Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

1

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Với lợi thế về vị trí địa lý và nguồn tài nguyên khoáng sản, vùng Hạ Long –
Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh có sự phát triển nhanh, bền vững trong các lĩnh vực kinh tế
như công nghiệp mỏ và du lịch dịch vụ. Do đó, nhu cầu tiêu thụ điện năng tại vùng
này ngày càng tăng và chiếm tỷ trọng lớn.
Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp có tính đến sự phát triển dài hạn, cung
cấp điện đảm bảo theo các tiêu chuẩn về kinh tế, kỹ thuật và an toàn, an sinh xã hội là
vấn đề cấp thiết. Vì vậy, đề tài "Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ
Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật"
mang tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả; đánh giá
hiện trạng tiêu thụ điện năng của lưới điện, dự báo nhu cầu điện năng, nghiên cứu định
hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020
nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
3. Đối tượng nghiên cứu
Lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả.
4. Phạm vi nghiên cứu
Căn cứ vào mục đích đã nêu, luận án tập trung nghiên cứu định hướng quy
hoạch mạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả, làm cơ sở tham khảo cho các
nhà hoạch định chính sách.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả và đánh
giá hiện trạng điện năng tiêu thụ.
- Nghiên cứu dự báo nhu cầu điện năng của lưới điện trung áp vùng Hạ Long Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020.

- Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm
Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
6. Phương pháp nghiên cứu
- Dùng phương pháp phân tích, tổng hợp để giới thiệu tổng quan lưới điện trung
áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả.
- Áp dụng phương pháp cấu trúc hệ thống, mô hình toán học cùng với các dự
đoán về sự phát triển kinh tế xã hội của vùng Hạ Long – Cẩm Phả để đánh giá hiện
trạng, dự báo nhu cầu điện năng và định hướng quy hoạch mạng lưới trung áp.
- Sử dụng phương pháp mô hình hóa mạng để mô phỏng hệ thống, xác định các
thông số hợp lý của lưới trung áp.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học: Phân tích tổng quan và đánh giá hiện trạng tiêu thụ điện
năng của lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả; Dự báo nhu cầu điện năng của
lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020, đáp ứng xu thế
phát triển của khu vực; Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ
Long - Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

2

- Ý nghĩa thực tiễn: Giúp cơ quan quản lý đánh giá đúng hiện trạng lưới điện
trung áp và tình hình tiêu thụ điện năng, dự báo và định hướng quy hoạch mạng lưới
trung áp phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
8. Điểm mới của luận án
* Đề xuất định hướng quy hoạch lưới điện trung áp phù hợp nhằm nâng cao
hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
* Đã xây dựng công thức thực nghiệm lựa chọn cấp điện áp phù hợp trong lưới

điện trung áp vùng.
* Đề xuất phương pháp lấy phụ tải làm tâm để xác định tọa độ điểm đặt của
trạm biến áp trung gian vùng phục vụ cho công tác quy hoạch.
* Đã xây dựng mô hình mô phỏng xác định các thông số mạng trung áp vùng
Hạ Long – Cẩm Phả.
9. Những luận điểm bảo vệ
* Phân tích tổng quan và đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long –
Cẩm Phả: Phụ tải tập trung trên một vùng lớn, tốc độ phát triển nhanh; xuất hiện nhiều
nhà máy điện mới; vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng không hợp lý.
* Dự báo nhu cầu điện năng vùng Hạ Long – Cẩm Phả để đáp ứng xu thế phát
triển của khu vực, đối với thành phố Hạ Long được điều chỉnh theo 2 giai đoạn: Giai
đoạn 5 năm 2011 - 2015, tập trung phát triển các ngành công nghiệp; giai đoạn 2016 2020, chú trọng phát triển các ngành du lịch dịch vụ. Đối với thị xã Cẩm Phả, phụ tải
công nghiệp than chiếm tỷ trọng lớn, trong tương lai phát triển ổn định bền vững.
* Định hướng quy hoạch nguồn, quy hoạch lưới:
Cấp điện áp phù hợp của lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả:
Lưới điện trung áp cấp điện cho phụ tải dân sinh thuộc vùng trung tâm đô thị
(vùng I) và vùng giữa theo nguyên lý vòng tròn (vùng II) là 22kV. Lưới điện trung áp
cấp điện cho các mỏ có qui mô vừa và nhỏ, phụ tải phân tán không tập trung thuộc
vùng ven đô thị (vùng III) duy trì cấp điện áp 35kV hiện có. Đưa sâu cao áp vào gần
phụ tải, nên dùng cấp điện áp 220/110kV để cấp điện cho các khu vực phụ tải có qui
mô lớn để xóa bỏ các trạm 35/6kV. Lưới điện trung áp nội bộ mỏ - cấp điện áp sử
dụng có lợi vẫn là 6kV.
Cấp điện áp phù hợp khi quy hoạch, thiết kế lưới điện dựa trên công thức thực
nghiệm được xây dựng:
1
11 L  5 P  ;
U 
10

Vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng:

Phát triển nguồn theo phương án sử dụng nguồn cấp từ các trạm 110kV, kết hợp
với các nhà máy nhiệt điện, xây dựng trạm biến áp trung gian vùng với vị trí hợp lý để
nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho lưới trung áp theo phương pháp lấy phụ tải làm
tâm và nguyên lý vòng tròn; Đề xuất bán kính cấp điện cho phép của các trạm biến áp
trung gian vùng ở Hạ Long – Cẩm Phả ứng với cấp điện áp phù hợp và đặc thù riêng
của phụ tải.
* Mô hình hóa mạng, tính toán các thông số lưới điện; Mô phỏng, xây dựng đồ
thị tổn thất điện áp xác định chiều dài khoảng cách truyền tải cho phép từ nguồn trung
gian đến nguồn phân phối theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép để nâng cao chất
lượng điện năng của lưới; Mô phỏng và xây dựng đồ thị dự báo nhu cầu điện năng


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

3

theo các phương pháp khác nhau; Mô phỏng và xây dựng hàm mục tiêu, hàm phụ
thuộc nhằm phục vụ công tác quy hoạch lưới điện trung áp.
10. Bố cục của luận án
Luận án gồm 145 trang thuyết minh, trong đó có 50 hình vẽ, 45 bảng biểu. Bao
gồm 4 chương; Kết luận và kiến nghị; Phụ lục.
Chương 1: Tổng quan về lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả.
Chương 2: Đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả.
Chương 3: Nghiên cứu dự báo nhu cầu điện năng giai đoạn 2010 – 2020 của
lưới điện trung áp vùng Hạ Long - Cẩm Phả.
Chương 4: Nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long
- Cẩm Phả giai đoạn 2010 - 2020 nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
Kết luận và kiến nghị.
Phần phụ lục kèm theo, bao gồm: Số liệu thống kê, kết quả tính toán thông số

lưới điện, chương trình máy tính và hình vẽ.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

4

NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
VÙNG HẠ LONG - CẨM PHẢ
1.1. Giới thiệu khái quát về lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả
1.1.1. Trạm biến áp và nhà máy điện
- Trạm biến áp trung gian vùng 110kV.
- Trạm biến áp chính 35/6kV và 22/6kV.
1.1.2. Đường dây truyền tải
Gồm có đường dây 220kV, 110kV, 35kV, 22kV, 6kV, trong đó lưới trung áp có
3 cấp điện áp 35, 22, và 6kV.
Đường dây trung áp Hạ Long: Hạ Long đã sử dụng phổ biến lưới điện 22kV và
35kV, chỉ một phần nhỏ lưới điện 6kV sau các trạm biến áp chính 35/6kV.
Đường dây trung áp Cẩm Phả: Cẩm Phả đang tồn tại lưới điện 35kV, lưới 6kV
hiện nay vẫn là lưới phân phối chính cấp điện dân sinh.
1.2. Đặc điểm của lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả
1.2.1. Cấp điện áp
Tồn tại nhiều cấp điện áp trung gian, bao gồm 35kV, 22kV, và 6kV, gây ra
không ít khó khăn trong công tác quy hoạch, quản lý vận hành lưới điện, vốn đầu tư
tăng cao, tỉ lệ tổn thất điện năng lớn.
1.2.2. Cấu trúc lưới
Lưới có nhiều nút, nhiều nhánh, vận hành thường ở chế độ hở, hình tia hoặc

xương cá.
1.2.3. Phụ tải đa thành phần
Phụ tải lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả gồm có nhiều thành phần
như: Công nghiệp – xây dựng, quản lý – tiêu dùng, thương mại - dịch vụ du lịch, nông
nghiệp – lâm nghiệp - thủy sản và sinh hoạt khác.
1.3. Tổng quan quy hoạch và đặc điểm bài toán nghiên cứu định hướng quy
hoạch mạng lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả
1.3.1. Tổng quan về công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp
Nghiên cứu quy hoạch, thiết kế hệ thống điện đã và đang được quan tâm, có
nhiều công trình nghiên cứu khoa học, nhiều đề án được triển khai. Nhìn chung các
nhà khoa học, cán bộ chuyên môn trong và ngoài nước đã tập trung nghiên cứu. Thông
qua đó cho thấy phạm vi và đối tượng nghiên cứu tương đối rộng lớn, khái quát trong
quy hoạch, thiết kế hệ thống điện. Các công trình nghiên cứu chủ yếu tập trung vào
thiết kế hệ thống cung cấp điện, chưa tập trung nhiều cho nghiên cứu quy hoạch lưới
điện trung áp. Các bài toán thiết kế phát triển hệ thống điện đã phần nào được giải
quyết, các mô hình toán học được xây dựng dưới nhiều dạng khác nhau. Các thuật
toán đã được nghiên cứu ứng dụng để nhằm vào việc tối ưu hóa và giảm nhẹ quá trình
tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện. Xây dựng các hàm tính toán với những mục
đích khác nhau để thiết lập bảng tra dùng tính toán lựa chọn cấu trúc và thông số hợp
lý các trang thiết bị của hệ thống cung cấp điện nông thôn ven đô thị hay để lựa chọn


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

5

công suất bù tối ưu, hoặc các bảng tra lựa chọn theo khoảng chia kinh tế mật độ dòng
điện phục vụ cho công tác quy hoạch. Tuy nhiên, với tính phức tạp của các bài toán có
nhiều mục tiêu, có nhiều cực trị, có nhiều thông số biến đổi, cùng với nhiều ràng buộc

về vốn đầu tư, chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện, về tính chất phát triển
động. Cho nên những kết quả nghiên cứu đã thực sự có ý nghĩa khoa học và thực tiễn
cao, nhưng chưa phải đã hoàn toàn đầy đủ, chưa phải đã là hoàn thiện mà đang còn
nhiều vấn đề yêu cầu cần phải tiếp tục nghiên cứu để giải quyết đúng mức hơn. Tất
yếu, còn một khẳng định nữa với kết quả của các công trình đã nghiên cứu đó là cơ sở
khoa học xác đáng cho các công trình nghiên cứu sau. Mặt khác, cũng cần phải nói rõ
quy hoạch và thiết kế có sự khác nhau về nội dung, quy hoạch quan tâm đặc biệt đến
lợi ích tổng thể - mang tính định hướng, còn thiết kế thì hẹp hơn, cụ thể - mang tính
chi tiết.
Phân tích tình hình thực tiễn về công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện, cho
thấy cần quan tâm đến tính đối tượng, từng loại lưới điện, sát với đặc điểm của vùng
miền làm quy hoạch. Thời gian qua, công tác quy hoạch lưới điện trung áp của các đề
án quy hoạch đang tồn tại những hạn chế nhất định:
Một là, hạn chế về đánh giá tình hình tiêu thụ điện năng.
Hai là, hạn chế về khả năng dự báo nhu cầu điện năng chưa sát thực tiễn.
Ba là, công tác nghiên cứu quy hoạch chủ yếu mới đề cập đến phạm vị quy
hoạch chung và rộng lớn cho toàn tỉnh, thiếu quy hoạch cụ thể cho các vùng miền có
đặc trưng riêng.
Bốn là, một số cơ sở lý thuyết cần phải xem xét lại khi ứng dụng cho quy hoạch
lưới điện trung áp trong giai đoạn hiện nay.
Năm là, thiếu nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp nhằm nâng
cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
1.3.2. Đặc điểm bài toán nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới trung áp vùng
Hạ Long – Cẩm Phả
Vùng Hạ Long – Cẩm Phả hình thành nên các trung tâm phụ tải lớn như đô thị,
khu công nghiệp, trung tâm du lịch dịch vụ. Quy mô, tính chất và yêu cầu cung cấp
điện của các trung tâm đó quyết định chế độ làm việc, cấu trúc tổng thể nguồn – lưới.
Việc đi sâu nghiên cứu đặc điểm phụ tải, xu thế phát triển, nhu cầu điện năng, xác định
cấu trúc hợp lý của lưới điện trung áp cần được quan tâm đúng mức, đảm bảo sự cân
đối giữa nguồn và lưới, giữa cung cấp và tiêu thụ, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện và

chất lượng điện năng.
Vấn đề tồn tại cần tiếp tục giải quyết khi quy hoạch là lựa chọn cấp điện áp phù
hợp, cấu trúc hợp lý. Nội dung thứ nhất liên quan nhiều đến tính kinh tế truyền tải
điện, nội dung thứ hai liên quan đến bán kính hoạt động và vị trí đặt trạm biến áp trung
gian vùng, khả năng phát triển của phụ tải.
Số cấp điện áp của lưới trung gian, chủ yếu làm nhiệm vụ chuyên tải với xu
thế là giảm đến mức tối thiểu, cố gắng đưa về một cấp điện áp, nhằm đơn giản hóa kết
cấu, tạo điều kiện thuận lợi cho quản lý vận hành; đưa cao áp vào sâu trong trung tâm
phụ tải, nhằm tăng khả năng chuyên tải và giảm tổn thất trong toàn lưới.
Sự phát triển nhanh thiếu quy hoạch dài hạn, thiếu quy hoạch chuẩn, đồng thời
cấu trúc lưới tự nhiên hình thành từ nhiều năm thường không hợp lý bởi sơ đồ chắp


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

6

nối, công suất trạm không phù hợp. Việc xây dựng cấu trúc lưới hợp lý, phụ thuộc vào
nhiều yếu tố.
1.4. Nhận xét chương 1
1. Vùng Hạ Long - Cẩm Phả có nhu cầu sử dụng điện phức tạp, đa dạng và
mang tính đặc thù riêng của các khu công nghiệp khai thác than, khu đô thị du lịch
biển, phụ thuộc nhiều yếu tố:
- Điều kiện tự nhiên, môi trường.
- Nguồn khoáng sản.
- Sự phát triển của công nghệ khai thác than.
- Sự phát triển của dịch vụ du lịch.
2. Đặc điểm riêng của phụ tải điện vùng Hạ Long - Cẩm Phả:
Phụ tải phong phú, đa dạng, mật độ phụ tải tập trung cao ở khu vực trung tâm

thành phố, trung tâm thị xã, khu công nghiệp, lại vừa phân tán kéo dài theo địa hình
đồi núi của các làng nông thôn ven đô thị; độ dao động trong một ngày đêm lớn, yêu
cầu độ tin cậy cung cấp điện cao (phụ tải than); nhiều thành phần mang tính đặc trưng
riêng như công nghiệp mỏ, chế biến khoáng sản, dịch vụ du lịch biển, quản lý – tiêu
dùng, nông lâm thủy sản và hoạt động khác.
3. Cấu trúc lưới đa dạng, phức tạp:
- Nhiều nút, nhánh làm việc ở chế độ vận hành hở, hình tia hoặc xương cá.
- Phát triển thiếu quy hoạch, chắp nối, bất hợp lý về thông số cấu trúc và trang
thiết bị, dẫn đến tổn thất điện năng cao, chất lượng điện năng kém.
- Tồn tại nhiều trạm biến áp chính 35/6kV, 22/6kV của các mỏ và một số trạm
cắt không hợp lý.
- Nguồn điện phát từ các nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng đối với
lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả, ảnh hưởng trực tiếp đến việc định hướng
quy hoạch cải tạo, xây dựng các trạm biến áp trung gian vùng. Việc quy hoạch, theo
phương án cấp điện kết hợp lấy nguồn phát từ nhà máy nhiệt điện trong vùng và nguồn
điện lưới quốc gia là cần thiết.
4. Trong công tác nghiên cứu quy hoạch lưới điện, cần quan tâm đến tính đối
tượng, từng loại lưới điện trung áp hay hạ áp, sát thực tiễn của vùng miền làm quy
hoạch. Công tác quy hoạch lưới điện trung áp của các đề án quy hoạch đang tồn tại
những hạn chế nhất định.
Vấn đề đặt ra cho đề tài nghiên cứu mang tính đặc thù:
- Phụ tải tập trung trên một khu vực, tốc độ phát triển rất nhanh.
- Xuất hiện nhiều nhà máy điện mới.
- Hiện trạng trạm biến áp trung gian là không hợp lý.
Chọn phương án tối ưu hóa cấu trúc lưới điện, trọng tâm các vấn đề cần nghiên
cứu và cần giải quyết theo hướng:
- Dẫn sâu cao áp (đưa điện áp cao vào gần phụ tải).
- Quy hoạch hợp lý vị trí trạm biến áp trung gian vùng.
- Đề xuất lựa chọn được cấp điện áp phù hợp và chọn gam công suất trạm.
- Xác định hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án quy hoạch, cải tạo.

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

7

Chương 2
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP
VÙNG HẠ LONG - CẨM PHẢ
2.1. Áp dụng chương trình PSS/E tính toán, đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản
của lưới điện
Trong tính toán đánh giá hiện trạng lưới điện, việc xác định các thành phần tổn
thất điện năng, tổn thất điện áp có nội dung phức tạp, khó khăn, bởi bài toán liên quan
tới hoạt động của phụ tải. Khối lượng tính toán vô cùng lớn do cấu trúc lưới rất phức
tạp, để giải quyết những vấn đề này, luận án đã áp dụng chương trình máy tính PSS/E
làm công cụ bỗ trợ cho việc tính toán các thông số của lưới, tối ưu hóa cấu trúc của
lưới, với mục đích phục vụ tính toán, đánh giá hiện trạng của lưới điện trung áp đáp
ứng yêu cầu quy hoạch.
2.2. Đánh giá hiện trạng nguồn điện
2.2.1. Nguồn điện trực tiếp
Các trạm 220kV đều mang tải trong phạm vi cho phép, riêng trạm Tràng Bạch
khá đầy tải.
Nguồn điện 110kV của TP Hạ Long và TX Cẩm Phả được cung cấp từ các trạm
biến áp vùng, đảm bảo cấp điện an toàn, ổn định, có đủ dự phòng.
Hiện trạng mang tải của các trạm 110kV chưa có sự đồng đều, như trạm 110kV
Hà Tu thường xuyên đầy tải, có thời điểm quá tải từ 16% - 25%; Bên canh đó, trạm
Giáp Khẩu, Giếng Đáy, XM Hạ Long non tải (65% - 95%).
Đối với các nhà máy Nhiệt điện mới đưa vào vận hành, đang trong giai đoạn
vận hành thử (nhiệt điện Cẩm Phả, Quảng Ninh), làm việc chưa ổn định, khả năng phát

điện đang còn hạn chế.
2.2.2. Nguồn trung gian phân phối
Hạ Long đã xây dựng phát triển nguồn 22kV trên địa bàn toàn thành phố, hạn
chế phát triển nguồn 35kV và chỉ duy trì cấp điện các trạm biến áp chính 35/6kV
chuyên dùng của khách hàng như các mỏ than. Đến cuối năm 2010, nguồn 35kV vẫn
đảm bảo cấp điện cho một số khách hàng lớn và các trạm trung gian mỏ. Do đó, nguồn
35kV cấp điện cho khách hàng vẫn tiếp tục được duy trì.
Hiện trạng tiêu thụ điện năng của các trạm 35/6kV ở Cẩm Phả khá phức tạp,
một số trạm bị quá tải, một số trạm non tải. Qua khảo sát cho thấy, mặc dù công
nghiệp khai thác than phát triển mạnh, mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cũng được
phát triển nhanh nhưng thực tế phụ tải điện chưa sử dụng hết năng lực được trang bị
(25  45%). Do đó hầu như các trạm có hai máy của các mỏ than cũng mới chỉ có một
máy vận hành đã đáp ứng được yêu cầu của phụ tải, máy còn lại đang dự phòng, hoặc
luân phiên theo tuần. Các trạm 35/6kV, 22/6kV phục vụ du lịch dịch vụ, sinh hoạt
cũng non tải.
2.3. Đánh giá hiện trạng đường dây
2.3.1. Đường dây 220kV
Đường dây truyền tải 220kV là đường dây có mạch kép, tiết diện lớn. Lưới
220kV mới xây dựng gần đây nên có độ tin cậy cao, vận hành ổn định.
2.3.2. Đường dây 110kV


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

8
2

Đường dây 110kV hầu hết mạch kép, tiết diện nhỏ, chủ yếu AC120 mm , một
số đường dây mới xây dựng có tiết diện lớn hơn. Đường dây 110kV cũ vận hành với

độ tin cậy thấp.
2.3.3. Đường dây 35kV và 22kV của thành phố Hạ Long
Lưới điện trung áp 22kV của thành phố Hạ Long vận hành khá đồng nhất, dễ
quản lý, tuy nhiên, kết cấu vẫn còn là lưới hở. Việc nghiên cứu kết vòng một số lộ
đường dây cho phù hợp là cần thiết.
2.3.4. Đường dây 35kV và 6kV của thị xã Cẩm Phả
Lưới trung áp 35kV có đặc điểm là mạch đơn, hình tia, bán kính cấp điện lớn,
tiết diện đường trục nhỏ. Lưới điện 35kV của Cẩm Phả đã hết khấu hao vận hành (trên
30 năm vận hành), tiết diện của nhiều đường trục quá nhỏ, tiết diện lớn nhất chỉ là
AC120 (các đường dây 35kV nối trạm 110kV Cẩm Phả) vận hành không đảm bảo tin
cậy. Đặc biệt, khi có sự cố một mạch thì mạch còn lại không thể tải nổi, buộc phải sa
thải bớt tải. Các xuất tuyến 35kV sau trạm 110kV Mông Dương đi Cẩm Phả là lộ E51
373, E51 374 cũng bị quá tải sau sự cố. Một số xuất tuyến 35kV dài hơn 20km, có
xuất tuyến chưa được kết vòng, vẫn là lưới hở, nên độ tin cậy cung cấp điện không
cao, nhất là trong trường hợp sự cố.
Đường dây 6kV thị xã Cẩm Phả vận hành lâu năm, đã cũ nát. Lưới 6kV của các
mỏ là loại lưới không ổn định, do khu vực khai thác thay đổi nên chiều dài mạng có
thể tăng hoặc giảm dẫn đến chất lượng cung cấp điện cũng có thể kém đi.
2.4. Tổng hợp tình hình tiêu thụ điện năng
Hạ Long và Cẩm Phả là 2 đơn vị tiêu thụ điện năng lớn nhất tỉnh Quảng Ninh,
điện thương phẩm của vùng này luôn chiếm 2/3 tổng điện thương phẩm toàn tỉnh.
Điện thương phẩm của phụ tải công nghiệp chiếm tỉ trọng lớn (khoảng 75%), tăng lên
theo hàng năm nhưng không biến động lớn.
2.5. Đánh giá lưới điện trung áp vùng mỏ Hạ Long - Cẩm Phả
Tình trạng mang tải của các trạm biến áp 35/6kV: Hệ số mang tải của các trạm
35/6kV vào khoảng 0,38  0,68, thấp hơn hệ số mang tải kinh tế, biểu đồ phụ tải
không bằng phẳng chứng tỏ kế hoạch sản xuất chưa phù hợp.
Qua kết quả tính toán thống kê trong các bảng cho thấy, tổn thất điện áp trên
đường dây 6kV cấp điện cho các mỏ than là rất lớn, có một số đường dây có tổn thất
điện áp nằm trong khoảng từ gần 7% đến lớn nhất là 21,3%.

2.6. Đánh giá chung về độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện trung áp vùng Hạ
Long – Cẩm Phả
Tình hình sự cố thoáng qua và vĩnh cửu còn nhiều, nguyên nhân chính:
- Đường dây cũ nát, lại thêm hỗn hợp giữa đường dây không và cáp ngầm nên
dễ gây sự cố ngắn mạch, cường độ hỏng hóc lớn.
- Do hiện tượng quá tải.
- Sơ đồ kết dây chưa hợp lý, ít thiết bị phân đoạn.
2.7. Nhận xét chương 2
1. Vùng Hạ Long - Cẩm Phả là hai đơn vị tiêu thụ điện lớn nhất toàn tỉnh, năm
2009 tiêu thụ trên 1.025 triệu kWh, chiếm trên 58% sản lượng điện toàn tỉnh. Tăng
trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2005  2010 của thành phố Hạ Long trung bình là


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

9

12,42%, thị xã Cẩm Phả trung bình là 12,94%, đây là tốc độ tăng trưởng khá cao so
với tốc độ tăng trưởng của phụ tải điện toàn tỉnh và cả Miền Bắc.
2. Trong thời gian tới khi các nhà máy nhiệt điện đã đi vào vận hành ổn đinh,
nguồn điện phát từ các nhà máy nhiệt điện đóng vai trò quan trọng đối với lưới trung
áp Hạ Long – Cẩm Phả, sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc định hướng quy hoạch cải tạo
xây dựng các trạm trung gian vùng. Tiến độ xây mới, cải tạo và nâng công suất các
trạm 110kV còn chậm, trong khi phụ tải phát triển nhanh.
3. Tồn tại nhiều trạm biến áp trung gian chưa hợp lý, hạn chế việc đưa điện áp
cao vào gần phụ tải, cần nghiên cứu quy hoạch lại đối với trạm biến áp trung gian
vùng.
4. Cần nâng cấp cải tạo lưới điện phục vụ dân sinh 6kV lên 22kV, nghiên cứu
kết vòng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và ngầm hóa đường dây lưới trung áp

vùng Hạ Long – Cẩm Phả, phù hợp với sự phát triển hạ tầng đô thị, gắn với vùng giàu
tiềm năng du lịch và phát triển CN than lớn nhất cả nước.
5. Tổn thất điện năng, tổn thất điện áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả: Tổn thất điện
năng hàng năm từ 4% đến 6%; tổn thất điện áp từ 3% đến 14%. Ảnh hưởng tới chất
lượng điện năng và hiệu quả kinh tế kỹ thuật của lưới trung áp.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

10

Chương 3
NGHIÊN CỨU DỰ BÁO
NHU CẦU ĐIỆN NĂNG GIAI ĐOẠN 2010 – 2020 VÙNG
HẠ LONG – CẨM PHẢ
3.1 Cơ sở lý thuyết
3.1.1. Mục đích của dự báo phụ tải điện
Đưa ra kết quả dự báo về sự phát triển của phụ tải điện, mang lại sự ổn định về
an ninh năng lượng cho lưới điện và hiệu quả kinh tế cao về chi phí đầu tư. Mặt khác,
kết quả dự báo chính xác phụ tải điện sẽ mang lại sự ổn định cân bằng công suất trong
lưới, giúp cho đường dây và các trạm biến áp không bị quá tải trong vận hành.
3.1.2. Các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng
Các phương pháp dự báo đang sử dụng phổ biến.
3.2. Dự báo nhu cầu điện năng vùng Hạ Long – Cẩm Phả
3.2.1. Phân tích dữ liệu kinh tế xã hội
3.2.1.1. Định hướng phát triển kinh tế xã hội của thành phố Hạ Long
3.2.1.2. Định hướng phát triển kinh tế xã hội của thị xã Cẩm Phả
3.2.3. Lựa chọn phương pháp dự báo
Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của từng phương pháp, đồng thời căn cứ

vào đặc điểm riêng của phạm vi ứng dụng để lựa chọn phương pháp dự báo. Đối với
lưới điện trung áp có tỷ trọng lớn phụ tải công nghiệp phát triển bền vững, ổn định, thì
dự báo bằng các phương pháp ngoại suy theo thời gian, phương pháp hệ số đàn hồi và
phương pháp tính trực tiếp là hợp lý nhất [21].
3.2.4. Tính toán dự báo nhu cầu điện năng thành phố Hạ Long
3.2.4.1. Dự báo nhu cầu điện năng của Hạ Long theo phương pháp ngoại suy
3.2.4.2. Dự báo nhu cầu điện năng của Hạ Long theo hệ số đàn hồi
Bảng 3.3. Tổng hợp dự báo nhu cầu điện năng thành phố Hạ Long 2010 - 2020
bằng phương pháp ngoại suy
A %

T
T
1
2
3
4
5

Ngành
Công nghiệp
Thương mại
Tiêu dùng
Nông-L-N
HĐ khác
Điện TP
Pmax

P
(kW)

53.931
14.680
65.081
1.855
4.451
139.998

Năm 2010
A
(kWh)

269.658.631
43.306.101
188.737.498
2.226.607
12.463.355
516.392.192

A

P
(kW)

Năm 2015
A
(kWh)

%
52,2 104.237 521.365.775
8,4 21.520 63.513.122

36,5 143.391 415.834.967
0,5
2.098
2.506.937
2,4
4.866
13.626.170
1.016.846.971
276.112

A

P
(kW)

Năm 2020
A
(kWh)

A

%
%
51,3 201.664 1.008.321.408 49,6
6,3 31.575
93.148.922
4,6
40,8 315.461 914.836.927 45,0
0,3
2.352

2.822.811
0,7
1,3
5.319
14.893.403
1,1
2.034.022.470
556.371

3.2.5. Tính toán dự báo nhu cầu điện năng thị xã Cẩm Phả
3.2.5.1. Dự báo nhu cầu điện năng của Cẩm Phả theo phương pháp ngoại suy
3.2.5.2. Dự báo nhu cầu điện năng của Cẩm Phả theo phương pháp hệ số đàn hồi

2010 2020
14,4
14,8
15
4
7,15


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

11

Bảng 3.7. Tổng hợp nhu cầu điện năng thị xã Cẩm Phả 2010 - 2020 bằng phương
pháp ngoại suy
T
T

1
2
3
4
5

Ngành

P
(kW)

Năm 2010
A
(kWh)

Công nghiệp 104.231 512.092.065
Thương mại 2.768
8.167.023
Tiêu dùng
43.419 122.873.081
Nông-L-N
0,94
1.121
HĐ khác
1.859
5.207.625
Điện TP
648.340.915
Pmax

A
%
79,7
1,2
18,3
0,1
0,7

P
(kW)

Năm 2015
A
(kWh)

A

A %

Năm 2020
P
A
(kW)
(kWh)

A

%
209.646 943.496.453 83,2 416.197 1.738.331.054
5.191

15.315.425 0,9
9.734
28.716.421
90.413 226.385.686 15,4 188.059 417.100.951
1,08
1.300
0,1
1,25
1.508
2.888
8.086.356
0,4
4.476
12.533.852
1.193.285.22
2.196.683.786
0

%
86
0,7
12,8
0,1
0,4

157.625

3.2.6. Dự báo nhu cầu điện năng cho phụ tải khai thác than và khu, cụm công
nghiệp vùng Hạ Long - Cẩm Phả bằng phương pháp tính trực tiếp
Dự báo bằng phương pháp trực tiếp nhu cầu điện năng phục vụ khai thác than

và một số khu công nghiệp lớn. Suất tiêu thụ điện năng trong giai đoạn 2010 – 2015 là
10,27kWh/tấn, trong giai đoạn 2016 – 2020 là 10,19kWh/tấn.
Nhu cầu điện năng phụ tải công nghiệp khai thác than thị xã Cẩm Phả:
n

A CNkhaithac

than

2015 



it

B it  10 , 27 x 34 . 250 . 000  351 . 747 . 500 kWh

it

B it  10 ,19 x 33 . 900 . 000  345 . 441 . 000 kWh

i 1
n

A CNkhaithac

than

2020 


i 1

Bảng 3.11. Nhu cầu điện cho khai thác than một số mỏ đến năm 2020
TT

Tên mỏ

1 Mỏ Hà Tu
2 Mỏ Núi Béo
3 Mỏ Hà Lầm
4 Mỏ Giáp Khẩu
5 Mỏ Cao Thắng
6 Mỏ Thành Công
7 Tuyển than HGai
Tổng

Hình thức khai thác, công suất
2010
Lộ thiên 2 triệu tấn/năm, đất bóc 18 triệu 2.600
tấn/năm.
Lộ thiên 2,5 triệu tấn/năm, đất bóc 11 2.880
triệu tấn/năm.
Hầm Lò 1triệu tấn/năm đến 2015; 2triệu 3.400
tấn/năm sau 2015
Hầm Lò 0,5 triệu tấn/năm đến 2015; 0,7 1.500
triệu tấn/năm sau 2015
Hầm Lò 0,4 triệu tấn/năm đến 2015; 0,6 900
triệu tấn/năm sau 2015
Hầm Lò 0,6 triệu tấn/năm đến 2015; 0,8 1.100

triệu tấn/năm sau 2015
2 triệu tấn/năm
1.900
14.280

Pmax (MW)
2015
2020
2.900
2.900
3.200

3.200

6.500

11.500

1.700

1.900

1.200

1.400

1.400

1.600

2.100
19.000

2.100
24.600

2010 2020
13,00
14,55
13,00
6,00
9,80


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

12

Bảng 3.12. Dự báo nhu cầu điện cho các khu, cụm CN đến năm 2020
TT

Khu, cụm
công nghiệp

1 KCN Cái Lân
2 KCN Việt Hưng
3 CCN Hà Khánh
Tổng

Diện tích lấp
(ha)
Cao Cơ sở
277
277
150
90
65
50
492
417

Pmax (MW)
2015
2020
Cao Cơ sở Cao Cơ sở
30,8 26,6 49 39,8
14,8 10,3 55,5 41,3
5,6
3,8 10,5 7,0
51,2 40,7 115 88,1

kW/ha
2015
2020
Cao Cơ sở Cao Cơ sở
111,2 96 176,9 143,7
98,7 114,4 370,0 458,9
86,2
76 161,5 140,0

104,1 97,6 233,7 211,3

3.3. Mô phỏng và đánh giá kết quả dự báo nhu cầu điện năng
3.3.1. Mô phỏng
Thông qua chương trình máy tính, ngoài chức năng mô phỏng còn có khả năng
tính toán, nhanh chóng cho kết quả dự báo phụ tải điện theo phương pháp ngoại suy và
phương pháp đàn hồi, đây là công cụ tính toán dự báo nhu cầu điện năng khi quy
hoạch lưới điện trung áp. Lưu đồ thuật toán, xem hình 3.5. Kết quả mô phỏng dự báo
nhu cầu điện năng phụ tải công nghiệp, xây dựng của Hạ Long, mô tả trên hình 3.6.

Hình 3.5. Lưu đồ thuật toán các phương pháp dự báo nhu cầu điện năng

Hình 3.6. Kết quả dự báo phụ tải CNXD – Hạ Long ngoại suy và đàn hồi
3.3.2. Đánh giá kết quả dự báo nhu cầu điện năng
Kết quả dự báo của luận án đối với nhu cầu điện năng của thành phố Hạ Long
năm 2010 điện thương phẩm là 516.392.192kWh (PP ngoại suy) và 516.150.021kWh
(PP hệ số đàn hồi) đối chiếu với thực tế điện thương phẩm của năm 2010 là
479.793.355kWh. Đến những năm tiếp theo 2011, 2012, đến 2020 việc tiếp tục đối
chiếu sẽ diễn ra bình thường với kết quả dự báo đã có sẵn cho cả một giai đoạn như
nêu trên. Sai số dự báo của luận án đối với năm 2010 là 36.356.666kWh 
36.598.837kWh chiếm từ 7,5%  7,7% < 20% chỉ tiêu sai số cho phép, đảm bảo dự
báo sát với thực tiễn.
Kết quả dự báo của luận án đối với nhu cầu điện năng của Cẩm Phả năm 2010
điện thương phẩm là 648.340.915kWh (PP ngoại suy) và 646.867.004kWh (PP hệ số
đàn hồi), đối chiếu với thực tế điện thương phẩm của năm 2010 là 642.885.481kWh,
tiếp tục đối chiếu cho những năm tiếp theo khi có đủ thông tin thực tế. Sai số dự báo


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

13

của luận án là 3.981.523kWh  5.455.434kWh chiếm từ 0,6%  0,85% < 20% chỉ
tiêu sai số cho phép, đảm bảo dự báo sát với thực tiễn.
3.4. Nhận xét chương 3
1. Cơ cấu kinh tế và nhu cầu điện năng đối với thành phần phụ tải công nghiệp,
xây dựng trong giai đoạn vừa qua luôn phát triển nhanh, mạnh và chiếm tỷ trọng lớn
trong toàn tỉnh, đây là cơ sở dự báo phụ tải điện trong tương lai.
2. Dự báo nhu cầu điện năng vùng Hạ Long – Cẩm Phả để đáp ứng xu thế phát
triển của khu vực, đối với thành phố Hạ Long được điều chỉnh theo 2 giai đoạn: Giai
đoạn 5 năm 2011 - 2015, tập trung phát triển các ngành công nghiệp; giai đoạn 2016 2020, chú trọng phát triển các ngành du lịch dịch vụ. Đối với thị xã Cẩm Phả, phụ tải
công nghiệp than chiếm tỷ trọng lớn, trong tương lai phát triển ổn định bền vững.
3. Nhìn chung cơ sở lý thuyết dự báo nhu cầu điện năng đã được ứng dụng phổ
biến, vùng Hạ Long – Cẩm Phả, cần áp dụng hai phương pháp chính: Tính bằng
phương pháp ngoại suy và phương pháp hệ số đàn hồi, kết hợp phương pháp phụ là so
sánh đối chiếu với các nguồn thông tin thực tế. Đây là những phương pháp dự báo đơn
giản, tính toán không phức tạp lắm nhưng cho hiệu quả cao.
4. Kết quả tính toán nhu cầu điện năng của thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm
Phả, theo các phương pháp tính đều gần như nhau. Nhu cầu điện năng khi tính theo
phương pháp trực tiếp cao hơn khi tính theo phương pháp gián tiếp khoảng 5% đối với
Hạ Long và 2,6% đối với Cẩm Phả, đây là sai số nhỏ cho phép khi dự báo phụ tải tầm
vừa và dài hạn (khoảng 10 năm trở lên): Giai đoạn 2010 - 2015 dựa trên kết quả dự
báo bằng PP ngoại suy, giai đoạn 2016 – 2020 dựa trên kết quả dự báo theo PP hệ số
đàn hồi.
5. Kết quả dự báo của EVN lập đã có sự chênh lệch lớn (30,5%  53,6%) so
với thực tế điện thương phẩm năm 2010 của thành phố Hạ Long. Kết quả dự báo của
Viện Khoa học Năng lượng Việt Nam về nhu cầu điện năng của thị xã Cẩm Phả là
tương đối chính xác (4,9%  6,9%). Đối chiếu với kết quả dự báo của luận án cho
vùng Hạ Long – Cẩm Phả thì sai số rất nhỏ chỉ khoảng 7,7%, sát thực tiễn và là cơ sở

để định hướng quy hoạch lưới điện trung áp và xây dựng các kế hoạch phát triển kinh
tế xã hội.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

14

Chương 4
NGHIÊN CỨU ĐỊNH HƯỚNG QUY HOẠCH
LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP VÙNG HẠ LONG - CẨM PHẢ GIAI ĐOẠN 2010 2020 NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT
4.1. Khái quát về quy hoạch lưới điện trung áp trong giai đoạn mới
4.1.1. Giới thiệu về quy hoạch lưới điện
Phụ tải phát triển liên tục trong không gian và theo thời gian, do đó khả năng
truyền tải của lưới sau một thời gian sẽ không đáp ứng được yêu cầu. Để nâng cao khả
năng truyền tải và đảm bảo các điều kiện kinh tế kỹ thuật, cần phải cải tạo và quy
hoạch lại mạng lưới cho phù hợp.
4.1.2. Các mục tiêu quy hoạch chung
1. Phụ tải: Đảm bảo nhu cầu phát triển kinh tế xã hội.
2. Phát triển nguồn: Phát triển nguồn điện phải đáp ứng nhu cầu phụ tải.
3. Phát triển lưới điện: Phát triển lưới điện truyền tải và phân phối một cách
đồng bộ với chương trình phát triển nguồn điện.
4.1.3. Một số quan điểm quy hoạch lưới trung áp
Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả theo những
quan điểm [19]:
1. Nguyên tắc chung về quy hoạch lưới điện trung áp là đảm bảo các điều kiện
kinh tế và kỹ thuật.
2. Với lưới điện trung áp nên thống nhất và giới hạn số cấp điện áp, ở Việt Nam
những năm tới chỉ nên dùng phổ biến cấp điện áp 22kV cho lưới điện trung áp phục vụ

dân sinh. Tuy nhiên, phải có thời gian để chuyển đổi các cấp điện áp hiện dùng về
cùng cấp 22kV. Bên cạnh đó, phải tính toán lựa chọn cấp điện áp phù hợp cho lưới
trung áp phục vụ các loại phụ tải đặc thù như phụ tải công nghiệp mỏ.
3. Chuẩn hóa cấu trúc các trạm biến áp trung gian vùng phù hợp với từng vùng
kinh tế: Đô thị, nông thôn, khu công nghiệp, khu du lịch biển,.., tạo thuận lợi cho công
tác nghiên cứu quy hoạch, xây dựng và vận hành lưới.
4. Hạn chế tối đa chủng loại thiết bị (loại máy biến áp, tiết diện dây dẫn,...),
nhằm giảm thiểu độ phức tạp của lưới, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác xây dựng,
vận hành và phát triển lưới.
5. Tính đến sự phát triển nhanh, bền vững của phụ tải điện trong tương lai, phù
hợp với tốc độ tăng trưởng của các thành phần kinh tế, ảnh hưởng rất lớn đến kết quả
của công tác quy hoạch.
6. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện trung áp, phụ thuộc vào chi phí và độ tin cậy
cung cấp điện.
4.1.4. Tiêu chuẩn chủ yếu sử dụng để phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ
thuật lưới điện trung áp
4.1.4.1. Tiêu chuẩn sử dụng phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế
4.1.4.2. Chất lượng điện năng và đảm bảo chất lượng điện năng
4.1.4.3. Sử dụng phương pháp và tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật phù hợp để nghiên cứu
định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả
4.2. Định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

15

4.2.1. Quy hoạch nguồn
4.2.1.1. Lựa chọn cấp điện áp

1. Xây dựng hàm chi phí tính toán để lựa chọn cấp điện áp
Xây dựng hàm mục tiêu đánh giá hiệu quả kinh tế liên quan tới tổn thất điện
năng phụ thuộc vào cấp điện áp, thực chất là so sánh các phương án về mặt kinh tế.
Hàm Z để lựa chọn cấp điện áp phù hợp cho lưới điện trung áp có dạng:

P  Q    
(4.7)
Z  a  a C m  C
2




vh

tc

đd

0

U

2

2


S

Như vậy, hàm Z = f(U2) liên quan tới tổn thất điện năng, phụ thuộc vào cấp
điện áp ứng với từng tiết diện dây. Đối số cần xác định ở đây là cấp điện áp phù hợp.
Giá trị của hàm Z có khối lượng tính toán lớn, cần dùng chương trình máy tính để tính
toán và xây dựng họ đường cong của hàm chi phí tính toán. Lưu đồ thuật toán, xem
hình 4.1.

Hình 4.1. Lưu đồ thuật toán tính giá trị và mô phỏng đường cong của hàm Z

2. Đường cong hàm chi phí tính toán
Để xác định cấp điện áp kinh tế của lưới điện trung áp, cần xây dựng đường đặc
tính của hàm Z. Từ cơ sở tính toán hàm Z như biểu thức (4.7), xây dựng các đường
cong chi phí tính toán tương ứng với các mã hiệu dây dẫn. Qua họ đường cong này sẽ
chọn được cấp điện áp phù hợp có tính dung hòa giữa hàm chi phí nhỏ, tổn thất điện
năng nhỏ, tiết diện dây đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
Xét ví dụ tính toán và xây dựng họ đường cong hàm chi phí tính toán: Họ
đường cong hàm Z=f(U2) liên quan tới tổn thất điện năng, phụ thuộc vào các cấp điện
áp trung áp đang tồn tại 6kV, 10kV, 22kV và 35kV ứng với từng tiết diện dây AC50,
AC70, AC95, AC120, AC150, AC240 xem hình 4.2.

Hình 4.2. Họ đường cong hàm chi phí tính toán Z = f(U2)
Xét họ đường cong chi phí được mô tả trên hình 4.2 cho thấy, tổn thất điện
năng tăng hoặc giảm là tồn tại khách quan cùng hàm chi phí chuẩn của nó (biểu thức
4.7). Phương án quy hoạch tối ưu là phương án có hàm chi phí tính toán hàng năm Z
bé, đồng nghĩa với cấp điện áp và loại dây được lựa chọn là phù hợp.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

16

Trong ví dụ trên, từ kết quả tính toán và diễn biến của họ đường cong hình 4.3
mô tả trong khoảng điện áp từ 22kV – 35kV cho thấy, đường dây đang sử dụng dây
AC70 (đường cong màu xanh nước biển) và cấp điện áp 35kV là hợp lý - đạt được cực
tiểu hàm chi phí tính toán, có tổn thất điện năng nhỏ. Trong khi đó, theo họ đường
cong cho thấy, nếu chọn dây không phù hợp thì tăng chi phí kim loại màu, còn tỉ lệ tổn
thất thì đều nằm ở mức thấp, đường cong AC240 cho thấy rõ điều này (đường cong
màu nâu nhạt).

Hình 4.3. Họ đường cong hàm Z = f(U2) trong khoảng điện áp 22 – 35kV
3. Đưa sâu cao áp vào vùng mỏ và các khu công nghiệp qui mô lớn
4. Duy trì cấp điện áp 6kV của lưới trung áp nội bộ Mỏ
5. Mối quan hệ giữa cấp điện áp lựa chọn với bán kính cấp điện của trạm
biến áp vùng
So sánh đối chiếu với tiêu chuẩn kỹ thuật qui định: Lưới 6kV vi phạm tiêu
chuẩn cho phép cả về công suất và khoảng cách truyền tải. Lưới 22kV và 35kV
khoảng cách truyền tải trong phạm vi cho phép, nhưng công suất truyền tải ngoài giới
hạn cho phép, tổn thất điện áp lên trên 4%.
6. Nghiên cứu xây dựng công thức thực nghiệm chọn cấp điện áp phù hợp
a. Cơ sở khoa học
Việt Nam chủ yếu sử dụng các cấp điện áp như Nga và Đông Âu, song do
chênh lệch giữa cấp điện áp trung áp và cao áp là rất lớn từ 35kV lên 110kV, 220kV,
500kV nên việc ứng dụng các công thức thực nghiệm của các nước cho thực tiễn Việt
Nam trong giai đoạn này cần phải xem xét lại. Chẳng hạn, khi tính toán cho kết quả
U=160kV thì dễ lựa chọn cấp điện áp phù hợp của Nga là 154kV hoặc của Mỹ và
Pháp là 161kV, còn của Việt Nam thì chọn cấp nào trong 2 cấp 110kV và 220kV!
Vẽ họ các đường thẳng U1 = 6kV; U2 = 10kV; U3 = 22kV; U4 = 35kV, U5 =
110kV trên một đồ thị. Các họ đường thẳng này cắt nhau tại một miền chung nhất.
Trong miền chung nhất đó, tìm khoảng giới hạn nhỏ nhất của x, y. Chọn một cặp x, y
để thành lập công thức thực nghiệm phản ánh theo hàm phụ thuộc f(L,P). Để giải

quyết vấn đề này, sử dụng đồng thời 2 phương pháp:
Phương pháp 1: Quét đường thẳng tìm miền giao.
Phương pháp 2: Xây dựng phần mềm ước lượng các hệ số x, y.
b. Giới thiệu phương pháp quét đường thẳng tìm miền giao
Thuật toán quyét đường thẳng tìm miền giao: Sử dụng phần mềm vẽ đồ thị
Graph, phiên bản 4.3 của tác giả Ivan Johansen (Mỹ), 2007. Miền giao tạo thành từ
các đường thẳng và miền giao tứ giác nhỏ nhất vẽ bằng phần mềm Graph, hình 4.5.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

17
Miền Giao:

x  0,9  1,3; y  0,4  1,4
x  1,1; y  0 , 5

Kết luận hằng số

Hình 4.5. Họ đường thẳng hàm phụ thuộc f L, P   U

c. Giới thiệu phương pháp xây dựng phần mềm ước lượng hằng số x,y
Xây dựng phần mềm bằng công cụ Microsoft Visual Studio 2010 để vẽ họ các
đường thẳng tương ứng các phương trình (4.11) với giá trị L và P thay đổi tùy ý trong
điều kiện ràng buộc cho phép và nhiều cấp điện áp để lựa chọn.
d. Xây dựng công thức thực nghiệm chọn cấp điện áp phù hợp
Kết quả tính và mô phỏng của phương pháp quét đường thẳng tìm miền giao và
phương pháp ước lượng giá trị x, y đều cho giá trị trung bình x, y như nhau. Kết quả
của phương pháp quét đường thẳng là tập con thuộc kết quả của phương pháp ước

lượng x, y, nên quyết định chọn cặp (x=1,1), (y=0,5), làm hằng số cho L và P, xây
dựng công thức thực nghiệm hàm phụ thuộc f(L,P) để tính điện áp phù hợp trong lưới
điện trung áp:
1
(4.12)
U 
11 L  5 P 
10

- Khoảng cách truyền tải, [km]; với L  150 km .
P - Công suất cần truyền tải, [MW]; với P  50 MW .
Bản chất vật lý giữa các đại lượng trong biểu thức: Là mối quan hệ giữa một
cấp điện áp phù hợp U, tương quan với công suất tải P thể hiện khả năng tải của đường
dây theo điều kiện dòng phát nóng cho phép có sự phụ thuộc, liên quan đến tiết diện
và điện trở dây dẫn. Đồng thời, cấp điện áp phù hợp đó có sự ràng buộc bởi độ dài tải
điện L, là khoảng cách truyền tải của đường dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho
phép.
4.2.1.2 Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng
1. Phương pháp tâm phụ tải và phương pháp lấy phụ tải làm tâm
a. Phương pháp theo tâm phụ tải
Phương pháp này đã có từ lâu, với ý nghĩa xác định vị trí đặt trạm biến áp trên
cơ sở xác định tâm hình học của phụ tải. Đây là bài toán kinh điển đối với chuyên
ngành, song do đặc tính phức tạp của lưới điện trung áp, do đặc tính riêng của các
trang thiết bị điện nên nhiều vấn đề chưa được giải quyết thỏa đáng và việc tính toán
miền tản mạn vẫn dựa vào các cơ sở theo tâm phụ tải, cho nên dẫn tới kết quả cuối
cùng không có độ chính xác cao.
b. Phương pháp lấy phụ tải làm tâm
Quy hoạch theo phương pháp lấy phụ tải làm tâm, có ý nghĩa xác định vị trí đặt
trạm trên cơ sở xác định bán kính hình học của phụ tải, có ưu điểm dễ lựa chọn vị trí
đặt trạm biến áp trung gian vùng cho những vùng địa lý phức tạp như vùng rừng, đồi

núi, vùng địa lý có tính đặc thù như vùng mỏ khai thác than, vùng có diện tích mặt
Trong đó:

L


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

18

bằng phụ tải rất lớn, có phụ tải tập trung hoặc không tập trung. Phương pháp lấy phụ
tải làm tâm, có ưu điểm nữa đó là tăng khả năng truyền tải và giảm tổn thất của lưới
điện trung áp. Để mô tả phương pháp lấy phụ tải làm tâm, xem hình 4.9.
Lưới truyền tải
R2
B
A
R1

R3

E
R4
C

Hình 4.9. Mô tả phương pháp lấy phụ tải làm tâm
(Ký hiệu
- Trạm biến áp chính của cụm phụ tải, như trạm biến áp chính
35/6kV, 22/6kV của các khu vực vùng mỏ chẳng hạn).

Phân tích hình vẽ 4.9, lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng (trạm
110/35/22V) theo phương pháp lấy phụ tải làm tâm: Giả sử có bốn cụm phụ tải lớn
được hình thành từ các lưới trung áp của bốn cấp điện áp là 35kV, 22kV, 10kV và
6kV, lấy bốn cụm phụ tải này làm tâm và xác định được bốn đường tròn theo bán kính
cấp điện cho phép của nó (R1, R2, R3 và R4), nghĩa là từ các điểm trên đường tròn đó
có thể đặt các trạm biến áp trung gian vùng cấp điện vào cho cụm phụ tải đó, đảm bảo
khoảng cách truyền tải cho phép của lưới trung áp. Miền giao E (giống như hình elip
có gạch chéo) của bốn đường tròn tạo nên một miền để đặt máy biến áp trung gian
vùng, đảm bảo cho lưới điện trung áp có khả năng cấp điện tới trạm biến áp phân phối
trong một khoảng chiều dài đường dây cho phép. Hoặc tại ba đỉnh của tam ABC (đỉnh
của tam giác là giao điểm các đường tròn) là những điểm phù hợp để lựa chọn vị trí
đặt trạm biến áp trung gian vùng cho các vùng đó. Như vậy, khi nghiên cứu quy hoạch
lưới điện trung áp cần áp dụng phương pháp lấy phụ tải làm tâm để lựa chọn vị trạm
biến áp trung gian vùng.
Khái quát bài toán “Tìm điểm tối ưu để đặt trạm biến áp trung gian vùng, trong
miền chung nhất được tạo nên do các đường tròn giao nhau bị ràng buộc bởi bán kính
cấp điện cho phép, sao cho tổng độ dài khoảng cách cấp điện từ điểm đó tới các cụm
phụ tải là nhỏ nhất”, bài toán này gọi là bài toán quy hoạch chuẩn điểm đặt trạm biến
áp trung gian vùng trong lưới điện trung áp.
Bán kính tải điện cho phép của lưới trung áp được xác định theo biểu thức:
4 , 35  U U
(4.14)
R
 1,2
3

tđ

cp



pt

2
đm

r0

Bài toán đã được nghiên cứu xây dựng mô hình toán học để giải quyết đối với
việc tìm điểm tối ưu đặt trạm biến áp trung gian vùng. Tìm vị trí thỏa mãn nằm trong
miền giao và tổng khoảng cách tới các tâm đường tròn cho trước nhỏ nhất.

(4.15)
x  X    y  Y 
 min 
n


0
 x , y  


2

i

2

i

0 1 , R 1   0 2 , R 2  

... 

0 n , R n 

Bài toán có thể quy về tìm cực tiểu hàm 1 biến nhiều tham số, có nhiều phương
pháp để giải, một trong các phương pháp có thể áp dụng để cài đặt giải thuật thực hiện
trên máy tính đó là chia miền giới hạn thành các khoảng vi phân để thực hiện kiểm tra


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

19

lần lượt, để tối ưu thuật toán việc chia nhỏ thành các miền có thể được thực hiện qua
nhiều bước. Lưu đồ thuật toán, hình 4.14.

Hình 4.14. Lưu đồ thuật toán xác định điểm đặt trạm biến áp trung gian vùng
Nhập tọa độ tâm và bán kính các đường tròn, hệ tọa độ WGS84 (tọa độ địa lý long & lat hoặc tọa độ mặt bằng - lưới km).
Thực hiện request tới server của google map, download dữ liệu bản đồ nền, tính
toán và hiển thị sai số. Giao diện của chương trình xem hình 4.15, chương trình có tính
trực quan về mặt đồ họa rất lớn

Hình 4.15. Giao diện chương trình tìm điểm đặt trạm biến áp trung gian vùng
2. Xác định vị trí hợp lý của trạm biến áp trung gian vùng
Phương án 1: Đặt thêm máy biến áp để nâng công suất trạm, xây dựng thêm
trạm biến áp mới. Phương án này dựa theo “Đề án quy hoạch phát triển Điện lực Tỉnh

Quảng Ninh” (Sở Công thương Quảng Ninh làm chủ đầu tư và do Viện Năng lượng EVN lập) [42].
Phương án 2: Kết hợp giữa phương án 1 với nguồn phát của các nhà máy nhiệt
điện trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh (do luận án lập).
a. Tính toán kỹ thuật của các phương án
b. Phân tích đánh giá tiêu chuẩn kỹ thuật của các phương án:
1. Trước hết có thể nhận thấy rằng, các nhà máy nhiệt điện trên địa bàn vùng
Hạ Long – Cẩm Phả là nguồn điện tại chỗ, hết sức quan trọng góp phần đáp ứng nhu
cầu điện năng ngày một tăng của vùng và các khu vực khác.
2. Theo phương án 1, xây mới trạm cắt Hà Khánh tại khu công nghiệp Hà
Khánh, nguồn cấp được lấy từ lộ 474 xây dựng mới sau trạm biến áp 110kV Giáp
Khẩu là không phù hợp.
3. Đồng nghĩa với việc xây mới trạm 110kV Hà Khánh thì ta bỏ trạm biến áp
trung gian phân phối Than Thành Công, không nâng cấp máy biến áp T2 của trạm


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

20

110kV Giáp Khẩu từ công suất 25MVA lên 40MVA, xây dựng mới trạm 110kV Cao
Thắng để san tải cho trạm này.
4. Phương án 2 đề xuất bỏ trạm TGPP than Hà Lầm, thay vào đó là xây dựng
trạm mới 110kV Hà Lầm, phục vụ quy mô khai thác than của công ty than Hà Lầm với
độ âm 300m so với mặt nước biển.
5. Như phương án 2 đề xuất xóa bỏ trạm trung gian phân phối 35/6kV.
6. Phương án 1 và phương án 2 đều đề xuất xây mới trạm biến áp 110kV Việt
Hưng và 110kV Hùng Thắng, 220kV Khe Chàm, 110kV Cái Dăm, 110kV Yên Cư
nhằm mục đích để san tải cho trạm 110kV Giếng Đáy, đáp ứng sự phát triển nhu cầu
điện năng của phụ tải.

7. Đồng nghĩa việc xây mới trạm 110kV Việt Hưng, thì bỏ trạm cắt Việt Hưng,
hiện tại khu công nghiệp Việt Hưng với tổng diện tích 180ha đang được triển khai, có
tốc độ phát triển nhanh trong việc xây dựng các nhà máy xí nghiệp và tập trung dân
cư.
8. Phương án 1 đề xuất xây dựng mới trạm 110kV Cẩm Phả 2, xây mới 5 lộ dây
cấp nguồn đến trạm cắt Cọc 4, mở rộng trạm cắt Cọc 4 còn chưa thật phù hợp, nên xây
dựng mới trạm 110kV Cọc 4 như phương án 2 đã đề xuất.
9. Cả phương án 1 và phương án 2 đều đề xuất lắp máy 2 trạm 110kV Hà Tu,
duy trì 2 máy biến áp của trạm 110kV Giáp Khẩu, đảm bảo công suất phát và dự
phòng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện liên tục.
10. Phương án 1 có khối lượng cải tạo, xây dựng mới đường dây tương đối lớn,
cải tạo, xây dựng các trạm 110kV, dẫn tới việc cần cắt bỏ phương án cải tạo, xây dựng
các lộ đường dây như 474 sau trạm 110kV Giáp Khẩu, cắt bỏ việc đầu tư xây dựng 5
tuyến dây từ trạm 110kV Cẩm Phả 2 theo phương án 2, sẽ làm giảm chi phí đầu tư
đường dây ở phương án 2.
c. Phân tích đánh giá chỉ tiêu kinh tế của các phương án
Theo nguyên tắc loại trừ, phương án 2 có lợi nhuận cao hơn phương án 1 bởi vì
.
NPV
 NPV
 2

 1

3. Đặt trạm biến áp trung gian vùng theo nguyên lý vòng tròn
Mô hình đặt trạm trung gian vùng theo nguyên lý vòng tròn hình 4.16.
Vùng

Vùng II
~

HT
Đ
Vùng

Hình 4.16. Mô hình đặt trạm biến áp trung gian vùng theo
nguyên lý vòng tròn

Vùng I là trung tâm đô thị, nơi thường tập trung phụ tải dân sinh và thường đặt
trạm 110kV có công suất lớn để đáp ứng nhu cầu của phụ tải. Vùng này không nên đặt


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

21

nhiều trạm 110kV vì quỹ đất có hạn, ảnh hưởng tới mỹ quan đô thị và phụ tải dân sinh
cũng thường không phải là quá lớn.
Vùng II là vùng giữa và vùng III là vùng ven đô thị, nơi tập trung các khu công
nghiệp, có phụ tải lớn, không gian rộng lớn, cần đưa cao áp vào sâu tới phụ tải. Vì vậy,
trạm biến áp 110kV đặt theo nguyên lý vòng tròn, vùng II và III được cấp điện theo
đường vòng 110kV bao quanh.
Tất cả các nhà máy điện nằm trong hay ngoài đô thị đều phát vào lưới vòng
110kV, số lượng trạm trung gian vùng chọn theo công suất phụ tải và điều kiện cụ thể
của đô thị. Đối với vùng Hạ Long – Cẩm Phả, vùng đô thị có phụ tải dân sinh và công
nghiệp than phân bố tương đối đều, đặc biệt là cấu trúc lưới điện cao áp trong quá khứ
đã phần lớn hình thành nên đường vòng. Trong phạm vi vùng II và vùng III đều có các
nhà máy Nhiệt điện lớn, rất phù hợp cho việc lấy nguồn cấp khi các vòng có sự phát
triển rộng.

4.2.2. Quy hoạch lưới
4.2.2.1. Lựa chọn mạng lưới cung cấp điện
1. Cấu trúc lưới trung áp [3], [30]
2. Lựa chọn cấu trúc đường dây
4.2.2.2. Tính toán đề xuất phương án quy hoạch cải tạo nâng cấp điện áp của lưới
6kV lên 22kV phục vụ dân sinh
1. Tính khả thi kỹ thuật
Nâng cấp điện áp từ 6kV lưới điện phục vụ dân sinh lên cấp điện áp 22kV là
cần thiết và cấp bách về kỹ thuật. Khi nâng cấp điện áp từ 6kV lên 22kV kết hợp với
quan điểm thiết kế cấu trúc lưới dùng dây AC150 cho đường trục cấp điện nội thị (tiết
diện phải  150mm2) sẽ đảm bảo điều kiện dòng nung nóng cho phép.
2. Tính khả thi kinh tế
Việc nâng cấp điện áp 6kV lên 22kV sẽ đem lại hiệu quả về kinh tế, đặc biệt là
về phương diện giảm tổn thất điện năng. Chẳng hạn đối với phụ tải quản lý, tiêu dùng
của Cẩm Phả, tổng tổn thất điện năng trong 5 năm tới 2011 – 2015 khoảng
40.471.352kWh, khi nâng cấp lên 22kV thì lượng tổn thất giảm còn:
 A  22 kV





A

U 22 kV

/U

6 kV



2



40 . 471 . 352 kWh

3 , 66 2

 3 . 020 . 250 kWh

Lợi ích kinh tế thu được do nâng cấp điện áp:
40.471.352  3.020.250x1000đ  37.451.102.10 3 (VNĐ)
Như vậy, sau 5 năm lợi ích kinh tế do nâng cấp điện áp là trên 37 tỷ đồng.
4.2.2.3. Xác định chiều dài đường dây truyền tải cho phép bằng phương pháp xây
dựng đồ thị tổn thất điện áp
Đối với bài toán vận hành lưới, thì quan tâm đến độ lệch điện áp nút. Đối với
bài toán thiết kế quy hoạch lưới, lại quan tâm chủ yếu đến chỉ tiêu tổn thất điện áp
nhánh của các phân đoạn đường dây. Do đó, tổn thất điện áp tính và mô phỏng theo
chương trình máy tính để ứng dụng trong quy hoạch được lập nhằm xác định khoảng
cách truyền tải cho phép từ nguồn trung gian đến nguồn phân phối là phù hợp. Lưu đồ
thuật toán tính mô phỏng đồ thị tổn thất điện áp, xem hình 4.19.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

22

Hình 4.19. Lưu đồ thuật toán xây dựng đồ thị tổn thất điện áp

Hình 4.20. Đồ thị tổn thất điện áp khi sử dụng đường dây AC70

Hình 4.21. Đồ thị tổn thất điện áp khi sử dụng đường dây AC95
Ứng dụng tính và mô phỏng đồ thị tổn thất điện áp: Chọn dây dẫn AC70,
Uđm=10kV, U%=6%, P=1000W, Q=500VA, L=15km. Sau khi nhập số liệu, tổn thất
cho phép  Ucp=600V, tổn thất điện áp trên đường dây  U=959,25V, chiều dài đường
dây cho phép l=9,38km, xem hình 4.20. Nếu chọn dây AC95, thì chiều dài cho phép
Lcp=11,9km, tổn thất trên đường dây là  U=756 V xem hình 4.21.
4.2.3. Các giải pháp giảm tổn thất và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
4.2.3.1. Hoàn thiện cấu trúc lưới để có thể vận hành với tổn thất nhỏ, bổ sung điểm cắt
lưới để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện liên tục
4.2.3.2. Bản đồ địa lý lưới điện trung áp Hạ Long và Cẩm Phả sau quy hoạch
4.3. Nhận xét chương 4
1. Nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả, tối ưu
hóa cấu trúc của mạng lưới trung áp, bao gồm xác định vị trí đặt trạm biến áp trung
gian vùng, bán kính, chiều dài cấp điện cho phép. Áp dụng phương pháp lấy phụ tải
làm tâm, đặt trạm biến áp trung gian vùng theo nguyên lý vòng tròn, kết hợp tính toán
NPV, phân tích lợi ích kinh tế để lựa chọn vị trí hợp lý đặt trạm biến áp trung gian
vùng có kết hợp sử dụng nguồn cấp từ các nhà máy Nhiệt điện.
2. Xây dựng họ đường cong hàm tính toán chi phí, đánh giá hiệu quả kinh tế có
liên quan tới tổn thất điện năng phụ thuộc vào cấp điện áp ứng với từng loại tiết diện
dây, lựa chọn cấp điện áp phù hợp. Kiểm chứng cấp điện áp trung áp 22kV phục vụ
dân sinh nơi có phụ tải tập trung và ven đô thị có phụ tải không tập trung, cấp 35kV
phục vụ khách hàng chuyên dùng có qui mô vừa và nhỏ. Cải tạo nâng cấp điện áp 6kV
phục vụ dân sinh lên 22kV.


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software

For evaluation only.

23

3. Xây dựng đồ thị tổn thất điện áp để xác định chiều dài khoảng cách truyền tải
xa nhất cho phép từ nguồn trung gian đến nguồn phân phối khi thiết kế quy hoạch,
giám sát, kiểm tra hiện trạng đường dây trong lưới điện trung áp có đảm bảo điều kiện
tổn thất điện áp cho phép để nâng cao chất lượng điện năng của lưới.
4. Giải quyết bài toán quy hoạch chuẩn điểm đặt trạm biến áp trung gian vùng
trong lưới điện trung áp, theo phương pháp lấy phụ tải làm tâm.
5. Mô hình hóa mạng để mô phỏng hệ thống, xác định các thông số hợp lý của
lưới trung áp bằng các phần mềm sáng chế với công nghệ tiên tiến, dễ cập nhật, phù
hợp với từng nhu cầu cụ thể khi ứng dụng quy hoạch lưới điện.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án đã tập trung nghiên cứu định hướng quy hoạch lưới điện trung áp vùng
Hạ Long – Cẩm Phả giai đoạn 2010 – 2020, nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật.
Các kết quả nghiên cứu đạt được:
1. Phân tích tổng quan và đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp vùng Hạ Long
– Cẩm Phả, xác định tình hình thực tiễn về công tác quy hoạch. Từ đó vấn đề đặt ra
cho đề tài nghiên cứu mang ba tính đặc thù nổi bật là phụ tải tập trung trên một vùng
lớn và có tốc độ phát triển nhanh; xuất hiện nhiều nhà máy điện mới; hiện trạng trạm
biến áp trung gian vùng không hợp lý. Do vậy, cần nghiên cứu giải quyết theo hướng:
Dẫn sâu cao áp; quy hoạch hợp lý vị trí trạm biến áp trung gian vùng; lựa chọn cấp
điện áp phù hợp; xác định hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các phương án quy hoạch, cải
tạo.
2. Nghiên cứu dự báo nhu cầu điện năng, cơ cấu kinh tế được khẳng định:
Đối với thành phố Hạ Long cơ cấu kinh tế được điều chỉnh theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 5 năm 2011 – 2015, các ngành công nghiệp tập trung phát triển mạnh; Giai
đoạn 2016 – 2020, các ngành công nghiệp sẽ chững lại và các ngành du lịch dịch vụ
được chú trọng phát triển hơn. Đối với thị xã Cẩm Phả thì phụ tải than chiếm tỷ trọng

lớn, phát triển ổn định bền vững trong một tương lai xa.
Qua kết quả tính toán nhu cầu điện năng của vùng Hạ Long - Cẩm Phả cho
thấy, các phương pháp tính đều cho kết quả gần như nhau, chênh lệch vào khoảng
2,6%  5%. Giai đoạn 2010 – 2015 dựa trên kết quả dự báo ngoại suy theo thời gian,
giai đoạn 2016 - 2020 dựa trên kết quả dự báo theo hệ số đàn hồi.
Theo dự báo của một số đề án lập, có sự chênh lệch lớn (30,5%  53,6%) so
với thực tế nhu cầu điện năng hàng năm. Kết quả dự báo ở đây có sai số nhỏ, chỉ
khoảng 7%  8% so với nhu cầu điện năng thực tế của vùng Hạ Long – Cẩm Phả, đây
là kết quả dự báo sát thực tiễn, làm cơ sở để định hướng quy hoạch lưới điện trung áp
và là cơ sở để xây dựng các kế hoạch phát triển kinh tế xã hội.
3. Định hướng quy hoạch nguồn, quy hoạch lưới:
Cấp điện áp phù hợp của lưới trung áp vùng Hạ Long – Cẩm Phả:
Lưới điện trung áp cấp điện cho phụ tải dân sinh thuộc vùng trung tâm đô thị
(vùng I) và vùng giữa theo nguyên lý vòng tròn (vùng II) là 22kV. Lưới điện trung áp
cấp điện cho các mỏ có qui mô vừa và nhỏ, phụ tải phân tán không tập trung thuộc
vùng ven đô thị (vùng III) với công suất truyền tải của đường dây dưới 10MW, bán
kính cấp điện khoảng 20km thì duy trì cấp điện áp 35kV hiện có. Cần thiết phải đưa


Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
For evaluation only.

24

sâu cao áp vào gần phụ tải, nên dùng cấp điện áp 220/110kV để cấp điện cho các khu
vực phụ tải có qui mô lớn với công suất truyền tải của đường dây từ 10MW trở lên và
bán kính cấp điện trên 20km để xóa bỏ trạm 35/6kV. Lưới điện trung áp nội bộ mỏ cấp điện áp sử dụng có lợi vẫn là 6kV.
Lựa chọn cấp điện áp phù hợp khi quy hoạch, thiết kế lưới điện dựa trên hàm
chi phí tính toán và hàm phụ thuộc để xây dựng công thức thực nghiệm chọn cấp điện
áp phù hợp có dạng như sau:

1
11 L  5 P  ;
U 
10

Vị trí đặt trạm biến áp trung gian vùng:
Phân tích đánh giá kinh tế kỹ thuật để chọn phương án phát triển nguồn cho
thấy, phương án sử dụng nguồn cấp từ các trạm 110kV và kết hợp từ nhà máy nhiệt
điện là phù hợp, qua đó có quyết định đúng đắn trong việc xây dựng trạm biến áp
trung gian vùng với vị trí hợp lý để nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho lưới trung
áp. Đặt trạm biến áp trung gian vùng theo phương pháp lấy phụ tải làm tâm và nguyên
lý vòng tròn là một mô hình cần áp dụng cho lưới điện trung áp và cao áp vùng Hạ
Long – Cẩm Phả; Bán kính cấp điện cho phép của các trạm biến áp trung gian vùng ở
Hạ Long – Cẩm Phả ứng với cấp điện áp phù hợp được đề xuất là: Với cấp điện áp
6kV, bán kính cấp điện không quá 7km đối với lưới điện trung áp trên không và không
quá 5km đối với đường dây cáp của nội bộ mỏ. Với cấp điện áp 22kV và 35kV (lưới
35kV hiện có), bán kính cấp điện không quá 20km.
Vị trí hợp lý của trạm trung gian vùng, nhà máy nhiệt điện như sau:
- Các dự án xây dựng nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh, Nhiệt điện Mông
Dương vị trí hợp lý, còn nhà máy Nhiệt điện Cẩm Phả tương đối phù hợp.
- Vị trí xây dựng các trạm 110kV Việt Hưng, 110kV Hùng Thắng, 110kV Yên
Cư, 110kV Hà Lầm, 110kV Cái Dăm như đề án EVN đã dự kiến là hợp lý.
- Vị trí xây dựng mới trạm 110kV Cẩm Phả 2, trạm cắt Việt Hưng ở khu CN
Việt Hưng như đề án EVN dự kiến là không hợp lý, nên đề xuất loại bỏ.
- Đề xuất xây dựng mới trạm 110kV Hà Khánh lấy nguồn cấp từ nhà máy Nhiệt
Điện Quảng Ninh; Xây mới trạm 110kV Cọc 4 thay trạm TG Cọc 4.
Các trạm biến áp trung gian vùng có vị trí hợp lý nêu trên, đều nằm trong phạm
vi bán kính cấp điện cho phép.
4. Giải quyết bài toán chuẩn điểm đặt vị trí trạm biến áp trung gian vùng bằng
mô hình toán học, đã khắc phục được khó khăn khi dùng phương pháp tâm phụ tải

trong nghiên cứu quy hoạch lưới điện trung áp.
5. Mô phỏng và xây dựng đồ thị tổn thất điện áp xác định chiều dài khoảng
cách truyền tải cho phép từ nguồn trung gian đến nguồn phân phối khi quy hoạch,
giám sát, kiểm tra hiện trạng đường dây trung áp theo điều kiện tổn thất điện áp cho
phép để nâng cao chất lượng điện năng của lưới; Mô phỏng và xây dựng đồ thị dự báo
nhu cầu điện năng theo các phương pháp khác nhau; Mô phỏng và xây dựng hàm mục
tiêu, hàm phụ thuộc phục vụ công tác quy hoạch lưới điện trung áp.
6. Các giải pháp giảm tổn thất và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện: Cải tạo
nâng cấp điện áp 6kV phục vụ dân sinh lên 22kV. Hoàn thiện cấu trúc lưới để có thể
vận hành với tổn thất nhỏ, bổ sung điểm cắt lưới để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
liên tục.