MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài Tính đến tháng 2.2019, tổng công suất lắp đặt của hệ thống điện Việt Nam là 50,3GW, trong đó, nguồn năng lượng sản xuất điện chính là thủy điện (chiếm 40%), than đá (37,6%), khí tự nhiên (18,1%) và nguồn nhập khẩu (2,8%). Trong Quy hoạch Phát triển điện lực quốc gia VII điều chỉnh vào tháng 3.2016, Việt Nam đặt mục tiêu tăng đáng kể tỷ lệ năng lượng tái tạo (NLTT) trong sản xuất điện (800MW điện gió và 850MW điện mặt trời đến năm 2020). Tính đến cuối năm 2019, 400MW điện gió và 2.000MW điện mặt trời dự kiến sẽ hòa lưới điện. Con số này dự báo sẽ còn tăng.
Theo Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia, đến tháng 6.2019 sẽ có khoảng gần 100 nhà máy điện mặt trời với tổng công suất gần 5.000 MW được bổ sung hòa lưới điện quốc gia. Tuy nhiên, sự chuyển đổi trong cơ cấu sản xuất điện lại là thách thức đối với việc quản lý lưới điện. Việc quản lý này phải đảm bảo nguồn cung cấp điện ổn định, lâu dài và hiệu quả kinh tế (có sự điều tiết của nhà nước). Trong việc phát triển NLTT tại Việt Nam hiện nay, một trong những vấn đề khó khăn nhất cần giải quyết là lưới điện truyền tải và phân phối.
Hệ thống điện lưới hiện tại được thiết kế để truyền tải một chiều: điện năng chỉ đi theo một hướng từ các nguồn phát điện đến người tiêu thụ (phụ tải điện). Việc dự trữ điện có thể được thực hiện nhưng khá khó khăn trong khi việc truyền tải thông tin chỉ diễn ra một chiều. Việc tăng tỷ trọng NLTT trong cơ cấu sản xuất điện là thách thức đối với lưới điện quốc gia. Sự chuyển đổi trong cơ cấu sản xuất điện cũng gây khó khăn cho vận hành quản lý lưới điện để đảm bảo nguồn cung cấp điện tin cậy, ổn định và bền vững.
Trong khi đó, trong năm năm tới, nhu cầu điện trên cả nước dự báo tăng trên 10% mỗi năm. Trong “Quy hoạch điện gió tỉnh Bến Tre giai đoạn đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030” [1], trên địa bàn tỉnh Bến Tre quy hoạch khu vực tiềm năng phát triển dự án điện gió giai đoạn đến 2020, tầm nhìn đến năm 2030 gồm ba vùng quy hoạch với tổng diện tích 39.350 ha – công suất 1520MW. Ngoài ra, theo tính toán, 2 trên địa bàn tỉnh Bến tre có thể phát triển các dự án điện Mặt trời tại vùng ven biển thuộc khu vực các dự án điện gió, quy mô công suất có thể đạt được 1.000MW Theo số liệu cập nhật của Sở Công Thương Bến Tre đến tháng 6/2019, các nhà đầu tư đã và đang tiến hành thực hiện triển khai phát triển các dự án điện gió với tổng công suất dự kiến là 509MW đưa vào vận hành trước tháng 10 năm 2021 để hưởng cơ chế giá hỗ trợ điện gió của Chính phủ. Với tiềm năng các nguồn Điện gió, điện Mặt trời thì kết cấu lưới điện của tỉnh Bến Tre khả năng chuyển tải công suất là rất khó khăn.
Đòi hỏi phải có sự đầu tư phù hợp và đồng bộ với tiến độ đầu tư các nguồn năng lượng tái tạo nói chung và nguồn Điện gió, Mặt trời nói riêng. Nhận thấy tầm quan trọng của việc phát triển lưới điện 110kV khu vực tỉnh Bến Tre phù hợp với quy hoạch củng như khả năng chuyển tải công suất từ các Dự án nguồn năng lượng điện gió, điện mặt trời. học viên lựa chọn hướng nghiên cứu tính toán đánh giá ảnh hưởng của các nguồn điện gió, mặt trời khu vực tỉnh Bến Tre tác động đến lên lưới điện 110kV trong khu vực.2 Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định khả năng chuyển tải, giải toả công suất do các nguồn năng lượng điện gió và mặt trởi đấu nối vào lưới điện 110kV khu vực tỉnh Bến Tre ứng với các giai đoạn của quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Bến Tre. - Đảm bảo khả năng chuyển tải, giải toả hết công suất của các nguồn năng lượng điện gió và mặt trời khi đấu nối vào lưới điện khu vực thông qua các đề xuất đầu tư, phát triển lưới điện 110kV.
- Tận dụng tối đa công suất các nguồn năng lượng sạch, năng lượng tái tạo. Bảo vệ môi trường sống.3 Đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: - Lưới điện tỉnh 110kV tỉnh Bến Tre Bến Tre được Quy hoạch đầu tư, cải tạo và phát triển ở các giai đoạn năm 2020, 2021 và 2025. - Các nguồn điện từ các dự án Điện gió, điện mặt trời trên địa bàn tỉnh Bến Tre được đầu tư theo quy hoạch và thực tế ở các giai đoạn năm 2020, 2021 và 2025. Sự ảnh hưởng của các nguồn điện này lên điều kiện vận hành (khả năng mang tải, 3 khả năng đáp ứng giải toả công suất nguồn) của lưới điện 110kV ứng với từng giai đoạn.4 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu - Lưới điện khu vực tỉnh Bến Tre hiện trạng và theo Quy hoạch phát triển điện lực tỉnh Bến Tre giai đoạn 2016-2025 có xét đến năm 2030 [2].
Cụ thể vào các năm 2020, 2021 và 2025. - Các Dự án nguồn năng lượng tái tạo trên địa bàn tỉnh Bến Tre đấu nối vào Lưới điện khu vực tỉnh Bến Tre hiện trạng và theo Quy hoạch phát triển điện lực vào các năm 2020, 2021 và 2025. - Phương pháp nghiên cứu: tổng hợp số liệu nguồn và lưới điện tỉnh Bến Tre thực tế và theo quy hoạch vào các năm 2020, 2021 và 2025. Sử dụng phần mềm Etap để mô phỏng lưới điện tính phân bổ công suất trên lưới điện tỉnh Bến Tre thực tế và theo quy hoạch vào các năm 2020, 2021 và 2025.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: 1.1 Ý nghĩa khoa học: Trên cơ sở của đề tài, ứng dụng các mô hình, phương pháp phân tích để xác định được khả năng đáp ứng của lưới điện truyền tải trong một khu vực môt địa phương khi có các Dự án nguồn điện Gió, điện Mặt trời được đầu tư đưa vào vận hành.
Từ đo đề xuất phương án vận hành tối ưu lưới điện truyền tải, đảm bảo khả năng giải toả công suất nguồn.2 Ý nghĩa thực tiển: Kết quả của đề tài là cơ sở để Đơn vị quản lý vân hành lưới điện truyền tải sớm dự đoán được khả năng đáp ứng của lưới điện do mình quản lý khi có các nguồn Điện gió, Mặt trời kết nối vào. Từ đó, xây dựng phương án vận hành tối ưu lưới điện để đảm bảo vận hành tối ưu và kinh tế nhất. Đồng thời, đối chiếu với sự phù hợp của Quy hoạch phát triển Điện lực tại địa phương để sớm đề xuất phương án bổ sung Quy hoạch. 4 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN ĐIỆN LỰC TỈNH BẾN TRE GIAI ĐOẠN 2016-2025 CÓ XÉT ĐẾN NĂM 2035 2.1 Hiện trạng nguồn điện tỉnh Bến Tre Nguồn điện cung cấp cho tỉnh Bến Tre chủ yếu từ nguồn điện lưới quốc gia trong Vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Hiện tại Vùng đồng bằng sông Cửu Long được cấp điện từ các nhà máy nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, nhiệt điện khí và tua bin gió cũng như các nhà máy điện đồng phát của các nhà máy đường với tổng công suất khoảng 500,0MW trong Vùng bên cạnh đó Vùng được nhận điện từ khu vực vùng Đông Nam Bộ. Cụ thể chi tiết các nhà máy điện hiện có trong Vùng như được trình bày trong bảng 2.1 Danh mục các nhà máy điện hiện có vùng đồng băng sông Cửu Long Tổ máy x công Điện áp nối TT Tên dự án Tỉnh Nhiên liệu suất (Tổ x MW) lưới (kV) 1 Nhiệt điện Ô Môn Cần Thơ Dầu FO 2x330 220 2 Nhiệt điện Cần Thơ Cần Thơ Dầu diesel 4x37,5 220 3 Nhiệt điện Cà Mau 1 Cà Mau Khí tự nhiên 2x250+265 220 4 Nhiệt điện Cà Mau 2 Cà Mau Khí tự nhiên 2x250+265 220 5 Nhiệt điện Duyên Hải 1 Trà Vinh Than 2x622,5 220 6 Nhiệt điện Duyên Hải 3 Trà Vinh Than 2x622,5 500 2.2 Hiện trạng lưới điện Hiện nay hệ thống lưới điện trên địa bàn tỉnh Bến Tre đang vận hành với các cấp điện áp 220kV, 110kV và 22kV gồm: 2.1 Lưới điện 220kV Tỉnh Bến Tre được cấp điện từ hệ thống điện Quốc gia từ các đường dây 220kV thông qua các trạm biến áp 220kV Bến Tre 2, Mỏ Cày trên địa bàn tỉnh Bến Tre. Ngoài ra lưới điện tỉnh Bến Tre được hỗ trợ từ 2 trạm biến áp 220kV Vĩnh Long 2 và trạm 220kV Mỹ Tho 2. 5 Đường dây 220kV: Hiện tại tỉnh Bến Tre được cấp điện từ các đường dây 220kV như sau: - Tuyến đường đây 220kV mạch kép từ trạm 220kV Trung tâm nhiệt điện Duyên Hải - trạm 220kV Mỏ Cày - Tuyến đường đây 220kV mạch kép từ trạm 220kV Mỏ Cày - trạm 220kV Bến Tre 2, dây dẫn ACSR 2x400mm2, chiều dài 2x19 km.
- Tuyến đường dây 220kV mạch kép từ trạm 220kV Bến Tre 2 - trạm 220kV Mỹ Tho 2, dây dẫn ACSR 300mm2 chiều dài 2x16 km.2 Khối lượng và tình trạng mang tải của các đường dây 220kV Số mạch x Icp Imax Mang tải TT Tên đường dây Dây dẫn (km) (A) (A) (%) 1 220kV Mỹ Tho 2 (271) - Bến Tre (273) 1x16,989 307 44,5 ACSR 300/48 690 2 220kV Mỹ Tho 2 (272) - Bến Tre (272) 1x15,900 307 44,5 3 220kV Bến Tre (275) - Mỏ Cày (273) ACSR 462,9 29,3 2x19 1580 4 220kV Bến Tre (276) - Mỏ Cày (274) 2x400/51 461,8 29,2 5 220kV Mỏ Cày (271) - Duyên Hải (271) ACSR 530 33,5 2x76,59 1580 6 220kV Mỏ Cày (272) - Duyên Hải (272) 2x400/51 538 34,1 Trạm biến áp 220kV: Hiện tại tỉnh Bến Tre được cấp điện chính từ hai trạm biến áp 220kV gồm: - Trạm biến áp 220/110kV Bến Tre 2 công suất (1x125+1x250) MVA. - Trạm biến áp 220/110kV Mỏ Cày công suất 1x125 MVA. Bên cạnh đó tỉnh Bến Tre còn được hỗ trợ cấp điện từ trạm 220kV Vĩnh Long 2 với công suất 2x250 MVA và trạm 220kV Mỹ Tho 2 công suất (1x125+1x250) MVA của các tuyến đường dây 110 kV như sau: - Tuyến đường dây 110kV trạm 220kV Vĩnh Long 2 - Cổ Chiên - Chợ Lách. - Tuyến đường dây 110kV trạm 220kV Mỹ Tho 2 - Trạm 220kV Bến Tre 2.3 Khối lượng và tình trạng mang tải của các đường dây 220kV Công suất Điện áp Pmax Mang tải TT Hạng mục (MVA) (KV) (MW) (%) Trạm 220kV Bến Tre 2 MBA AT1 125 220/110/22 0,0 0,0 1 MBA AT2 250 220/110/22 167,1 70,4 2 Trạm 220kV Mỏ Cảy 2 MBA AT1 125 220/110/22 66,5 56,0 Trạm 220kV Mỹ Tho 2 MBA AT1 250 220/110/22 236,0 99,4 3 MBA AT2 125 220/110/22 92,1 77,6 Trạm 220kV Vĩnh Long 2 MBA AT1 250 220/110/22 60,0 25,3 4 MBA AT2 250 220/110/22 61,0 25,7 2.
