- Phan Vũ Đông Quân PHAN Vũ ĐÔNG QUÂN ĐáNH GIá TáC ĐộNG CủA DSM ĐếN Hệ THốNG CUNG CấP ĐIệN KCN ĐIệN NAM - ĐIệN NGọC ngành : hệ thống điện luận văn thạc sĩ kỹ thuật Quảng Nam – Năm 2008 2 bộ giáo dục và đào tạo tr−ờng đại học bách khoa hà nội. - Phan Vũ Đông Quân ĐáNH GIá TáC ĐộNG CủA DSM ĐếN Hệ THốNG CUNG CấP ĐIệN KCN ĐIệN NAM - ĐIệN NGọC Chuyên ngành : Hệ Thống Điện luận văn thạc sĩ kỹ thuật ng−ời h−ớng dẫn khoa học : TS TRầN VINH TịNH Quảng Nam – 2008 3LờI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, trên cơ sở vận dụng lý thuyết “Một số vấn đề về Quy hoạch, thiết kế và vận hành các hệ thống cung cấp điện đô thị” của PGS, TS Đặng Quốc Thống và sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện của TS Trần Vinh Tịnh. - Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và ch−a từng đ−ợc công bố trong bất kỳ tài liệu nào khác. - Lý do chọn đề tài 2. - Mục đích nghiên cứu của đề tài 3. - Đối t−ợng và phạm vi nghiên cứu 4. - ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ch−ơng 1 - Tổng quan về Hệ thống cung cấp điện và Quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng 1.1. - Tổng quan về hệ thống cung cấp điện 1.2. - Đặc điểm phụ tải 1.3. - Tổng quan về Quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng 1.4. - Tổng quan công tác nghiên cứu Ch−ơng 2 – Bài toán lựa chọn thông số cấu trúc của hệ thống cung cấp điện 2.1. - Lựa chọn các thông số cấu trúc HTCCĐ theo giản đồ khoảng chia kinh tế sử dụng hàm chi phí vòng đời 2.3. - Tính toán lựa chọn thông số cấu trúc l−ới điện hạ áp 2.3.1. - Lựa chọn công suất hợp lý TBAPP 2.4. - Tính toán lựa chọn thông số cấu trúc l−ới điện trung áp Trang . - Tính toán chiều dài toàn bộ ĐDTA 2.4.2. - Lựa chọn thiết diện ĐDTA theo giản đồ khoảng chia kinh tế 2.4.3. - Giản đồ khoảng chia kinh tế lựa chọn công suất TBATG Ch−ơng 3 - Đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu KTKT khi áp dụng DSM trong HTCCĐ sẵn có 3.1. - Mô phỏng sự biến đổi của ĐTPT d−ới tác động của DSM và các giả thiết 3.1.1 Đặc tr−ng của sự biến đổi ĐTPT d−ới tác động DSM 3.1.2. - Biến đổi đẳng trị ĐTPT 3.1.4. - Mô phỏng sự thay đổi của đồ thì phụ tải d−ới tác động của DSM dựa trên ĐTPT thời gian kéo dài biến đổi đẳng trị 3.2. - Đánh giá tác động của DSM đối với TTĐN 3.2.1. - Xác định đ−ờng cong tổn thất công suất 3.2.3. - Sự thay đổi TTĐN ngày d−ới tác dụng của DSM 3.2.4. - Hiệu quả tác động của DSM đến tổn thất điện năng 3.3. - Đánh giá tác động của DSM đến suất đầu t− công suất đặt và suất chi phí cung cấp điện năng 3.3.1. - Tác động của DSM đến suất đầu t− công suất đặt 3.3.2. - Tác động của DSM đến suất chi phí cung cấp điện năng 3.3.2.1. - Hàm chi phí cung cấp điện năng 3.3.2.2. - Tổng chi phí cung cấp điện năng khi không có tác động của DSM 3.3.2.3. - Tổng chi phí và suất chi phí cung cấp điện năng khi có tác động của DSM 3.3.2.4. - Hiệu quả thay đổi suất chi phí cung cấp điện năng 3.4. - Sơ đồ khối các b−ớc đánh giá tác động của DSM đối với các chỉ tiêu KTKT của HTCCĐ sẵn có Ch−ơng 4 - áp dụng đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu KTKT trong HTCCĐ KCN ĐN-ĐN giai đọan 1 4.1. - Giới thiệu sơ l−ợc KCN ĐN-ĐN 4.2. - Khái quát HTCCĐ cho KCN ĐN-ĐN 4.3. - Trình tự các b−ớc đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu KTKT trong HTCCĐ KCN ĐN-ĐN giai đọan 1 4.4. - Xuất tuyến 473 – E 153 4.4.3. - Xuất tuyến 475 – E 153 4.4.4. - Xuất tuyến 477 – E 153 4.5. - Kết quả tính toán 4.5.1. - Xuất tuyến 473 – E 153 4.5.2. - Xuất tuyến 475 – E 153 4.5.3. - Xuất tuyến 477 – E 153 4.6. - Kết luận Kết luận và h−ớng nghiên cứu tiếp theo 1. - H−ớng nghiên cứu tiếp theo TàI LIệU THAM KHảO PHụ LụC Phụ lục 1 : Danh mục phụ tải các xuất tuyến TBA 110KV ĐNĐN Phụ lục 2 : Sơ đồ nguyên lý các xuất tuyến TBA 110KV ĐN-ĐN Phụ lục 3 : Sơ đồ mặt bằng ĐD và TBA KCN ĐN-ĐN Phụ lục 4 : Các đồ thị kết quả 1. - Xuất tuyến 473 – E 153 2. - Xuất tuyến 475 – E 153 3. - Xuất tuyến 477 – E DANH MụC CáC Ký HIệU, CáC CHữ VIếT TắT TT Nội dung, tên Viết tắt Chi phí cung cấp điện năng của l−ới điện hằng năm Chi phí quản lý vận hành và bảo d−ỡng hằng năm Chi phí tổn thất điện năng hăng năm Chi phí vòng đời của toàn bộ l−ới hạ áp Chi phí vòng đời của toàn bộ l−ới trung áp Chi phí vòng đời đ−ờng dây rẽ nhánh Chi phí vòng đời đ−ờng dây trục chính Chi phí vòng đời của đ−ờng dây trung áp Chi phí vòng đời của 1 km chiều dài ĐDTA Chi phí vòng đời của 1 trạm biến áp trung gian Chiều dài giữa 2 hộp cáp rẽ nhánh gần nhất Chiều dài hợp lý đ−ờng dây rẽ nhánh Chiều dài hợp lý đ−ờng dây trục chính Chiều dài trung bình đ−ờng dây rẽ nhánh Công suất đặt tính toán Công suất định mức trạm biến áp phân phối Công suất trạm biến áp trung gian Công suất đỉnh sau khi có tác động DSM Diện tích khu vực phụ tải đ−ợc cấp điện thực tế Điện Nam - Điện Ngọc WHTĐ0 CVHLĐ0 CTT0 WHA WTA Wl WL WĐDTA W0L WBTG0 lkc lOP LOP ltb Ptt SBPP SBTG Pmax’ d’ ĐN-ĐN Điện năng ngày Đồ thị phụ tải Đ−ờng dây hạ áp Đ−ờng dây trung áp Đ−ờng dây trục chính Đ−ờng dây rẽ nhánh Giá điện năng bình quân Hệ thống cung cấp điện Hệ số điền kín Hệ số đồng đều Hệ số đồng thời Hệ số đ−ờng cong tổn thất Hệ số không đồng đều Hệ số quá tải máy biến áp Hệ số quy đổi thời gian t−ơng đ−ơng từ chi phí ban đầu về chi phí hằng năm Hệ số quy đổi thời gian t−ơng đ−ơng từ chi phí hằng năm về chi phí ban đầu Hiệu quả giảm suất chi phí cung cấp điện năng Hiệu quả thay đổi tổn thất điện năng Lãi suất hằng năm L−ợng giảm công suất đỉnh Angày ĐTPT ĐDHA ĐDTA ĐDTC ĐDRN cE HTCCĐ Kđk Kđđ Kđt a, b Kkđđ Kqt (A/P,i,n) (P/A,i,n) rPCE . - rA i% δPmax L−ợng giảm điện năng đỉnh Mật độ phụ tải tính toán Khu công nghiệp Kinh tế kỹ thuật Quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng Số lộ ra 1 trạm biến áp phân phối Số l−ợng trạm biến áp phân phối Suất chi phí cung cấp điện năng khi có DSM Suất đầu t− công suất đặt trung bình hằng năm có DSM Thiết diện đ−ờng dây trung áp Thời gian ứng với công suất cực đại Thời gian ứng với công suất cực tiểu Tốc độ tăng tr−ởng trung bình của phụ tải hằng năm Tổn thất điện năng Tổn thất điện năng ngày Tổng chiều dài đ−ờng dây trung áp Trạm biến áp phân phối Trạm biến áp trung gian Vốn đầu t− hệ thống cung cấp điện Xuất tuyến ∆Ađ σtt KCN KTKT DSM Nlộ NB CEtb’ CPtb’ FTA Tmax Tmin ξ% TTĐN ∆Angày LTA∑ TBAPP TBATG KHTĐ XT 10DANH MụC CáC biểu, bảng TT Tên bảng Ký hiệu Các thông số của ĐTPT ngày của XT 473 – E 153 Các thông số của ĐTPT ngày của XT 475 – E 153 Các thông số của ĐTPT ngày của XT 477 – E 153 Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của ĐTPT XT 473 – E 153 Kết quả tính toán đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng ngày của XT 473 – E 153 Kết quả đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của XT 473 – E 153 Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của ĐTPT XT 475 – E 153 Kết quả tính toán đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng ngày của XT 475 – E 153 Kết quả đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của XT 475 – E 153 Quan hệ giữa δPmax và ∆Ađ của ĐTPT XT 477 – E 153 Kết quả tính toán đánh giá tác động của DSM đến tổn thất điện năng ngày của XT 477 – E 153 Kết quả đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của XT 477 – E 153 Kết luận chung về tác động của DSM Bảng 4.1 Bảng 4.2 Bảng 4.3 Bảng 4.4 Bảng 4.5 Bảng 4.6 Bảng 4.7 Bảng 4.8 Bảng 4.9 Bảng 4.10 Bảng 4.11 Bảng 4.12 Bảng 4.13 11DANH MụC CáC hình vẽ, đồ thị TT tên hình vẽ, đồ thị Ký hiệu Các loại ĐTPT : thông th−ờng . - kéo dài tuyến tính Các dạng tiệm cận tuyến tính 2 đọan của biến đổi đẳng trị ĐTPT thời gian kéo dài Mô phỏng biến đổi của ĐTPT thời gian kéo dài theo δPmax Xác định ∆Ađ theo δPmax dựa trên biến đổi của ĐTPT Biểu đồ phụ tải và Dạng biến đổi ĐTPT của XT 473–E 153 Biểu đồ phụ tải và Dạng biến đổi ĐTPT của XT 475–E 153 Biểu đồ phụ tải và Dạng biến đổi ĐTPT của XT 477–E 153 Các đồ thị kết quả của XT 473 – E 153 Các đồ thị kết quả của XT 475 – E 153 Các đồ thị kết quả của XT 477 – E 153 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 – Hình 4.16 Hình 4.17 –Hình 4.29 Hình 4.30 – Hình 4.42 12CHƯƠNG Mở ĐầU 1. - Lý do chọn đề tài : Trong các năm qua, nhu cầu sử dụng điện đã gia tăng nhanh chóng, trong giai đọan tốc độ tăng điện th−ơng phẩm toàn quốc là 14,5%, riêng tỉnh Quảng Nam có tốc độ tăng điện th−ơng phẩm bình quân 17,5%/năm “Nguồn : Điện lực Quảng Nam 2008”. - Nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng, ngành điện đã tập trung đầu t− rất nhiều để phát triển hệ thống điện. - Mặc dù vậy, tại các giờ cao điểm, hệ thống điện vẫn bị quá tải, đặc biệt vào mùa khô. - Để có thể quản lý đ−ợc tăng tr−ởng nhu cầu điện năng và giảm sức ép về vốn đầu t−, áp dụng ch−ơng trình DSM là một trong các giải pháp cần thiết. - Hiện nay, hầu hết các hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) đô thị nói chung và cho các khu công nghiệp (KCN) nói riêng đ−ợc thiết kế đều ch−a xét đến tác động của DSM nên chất l−ợng cung cấp điện ch−a đ−ợc cải thiện tốt hơn cũng nh− làm tăng chi phí đầu t−. - Do đó cần đánh giá lại tác động của DSM đối với l−ới địên hiện trạng cũng nh− khi thiết kế mới. - Khi áp dụng DSM trong HTCCĐ KCN, bên cạnh những lợi ích chung đối với toàn bộ hệ thống điện nh− điều khiển và kiểm soát sự phát triển của nhu cầu điện năng, giảm sức ép vốn đầu t− nguồn cũng nh− l−ới truyền tải điện,…DSM cũng làm thay đổi các thông số thiết kế và vận hành của HTCCĐ. - Do vậy, việc đánh giá tác động của DSM đến vấn đề thiết kế và vận hành của HTCCĐ là yêu cầu cần thiết khi nghiên cứu ứng dụng DSM 2. - Mục đích nghiên cứu của đề tài : Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật (KTKT) của l−ới điện KCN Điện Nam - Điện Ngọc (ĐN-ĐN) giai đoạn 1 thay đổi d−ới tác động của DSM. - Nội dung của đề tài, các vấn đề cần giải quyết : 13- Thu thập số liệu hiện trạng của HTCCĐ KCN ĐN-ĐN giai đoạn 1, xây dựng cấu trúc l−ới điện lý t−ởng và xác định mật độ phụ tải tính toán. - Tính toán các chỉ tiêu KTKT và xây dựng đ−ờng cong tổn thất công suất của l−ới điện lý t−ởng khi không xét đến tác động của DSM - Tính toán tổn thất điện năng (TTĐN. - chi phí TTĐN , suất đầu t− công suất đặt , chi phí đầu t− hằng năm và chi phí tiết kiệm đ−ợc nhờ trì hoãn đầu t− công suất đặt, chi phí cung cấp điện năng, suất chi phí cung cấp điện hằng năm theo các đặc tr−ng tác động của DSM. - Kết luận tác động của DSM thông qua các đồ thị kết quả. - Đối t−ợng và phạm vi nghiên cứu : 3.1. - Đối t−ợng nghiên cứu của đề tài là l−ới điện phân phối KCN, gồm đ−ờng dây trung áp (ĐDTA) 22 KV và các trạm biến áp phân phối (TBA PP) 22/0,4 KV. - Phạm vi nghiên cứu của đề tài giới hạn trong hệ thống cung cấp điện cho KCN ĐN-ĐN giai đọan 1 đã có sẵn. - ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài : Việc đánh giá tác động của DSM đến các chỉ tiêu KTKT của HTCCĐ KCN ĐN-ĐN giúp chúng ta xác định đ−ợc giá trị làm lợi khi áp dụng DSM, từ đó so sánh để lựa chọn đ−ợc mức độ đầu t− thích hợp để thực hiện DSM. - Trên cơ sở tính toán cho KCN ĐN-ĐN, chúng ta có thể mở rộng áp dụng cho các KCN, khu đô thị khác ở Quảng Nam. - 14CHƯƠNG 1 TổNG QUAN Hệ THốNG CUNG CấP ĐIệN Và QUảN Lý NHU CầU TIÊU THụ ĐIệN NĂNG 1.1. - Tổng quan về hệ thống cung cấp điện : Trong hệ thống điện, l−ới điện có thể phân loại nh− sau [1. - L−ới hệ thống : bao gồm các đ−ờng dây tải điện và trạm biến áp khu vực, nối liền các nhà máy điện tạo thành hệ thống điện, cấp điện áp từ 220 KV ữ 500 KV. - L−ới truyền tải : L−ới điện có nhiệm vụ truyền tải điện năng từ các trạm khu vực đến các trạm trung gian, cấp điện áp 110 KV ữ 220 Kv, không trực tiếp tham gia phân phối điện năng. - Tuy nhiên, có những phụ tải công nghiệp công suất lớn thì có thể dùng l−ới 110 KV để cấp trực tiếp đến hộ tiêu thụ. - L−ới điện phân phối : L−ới điện có nhiệm vụ cung cấp điện trực tiếp cho các phụ tải từ các trạm trung gian, cấp điện áp < 110 KV, bao gồm l−ới trung áp, TBA phân phối và l−ới hạ áp. - Do đặc điểm lịch sử để lại, l−ới trung áp hiện đang tồn tại nhiều cấp điện áp: 35 KV, 22 KV, 15 KV, 10 KV và 6 KV. - Trong quy hoạch dài hạn, l−ới trung áp n−ớc ta đang dần định h−ớng sử dụng ở cấp điện áp 22 KV. - L−ới điện đô thị : Cấp điện cho sinh hoạt, công sở, các cơ sở phục vụ đô thị, dịch vụ là chính, công nghiệp chiếm tỷ lệ nhỏ. - Mật độ phụ tải tập trung cao và t−ơng đối đồng đều, công suất phụ tải lớn. - Thời gian sử dụng công suất cực đại lớn (Tmax), có thể đến h. - 15- L−ới điện địa ph−ơng (mạng nông thôn. - Cấp điện cho sinh hoạt và dịch vụ, công nghiệp nhỏ phục vụ nghề nông, chủ yếu là ánh sáng sinh hoạt. - Mật độ phụ tải nhỏ, Tmax bé khoảng 500 - 2500h. - L−ới điện công nghiệp : Cung cấp điện cho các xí nghiệp tại các khu công nghiệp, cụm công nghiệp. - Phân bố trên diện tích hẹp hơn, mật độ phụ tải cao, l−ợng điện năng tiêu thụ lớn, Tmax khoảng h, thời gian làm việc nhiều, ít có tính chất thời vụ. - Trong đề tài này, chỉ đề cập đến l−ới điện công nghiệp và giới hạn ở cấu trúc đ−ờng dây trung thế 22 kV và TBA phân phối 22/0,4 KV. - Đặc điểm của phụ tải [8. - Phụ tải có đặc điểm là th−ờng biến đổi liên tục theo thời gian trong ngày, theo ngày, theo mùa trong năm và theo xác suất đóng cắt phụ tải một cách ngẫu nhiên. - Sự phân bố không đều này là do giờ giấc và thói quen sinh họat, do cách thức tổ chức sản xuất, sự thay đổi thời tiết,…Sự chêch lệch cao thấp điểm của phụ tải dẫn đến vận hành hệ thống khó khăn, gây quá tải cho nguồn, l−ới điện trong giờ cao điểm, có thể dẫn đến sự cố và ng−ợc lại gây nên tình trạng vận hành không kinh tế trong giờ thấp điểm, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống luôn biến động trong giới hạn rộng. - Vì vậy vấn đề áp dụng kỹ thuật điều khiển quản lý nhu cầu điện năng là rất cần thiết. - Tổng quan về Quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng : Quản lý nhu cầu tiêu thụ điện năng (DSM - Demand - Side management) đ−ợc định nghĩa :”DSM là tập hợp các giải pháp kỹ thuật - công nghệ - kinh tế - xã hội nhằm quản lý và sử dụng điện năng một cách hiệu quả và hợp lý nhất, đồng thời cải thiện biểu đồ phụ tải để đạt hiệu quả sản xuất năng l−ợng tốt hơn” [8]. - DSM đ−ợc xây dựng dựa trên hai chiến l−ợc chủ yếu sau [4]: 16- Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng ở các hộ dùng điện : Gồm 2 giải pháp Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao và Giảm thiểu sự tiêu phí năng l−ợng một cách vô ích. - Điều khiển nhu cầu tiêu dùng điện năng cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất. - Chuyển dịch phụ tải . - Biểu đồ phụ tải linh hoạt. - Vì DSM là một tập hợp các giải pháp công nghệ, kinh tế - xã hội rất đa dạng nên nghiên cứu ứng dụng DSM cũng rất đa dạng. - Một trong những nội dung rất quan trọng khi nghiên cứu ứng dụng DSM là đánh giá tiềm năng tác động của DSM. - Riêng đối với quản lý hệ thống điện, ứng dụng DSM làm biến đổi ĐTPT và do đó sẽ tác động đến quá trình thiết kế và vận hành toàn bộ hệ thống điện bao gồm phần nguồn, phần hệ thống truyền tải điện và hệ thống cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện nối trực tiếp với phụ tải nên các giải pháp DSM đ−ợc áp dụng trong khu vực này chiếm một tỷ lệ lớn của ứng dụng DSM. - Tổng quan công tác nghiên cứu : Quá trình tác động của DSM đến các chỉ tiêu KTKT có thể chia thành 2 giai đọan : Tác động của DSM làm biến đổi phụ tải và quá trình biến đổi phụ tải tác động đến các chỉ tiêu KTKT của HTCCĐ.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt