09/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 50 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ÁP DỤNG DSM CHO CÁC CƠ SỞ TRƯỜNG HỌC ThS Cao Minh Lộc (*) Tóm tắt DSM là tập hợp các giải pháp Kỹ thuật –[.]
09/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ÁP DỤNG DSM CHO CÁC CƠ SỞ TRƯỜNG HỌC ThS Cao Minh Lộc (*) Tóm tắt DSM tập hợp giải pháp Kỹ thuật – Công nghệ - Kinh tế - Xã hội nhằm điều khiển giúp đỡ khách hàng sử dụng điện cách hiệu tiết kiệm DSM nằm chương trình tổng thể Quản lý nguồn cung cấp (SSM) – Quản lý nhu cầu sử dụng điện (DSM) Mục tiêu mơ hình chất, đa dạng phụ tải, điều kiện kinh tế, - Tiết kiệm điện năng, nâng cao hiệu người), ứng dụng lý thuyết DSM, đề tài suất sử dụng lượng thiết bị điện nghiên cứu, đưa mơ hình để lựa chọn - Góp phần dịch chuyển phụ tải đỉnh giải pháp áp dụng DSM phù hợp với giảm đầu tư cho nguồn điện đặc trưng loại hộ tiêu thụ điện trường - Chi phí đầu tư hợp lý, giảm chi phí học thay thế, vận hành tiền điện 2.1 Khảo sát trạng sử dụng điện - Dễ dàng thực cho trường Trình tự bước để thực học, từ cụ thể hoá để áp dụng cho bước khảo sát trạng sử dụng điện loại hộ tiêu thụ khác mơ tả hình 1: Các bước xây dựng mơ hình áp dụng Bắt đầu DSM Trong q trình xây dựng mơ hình áp dụng DSM cho sở trường học, tác giả tuân theo thứ tự bước mà kinh nghiệm Gửi phiếu điều tra nhà nghiên cứu thực DSM đưa sau: - Phân tích trạng đặc điểm sử dụng điện thành phần kinh Nhận lại tế, sở đánh giá tiềm áp dụng phiếu điều tra DSM - Phân tích cấu phụ tải điện đồ thị phụ tải hệ thống điện để lựa chọn giải pháp điều khiển dòng phù hợp Gặp gỡ người - Phân tích kinh tế tài quản lý điện chương trình DSM lựa chọn, cần thiết phải so sánh với chương trình khác (nếu có) để tăng thêm tính thuyết phục Tìm hiểu tồn định lựa chọn áp dụng Kiểm tra liệu Thống tiến trình thực Trên sở bước từ yêu cầu đo lường đặc trưng trường học (cơ sở vật (*) Giảng viên khoa Công nghệ,, Trường ĐH Kiến trúc Đà Nẵng 50 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Một số phương tiện – thiết bị dùng để khảo sát: TT Thiết bị Model Sử dụng khảo sát Ampe kìm vạn V.O.M Máy đo nhiệt độ Phiếu điều tra Các thiết bị dụng cụ khác Kết đạt là: - Cơ cấu tổ chức máy quản lý nhà trường - Đặc điểm sở vật chất chức khu vực nhà trường - Vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt cung cấp điện - Tính tốn kiểm chứng khả tải tuyến đường dây - Hệ số công suất - Đối với phụ tải: + Liệt kê chi tiết tất loại thiết bị khu vực (số lượng, loại, cơng suất, tuổi thọ, trình trạng tu bảo dưỡng …) + Xác định nhu cầu sử dụng, thời gian sử dụng ngày điển hình, xác định cơng suất đặt điện tiêu thụ theo ngày, tháng, năm + Xác định đồ thị phụ tải ngày làm việc điển hình toàn trường 2.2 Lựa chọn phù hợp giải pháp DSM 09/2019 DSM có hai chiến lược để thực hai chiến lược có nhiều giải pháp Tuy nhiên, với thực trạng đặc trưng sở trường học vấn đề đặt phải lựa chọn giải pháp cho phù hợp Tác giả đề xuất giải pháp sau 2.2.1 Lựa chọn biện pháp để giảm công suất đỉnh: Trong số biện pháp để thực giải pháp này, hộ phụ tải điện trường học, tác giả đề xuất giải pháp để giảm công suất đỉnh, bao gồm biện pháp để thực hình Các biện pháp để giảm công suất đỉnh Cắt giảm đỉnh Chuyển dịch phụ tải Hình Các biện pháp để giảm cơng suất đỉnh Để thực biện pháp này, ta so sánh với đồ thị phụ tải ngày làm việc điển hình phụ tải tồn trường với đồ thị phụ tải ngày hệ thống điện Việt Nam để phân tích, xem xét nhóm phụ tải có đỉnh trùng với thời gian đỉnh hệ thống hay khơng có khả cắt giảm hay dịch chuyển thời gian hoạt động 2.2.2 Lựa chọn giải pháp để nâng cao hiệu suất sử dụng điện hộ tiêu thụ: Các giải pháp chia thành hai dạng sau: 51 09/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Nâng cao hiệu suất sử dụng điện hộ tiêu thụ Giải pháp kỹ thuật Đối với lưới cung cấp Đối với nhóm phụ tải 2.2.2.1 Giải pháp kỹ thuật: a Đối với lưới cung cấp điện: Giải pháp kỹ thuật Lưới cung cấp điện Cân pha Cải tạo lưới điện Bù Cos Hình Giải pháp kỹ thuật áp dụng cho lưới cung cấp - Biện pháp cân pha: • Cần kiểm tra dịng điện pha vào ngày điển hình vào cao điểm để có biện pháp phân bố lại phụ tải cho tải pha tương đối cân 52 Giải pháp quản lý hành Xây dựng nợi quy, quy chế Biện pháp tun truyền Xây dựng ban quản lý sử dụng TKNL • Thực cách phân bố phụ tải phòng, tủ phân phối hay tủ tổng * Đề xuất cải tạo lại số tuyến đường dây cung cấp không đảm bảo để giảm tổn thất, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện • Cần kiểm tra xuất tuyến cung cấp điện như: chất lượng dây dẫn, mối nối, khả tải xuất tuyến (đối với lưới hạ áp kiểm tra theo tiêu chí mật độ dịng điện khơng đổi lấy Jkđ = 3A/mm2) • Đề xuất thực hiện: ➢ Thay đoạn dây bị tải (nếu có) dây có tiết diện lớn ➢ Thay đoạn dây cũ, nát, rò điện dây tiết diện ➢ Sửa chữa mối nối cầu dao, cầu chì, phích cắm bị phát nóng q mức - Bù cơng suất để nâng cao hệ số công suất cos (Bù cos): Hiện nay, sở trường học sử dụng điện theo dạng ưu đãi, khơng có phải trả tiền cho lượng công suất phản kháng tiêu thụ, tương lại sau KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG vấn đề ưu đãi khơng cịn, nên nghĩ đến giải pháp bù cos Luật Điện lực có nêu: bên mua điện để sản xuất, kinh doanh, dịch vụ có cơng suất sử dụng cực đại từ 80kW hay máy biến áp có dung lượng từ 100kVA trở lên phải có trách nhiệm đảm bảo hệ số cơng suất cos ≥ 0,85, thấp lắp đặt tụ bù phải mua thêm công suất phản kháng hệ thống điện bên bán Tiền mua thêm công suất phản kháng phụ thuộc vào công suất tác dụng hệ số công suất cos sau: Gọi Ta tiền mua công suất tác dụng, tiền mua công suất phản kháng TR = Ta* k, với k hệ số tải sử dụng hệ số cơng suất thấp, có giá trị cho theo phụ lụcVIII Ta thường gọi tiền phạt hệ số cos thấp b Đối với nhóm phụ tải: 09/2019 Trong phạm vi viết, bên cạnh có nhiều thiết bị phụ tải tiêu thụ điện sử dụng trường tác giả nêu mơ hình sơ lược nhóm thiết bị điển hình đặc trưng cho q trình tiêu thụ điện sở trường học, khơng sâu phân tích giải pháp cụ thể • Nhóm phụ tải chiếu sáng: Như ta biết, công suất tiêu thụ bóng đèn khơng lớn thiết bị điện khác (tủ lạnh, máy điều hịa khơng khí…) sử dụng nhiều bóng thời gian sử dụng lâu nên chiếm khoản chi phí lớn tổng chi phí tiêu thụ điện Do vậy, cần phải nghiên cứu giải pháp để giảm bớt chi phí phụ tải chiếu sáng gây Mơ hình chiếu sáng tiết kiệm hiệu cụ thể hố hình 4: MHCSTK&HQ Thiết bị có hiệu suất lượng cao Phương pháp chiếu sáng thích hợp Tận dụng ánh sáng tự nhiên Lựa chọn thiết bị điều khiển phù hợp Áp dụng TCVN Công cụ để thiết kế chiếu sáng Tổ chức QL & VH Hình Mơ hình chiếu sáng tiết kiệm hiệu (MHCSTK&HQ) • Nhóm phụ tải làm mát: điều hòa nhiệt độ, quạt điện Giải pháp kỹ thuật ĐHNĐ&QĐ Lựa chọn thiết bị phù hợp Vị trí Lắp đặt Quản lý & Vận hành Hình Giải pháp kỹ thuật áp dụng cho nhóm phụ tải làm mát 53 09/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG • Nhóm thiết bị văn phòng hỗ trợ giảng dạy, học tập: Đối với nhóm thiết bị chủ yếu máy vi tính, máy chiếu, máy in, máy photocopy, biện pháp tốt cần người dùng nghiêm túc thực là: tắt máy, rút phích cắm, cắt nguồn không sử dụng thiết bị 2.2.2.2 Giải pháp quản lý hành chính: Là sở giáo dục, nơi học tập làm việc người trí thức, nên việc sử dụng giải pháp hữu nghiệm, tác giả đưa biện pháp hình Giải pháp quản lý hành Xây dựng Các nội quy , quy chế nội Biện pháp tuyên truyền, giáo dục Xây dựng ban quản lý sử dụng điện TKNL Hình Mơ hình hố giải pháp quản lý hành Cần phải xây dựng nội quy, quy Năng lượng mặt trời vô tận, chế nội sử dụng điện trường việc sử dụng lượng mặt trời xu học, nhằm buộc CBCNV, HSSV hướng tất yêu tương lai hộ trường phải có ý thức, nhiệm vụ trách tiêu thụ Việc xây dựng mơ hình nghiên cứu nhiệm tiết kiệm điện, đảm bảo cho việc tiết sử dụng lượng mặt trời phụ thuộc kiệm điện vào nề nếp, ổn định lâu dài vào việc xác định nhu cầu phụ tải, 2.2.3 Nghiên cứu sử dụng liệu xạ lượng mặt trời, để từ lượng tái tạo: cụ thể nghiên cứu xác định xác vị trí lắp đặt, cơng sử dụng mơ hình điện mặt trời áp dụng suất lắp đặt cho phù hợp sở trường học Giờ nắng năm Đông Bắc 1500-1700 Tây Bắc 1750-1900 Bắc Trung Bộ 1700-2000 Tây Nguyên, Nam TB 2000-2600 Nam Bộ 2200-2500 Trung bình nước 1700-2500 2.3 Tính tốn hiệu kinh tế: Tính tốn hiệu kinh tế giải pháp DSM lựa chọn áp dụng xem khâu quan trọng, Vùng 54 Bức xạ Khả ứng kcal/cm /năm dụng 100-125 Thấp 125-150 Trung bình 140-160 Tốt 150-175 Rất tốt 130-150 Rất tốt 100-175 Tốt giải pháp sử dụng công nghệ tiên tiến khơng khả thi mặt kinh tế khơng có ý nghĩa thực tế KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Về phương pháp tính tốn hiệu kinh tế cho giải pháp DSM áp dụng 09/2019 sở trường học chia thành phần, cụ thể hình 7: Tính tốn hiệu kinh tế Biện pháp khơng tốn chi phí đầu tư ban đầu Biện pháp tốn chi phí đầu tư ban đầu Phương pháp chi phí vịng đời (LCC) Phương pháp đánh giá hiệu thơng qua tiêu chi phí tiết kiệm hàng năm thời gian thu hồi vốn đầu tư Hình Các phương pháp tính tốn hiệu kinh tế 2.3.1 Biện pháp khơng tốn chi phí đầu 2.3.2 Biện pháp tốn chi phí đầu tư ban tư ban đầu: đầu: - Gồm biện pháp: Đối với giải pháp DSM lựa • Cắt giảm đỉnh chọn để đầu tư giải pháp mà • Dịch chuyển phụ tải để khỏi trùng không đem lại nguồn thu lợi trực tiếp với thời gian công suất đỉnh hệ thống (nguồn thu thể chi phí tiết - Lợi ích mang lại: kiệm điện năng), nên luận văn tác • Lợi ích nhà trường: Hiện giả đề xuất phương pháp để phân tích sở trường học chưa áp dụng hiệu kinh tế áp dụng DSM chế độ công tơ ba giá xu hướng - Phương pháp chi phí vịng đời năm tới tiến hành áp dụng (LCC): Theo phương pháp này, toàn Nếu thực việc chuyển dịch phụ tải chi phí phát sinh suốt thời gian vận dễ dàng tính số tiền mà Nhà trường hành dự án tổng hợp, qui giá trả chênh lệch giá tiền trị thông qua hệ số chiết khấu để có điện/1kWh cao điểm thấp điểm thể so sánh với phương án khác • Lợi ích Lưới điện quốc gia: đảm bảo tiêu chuẩn yêu cầu, việc chuyển dịch tương ứng với việc phương án sử dụng công nghệ Nhà nước bỏ khoản tiền lớn để xây truyền thống Nếu LCC dự án thấp dựng thêm nhà máy Theo thống kê đáng kể so với LCC phương án sử dụng để đầu tư phát triển thêm 1kW công nghệ truyền thống coi dự án cơng suất đỉnh Nhà nước phải bỏ đạt hiệu kinh tế khoản tiền tương ứng khoảng 900USD LCC dự án tính tốn sau: 55 09/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG LCC = Cpw + Mpw + Fpw + Rpw (1) Trong đó: pw ký hiệu thể giá trị thành phần tương ứng Chi phí đầu tư (C): thể chi phí ban đầu để mua sắm, lắp đặt thiết bị, chi trước hệ thống vận hành Do khoản chi giả thiết vào năm nên giá trị thành phần giữ nguyên Chi phí vận hành bảo dưỡng hàng năm (M): thể chi phí hàng năm cho việc vận hành bảo dưỡng hệ thống Tổng giá trị chi phí n năm tính bằng: Mpw = Chi phí vận hành bảo dưỡng hàng (1 + e0 ) (1 + e0 ) n ) (2) * 1 − ( năm * ( (d − e0 ) (1 + d ) e0: thể mức độ trượt giá d hệ số chiết khấu n thời gian phân tích tính hàng năm Chi phí điện (F): thể phần chi phí hàng năm cho điện Tổng giá trị tính bằng: Fpw = Chi phí điện * (1 + e f ) (1 + e f ) n (d − e f ) * 1 − ( (1 + d ) ) (3) Chi phí thay (R): thể chi phí thay cho phận thành phần có đời sống ngắn thời gian phân tích Giá trị tính bằng: RY v + e0 Rpw= chiphithaythe * (4) + d i =1 Trong đó: Chiphithaythe chi phí thay thời điểm tiến hành RY năm tiến hành thay thế, v số lần thay Từ phân tích kinh tế phương pháp này, ta thấy thích hợp 56 dự án xây tức dự án chủ đầu tư cần cân nhắc việc lựa chọn công nghệ, thiết kế đáp ứng yêu cầu kỹ thuật kinh tế - Phương pháp đánh giá hiệu thơng qua tiêu chi phí tiết kiệm hàng năm thời gian thu hồi vốn đầu tư : Ctkhn = Atkhn + Cvhbd + Ctt (5) Ctkhn : Chi phí tiết kiệm hàng năm Atkhn: Chi phí điện tiết kiệm hàng năm Cvhbd: Chi phí vận hành bảo dưỡng tiết kiệm hàng năm Ctt : Chi phí thay tiết kiệm hàng năm Cđt: Vốn đầu tư Chi phí đầu tư: Cđt = n*(Cbđ + CNC + Cvlp) mxCtl Cbđ: Chi phí mua CNC: Chi phí nhân cơng (tháo đèn cũ lắp đèn mới) Cvlp: Chi phí vật liệu phụ Ctl : Tiền lý thiết bị cũ n: Số thiết bị đầu tư mới, m: Số thiết bị cũ lý Thời gian hoàn vốn: T = Cđt/Ctkhn Trong đó, chi phí tiết kiệm hàng năm, ví dụ cho điện hiểu phần chênh lệch chi phí cho điện phương án tiếp tục sử dụng công nghệ cũ với phương án sử dụng công nghệ sở đáp ứng tốt yêu cầu Từ phân tích kinh tế phương pháp này, ta thấy thích hợp dự án cải tạo thiết bị cũ thay thiết bị hiệu suất cao, vốn đầu tư thấp, thiết bị đa dạng chủng loại Kết luận & kiến nghị: Hiện tại, việc nghiên cứu phụ tải cho loại khách hàng sử dụng điện Việt Nam phần chưa đầu tư quan tâm ... KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Về phương pháp tính tốn hiệu kinh tế cho giải pháp DSM áp dụng 09/2019 sở trường học chia thành phần, cụ thể hình 7: Tính tốn hiệu kinh tế Biện pháp... nhà trường: Hiện giả đề xuất phương pháp để phân tích sở trường học chưa áp dụng hiệu kinh tế áp dụng DSM chế độ công tơ ba giá xu hướng - Phương pháp chi phí vịng đời năm tới tiến hành áp dụng. .. sử dụng giải pháp hữu nghiệm, tác giả đưa biện pháp hình Giải pháp quản lý hành Xây dựng Các nội quy , quy chế nội Biện pháp tuyên truyền, giáo dục Xây dựng ban quản lý sử dụng điện TKNL Hình