CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔ HÌNH TỔ CHỨC THỊ TRƯỜNG ĐIỆN I. Cơ sở lý thuyết về HTĐ: 1. Đặc điểm về cấu trúc HTĐ: HTĐ là một thể thống nhất gồm tập hợp rất nhiều các phần từ liên kết chặt chẽ với nhau, thông thường người ta đã phân tách tập hợp các phần tử theo các nhón chức năng khác nhau như các nhà máy phát điện, hệ thống truyền tải và hệ thống phân phối điện. Ngoài ra để phối hợp nhịp nhàng giữa các khâu trong quá trình từ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến tới các khách hàng dùng điện cuối cùng, cũng như chỉ huy xử lý các tình huống sự cố, bất thường trên HTĐ, đòi hỏi phải có đơn vị đảm nhận nhiệm vụ này, thường do Trung tâm hoặc đơn vị Điều độ đảm nhận.
Các đơn vị nguồn điện: Nguồn điện là đơn vị chính trong dây truyền sản xuất điện, nhiệm vụ các nhà máy điện là sản xuất điện để đáp ứng nhu cầu phụ tải HTĐ. Cơ cấu nguồn điện hiện nay rất đa dạng gồm nhiều chủng loại như các nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, tua bin khí, điện nguyên tử, các nhà máy điện sử dụng năng lượng mới, năng lượng tái tạo. Đặc điểm chung các nhà máy điện rất đa dạng về hình thức sở hữu, như sở hữu nhà nước thường được giao cho các Tổng công ty hoặc Tập đoàn quản lý, sở hữu tư nhân như các nhà máy phát điện độc lập (IPP), các nhà máy cổ phẩn do nhiều thành phần góp vốn (có cả các nhà đầu tư nước ngoài), các nhà máy BOT do các Công ty nước ngoài đầu tư dưới sự bảo lãnh của nước sở tại. Mỗi chủng loại nhà nhà máy điện thường có công nghệ khác nhau, đặc tính vận hành khác nhau, các dạng hợp đồng mua bán điện khác nhau do vậy trong quá trình tái cấu đòi hỏi phải xét tới yếu tố này.
Hệ thống truyền tải điện: Hệ thống lưới điện truyền tải làm nhiệm vụ truyền tải điện năng phát từ các nhà máy điện đến hệ thống phân phối. Hệ thống lưới điện truyền tải có nhiều cấp điện áp khác nhau, nhưng để phân định rõ thế nào là lưới điện truyền tải thì tùy theo quy định của mỗi Quốc gia, Đặc điểm chung của lưới Học viên: Vũ Xuân Khu 8 Khoá học 2008-2010 Luận văn thạc sỹ QTKD Khoa Ktế & Qlý _ĐHBK HN điện truyển tải là phân bổ trên diện rộng, đầu tư rất tốn kém và hầu hết thuộc sở hữu nhà nước, thường được giao cho các Tổng công ty hoặc Tập đoàn khai thác, quản lý và đầu tư xây dựng để đáp ứng nhu câu truyền tải điện. Trong HTĐ mỗi quốc gia, khả năng đáp ứng của lưới điện truyền tải rất quan trọng, nó ảnh hưởng không những đến mức độ an toàn cung cấp điện mà còn ảnh hưởng tới giá điện đối với người tiêu dùng, ảnh hưởng đến tín hiệu xây dựng nguồn điện đối với các nhà đầu tư…. Mặt khác tín hiệu nghẽn mạch lưới điện truyền tải sẽ ảnh hưởng tới các đơn vị phát điện và ảnh hưởng tới nhà đầu tư vào lĩnh vực nguồn điện.
Vì vậy, trong quá trình tái cấu trúc ngành điện, đơn vị sở hữu lưới điện truyền tải thường được xem xét rất kỹ do tầm quan trọng của nó. Hệ thống và hoạt động phân phối điện: Hệ thống phân phối điện là khâu cuối cùng trong dây truyền sản xuất và cung cấp điện điện năng, nhiệm vụ của lưới điện phân phối là chuyển điện năng từ hệ thống lưới điện truyền tải hoặc từ các nhà máy điện cho tới khách hàng sử dụng điện. Đặc điểm chung lưới điện là phân phối rộng khắp ở hầu hết các nơi có cư dân sinh sống. Về hình thức sở hữu thì thường tồn tại ở hai dạng: thứ nhất là sở hữu nhà nước do các Công ty trực thuộc Tổng công ty hoặc Tập đoàn nhà nước quản lý, thứ hai là sở hữu cá nhân hoặc một nhóm cổ đông góp vốn đầu tư xây dựng.
Hệ thống lưới điện phân phối thường có điện áp thấp, thường từ 110 kV trở xuống cho đến 0. Điều hành HTĐ: Điều hành HTĐ là công việc chỉ huy, điều khiển, ra quyết định từ quá trình sản xuất điện năng ở các nhà máy điện phân bổ truyền dẫn trên lưới điện truyền tải để tới các khách hàng sử dụng điện. Công tác điều hành HTĐ đòi hỏi một quá trình làm việc liên tục, phức tạp từ công việc lập kế hoạch dài hạn đến trung hạn, ngắn hạn và điều hành trực tiếp ở thời gian thực một cách đồng bộ. Tùy theo quy định mỗi nước khác nhau, đơn vị điều độ thường có nhiệm vụ: lập kế hoạch trung và ngắn hạn, trong đó gồm kế hoạch phát điện; kế hoạch sửa chữa các phần tử chính; phân tính, tính toán đánh giá an ninh cung cấp điện, điều hành các nhà máy điện, lưới điện và vận hành TTĐ….
Tính toán, điều hành HTĐ là một chuỗi các hoạt động liên tục để cung luôn đáp Học viên: Vũ Xuân Khu 9 Khoá học 2008-2010 Luận văn thạc sỹ QTKD Khoa Ktế & Qlý _ĐHBK HN ứng cầu với sự phối kết hợp tối ưu các công việc như dự báo nhu cầu tiêu phụ tải, nắm bắt khả năng cung cấp nhiên liệu, dự đoán giá nhiên liệu, cập nhật độ sẵn sàng các phân tử trên hệ thống và các ràng buộc trên hệ thống cả về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế….nhằm đảm bảo HTĐ vận hành an toàn, liên tục, tin cậy và kinh tế. HTĐ là một hệ thống trang thiết bị gồm rất nhiều phần tử có thông số kỹ thuật và chức năng nhiệm vụ khác nhau, trải rộng trên toàn quốc. Do vậy, để tính đưa ra các quyết định vận hành đối với HTĐ có quy mô lớn, các công việc của đơn vị điều độ phải tính toán nhanh, chính xác, đồng thời phải sử dụng các công nghệ khoa học tiến tiến như các phần mền tính toán, phân tích HTĐ. Ngoài ra, để ra được quyết định nhanh, xử lý các vấn đề sự cố, bất thường trên hệ thống một cách chính xác, các đơn vị điều độ phải được trang bị các thiết bị trợ giúp như hệ thống thu thập dữ liệu từ xa, hệ thống điều khiển, thao tác từ xa, hệ thống viễn thông trực thống,….
Như ở Việt nam hiện nay, Trung tâm điều độ HTĐ Quốc gia trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam đang đảm nhận chức năng này. Các đặc trưng kinh tế kỹ thuật của ngành công nghiệp điện lực: 2. Đặc điểm về cung cầu: 2. Cung phải đáp ứng cầu vào bất kỳ thời điểm nào: Trong vấn đề cung cầu điện năng, tại mỗi thời điểm, khả năng cung cấp cho hệ thống bao gồm công suất và sản lượng điện năng của tất cả các nhà máy điện hiện có trên hệ thống đang ở trạng thái vận hành hoặc dự phòng.
Vì điện năng không thể dự trữ được nên theo lý thuyết thì năng lực sản xuất của hệ thống ít nhất phải đáp ứng được nhu cầu phụ tải vào thời điểm cao nhất trong năm. Đơn vị điều độ có vai trò chỉ huy việc đáp ứng quan hệ cung-cầu ở mọi thời điểm. Do đó, điều quan trọng nhất đối với đơn vị điều độ là phải dự đoán được xu thế diễn biến phụ tải, trên cơ sở đó lập kế hoạch sản xuất điện và điều hành ở thời gian thực một cách phù hợp. Vì lý do đó, tất cả các đơn vị điều độ đều phải đều phải có bộ phận trực ca để điều hành cân đối cung – cầu.
Tóm lại, với đặc điểm nhu cầu phụ tải thường xuyên biến động theo các thời điểm khác nhau (thông thường nhu cầu phụ tải rất khác nhau giữa các mùa, Học viên: Vũ Xuân Khu 10 Khoá học 2008-2010 Luận văn thạc sỹ QTKD Khoa Ktế & Qlý _ĐHBK HN các tháng trong năm, các giờ trong ngày), đơn vị điều độ phải dự báo một cách sát thực nhất nhu cầu phụ tải hệ thống. Đối với mỗi HTĐ việc dự báo nhu cầu phụ tải đóng vai trò rất quan trọng trong trong việc đảm bảo HTĐ vận hành an toàn cũng như tính kinh tế của hệ thống. Việc dự báo chính xác nhu cầu phụ tải của đơn vị điều độ sẽ đem lại lợi ích: Đáp ứng nhu cầu phụ tải một cách tốt nhất do đã được dự báo từ trước khá chính xác; Hệ thống sẽ vận hành một cách kinh tế nhất do giảm bớt được chi phí về dự phòng; Chủ động trong công tác sản xuất, đặc biệt kế hoạch mua sắm nhiên vật liệu. Ngày nay, với sự trợ giúp của công nghệ và bề dày kinh nghiệm trong ngành điện của các nước trên thế giới, các đơn vị điều độ đã dự báo nhu cầu phụ tải cầu khá chính xác.
Tuy nhiên, để đáp ứng được nhu cầu đó, về phía cung cũng có nhiều biến động, làm cho quan hệ cân bằng giữa cung và cầu ngày càng trở nên khó giải quyết hơn về phía cung hơn là về phía cầu vì nó chịu ảnh hưởng của một yếu tố không chắc chắn trong sản xuất. Thông thuờng các yếu tố đó là: Lưu lượng nước về của các nhà máy thuỷ điện trong hệ thống, ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng điện cung cấp; Giá nhiên liệu đầu vào như than, khí, dầu trên thị trường thế giới thay đổi quá lớn theo chiều hướng đắt hơn cũ ng ảnh hưởng đến sản lượng phát điện của các nhà máy nhiệt điện; Những sự cố không biết trước của các thiết bị trong HTĐ….; Trong ngắn hạn, việc đảm bảo đáp ứng giữa cung và cầu do đơn vị điều độ đảm nhận thông qua các công việc phối hợp tối ưu lập kế hoạch vận hành ngắn hạn hoặc mệnh lệnh điều khiển hành chính từ đơn vị quản lý cấp trên. Đối với dài hạn việc đảm bảo cung cầu thưòng do kế hoạch dài hạn của ngành và khả năng thu hút đầu từ các cấp quản lý nhà nước. Do việc đảm bảo quan Học viên: Vũ Xuân Khu 11 Khoá học 2008-2010 Luận văn thạc sỹ QTKD Khoa Ktế & Qlý _ĐHBK HN hệ cung cầu trong mỗi HTĐ sẽ phụ thuộc vào công tác quy hoạch và chiến lược phát triển không chỉ ngành điện mà còn phụ thuộc vào chiến lược phát triển của các ngành tiêu thụ điện năng khác (như ngành sắt, thép, xi măng…).
Trong đó, đơn vị điều độ có trách nhiệm dự báo nhu cầu tiêu thụ trong từng thời kỳ và đưa ra các kết quả cân đối giữa cung và cầu, đồng thời cảnh báo các trường hợp khi mất cân đối cung - cầu.