Khoảng kinh tế của đường dây cao áp
Nếu không tính đến các thành phần giống nhau của các phương án thì thành phần chi phí hàng năm sẽ chỉ
bao gồm chi phí tổn thất và được xác định như sau.
C = 3.I2.R.τ.c∆ đ/km năm ;
(3.20)
Giả sử ta chọn dây dẫn với thiết diện F1, với điện trở R1 thì chi phí quy đổi của đường dây theo phương án
1 là:
Zd1 = pdVd1 + 3.I2.R1.τ.c∆.10-3 ;
(3.21)
Tương ứng với đường dây có thiết diện F2
Zd2 = pdVd2 + 3.I2.R2.τ.c∆.10-3 ;
(3.22)
Các biểu thức trên cho ta các đường cong chi phí tương ứng (hình 3.2). Điểm giao nhau giữa hai đường
cong xác định dòng điện giới hạn I gh. Mỗi dây dẫn có hai dòng điện giới hạn đó là dòng điện giới hạn dưới và
dòng điện giới hạn trên. Khoảng phụ tải giữa hai giới hạn gọi là khoảng kinh tế của đường dây. ở khoảng kinh tế,
đường cong bao giờ cũng đi thấp nhất, tức là chi phí tính toán của dây dẫn tương ứng sẽ nhỏ nhất. Dòng điện giới
hạn cũng có thể xác định theo phương trình cân bằng chi phí quy đổi Z1 = Z2 hay
pd.Vd1+3.I2.R1.τ.c∆.10-3= pd.Vd2+3.I2.R2.τ.c∆.10-3; (3.23)
Giải phương trình (3.23) ứng với dòng điện chúng
ta thu được:
F1 F2
Z đ/
F3

(km.năm)
pd (Vd 2 − Vd 1 )103
I gh =
(3.24)
3 τ c∆ ( R1 − R2 )
Hình 3.2. Đường cong chi phí quy đổi, xác
định khoảng kinh tế của đường dây
Nếu thay Vd = a + bF và R = ρ/F được kết quả.

I gh = F1F2

3

pd .bd .10
;
3 τ .c∆ .ρ

I, A
Igh1

Igh2

(3.25)

So sánh (3.4.2) và (3.4.10) ta thu được:

I gh = j kt F1 F2 ;

(3.26)
22

Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
9.3. Khoảng kinh tế của đường dây hạ áp
Đặc điểm của đường dây hạ áp là số lượng dây dẫn có thể là 2; 3 hoặc 4 nên với cùng một công suất
truyền tải S dòng điện chạy trên các đường dây sẽ khác nhau. Do đó trong mô hình tính toán của lưới điện này ta
phải biểu diễn phụ tải dưới dạng công suất. Dòng điện ở các phương án khác nhau được xác định theo biểu thức:
I=

qS
;
U ph

(3.27)

S - Công suất truyền tải;
Uph - Điện áp pha;
q - Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn µ.

µ
q

2

3

4
1/ 3

2

3/2
Trong thực tế ta thường gặp các trường hợp sau:
a, So sánh các phương án cùng có 2 dây dẫn với tiết diện F1≠ F2;
b, Phương án 1 có µ=2; phương án 2 có µ=3 với F1=F2;
c, Phương án 1 có µ=3; phương án 2 có µ=4 với F1=F2;
d, Cả hai phương án đều có µ=4 với F1≠ F2. Có thể tóm tắt như sau:
Bảng 3.3. Các trường hợp về cấu trúc mạng điện hạ áp
Trường hợp
F
d
µ
1
F1 F2
µ1 = µ2 = 2
F1 ≠ F2
2
F1 =F2
0,895 F
µ1=2, µ2= 3
3
F1 = F2
1,55F
µ1=3, µ2= 4
4
3.F1 F2
µ1 = µ2 = 4
F1 ≠ F2
Ta xét cho trường hợp thứ ba

µ1 = 3; µ2 = 4 và F1 = F2

Chi phí tính toán ở phương án 1 với số dây dẫn µ1 = 3
Z d 1 = pdVd 1 +

3S 2 R τ c∆

(3.28)

2
4.103U ph

Đối với phương án 2 với số dây dẫn µ2 = 4
Z d 2 = pdVd 2 +

S 2 R τ c∆
2
3.103U ph

;

(3.29)

Đặt Zd1 = Zd2 và giải phương trình ứng với S ta được

pd bd 103
S gh = U ph .1,55.F
;
ρτc∆

(3.30)

Gọi
d = 1,55F
Ta có biểu thức chung cho các trường hợp là:
S gh = U ph .d

pd bb103
;
ρτc∆

(3.31)

Sgh - Công suất truyền tải giới hạn;
d - Hệ số tổng quát cho các trường hợp.
23


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Các trường hợp khác cũng được tính tương tự, kết quả hệ số d ghi trong bảng 3.3.
10.1.Phân tích kinh tế - tài chính
Trong cơ chế thị trường, phương pháp phân tích kinh tế - tài chính được áp dụng rất thuận tiện cho việc lựa chọn
các phương án đầu tư cho công trình thiết kế, vì nó cho phép đánh giá công trình từ nhiều góc độ. Vì vậy chúng ta xét chi
tiết hơn phương pháp này.
Giá trị tiền tệ của dự án theo thời gian
Các dự án thường có tuổi thọ khác nhau, doanh thu và lợi nhuận diễn ra ở các thời điểm khác nhau, trong khi đó giá
trị của tiền tệ lại luôn luôn biến đổi theo thời gian bởi vậy cần có sự đánh giá tiền tệ với sự tham gia của nhân tố thời gian.
Bản thân tiền tệ có hai tính chất cơ bản là sinh lợi và giảm giá do lạm phát. Giả sử tỷ lệ lãi suất hàng năm là ls , nếu ở năm
đầu ta có 1 đồng vốn thì năm sau giá trị của nó sẽ là (1+ ls ) đồng và năm sau nữa sẽ là (1+2 ls ). Nếu có số vốn V thì sau t
năm giá trị của vốn sẽ là:
- với lãi suất đơn:

Vt = V(1+ ls .t)

- với lãi suất kép:

Vt = V(1+ ls )t

.

Để có thể đánh giá chính xác giá trị của đồng vốn ta quy giá trị tiền tệ về một thời điểm nhất định t 0 theo biểu thức:
V0 = Vt

1
(1 + i ) t −t0

(3.41)

Nếu coi t0 = 0 thì biểu thức trên có thể viết lại là:
V0 = Vt(1+i)-t = Vt. βt

(3.42)

Trong đó:
β - hệ số quy đổi;
i – hệ số chiết khấu.
Trong các tài liệu nước ngoài ta thường gặp các ký hiệu FV = V t (future value) và PV=V0 (present value) để chỉ giá
trị đồng vốn ở năm thứ t và năm hiện tại. Trong trường hợp có tính tới lạm phát với hệ số lạm phát d f thì công thức (1+i’)
được viết dưới dạng
(1+i’) = (1+i)(1+d f)
Nếu coi gía trị của tích số i.df là quá nhỏ thì ta có thể viết gần đúng là:
i’ ≈ i+df

(3.43)
Trên đây ta coi hệ số chiết khấu i là cố định trong suốt đời sống của dự án. Thực ra giá trị này thay đổi phụ thuộc
vào sự bỏ vốn đầu tư. Trong điều kiện thiếu vốn thì việc bỏ vốn đầu tư càng sớm càng khó khăn về phương diện tài chính,
hệ số chiết khấu i sẽ có xu hướng giảm theo thời gian. Ngược lại, đối với chủ đầu tư dư dật thì việc bỏ vốn đầu tư càng sớm
càng dễ dàng hơn do đó i có xu hướng tăng. Khi giá trị i thay đổi theo thời gian thì hệ số quy đổi cũng sẽ thay đổi và ta sẽ có
biểu thức xác định tổng PV∑ như sau:

PVΣ =

n
FV1
FV2
FV3
+
+
+ ... = ∑
1 + i1 (1 + i1 )(1 + i2 ) (1 + i1 )(1 + i2 )(1 + i3 )
t =1

FVt
n

∏ (1 + i )

;

(3.44)

t

t =1

n - số năm tính toán.
Thường thì số năm tính toán lấy bằng tuổi thọ của công trình. Đối với các công trình điện do luôn luôn có sự bổ
xung phục hồi nên tuổi thọ thường rất cao, có thể coi là vô cùng lớn n → ∞. Lúc đó cần phải xác định giá trị PV ∑ như thế
nào? Trong thiết kế người ta thường lấy một chu kỳ tính toán với thời gian là T c và mọi thông tin cần thiết trong khoảng thời
gian này đều được xác định, nếu ta lấy thời gian tính toán n > T c thì những thông tin của các năm sau chu kỳ tính toán T c sẽ
chưa biết. Để có thể xác định tương đối chính xác giá trị PV ∑ ta cần giả thiết là các tham số kinh tế kỹ thuật của mạng điện ở
những năm sau chu kỳ tính toán là không đổi và bằng các giá trị ở năm cuối cùng của chu kỳ, tức là ở năm thứ T c. Như vậy
ta có thể biểu thị PV∑ ứng với thời gian tính toán từ 0 đến ∞:
∞

PV∑=

∑
t =0

Tc −1
-t

FVt(1+i) =

∑
t =0

∞

FVt(1+i)-t+ ∑ FVTc (1 + i )
t =Tc

− ( t −TC )

(1 + i ) −TC ; (3.45)
24


Nguyễn Sỹ Tùng Đ3H3
Tc - Thời gian của chu kỳ thiết kế, năm.
Sau một số biến đổi ta sẽ được:
Tc −1

PV∑ =

FVTc (1 + i ) −(Tc −1)
FVt (1+i) +
;
i

∑

-t

t =0

Tc −1

hoặc

PV∑ =

∑

(3.46)

FVTc β (Tc −1)
FVtβ +
;
i
t

t =0

(3.47)

10.2. Phân tích tài chính
1. Nguồn vốn của dự án
Nguồn vốn của dự án có thể là vốn tự có hoặc vốn vay. Vốn tự có được huy động từ cổ phân và lãi của các doanh
nghiệp. Vốn vay có thể được thực hiện từ nhiều nhiều nguồn khác nhau. Sơ đồ cơ cấu các nguồn vốn được thể hiện trên
hình 3.5.

Nguồn vốn

Vố tự có

Cổ phần

Vốn vay

Lãi

CP thường

CP ưu đãi

Tín dụng

Ngắn hạn

Dài hạn

Ngoài nước

Trong nước

Kho bạc

ODA

WB

Hình 3.5. Sơ đồ cấu trúc nguồn vốn
2. Phương thức vay vốn
Đối với các trường hợp vay vốn, cần xác định rõ các phương thức trả vốn và lãi. Có thể thực hiện vay vốn theo các
hình thức cụ thể như sau:
- Trả vốn không đổi hàng năm: số tiền vay được trả dần trong thời gian vay. Theo phương án này số tiền phải trả ở
năm đầu tiên là:

Vtr1 =

Vvay

t

+ lsVvay = Vtv1 + Vtl1 ;

(3.48)

Trong đó:
Vtv1, Vtl – tiền trả vốn và trả lãi ở năm thứ nhất;
t – thời hạn vay vốn, năm;
ls – tỷ lệ lãi suất vay.
Số tiền phải trả ở năm thứ hai:

Vtr 2 =

(Vvay − Vtv1 )
t −1

+ ls (Vvay − Vtv1 ) = Vtv 2 + Vtl 2

(3.49)

Vtv2, Vt2 – tiền trả vốn và trả lãi ở năm thứ 2
Số tiền phải trả ở năm thứ i:
25