NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NHẰM SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THUỘC LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ TUY HÒA

TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

HỌ VÀ TÊN: HUỲNH QUỐC LONG

Đề tài:
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NHẰM SAN BẰNG
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THUỘC LƯỚI ĐIỆN
THÀNH PHỐ TUY HÒA
Chuyên ngành: Quản lý năng lượng
Mã số: 60.34.04.16

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG

Người hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ Đặng Việt Hùng

HÀ NỘI 2014


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em muốn được bày tỏ lòng kính trọng sau sắc tới thầy giáo,
Tiến sĩ Đặng Việt Hùng là người trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo cho
em trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.
Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong và ngoài Trường đại học Điện lực đã giảng dạy, truyền đạt những kiến
thức và kinh nghiệm quý báu cho em trong toàn khoá học. Những kiến thức
ấy sẽ là hành trang vững chắc cho việc nghiên cứu cũng như trong quá trình
công tác.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến Khoa Đào tạo Sau Đại học -Trường
Đại học Điện lực đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ để em hoàn
thành khóa học, bên cạnh đó em cũng xin được cảm ơn các thầy, cô của khoa

đã trang bị kiến thức là nền tảng cho quá trình lựa chọn và nghiên cứu thực
hiện luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo Công ty Điện lực Phú Yên
đã tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình học tập, nghiên cứu để hoàn
thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 08 năm 2014
Học viên

Huỳnh Quốc Long


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới
sự hướng dẫn của Giáo viên Tiến sĩ Đặng Việt Hùng. Tôi cũng xin cam đoan
rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các
thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn

Huỳnh Quốc Long


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Năng lượng đóng vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển của mỗi
quốc gia. Hiện nay, các nguồn năng lượng chủ yếu là năng lượng hóa thạch
như than đá, dầu mỏ, khí đốt … đang đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, do đó
chúng ta cần phải sử dụng năng lượng một cách tiết kiệm, hiệu quả nhất, tránh
lãng phí và gìn giữ môi trường. Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, do
đó việc quản lý sử dụng năng lượng cũng đã được quan tâm từ khá lâu, đặc
biệt là từ khi đất nước bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Đến

nay, hệ thống năng lượng Việt Nam luôn dựa trên ba trụ cột chính là dầu khí,
than đá và điện lực. Thủy điện chiếm tỉ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện
Việt Nam. Tuy vậy, quy mô và hiệu quả ngành năng lượng còn thấp, biểu
hiện ở chỉ tiêu năng lượng trên đầu người còn thấp xa với trung bình của thế
giới, ngược lại, cường độ năng lượng cao hơn gần gấp hai lần trung bình thế
giới. Trạng thái an ninh năng lượng Việt Nam chưa được bảo đảm, hiện tượng
xa thải phụ tải điện xảy ra thường xuyên vào kỳ cao điểm. Dự trữ dầu quốc
gia chưa đủ khả năng bình ổn giá khi xay ra khủng hoảng giá dầu trên thị
trường quốc tế.
Ngày nay, do sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, các
ngành Công nghiệp sử dụng các dạng năng lượng tăng mạnh. Cùng với sự
biến đổi khí hậu diễn biến phức tạp nên việc sử dụng năng lượng ngày càng
tăng, nguồn năng lượng thiên nhiên khai thác tăng nhằm đáp ứng nhu cầu sử
dụng năng lượng trên toàn cầu, nguồn năng lượng thiên nhiên dần cạn kiệt
đang dẫn tới tình trạng khủng hoảng về năng lượng trên toàn thế giới.
Với nhu cầu điện trong tương lai, để đáp ứng được nhu cầu phụ tải hằng
năm, đòi hỏi ngành điện phải có sự đầu tư thỏa đáng. Để giảm sức ép tài
chính và đáp ứng nhu cầu sử dụng điện một trong những giải pháp đó là sử


dụng hợp lý và tiết kiệm năng lượng. Việc sử dụng điện không hợp lý và tiết
kiệm đã thể hiện trên đồ thị phụ tải một số đối tượng sử dụng điện dẫn đến đồ
thị phụ tải cho cả khu vực và toàn bộ hệ thống điện vận hành không tối ưu.
Từ những phân tích trên, việc phân tích đồ thị phụ tải khu vực và san
bằng đồ thị phụ tải để lưới điện vận hành tối ưu, hợp lý và tiết kiệm là cần
thiết. Cũng qua các tài liệu tham khảo, chúng ta có thể áp dụng về Quản lý
nhu cầu (DSM: Demand Side Management) là giải pháp để san bằng đồ thị
phụ tải.
Qua nghiên cứu trong chương trình cao học ngành quản lý năng lượng,
bản thân tôi với nhiệm vụ là Trưởng phòng Điều độ Công ty Điện lực Phú

Yên trực tiếp theo dõi các thông số vận hành, sản lượng, công suất của các
phụ tải trên toàn địa bàn tỉnh Phú Yên, đặc biệt là khu vực phụ tải tập trung
thuộc Thành phố Tuy Hòa nên tôi mạnh dạn chọn đề tài “Nghiên cứu giải
pháp nhằm san bằng đồ thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa”.
Đề tài đề xuất các biện pháp cụ thể như sau :
1. Sử dụng phương pháp phân tích cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong
ĐTPT của HTĐ dựa trên cơ sở những đặc trưng cơ bản của các ĐTPT thành
phần áp dụng để phân tích đồ thị phụ tải của hệ thống cung cấp điện Thành
phố Tuy Hòa. Từ đó đưa ra được đồ thị phụ tải ngày của từng khu vực, căn cứ
vào các đồ thị phụ tải này mới có thể đưa ra được các giải pháp hợp lý. Một
trong những mục tiêu của chương trình DSM là biến đổi hình dáng đồ thị phụ
tải theo mong muốn. Với kết quả phân tích đồ thị phụ tải đã nghiên cứu sẽ là
cơ sở để lựa chọn giải pháp DSM phù hợp nhất với tính chất, đặc điểm tiêu
thụ điện năng của phụ tải, đem lại lợi ích cho cả ngành điện và hộ tiêu thụ.
2. Nghiên cứu đánh giá tiềm năng tác động của DSM là một trong những
nội dung quan trọng trong nghiên cứu ứng dụng DSM. Trên cơ sở kết quả sẽ
tiến hành các bước tiếp theo để triển khai chương trình DSM. Từ kết quả


nghiên cứu này cũng đưa ra được một cách nhìn tổng quan về các thành phần
phụ tải tham gia vào công suất đỉnh của hệ thống, từ đó có các kế hoạch đáp
ứng nhu cầu phụ tải trong tương lai, cũng như các kế hoạch cho việc sản xuất,
truyền tải và phân phối của các Công ty điện lực để có thể vận hành hệ thống
một cách tối ưu.
3. Các giải pháp thực hiện DSM : Tuyên truyền đến từng người dân về
thay đổi ý thức sử dụng điện và sử dụng các thiết bị điện hợp lý, tiết kiệm.
Thực hiện các giải pháp tiết giảm điện đối với chiếu sáng công cộng, đối với
phụ tải công nghiệp chuyển giờ sản xuất cao điểm sang giờ thấp điểm và giờ
bình thường.

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Theo số liệu thống kê năm 2012 của Bộ Xây Dựng, cả nước hiện có 756
đô thị các loại, con số này dự báo sẽ tăng lên 1,5 lần trong giai đoạn 2015 –
2020. Đến năm 2025, dân cư đô thị được dự báo sẽ đạt xấp xỉ 52 triệu người,
chiếm khoảng 50% tổng dân số cả nước. Điều này đồng nghĩa với việc nhu
cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn. Cùng với đó ô nhiễm môi trường
cũng ngày càng trầm trọng hơn.
Với việc phát triển thiếu quy hoạch như hiện nay, dự báo cho rằng tới
năm 2025, Việt nam sẽ thiếu hụt tới 70% tổng năng lượng tiêu dùng cần thiết,
kéo theo đó nhu cầu nhập khẩu tăng cao và giá cả năng lượng sẽ biến động rất
phức tạp.
Hiệp hội Năng lượng Việt Nam (VEA) cũng đưa ra một dự báo về nguy
cơ thiếu hụt năng lượng trong tương lai. Dự báo đến 2025, Việt Nam về cơ
bản sẽ cạn kiệt tài nguyên dầu khí. Năng lượng không tái tạo được đang ngày
càng cạn kiệt, nước ta từ vị trí xuất khẩu than ròng đã phải nhập khẩu để phục
vụ nhu cầu năng lượng trong nước. Bên cạnh đó, việc tiêu thụ nhiều năng
lượng sẽ làm gia tăng lượng phát thải ra môi trường và gây hiệu ứng nhà kính.
Trong khi hệ thống điện vẫn phát triển chậm và tiềm ẩn khả năng không đảm
bảo an toàn cung cấp điện. Hiện nay, tình trạng thiếu điện đã và đang xảy ra,
gây thiệt hại cho sản xuất và khó khăn cho đời sống của người dân. Hệ thống
điện tuy phủ khắp cả nước nhưng do nhu cầu tăng nhanh, trong khi tiến độ
thực hiện quy hoạch chậm, nên hệ thống điện vẫn tiềm ẩn khả năng không
đảm bảo an toàn cung cấp điện. Trong khi đó, việc xây dựng một nhà máy
phát điện phải mất từ 4 – 6 năm. Vì thế, mục tiêu 10 năm tới phải phát triển
thêm lượng công suất gần 50.000MW không phải là việc dễ thực hiện.


Bên cạnh thiếu hụt nguồn năng lượng lớn, Việt nam cũng đang đối mặt

với một thực trạng còn đáng lo ngại hơn đó là sử dụng năng lượng lãng phí và
thiếu hiệu quả. Theo tính toán của Diễn đàn Hợp tác Kinh tế Châu Á – Thái
Bình Dương (APEC) năm 2007 nếu tăng trưởng GDP ở mức 8-9% thì tăng
trưởng về điện của Việt Nam thường phải gấp đôi vào khoảng 16-18%, trong
khi với các nước khác, tỷ lệ này chỉ là 1:1. Như vậy nếu GDP càng tăng thì
tiêu tốn năng lượng của chúng ta càng lớn.
Trước tình hình như vậy, giải pháp mà EVN đưa ra là thay đổi hình dáng
đồ thị phụ tải thông qua việc tiết kiệm điện và thực hiện đầu tư các công trình
với thời gian ngắn. Điều này cũng đã được Chính phủ cụ thể hóa trong luật
Điện lực ban hành tháng 6 năm 2005 và mới đây Quốc hội thông qua Luật “
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả” có hiệu lực thi hành từ ngày
01/01/2011.
Điện lực Tuy Hòa thuộc Công ty Điện lực Phú Yên cũng không ngoại lệ,
với nhu cầu sử dụng điện năng ngày càng tăng nhưng nguồn cung cấp lại phát
triển chậm, dẫn đến nguy cơ thiếu điện trong tương lai. Vì vậy trong thời gian
Điện lực Tuy Hòa đã triển khai nhiều biện pháp như cải tạo lưới điện, tuyên
truyền, phổ biến để người dân thực hiện tiết kiệm điện. Theo thống kê trong
năm 2013, sản lượng điện tiết kiệm của Phú Yên đạt 12,139 triệu kWh, vượt
3,139 triệu kwh so với kế hoạch Tổng công ty giao, chiếm 2,3% tổng sản
lượng điện thương phẩm năm 2013 và tăng 127% so với sản lượng điện tiết
kiệm trong năm 2012. Đây là một kết quả khả quan, làm điều kiện thuận lợi
để áp dụng chương trình DSM vào các phụ tải của Thành phố.
Qua các tài liệu tham khảo về Quản lý nhu cầu (DSM: Demand Side
Management) của các nước trên thế giới chúng ta có thể áp dụng tại Việt Nam
nhằm đạt được mục đích sử dụng tối đa từ các nguồn năng lượng hiện có. Bên
cạnh đó DSM cũng liên quan đến việc thay đổi thói quen sử dụng năng lượng


của khách hàng, giúp ngành điện giảm chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo cung
ứng điện trước nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của khách hàng.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài cần đạt được:
- Xây dựng đồ thị phụ tải của khu vực Thành phố Tuy Hòa. Việc thu
thập số liệu dựa trên chương trình MDMS EVNCPC (chương trình đo đếm từ
xa của Tổng Công ty Điện lực miền Trung).
- Trên cơ sở thu thập số liệu, tác giả sẽ trình bày phương pháp phân tích
cơ cấu các thành phần phụ tải dựa trên cơ sở những đặc trưng của các đồ thị
phụ tải thành phần. Phân tích được cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh trong đồ
thị phụ tải của hệ thống nhằm mục đích lựa chọn giải pháp hợp lý tác động
đến phụ tải các khu vực
- Áp dụng chương trình DSM lựa chọn các giải pháp nhằm san bằng đồ
thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các thành phần tham gia vào đồ thị
phụ tải của hệ thống cung cấp điện thành phố Tuy Hòa, các giải pháp quản lý
nhu cầu sử dụng điện năng (DSM)
Phạm vi nghiên cứu là các phụ tải thuộc hệ thống cung cấp điện thành
phố Tuy Hòa tỉnh Phú Yên
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các bài báo cáo khoa
học, giáo trình mạng điện và các chương trình quản lý nhu cầu sử dụng điện
năng DSM, lý thuyết xác suất thống kê, xây dựng đồ thị phụ tải điển hình
Phương pháp thực nghiệm: Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu, tính
toán và xây dựng đồ thị phụ tải, tính toán lượng công suất đỉnh cắt giảm, điện
năng tiết kiệm khi thực hiện giải pháp DSM


5. Bố cục đề tài
Bố cục đề tài ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận
văn được biên chế thành 4 chương như sau:

Chương 1: Cơ sở lý luận chung về quản lý nhu cầu điện năng (DSM)
và phương pháp phân tích thành phần phụ tải
Chương 2: Hiện trạng lưới điện và phụ tải điện Thành phố Tuy Hòa
Chương 3: Phân tích cơ cấu đồ thị phụ tải của hệ thống cung cấp điện
cho Thành phố Tuy Hòa
Chương 4: Nghiên cứu, lựa chọn các giải pháp ứng dụng nhằm san
bằng đồ thị phụ tải thuộc lưới điện Thành phố Tuy Hòa
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo


MỤC LỤC
TÓM TẮT LUẬN VĂN
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU
ĐIỆN NĂNG (DSM) VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN
PHỤ TẢI .......................................................................................................... 1
1.1. TỔNG QUAN VỀ DSM ............................................................................ 1
1.1.1 Khái niệm về DSM ............................................................................ 1
1.1.2 Các mục tiêu của một hệ thống khi áp dụng DSM ........................... 2
1.1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện .. 2
1.1.2.2 Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp
một cách kinh tế nhất .............................................................................. 5
1.1.3 Giải pháp thực hiện DSM................................................................ 10
1.1.3.1 Kiểm toán năng lượng điện ...................................................... 10
1.1.3.2 Sử dụng năng lượng điện hiệu quả ........................................... 13
1.1.4 Giới thiệu sơ lược các kỹ thuật quản lý phụ tải .............................. 14
1.1.4.1 Điều khiển phụ tải tại chỗ ......................................................... 14
1.1.4.2 Điều khiển phụ tải từ xa ............................................................ 15
1.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI

ĐỈNH TRONG ĐTPT CỦA HTĐ DỰA TRÊN CƠ SỞ NHỮNG ĐẶC
TRƯNG CƠ BẢN CỦA CÁC ĐTPT THÀNH PHẦN .................................. 16
1.2.1 Phương pháp luận ............................................................................ 17
1.2.2 Cách lấy số liệu phụ tải ................................................................... 19
1.2.3 Thông tin đặc trưng của ĐTPT: ...................................................... 19
1.2.4 Các giả thiết ..................................................................................... 19


1.2.5 Xác định các khoảng thời gian công suất cực đại, trung bình và cực
tiểu ............................................................................................................ 20
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN THÀNH
PHỐ TUY HÒA............................................................................................. 25
2.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ TUY HÒA
......................................................................................................................... 25
2.1.1 Nguồn điện ...................................................................................... 25
2.1.2 Lưới điện ......................................................................................... 25
2.2 TÌNH HÌNH TIÊU THỤ ĐIỆN ................................................................ 27
2.3 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG QUẢN LÝ DỮ LIỆU ĐO MDMS (Meter Data
Management System ....................................................................................... 27
2.3.1 Tổng quan hệ thống quản lý dự liệu đo........................................... 27
2.3.2 Nội dung .......................................................................................... 28
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CƠ CẤU ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ
THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ TUY HÒA.................. 32
3.3 PHÂN TÍCH CƠ CẤU THÀNH PHẦN PHỤ TẢI CỦA BIỂU ĐỒ PHỤ
TẢI HỆ THỐNG ĐIỆN THÀNH PHỐ TUY HÒA ....................................... 32
3.3.1 Số liệu thu thập và biểu đồ phụ tải ngày của các khu vực .............. 32
3.3.2. Tính toán Tmax, Ttb, Tmin, Kmin, Ktb cho từng phụ tải khu vực ........ 40
3.3.3. Phân tích cơ cấu thành phần phụ tải đỉnh của HTĐ thành phố Tuy
Hòa ........................................................................................................... 55
3.4 KẾT LUẬN: .............................................................................................. 56

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN CÁC GIẢI PHÁP ỨNG
DỤNG DSM VÀO SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ TẢI CỦA HỆ THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN CHO THÀNH PHỐ TUY HÒA ................................. 58
4.1 GIẢI PHÁP CHUNG ................................................................................ 58
4.1.1 Giảm điện tiêu thụ vào giờ cao điểm .............................................. 58
4.1.2 Tăng lượng tiêu thụ điện giờ thấp điểm và giờ bình thường .......... 58
4.1.3 Chuyển tiêu thụ điện ở các giờ cao điểm sang giờ thấp điểm ........ 58
4.2 NGHIÊN CỨU, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỤ
TẢI THÀNH PHẦN ....................................................................................... 59
4.2.1 Khu vực công nghiệp: ..................................................................... 59
4.2.2 Khu vực phi công nghiệp ................................................................ 60
4.2.3 Khu vực tiêu dùng dân cư ............................................................... 60
4.3 CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG
......................................................................................................................... 61
4.3.1. Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống điều hòa không khí: .......... 61
4.3.2. Giải pháp tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng: ........................ 62
4.3.3. Giải pháp tiết kiệm điện cho động cơ: ........................................... 62
4.4 TÍNH TOÁN CÁC GIẢI PHÁP SAN BẰNG ĐỒ THỊ PHỊU TẢI
THÀNH PHỐ TUY HÒA ............................................................................... 64
4.4.1 Giải pháp cắt đỉnh ........................................................................... 64
4.4.2 Giải pháp tiết kiệm năng lượng ....................................................... 68
4.5 KẾT LUẬN ............................................................................................... 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện ......................................... 7
Hình 3.1: Đồ thị phụ tải ngày khối khách sạn ...................................................... 32
Hình 3.2: Đồ thị phụ tải ngày khối ngân hàng ..................................................... 33
Hình 3.3: Đồ thị phụ tải ngày khối nhà hàng và giải trí ....................................... 33
Hình 3.4: Đồ thị phụ tải ngày khối cơ quan chính quyền .................................... 34
Hình 3.5: Đồ thị phụ tải ngày khối trường học .................................................... 34
Hình 3.6: Đồ thị phụ tải ngày khối ánh sáng công cộng ...................................... 35
Hình 3.7: Đồ thị phụ tải ngày khu vực phi công nghiệp ...................................... 35
Hình 3.8: Đồ thị phụ tải ngày khối xây dựng và khai thác .................................. 36
Hình 3.9: Đồ thị phụ tải ngày khối dệt may ......................................................... 36
Hình 3.10: Đồ thị phụ tải ngày khối chế biến thủy sản ........................................ 37
Hình 3.11 Đồ thị phụ tải ngày khối chế biến nông sản ........................................ 37
Hình 3.12 Đồ thị phụ tải ngày khối sản xuất dược phẩm .................................... 38
Hình 3.13: Đồ thị phụ tải ngày khối sản xuất đồ uống ........................................ 38
Hình 3.14: Đồ thị phụ tải ngày khu vực công nghiệp .......................................... 39
Hình 3.15: Đồ thị phụ tải ngày khu vực tiêu dùng dân cư ................................... 39
Hình 3.16: Đồ thị phụ tải ngày khu vực nông nghiệp .......................................... 40
Hình 3.17: Đồ thị phụ tải ngày 1/4/2014 của hệ thống điện Thành phố Tuy Hòa
tỉnh Phú Yên ......................................................................................................... 54


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Tổng hợp tình hình kinh doanh điện năng của Thành phố giai đoạn
2010 - 2013 ........................................................................................................... 27
Bảng 3.1: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực phi công nghiệp............. 40
Bảng 3.2: Cơ cấu tiêu thụ điện năng của các khu vực kinh tế năm 2012 ............ 42
Bảng 3.3: Cơ cấu tiêu thụ điện năng ngày của các khu vực kinh tế năm 2012 ... 43
Bảng 3.4: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực công nghiệp ................... 44
Bảng 3.5: Các thời đoạn công suất đạt cực trị khu vực tiêu dùng dân cư và nông
nghiệp ................................................................................................................... 47

Bảng 3.6: Cơ cấu thành phần phụ tải của ĐTPT Thành phố ............................... 51
Bảng 3.7: Tỷ trọng các thành phần phụ tải trong ĐTPT của Thành phố tại các
thời điểm trong ngày ............................................................................................ 52
Bảng 3.8: Kết quả phân tích thành phần phụ tải HTĐ Thành phố Tuy Hòa ....... 54
Bảng 3.9: Tỷ trọng các thành phần phụ tải tại các thời điểm ĐTPT ngày của
Thành Phố đạt cực đại .......................................................................................... 56
Bảng 4.1 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng vào cao điểm sáng............... 67
Bảng 4.2: Kết quả công suất cắt giảm và điện năng tiết kiệm vào thời gian cao
điểm của Điện lực................................................................................................. 68
Bảng 4.3 Các thông số đo được của động cơ ....................................................... 70
Bảng 4.4 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp .... 71
Bảng 4.5 Thông số kỹ thuật của các máy nén lạnh .............................................. 78
Bảng 4.6 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực công nghiệp ........... 80
Bảng 4.7: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm sáng .......................................... 82
Bảng 4.8 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp .... 83
Bảng 4.9 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực công nghiệp ........... 89
Bảng 4.10: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm chiều ...................................... 91
Bảng 4.11 Các chỉ tiêu của hai loại đèn Thủy ngân và Natri ............................... 92
Bảng 4.12 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực phi công nghiệp .. 92
Bảng 4.13 Kết quả cắt giảm công suất và điện năng khu vực tiêu dùng dân cư . 93
Bảng 4.14: Tổng hợp kết quả thời gian cao điểm tối ........................................... 94
Bảng 4.15: Công suất tiết giảm của các khu vực tại thời gian cao điểm trong ngày
.............................................................................................................................. 94
Bảng 4.16: Công suất tiết giảm và điện năng tiết kiệm tại các thời gian cao điểm
trong ngày ............................................................................................................. 94
Bảng 4.17 Tổng hợp công suất các khu vực trước và sau khi tiết giảm .............. 95


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
- DSM (Demand Side Management): Quản lý nhu cầu

- TBA: Trạm biến áp
- TKĐ: Tiết kiệm điện
- EVN: Tập đoàn điện lực Việt Nam
- HTCCĐ: Hệ thống cung cấp điện
- CCĐ: Cung cấp điện
- HTĐ: Hệ thống điện
- ĐTPT: Đồ thị phụ tải
- EE (Energy Efficiency): Hiệu quả năng lượng
- SSM (Supply Side Management): Quản lý nguồn cung cấp
- ĐHNĐ: Điều hòa nhiệt độ
- CĐ: Cao điểm
- BT: Bình thường
- TĐ: Thấp điểm
- PA: Phương án
- GP: Giải pháp
- QLTD: Quản lý tiêu dùng
- CFL (Compact Flash Light): đèn Compact
- CNXD: Công nghiệp xây dựng
- DLC: Điều khiển phụ tải trực tiếp
- DVCC: Dịch vụ công cộng
- TMDV: Thương mại dịch vụ
- ĐK HTCS: Điều khiển hệ thống chiếu sáng.


CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN
NĂNG (DSM) VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH
PHẦN PHỤ TẢI
1.1. TỔNG QUAN VỀ DSM

1.1.1 Khái niệm về DSM
DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hội
điều khiển nhằm sử dụng điện một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm
trong chương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) và Quản lý nhu
cầu sử dụng điện năng (DSM).
Trong những năm trước đây, để thỏa mãn nhu cầu gia tăng của phụ tải
điện người ta thường quan tâm đến việc đầu tư khai thác và xây dựng thêm
các nhà máy điện mới. Giờ đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng
điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện trở thành gánh nặng của các quốc gia.
Lượng than, dầu, khí đốt…dùng trong các nhà máy điện ngày một lớn kèm
theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Dẫn tới DSM được xem
như một nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất.
Bởi DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện
mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt sự ô nhiễm môi trường. Không chỉ vậy,
nhờ DSM người tiêu dùng có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất
lượng cao hơn. Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các nước trên thế giới đã
đưa ra những kết luận là DSM có thể làm giảm ≥ 10% nhu cầu dùng điện với
mức chi phí chỉ vào khoảng (0,30,5) chi phí cần thiết xây dựng nguồn và
lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng. Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích về
mặt kinh tế, môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho khách hàng.

1


DSM được xây dựng trên cơ sở hai chiến lược chủ yếu: Nâng cao hiệu
suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện và điều khiển nhu cầu dùng
điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất.
1.1.2 Các mục tiêu của một hệ thống khi áp dụng DSM
1.1.2.1 Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện
Chiến lược nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ

nhằm giảm nhu cầu điện năng một cách hợp lý. Nhờ đó có thể làm giảm vốn
đầu tư phát triển nguồn và lưới đồng thời khách hàng sẽ phải trả tiền điện ít
hơn. Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng
nhu cầu của phụ tải điện, giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng.
Chiến lược này bao gồm 2 nội dung chủ yếu sau:
a. Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao:
Nhờ sự tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngày nay các nhà chế tạo đưa
ra các thiết bị dùng điện có hiệu suất cao, tuổi thọ lớn trong khi giá thành lại
tăng không đáng kể. Vì vậy một lượng điện năng lớn sẽ được tiết kiệm trong
một loạt các lĩnh vực sản xuất và đời sống như:
+ Sử dụng thiết bị điện dân dụng hiệu suất cao
+ Sử dụng các động cơ hiệu suất cao (HEMs)
b. Hạn chế tối đa tiêu thụ điện năng vô ích:
Hiện nay, sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng còn lãng
phí. Mặc dù điện năng tiết kiệm của mỗi hộ tiêu thụ không lớn song tổng điện
năng tiết kiệm được là không nhỏ. Vốn thực hiện giải pháp này không lớn
song hiệu quả mang lại rất cao. Các biện pháp cụ thể để tiết kiệm điện năng
tạm chia thành 4 khu vực:
- Khu vực nhà ở
- Khu vực công cộng: Các trung tâm thương mại, dịch vụ, văn phòng,
công sở, trường học, khách sạn…

2


- Khu vực công nghiệp
- Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện
+ Khu vực nhà ở
Trong khu vực nhà ở điện năng được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị
chiếu sáng và các thiết bị phục vụ sinh hoạt. Cần lựa chọn các thiết bị có hiệu

suất cao phù hợp với yêu cầu sử dụng, hạn chế thời gian hoạt động vô ích của
các thiết bị bằng cách: Lắp đặt các rơle thời gian để đóng cắt thiết bị hợp lý.
Sử dụng các mẫu thiết kế nhà ở thông thoáng tận dụng ánh sáng tự nhiên
nhằm hạn chế thời gian làm việc của các thiết bị chiếu sáng và làm mát. Mặt
khác các lớp tường bao bọc và hệ thống cửa phải đủ kín để giảm bớt thời gian
và công suất của các máy điều hòa. Lựa chọn các thiết bị có công nghệ hiện
đại nhằm giảm công suất tiêu thụ. Hạn chế số lần đóng mở tủ lạnh, tủ đá, số
lần làm việc của máy giặt, bàn là, bếp điện…, cắt bỏ thời gian chờ của TV
cũng làm giảm lượng điện năng tiêu thụ
+ Khu vực công cộng
Trong khu vực này ta cần quan tâm đến khâu thiết kế công trình để hạn
chế tiêu tốn năng lượng trong các khâu chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm có thể
cho những kết quả đáng kể. Các điều luật về thiết kế xây dựng, môi trường và
công tác thẩm định hiệu quả sử dụng năng lượng khi cấp phép xây dựng sẽ
giúp nhiều cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng trong tương lai. Những qui định
cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị điện, đặc biệt với thiết bị chiếu
sáng, máy văn phòng, đun nước, làm mát…hỗ trợ nhiều cho công tác an toàn
tiết kiệm điện. Trang bị thêm thiết bị đóng cắt tự động ánh sáng, nhiệt độ…là
cần thiết.
+ Khu vực công nghiệp
Các biên pháp làm giảm tiêu chí năng lượng trong khu vực công nghiệp
khá đa dạng và có hiệu quả cao:

3


- Thiết kế và xây dựng các nhà xưởng hợp lý
- Hợp lý hóa các quá trình sản xuất
- Bù công suất phản kháng để cải thiện cosφ
- Thiết kế và vận hành kinh tế các trạm biến áp

- Sử dụng hợp lý các động cơ điện (sử dụng bộ điều chỉnh tự động tốc độ
động cơ)
- Hệ thống bảo ôn các đường cấp hơi, hệ thống lạnh
- Hệ thống chiếu sáng hợp lý (số đèn hợp lý, đèn tiết kiệm điện)
+ Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng
Phần lớn các thiết bị của các nhà máy điện Việt Nam đã sử dụng lâu
năm, các thiết bị cũ suất tiêu hao nhiên liệu và tự dùng lớn cần được cải tạo.
Nếu cải tiến chế độ vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa các thiết bị trong hệ
thống tự dùng có thể giảm lượng điện năng tự dùng trong các nhà máy nhiệt
điện khoảng (11,5)%, trong các nhà máy thủy điện khoảng (0,020,05)%
Với cơ cấu phát triển nguồn điện như hiện nay có thể giảm được
(0,30,4)% lượng điện tự dùng cho toàn bộ hệ thống
Hệ thống truyền tải điện còn nhiều khiếm khuyết, thiếu đồng bộ do nhiều
hạn chế trong công tác quy hoạch, thiết kế và xây lắp hệ thống. Trừ các thiết
bị của các trạm mới xây dựng gần đây, phần còn lại của hệ thống truyền tải
điện đã bị lạc hậu, chắp vá và xuống cấp. Nhiều trạm biến áp và đường dây đã
bị quá tải vào các giờ cao điểm, độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện thấp.
Nếu áp dụng các giải pháp san bằng đồ thị phụ tải, lựa chọn phương thức vận
hành hợp lý, nâng cấp cải tạo các trạm biến áp và đường dây có chỉ tiêu kỹ
thuật kém hoặc thường xuyên bị quá tải, vận hành kinh tế các trạm biến áp sẽ
cho phép giảm được 2,5% lượng tổn thất điện năng trong hệ thống điện
Về hệ thống phân phối điện, đây là bộ phận còn tồn tại nhiều vấn đề cần
xử lý: còn quá nhiều cấp điện áp (6, 10, 15, 22, 35)kV, thiết bị lạc hậu và
4


chắp vá, chất lượng thấp và không hợp lý khiến cấu trúc lưới phức tạp, độ tin
cậy thấp. Công tác vận hành, quản lý kinh doanh không hợp lý nên hiệu quả
không cao. Tổn thất điện năng trung bình trong hệ thống phân phối khá lớn
(918)%. Có thể áp dụng các giải pháp sau để khai thác tiềm năng tiết kiệm

điện năng trong lưới phân phối:
- Nâng cao hệ số công suất của lưới điện
- Nâng cao điện áp vận hành của lưới, tận dụng khả năng điều chỉnh điện
áp bằng cách chuyển đổi đầu phân áp trong các máy biến áp
- San bằng đồ thị phụ tải hệ thống bằng cách áp dụng các giải pháp của
DSM
- Cải tạo hoàn thiện cấu trúc lưới, nâng cao chất lượng của công tác quy
hoạch thiết kế cải tạo và phát triển lưới, vận hành kinh tế các trạm biến áp
- Tăng cường tuyên truyền, quản lý lưới điện, nâng cao chất lượng hệ
thống đo đếm
1.1.2.2 Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung
cấp một cách kinh tế nhất
a. Điều khiển trực tiếp dòng điện
Mục tiêu chính của giải pháp này là san bằng đồ thị phụ tải của hệ thống
điện nhằm giảm tổn thất, dễ dàng định được phương thức vận hành kinh tế hệ
thống, giảm nhẹ vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới điện, cung cấp điện cho
khách hàng linh hoạt, tin cậy chất lượng cao và giá thành rẻ. Trên hình 1.1
trình bày các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện.
+ Cắt giảm đỉnh: Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phụ tải đỉnh
trong các giờ cao điểm của hệ thống điện nhằm làm giảm nhu cầu tăng công
suất phát và tổn thất điện năng. Có thể điều khiển dòng điện của khách hàng
để giảm đỉnh bằng các tín hiệu điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại hộ tiêu thụ.
Ngoài ra bằng chính sách giá điện cũng có thể đạt được mục tiêu này. Tuy

5


nhiên khi áp dụng biện pháp này các khách hàng thường được thỏa thuận
hoặc thông báo trước để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện
+ Lấp thấp điểm: Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển

dòng điện. Lấp thấp điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm.
Điều này đặc biệt hấp dẫn nếu như giá điện cho các phụ tải dưới đỉnh nhỏ hơn
giá điện trung bình. Thường áp dụng biện pháp này khi công suât thừa được
sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền. Hiệu quả thực là gia tăng tổng điện năng
thương phẩm nhưng không tăng công suất đỉnh, tránh hiện tượng xả nước
(thủy điện) hoặc hơi (nhiệt điện) thừa. Có thể lấp thấp điểm bằng các kho
nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng, nạp điện cho ắc
quy, oto điện…
+ Chuyển dịch phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời
gian thấp điểm. Hiệu quả thực là giảm được công suất đỉnh song không làm
thay đổi điện năng tiêu thụ tổng. Các ứng dụng phổ biến trong trường hợp này
là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng lượng và thiết lập hệ thống giá điện thật
hợp lý
+ Biện pháp bảo tồn: Đây là biện pháp giảm tiêu thụ cuối cùng dẫn tới
giảm điện năng tiêu thụ tổng nhờ việc nâng cao hiệu quả của các thiết bị dùng
điện
+ Tăng trưởng dòng điện: Tăng thêm các khách hàng mới (chương
trình điện khí hóa nông thôn là một ví dụ) dẫn tới tăng cả công suất đỉnh và
tổng điện năng tiêu thụ
+ Biểu đồ phụ tải linh hoạt: Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp
điện như một biến số trong bài toán lập kế hoạch tiêu dùng . Do vậy đương
nhiên có thể cắt điện khi cần thiết. Hiệu quả thực là công suất đỉnh và cả điện
năng tiêu thụ tổng có thể suy giảm

6


Hình 1.1 Các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện
b. Lưu trữ nhiệt:
Đây là giải pháp hiệu quả để nâng cao đường cong phụ tải trong giai

đoạn thấp điểm nhằm san bằng đồ thị phụ tải của hệ thống. Nó thường được
áp dụng với các thiết bị có khả năng thay đổi thời điểm cung cấp điện năng ở
đầu vào mà vẫn đảm bảo lịch trình cung cấp năng lượng ở đầu ra theo yêu cầu
7


sử dụng . Đun nước nóng và dịch vụ điều hòa không khí được xem là hai đối
tượng chủ yếu của giải pháp này. Trong khoảng thời gian thấp điểm, điện
năng được sử dụng để đun nước cung cấp cho các kho lưu trữ nóng. Trong
khoảng thời gian cao điểm, các nhu cầu sử dụng nước nóng sẽ được cung cấp
từ các kho này. Cũng tương tự đối với các kho lạnh sẽ đáp ứng mọi nhu cầu
điều hòa không khí trong thời gian cao điểm mà không cần cung cấp điện
năng
c. Điện khí hóa:
Mở rộng điện khí hóa nông thôn, điện khí hóa các hệ thống giao thông
hoặc dùng điện để thay thế việc đốt xăng dầu trong các thiết bị động lực làm
gia tăng dòng điện đỉnh và điện năng tổng của hệ thống. Song đó là việc làm
cần thiết bởi nó sẽ thúc đẩy sự phát triển của kinh tế - xã hội và giảm thiểu sự
hủy hoại môi trường
d. Đổi mới giá:
Nhu cầu sử dụng điện năng của các phụ tải điện thường phân bố không
đều theo thời gian. Một cách tự nhiên, theo tập quán sinh hoạt, làm việc và
sản xuất sẽ xuất hiện các cao điểm và thấp điểm trong đồ thị phụ tải của hệ
thống. Tại khoảng thời gian cao điểm, hệ thống phải huy động mọi khả năng
phát điện để đáp ứng nhu cầu của phụ tải và đôi khi cũng không tránh khỏi
phải cắt điện nếu không xây dựng thêm các nguồn điện cũng như các hệ thống
truyền tải mới. Rõ ràng chi phí thực để đáp ứng nhu cầu điện năng trong thời
điểm này sẽ rất cao. Ngược lại trong khoảng thời gian thấp điểm, nhu cầu tiêu
thụ điện năng thường rất bé khiến các nhà máy điện phải ngừng phát điện
hoặc chạy với công suất hạn chế theo điều kiện kỹ thuật. Trong các hệ thống

có tỷ trọng thủy điện cao sẽ không tránh khỏi phải xả nước vô ích vào các
mùa mưa. Vốn đầu tư xây dụng hệ thống truyền tải không được khai thác hợp
lý, các máy biến áp vận hành non tải sẽ làm gia tăng tổn thất trong hệ thống.

8


Tại các thời điểm này nếu có thêm nhu cầu dùng điện sẽ rất kinh tế và thuận
lợi cho công tác vận hành hệ thống.
Trong các nước phát triển, giá bán điện được sử dụng như một công cụ
rất hiệu quả để điều hòa nhu cầu dùng điện. Biểu giá bán điện được thay đổi
một cách linh hoạt phụ thuộc vào từng mùa, từng thời điểm cấp điện, khả
năng đáp ứng của hệ thống, trị số công suất và điện năng yêu cầu, địa điểm
tiếp nhận, đối tượng khách hàng…Nhờ vậy điện năng đã được sử dụng một
cách hiệu quả đem lại lợi ích cho người cung cấp lẫn người sử dụng. Có thể
đưa ra một vài biểu giá thông dụng nhất hiện nay:
+ Giá tính theo thời điểm sử dụng (TOU):
Mục tiêu chính của biểu giá TOU là điều hòa phụ tải điện của hệ thống
điện sao cho phù hợp với khả năng cung cấp đem lại lợi ích cho cả ngành điện
lẫn khách hàng. Do vậy nó phải có tính linh hoạt cao bởi muốn đạt mục tiêu
trên TOU phụ thuộc rất nhiều yếu tố: Thời điểm dùng điện; khoảng thời gian
dùng điện liên tục; độ lớn và sự biến động công suất cũng như điện năng yêu
cầu; mùa và thời điểm trong một mùa; vùng; loại khách hàng; định hướng
phát triển kinh tế và ngành điện…Từ đó cũng dễ dàng nhận thấy việc lập
được một TOU thật không đơn giản. Nhưng ít nhất TOU phải mang tính tích
cực: thúc đẩy kinh tế phát triển và khuyến khích sử dụng điện năng một cách
hiệu quả. Với các khách hàng mà chi phí điện năng chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ
trong giá thành sản phẩm do họ sản xuất ra thì đôi khi họ cũng ít quan tâm
đến TOU. Vì lợi ích chung, bên cạnh TOU cũng cần thêm một quy định bắt
buộc khi cần thiết. Các nước đang phát triển thuộc châu á có Hàn Quốc, Đài

Loan, Thái Lan…đã áp dụng TOU và thu được những kết quả bước đầu trong
lĩnh vực điều khiển dòng điện của phụ tải
+ Giá cho phép cắt điện khi cần thiết:

9