Tổng quan nghiên cứu

Tỉ lệ tổn thất điện năng (TTĐN) tại Việt Nam trong những năm gần đây đã có xu hướng giảm tích cực, tuy nhiên mức giảm chưa thực sự đáng kể. Theo ước tính, tổn thất điện năng vẫn chiếm khoảng 7-8% tổng sản lượng điện, gây ảnh hưởng lớn đến hiệu quả kinh tế và chất lượng cung cấp điện. Tại Công ty Điện lực An Phú Đông, một đơn vị quản lý lưới điện phân phối tại Quận 12, TP. Hồ Chí Minh, tổn thất điện năng vẫn còn ở mức cao, đặc biệt là tổn thất phân phối trung thế và hạ thế. Nghiên cứu nhằm mục tiêu đánh giá thực trạng tổn thất điện năng tại công ty, đồng thời đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm giảm thiểu tổn thất, nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào các tuyến dây trung thế và hạ thế do Công ty Điện lực An Phú Đông quản lý, với dữ liệu khảo sát và phân tích trong giai đoạn từ năm 2019 đến 2021. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc tiết kiệm nguồn lực, giảm chi phí vận hành, đồng thời góp phần nâng cao độ tin cậy và chất lượng cung cấp điện cho khách hàng. Các chỉ số đánh giá như SAIDI, SAIFI và MAIFI được sử dụng để đo lường độ tin cậy lưới điện, trong đó SAIFI đạt 0,36 lần/người dùng và SAIDI đạt 23,96 phút/người dùng trong tháng 4/2021, phản ánh mức độ mất điện và sự cố trên lưới.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý tổn thất điện năng trong lưới điện phân phối, bao gồm:

  • Lý thuyết tổn thất điện năng phân phối (LĐPP): Phân loại tổn thất thành tổn thất kỹ thuật (do đặc tính vật lý của thiết bị và đường dây) và tổn thất phi kỹ thuật (do sai số đo đếm, trộm cắp điện, quản lý kém). Tổn thất phân phối chiếm gần 70% tổng tổn thất điện năng toàn hệ thống.

  • Mô hình quản lý tổn thất điện năng: Áp dụng các phương pháp đo đếm hiện đại, giám sát từ xa và phân tích dữ liệu để xác định nguyên nhân và mức độ tổn thất, từ đó đề xuất giải pháp cải thiện.

  • Khái niệm các chỉ số độ tin cậy lưới điện: SAIDI (thời gian mất điện trung bình), SAIFI (số lần mất điện trung bình), MAIFI (số lần mất điện ngắn hạn trung bình) được sử dụng để đánh giá chất lượng cung cấp điện.

  • Mô hình vận hành và giám sát lưới điện thông minh: Sử dụng hệ thống SCADA (giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa) và MDIS (hệ thống tích hợp quản lý và đo đếm điện năng từ xa) nhằm nâng cao hiệu quả quản lý và giảm tổn thất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp sau:

  • Thu thập và phân tích dữ liệu thực tế: Dữ liệu về tổn thất điện năng, sự cố mất điện, thông số vận hành lưới điện được thu thập từ hệ thống SCADA và MDIS của Công ty Điện lực An Phú Đông trong giai đoạn 2019-2021. Cỡ mẫu bao gồm toàn bộ các tuyến dây trung thế và hạ thế quản lý bởi công ty, với tổng chiều dài hơn 400 km đường dây trung thế và hơn 850 km đường dây hạ thế.

  • Phương pháp tính toán và mô phỏng: Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán tổn thất công suất và điện năng trên các tuyến dây, mô phỏng các phương án vận hành và cải tiến nhằm giảm tổn thất.

  • Khảo sát và thống kê: Thực hiện khảo sát hiện trường, thống kê các sự cố mất điện, nguyên nhân gây tổn thất, đánh giá hiệu quả các biện pháp đã triển khai.

  • So sánh kết quả: Đánh giá hiệu quả các giải pháp trước và sau khi áp dụng hệ thống SCADA và MDIS, so sánh các chỉ số tổn thất và độ tin cậy lưới điện.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 1/2019 đến tháng 4/2021, bao gồm giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích, mô phỏng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tỉ lệ tổn thất điện năng tại Công ty Điện lực An Phú Đông còn cao: Tổn thất điện năng trung bình trong kỳ khảo sát đạt khoảng 0,71%, trong đó tổn thất phi kỹ thuật chiếm phần lớn. So với mục tiêu của EVN HCMC là giảm tổn thất dưới 0,5%, kết quả này còn cách khá xa.

  2. Hiệu quả của hệ thống SCADA và MDIS trong giám sát tổn thất: Sau khi triển khai hai hệ thống này, thời gian thu thập và xử lý dữ liệu giảm đáng kể, giúp phát hiện nhanh các sự cố và tổn thất bất thường. Tỉ lệ mất điện do sự cố giảm 16,67% so với năm trước, đồng thời các chỉ số SAIFI và SAIDI cũng cải thiện lần lượt 47,19% và 21,78%.

  3. Nguyên nhân chính gây tổn thất: Bao gồm quá tải dây dẫn, vận hành máy biến áp non tải hoặc quá tải, sai số đo đếm, trộm cắp điện và các sự cố do thiên tai như sét đánh, cây xanh ngã vào lưới điện. Trong tháng 4/2021, có 21 sự cố cắt điện do đất xuất, 3 sự cố mất điện do xâm nhập lưới điện, và 4 sự cố hỏng trạm biến áp.

  4. Các biện pháp kỹ thuật và quản lý đã góp phần giảm tổn thất: Việc hoàn thiện lưới điện, cân bằng pha, thay thế thiết bị cũ, bọc hóa lưới điện trung thế, khai quang hành lang tuyến dây, và áp dụng phương pháp thi công live-line đã giúp giảm tổn thất và nâng cao độ tin cậy.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc ứng dụng công nghệ SCADA và MDIS là bước tiến quan trọng trong công tác giám sát và quản lý tổn thất điện năng. Dữ liệu thu thập được từ hai hệ thống này cho phép phân tích chính xác hơn về nguyên nhân và vị trí tổn thất, từ đó đưa ra các biện pháp xử lý kịp thời. So sánh với các nghiên cứu trong ngành điện lực, việc giảm tổn thất từ 0,9% xuống còn 0,71% trong một thời gian ngắn là kết quả tích cực, phản ánh hiệu quả của công tác quản lý hiện đại.

Biểu đồ so sánh tổn thất điện năng trước và sau khi áp dụng SCADA và MDIS có thể minh họa rõ sự cải thiện về mặt thời gian phản ứng và giảm thiểu tổn thất. Bảng số liệu về các sự cố mất điện cũng cho thấy sự giảm sút đáng kể, góp phần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

Tuy nhiên, tổn thất phi kỹ thuật vẫn còn chiếm tỷ lệ cao, đòi hỏi công tác kiểm tra, giám sát và xử lý vi phạm cần được tăng cường hơn nữa. Ngoài ra, việc nâng cấp hạ tầng lưới điện, đặc biệt là các máy biến áp và dây dẫn cũ kỹ, cũng là yếu tố then chốt để giảm tổn thất kỹ thuật.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường ứng dụng công nghệ giám sát hiện đại: Mở rộng phạm vi triển khai hệ thống SCADA và MDIS trên toàn bộ lưới điện phân phối, nhằm nâng cao khả năng phát hiện và xử lý tổn thất kịp thời. Thời gian thực hiện dự kiến trong 2 năm tới, do Phòng Công nghệ Thông tin và Ban Kỹ thuật chủ trì.

  2. Nâng cấp và bảo trì thiết bị lưới điện: Thay thế các máy biến áp vận hành non tải hoặc quá tải, cải tạo dây dẫn cũ, bọc hóa lưới điện trung thế để giảm tổn thất kỹ thuật. Kế hoạch thực hiện trong vòng 3 năm, phối hợp giữa Ban Vật tư và Ban Vận hành.

  3. Tăng cường công tác kiểm tra, giám sát và xử lý vi phạm: Đào tạo nâng cao năng lực cho đội ngũ kiểm tra viên, tổ chức kiểm tra định kỳ và đột xuất nhằm phát hiện kịp thời các hành vi trộm cắp điện và sai sót trong đo đếm. Thực hiện liên tục hàng năm, do Ban Quản lý Kinh doanh và Đội Kiểm tra điện lực đảm nhiệm.

  4. Xây dựng hành lang an toàn lưới điện và khai quang cây xanh: Thực hiện các biện pháp bảo vệ hành lang tuyến dây, phòng chống sự cố do cây xanh ngã vào lưới điện, giảm thiểu sự cố mất điện do thiên tai. Thời gian thực hiện trong 1 năm, do Ban An toàn và Đội Quản lý lưới điện phối hợp thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các kỹ sư và cán bộ quản lý ngành điện lực: Nghiên cứu cung cấp các giải pháp kỹ thuật và quản lý thực tiễn giúp giảm tổn thất điện năng, nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối.

  2. Sinh viên và học viên cao học ngành kỹ thuật điện: Tài liệu tham khảo hữu ích về lý thuyết tổn thất điện năng, phương pháp đo đếm hiện đại và ứng dụng công nghệ SCADA, MDIS trong thực tế.

  3. Các nhà hoạch định chính sách và quản lý năng lượng: Cung cấp cơ sở dữ liệu và phân tích thực trạng tổn thất điện năng, từ đó xây dựng các chính sách hỗ trợ phát triển hạ tầng và công nghệ điện.

  4. Các công ty cung cấp thiết bị và giải pháp công nghệ điện: Tham khảo nhu cầu và hiệu quả ứng dụng các hệ thống giám sát, đo đếm điện năng từ xa để phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tổn thất điện năng là gì và tại sao cần giảm?
    Tổn thất điện năng là lượng điện năng bị hao hụt trong quá trình truyền tải và phân phối do đặc tính vật lý và các yếu tố phi kỹ thuật. Giảm tổn thất giúp tiết kiệm nguồn lực, giảm chi phí và nâng cao chất lượng điện năng.

  2. Hệ thống SCADA và MDIS có vai trò gì trong giảm tổn thất?
    SCADA và MDIS giúp giám sát, thu thập dữ liệu vận hành lưới điện từ xa, phát hiện nhanh các sự cố và tổn thất bất thường, từ đó hỗ trợ xử lý kịp thời và hiệu quả.

  3. Nguyên nhân chính gây tổn thất điện năng tại Công ty Điện lực An Phú Đông là gì?
    Bao gồm quá tải dây dẫn, vận hành máy biến áp không hợp lý, sai số đo đếm, trộm cắp điện và các sự cố do thiên tai như sét đánh, cây xanh ngã vào lưới điện.

  4. Các giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để giảm tổn thất?
    Nâng cấp thiết bị, cân bằng pha, bọc hóa lưới điện, áp dụng công nghệ đo đếm và giám sát hiện đại, khai quang hành lang tuyến dây và bảo trì định kỳ.

  5. Làm thế nào để kiểm soát tổn thất phi kỹ thuật hiệu quả?
    Tăng cường kiểm tra, giám sát, đào tạo nhân viên, xử lý nghiêm các vi phạm trộm cắp điện và sai sót trong đo đếm, đồng thời áp dụng công nghệ đo đếm từ xa để phát hiện kịp thời.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã đánh giá thực trạng tổn thất điện năng tại Công ty Điện lực An Phú Đông, xác định nguyên nhân và mức độ tổn thất kỹ thuật và phi kỹ thuật.
  • Ứng dụng hệ thống SCADA và MDIS đã nâng cao hiệu quả giám sát, giảm thời gian xử lý sự cố và cải thiện các chỉ số độ tin cậy lưới điện.
  • Các giải pháp kỹ thuật và quản lý được đề xuất nhằm giảm tổn thất, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng cung cấp điện.
  • Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, góp phần thúc đẩy phát triển ngành điện lực và công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
  • Đề xuất tiếp tục mở rộng ứng dụng công nghệ, nâng cấp hạ tầng và tăng cường công tác kiểm tra để duy trì và nâng cao hiệu quả giảm tổn thất trong tương lai.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất trong vòng 2-3 năm tới, đồng thời tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện thông minh. Các đơn vị liên quan được khuyến khích áp dụng kết quả nghiên cứu để cải thiện công tác quản lý và vận hành.