Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng của Điện lực Thành phố Vĩnh Long

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:113

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử dụng một số phần mềm ứng dụng để phân tích tổn thất hiện tại trên lưới điện phân phối của Điện lực Thành phố Vĩnh Long. Đánh giá những ưu, khuyết điểm về các giải pháp giảm tổn thất điện năng mà Điện lực Thành phố Vĩnh Long đang áp dụng, từ đó sẽ đề xuất một số giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp Điện lực Thành phố Vĩnh Long triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện năng trong những năm tiếp theo. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Quản lý năng lượng: Nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng của Điện lực Thành phố Vĩnh Long

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 HÀ NỘI 2015
1 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận văn này, tôi đã được sự quan tâm giúp đỡ rất nhiều từ phía nhà trường, các thầy, cô, bạn bè và đồng nghiệp mà tôi không thể nào quên. Đầu tiên tôi xin chân thành cám ơn VS.GS.TSKH Trần Đình Long đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn, sự nhiệt tình và kinh nghiệm của thầy đã truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức thực tế, ứng dụng hiệu quả vào giải pháp nghiên cứu của luận văn. Trong quá trình viết luận văn thầy đã chỉ cho tôi những thiếu sót và hướng dẫn, phân tích để tôi hiểu một cách cặn kẽ, từ đó giải quyết tốt các vấn đề khó khăn. Tôi xin cám ơn tất cả các Thầy, Cô của Trường Đại học Điện lực đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành khóa học. Đặc biệt là sự quan tâm của Ban giám hiệu Trường Đại học Điện lực và Lãnh đạo Tổng Công ty Điện lực Miền Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi và các bạn cùng lớp có điều kiện học tốt. Tôi xin được cám ơn Ban giám đốc, trưởng các Phòng, Đội của Điện lực thành phố Vĩnh Long đã cung cấp đầy đủ số liệu để tôi thực hiện phần tính toán thực tế trong luận văn. Đồng thời hỗ trợ tôi rất nhiều trong công việc thu thập số liệu để thực hiện luận văn. Cuối cùng, tôi rất cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè, người thân và gia đình đã ủng hộ, tin tưởng và chia sẻ những thuận lợi, khó khăn cùng với tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn. Luận văn này sẽ không thể nào hoàn thành nếu không có sự giúp đỡ của họ. Một lần nữa xin chân thành cám ơn! Trân trọng! 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 giai đoạn (2004 – 2014) và định hướng 5 năm tới (2015 – 2020): ..................................... 13 1.1.1. Đường dây trung, hạ áp: ......................................................................................... 13 1.1.1.1. Đường dây trung áp: ........................................................................................... 13 1.1.1.2. Đường dây hạ áp:. ............................................................................................... 16 1.1.2. Trạm biến áp: .......................................................................................................... 18 1.1.2.1. Số lượng trạm biến áp: ........................................................................................ 20 1.1.2.2. Dung lượng trạm biến áp: ................................................................................. 21 1.1.3. Nhu cầu phụ tải: ...................................................................................................... 23 1.2. Hiện trạng tổn thất điện năng trên lưới điện TP Vĩnh Long:............................... 25 1.2.1. Tổn thất kỹ thuật trên lưới 22kV: ........................................................................... 26 1.2.1.1. Một số nguyên nhân kỹ thuật gây tổn thất trên đường dây trung áp hiện hữu : . 26 1.2.1.2. Một số nguyên nhân kỹ thuật gây tổn thất qua TBA hiện hữu: .......................... 26 1.2.2. Tổn thất kỹ thuật trên lưới 0,4kV: .......................................................................... 27 1.2.3. Tổn thất thương mại:............................................................................................... 28 1.2.3.1. Một số nguyên nhân do công tác quản lý của Điện lực: ..................................... 28 1.2.3.2. Một số nguyên nhân do khách hàng cố ý vi phạm:............................................ 28 1.3. Một số giải pháp đã được thực hiện để giảm tổn thất trên lưới điện của Điện lực TP Vĩnh Long: ....................................................................................................................... 30 1.3.1. Giải pháp kỹ thuật: .................................................................................................. 30 1.3.1.1. Về điện áp và chất lượng điện: ........................................................................... 30 1.3.1.2. Về công tác quản lý vận hành, xử lý sự cố: ........................................................ 30 1.3.1.3. Về công tác sửa chữa lớn, ĐTXD và vốn KfW: ................................................. 31 1.3.1.4. Về quản lý chất lượng vật tư thiết bị trên lưới điện: ........................................... 31 1.3.1.5. Về xử lý tổn hao trên MBA phân phối và trên dây dẫn điện: ............................. 31 1.3.2. Giải pháp thương mại: ............................................................................................ 32
4 1.3.2.1. Đối với khách hàng sử dụng điện qua trạm chuyên dùng: .................................. 32 1.3.2.2. Đối với trạm biến áp công cộng: ......................................................................... 33 1.3.2.3. Đối với khách hàng sử dụng điện: ..................................................................... 33 1.3.2.4. 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 3.1.3. Khai báo điểm đo đầu nguồn: ................................................................................. 45 3.1.4. Treo tháo điểm đo đầu nguồn: ................................................................................ 46 3.1.5. Xây dựng cây tổn thất: ............................................................................................ 47 3.1.6. Xây dựng quan hệ điểm đo đầu nguồn: .................................................................. 48 3.1.7. Nhập chỉ số đầu nguồn:........................................................................................... 49 3.1.8. Tính sản lượng đầu nguồn: ..................................................................................... 50 3.1.9. Tính toán và báo cáo kết quả tổn thất: .................................................................... 50 3.2. Phần mềm PSS/ADEPT: .......................................................................................... 54 3.2.1. Tính toán trào lưu công suất: .................................................................................. 57 3.2.2. Tính toán tối ưu hóa vị trí bù (Capacitor placement optimization): ....................... 59 3.3. Ví dụ minh họa:......................................................................................................... 63 3.3.1. Tính toán tổn thất trên tuyến trung áp 475-VL bằng chương trình CMIS: ............. 63 3.3.2. Tính toán tổn thất trên tuyến trung áp 475-VL bằng chương trình PSS/ADEPT: .. 65 CHƯƠNG 4 : CÁC GIẢI PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN CỦA ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ VĨNH LONG ................................................................................... 69 4. 1. Mục tiêu định hướng giảm tổn thất điện năng của Điện lực Thành phố Vĩnh Long: ..................................................................................................................................... 69 4.1.1. Mục tiêu: ................................................................................................................. 69
5 4.1.2. Định hướng: ............................................................................................................ 69 4. 2. Cơ sở để đề xuất giải pháp giảm tổn thất điện năng: ............................................ 70 4. 3. Các giải pháp kỹ thuật: ............................................................................................ 71 4.3.1. Bù công suất phản kháng: ....................................................................................... 71 4.3.1.1. Tính dung lượng bù theo hệ số công suất: .......................................................... 71 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 : Hoạt động kinh doanh. MBA : Máy biến áp. TBA : Trạm biến áp. TSĐL : Tài sản Điện lực. TSKH : Tài sản khách hàng. TTĐN : Tổn thất điện năng. TC C41 : Thanh cái C41. TC C42 : Thanh cái C42. 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 : Thành phố.
7 DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 : Chiều dài đường dây trung áp giai đoạn 2005-2014 (km) ............................. 14 Bảng 1.2 : Số liệu đường dây dự kiến phát triển giai đoạn 2015 – 2020 (km) ...............16 Bảng 1.3 : Số liệu đường dây hạ áp giai đoạn 2005-2014 ..............................................17 Bảng 1.4: Số liệu đường dây hạ áp dự kiến phát triển giai đoạn 2015-2020 (km)..........18 Bảng 1.5: Số lượng trạm biến áp giai đoạn 2005 – 2014 (trạm) .....................................20 Bảng 1.6: Số lượng TBA dự kiến phát triển giai đoạn 2015-2020 (Trạm) ..................... 21 Bảng 1.7: Dung lượng trạm biến áp giai đoạn 2005 – 2014 (MVA) .............................. 21 Bảng 1.8: Dung lượng TBA dự kiến phát triển giai đoạn 2015-2020 (MVA) ................23 Bảng 1.9: Điện thương phẩm giai đoạn 2005 – 2014 (triệu kWh) .................................23 Bảng 1.10 : Dự kiến Điện năng giai đoạn 2015-2020 (triệu kWh) .................................25 Bảng 1.11: Tổn thất điện năng giai đoạn 2005 – 2014 (%) .............................................25 Bảng 3.1: Định nghĩa các thông số kinh tế được sử dụng trong chương trình ................60 Bảng 3.2: Kết quả tính toán tổn thất trên tuyến 475-VL bằng CMIS ............................. 65 Bảng 3.3: Kết quả tính toán tổn thất trên tuyến 475-VL bằng PSS/Adept ...................... 67 Bảng 4.1: So sánh đặc tính kinh tế - kỹ thuật của máy bù và tụ bù .................................72 Bảng 4.2 : Dung lượng bù trung áp năm 2015 và giai đoạn 2016 - 2020 ....................... 77 Bảng 4.3: Tỉ lệ mang tải của các tuyến trung áp thuộc thanh cái C41 ............................ 79 Bảng 4.4: Tỉ lệ mang tải của các tuyến trung áp thuộc thanh cái C42 ............................ 80 Bảng 4.5 : Sản lượng điện tăng của dự án sau khi hoàn thành (kWh) ............................ 88 Bảng 4.6 : Sản lượng điện dự kiến phát triển sau khi hoàn thành dự án (kWh) .............89 Bảng 4.7: Chi phí mua điện đầu nguồn khi phụ tải tăng thêm (triệu đồng) .................... 90 Bảng 4.8: Dòng tiền của dự án sau khi hoàn thành (triệu đồng) .....................................90 Bảng 4.9: Bảng tính lợi nhuận (NPV) (triệu đồng) ........................................................ 91
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
9 Hình 3.18: Các bước tính toán theo chương trình PSS/ADEPT 5.0 ............................. 57 Hình 3.19: Màn hình giao diện cài đặt các thông số ....................................................... 58 Hình 3.20: Diagram toolbar tạo nút của chương trình PSS/ADEPT 5.0 ...................... 58 Hình 3.21: Màn hình giao diện hiển thị trào lưu công suất .............................................59 Hình 3.22: Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO ......................................................... 59 Hình 3.23: Hộp thoại cài đặt các tùy chọn trong CAPO ..................................................... 60 Hình 3.24: Lưu đồ thuật toán tối ưu hóa vị trí lắp đặt tụ bù ............................................63 Hình 3.25: Màn hình giao diện xây dựng cây tổn thất trong CMIS ................................ 64 Hình 3.26: Màn hình giao diện nhập chỉ số công tơ ........................................................ 64 Hình 3.27: Màn hình giao diện tính sản lượng đầu nguồn và thương phẩm ................... 65 Hình 3.28: Sơ đồ tuyến trung áp 475-VL đã được mô phỏng .........................................66 Hình 3.29: Màn hình giao diện để tính toán P và Q ........................................................ 66 Hình 4.1: Màn hình giao diện đọc thông số vận hành của Appmeter – Shortent ............74 Hình 4.2: Màn hình giao diện đọc thông số vận hành MBA110kV T1- Vĩnh Long ......75 Hình 4.3 : Màn hình giao diện đọc thông số vận hành MBA110kV T2- Vĩnh Long .....76 Hình 4.4: Phương án khép mạch vòng các tuyến trung áp thuộc thanh cái C41 .............80 Hình 4.5: Phương án khép mạch vòng các tuyến trung áp thuộc thanh cái C42 .............81 Hình 4.6: Phương án khép mạch vòng các tuyến trung áp thanh cái C41 và C42 ..........82
10 MỞ ĐẦU Năng lượng, đặc biệt là điện năng đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế xã hội. Điện năng được sản xuất từ các dạng năng lượng khác nhau như: cơ năng của dòng nước, nhiệt năng của than đá, dầu mỏ… các nhà máy điện thường 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. Đó chính là lý do tôi chọn đề tài “Nghiên cứu một số giải pháp giảm tổn thất điện năng của Điện lực Thành phố Vĩnh Long” trong luận văn tốt nghiệp của mình. 2. Mục tiêu nghiên cứu đề tài. Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, sử dụng một số phần mềm ứng dụng để phân tích tổn thất hiện tại trên lưới điện phân phối của Điện lực Thành phố Vĩnh Long. Đánh giá những ưu, khuyết điểm về các giải pháp giảm tổn thất điện năng mà Điện lực Thành phố Vĩnh Long đang áp dụng, từ đó sẽ đề xuất một số giải pháp giảm tổn thất điện năng một cách hữu hiệu nhằm giúp Điện lực Thành phố Vĩnh Long triển khai thực hiện hiệu quả hơn trong công tác giảm tổn thất điện năng trong những năm tiếp theo. 3. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu đề tài. Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ lưới điện phân phối của Điện lực Thành phố Vĩnh Long. Đối tượng nghiên cứu là tổn thất điện năng trên lưới điện trung, hạ áp và trạm biến áp phân phối. 4. Phương pháp nghiên cứu đề tài. Các phương pháp được sử dụng trong đề tài là: Khảo sát, sử dụng các phần mềm CMIS và PSS/ADEPT để phân tích tổn thất, đánh giá thực trạng lưới điện, hiện trạng tổn thất tại lưới điện của Điện lực Thành phố Vĩnh Long. Từ đó phân tích đưa ra giải pháp giải quyết những vấn đề tồn tại. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Việc nghiên cứu và đề xuất các biện pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện phân phối sẽ góp phần quan trọng vào mục tiêu giảm tổn thất điện năng trong toàn hệ thống điện giúp cho ngành điện chủ động nâng cấp, cải tạo và mở rộng lưới điện hiện có, đề ra những biện pháp, phương thức vận hành hợp lý, khai thác lưới điện hiệu quả, giảm tổn thất điện năng trong quá trình truyền tải và phân phối đến mức thấp nhất để có
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 Long chỉ được cấp nguồn bởi TBA truyền tải 110kV – 2x25MVA (TBA 110kV Vĩnh Long), đến nay TBA truyền tải 110kV này đã được nâng lên 2x40MVA và đang đầy tải. Song song với sự phát triển của phụ tải thì khối lượng đường dây trung, hạ áp và TBA cũng phát triển theo để đáp ứng yêu cầu cung cấp và phân phối điện. 1.1.1. Đường dây trung, hạ áp : 1.1.1.1. Đường dây trung áp: Các đường dây trung áp thuộc Điện lực TP Vĩnh Long quản lý đều lấy nguồn từ TBA 110kV Vĩnh Long, gồm có 10 phát tuyến, trong đó có 8 phát tuyến đang vận hành và 2 phát tuyến dự phòng [8], cụ thể như sau: - Tuyến 471: Đây là tuyến đi trong nội ô TP Vĩnh Long cấp điện cho các phụ tải ưu tiên như: Tỉnh ủy, UBND Tỉnh, Bệnh viện, Đài truyền hình… có tiết diện dây là 3xAsXV 185+A185, với chiều dài 9,14 km. - Tuyến 473: Dự phòng. - Tuyến 475: Đi trong nội ô TP Vĩnh Long cấp điện cho phường 2 và một phần phường 1. Đường dây có tiết diện dây là 3xAC240+AC240, với chiều dài 5,64 km. - Tuyến 477: Dự phòng. - Tuyến 479: Đi ven TP Vĩnh Long cấp điện cho phường 3, một phần phường 4, phường 5 và xã Thanh Đức huyện Long Hồ. Đường dây có nhiều tiết diện dây khác nhau là 3xAC240+AC240 (2,59km); 3xA240+336MCM (2,4km); cáp ngầm CXV240
14 (0,171km); 3xAC240+AC120 (3,2km); 3xA185+AC95 (2,08km), với tổng chiều dài 10,44km. - Tuyến 472: Đi trong nội ô TP Vĩnh Long cấp điện cho phường 2, phường 5 và một phần phường 1. Đường dây có nhiều tiết diện khác nhau trên đường trục, cụ thể là 3xAC240+AC240 (1,4km); 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 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Tổng 231 237 243 247 248 251 256 262 266 269 TSĐL 218 222 227 229 230 232 237 243 246 248 TSKH 13 15 16 18 18 19 19 19 20 21
15 L(km) Năm Hình 1.1: Phát triển đường dây trung áp giai đoạn 2005-2014 a. Nhận xét: - Nhìn chung các phát tuyến trung áp 22kV Điện lực TP Vĩnh Long đang quản lý đều có bán kính ngắn, dài nhất chỉ 13,24km. Dây dẫn có tiết diện lớn là 240mm2, 185mm2, tuy nhiên một số đoạn còn sử dụng dây tiết diện 120mm2, 95mm2. - 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 khối lượng đường dây thuộc tài sản Điện lực sẽ tăng 5%/năm và đường dây thuộc tài sản khách hàng sẽ tăng khoảng 8%/năm. Bảng 1.2: Số liệu đường dây dự kiến phát triển giai đoạn 2015 – 2020 (km) 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Tổng 269 278,1 283,6 289,8 305,0 321,1 338,1 TSĐL 248 255,9 259,9 264,6 277,8 291,7 306,3 TSKH 21 22,2 23,7 25,2 27,2 29,4 31,7 1.1.1.2. Đường dây hạ áp: Các đường dây hạ áp 0,4kV thuộc Điện lực TP Vĩnh Long quản lý đều lấy nguồn từ các TBA phân phối 22(12,7)kV/0,4(0,23)kV có công suất khác nhau. Hiện tại Điện lực TP Vĩnh Long đang quản lý 516 đường dây hạ áp, trong đó tài sản Điện lực có 492 đường dây và tài sản khách hàng có 24 đường dây [8]. Tiết diện dây dẫn hạ áp khu vực nội ô thành phố sử dụng cáp ABC 120mm2, 95 mm2, 70 mm2 và 50 mm2. Khu vực ngoại ô thành phố sử dụng dây nhôm bọc AV70 mm2, AV50 mm2 và AV35 mm2.
17 Bảng 1.3: Số liệu đường dây hạ áp giai đoạn 2005-2014 (km) 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Tổng 292 332 341 354 367 373 387 394 407 436 TSĐL 119 184 220 243 261 276 301 326 348 408 TSKH 173 148 121 111 106 97 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 - Lưới điện hạ áp tài sản khách hàng hiện nay còn tồn tại là do Công ty Cổ phần Điện nước nông thôn quản lý và 5 tổ điện tự quản chưa thống nhất bàn giao cho ngành điện. b. Định hướng phát triển lưới hạ áp giai đoạn 2015-2020: Giai đoạn 2015–2020 khối lượng đường dây hạ áp tiếp tục tăng, cụ thể như sau[23]: - Năm 2015, chương trình cải tạo lưới điện hạ áp tiếp nhận dự án giảm sự cố vốn vay Ngân hàng tái thiết Đức (KfW) khoảng 22,5km. Đường dây hạ áp thuộc tài sản khách hàng bàn giao cho Điện lực nên giảm 4,5km. - Giai đoạn 2016–2017, thực hiện chương trình cải tạo lưới điện hạ áp thành phố, thị xã, thị trấn bằng nguồn vốn vay Ngân hàng tái thiết Đức (KfW), nên khối lượng tăng khoảng 10,6km (đến năm 2017). Đồng thời tiếp nhận toàn bộ lưới điện hạ áp nông thôn theo chỉ đạo của Thủ tướng Chính Phủ và của Tỉnh Ủy, với khối lượng 23,5km (2016). - Giai đoạn 2018–2020, Thành phố Vĩnh Long sẽ phát triển lên đô thị loại 2 theo Nghị quyết của Tỉnh Ủy, nên khối lượng đường dây thuộc tài sản Điện lực sẽ tăng 7,5% mỗi năm. Bảng 1.4: Số liệu đường dây hạ áp dự kiến phát triển giai đoạn 2015-2020 (km) 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Tổng 436 454,0 454,0 464,6 499,4 536,9 577,2 TSĐL 408 430,5 454,0 464,6 499,4 536,9 577,2 TSKH 28 23,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1.1.2. Trạm biến áp: Trạm biến áp phân phối hiện tại Điện lực Thành phố Vĩnh Long đang quản lý có 4 dạng: Trạm giàn, trạm ngồi, trạm tự đứng, trạm đặt dưới nền và đa số là trạm treo trên trụ.