Dự báo phụ tải và thiết kế lưới truyền tải

DỰ BÁO PHỤ TẢI
VÀ THIẾT KẾ LƯỚI
TRUYỀN TẢI
1


NỘI DUNG HỌC PHÂN
Chương 1. Tổng quát chung về HT năng lượng
Chương 2. Khái niêm chung về QH HTNL,HTĐ
Chương 3. Dự báo nhu cầu điện năng và phụ tải điện
Chương 4. Mô hình toán học trong quy hoạch
Chương 5. Qui hoạch nguồn điện
Chương 6. Qui hoạch lưới điện
Tài liệu tham khảo:
1)Nguyễn Lân Tráng, Quy hoạch phát triển HTĐ, NXB KH&KT,2005
2) Trần Trí Dũng, Excel- solver cho kỹ sư, NXB KH&KT, 2005
2


Chương 1: TỔNG QUÁT CHUNG
VỀ HT NĂNG LƯỢNG
1.1. Khái quát chung về năng lương
1.2. Tính toán năng lượng
1.3. Năng lượng thế giới và VN

3


1.1. KHÁI QUÁT CHUNG
VỀ NĂNG LƯỢNG


1. Các nguồn năng lượng sơ cấp



2. Dãy chuyển hóa năng lượng



3. Hệ thống năng lượng

4


1. Các nguồn năng lượng sơ cấp
a)Năng lượ ng hóa thạch
- Nguồn : sản sinh do hóa thạch. Đó là than đá,
-

dầu mỏ, khí đốt tự nhiên.
Đặc điểm: cạn kiệt (không tái tạo), ô nhiễm môi
trườ ng, khai thác ngày một khó.

b) Thủy năng
-

Nguồn : Dòng chảy của sông, suối.
Đặc điểm: Vĩnh cửu (tái tạo), không ô nhiễm
môi trườ ng, nhưng tác động đến sinh thái
động thực vật, đến xã hội.

5


1. Các nguồn năng lượng sơ cấp
c)Năng lượ ng hạt nhân
- Nguồn : phân hủy hạt nhân U, Th
-

Đặc điểm: Khối lượng rất ít, nguy cơ nhiễm
phóng xạ

d) Năng lượ ng mới & tái tạo
-

-

Nguồn : Thủy năng nhỏ, NL gió, mặt trời, sinh khối,
địa nhiệt, thủy triều, sóng biển,…
Đặc điểm: Vĩnh cửu (tái tạo), không ô nhiễm môi
trườ ng, nhưng phân tán, khó thu nên giá thành
cao.

e) Các nguồn năng lượ ng khác
6


2. Dãy chuyển hóa NL
NL sơ cấp

NL thứ cấp

Khai thác
Chế biến
-Thủy năng
-NL hóa thạch
-NL hạt nhân
-NL mới & tái tạo

NL cuối

Chuyên chở
Phân phối
- Than chế biến
- Sản phẩm
dầu,khí
- Điện năng từ NL
hóa thạch

NL hữu ích
Sử dụng
Năng lượng

- Than chế biến
- Sản phẩm
dầu,khí
- Điện năng từ NL
hóa thạch

- Nhiệt năng

- Cơ năng
- Ánh sáng
- Hóa năng

7


3. Hệ thống NL
-Tập hợp các dãy công nghệ, bao gồm các nguồn
NLSC, các khai thác & chế biến, các chuyên tải &
phân phối, các hộ tiêu thụ NL
- Trong HTNL có các khối: than, dầu-khí, điện, trong
đó hệ thống điện là trung tâm liên kết các khối.

8


Cấu trúc chung của Hệ thống NL

9


1.2. TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG
1. Các loại đơn vị năng lượng
2. Một số tính toán năng lượng

10


1. Các loại đơn vị năng lượng

a) ĐVNL dạng vật lý
-

NL nhiệt : Cal, kCal,…
NL cơ: J, kJ,…
Á nh sáng: lux

b) ĐVNL khối
-

Khối lượ ng : kg, tấn,…
Thể tích: lít, m3,…

c) ĐV điện năng
-

Công suất : W, kW,MW,…

-

Điện năng: kWh, MWh

11


1. Các loại đơn vị năng lượng
d) ĐVNL tương đương
-

-

Ý tưởng: Lấy một loại NL làm cơ sở, các loại còn lại được qui
đổi tương đương theo nó trên cơ sơ giá trị nhiệt lượng.
Thường lấy dầu mỏ là cơ sở
Viết tắt:
Tiếng anh : TOE ( Tonne Oil Equivalan)
Tiếng pháp: TEP ( Tonne Equivalan du Petrol)
Tiếng việt : TDTĐ (Tấn Dầu Tương Đương)

- Giá trị nhiệt lượng a : Nhiên liệu loại nào đó có giá trị
nhiệt lượng a được đ/n như sau
Nếu đem đốt một đơn vị nhiên liệu đó sẽ toả ra một nhiệt
lượng bằng đúng nhiệt lượng khi đem đốt a phần tấn
dầu thô.
12


Đơn vị NL đương đương TOE
Than đá : 0,619 TOE/tấn
Than cốc: 0,667 TOE/Tấn
Than nâu: 0,405 TOE/tấn
Dầu hỏa : 1 TOE/tấn
Ét xăng: 1,008 TOE/tân
Dầu nặng: 0,952 TOE/tấn
Dầu nhẹ : 1,01 TOE/tấn
Khí đốt tự nhiên: 0,88 TOE/ nghìn m3
Khí dạng lỏng (ga): 1,1 TOE/tấn
Gỗ củi : 0,33 TOE/tấn
Rơm khô: 0,30 TOE/tấn
13

Qui
các Đơn Cal
vị NL
kJ đổi giữa
kWh

TOE

kJ

1

0,27778.10-3

238,92

23,892.10-9

kWh

3600

1

860,11.103

86,011.10-6

Cal

4,1855

1,1626.10-6

1

10-10

TOE

4,1855.107

11626

1010

1

14


Qui đổi điện năng ra TOE


15


2. Một số tính toán năng lượng

1)Tính quy đổi ra TOE
2)Tổng kê NL
3)Tính toán một số chỉ tiêu
- Chi phí NL trên sản phẩm;
- Tiêu thụ NL cho sản phẩm quốc nội GDP
- Chỉ tiêu khác
4) Tính hiệu suất
- Cho một phần tử;
- Cho một dãy công nghệ
16


17


3. Năng lượng thế giới &Việt nam

Năng lượ ng thế
giới
B. Năng lượ ng Việt
nam
A.

18


3. A-Năng lượng thế giới
a) Nguån n¨ng lîng kh«ng t¸i t¹o trªn thÕ giíi

Khí thiên nhiên

Chiếm vị trí thứ 3 trong cân bằng năng lượng thế giới: sản lượng
thương mại khoảng 2 Tm3 , chiếm 20% tiêu thụ NL sơ cấp
Trữ lượng trên toàn thế giới là khoảng 144 Tm 3. Số năm có thể
khai thác được dự đoán là 60 năm.
Có tính thuần khiết, cho phép đốt cháy hoàn toàn → là loại nhiên
liệu hóa thạch “sạch” nhất, có tính linh hoạt trong sử dụng.
Là nguồn tài nguyên phong phú trên thế giới, phân bố đều hơn so
với dầu mỏ.
- Chi phí khai thác rẻ nhưng chi phí vận chuyển rất cao, chiếm gần
40% tổng chi phí kĩ thuật.
19


3.A- Năng lượng thế giới


Năng lượng điện

- Là nguồn NLsơ cấp : từ thủy năng, địa nhiệt, nguyên tử, quang
điện, gió, thủy triều; Là nguồn NL thứ cấp:NĐ than, dầu hoặc
khí thiên nhiên.
-

Năm 2001 thế giới đã sản xuất một lượng điện năng là 14,851
TWh (NĐ :64%, TĐ:17,3%, NgTử: 17% và còn lại từ NL phân
tán)

-

Các nhà máy điện nguyên tử hiện nay dùng phản ứng phân hạch

uranium và plutonium. Trữ lượng của chúng rất lớn nhưng cũng
chỉ có hạn. Nếu sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân đơteri (D –
là đồng vị phóng xạ của hydro) thì sẽ thu được năng lượng nhiều
gấp 6 lần so với phản ứng phân hạch uran. D có nhiều trong
20
nước biển, có trữ lượng khoảng 44.000 tỉ tấn.


3.A- Năng lượng thế giới
b) Nguån n¨ng lîng kh«ng t¸i t¹o trªn thÕ giíi

-NL tái tạo chiếm ¼ công suất tiêu thụ thế giới và cung ứng 18%
nguồn điện năng cho hành tinh (2009).
2005 - 2009 NL gió tăng trung bình 27% mỗi năm, nước nóng NL
mặt trời tăng 19% và sản xuất ethanol tăng 20%, NL sinh khối &địa
nhiệt cũng tăng trưởng mạnh.
Năng lượng Mặt Trời
-

NL mặt trời phát ra trong 1s tương đương 2,5.10 9 tấn than đá, trái đất
chỉ nhận một phần rất nhỏ, khoảng 10 4 tấn than đá/1s.
Mật độ NL mặt trời chiếu trên mặt đất khoảng 200W/m 2, mức
cao điểm đạt 1000W/m2
-

21


Nhà máy điện sử dụng năng lượng mặt trời

22


3. A-Năng lượng thế giới


Nguồn năng lượng địa nhiệt

- Nhiệt năng của Trái Đất khoảng 64 tỉ kWh, sâu trong lòng đất
1km thì nhiệt độ tăng thêm 30 0C.
-

-

-

Các bồn nước nóng: lớp magma trộn lẫn với đá nóng chảy (nham
thạch của núi lửa) và khí, thẩm thấu qua lớp vỏ trái đất. Nếu
chúng xuyên qua vỏ trào lên sẽ phun thành núi lửa, nếu dừng
lại ở lớp gần mặt trái đất thì tạo thành hệ đá nóng, bồn địa nhiệt.
Bồn nhiệt hơi khô: trong hơi nóng có chứa các khí CO 2, H2S, NH3
và không có hoặc có 1 ít hơi nước H 2O → gọi là hơi khô.
Bồn nhiệt nước nóng: ở độ sâu áp suất cao, nước sôi đạt tới
180oC-370oC, xuyên qua lớp bề mặt trái đất nước bốc hơi nhanh
tạo ra áp suất cao như được đun trong nồi supde, trong hơi nước
23
có chứa 10% - 20% nước nên người ta gọi là bồn hơi ẩm.


Nhµ m¸y ®iÖn ®Þa nhiÖt

24


3. A-Năng lượng thế giới
Nguồn năng lượng gió
- Vào TK II trước công nguyên, cối xay gió đầu tiên đã được chế tạo
và sử dụng ở Trung Đông và Trung Quốc.
- Đầu tiên cối xay gió được sử dụng để xay ngũ cốc, sau đó được dùng
để bơm nước và cưa gỗ.
- Qua nhiều thế kỷ năng lượng gió trở thành nguồn năng lượng quan
trọng, người ta sản xuất điện và bơm nước từ nguồn năng lượng
này và đặc biệt nó được sử dụng phân tán ở những vùng xa xôi.
- Người ta biến đổi năng lượng gió thành điện năng bằng cách sử
dụng các tuabin khí động.


25