Nghiên cứu phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải tham gia vào đồ thị phụ tải của hệ thống điện

Ma thị thương Huyền

Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học bách khoa hà nội
--------------------0o0--------------------

Luận văn thạc sỹ khoa học

Mạng và hệ thống điện

Nghiên cứu phương pháp phân tích cơ
cấu các thành phần phụ tải tham gia
vào đồ thị phụ tải của hệ thống điện

Ma thị thương huyền

2003-2005
Hà nội
2005

Hà Nội 2005


Bộ giáo dục và đào tạo
Trường đại học bách khoa hà nội
--------------------0o0--------------------

Luận văn thạc sỹ khoa học

Nghiên cứu phương pháp phân tích cơ
cấu các thành phần phụ tải tham gia

vào đồ thị phụ tải của hệ thống điện
Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện
MÃ số:

02-06-07

Ma thị thương huyền

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS đặng quốc thống

Hà Nội - 2005


1

MỤC LỤC
Mục lục................................................................................................................ 1
Danh mục các từ viết tắt ......................................................................................... 3
Chương I - Mở đầu ................................................................................................ 5
1.1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 5
1.2. Mục đích của luận văn .................................................................................. 6
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 6
1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .......................................................... 7
Chương II - Tổng quan về quản lý nhu cầu sử dụng điện năng (DSM) và vấn đề nghiên cứu
ứng dụng DSM ở Việt Nam..................................................................................... 8
2.1. Tổng quan về DSM ...................................................................................... 8
2.1.1. Khái niệm về DSM................................................................................. 8
2.1.2. Lợi ích của việc ứng dụng DSM ............................................................... 8
2.1.3. Các chiến lược thực hiện chương trình DSM .............................................. 9

2.1.3.1. Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện ................. 9
2.1.3.2. Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một
cách kinh tế nhất ....................................................................................... 13
2.1.3.2.1. Điều khiển trực tiếp dòng điện ................................................... 13
2.1.3.2.2. Lưu trữ nhiệt ........................................................................... 16
2.1.3.2.3. Điện khí hố............................................................................ 16
2.1.3.2.4. Đổi mới giá ............................................................................. 16
2.2. Tình hình áp dụng DSM ở các nước trên thế giới ............................................ 17
2.2.1. Quản lý nhu cầu tại Châu Âu ................................................................. 17
2.2.2. Quản lý nhu cầu tại Châu á .................................................................... 20
2.2.3. Tình hình ứng dụng DSM trong khu vực Đơng Nam á ............................... 22
2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng DSM ở Việt Nam ...................................... 25
2.3.1. Dự án quản lý nhu cầu/Hiệu quả năng lượng (DSM/EE) giai đoạn 1 ............ 26
2.3.2. Dự án quản lý nhu cầu/Hiệu quả năng lượng (DSM/EE) giai đoạn 2 ............ 27
Chương III – Phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải trong đồ thị phụ tải hệ
thống điện .......................................................................................................... 31
3.1. Mở đầu ..................................................................................................... 31
3.2. Nội dung phương pháp................................................................................ 32
3.2.1. Phương pháp luận ................................................................................ 32
3.2.2. Cách lấy số liệu đồ thị phụ tải ................................................................ 34
3.2.3. Thông tin đặc trưng của đồ thị phụ tải ..................................................... 35
3.2.4. Thông tin đầu vào ................................................................................ 35
3.2.5. Các giả thiết ........................................................................................ 36
3.2.6. Xác định các khoảng thời gian công suất cực đại, cực tiểu và trung bình....... 37
3.2.6.1. Xác định các thời đoạn Tmax, Ttb và Tmin của đồ thị phụ tải các ngành nhỏ 37
3.2.6.2. Tính tốn Tmax, Ttb và Tmin của đồ thị phụ tải các khu vực .................... 38

Ma ThÞ Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005

2

3.2.6.3. Hệ số công suất Kmin, Ktb của từng khu vực kinh tế ............................. 40
3.2.6.4. Tính cơng suất cực đại, trung bình và cực tiểu cho các khu vực kinh tế .. 41
3.2.6.5. Tính tốn thành phần cơng suất phụ tải của các khu vực tham gia vào biểu
đồ phụ tải tổng .......................................................................................... 41
Chương IV - Áp dụng phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải để phân tích
đồ thị phụ tải ngày của thành phố Hà nội ................................................................. 43
4.1. Xây dựng các đồ thị phụ tải thành phần ......................................................... 43
4.1.1. Đồ thị phụ tải của thành phần ánh sáng sinh hoạt ...................................... 45
4.1.2. Biểu đồ phụ tải của thành phần công nghiệp ............................................. 47
4.1.3. Đồ thị phụ tải của thành phần thương mại ................................................ 48
4.1.4. Đồ thị phụ tải của thành phần phụ tải dịch vụ công cộng ............................ 49
4.1.5. Đồ thị phụ tải của thành phần nơng nghiệp ............................................... 51
4.2. Tính tốn cơng suất Pmax, Pmin, Ptr của các thành phần phụ tải ............................ 53
4.3. Phân tích tỷ lệ các thành phần tham gia vào đồ thị phụ tải tổng của thành phố Hà
Nội ................................................................................................................ 55
4.3.1. Tỷ lệ công suất của các thành phần kinh tế trong đồ thị phụ tải tổng ............ 55
4.3.2. Tỷ lệ điện năng của các khu vực kinh tế trong các thời gian cao điểm, bình
thường và thấp điểm ...................................................................................... 60
Chương IV - Đánh giá sơ bộ tiềm năng tiết kiệm điện của các khu vực kinh tế và lựa chọn
các giải pháp DSM phù hợp .................................................................................. 64
5.1. Khu vực ánh sáng sinh hoạt ......................................................................... 65
5.2. Khu vực công nghiệp .................................................................................. 67
5.2.1. Chuyển dịch phụ tải .............................................................................. 68
5.2.2. Thay thế các động cơ, thiết bị lạc hậu hiệu suất thấp bằng các động cơ thế hệ
mới ............................................................................................................. 69
5.2.3. Tiết kiệm điện năng trong chiếu sáng công nghiệp .................................... 70
5.3. Khu vực thương mại ................................................................................... 71
Chương 6 - Kết luận và kiến nghị ........................................................................... 73

6.1. Kết luận .................................................................................................... 73
6.2. Các đề xuất và triển vọng nghiên cứu sâu hơn ................................................ 76

Phụ lc

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


3

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AC (Air Conditioner) : Máy điều hòa
ASSH : ánh sáng sinh hoạt
CFL (Compact Flash Light): Đèn compact
CN : Nông nghiệp
DLC: Điều khiển phụ tải trực tiếp
DSM (Demand Side Management) : Quản lý phía nhu cầu
DVCC : Dịch vụ công cộng
DVTM : Dịch vụ thương mại
ĐTPT : Đồ thị phụ tải
EE (Energy Efficiency) : Hiệu quả năng lượng
EEMs : Động cơ thế hệ mới
EGAT : Điện lực Thái Lan
ESCO : Công ty dịch vụ năng lượng
EVN : Tổng công ty Điện lực Việt Nam
GTVT : Giao thông vận tải
HEM (High Efficiency Motor) : Động cơ hiệu suất cao
HTĐ : Hệ thống điện
IPP : Nhà máy điện độc lập
IRP (Integrated Resource Planning) : Quy hoạch nguồn

JV (Joint – Venture) : Liên doanh
NN : Nông nghiệp
SSM (Supply Side Management) : Quản lý nguồn cung cấp
TM : Thương mại
TOU (Time of Use) : Thời gian sử dụng
TV (Television) : Tivi

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


4

VCR (Video Cassette Recorder) : Đầu máy video
Vinacoal : Tổng công ty Than Việt Nam
VSD (Variable Speed Drive) : Bộ điều tốc
WB (World Bank) : Ngân hàng thế giới

Ma ThÞ Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


5

CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, nhu cầu về năng lượng và tốc
độ sử dụng năng lượng ngày càng cao. Các nguồn năng lượng hoá thạch
truyền thống như than, dầu, khí đốt có nguy cơ cạn kiệt, đồng thời vấn đề ô
nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng và trở thành vấn đề toàn cầu.
Ngành điện cũng trong tình trạng như vậy. Xét riêng ở nước ta, trong q
trình cơng nghiệp hố, hiện đại hố và hội nhập kinh tế thế giới, cùng với sự

phát triển mạnh mẽ về mọi mặt của nền kinh tế quốc dân, nhu cầu về điện
năng cũng tăng lên rất cao. Theo kết quả dự báo Tổng sơ đồ phát triển điện
lực Việt Nam giai đoạn V (hiệu chỉnh), nhu cầu điện thương phẩm toàn quốc
phương án cơ sở năm 2005 đạt: 45 tỷ kWh, năm 2010 đạt 82,9 tỷ kWh và
năm 2020 đạt 178,4 tỷ kWh. Nhu cầu công suất đỉnh sẽ tăng từ 2700MW
(Năm 1995) lên tới khoảng 16.033MW (năm 2010) và 32.376MW (năm
2020). Như vậy, để đáp ứng nhu cầu của phụ tải, từ nay đến năm 2020 ta sẽ
phải xây dựng thêm các nhà máy điện có tổng cơng suất lắp đặt xấp xỉ 37000
MW, cần lắp đặt thêm gần 170.000km đường dây chuyên tải, phân phối điện
và xây dựng hàng nghìn trạm biến áp. Nguồn vốn cần huy động khoảng 42 tỷ
USD, trong đó có tới (35÷50)% vốn phải huy động từ nước ngoài. Đây là một
sức ép lớn đối với ngành điện cũng như của chính phủ trong việc thu hút vốn
đầu tư cả ở trong nước lẫn nước ngoài.
Thực tế cho thấy, nhu cầu về điện năng xuất hiện không đồng đều giữa
các giờ trong ngày, giữa các ngày trong tuần, giữa các tháng trong năm. Điều
đó dẫn đến hiện tượng có những thời điểm nhu cầu điện tăng lên rất cao đòi
hỏi phải huy động hết các nguồn cơng suất phát nhưng có những giờ nhu cầu
điện rất thấp phải ngừng làm việc một số t mỏy. Mt khỏc, thi gian xut

Ma Thị Thương Huyền - Líp cao häc HT§ 2003-2005


6

hiện nhu cầu đỉnh thường rất nhỏ. Điều đó gây nên hiện tượng thiếu ảo, nghĩa
là vào những giờ cao điểm thì bị thiếu cơng suất, nhiều trường hợp phải sa
thải bớt các phụ tải khơng quan trọng, cịn trong những giờ thấp điểm thì
khơng sử dụng hết cơng suất đặt của nhà máy. Đó cũng chính là ngun nhân
làm cho đồ thị phụ tải không đều, mức chênh lệch công suất giữa giờ cao
điểm và thấp điểm lên tới 2,5 lần (theo thống kê năm 1998).

Theo kinh nghiệm của nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu và áp
dụng biện pháp điều khiển quản lý nhu cầu điện năng (Demand Side
Management - DSM) cho thấy hiệu quả to lớn của nó. Một trong những mục
tiêu chính của chương trình DSM là thay đổi hình dáng đồ thị phụ tải, điều
hoà nhu cầu điện hàng ngày bằng cách tác động vào các khách hàng sử dụng
điện năng để họ thay đổi thói quen sử dụng điện, nhằm đạt được mục đích
giảm phụ tải vào giờ cao điểm, nâng cao phụ tải vào giờ thấp điểm.
Do đó, nếu biết được quy luật sử dụng điện năng của từng loại hộ tiêu
thụ điện, biết được tỷ trọng của từng thành phần phần phụ tải trong đồ thị phụ
tải của hệ thống ta có thể đưa ra được những chiến lược DSM phù hợp nhất.
1.2. Mục đích của luận văn
Nghiên cứu phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải trong
đồ thị phụ tải của hệ thống điện dựa vào những đặc trưng của các đồ thị phụ
tải thành phần. Áp dụng để phân tích đồ thị phụ tải của thành phố Hà Nội. Từ
kết quả đó đánh giá tiềm năng và lựa chọn các giải pháp DSM phù hợp đối
với từng khu vực phụ tải.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là đồ thị phụ tải ngày trung bình của hệ thống
điện, các số liệu đồ thị phụ tải ngày của các hộ tiêu thụ, đặc điểm tiều thụ điện
năng của các ngành kinh tế.

Ma ThÞ Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


7

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu và đưa ra phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần
phụ tải trong điều kiện thiếu thông tin về phụ tải, xác định tỷ trọng các thành
phần tham gia vào đồ thị phụ tải đỉnh, đánh giá sơ bộ tiềm năng tiết kiệm điện

của các khu vực phụ tải, từ đó đưa ra các biện pháp để thực hiện chương trình
DSM có hiệu quả nhất.
Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng vào phân tích đồ thị phụ tải của hệ
thống điện, của các công ty điện lực.
1.5. Nội dung của luận văn
Bản luận văn gồm 6 chương:
Chương I – Mở đầu
Chương II – Tổng quan về quản lý nhu cầu sử dụng điện năng (DSM) và vấn
đề nghiên cứu ứng dụng DSM ở Việt Nam.
Chương III – Phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải trong đồ
thị phụ tải hệ thống điện
Chương IV – Áp dụng phương pháp phân tích cơ cấu các thành phần phụ tải
để phân tích đồ thị phụ tải ngày của thành phố Hà Nội.
Chương V - Đánh giá sơ bộ tiềm năng tiết kiệm điện của các khu vực kinh tế
và lựa chọn các giải pháp DSM
Chương VI Kt lun v kin ngh

Ma Thị Thương Huyền - Líp cao häc HT§ 2003-2005


8

CHƯƠNG II - TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU SỬ
DỤNG ĐIỆN NĂNG (DSM) VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
ỨNG DỤNG DSM Ở VIỆT NAM
2.1. Tổng quan về DSM
2.1.1. Khái niệm về DSM
Có khá nhiều khái niệm về DSM, trong bản luận văn này xin trích dẫn một
khái niệm về DSM tương đối tổng quát
DSM là một tập hợp các giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ – Kinh tế – Xã hội

– điều khiển, giúp đỡ khách hàng sử dụng điện năng một cách hiệu quả và
tiết kiệm nhất, đồng thời cải thiện đồ thị phụ tải để đạt hiệu suất năng
lượng tốt hơn. DSM nằm trong chương trình tổng thể Quản lý nguồn cung
cấp (SSM) và Quản lý nhu cầu điện năng (DSM).
Chương trình DSM bao gồm các hoạt động gián tiếp hay trực tiếp của
các khách hàng sử dụng điện (phía cầu) và q trình đó được khuyến khích
bởi các Cơng ty Điện lực (phía cung cấp) với mục tiêu giảm công suất phụ tải
cực đại (công suất đỉnh) và điện năng tiêu thụ của hệ thống.
2.1.2. Lợi ích của việc ứng dụng DSM
Việc ứng dụng DSM sẽ mang lại lợi ích rất to lớn khơng chỉ cho ngành
điện, cho các hộ tiêu thụ điện mà còn cho cả xã hội.
Đối với ngành điện:
• Giảm chi phí đầu tư xây dựng nguồn, lưới truyền tải và phân
phối trong quy hoạch phát triển hệ thống điện trong tương lai.
• Giảm nhu cầu và chi phí nhiên liệu cho sản xuất điện.
• Cải thiện hiệu suất sử dụng thiết bị.
• Nâng cao chất lượng điện năng và các dịch vụ khỏch hng

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


9

Đối với các hộ tiêu thụ điện: Việc ứng dụng DSM sẽ giúp họ giảm được chi
phí trong việc sử dụng điện năng, nâng cao hiệu suất sử dụng thiết bị, nâng
cao tuổi thọ thiết bị và nhận được những dịch vụ tốt hơn.
Đối với xã hội:
• Giảm chi tiêu ngoại tệ.
• Tiết kiệm được tài nguyên
• Giảm thiểu các tác động xấu tới môi trường.

2.1.3. Các chiến lược thực hiện chương trình DSM
Việc thực hiện DSM dựa vào hai chiến lược :
1. Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện
2. Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một
cách kinh tế nhất.
2.1.3.1. Nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện
Chiến lược nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của các hộ dùng điện
một cách hợp lý nhằm làm giảm lượng điện năng tiêu thụ trên cơ sở vẫn đáp
ứng được yêu cầu của các hộ tiêu thụ điện. Nhờ đó, có thể giảm vốn đầu tư
phát triển nguồn và lưới đồng thời khách hàng sẽ phải trả ít tiền điện hơn.
Chiến lược này bao gồm hai nội dung cơ bản:
- Sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao: Việc sử dụng các thiết bị điện
dân dụng và cơng nghiệp có hiệu suất thấp làm tiêu tốn một lượng điện năng
lớn, tuổi thọ của thiết bị không cao. Hiện nay, các nhà chế tạo đã sản xuất
được các thiết bị điện có hiệu suất cao, tuổi thọ lớn, giá thành tăng không
đáng kể. Có thể chia các thiết bị dùng điện làm hai mảng: Thiết bị điện dân
dụng và thiết bị điện cụng nghip

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


10

Các thiết bị dân dụng được sử dụng phổ biến trong khu vực dân cư, cơng
sở, các tồ nhà thương mại, các khu vực hành chính...vv bao gồm: đèn chiếu
sáng, quạt, máy thu thanh, máy thu hình (TV), video (VCR), tủ lạnh, tủ đá,
bình đun nước nóng, máy điều hồ khơng khí (AC), máy giặt, bàn là, bếp
điện, lị sấy, nồi cơm điện....vv. Trong đó, nhu cầu điện cho các phụ tải chiếu
sáng và các thiết bị điện như điều hoà nhiệt độ, tủ lạnh, nấu ăn chiếm khoảng
80% phụ tải sinh hoạt. Vì vậy, các thiết bị này thường được đầu tư nghiên cứu

để nâng cao hiệu suất. Với đèn chiếu sáng: các loại đèn sợi đốt có cơng suất
lớn, toả nhiều nhiệt, hiệu suất phát quang kém đã dần dần được loại bỏ và
thay thế bằng các loại đèn compact có độ sáng tương đương nhưng lượng điện
năng tiêu thụ ít hơn nhiều. Tại các nước Tây Âu và Bắc Mỹ đã có những
chương trình khuyến khích sử dụng và chế tạo bóng đèn compact flourescent
với cơng suất chỉ có 9W, 12W, 15W mà quang thơng tương đương với các
loại bóng sợi đốt có cơng suất 40W, 60W, 75W. Tại Thái Lan đã chuyển từ
bóng đèn ống 20W, 40W sang sản xuất và sử dụng bóng đèn cơng suất 18W,
36W, theo đánh giá đến cuối năm 1997 đã giảm được 104 MW công suất đỉnh
và tiết kiệm được lượng điện năng hàng năm là 473MWh. Đối với hệ thống
chiếu sáng đường phố có thể sử dụng đèn Sodium cao áp –150W để thay thế
cho các loại đèn thuỷ ngân cao áp –250W. Đối với các thiết bị điện khác thì
các nhà sản xuất cũng đã nghiên cứu cải tiến thiết bị, chu trình làm việc, nâng
cao hiệu suất (hiệu suất tăng lên 2 lần như TV, AC hoặc tăng lên 3 lần như tủ
lạnh). Nhà nước sẽ tiến hành kiểm tra, đánh giá chất lượng, phân loại và dán
tem. Nhà nước cũng khuyến khích người tiêu dùng chuyển sang sử dụng các
thiết bị này bằng cách trợ giá. Trong năm năm thực hiên chương trình tủ lạnh
và điều hoà hiệu suất cao (1993-1997) Thái Lan đã giảm được 49 MW công
suất đỉnh và tiết kiệm được 303GWh điện mi nm.

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


11

Bảng 2.1. Điện năng tiêu thụ trung bình của một số loại thiết bị điện
thông dụng được sử dụng ở Mỹ
Điện năng tiêu thụ
Thiết bị điện

Điện năng tiêu thụ

trung bình của loại tốt trung bình của loại đã
nhất sản xuất năm

cải tiến năm 1990

1986 (kWh/năm)

(kWh/năm)

Tủ lạnh

750

300-500

Tủ đá

430

200-300

Điều hoà trung tâm

1800

1200-1500

Điều hồ khơng khí

500

300-400

Bình đun nước nóng

1600

1000-1500

Lị điện

700

400-500

Máy sấy quần áo

800

250-500

Thiết bị chiếu sáng

650

350-500

Theo thống kê trên thế giới, các động cơ điện là thiết bị tiêu thụ điện lớn

nhất trong tổng điện năng thương phẩm. Bởi vậy, việc sử dụng các động cơ có
hiệu suất cao sẽ mang lại hiệu quả rất lớn. Các loại động cơ thường sử dụng
hiện nay là động cơ rơtor lồng sóc có hiệu suất và hệ số công suất cosϕ thấp
nên hiệu quả sử dụng năng lượng khơng cao. Các động cơ này có thể thay thế
bằng động cơ thế hệ mới (EEMs) đã được cải tiến tăng tiết diện lõi thép, sử
dụng các vật liệu có tổn hao từ thấp, dùng dây quấn cú in tr bộ tit din

Ma Thị Thương Huyền - Líp cao häc HT§ 2003-2005


12

lớn, tối ưu hoá khe hở giữa rotor và stator nâng cao hiệu suất từ (3-8)% đồng
thời cải thiện hệ số công suất cosϕ. Thực hiện các biện pháp quảng cáo,
khuyến mãi, cho các loại động cơ hiệu suất cao, bao gồm cả các thiết bị phụ
trợ như thiết bị điều tốc.
Nền kinh tế càng phát triển, đời sống nhân dân được nâng cao thì tốc độ
gia tăng các thiết bị dùng điện càng lớn, việc lựa chọn các thiết bị dùng điện
có hiệu suất tốt sẽ càng đem lại hiệu quả cao.
- Giảm thiểu sự chi phí năng lượng một cách vơ ích: Do chưa có ý
thức về tiết kiệm điện năng nên hiện nay việc sử dụng điện cịn rất lãng phí.
Việc thực hiện giảm thiểu sự chi phí năng lượng một cách vơ ích sẽ đem lại
hiệu quả kinh tế rất cao do vốn đầu tư ít, hiệu quả cao. Chương trình này được
thực hiện thơng qua việc kết hợp các biện pháp tuyên truyền, quảng cáo, phát
hành các tài liệu, sách báo về tiết kiệm năng lượng, phối hợp với bộ Giáo dục
và đào tạo để đưa vấn đề tiết kiệm điện vào giáo dục cho học sinh....vv. Từ
đó, xây dựng một ý thức tránh lãng phí trong việc sử dụng năng lượng điện ở
người dùng mà đặc biệt là thế hệ trẻ. Ngoài ra người ta cịn có các biện pháp
cụ thể đối với từng khu vực sử dụng điện như sau:
Khu vực nhà ở: Ngồi việc sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao phù

hợp với yêu cầu sử dụng thì việc hạn chế thời gian làm việc vơ ích của các
thiết bị sẽ làm tăng tổng điện năng tiết kiệm được. Có thể sử dụng các thiết bị
phụ trợ như: tự động cắt điện khi ra khỏi phòng, tự động điều chỉnh độ sáng
của đèn, tự động cắt các bình đun nước nóng ra khỏi lưới khi khơng sử
dụng...vv. Đối với điều hồ khơng khí lựa chọn nhiệt độ đặt thích hợp vào
mùa hè hoặc mùa đông. Hạn chế số lần đóng mở tủ lạnh, tủ đá, số lần làm
việc của bàn là, máy giặt, bếp điện.
Khu vực cơng cộng:

Ma ThÞ Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


13

+ Thiết kế, xây dựng cơng trình hợp lý để tận dụng được nguồn sáng và
khơng khí tự nhiên.
+ Có quy định về việc sử dụng các thiết bị điện trong văn phịng
+ Trang bị các thiết bị đóng cắt tự động, các thiết bị khống chế nhiệt
độ, ánh sáng.
+ Sử dụng điều hoà trung tâm thay thế cho các điều hồ đặt tại nhiều
điểm riêng lẻ.
Khu vực cơng nghiệp:
+ Thiết kế và xây dựng nhà xưởng hợp lý
+ Tối ưu hố các q trình sản xuất.
+ Bù cơng suất phản kháng để cải thiện cosϕ
+ Thiết kế và vận hành kinh tế các trạm biến áp.
+ Tối ưu hoá việc sử dụng các động cơ, hệ thống nước, hệ thống nén
khí, hệ thống chiếu sáng.
Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện:
+ Giảm lượng điện tự dùng

+ Tối ưu hoá chế độ vận hành hệ thống điện
+ Giảm tổn thất trong quá trình truyền tải và phân phối điện.
2.1.3.2. Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung
cấp một cách kinh tế nhất
Đây là biện pháp chủ yếu do ngành điện thực hiện, nhằm mục đích san
bằng đồ thị phụ tải nhằm giảm tổn thất, định được phương pháp vận hành
kinh tế hệ thống điện.
2.1.3.2.1. Điều khiển trực tiếp dòng điện
Cắt giảm đỉnh

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


14

Cắt một phần phụ tải đỉnh vào giờ cao điểm nhằm giảm nhu cầu gia
tăng công suất và tổn thất điện năng. Có thể điều khiển dịng điện của khách
hàng để giảm đỉnh bằng các tín hiệu điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại hộ tiêu
thụ.

Hình 2.1: Cắt giảm đỉnh

Lấp thấp điểm
Là biện pháp tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Thường áp
dụng biện pháp này khi công suất thừa được sản xuất bằng nhiên liệu rẻ tiền.
Hiệu quả thực là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không tăng
công suất đỉnh, tránh được hiện tượng xả nước (thuỷ điện) hoặc hơi (nhiệt
điện) thừa, có thể lấp thấp điểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng
các nhà máy thuỷ điện tích năng, nạp điện cho ắc quy, ơ tơ điện...

Hình 2.2: Lấp thấp điểm

Chuyển dịch phụ tải
Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu
quả thực là giảm được công suất đỉnh song không làm thay đổi điện năng tiờu
th tng.

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005

Hình 2.3: Chuyển dịch phụ tải


15

Biện pháp bảo tồn
Đây là biện pháp giảm tiêu thụ cuối cùng dẫn tới giảm tiêu thụ điện
năng tiêu thụ tổng nhờ việc nâng cao hiệu năng của các thiết bị dùng điện.

Hình 2.4: Biện pháp bảo tồn

Tăng trưởng dịng điện
Tăng thêm các khách hàng mới (chương trình điện khí hố nơng thơn là
một ví dụ) dẫn tới tăng cả cơng suất đỉnh và tổng điện năng tiêu thụ.

Hình 2.5: Tăng trưởng dịng điện

Biểu đồ phụ tải linh hoạt
Có thể linh hoạt cắt điện khi cần thiết. Hiệu quả thực là công suất đỉnh
và cả điện năng tiêu thụ tổng có thể suy giảm.

Hình 2.6: Biểu đồ phụ tải linh hot

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


16

2.1.3.2.2. Lưu trữ nhiệt
Sử dụng các kho nóng, kho lạnh để lưu giữ nhiệt. Trong khoảng thời
gian thấp điểm, sử dụng điện năng để cung cấp nhiệt cho các kho nóng hoặc
làm lạnh để cất giữ trong kho lạnh. Đến giờ cao điểm các kho này sẽ cung cấp
cho các hộ tiêu thụ. Phương pháp này sẽ làm giảm công suất đỉnh và nâng cao
đường cong phụ tải trong giờ thấp điểm.
2.1.3.2.3. Điện khí hố
Mở rộng điện khí hố nơng thơn, điện khí hố hệ thống giao thơng vận
tải, sử dụng điện để thay thế các nguồn nhiên liệu. Biện pháp này làm tăng
điện năng tổng của hệ thống và công suất đỉnh nhưng sẽ thúc đẩy sự phát triển
kinh tế – xã hội và giảm thiểu tác hại tới môi trường.
2.1.3.2.4. Đổi mới giá
Xây dựng biểu giá linh hoạt phụ thuộc vào từng mùa, từng thời điểm
cấp điện, khả năng đáp ứng của hệ thống, trị số công suất và điện năng yêu
cầu, địa điểm tiếp nhận và đối tượng khách hàng. Việc sử dụng giá bán linh
hoạt sẽ phán ánh được giá trị của điện năng tại các thời điểm khác nhau,
khuyến khích được các hộ tiêu thụ điện sử dụng điện hiệu quả. Các biểu giá
thường dùng hiện nay:
Giá tính theo thời điểm sử dụng (TOU): Giá điện sẽ khác nhau tuỳ theo thời
điểm sử dụng, khoảng thời gian sử dụng điện liên tục, độ lớn và sự biến động
công suất cũng như điện năng yêu cầu, mùa và thời điểm sử dụng theo mùa
vùng, loại khách hàng..... Áp dụng biểu giá này sẽ mang lại lợi ích cho cả
ngành điện và khách hàng. Đối với ngành điện có thể cung cấp điện phù hợp

với khả năng của mình, cịn các hộ tiêu thụ thì dễ dàng lựa chọn thời điểm sử
dụng điện sao cho chi phí phi tr thp nht.

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao häc HT§ 2003-2005


17

Giá cho phép cắt điện khi cần thiết: Biểu giá này được áp dụng để khuyến
khích các khách hàng cho phép ngành điện cắt điện khi cần thiết, số lần cắt và
thời gian cắt, số tiền trả cho khách hàng tuỳ theo sự thoả thuận của ngành điện
và khách hàng.
Giá giành cho các mục tiêu đặc biệt: Biểu giá đặc biệt nhằm khuyến khích
khách hàng thực hiện DSM hoặc phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế của
chính phủ. Khách hàng có thể lắp đặt các nguồn khác để thay thế điện lưới
trong giờ cao điểm.
2.2. Tình hình áp dụng DSM ở các nước trên thế giới
Vấn đề sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả đã được các nước
phát triển trên thế giới quan tâm từ nửa đầu thế kỷ này. Nhưng phải đến đầu
những năm 70 với các cuộc khủng hoảng dầu mỏ tác động nặng đến nền kinh
tế thế giới đặc biệt các nước phải nhập khẩu năng lượng, vấn đề này mới trở
thành mối quan tâm toàn cầu. Các nhà quản lý và phân phối điện năng trên
tồn thế giới qua đó cũng đã học được tầm quan trọng của việc phải có được
các chiến lược quản lý đa dạng và năng động để cung cấp điện năng một cách
đầy đủ và tin cậy trong môi trường cạnh tranh ngày càng tăng và thị trường
không ổn định. Một trong những giải pháp giúp họ đảm bảo sử dụng và quản
lý hiệu quả hệ thống điện và tăng khả năng lựa chọn để thoả mãn nhu cầu
điện năng tương lai là quản lý nhu cầu.
Quản lý nhu cầu đã được triển khai tại nhiều nước trên thế giới và đã
mang lại không chỉ hiệu quả kinh tế cao mà còn cải thiện đáng kể các vấn đề

xã hội và môi trường.
2.2.1. Quản lý nhu cầu tại Châu Âu
Các nước phát triển ở Châu Âu cho đến nay đã thực hiện các chương
trình DSM trong một thời gian dài, mang lại những thay đổi lớn về cơ cu tiờu

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


18

dùng điện năng, tiết kiệm được một phần không nhỏ dự trữ năng lượng trên
thế giới. Các chương trình quản lý phụ tải tại các nước phát triển ở Tây Âu
tương đối thống nhất do điều kiện khí hậu, tài nguyên cũng như cơ sở hạ tầng
phát triển tương tự nhau. Có thể lấy Pháp làm ví dụ.
Năm 1973, điện năng được sản xuất ra với tỷ lệ chỉ có 24% từ các nhà
máy thuỷ điện trong khi có tới 63% nhà máy điện chạy bằng nhiên liệu đốt,
trong đó nhiêu liệu nhập khẩu (chủ yếu là dầu) chiếm 43%. Đến năm 1988, cơ
cấu điện năng phát của Pháp đã thay đổi đáng kể với 70% từ các nhà mày
điện nguyên tử và 21% thuỷ điện. Với giá điện năng rẻ và sản lượng lớn,
Pháp đã xuất khẩu 37TWh/năm tương đương 10% lượng điện năng phát. Đầu
năm 1987, công suất cực đại ngày của Pháp là 63,2GW, điện năng ngày
1,4TWh với hệ số đầy tải là 0,9 vào mùa đông. Có được khả năng năng lượng
dồi dào cùng với hệ số tải khá cao như vậy một phần do Pháp đã thực hiện các
chương trình quản lý nhu cầu trong một thời gian dài và tồn diện. Các
chương trình DSM được chia làm các mảng chủ yếu như chính sách áp dụng
biểu giá bán điện năng, các chiến lược tiết kiệm năng lượng, phát triển nhu
cầu, các hoạt động thay đổi biểu đồ phụ tải linh hoạt.
Về lập biểu giá bán điện, Điện lực Pháp (Electricité de France – EDF)
đã có những kinh nghiệm q báu qua một thời gian dài thực hiện các chương
trình khơng ngừng cải tiến và hoàn thiện. Năm 1957, EDF giới thiệu “Biểu

giá Green” cho các ngành cơng nghiệp, chủ yếu các ngành có q trình sản
xuất nhiều cơng đoạn. Thực chất đó là biểu giá bán điện theo thời gian sử
dụng với mục tiêu nhằm dịch chuyển nhu cầu điện năng trong thời đoạn phụ
tải đỉnh. Đến năm 1965, “Biểu giá Blue” được giới thiệu cho các khách hàng
sử dụng điện dân dụng (sinh hoạt) với một biểu giá lựa chọn “giá kép”
(double tariff).

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


19

Mục tiêu của chương trình biểu giá kép nhằm dịch chuyển phụ tải trong
biểu đồ phụ tải ngày thông qua thay đổi các thời đoạn sử dụng các thiết bị tiêu
thụ điện một cách gián đoạn và lấp phụ tải thấp điểm bằng cách tăng tiêu thụ
điện năng cho đun nước nóng. Năm 1980, EDF giới thiệu “Biểu giá Green”
sửa đổi đối với các phụ tải công nghiệp cỡ trung và phụ tải thương mại.
Các chương trình giá bán điện này được lập nên có liên quan đến các
thay đổi chi phí biên (marginal costs) để sản xuất thêm một đơn vị điện năng.
Biểu giá khuyến khích phát triển các hệ thống tiêu dùng hai dạng năng lượng
trong đó điện năng chi phí thấp sẽ được dùng trong thời đoạn biểu giá 7 tháng
mùa hè, còn nhiêu liệu năng lượng khác (chẳng hạn nhiên liệu đốt) được dùng
trong thời đoạn mùa đông. Năm 1984, EDF giới thiệu biểu giá “thời gian
thực” (real time tariff) áp dụng mức giá cao cho thời đoạn 18 giờ mỗi ngày
trong 22 ngày phụ tải (làm việc) trong tháng đối với các ngành công nghiệp
và thương mại. Các khách hàng ký kết các hợp đồng mua điện chấp nhận
giảm một lượng công suất nhất định trong thời đoạn và các ngày phụ tải đỉnh.
Các biện pháp tương ứng là giảm sản xuất, sử dụng các máy phát tự dùng,
dùng các quá trình cấp đa nhiên liệu năng lượng.
Tiết kiệm điện năng chiến lược được EDF áp dụng chủ yếu cho các

thiết bị tiêu thụ điện dân dụng trong nước và sử dụng các thiết bị đun nước
nóng gia dụng. Cho đến nay, EDF tham gia vào q trình tiêu chuẩn hóa hiệu
suất tiêu thụ điện năng hiệu quả. Đối với các thiết bị đun nước nóng, EDF đưa
ra tiêu chuẩn cho các vật liệu cách nhiệt với hai loại khuyến khích tài chính.
Khuyến khích thứ nhất áp dụng cho việc lắp đặt mới thiết bị đun nước. Nếu
thiết bị có chất lượng cách nhiệt đảm bảo tiêu chuẩn thì sẽ nhận được khuyến
khích tương đương 1500 FF/hộ tiêu thụ. Đối với các hộ đã có sẵn thiết bị đun
nước, EDF sẽ trả 25% chi phí đầu tư lắp thêm cho các thiết bị tiết kiệm điện
năng nhưng tổng chi phí hỗ trợ khơng q 2000FF/hộ.

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005


20

2.2.2. Quản lý nhu cầu tại Châu Á
Châu Á phát triển kinh tế chậm sau Châu Âu nhưng tỷ lệ tăng trưởng
kinh tế từ thập niên 70 trở lại đây lại rất cao. Nhu cầu dùng điện năng cũng
đang trong giai đoạn bùng nổ và do vậy vấn đề quản lý nhu cầu đã rất được
quan tâm tại các nước phát triển tại Châu Á. Trong các nước phát triển nhất
Châu Á, Nhật Bản là nước có nền kinh tế phát triển nhất. Tuy nhiên thực tế,
Nhật Bản rất nghèo tài nguyên, đồng thời lại trải qua thế chiến thứ hai như
một nước thua trận, suốt trong một thời gian dài phải nỗ lực phát triển kinh tế,
Nhật Bản cũng đã trở thành một trong những nước có kinh nghiệm nhất và
quản lý và sử dụng tiết kiệm năng lượng.
Ở Nhật Bản, chính phủ và nhân dân đã triển khai các hoạt động tiết
kiệm năng lượng từ cuộc khủng hoảng dầu mỏ và kết quả là cường độ năng
lượng theo GNP đã vượt 35% so với giai đoạn khủng hoảng dầu mỏ năm
1973.
Tuy nhiên trong những năm gần đây, giá dầu bất ổn cộng với sự nâng

cao mức sống do có nhiều tiện nghi, tự động hóa, tiêu thụ năng lượng ở Nhật
Bản đã tăng lên đáng kể trong các khu vực sinh hoạt, thương mại và giao
thông vận tải với tỉ lệ gần 3,1% / năm. Thêm nữa, gần đây, một loạt vấn đề về
môi trường như hiệu ứng nhà kính do lượng khí CO2 thải vào khí quyển q
nhiều đã buộc chính phủ Nhật Bản phải có điều chỉnh quản lý cung cấp năng
lượng cho tương lai. Sự điều chỉnh ấy bao gồm việc giảm tỉ lệ tăng trưởng
tiêu thụ năng lượng hàng năm từ 3,1% xuống còn 1%. Để đạt được mục tiêu
này, chính phủ Nhật Bản đã thực hiện một loạt chính sách
- Triển khai các giải pháp tiết kiệm năng lượng bao gồm:
• Giới thiệu và áp dụng các thiết bị và hệ thống tiết kiệm năng lượng :
Tạo một khuôn khổ luật pháp liên quan n tit kim nng lng, gim

Ma Thị Thương Huyền - Líp cao häc HT§ 2003-2005


21

thuế, đầu tư với những khoản vay lãi suất thấp cho các thiết bị và hệ
thống tiết kiệm năng lượng.
• Nhanh chóng áp dụng thực tế các cơng nghệ hiệu năng cao : Nghiên
cứu, áp dụng các giải pháp công nghệ tiết kiệm điện năng cho tương
lai.
• Xây dựng các tiêu chuẩn và luật tiết kiệm điện năng cho các ngành :
Đối với cơng nghiệp, đó là các tiêu chuẩn và các chỉ dẫn về hiệu năng
cho các nhà máy. Đối với giao thơng vận tải, có tiêu chuẩn về mức tiêu
thụ nhiên liệu. Đối với khu vực thương mại và sinh hoạt, xây dựng các
tiêu chuẩn năng lượng cho các toàn nhà thương mại và sinh hoạt, tiêu
chuẩn hiệu năng cho các thiết bị tiêu dùng năng lượng dân dụng.
• Nâng cao ý thức của dân chúng về tiết kiệm năng lượng dưới mọi hình
thức.

• Chủ động triển khai hệ thống dán nhãn tiêu chuẩn hiệu năng cho các
thiết bị nhập khẩu.
- Triển khai các giải pháp tiết kiệm năng lượng quốc tế : Thông qua hợp tác
song phương trên các lĩnh vực đào tạo, gửi chuyên gia, thực hiện các dự án
tiết kiệm năng lượng. Tham gia trao đổi thông tin kinh nghiệm thông qua các
tổ chức như APEC, xây dựng các mối quan hệ hợp tác.
Các chính sách tiết kiệm năng lượng cho tương lai:
- Đối với khu vực cơng nghiệp : khuyến khích đầu tư cho các dự án tiết kiệm
năng lượng cải tiến và nâng cao chất lượng quản lý , giới thiệu các công nghệ
mới về tiết kiệm năng lượng.
- Đối với khu vực thương mại và sinh hoạt : thiết kế và xây dựng mới các tồ
nhà hoặc nâng cấp lại các cơng trình có sẵn nhằm đạt chỉ tiêu hiệu năng cao.
Có những chỉ dẫn quản lý thích hợp với các tiện nghi tiờu dựng nng lng

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao häc HT§ 2003-2005


22

trong nhà như điều hoà, ánh sáng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng
lượng. Sử dụng các thiết bị sinh hoạt hiệu suất cao.
Trong lĩnh vực giao thông vận tải, tăng hiệu suất các phương tiện vận
tải và các thiết bị giao thơng, khuyến khích sử dụng các phương tiện giao
thông công cộng, tăng hiệu suất phân phối bằng cách sử dụng ngày càng
nhiều phương tiện vận tải trọng tải lớn.
Ngồi ra có chính sách chung cho tất cả các ngành như đa dạng hóa
giáo dục và giải thích sự cần thiết tiết kiệm năng lượng xây dựng kết cấu hạ
tầng đô thị thành một khối thống nhất theo hướng này. Mở rộng các hoạt động
quốc tế, hợp tác thực hiện các dự án mới về tiết kiệm năng lượng.
2.2.3. Tình hình ứng dụng DSM trong khu vực Đơng Nam Á

Trong khu vực Đơng Nam Á, Thái Lan có nền kinh tế phát triển hơn
Việt Nam nhưng có nhiều đặc điểm tự nhiên và xã hội tương tự như Việt
Nam. Trong 15 năm lại đây, việc tăng nhanh nhu cầu điện năng ở Thái Lan đã
tạo ra nhiều vấn đề cho phần cung cấp điện. Để phát đủ điện năng thỏa mãn
được nhu cầu, nhiều nhà máy mới đã được xây dựng. Do đó một lượng vốn
lớn đã và đang được đầu tư kèm theo là nhu cầu lớn về các dạng nhiên liệu.
Hơn nữa, xây dựng và vận hành các nhà máy đã gây ra những hậu quả lớn về
mơi trường. Điều đó khiến ngành điện lực Thái Lan phải tập trung nghiên cứu
nhu cầu tiêu thụ điện năng của các hộ tiêu thụ, triển khai các chương trình sử
dụng hiệu quả năng lượng thơng qua một loạt các hoạt động rất thiết thực.
Với niềm tin rằng DSM được xem như một nguồn “điện năng” cho hệ thống
điện, Điện lực Thái Lan trình chính phủ một kế hoạch tổng thể áp dụng DSM
trong 5 năm. Tháng 12 năm 1992, chính phủ Thái Lan đã thơng qua kế hoạch
này và chỉ thị cho Điện lực Thái Lan (EGAT) triển khai thc hin.

Ma Thị Thương Huyền - Lớp cao học HT§ 2003-2005


23

Kế hoạch tổng thể DSM này dự kiến sẽ làm giảm được 311MW nhu
cầu công suất đỉnh và tiết kiệm được 1826GWh điện năng hàng năm vào cuối
năm 1997. Tổng số vốn thực hiện kế hoạch này là 189 triệu USD cho 6
chương trình khu vực kinh tế. Cho đến năm 1995, kế hoạch này đã được thực
hiện với kết quả khả quan như sau:
- Khu vực sinh hoạt: Thống kê rút ra rằng phụ tải sinh hoạt chủ yếu gồm bốn
loại thiết bị tiêu thụ điện năng bao gồm điều hịa khơng khí, máy lạnh, nấu
ăn và chiếu sáng. Từ đó mục tiêu của chương trình DSM cho khu vực này
là chuyển việc sản xuất và sử dụng các thiết bị tiêu thụ năng lượng truyền
thống sang sản xuất và sử dụng các thiết bị hiệu năng cao, đặc biệt tập

trung vào bốn loại thiết bị nêu trên. Chiến lược cơ bản của chương trình là
hợp tác với các nhà sản xuất nhằm giáo dục và tạo các động lực tài chính
khuyến khích người tiêu dùng sử dụng thiết bị hiệu năng cao. Sau 2 năm
thực hiện đã cho những kết quả rất đáng khích lệ:
Bảng 2.1. Tổng kết hiệu quả các chương trình DSM cho khu vực sinh hoạt
Chương trình
Giải pháp
Kết quả giảm cơng
suất đỉnh (MW)
Tiết kiệm điện năng
(GWh/năm)

Đèn huỳnh quang

Máy lạnh

Điều hồ khơng

hiệu suất cao

hiệu suất cao

khí hiệu suất cao

45

4

22

215

256

117

- Khu vực thương mại : các tòa nhà, văn phòng thương mại với các tiện nghi
chiếu sáng, điều hịa là đối tượng chính thực hiện DSM. Mục tiêu là thuyết
phục chủ các toà nhà và các cơ quan thiết kế xây dựng cải tiến các toà nhà sẵn
có hoặc sắp xây dựng để đạt được các chỉ tiêu hiệu năng cao. Năm 1995,
chương trình “tồ nhà xanh” (TNX) đã được giới thiệu rộng rãi. Khái niệm

Ma ThÞ Thương Huyền - Lớp cao học HTĐ 2003-2005