Nghiên cứu ứng dụng dự báo phụ tải và quản lý nhu cầu để thực hiện điều chỉnh phụ tải điện tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Năng lượng có vai trò rất quan trọng trong sự phát triển của kinh tế – xã hội. Kinh tế ngày càng phát triển nhu cầu sử dụng năng lượng trong sinh hoạt ngày càng nhiều. Nguồn năng lượng sử dụng trong hoạt động hàng ngày hiện nay phần lớn đươnc sử dụng từ các ngồn năng lượng không thể tái tạo, việc khai thác ồ ạt và sử dụng lãng phí làm cho các nguồn năng lượng này ngày càng cạn kiệt và góp phần ảnh hưởng đến nền kinh tế của đất nước vì những chi phí bỏ ra cho việc đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng và khắc phục những thiệt hại do việc phát thải CO2 ra môi trường.
Với tốc độ tăng trưởng GDP bình quân của nền kinh tế nước ta giai đoạn năm 2016-2020 đạt 6,8%/năm, sản lượng điện thương phẩm toàn quốc năm 2020 đạt 216,95 tỷ kWh, tăng 1,51 lần so với năm 2015 (143,7 tỷ kWh). Tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm bình quân 05 năm giai đoạn 2016-2020 đạt 8,59%/năm (năm 2016 tăng trưởng cao nhất 11,21% và năm 2020 thấp nhất là 3,42% do ảnh hưởng của Đại dịch Covid-19), theo số liệu tính toán của EVN, tốc độ tăng trưởng nhu cầu sử dụng điện thương phẩm nước ta bình quân hàng năm tăng trưởng 8-9,8%. Với tốc độ tăng trưởng sản lượng điện thương phẩm ở mức cao, trong hoàn cảnh nguồn vốn trong nước còn hạn chế, chủ yếu nguồn vốn đầu tư phát triển nguồn và lưới điện là nguồn vốn vay của các tổ chức tài chỉnh quốc tế như WB, ADB, ODA,… đặt ra cho ngành Điện phải giải quyết một vấn đề hết sức khó khăn: phải đáp ứng nhu cầu cung cấp điện theo mức độ tăng trưởng của nền kinh tế nhưng lại rất khó khăn trong việc bố trí nguồn vốn để đầu tư nguồn và lưới điện. Hơn nữa, với tốc độ khai thác các dạng năng lượng sơ cấp như hiện nay sẽ làm cạn kiệt nhanh chóng nguồn tài nguyên của Đất nước và ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường sinh thái
Trước tình hình trên, việc tìm ra các biện pháp để sử dụng năng lượng tiết kiệm nhưng vẫn mang lại hiệu quả, đảm bảo kế hoạch sản xuất kinh doanh của các đơn vị đang là vấn đề cấp bách, và là mối quan tâm lớn của các cơ quan chức năng và cộng đồng hiện nay, do đó, trong đề tài này đề xuất thực hiện nghiên cứu để đánh giá công tác lập dự báo nhu cầu sử dụng điện của nhóm thành phần phụ tải thuộc Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế quản lý, qua đó sẽ tiến tới đánh giá nhu cầu sử dụng điện trong các khoảng thời gian để áp dụng chương trình DRMS vào công tác theo dõi và điều hành các sự kiện Điều chỉnh phụ tải (DR) theo kế hoạch và khẩn cấp.
Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu và ứng dụng các mô hình dự báo phụ tải sử dụng điện hiện nay để nâng cao trong công tác đánh giá quản lý phụ tải.
Nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp, mục tiêu đã đạt được từ Chương trình Quốc Gia DSM giai đoạn 2018-2020, để xây dựng cho giai đoạn tiếp theo 2020 – 2030.
Nghiên cứu xây dựng mô hình tính toán đường phụ tải cơ sở của các nhóm thành phần phụ tải để áp dụng cho sự kiện điều chỉnh phụ tải điện DR.
Ứng dụng chương trình DRMS vào các sự kiện Điều chỉnh phụ tải DR tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Luận văn tập trung vào đối tượng nghiên cứu là các khách hàng sử dụng điện do Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế quản lý và các nguồn dữ liệu công suất, điện năng sử dụng của các phụ tải.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Các phụ tải sử dụng điện đang quản lý đo đếm thu thập dữ liệu từ xa qua hệ thống DSPM do Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế quản lý.
Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu, các quy định, sách báo,… có liên quan về công tác lập và dự báo phụ tải sử dụng Điện hiện nay.
Phương pháp xử lý thông tin: Thu thập và xử lý dữ liệu quá khứ cho việc dự báo phụ tải và ứng dụng chương trình Điều chỉnh phụ tải DRMS với các khách hàng sử dụng điện tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt khoa học
Xây dựng được phương pháp, mô hình nghiên cứu về chương trình quản lý nhu cầu sử dụng điện DSM, điều chỉnh phụ tải DR và tích hợp sử dụng dữ liệu thông số vận hành quá khứ được thu thập từ các chương trình đo xa tại các khách hàng sử dụng điện với các thành phần phụ tải và tính chất tải khác nhau để phục vụ công tác dự báo nhu cầu sử dụng điện trong tương lai và để tiến áp dụng cho bài toán điều hành các sự kiện DR nhằm đảm bảo ổn định và an toàn cho công tác quản lý vận hành lưới điện.
Về mặt thực tiễn
Hỗ trợ xây dựng các phương án trong việc lập kế hoạch nhu cầu sự dụng điện cho các nhóm thành phần phụ tải để thực hiện các sự kiện điều chỉnh phụ tải phi thương mại và tiến tới thương mại hóa khi thị trường mua bán điện cạnh tranh được ban hành.
Kết hợp được số liệu từ các chương trình quản lý đo đếm từ xa và các chương trình tính toán lưới điện hiện có.
Đặt tên đề tài
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nêu trên đề tài được đặt tên: “Nghiên cứu ứng dụng dự báo phụ tải và quản lý nhu cầu để thực hiện điều chỉnh phụ tải điện tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế”.
Bố cục luận văn
Nội dung luận văn gồm các phần chính:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về lưới điện của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Chương 2: Vấn đề quản lý nhu cầu và điều chỉnh phụ tải sử dụng điện DSM và Điều chỉnh phụ tải DR.
Chương 3: Ứng dụng phương pháp nghiên cứu phụ tải xây dựng đồ thị phụ tải điển hình tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế.
Chương 4: Xây dựng sự kiện điều chỉnh phụ tải thông qua chương trình DRMS
Kết luận và kiến nghị.
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN
CỦA CÔNG TY ĐIỆN LỰC THỪA THIÊN HUẾ
Tổng quan về hệ thống lưới điện phân phối
- Đặc điểm của lưới điện phân phối
1.1.2 Những yêu cầu đối với lưới điện phân phối
Tổng quan về lưới điện phân phối của Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
1.2.1 Đặc điểm nguồn điện khu vực
– Tính đến tháng 12/2021, lưới điện phân phối tỉnh Thừa Thiên Huế được cấp từ 12 trạm 110kV và 02 trạm 220kV, với tổng công suất đặt 603MVA, trong đó có 03 TBA chuyên biệt cấp điện cho sản xuất xi măng, dệt may là 110kV Văn Xá (Nhà máy Xi măng Luks), 110kV Đồng Lâm (Nhà máy xi măng Đồng Lâm) và 110kV Dệt Huế (Công ty Dệt may Huế). Lưới điện phân phối tỉnh Thừa Thiên Huế hiện đang vận hành ở các cấp điện áp 35, 22kV với 54 xuất tuyến trung thế từ các TBA 110kV.
Hình 1.1. Sơ đồ tổng quan lưới điện tỉnh Thừa Thiên Huế
– Ngoài ra, lưới điện phân phối tỉnh Thừa Thiên Huế còn được cấp điện từ các nhà máy thủy điện, điện mặt trời trên địa bàn đấu nối vào với hơn 406 MW, trong đó có hơn 52,4 MW đến từ nguồn Điện mặt trời mái nhà.
1.2.2 Đặc điểm lưới điện trung áp
Khu vực trung tâm thành phố Huế được cấp nguồn từ TBA 110 kV Huế 2 (63+40)MVA, 220 kV Huế 1 (40+40)MVA và 110 kV Huế 3 (25 MVA).
Khu vực phía Bắc tỉnh TT-Huế được cấp nguồn từ TBA 110 kV Huế 2 (63+40)MVA, 110 kV Phong Điền (25+25)MVA, 110kV Đồng Lâm (25+25)MVA và 110kV Điền Lộc (25 MVA).
Khu vực phía Nam tỉnh TT-Huế được cấp nguồn từ TBA 220kV Huế 1 (40+40)MVA, 110 kV Phú Bài (40+40)MVA, 110kV Huế 3 (25 MVA), 110kV La Sơn (40 MVA) 110kV Lăng Cô (25 MVA), 110 kV Cầu Hai (25 MVA) và 110kV Chân Mây (25 MVA).
1.2.3 Công tác quản lý vận hành lưới điện
1.3 Đặc điểm phụ tải sử dụng điện
1.3.1 Các thành phần phụ tải
1.3.2 Cơ cấu thành phần phụ tải sử dụng điện tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế
Trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, tính đến tháng 12 năm 2021, Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế đang quản lý bán điện cho 320.466 khách hàng. Trong đó nhóm khách hàng quản lý tiêu dùng (sinh hoạt) chiếm số lượng lớn, với hơn 90,72% số lượng khách hàng, nhưng chỉ chiếm 39,67% sản lượng điện tiêu thụ, ngược lại khách hàng nhóm công nghiệp xây dựng tuy chỉ chiếm 2,59% về số lượng nhưng đóng góp đến 49,36% sản lượng điện thương phẩm.
Sản lượng điện thương phẩm năm 2021 tại Công ty Điện lực Thừa Thiên Huế thực hiện đạt 1.826,576 triệu kWh, tăng 118,45 triệu kWh (tương đương tăng 6,93%) so cùng kỳ (1.708,123 triệu kWh), tăng 2,46% so năm 2019 (1.782,743 triệu kWh), đạt 102,62% so kế hoạch giao (1.780 triệu kWh).
CHƯƠNG 2
QUẢN LÝ NHU CẦU SỬ DỤNG ĐIỆN DSM VÀ ĐIỀU CHỈNH
PHỤ TẢI ĐIỆN DR
2.1 Khái niệm và sự cần thiết thực hiện Quản lý nhu cầu sử dụng điện – DSM.
2.1.1 Khái niệm DSM
Quản lý nhu cầu điện (Demand Side Management – DSM) là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ – Kinh tế – Xã hội nhằm hỗ trợ khách hàng và đơn vị điện lực sản xuất, kinh doanh điện và sử dụng điện một cách hiệu quả và tiết kiệm thông qua các giải pháp phân bố lại nhu cầu phụ tải giờ cao điểm, thấp điểm và bình thường để san bằng biểu đồ phụ tải, tăng hệ số phụ tải, tối ưu hóa sử dụng năng lượng.
Hình 2.2: Các hình thức triển khai quản lý nhu cầu phụ tải điện DSM
2.1.2 Kết quả đạt được trong thời gian qua:
2.1.3 Một số khó khăn, vướng mắc
2.2 Khái niệm và giải pháp về chương trình Điều chỉnh phụ tải điện DR
2.2.1 Khái niệm DR
Chương trình DR đã được triển khai tại nhiều quốc gia trên thế giới trong những năm gần đây. Tuy nhiên, khái niệm về Chương trình DR có nhiều cách tiếp cận khác nhau, nhưng phần lớn cách tiếp cận đều giống nhau về bản chất: Điều chỉnh phụ tải điện (Demand Response – DR) là một hình thức của Chương trình DSM. Góp phần giảm công suất cực đại vào giờ cao điểm hoặc các khung thời gian định sẵn của Hệ thống Điện Quốc gia, vùng/miền hoặc tại các khu vực lưới điện bị quá tải, nghẽn mạch cục bộ, nhằm loại bỏ các đỉnh nhọn (không liên tục, đột biến) xảy ra trong thời gian ngắn hạn của biểu đồ phụ tải điện toàn quốc, vùng miền và từng đơn vị, thông thường phụ tải đỉnh của hệ thống (90-100% Pmax) chỉ xảy ra trong khoảng dưới 2% tổng thời gian trong năm, nhưng để đầu tư xây dựng để đáp ứng phủ đỉnh ngọn phụ tải cần đầu tư nguồn nhân lực, chi phí rất cao ảnh hưởng chung làm cho giá điện tăng cao.
Hình 2.4: Mô phỏng chương trình điều chỉnh phụ tải điện DR
2.2.2 Lợi ích và sự cần thiết của DR:
- Đối với xã hội: Góp phần giảm áp lực đầu tư các công trình nguồn, lưới điện và tăng khả năng sử dụng các nguồn lực hiện có; Góp phần giảm áp lực tăng giá điện; Nâng cao nhận thức xã hội về việc sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, sử dụng điện tiết kiệm, hiệu quả; Giảm ô nhiễm môi trường – phát triển bền vững;…
- Đối với khách hàng sử dụng điện: Nhận được các khoản thanh toán khuyến khích đồng thời tiết kiệm chi phí sử dụng điện; Giảm số lần mất điện hoặc bị cắt điện đột ngột không có trong kế hoạch; Tăng tính chủ động trong việc quản lý và nâng cao hiệu quả sản xuất, kinh doanh.
- Đối với các Công ty điện lực: Chủ động đáp ứng nhu cầu sử dụng điện của khách hàng; Phối hợp, tương tác chặt chẽ hơn với khách hàng trong việc cung cấp điện; Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện; Giãn tiến độ, giảm áp lực đầu tư cải tạo, nâng cấp hệ thống điện thuộc phạm vi quản lý; Nâng cao chất lượng dịch vụ, nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh.
F:\DỮ LIỆU MỚI CẦN ĐỔI TÊN VÀ ĐĂNG 2025\TAI LIEU C YEN-2024\LUẬN VĂN\NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG DỰ BÁO PHỤ TẢI VÀ QUẢN LÝ NHU CẦU\TOM TAT
