khái niệm chung về quy hoạch hệ thống điện

Chương 2

Khái niệm chung về
qui hoạch hệ thống điện

2.1. Phương pháp tiếp cận hệ thống
2.2. Nội dung qui hoạch phát triển hệ thống
năng lượng
2.3. Nhiệm vụ của qui hoạch và phát triển hệ
thống điện
2.4. Quan hệ giữa năng lượng và môi trường
1


2.1. Ph­¬ng ph¸p tiÕp cËn hÖ thèng



2.1.1. Nguyªn lÝ tiÕp cËn hÖ thèng



2.1.2. Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch hÖ thèng

2


2.1.1. Nguyên lí tiếp cận hệ thống
- Nguyên lí cơ bản của phương pháp tiếp cận hệ thống dựa
trên phép biện chứng duy vật để nghiên cứu các hệ thống
phức tạp.

- 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


- 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 phư
ơng 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:
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.
2. Xây dựng mô hình toán học của hệ thống.
3. Lựa chọn phương pháp giải mô hình toán học đã

chọn.
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.
5. Chọn phương án phát triển tối ưu theo các tiêu chuẩn
đã được chấp nhận.
5


2.2. Néi dung qui ho¹ch ph¸t triÓn
hÖ thèng n¨ng l­îng



2.2.1. Môc ®Ých qui ho¹ch ph¸t triÓn hÖ
thèng n¨ng l­îng



2.2.2. CÊu tróc ph©n cÊp cña viÖc qui ho¹ch
hÖ thèng n¨ng l­îng
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

Tổn thất

Năng lượng
cuối cùng

Tổn thất

Năng lượng
hữu ích

Điện năng

Sảnphẩm
phẩmdầu
dầu
Sản

Dầu thô
Sản phẩm khí
Khí thiên nhiên

Động lực
Thiết
bị
xử
dụng
năng
lượng

Hơi nước
Nhiệt
Chiếu sáng
Thông tin

Than đá

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 lư
ợng 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
dầu khí

Qui hoạch hệ thống điện
Dự báo phụ Tải điện
Qui hoạch nguồn điện
Qui hoạch lưới điện

qui
hoạch
Năng
lượng
mới

Cân bằng năng lượng

Cấu trúc của qui hoạch hệ thống 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


- Xác định khả năng xây dựng và lịch trình đư

a vào hoạt động của các loại nhà máy điện
khác nhau trong hệ thống điện sao cho đạt đư
ợc hiệu quả tối ưu.
- Xây dựng những nguyên tắc cơ bản về phát
triển mạng điện khu vực và mạng điện địa phư
ơng: 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 hÖ gi÷a n¨ng l­îng
vµ m«i tr­êng
 G©y « nhiÔm tÇng khÝ quyÓn
 Sù « nhiÔm nguån n­íc
 HiÖu øng nhµ kÝnh

13


1. 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. C th l:
+ Lượng khí CO2 do con người đốt nhiên liệu
khoáng phế thải vào trong không khí là trên 5 tỉ
tấn/ năm

+ Lượng SO2 là 200 triệu tấn / năm
+ Lượng NOx là 150 triệu tấn / năm
14


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
15
tật khác.


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 lượng, 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.
16

(TriÖu tÊn)
600

Than

500
400
300
200
KhÝ

100
1995

2000

2005

2010

2015

DÇu

L­îng thải cacbon tõ c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn
17

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.
Tầng ôzôn nằm ở độ cao 20-30 km trong
tầng bình lưu được sinh ra do sự biến đổi của
oxy(O2) thành ôzôn (O3). Tầng ôzôn đã ngăn đư
ợc hơn 90% tia tử ngoại có hại do mặt trời chiếu
xuống trái đất, cho nên các nhà khoa học còn gọi
tầng ôzôn là "cái mộc của trái đất".
18


Khi tầng ôzôn bị phá hoại, thì tia tử ngoại
trực tiếp chiếu xuống mặt đất, gây ung thư da,
làm tổn thương mắt một cách mãn tính và còn
ảnh hưởng đến chức năng của hệ thống miễn
dịch của cơ thể.
Hiện nay, tầng ôzôn của Nam cực đã mỏng
đi 65%, còn tầng ôzôn trên không trung Bắc
Âu, Nga và Canađa giảm đi từ 12 - 20%, thậm
chí tầng ôzôn ở nhiều nơi còn bị thủng hẳn mà
tiêu biểu là ở Nam cực đã có một lỗ thủng rộng
bằng 20% diện tích của Nam cực.
19


2. Sự ô nhiễm nguồn nước
Nước của các đại dương và hồ, ao, sông, suối
ngày càng bị ô nhiễm nặng nề. Các nhà máy nhiệt

điện vừa thi khói ra môi trường lại vừa thi các
chất độc hại xuống nguồn nước gây ra sự axít hoá
môi trường (ao, hồ, sông, suối ) chính là một nguy
cơ gây ô nhiễm nguồn nước. Hiện tượng axit hoá
không phi bắt nguồn duy nhất từ nguồn gốc tự
nhiên, mà nó là kết qu sự biến đổi thành axit của
khí SO2 (tỷ lệ 2/3) và của khí NOx (tỷ lệ 1/3) nh
ra từ cột ống khói của các nhà máy điện
20


3. Hiệu ứng nhà kính

ở quy mô toàn cầu đã có nguy cơ ấm
dần lên của hành tinh chúng ta. Các nhà máy
nhiệt điện có sử dụng khí thiên nhiên với hàm lư
ợng chủ yếu là mêtan có kh nng gây ra hiệu ứng
nh kính nhiều gấp 20 lần so với khí CO2. Hiệu
ứng nhà kính là hiệu ứng gây ra bởi ba chất khí
thi chủ yếu là Cacbonic (CO2), mêtan (CH4) và
ôxyt nitơ (N2O). Nhng khí này tạo ra một màng
bọc bầu khí quyển và làm phn xạ lại bề mặt trái
đất lượng nhiệt nng phát ra từ trái đất.
21


1oC

1-3,5oC

∆t, 0C

1990

0,5oC

1860

2100

t

Møc tăng nhiÖt ®é trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt
22


Các nhà khoa học dự đoán đến cuối
thế kỷ XXI này mực nước biển sẽ tng
lên từ 30 75cm. Những vùng dân cư
đông đúc nh Bănglađét, Hà Lan, vùng
Nouvelle-Orleans, lưu vực sông Nil, lưu
vực sông Mékông, sông Indus sẽ là
những nơi trực tiếp bị đe doạ. Ngoài ra
những dòng hải lưu lớn có thể bị dịch
chuyển, có những nơi hoàn toàn biến
23
thành sa mạc.


hÕt ch­¬ng 2

24