Nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiểu quả cho công ty thoát nước và xử lý nước thải đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------------------------

TRẦN PHÚ QUÝ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ
HIỆU QUẢ CHO CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ
XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng – Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------------------------

TRẦN PHÚ QUÝ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP
SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT KIỆM VÀ
HIỆU QUẢ CHO CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ
XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật Điện
Mã số
: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Người hướng dẫn khoa học:
TS. ĐOÀN ANH TUấN

Đà Nẵng – Năm 2017


LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Trần Phú Quý


MụC LụC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Lý do chọn đề tài............................................................................................... 1
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu đề tài. .......................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................... 3
4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. ......................................................................... 4
6. Tên tiểu luận...................................................................................................... 4
7. Bố cục................................................................................................................ 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC
THẢI ĐÀ NẴNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH DSM......................................................... 6
1.1. Tổng quan về công ty thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng ............................... 6
1.1.1. Giới thiệu chung về Công ty ....................................................................... 6
1.1.2. Chức năng và nhiệm vụ của công ty ........................................................... 6
1.2. Hiện trạng nguồn nhân lực ....................................................................................... 7
1.3. Tổng quan về các trạm bơm nước thải cấp I (xem hình1.1) .................................... 8
1.3.1. Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp I ...................................................... 8
1.3.2. Qui trình bơm nước thải.............................................................................. 9
1.3.3. Các thiết bị trong hệ thống trạm bơm nước thải SPS cấp I......................... 9
1.3.4. Sơ đồ điện hệ thống bơm .......................................................................... 10
1.3.5. Nguyên lý làm việc ................................................................................... 10
1.4. Tổng quan về trạm bơm nước thải cấp II ............................................................... 11
1.4.1. Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp II................................................... 11
1.4.2. Qui trình bơm nước thải............................................................................ 12
1.4.3. Giếng bơm nước thải SPS ......................................................................... 12
1.4.4. Nguyên lý làm việc của trạm bơm SPS cấp II .......................................... 13
1.5. Tổng quan về chương trình DSM........................................................................... 14
1.5.1. Vấn đề năng lượng trên thế giới và ở Việt Nam....................................... 14
1.5.2. Vai trò của quản lý nhu cầu DMS (Demand side Management) .............. 15
1.6. Kết luận .................................................................................................................. 20
CHƯƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG VẬN
HÀNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ BA
PHA BẰNG THIẾT BỊ BIẾN TẦN........................................................................... 21
2.1. Tổng quan về động cơ không đồng bộ ba pha ....................................................... 21
2.1.1. Cấu tạo ...................................................................................................... 21
2.1.2. Ứng dụng động cơ không đồng bộ............................................................ 22
2.2. Một số giải pháp tiết kiệm năng lượng trong vận hành ......................................... 22

2.2.1. Thay động cơ tiêu chuẩn bằng động cơ hiệu suất cao .............................. 22
2.2.2. Giảm mức non tải tránh sử dụng động cơ quá lớn.................................... 23
2.2.3. Chọn công suất động cơ cho tải thay đổi .................................................. 24
2.2.4. Nâng cao chất lượng điện ......................................................................... 24
2.3. Giải pháp điều chỉnh hệ số công suất..................................................................... 25
2.3.1. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất............................................... 25
2.3.2. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất................................................... 26
2.3.3. Bù công suất phản kháng .......................................................................... 28
2.3.4. Xác định dung lượng bù............................................................................ 29
2.3.5. Các thiết bị bù ........................................................................................... 30
2.4. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha .................... 31
2.4.1. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện áp nguồn........ 31
2.4.2. Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn. ......... 32
2.5. Phương pháp điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng thiết bị biến tần ... 33
2.5.1. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ khi thay đổi tần số....................................... 33
2.5.2. Các bộ biến tần dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ ................................. 34
2.6. Kết luận .................................................................................................................. 37
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN
NĂNG CHO CÁC TRẠM BƠM NƯỚC THẢI TẠI CÔNG TY THOÁT NƯỚC
VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÀ NẴNG........................................................................ 38
3.1. Các trạm bơm nước thải cấp I ................................................................................ 38
3.1.1. Hiện trạng.................................................................................................. 38
3.1.2. Qui trình sản xuất...................................................................................... 39
3.1.3. Thông số các động cơ bơm ....................................................................... 42
3.2. Các trạm bơm nước thải cấp II............................................................................... 42
3.2.1. Hiện trạng.................................................................................................. 42
3.2.2. Qui trình sản xuất...................................................................................... 42
3.2.3. Thông số các động cơ bơm ....................................................................... 43
3.3. Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho các trạm bơm nước thải
tại Công ty Thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng .................................................... 48

3.3.1. Tính toán đề xuất giải pháp cho các trạm bơm cấp I ................................ 48
3.3.2. Tính toán đề xuất các giải pháp cho trạm bơm cấp II............................... 51
3.4. Kết luận .................................................................................................................. 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 80
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................... 81
QUYếT ĐịNH GIAO Đề TÀI (BảN SAO)


NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TIẾT
KIỆM VÀ HIỆU QUẢ CHO CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
ĐÀ NẴNG
Học viên: Trần Phú Quý
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60520202 Khóa: K31.KTĐ Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng có vai trò rất quan
trọng và ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội, đồng thời cũng là yếu tố duy
trì sự sống trên trái đất. Do đó, đối với nước ta trong một thời gian dài chúng ta áp dụng
chính sách giá năng lượng bao cấp, những mức giá không phản ánh thực chất chi phí của
quá trình sản xuất, và do vậy vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả rất ít được
quan tâm. Nhận thức được tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng nói chung, điện
năng nói riêng và sự ảnh hưởng của động cơ không đồng bộ trong việc sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả, đó là lý do mà tác giả nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử
dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho Công ty thoát nước và Xử lý nước thải Đà
Nẵng, từ đó áp dụng một số giải pháp cụ thể đối với các trạm bơm nước thải trên địa bàn
Thành phố Đà Nẵng. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc đầu tư cũng như áp dụng các biện
pháp rất khả thi, đem lại hiệu quả kinh tế lớn, tiêu thụ điện năng ít hơn và khoản tiền tiết
kiệm được sau khi bù đắp chi phí lại rất lớn.
Từ khóa – Tiết kiệm năng lượng; động cơ không đồng bộ; biến tần; xử lý nước thải;
chương trình DSM.
STUDYING PROPOSING SOLUTIONS IN USING ENERGY ECONOMICALLY

AND EFFECTIVELY FOR DANANG DRAINAGE AND WASTEWATER
TREATMENT COMPANY
Abstract: Energy in general and energy power in particular plays a very important
role and it affects every fields of in social, economical life and it is also an element to
maintain life on the Earth at the same time. Therefore, to our country, for too long we
have applied pricing policy in which the energy is subsidized, price levels haven’t
reflected real expenses of a manufacturing process, so we haven’t taken the use of
economical and effective energy into consideration. Realizing the importance of energy
saving in general, energy power in particular and the effects of the asynchronous engine in
using economical and effective energy, the writer has put forward “Studying Proposing
Solutions in Using Energy Economically and Effectively for Danang Drainage and
Wastewater Treatment Company”. From this proposal, we can apply some specific
remedies to wastewater pumping stations in some areas of Danang city. Research result
has shown that the investment as well as the application of the measures are very
realizable, which brings to a successfully economic result, consumes less electricity and
the amount of money which was saved after compensation expenses was very
considerable.
Key words: energy saving; asynchronous engine; inverter; wastewater treatment;
DSM programme.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BT

: Biến tần

CSPK

: Công suất phản kháng

DSM

: Demand Side Management (quản lý nhu cầu)

ĐC

: Động cơ

ĐN

: Điện năng

ĐNTT

: Điện năng tiêu thụ

ĐNTK

: Điện năng tiết kiệm

EVN

: Tập đoàn điện lực Việt Nam

HSCS

: Hệ số công suất

GP

: Giải pháp

HTĐ

: Hệ thống điện

KĐB

: Không đồng bộ

KTNL

: Kiểm toán năng lượng

SSM

: Supply Side Management (quản lý nguồn cung cấp)

TBA

: Trạm biến áp

TKNL

: Tiết kiệm năng lượng

TOU

: Time of use

VSD

: Variable Speed Drives

VNĐ

: Đồng Việt Nam


DANH MỤC BẢNG

Số hiệu
bảng
1.1.
1.2.
2.1.
2.2.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5a.
3.5b.
3.7.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.

3.12.
3.13.
3.14.

Tên bảng

Trang

Chi tiết các trạm bơm SPS cấp I
Chi tiết các trạm bơm SPS cấp II
Những khu vực tổn thất và giải pháp nâng cao hiệu suất ĐC
Hiệu quả của công việc đổi nối tam giác sang sao
Suất tổn thất công suất tác dụng của các loại thiết bị bù
Tình hình tiêu thụ điện năng các trạm bơm nước thải cấp I
năm 2016
Tình hình lưu lượng nước các trạm bơm nước thải cấp I
năm 2016
Bảng thông số các động cơ bơm nước nước thải cấp I
Bảng danh mục các động cơ tại các trạm bơm nước thải cấp
II
Tình hình tiêu thụ điện năng trạm bơm nước thải cấp II năm
2016
Tình hình tiêu thụ lưu lượng nước trạm bơm nước thải cấp
II năm 2016
Bảng tổng hợp lắp đặt bộ tụ cho 4 trạm bơm nước thải cấp I
Bảng tổng hợp lắp đặt bộ tụ cho 9 trạm bơm nước thải cấp
II
Bảng lưu lượng các trạm bơm làm việc
Khảo sát lưu lượng từng trường hợp trong 1 ngày đêm
SPS34

Khảo sát lưu lượng từng trường hợp trong 1 ngày đêm
SPS14
Khảo sát lưu lượng từng trường hợp trong 1 ngày đêm tại
SPS35
Khảo sát lưu lượng từng trường hợp trong 1 ngày đêm
SPS15
Khảo sát lưu lượng từng trường hợp trong 1 ngày đêm
SPS20
Bảng tổng hợp lắp đặt biến tần cho 9 trạm bơm nước thải
cấp II

9
11
23
24
30
40
41
42
43
46
47
50
54
56
57
61
66
70
75

79


DANH MỤC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
1.12.
1.13.
1.14.
1.15.
1.16.
1.17.
1.18
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.

3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.

Tên hình

Trang

Hệ thống các trạm bơm cấp I và cấp II
Sơ đồ điện các động cơ bơm nước trong tủ điện
Sơ đồ mạch điều khiển
Sơ đồ bố trí các máy bơm trong trạm bơm SPS
Sơ đồ động lực các động cơ bơm nước trong tủ điện
Sơ đồ nguyên lý điều khiển 1 động cơ bơm nước
Các chiến lược DSM
Cắt giảm đỉnh
Lấp thấp điểm
Chuyển dịch phụ tải
Biện pháp bảo tồn
Tăng trưởng dòng điện
Biểu đồ phụ tải linh hoạt
Tác động của DSM lên biểu đồ phụ tải
Nhà máy phong điện
Tháp năng lượng mặt trời
Năng lượng đại dương
Năng lượng địa nhiệt

Cấu tạo động cơ không đồng bộ
Sơ đồ nguyên lý điều khiển tốc độ động cơ KĐB
Dạng đặc tính điều chỉnh khi không dùng điện trở phụ trong
mạch rôto.
Đặc tính cơ động cơ không đồng bộ.khi điều chỉnh tần số.
Sơ đồ nguyên lý bộ biến tần trực tiếp
Sơ đồ bộ biến tần có khâu trung gian một chiều
Hệ thống các trạm bơm cấp I và cấp II
Biểu đồ tiêu thụ điện năng các trạm bơm cấp I năm 2016
Biểu đồ lưu lượng nước của các trạm bơm nước thải cấp I
năm 2016
Biểu đồ tiêu thụ điện năng trạm bơm nước thải cấp II năm
2016
Biểu đồ lưu lượng nước trạm bơm nước thải cấp II năm 2016
Sơ đồ dây chuyền thu gom và xử lý nước thải
Sơ đồ cung cấp điện cho các trạm bơm cấp I và cấp II

8
10
10
12
13
13
16
17
17
17
17
17
17

17
18
18
18
18
21
31
32
33
35
36
38
39
39
42
43
44
45


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Năng lượng nói chung và năng lượng điện nói riêng có vai trò rất quan trọng và
ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội, đồng thời cũng là yếu tố duy trì
sự sống trên trái đất. Trong tương lai, nhiên liệu hóa thạch như dầu thô, than đá, khí tự
nhiên, chiếm đa phần nhiên liệu sẽ bị cạn kiệt, đồng thời việc sử dụng các dạng năng
lượng này đã và đang gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng ảnh hưởng đến môi trường
sống. Đây là những vấn đề rất lớn của toàn cầu. Do đó vấn đề sử dụng năng lượng tiết

kiệm và hiệu quả đã được các nước phát triển quan tâm từ những năm đầu thế kỷ 20.
Nhưng phải đến cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất (1973-1974) và lần thứ 2
(1979-1980) với những tác động nặng nề đến nền kinh tế thế giới đặc biệt là những
nước nhập khẩu năng lượng. cả thế giới một lần nữa lại bừng tỉnh. Nhiều tổ chức nhà
nước, nhiều trung tâm nghiên cứu phục vụ mục tiêu tiết kiệm năng lượng được thành
lập, mở rộng hoạt động hiệu quả hơn. Việt Nam một trong những nước đang phát triển
nhưng lại bị hạn chế về mặt năng lượng, đặc biệt là năng lượng điện. Đứng trước tình
hình tài nguyên năng lượng ngày càng khan hiếm, việc sử dụng năng lượng tiết kiệm
và hiệu quả là ưu tiên quan trọng trong chính sách năng lượng quốc gia.
Đối với nước ta, trong một thời gian dài chúng ta áp dụng chính sách giá năng
lượng bao cấp, những mức giá không phản ánh thực chất chi phí của quá trình sản
xuất, và do vậy vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả rất ít được quan tâm.
Khi nhà nước xóa bỏ chế độ bao cấp, các cơ sở sản xuất, kinh doanh phải tự hạch toán
lỗ lãi, vấn đề sử dụng năng lượng đã được quan tâm nhiều hơn. Từ đó Luật điện lực ra
đời và đặc biệt là Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả số 50/2010/QH12
được Quốc hội nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XII, kỳ họp thứ 7
thông qua ngày 17 tháng 6 năm 2010.
Hiện nay, khi Luật sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã đi vào đời sống
và thực sự tạo nên một “con sốt” đối với những đối tượng liên quan, đặc biệt là các
doanh nghiệp trọng điểm. Trong đó, vấn đề liên quan đến việc thực hiện kiểm toán
năng lượng (KTNL) đã được nhiều doanh nghiệp quan tâm. Đây là tín hiệu đáng
mừng, tuy nhiên, những kiến thức về kiểm toán năng lượng hiện nay vẫn còn khá mới
mẻ và chưa đầy đủ với nhiều doanh nghiệp.
Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, thực chất là sử dụng năng lượng theo
yêu cầu của các cơ sở sản xuất một cách hợp lý, nhờ các biện pháp bố trí lại sản xuất,
nghiên cứu quy trình công nghệ, sử dụng tối đa nguồn năng lượng tự nhiên như năng
lượng mặt trời, chiếu sáng, thông gió tự nhiên, lợi dụng chất lỏng, chất khí thải còn
chứa nhiệt năng,…
Về kỹ thuật, cơ hội tiết kiệm năng lượng được quan tâm phát hiện để đề xuất cho
tất cả các hệ thống cung cấp năng lượng chủ yếu của doanh nghiệp, gồm hệ thống

2
nhiệt, hệ thống nước thải, hệ thông điện,… Trong các hệ thống điện tổn thất do phân
phối thường thay đổi nhiều và tùy thuộc vào từng đặc điểm từng nhà máy,hiệu quả
hoạt động của các thiết bị của nhà máy v.v.
Chúng ta thấy rõ; tiết kiệm điện năng phải được xem là “quốc sách”. Trong các
nhà máy sản xuất công nghiệp hiện nay, hầu hết sử dụng động cơ công suất lớn nhiều
so với công suất yêu cầu. Hiệu suất thấp, động cơ hoạt động thường xuyên bị non tải
và còn thiếu các thiết bị điều khiển. Nên tổn thất điện năng rất lớn, gây lãng phí cho
doanh nghiệp và ảnh hưởng đến tình hình cung cấp điện của cả nước nói chung.
Từ đó, để sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, trước tiên cần phải có các
hoạt động quản lý năng lượng một cách chặt chẽ của các doanh nghiệp, các cơ sở tiêu
thụ năng lượng để tìm ra các giải pháp tiết kiệm năng lượng. Luật sử dụng năng lượng
tiết kiệm và hiệu quả đã được Quốc Hội thông qua theo Nghị Quyết số 51/2001/QH10
[8] đã quy định về chính sách, biện pháp thúc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả, vì thế việc tiến hành nghiên cứu và đề xuất các giải pháp tiết kiệm năng
lượng là rất cần thiết. Một trong những giải pháp để tiết kiệm năng lượng nói chung và
năng lượng điện nói riêng mà nhiều nước trên thế giới và Việt Nam áp dụng đó là
chương trình quản lý nhu cầu DSM (Demand Side Managent). Tiềm năng của DSM
với các thành phần phụ tải là rất đa dạng và rất phong phú, với phụ tải công nghiệp
động cơ không đồng bộ (KĐB) là đối tượng tác động mạnh mẽ và có hiệu quả rất lớn
đối với DSM. Động cơ KĐB có cấu tạo đơn giản, vận hành chắc chắn, được sử dụng
rộng rãi trong thực tế. Theo ước tính trên 50% điện năng sản xuất của thế giới do động
cơ KĐB tiêu thụ, trong suốt vòng đời của động cơ KĐB tiền điện chiếm 96% trong đó
chi phí mua động cơ và bảo dưỡng chỉ chiếm 4%. Ở các nhà máy, xí nghiệp công
nghiệp, doanh nghiệp, phụ tải chủ yếu là động cơ KĐB, tuy nhiên việc sử dụng còn
lãng phí hiệu quả chưa cao do đó việc sử dụng hiệu quả đối với động cơ KĐB sẽ góp
phần tiết kiệm điện năng.
Nhận thức được tầm quan trọng của việc tiết kiệm năng lượng nói chung, điện

năng nói riêng và sự ảnh hưởng của động cơ KĐB trong việc sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả, đó là lý do mà tác giả nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng
năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cho Công ty thoát nước và Xử lý nước thải Đà
Nẵng, từ đó áp dụng một số giải pháp cụ thể đối với các trạm bơm nước thải trên địa
bàn Thành phố Đà Nẵng.
2. Mục đích và mục tiêu nghiên cứu đề tài.
2.1. Mục đích nghiên cứu.
- Khảo sát, đánh giá thực trạng sử dụng năng lượng khi sử dụng động cơ không
đồng bộ ba pha tại các trạm bơm nước thải tại thành phố Đà Nẵng nhằm đưa ra các bài
toán lựa chọn thiết bị điều khiển tối ưu có thể áp dụng nhằm tăng hiệu quả sử dụng
năng lượng trong Công ty.
- Tính toán, lựa chọn các thiết bị điều khiển tối ưu nâng cao hiệu suất sử dụng


3
năng lượng, cải thiện môi trường, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững, qua
đó góp phần đảm bảo an ninh năng lượng của đất nước.
2.1.1. Các giải pháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả trong sản xuất.
Nghiên cứu các giải pháp sau đây:
* Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu quản lý:
- Thực hiện việc đo lường năng lượng tại các khâu vận hành sản xuất, thu thập
các hóa đơn tiêu thụ năng lượng của Công ty.
- Từ đó đưa ra được tiêu chuẩn tiêu thụ năng lượng tại các khâu vận hành sản
xuất, các tồn tại cần khắc phục
- Sắp xếp các vấn đề xử lý theo thứ tự ưu tiên.
- Thiết lập các mục tiêu của các vấn đề tồn tại cần xử lý.
- Lập kế hoạch và thực hiện kế hoạch để xử lý.
- Giám sát và đánh giá các vấn đề tồn tại đã xử lý.
* Giải pháp tiết kiệm năng lượng trong khâu kỹ thuật:
- Phân tích các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu quả đối với động cơ KĐB.

- Nghiên cứu việc điều chỉnh hệ số công suất và điều chỉnh tốc độ của động cơ
bằng bộ biến tần.
- Tính toán kinh tế, đánh giá hiệu quả khi áp dụng giải pháp bù công suất phản
kháng và điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần.
- Tiết kiệm năng lượng trong cơ sở vận hành sản xuất: Khai thác động cơ điện,
các biện pháp nâng cao hệ số cosφ.
2.1.2. Nghiên cứu đề xuất, ứng dụng các thiết bị điều khiển tối ưu đối với động cơ
không đồng bộ
Nghiên cứu công nghệ, từ đó đề xuất các giải pháp sử dụng các các thiết bị điều
khiển tối ưu hệ thống động cơ không đồng bộ, hệ thống máy bơm,…
2.1.3. Tính toán hiệu quả vốn đầu tư, thời gian đầu tư, thời gian hoàn vốn
2.2. Mục tiêu nghiên cứu.
Nghiên cứu các chiến lược của chương trình quản lý, các giải pháp sử dụng năng
lượng hiệu quả đối với động cơ KĐB, tiết kiệm điện năng chủ yếu bằng phương pháp
bù công suất phản kháng và điều chỉnh tốc độ động cơ bằng bộ biến tần, áp dụng cụ
thể cho các trạm bơm nước thải Đà Nẵng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Phụ tải điện là động cơ KĐB nói chung và một số loại tải là động cơ KĐB của
các trạm bơm nước thải trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng.
- Phương pháp kiểm toán năng lượng tại các trạm bơm.
- Đề tài đi sâu vào việc nghiên cứu tính toán, lựa chọn các thiết bị tối ưu điều
khiển động cơ không đồng bộ ba pha hiệu quả, kinh tế, tiết kiệm điện năng.


4
3.2. Phạm vi nghiên cứu.
- Nghiên cứu các giải pháp điều khiển động cơ. Tính toán, lựa chọn thiết bị tối ưu
điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha
- Nghiên cứu các chiến lược của chương trình quản lý từ đó thấy được lợi ích mà

chương trình mang lại, nghiên cứu hiệu quả của các giải pháp sử dụng năng lượng hiệu
quả đối với động cơ KĐB, áp dụng một số giải pháp góp phần tiết kiệm điện năng cho
các trạm bơm nước thải thuộc Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp thực nghiệm
Áp dụng các lý thuyết đã nghiên cứu để tính toán cho cho các trạm bơm nước
thải Đà Nẵng.
4.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu các tài liệu, sách, báo, chuyên
đề, giáo trình, bài giảng.
- Nghiên cứu tư liệu về các thiết bị điều khiển tối ưu động cơ không đồng bộ ba
pha của các nước trên thế giới.
- Phân tích và tổng hợp các số liệu từ các dây chuyền vận hành để tính toán lựa
chọn thiết bị điều khiển tối ưu động cơ không đồng bộ ba pha.
4.3. Phương pháp thu thập và xử lý thông tin.
- Khảo sát hệ thống dây chuyền công nghệ, thu thập thông tin về khả năng phát
triển và nâng cấp dây chuyền vận hành.
- Thu thập những số liệu thống kê, tài liệu: Thu thập thông tin về chi phí sử dụng
năng lượng, giá điện,…
- Khảo sát và đo đạc các thông số liên quan đến việc sử dụng năng lượng như:
Cường độ dòng diện, hệ số cosφ,…
- Từ các số liệu khảo sát ta tiến hành đưa ra giải pháp để sử dụng năng lượng tiết
kiệm và hiệu quả nâng cao hiệu suất xử lý vận hành.
- Phân tích kinh tế tài chính: Tính toán hiệu quả đầu tư, vốn đầu tư, thời gian đầu
tư, thời gian hoàn vốn khi sử dụng các thiết bị điều khiển tối ưu động cơ KĐB ba pha.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Nghiên cứu và đề xuất các giải pháp tính toán, lựa chọn thiết bị điều khiển tối ưu
và sử dụng năng lượng hiệu quả đối với phụ tải là động cơ không đồng bộ qua đó tiết
kiệm được điện năng, giảm chi phí xử lý vận hành của Công ty, góp phần cải thiện môi
trường, từ đó có thể nhân rộng việc áp dụng giải pháp cho các nhà máy xử lý nước thải

khác.
6. Tên tiểu luận
Căn cứ vào đối tượng và phạm vi nghiên cứu, mục đích, mục tiêu và nhiệm vụ
nghiên cứu, luận văn được đặt tên:”Nghiên cứu đề xuất các giải pháp sử dụng năng
lượng tiết kiệm và hiệu quả cho Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà N


5
7. Bố cục
Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm có ba chương như sau:
Chương 1: Tổng quan về Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng và
chương trình DSM.
Chương 2: Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong vận hành và phương pháp
điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng thiết bị biến tần.
Chương 3: Tính toán đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện năng cho các trạm bơm
nước thải tại Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng.


6
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THOÁT NƯỚC VÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI
ĐÀ NẴNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH DSM
1.1. Tổng quan về công ty thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng
1.1.1. Giới thiệu chung về Công ty
Công ty Thoát nước và xử lý nước thải Đà Nẵng có trụ sở chính tại số 18 đường
Hồ Nguyên Trừng - Phường Hòa Cường Nam - Quận Hải Châu – thành phố Đà Nẵng.
Công ty được thành lập theo Quyết định số 1172/QĐ-UBND ngày 08 tháng 02 năm
2010 của Chủ tịch Ủy ban nhân dân thành phố Đà Nẵng.
Công ty Thoát nước và Xử lý nước thải Đà Nẵng quản lý, vận hành và bảo dưỡng

toàn bộ hệ thống thoát nước và xử lý nước thải trên địa bàn thành phố Đà Nẵng. Công
ty là một doanh nghiệp Nhà nước, Công ty có đầy đủ tư cách pháp nhân, có con dấu
riêng, có tài khoản mở tại ngân hàng [2].
1.1.2. Chức năng và nhiệm vụ của công ty
a. Chức năng
Quản lý, vận hành và bảo dưỡng toàn bộ hệ thống thoát nước và xử lý nước thải
trên địa bàn thành phố Đà Nẵng, ngoài ra Công ty còn có một số chức năng sau:
- Xây lắp các công trình thoát nước và xử lý nước thải
- Kinh doanh vật tư chuyên ngành thoát nước
- Thiết kế các công trình thoát nước và xử lý nước thải
- Thí nghiệm các mẫu nước thải.
b. Nhiệm vụ
- Lập hồ sơ quản lý, quản lý khai thác và vận hành toàn bộ hệ thống thoát nước
đô thị bao gồm cả hệ thống xử lý nước thải;
- Xây dựng kế hoạch ngắn hạn, dài hạn và thường xuyên tổ chức kiểm tra, duy tu
sửa chữa, nạo vét, xây dựng bổ sung các công trình, hệ thống thoát nước đô thị;
- Tham mưu cho các cơ quan có thẩm quyền xem xét, cho phép thực hiện việc
đấu nối hệ thống xả nước thải của các hộ gia đình và hệ thống thoát nước đô thị.
- Hướng dẫn việc sử dụng công trình thoát nước đô thị phù hợp với yêu cầu kỹ
thuật, kiểm tra phát hiện và đề xuất cơ quan có thẩm quyền xử lý các hành vi vi phạm
hệ thống thoát, cấp phép đấu nối thoát nước đô thị.
- Theo dõi tình trạng ngập úng, tổ chức khắc phục hoặc đề xuất cơ quan có thẩm
quyền thực hiện các biện pháp khơi thông thoát nước đô thị.
- Quản lý sử dụng lao động, tài sản, tài chính đúng quy định của Nhà nước.
- Thực hiện các nhiệm vụ khác do UBND thành phố và Giám đốc Sở Tài Nguyên
và Môi Trường giao.


7
1.2. Hiện trạng nguồn nhân lực

- Ban Giám đốc: 04 người
- Phòng tổ chức – Hành chính: 14 người
- Phòng kế toán: 07 người
- Phòng kỹ thuật: 14 người
- Phòng kế hoạch: 06 người
- Phòng công nghệ môi trường nước thải: 10 người
- Trạm Xử lý nước thải Sơn Trà: 21 người
- Trạm Xử lý nước thải Hòa Cường: 29 người
- Trạm Xử lý nước thải Phú Lộc: 38 người
- Trạm Xử lý nước thải Ngũ Hành Sơn: 28 người
- Trạm Xử lý nước thải Thọ Quang: 26 người
- Xưởng cơ khí : 23 người
- Đội quản lý duy tu : 14 người
v Sơ đồ tổ chức:

Giám đốc

Phó giám đốc

Phó giám đốc

Phó giám đốc

phụ trách thoát nước

phụ trách xử lý nước
thải

phụ trách nội chính

Phòng

Phòng

Phòng

Phòng

Tổ chức

Tài chính

Kế hoạch

Hành
chính

Kế toán

Kỹ
thuật

Trạm
XLNT
Hòa
Cường

Trạm
XLNT
Phú

Lộc

Trạm
XLNT
Sơn Trà

Trạm
XLNT
Ngũ
Hành
Sơn

Trạm
XLNT
Thọ
Quang

Phòng
Công nghệ
môi trường
nước thải

Đội

Xưởng

Duy tu

Cơ khí

8
1.3. Tổng quan về các trạm bơm nước thải cấp I (xem hình1.1)
1.3.1. Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp I
Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp 1 tổng cộng có 09 trạm bơm (SPS) thuộc
04 lưu vực nằm trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đó là lưu vực Sơn Trà, lưu vực Ngũ
Hành Sơn, lưu vực Phú Lộc, lưu vực Hòa Cường, được xây dựng nhằm thu gom nước
thải từ các tuyến Tuyến cống Thu gom Tự chảy hoặc các Cấu trúc Chuyển dòng.
Có hai hệ thống lớn: Phú Lộc và Hòa Cường, và hai hệ thống nhỏ: Sơn Trà và
Ngũ Hành Sơn. Lớn ở đây không nhằm đề cập đến độ dài tuyến ống mà là lượng nước
thải được thu gom.

r

rm
2-3
15

200

8
dn

200
00-1

SPS4

3-315
gid3

a-200
gid33

rm

00
4-4
rm

SPS 5
SPS33

SPS34

5
-31
33

SPS35

biÓn ®«ng

gid2-315

00)
00x15
2(20

SPS3

00
-12

00-1

0
-56
35
rm

gid9a-200

15
rm12-3

SPS2

400
rm3-

8
dn

SPS 15
630
rm 15-

gid
2a-3
15

rm9-560
rm8-250

800

dn

0
-20
5a
gid

SPS 14
gid14a-200

SPS8

So n trà Ði?

00
5-2
gid

00
15
x
00
27

da nang airport

gid14-800

SPS 13

00
gid8-2

600x 800

s ©n b ay ®µ n½ng

gid9-560

00
x15
2500

SPS9

gid8a-200

00)

s«ng hµn - han river

SPS20

2(23

00x
15

0
x80
1400

-200
d12a
gid13-560 gi

RM20
n-560

00
0x12
3 00

SPS12

gid13-630

GID20n-800

rm
18
-2
50

rm13-560

n-8
00

1500)
2(2500x

3(2670x2000)

rm
21
-63
0

txl phó léc

21

50
-2
a
19
ID
G
60
-5
n
19
M
R

rm14-630

SPS19

SPS 21
GID

SPS18

g
id
19
n
-4
00

vÞnh ®µ n½ng - da nang bay

SPS1

gid
1-5
60

r
m
95
60

m
140
0

gid
1a
-25
0

rm
9-5
60

txl s¬n trµ

txl hoµ c­êng
gid35-560

txl ngò hµnh s¬n

Hình 1.1. Hệ thống các trạm bơm cấp I và cấp II
Hệ thống nước thải Hòa Cường thu gom nước thải từ trung tâm thành phố Đà
Nẵng, nơi đông đúc dân cư và là nơi sản sinh phần lớn nước thải. Hệ thống Phú Lộc sẽ
thu gom nước thải khu vực dọc Vịnh biển Nguyễn Tất Thành. Các hệ thống nước thải
Sơn Trà và Ngũ Hành Sơn được thu gom nước thải tại các khu dân cư Quận Sơn Trà,
Quận Ngũ Hành Sơn. Toàn bộ hệ thống được thu gom, vận hành liên tục trong năm và
trừ các ngày mưa lớn, cấp điện thì ngừng hoạt động.
Chi tiết về mỗi trạm bơm SPS được trình bày trong bảng dưới đây.

9

Lưu vực
Phú
Lộc
Hòa
Cường

Sơn
Trà

Ngũ
Hành
Sơn

SPS

Bảng 1.1. Chi tiết các trạm bơm SPS cấp I
Lưu
Đ/k Đ/k
Các loại bơm
Bơm 1
lượng
ống SPS
K.động
Loại
(l/s) C/tác Tổng
(mm) (m)

SPS18

65

2

3

N3127.180MT - 5,9KW

150

3.00

-2.67

SPS12

95

2

3

N3127.180MT - 5,9KW

150

3.00

-2.67

SPS2

106

2

3

N3153.180MT - 11KW

200

4.00

-2.23

SPS1

128

2

3

N3153.180MT - 11KW

200

4.00

-1.81

SPS8

60

2

3

N3127.180MT - 5,9KW

150

3.00

-3.08

SPS9

141

2

3

N3153.180MT - 11KW

200

4.00

-2.69

SPS5

34

1

2

N3127.181MT - 5,9KW

150

2.40

-1.48

SPS33

69

1

2

N3153.181MT - 5,9KW

200

3.00

-1.30

SPS3

54

1

2

N3127.181MT 13,5KW

150

2.40

-0.26

Mỗi trạm bơm được làm bằng bêtông cốt thép và được trang bị gồm:
- Một hoặc nhiều bơm làm việc đặt chìm và 1 bơm dự phòng đặt chìm;
- Mỗi bơm có một van cổng và một van một chiều để ngăn không cho nước thải
chảy ngược vào SPS khi bơm ngừng vận hành;
- Một van chính hai chiều, để có thể làm trống các tuyến ống nâng chính một tủ
điện điều khiển;
- Một quạt thông gió, được lắp đặt bên trong tủ điều khiển.

1.3.2. Qui trình bơm nước thải
Hệ thống nước thải thu gom được chảy về trạm bơm đến mức tự động khởi động
máy bơm đầu tiên trong một trạm bơm SPS sau khi nước thải trong giếng bơm này đạt
đến một cao độ nào đó sẽ khởi động các bơm kế tiếp khi nước vẫn còn tăng và lên đến
các mực nước đã xác định tiếp theo, Sự ngừng bơm cũng được thiết lập tự động.
Tất cả các trạm bơm nước thải cấp 1 là các trạm bơm có công suất nhỏ từ 5,9KW
đến 13,5KW, khởi động trực tiếp và bơm nước thải từ giếng bơm lên đưa vào đường
ống nâng chính dẫn về các trạm bơm cuối tuyến hoặc về 4 trạm xử lý theo hiệu lệnh
bơm của tủ điện điều khiển và nhân viên vận hành tại phòng SCADA.
1.3.3. Các thiết bị trong hệ thống trạm bơm nước thải SPS cấp I
Tất cả các thiết bị trong hệ thống trạm bơm điều giống nhau gồm:
- Từ 02 đến 03 động cơ bơm chìm cho 1 tram bơm SPS.
- 01 tủ điện điều khiển gồm: Áp tô mát, công tắc tơ, role nhiệt, bảo vệ mất pha,
các dụng cụ đo đếm dòng, áp, bộ PLC …


10
1.3.4. Sơ đồ điện hệ thống bơm

Hình 1.2. Sơ đồ điện các động cơ bơm nước trong tủ điện

Hình 1.3. Sơ đồ mạch điều khiển
1.3.5. Nguyên lý làm việc
v Điều khiển bằng tay (Manual)
Chế độ này hệ thống bơm sẽ được quan sát và điều khiển tại chỗ. Tuy nhiên các
dữ liệu cũng được truyền về trung tâm để ghi lại số liệu, trong trường hợp này tại trung


11
tâm không thể điều khiển được bơm.

Thông thường trường hợp này được dùng để bảo dưỡng, vận hành chạy thử tại
chỗ, sau quá trình bảo dưỡng định kỳ bơm thì nhân viên vận hành nên chạy ở chế độ
này nhằm kiểm tra tại hiện trường tình trạng hoạt động của bơm trước khi chuyển qua
chế độ tự động điều khiển từ xa.
v Điều khiển tự động (Auto)
Chế độ này được thực hiện giám sát và điều khiển tự động, có thể can thiệp vào
PLC để thay đổi các dữ liệu và trạng thái, ở chế độ này tại trung tâm cũng theo dõi
được các trạng thái bơm.
Đóng tất cả MCCB động lực, CB điều khiển hệ thống đã sẵn sàng làm việc.
- Chuyển công tắc sang vị trí Man (ấn on) hoặc Auto, nếu các thiết bị đã sẵn sàng
thì role R3(R4) có điện dẫn đến tiếp điểm rơ le R3(R4) tác động, tự động tác động công
tắc tơ MC1(MC2) làm việc khi đó động cơ bơm nước khởi động trực tiếp và làm việc
theo chế độ định mức này.
1.4. Tổng quan về trạm bơm nước thải cấp II
1.4.1. Hệ thống các trạm bơm nước thải cấp II
Chi tiết về mỗi SPS được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.2. Chi tiết các trạm bơm SPS cấp II
Lưu
Đ/k Đ/k
Các loại bơm
Lưu
Bơm 1
SPS
lượng
ống SPS
vực
K.động
Loại
(l/s) C/tác Tổng
(mm) (m)

SPS19

286

2

3

N3201.180MT - 22KW

250

4.00

-2.79

Phú Lộc SPS20

388

2

3

N3201.180MT - 30KW

250

5.00

-2.62

SPS21

473

2

3

N3300.180LT - 44KW

350

6.00

-2.11

SPS13

292

2

3

N3201.180MT - 22KW

250

5.00

-3.52

SPS14

530

2

3

N3300.180LT - 34KW

350

5.00

-2.26

SPS15

540

2

3

N3300.180LT - 44KW

350

6.00

-1.97

SPS4

265

2

3

N3202.180MT - 22KW

250

4.00

-0.33

SPS34

185

2

3

N3171.180MT - 18,5KW 200

4.00

0.00

SPS35

275

2

3

4.00

5.00

Hòa
Cường
Ngũ
Hành
Sơn

N3202.180MT - 22KW

250

Cũng như hệ thống trạm bơm cấp I hệ thống trạm bơm nước thải cấp II cũng có
09 trạm bơm (SPS) thuộc 04 lưu vực nằm trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đó là lưu

vực Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn, Phú Lộc, Hòa Cường, được xây dựng nhằm thu gom
nước thải từ các tuyến Tuyến cống thu gom tự chảy hoặc các Cấu trúc Chuyển dòng.
Công suất máy bơm từ 18,5KW đến 44KW.


12
1.4.2. Qui trình bơm nước thải
Giống như vận hành bơm cấp I hệ thống nước thải được thu gom chảy về trạm
bơm đến mức tự động khởi động máy bơm đầu tiên trong một trạm bơm sau khi nước
thải trong giếng bơm này đạt đến một cao độ nào đó sẽ khởi động các bơm kế tiếp khi
nước vẫn còn tăng và lên đến các mực nước đã xác định tiếp theo, khi đó nước thải
được đẩy về trạm xử lý của các lưu vực. Sự ngừng bơm cũng được thiết lập tự động.
1.4.3. Giếng bơm nước thải SPS
Mỗi giếng bơm nước thải cấp II gồm 2 đến 3 máy bơm chìm hiệu Flygt của Thụy
Điển (xem Hình 1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ bố trí các máy bơm trong trạm bơm SPS
Các thiết bị trong hệ thống điện trạm bơm SPS cấp II.
Tất cả các thiết bị trong hệ thống trạm bơm cấp II điều giống nhau gồm:
- 03, 04 động cơ bơm chìm từ 18,5KW đến 44KW cho 1 trạm bơm SPS
- 01 tủ điện điều khiển gồm: Áp tô mát, công tắc tơ, role nhiệt, bảo vệ mất pha,
các dụng cụ đo đếm dòng, áp, khởi động mềm, bộ PLC …


13
Sơ đồ điện các động cơ bơm cấp II (xem Hình 1.5,1.6)

Hình 1.5. Sơ đồ động lực các động cơ bơm nước trong tủ điện

Hình 1.6. Sơ đồ nguyên lý điều khiển 1 động cơ bơm nước

1.4.4. Nguyên lý làm việc của trạm bơm SPS cấp II
Giống như hệ thống điện trạm bơm cấp I hệ thống trạm bơm cấp II cũng vận
hành có 2 chế độ: Điều khiển bằng tay(Man) và điều khiển tự động(Auto)
Đóng tất cả MCCB động lực, CB điều khiển hệ thống đã sẵn sàng làm việc.
Chuyển công tắc sang vị trí bằng tay(Man) sau đó:
- Ấn ON, nếu mức nước đã đủ làm việc, role R13 làm việc dẫn đến công tắc tơ


14
MC3 tác động động cơ làm việc ở chế độ khởi động mềm khoảng 3 đến 5 giây rơ le
R17 tác động kéo theo tiếp điểm rơ le R17 làm việc dẫn đến rơ le R15 làm việc, tự động
tác động công tắc tơ MC3.1 làm việc và cắt MC3 động cơ bơm nước làm việc ở chế độ
khởi động mềm ra và làm việc theo chế độ định mức này. Tiếp điểm MC1, MC2 là 2
tiếp điểm khóa chéo để tránh trường hợp các động cơ khởi động cùng một lúc.
- Nguyên lý hoạt động 02, 03 động cơ bơm tương tự như nhau.
1.5. Tổng quan về chương trình DSM
1.5.1. Vấn đề năng lượng trên thế giới và ở Việt Nam
1.5.1.1. Tiềm năng năng lượng trên thế giới
Do sự phát triển của kinh tế ngày càng cao, việc sử dụng năng lượng ngày càng
lớn, theo dự báo của cơ quan thông tin về năng lượng (EIA) năm 2004, trong vòng 24
năm từ năm 2001 đến năm 2025 các năng lượng hóa thạch của thế giới như sau:
- Than: Là nguồn nhiên liệu hóa thạch được sử dụng từ lâu nhất trên thế giới.
Tổng trữ lượng than trên toàn thế giới được ước tính khoảng 1.083 tỷ tấn, đủ cung cấp
cho khoảng 210 năm nữa. Mặc dù phân bố rộng rãi nhưng 60% trữ lượng than của thế
giới tập trung ở 3 quốc gia: Mỹ (25%); Liên Xô cũ (23%) và Trung Quốc (12%). Bốn
quốc gia khác là Úc, Ấn Độ, Đức và Nam Phi chiếm khoảng 29%.
- Dầu mỏ: Tổng dự trữ dầu mỏ trên thế giới tương đương với 125,8 nghìn tỷ
thùng. Trong đó: 63% nằm ở Trung Đông, 13% nằm ở Trung và Nam Mỹ, 24% nằm
rải rác các nơi khác. Nếu khai thác như hiện nay chỉ đủ dùng trong 42 năm nữa.
- Khí: 100.000 tỷ m³. Trong đó: 36% nằm ở Trung Đông, 30% nằm ở các nước

SNG “ Liên Xô cũ”, 34% nằm rải rác các nơi khác. Nếu khai thác như hiện nay chỉ đủ
dùng trong 65 năm nữa.
- Năng lượng nguyên tử: 4.5 triệu tấn. Nếu khai thác như hiện nay chỉ đủ dùng
trong 73 năm nữa.
1.5.1.2. Tiềm năng năng lượng ở Việt Nam
Cùng với xu thế phát triển của thế giới, Việt Nam là một trong những nước có
nền kinh tế phát triển trong những năm trở lại đây. Qua thống kê, khảo sát đánh giá về
tiềm năng năng lượng Việt Nam năm 2010 như sau:
- Than: Các mỏ than chủ yếu tập trung khu vực Đông Bắc chiếm 90% chủ yếu là
than Anthracite trữ lượng khoảng 3238 triệu tấn ở độ sâu 150-2.300 mét và một số
lượng không nhiều là than nâu, than bùn nằm ở tam giác sông Hồng và sông Meekong
nhưng khó khai thác do khu vực này hằng năm đất luôn được phù sa bồi đắp.
- Dầu mỏ và khí: Tổng trữ lượng dầu mỏ và khí có thể thu hồi của nước ta vào
khoảng 3,75 tỷ m3 dầu khí đã quy đổi, trong đó 1,25 tỷ m3 là khí đốt.
- Thủy điện: Nếu xem xét các yếu tố như kinh tế, xã hội và yếu tố tác động tới
môi trường thì tiềm năng còn khoảng 75-80 tỷ kWh/năm.
- Năng lượng nguyên tử: Có khoảng 320.000 tấn U3O8, trước mắt có thể khai
thác 6.000 tấn với giá ≤80 USD/kg.


15
1.5.2. Vai trò của quản lý nhu cầu DMS (Demand side Management)
Khi đề cập đến vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, theo kinh
nghiệm của nhiều nước, một trong những giải pháp kinh tế và hiệu quả để giảm bớt
nhu cầu phát triển nguồn và lưới điện là áp dụng các chương trình quản lý nhu cầu
(DSM - Demand side Management) kết hợp với quản lý nguồn cung cấp (SSM –
Supply side Management)
1.5.2.1. Khái niệm chung về DSM
DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ Thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hội nhằm sử
dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm trong chương trình tổng thể

quản lý nguồn cung cấp (SSM-Supply Side Management) và quản lý nhu cầu sử dụng
điện năng (DSM-Demand Side Management).
Trong những năm gần đây, để thỏa mãn nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của phụ
tải người ta quan tâm đến việc đầu tư khai thác, xây dựng thêm các nhà máy điện mới.
Giờ đây, do sự phát triển của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện đã
trở thành gánh nặng của Quốc gia. Lượng than, dầu, khí đốt,…dùng trong các nhà máy
điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng, dẫn tới
DSM được xem là nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất, bởi vì DSM giúp chúng ta
giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng các nhà máy điện mới, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt
sự ô nhiễm môi trường. Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu dùng có thể cung cấp
điện năng với giá rẻ và chất lượng cao hơn. Thực tế, kết quả thực hiện DSM tại các
nước trên thế giới đã đưa ra kết luận khoảng (0,3 ÷ 0,5) chi phí cần thiết để xây dựng
nguồn và lưới để đáp ứng lượng điện năng tương ứng. Nhờ đó, DSM mang lại lợi ích
về mặt kinh tế cũng như môi trường cho quốc gia, ngành điện và cho khách hàng.
DSM được xây dựng dựa vào hai chiến lược chủ yếu là : điều khiển nhu cầu
dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất và nâng cao hiệu
suất sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện để giảm điện năng tiêu thụ (hình 1.7).
1.5.2.2. Chiến lược của DSM
v Điều khiển nhu cầu điện năng phù hợp với khả năng cung cấp điện một
cách kinh tế nhất
Chiến lược này bao gồm các giải pháp chủ yếu sau: điều khiển trực tiếp dòng
điện; tích trữ năng lượng; sử dụng các nguồn năng lượng mới; đổi mới giá [3], [4], [9].
• Điều khiển trực tiếp dòng điện
Mục tiêu chính là thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải; điều hòa nhu cầu tối đa và
tối thiểu hàng ngày của năng lượng điện để sử dụng có hiệu quả nhất các nguồn năng
lượng để giải tỏa nhu cầu xây dựng các nhà máy sản xuất điện mới.


16

CHIẾN LƯỢC DSM
Chiến lược 1
Điều khiển nhu cầu điện năng
phù hợp với khả năng cung cấp
điện một cách kinh tế nhất
Điều khiển trực tiếp dòng điện
- Cắt giảm đỉnh
- Lấp thấp điểm
- Chuyển dịch phụ tải
- Biện pháp bảo tồn
- Tăng trưởng dòng điện
- Biểu đồ phụ tải linh hoạt

Chiến lược 2
Nâng cao hiệu suất sử dụng
năng lượng của các hộ dùng
điện

Sử dụng các thiết bị có hiệu
suất cao
Thay thế các thiết bị, dây
chuyền công nghệ có hiệu
năng cao hơn
Giảm thiểu sự tiêu phí năng
lượng một cách vô ích

Tích trữ năng lượng
- Tích trữ điện một chiều
- Tích trữ cho trữ nhiệt
- Tích trữ nước

- Nhà máy thủy điện tích năng
Sử dụng nguồn NL mới
- Phong điện
- NL mặt trời
- Địa nhiệt,…..

Khu vực nhà ở
KV công cộng
KV công nghiệp

- ….
Giá bán điện thay đổi
- Tou
- Giá cho phép cắt điện trực tiếp
- Giá theo công suất
- Giá theo cấp điện áp
- Giá cho mục tiêu đặc biệt

Động cơ điện KĐB
Các giải pháp sử dụng
năng lượng hiệu quả

Hình 1.7. Các chiến lược DSM
a) Cắt giảm đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong thời gian cao điểm (hình
1.8). Điều này có thể làm chậm lại nhu cầu phải tăng thêm công suất phát. Hiệu quả là
giảm điện năng tiêu thụ và phụ tải đỉnh (hình 1.8).
b) Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm (hình 1.9).
Biện pháp này đặc biệt tốt khi chi phí trả dần dài hạn nhỏ hơn giá điện trung bình.
Biện pháp này thường áp dụng khi công suất thừa được vận hành bằng nhiên liệu giá
thấp. Hiệu quả là tăng tiêu thụ điện năng tổng nhưng không tăng công suất đỉnh.