TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
______________________________________________________________
PHẠM THỊ LỆ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA ĐIỆN LỰC
THÀNH PHỐ VĨNH LONG
LUẬN VĂN THẠC SĨ
HÀ NỘI 2015
TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
____________________________________________________________
PHẠM THỊ LỆ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA ĐIỆN LỰC
THÀNH PHỐ VĨNH LONG
Chuyên ngành: Quản lý năng lượng
Mã số: 60340416
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Người hướng dẫn khoa học: VS.GS.TSKH Trần Đình Long
Phạm Thị Lệ
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự
hướng dẫn của VS.GS.TSKH Trần Đình Long, tôi cũng xin cam đoan rằng mọi sự
giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn và các thông tin trích
dẫn trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả
Phạm Thị Lệ
3
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................................... 2
MỤC LỤC .................................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................................. 6
DANH SÁCH CÁC BẢNG .......................................................................................................... 7
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ..................................................................................................... 8
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 10
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN VÀ HIỆN TRẠNG TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG
TRÊN LƯỚI ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ VĨNH LONG ........................................ 13
1.1. Quá trình hình thành và phát triển lưới điện của Điện lực Thành phố Vĩnh Long
1.3.2.2.
1.3.2.3.
1.3.2.4.
Đối với khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng: .................................. 32
Đối với trạm biến áp công cộng: ......................................................................... 33
Đối với khách hàng sử dụng điện: ..................................................................... 33
Đối với trường hợp hư hỏng công tơ: ................................................................. 34
CHƯƠNG 2 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI
ĐIỆN ........................................................................................................................................... 35
2.1. Phương pháp đo trực tiếp: ....................................................................................... 35
2.1.1. Sơ đồ đấu nối đồng hồ đo đếm tổn thất: ................................................................. 35
2.1.2. Cách xác định tổn thất điện năng theo đồng hồ đo đếm tổn thất: ........................... 35
2.2.
Phương pháp đường cong tổn thất: ........................................................................ 36
2.3. Phương pháp thời gian tổn thất công suất cực đại: ............................................... 37
2.3.1. Phương pháp xác định theo τ: ................................................................................. 37
2.3.2. Phương pháp xác định theo τp và τq: ....................................................................... 39
2.3.3. Tính bằng phương pháp 2τ: .................................................................................... 39
2.4.
Phương pháp hệ số phụ tải: ..................................................................................... 40
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU CÁC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG...... 43
3.1. Phần mềm CMIS: ..................................................................................................... 43
3.1.1. Khai báo chỉ số công tơ: ......................................................................................... 43
3.1.2. Lập lịch ghi chỉ số đầu nguồn: ................................................................................ 44
4.3.1.2. Tính dung lượng bù theo phần mềm đọc trực tuyến Appmeter - Shortent: ........ 73
4.3.1.3. Giải pháp bù năm 2015 và giai đoạn 2016 - 2020 : ............................................ 74
4.3.2. Đặt đầu phân áp hợp lý tại các TBA: ...................................................................... 78
4.3.3. Bố trí mạch vòng hợp lý trên lưới 22kV: ................................................................ 79
4.3.3.1. Phương án khép vòng khi 2 MBA 110k–40MVA vận hành độc lập:................. 79
4.3.3.2. Phương án khép vòng khi 2 MBA 110kV–40MVA vận hành song song: ......... 81
4.3.4. Xây dựng hạ tầng vận hành tiên tiến: ..................................................................... 82
4.3.5. Sửa chữa, cải tạo và xây dựng mới lưới điện:......................................................... 83
4.3.5.1. Tiêu chí sử dụng nguồn vốn sửa chữa lớn: ......................................................... 83
4. 4. Các giải pháp quản lý: .............................................................................................. 85
4.4.1. Quản lý hệ thống đo đếm điện năng: ...................................................................... 85
4.4.2. Quản lý thương mại: ............................................................................................... 86
4. 5. Phương pháp đánh giá hiệu quả của các dự án đầu tư: ........................................ 87
4.5.1. Quy đổi các chỉ tiêu kinh tế của dự án: ................................................................... 87
4.5.2. Các chỉ tiêu kinh tế thường dùng để đánh giá hiệu quả tài chính của dự án: ......... 88
4.5.3. Ví dụ minh họa: ...................................................................................................... 88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 96
PHỤ LỤC : ................................................................................................................................ 98
6
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
HTĐ
: Hệ thống điện.
HĐKD
REC
: Recloser.
LBS
: Máy cắt phụ tải.
LBFCO
: Dao cắt tải.
EVN
: Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
SPC
: Tổng công ty Điện lực Miền Nam.
CTy
: Công ty.
ĐLTPVL : Điện lực thành phố Vĩnh Long.
UBND
: Uỷ ban nhân dân.
TP
8
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Phát triển đường dây trung áp giai đoạn 2005-2014 .......................................15
Hình 1.2: Phát triển đường dây hạ áp giai đoạn 2005 - 2014 ..........................................17
Hình 1.3: Các loại trạm biến áp phân phối .....................................................................19
Hình 1.4: Phát triển số lượng trạm biến áp giai đoạn 2005-2014....................................20
Hình 1.5: Phát triển dung lượng trạm biến áp giai đoạn 2005-2014 ............................... 22
Hình 1.6 : Tăng trưởng điện thương phẩm giai đoạn 2005-2014 ....................................24
Hình 1.7: Các thành phần tổn thất điện năng giai đoạn 2005-2014 ................................ 25
Hình 1.8: Một số hình ảnh về vi phạm của khách hàng. .................................................29
Hình 2.1: Biểu đồ tổn thất điện năng ...............................................................................36
Hình 3.1: Màn hình giao diện chức năng khai báo sổ ghi chỉ số.....................................43
Hình 3.2: Màn hình giao diện chức năng lập lịch ghi chỉ số đầu nguồn ......................... 44
Hình 3.3: Màn hình giao diện chức năng khai báo điểm đo đầu nguồn .......................... 45
Hình 3.4: Màn hình giao diện chức năng treo tháo điểm đo đầu nguồn ......................... 46
Hình 3.5: Màn hình giao diện chức năng xây dựng cây tổn thất .....................................47
Hình 3.6: Màn hình giao diện chức năng mối quan hệ điểm đo đầu nguồn .................... 48
Hình 3.7: Màn hình giao diện chức năng nhập chỉ số đầu nguồn ...................................49
Hình 3.9: Màn hình giao diện chức năng báo cáo kết quả tính toán tổn thất ..................51
Hình 3.10: Mẫu báo cáo tổn thất điện năng trạm công cộng ...........................................51
Hình 3.11: Mẫu báo cáo tổn thất điện năng truyền tải và phân phối ............................... 52
Hình 3.12: Mẫu báo cáo tổn thất điện năng các xuất tuyến.............................................52
Hình 3.13: Mẫu báo cáo tổn thất điện năng toàn đơn vị..................................................53
Hình 3.14: Mẫu báo cáo giao nhận điện năng và tổn thất lũy kế ....................................53
Hình 3.15: Mẫu báo cáo giao nhận điện năng và tổn thất tháng .....................................54
Hình 3.16: Màn hình giao diện của chương trình PSS/ADEPT 5.0 ............................. 55
Hình 3.17: Diagram toolbar của chương trình PSS/ADEPT 5.0 ..................................56
được xây dựng tại nơi có các nguồn năng lượng để đảm bảo tính kinh tế và trong
sạch về môi trường. Do đó, xuất hiện vấn đề tải điện đi xa và phân phối điện đến nơi
tiêu thụ. Quá trình truyền tải và phân phối điện năng làm phát sinh tổn thất điện năng
khá lớn, đây là một bộ phận cấu thành chi phí quan trọng của giá điện. Như vậy, giải
pháp giảm tổn thất điện năng là một trong những mục tiêu hàng đầu của ngành điện
Việt Nam nhằm giảm giá thành điện. Giảm tổn thất điện năng còn là một biện pháp
quan trọng mang lại hiệu quả kinh tế cao không chỉ đối với ngành điện mà còn đối
với toàn xã hội.
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Giảm tổn thất là một trong những mục tiêu quan trọng trong sản xuất kinh doanh
điện. Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đặt mục tiêu phải giảm tỷ lệ tổn thất điện
năng đến mức thấp nhất có thể. Cụ thể trong năm 2015 toàn hệ thống điện Việt Nam
phải đạt mức tổn thất dưới 8,0%.
Thực hiện mục tiêu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam, các đơn vị thành viên trực
thuộc Tập đoàn đều phải có trách nhiệm giảm tổn thất điện năng trên phần lưới điện
thuộc đơn vị quản lý. Đây cũng là một trong những biện pháp tối ưu hóa chi phí mà
EVN đặt ra hiện nay và những năm tiếp theo. Do đó cần phải nghiên cứu, đưa ra các
giải pháp giảm tổn thất điện năng phù hợp với từng khu vực của đơn vị.
Trong những năm gần đây nhu cầu về điện tăng cao, trong khi đó hệ thống lưới
điện đã vận hành lâu năm, xây dựng chắp vá chưa theo kịp quy hoạch, chưa đáp ứng
được yêu cầu về chất lượng cung cấp điện dẫn đến tổn thất điện năng cao. Do vậy, cần
thiết phải tính toán đưa ra các giải pháp giảm tổn thất tối ưu nhằm đáp ứng yêu cầu cung
cấp điện an toàn, ổn định, liên tục và chất lượng tốt để phục vụ chính trị, an ninh quốc
11
phòng, phát triển kinh tế xã hội và nhu cầu sinh hoạt của nhân dân cả nước nói chung và
trên địa bàn Thành phố Vĩnh Long nói riêng.
12
thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi về chất lượng điện năng đồng thời tiết
kiệm chi phí đầu tư cho sản xuất, truyền tải và phân phối điện.
6. Bố cục của luận văn.
Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, nội dung của Luận văn được giới thiệu trong 4
chương:
- Chương 1: Giới thiệu về lưới điện và hiện trạng tổn thất điện năng trên lưới điện của
Điện lực Thành phố Vĩnh Long.
- Chương 2: Các phương pháp xác định tổn thất điện năng trên lưới điện.
- Chương 3: Giới thiệu các phần mềm phân tích tổn thất điện năng.
- Chương 4: Các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện của Điện lực Thành
phố Vĩnh Long.
13
CHƯƠNG 1 :
GIỚI THIỆU VỀ LƯỚI ĐIỆN VÀ HIỆN TRẠNG TỔN
THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC
THÀNH PHỐ VĨNH LONG
1.1. Quá trình hình thành và phát triển lưới điện của Điện lực Thành phố
Vĩnh Long giai đoạn (2004–2014) và định hướng 5 năm tới (2015–2020):
Lưới điện trung, hạ áp thuộc Điện lực Thành phố Vĩnh Long trong 10 năm qua
(2004–2014) đã phát triển vượt bậc. Năm 2004 phụ tải của Điện lực Thành phố Vĩnh
3xAC240+336MCM
(1,11km);
3xAC185+AC120
(2,71km); cáp ngầm EXV 240 (0,36km); 3xAC185+AC120 (1,45km), với tổng chiều
dài 7,03km.
- Tuyến 474: Đi vùng ngoại ô TP Vĩnh Long cấp điện cho phường 8, các xã
Trường An, Tân Ngãi. Đường dây có nhiều tiết diện khác nhau trên đường trục, cụ thể
là 3xAC240+AC185 (1,86km); 3xAC240+AC120 (2,08km); 3xAC185+AC120
(4,16km), với tổng chiều dài 8,1km.
- Tuyến 476: Đi bên phải Quốc lộ 1A hướng về TX Bình Minh, đồng thời cấp điện
cho Khu công nghiệp Hòa Phú. Đường dây có tiết diện dây là 3xAC240+AC120, với
chiều dài 12,06 km.
- Tuyến 478: Đi bên trái Quốc lộ 1A hướng về TX Bình Minh, đồng thời cấp điện
cho Khu công nghiệp Hòa Phú, có tiết diện dây là 3xAC185+AC95, với chiều dài
11,63km.
- Tuyến 480 : Đi trong nội ô và ngoại ô TP Vĩnh Long cấp điện cho phường 2,
phường 9 và các xã Trường An, Tân Ngãi, Tân Hòa, Tân Hội. Đường dây có nhiều tiết
diện dây khác nhau là 3xAsXV185+336MCM (3,34km); 3xAC185+AC120 (1,35km);
3xAC185+2xAC120 (2,46km); 3xAC185+2xAC120 (2,71); 3xAC120+2xAC120
(3,39km), với tổng chiều dài 13,25km.
Sơ đồ đơn tuyến lưới điện trung áp của Điện lực TP Vĩnh Long (xem phụ lục 1)
Bảng 1.1: Chiều dài đường dây trung áp giai đoạn 2005-2014 (km)
2005
2006
266
269
TSĐL
218
222
227
229
230
232
237
243
246
248
TSKH
13
- Trên đường trục của một số phát tuyến 479, 472, 474, 480 có nhiều tiết diện khác
nhau.
- Hai máy cắt của phát tuyến 473 và 477 còn ở chế độ dự phòng, chưa được xây
dựng đường dây trung áp 22kV để đấu nối.
- Khối lượng đường dây gần như được lắp đầy, do đó tỉ lệ phát triển hàng năm
thấp. Sau 10 năm khối lượng đường dây tăng trưởng chỉ 16,45%, trong đó khối lượng
đường dây thuộc tài sản Điện lực tăng 13,76 % và tải sản khách hàng tăng 61,54%.
- Khối lượng đường dây thuộc tài sản khách hàng tuy tăng với tỉ lệ cao hơn đường
dây của Điện lực, nhưng chiếm tỉ trọng rất thấp chỉ 7,81%.
b. Định hướng phát triển lưới điện trung áp giai đoạn 2015 - 2020:
Giai đoạn 2015–2020 khối lượng đường dây trung áp tiếp tục tăng, nhưng tỷ lệ
tăng không cao, cụ thể như sau [23]:
- Cuối năm 2015, TBA 110kV khu công nghiệp Hòa Phú sẽ đưa vào vận hành, do
đó khối lượng đường dây trung áp xây dựng mới khoảng 5,4km. Đồng thời cải tạo lưới
điện tiếp nhận đề án giảm sự cố vốn vay Ngân hàng tái thiết Đức (KfW) khoảng 2,5km.
16
Đường dây trung áp thuộc tài sản khách hàng chủ yếu là những nhánh rẽ từ lưới Điện
lực đến TBA khách hàng khoảng 1,2km.
- Giai đoạn 2016–2017, TBA 110kV Cổ Chiên vào vận hành, do đó khối lượng
đường dây trung áp mới xây dựng ở khu vực Điện lực TP Vĩnh Long quản lý khoảng
4,5km. Đồng thời đề án cải tạo lưới điện thành phố, thị xã, thị trấn bằng nguồn vốn vay
Ngân hàng tái thiết Đức (KfW) khoảng 4,2km. Đường dây trung áp thuộc tài sản khách
hàng chủ yếu là những nhánh rẽ từ lưới Điện lực đến TBA khách hàng, hàng năm
khoảng 1,5km.
- Giai đoạn 2018–2020, Thành phố Vĩnh Long sẽ phát triển lên đô thị loại 2 theo
Nghị quyết của Tỉnh Ủy, nên sẽ có nhiều con đường và khu phố được xây dựng, đồng
thời thực hiện mục tiêu Công nghiệp hóa, hiện đại hóa theo Nghị quyết của TW nên
338,1
TSĐL
248
255,9
259,9
264,6
277,8
291,7
306,3
TSKH
21
22,2
23,7
25,2
27,2
2014
Tổng
292
332
341
354
367
373
387
394
407
436
TSĐL
119
184
86
68
59
28
L(km)
Năm
Hình 1.2: Phát triển đường dây hạ áp giai đoạn 2005 - 2014
a. Nhận xét:
- Nhìn chung các đường trục hạ áp 0,4kV Điện lực TP Vĩnh Long đang quản lý
đều có bán kính tối đa là 0,6km.
- Tiết diện dây dẫn đối với các đường trục hạ áp khu vực nội ô thành phố cơ bản
đáp ứng nhu cầu cấp điện, tuy nhiên đối với nhánh rẽ vào các hẻm vẫn còn sử dụng
nhiều loại dây khác nhau như AV50 mm2, AV35 mm2, CV38 mm2, CV22 mm2, CV14mm2
- Các đường trục hạ áp khu vực ngoại ô hầu như sử dụng dây nhôm bọc đã vận
hành lâu năm, có tiết diện nhỏ cần có kế hoạch cải tạo, sửa chữa.
- Trong 10 năm khối lượng đường dây hạ áp tăng trưởng 49,32%, trong đó khối
lượng đường dây tài sản Điện lực tăng cao 242,86 % và tải sản khách hàng giảm
83,82%. Lý do chủ yếu là Điện lực đã tiếp nhận tài sản lưới điện nông thôn từ các tổ
điện tự quản của dân.
18
Tổng
436
454,0
454,0
464,6
499,4
536,9
577,2
TSĐL
408
430,5
454,0
464,6
499,4
536,9
TBA loại đặt trên giàn
Hình 1.3: Các loại trạm biến áp phân phối
TBA loại tự đứng
TBA loại đặt dưới nền
20
1.1.2.1. Số lượng trạm biến áp: Số lượng trạm biến áp giai đoạn 2005-2014 được
thống kê theo bảng sau [8]:
Bảng 1.5: Số lượng trạm biến áp giai đoạn 2005–2014 (trạm)
2005
2006
2007 2008 2009 2010
2011
2012 2013 2014
Tổng
856
887
472
487
492
TSKH
463
481
475
468
473
477
481
526
562
569
Trạm
2017
2018
2019
2020
Tổng
1061
1114
1176
1224
1325
1436
1555
TSĐL
492
520
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
Tổng
109,3
118,7
121,6
123,5
124,7
89,2
89,7
90,4
90,9
90,9
91,9
84,9
93,5
95
22
S(MVA)
Năm
Hình 1.5: Phát triển dung lượng trạm biến áp giai đoạn 2005-2014
a. Nhận xét:
- Nhìn chung dung lượng trạm biến áp tăng, giảm theo từng giai đoạn phụ thuộc
vào tình hình tăng trưởng kinh tế tại địa phương, giai đoạn 2012-2014 dung lượng tăng
dung lượng TBA tài sản Điện lực sẽ tăng 7,5%/năm và tài sản khách hàng tăng
9%/năm.
Bảng 1.8: Dung lượng TBA dự kiến phát triển giai đoạn 2015-2020 (MVA)
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Tổng
142,3
151,8
162,3
175,0
189,9
206,0
136,2
148,4
1.1.3. Nhu cầu phụ tải:
Bảng 1.9: Điện thương phẩm giai đoạn 2005–2014 (triệu kWh)
Sản lượng
Tỉ lệ tăng (%)
2005 2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
113
4,64
5,24
6,51