quy hoạch hệ thống năng lượng và hệ thống điện

Chương 2. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ
QUI HOẠCH HTNL&HTĐ

1


2.1. PHƯƠNG PHÁP TiẾP CẬN HỆ THỐNG

1. Nguyên lí tiếp cận hệ thống
2. Phương pháp phân tích hệ thống

2


1. Nguyên lí tiếp cận hệ thống
- Quan điểm Duy vật biện chứng đã chỉ ra cách tiếp cận
hệ thống bằng phương pháp phân tích và phương pháp
tổng hợp.
+ Phân tích là phương pháp phân chia hệ thống thành
các bộ phận cấu thành đơn giản hơn.
+ Nhưng muốn nhận thức được cấu tạo, tính chất, chức
năng và qui luật phát triển thì phương pháp phân tích
phải đi đôi với phương pháp tổng hợp.
3


1. Nguyên lí tiếp cận hệ thống
- Để điều khiển tối ưu một hệ thống lớn cần phải xuất
phát từ việc thoả mãn mục tiêu tối ưu chung và thoả
mãn một loạt các mục tiêu cục bộ. Như vậy các
mục tiêu cục bộ phải phù hợp với mục tiêu chung

hoặc ít ra là không mâu thuẫn với mục tiêu chung.
- Để giải bài toán phức tạp này phải kết hợp các
phương pháp chính qui chặt chẽ với các phương
pháp không chính qui. Đó chính là nội dung của
việc tổng hợp và phân tích hệ thống
4


2. Phương pháp phân tích hệ thống
Các bước phân tích hệ thống:
Bước 1: Đặt bài toán: Lựa chọn hệ thống cần nghiên
cứu, xác định các giới hạn của nó, xây dựng mục tiêu
cần điều khiển.
Bước 2. Xây dựng mô hình toán học của hệ thống.
Bước 3. Lựa chọn phương pháp giải mô hình toán học
đã chọn.
Bước 4. Dự báo các chiều hướng vận động của hệ
thống, xây dựng các phương án phát triển của hệ thống
tuỳ theo các khả năng điều khiển.
Bước 5. Chọn phương án phát triển tối ưu theo các tiêu
chuẩn đã được chấp nhận.
5


2.2. NỘI DUNG QUI HOẠCH PHÁT TRIỂN
HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG
1. Mục đích qui hoạch phát triển hệ thống
năng lượng
2. Cấu trúc phân cấp của việc qui hoạch hệ
thống năng lượng

6


1. Mục đích qui hoạch phát triển HTNL
Qui hoạch phát triển hệ thống năng lượng
nhằm mục đích đảm bảo một cách tối ưu nguồn
năng lượng hữu ích cung cấp cho nhu cầu của xã
hội. Xuất phát từ định hướng phát triển kinh tế-xã
hội của đất nước, các ngành trong nền kinh tế
quốc dân xây dựng qui hoạch phát triển ngành.

7


Năng lượng
sơ cấp

Thuỷ năng
Hạt nhân
Dầu thô

Khí thiên nhiên
Than đá

Tæn thÊt

Năng lượng
cuối cùng

Tæn thÊt

Điện năng

S¶n
SảnphÈm
phẩm
dÇu
dầu
Sản phẩm
khí

Năng lượng
hữu ích

Động lực
Thiết
bị
xử
dụng
năng
lượng

Hơi nước
Nhiệt
ChiÕu s¸ng

Thông tin
Than thương
mại

Hệ thống biến đổi và sử dụng năng lượng

8


2. Cấu trúc phân cấp của việc qui hoạch hệ
thống năng lượng







Để có thể qui hoạch phát triển hệ thống năng
lượng cần phải xét đến nhiều yếu tố khác nhau
Nhu cầu sử dụng năng lượng một cách an toàn,
hiệu quả và tiết kiệm trong tương lai chính là
mục đích cần đáp ứng của việc qui hoạch phát
triển hệ thống năng lượng.
Việc qui hoạch hệ thống năng lượng có cấu trúc
phân cấp như hình vẽ.
9


Các chỉ tiêu kinh tế nhà nước và
chính sách năng lượng

Qui hoạch năng lượng

qui
hoạch
than

Qui hoạch hệ thống điện
Dự báo phụ Tải điện

Qui hoạch nguồn điện

qui
hoạch
dầu khí

qui
hoạch
Năng lư
ợng mới

Qui hoạch lưới điện

Cân bằng năng lượng

Cu trỳc ca qui hoch h thng nng lng
10


2.3. NHIM V QUI HOACH HT
Qui hoạch phát triển hệ thống điện là một bộ
phận quan trọng nhất trong qui hoạch năng lượng.

Nhiệm vụ của qui hoạch phát triển hệ thống điện
là:
- Dự báo nhu cầu điện năng của hệ thống cho tương
lai có xét đến định hướng phát triển kinh tế - xã hội
của đất nước.
- Xác định tỉ lệ tối ưu giữa các loại nguồn năng lư
ợng sơ cấp : thuỷ năng, nhiên liệu hoá thạch, hạt
nhân, các dạng năng lượng mới và tái sinh dùng để
chuyển hoá thành điện năng trong tương lai.
11


2.3. NHIM V QUI HOACH HT
- Xác định khả năng xây dựng và lịch trình đưa vào
hoạt động của các loại nhà máy điện khác nhau
trong hệ thống điện sao cho đạt được hiệu quả tối ư
u.
- Xây dựng những nguyên tắc cơ bản về phát triển
mạng điện khu vực và mạng điện địa phương: vấn đề
liên kết hệ thống, tải điện đi xa, cấu trúc tối ưu của
lưới điện, vấn đề sử dụng hợp lí và tiết kiệm điện
năng, vấn đề giảm thiểu ảnh hưởng của việc phát
triển điện năng lên môi trường ...
12


2.4. QUAN H GiA NL V MễI TRNG


Gây ô nhiễm tầng khí quyển

- Các chất thải độc hại từ N :CO, CO2 , SO2 , NOx ...
Các N chạy than là nguồn thải chính của các chất thải các bon:
hin ti chim 36% t các sản phẩm NL, và nó sẽ tăng lên đến 38%
vào năm 2015. Hiện nay than chiếm 52% của tổng số các nhà máy
điện nhưng thải ra 87% các chất thải các bon. CO2 thi ra t vic s
dng NL ton cu s tng khong 43% lờn 43,2 t tn trong thi
gian t 2008 n 2035.
- Khí thải của các nhà máy điện lại góp phần làm thủng tầng ôzôn
của trái đất, gây ra những hậu quả to lớn mà cho đến nay người ta
cũng chưa thể đánh giá hết được.
13


2.4. Quan hÖ gi÷a n¨ng l­îng
vµ m«i tr­êng
(TriÖu tÊn)
600
Than
500
400
300
200

KhÝ

100

DÇu
2015

1995

2000

2005

2010

Lượng thải cacbon từ các nhà máy nhiệt điện
14


2.4. QUAN HỆ GiỮA NL VÀ MÔI TRƯỜNG


Gây ô nhiễm nguồn nước
Các nhà máy NĐ còn thải các chất độc hại xuống nguồn nước
gây ra sự axit hóa , gây ô nhiễm nguồn nước. Hiện tượng axit hóa
không phải bắt đầu từ nguồn gốc tự nhiên mà nó là kết quả của sự
biến đổi thành axit của SO2 (tỉ lệ 2/3) và của khí NOx (tỉ lệ 1/3) nhả
ra từ cột ống khói của các nhà máy điện.



Hiệu ứng nhà kính
Hiệu ứng lồng kính là hiệu ứng gây ra bởi ba chất khí thải chủ yếu
là cacbonic CO2, metan CH4 và đinitơ ôxit NO2. Những khí này tạo
ra một màng bọc bầu khí quyển và làm phản xạ lại bề mặt trái đất
lượng nhiệt năng phát ra từ trái đất.

Các nhà máy NĐ có sử dụng khí thiên nhiên với hàm lượng chủ
yếu là metan có khả năng gây ra hiêu ứng lồng kính nhiều gấp 20
15
lần so với khí CO .


2.4. QUAN HỆ GiỮA NL VÀ MÔI TRƯỜNG
∆t, 0C

1-3,5oC

1oC
0,5oC

1860

1990
2100

t

Møc tăng nhiÖt ®é trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt
16


2.4. QUAN HỆ GiỮA NL VÀ MÔI TRƯỜNG
Hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ bề mặt trái đất, dẫn đến tan
tuyết, dẫn đến nâng cao mực nước biển.
Các nhà khoa học dự đoán đến cuối TK XXI mực nước biển sẽ
tăng lên từ 30-75 cm. Những cùng dân cư đông đúc như Băng-lađét, Hà Lan, vùng Nouvelle-Orleans, lưu vực sông Nil, lưu vực

sông Mêkong, sông Indus sẽ là những nơi trực tiếp bị đe dọa.
Ngoài ra những dòng hải lưu lớn (El Nino ở Thái Bình Dương,
Gulf Stream ở Đại Tây Dương) có thể bị dịch chuyển khiến có
những nơi hoàn toàn biến thành sa mạc.

17


hÕt ch­¬ng 2

18