Tiềm năng và ứng dụng của nguồn điện phân tán trong qui hoạch hệ thống phân phối điện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 http://www.lrc-tnu.edu.vn

TIỀM NĂNG VÀ ỨNG DỤNG CỦA NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN

TRONG QUI HOẠCH HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN

Vũ Văn Thắng1*

, Đặng Quốc Thống2

, Bạch Quốc Khánh2

, Nguyễn Bá Việt3

1

Trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp – ĐHTN, 2

Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội,

3

Trường CĐ Công nghệ và Kinh tế công nghiệp

TÓM TẮT

Nguồn phân tán có vai trò ngày càng quan trọng trong qui hoạch hệ thống phân phối điện

(HTPPĐ) nói riêng và hệ thống điện nói chung. Nguồn phân tán (Distribution Generation - DG)

kết nối đến HTPPĐ hoặc trực tiếp cung cấp điện cho phụ tải nên giảm được tổn thất công suất và

tổn thất điện năng, giảm độ lệch điện áp nút, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm ô nhiễm môi

trường và chi phí xây dựng nâng cấp các đường dây, trạm biến áp. Bài báo giới thiệu tiềm năng và

khả năng ứng dụng DG trên phạm vi toàn cầu cũng như trên lãnh thổ Việt Nam như thủy điện nhỏ,

năng lượng mặt trời, năng lượng gió, pin nhiên liệu, địa nhiệt, nguồn điện nhiệt kết hợp… Từ đó,

đề xuất mô hình qui hoạch HTPPĐ với mục tiêu là cực tiểu tổng chi phí xây dựng DG, chi phí xây

dựng nâng cấp trạm biến áp và đường dây, chi phí vận hành và mua năng lượng từ hệ thống điện.

Mô hình đề xuất được tính toán kiểm tra trên sơ đồ HTPPĐ hình tia 48 nút, lộ 478 TBA 110kV

Đán, thành phố Thái Nguyên sử dụng ngôn ngữ lập trình GAMS.

Từ khóa: Nguồn phân tán, qui hoạch hệ thống phân phối điện.

GIỚI THIỆU

Hệ thống phân phối điện làm nhiệm vụ phân

phối điện năng từ hệ thống điện (HTĐ) qua

các trạm biến áp (TBA) trung gian đến khách

hàng sử dụng điện, đảm bảo yêu cầu về chất

lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện

[1, 2]. HTPPĐ giữ vai trò quan trọng trong

HTĐ với những đặc điểm riêng biệt như:

Điện áp nhỏ hơn 35kV; Cấu trúc thường là

hình tia hoặc hình lưới nhưng vận hành hở;

Tổn thất công suất, tổn thất điện năng và độ

lệch điện áp tại các nút phụ tải lớn; Có ảnh

hưởng lớn về độ tin cậy cung cấp điện, chất

lượng điện năng và chi phí xây dựng của toàn

HTĐ… Do đó, qui hoạch HTPPĐ có ý nghĩa

quyết định đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của

HTPPĐ nói riêng và toàn HTĐ.

Trong những năm gần đây, nhu cầu năng

lượng nói chung và nhu cầu điện năng nói

riêng đang tăng mạnh mẽ, tại Việt Nam tốc độ

tăng trưởng điện năng khoảng 16% trong giai

đoạn 2005-2010, các nguồn năng lượng

truyền thống đang dần cạn kiệt, ô nhiễm môi

trường do sản xuất năng lượng ngày càng

tăng cùng với quá trình tái cơ cấu thị trường

điện theo xu thế cạnh tranh đã tạo điều kiện

thuận lợi để phát triển các nguồn năng lượng

mới và năng lượng tái tạo, nguồn phân tán.

DG có công suất nhỏ, kết nối trong HTPPĐ

cung cấp trực tiếp cho các phụ tải [3] nên có

tác động rất tích cực đến chỉ tiêu kinh tế kỹ

thuật của HTPPĐ như: Giảm tổn thất điện



Tel: 0915 176569, Email: [email protected]

năng, hỗ trợ điện áp nút, nâng cao độ tin cậy

cung cấp điện, giảm chi phí đầu tư nâng cấp

đường dây cung cấp và TBA nguồn. Vì vậy,

nghiên cứu ứng dụng DG trong qui hoạch

HTPPĐ cần được đặc biệt quan tâm.

Qui hoạch HTPPĐ có nhiều mô hình đã được

phát triển và sử dụng, hàm mục tiêu có thể

đơn hoặc đa mục tiêu. Phổ biến nhất là mô

hình sử dụng hàm mục tiêu chi phí tính toán

hàng năm nhỏ nhất với tổng chi phí vốn đầu

tư xây dựng, chi phí vận hành và tổn thất điện

năng… qui đổi về chi phí trong từng năm vận

hành [4]. [3] giới thiệu hàm mục tiêu là tổn

thất công suất tác dụng nhỏ nhất dưới tác

động của DG. Qui hoạch HTPPĐ đa mục tiêu

đã được [5] giới thiệu với hàm mục tiêu là

cực tiểu tổng chi phí tổn thất điện năng và

ngắt tải hoặc hàm mục tiêu gồm cực tiểu chi

phí xây dựng nguồn, chi phí tổn thất điện

năng và độ lệch điện áp nút khi DG tham gia

trong HTPPĐ được giới thiệu trong [5, 6].

Trong các mô hình trên đã xét đến ứng dụng

khá thành công của các DG, do đó cần được

nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam.

Bài báo giới thiệu các công nghệ DG, tiềm

năng và khả năng ứng dụng trên thế giới cũng

như tại Việt Nam, giới thiệu HTPPĐ và các

mô hình qui hoạch HTPPĐ truyền thống cũng

như khi xuất hiện DG. Từ đó, đề xuất mô

hình qui hoạch mới khi sử dụng DG trong hệ

thống phân phối điện.

NGUỒN PHÂN TÁN

Khái niệm