Chương 1 TỔNG QUAN DSM VÀ GIÁ ĐIỆN 1. Tổng quan DSM: 1. Định nghĩa: DSM được hiểu là bất kỳ tác động nào từ phía ngành điện nhằm thay đổi sự tiêu dùng điện của khách hàng theo hướng có lợi cho ngành điện, cho khách hàng và cho xã hội. Các chương trình DSM bao gồm các tác động lên phía các khách hàng chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các công ty điện.
Những hoạt động của DSM: Điều khiển tải (dịch chuyển tải từ giờ có giá cao sang giá thấp). Điện khí hoá (thay thế sử dụng dầu và các nhiên liệu khác bằng việc sử dụng điện như là hậu quả của cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973). Để có thể điều khiển tải ngành điện bắt buộc phải thông qua giá điện để có thể đạt được điều mình mong muốn là: khách hàng dịch chuyển tải tự nguyện. Để có thể điều phối hiệu quả dùng điện khách hàng phải tiến hành một loạt các nhiệm vụ từ mang tính phân tích cho đến những bài toán điều khiển thời thực.
Các biện pháp mà các chương trình DSM hiện nay có thể sử dụng để tác động vào nhu cầu điện của khách hàng là: Cắt đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong giờ cao điểm. Hiệu quả sẽ là giảm điện năng tiêu thụ và phụ tải đỉnh của toàn hệ thống. Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Hiệu quả là tăng tiêu thụ điện năng tổng nhưng không tăng công suất đỉnh.
3 Chuyển phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh nhưng không làm thay đổi điện năng tiêu thụ. Tiết kiệm chiến lược: là giảm mức tiêu thụ điện của các thiết bị sử dụng điện. Tăng phụ tải chiến lược: Tăng điện thương phẩm chung, ví dụ như đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất ca 3 với sự trợ giá của Chính phủ, mở rộng chương trình điện khí hoá nông thôn.
Hiệu quả sẽ tăng cả công suất đỉnh và điện năng tiêu thụ. Biểu đồ phụ tải linh hoạt: Làm thay đổi độ tin cậy và chất lượng phục vụ. Thay vì tác động vào biểu đồ phụ tải một cách lâu dài, các Công ty Điện Lực xây dựng phương án cắt giảm phụ tải khi cần thiết. Hiệu quả sẽ giảm được công suất đỉnh và thay đổi một ít tổng điện năng tiêu thụ.
Quản lý nhu cầu (DSM) bao gồm những thành phần quan trọng của kế hoạch năng lượng : DSM sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng của khách hàng, bất kỳ chương trình nào có dự định ảnh hưởng đến việc sử dụng điện năng của khách hàng đều được xem là chương trình DSM. DSM phải đạt được những mục tiêu đã chọn. Để tạo thành “Một sự thay đổi hình dạng trong biểu đồ phụ tải” chương trình phải đạt được những mục tiêu đã chọn, nghĩa là phải cắt giảm tỷ giá bình quân, cải thiện sự hài lòng của khách hàng, đạt được các mục tiêu có độ tin cậy cao. DSM đánh giá lại những chương trình nào không phải là DSM.
Khái niệm này cũng đòi hỏi việc chọn lựa các chương trình DSM, ngoài ra mục đích là làm giảm sự thay thế của các chương trình không phải DSM như: các đơn vị sản xuất điện, cung cấp các thiết bị dự trữ năng lượng. Nói cách khác, DSM đòi hỏi xem xét thay thế bằng các thiết bị cung cấp phụ, đó cũng là giai đoạn DSM trở thành một phần của “kế hoạch hóa nguồn lực tích hợp”. 4 DSM xác định nhu cầu khách hàng sẽ như thế nào. Dựa trên những định hướng thực tế DSM sẽ xác định nhu cầu khách hàng sẽ ra sao.
DSM chịu ảnh hưởng của hình dạng đồ thị phụ tải. Điều này có nghĩa cần đánh giá xem chương trình DSM ảnh hưởng như thế nào đến chi phí và lợi nhuận tính theo hằng ngày, hằng tháng và hằng năm. Ý nghĩa: Hiện nay ở các nước phát triển, ưu thế phát triển chính sách tiết kiệm là có lợi hơn về mặt kinh tế. Quan điểm thỏa mãn không điều kiện nhu cầu điện năng trong điều kiện thế giới hiện nay đang nhường chỗ cho quan điểm sử dụng năng lượng một cách hiệu quả.
Đồ thị phụ tải hệ thống không đồng đều và khuynh hướng này ngày càng có vẻ gia tăng. Đồ thị của hệ thống có hai đỉnh rõ rệt: sáng, chiều. Do tính không bằng phẳng sẽ dẫn đến sự thay đổi của suất tăng tiêu hao nhiên liệu. Vào giờ tải đỉnh, nhiên liệu sẽ tiêu phí nhiều hơn so với ở các giờ ban đêm (cho sản xuất cùng 1 Kw).
Ví dụ ở Nga cho thấy ngưng và khởi động từ trạng thái nóng của tổ máy 200MW tiêu tốn 30 – 50 tấn nhiên liệu, và từ trạng thái lạnh là 50 - 60 tấn nhiên liệu. Đó là chưa kể việc phải huy động một số máy phát hiệu suất kinh tế kém vào vận hành ở các giờ cao điểm cũng như việc đưa vào hoạt động số tổ máy phát cao điểm chỉ hoạt động số ít giờ trong ngày sẽ gây áp lực vốn đầu tư của công ty điện. Do vậy vấn đề san phẳng đồ thị tải là bức thiết. Điều khiển hộ tiêu thụ điện cần phải đi kèm hệ thống giá điện, gây được sự chú ý về kinh tế cho khách hàng để thực thi DSM và thỏa ý đồ giảm tải đỉnh của hệ thống.
Điều khiển chế độ tiêu thụ điện dẫn đến giảm Pmax, giảm nhiên liệu, nâng cao khả năng tải của đường dây, giảm giá thành sản xuất trên xí nghiệp, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm giá thành sản xuất điện. Lợi ích của DSM là đa dạng và được mô tả như sau: Lợi ích khách hàng Lợi ích xã hội Lợi ích điện lực 5 - Thỏa mãn nhu cầu điện - Giảm sự suy thoái môi - Giảm thấp giá dịch vụ hợp lý trường - Cải thiện năng lực vận - Giảm / ổn định giá - Giữ gìn tài nguyên hành , tính linh hoạt hệ - Cải thiện giá trị dịch vụ - Bảo vệ môi trường toàn thống - Duy trì / cải thiện tuổi cầu - Giảm nhu cầu vốn thọ và hiệu suất các thiết - Tối ưu bảo vệ khách - Cải thiện dịch vụ khách bị hàng hàng Bảng 1.1 : Lợi ích khách hàng , xã hội và điện lực 1. Nhiệm vụ chính cho việc thực thi điều khiển tiêu thụ điện: Điều khiển tiêu thụ điện hữu hiệu chỉ xảy ra khi được tiến hành từ phía ngành điện lẫn cả phía khách hàng. Tiền điện Nhận thức Hợp đồng đặc biệt Ngành Tiêu thụ Mệnh lệnh Mức tiêu hao/ một đơn vị sản điện điện phẩm Tình trạng sự cố Đồ thị tối ưu + điều khiển Hardware + Software Đo lường + Kiểm tra điều khiển Hình 1.1 Quan hệ giữa phía ngành điện và khách hàng sử dụng điện 1.
Phía ngành điện. Các nhiệm vụ truyền thống như giảm P, A, giảm chi phí sản xuất và truyền tải tất nhiên sẽ vấn là những đề chính của các công ty điện. Hoàn thiện mối quan hệ cung – cầu nhằm tăng tính cạnh tranh giữa các công ty điện trong bối cảnh thế giới đang tiến tới thị trường điện. Với các nước có sự độc quyền của ngành điện thì việc từ bỏ dần các quan niệm “anh cả”, bỏ các mệnh lệnh hành chính (nhất là các nước kém phát triển) để xây dựng một cơ chế giá hợp lý sẽ là nhiệm vụ trọng tâm.
6 Hiệu quả của việc điều khiển chế độ dùng điện phụ thuộc chủ yếu vào giá điện. Việc xây dựng giá điện hợp lý hiển nhiên phải đi kèm hệ thống đo lường và kiểm tra tương ứng. Phía hộ tiêu thụ.1 trình bày các nhiệm vụ trọng tâm cần tiến hành từ phía khách hàng. Ở đây cần có cái nhìn hệ thống về vấn đề tiết kiệm điện trên xí nghiệp.
Vấn đề đầu tiên là giải quyết vấn đề về nhận thức (bằng giáo dục, tuyên truyền (kề cả phương tiện truyền thông đại chúng), sắc luật. Xây dựng cơ sở đánh giá mức tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm để phục vụ cho các mô hình điều khiển sau này cũng như để đánh giá được hiệu quả của việc tiết kiệm điện trên lưới khách hàng. Tiếp tục các vấn đề truyền thống về p, tối ưu điện áp trên xí nghiệp công nghiệp. Ở đây cần tiến hành các bài toán về vận hành tối ưu lưới điện, bù tối ưu… Tìm đồ thị tối ưu tiêu thụ điện trên cơ sở giá điện, mức tiêu hao điện/ đơn vị sản phẩm hoặc các khế ước đặc biệt với ngành điện, nhất là các giờ cao điểm (khi thiếu hụt công suất trong hệ thống, khi tuân thủ công suất max đăng ký vào giờ cao điểm).
Bài toán điều phối sản xuất tối ưu với các ràng buộc đặc thù liên quan tới công nghệ sản xuất, tới các máy phát riêng …là bài toán không thể thiếu trong các xí nghiệp công nghiệp, nhất là khi tiến đến thị trường điện. Kiểm toán là bài toán không thể thiếu trong DSM, nó cho phép chỉ ra những mặt (những khâu) còn yếu kém không hiệu quả trong quản lý nhu cầu điện. Cả phía hệ thống (ngành điện) và khách hàng cần tham gia vào các chương trình đánh giá hiệu quả của DSM. Các bài toán điều khiển tiêu thụ điện thường là các bài toán đa mục tiêu.
Kinh nghiệm ứng dụng DSM tại một số quốc gia: 1. Tại Mỹ: 7 Việc cơ cấu lại thị trường điện tại Hoa kỳ đã tạo ra những cơ hội mới cho khách hàng hợp tác với các nhà bán lẻ năng lượng nhằm thay đổi nhu cầu đáp ứng độ tin cậy của hệ thống. Có những lợi ích quan trọng cho hệ thống điện nếu khách hàng biết cắt giảm tải hay gửi thông báo đến hệ thống vận hành độc lập ISO hoặc các công cụ khẩn cấp hay những tính huống giá điện tăng cao. Khách hàng tham gia toàn bộ thị trường năng lượng hướng tới một hệ thống điện đáng tin cậy, giảm sự thay đổi giá điện trung bình mà khách hàng phải trả.
Trong một số trường hợp, nhu cầu biến đổi giá cả thị trường tăng cao. Một số lượng lớn các khu công nghiệp hay những khách hàng thương mại đang được đặt vào sử dụng điện theo thời gian thực RTP ( Real Time Price ) trong tỷ lệ mặc định dịch vụ thuế quan được cung cấp bởi các công cụ , ở một số bang chấp nhận cạnh tranh giá bán lẻ. Một số nhà bán lẻ năng lượng khác thì cung cấp những tùy chọn RTP ( Real Time Price ) dựa trên mục tiêu thu thuế ở những khách hàng lớn .