Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong hệ thống cung cấp điện đô thị và xác định hiệu quả ứng dụng DSM tại công ty điện lực TP hà nội trong giai đoạn 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.37 MB, 144 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ - KỸ THUẬT TRONGHỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN ĐÔ THỊ VÀ XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG
DSM TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP. HÀ NỘI TRONG
GIAI ĐOẠN 2010-2015
NGUYỄN KHÁNH LỢI
Người hướng dẫn Luận văn: NGUYỄN MẠNH HIẾN
Hà Nội, 2010
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Các kết quả tính toán nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ một bản luận
văn nào khác.
Hà nội, tháng 3 năm 2010
Tác giả luận văn
Nguyễn Khánh Lợi
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tác giả
đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô, bạn bè và đồng
nghiệp.
Trước tiên, tác giả vô cùng biết ơn và kính trọng tới thầy giáo hướng dẫn
TS. Nguyễn Mạnh Hiến đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn trong suốt quá trình làm
luận văn. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Bộ môn Hệ
Thống Điện Trường ĐHBK Hà Nội đã tận tình dạy bảo, truyền đạt kiến thức trong
suốt thời gian học tập tại trường.
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện và đóng
góp ý kiến chuyên môn giá trị của các đồng nghiệp ở Công ty điện lực TP. Hà Nội.
Bên cạnh đó tác giả xin chân thành cảm ơn các anh chị đang công tác tại
Trung tâm điều độ lưới điện Hà Nội, Điện lực Long Biên, Điện lực Gia Lâm...đã
tạo điều kiện, cung cấp các số liệu cần thiết để tác giả hoàn thành luận văn.
Cuối cùng tác giả vô cùng biết ơn sự quan tâm, động viên của gia đình và
bạn bè trong thời gian qua. Nhờ đó, tác giả có thêm nhiều thời gian và nghị lực để
hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Tác giả
Nguyễn Khánh Lợi
LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƯỢC
- Họ và tên: Nguyễn Khánh Lợi
Giới tính: Nam
- Ngày, tháng, năm sinh: 24/01/1984
Nơi sinh: Hải Phòng
- Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Cán bộ
Phòng Điều độ - Vận hành Điện lực Gia Lâm.
- Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 1 hẻm 63B ngách 12 ngõ 624
Minh Khai – Hai Bà Trưng – Hà Nội.
- Điện thoại cơ quan: 04. 22201188
Điện thoại nhà:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ tháng 9/2001 đến tháng 6/2006
Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Ngành học: Hệ thống điện
Tên đồ án: Thiết kế Hệ thống cung cấp điện
Ngày và nơi bảo vệ đồ án: ngày 10/6/2006 tại Bộ môn Hệ thống điện
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Người hướng dẫn: TS. Bạch Quốc Khánh
2. Thạc sỹ:
Thời gian đào tạo từ tháng 9/2007 đến tháng 4/2010
Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Ngành học: Hệ thống điện
Tên luận văn: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế
- kỹ thuật trong hệ thống cung cấp điện đô thị và xác định hiệu
quả ứng dụng DSM tại Công ty điện lực TP Hà Nội trong giai
đoạn 2010-2015
Ngày và nơi bảo vệ đồ án: ngày …/…/2010 tại Bộ môn Hệ thống
điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Mạnh Hiến
3. Trình độ ngoại ngữ: Anh văn C
III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT
NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thời gian
Nơi công tác
Công việc đảm nhiệm
11/2006 – Điện lực Gia Lâm
3/2008
Cán bộ phụ trách phương thức
thuộc Phòng Điều độ vận hành.
4/2008
3/2010
(nay)
Chuyên viên quản lý Dự án
thuộc Phòng Quản lý dự án
Xây dựng Nhà điều hành
– Công ty điện lực TP. Hà Nội
IV. CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
Hà Nội, ngày 29 tháng 3 năm 2010
NGƯỜI KHAI KÝ TÊN
MỤC LỤC
Danh mục chữ viết tắt .............................................................................................................5
Danh mục các bảng biểu .........................................................................................................7
Danh mục các hình vẽ..............................................................................................................8
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................10
1.
Giới thiệu ....................................................................................................................10
2.
Đối tượng, mục tiêu của luận văn.............................................................................12
3.
Tóm tắt nội dung của luận văn .................................................................................13
PHẦN I: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ
THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐÔ THỊ...........
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DSM VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN Ở MỘT SỐ NƯỚC
TRONG KHU VỰC...................................................................................................................
1.1. Giới thiệu tổng quan về DSM....................................................................................14
1.1.1.
Khái niệm DSM................................................................................................14
1.1.2.
Các mô hình thực hiện DSM ............................................................................18
1.1.3.
Các công cụ thực hiện DSM ........................................................................................... 20
1.2. Sơ lược về các chương trình DSM được thực hiện trên thế giới ...........................21
CHƯƠNG 2 QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG TẠI VIỆT NAM ....................................
2.1. Tổng quan tình hình thực hiện DSM ở Việt Nam...................................................26
2.1.1.
Giai đoạn trước năm 1998 ................................................................................26
2.1.2.
Giai đoạn 1998-2002 ........................................................................................28
2.1.3.
Giai đoạn 2002-2006 ........................................................................................30
2.1.4.
Giai đoạn 2006-2015 ........................................................................................36
2.2. Bài học cho Việt Nam về việc triển khai DSM ........................................................39
CHƯƠNG 3 ................................................................................................................................
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU.................................................
KINH TẾ-KỸ THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐÔ THỊ .......................................................................................................................................
1
3.1. Bài toán đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu Kinh tế-Kỹ thuật khi áp
dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị .............................................................43
3.1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................................43
3.1.2. Phương pháp tính..................................................................................................44
3.2. Mô phỏng sự biến đổi của đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM và các giả thiết...
3.2.1. Đặc trưng của sự biến đổi ĐTPT dưới tác động của DSM ..................................45
3.2.2. Các giả thiết mô phỏng sự biến đổi đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM.........45
3.2.3. Biến đổi đẳng trị đồ thị phụ tải.............................................................................46
3.2.4. Mô phỏng sự thay đổi của đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM dựa trên đồ thị
phụ tải thời gian kéo dài biến đổi đẳng trị......................................................................50
3.3. Đánh giá tác động của DSM đối với tổn thất điện năng trong HTCCĐT .................
3.3.1. Sự thay đổi tổn thất điện năng ngày trong HTCCĐT dưới tác động của DSM ...55
3.3.2. Hiệu quả tác động DSM đến tổn thất điện năng trong HTCCĐT ........................62
3.3.3. Tóm tắt đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng trong HTCCĐT .....63
3.4. Đánh giá tác động của DSM đến suất đầu tư công suất đặt và suất chi phí cung
cấp điện năng của HTCCĐT.................................................................................................
3.4.1. Tác động của DSM đến suất đầu tư công suất đặt của HTCCĐT ........................63
3.4.2. Suất đầu tư công suất đặt trung bình của HTCCĐT.............................................64
3.4.3. Suất chi phí cung cấp điện năng trung bình của HTCCĐT..................................65
3.4.4. Tác động của DSM đến suất chi phí cung cấp điện năng HTCCĐT....................67
3.4.5. Tóm tắt các bước đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của
HTCCĐT ........................................................................................................................69
PHẦN II:
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐÔ THỊ TP. HÀ NỘI ................................................................................................................
CHƯƠNG 4:...............................................................................................................................
TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN TP. HÀ NỘI...............................................
4.1 HIỆN TRẠNG NGUỒN VÀ LƯỚI ĐIỆN...............................................................71
4.1.1
Các nguồn cung cấp điện năng.........................................................................71
4.1.2
Lưới điện 220 kV .............................................................................................71
4.1.3
Lưới điện 110 kV .............................................................................................71
2
4.1.4
Lưới điện Trung áp...........................................................................................76
4.1.5
Lưới điện Hạ áp................................................................................................77
4.2 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN HTCCĐT...............................................................77
4.2.1
Hệ thống lưới trung thế ....................................................................................77
4.2.2
Hệ thống lưới hạ thế. ........................................................................................78
4.3 Tình hình cung cấp và tiêu thụ điện.........................................................................78
4.4 Nhu cầu điện năng, tỷ trọng các thành phần phụ tải và đánh giá tiềm năng DSM các
thành phần................................................................................................................................
4.4.1
Dự báo nhu cầu điện năng và tỷ trọng các thành phần phụ tải.........................80
4.4.2
Đánh giá tiềm năng DSM các thành phần phụ tải ............................................82
4.5 Tình hình thực hiện các chương trình DSM/EE tại TP. Hà Nội ...........................83
CHƯƠNG 5:...............................................................................................................................
ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM VÀO HỆ
THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SAU TBA E15 SÀI ĐỒNG .......................................................
5.1. Tổng quan ...................................................................................................................85
5.2. Thu thập số liệu Đồ thị phụ tải điển hình trong vận hành của Hệ thống cung cấp
điện sau TBA E15 Sài Đồng ..............................................................................................85
5.3. Xác định hệ số tổn thất công suất của Hệ thống cung cấp điện sau
TBA E15 Sài Đồng .............................................................................................................90
5.4. Xây dựng quan hệ giữa tổn thất điện năng của hệ thống lưới điện cung cấp sau
TBA E15 Sài Đồng với các đặc trưng tác động của DSM ..............................................92
5.5. Đánh giá tác động của DSM đối với các chỉ tiêu kinh tế của Hệ thống lưới điện
phân phối sau TBA E15 Sài Đồng. ...................................................................................98
CHƯƠNG 6:...............................................................................................................................
TỔNG HỢP KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................
6.1. Tổng hợp kết quả .....................................................................................................107
6.2. Kết luận và đề xuất ..................................................................................................108
3
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................................
PHỤ LỤC....................................................................................................................................
Phụ lục 1: Số liệu các trạm biến áp phân phối sau TBA E15 Sài Đồng...........................
Phụ lục 2: Số liệu đồ thị phụ tải ngày TBA E15 Sài Đồng .................................................
Phụ lục 3: Số liệu đường dây trung áp sau TBA E15 Sài Đồng ........................................
Phụ lục 4: Số liệu tổn thất các đường dây trung áp sau TBA E15 Sài Đồng ...................
Phụ lục 5: Dự báo nhu cầu phụ tải TP. Hà Nội giai đoạn 2000-2005-2010-2015.............
4
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DSM
Demand Side Management
ĐDK
Đường dây trên không
ĐDTA
Đường dây trung áp
ĐDHA
Đường dây hạ áp
ĐDTC
Đường dây trục chính hạ áp
ĐTPT
Đồ thị phụ tải
EE
Hiệu quả năng lượng
EVN
Tập đoàn Điện lực Việt Nam
GEF
Quỹ môi trường toàn cầu
HTĐ
Hệ thống điện
HTCCĐ
Hệ thống cung cấp điện
HTCCĐT
Hệ thống cung cấp điện đô thị
HTCSCC
Hệ thống chiếu sáng công cộng
TCNA, HPM
Đèn hơi thuỷ ngân cao áp (High Presure Mecury)
HPS
Đèn hơi Natri cao áp (High Presure Sodium)
LTA
Lưới điện trung áp
LHA
Lưới điện hạ áp
LPP
Lưới phân phối
LPS
Đèn hơi Natri thấp áp (Low Presure Sodium)
5
MBA
Máy biến áp
MH
Đèn Halogen Kim Loại (Metal Hallide)
PBF
Quỹ lợi ích công cộng
PC
Công ty điện lực
QLVH
Quản lý vận Hành
SCADA
Hệ thống điều khiển và thu thập số liệu từ xa
TOU
Thời điểm sử dụng (Time Of Use)
TOE
Tấn dầu tương đương (Tons of oil equivalent)
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TCXDVN
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
TBAPP
Trạm biến áp phân phối
TBATG
Trạm biến áp trung gian
TP
Thành phố
USD
Đơn vị tiền tệ Hoa Kỳ
VECP
Chương trình sử dụng hiệu quả năng lượng
6
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.2.1- Mục tiêu của Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.2.2- Nguồn vốn thực hiện Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.2.3- Ước tính hiệu quả thực hiện Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.3.3- Các thành phần tổn thất công suất của HTCCĐT
Bảng 2.4.1- Các thông số kỹ thuật và mang tải các đường dây 110kV Hà Nội
Bảng 2.4.2- Các đặc tính kỹ thuật các trạm 110kV khu vực Hà nội
Bảng 2.4.3- Khối lượng đường dây trung thế Công ty điện lực Hà Nội QLVH
Bảng 2.4.4- Số liệu phụ tải TP. Hà Nội từ năm 2001-2009
Bảng 2.4.5- Dự báo nhu cầu điện TP Hà nội
Bảng 2.5.1- Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của Hệ thống phân phối điện sau TBA
E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.2- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng hàng năm của trạm biến áp
phân phối
Bảng 2.5.3- Thông số tổn thất hàng năm của các lộ đường dây trung áp
Bảng 2.5.4- Kết quả tính toán đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện
năng ngày của lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.5- Tổng vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của ĐDTA thuộc
lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.6- Tổng vốn đầu tư và chi phí cấp điện hàng năm của TBAPP thuộc
lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.7- Tổng vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của hệ thống phân
phối sau TBA E15 Sài Đồng dưới tác động của DSM
Bảng 2.6.1 - Hiệu quả giảm tổn thất điện năng đến 2015 dưới tác động DSM
7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1.1- Các mục tiêu về dạng đồ thị phụ tải khi thực hiện các chương trình
DSM.
Hình 1.3.1- Biến đổi ĐTPT (a.ĐTPT thông thường), (b.ĐTPT thời gian kéo dài),
(c.ĐTPT thời gian kéo dài tuyến tính hóa)
Hình 1.3.2- Các dạng tiệm cận tuyến tính 2 đoạn của biến đổi đẳng trị ĐTPT
thời gian kéo dài
Hình 1.3.3- Sự biến đổi của ĐTPT thời gian kéo dài 1.3.2a dưới tác động của DSM
Hình 1.3.4- Sự biến đổi của ĐTPT thời gian kéo dài 1.3.2b dưới tác động của DSM
Hình 1.3.5- Xác định ∆Ađ theo δPmax dựa trên sự thay đổi của ĐTPT dưới tác
động của DSM.
Hình 2.4.1- Tỷ trọng điện năng các thành phần phụ tải các năm 2008-2010-2015
Hình 2.5.1 - Biểu đồ phụ tải TBA E15 Sài Đồng
Hình 2.5.2 - Biểu đồ phụ tải TBA E15 Sài Đồng biến đổi đẳng trị
Hình 2.5.3 - Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của Hệ thống cung cấp điện sau TBA
E15 Sài Đồng
Hình 2.5.4.a - Quan hệ giữa δPmax và ∆A của Hệ thống cung cấp điện khi sử
dụng DSM
Hình 2.5.4.b - Quan hệ giữa ∆Ađ và ∆A của Hệ thống cung cấp điện khi sử dụng
DSM
Hình 2.5.5.a - Quan hệ giữa δPmax và RP của Hệ thống cung cấp điện khi sử
dụng DSM
Hình 2.5.5.b - Quan hệ giữa ∆Ađ và RA của Hệ thống cung cấp điện khi sử dụng
DSM
8
Hình 2.5.6.a - Quan hệ suất đầu tư công suất đặt CPtb’ theo δPmax khi áp dụng
DSM.
Hình 2.5.6.b - Quan hệ suất đầu tư công suất đặt CPtb’ theo ∆Ađ khi áp dụng
DSM.
Hình 2.5.7.a - Quan hệ suất chi phí cung cấp điện năng CEtb’ theo δPmax khi áp
dụng DSM.
Hình 2.5.7.b - Quan hệ tỷ lệ thay đổi suất chi phí cung cấp điện năng rPCE theo
δPmax khi áp dụng DSM.
Hình 2.5.8.a - Quan hệ suất chi phí cung cấp điện năng CEtb’ theo ∆Ađ khi áp
dụng DSM.
Hình 2.5.8.b - Quan hệ tỷ lệ thay đổi suất chi phí cung cấp điện năng rACE theo
∆Ađ khi áp dụng DSM.
9
MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Nền kinh tế Việt Nam đang tăng trưởng mạnh mẽ với tốc độ tăng trưởng
GDP bình quân từ năm 2001-2007 đạt 7,5%/năm. Dự kiến tốc độ tăng GDP giai
đoạn 2008-2015 là 8,5%/năm đòi hỏi ngành điện phải đáp ứng nhu cầu điện tăng
gấp hơn 2 lần tính đến năm 2015, từ 69 tỷ kWh năm 2007 đến 101 tỷ kWh năm
2010 và 187 tỷ kWh đến năm 2015, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm khoảng 17%.
Nhu cầu công suất đặt của Hệ thống điện Việt Nam theo tính toán cũng tăng từ
11.000 MW năm 2007 lên khoảng 17.000 MW năm 2010 và 38.000 MW năm
2015 đòi hỏi một lượng vốn đầu tư khoảng 4-5 tỷ USD mỗi năm.
Trong những năm gần đây, do nhu cầu điện tăng nhanh, ngành điện đang
phải đương đầu với sự thiếu hụt lớn về cả công suất lẫn điện năng, đặc biệt là
trong mùa khô. Sự thiếu hụt công suất hệ thống này thường xuất hiện vào các giờ
cao điểm tối (18h-20h) và cao điểm ngày (10h-12h) với công suất phụ tải đỉnh
cao gấp 1,8-2 lần phụ tải trong giờ thấp điểm. Điều này dẫn đến hệ số phụ tải
thấp và phần lớn đầu tư công suất phụ vụ một vài thời điểm trong ngày
Và thực tế cho đến tháng 8 năm 2009, với tổng công suất đặt toàn quốc đạt
khoảng 13.800 – 14.100MW, ngành Điện vẫn chỉ đáp ứng nhu cầu tăng trưởng
điện năng ở mức 13,2%/năm. Trong 6 tháng đầu năm 2009 với hàng loạt khó
khăn (mặc dù đã được dự báo song không tránh khỏi những diễn biến nằm ngoài
dự kiến) đã ảnh hưởng đến khả năng cung cấp điện của Tổng công ty Điện lực
(EVN). Cụ thể như: Hạn hán trên diện rộng dẫn đến thiếu nước phát điện, các hồ
thuỷ điện phải xả nước cứu hạn làm giảm 113 triệu kWh điện dự trữ, đặc biệt
phụ tải tăng đột biến với tốc độ rất cao (miền Nam: 19,17%, miền Bắc: 29%).
Đồng thời do mới tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn tại 1.156 xã với 1,25 triệu
hộ dân nông thôn trên toàn quốc được mua điện trực tiếp từ EVN theo giá bậc
10
thang như khu vực đô thị, đây cũng là nguyên nhân chính dẫn đến chỉ số tổn thất
điện năng cao hơn kế hoạch (9,91%/ 8,85% kế hoạch) và giá bán điện bình quân
thấp hơn kế hoạch giao nên dự kiến doanh thu lại bị giảm ước tính khoảng 388 tỷ
đồng…. EVN đã phải tìm mọi phương án nhằm giảm thiểu những ảnh hưởng và
khó khăn. Bên cạnh việc khai thác tối đa các hồ thủy điện, EVN đang yêu cầu
nhà máy thủy điện Hòa Bình giữ nước hồ Hòa Bình ở mức cao nhất theo khả
năng nhằm tăng công suất khả dụng và chuẩn bị tích nước cho mùa khô năm sau.
Đồng thời, huy động các nhà máy nhiệt điện than, khí, nhiệt điện dầu theo tình
hình nước và phụ tải. Đối với các dự án nguồn điện dự kiến đưa vào vận hành
trong năm nay, EVN khẩn trương đôn đốc các nhà thầu đẩy nhanh tiến độ thi
công, hoàn thiện các công tác thí nghiệm, hiệu chỉnh để đưa vào vận hành đúng
tiến độ. Trước mắt trong năm nay sẽ đóng điện 11 công trình lưới điện và khởi
công 3 công trình khác. Ngoài ra, EVN còn mua ngoài hơn 26,248 tỷ kWh điện
(gấp năm lần so với cùng kỳ năm 2005) với giá lỗ vốn (từ 7 - 9 cents/kWh),
đường dây 500kV luôn vận hành trong điều kiện quá tải, có giờ lên đến 1000
MW, đồng thời luôn tuyên truyền và thực hiện tiết kiệm điện tối đa. Bên cạnh
đó, do tốc độ phát triển công nghiệp quá nhanh nên các địa phương, các ngành
chưa cung cấp kịp thời, chính xác nhu cầu phụ tải. Đặc biệt hiện tượng nóng lên
và kéo dài ở miền Bắc là đột biến và nằm ngoài dự báo. Trước hàng loạt những
biến cố trên, EVN đã có những giải pháp kịp thời, tập trung mọi cố gắng và
trong 7 tháng đầu năm 2009 đã tăng điện sản xuất lên 4,2%, sản lượng điện
thương phẩm của cả nước đã đạt gần 41,1 tỷ kWh, tăng 8,83% so với cùng kỳ
năm ngoái. Những lỗ lực của EVN đã phần nào giảm bớt những căng thẳng, thiệt
hại, nhất là trong thời điểm các tỉnh phía Bắc thiếu điện nghiêm trọng. Song, về
tổng thể cho thấy, EVN vẫn chưa vượt qua thời kỳ khó khăn nhất, dẫn đến phải
cắt điện luân phiên ở miền Bắc.
11
Để đối mặt với các khó khăn này, ngay từ năm 1997, với sự trợ giúp của
Ngân hàng Thế giới, Chính phủ Việt Nam đã thực hiện Dự án “Đánh giá tiềm
năng DSM ở Việt Nam” nhằm xác định tiểm năng của DSM để hỗ trợ co ngành
Công nghiệp năng lượng đáp ứng nhu cầu điện tương lai của đất nước. Dự án
trên đã đi đến kết luận rằng DSM có khả năng mở ra tiềm năng lớn góp phần giải
quyết vấn đề tăng trưởng nhu cầu điện ở Việt Nam. Từ đó, những giai đoạn thử
nghiệm các Dự án DSM giai đoạn 1 và 2 đã được Chính phủ Việt Nam quan tâm
tổ chức thực hiện.
Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, các Dự án DSM được coi như là Dự án
nguồn điện có chi phí thấp nhất, nhưng để thực hiện được cần phải có các nghiên
cứu phụ tải cụ thể cho từng loại khách hàng sử dụng điện, có các chính sách hỗ
trợ rõ ràng, cụ thể để thực hiện các Dự án này thật sự hiệu quả, mang lại lợi ích
cho các bên tham gia. Cần khẳng định một nguyên lý cơ bản của DSM là chi phí
để tiết kiệm một kWh điện sẽ rẻ hơn chi phí để cung cấp thêm một kWh bằng
việc đầu tư Hệ thống điện. Vì vậy, việc tiết kiệm điện đặc biệt có ý nghĩa với
Việt Nam khi đầu tư phát triển Hệ thống điện vượt quá năng lực đầu tư trong
nước.
Hiện tại, việc nghiên cứu phụ tải cho các loại khách hàng sử dụng điện
đang được Cục điều tiết Điện lực chủ trì thực hiện theo nội dung Quyết định số
2447/QĐ-BCN. Chương trình đang được khẩn trương tiến hành trên toàn quốc
và địa bàn Hà Nội nói riêng (bắt đầu tháng 8 năm 2009). Đây là cơ sở vững chắc
để thiết lập chương trình thực hiện các Dự án DSM trên các khu vực tùy thuộc
đặc tính tải riêng.
2. Đối tượng, mục tiêu của luận văn
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là Hệ thống phân phối điện TP. Hà
Nội.
12
Mục tiêu của luận văn: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh
tế - kỹ thuật khi áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị TP. Hà Nội.
Kết quả tính toán sẽ đánh giá được khả năng ứng dụng DSM để có thể làm căn
cứ xây dựng các chương trình DSM phù hợp.
3. Tóm tắt nội dung của luận văn
Nội dung chính của luận văn gồm có ba phần như sau:
Phần I: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi
áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị gồm:
- Nêu tổng quan về DSM và kết quả thực hiện DSM của một số nước
trong khu vực.
- Tổng quan và đánh giá các chương trình DSM được thực hiện ở Việt
Nam và rút ra bài học.
- Giới thiệu Bài toán đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế
- kỹ thuật khi áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị.
Phần II: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
khi áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị TP. Hà Nội
- Tổng quan hệ thống cung cấp điện TP. Hà Nội. Xác định nhu cầu phụ
tải tính đến năm 2015
- Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi áp dụng DSM vào hệ thống
cung cấp điện của TBA E15 Sài Đồng. Từ kết quả tính toán đánh giá tiềm năng
áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị TP. Hà Nội có xét đến số liệu
quy hoạch đến năm 2015
- Kết luận, đánh giá kết quả. Đề xuất các giải pháp.
13
PHẦN I
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ
THUẬT CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG(DSM)
1. Giới thiệu tổng quan về DSM:
1.1 Khái niệm DSM
DSM là viết tắt của “Demand Side Management”, là tập hợp các giải pháp
kỹ thuật, công nghệ, kinh tế, xã hội nhằm giúp khách hàng sử dụng điện năng
hiệu quả nhất.
Đối với các công ty điện lực, DSM là các hoạt động nhằm khuyến khích
khách hàng tiêu thụ điện sửa đổi mức độ tiêu thụ điện và tình trạng sử dụng
điện không hợp lý. Các mục tiêu cơ bản của mọi chương trình DSM đều là
thực hiện cắt giảm phụ tải đỉnh và sử dụng năng lượng hiệu quả. Các phương
thức chủ yếu mà các công ty điện lực có thể sử dụng để cải thiện hiệu quả sử
dụng năng lượng gổm:
+ Khuyến khích khách hàng sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao;
+ Tiếp thị, quảng cáo cho các thiết bị có hiệu suất cao;
+ Cải thiện thiết kế cung cấp điện cho các toà nhà và trong một chừng
mực nhất định là cải tiến công nghệ sử dụng điện...
Những hoạt động này sẽ dẫn đến giảm chi phái đầu tư xây dựng nguồn,
lưới truyền tải và phân phối trong quy hoạch phát triển hệ thống điện trong
tương lai. Nguyên tắc cơ bản của DSM là chi phí để thực hiện tiết kiệm 1kWh
điện rẻ hơn chi phí cấp thêm 1kWh bằng việc xây dựng nhà máy điện mới.
DSM có thể mang lại những lợi ích sau:
+ Giãn tiến độ đầu tư các công trình nguồn và lưới điện mới. Việc giảm
nhu cầu vốn để xây dựng mới hệ thống cung cấp điện sẽ giúp ngành điện hoạt
động với chi phí thấp hơn, qua đó có thể nâng cao chất lượng điện cũng như
bình ổn biểu giá điện trong thời gian dài hơn; mặt khác nó còn làm môi
14
trường ít bị ảnh hưởng hơn và trên bình diện kinh tế vĩ mô thì có thể giảm
đáng kể lượng chi tiêu ngoại tệ;
+ Cung cấp điện với chi phí thấp nhất có thể;
+ Giảm hoá đơn tiền điện hàng tháng cho khách hàng, góp phần nâng cao
chất lượng cuộc sống;
+ Tiết kiệm điện sẽ làm giảm những dự báo không chắc chắn về việc phát
triển điện trong tương lai do một phần tăng trưởng nhu cầu điện đã được quản
lý chặt chẽ thông qua các chương trình DSM;
+ Đầu tư cho DSM không đòi hỏi chi phí cao và sẽ nhanh chóng được
điều chỉnh phù hợp với những thay đổi về nhu cầu điện, trong khi đầu tư vào
các nhà máy điện tốn rất nhiều ngoại tệ, mất rất nhiều thời gian xây dựng và
không nhanh nhạy với các thay đổi về nhu cầu sử dụng. Do vậy, đầu tư vào
DSM sẽ làm giảm rủi ri thiếu hoặc thừa nguồn cung cấp điện;
+ Tạo mối liên hệ tốt giữa khách hàng sử dụng điện và Điện lực cũng như
các cơ quan điều tiết điện;
+ Tạo điều kiện cho thị trường dịch vụ tiết kiệm năng lượng phát triển.
Nhìn chung, DSM thường được thực hiện thông qua các chương trình
quản lý, các bộ luật của Nhà nước và các tiêu chuẩn thiết bị.
Các giải pháp DSM được thực hiện nhằm đạt được 6 mục tiêu cơ bản như
sau:
a. Cắt giảm đỉnh (hình 1a)
Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phạu tải đỉnh trong các giờ cao
điểm của Hệ thống điện nhằm giảm nhu cầu gia tăng công suất phát và tổn thất
điện năng. Có thể điều khiển dòng điện của khách hàng để giảm đỉnh bằng các
tín hiệu từ xa hoặc trực tiếp từ hộ tiêu thụ. Ngoài ra bằng chính sách giá điện
theo giờ(TOU) cũng có thể đạt được mục tiêu này. Tuy nhiên khi áp dụng biện
pháp này các khách hàng thường được thoả thuận hoặc đượng thông báo trước
để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện.
b. Lấp thấp điểm (hình 1b)
15
Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển dòng điện. Lấp thấp
điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Điều này đặc biệt hấp dẫn
nếu như giá điện cho các phụ tải dưới đỉnh nhỏ hơn giá trung bình đáng kể.
Phương pháp này thường được áp dụng khi công suất phát thừa được sản xuất
với giá thành hạ. Kết quả là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không
làm tăng công suất đỉnh, tránh được hiện tượng xả nước tại các nhà máy thuỷ
điện hay hơi bị thừa tại các nhà máy nhiệt điện. Có thể lấp thấp điểm bằng cách
xây dựng các nhà máy thuỷ điện tích năng, nạp điện cho acqui, ôtô điện... hay
thiết thực nhất là hỗ trợ giá thấp điện cho khối sản xuất.
c. Chuyển dịch phụ tải (hình 1c)
Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Kết quả là
tổng công suất tiêu thụ không thay đổi nhưng lại giảm được công suất đỉnh. Các
ứng dụng phổ biến trong trường hợp này là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng
lượng và hệ thống biểu giá điện.
d. Biện pháp bảo tồn (hình 1d)
Đây là biện pháp giảm tiêu thụ cuối cùng dẫn tới giảm điện năng tiêu thụ tổng
nhờ việc nâng cao hiệu năng của các thiết bị điện
e. Tăng trưởng dòng điện (hình 1e)
Tăng thêm các khách hàng mới dẫn tới tăng cả công suất đỉnh và tổng công
suất tiêu thụ.
f. Biểu đồ phụ tải linh hoạt (hình 1f)
Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp điện như một biến số trong bài toán
lập kế hoạch tiêu dùng và do vậy đương nhiên có thể cắt điện khi cần thiết. Kết
quả là công suất đỉnh và cả điện năng tiêu thụ tổng có thể suy giảm.
16
a. Cắt giảm đỉnh
b. Lấp thấp điểm
c. Chuyển dịch phụ tải
d. Biện pháp bảo tồn
e. Tăng trưởng dòng điện
g. Biểu đồ phụ tải linh hoạt
Hình 1. Các mục tiêu về dạng đồ thị phụ tải khi thực hiện
các chương trình DSM.
17
1.2 Các mô hình thực hiện DSM
Có ba mô hình về quản lý phụ tải đã được áp dụng tại các nước khác nhau
trên thế giới, nó biểu hiện trạng thái Hệ thống điện mỗi nước, đặc trưng của
Hệ thống điện quốc gia đó.
a. Mô hình những quy tắc
Đây là mô hình được áp dụng chủ yếu ở các nước mà Nhà nước giữ vai trò
điều hoà lớn như Mỹ, Canada cũng như một số nước EU như Đan mạch, Ha Lan.
Với mô hình này, người ta áp dụng hai từ độc quyền để đưa ra các nguyên tắc về
tiêu dùng nhằm đạt được các mục tiêu khi thực hiện DSM. Mô hình này có bốn
đặc trưng chủ yếu sau:
+ Nhà nước uỷ quyền cho các Công ty phân phối để các Công ty này có thể
quản lý phụ tải với chức năng là người đáp ứng phụ tải điện. Các Công ty phân
phối phải thực hiện quản lý phụ tải trên cơ sở định hướng mà nhà nước đã đưa ra
với mục tiêu lợi ích toàn cộng đồng là lớn nhất
+ Để có thể giải quyết các khó khăn gặp phải khi các đơn vị Điện lực thực
hiện công tác quản lý, Nhà nước cần xây dựng một kế hoạch thích hợp giữa khả
năng cung cấp à phụ tải yêu cầu bằng việc buộc các Công ty phân phối điện thực
hiện một chương trình cung cấp vì lợi ích tổng thể đi từ việc phân tích kinh tế
của việc thực hiện DSM sẽ được áp dụng trên bình diện quốc gia.
+ Nhà nước giữ vai trò điều hoà sẽ xây dựng các cơ chế và khuyến khích tài
chính để có thể năng động hoá tính độc quyền của ngành điện khi thực hiện công
việc quản lý phụ tải đối với hộ tiêu thụ.
+ Trong quá trình thực hiện kế hoạch phải có sự tham gia từ phía hộ tiêu thụ,
nhóm các Công ty điện lực phía Nhà nước và các chuyên gia trong lĩnh vực quản
lý phụ tải điện.
b. Mô hình hợp tác
Đây là mô hình thực hiện DSM với mục đích là các bên tham gia hệ thống
điện cùng nhau thực hiện vì lợi ích của Hệ thống, của Nhà nước và của người
tiêu dùng. Mô hình này đang được áp dụng tại một số nước EU như Đức, Pháp,
Italy hay Tây Ban Nha.
18
Trong viễn cảnh mà chính sách bảo vệ môi trường đã trở thành một chính
sách hết sức quan trọng, Nhà nước thường có những thương lượng với các Bộ,
Ngành về việc giám sát thực hiện các mục tiêu của chương trình DSM mà các
Ngành thực hiện. Đồng thời, Nhà nước cũng muốn mở rộng việc nghiên cứu, sản
xuất điện năng từ những nguồn năng lượng mới hoặc năng lượng tái tạo. Còn về
phía phụ tải là những chiến dịch vận động tiết kiệm năng lượng dưới nhiều hình
thức khác nhau kết hợp với các chính sách giá điện.
Ngoài ra, có một số những khuyến khích được đưa vào trong chương trình
DSM xuất phát từ tính độc quyền của thị trường năng lượng, hộ tiêu thụ bặt buộc
phải có những hợp tác với phía nhà sản xuất nếu như họ muốn có mặt trong hệ
thống và điều đó cho phép thực hiện tốt DSM theo cả hai khía cạnh là tiết kiệm
điện năng và cắt đỉnh đồ thị phụ tải.
c. Mô hình cạnh tranh
Trong mô hình này, các Công ty Điện lực được tự do trong hoạt động vận
hành. Đây là mô hình được áp dụng ở vương quốc Anh và Nauy. Tại đây, người
ta đặt ra các cơ sở của mô hình DSM cạnh tranh theo những đặc trưng của ngành
công nghiệp tự do. Ngành công nghiệp điện được tái cấu trúc và mang ba đặc
trưng sau:
- Một thị trường mở trong sản xuất.
- Một mạng lưới truyền tải mở, về nguyên tắc nó vận hành như một hệ
thống truyền tải chung trên cơ sở không phân tách với những điều kiện để được
vào hệ thống và hiệu ứng giá.
- Một hệ thống đảm bảo sự kết hợp về mặt kỹ thuật theo những thủ tục
mà phía Nhà nước yêu cầu.
Ưu điểm:
- Sự cạnh tranh trên thị trường điện giúp chỉ ra những chi phí mà hộ tiêu
thụ phải trả cho công suất yêu cầu và lượng điện năng sử dụng.
- Các hộ tiêu thụ tìm cách giảm những chi phí phải trả bằng cách tạo ra sự
cạnh tranh giữa các nhà cung cấp.
19
- Các nhà phân phối buộc phải tiếp xúc với các hộ tiêu thụ nhằm thuyết
phục họ ủng hộ các chương trình DSM nhất là ở những vùng có mật độ
dân cư trung bình hoặc thưa thớt.
1.3 Các công cụ thực hiện DSM
DSM bao gồm một số các cơ chế và công cụ khác nhau nhằm vào việc tăng
cường nhận thức nhằm tác động vào quyết định của khách hàng. Các công cụ
thực hiện DSM bao gồm:
- Thông tin, quảng cáo và tiếp thị (marketing);
- Nghiên cứu và quản lý phụ tải điện;
- Tư vấn và kiểm toán năng lượng miễn phí;
- Lắp đặt các thiết bị tiết kiệm năng lượng miễn phí hay với giá ưu đãi;
- Khuyến khích tài chính như giảm giá hay trợ giá;
- Cho vay lãi suất thấp hoặc không tính lãi;
- Biểu giá mới (tính theo thời gian sử dụng);
- Chào thầu các chương trình DSM.
Những chương trình DSM hiệu quả nhất trên thế giới cho đến nay được xác
định là những chương trình được thực hiện có sự phối hợp giữa các cơ quan
quản lý nhà nước và đơn vị hành chính công. Ở nước ta, DSM có thể bắt đầu
bằng chương trình nghiên cứu và quản lý phụ tải, cung cấp thông tin và nâng cao
nhận thức về hiệu quả sử dụng điện của các thiết bị điện như tủ lạnh hay điều
hòa không khí, thiết bị chiếu sáng trên phạm vi toàn quốc. Chương trình sẽ phát
huy hiệu quả cao hơn khi kết hợp với các chương trình TKNL khác của Bộ Công
nghiệp, Bộ Khoa học và Công nghệ nhằm đưa ra những tiêu chuẩn tiết kiệm
năng lượng tối thiểu và thực hiện dán tem năng lượng để khuyến khích việc tiêu
thụ các sản phẩm có hiệu suất năng lượng cao. Bên cạnh đó, các CTĐL còn có
thể áp dụng cách tính tiền điện theo thời gian sử dụng cho khách hàng là các hộ
gia đình để giới hạn thời gian sử dụng các thiết bị như điều hòa không khí trong
thời điểm có nhu cầu tải đỉnh, thông qua việc thiết kế biểu giá điện bán lẻ có
khuyến khích thực hiện DSM.
20
