NGHIÊN CỨU ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN LƯỚI ĐIỆN
TRUNG ÁP MIỀN BẮC VIỆT NAM TRÊN CƠ SỞ
SO SÁNH CÁC CHỈ TIÊU KINH T-KỸ THUT
AN ORIENTATION STUDY FOR DEVELOPING OF MEDIUM VOLTAGE
POWER NETWORK IN NORTHERN VIETNAM BASED ON COMPARED
ECONOMICAL AND TECHNICAL NETWORK PARAMETERS
NGUYỄN ĐỨC HẠNH
Viện Năng lượng
VĂN ÚT
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
TRỊNH TRỌNG CHƯỞNG
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
TÓM TT
Bài báo gii thiu phương pháp nghiên cứu phát triển lưới điện trung áp miền Bắc Việt Nam
đến năm 2020, dựa trên cơ sso sánh các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật. Từ đó xây dựng và lựa
chọn phương án phát triển lưới điện hợp lý phù hợp với mật độ phụ tải của từng khu vực.
ABSTRACT
Each determined area has its own power load density. Renovation and development rate of
an electrical power system depends on its actual state. Investigation to determine a technically
and economically optimal restructure rate for each area is regarded as an important part of
electrical power system development planning in the Northern provinces of Viet Nam, which
have a very structurally complicated and technically backward electrical power system. This
paper introduces approaches applied for development of MV power networks in Northern
Vietnam based on a comparison of economical and technical network parameters so as to
choose an optimal plan for MV network development in accordance with each area's power
load density.
1. §Æt vÊn ®Ò
M¹ng ®iÖn trung ¸p chiÕm mét träng kh¸ lín trong thèng ®iÖn (HT§) níc ta. n
®Çu t cho m¹ng ®iÖn trung ¸p chiÕm tíi gÇn 1/3 tæng vèn ®Çu t toµn HT§, tuy nhiªn kÌm víi
®ã tû tæn thÊt trung b×nh trong m¹ng ®iÖn nµy vÉn cßn kh¸ cao (8-10) %.
Còng nh ®a c¸c níc trªn thÕ giíi, do lÞch ®Ó l¹i m¹ng ®iÖn trung ¸p níc ta hiÖn
®ang tån t¹i nhiÒu cÊp ®iÖn ¸p kh¸c nhau: 6, 10, 15, 22, 35 kV. tån t¹i nhiÒu cÊp ®iÖn ¸p
buéc ph¶i dông nhiÒu lo¹i thiÕt víi xuÊt kh¸c nhau, ®iÒu ®ã g©y trë ng¹i trong vËn
hµnh vµ khã cã thÓ thiÕt lËp ®îc chÕ ®é lµm viÖc kinh tÕ; thªm vµo ®ã qu¸ tr×nh c¶i t¹o vµ quy
ho¹ch còng gÆp nhiÒu trë ng¹i do thiÕu c¸c chØ tiªu, ®Þnh møc hîp dÉn ®Õn thiÕu chÝnh
x¸c trong o, lùa chän thiÕt l·ng phÝ vèn ®Çu t, kÌm theo qu¸ tr×nh gia t¨ng tæn
thÊt, gi¶m chÊt lîng ®iÖn.
N¨m 2004 - 2005 sè ®êng d©yiÖn n¨ng tiªu tvµ tû c«ng suÊt ®Æt/®iÖn n¨ng tiªu
thô t¬ng øng 2,8 km/GWh 0,55 MVA/GWh, cßn thÊp h¬n nhiÒu so víi chØ tiªu hîp
4,0 km/GWh 0,85 MVA/GWh, ®iÒu nµy chøng nhu cÇu ph¸t triÓn m¹ng trung ¸p ë
níc ta cßn rÊt lín.
MÆc dï ®· cã quyÕt ®Þnh chuyÓn ®æi c¸c cÊp ®iÖn ¸p ph©n phèi kh¸c nhau sang cÊp 22 kV
nhng qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi diÔn ra rÊt chËm cha mang l¹i hiÖu qu¶ kinh mét ch
rµng. vËy viÖc nghiªn cøu gi¶i ph¸p c¶i t¹o ph¸t triÓn ®ång nhÊt cÊp ®iÖn ¸p cña m¹ng
®iÖn trung ¸p nh»m tèi u ho¸ m¹ng ®iÖn nµy hÕt søc cÇn thiÕt. Bµi o nµy giíi thiÖu
ph¬ng ph¸p nghiªn cøu ph¸t triÓn líi trung ¸p miÒn B¾c ViÖt Nam tíi n¨m 2020 trªn
so s¸nh c¸c chØ tiªu kinh thuËt gi÷a c¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn ®Ó lùa chän
ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn hîp lý.
2. C¬ ph¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ hiÖu qukinh tÕ kü thuËt trong viÖc c¶i t¹o ph¸t triÓn líi
trung ¸p
Xem xÐt viÖc x©y dùng líi ®iÖn trung ¸p dùa trªn 2 tiªu chuÈn vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt.
- Tiªu chuÈn thuËt: ®èi víi tÊt c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn ®Òu ph¶i tho
m·n tiªu chuÈn nh: ®¸p øng nh cÇu ph¸t triÓn kinh -x· héi; yªu cÇu quan; tæn hao
®iÖn ¸p trªn ®êng d©y; c«ng suÊt truyÒn t¶i trªn c tuyÕn d©y; tÝnh linh ho¹t trong viÖc söa
ch÷a vËn hµnh.
- Tiªu chuÈn vÒ kinh tÕ: hiÖn nay cã nhiÒu chØ tiªu ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ cña dù ¸n ®Çu t nh:
sè hiÖu qu¶ so víi chi phÝ B/C; thêi gian hoµn vèn Tp; hÖ sè hoµn vèn néi t¹i IRR; chØ tiªu
gi¸ trÞ quy ®æi vÒ hiÖn t¹i cña l·i rßng NPV; chi phÝ biªn dµi h¹n LRMC. Phï hîp víi bµi to¸n
®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh trong viÖc x©y dùng c¶i t¹o líi trung ¸p, ph¬ng ph¸p t×m chi
phÝ biªn dµi h¹n nhá nhÊt ®îc lùa chän lµm së ®Ó quyÕt ®Þnh ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi
®iÖn cho khu vùc tÝnh to¸n.
- Ph¬ng ph¸p nghiªn cøu: dùa trªn viÖc lùa chän khu vùc ®iÓn h×nh diÖn tÝch kh«ng
lín, ®a ra c¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn, t×m m« h×nh phï hîp råi nh©n réng.
Bµi to¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn ph¶i g¾n liÒn yÕu tè thêi gian, do vËy ph¶i ®a ra ®îc khèi
lîng x©y dùng, vèn ®Çu t, gi¸ trÞ thu håi, tæn thÊt ®iÖn n¨ng gi÷a c¸c ph¬ng ¸n, ®Ó tÝnh to¸n
chi phÝ biªn dµi h¹n, ph¬ng ¸n nµo chi phÝ biªn dµi h¹n nhá nhÊt ®îc lùa chän lµ ph¬ng
¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn.
- Chi phÝ biªn lµ chi phÝ ®Ó s¶n xuÊt thªm mét ®¬n vÞ s¶n phÈm. C«ng thøc x¸c ®Þnh chi phÝ
biªn nh sau:
LRMC = dq
CTd )( (1)
trong ®ã:
LRMC lµ chi phÝ biªn; CT lµ tæng chi phÝ; q lµ sè lîng s¶n phÈm.
§èi víi s¶n phÈm ®iÖn, chi phÝ biªn chi phÝ thèng t¨ng thªm ®Ó s¶n xuÊt thªm mét
®¬n vÞ ®iÖn n¨ng (kWh).
hai ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh chi phÝ biªn dµi h¹n ®îc sö dông réng r·i trªn thÕ giíi hiÖn
nay lµ:
Ph¬ng ph¸p tiÕp n thèng theo viÖc ph¸t triÓn réng thèng (Expansion
Approach).
Ph¬ng ph¸p tiÕp cËn hÖ thèng theo viÖc gia t¨ng phô t¶i (Incremental Approach).
C¶ hai c¸ch tiÕp cËn nµy ®Òu dùa trªn c¬ së ph¸t triÓn tèi u hÖ thèng.
Theo ph¬ng ph¸p ph¸t triÓn më réng hÖ thèng, chi phÝ biªn dµi h¹n ®îc x¸c ®Þnh trªn
chi phÝ t¨ng thªm ®Ó ®¸p øng nhu cÇu phô t¶i o t¨ng thªm hµng n¨m. Phô t¶i chi
phÝ t¨ng thªm thÓ ®îc tÝnh to¸n b»ng chªnh lÖch so víi n¨m së hoÆc so víi gia t¨ng
hµng n¨m, ®îc x¸c ®Þnh theo:
LRMC =
n
tt
t
n
tt
t
i
E
i
C
1
1
)1(
)1( (2)
trong ®ã:
Ct: lµ chªnh lÖch chi phÝ n¨m t, Et lµ chªnh lÖch nhu cÇu phô t¶i n¨m t (kWh), i lµ hÖ sè
chiÕt khÊu, n lµ thêi gian tÝnh to¸n.
X©y dùng hµm chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m cho líi trung ¸p
Ci = C1i + C2i + C3i (3)
trong ®ã:
C1i tæng vèn ®Çu t ®Ó x©y dùng tr¹m biÕn ¸p ®êng d©y n¨m thø i; C2i chi phÝ
vËn hµnh b¶o dìng líi ®iÖn n¨m thø i; C3i chi phÝ tæn thÊt ®iÖn n¨ng ®êng d©y tr¹m
biÕn ¸p n¨m thø i.
3. KÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c ph¬ng ¸n c¶i t¹o líi ®iÖn trung ¸p cho mét sè khu vùc ®iÓn h×nh.
Dùa vµo viÖc ph©n tÝch ®Æc ®iÓm líi ®iÖn, lùa chän 3 khu vùc ®iÓn h×nh ë khu vùc miÒn
B¾c ®Ó nghiªn cøu.
a. Khu vùc 1: QuËn Hoµn KiÕm TP.Hµ Néi mËt ®é phô t¶i cao, yªu cÇu vÒ ®é tin y
cung cÊp ®iÖn còng nh mü quan ®« thÞ ë møc cao.
b. Khu vùc I1: huyÖn §«ng Hng – tØnh Th¸i B×nh cã mËt ®é phô t¶i trung b×nh, yªu cÇu
vÒ ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn ë møc ®é trung b×nh.
c. Khu vùc II1: huyÖn Xuyªn tØnh Giang mËt ®é phô t¶i nhá, b¸n kÝnh p
®iÖn lín, yªu cÇu ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn ë møc thÊp, líi trung ¸p chñ yÕu lµ líi 35kV.
§èi víi 2 khu vùc I, II, nghiªn cøu tèc ®é c¶i t¹o, so s¸nh rót ra kÕt luËn gi÷a mËt ®é phô
t¶i cao trung b×nh, tèc ®é c¶i t¹o nhanh, trung b×nh vµ kÐo dµi tèc ®é nµo phï hîp víi tõng
mËt ®é phô t¶i.
§èi víi khu vùc III, nghiªn cøu c¸c ph¬ng ¸n chuyÓn ®æi líi ®iÖn thµnh líi 22kV;
ph¬ng ¸n chuyÓn ®æi thµnh líi 35kV; ph¬ng ¸n tån t¹i c¶ líi 35 kV, 22kV, xem xÐt tõng
khu vùc nhá chØ ph¸t triÓn mét cÊp ®iÖn ¸p; ph¬ng ¸n o ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín nhÊt.
§èi víi c¸c khu vùc nghiªn cøu, t¬ng øng víi viÖc xem xÐt c¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi
®iÖn ta cã c¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn nguån cÊp ®iÖn, khèi lîng x©y dùng c¶i t¹o líi trung
¸p, tæn thÊt ®iÖn n¨ng vµ chi phÝ biªn dµi h¹n tíi n¨m 2020 t¬ng øng.
3.1. TÝnh to¸n ®èi víi quËn Hoµn KiÕm
QuËn Hoµn KiÕm hiÖn 207km ®êng d©y trung ¸p (100% c¸p ngÇm), trong ®ã líi
6kV chiÕm 30%, líi 10kV chiÕm 8%, líi 22kV chiÕm 62%. QuËn ®îc cÊp ®iÖn tr¹m
TrÇn Hng §¹o (4 10kV); Yªn Phô (2 6kV, 3 22kV); Gi¸m (5 6kV); (3
6kV, 5 22kV). HiÖn 2 lé 6 kV kh«ng ®¶m b¶o tiªu chuÈn kü thuËt.
C¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn quËn Hoµn KiÕm nh sau:
Ph¬ng ¸n 1: dùa trªn ý tëng sím hoµn thµnh viÖc chuyÓn líi 6 kV 10 kV thµnh 22
kV (tíi 2010 hoµn thµnh).
Ph¬ng ¸n 2: tíi n¨m 2010 c¶i t¹o líi 6kV thµnh 22kV, n¨m 2015 c¶i t¹o líi 10kV
thµnh 22kV.
Ph¬ng ¸n 3: tíi n¨m 2015 c¶i t¹o líi 6kV thµnh 22kV, n¨m 2020 c¶i t¹o líi 10kV
thµnh 22 kV.
B¶ng 1. Tæng hîp c¸c chØ tiªu kinh tÕ-kü thuËt c¸
c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn
Q.Hoµn KiÕm
-
Hµ Néi
TT
H¹ng môc §¬n vÞ P. ¸n I P.¸n II P.¸n III
1
a
b
c
2
a
b
c
3
Vèn ®Çu t
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
Tæn thÊt ®iÖn n¨ng
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
LRMC
Tû ®ång
Tû ®ång
Tû ®ång
Tû ®ång
TriÖu kWh
TriÖu kWh
TriÖu kWh
®ång/kWh
399,45
152,7
94,14
152,62
-
13,181
14,386
15,992
795,2
405,89
149,81
103,46
152,62
-
13,421
14,386
15,992
795,9
415,87
144,88
107,94
163,05
-
16,637
15,118
15,992
798,7
Nh vËy sau khi tÝnh to¸n c¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn quËn Hoµn KiÕm thÊy r»ng
viÖc sím ®ång nhÊt líi ®iÖn sÏ ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín nhÊt.
3.2. TÝnh to¸n ®èi víi huyÖn §«ng Hng tØnh Th¸i B×nh
HuyÖn §«ng Hng 226km ®êng d©y trung ¸p. Trong ®ã líi 10kV chiÕm träng
84%, líi 35kV chiÕm träng 16% tæng chiÒu dµi ®êng d©y trung thÕ toµn huyÖn. HuyÖn
§«ng Hng ®îc cÊp ®iÖn tr¹m 110 kV Long Bèi (4 35kV, 4 10kV), tr¹m trung gian
Th¨ng Long (3 lé 10kV). HiÖn t¹i cã 4 lé 10kV kh«ng ®¶m b¶o c¸c chØ tiªu kinh tÕ-kü thuËt.
C¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn huyÖn §«ng Hng nh sau:
Ph¬ng ¸n 1: dùa trªn ý tëng sím hoµn thµnh viÖc chuyÓn líi 10 kV thµnh 22 kV (tíi
2010 hoµn thµnh).
Ph¬ng ¸n 2: dùa trªn ý tëng tËn dông tèi ®a líi ®iÖn hiÖn cã, trªn c¬ së x¸c ®Þnh nh÷ng
khu vùc kh«ng ®¶m b¶o chØ tiªu kü thuËt chuyÓn thµnh líi 22 kV, tõng bíc chuyÓn ®æi líi
10 kV thµnh 22 kV.
Ph¬ng ¸n 3: kh«ng thùc hiÖn viÖc c¶i t¹o líi 10 kV35 kV thµnh 22 kV.
B¶ng 2. Tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kinh tÕ-
kü thuËt c¸c ph¬ng ¸n
huyÖn §«ng Hng
- Th¸i B×nh
TT
H¹ng môc §¬n vÞ P.¸n I P. ¸n II P.¸n III
1
a
b
c
2
a
b
c
3
Vèn ®Çu t
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
Tæn thÊt ®iÖn n¨ng
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
LRMC
Tû ®ång
Tû ®ång
Tû ®ång
Tû ®ång
-
TriÖu kWh
TriÖu kWh
TriÖu kWh
®ång/kWh
270,73
92,76
55,97
122,01
-
2,245
3,962
5,4
857,5
259,03
55,52
70,96
132,54
-
2,451
4,093
5,335
838
315,24
75,34
95
144,9
-
2,575
4,5
6,699
871,5
Nh vËy ®èi víi huyÖn §«ng Hng, viÖc tõng bíc c¶i t¹o líi 10kV thµnh líi 22kV
mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín nhÊt.
3.3. TÝnh to¸n ®èi víi huyÖn VÞ Xuyªn tØnh Hµ Giang
HuyÖn Xuyªn 243km ®êng d©y trung ¸p. Trong ®ã líi 10kV chiÕm träng
33,2%, líi 35kV chiÕm träng 66,8%. HuyÖn ®îc cÊp ®iÖn tõ tr¹m 110kV Xuyªn (3
35kV, 3 10kV), tr¹m trung gian Xuyªn (1 lé 10kV). HiÖn t¹i 3 10kV kh«ng ®¶m
b¶o c chØ tiªu kinh tÕ-thuËt. C¸c ph¬ng ¸n ph¸t triÓn líi ®iÖn huyÖn Xuyªn nh
sau:
Ph¬ng ¸n 1: chuyÓn líi 10 kV vµ 35kV thµnh líi 22 kV.
Ph¬ng ¸n 2: chuyÓn líi 10 kV thµnh líi 35 kV.
Ph¬ng ¸n 3: xem xÐt líi trung ¸p tån t¹i 35 kV 22kV, trong ®ã khu c«ng nghiÖp,
®« thÞ ph¸t triÓn líi 22 kV, khu vùc vïng s©u vïng xa ph¸t triÓn líi 35 kV.
B¶ng 3. Tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n c¸c chØ tiªu kinh tÕ-
kü thuËt c¸c ph¬ng ¸n
huyÖn VÞ Xuyªn -
Hµ Giang
TT
H¹ng môc §¬n vÞ P. ¸n I P.¸n II P.¸n III
1
a
b
c
2
a
b
c
3
Vèn ®Çu t
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
Tæn thÊt ®iÖn n¨ng
Giai ®o¹n 2006-2010
Giai ®o¹n 2011-2015
Giai ®o¹n 2016-2020
LRMC
-
Tû ®ång
Tû ®ång
Tû ®ång
-
TriÖu kWh
TriÖu kWh
TriÖu kWh
®ång/kWh
222,56
72,29
64,25
86,03
-
2,291
4,238
4,877
969,4
232,83
79,47
66,67
86,69
-
1,579
2,883
3,447
975,3
218,1
67,49
58,8
91,82
-
1,831
3,268
4,637
958
Nh vËy ®èi víi huyÖn Xuyªn, ph¬ng ¸n tån t¹i ®ång thêi líi 35 kV, 22kV, tuy
nhiªn mçi mét khu vùc nhá chØ nªn ph¸t triÓn mét cÊp ®iÖn ¸p líi trung ¸p, trong ®ã khu vùc
phô t¶i tËp trung nh khu c«ng nghiÖp, khu ®« thÞ ph¸t triÓn líi 22 kV, khu vùc mËt ®é phô
t¶i thÊp nh lµng xãm, th«n b¶n ph¸t triÓn líi 35kV ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ lín nhÊt.
4. KÕt luËn
1. §èi víi nh÷ng khu vùc mËt ®é phô t¶i cao, cÇn ®Èy m¹nh c¶i t¹o líi ®iÖn hiÖn t¹i thµnh
líi 22kV. ViÖc sím ®ång nhÊt líi trung ¸p khu vùc nµy thµnh líi 22kV kh«ng nh÷ng ®em
l¹i lîi Ých lín nhÊt kinh cßn t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho c«ng t¸c x©y dùng, qu¶n
vËn hµnh, n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn.
2. §èi i nh÷ng khu vùc mËt ®é phô t¶i trung nh, viÖc c¶i t¹o ph¸t triÓn líi 22kV
cÇn tr×nh c¶i t¹o thÓ ®Ó gi¶m ¸p lùc vèn ®Çu t, trªn vÉn ®¸p øng ®Çy ®ñ c¸c
®iÒu kiÖn kinh tÕ thuËt cña líi ®iÖn, tËn dông tèi ®a n¨ng lùc thiÕt ®Ó tr¸nh l·ng phÝ
vèn ®Çu t. Trªn nghiªn cøu ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng líi ®iÖn, kÕt hîp víi ph¬ng híng
ph¸t triÓn kinh héi cña ®Þa ph¬ng ®Ó v¹nh ra chiÕn lîc c¶i o ph¸t triÓn líi ®iÖn
hîp lý, ®¸p øng yªu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ-x· héi, kh¾c phôc ®îc nh÷ng nhîc ®iÓm cña líi
®iÖn hiÖn t¹i theo ®Þnh híng ®ång nhÊt cÊp ®iÖn ¸p líi trung ¸p.
3. Khu vùc mËt ®é phô t¶i thÊp, líi trung ¸p chñ yÕu lµ líi 35kV, trong giai ®o¹n nay
tíi n¨m 2020 cÇn tån t¹i ®ång thêi líi 35, 22kV, tuy nhiªn mçi mét khu vùc nhá chØ nªn
ph¸t triÓn mét cÊp ®iÖn ¸p. Trong ®ã khu vùc phô t¶i tËp trung nh thÞ x·, khu c«ng nghiÖp,
khu ®« thÞ ph¸t triÓn líi 22kV vµ c¶i t¹o líi hiÖn tr¹ng thµnh líi 22kV; khu vùc mËt ®é phô
t¶i thÊp nh: lµng xãm, th«n b¶n ph¸t triÓn líi 35kV c¶i t¹o líi hiÖn tr¹ng thµnh líi