Đánh giá giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế công ty điện lực Bến Tre

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu quản lý năng lượng đánh giá các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế điện lực, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Văn Ất
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phúc Khải
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Quản Lý Năng Lượng
• Đề tài: Giải Pháp Giảm Tổn Thất Điện Năng Trên Lưới Điện Hạ Thế Tại Bến Tre
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bến Tre

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• TỪ NGỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• Giới thiệu lý do chọn đề tài
• Vấn đề sẽ được nghiên cứu
• Tính cấp thiết của đề tài
• Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
• Bố cục luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG KHU VỰC HUYỆN CHÂU THÀNH VÀ PHƯƠNG HƯỚNG TỚI
• 1.1. Giới thiệu chung huyện Châu Thành
• 1.2. Tình hình kinh tế xã hội năm 2019 và phương hướng năm 2020
• 1.3. Giới thiệu lưới điện khu vực
• 1.4. Tình hình tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế
• 1.5. Phương hướng giảm tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực
• 2. CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG KỸ THUẬT VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN PSS ADEPT
• 2.1. Tổng quan tổn thất điện năng kỹ thuật
• 2.2. Tham khảo kết quả những công trình có tính chất tương tự
• 2.3. Giải pháp lắp đặt tụ bù để bù công suất phản kháng
• 2.4. Giải pháp giảm bán kính cấp điện
• 2.5. Giải pháp tăng tiết diện dây dẫn điện
• 2.6. Giới thiệu chương trình tính toán PSS ADEPT
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ DỰ ÁN
• 3.2. Số liệu lựa chọn đưa vào tính toán hiệu quả kinh tế
• 3.3. Kết quả tính toán
• 4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Tóm tắt kết quả tính toán
• 4.2. Đánh giá các giải pháp
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
• QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
• QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC

Tóm tắt

I. Tình hình tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế tại Bến Tre

Tổn thất điện năng (TTĐN) trên lưới điện hạ thế tại Bến Tre hiện đang ở mức cao, ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng năng lượng và phát triển kinh tế địa phương. Các nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng này bao gồm thiết kế lưới điện chưa hợp lý, chất lượng dây dẫn không đạt yêu cầu, và việc quản lý vận hành chưa được tối ưu. Theo số liệu thống kê, TTĐN hiện nay chiếm khoảng 10% tổng sản lượng điện tiêu thụ, một con số đáng lo ngại. Để giải quyết vấn đề này, cần thiết phải thực hiện các giải pháp cụ thể nhằm giảm thiểu tổn thất. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí cho ngành điện mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp điện cho người dân.

1.1 Nguyên nhân gây tổn thất điện năng

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế tại Bến Tre. Đầu tiên, việc thiết kế lưới điện chưa phù hợp với điều kiện thực tế là một yếu tố quan trọng. Nhiều tuyến đường dây có bán kính lớn, dẫn đến tổn thất điện năng cao do điện trở của dây dẫn. Thứ hai, chất lượng dây dẫn và thiết bị điện kém cũng góp phần làm tăng tổn thất. Cuối cùng, việc quản lý và vận hành lưới điện chưa được chú trọng, dẫn đến tình trạng lãng phí năng lượng. Việc phân tích các nguyên nhân này sẽ giúp đề xuất các giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu tổn thất điện năng.

1.2 Tình hình hiện tại và yêu cầu giảm tổn thất

Hiện tại, lưới điện hạ thế tại Bến Tre đang phải đối mặt với nhiều thách thức về tổn thất điện năng. Các số liệu cho thấy tỷ lệ TTĐN cao hơn mức trung bình của cả nước. Để giải quyết vấn đề này, Chính phủ đã đặt ra yêu cầu giảm tổn thất điện năng xuống mức tối ưu. Các đơn vị điện lực cần thực hiện các biện pháp cụ thể như lắp đặt tụ bù, nâng tiết diện dây dẫn và giảm bán kính cấp điện. Việc thực hiện các giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy của lưới điện.

II. Giải pháp giảm tổn thất điện năng

Để giảm tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế tại Bến Tre, nhiều giải pháp đã được nghiên cứu và đề xuất. Một trong những giải pháp chính là lắp đặt tụ bù để cải thiện hệ số công suất. Việc này giúp giảm tổn thất do công suất phản kháng và nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng. Thêm vào đó, việc nâng tiết diện dây dẫn cũng là một giải pháp hiệu quả, giúp giảm điện trở và từ đó giảm tổn thất điện năng. Cuối cùng, giảm bán kính cấp điện thông qua việc tái cấu trúc lưới điện cũng là một phương án cần được xem xét. Các giải pháp này cần được đánh giá kỹ lưỡng về hiệu quả kinh tế và khả năng thực hiện trong thực tế.

2.1 Lắp đặt tụ bù

Lắp đặt tụ bù là một trong những giải pháp quan trọng nhằm giảm tổn thất điện năng. Tụ bù giúp cải thiện hệ số công suất, từ đó giảm tổn thất do công suất phản kháng. Việc này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của lưới điện. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc lắp đặt tụ bù ở các điểm phù hợp có thể giảm tổn thất điện năng từ 5% đến 15%. Tuy nhiên, việc lựa chọn vị trí và công suất của tụ bù cần được thực hiện cẩn thận để đạt hiệu quả tối ưu.

2.2 Nâng tiết diện dây dẫn

Nâng tiết diện dây dẫn là một giải pháp hiệu quả khác nhằm giảm tổn thất điện năng. Dây dẫn có tiết diện lớn hơn sẽ có điện trở thấp hơn, từ đó giảm thiểu tổn thất do dòng điện. Việc này đặc biệt quan trọng đối với các tuyến đường dây có tải cao. Nghiên cứu cho thấy rằng, việc nâng tiết diện dây dẫn có thể giảm tổn thất điện năng từ 10% đến 20%. Tuy nhiên, việc thực hiện giải pháp này cần xem xét chi phí đầu tư và khả năng thực hiện trong thực tế.

2.3 Giảm bán kính cấp điện

Giảm bán kính cấp điện là một trong những phương án cần thiết để giảm tổn thất điện năng. Việc tái cấu trúc lưới điện để chia nhỏ các khu vực cấp điện sẽ giúp giảm tải cho các tuyến đường dây hiện tại. Thực tế cho thấy, việc giảm bán kính cấp điện có thể giảm tổn thất điện năng từ 15% đến 30%. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi một kế hoạch chi tiết và sự phối hợp chặt chẽ giữa các đơn vị điện lực để đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của giải pháp.

III. Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp

Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp giảm tổn thất điện năng là một bước quan trọng để xác định tính khả thi của từng phương án. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT, các số liệu thực tế sẽ được phân tích để tính toán hiệu quả kinh tế của từng giải pháp. Các yếu tố cần xem xét bao gồm chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành và bảo trì, cũng như lợi ích từ việc giảm tổn thất điện năng. Kết quả đánh giá sẽ giúp các đơn vị điện lực đưa ra quyết định hợp lý trong việc lựa chọn giải pháp tối ưu.

3.1 Phân tích chi phí đầu tư

Phân tích chi phí đầu tư là một phần quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp. Chi phí đầu tư bao gồm chi phí lắp đặt, chi phí thiết bị và chi phí nhân công. Đối với từng giải pháp, cần xác định rõ ràng các khoản chi phí này để có cái nhìn tổng quát về mức đầu tư cần thiết. Nghiên cứu cho thấy rằng, chi phí đầu tư cho lắp đặt tụ bù thường thấp hơn so với nâng tiết diện dây dẫn, tuy nhiên, hiệu quả kinh tế của từng giải pháp cần được xem xét kỹ lưỡng.

3.2 Lợi ích từ việc giảm tổn thất

Lợi ích từ việc giảm tổn thất điện năng không chỉ thể hiện qua việc tiết kiệm chi phí cho ngành điện mà còn nâng cao chất lượng dịch vụ cung cấp điện cho người dân. Giảm tổn thất điện năng có thể giúp giảm giá thành điện, từ đó tăng khả năng cạnh tranh của ngành điện. Bên cạnh đó, việc giảm tổn thất cũng góp phần bảo vệ môi trường thông qua việc giảm lượng khí thải từ các nguồn phát điện. Do đó, việc đánh giá lợi ích từ việc giảm tổn thất điện năng là rất cần thiết.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hệ thống lưới điện phân phối tại Việt Nam đang đứng trước yêu cầu cấp bách về việc nâng cao hiệu quả vận hành và tối ưu hóa chi phí truyền tải. Tại địa bàn huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre, hạ tầng lưới điện hạ thế có quy mô quản lý gồm 684,577 km đường dây và 873 trạm biến áp phân phối, phục vụ nhu cầu sử dụng điện của 61.621 khách hàng với tỷ lệ phủ lưới đạt 99,97% vào năm 2019. Mặc dù tỷ lệ tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực Châu Thành đã có sự cải thiện rõ rệt, giảm liên tục từ mức 7,05% năm 2015 xuống 4,40% vào năm 2019, song áp lực giảm sâu tổn thất kỹ thuật theo chỉ tiêu giao của Công ty Điện lực Bến Tre (đạt mức 3,95% năm 2020) vẫn là một thách thức lớn trong điều kiện nguồn vốn đầu tư công còn nhiều hạn chế.

Vấn đề cốt lõi đặt ra trong thực tế là các đơn vị quản lý vận hành thường áp dụng nhiều giải pháp giảm tổn thất khác nhau một cách thiếu đồng bộ, chưa có cơ sở định lượng rõ ràng để so sánh tính hiệu quả kinh tế và kỹ thuật giữa các phương án. Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Năng lượng của tác giả Nguyễn Văn Ất tại Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM tập trung giải quyết bài toán: Đánh giá và lựa chọn giải pháp tối ưu giảm tổn thất điện năng kỹ thuật trên đường dây hạ thế 0,4kV cấp điện theo một hướng. Phạm vi không gian nghiên cứu bao quát toàn bộ địa bàn huyện Châu Thành với chuỗi dữ liệu vận hành từ năm 2015 đến năm 2020. Ý nghĩa thực tiễn của công trình là xây dựng quy trình đánh giá khoa học, giúp ngành điện tối ưu hóa từng đồng vốn đầu tư, giảm thiểu tối đa điện năng hao hụt và nâng cao chất lượng điện áp cho các phụ tải nông thôn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết truyền tải và phân phối điện năng, kết hợp với các mô hình kinh tế kỹ thuật trong hệ thống điện. Bản chất của tổn thất điện năng kỹ thuật xuất phát từ sự biến đổi nhiệt lượng khi dòng điện đi qua các phần tử có điện trở và điện kháng. Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây được xác định qua biểu thức:

$$\Delta P = \frac{P^2 + Q^2}{U^2} \cdot R$$

Trong đó, P và Q lần lượt là công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải, U là điện áp vận hành danh định và R là điện trở thuần của dây dẫn. Tổn thất điện năng trong khoảng thời gian khảo sát tỷ lệ thuận với tổn thất công suất và thời gian chịu tải cực đại.

Ba trụ cột lý thuyết chính được phân tích chuyên sâu gồm:

1. Lý thuyết nâng cao hệ số công suất: Khi hệ số cosφ tăng từ 0,70 lên 0,93, lượng công suất phản kháng Q truyền tải trên dây dẫn giảm xuống, giúp giảm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng theo tỷ lệ bình phương của lượng Q giảm bớt.
2. Lý thuyết phân bố dòng trào lưu và vị trí đặt tụ bù tối ưu: Đối với phụ tải phân bố đều trên tuyến dây chiều dài L, vị trí đặt tụ bù tối ưu để đạt mức giảm tổn thất điện năng lớn nhất nằm tại điểm cách đầu nguồn 2/3 chiều dài tuyến dây với dung lượng bù bằng 2/3 công suất phản kháng trung bình.
3. Lý thuyết tổn thất điện áp cho phép và tiết diện kinh tế: Tiết diện dây dẫn được lựa chọn phải đảm bảo điều kiện sụt áp không vượt quá giới hạn cho phép trong chế độ vận hành bình thường và chế độ sự cố, đồng thời tối thiểu hóa chi phí vòng đời của công trình.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập toàn diện từ hệ thống đo đếm và quản lý kỹ thuật của Điện lực Châu Thành, bao gồm thông số kỹ thuật của 255,427 km đường dây trung thế 22kV, 684,577 km đường dây hạ thế 0,4kV và 873 trạm biến áp phân phối với tổng dung lượng 27.891 kVA. Toàn bộ 551 trạm biến áp công cộng và 290 trạm chuyên dùng đều đã được trang bị công tơ điện tử tổng trạm, cung cấp chuỗi số liệu đo đếm chính xác theo thời gian thực.

Về phương pháp chọn mẫu, nghiên cứu lựa chọn các tuyến đường dây hạ thế điển hình đang cấp điện theo một hướng có bán kính lớn, phụ tải mang tính chất nông thôn và có hệ số tổn thất kỹ thuật cao. Phương pháp phân tích sử dụng công cụ mô phỏng chuyên dụng PSS/ADEPT của Siemens PTI. Mô hình này được lựa chọn vì khả năng tính toán trào lưu công suất chính xác trên lưới điện hình tia phức tạp, cho phép phân tích sụt áp tại từng nút phụ tải và lượng hóa chính xác tổn thất công suất trước và sau khi áp dụng các giải pháp kỹ thuật. Sau bước mô phỏng kỹ thuật, phương pháp phân tích kinh tế được áp dụng để xác định vốn đầu tư, doanh thu từ điện năng tiết kiệm và thời gian hoàn vốn. Toàn bộ quy trình nghiên cứu được triển khai thực nghiệm từ tháng 8 năm 2019 đến tháng 4 năm 2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình mô phỏng và phân tích dữ liệu thực tế tại lưới điện hạ thế Châu Thành đã đưa ra các phát hiện khoa học mang tính định lượng rõ ràng:

Thứ nhất, việc cải thiện hệ số công suất thông qua lắp đặt tụ bù hạ thế mang lại hiệu quả giảm tổn thất tức thì với chi phí vốn thấp nhất. Khi lắp đặt tụ bù nâng cosφ từ 0,70 lên 0,93 cho một trạm biến áp 315 kVA vận hành với thời gian tổn thất cực đại 2.500 giờ mỗi năm, lượng tổn thất điện năng do dây đồng trong máy biến áp gây ra giảm đáng kể, đồng thời tổn hao công suất trên tuyến đường dây hạ thế giảm tới 43,30% so với thời điểm trước khi bù.

Thứ hai, giải pháp thay thế, nâng tiết diện dây dẫn hiện hữu mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện chất lượng điện áp và giảm tổn thất trên các tuyến dây mang tải cao. Đối với các đường dây có tiết diện nhỏ lâu năm bị lão hóa, việc tăng tiết diện giúp kéo giảm mức sụt áp từ trên 15,00% xuống dưới ngưỡng tiêu chuẩn 5,00%, đưa tổn thất điện năng trên tuyến hạ thế giảm từ khoảng 13,50% xuống còn dưới 3,50%.

Thứ ba, giải pháp giảm bán kính cấp điện bằng phương thức cấy thêm trạm biến áp phân phối 22/0,4kV và cắt chia lưới hạ thế theo hai hướng mang lại hiệu quả giảm tổn thất kỹ thuật toàn diện nhất. Việc rút ngắn bán kính cấp điện của lưới 3 pha 4 dây xuống dưới 450 mét và lưới 1 pha xuống dưới 100 mét giúp giảm tổn thất công suất hạ thế trên 60,00%. Mặc dù việc phát triển thêm lưới trung thế và trạm biến áp mới làm phát sinh thêm tổn thất không tải lõi thép khoảng 0,10% đến 0,20%, nhưng mức gia tăng này không đáng kể so với mức giảm tổn thất trên lưới hạ thế do cấp điện áp trung thế 22kV cao gấp 55 lần so với cấp hạ thế 0,4kV.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tổn thất điện năng kỹ thuật trên lưới điện hạ thế Châu Thành vẫn còn ở mức 4,40% vào năm 2019 là do đặc thù địa bàn nông thôn trải rộng với diện tích tự nhiên 33.485,97 ha, nhiều nhánh rẽ dài và hệ thống dây dẫn kéo dài qua các kênh rạch. Bên cạnh đó, phụ tải sinh hoạt và bơm tưới nông nghiệp sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ chạy non tải làm suy giảm hệ số cosφ xuống dưới 0,75.

Khi so sánh với các công trình nghiên cứu trước đây, kết quả của luận văn hoàn toàn tương đồng và làm sáng tỏ thêm các quy luật kinh tế kỹ thuật. Một nghiên cứu của tác giả Phạm Văn Hiệp về bù tối ưu công suất phản kháng cho thấy việc lắp tụ bù hạ thế mang lại thời gian thu hồi vốn rất nhanh, chỉ sau 6 tháng vận hành. Tương tự, nghiên cứu cải tạo lưới hạ áp nông thôn của tác giả Nguyễn Văn Hưng tại Ninh Bình chứng minh việc nâng tiết diện dây giúp giảm tổn thất từ 18,67% xuống 3,27% với thời gian thu hồi vốn khoảng 8 năm. Báo cáo thực tế ngành điện cũng ghi nhận việc lắp đặt tụ bù hạ thế giúp giảm trực tiếp từ 0,70% đến 1,00% tỷ lệ tổn thất chung.

Để hỗ trợ công tác ra quyết định đầu tư, toàn bộ dữ liệu tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT có thể được trực quan hóa thông qua biểu đồ phân bố điện áp dọc tuyến và bảng ma trận so sánh ba chiều bao gồm: Suất đầu tư ban đầu, tỷ lệ giảm tổn thất điện năng và thời gian hoàn vốn. Kết quả cho thấy: Lắp đặt tụ bù là giải pháp có tính kinh tế cao nhất với thời gian thu hồi vốn dưới 1 năm; nâng tiết diện dây dẫn phù hợp cho các tuyến trục đầy tải; trong khi cấy trạm giảm bán kính là giải pháp căn cơ cho các khu vực quá tải nặng và sụt áp nghiêm trọng dù đòi hỏi nguồn vốn lớn nhất.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá thực nghiệm, tác giả đề xuất bốn nhóm giải pháp hành động cụ thể nhằm đưa tỷ lệ tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực Châu Thành về mức 3,95% trong năm 2020 và duy trì dưới 3,50% trong giai đoạn tiếp theo:

1. Ưu tiên lắp đặt tụ bù hạ thế phân tán tại các vị trí phụ tải tập trung: Điện lực Châu Thành cần triển khai ngay việc lắp đặt các bộ tụ bù hạ thế dung lượng từ 10 kVAr đến 30 kVAr tại vị trí 2/3 chiều dài của các phát tuyến có cosφ thấp hơn 0,80. Mục tiêu nâng hệ số công suất bình quân toàn mạng lên trên 0,95, thực hiện hoàn thành trong quý 1 và quý 2 năm 2020.
2. Nâng cấp tiết diện dây dẫn trên các trục chính quá tải: Đội Quản lý vận hành tiến hành khảo sát và thay thế toàn bộ các đoạn dây trần, dây có tiết diện không phù hợp bằng cáp vặn xoắn nhôm hoặc đồng tiết diện từ 50 mm2 đến 95 mm2 trên các tuyến trục chính có dòng điện vận hành vượt quá 80% công suất định mức, lộ trình thực hiện từ quý 2 đến quý 4 năm 2020.
3. Cấy thêm trạm biến áp phân phối và chuẩn hóa bán kính cấp điện: Công ty Điện lực Bến Tre cần phê duyệt danh mục đầu tư phát triển mới các tuyến trung thế 22kV và cấy thêm các trạm biến áp dung lượng 50 kVA đến 100 kVA vào trung tâm các cụm dân cư nông thôn. Phấn đấu đưa 100% tuyến hạ thế 3 pha về bán kính dưới 450 mét và tuyến 1 pha dưới 250 mét trong giai đoạn 2020 - 2022.
4. Tăng cường các biện pháp kỹ thuật quản lý vận hành thường xuyên: Tổ chức đo đạc và thực hiện cân đảo pha định kỳ hàng tháng đối với các trạm biến áp có độ lệch dòng giữa các pha vượt quá 15,00%; điều chỉnh nấc phân áp máy biến áp tại trạm công cộng đạt mức 105% điện áp định mức vào giờ thấp điểm; phát quang cây xanh bảo vệ hành lang an toàn lưới điện với hơn 940 km đường dây trung hạ thế trên địa bàn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật cao, phục vụ thiết thực cho các nhóm đối tượng sau:

1. Kỹ sư và cán bộ quản lý vận hành tại các Công ty Điện lực cấp tỉnh, huyện: Luận văn cung cấp phương pháp luận và quy trình tính toán mẫu trên phần mềm PSS/ADEPT, giúp các kỹ sư điện lực dễ dàng lập phương án kỹ thuật và lựa chọn giải pháp giảm tổn thất điện năng tối ưu cho từng trạm biến áp cụ thể.
2. Cán bộ quản lý năng lượng tại các Sở Công Thương và doanh nghiệp: Nắm vững các mô hình kinh tế năng lượng, bài toán bù công suất phản kháng và các tiêu chuẩn kỹ thuật để xây dựng kế hoạch tiết kiệm điện năng và tối ưu hóa chi phí sử dụng điện tại địa phương.
3. Học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Quản lý Năng lượng: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chất lượng cao về phương pháp nghiên cứu ứng dụng, giải quyết bài toán thực tế kết hợp giữa lý thuyết mạch, trào lưu công suất và phân tích hiệu quả tài chính dự án.
4. Các đơn vị tư vấn thiết kế và quy hoạch phát triển lưới điện: Ứng dụng các tiêu chí kỹ thuật về bán kính cấp điện, chọn tiết diện dây dẫn kinh tế và cấu hình bù phản kháng trong công tác lập báo cáo nghiên cứu khả thi các dự án cải tạo lưới điện nông thôn.

Câu hỏi thường gặp

1. Trong ba giải pháp kỹ thuật, giải pháp nào mang lại thời gian thu hồi vốn đầu tư nhanh nhất? Giải pháp lắp đặt tụ bù hạ thế để bù công suất phản kháng mang lại thời gian thu hồi vốn nhanh nhất, thông thường chỉ từ 6 đến 12 tháng. Suất đầu tư cho một bộ tụ bù hạ thế tương đối thấp nhưng hiệu quả giảm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng đạt từ 0,70% đến 1,00% ngay sau khi đưa vào vận hành.

2. Vị trí tối ưu nhất để lắp đặt một bộ tụ bù trên tuyến đường dây hạ thế là ở đâu? Đối với đường dây hạ thế có phụ tải phân bố đều dọc tuyến, vị trí đặt tụ bù tối ưu nhất là tại điểm cách trạm biến áp đầu nguồn khoảng 2/3 tổng chiều dài phát tuyến. Khi đặt tại vị trí này với dung lượng bù bằng 2/3 công suất phản kháng trung bình, mức giảm tổn thất điện năng trên toàn tuyến sẽ đạt giá trị cực đại.

3. Khi nào đơn vị quản lý nên chọn phương án cấy trạm biến áp thay vì tăng tiết diện dây dẫn? Phương án cấy thêm trạm biến áp phân phối nên được ưu tiên khi bán kính cấp điện của đường dây 3 pha vượt quá 450 mét, độ sụt áp cuối nguồn lớn hơn 10% và mật độ phụ tải phát triển nhanh. Khi đó, tăng tiết diện dây không còn đảm bảo hiệu quả kinh tế bằng việc đưa nguồn trung thế 22kV vào sâu tâm phụ tải.

4. Việc lắp thêm trạm biến áp và đường dây trung thế có làm tăng tổn thất chung của hệ thống không? Việc lắp thêm trạm biến áp có làm tăng tổn thất không tải lõi thép và tổn thất trên đoạn trung thế mới khoảng 0,10% đến 0,20%. Tuy nhiên, do cấp điện áp 22kV cao hơn 55 lần so với cấp hạ thế 0,4kV, mức tổn thất phát sinh này cực kỳ nhỏ so với mức giảm tổn thất hơn 60% trên lưới điện hạ thế được phân tách.

5. Phần mềm PSS/ADEPT hỗ trợ giải quyết bài toán giảm tổn thất điện năng như thế nào? Phần mềm PSS/ADEPT hỗ trợ xây dựng sơ đồ lưới điện chi tiết, tính toán dòng trào lưu công suất, xác định chính xác độ sụt áp tại từng nút và lượng hóa tổn thất công suất tác dụng, phản kháng trước và sau khi áp dụng các giải pháp kỹ thuật, giúp người kỹ sư lựa chọn phương án tối ưu một cách khoa học.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện hiện trạng kỹ thuật lưới điện hạ thế Châu Thành với 684,577 km đường dây, đánh giá quá trình giảm tổn thất điện năng từ 7,05% năm 2015 xuống 4,40% năm 2019.
• Khẳng định tính hiệu quả vượt trội của phần mềm mô phỏng PSS/ADEPT trong việc phân tích trào lưu công suất và lượng hóa mức độ suy giảm tổn thất của từng giải pháp kỹ thuật.
• Xác lập cơ sở khoa học chứng minh giải pháp lắp tụ bù hạ thế có thời gian hoàn vốn nhanh nhất dưới 1 năm, nâng tiết diện dây phù hợp chống quá tải trục chính, và cấy trạm biến áp là giải pháp căn cơ xử lý triệt để bài toán sụt áp diện rộng.
• Đề xuất lộ trình kỹ thuật chi tiết giúp Điện lực Châu Thành đạt chỉ tiêu giảm tổn thất điện năng hạ thế xuống mức 3,95% trong năm 2020 và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững.
• Đóng góp một mô hình đánh giá chuẩn xác, có khả năng ứng dụng và nhân rộng cho toàn bộ các đơn vị trực thuộc Công ty Điện lực Bến Tre cũng như hệ thống điện phân phối khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH HIỆN TRẠNG KHU VỰC HUYỆN CHÂU THÀNH VÀ PHƯƠNG HƯỚNG TỚI 1.1 Giới thiệu chung huyện Châu Thành[9] 1.1 Vị trí địa lý Huyện Châu Thành nằm ở phía bắc tỉnh Bến Tre: phía đông giáp với huyện Bình Đại; Phía đông nam giáp với thành phố Bến Tre; Phía tây và nam giáp với sông Hàm Luông ngăn cách với huyện Chợ Lách và huyện Mỏ Cày Nam; Phía bắc giáp với con sông Tiền ngăn cách với thành phố Mỹ Tho (tỉnh Tiền Giang).2 Đặc điểm địa hình, địa chất Địa hình đồng bằng ven biển tương đối thấp và bằng phẳng. Độ cao trung bình phổ biến từ 0,4 – 1,2 m (chiếm khoảng 87% diện tích toàn huyện). Huyện nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ven biển, có 2 mùa mưa, nắng rõ rệt trong năm. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau.

Nhiệt độ tương đối cao và ổn định, trung bình từ 25 - 280C; nhiệt độ cao nhất 360C vào tháng 4, 5; nhiệt độ thấp nhất là 180C vào tháng 1, 2. Tổng lượng mưa/năm đạt khoảng 1.500 mm tập trung chủ yếu vào mùa mưa (tháng 7,8,9 đạt 300 mm/tháng). Điều kiện khí hậu rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, do lượng mưa tập trung theo mùa nên thường xảy ra ngập úng cục bộ đối với một số vùng có địa hình thấp, trũng.

Có nhiều sông ngòi, kênh rạch lớn, chằng chịt, cung cấp tốt cho việc sản xuất nông nghiệp cũng như sinh hoạt của nhân dân. Bên cạnh đó, nước ngầm tần sâu khá phong phú cũng góp phần phục vụ nguồn nước sinh hoạt cho dân cư.3 Tài nguyên thiên nhiên Theo số liệu thống kê huyện Châu Thành có diện tích tự nhiên là 33.485,97 ha, trong đó, đất nông nghiệp là 26.110,56 ha, chiếm 79,1% diện tích tự nhiên (gồm: đất cây hàng năm 17.899,56 ha, chiếm 75,9% đất nông Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 17 nghiệp, trong đó đất trồng lúa 17.132,91; đất trồng cây lâu năm 5.676,75 ha; đất nuôi trồng thủy sản 836 ha); đất phi nông nghiệp 7.2 Tình hình kinh tế xã hội năm 2019 và phương hướng năm 2020[6] 1.1 Kết quả thực hiện các chỉ tiêu chủ yếu năm 2019 Bảng 1.1 Thống kê kết quả các chỉ tiêu chủ yếu năm 2019 huyện Châu Thành TT Chỉ tiêu ĐVT Kết quả 1. Về kinh tế 1 Cơ cấu kinh tế + Khu vực I % 14,32 + Khu vực II % 46,87 + Khu vực III % 31,23 + Thuế sản phẩm % 7,58 2 Tổng thu cân đối ngân sách Tỷ đồng 568,098 + Trong đó, thu ngân sách trên địa bàn Tỷ đồng 122,501 3 Tổng chi cân đối ngân sách Tỷ đồng 568,098 4 Xây dựng GTNT km 52,974 5 Tỷ lệ hộ sử dụng nước máy % 78,8 6 Tỷ lệ hộ sử dụng điện % 99,97 2. Về văn hóa – xã hội 7 Tỷ lệ lao động qua đào tạo % 64,0 8 Số lao động có việc làm mới trong năm Người 4.150 9 Giảm tỷ lệ hộ nghèo được % 0,66 10 Xuất khẩu lao động Người 100 11 Xây dựng nhà tình thương Căn 122 12 Giáo dục: - Năm học 2018 – 2019 + Tỷ lệ học sinh tiểu học bỏ học % 0 + Tỷ lệ học sinh THCS bỏ học % 0,25 Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 18 TT Chỉ tiêu ĐVT Kết quả + Tỷ lệ tốt nghiệp THPT % 98,93 - Năm học 2019 – 2020 + Trẻ 5 tuổi ra Mẫu giáo % 100 + Trẻ 6 tuổi vào lớp Một % 100 13 Tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi suy dinh dưỡng % 9,2 14 Tỷ lệ người dân tham gia bảo hiểm y tế % 90 1.2 Phương hướng phát triển kinh tế xã hội năm 2020 1.1 Mục tiêu tổng quát Năm 2020, là năm cuối của giai đoạn phát triển 05 năm.

Tiếp tục đưa kinh tế tăng trưởng bền vững; đẩy mạnh phát triển công nghiệp, thương mại và dịch vụ. Xây dựng nền công nghiệp kỹ thuật cao gắn với chuỗn giá trị và thương hiệu sản phẩm. Huy động, vận động thực hiện tốt các nguồn vốn đầu tư phát triển. Tiếp tục kêu gọi đầu tư của các doanh nghiệp song song với việc vận đ ộng, phát huy tốt nội lực nhất là tiềm năng về vốn và sức lao động trong nhân dân để xây dựng kết cấu hạ tầng KTXH, nhất là hệ thống giao thông.Tăng cường nguồn lực thúc đẩy tiến độ thực hiện chương trình xây dựng nông thôn mới.

Ứng phó hiệu quả với biến đổi khí hậu, phòng chóng thiên tai và bảo vệ môi trường. Tiếp tục thực hiện CCHC, sắp xếp, sáp nhập tổ chức bộ máy của hệ thống chính trị tinh gọn, hoạt động hiệu lực, hiệu quả. Đảm bảo an sinh xã hội, giảm nghèo hiệu quả, nâng cao đời sống nhân dân. Thực hành hiệu quả tiết kiệm, chống lãng phí; giữ vững an ninh, trật tự an toàn xã hội.2 Các chỉ tiêu chủ yếu của năm 2020: Bảng 1.2 Thống kê các chỉ tiêu kế hoạch năm 2020 huyện Châu Thành TT Chỉ tiêu ĐVT KH 2019 1.

Về kinh tế Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 19 TT Chỉ tiêu ĐVT KH 2019 1 Cơ cấu kinh tế + Khu vực I % 14,0 + Khu vực II % 47,35 + Khu vực III % 31,26 + Thuế sản phẩm % 7,29 2 Tổng thu cân đối ngân sách Tỷ đồng 506,656 + Trong đó, thu ngân sách trên địa bàn Tỷ đồng 119,200 3 Tổng chi cân đối ngân sách Tỷ đồng 506,656 4 Xây dựng GTNT km 51 5 Tỷ lệ hộ sử dụng nước máy % 81 6 Tỷ lệ hộ sử dụng điện % 99,99 2. Về văn hóa – xã hội 7 Tỷ lệ lao động qua đào tạo % 65,0 8 Số lao động có việc làm mới trong năm Người 3.000 9 Giảm tỷ lệ hộ nghèo % 0,5 10 Xuát khẩu lao động Người 80 11 Xây dựng nhà tình thương Căn 50 12 Giáo dục: - Năm học 2019 – 2020 + Tỷ lệ học sinh tiểu học bỏ học <% 0,2 + Tỷ lệ học sinh THCS bỏ học <% 1 + Tỷ lệ tốt nghiệp THPT >% 90 - Năm học 2019 – 2020 + Trẻ 5 tuổi ra Mẫu giáo % 100 + Trẻ 6 tuổi vào lớp Một % 100 13 Tỷ lệ trẻ em dưới 5 tuổi SDD % 9,1 14 Tỷ lệ người dân tham gia bảo hiểm y tế % 90,00 Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 20 1.3 Giới thiệu lưới điện khu vực[8] 1.1 Nguồn cung cấp điện: Lưới điện thuộc Điện lực Châu Thành quản lý bao gồm cấp 22kV và 0,4kV, nhận điện từ các trạm biến áp 110kV - 2x63MVA Bến Tre và 110kV - 40MVA Giao Long, chi tiết cụ thể như sau: Bảng 1.3 Thông số vận hành các phát tuyến T12/2019 Tuyến Pmax Pmin Qmax Qmin Ghi chú TRẠM BIẾN ÁP 110KV – 2 x 63MVA BẾN TRE 472 Bến Tre 7.8 TRẠM BIẾN ÁP 110KV - 40MVA GIAO LONG 471 Giao Long 5.2 Đường dây trung hạ thế, trạm biến áp phân phối, công tơ bán điện 1.1 Đường dây trung hạ thế: Bảng 1.4 Thống kê đường dây Điện lực Châu Thành 2019 Hạng mục TSĐL TSKH Tổng Tổng đường dây (km) 924,876 15,128 940,004 1 Đường dây trung thế 22kV 240,299 15,128 255,427 Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 21 Hạng mục TSĐL TSKH Tổng 1.1 Vận hành cấp 22kV 133,814 12,561 146,375 1.2 Vận hành cấp 12,7kV 106,485 2,567 109,052 2 Đường dây hạ thế 684,577 0,000 684,577 2.1 Vận hành cấp 0.2 Vận hành cấp 0.2 Trạm biến áp phân phối: Bảng 1.5 Thống kê trạm biến áp Điện lực Châu Thành 2019 Trạm biến Trạm Trạm Trạm biến áp 3 pha, biến áp 1 biến áp 1 Thống kê TBA áp 3 pha, P>400 pha, pha, Tổng P≤400 KVA KVA 1MBA 2MBA Số trạm 192 109 461 111 873 Tài sản điện lực 85 7 380 111 583 Tài sản khách hàng 107 102 81 0 290 Số máy 428 128 461 222 1.239 Tài sản điện lực 203 7 380 222 812 Tài sản khách hàng 225 121 81 0 427 Dung lượng 27.891,0 Tài sản điện lực 12.992,5 Tài sản khách hàng 15.3 Công tơ bán điện (điện năng kế): - Tổng số khách hàng: 61.621 khách hàng (61.176 khách hàng 1 pha và 445 khách hàng 3 pha). - 100% trạm biến áp công cộng (551 trạm) đã lắp điện năng kế điện tử tổng trạm. - 100% trạm biến áp chuyên dùng (290 trạm) đã lắp điện năng kế điện tử tại trạm.

- Phân loại điện năng kế: điện kế điện tử 27.631 cái (còn lại là điện năng kế cơ) Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 22 1.4 Tình hình tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế 1.1 Tình hình thực hiện TTĐN HT 5 năm gần đây so với kế hoạch Bảng 1.6 Thống kê Tổn thất điện năng Điện lực Châu Thành 2015-2019 Năm Năm Năm Năm Stt Hạng mục ĐVT Năm 2015 2016 2017 2018 2019 1 Kế hoạch giao % chưa áp dụng 6,56 5,3 4,85 4,4 2 Thực hiện % 7,05 5,75 5,62 4,85 4,4 3 Đánh giá - ĐẠT K ĐẠT ĐẠT ĐẠT (nguồn: Điện lực Châu Thành, tháng 01/2020) 1.2 Đánh giá kết quả thực hiện: Giai đoạn 2015 đến 2019: Năm 2015 Công ty Điện lực không áp dụng việc giao chỉ tiêu TTĐN trên lưới hạ áp; Chỉ riêng năm 2017, Điện lực Châu Thành thực hiện TTĐN lưới hạ áp Không Đạt kế hoạch được cấp trên giao. Tuy nhiên %TTĐN hạ áp đã giảm theo từng năm.5 Phương hướng giảm tổn thất điện năng hạ thế của Điện lực 1.1 Nguyên nhân TTĐN hạ thế hiện nay và biện pháp khắc phục: Điện lực Châu thành cơ bản đã thống kê được các nguyên nhân gây ra TTĐN còn cao hiện nay và đề xuất các giải pháp để khắc phục, cụ thể như sau: Bảng 1.7 Thống kê nguyên nhân tổn thất của Điện lực Châu Thành hiện nay Stt Nguyên nhân Giải pháp Khâu kỹ thuật 1 Trạm công cộng có điện áp Tăng đầu phân áp máy biến thế để điện đầu nguồn vào giờ thấp điểm áp phía thứ cấp đạt 105%Uđm vào giờ chưa đạt qui định (105% thấp điểm (tức là tương đương Uđm) 231V/399V). 2 Lệch pha (>15%) Tổ chức cân pha 3 Thiếu bù hoặc vận hành chưa Di dời tụ bù hiện có về vị trí thích hợp, Luận văn thạc sĩ Học viên thực hiện: Nguyễn Văn Ất – MS: 1770250 23 hiệu quả tụ bù hiện có (vị trí theo dõi sát tình hình vận hành, lắp bổ không phù hợp, vận hành sung tụ bù. không tin cậy, …) 4 Rò điện, phát nhiệt mối Xử lý vị trí rò điện, vệ sinh hoặc thay nối,….