khái niệm chung về quy hoạch hệ thống điện

Chương 2
KHÁI NIỆM CHUNG VỀ
QUI HOẠCH HỆ THỐNG ĐIỆN

1


2.1. Phương pháp tiếp cận hệ thống

2.1.1.
2.1.2.

Nguyên lí tiếp cận hệ thống
Phương pháp phân tích hệ thống

2


2.1.1. 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


2.1.1. 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


2.1.2. 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

2.2.1. Mục đích qui hoạch phát triển hệ thống
năng lượng
2.2.2. Cấu trúc phân cấp của việc qui hoạch
hệ thống năng lượng

6


2.2.1. Mục đích qui hoạch phát triển
hệ thống năng lượng
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


2.2.2. 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. Nhiệm vụ của qui hoạch
và phát triển hệ thống điện
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. Nhiệm vụ của qui hoạch
và phát triển hệ thống điện
- 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 hệ giữa năng lượng
và môi trường


Gây ô nhiễm tầng khí quyển
Các chất thải độc hại từ các nhà máy nhiệt điện có thể liệt
kê ra như CO, CO2 , SO2 , NOx ...

Khi đốt 1 tấn than sẽ sinh ra 66 kg SO2, 11 kg bụi và nhiều
khí độc hại khác. Cụ thể là:
+ Lượng khí CO2 do con người đốt nhiên liệu khoáng phế
thải vào trong không khí là trên 5 tỉ tấn/ nm
+ Lượng SO2 là 200 triệu tấn / nm
+ Lượng NOx là 150 triệu tấn / nm
13


2.4. Quan hệ giữa năng lượng
và môi trường


Gây ô nhiễm tầng khí quyển
Các kết quả nghiên cứu về ô nhiễm do sunphua điôxyt
(SO2) và bụi thải cho thấy 50% dân số thành thị trên thế
giới (khoảng 900 triệu người) đang sống trong môi trường
không khí có hàm lượng SO2 vượt quá tiêu chuẩn cho
phép, trên 1 tỉ người đang sống trong môi trường có hàm

lượng bụi vượt quá tiêu chuẩn cho phép, chính do nguyên
nhân trên mà hàng năm trên thế giới có ít nhất khoảng
500.000 trẻ em bị chết yểu, từ 4 đến 5 triệu người bị mắc
bệnh đường hô hấp và hàng triệu trường hợp mắc các bệnh
tật khác.
14


2.4. Quan hệ giữa năng lượng
và môi trường


Gây ô nhiễm tầng khí quyển

- Các nhà máy nhiệt điện chạy bằng than là nguồn thải
chính của các chất thải các bon. Các nhà máy điện hiện
nay sản ra 36% chất thải các bon từ các sản phẩm năng lư
ợng, 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.

- 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.
15


2.4. Quan hÖ gi÷a n¨ng l­îng

vµ m«i tr­êng


G©y « nhiÔm tÇng khÝ quyÓn

- Theo báo cáo “Viễn cảnh năng lượng quốc tế” do cơ
quan quản lý thông tin năng lượng của bộ năng lượng Mỹ,
lượng khí CO2 thải ra từ việc sử dụng năng lượng trên
toàn cầu sẽ tăng khoảng 43% lên 43,2 tỷ tấn trong thời
gian từ 2008 đến 2035. Báo cáo dự kiến năng lượng hạt
nhân trên toàn cầu sẽ tăng gần gấp đôi, từ 2.600 tỷ
KW/giờ năm 2008 lên 4.900 tỷ KW/giờ vào năm 2035,
chưa tính tới tác động của sự cố nhà máy điện hạt nhân tại
Nhật Bản đối với nguồn năng lượng này.
16


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
17


2.4. Quan hÖ gi÷a n¨ng l­îng
vµ m«i tr­êng


Gây ô nhiễm nguồn nước
Nước của các đại dương, hồ, ao, sông, suối ngày càng bị ô
nhiễm nặng nề. Các nhà máy nhiệt điện vừa thải khói ra
môi trường vừa thải các chất độc hại xuống nguồn nước
gây ra sự axit hóa chính môi trường (ao, hồ, sông, suối)
chính là một nguy cơ 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.

18


2.4. Quan hÖ gi÷a n¨ng l­îng
vµ m«i tr­êng
Hiệu ứng nhà kính
- Ở qui mô toàn cầu, từ tuyên bố của hội nghị Villach (101985) dư luận công chúng toàn thế giới đã được thông
báo về nguy cơ ấm dần lên của hành tinh chúng ta.
- Các nhà máy nhiệt điện 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 lần so với khí CO2. 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.


19


2.4. Quan hệ giữa năng lượng
và môi trường
t, 0C

1-3,5oC

1oC
0,5oC

1860

1990
2100

t

Mức tng nhiệt độ trên bề mặt trái đất
20


2.4. Quan hÖ gi÷a n¨ng l­îng
vµ m«i tr­êng
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-la-đét, 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.

21


hÕt ch­¬ng 2

22