TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG
KHOA ĐIỆN - CƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Xuân Cường Số hiệu sinh viên: 1051540002
Khóa: 2010 – 2015 Khoa: Điện – Cơ Ngành: Kỹ sư công nghệ kỹ thuật
điện.
1. Tên đề tài:
Nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu chất lượng lưới điện bằng phương pháp
dự trữ năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam
2. Các số liệu ban đầu:

.

.

.

.

.

.

.

.



.

.

.

.

.
5. Họ tên cán bộ hướng dẫn:

.

.
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
7. Ngày hoàn thành đồ
án:
Ngày tháng năm ….
2
Trưởng bộ môn
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Cán bộ hướng dẫn
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày…. tháng …. năm 2014
Người duyệt
( Ký, ghi rõ họ, tên)
Sinh viên
( Ký, ghi rõ họ, tên)
3

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………………………
2. Cho điểm cán bộ chấm phản biện
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày tháng năm 2014
Người chấm phản biện
5
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu giải pháp nâng cao chỉ tiêu
chất lượng lưới điện bằng phương pháp dự trữ năng lượng trong hệ thống điện
Việt Nam” do em tự tìm hiểu. Các số liệu và kết quả là hoàn toàn đúng với thực tế
Để hoàn thành đồ án này em chỉ sử dụng những tài liệu được ghi trong danh mục
tài liệu tham khảo và không sao chép hay sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác. Nếu phát
hiện sự sao chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.
Hải Phòng, ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Xuân Cường
6
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Tiến Ban với cương vị
là người hướng dẫn đã giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Em cũng xin được cảm ơn toàn thể cac thầy cô trong bộ môn thiết bị điện nói riêng
và toàn thể các thầy cô trong trường Đại Học Hải Phòng nói chung đã tận tình dạy dỗ và
truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các tác giả của các tài liệu tham khảo trong

khỏi những thiếu sót nhất định. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo
và các bạn. Em xin trân trong cảm ơn!
Hải Phòng, Ngày tháng năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Xuân Cường
10
Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA VIỆT NAM
1.1. Giới thiệu chung
Hệ thống điện Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ những năm 1960. Sau nửa thế
kỷ hình thành và phát triển, đến nay đã lớn mạnh với hàng vạn km đường dây và hàng
trăm trạm biến áp. Hệ thống điện gồm có các nhà máy điện, các lưới điện, các hộ tiêu
thụ được liên kết với nhau thành một hệ thống để thực hiện 4 quá trình sản xuất, truyền
tải, phân phối và tiêu thụ điện năng trong lãnh thổ Việt Nam.
Nhà máy điện: là nơi sản xuất (chuyển đổi) ra điện năng từ các dạng năng lượng
khác. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí Thủy điện (Hòa Bình, Sơn La ).
Lưới điện: làm nhiệm vụ truyền tải và phân phổi điện năng từ nơi sản xuất đến nơi
tiêu thụ.
Lưới hệ thống: Nối các nhà máy điện với nhau và với các nút phụ tải khu vực. Ở
Việt Nam lưới hệ thống do A0 quản lý, vận hành ở mức điện áp 500 KV.
Lưới truyền tải: Phần lưới từ trạm trung gian khu vực đến thanh cái cao áp cung
cấp điện cho trạm trung gian địa phương. Thường từ 110-220KV do A1, A2, A3 quản
lý.
Lưới phân phối: Từ các trạm trung gian địa phương đến các trạm phụ tải (trạm
phân phối). Lưới phân phối trung áp (6-35kV) do sở điện lực tỉnh quản lý và phân phối
hạ áp (380/220V).
Tính đến 31/12/2012, lưới điện truyền tải bao gồm 15.600MVA dung lượng máy
biến áp 500kV, 26.226MVA dung lượng máy biến áp 220kV, 3.246MVA dung lượng
MBA 110KV, 4.848km đường dây 500kV và 11.313km đường dây 220kV. Công nghệ
đường dây nhiều mạch, nhiều cấp điện áp, cáp ngầm cao áp 220kV, trạm GIS 220kV,

bị từ đó biết được chế độ vận hành của thiết bị (liên tục, gián đoạn theo mẻ, theo nhu
cầu…).
1.2.2. Đánh giá tăng trưởng phụ tải
Ngành điện là một ngành then chốt cung cấp năng lượng phục vụ cho quá trình
sản xuất và tiêu dùng, là một trong những ngành quan trọng nhất của nền kinh tế quốc
dân. Đối với Việt Nam là một nước có dân số đông đứng thứ 12 trên thế giới và là nước
có tốc độ tăng trưởng kinh tế và công nghiệp cao thì càng thể hiện vai trò quan trọng của
mình.
Tổng công suất lắp đặt các nhà máy điện đến năm 2010 khoảng trên 20.000MW,
tăng gấp 3,2 lần so với 10 năm trước, sản lượng điện sản xuất ước đạt khoảng trên 100
tỷ kWh, gấp trên 3,7 lần năm 2000 và 1,88 lần so với 2005. Đến cuối 2009 hệ thống lưới
điện đã có trên 3.400km đường dây và 11 trạm 500kV với tổng dung lượng 7.500MVA,
lưới 220kV có gần 8.500km với dung lượng các máy biến áp 19.000MVA. Lưới điện
110kV và lưới trung, hạ thế đã bao phủ 98% các huyện, 97,9% các xã. Tính chung cả
nước có 96% số hộ được cấp điện từ lưới quốc gia.
Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030
Thị trường điện nước ta đã có định hướng và lộ trình hình thành và phát triển theo các
cấp độ, nhưng giai đoạn trước mắt sẽ còn nhiều khó khăn, và quá trình thực hiện cơ chế
13
thị trường sẽ bị chậm lại do một số nguyên nhân: Thị trường đang và sẽ vẫn thiếu hàng
hoá, nguồn điện và lưới điện chưa đủ để cung cấp thì chưa thể nói đến cạnh tranh. Thị
trường người mua có xu hướng luôn đòi hỏi phải được cấp đủ điện, nhưng không sẵn
sàng trả giá theo giá cả thị trường mà muốn Nhà nước tiếp tục trợ giá, trong khi đa phần
các yếu tố đầu vào cho cung cấp điện đều theo giá thị trường khu vực và quốc tế. Bộ
máy quản lý điều tiết thị trường chưa đủ mạnh, còn đang hoàn thiện dần trong khi các cơ
sở pháp lý cũng chưa theo kịp, chưa thể ngày một ngày hai có khả năng quản lý thị
trường. Dự báo nhu cầu điện toàn quốc sẽ tăng bình quân từ 14% đến 16% hàng năm
trong giai đoạn 2011-2015, tăng khoảng trên 11,5%/năm giai đoạn 2016-2020. Nhu cầu
điện sản xuất dự kiến năm 2015 là 194 – 211 tỷ kWh; năm 2020 là 329 – 362 tỷ kWh và
năm 2030 là 695 – 834 tỷ kWh. Để đảm bảo cung cấp điện an toàn liên tục cho nhu cầu

Nước ta hiện nay đang phụ thuộc nhiều vào thủy điện, do đó thường xảy ra thiếu
điện vào mùa khô. Trong kế hoạch phát triển ngành điện trong tương lai tỷ trọng đóng
góp của thủy điện sẽ giảm dần.
Vào mùa khô tình hình hạn hán nghiêm trọng kéo dài làm suy giảm công suất và
sản lượng các nhà máy thủy điện, một số nhà máy nhiệt điện mới (Hải Phòng, Quảng
Ninh, Uông Bí 2, Phả Lại 2, Cẩm Phả và Sơn Động) lại vận hành không ổn định thường
xảy ra sự cố, trong khi đó nhu cầu về điện lại tăng cao do nắng nóng dẫn đến việc mất
cân đối cung-cầu về điện. Nguyên nhân cơ bản của tình trạng thiếu điện là do nhiều dự
án nguồn bị chậm tiến độ nhiều năm qua.
Hiện nay ở nước ta có 2 nguồn sản xuất điện năng chủ yếu đó là thủy điện và
nhiệt điện. Nhiệt điện hiện nay chủ yếu là 3 nguồn: nhiệt điện than, nhiệt điện khí và
nhiệt điện dầu. Thời gian gần đây một số dự án sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo
như gió và mặt trời được ứng dụng nhiều hơn, góp phần tạo thêm nguồn cung cấp điện
năng.
15
Ngành thủy điện: không có chi phí cho nhiêu liệu, có mức phát thải thấp và có
thể thay đổi công suất nhanh theo yêu cầu phụ tải. Tuy nhiên, ngành có chi phí đầu tư
ban đầu cao, thời gian xây dựng lâu và là nguồn bị động nhất.
Nhiệt điện khí: Có tỷ trọng đóng góp lớn nhất trong cơ cấu nguồn sản xuất nhiệt
điện với tỷ trọng hơn 60% tổng công suất của nhiệt điện. Nguồn nguyên liệu để sản xuất
ra điện là khí tự nhiên được mua lại từ Tập đoàn dầu khí và nhập khẩu, giá bán khí sẽ
biến động theo giá dầu. Mặc dù nguồn khí tự nhiên nước ta khá dồi dào, tuy nhiên do giá
thành sản xuất điện khí ở mức cao do đó mặc dù công suất của các nhà máy điện khí rất
lớn nhưng tỷ lệ khai thác lại không cao. Các dự án nhiệt điện khí chủ yếu được quy
hoạch tập trung ở khu vực miền Nam, nơi có nguồn cung cấp khí dồi dào từ Tập đoàn
dầu khí.
Nhiệt điện than: Đứng thứ 2 trong cơ cấu các nguồn nhiệt điện nước ta, nguồn
nguyên liệu hiện nay toàn bộ được mua từ nguồn than đá trong nước của Tập đoàn Than
Khoáng Sản Việt Nam với giá ưu đãi, trong tương lai cùng với sự phát triển của các dự
án này thì nhiều khả năng nước ta sẽ phải nhập khẩu thêm nguồn than bên ngoài. Chi phí

- Thời gian xây dựng nhanh.
- Chi phí vận hành cao
hơn thủy điện.
- Tác động đến môi
trường.
- Than, dầu, khí không là
tài nguyên vô hạn, trong
tương lai có khả năng phải
nhập khẩu.
- Thay đổi công suất
chậm.
Năng lượng tái
tạo (gió, mặt trời)
- Thân thiện với môi trường
Việt Nam có tiềm năng lớn
với nguồn năng lượng này.
- Chi phí đầu tư ban đầu
Cao.
- Cần kỹ thuật công nghệ
hiện đại để thu được năng
lượng.
Điện nhập khẩu - Chi phí đầu tư thấp. - Chi phí mua điện cao,
phụ thuộc đối tác.
- Nhập khẩu sẽ mất
ngoại tệ.
Bảng 1.1. Ưu điểm và nhược điểm các nguồn điện của Việt Nam.
17
1.3.2. Các nguồn năng lượng trong hệ thống điện Việt Nam
Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng sử dụng tạo ra nguồn điện
được phân bố rộng khắp trên toàn quốc. Sinh khối từ các sản phẩm hay chất thải nông

chuẩn để xây dựng các trạm điện gió cỡ nhỏ phục vụ cho phát triển kinh tế ở những khu
vực khó khăn thì Việt Nam có đến 41% diện tích nông thôn có thể phát triển điện gió
loại nhỏ. Được đánh giá là quốc gia có tiềm năng phát triển năng lượng gió nhưng hiện
tại số liệu về tiềm năng khai thác năng lượng gió của Việt Nam chưa được lượng hóa
đầy đủ bởi còn thiếu điều tra và đo đạc. Số liệu đánh giá về tiềm năng năng lượng gió có
sự dao động khá lớn, từ 1.800MW đến trên 9.000MW, thậm chí trên 100.000MW. Theo
các báo cáo thì tiềm năng năng lượng gió của Việt Nam tập trung nhiều nhất tại vùng
duyên hải miền Trung, miền Nam, Tây Nguyên và các đảo.
b) Năng lượng mặt trời
Hình1.3: Năng lượng mặt trời
Việt Nam là nước nhiệt đới với tổng số giờ nắng và cường độ bức xạ nhiệt cao
(trung bình xấp xỉ 5kWh/m2/ngày). Đặc biệt là ở các vùng phía Nam, số giờ nắng
19
khoảng 1.600-2.600 giờ/năm. Nước ta đã phát triển nguồn năng lượng điện mặt trời từ
những năm 1960, tới nay hoàn toàn làm chủ công nghệ điện mặt trời. Tuy nhiên, dù có
nguồn tài nguyên năng lượng mặt trời lớn nhưng sau một thời gian phát triển, việc khai
thác nguồn năng lượng này chưa hiệu quả. Sở dĩ, năng lượng mặt trời chưa phát triển ở
Việt Nam là do chi phí thiết bị còn khá cao, khoảng 20.000USD/gia đình. Công nghệ
thiết kế, lắp ráp, vận hành và bảo trì tương đối phức tạp. Đến nay, cả nước có khoảng
5.000 hộ sử dụng điện mặt trời. Nhưng điều đáng quan tâm là kinh phí lắp đặt mạng lưới
điện mặt trời của 5.000 hộ này phần lớn là do nước ngoài tài trợ và Nhà nước chưa có
một chính sách nào cụ thể để ngành công nghiệp năng lượng mặt trời phát triển. Hiện
nay, mới chỉ có sự tham gia của các nhà khoa học, một vài doanh nghiệp và một số tổ
chức trong việc nghiên cứu, thử nghiệm các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời. Sự
tham gia của Nhà nước đối với ngành công nghiệp này chỉ dừng ở mức kêu gọi, khuyến
khích nên hiệu quả chưa cao.
Việc nghiên cứu, ứng dụng các nguồn năng lượng tái tạo trong đó phát triển mạnh
năng lượng gió và năng lượng mặt trời là xu hướng tất yếu của thế giới nói chung và
Việt Nam nói riêng. Muốn khai thác và sử dụng một cách hiệu quả, đòi hỏi Nhà nước
phải có những chính sách định hướng và hỗ trợ hợp lý cụ thể, rõ ràng, toàn diện. Bên

3
nước, thủy điện
cũng đã đóng vai trò quan trọng trong việc chủ động tích trữ để bổ sung lưu lượng, cấp
nước về mùa kiệt và cắt giảm lũ phục vụ sinh hoạt, sản xuất, bảo vệ môi trường cho hạ
du. Và đây là nguồn dung tích trữ nước cực kỳ quan trọng, trong những năm qua đã góp
phần quan trọng bảo đảm an ninh nguồn nước, đóng vai trò chủ chốt, đảm bảo chủ động
điều tiết cấp nước và chống, giảm lũ cho hạ du đặc biệt là khu vực miền Bắc. Đồng thời
với việc đầu tư xây dựng các dự án thủy điện, một số cơ sở hạ tầng kinh tế - xã hội như
điện, đường, trường học, trạm y tế, nhà văn hóa trong các khu vực tái định cư được
nâng cấp, xây dựng mới khá đồng bộ và kiên cố, tạo điều kiện thúc đẩy phát triển kinh tế
- xã hội và văn hóa cho người dân địa phương.
d) Năng lượng sinh khối
Là một nước nông nghiệp, Việt Nam có tiềm năng rất lớn về nguồn năng lượng
sinh khối. Các loại sinh khối chính là: gỗ năng lượng, phế thải - phụ phẩm từ cây trồng,
chất thải chăn nuôi, rác thải ở đô thị và các chất thải hữu cơ khác. Khả năng khai thác
bền vững nguồn sinh khối cho sản xuất năng lượng ở Việt Nam đạt khoảng 150 triệu tấn
mỗi năm. Một số dạng sinh khối có thể khai thác được ngay về mặt kỹ thuật cho sản
xuất điện hoặc áp dụng công nghệ đồng phát năng lượng (sản xuất cả điện và nhiệt) đó
là: Trấu ở Đồng bằng Sông Cửu long, Bã mía dư thừa ở các nhà máy đường, rác thải
sinh hoạt ở các đô thị lớn, chất thải chăn nuôi từ các trang trại gia súc, hộ gia đình và
chất thải hữu cơ khác từ chế biến nông-lâm-hải sản.
22
d) Năng lượng địa nhiệt:
Mặc dù nguồn địa nhiệt chưa được điều tra và tính toán kỹ. Tuy nhiên, với số
liệu điều tra và đánh giá gần đây nhất cho thấy tiềm năng điện địa nhiệt ở Việt Nam có
thể khai thác đến trên 300MW. Khu vực có khả năng khai thác hiệu quả là miền Trung.
Hiện tại, sử dụng năng lương tái tạo ở Việt Nam mới chủ yếu là năng lượng sinh khối ở
dạng thô cho đun nấu hộ gia đình. Năm 2010, mức tiêu thụ đạt khoảng gần 13 triệu tấn
quy dầu. Ngoài việc sử dụng năng lượng sinh khối cho nhu cầu nhiệt, thì còn có một
lượng Năng lượng tái tạo khác đang được khai thác cho sản xuất điện năng. Tổng điện

Bảng 1.2: Sơ đồ phát triển điện lực quốc gia giai đoạn từ năm 2011 đến năm 2020 tầm
nhìn năm 2030.
Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500kV, 220kV và 110kV. Hệ
thống truyền tải điện 500kV với tổng chiều dài 4670 km từ Bắc tới Nam tạo điều kiện
truyền tải trao đổi điện năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam. Mạch 1 của đường dây
500 kV được đưa vào vận hành tháng 9 năm 1994, mạch 2 được đưa vào vận hành vào
cuối năm 2005.
Năm 2012 lưới truyền tải 500 KV Bắc- Nam vận hành tương đối ổn định và luôn
truyền tải công suất cao từ Bắc vào Nam, tổn thất trên HTĐ 500 kV đạt 2,76% giảm
1,04% so với năm 2011 (3,80%).
Nhiều công trình đường dây và trạm đã chính thức đưa vào vận hành góp phần
đáng kể trong việc đảm bảo cung cấp điện, cải thiện chất lượng điện áp, giảm tổn thất,
chống quá tải và nâng cao độ ổn định vận hành của hệ thống.
Về HTĐ 500 kV đã đóng mới: 05 máy biến áp với tổng dung lượng 2734 MVA
gồm: MBA AT5 Tân Định (450MVA), AT1 Hiệp Hòa (900MVA), AT2 Ô Môn
(450MVA), T5, T6 NMĐ Sơn La (2x467MVA); thay mới và nâng cấp 03 máy biến áp
với dung lượng tổng 1500MVA gồm: AT1 Tân Định (600MVA), AT1 Đăk Nông
(600MVA), MBA T2 Phú Mỹ 3 (300MVA); đóng mới 02 ĐD 500kV với tổng chiều dài
524,4 km (mạch kép Sơn La - Hiệp Hòa); nâng cấp 04 tụ bù dọc lên 2000 A (TBD 502
Đăk Nông, TBD 504 Đà Nẵng, TBD 505 Đà Nẵng, TBD 505 Pleiku).
24
Trong năm 2012, do miền Nam chưa kịp bổ sung công trình mới trong khi phụ
tải tăng cao nên truyền tải công suất trên đường dây truyền tải 500 KV Bắc- Nam là rất
căng thẳng, Xu hướng truyền tải công suất chủ yếu từ HTĐ miền Bắc, miền Trung vào
miền Nam. Sản lượng điện nhận từ HTĐ 500kV của các HTĐ miền: HTĐ Bắc nhận
11,55 tỷ kWh chiếm 24,5% tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Trung là 2,35 tỷ
kWh chiếm 19,9 % tổng sản lượng miền, điện nhận của HTĐ Nam là 19,49 tỷ kWh
chiếm 32,8 % tổng sản lượng miền. Các đoạn đường dây thường xuyên truyền tải cao là
ĐD 500kV Hà Tĩnh – Nho Quan, Đà Nẵng – Hà Tĩnh, Phú Lâm – Đăk Nông, PleiKu –
Di Linh – Tân Định. Truyền tải trên ĐD 500kV rất căng thẳng, các MBA trên HTĐ