Quy hoạch cải tạo hệ thống P11

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:56

0
143
lượt xem
90
download

Quy hoạch cải tạo hệ thống P11

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đồ án tốt nghiệp DSM Chuyên đề : Chương trình PHẦN II CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG DSM CHƯƠNGI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DSM (DEMAND SIDE MANAGEMENT) 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển của nhu cầu sử dụng điện năng gắn liền với sự phát triển kinh tế xã hội. Từ những năm đầu của thế kỷ 20, vấn đề sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng đã được các nước phát triển quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt, kể từ khi nền kinh tế thế giới chịu những tác động nặng nề của cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Quy hoạch cải tạo hệ thống P11

  1. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM PHẦN II CHƯƠNG TRÌNH QUẢN LÝ NHU CẦU ĐIỆN NĂNG DSM CHƯƠNGI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DSM (DEMAND SIDE MANAGEMENT) 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển của nhu cầu sử dụng điện năng gắn liền với sự phát triển kinh tế xã hội. Từ những năm đầu của thế kỷ 20, vấn đề sử dụng hiệu quả và tiết kiệm năng lượng đã được các nước phát triển quan tâm nghiên cứu. Đặc biệt, kể từ khi nền kinh tế thế giới chịu những tác động nặng nề của cuộc khủng hoảng dầu mỏ lần thứ nhất và lần thứ hai thì nhiều tổ chức nhà nước cũng như nhiều trung tâm nghiên cứu phục vụ mục tiêu tiết kiệm năng lượng đã được thành lập. Theo đánh giá của uỷ ban năng lượng thế giới thì trong vài chục năm tới, với nhu cầu sử dụng năng lượng như hiện nay thì chẳng bao lâu nữa, nguồn năng lượng sơ cấp trên thế giới sẽ cạn kiệt. Với Việt Nam, tuy nguồn năng lượng sơ cấp khá đa dạng, phong phú bao gồm: than, dầu, khí, nhiệt Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 121 -
  2. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM điện, thuỷ điện, Urani, địa nhiệt, ... nhưng trữ lượng và khả năng khai thác rất hạn chế và được coi là rất nhỏ so với thế giới. Ở Việt Nam, đã tồn tại cơ chế bao cấp vào những năm 80, do vậy thói quen bao cấp, cơ chế quản lý tập trung gây ra thói quen xấu trong việc sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng. Việc quản lý và sử dụng năng lượng không phản ánh đúng thực chất chi phí của quá trình sản xuất, từ đó vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm năng lượng không được quan tâm, tư tưởng ỷ lại vào nhà nước còn rất nặng nề. Khi chuyển sang nền kinh tế thị trường, nhiều thành phần kinh tế, có hoạch toán lỗ lãi, vấn đề sử dụng năng lượng đã được quan tâm nhiều hơn song do thiếu thông tin, chưa có kinh nghiệm thực hiện, chưa có một chính sách hợp lý và các văn bản luật kịp thời nên vấn đề sử dụng và khai thác các nguồn năng lượng còn đạt hiệu quả rất thấp. Với tốc độ tăng trưởng của nền kinh tế đến năm 2010 là 7,5%/năm thì tăng trưởng nhu cầu điện năng sẽ đạt khoảng 12-16%/năm. Theo tờ trình chính phủ của Tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN) vào năm 2001 và quyết định phê duyệt bổ xung tổng sơ điện Việt Nam (TSĐV) vào tháng 3 năm 2003 thi trong giai đoạn từ nay đến năm 2010 nhu cầu phụ tải điện tăng ở mức 83,5 đến 93 tỷ kWh và EVN đã kiến nghị chính phủ thúc đẩy xây dựng nhanh chóng các nguồn điện và lưới điện, cụ thể xây dựng mạch 2 đường dây 500kV Phú Lâm – Pleiku - Thường Tín, các đường dây 220kV, trạm biến áp 220kV, các nhà máy thuỷ điện khởi công trong năm 2003 như: Tuyên Quang (tỉnh Tuyên Quang), Sêsan3 (tỉnh Gia Lai), Đại Ninh (tỉnh Bình Thuận), Quảng Trị (tỉnh Quảng Trị), ... và các nhà máy nhiệt điện như: Uông Bí mở rộng, Na Dương, Cao Ngạn,... Ngoài ra theo dự kiến có thể xây dựng nhà máy điện nguyên tử vào năm 2015. Đây thực sự là những thách thức của ngành Điện và chính phủ Việt Nam trong những năm tới. Tại hội thảo về tiết kiệm điện do Bộ Công Nghiệp, Viện Năng Lượng và Công ty PG Lighting tổ chức, Bộ Công Nghiệp cho biết, với tốc độ tăng trưởng kinh tế dự kiến là 16%/năm thì vào năm 2007, Việt Nam thiếu khoảng Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 122 -
  3. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM 1 tỷ kWh điện. Từ năm 2010 đến năm 2020, Việt Nam sẽ mất cân đối lớn giữa cung và cầu điện năng, việc nhập khẩu điện ngày càng tăng. Bên cạnh đó, do trình độ công nghệ còn lạc hậu và sử dụng không hợp lý nên tổn thất điện năng của ta luôn cao hơn các nước trong khu vực như Thái Lan, Mailaixia từ 1,5 đến 1,7 lần. Với tốc độ tăng trưởng nhu cầu điện năng trung bình hàng năm của cả nước vào khoảng 16%, trong hoàn cảnh nguồn vốn trong nước còn hạn chế, chủ yếu nguồn vốn đầu tư phát triển lưới điện và nguồn điện là nguồn vốn vay của các tổ chức tài chính thế giới như WB, ADB, ODA,.. đặt ra cho ngành Điện phải giải quyết một vấn đề hết sức khó khăn: phải đáp ứng nhu cầu điện năng theo tăng trưởng của nền kinh tế nhưng lại rất khó khăn về nguồn vốn đầu tư. Hơn nữa, với tốc độ khai thác các dạng năng lượng sơ cấp như hiện nay sẽ làm cạn kiệt nhanh chóng nguồn tài nguyên của Đất nước và ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái. Theo số liệu tính toán của Viện Năng Lượng, nhu cầu điện năng thương phẩm nước ta vào năm 2010 có thể là 72 tỷ kWh (gấp 8 lần so với năm 1994). Nhu cầu công suất đỉnh sẽ gia tăng từ 2000MW (năm 1994) lên tới khoảng 11000MW(năm 2010). Nguồn vốn cần huy động để phát triển nguồn và lưới điện sẽ vào khoảng 18,4 tỷ USD. Hiện nay, hiệu quả sử dụng điện năng ở nước ta còn rất thấp, trong khi tổn thất điện năng trong các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối còn cao. Tình trạng lãng phí trong sử dụng điện năng còn phổ biến, ý thức sử dụng tiết kiệm điện cọn bị xem nhẹ. Thực tế, qua nghiên cứu, phân tích, đánh giá thì tiềm năng tiết kiệm điện năng trong các lĩnh vực kinh tế đời sống, xã hội còn rất lớn vào khoảng 50% sản lượng điện năng tiêu thụ. Khắc phục khó khăn này, Chính phủ và Bộ Công Nghiệp đã ra chỉ thị về tiết kiệm điện, theo đó từ năm 2006 đến năm 2010 sẽ tiết kiệm từ 3-5% sản lượng điện, từ năm 2011 đến năm 2015 tiết kiệm từ 7-8% sản lượng điện. Để thực hiện kế hoạch công nghiệp hoá và hiện đại hoá chúng ta phải có những chiến lược quản lý và phát triển ngành điện một cách hợp lý. Theo Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 123 -
  4. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM kinh nghiệm của các nước trong khu vực, việc sớm áp dụng các chương trình quản lý nhu cầu điện năng DSM kết hợp với quản lý nguồn cung cấp SSM sẽ là một trong những giải pháp kinh tế và hiệu quả nhất. Thực tế tại những nước trong khu vực như Hàn Quốc, Thái Lan, Đài Loan, Trung Quốc, Inđônêxia, Malaysia, Philippin,.. với kinh nghiệm và sự trợ giúp của các nước phát triển đã đưa ra nhiều chương trình tiết kiệm năng lượng, hàng trăm triệu USD lợi nhuận thu được nhờ việc thực hiện các chương trình đó khiến họ nhìn nhận vấn đề nghiêm túc và thực tế hơn. 1.2.NHỮNG CƠ SỞ LÝ LUẬN CHUNG VỀ DSM DSM mới được hệ thống hoá thành một phần quan trọng trong lĩnh vực sử dụng điện năng từ vài thập kỷ gần đây nhưng các giải pháp riêng lẻ của nó đã được thực hành từ rất sớm. Việc nghiên cứu ứng dụng DSM ở Việt Nam mới ở trong giai đoạn đầu và chỉ thưc sự đặt ra khi có sự bùng nổ nhu cầu điện năng để phát triển kinh tế trong 15 năm gần đây. 1.2.1.KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DSM DSM là tập hợp các giải pháp kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hội nhằm sử dụng điện năng một cách hiệu quả và tiết kiệm. DSM nằm trong chương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) - Quản lý nhu cầu sử dụng điện năng (DSM). Trong những năm trước đây, để thoả mãn nhu cầu gia tăng của phụ tải điện, người ta thường quan tâm đến việc đầu tư khai thác và xây dựng thêm các nhà máy điện. Giờ đây, do sự phát triển quá nhanh của nhu cầu dùng điện, lượng vốn đầu tư cho ngành điện đã trở thành gánh nặng đối với quốc gia. Lượng than, dầu, khí đốt,... dùng trong các nhà máy điện ngày một lớn kèm theo sự ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Dẫn tới DSM được xem là nguồn cung cấp điện rẻ và sạch nhất. Bởi DSM giúp chúng ta giảm nhẹ vốn đầu tư xây dựng thêm các nhà máy điện, tiết kiệm tài nguyên, giảm bớt ô nhiễm môi trường. Không chỉ vậy, nhờ DSM người tiêu thụ có thể được cung cấp điện năng với giá rẻ và chất lượng hơn. Thực tế kết quả thực hiện Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 124 -
  5. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM DSM tại các nước trên thế giới đã đưa ra những kết luận là DSM có thể giảm ≥ 10% nhu cầu dùng điện với mức chi phí vào khoảng 0,3 – 0,5 chi phí cần thiết xây dựng nguồn và lưới để đáp ứng nhu cầu điện năng tương ứng. DSM được xây dựng trên cơ sở hai chiến lược chủ yếu: - Nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ. - Điều khiển nhu cầu dùng điện cho phù hợp với khả năng cung cấp một cách kinh tế nhất. 1.2.2.NÂNG CAO HIỆU SUẤT CỦA CÁC HỘ SỬ DỤNG ĐIỆN Chiến lược nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của các hộ tiêu thụ điện nhằm làm giảm nhu cầu tiêu thụ điện một cách hợp lý. Nhờ đó có thể giảm vốn đầu tư phát triển nguồn lưới đồng thới khách hàng sẽ phải trả ít tiền điện hơn. Ngành điện có điều kiện nâng cấp thiết bị, chủ động trong việc đáp ứng nhu cầu phụ tải điện, giảm thiểu tổn thất và nâng cao chất lượng điện năng. Chiến lược này bao gồm những nội dung sau: - Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao. - Giảm thiểu tối đa việc tiêu phí năng lượng một cách vô ích. 1.2.2.1.Sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao. Nhờ có tiến bộ của khoa học và công nghệ, ngày nay người ta có thể chế tạo được những thiết bị dùng điện với hiệu suất cao, tuổi thọ lớn và giá thành gia tăng không đáng kể. Vì vậy lượng điện năng lớn sẽ được tiết kiệm trong một loạt các lĩnh vực sản xuất và đời sống như: - sử dụng thiết bị chiếu sáng hiệu suất cao. - Sử dụng các động cơ điện hay thiết bị dùng động cơ điện có hiệu suất cao. - Sử dụng các thiết bị điện tử đã được sản xuất theo các tiêu chuẩn hiệu năng cao thay thế các thiết bị điện cơ. Bảng1.1 trình bày các số liệu liên quan đến mức tiêu thụ điện của một vài loại thiết bị điện có tính năng giống nhau sử dụng tại Mỹ vào những năm 1986 – 1990. Bảng 1.1: Điện năng tiêu thụ trung bình của một vài loại Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 125 -
  6. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM thiết bị điện thông dụng ở Mỹ. Điện năng tiêu thụ trung Điện năng tiêu thụ của loại bình của loại tốt nhất sản Tên thiết bị điện đã được cải tiến năm 1990 xuất năm 1986 (kWh) (kWh/năm) Tủ lạnh 750 300-500 Tủ đá 430 200-300 Điều hoà trung tâm 1800 1200-1500 Điều hoà không khí 500 300-400 Bình đun nước nóng 1600 100-1500 Lò điện 700 400-500 Máy sấy quần áo 800 250-500 Chiếu sáng 650 350-500 Cho tới thời điểm này các mức điện năng tiêu thụ hàng năm của các thiết bị kể trên đã giảm thấp được (5-10)%. Nền kinh tế càng phát triển, đời sống nhân dân càng được nâng cao, tốc độ gia tăng các thiết bị dùng điện càng lớn, việc lựa chọn các thiết bị điện có hiệu suất tốt hơn sẽ đem lại hiệu quả rất tốt. Có thể chia các thiết bị dùng điện làm 2 mảng: thiết bị điện dân dụng và thiết bị điện công nghiệp. Các thiết bị điện dân dụng được sử dụng phổ biến trong khu vực dân cư, công sở, các toà nhà thương mại, các khu vực hành chính,... đèn chiếu sáng, quạt, máy thu thanh, máy thu hình, tủ lạnh, máy giặt,...Trong đó có những thiết bị được sử dụng thường xuyên và tiêu thụ một lượng điện năng rất lớn. Do vậy chúng thường được đầu tư nghiên cứu để nâng cao hiệu suất như các loại đèn chiếu sáng, TV, tủ lạnh, bình đun nước nóng, nồi cơm điện, máy giặt. Nhật Bản là một trong những nước đã quan tâm rất sớm đến việc nâng cao hiệu suất các thiết bị dùng điện (1974). Nhờ vậy hj thu được nhiều Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 126 -
  7. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM kết quả đáng kể trong việc tiết kiệm điện năng và chiếm lĩnh thị trường tiêu thụ. Chỉ lấy ví dụ, từ năm 1973 đến năm 1994, các nhà sản xuất đã nâng hiệu suất của chiếc TV lên gần 2 lần, với tủ lạnh là 3 lần. Trong các nước phát triển lượng điện năng dùng cho các hệ thống chiếu sáng (gia đình, nhà làm việc, trung tâm dịch vụ thương mại, khách sạn nhà hàng,..) thường chiếm tỷ trọng lớn trong tổng điện năng thương mại. Việc sử dụng các thiết bị chiếu sáng được chế tạo theo công nghệ mới sẽ tiết kiệm được nhiều điện năng với thời gian hoàn vốn ngắn. Hiện nay trên thế giới các loại đèn sợi đốt có công suất lớn, toả nhiệt nhiều trong quá trình làm việc, hiệu suất phát quang kém đã dần được loại bỏ và thay thế bởi các loại đèn compact tiêu tốn ít điện năng hơn nhưng hiệu suất phát quang lại cao hơn. Các loại đèn huỳnh quang 1,2m công suất 40W, chấn lưu sắt từ 12W đã được thay thế bằng loại đèn huỳnh quang chất lượng 1,2m công suất 36W, chấn lưu sắt từ 6W chất lượng cao hoặc đèn huỳnh quang 1,2m công suất 32W,chấn lưu điện tử 3W. Tất nhiên giá thành các loại đèn mới đắt hơn (1,3-2) lần, song công suất mỗi bóng đèn giảm (10-17)W tương đương lượng điện năng tiêu thụ giảm (19-33)%. Hệ thống chiếu sáng đường phố có thể sử dụng đèn Sodium cao áp (HSP-High Pressure Sodium)-150W để thay thế đèn thuỷ ngân cao áp 250W và đèn sợi đốt hiện nay đang dùng phổ biến. Ngoài việc lắp đặt thêm các thiết bị tự động tự động đóng cắt, khống chế cường độ sáng, chao đèn cong thích hợp với từng khu vực, cùng việc nâng cao chất lượng thiết kế và bảo dưỡng thường xuyên hệ thống chiếu sáng có thể gia tăng lượng điện tiết kiệm hàng năm và giảm nhanh thời gian thu hôi vốn. Theo thống kê, trên thế giới các động cơ điện là thiết bị tiêu thụ lớn nhất trong tổng điện năng thương phẩm. Trong bảng 1.2 trình bày cơ cấu tiêu thụ điện năng thuộc khu vực công nghiệp và dịch vụ ở Thụy Điển. Hiện nay ở nước ta đang phát triển còn sử dụng phổ biến loại động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc. Đây là loại động cơ có kết cấu đơn giản rẻ tiền, chi phí bảo quản thấp song hiệu suất thấp dẫn tới hiệu quả sử dụng điện năng thấp. Các Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 127 -
  8. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM động cơ điện thế hệ mới EEMs nhờ những cải tiến như: tăng tiết diện lõi thép, sử dụng các vật liệu có tổn hao sắt từ thấp, dùng dây quấn có điện trở bé, tiết diện lớn, tối ưu hoá các khe hở không khí giữa rôto và stato đã nâng cao được hiệu suất (3-8)%. Tuy nhiên giá thành của các loại động cơ này có cao hơn (15-25)% song nhìn chung vẫn cho lợi nhuận cao hơn trong quá trình làm việc. Có thể lắp thêm cho EEMs thường xuyên làm việc ở chế độ tải luôn thay đổi các bộ tự động điều chỉnh tốc độ của động cơ ASD sẽ tạo khả năng tiết kiệm thêm được khoảng (20-30)% lượng điện năng tiêu thụ. Bảng 1.2: Cơ cấu tiêu thụ điện năng trong các khu vực công nghiệp và dịch vụ ở Thụy Điển Điện năng tiêu thụ Sử dụng cuối cùng TWh/năm % Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 128 -
  9. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM Khu vực công nghiệp - Động cơ dẫn động 28,5 60 +Bơm và quạt 13 27 +Sử dụng các động cơ khác 7,9 17 +Ngiền và làm mịn 9,5 12 +Máy nén khí 1,5 3 +Phân xưởng lạnh 0,6 1 -Các công việc khác 19,2 40 +Điện phân 3,8 8 +Các quá trình liên quan 3,6 8 +Nấu chảy 3,4 7 +Thắp sáng 2,6 5 +Sưởi ấm 2,3 5 +Gia công phụ 2,1 4 +Gia nhiệt 1,4 3 Tổng cộng 47,7 Khu vực dịch vụ: +Quạt, bơm,.. 90 37 +Chiếu sáng 7,5 31 +Chế biến thực phẩm và làm lạnh 4,0 17 +Thiết bị điện tử, văn phòng 3,3 14 +Các thứ khác 0,4 2 Tổng cộng 24,2 Trong khu vực công nghiệp các hệ thống khí nén cũng được quan tâm cải tiến và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng (chọn máy nén khí thích hợp, thiết kế hệ thống nén thật thích hợp, kích thước và cách bố trí hệ thống ống dẫn khí, hạn chế rò rỉ để giảm nhu cầu khí nén, vận hành hiệu quả, giảm áp suất đầu ra, giảm nhiệt độ và độ ẩm đầu vào, sử dụng máy nén khí nhiều cấp,...) Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 129 -
  10. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM Để thực hiện nội dung sử dụng các thiết bị điện có hiệu quả cao cần chú ý tới các công việc: 1. Luôn cập nhật các thông tin về các công nghệ chế tạo thiết bị điện. 2. Thành lập hệ thống kiểm định đánh giá chất lượng và hiệu suất của các thiết bị điện được sản xuất hoặc nhập khẩu. 3. Thực hiện chế độ dán nhãn (Labelling) cho các thiết bị điện có chất lượng và hiệu quả sử dụng năng lượng cao. 4. Thông tin, tuyên truyền, đào tạo để giúp cho những người sử dụng điện biết cách lựa chọn và sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất cao. 5. Đưa ra những chỉ tiêu nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của từng loại thiết bị dùng điện cần phấn đấu đạt được trong kế hoạch thực hiện DSM cho các nhà sản xuất. Ví dụ một số chỉ tiêu giảm lượng điện năng tiêu thụ của các thiết bị dùng điện mà Nhật Bản đặt ra cho các nhà sản xuất cần thực hiện trong giai đoạn 1992-1997: AC 6%, đèn ống 7%, TV(5-7)%, VTR 10% điện năng sử dụng trong thời gian chờ. Tuỳ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể, có thể thực hiện đồng thời hoặc từng phần những công việc trên. Tuy nhiên, kết quả cuối cùng phụ thuộc rất nhiều vào việc thực hiện đó. 1.2.2.2.Giảm thiểu sự tiêu phí năng lượng một cách vô ích. Hiện nay do ý thức tiết kiệm năng lượng chưa thật đi sâu vào từng thành viên cộng đồng. Mặt khác do hệ thống thông tin, tuyên truyền, giáo dục, đào tạo, còn thiếu hoặc làm việc chưa thật hiệu quả nên không phải ai cũng đều hiểu những kiến thức cần thiết về cac biện pháp tiết kiệm năng lượng thông thường. Do vậy việc sử dụng năng lượng nói chung và điện năng nói riêng kể cả ở những nước phát triển vẫn còn lãng phí nhiều. Mặc dù lượng điện năng tiết kiệm bởi những thành viên là không lớn, song tổn thất điện năng tiết kiệm được nếu toàn bộ cộng đồng thực hiện sẽ không phải là nhỏ. Hơn thế nữa vốn đầu tư thực hiện giải pháp này không nhiều, nên hiệu quả kinh tế của phương pháp này thường là rất cao không chỉ đối với các quốc gia Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 130 -
  11. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM mà còn trực tiếp đền từng gia đình, từng doanh nghiệp,...thể hiện qua số tiền điện phải trả hàng tháng của họ. Một số biện pháp phổ biến bao gồm: - Sử dụng các hệ thống tự động đóng cắt nguồn điện, điều chỉnh công suất tiêu thụ cho phù hợp với yêu cầu sử dụng thiết bị. - Cải tiến các lớp cách nhiệt, chống thất thoát nhiệt của các thiết bị giữ nhiệt liên quan đến sử dụng điện năng. - Thiết kế kiến trúc hợp lý các toà nhà theo hướng sử dụng hiệu quả năng lượng để giảm thiểu sử dụng điện năng. - Tối ưu hoá các quá trình vận hành thiết bị dùng điện trong công nghiệp. Các biện pháp cụ thể để tiết kiệm điện năng thuộc biện pháp này có thể tạm chia làm bốn khu vực: 1. Khu vực nhà ở 2. Khu vực công cộng: các trung tâm thương mại, dịch vụ, văn phòng, công sở, trường học, vui chơi giải trí, bệnh viện, khách sạn,.. 3. Khu vực công nghiệp. 4. Khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện. Sau đây sẽ đề cập tóm tắt các biện pháp có thể áp dụng cho từng khu vực, riêng khu vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng sẽ được trình bày trong các phần tiếp theo. a. Khu vực nhà ở: Trong các khu vực nhà ở thì điện năng được sử dụng chủ yếu cho các thiết bị chiếu sáng và các thiết bị phục vụ sinh hoạt. Ngoài biện pháp lựa chọn thiết bị có hiệu suất cao phù hợp với yêu cầu sử dụng, việc hạn chế thời gian làm việc vô ích của các thiết bị rất có ý nghĩa đến tổng điện năng tiết kiệm được. Để thực hiện mục tiêu này có thể sử dụng các thiết bị phụ trợ như: Tự động cắt điện ra khỏi nhà, tự động điều chỉnh độ sáng của đèn, tự động cắt các bình đun nước nóng ra khỏi lưới khi không sử dụng trong một thời gian hạn định nào đó,...Lắp thêm các lớp vỏ bọc để hạn chế sự thất thoát nhiệt ở hệ thống đun nước nóng. Sử dụng các mẫu thiết kế nhà ở thông thoáng, tận dụng Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 131 -
  12. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM ánh sáng tự nhiên nhằm hạn chế thời gian làm việc của các đèn chiếu sáng, tận dụng ánh sáng tự nhiên nhằm hạn chế thời gian làm việc của các đèn chiếu sáng và quạt điện. Mặt khác, các lớp tường bao bọc và các cửa ra vào, cửa sổ phải đầy đủ, kín để giảm bớt thời gian và công suất làm việc của các AC. Việc lựa chọn nhiệt độ đặt thích hợp vào mùa hè, mùa đông cho các AC cũng có thể giảm được điện năng tiêu thụ trên thiết bị này. Ngoài ra việc hạn chế số lần đóng mở các tủ lạnh, tủ đá, số lần làm việc của máy giặt, bàn là, bếp điên,... cắt bỏ thời gian chờ của TV, VTR cũng giúp giảm bớt lượng điện năng tiêu thụ. b. Khu vực công cộng. Trong khu vực này việc quan tâm đến khâu thiết kế công trìng kể hạn chế tiêu tốn năng lượng trong các khâu chiếu sáng, làm mát, sưởi ấm có thể cho những kết quả đáng kể. Các điều luật về thiết kế xây dựng, môi trường và công tác thẩm định hiệu quả sử dụng năng lượng khi cấp phép xây dựng giúp nhiều cho mục tiêu tiết kiệm năng lượng. Những quy định cụ thể, rõ ràng về việc sử dụng các thiết bị đặc biệt là thiết bị chiếu sáng, máy văn phòng, làm mát và sưởi ấm,.. hỗ trợ nhiều cho công tác an toàn và tiết kiệm điện. Việc trang bị thêm các thiết bị tự động đóng cắt, tự động khống chế (ánh sáng, nhiệt độ,..) là cần thiết. Thay thế các AC đặt tại nhiều điểm bằng các hệ thống điều hoà trung tâm cho phép tiêu thụ điện năng ít hơn và dễ điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với các nhu cầu sử dụng khác nhau. Cần cân nhắc trong việc thay thế cách đun nước, sưởi ấm bằng điện sang dùng gas hoá lỏng sẽ cho những chỉ tiêu kinh tế tốt hơn. Ngoài ra cần lưu tâm đến việc tận dụng những nguồn nhiệt thừa vào mục đích gia nhiệt. c. Khu vực công nghiệp. Các biện pháp làm giảm sự tiêu phí năng lượng trong khu vực này khá đan dạng và thường cho hiệu quả cao với chi phí thấp. - Thiết kế và xây dựng các nhà xưởng hợp lý. - Hợp lý hoá các quá trình sản xuất. - Bù công suất phản kháng để cải thiện hệ số công suất. Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 132 -
  13. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM - Thiết kế và vận hành kinh tế các trạm biến áp. - với động cơ điện: + Giữ đúng lịch bảo hành. + Giảm hoặc tránh chạy non tải hoặc không tải. + Sử dụng các động cơ có công suất hợp lý. + Lắp đặt thêm ASD cho các động cơ lớn có phụ tải luôn thay đổi. + Lắp đặt tụ bù cho các động cơ có công suất lớn. - Hệ thống nước lanh: + Bảo quản đúng quy định. + Vận hành thiết bị ở COP cực đại. + Sử dụng thiết bị có hiệu quả cao. + Bảo ôn mạng nước lạnh. + Phân cấp các máy nước lạnh. + Sử dụng hợp lý nguồn nước lạnh. + Cân bằng phụ tải trong hệ thống điều hoà không khí. + Tích trữ nước lạnh. + Sử dụng máy nước lạnh hấp thụ thay máy lạnh thông thường. + Điều chỉnh Entanpi. - Hệ thống nén khí: + Hạn chế rỏ rỉ. + Chọn máy nén khí thích hợp. + Thiết kế hệ thống khí nén thích hợp (lựa chọn kích thước, bố trí hệ thống đường ống hợp lý) + Vận hành tối ưu (giảm áp suất đầu ra, giảm nhiệt độ và độ ẩm đầu vào). + Sử dụng máy nén khí nhiều cấp. - Hệ thống chiếu sáng: + Sử dụng thiết bị đặt giờ khống chế cường độ sáng. + Dùng chao đèn có hiệu quả. Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 133 -
  14. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM + Cải thiện thông số phòng (giảm mức hấp thụ ánh sáng, giảm độ treo cao đèn). + Dùng phương pháp chiếu sáng không đồng đều (theo nhiệm vụ, điều kiện làm việc). + Tận dụng ánh sáng tự nhiên. +Thường xuyên bảo dưỡng các hệ thống chiếu sáng. 1.2.3.ĐIỀU KHIỂN NHU CẦU DÙNG ĐIỆN CHO PHÙ HỢP VỚI KHẢ NĂNG CUNG CẤP MỘT CÁCH KINH TẾ NHẤT Điều khiển nhu cầu điện là chiến lược của DSM mà các giải pháp của nó thực hiện với sự chủ động nhiều hơn từ phía các nhà cung cấp điện nhằm làm thay đổi nhu cầu sử dụng điện năng phù hợp với khả năng cấp điện của HTĐ. 1.2.3.1.Điều khiển trực tiếp dòng điện Mục tiêu chính của giải pháp này là san bằng đồ thị phụ tải của hệ thống điện nhằm giảm tổn thất, dễ dàng định được phương thức vận hành kinh tế hệ thống, giảm nhẹ vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới điện, cung cấp điện cho khách hàng linh hoạt, tin cậy, chất lượng cao và giá rẻ. a. Cắt giảm đỉnh (peak clipping) Đây là biện pháp khá thông dụng để giảm phụ tải đỉnh trong các giờ cao điểm của hệ thống điện nhằm làm 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 điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại các hộ tiêu thụ. Ngoài ra bằng chính sách giá điện cũng có thể đạt được mục tiêu này. Tuy nhiên khi áp dụng biện pháp này các khách hàng thường được thoả thuận hoặc thông báo trước để tránh những thiệt hại do ngừng cung cấp điện. b. Lấp thấp điểm (Valley filling) Đây là biện pháp truyền thống thứ hai để điều khiển dòng điện. Lấp thấp điểm 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 điện trung bình. Thường biện pháp này áp dụng khi công suất thừa được sản xuất bằng nhiên Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 134 -
  15. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM liệu rẻ tiền. Hiệu quả là gia tăng tổng điện năng thương phẩm nhưng không tăng công suất đỉnh, tránh được hiện tượng xả nước (thuỷ điện), hoặc hơi (nhiệt điện) thừa. Có thể lấp thấp điểm bằng các kho nhiệt (nóng, lạnh), xây dựng các nhà máy thuỷ điện tích năng, nạp điện cho ắc quy, ô tô điện,.. c. Chuyển dịch phụ tải (load shifting) Chuyển dịch phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu quả thực là giảm được công suất đỉnh song không làm thay đổi điện năng tiêu thụ tổng. Các ứng dụng phổ biến trong trường hợp này là các kho nhiệt, các thiết bị tích năng lượng và thiết lâp hệ thống giá điện thật hợp lý. d. Biện pháp bảo tồn (strategic conservation) Đây là biện pháp giảm tiêu thụ cuối cùng dẫn tới giảm điện năng tiêu thụ nhờ việc nâng cao hiệu năng của các thiết bị dùng điện. e. Tăng trưởng dòng điện (strategic load growth) Tăng thêm khách hàng mới (chương trình điện khí hoá nông thôn) dẫn tới khả cả công suất đỉnh và tổng điện năng tiêu thụ. f. Biểu đồ phụ tải linh hoạt (flexible load shape) Biện pháp này xem độ tin cậy cung cấp điện như một biến số trong bài toán lập kế hoạch tiêu dùng. Và do vậy đương nhiên có thể cắt điện khi cần thiết. Hiệu quả thực tế là công suất đỉnh và cả điện năng tiêu thụ có thể giảm. Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 135 -
  16. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM a. Cắt giảm đỉnh b.Lấp thấp điểm c. Chuyển dịch phụ tải d. Biện pháp bảo tồn Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 136 -
  17. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM e.Tăng trưởng dòng điện f. Biểu đồ phụ tải linh hoạt Hình 1.1: Các biện pháp điều khiển trực tiếp dòng điện. 1.2.3.2.Lưu trữ năng lượng Giải pháp này cho phép dịch chuyển nhu cầu sử dụng điện từ thời gian cao điểm đến thời gian thấp điểm nhờ áp dụng chính sách giá điện. Kết quả là giảm chi phí sử dụng điện cho các hộ tiêu thụ trong khi nhà cung cấp điện cũng đạt được mục tiêu san bằng ĐTPT, tiết kiệm vốn đầu tư. 1.2.3.3.Điện khí hoá Áp dụng rộng rãi các công nghệ sử dụng điện năng mới để bổ sung và thay thế các dạng năng lượng khác. Mở rộng điện khí hoá nông thôn, điện khí hoá các hệ thống giao thông hoặc dùng điện thay thế việc đốt xăng dầu trong các thiết bị động lực làm gia tăng dòng điện đỉnh và điện năng tổng của hệ thống. Song đó là việc làm cần thiết bới nó sẽ thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội và giảm sự huỷ hoại môi trường. 1.2.3.4.Chính sách giá điện năng Nhu cầu sử dụng điện của các phụ tải điện thường phân bố không đều theo thời gian. Một cách tự nhiên, theo tập quán sinh hoạt, làm việc và sản Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 137 -
  18. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM xuất sẽ xuất hiện các cao điểm và thấp điểm trong đồ thị phụ tải của hệ thống. Tại khoảng thời gian cao điểm, hệ thống phải huy động mọi khả năng phát điện để đáp ứng nhu cầu phụ tải và đôi khi vẫn không tránh khỏi phải cắt điện nếu không xây dựng thêm các nguồn điện năng cũng như hệ thống truyền tải mới. Rõ ràng chi phí thực để đáp ứng nhu cầu điện năng trong thời điểm này sẽ rất cao. Ngược lại trong khoảng thời gian thấp điểm, nhu cầu tiêu thụ điện năng thường rất bé khiến các nhà máy điện phải ngừng cung phát điện hoặc chạy với công suất hạn chế theo điều kiện kỹ thuật, đôi khi vẫn phải xả bớt hơi qúa nhiệt. Trong các hệ thống có tỷ trọng thuỷ điện cao sẽ không tránh khỏi phải xả nước vô ích vào các mùa mưa. Vốn đầu tư xây dựng hệ thống truyền tải được khai thác hợp lý, các máy biến áp vận hành non tải sẽ làm gia tăng tổn thất trong hệ thống. Tại các thời điểm này nếu có thêm nhu cầu dùng điện sẽ rất kinh tế và thuận lợi cho công tác vận hành hệ thống. Tại nhiều nước, giá bán điện không thay đổi trong suốt thời gian cung cấp đã tạo ra những hạn chế đáng kể đối với việc khuyến khích sử dụng điện năng tại các thời điểm khác nhau. Trong các nước phát triển, giá bán điện được sử dụng như một công cụ rất hiệu quả để điều tiết nhu cầu điện năng. Biểu giá bán điện được thay đổi một cách linh hoạt tuỳ theo từng mùa, từng thời điểm cấp điện, khả năng đáp ứng của hệ thống, trị số công suất và điện năng yêu cầu, địa điểm tiếp nhận, đối tượng khách hàng,... Nhờ vậy điện năng đã được sử dụng một cách hiệu quả đem lại lợi ích cho cả người cung cấp lẫn người sử dụng. Có thể đưa ra một vài biểu giá thông dụng nhất hiện nay: a. Giá tính theo thời điểm sử dụng (TOU). Mục tiêu chính của biểu giá TOU là điều hoà phụ tải điện của hệ thống sao cho phù hợp với khả năng cung cấp đem lại lợi ích cho cả ngành điện lẫn khách hàng. Và do vậy, nó phải có tính linh hoạt cao bởi muốn đạt được mục tiêu trên TOU phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: thời điểm dùng điện, khoảng thời gian dùng điện liên tục, độ lớn và sự biến động công suất cũng như điện năng yêu cầu, mùa và thời điểm trong một vùng, vùng, loại khách Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 138 -
  19. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM hàng, định hướng phát triển kinh tế và ngành điện,..Từ đó cũng đễ dàng nhận thấy việc lập được một TOU thật không đơn giản. Nhưng ít nhất TOU cũng phải mang tính tích cực. Thúc đẩy kinh tế phát triển và khuyến khích sử dụng điện năng một cách hiệu quả. Với các khách hàng mà chi phi điện năng chỉ chiếm tỷ trọng nhỏ trong giá thành sản phẩm do họ sản xuất ra thì đôi khi họ cũng ít quan tâm đến TOU. Vì lợi ích chung, bên cạnh TOU cũng cần thêm một quy định bắt buộc khi cần thiết. Các nước đang phát triển thuộc Châu Á có Hàn Quốc, Đài Loan, Thái Lan, Srilanka, Bangladesd,.. dã sử dụng TOU và thu được kết quả bước đầu trong lĩnh vực điền khiển dòng điện phụ tải. Theo KEMKO (công ty quản lý điện năng Hàn Quốc) ước đoán TOU đã giảm được 986MW nghĩa là khoảng hơn 10% nhu cầu đỉnh của hệ thống điện Hàn Quốc vào tháng 6 năm 1982. b. Giá cho phép cắt điện khi cần thiết Biểu giá này được áp dụng để khuyến khích khách hàng cho phép cắt điện trong các trường hợp cần thiết với khả năng cung cấp điện kinh tế của ngành điện. Số lần cắt và thời gian cắt phụ thuộc vào sự thoả thuận với khách hàng và số tiền khách hàng được nhận từ dịch vụ này. c. Giá dành cho các mục tiêu đặc biệt: Biểu gía đặc biệt nhằm khuyến khích khách hàng thực hiện DSM hoặc phục vụ mục tiêu phát triển kinh tế của chính phủ. Ví dụ các khách hàng có đặt hệ thống lưu nhiệt hoặc đặt các thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời để giảm dòng điện trong suốt thời gian cao điểm của hệ thống có thể được hưởng mức giá đặc biệt. Tuy nhiên, cũng cần phải lưu ý khi thiết lập và thực hiện các biểu giá đặc biệt sao cho nó thực sự có tính thuyết phục, hợp lý theo quan điểm hiệu quả tổng của cả chương trình DSM. Nếu khoản tiền trả cho khách hàng khi cho phép cắt điện hoặc tham gia tích cực vào chương trình DSM lớn hơn những gì do DSM mang lại có thể làm gia tăng giá cả cho những khách hàng không tham gia chương trình. Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 139 -
  20. Đồ án tốt nghiệp Chuyên đề : Chương trình DSM Để thực hiện có hiệu quả DSM cần thiết phải có những hoạt động đồng bộ như: 1. Cần có những tổ chức cấp chính phủ chuyên nghiên cứu, soạn thảo luật liên quan đến việc sử dụng và tiết kiệm năng lượng, hoạch định các chính sách, kế hoạch hợp lý và tổ chức thực hiện giám định, kiểm tra đánh giá hiệu quả của chương trình. 2. Các biện pháp mang tính thể chế: Luật tiết kiệm năng lượng, các tiêu chuẩn đánh giá hiệu năng, chỉ định các nhà máy, trung tâm, công trình kiến trúc,...cần thực hiện DSM, chỉ định các loại thiết bị dùng điện tiêu thụ nhiều năng lượng được dùng phổ biến hoặc dự đoán sẽ tăng nhanh trong tương lai. Ví dụ ở Nhật Bản chính phủ chỉ định có 9 mặt hàng điện gia dụng: xe con, AC, đèn huỳnh quang, TV, máy photocopy, máy tính điện tử, đầu CD, VTR, xe tải. Với các mặt hàng này các nhà sản xuất phải công bố những thông tin chi tiết để có thể đánh giá hiệu qủa sử dụng năng lượng, biểu thị hiệu suất tiêu thụ năng lượng, nghĩa vụ đạt mức hiệu năng tiêu chuẩn trong thời gian quy định. Nhờ những quy định này người tiêu dùng có thể nắm được những thông tin chính xác về hiệu năng của các thiết bị khi lựa chọn, thúc đẩy các nhà sản xuất và nhập khẩu đưa ra thị trường những thiết bị có hiệu suất cao. 3. Các biện pháp trợ giúp kinh tế: trợ giúp phát triển công nghệ chế tạo các thiết bị có hiệu suất cao, ưu tiên thuế cho đầu tư phát triển công nghệ, cho vay vốn với lãi suất thấp, bảo lãnh vay vốn, khen thưởng các nhà chế tạo có những sản phẩm đạt hiệu năng cao và giới thiệu rộng rãi trên các phương tiện thông tin, tạp chí kỹ thuật. Trong bảng 1.3 là một ví dụ về việc thực hiện biện pháp này ở Nhật Bản. Sinh viên : Phạm Văn Lưu HTĐ3 – K47 - 140 -
Đồng bộ tài khoản