Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Giảm tổn hao năng lượng trên lưới điện phân phối khi phụ tải thay đổi

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu hcmute xác định trạng thái khóa điện giảm tổn hao năng lượng trên lưới điện phân phối khi phụ tải, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Võ Văn Nhanh
• Người hướng dẫn: PGS. TS Trương Việt Anh
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Giảm Tổn Hao Năng Lượng Trên Lưới Điện Phân Phối Với Trạng Thái Khóa Điện
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Phạm vi nghiên cứu
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3. Điểm mới của đề tài
• 1.4. Giá trị thực tiễn
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Giới thiệu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về tổn hao năng lượng trên lưới điện phân phối

Mạng phân phối điện (MPP) đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải năng lượng điện từ các trạm biến áp đến tay người tiêu dùng. Tuy nhiên, tổn hao năng lượng trên MPP là một vấn đề nghiêm trọng, chiếm khoảng 7% tổng công suất sản xuất điện hàng năm. Nguyên nhân chính dẫn đến tổn thất điện năng này bao gồm phương thức vận hành chưa tối ưu, sự đa dạng trong tính chất của các hộ phụ tải và sự phức tạp trong cấu trúc lưới điện. Việc giảm thiểu tổn hao năng lượng không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống điện. Theo thống kê, tổn thất điện năng trên MPP có thể giảm đáng kể nếu áp dụng các công nghệ và phương pháp quản lý hiện đại.

1.1. Tình hình hiện tại của lưới điện phân phối

Lưới điện phân phối hiện nay đang phải đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là trong việc duy trì chất lượng điện năng và giảm thiểu tổn hao năng lượng. Các yếu tố như sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện, sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo và sự thay đổi trong cấu trúc phụ tải đều ảnh hưởng đến hiệu suất của lưới điện. Việc áp dụng công nghệ điện thông minh và các giải pháp quản lý năng lượng hiệu quả là cần thiết để cải thiện tình hình này.

II. Trạng thái khóa điện và ảnh hưởng đến tổn hao năng lượng

Trạng thái khóa điện là một yếu tố quan trọng trong việc quản lý lưới điện phân phối. Khi lưới điện hoạt động ở trạng thái khóa, việc điều chỉnh và kiểm soát dòng điện trở nên dễ dàng hơn, từ đó giúp giảm thiểu tổn hao năng lượng. Các công tắc thường đóng và mở trong lưới điện có thể được điều chỉnh để tối ưu hóa dòng điện, giảm thiểu tổn thất. Việc xác định trạng thái khóa điện phù hợp không chỉ giúp giảm tổn thất điện năng mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện. Nghiên cứu cho thấy rằng việc tối ưu hóa trạng thái khóa điện có thể giảm thiểu tổn thất lên đến 20%.

2.1. Các phương pháp xác định trạng thái khóa điện

Có nhiều phương pháp khác nhau để xác định trạng thái khóa điện trong lưới điện phân phối. Các phương pháp này bao gồm sử dụng thuật toán tối ưu hóa, mô phỏng và phân tích dữ liệu. Việc áp dụng các công nghệ mới như điện thông minh và công nghệ IoT có thể giúp cải thiện khả năng xác định trạng thái khóa điện một cách chính xác và nhanh chóng. Điều này không chỉ giúp giảm tổn hao năng lượng mà còn nâng cao hiệu quả vận hành của lưới điện.

III. Giải pháp giảm tổn hao năng lượng trên lưới điện phân phối

Để giảm thiểu tổn hao năng lượng trên lưới điện phân phối, cần áp dụng một loạt các giải pháp đồng bộ. Các giải pháp này bao gồm cải tiến công nghệ, tối ưu hóa cấu trúc lưới điện và áp dụng các phương pháp quản lý năng lượng hiệu quả. Việc sử dụng công nghệ lưới điện thông minh giúp theo dõi và điều chỉnh tình trạng lưới điện một cách linh hoạt, từ đó giảm thiểu tổn thất. Ngoài ra, việc đầu tư vào các nguồn năng lượng tái tạo cũng góp phần làm giảm tổn thất điện năng và nâng cao tính bền vững của hệ thống điện.

3.1. Ứng dụng công nghệ mới trong quản lý lưới điện

Công nghệ mới như điện thông minh và công nghệ IoT đang được áp dụng rộng rãi trong quản lý lưới điện. Những công nghệ này cho phép theo dõi tình trạng lưới điện theo thời gian thực, từ đó đưa ra các quyết định kịp thời nhằm giảm thiểu tổn hao năng lượng. Việc áp dụng các giải pháp này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ tin cậy và hiệu suất của hệ thống điện.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Mạng phân phối điện (MPP) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống điện quốc gia, chịu trách nhiệm truyền tải điện năng từ các trạm biến áp trung gian đến người tiêu dùng cuối cùng. Theo thống kê của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), tổn thất điện năng hàng năm chiếm khoảng 7% tổng công suất sản xuất, trong đó tổn thất trên mạng phân phối chiếm gần 5%. Tổn thất này xuất phát từ nhiều nguyên nhân như phương thức vận hành chưa tối ưu, đặc tính phụ tải đa dạng và phân bố không đồng đều, cũng như cấu trúc phức tạp của lưới điện phân phối. Với sự phát triển của thị trường điện và sự gia tăng nguồn năng lượng tái tạo phân tán (DG), việc tái cấu hình mạng phân phối nhằm giảm tổn thất điện năng khi phụ tải thay đổi trở nên cấp thiết.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng giải thuật tối ưu mới cho vấn đề tái cấu hình mạng phân phối nhằm giảm tổn thất điện năng trong điều kiện phụ tải và công suất DG thay đổi theo thời gian. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định cấu hình vận hành hình tia không đổi trong khoảng thời gian khảo sát, đảm bảo tổn thất điện năng nhỏ nhất và thỏa mãn các điều kiện vận hành kỹ thuật. Phạm vi nghiên cứu bao gồm mô hình mạng phân phối 37 nút và ứng dụng thực tế tại Điện lực Bình Đại – Công ty Điện lực Bến Tre trong khoảng thời gian khảo sát 3 tháng đầu năm.

Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn lớn trong việc nâng cao hiệu quả vận hành mạng phân phối, giảm chi phí tổn thất điện năng, đồng thời hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo vào lưới điện truyền thống. Kết quả nghiên cứu góp phần thúc đẩy phát triển thị trường điện cạnh tranh và bền vững tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết tái cấu hình mạng phân phối: Mạng phân phối vận hành ở trạng thái hình tia (mạch vòng hở) nhằm đảm bảo độ tin cậy và giảm dòng ngắn mạch. Tái cấu hình mạng phân phối là quá trình thay đổi trạng thái đóng/mở các công tắc để tìm cấu hình vận hành tối ưu, giảm tổn thất điện năng và cân bằng tải.

• Mô hình tổn thất điện năng trên mạng phân phối: Tổn thất được tính toán dựa trên công suất tác dụng và phản kháng trên các nhánh, điện trở nhánh và điện áp cuối nhánh. Hàm mục tiêu là giảm thiểu tổng tổn thất điện năng trong khoảng thời gian khảo sát.

• Phương pháp heuristic và thuật toán di truyền: Các phương pháp này được sử dụng để giải bài toán tối ưu cấu hình mạng phân phối trong điều kiện phụ tải và công suất DG thay đổi theo thời gian.

• Khái niệm công suất trung bình: Thay vì sử dụng đồ thị phụ tải chi tiết theo thời gian, nghiên cứu áp dụng công suất trung bình của phụ tải và DG trong khoảng thời gian khảo sát để đơn giản hóa bài toán mà vẫn đảm bảo tính chính xác.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Số liệu phụ tải và công suất phát của các máy phát điện phân tán được thu thập từ mạng phân phối 37 nút của lưới điện mẫu IEEE và thực tế tại Điện lực Bình Đại – Công ty Điện lực Bến Tre trong 3 tháng đầu năm.

• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô hình toán học tính tổn thất điện năng dựa trên công suất trung bình, áp dụng thuật toán heuristic tổng quát để tìm cấu hình vận hành tối ưu. Các ràng buộc kỹ thuật như cấu trúc hình tia, giới hạn điện áp và dòng điện được đảm bảo thông qua ma trận kết nối và kiểm tra giới hạn vận hành.

• Phần mềm hỗ trợ: Mô phỏng và kiểm tra kết quả được thực hiện trên phần mềm PSS/U, sử dụng trình TOPO để xác định cấu hình lưới điện tối ưu.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 3 năm 2019, với các bước thu thập dữ liệu, xây dựng mô hình, chạy mô phỏng và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả của phương pháp công suất trung bình: Việc sử dụng công suất trung bình của phụ tải và DG trong khoảng thời gian khảo sát giúp giảm đáng kể thời gian tính toán mà vẫn đảm bảo xác định được cấu hình lưới điện với tổn thất điện năng tối thiểu. Trên lưới mẫu 37 nút, tổn thất công suất tác dụng giảm xuống mức khoảng 309,3 kW trong một số thời đoạn, tương ứng với tổn thất điện năng khoảng 618,6 kWh.

2. So sánh các cấu trúc lưới điện: Ba cấu trúc lưới điện được xác định cho các khoảng thời gian khác nhau trong ngày cho thấy sự biến đổi tổn thất công suất từ 309,3 kW đến 575,5 kW, với cấu trúc tối ưu có tổn thất thấp nhất chiếm ưu thế trong phần lớn thời gian khảo sát.

3. Ảnh hưởng của máy phát điện phân tán (DG): Khi xét đến công suất thay đổi của DG như pin mặt trời và turbin gió theo giờ trong ngày, tổn thất điện năng được giảm thêm đáng kể so với trường hợp không có DG. Việc tích hợp DG giúp cân bằng tải và giảm quá tải trên các nhánh, nâng cao hiệu quả vận hành.

4. Khả năng áp dụng thực tế: Ứng dụng phương pháp trên lưới điện thực tế tại Điện lực Bình Đại cho thấy giải thuật có thể xác định cấu hình vận hành ổn định trong suốt khoảng thời gian khảo sát, giảm tổn thất điện năng và chi phí vận hành so với cấu hình truyền thống.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy việc áp dụng công suất trung bình trong bài toán tái cấu hình mạng phân phối là một giải pháp hiệu quả, phù hợp với điều kiện thực tế tại các mạng phân phối chưa được trang bị đầy đủ hệ thống đo đếm và điều khiển từ xa. So với các nghiên cứu trước đây tập trung vào phụ tải cố định hoặc sử dụng đồ thị phụ tải chi tiết, phương pháp này giảm thiểu đáng kể khối lượng tính toán mà vẫn đảm bảo độ chính xác cao.

Việc tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo phân tán như pin mặt trời và turbin gió được xem xét theo đặc tính công suất thay đổi theo giờ trong ngày giúp mô hình phản ánh sát thực tế vận hành hiện nay. Điều này phù hợp với xu hướng phát triển thị trường điện cạnh tranh và tăng cường sử dụng năng lượng sạch.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tổn thất công suất theo thời gian khảo sát, bảng so sánh tổn thất giữa các cấu trúc lưới và biểu đồ công suất phát của DG theo giờ để minh họa sự ảnh hưởng của DG đến tổn thất điện năng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai hệ thống đo đếm và điều khiển từ xa: Đề xuất các công ty điện lực đầu tư phát triển hệ thống SCADA và công tắc điều khiển từ xa nhằm hỗ trợ việc tái cấu hình mạng phân phối linh hoạt, giảm chi phí vận hành và tổn thất điện năng trong thời gian thực.

2. Áp dụng giải thuật tái cấu hình dựa trên công suất trung bình: Khuyến nghị áp dụng giải thuật đã phát triển cho các mạng phân phối có phụ tải biến động và có sự tham gia của DG nhằm tối ưu hóa cấu hình vận hành, đặc biệt tại các khu vực có mạng lưới phức tạp và chi phí chuyển công tắc cao.

3. Tích hợp nguồn năng lượng tái tạo phân tán: Khuyến khích phát triển và kết nối các nguồn DG như pin mặt trời, turbin gió vào mạng phân phối, đồng thời áp dụng các giải pháp tái cấu hình để tận dụng tối đa công suất DG, giảm tổn thất và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

4. Nâng cao năng lực đào tạo và nghiên cứu: Đề xuất các cơ sở đào tạo và nghiên cứu tiếp tục phát triển các thuật toán tối ưu hóa mới, kết hợp trí tuệ nhân tạo và học máy để giải quyết bài toán tái cấu hình mạng phân phối trong điều kiện phụ tải và DG thay đổi phức tạp hơn.

5. Thời gian thực hiện: Các giải pháp trên nên được triển khai thí điểm trong vòng 1-2 năm tại các khu vực có mạng phân phối tương tự như Điện lực Bình Đại, sau đó mở rộng áp dụng trên toàn quốc.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư và chuyên viên vận hành mạng phân phối điện: Nghiên cứu cung cấp giải pháp thực tiễn giúp họ tối ưu hóa cấu hình lưới, giảm tổn thất điện năng và nâng cao độ tin cậy cung cấp điện.

2. Các nhà quản lý và hoạch định chính sách ngành điện: Thông tin về tác động của DG và thị trường điện đến vận hành mạng phân phối hỗ trợ xây dựng chính sách phát triển bền vững và hiệu quả.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật điện: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết, mô hình toán học và phương pháp giải thuật hiện đại, phục vụ nghiên cứu và phát triển các đề tài liên quan.

4. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp năng lượng tái tạo: Hiểu rõ về ảnh hưởng của DG đến mạng phân phối giúp họ đưa ra quyết định đầu tư hợp lý và phối hợp vận hành hiệu quả với hệ thống điện.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải sử dụng công suất trung bình trong tái cấu hình mạng phân phối?
   Sử dụng công suất trung bình giúp giảm khối lượng tính toán và không yêu cầu dữ liệu phụ tải chi tiết theo thời gian, phù hợp với mạng phân phối chưa có hệ thống đo đếm và điều khiển hiện đại. Ví dụ, trên lưới 37 nút, phương pháp này vẫn đạt được cấu hình tối ưu với tổn thất điện năng giảm đáng kể.

2. Giải thuật tái cấu hình có áp dụng được cho mạng có nhiều nguồn DG không?
   Có, giải thuật được thiết kế để xem xét công suất thay đổi của các nguồn DG như pin mặt trời và turbin gió theo giờ trong ngày, giúp tối ưu hóa cấu hình mạng trong điều kiện phụ tải và DG biến động.

3. Chi phí chuyển công tắc ảnh hưởng thế nào đến việc tái cấu hình?
   Chi phí chuyển công tắc cao có thể làm giảm hiệu quả của việc tái cấu hình liên tục. Do đó, nghiên cứu đề xuất chọn cấu hình không đổi trong khoảng thời gian khảo sát để giảm chi phí vận hành và tránh mất điện không cần thiết.

4. Phần mềm PSS/U được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   PSS/U được dùng để mô phỏng phân bố công suất và tính toán tổn thất điện năng trên các cấu hình mạng phân phối khác nhau, giúp kiểm chứng hiệu quả của giải thuật đề xuất.

5. Làm thế nào để đảm bảo cấu hình mạng vận hành hình tia sau tái cấu hình?
   Nghiên cứu sử dụng ma trận kết nối và kiểm tra định thức của ma trận này để đảm bảo cấu hình mạng sau tái cấu hình vẫn là hình tia, đồng thời kiểm tra các ràng buộc về điện áp và dòng điện để đảm bảo vận hành an toàn.

Kết luận

• Đã xây dựng và kiểm chứng thành công giải thuật tái cấu hình mạng phân phối dựa trên công suất trung bình, giảm tổn thất điện năng hiệu quả trong điều kiện phụ tải và DG thay đổi.
• Phương pháp không yêu cầu dữ liệu phụ tải chi tiết theo thời gian, phù hợp với mạng phân phối thực tế tại Việt Nam.
• Kết quả mô phỏng trên lưới mẫu 37 nút và lưới thực tế tại Điện lực Bình Đại cho thấy giảm tổn thất công suất tác dụng xuống khoảng 309 kW và tổn thất điện năng khoảng 618 kWh trong một số thời đoạn.
• Giải thuật hỗ trợ tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo phân tán, góp phần phát triển thị trường điện cạnh tranh và bền vững.
• Đề xuất triển khai thí điểm và mở rộng áp dụng trong 1-2 năm tới, đồng thời phát triển thêm các thuật toán tối ưu mới cho mạng phân phối hiện đại.

Hành động tiếp theo là phối hợp với các đơn vị điện lực để triển khai thử nghiệm giải thuật, đồng thời nâng cấp hệ thống đo đếm và điều khiển từ xa nhằm tối ưu hóa vận hành mạng phân phối trong bối cảnh thị trường điện và năng lượng tái tạo phát triển mạnh mẽ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Mạng phân phối (MPP) truyền tải năng lượng điện trực tiếp từ các trạm biến áp trung gian (trạm 110kV, trạm 220kV,…) đến khách hàng mua điện trung áp, mua điện hạ áp nên việc đảm bảo chất lượng điện năng cho khách hàng là hết sức quan trọng và được duy trì thường xuyên. Điểm quan trọng nhất của MPP là có cấu trúc mạch vòng để đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho khách hàng, đảm bảo nâng cao độ tin cậy cung cấp điện tối đa nhưng lại được vận hành hình hở, mở một công tắc trong mạch vòng để giảm dòng ngắn mạch từ đó giảm chi phí đầu tư vào hệ thống công tắc và bảo vệ relay. Khi công suất phụ tải thay đổi trong ngày, cấu hình lưới điện phải liên tục thay đổi để giảm tổn thất công suất. Tuy nhiên, việc này đòi hỏi các công tắc phải được điều khiển từ xa và hệ thống SCADA phát triển, chi phí đầu tư cao.

Đối với lưới điện chưa được đầu tư hoàn chỉnh, chi phí thay đổi cấu hình sẽ rất lớn. Khi đó, các vận hành viên sẽ chọn một cấu hình duy nhất không thay đổi trong suốt thời gian khảo sát sao cho có tổn thất điện năng là nhỏ nhất. Hơn nữa, để giảm các nguồn điện từ năng lượng hóa thạch, có rất nhiều máy phát điện phân tán được kết nối lưới trung thế, do vậy vấn đề xác định cấu hình lưới không đổi có sự tham gia của các máy phát phân tán là một đòi hỏi cấp bách trên toàn thế giới. Như vậy, để xây dựng một giải thuật tái cấu hình MPP nhằm giảm tổn thất điện năng khi các phụ tải thay đổi theo thời gian mang lại hiệu quả thiết thực trong ứng dụng thực tiễn của lưới điện ở Việt Nam cũng như mang lại hàm lượng học thuật cao ngang tầm quốc tế.

-1- Luan van Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các thuật toán tối ưu hóa, việc ứng dụng các giải thuật mới vào vấn đề tái cấu trúc sẽ hứa hẹn mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các giải thuật tối ưu truyền thống đã được áp dụng vào vấn đề tái cấu trúc mạng phân phối. Bên cạnh đó, sự phát triển mạnh mẽ của các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời… hay sự phát triển của thị trường điện, tái cấu trúc MPP không đơn thuần là vấn đề vận hành đơn thuần mà nhất thiết phải xét đến các yếu tố về thị trường điện và các nguồn điện phân tán nối vào mạng phân phối. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài là chọn các giải thuật thích hợp để: Xây dựng giải thuật tối ưu mới áp dụng vào vấn đề tái cấu hình MPP giảm tổn thất điện năng khi phụ tải thay đổi có xét đến các yếu tố ảnh hưởng và kiểm chứng tính hiệu quả của giải thuật trên các lưới điện sẵn và có so sánh. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu xoay quanh vấn đề tái cấu trúc lưới điện cho MPP bằng giải thuật tái cấu hình mới có sự tham gia của các nguồn năng lượng tái tạo cũng như quá trình tham gia vào thị trường điện của Việt Nam.

Phương pháp nghiên cứu  Phương pháp phân tích, tổng hợp các tài liệu liên quan đến đề tài để giải quyết vấn đề.  Sử dụng phương pháp mô phỏng trên phần mềm PSS để kiểm tra. Điểm mới của đề tài Xây dựng phương pháp tính toán lượng công suất tải trung bình cho vấn đề tái cấu hình lưới phân phối giảm tổn thất điện năng khi phụ tải thay đổi có xét đến các yếu tố ảnh hưởng của máy phát điện phân tán và thị trường điện. Giá trị thực tiễn  Vấn đề sát với thực tiễn và mang tính ứng dụng cao vào trong công tác quản lý vận hành mạng phân phối.

 Có thể xem xét áp dụng cho mạng phân phối một khu vực cụ thể. -3- Luan van Chương 2 TỔNG QUAN 2. Giới thiệu Mạng phân phối chiếm thành phần lớn trong hệ thống điện của các quốc gia, có nhiệm vụ truyền tải điện năng từ các trạm biến áp trung gian (trạm 110kV, trạm 220kV,…) trực tiếp đến các phụ tải dùng điện. Trong hệ thống điện, tổn thất điện năng trên MPP chiếm tỷ lệ đáng kể.

Theo thống kê của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) tổn thất điện năng hàng năm chiếm khoảng 7% tổng công suất sản xuất, trong đó tổn thất công suất trên MPP chiếm khoảng dưới 5%. Nguyên nhân làm cho tổn thất điện năng trên MPP chiếm tỷ lệ cao do các yếu tố như: phương thức vận hành chưa tốt, các hộ phụ tải có tính chất khác nhau, có nhiều cấp điện áp, lưới điện vận hành phức tạp,. Ngoài ra, MPP hiện tại chiếm tỷ trọng đầu tư gấp 2-3 lần so với lưới điện truyền tải khi có cùng công suất. Do vậy, MPP trở thành gánh nặng cho cho nhà quản lý trong vận hành và phát triển lưới điện.

Ngành điện hiện đang nằm trong xu thế đa dạng hóa các thành phần kinh tế tham gia hoạt động điện lực cùng với nhu cầu về kết nối và hội nhập. Cách thức quản lý độc quyền nhà nước của hoạt động sản xuất kinh doanh điện hiện nay còn nhiều bất cập. Chính vì vậy cần phải xã hội hóa đầu tư cho MPP để phát triển hiệu quả và mục tiêu phấn đấu là xây dựng thị trường điện để cạnh tranh hoàn toàn trong thị trường của lĩnh vực này. Những lợi ích khi ngành điện tham gia vào thị trường điện hoàn toàn, bao gồm: - Cạnh tranh làm giảm giá bán ở khâu phát điện, giá cho người tiêu dùng rẻ hơn; -4- Luan van - Các quyết định đầu tư được căn cứ trên lợi ích kinh tế, lựa chọn bên cung cấp; - Công nghệ sản xuất và phân phối được nâng cao, cải thiện chất lượng và dịch vụ; - Thị trường điện có thể mở rộng mà không tổn thất đến lợi ích của các thành viên tham gia, không phân biệt quyền sở hữu nhà nước hay tư nhân; - Hiệu quả cung cấp điện gia tăng.

Tăng nguồn vốn vào ngành năng lượng điện, tạo những mức giá minh bạch, và như thế giảm thiểu sự bù lỗ cũng như các trợ cấp không mang lợi ích kinh tế, hướng tới một sân chơi công bằng cho các nhà đầu tư bằng qui tắc thưởng phạt… Mục tiêu cơ bản khi thị trường bán lẻ khi vào vận hành: Tối ưu hóa lợi nhuận, tối thiểu chi phí, chất lượng và dịch vụ nâng cao; tối thiểu rủi ro; đảm bảo cung cấp điện chất lượng, ổn định, tin cậy và liên tục và từ đó thay đổi trong chức năng và tổ chức: - Về pháp lý: Thay đổi thiết kế thị trường điện, thị trường mới liên quan: giảm khí thải, tăng cường sử dụng năng lượng tái tạo (yêu cầu phải có tỷ lệ về năng lượng tái tạo phải tham gia kết nối vào lưới điện); - Kinh doanh sỉ: Mua bán (giao ngay, trong tương lai); phân tích thị trường/kinh doanh; quản lý danh mục, quản lý rủi ro; - Kinh doanh lẻ: Tiếp thị, thiết kế sản phẩm và dịch vụ; dịch vụ/chăm sóc khách hàng; Dự báo và quản lý phụ tải; - Kỹ thuật: vận hành, bảo trì và xây dựng mới nguồn, trạm biến áp, đường dây, thiết bị điện. Như vậy, lúc này sẽ hình thành công ty quản lý lưới nhằm quản lý sao cho giao dịch mua/bán điện đạt hiệu quả tốt nhất tức là: Không để lưới điện quá tải hay sự cố và -5- Luan van phải có biện pháp hỗ trợ các công ty bán lẻ khắc phục ngay sau khi có sự cố. Do vậy, công ty này cần phải giải quyết vấn đề về: - Quy hoạch các mạch vòng hoặc quy hoạch các vị trí cho phép nối DG vào lưới điện. - Tổn thất điện năng là nhỏ nhất với công suất của các DG bơm vào lưới lớn nhất có thể, nhằm thu hút đầu tư và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cũng như có lợi về lợi ích kinh tế cho công ty quản lý lưới điện.

Chuỗi cung ứng thị trường năng lượng Đặc điểm của mạng phân phối: MPP bao gồm các trạm biến áp và đường dây tải điện, trực tiếp cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ. MPP thực hiện nhiệm vụ phân phối điện cho một địa phương thường có bán kính cung cấp điện nhỏ hơn 50 km, tuy nhiên thực tế hiện nay bán kính cấp điện có khu vực có thể lên đến 100 km. Tổng chiều dài và số lượng máy biến áp -6- Luan van chiếm tỷ lệ lớn trong toàn hệ thống, số lượng lộ ra, nhánh rẽ lớn hơn lưới điện truyền tải. Đường dây tuy có bán kính cấp điện ngắn nhưng cấu trúc của lưới điện phức tạp.

MPP có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của toàn hệ thống: - Chất lượng cung cấp điện: ở đây là độ tin cậy cung cấp điện và độ dao động của điện áp, tần số tại phụ tải - Tổn thất điện năng: Thường tổn thất điện năng ở lưới phân phối lớn gấp 3 đến 4 lần so với tổn thất ở lưới truyền tải. - Giá đầu tư xây dựng: nếu chia theo tỉ lệ cao áp, phân phối trung áp, phân phối hạ áp thì vốn đầu tư mạng cao áp là 1, mạng phân phối trung áp, hạ áp thường từ 2,5 đến 3 lần. - Xác suất sự cố: Sự cố gây ngừng cung cấp điện, hoặc cắt điện để sửa chữa, bảo quản theo kế hoạch, cải tạo, xây lắp đường dây và trạm phân phối mới… MPP cũng nhiều hơn lưới truyền tải. Nhiệm vụ của mạng phân phối: - Cung cấp phương tiện để truyền tải năng lượng điện đến hộ tiêu thụ.

- Cung cấp phương tiện để các công ty điện lực có thể bán điện. - Đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện. - Đảm bảo các thông số vận hành trong giới hạn cho phép. - Các hệ thống bảo vệ hoạt động tin cậy.

- Đường dây, máy biến áp và các thiết bị khác không bị quá tải. -7- Luan van MPP là lưới điện chuyển tải điện năng trực tiếp đến khách hàng từ các trạm biến áp trung gian. Do đặc điểm kỹ thuật và yêu cầu cấp điện nên MPP luôn luôn được vận hành ở trạng thái mạch vòng hở (hình tia). Nhờ cấu trúc vận hành hở nên rõ le bảo vệ chủ yếu sử dụng loại rơ le quá dòng.

Để tái cung cấp điện cho khách hàng sau sự cố, các tuyến đường dây đều có mạch vòng kết nối với các tuyến đường dây khác khi nguồn cung cấp chính bị sự cố.