quản lý vận hành hệ thống điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

VŨ HẢI THUẬN

QUẢN LÝ-VẬN HÀNH
HỆ THỐNG ĐIỆN

HÀ NỘI - 2009


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay tất cả các lĩnh vực của nền kinh tế quốc dân như công nghiệp, nông nghiệp, giao
thông vận tải, tiêu dùng,… đều sử dụng điện năng
Điện năng được sản xuất tại các nhà máy điện, truyền tải theo các đường dây và máy biến áp
đến các hộ dùng điện ở xa (hộ tiêu dùng là các loại máy móc, thiết bị biến đổi điện năng thành
các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng, hoá năng…)
Trong một số trường hợp, điên năng chỉ biến đổi dạng của nó, ví dụ biến đổi dòng điện xoay
chiều 3 pha thành dòng điện xoay chiều 1 pha, biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện
một chiều, biến đổi dòng điện từ tần số này sang dòng điện tần số khác… theo đó được truyền tải
theo mạng điện tới các hộ tiêu thụ tương ứng
Hệ thống điện được hiểu theo nghĩa rộng là toàn bộ các khâu: sản xuất, biến đổi, truyền
tải, phân phối, tiêu thụ
Giữa các phần tử của hệ thống có sự liên hệ về điện, về cơ, về từ và các loại khác…
Hệ thống điện có thể chia làm 2 loại:


Các phần tử chuyển hoá



Các phần tử truyền tải

Khi phân tích chế độ vận hành, phương thức quản lý không nhất thiết mọi trường hợp phải
chú ý đến các đặc tính của các phần tử, ví dụ như khi phân tích điều chỉnh điện áp thì có thể bỏ
qua các động cơ sơ cấp, khi phân tích ổn định phải chú ý đến các động cơ sơ cấp…
Đặc điểm của hệ thống điện Việt Nam là:


Các phần tử sản xuất điện năng là hỗn hợp



Có đường dây siêu cao áp



Mạng điện kín.

Môn học quản lý - vận hành hệ thống điện đề cập đến những kiến thức hết sức cần thiết liên
quan đến hai lĩnh vực:
1. Vận hành hệ thống điện
2. Quản lý hệ thống điện
Bài giảng môn học Quản lý – vận hành hệ thống điện bao gồm 6 chương được biên soạn theo
đề cương môn học đã được hội đồng khoa học trường đại học Nông nghiệp Hà Nộ thông qua và
Bộ Giáo dục và Đào tạo phê duyệt.
Do trình độ có hạn và thời gian biên soạn còn hạn chế, nên bài giảng chắc chắn sẽ còn nhiều
thiếu sót. Chúng tôi cám ơn những nhận xét, đánh giá của độc giả. Mọi ý kiến phản hồi xin gửi
về địa chỉ: Bộ môn Hệ thống điện – Khoa Cơ Điện - Trường đại hoạc Nông nghiệp Hà Nội
Tác giả

Vũ Hải Thuận
Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN
&1. ĐẶC ĐIỂM HỆ THỐNG ĐIỆN
I, Đặc điểm công nghệ của hệ thống điện (HTĐ)
1. Các đặc điểm
Quá trình sản xuất năng lượng nói chung và điện năng nói riêng có một số đặc điểm khác
biệt với các ngành sản xuất công nghiệp khác
a. Hệ thống điện năng được sản xuất, phân phối và biến đổi thành các dạng năng lượng khác
trong một khoảng khắc thời gian, hay nói cách khác không có tích trữ ở bất cứ chỗ nào vì vậy:
­ Hệ thống điện phức tạp gồm nhiều phần tử cách xa nhau nhưng lại tạo thành một cơ cấu
phức tạp duy nhất
­ Điện năng được sản xuất ra được tiêu dùng ngay trong hệ thống
­ Sự cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng xảy ra tại bất cứ thời điểm nào
b. Các quá trình quá độ trong hệ thống điện xảy ra rất nhanh, các quá trình sóng được hoàn
thành trong một phần ngàn hoặc thậm trí một phần triệu của giây, các quá trình do ngắn mạch,
làm mất ổn định xảy ra trong một phần mười hoặc cùng lắm là một vài giây. Do đặc tính này nên
các phần tử của HTĐ phải có phản ứng rất nhanh để điều khiển chế độ
c. Hệ thống điện gắn liền với tất cả các lĩnh vực công nghiệp, sinh hoạt hằng ngày, thông tin
liên lạc v.v.. vì vậy độ tin cậy cung cấp điện, độ dự trữ công suất hợp lý là hết sức quan trọng và
cần thiết
Đặc điểm này dẫn đến các phần tử của hệ thống điện phải được bảo dưỡng định kỳ để phục
hồi khả năng làm việc và thay thế các thiết bị hết hạn sử dụng kỹ thuật
2. Một số hệ quả của đặc điểm công nghệ
a. Không thể sản xuất được điện năng nếu không có đủ khả năng tiêu thụ (các quá trình
chuyển hoá và truyền tải điện năng trong tất cả các phần tử của HTĐ đều có hao tổn) do hệ quả
này cho nên:
 Sự giảm sút điện năng phát ra do các nhà máy điện bị sự cố, sửa chữa hoặc vì các lý do
nào khác sẽ dẫn đến giảm điện năng cấp cho các hộ tiêu thụ nếu không có công suất dự trữ
 Sự giảm thấp công suất tiêu thụ tạm thời do các hộ tiêu thụ phải sửa chữa, sự cố… sẽ
không cho phép sử dụng toàn bộ công suất của các nhà máy điện nếu không có các thiết bị điều

chỉnh
 Không thể có sự không cân bằng giữa tổng công suất phát ra và tổng công suất tiêu thụ
trong hệ thống
Không nắm được các đặc điểm này sẽ dẫn đến sai sót nghiêm trọng trong công tác vận hành
hệ thống
b. Các quá trình quá độ trong HTĐ diễn biến rất nhanh đã buộc phải sử dụng các thiết bị tự
động đặc biệt, những thiết bị này thường là tác động rất nhanh phải đảm bảo cho các quá trình


quá độ diễn biến trong phạm vi cho phép. Muốn lựa chọn đúng và chỉnh định các thiết bị tự động
này ( như thiết bị bảo vệ chống quá điện áp, thiết bị bảo vệ rơ le, thiết bị tự động điều khiển….)
phải chú ý đến sự làmviệc của toàn bộ hệ thống điện như là một cơ cấu duy nhất
c. Sự liên quan giữa HTĐ và các lĩnh vực khác của nền kinh tế quốc dân dẫn đến việc phải
phát triển kịp thời các hệ thống điện, sự phát triển của HTĐ phải nhịp nhàng, cân đối
II.Các đặc tính năng lượng của hệ thống điện
HTĐ là là một đối tượng phức tạp nên những tính chất tổng hợp của HTĐ không những
phụ thuộc riêng vào tính chất của các phần tử mà phụ thuộc vào cả sự phối hợp giữa những phần
tử với nhau
Chúng ta quy ước:
P1: Công suất đầu vào (kW)
P2: Công suất đầu ra (kW)
P: Hao tổn công suất trong quá trình truyền tải

 : Hệ số sử dụng hữu ích của các phần tử bằng tỷ số giữa công suất đầu ra và công suất
đầu vào

 : Suất tiêu hao công suất bằng tỷ số giữa công suất đầu vào và công suất đầu ra
Đặc tính năng lượng của các các phần tử bao gồm:
a, Đặc tính tiêu hao:
P1=f1(P2)

b, Đặc tính hao tổn công suất
 P= P1-P2 =f2(P2)

c, Đặc tính hiệu suất sử dụng:



P2
 f 3 ( P2 )
P1



P1
 f 4 ( P2 )
P2

d, Đặc tính suất tiêu hao:

Từ các công thức trên ta có thể có mối quan hệ sau:

P  P2 (




1


1



1 



)  P2 (  1)



P2
P2  P



P2  P
P2


Đối với các phần tử truyền tải điện thì chỉ dùng đặc tính hao tổn hoặc đặc tính hiệu suất
sử dụng, trong nhiều trường hợp, những đặc tính này không những chỉ phụ thuộc vào công suất
truyền tải mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác. Ví dụ như hao tổn công suất và hiệu suất sử
dụng của máy biến áp và đường dây tải điện không những phụ thuộc vào dòng điện, mà còn phụ
thuộc vào cả công suất tác dụng và công suất phản kháng , điện áp của lưới điện
Tất cả các đặc tính năng lượng thường được xây dựng với các tham số chất lượng định mức,
.nếu những tham số này không bằng định mức vì lý do nào đó thì không sử dụng được đặc tính
đó mà phải xây dựng lại
Khi nghiên cứu HTĐ thực tế, cần xét một cách lý tưởng hoá, nghĩa là xét trọn bộ và không
chú ý tới những quá trình thực xảy ra trong từng phần tử một

&2. CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
I. Cấu trúc hệ thống điện
1.Cấu trúc nguồn điện
Cấu trúc của nguồn điện phải thỏa mãn các điều kiện sau:
a. Cung cấp đủ năng lượng cho phụ tải với độ tin cậy cao;
b. Cung cấp đủ công suất tác dụng và công suất phản kháng cho phụ tải trong mọi tình
huống vận hành, với độ tin cậy cao;
c. Thỏa mãn hai điều kiện trên với giá thành sản xuất điện năng nhỏ nhất.
Nếu hệ thống chỉ có các nhà máy nhiệt điện thì vấn đề đảm bảo năng lượng không khó khăn
vì hệ thống có thể chủ động cung cấp năng lượng sơ cấp cho các nhà máy nhiệt điện. Tuy nhiên
nếu hệ thống bao gồm cả nhà máy thủy điện và nhiệt điện thì sẽ gặp khó khăn trong vấn đề đảm
bảo năng lượng, vì năng lượng của thủy điện phụ thuộc vào lượng nước…vì vậy, để đảm bảo độ
tin cậy cung cấp điện thì phải tăng công suất dự trữ tại các nhà máy nhiệt điện, làm cho giá thành
hệ thống điện tăng cao. Do đó phải có tỉ lệ hợp lý về công suất giữa các nhà máy nhiệt điện và
các nhà máy thủy điện.
Việc đảm bảo công suất cung cấp điện cho các phụ tải phụ thuộc vào công suất dự trữ, độ
linh hoạt của nguồn điện và cấu trúc của lưới điện. Trong mọi chế độ vận hành, công suất khả
phát của các tổ máy tham gia vận hành phải lớn hơn công suất đang phát hiện tại một lượng
công suất nào đó gọi là dự trữ quay, để đáp ứng các sự cố và điều chỉnh tần số khi phụ tải tăng.
Khoảng cách giữa công suất khả phát và công suất tối thiểu của hệ thống cùng với tốc độ
nhận tải của các tổ máy tạo thành độ linh hoạt của nguồn điện. Nếu nguồn điện có độ linh hoạt
yếu thì sẽ không đáp ứng được công suất phụ tải trong các chế độ tối thiểu, không đáp ứng được
chất lượng điều chỉnh tần số trong trường hợp sự cố hoặc là thời kỳ thời tiết không thuận lợi…
Để có độ linh hoạt và hiệu quả kinh tế cao thì hệ thống điện phải có tỷ lệ hợp lý giữa các tổ máy
nhiệt điện, và thủy điện. Hệ thống điện có các tổ máy thủy điện và tuabin khí sẽ có độ linh hoạt
rất cao vì các tổ máy này có tốc độ nhận tải cao và công suất tối thiểu nhỏ.
Các nhà máy điện có nhiệm vụ điều chỉnh tần số thì các tổ máy phát phải được trang bị các
bộ điều tốc và một số tổ máy nhất định phải có thêm bộ điều chỉnh tần số.
Trong một số nhà máy có thể trang bị hệ thống tự động phân bố tối ưu công suất giữa các tổ

máy.


Để điều chỉnh điện áp thì các tổ máy phát điện phải được trang bị các bộ tự động điều chỉnh
kích từ, một số tổ máy ở vị trí đặc biệt được trang bị tự động điều chỉnh kích từ loại mạnh để
đảm bảo ổn định tĩnh.
2.Cấu trúc của lưới điện
Lưới hệ thống điện nối liền các nhà máy điện và các trạm biến áp khu vực thành hệ thống
điện. Lưới hệ thống được thiết kế thành các mạnh vòng và vận hành kín.
Một phần quan trọng của lưới hệ thống là các đường dây dài siêu cao áp nối các hệ thống
con với nhau để đảm bảo cung cấp điện cho các hệ thống khi có sự cố, tuy nhiên khi đó cũng gặp
phải các khó khăn về ổn định tĩnh, thừa công suất phản kháng trong chế độ non tải, tổn thất vầng
quang…
Sự phân bố công suất trên lưới hệ thống phụ thuộc vào chế độ làm việc của các nguồn điện
và cấu trúc hệ thống. Khi thiết kế cần phải tránh tình trạng có đường dây mang tải nặng, một số
khác lại non tải.
Để đảm bảo độ tin cậy thì cấu trúc lưới hệ thống phải là cấu trúc thừa (về công suất), cho
phép bảo dưỡng định kỳ các đường dây mà không làm giảm thấp độ tin cậy.
Để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng và điều chỉnh điện áp, tổn thất điện áp trên lưới
điện phải ở mức cho phép, phải có hệ thống điều chỉnh điện áp ở nguồn điện, ở các máy biến áp,
các nguồn phát và tiêu thụ công suất phản kháng (điều chỉnh vô cấp hoặc hữu cấp).
Lưới hệ thống thường là bộ phận thụ động trong lưới điện, tuy nhiên hiện nay các lưới điện
hiện đại đã phát triển thành các lưới điện tích cực gọi là lưới điện linh hoạt (FACTS: Flexible
AC Transmission System). Các thiết bị này cho phép điều khiển dòng công suất trên đường dây,
giữ tải của các đường dây gần giới hạn nhiệt; nâng cao khả năng truyền tải công suất giữa các
phần của hệ thống, do đó giảm được dự trữ chung của hệ thống; phòng ngừa được sự cố lan
truyền do hạn chế được sự cố, hỏng hóc của các phần tử; giảm được sự dao động điện áp có thể
gây hại cho các phần tử và làm giảm giới hạn truyền tải điện.
Các thiết bị sử dụng trong lưới điện linh hoạt bao gồm:
a. Bộ giảm dao động điện áp:

Gồm có bộ tụ nối tiếp với đường dây, nối song song với bộ tụ là bộ điện kháng và điện trở
nối tiếp, dòng điện đi qua bộ này được điểu chỉnh bằng thyristor. Bộ giảm dao động điện áp cho
phép điều chỉnh trơn và tức thời tổng trở của đường dây, do đó có tác dụng hạn chế các dao động
điện áp, có tác dụng tốt cho ổn định động của hệ thống điện.
b. Máy bù tĩnh SVC (Static Var Compensator)
Gồm có bộ tụ điện và kháng điện nối song song. Một trong hai bộ này được điều chỉnh trơn
từ cảm kháng đến dung kháng. SVC cho phép điều chỉnh và giữ vững điện áp, hạn chế các dao
động điện áp, có lợi cho ổn định của hệ thống điện.
c. Bộ bù tĩnh Statcom (Static Synchronous Compensator)
Là sự hoàn thiện của SVC. Statcom chỉ gồm các bộ tụ điện, điện áp ra của nó được điều
khiển bằng bộ converter, sử dụng gate-turn off thyristor. Nếu điện áp ra lớn hơn điện áp lưới thì
nó phát công suất phản kháng, còn nếu thấp hơn thì nó tiêu thụ công suất phản kháng.
d. Bộ tụ bù dọc được điều khiển bằng thyristor


Bao gồm nhiều bộ tụ điện nối tiếp nhau và nối tiếp với đường dây. Mỗi bộ tụ điện được nối
tắt qua kháng điện, dòng qua kháng điện được điều chỉnh bằng thyristor. Bộ này cho phép điều
chỉnh liên tục tổng trở của đường dây từ tổng trở tự nhiên đổ xuống, do đó cho phép điều chỉnh
dòng công suất trong lưới điện. Điện kháng của đường dây có thể được điều khiển từ cảm tính
đến dung tính do đó có tác dụng chế ngự các dao động. Có tác dụng tốt cho ổn định động.
e. Bộ điều chỉnh pha bằng thyristor
Thiết bị này cho phép điều chỉnh trơn góc pha của điện áp trước và sau máy biến áp điều
chỉnh mắc nối tiếp trên đường dây. Bộ này cho phép điều chỉnh dòng công suất tác dụng trên
lưới.
f. Bộ hãm động (Dynamic Brake)
Là bộ phụ tải điện trở được điều khiển bằng thyristor, nối gần máy phát điện, khi xảy ra dao
động công suất lớn do ngắn mạch thì bộ này hoạt động làm hạn chế dao động công suất phát của
máy phát, nâng cao ổn định động.
II. Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam
Do yếu tố lịch sử và địa lý, HTĐ Việt Nam được chia thành ba HTĐ miền, cụ thể như sau:

 Hệ thống điện miền Bắc bao gồm 28 tỉnh, thành phố phía Bắc từ Quảng Ninh đến Hà Tĩnh,
HT điện miền Bắc liên kết với HTĐ Quốc gia qua 4 TBA 500 kV là Hoà Bình (2*450MVA), Hà
Tĩnh (1*450MVA), Nho Quan (1*450MVA) và Thường Tín (1*450MVA): liên kết với HT điện
miền Trung qua đường dây 220kV Hà Tĩnh - Đồng Hới.
 Hệ thống điện miền Trung bao gồm 9 tỉnh, thành phố từ Quảng Bình đến Khánh Hoà và 5
tỉnh Tây Nguyên. HT điện miền Trung liên kết với HTĐ Quốc gia qua 2 TBA 500 kV là Đà
Nẵng (1*450MVA) và Pleiku (1*450MVA); liên kết với HT điện miền Bắc qua đường dây 220
kV Nha Trang - Đa Nhim, 2 đường dây 110 kV Cam Ranh – Tháp Chàm, Cam Ranh - Đa nhim,
ngoài ra HT điện miền Nam còn cấp điện độc lập cho TBA 110 kV Đắc Nông của tỉnh Đắc Nông
(6 MVA) qua đường dây 110 kV Thác Mơ - Bù Đăng - Đắc Nông
 Hệ thống điện miền Nam bao gồm 23 tỉnh, thành phố phía Nam từ Ninh Thuận đến Cà Mau.
HT điện miền Nam liên kết với HT Quốc gia qua 4 TBA 500 kV là Phú Lâm ( 2*450 MVA),
Tân Định (2*450 MVA), Nhà Bè ( 2*600 MVA) và Phú Mỹ 500 ( 2*450 MVA). HT điện miền
Nam liên kết với HT điện miền Trung qua đường dây 220kV ĐA Nhim – Cam Ranh, 2 đường
dây 110kV Tháp Chàm – Cam Ranh, Đa Nhim – Cam Ranh.
 Ngoài ra, hiện nay toàn bộ phụ tải các tỉnh Hà Giang, Tuyên Quang và một phần phụ tải các
tỉnh Yên Bái, Quảng Ninh (thuộc HT điện miền Bắc) đang nhận điện từ Trung Quốc với tổng
công suất là 150 -350 MW nhằm giảm thiểu nguy cơ thiếu điện ở khu vực phía Bắc nói riêng và
cả nước nói chung.
Để có đánh giá tình hình vận hành và phát triển hệ thống điện Việt Nam những nằm gần
đây, mốc thời gian được giới thiệu là từ khi đưa đường dây 500kV vào vận hành
(27/05/1994) hợp nhất ba hệ thống điện miền Bắc, Trung và Nam thành hệ thống điện Quốc gia.
Sau ngày hợp nhất, HT điện Việt Nam liên tục đạt được tốc độ tăng trưởng phụ tải trung
bình ~ 13,85%, đặc biệt năm 2002 đạt tới 16,93%. Do tốc độ tăng trưởng của phụ tải rất cao nên
HT điện quốc gia thường xuyên phải đối mặt với khả năng thiếu năng lượng vào mua khô và
thiếu công suất phủ đỉnh vào mùa lũ. Trước đòi hỏi của thực tế, ngành điện đã đầu tư phát triển,


nâng cấp, cải tạo và xây dựng mới nhiều công trình về nguồn điện, lưới truyền tải và lưới phân
phối, bên cạnh đó đã đa dạng hoá hình thức đầu tư, mở rộng các thành phần kinh tế cùng tham

gia sản xuất điện đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng tăng của HT điện Quốc gia.
Mặc dù có những khó khăn tạm thời về nguồn và lưới điện nhưng Tập đoàn Điện lực
Việt Nam (EVN) đã áp dụng kịp thời các biện pháp cần thiết để đảm bảo cung cấp điện ổn định
cho các ngành kinh tế- xã hội và nhu cầu sinh hoạt của đồng bào cả nước, chỉ đạo Trung tâm
điều độ HT điện quốc gia tính toán, lập phương thức vận hành an toàn hệ thống điện và khai thác
tối ưu các nguồn điện, giảm thiểu thời gian cắt điện của khách hàng, đáp ứng nhu cầu cung cấp
điện an toàn liên tục, cũng như dự báo khả năng thiếu điện để Tập đoàn có kế hoạch ứng phó
trước.



III. Phụ tải hệ thống điện Việt Nam
1 Phân tích biẻu đồ phụ tải
Để có cái nhìn tổng quan về phụ tải HT điện Việt Nam, trước hết chúng ta cung xem xét đến
dạng biểu đồ phụ tải của HT điện. Do ảnh hưởng của đặc điểm khí hậu cũng như tình hình phát
triển của nền kinh tế trong giai đoạn hiện nay , biểu đồ phụ tải HTĐ Việt Nam chia thành 2 dạng
biểu đồ phụ tải điển hình là biểu đồ phụ tải mùa hè và biểu đồ phụ tải muà đông.
Qua nghiên cứu hai dạng biểu đồ phụ tải trên, điều nhận thấy nổi bật là dạng biểu đồ rất lồi
lõm; có độ dốc rất lớn; thấp điểm ngày của HTĐ thường rơi vào khoảng từ 2h-5h, cao điểm sáng
từ 10h-11h và cao điểm tối từ 18h-20h hàng ngày. Điều này được phản ánh qua hệ số phụ tải qua
các năm, cụ thể như sau:
Bảng: hệ số phụ tải qua các năm (Số liệu của TTĐĐQG)
Hệ số

2000

2001

2002

2003

2004

2005

Ptb/Pmax

0,68

0,68

0,69

0,70

0,71

0,72

Pmin /Pmax

0,41

0,42

0,42

0,43

0,44

0,45

Pmintb/Pmaxtb

0,50

0,50

0,51

0,53

0,55

0,57

Yếu tố quyết định vấn đề này là trong các thành phần phụ tải HTĐ Việt Nam thì thành
phố quản lý & tiêu dùng dân cư chiếm một tỷ trọng tương đối lớn. Chi tiết xin xem bảng dưới
đây:
Bảng: Các thành phần phụ tải trong HTĐ Việt Nam (109kwh)
Điện thương phẩm

Năm 2004

năm 2005

Toàn tổng công ty

39,695.177

44,995

Nông, Lâm nghiệp, thuỷ sản

0,547.303

0,616

Công nghiệp và xây dựng

17,904.884

20,626

Thương nghiệp và khách sạn

1,770.114

2,110

Quản lý và tiêu dùng dân cư

17,650.601

19,828

Các hoạt động khác

1,722.066

1,815

Bên cạnh đó, điểm khác biệt nổi bật là với biểu đồ phụ tải mùa hè (vào các tháng mùa hè
6,7,8) cao điểm sáng hệ thống điện miền Bắc xấp xỉ hoặc thậm chí vượt cao điểm chiều, đồng
thời nhiều ngày cao điểm các HT điện miền trùng nhau vào cao điểm sáng nên cao điểm toàn HT
điện Quốc gia chuyển sang buổi sáng ( khoảng từ 10h00- 11h00) thay vào rơi vào buổi chiều như
các năm trước (xu hướng mày đã bắt đầu xuất hiện từ năm 2003 và càng rõ rệt hơn trong năm
2005). Điều này có thể được giải thích do tỉ trọng tải công nghiệp đã tăng, cũng như EVN đã áp
dụng nhiều chính sách quản lý phụ tải như đưa hệ thống công tơ 3 giá lớn vào hoạt động... Độ


đồng đều của phụ tải càng tốt, tức hệ số điền kín phụ tải càng tăng lớn thì càng tạo điều kiện
thuận lợi cho vận hành và tăng tình kinh tế vận hành HT điện. Mặc dù vậy với biểu đồ phụ tải
mùa đông (các tháng còn lại trong năm) thì cao điểm toàn HT điện vẫn rơi vào buổi chiều, điều
này được giải thích do vào mùa đông miền Bắc thường tối sớm, do vậy cao điểm tối của miền
Nam và miền Bắc trùng nhau
2. Đánh giá tăng trưởng phụ tải
Để đánh giá được mức độ phát triển của phụ tải qua các năm, ta cần phải so sánh về sản
lượng và công suất qua chuỗi năm 1995-2005, chi tiết được thể hiện qua các bảng dưới đây:
2.1 Tăng trưởng về sản lượng
Bảng :Sản lượng phụ tải qua các năm (Gwh)
2000

2001

2002

2003

2004

2005

HTĐQG

27040

31137

36410

41275

46790

53647

Bắc

10596

12084

13913

15811

17603

20074

Trung

2602

3042

3500

3977

4435

4979

Nam

13559

15794

18692

21261

24407

27946

Bảng: Tốc độ tăng trưởng sản lượng (%)
00-99

01-00

02-01

03-02

04-03

05-04

HTĐQG

13.91

15.15

16.93

13.36

13.38

14.65

Bắc

11.45

14.04

15.14

13.64

11.33

14.04

Trung

15.49

16.91

15.06

13.63

11.52

12.27

Nam

15.31

16.48

15.35

13.74

14.80

14.50


2.2. Tng trng v cụng sut nh
Bng : Cụng sut nh ca h thng in qua cỏc nm (MW)
Nm

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

HTDQG

279
6

311
7

359
5

387
5

432
9

789
3

565
5

655
2

740
8

828
3

925
5

Bắc

141
5

159
2

165
0

182
1

196
0

219

4

246
1

188
0

322
1

349
4

388
6

Trun
g

296

326

377

413

477

544

613

684

748

853

989

Nam

117
8

135
7

158
7

173
7

197
9

224

6

269
0

311
6

352
9

407
3

453
9

Bảng : Tỷ lệ tăng trưởng công suất đỉnh qua các
năm (%)
P96-95 P97ư
96

98ư97 P99ư
98

P00ư
99

P01ư
00

P01ư
02

P02ư
03

P03ư
04

P04ư05


HTDQG

13.63% 13.16% 7.79%

B¾c

12.51% 3.64%

11.72% 13.03% 15.57% 15.86% 13.06% 11.81% 11.74%

10.36% 7.63%

11.94% 12.17% 17.03% 11.84% 8.48%

11..23%

Trung 10.14% 15.64% 9.55%

15.50% 15.05% 12.68% 11.58% 9.36%

Nam

13.93% 13.49% 16.77% 15.84% 13.26% 15.42% 11.43%

15.20% 16.95% 9.45%

14.04% 14.79%

Qua các bảng biểu trên, ta nhận thấy rằng:
Trong 10 năm qua, HT điện Việt Nam liên tục đạt được tốc độ tăng trưởng phụ tải trung bình
~ 13.85%, đặc biệt năm 2002 đạt tới 16.93% về công suất tăng trưởng trung bình là 12.85%, đặc
biệt năm 2002 đạt tới 15.86%
Do tốc độ tăng trưởng của phụ tải rất cao nên liên tiếp trong các năm, từ năm 1997 đến nay,
HT điện quốc gia liên tục phải đối mặt với khả năng thiếu năng lượng vào mùa khô và thiếu công
suất phủ đỉnh vào mùa lũ (thực tế vận hành cho thấy trong chuỗi năm thống kê trên chỉ có năm
1999 là không phải hạn chế về năng lượng cũng như công suất). Để khẳng định vấn đề nà chúng
ta cùng nghiên cứu đến nguồn điện và tốc độ tăng trưởng nguồn của HT điện Việt Nam trong 10
năm trở lại đây.
III. Nguồn điện trong hệ thống điện Việt Nam
Hệ thống điện Việt Nam hiện có các loại nhà máy điện như: thuỷ điện, nhiệt điện than,
nhiệt điện dầu, tuabin khí. Mỗi loại nhà máy điền có chế độ vận hành khác nhau do đặc điểm
công nghệ phát điện.
1. Hệ thống vận hành nhà máy điện
1.1. Chế độ vận hành


Thuỷ điện

­ Theo đặc tính vận hành tuabin
­ Ngừng và khởi động thường xuyên
­

Chạy bù

­ Điều tần ( Hoà Bình, Trị An)


Nhiệt điện than, dầu, GT+CC (Gasturbine+Combinẹ Cycle);

­ Theo đặc tính công suất (P&Q) của tổ máy
­ Vận hành trong một khoảng thới gian dài theo yêu cầu HT điện


Gasturbine chạy khí hoặc dầu:

­ Theo đặc tính công suất (P&Q) của tổ máy
­ Vận hành liên tục hoặc phủ đỉnh
1.2. Chế độ khai thác


Thuỷ điện

­ Theo điều tiết hồ chứa
­ Kế hoạch sửa chữa lớn thường được bố trí vào mùa khô




Nhiệt điện than, dầu:

­ Huy động cao trong mùa khô, huy động tối thiểu trong mùa lũ (đảm bảo công suất đỉnh,
chống quá tải, bù điện áp...)
­ Kế hoạch sửa chữa lớn thường được bồ trí vào mùa lũ


Gasturbine chạy dầu:

­ Chạy ở chế độ phủ đỉnh, chống quá tải, bù áp hặc yêu cầu đặc biệt khác
­ Huy động lấy sản lượng nếu thiếu điện năng trong mùa khô
­ Kế hạch sửa chữa theo EOH ( giờ vận hành tương đương)


Gasturbine chạy khí và đuôi hơi:

­ Huy động cao mùa khô, giảm khai thác trong mùa lũ ( đảm bảo công suất đỉnh, chống
quá tải, bù điện áp...)
­ Kế hoạch sửa chữa theo EOH (giờ vận hành tương đương)
2. Tình hình phát triển nguồn điện
Để đáp ứng được nhu cầu phát triển cao của phụ tải thì tốc độ của nguồn điện cũng phải phát
triển theo, với phương châm là phát triển điện luôn đi trước một bước.
Nguyên tắc nhất quán là: nguồn điện trong HT điện phải lớn hơn phụ tải đỉnh của HT điện
nhằm đảm bảo chế độ vận hành an toàn, ổn định, chất lượng, kinh tế, cụ thể như sau:


Có dự trữ để tách các tổ máy phát điện ra sửa chữa theo kế hoạch



Có dự trữ công suất đỉnh cho hệ thống



Có dự trữ về sản lượng



Có dự trữ có xét đén tăng trưởng của phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định



Tạo ra sự cạnh tranh để thị trường điện hoạt động có hiệu quả

Bức tranh tổng quan về phát triển nguồn và tăng trưởng phụ tải trong giai đoạn từ năm 19952005 được thể hiện qua hình 5:
Mặc dầu 10 năm trở lại đây, tổng công suất nguồn điện của hệ thống điện Việt Nam luôn lớn
hơn nhu cầu của phụ tải, nhưng đây mới hoàn toàn ở góc độ công suất thiết kế. Thực tế trong HT
điện Quốc gia, thuỷ điện chiếm tỷ trọng lớn ( từ 50%-35.30% và giảm dần theo từng năm), việc
khai thác các nhà máy này phụ thuộc rất nhiều vào tình hình thuỷ văn, một số nhà máy thuỷ điện
lớn công suất phát phụ thuộc nhiều vào cột nước dẫn tới công suất khả dụng thay đổi rất nhiều (
ví dụ NMTĐ Hoà Bình với cột nước tính toán là 88m thì tổng công suất nhà máy là 240x8=
1920MW, nếu cột nước tính toán giảm, đặc biệt vào cuối mùa khô, đầu mùa lũ thì công suất của
Hoà Bình chỉ đạt khoảng 150x8=1240MW); Các nhà máy nhiệt điện than phần nhiều là cũ và lạc
hậu, vì vậy vận hành không ổn định, thiết bị phụ hư hỏng nhiều: Tuabinn khí chạy không ổn định
lại tập trung tại Trung tâm điện lực Phú Mỹ khi sự cố lưới dẫn tới HT điện mất một lượng công
suất lớn; Các nguồn điện đóng vào lưới không đúng kế hoạch đã đề ra. Do vậy vào nhiều thời
điểm hàng năm việc đáp ứng nhu cầu phụ tải HT điện quốc gia về cả công suất lẫn sản lượng là
cực kỳ khó khăn, đặc biệt là khi có những sự cố về nguồn. Việc khai thác tối ưu các nguồn điện
trong hệ thống ở tình trạng cung luôn nhỏ hơn cầu là rất khó khăn vì nếu các tổ máy mới dự kiến

đưa vào hoạt động không đúng tiến độ hoặc tiến độ sửa chữa không đúng, chất lượng sưả chữa
không đảm bảo sẽ dẫn đến việc cân băng năng lượng không chính xác và không tối ưu

3. Tỷ trọng nguồn điện tính đến năm 2005
Sau đây là các thống kê tỷ trọng về sản lượng cũng như công suất của các loại NMĐ trong
HT điện Quốc gia, năm 2005
Bảng 7: Tỷ trọng sản lượng các nhà máy điện năm 2004
Loại nhà máy

Sản lượng (GWh)

Tỷ lệ (%)

Tổng

47138

100%

Thuỷ điện

17713

37.58%

Nhiệt điện than

7005.93

14.36%

Nhiệt điện dầu

601.48

1.28%

Tua bin khí

9791.21

20.77%

TBK dầu

249.22

0.52%

Diesel

43.41

0.09%

6894.87

14.63%

IPP & BOT


Bảng 8: Công suất đặt các nhà máy điện năm 2005
Loại nhà máy

Công suất đặt (MW)

Tỷ lệ (%)

Tổng

11530

100%

Thuỷ điện

4069

35.30%

NĐ than

1245

10.80%

NĐ dầu

200

1.73%

TBK

3084

26.75%

Diesel+TĐ nhỏ

454

3.93%


IPP & BOT

2478

21.49%

4. Công suất đặt và khả dụng các nhà máy điện năm 2005
Bảng 9: Công suất đặt và khả dụng các nhà máy điện năm 2005
Nhà máy

Số máy

P thiết kế, (MW)

P khả dụng, (MW)

Tổng công suất

11556

1092.05

Thuỷ điện

4069

4121

Hoà Bình

8

1920

1920

Thác Bà

3

108

120

Vĩnh Sơn

2

66

66

Ialy

4

720

720

Sông Hinh

2

70

70

Trị An

4

400

440

Thác Mơ

2

150

150

Đa Nhim

4

160

160

Hàm Thuận

2

300

300

Đa Mi

2

175

175

1245

1205

Nhiệt điện than
Phả Lại 1

4

440

400

Phả Lại 2

2

600

600

Uông Bí

2

105

105

Ninh Bình

4

100

100

200

186

Nhiệt điện dầu
Thủ Đức

3

165

153

Cần Thơ

1

35

33

3085

2835

Tua bin khí
Bà Rịa

8GT+S9+S10

399

322

Phú Mỹ 21

4GT+ST23

804

730

Phú Mỹ 1

3GT+S14

1138

1110

Phú Mỹ 4

2GT+ST3

468

448

Thủ Đức

4

126

89

Cần Thơ

4

150

136

Diesel và TĐ nhỏ

454

140

Ngoài ngành

2503

2415.05

Hiệp Phước

3

375

375

Amata

2

13

13


VeDan

2

74

72

Bourbon

2

12

12

Nomura

9

58

0

Phú Mỹ 3

2GT+ST3

733

726.05

Phú Mỹ 22

2GT+ST3

733

715

Nà Lơi

3

9

9

Nậm Mu

3

12

12

Na Dương

2

110

110

Formosa

1

160

160

Mua từ Trung Quốc

1

120

120

Đạm Phú Mỹ

1

18

18

Cần Đơn

2

78

78

5. Phủ biểu đồ phụ tải
Vấn đề huy động nguồn nhằm phủ biểu đồ phụ tải hệ thống điện quốc gia trong giai đoạn
hiện nay được thực hiện theo nguyên tắc (sắp xếp theo thứ tự ưu tiên):


Huy động theo các yêu cầu kỹ thuật (điện áp, chống quá tải...)



Huy động theo các yêu cầu khách quan khác (tưới tiêu, giao thông vận tải>>)



Huy động theo các hợp đồng ràng buộc về mua bán điện



Huy động theo tính toán tối ưu và tính toán thị trường điện

Xem xét một cách tổng quan thì giá điện năng theo các loại hình nhà máy điện được sắp xếp
từ thấp đến cao như sau: Thuỷ điện, tuabin khí chu trình hỗn hợp, nhiệt điện than, TBK chu trình
đơn, nhiệt điện dầu, tua bin khí chạy dầu dizen.
Bên cạnh đó, như đã phân tích ở trên thì trong các thành phần nguồn của hệ thống điện quốc
gia, thuỷ điện chiếm tỷ trọng lớn, việc khai thâc các nhà máy này hoàn toàn phụ thuộc vào yếu tố
mùa trong năm
Từ các yếu tố kể trên, cộng với khả năng linh hoạt trong vận hành của các loại nguồn (xem
chế độ vận hành) sẽ quyết định đến vấn đề huy động nguồn để phủ biểu đồ phụ tải. Trong thực tế
hiện nay, việc phủ biểu đồ phụ tải được chia làm 2 mùa như sau:

Mùa lũ
Vào mùa lũ, nước về các hồ thuỷ điện rất dồi dào, do vậy các nhà máy thuỷ điện sẽ được
huy động chạy tối đa có thể. Thứ tự các nguồn phủ biểu đồ phụ tải là: thuỷ điện, TBK, nhiệt điện
than, nhiệt điện dầu, mua ngoài, thuỷ điện, cuối cùng là diezen chạy phủ đỉnh
Mùa khô
Vào mùa khô, do nước về các hồ thuỷ điện hạn chế nên việc khai thác loại nhà máy này
hoàn toàn tuân theo đường điều tiết. Thứ tự các nguồn phủ biểu đồ phụ tải là: TBK, nhiệt điện
than, nhiệt điện dầu, mua ngoài, thuỷ điện, cuối cùng là TBK dầu và diezen chạy phủ đỉnh


IV. Lưới điện
Để cung cấp điện được từ nguồn điện đến phụ tải thì cần phải có một mạng lưới điện
(gồm đường dây và máy biến áp) phát triển rộng lớn. Trên hệ thống điện Việt Nam hiện nay,
lưới điện được phân ra 2 loại là lưới truyền tải và lưới phân phối, lưới điện có các cấp điện áp
như sau:


Đường dây truyền tải

- Điện áp siêu cao 500kV
- Điện áp cao 220kV, 110kV, 66kV


Đường dây phân phối

- Điện áp trung: 35kV, 22kV, 15kV, 10kV, 6kV
- Điện áp hạ: 220V


Máy biến áp: được phân ra hai loại là:

- Máy biến áp ba pha ba cuộn dây
- Máy biến áp tự ngẫu
1. Vai trò của đường dây liên kết 500 kV đối với HT điện Việt Nam
Đường dây siêu cao áp 500kV Bắc - Nam mạch 1 được chính thức đưa vào vận hành ngày
27/05/1994 mở ra một bước phát triển mới cho ngành điện của Việt Nam. Thời gian đầu đường
dây siêu cao áp này đã truyền tải một lượng công suất lớn cung cấp cho hệ thống điện miền
Trung và miền Nam đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, ổn định phục vụ sản xuất và sinh
hoạt của toàn dân. Cùng với thời gian, việc hoàn thiện mạch 1 nhằm đáp ứng nhu cầu cũng như
nâng cao chất lượng cung cấp điện đã được thực hiện bằng việc lắp mới hoặc lắp thêm các MBA
450 MVA ở các trạm 500 kV (T500) Hoà Bình, Hà Tĩnh, Đà Nẵng, Pleiku, Phú Lâm. Qua quá
trình vận hành, đường dây 500kV Bắc- Nam mạch 1 đã chứng tỏ được vai trò cực kỳ quan trọng
không những trong việc tạo liên kết cho hệ thống điện Quốc gia, nâng cao chất lượng cung cấp
điện, nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc khai thác và vận hành hệ thống mà còn giữ vai trò điều
phối điện năng giữa các miền trong đất nước.
Tuy nhiên, từ năm 2004 trở đi do điều kiện thời tiết và tốc độ tăng trưởng phụ tải lớn dẫn đến
nhu cầu trao đổi điện năng giữa miền Bắc và miền Nam, nhu cầu cung cấp điện của miền Trung
đã vượt khả năng tải của đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 1. Được sự đồng ý của chính phủ,
EVN đã đầu tư xây dựng đường dây 500kV Bắc – Nam mạch 2 đã góp phần cung cấp năng
lượng cho các tỉnh miền Bắc vào đầu năm 2005 và các năm tiếp theo.
Ngoài ra hai đường dây này còn làm nhiệm vụ trao đổi điện năng giữa các miền của đất
nước, đảm bảo vận hành ổn định, an toàn kể cả trong trường hợp một trong hai đường dây bị sự
cố ngừng cung cấp điện.
2. Chiều dài đường dây và dung lượng các MBA truyền tải
2.1 Đường dây
Bảng : Chiều dài đường dây năm 2005


Cấp điện áp

Tổng chiều dài đường dây (km)
Miền Bắc

Miền Trung

Miền Nam

Tổng hệ thống

550kV

866

2191

597.5

3654.5

220kV

2346

1257

2200

5368

110kV

4562

2637

3534

10134

66kV

-

-

33

33

Máy biến áp
Bảng : Số lượng và dung lượng MBA năm 2005
Cấp điện áp

miền Bắc

500 KV
220KV
110kV
66kV

Số máy

miền Trung

miền Nam

Tổng hệ thống

5

2

6

13

Tổng MVA

2250

900

3000

6450

Số máy

38

12

51

101

Tổng MVA

5001

1252

8637

14890

Số máy

228

79

257

564

Tổng MVA

6347

1988

10124

18495

Số máy

-

-

9

9

Tổng MVA

-

-

150

150

2.3 Chiều dài đường dây và dung lượng máy biến áp truyền tải
Bảng : Chiều dài các loại đường dây qua các năm (km)
Cấp điện áp

500kV

220kV

110kV

66kV

1996

1488

2046

5378

714

1997

1488

2270

5914

680

Đường

1998

1488

2270

6213

312

dây

1999

1528

2830

6430

330

(km)

2000

1528

2830

7134

267

2001

1528

3606

7522

208

2002

1528

4266

8123.3

85

2003

1528

4671

8591

33

2004

2023

4798

9339

33

2005

3654.5

5368

10134

33


1996

2700

3096

3877

654

1997

2700

3220

4915

724

Máy

1998

2700

4032

5834

631

biến

1999

2700

5535

6132

657

áp

2000

2700

6036

7737

658

2001

2700

7910

9427

577

2002

3150

9161

11621

501

2003

4050

10752

13740

150

2004

4050

12390

16572

150

2005

6150

14890

18459

150

(MVA)