BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN

ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ - KỸ THUẬT TRONGHỆ THỐNG CUNG CẤP
ĐIỆN ĐÔ THỊ VÀ XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ ỨNG DỤNG
DSM TẠI CÔNG TY ĐIỆN LỰC TP. HÀ NỘI TRONG
GIAI ĐOẠN 2010-2015

NGUYỄN KHÁNH LỢI
Người hướng dẫn Luận văn: NGUYỄN MẠNH HIẾN

Hà Nội, 2010


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Các kết quả tính toán nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất cứ một bản luận
văn nào khác.
Hà nội, tháng 3 năm 2010
Tác giả luận văn

Nguyễn Khánh Lợi


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành được luận văn, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tác giả


- Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Cán bộ
Phòng Điều độ - Vận hành Điện lực Gia Lâm.
- Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: Số 1 hẻm 63B ngách 12 ngõ 624
Minh Khai – Hai Bà Trưng – Hà Nội.
- Điện thoại cơ quan: 04. 22201188

Điện thoại nhà:

II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Đại học:
Hệ đào tạo: Chính quy
Thời gian đào tạo từ tháng 9/2001 đến tháng 6/2006
Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Ngành học: Hệ thống điện
Tên đồ án: Thiết kế Hệ thống cung cấp điện
Ngày và nơi bảo vệ đồ án: ngày 10/6/2006 tại Bộ môn Hệ thống điện
trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Người hướng dẫn: TS. Bạch Quốc Khánh
2. Thạc sỹ:
Thời gian đào tạo từ tháng 9/2007 đến tháng 4/2010
Nơi học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Ngành học: Hệ thống điện
Tên luận văn: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế
- kỹ thuật trong hệ thống cung cấp điện đô thị và xác định hiệu


quả ứng dụng DSM tại Công ty điện lực TP Hà Nội trong giai
đoạn 2010-2015
Ngày và nơi bảo vệ đồ án: ngày …/…/2010 tại Bộ môn Hệ thống

NGƯỜI KHAI KÝ TÊN


MỤC LỤC
Danh mục chữ viết tắt .............................................................................................................5
Danh mục các bảng biểu .........................................................................................................7
Danh mục các hình vẽ..............................................................................................................8
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................10
1.

Giới thiệu ....................................................................................................................10

2.

Đối tượng, mục tiêu của luận văn.............................................................................12

3.

Tóm tắt nội dung của luận văn .................................................................................13

PHẦN I: ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ
THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ĐÔ THỊ...........
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DSM VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN Ở MỘT SỐ NƯỚC
TRONG KHU VỰC...................................................................................................................
1.1. Giới thiệu tổng quan về DSM....................................................................................14
1.1.1.

Khái niệm DSM................................................................................................14

1.1.2.

ĐÔ THỊ .......................................................................................................................................
1


3.1. Bài toán đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu Kinh tế-Kỹ thuật khi áp
dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị .............................................................43
3.1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................................43
3.1.2. Phương pháp tính..................................................................................................44
3.2. Mô phỏng sự biến đổi của đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM và các giả thiết...
3.2.1. Đặc trưng của sự biến đổi ĐTPT dưới tác động của DSM ..................................45
3.2.2. Các giả thiết mô phỏng sự biến đổi đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM.........45
3.2.3. Biến đổi đẳng trị đồ thị phụ tải.............................................................................46
3.2.4. Mô phỏng sự thay đổi của đồ thị phụ tải dưới tác động của DSM dựa trên đồ thị
phụ tải thời gian kéo dài biến đổi đẳng trị......................................................................50
3.3. Đánh giá tác động của DSM đối với tổn thất điện năng trong HTCCĐT .................
3.3.1. Sự thay đổi tổn thất điện năng ngày trong HTCCĐT dưới tác động của DSM ...55
3.3.2. Hiệu quả tác động DSM đến tổn thất điện năng trong HTCCĐT ........................62
3.3.3. Tóm tắt đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng trong HTCCĐT .....63
3.4. Đánh giá tác động của DSM đến suất đầu tư công suất đặt và suất chi phí cung
cấp điện năng của HTCCĐT.................................................................................................
3.4.1. Tác động của DSM đến suất đầu tư công suất đặt của HTCCĐT ........................63
3.4.2. Suất đầu tư công suất đặt trung bình của HTCCĐT.............................................64
3.4.3. Suất chi phí cung cấp điện năng trung bình của HTCCĐT..................................65
3.4.4. Tác động của DSM đến suất chi phí cung cấp điện năng HTCCĐT....................67
3.4.5. Tóm tắt các bước đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của
HTCCĐT ........................................................................................................................69
PHẦN II:
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU
KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐÔ THỊ TP. HÀ NỘI ................................................................................................................

4.2.2

Hệ thống lưới hạ thế. ........................................................................................78

4.3 Tình hình cung cấp và tiêu thụ điện.........................................................................78
4.4 Nhu cầu điện năng, tỷ trọng các thành phần phụ tải và đánh giá tiềm năng DSM các
thành phần................................................................................................................................
4.4.1

Dự báo nhu cầu điện năng và tỷ trọng các thành phần phụ tải.........................80

4.4.2

Đánh giá tiềm năng DSM các thành phần phụ tải ............................................82

4.5 Tình hình thực hiện các chương trình DSM/EE tại TP. Hà Nội ...........................83
CHƯƠNG 5:...............................................................................................................................
ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI ÁP DỤNG DSM VÀO HỆ
THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SAU TBA E15 SÀI ĐỒNG .......................................................
5.1. Tổng quan ...................................................................................................................85
5.2. Thu thập số liệu Đồ thị phụ tải điển hình trong vận hành của Hệ thống cung cấp
điện sau TBA E15 Sài Đồng ..............................................................................................85
5.3. Xác định hệ số tổn thất công suất của Hệ thống cung cấp điện sau
TBA E15 Sài Đồng .............................................................................................................90
5.4. Xây dựng quan hệ giữa tổn thất điện năng của hệ thống lưới điện cung cấp sau
TBA E15 Sài Đồng với các đặc trưng tác động của DSM ..............................................92
5.5. Đánh giá tác động của DSM đối với các chỉ tiêu kinh tế của Hệ thống lưới điện
phân phối sau TBA E15 Sài Đồng. ...................................................................................98
CHƯƠNG 6:...............................................................................................................................
TỔNG HỢP KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ............................................................

ĐDHA

Đường dây hạ áp

ĐDTC

Đường dây trục chính hạ áp

ĐTPT

Đồ thị phụ tải

EE

Hiệu quả năng lượng

EVN

Tập đoàn Điện lực Việt Nam

GEF

Quỹ môi trường toàn cầu

HTĐ

Hệ thống điện

HTCCĐ


LPS

Đèn hơi Natri thấp áp (Low Presure Sodium)
5


MBA

Máy biến áp

MH

Đèn Halogen Kim Loại (Metal Hallide)

PBF

Quỹ lợi ích công cộng

PC

Công ty điện lực

QLVH

Quản lý vận Hành

SCADA

Hệ thống điều khiển và thu thập số liệu từ xa


Đơn vị tiền tệ Hoa Kỳ

VECP

Chương trình sử dụng hiệu quả năng lượng

6


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.2.1- Mục tiêu của Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.2.2- Nguồn vốn thực hiện Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.2.3- Ước tính hiệu quả thực hiện Dự án DSM giai đoạn 2
Bảng 1.3.3- Các thành phần tổn thất công suất của HTCCĐT
Bảng 2.4.1- Các thông số kỹ thuật và mang tải các đường dây 110kV Hà Nội
Bảng 2.4.2- Các đặc tính kỹ thuật các trạm 110kV khu vực Hà nội
Bảng 2.4.3- Khối lượng đường dây trung thế Công ty điện lực Hà Nội QLVH
Bảng 2.4.4- Số liệu phụ tải TP. Hà Nội từ năm 2001-2009
Bảng 2.4.5- Dự báo nhu cầu điện TP Hà nội
Bảng 2.5.1- Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của Hệ thống phân phối điện sau TBA
E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.2- Tổn thất công suất và tổn thất điện năng hàng năm của trạm biến áp
phân phối
Bảng 2.5.3- Thông số tổn thất hàng năm của các lộ đường dây trung áp
Bảng 2.5.4- Kết quả tính toán đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện
năng ngày của lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.5- Tổng vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm của ĐDTA thuộc
lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng
Bảng 2.5.6- Tổng vốn đầu tư và chi phí cấp điện hàng năm của TBAPP thuộc
lưới điện phân phối sau TBA E15 Sài Đồng

DSM

8


Hình 2.5.6.a - Quan hệ suất đầu tư công suất đặt CPtb’ theo δPmax khi áp dụng
DSM.
Hình 2.5.6.b - Quan hệ suất đầu tư công suất đặt CPtb’ theo ∆Ađ khi áp dụng
DSM.
Hình 2.5.7.a - Quan hệ suất chi phí cung cấp điện năng CEtb’ theo δPmax khi áp
dụng DSM.
Hình 2.5.7.b - Quan hệ tỷ lệ thay đổi suất chi phí cung cấp điện năng rPCE theo
δPmax khi áp dụng DSM.
Hình 2.5.8.a - Quan hệ suất chi phí cung cấp điện năng CEtb’ theo ∆Ađ khi áp
dụng DSM.
Hình 2.5.8.b - Quan hệ tỷ lệ thay đổi suất chi phí cung cấp điện năng rACE theo
∆Ađ khi áp dụng DSM.

9


MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Nền kinh tế Việt Nam đang tăng trưởng mạnh mẽ với tốc độ tăng trưởng
GDP bình quân từ năm 2001-2007 đạt 7,5%/năm. Dự kiến tốc độ tăng GDP giai
đoạn 2008-2015 là 8,5%/năm đòi hỏi ngành điện phải đáp ứng nhu cầu điện tăng
gấp hơn 2 lần tính đến năm 2015, từ 69 tỷ kWh năm 2007 đến 101 tỷ kWh năm
2010 và 187 tỷ kWh đến năm 2015, với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm khoảng 17%.
Nhu cầu công suất đặt của Hệ thống điện Việt Nam theo tính toán cũng tăng từ
11.000 MW năm 2007 lên khoảng 17.000 MW năm 2010 và 38.000 MW năm

công, hoàn thiện các công tác thí nghiệm, hiệu chỉnh để đưa vào vận hành đúng
tiến độ. Trước mắt trong năm nay sẽ đóng điện 11 công trình lưới điện và khởi
công 3 công trình khác. Ngoài ra, EVN còn mua ngoài hơn 26,248 tỷ kWh điện
(gấp năm lần so với cùng kỳ năm 2005) với giá lỗ vốn (từ 7 - 9 cents/kWh),
đường dây 500kV luôn vận hành trong điều kiện quá tải, có giờ lên đến 1000
MW, đồng thời luôn tuyên truyền và thực hiện tiết kiệm điện tối đa. Bên cạnh
đó, do tốc độ phát triển công nghiệp quá nhanh nên các địa phương, các ngành
chưa cung cấp kịp thời, chính xác nhu cầu phụ tải. Đặc biệt hiện tượng nóng lên
và kéo dài ở miền Bắc là đột biến và nằm ngoài dự báo. Trước hàng loạt những
biến cố trên, EVN đã có những giải pháp kịp thời, tập trung mọi cố gắng và
trong 7 tháng đầu năm 2009 đã tăng điện sản xuất lên 4,2%, sản lượng điện
thương phẩm của cả nước đã đạt gần 41,1 tỷ kWh, tăng 8,83% so với cùng kỳ
năm ngoái. Những lỗ lực của EVN đã phần nào giảm bớt những căng thẳng, thiệt
hại, nhất là trong thời điểm các tỉnh phía Bắc thiếu điện nghiêm trọng. Song, về
tổng thể cho thấy, EVN vẫn chưa vượt qua thời kỳ khó khăn nhất, dẫn đến phải
cắt điện luân phiên ở miền Bắc.

11


Để đối mặt với các khó khăn này, ngay từ năm 1997, với sự trợ giúp của
Ngân hàng Thế giới, Chính phủ Việt Nam đã thực hiện Dự án “Đánh giá tiềm
năng DSM ở Việt Nam” nhằm xác định tiểm năng của DSM để hỗ trợ co ngành
Công nghiệp năng lượng đáp ứng nhu cầu điện tương lai của đất nước. Dự án
trên đã đi đến kết luận rằng DSM có khả năng mở ra tiềm năng lớn góp phần giải
quyết vấn đề tăng trưởng nhu cầu điện ở Việt Nam. Từ đó, những giai đoạn thử
nghiệm các Dự án DSM giai đoạn 1 và 2 đã được Chính phủ Việt Nam quan tâm
tổ chức thực hiện.
Kinh nghiệm quốc tế cho thấy, các Dự án DSM được coi như là Dự án
nguồn điện có chi phí thấp nhất, nhưng để thực hiện được cần phải có các nghiên

- Tổng quan và đánh giá các chương trình DSM được thực hiện ở Việt
Nam và rút ra bài học.
- Giới thiệu Bài toán đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế
- kỹ thuật khi áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị.
Phần II: Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật
khi áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị TP. Hà Nội
- Tổng quan hệ thống cung cấp điện TP. Hà Nội. Xác định nhu cầu phụ
tải tính đến năm 2015
- Đánh giá các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khi áp dụng DSM vào hệ thống
cung cấp điện của TBA E15 Sài Đồng. Từ kết quả tính toán đánh giá tiềm năng
áp dụng DSM trong hệ thống cung cấp điện đô thị TP. Hà Nội có xét đến số liệu
quy hoạch đến năm 2015
- Kết luận, đánh giá kết quả. Đề xuất các giải pháp.

13


PHẦN I
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA DSM ĐẾN CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ
THUẬT CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG(DSM)
1. Giới thiệu tổng quan về DSM:
1.1 Khái niệm DSM
DSM là viết tắt của “Demand Side Management”, là tập hợp các giải pháp
kỹ thuật, công nghệ, kinh tế, xã hội nhằm giúp khách hàng sử dụng điện năng
hiệu quả nhất.
Đối với các công ty điện lực, DSM là các hoạt động nhằm khuyến khích
khách hàng tiêu thụ điện sửa đổi mức độ tiêu thụ điện và tình trạng sử dụng
điện không hợp lý. Các mục tiêu cơ bản của mọi chương trình DSM đều là

không nhanh nhạy với các thay đổi về nhu cầu sử dụng. Do vậy, đầu tư vào
DSM sẽ làm giảm rủi ri thiếu hoặc thừa nguồn cung cấp điện;
+ Tạo mối liên hệ tốt giữa khách hàng sử dụng điện và Điện lực cũng như
các cơ quan điều tiết điện;
+ Tạo điều kiện cho thị trường dịch vụ tiết kiệm năng lượng phát triển.
Nhìn chung, DSM thường được thực hiện thông qua các chương trình
quản lý, các bộ luật của Nhà nước và các tiêu chuẩn thiết bị.
Các giải pháp DSM được thực hiện nhằm đạt được 6 mục tiêu cơ bản như
sau:
a. Cắt giảm đỉnh (hình 1a)
Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phạu tải đỉnh trong các giờ cao
điểm của Hệ thống điện nhằm giảm nhu cầu gia tăng công suất phát và tổn thất
điện năng. Có thể điều khiển dòng điện của khách hàng để giảm đỉnh bằng các
tín hiệu từ xa hoặc trực tiếp từ hộ tiêu thụ. Ngoài ra bằng chính sách giá điện
theo giờ(TOU) cũng có thể đạt được mục tiêu này. Tuy nhiên khi áp dụng biện
pháp này các khách hàng thường được thoả thuận hoặc đượng thông báo trước
để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện.
b. Lấp thấp điểm (hình 1b)
15


Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển dòng điện. Lấp thấp
điểm là tạo thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Điều này đặc biệt hấp dẫn
nếu như giá điện cho các phụ tải dưới đỉnh nhỏ hơn giá trung bình đáng kể.
Phương pháp này thường được áp dụng khi công suất phát thừa được sản xuất
với giá thành hạ. Kết quả là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không
làm tăng công suất đỉnh, tránh được hiện tượng xả nước tại các nhà máy thuỷ
điện hay hơi bị thừa tại các nhà máy nhiệt điện. Có thể lấp thấp điểm bằng cách
xây dựng các nhà máy thuỷ điện tích năng, nạp điện cho acqui, ôtô điện... hay
thiết thực nhất là hỗ trợ giá thấp điện cho khối sản xuất.


Hình 1. Các mục tiêu về dạng đồ thị phụ tải khi thực hiện
các chương trình DSM.
17


1.2 Các mô hình thực hiện DSM
Có ba mô hình về quản lý phụ tải đã được áp dụng tại các nước khác nhau
trên thế giới, nó biểu hiện trạng thái Hệ thống điện mỗi nước, đặc trưng của
Hệ thống điện quốc gia đó.
a. Mô hình những quy tắc
Đây là mô hình được áp dụng chủ yếu ở các nước mà Nhà nước giữ vai trò
điều hoà lớn như Mỹ, Canada cũng như một số nước EU như Đan mạch, Ha Lan.
Với mô hình này, người ta áp dụng hai từ độc quyền để đưa ra các nguyên tắc về
tiêu dùng nhằm đạt được các mục tiêu khi thực hiện DSM. Mô hình này có bốn
đặc trưng chủ yếu sau:
+ Nhà nước uỷ quyền cho các Công ty phân phối để các Công ty này có thể
quản lý phụ tải với chức năng là người đáp ứng phụ tải điện. Các Công ty phân
phối phải thực hiện quản lý phụ tải trên cơ sở định hướng mà nhà nước đã đưa ra
với mục tiêu lợi ích toàn cộng đồng là lớn nhất
+ Để có thể giải quyết các khó khăn gặp phải khi các đơn vị Điện lực thực
hiện công tác quản lý, Nhà nước cần xây dựng một kế hoạch thích hợp giữa khả
năng cung cấp à phụ tải yêu cầu bằng việc buộc các Công ty phân phối điện thực
hiện một chương trình cung cấp vì lợi ích tổng thể đi từ việc phân tích kinh tế
của việc thực hiện DSM sẽ được áp dụng trên bình diện quốc gia.
+ Nhà nước giữ vai trò điều hoà sẽ xây dựng các cơ chế và khuyến khích tài
chính để có thể năng động hoá tính độc quyền của ngành điện khi thực hiện công
việc quản lý phụ tải đối với hộ tiêu thụ.
+ Trong quá trình thực hiện kế hoạch phải có sự tham gia từ phía hộ tiêu thụ,
nhóm các Công ty điện lực phía Nhà nước và các chuyên gia trong lĩnh vực quản

vào hệ thống và hiệu ứng giá.
- Một hệ thống đảm bảo sự kết hợp về mặt kỹ thuật theo những thủ tục
mà phía Nhà nước yêu cầu.
Ưu điểm:
- Sự cạnh tranh trên thị trường điện giúp chỉ ra những chi phí mà hộ tiêu
thụ phải trả cho công suất yêu cầu và lượng điện năng sử dụng.
- Các hộ tiêu thụ tìm cách giảm những chi phí phải trả bằng cách tạo ra sự
cạnh tranh giữa các nhà cung cấp.

19


- Các nhà phân phối buộc phải tiếp xúc với các hộ tiêu thụ nhằm thuyết
phục họ ủng hộ các chương trình DSM nhất là ở những vùng có mật độ
dân cư trung bình hoặc thưa thớt.
1.3 Các công cụ thực hiện DSM
DSM bao gồm một số các cơ chế và công cụ khác nhau nhằm vào việc tăng
cường nhận thức nhằm tác động vào quyết định của khách hàng. Các công cụ
thực hiện DSM bao gồm:
- Thông tin, quảng cáo và tiếp thị (marketing);
- Nghiên cứu và quản lý phụ tải điện;
- Tư vấn và kiểm toán năng lượng miễn phí;
- Lắp đặt các thiết bị tiết kiệm năng lượng miễn phí hay với giá ưu đãi;
- Khuyến khích tài chính như giảm giá hay trợ giá;
- Cho vay lãi suất thấp hoặc không tính lãi;
- Biểu giá mới (tính theo thời gian sử dụng);
- Chào thầu các chương trình DSM.
Những chương trình DSM hiệu quả nhất trên thế giới cho đến nay được xác
định là những chương trình được thực hiện có sự phối hợp giữa các cơ quan
quản lý nhà nước và đơn vị hành chính công. Ở nước ta, DSM có thể bắt đầu