Đặt vấn đề Nhu cầu năng lƣợng, đặc biệt là điện năng hiện tại đang tăng rất nhanh, với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, việc đƣa vào ứng dụng các thiết bị điện – điện tử có hiệu quả cao, các thiết bị vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất. ngày càng nhiều. Bên cạnh đó, nhiều ngành công nghệ cao đang đƣợc đầu tƣ phát triển tại Việt Nam đang phải đối mặt ngày càng nhiều hơn với các vấn đề chất lƣợng điện. Sự cố chất lƣợng điện ở đầu vào có thể gây ra những thiệt hại mang tính dây chuyền, thậm chí có thể dẫn tới sự ngƣng trệ của cả dây chuyền công nghệ, gây thiệt hại lớn cho doanh nghiệp.
Bộ Công Thƣơng đã ban hành thông tƣ số 39/2015/TT-BCT liên quan đến lƣới phân phối. Trong thông tƣ này, các quy định liên quan đến chất lƣợng điện năng đƣợc ban hành nhằm từng bƣớc nâng cao hiệu quả của việc tiêu thụ năng lƣợng điện. Trên thực tế, cho đến nay chƣa có một công bố chính thức mang tính điển hình nào về các vấn đề về chất lƣợng điện năng. Mặc dù vậy, các thiệt hại kinh tế do chất lƣợng điện năng chƣa cao thì hoàn toàn có thể quan sát đƣợc, thậm chí đo lƣờng đƣợc.
Đã có một số các điều tra ở quy mô nhỏ đã đƣợc thực hiện. Tuy nhiên, yếu tố kinh tế hoặc thƣơng mại chƣa đƣợc thể hiện rõ sự liên quan tới các vấn đề chất lƣợng điện. Đề tài này nhằm mục tiêu xây dựng cơ sở lý thuyết, áp dụng một số phƣơng pháp nhằm giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực quản lý vận hành lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An- Bình Dƣơng. Tính cấp thiết của đề tài Thực tế cho thấy rằng có những tồn tại nhất định trong việc tiến hành khảo sát các vấn đề chất lƣợng điện.
Ở một số trạm nguồn cũ (của cả ngành điện và khách hàng sử dụng điện) chƣa đƣợc trang bị hệ thống tự động hóa, việc thu thập 2 các thông tin liên quan đến chất lƣợng điện sẽ gặp nhiều khó khăn. Trong những trƣờng hợp đó, phƣơng pháp tiếp cận trực tiếp tại hiện trƣờng sẽ là giải pháp thích hợp nhất. Bên cạnh đó, các nguồn nhân lực để đánh giá chất lƣợng điện còn thiếu và yếu, cộng thêm với việc đánh giá chất lƣợng điện sẽ chỉ có thể thực hiện đƣợc một khi Điện đƣợc sử dụng, cái nhìn về chất lƣợng điện từ phía ngành điện và khách hàng sử dụng điện sẽ khác nhau rất nhiều. Đối với khách hàng sử dụng điện, điều này phụ thuộc rất nhiều vào năng lực của khách hàng (kỹ thuật viên nhà máy) trong việc hiểu biết dây chuyền sản xuất và khả năng đánh giá những hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng điện.
Dữ liệu chất lƣợng điện phải đƣợc thu thập thƣờng xuyên nhằm đánh giá sát thực nhất những chi phí dài hạn. Tuy nhiên, điều này chỉ có thể thực hiện đƣợc nếu khách hàng đƣợc trang bị những thiết bị chuyên dụng cho vấn đề chất lƣợng điện. Cách tính toán chi phí theo đầu sự cố sẽ đƣợc sử dụng để đánh giá các thiệt hại kinh tế gây ra bởi những sự cố chất lƣợng điện cụ thể, ngắn hạn. Mặt khác, bản thân khách hàng sử dụng điện cũng góp phần nào đó làm ảnh hƣởng tới chất lƣợng điện năng.
Với thực trạng nền sản xuất của khách hàng sử dụng điện hiện nay, còn tồn tại nhiều công nghệ sản xuất lạc hậu gây ra hai vấn đề lớn: Một là tiêu thụ năng lƣợng lớn; Hai là gây sụt giảm chất lƣợng điện năng cục bộ quanh vùng lân cận của khách hàng đó. Về phía ngành điện thì trong các trƣờng hợp thông thƣờng, ngành điện không chịu những tổn thất kinh tế trực tiếp do chất lƣợng điện năng thấp gây ra. Tuy nhiên, ngành điện sẽ phải chịu thiệt hại kinh tế gây ra do việc giảm sút doanh thu vì mất điện gây ra bởi các vấn đề chất lƣợng điện. Bên cạnh đó, ngành điện cũng sẽ chịu thiệt hại kinh tế do vấn đề chất lƣợng điện gây ra việc đo lƣờng sai (sóng hài là nguyên nhân chủ yếu của hiện tƣợng này); chi phí đầu tƣ phải bỏ ra nhằm khắc phục các vấn đề chất lƣợng điện năng sẽ đƣợc coi nhƣ chi phí vận hành do nhà cung cấp chịu.
Đối với ngành điện các chỉ tiêu chất lƣợng đối với việc cung cấp điện 3 đến khách hàng về nguyên tắc sẽ đƣợc định nghĩa trong các hợp đồng mua-bán điện. Mặc dù vậy, với giá điện thấp nhƣ tình hình hiện nay thì điện năng chỉ có thể đƣợc cung cấp với một chất lƣợng tƣơng ứng với giá. Bên cạnh đó, chỉ có yếu tố cung cấp điện là chỉ tiêu đƣợc ƣu tiên hàng đầu, chỉ tiêu về điện áp chỉ đƣợc xem xét khi có khiếu nại hoặc kiến nghị của khách hàng. Còn các chỉ tiêu khác thì hầu nhƣ không đƣợc có.
Nguyên nhân của hiện trạng trên là do thiếu điện và lƣới điện còn yếu nên ngành điện chỉ ƣu tiên giải quyết sự cố nhanh để phục hồi cung cấp điện. Các yếu tố khác ảnh hƣởng đến kinh tế vận hành thì chƣa thực sự đƣợc quan tâm. Qua các phân tích ở trên đây, có thể thấy vấn đề cần phải đƣợc quan tâm hơn nửa là phải tìm ra các giải pháp, phƣơng thức vận hành hợp lý nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao trong các điều kiện thực tế hoặc bằng những nguồn đầu tƣ nhỏ nhƣng vẫn đạt đƣợc chất lƣợng điện năng tăng cao. Đó cũng chính là lý do chủ yếu để chọn đề tài Giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lƣới phân phối.
Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về chất lƣợng điện năng, tổn thất điện năng và hiệu quả của lắp đặt tụ bù. Áp dụng một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành trong điều kiện lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng trong giai đoạn công nghiệp hóa phát triển tăng cao. Đề tài nghiên cứu xuất phát từ nhu cầu thực tế của lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng, do đó các kết quả mang tính thực tiễn, có thể nhân rộng và áp dụng rộng rãi cho các khu vực khác. Đối tƣ ng và phạm vi nghiên cứu Đối tƣ ng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu mà đề tài đặt ra là lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng.
4 Phạm vi nghiên cứu: Đề tài đi sâu vào việc bù nâng cao hệ số công suất, giảm tổn thất điện năng, ổn định điện áp, cải thiện chỉ số độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân phối. Phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu 1. Phƣơng pháp luận: Luận văn sử dụng các phƣơng pháp các nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn của lƣới điện phân phối khu vực thị xã Dĩ An-Bình Dƣơng. Phƣơng pháp nghiên cứu: Phƣơng pháp phân tích tài liệu: thu thập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau, các đề tài nghiên cứu của các nhà khoa học giáo dục trong và ngoài nƣớc, cùng các tài liệu khác có liên quan đến đề tài nghiên cứu, từ đó xây dựng mô hình lý thuyết và công cụ đo lƣờng sử dụng cho bƣớc nghiên cứu thực tiễn.
Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế: Dự báo phụ tải trên cơ sở xu hƣớng và qui hoạch phát triển điện của địa phƣơng. Sử dụng phần mềm PSS/Adept để chạy thử bài toán bù tối ƣu giảm tổn thất trên các lƣới điện điển hình, phân bổ công suất. Dữ liệu thu thập từ Chƣơng trình Quản lý lƣới điện, Chƣơng trình vận hành lƣới điện trên máy tính để tính toán chỉ số độ tin cậy cung cấp điện. Các Công trình nghiên cứu trƣớc đây Nguyễn Lê Hoàng, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ thống điện, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội (2003): Nghiên cứu bài toán chế độ xác lập và bù công suất phản kháng trên lƣới phân phối; Nguyễn Thanh Hà, Luận văn Thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành Mạng và Hệ thống điện, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội (2008): Các giải pháp nâng cao chất lƣợng và giảm tổn thất điện năng trên lƣới điện phân phối Quận Long Biên – Hà Nội.
5 Hoàng Sơn, Luận văn thạc sĩ ngành điện, chuyên ngành hệ thống điện, Trƣờng Đại học Công nghệ TP.HCM (2016): Xác định vị trí và dung lƣợng máy phát phân tán để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới điện phân. Đề tài này vận dụng các nghiên cứu trƣớc đây và tình hình vận hành lƣới điện thực tế để đƣa ra các giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành lƣới điện phân phối. 6 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẬN HÀNH LƢỚI PHÂN PHỐI 2. Khái niệm về chất lƣ ng điện năng Thuật ngữ chất lƣợng điện năng đƣợc sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp điện kể từ năm 1980.
Chất lƣợng điện năng là tập hợp các tiêu chuẩn của điện năng và độ tin cậy cung cấp điện trong hệ thống. Cả ngành điện và khách hàng sử dụng điện đang ngày càng quan tâm đến chất lƣợng điện năng. Có bốn lý do chính cho sự quan tâm này: Ngày nay các thiết bị nhạy cảm hơn với sự thay đổi của chất lƣợng điện năng so với các thiết bị trƣớc đây, nhiều thiết bị đƣợc cấu tạo từ các bộ vi xử lý hoặc các thiết bị điện tử công suất, đây là các thiết bị nhạy cảm với các nhiễu loạn trong hệ thống. Sự quan tâm ngày càng lớn vào hiệu suất làm việc trong toàn bộ hệ thống điện ngày càng ứng dụng nhiều các thiết bị điện nhƣ động cơ điều chỉnh tốc độ hiệu suất cao, thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang.Điều này dẫn đến mức độ sóng hài ngày càng tăng trong hệ thống điện.
Nhận thức về các vấn đề liên quan đến chất lƣợng điện năng ngày càng tăng của khách hàng sử dụng điện. Họ ngày càng nhận đƣợc nhiều thông tin hơn về các vấn đề nhƣ ngắt điện, quá độ do đóng cắt điện, sụt áp ngắn mạch, sóng hài. Và đây là một thách thức lớn đối với ngành điện để cải thiện chất lƣợng điện năng phân phối tới khách hàng. 7 Hệ thống điện ngày càng phát triển rộng lớn, số lƣợng thiết bị kết nối trong hệ thống ngày càng nhiều.
Vì vậy, bất kỳ bộ phận nào bị sự cố cũng gây nên những hậu quả nghiêm trọng. Trên đây là bốn lý do chính, bên cạnh đó nguyên nhân sâu xa đằng sau các nguyên nhân này là: Các nhà sản xuất thì mong muốn hiệu suất làm việc tăng lên, máy móc vận hành tối ƣu.