NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN TẠI HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĨNH THẮNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG
PHONG ĐIỆN TẠI HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ,
TỈNH QUẢNG TRỊ

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ VĨNH THẮNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG
PHONG ĐIỆN TẠI HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ,
TỈNH QUẢNG TRỊ

Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN
Mã số

: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: TS. DƯƠNG MINH QUÂN

Đà Nẵng - Năm 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất cứ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Vĩnh Thắng


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Tóm tắt luận văn
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................... 2
3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 3
4. Tính thực tiễn của đề tài.......................................................................... 3
5. Bố cục luận văn ....................................................................................... 3
Chương 1. TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN ĐẢO
CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG HỆ THỐNG

PHONG ĐIỆN ..................................................................................................... 4
1.1 Hiện trạng cấp nguồn và lưới điện huyện đảo Cồn Cỏ ............................ 4
1.1.1 Nguồn điện và phụ tải...................................................................... 4
1.1.2 Hệ thống lưới điện ............................................................................ 6
1.2 Tình hình cung cấp điện và kinh doanh điện năng .................................... 6
1.2.1 Công tác vận hành ............................................................................ 6
1.2.2 Tình hình kinh doanh điện năng ..................................................... 6
1.2.2.1 Giá bán điện ................................................................................... 6
1.2.2.2 Sản lượng điện thương phẩm theo từng nhóm khác hàng, chi
phí hoạt động, doanh thu những năm gần đây .................................................. 7
1.3 Tính tất yếu của việc phát triển năng lượng gió ........................................ 9
1.4 Tình hình sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam ........................................ 10
1.5 Nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện cho huyện đảo Cồn Cỏ ............ 12


1.5.1 Chỉ tiêu cấp điện ............................................................................. 12
1.5.2 Lựa chọn nguồn điện...................................................................... 12
1.6 Kết luận ........................................................................................................ 13
Chương 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
NĂNG LƯỢNG GIÓ ........................................................................................ 14
2.1 Năng lượng gió ............................................................................................. 14
2.2 Đường cong cơng suất của tuabin gió........................................................ 16
2.3 Cấu tạo của tuabin gió ................................................................................ 17
2.3.1 Các bộ phận chính trong tuabin gió (trục ngang) ........................ 18
2.3.2 Các loại tuabin gió .......................................................................... 19
2.4 Máy phát trong hệ thống tuabin gió .......................................................... 21
2.4.1 Máy phát đồng bộ............................................................................ 21
2.4.2 Máy phát không đồng bộ ................................................................ 21
2.5 Các cách thức hoạt động của tuabin gió ................................................... 22
2.5.1 Tuabin gió tốc độ cố định ............................................................... 22

2.5.2 Tuabin gió tốc độ thay đổi .............................................................. 23
2.5.3 Tuabin gió máy điện cảm ứng kích từ kép .................................... 23
2.5.4 Bộ chuyển đổi cơng suất trong hệ thống điện gió ......................... 25
2.6 Kết luận ........................................................................................................ 27
Chương 3. KHẢO SÁT TIỀM NĂNG GIÓ VÀ NGHIÊN CỨU XÂY
DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN CẤP ĐIỆN CHO ĐẢO CỒN CỎ ...... 29
3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến mật độ khơng khí..................... 29
3.2 Ảnh hưởng của độ cao lên cơng suất gió ................................................... 30
3.3 Số liệu về gió tại huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị .............................. 33
3.4 Hàm mật độ xác suất tốc độ gió ................................................................. 34
3.4.1 Hàm mật độ xác suất Weibull và Rayleigh .................................... 34
3.4.2 Cơng suất gió trung bình với hàm Rayleigh.................................. 37
3.5 Cơng suất gió thu được ............................................................................... 38
3.6 Phân loại cơng suất gió ............................................................................... 42


3.7 Khoảng cách lắp đặt giữa các máy ............................................................ 42
3.8 Đặc điểm tự nhiên-kinh tế xã hội huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị .. 43
3.9 Địa điểm xây dựng hệ thống phong điện................................................... 43
3.10 Chọn máy phát điện .................................................................................. 44
3.11 Tính cơng suất và năng lượng phát ra của máy phát ............................ 45
3.12 Tổng quan về chương trình tính tốn năng lượng gió bằng ngơn ngữ
lập trình Matlab ................................................................................................ 46
3.13 Kết luận ...................................................................................................... 50
Chương 4. PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG
PHONG ĐIỆN CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ .......................... 51
4.1 Giới thiệu phần mềm ETAP ...................................................................... 51
4.1.1 Các khả năng tính tốn của etap ................................................... 51
4.1.2 Giao diện ETAP .............................................................................. 51
4.2 Phân tích chế độ làm việc của lưới điện .................................................... 54

4.2.1 Chế độ phụ tải cực đại .................................................................... 54
4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ................................................................... 56
4.3 Kết luận ........................................................................................................ 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 60
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)
PHỤ LỤC


TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN
TẠI HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ
Học viên: Lê Vĩnh Thắng
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 105150372
Khóa: K31
Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Do cách xa đất liền nên huyện đảo Cồn Cỏ vẫn chưa được kết nối với lưới
điện quốc gia. Theo UBND tỉnh Quảng Trị, hiện nay, huyện đảo Cồn Cỏ đang sử dụng
máy phát điện diesel, mạng lưới cấp điện duy trì cấp điện từ 8 giờ đến 15 giờ mỗi
ngày, nguồn điện chưa ổn định, chi phí cao, chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng của các cơ
quan hành chính cũng như người dân sinh sống trên địa bàn. Nội dung chính của cuốn
luận văn này là khảo sát tiềm năng gió của huyện đảo, xây dựng chương trình tính tốn
năng lượng gió bằng ngơn ngữ lập trình Matlab và áp dụng tại huyện đảo. Từ đó chọn
được máy phát điện gió. Sau đó sử dụng phần mềm Etap mơ phỏng tính toán hệ thống
phong điện ở hai chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Trong đó tập trung chủ yếu vào sự
phụ thuộc của năng lượng gió vào các yếu tố môi trường xung quanh như độ cao, nhiệt
độ, độ ẩm và địa hình… để từ đó đánh giá được tiềm năng gió tại huyện đảo và đồng
thời có thể tham vấn cho Công ty điện lực Quảng Trị nhằm xây dựng hệ thống phong
điện cấp điện giải quyết vấn đề thiếu điện cho người dân trên đảo.

Từ khóa - điện gió; năng lượng gió; đảo Cồn Cỏ; cơng suất gió; tuabin gió.
A STUDY OF BUILDING WIND POWER SYSTEM
IN ISLAND DISTRICT OF CON CO, QUANG TRI PROVINCE
Abstract - Due to the distance from the mainland, island district of Con Co have not
connected to the national grid. According to the People's Committee of Quang Tri
province, currently, island district of Con Co is using diesel generator, electrical
supply network maintains power supply from 8 hours to 15 hours per day, power
supply has not stable, high cost, not met the demand of use of administrative agencies
as well as people living in the area. The main content of this thesis is investigating the
wind potential of island districts, setting up a wind energy calculation program using
the Matlab programming language and applying in the island district. From there, you
can choose wind generators. Then we use Etap software simulation step calculates
wind power system in the two maximum and minimum load. It focuses essentially on
the dependence of wind energy on surrounding environmental factors such as height,
temperature, humidity and topography. Since then, we can assess the potential wind at
there and at the same time Consult with Quang Tri Power Company to build a wind
power system to solve the electricity shortage problem for people on the island.
Key words - wind power; wind energy; Con Co island; Wind capacity; wind turbine.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Nghĩa

Chữ viết tắt
AC

Xoay chiều

AC/DC/AC

Bộ chuyển đổi cơng suất

DC

Một chiều

ĐG

Điện gió

HTPĐ

Điện gió

NLG

Hệ thống phong điện

NLHĐ

Ngun lý hoạt động

NLTT

Năng lượng tái tạo


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

Trang

bảng
1.1

Bảng điều tra công suất thiết bị sử dụng điện hiện có của

4

huyện đảo
1.2

Lịch phát điện của huyện đảo Cồn Cỏ

6

3.1

Mật độ khơng khí ở 1atm với các nhiệt độ khác nhau

29

3.2

Áp suất khơng khí tại 15oC với các độ cao khác nhau

30

3.3

Cho các giá trị của α với các địa hình khác nhau

31

3.4

Bảng phân loại cơng suất gió

42

4.1

Số liệu phụ tải cực đại

55

4.2

Số liệu phụ tải cực tiểu

56


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình vẽ

Tên hình vẽ

Trang

1.1

Cơng suất đặt của điện gió tồn thế giới 1997 - 2014

10

2.1

Tính diện tích quét bởi cánh tuabin

15

2.2

Đồ thị mối tương quan giữa cơng suất và vận tốc gió

16

2.3

Mối tương quan giữa cơng suất với vận tốc gió

16

2.4

Cấu tạo tuabin gió

17

2.5

Tuabin gió trục ngang

20

2.6

Tuabin gió trục dứng

20

2.7

Tuabin gió tốc độ khơng đổi với máy phát điện khơng đồng bộ

22

2.8

Tuabin gió có tốc độ thay đổi với máy phát đồng bộ

23

2.9

Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ

23

nguồn kép
2.10

Hướng công suất của máy phát điện không đồng bộ nguồn kép

24

2.11

Sơ đồ hệ thống điện gió khi kết nối với lưới điện

25

2.12

Sơ đồ chức năng của bộ chỉnh lưu

26

2.13

Sơ đồ chức năng của bộ nghịch lưu

27

3.1

Mức độ tăng của (a) tốc độ gió và (b) cơng suất gió theo chiều

32

cao H với các hệ số α khác nhau
3.2

Chiều cao của tháp đỡ tương ứng với nhiều dung lượng khác

32

nhau của tuabin gió
3.3

Hàm mật độ xác suất Weibull với các giá trị k = 1,2 và 3 (c=8)

35

3.4

Hàm mật độ xác suất Rayleigh với các giá trị khác nhau của

36

tham số c
3.5

Dịng gió đi vào và đi ra khỏi tuabin

38

3.6

Sự thay đổi của hiệu suất rotor Cp theo tỉ số Vd/V

40

3.7

Hiệu suất rotor một số loại tuabin gió thơng dụng

41


Số hiệu
hình vẽ

Tên hình vẽ

Trang

3.8

Khoảng cách tối ưu giữa các tuabin trong wind farm

42

3.9

Mặt bằng vị trí nhà máy và hướng đấu nối

44

4.1

Cửa sổ giao diện chính

52

4.2

Các chức năng tính toán của phần mềm ETAP

52

4.3

Các phần tử AC

53

4.4

Các thiết bị đo lường bảo vệ

53

4.5

Sơ đồ máy phát phong điện

54

4.6

Kết quả tính tốn chế độ phụ tải cực đại

56

4.7

Kết quả tính toán chế độ phụ tải cực tiểu

57


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Năng lượng là một trong các điều kiện thiết yếu của con người. Trong khi
các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ đang dần cạn kiệt, giá
thành cao, nguồn cung không ổn định, việc vận chuyển khó khăn, tốn kém đặc
biệt là tới những vùng sâu, xa, hải đảo… thì nhiều nguồn năng lượng thay thế
đang được các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu đặc biệt là nguồn năng lượng
gió. Việc tiếp cận để tận dụng nguồn năng lượng gió khơng chỉ góp phần cung
ứng kịp nhu cầu năng lượng của xã hội mà cịn giúp giảm thiểu việc ơ nhiễm
môi trường. Nhận thức được tầm quan trọng của năng lượng tái sinh nói chung
và năng lượng gió nói riêng, chính phủ của nhiều quốc gia trên thế giới đang dốc
tiền của, nhân lực vào việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng thực tiễn năng lượng

gió, giúp giảm sự căng thẳng năng lượng ở các nước.
Cồn Cỏ (còn gọi là Hòn Cỏ, Con Cọp, Hòn Mệ...) là một đảo nhỏ ở biển
Đông, thuộc tỉnh Quảng Trị, miền Trung Việt Nam. Diện tích của đảo gần 4
km². Về mặt hành chính, đảo Cồn Cỏ đồng thời là huyện đảo Cồn Cỏ. Cồn Cỏ
cách Mũi Lay 27 km về phía đơng, có vị trí ở 17°10' vĩ bắc và 107°21' kinh
đơng. Trước khi thành lập huyện đảo Cồn Cỏ, đảo thuộc xã Vĩnh Quang, huyện
Vĩnh Linh và do Tỉnh đội Quảng Trị quản lý.


2

Do cách xa đất liền nên Cồn Cỏ vẫn chưa được kết nối với lưới điện quốc
gia. Theo UBND tỉnh Quảng Trị, hiện nay, huyện đảo Cồn Cỏ đang sử dụng
máy phát điện diesel, mạng lưới cấp điện duy trì cấp điện từ 8 giờ đến 15 giờ
mỗi ngày, nguồn điện chưa ổn định, chi phí cao, chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng
của các cơ quan hành chính cũng như người dân sinh sống trên địa bàn.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, tuy tốc độ gió trung bình
hằng năm của nước ta khơng cao so với một số nước trên Thế giới, nhưng nước
ta có bờ biển dài trên 3200km và có nhiều đảo, đó là điều kiện thuận lợi để khai
thác tiềm năng gió. Đặc biệt ở các khu vực có tiềm năng gió như đảo Hoàng Sa,
đảo Cồn Cỏ…ở những vùng này cách xa đất liền nên việc đưa điện lưới quốc gia
gặp nhiều khó khăn. Ngồi khơi, vận tốc gió lên gấp rưỡi trên đất liền. Thế có
nghĩa với vận tốc gió đó, năng lượng điện gió sẽ tăng.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Việc nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện cấp điện cho huyện đảo
Cồn Cỏ- tỉnh Quảng Trị đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển mọi
mặt về vật chất cũng như tinh thần của người dân trên đảo.


3

3. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết về năng lượng gió và các mơ hình biến đổi năng
lượng gió thành điện năng.
Thu thập, thống kê số liệu về các thơng số đặc trưng của gió vào các
tháng trong nhiều năm tại huyện đảo Cồn Cỏ.
Xây dựng chương trình phân tích tiềm năng gió của đảo Cồn Cỏ.
Xây dựng chương trình mơ phỏng các chế độ hoạt động của hệ thống
phong điện sau khi lắp đặt trên đảo Cồn Cỏ.
4. Tính thực tiễn của đề tài
Từ thực tiễn Cồn Cỏ là một huyện đảo nằm cách xa đất liền chưa được kết
nối với điện lưới quốc gia, nguồn điện Diesel nơi đây hoạt động thiếu ổn định,
không đủ công suất để đáp ứng nhu cầu phụ tải và chi phí sản xuất điện bằng
dầu diesel cao do việc vận chuyển dầu ra đảo khó khăn, tốn kém và giá dầu trên
thế giới có xu hướng tăng cao dần theo thời gian.
Nội dung luận văn xây dựng chương trình tính tốn năng lượng gió bằng
ngơn ngữ MATLAB và áp dụng vào phân tích tiềm năng gió của đảo Cồn Cỏ.
Từ kết quả thu được tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện nhằm
khai thác thế mạnh về tiềm năng năng lượng gió tại Cịn Cỏ để giải quyết vấn đề
thiếu điện của người dân trên đảo.
5. Bố cục luận văn
Ngồi phần mở đầu và kết luận, luận văn có 4 chương
Chương 1: Tổng quan hiện trạng hệ thống điện huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng
Trị và nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện.
Chương 2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống phong điện.
Chương 3: Khảo sát tiềm năng gió và nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện
cấp điện cho huyện đảo Cồn Cỏ.
Chương 4: Phân tích chế độ làm việc của hệ thống phong điện cấp điện cho
huyện đảo Cồn Cỏ.

4
CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN ĐẢO
CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG
HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN
1.1 Hiện trạng cấp nguồn và lưới điện huyện đảo Cồn Cỏ
1.1.1 Nguồn điện và phụ tải
Hiện nay trạm cấp điện sử dụng 02 máy 100kVA và 01 máy 66kVA
Tổng chiều dài đường dây 2.180 m
Tổng số hộ gia đình, cơ quan sử dụng điện: 34
Trong đó:
Bảng 1.1 Bảng điều tra công suất thiết bị sử dụng điện hiện có của huyện đảo
TT

Tên Cá nhân/ Cơ quan sử dụng điện Công suất thiết bị điện (kW)

A

Nhu cầu phụ tải hộ gia đình

1

Nguyễn Đức Hiền

1,356

2

Hồng Thị Hiếu

1,520

3

Hồ Văn Lịch

1,816

4

Hồng Thị Thắm

1,520

5

Lê Văn Tĩnh

1,470

6

Trần Thị Quyệt

1,120

7

Nguyễn Văn Diệu

1,998

8

Nguyễn Văn Hiển

2,220

9

Ngô Quang

1,540

B

Nhu cầu phụ tải cơ quan ban ngành

1

Chiếu sáng công cộng

4,600

2

Nhà ở Cán bộ

15,400

3

Nhà khách Ủy ban

10,745

4

UBND Huyện

48,856


5
5

Huyện Đội

10,351

6

Tiểu Đồn đảo

17,864

7

Đại đội Hỏa lực

4,150

8

Đồn biên phịng 214

10,760

9

Ban quản lý Cảng Cá

11,260

10

Trường mầm non

1,360

11

Đài truyền thanh

5,060

12

Nhà văn hóa

45,240

13

Trạm khí tượng thủy văn

5,460

14

Chi cục thuế

4,610

15

Cơng an huyện

16,030

16

Trung tâm y tế huyện

32,450

17

Khu dịch vụ hậu cần nghề cá

15,000

18

Trạm bơm cấp nước

33,120

19

Nhà làm việc BQL Cảng Cá

12,120

C

Nhu cầu cấp điện các công ty

1

Trạm Mobiphone

7,400

2

Trạm viễn thông

8,040

3

Công ty thanh niên

6,069

4

Công ty 96

2,700

5

Công ty 789

1,780

6

Công ty Tiến Lợi

5,750

Tổng cộng

350,735
(Nguồn: Phiếu điều tra sử dụng điện trạm diesel huyện đảo Cồn Cỏ)

+ Số hộ sử dụng điện cho mục đích sinh hoạt: 09
+ Hành chính sự nghiệp: 19
+ Số cơ quan sử dụng điện cho mục đích khác: 06
Tổng số cơng tơ đo đếm hiện nay: 46


6
1.1.2 Hệ thống lưới điện
Lưới điện trên huyện Đảo Cồn Cỏ được xây dựng tương đối hoàn thiện,
đáp ứng cung cấp điện đến toàn hộ dùng điện trên đảo. Kết cấu lưới trên không
3pha 4 dây. Lưới điện hạ áp với tổng chiều dài 2,18 km (tuyến 1 dài 1,009 km,
tuyến 2 dài 1,233 km) bằng cáp vặn xoắn LV/ABC-120mm2.
1.2 Tình hình cung cấp điện và kinh doanh điện năng
1.2.1 Công tác vận hành
Từ khi đưa vào hoạt động việc cung cấp điện trên địa bàn huyện ln
được duy trì ổn định. Thời gian phát điện bình quân hằng năm tăng dần từ 8 giờ/
ngày(năm 2009) đến nay phát bình quân 17 giờ/ngày (mùa hè phát 19 giờ/ ngày,
mùa đông phát 15 giờ/ ngày) [2]. Lịch phát cụ thể như sau:
Bảng 1.2 Lịch phát điện của huyện đảo Cồn Cỏ
Số giờ phát điện Thời gian phát điện cụ thể Thời gian
đổi máy

trong ngày
Mùa hè

19 giờ

6h00-13h00

23h00

13h30-16h30
17h00 đến 02h00 hôm sau
Mùa đông

15 giờ

6h00-11h30

17h30

13h30-23h
1.2.2 Tình hình kinh doanh điện năng
1.2.2.1 Giá bán điện
Từ năm 2011 đến năm 2015 giá bán điện thực hiện theo quyết định số
1121/QĐ-UBND ngày 10 tháng 6 năm 2011 của UBND tỉnh Quảng Trị như sau:
+ Giá điện sinh hoạt cho hộ gia đình: 2.050 đồng/kWh
+ Giá điện chiếu sáng công cộng: 2.390 đồng/kWh
+ Giá điện đơn vị hành chính sự nghiệp: 3.070 đồng/kWh
+ Giá điện phục vụ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ: 3.105 đồng/kWh


7
Từ tháng 4 năm 2015 đến nay giá bán điện được thực hiện theo quyết
định số 665/QĐ-UBND ngày 7/4/2015 của UBND tỉnh Quảng Trị như sau:
+ Giá bán lẻ điện cho các ngành sản xuất: 1.518 đồng/kWh
+ Giá bán lẻ điện cho các khối hành chính sự nghiệp:
Bệnh viện, trường học: 1.557 đồng/kWh
Đơn vị HCSN, chiếu sáng công cộng: 1.671 đồng/kWh
+ Giá bán lẻ điện cho kinh doanh: 2.320 đồng/kWh

+ Giá bán lẻ điện cho sinh hoạt:
Bậc 1: cho kWh từ 0 đến 50: 1.484 đồng/kWh
Bậc 2: cho kWh từ 51 đến 100: 1.533 đồng/kWh
Bậc 3: cho kWh từ 101 đến 200: 1.786 đồng/kWh
Bậc 4: cho kWh từ 201 đến 300: 2.242 đồng/kWh
Bậc 5: cho kWh từ 301 đến 400: 2.503 đồng/kWh
Bậc 6: cho kWh từ 401 trở lên: 2.587 đồng/kWh
1.2.2.2 Sản lượng điện thương phẩm theo từng nhóm khác hàng, chi phí hoạt
động, doanh thu những năm gần đây[2]
Năm 2013:
- Tổng thời gian phát: 3.721,7 giờ
- Tổng lượng điện tiêu thụ: 78.714 kWh
Trong đó:
+ Các cơ quan hành chính: 45.729 kWh
+ Điện chiếu sáng công cộng: 1.408 kWh
+ Điện sinh hoạt hộ gia đình: 3.266 kWh
+ Điện sản xuất kinh doanh: 28.321 kWh
- Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.080.788.485 đồng.
- Doanh thu: 238.385.585 đồng.
- Cân đối thu –chi: 238.385.585 - 1.080.788.485= -842.402.900 đồng


8
Năm 2014:
- Tổng thời gian phát: 5.064 giờ
- Tổng lượng điện tiêu thụ: 114.930 kWh
Trong đó:
+ Các cơ quan hành chính: 68.261 kWh
+ Điện chiếu sáng cơng cộng: 3.946 kWh
+ Điện sinh hoạt hộ gia đình: 4.246 kWh

+ Điện sản xuất kinh doanh: 38.459 kWh
- Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.231.175.000 đồng.
- Doanh thu: 348.649.080 đồng.
- Cân đối thu –chi: 348.649.080 - 1.231.175.000 = -882.525.920 đồng
Năm 2015:
- Tổng thời gian phát: 5.860 giờ
- Tổng lượng điện tiêu thụ: 162.783 kWh
Trong đó:
+ Các cơ quan hành chính: 85.252 kWh
+ Điện chiếu sáng cơng cộng: 11.128 kWh
+ Điện sinh hoạt hộ gia đình: 11.122 kWh
+ Điện sản xuất kinh doanh: 55.281 kWh
- Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.412.256.791 đồng.
- Doanh thu: 352.762.658 đồng.
- Cân đối thu –chi: 352.762.658 -1.412.256.791 = -1.059.494.133 đồng
Năm 2016:
- Tổng thời gian phát: 6.038 giờ
- Tổng lượng điện tiêu thụ: 178.121 kWh
Trong đó:
+ Các cơ quan hành chính: 90.614 kWh
+ Điện chiếu sáng cơng cộng: 7.320 kWh
+ Điện sinh hoạt hộ gia đình: 15.850 kWh


9
+ Điện sản xuất kinh doanh: 64.337 kWh
- Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.160.366.000
đồng.
- Doanh thu: 339.136.462 đồng.
- Cân đối thu –chi: 339.136.462 - 1.160.366.000 = -821.229.538 đồng

Kết luận:
Giá bán điện chỉ để bù đắp một phần nhỏ chi phí, các khoản lỗ trong quá
trình sản xuất điện hằng năm được bù lỗ từ nguồn ngân sách nhà nước.
Việc đầu tư hệ thống cung cấp điện tập trung đã được phát huy hiệu quả,
chất lượng nguồn điện cơ bản ổn định. Tuy nhiên do nguồn điện được chạy bằng
động cơ Diezel có cơng suất nhỏ nên nguồn điện chỉ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt,
công tác của nhân dân và cán bộ, chiến sĩ trên đảo, thời gian phát điện cịn bị
hạn chế.
1.3 Tính tất yếu của việc phát triển năng lượng gió
Năng lượng gió là nguồn năng lượng dồi dào và phong phú, được ưu tiên
đầu tư phát triển ở các nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Năng lượng gió
là nguồn năng lượng sạch và có tiềm năng lớn. Ngày nay cơng nghệ điện gió
phát triển mạnh và có sự cạnh tranh lớn, trong tương lai sẽ chiếm một phần lớn
trong thị trường năng lượng điện của thế giới. Xuất phát từ nhu cầu về năng
lượng toàn cầu, các tiến bộ khoa học và công nghệ, cũng như các ưu đãi của
chính phủ các nước trên thế giới đang mở rộng cánh cửa cho năng lượng tái tạo
nói chung và năng lượng gió nói riêng. Ở nhiều nước trên thế giới, năng lượng
gió có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng rất lớn và đóng góp đáng kể
trong việc giảm rủi ro trong danh mục đầu tư của ngành năng lượng. Chính sách
hiện nay của các quốc gia trên thế giới tạo ra một động lực mới cho sự phát triển
của năng lượng gió, nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong
ngành sản xuất điện.
Một vài thập kỷ trở lại đây năng lượng gió đang là nguồn năng lượng có
tốc độ phát triển nhanh nhất trong các nguồn năng lượng. Tốc độ tăng trưởng


10
trung bình hàng năm đối với việc lắp đặt tua-bin gió là khoảng 30% trong 10
năm qua [1, 2]. Vào cuối năm 2014, công suất phát điện của các nhà máy điện
gió tồn cầu tăng lên đến 369.553 MW từ 47.620 MW vào năm 2004 (Hình 1).

Đến cuối năm 2020, dự kiến con số này sẽ tăng lên hơn 1.260.000 MW, đủ cho
12% tiêu thụ điện của thế giới [3, 4]. Các quốc gia có tổng cơng suất lắp đặt cao
nhất là Đức (20.622 MW), Tây Ban Nha (11.615 MW), Mỹ (11.603 MW), Ấn
Độ (6270 MW) và Đan Mạch (3136 MW). Theo như báo cáo Hội đồng năng
lượng gió tồn cầu, châu Âu tiếp tục dẫn đầu thị trường với 48.545 MW của
công suất lắp đặt vào cuối năm 2006, bằng với 65% của thế giới. [4]
Các hiệp hội năng lượng gió châu Âu cũng đặt mục tiêu đáp ứng 23% nhu
cầu về điện của châu Âu bằng năng lượng gió vào năm 2030. Những con số đó
đã chỉ ra rằng, thị trường toàn cầu cho năng lượng điện được sản xuất bởi máy
phát điện tuabin gió đã tăng trưởng đều đặn, gián tiếp thúc đẩy sự phát triển của
các cơng nghệ điện-gió, qua đó tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường điện.

Hình 1.1 Cơng suất đặt của điện gió tồn thế giới 1997 - 2014
1.4 Tình hình sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam
Nước ta có hai nhà máy điện gió lớn ở Bạc Liêu và ở Bình Thuận
Ở tỉnh Bình thuận dự án đầu tiên là Dự án Nhà máy điện gió Tuy Phong,
đặt tại xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận do Cơng ty cổ phần
Năng lượng tái tạo Việt Nam (REVN) đầu tư được triển khai đầu tiên và đi vào


11
hoạt động từ ngày 18/4/2012. Theo kế hoạch, giai đoạn 2 của dự án xây dựng và
lắp đặt 60 trụ điện gió (hay tuabin), sẽ nâng tổng cơng suất của toàn bộ Nhà máy
Phong điện Tuy Phong lên 120 MW.
Sau dự án Tuy Phong, dự án điện gió ở đảo Phú Quý với 3 tuabin, tổng
công suất 6 MW đã lắp đặt xong và thử vận hành an tồn, góp phần giải quyết
tình trạng thiếu điện sinh hoạt và sản xuất cho 33.000 dân trên đảo và giảm chi
phí sản xuất điện do giảm thời gian vận hành của nhà máy điện Diesel..
Ngồi ra, cũng ở Bình Thuận, một dự án điện gió tại xã Hịa Thắng,
huyện Bắc Bình cũng trong giai đoạn thi công và một số dự án khác đang chuẩn

bị triển khai.
Với các dự án nói trên, tỉnh Bình Thuận đang đi đầu trên con đường phát
triển điện gió ở Việt Nam.
Cùng với nhà máy điện gió ở Bình Thuận, nhà máy ở Bạc Liêu có thể
xem là điểm đột phá mở đường xây dựng nền công nghiệp phong điện non trẻ,
nhưng được kỳ vọng là một nguồn điện trụ cột trong tương lai ở Việt Nam.
Ngày 29 - 5 - 2013, 10 tuabin điện gió đầu tiên có cơng suất 16 MW, sản
lượng điện năng khoảng 56 triệu kWh/năm của nhà máy điện gió Bạc Liêu đã
hịa lưới điện quốc gia.
Nhà máy điện gió Bạc Liêu được đặt dọc theo đê Biển Đông, kéo dài từ
phường Nhà Mát đến ranh giới tỉnh Sóc Trăng và chiểm tổng diện tích gần 500
ha. Khi hồn thành tồn bộ, nhà máy sẽ có tổng cơng suất là 99,2 MW, dự kiến
mỗi năm phát lên lưới điện quốc gia khoảng 320 triệu kWh.
Sau đó Ngày 9.2, Cơng ty TNHH Cơng Lý khởi động xây dựng các trụ
móng tuabin điện gió dọc theo tuyến ven biển xã Vĩnh Trạch Đông và xã Hiệp
Thành (TP Bạc Liêu) để tiến tới lắp đặt 52 bộ tuabin trị giá gần 2.000 tỷ đồng
được nhập khẩu về từ Mỹ.
Tồn bộ tuabin điện gió được sản xuất với cấu tạo thép đặc biệt không gỉ,
cao 80 m, đường kính 4 m, nặng trên 200 tấn, cánh quạt bằng nhựa đặc biệt dài
42 m, có hệ thống điều khiển tự gập lại để tránh hư hỏng khi bão lớn.


12
Với đường bờ biển hơn 3000 km Việt Nam có tiềm năng điện gió khá dồi
dào để khai khác và phát triển.
Cùng với sự phát triển nền kinh tế đất nước, nhu cầu cung cấp điện năng
ngày càng lớn. Và điện gió đang được kỳ vọng như là một trong những nguồn
điện của tương lai, xếp hàng sau điện hạt nhân nhưng đứng trước các nguồn điện
dùng năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện sinh khối v.v. ...
Chính phủ, trong Tổng sơ đồ điện VII, đã đưa ra mục tiêu nâng tổng cơng

suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000 MW
(tương đương cơng suất 1 lị phản ứng hạt nhân) vào năm 2020, và khoảng 6.200
MW (tương đương cơng suất 6 lị phản ứng hạt nhân) vào năm 2030; tức điện
năng sản xuất từ nguồn điện gió sẽ chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4%
vào năm 2030.
Mục tiêu đó so với nhu cầu còn khiêm tốn, nhưng thực hiện cũng hồn
tồn khơng dễ, nếu tính đến những yếu điểm về cơng nghệ, về tính kinh tế và cả
về mặt tác động môi trường của loại điện năng này. Để đạt các chỉ tiêu trong
Tổng sơ đồ điện VII không thể thiếu những biện pháp đòn bẫy, trước hết là một
loạt chính sách đầu tư và khuyến khích của nhà nước.
1.5 Nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện cho huyện đảo Cồn Cỏ
1.5.1 Chỉ tiêu cấp điện
Huyện đảo Cồn Cỏ được thành lập theo nghị định 174/2004/NĐ-CP ngày
01 tháng 10 năm 2004. Theo quy hoạch phát triển kinh tế -xã hội huyện đảo Cồn
Cỏ , đến năm 2020 dân số thường xun lên đảo dự kiến khoảng 600 người, tính
ln dân cư vãng lai sẽ lên đến 1000 người. Do vậy việc đầu tư cơ sở hạ tầng và
thực hiện cấp điện cho huyện đảo là vô cùng cấp thiết để hướng tới mục tiêu xây
dựng đảo Cồn Cỏ thực sự thành một địa bàn phát triển kinh tế - xã hội. Phụ tải
điện chủ yếu là sinh hoạt, chiếu sáng và một số phụ tải phục vụ cho các cơng
trình cơng cộng an ninh quốc phịng.
1.5.2 Lựa chọn nguồn điện
Huyện đảo Cồn Cỏ cách đất liền 19 hải lý cho nên việc cung cấp điện từ


13
đất liền ra đảo là rất khó khăn và tốn kém nhưng với tốc độ gió trung bình
khoảng 4,1m/s lớn hơn ở Côn Đảo (2,6m/s), Phú Quốc (2,9m/s).
Các chuyên gia về môi trường cho biết, khác với sản xuất điện bằng dàu
diesel như hiện nay tại Cồn Cỏ, sử dụng điện gió khơng ảnh hưởng đến mơi
trường và giảm hiệu ứng khí thải CO2, phù hợp với hướng phát triển du lịch

sinh thái của huyện đảo Cồn Cỏ. Đồng thời tháp gió tạo cảnh quan đẹp, lơi cuốn
khách du lịch đến đảo tham quan và là giải pháp an toàn cho tàu thuyền đi lại
vào ban đêm, khi trên tháp gió được lắp đặt ngọn đèn biển và về lâu về dài giá
bán điện gió có thể ổn định và hồn tồn có thể cạnh tranh với điện diesel.
Vị trí lắp đặt phải thuận lợi về nhiều mặt, như đặt gần hệ thống giao
thông, cảng và các khu công nghiệp trong vùng.
1.6 Kết luận
Trước tình hình các nguồn năng lượng truyền ngày càng khan hiếm, việc sử
dụng các nguồn năng lượng này thường gây ô nhiễm môi trường rất là lớn do số
lượng khí thải CO2 sau khi sản suất điện ra môi trường rất là lớn, điều này gây lên
hiệu ứng nhà kính, sự nóng lên tồn cầu, sự biến đổi khí hậu gây ra lũ lụt, hạn hán ở
rất nhiều nơi trên trái đất gây khó khăn cho cuộc sống của con người và phát triển
kinh tế- xã hội. Vì vậy, chúng ta ln nghiên cứu tìm ra những nguồn năng lượng
mới có khả năng tái tạo, sử dụng lâu dài, ít gây ơ nhiễm mơi trường thay thế, giảm sự
phụ thuộc vào nguồn năng lượng truyền thống. Trong các nguồn năng lượng tái tạo,
năng lượng điện gió có tiềm năng rất lớn, đang được các quốc gia trên thế giới quan
tâm, nghiên cứu, phát triển, sử dụng nguồn năng lượng này góp phần giải quyết vấn
đề thiếu hụt năng lượng để phát triển kinh tế- xã hội. Năng lượng điện gió sản suất ra
khơng chỉ được sử dụng trong khu vực mà còn được kết nối lưới điện để truyền tải đi
xa đến những nơi thiếu năng lượng điện để sản xuất, phát triển. Việc nghiên cứu xây
dựng hệ thống phong điện cấp điện cho huyện đảo Cồn Cỏ- tỉnh Quảng Trị đóng vai
trị hết sức quan trọng trong sự phát triển mọi mặt về vật chất cũng như tinh thần của
người dân trên đảo.


14
CHƯƠNG 2

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA
HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIĨ

2.1 Năng lượng gió
Xem xét một khối khơng khí có khối lượng m chuyển động với vận tốc V.
Động năng của nó E được cho bởi.
A
m

v

E

1
mV 2
2

[J]

(2.1)

Với :
m: là lưu lượng theo khối lượng của khối khí:
Nếu:
P = Cơng suất gió(W)
A = diện tích qt bởi cánh tuabin (m2)
ρ = mật độ khơng khí (kg/m3)
V: Tốc độ của gió (m/s)
Ta có lưu lượng gió = AV, và m = ρAV
Do đó, cơng suất gió tính bởi cơng thức:
1
1
P  (  AV )V 2   AV 3

2
2

(2.2)

Mật độ công suất của địa điểm đặt tuabin
Matdocongsuat 

P 1
 V 3
A 2

[W / m2 ]

(2.3)

Lưu ý là: ρ = mật độ khơng khí, có giá trị là 1,225kg/m3 ở 15oC và tại độ
cao bằng mực nước biển.
Từ công thức có thể rút ra một kết luận quan trọng là năng lượng gió sẽ tỷ
lệ với lũy thừa bậc 3 của tốc độ gió. Ví dụ nếu tốc độ gió tăng gấp đơi, cơng suất
gió sẽ tăng gấp 8 lần.