Game cá cược hay cho tiệc cuối năm - VN86 Club

Xây dựng bài toán bù tối ưu và phương pháp thiết kế  bù

công suất phản kháng, nâng cao hệ số Cosj

 

Địa Chỉ: Trường Đại học quốc tế Bắc Hà – Thị Trấn Lim, Huyện Tiên Du Tình Bắc Ninh

Abstract:

Trên thực tế các thiết bị tiêu thụ điện năng không phải hoàn toàn là thuần trở, mà có các thành phần phản khảng, cùng với việc điện áp trên lưới không ổn định, thay đổi theo giờ, theo phụ tải dẫn đến hệ số công suất cũng thay đổi theo. Để nâng cao hệ số công suất cosφ người ta thường sử dụng thành phần điện dung để bù.

Theo một số các phương pháp thông thường người ta mắc tụ cố định song song với phụ tải, hệ số Cosφ được tăng lên trong khoảng (0,8 đến 0,99); nhưng việc các phụ tải trên lưới thay đổi sẽ làm cho hệ số công suất Cosφ thay đổi và điện áp lưới thay đổi theo, khi phụ tải nhỏ sẽ gây ra hiện tượng điện áp lớn hơn điện áp tiêu chuẩn của lưới, rất rễ gây ra các sự cố. Chính vì vậy mục tiêu nghiên cứu của bài viết này là, ứng dụng công nghệ điện tử để ổn định hệ số Cosφ khi phụ tải thay đổi, nhằm mục tiêu giảm tổn thất điện năng và ổn định điện áp, tăng độ bền của thiết bị.

 

1. Giới thiệu về lưới điện phân phối

Sơ đồ mạng điện có dạng chung như trên hình 1.1. Nguồn cấp là từ thanh cái trạm 500kV, qua biến áp hạ xuống 110kV, 220kV, hay thanh cái phía cao áp của nhà máy điện bằng đường dây tải điện  theo cơ cấu mạch vòng hay hình tia dẫn điện đến khu vực phụ tải điện áp được hạ xuống 35kV, 22kV hay 10kV, 6kV. Nếu là 35kV thì tồn tại các đường dây 35kV đi sâu tới phụ tải và tại đó hạ xuống 22kV, 10kV hay 6kV. Từ thanh cái 22kV, 10kV, 6kV hình thành các đường dây phân phối hình tia, cũng có thể là mạch vòng nhưng khi vận hành vẫn để ở chế độ hình tia. Từ các đường dây này theo điểm phụ tải đấu các máy biến áp hạ xuống điện áp hạ thế  380/220V để cấp điện cho các phụ tải hạ thế. Sau trạm hạ áp hình thành các đường dây hạ thế có cấu trúc hình tia dẫn điện đến từng hộ tiêu thụ.

                                         

Trong sơ đồ cấp điện nêu trên, hệ số công suất cosj và bù công suất phản kháng được đề cập đến ở từng cấp điện áp. Qua khảo sát thực tế tại một số Công ty truyền tải và Điện lực các tỉnh,  giá trị cosj ở các cấp điện áp thể hiện khá rõ nét như sau:

- Tại các cấp điện áp 35kV trở lên hệ số công suất cosj giờ cao điểm có giá trị khoảng 0,8, giờ thấp điểm có giá trị khoảng 0,99. Cũng chính vì vậy mà cosj có giá trị tại các đầu nhánh đường dây cấp 22kV,10kV, 6kV cũng khá cao, tương đương với đường dây cao áp. Nguyên nhân hệ số công suất cosj không ổn định là do các thiết bị bù trên lưới trung và cao áp

-  Tại cuối các nhánh đường dây cấp 22kV,10kV, 6kV giá trị cosj không còn cao nữa. Các máy biến áp hạ áp 22kV,10kV, 6 kV xuống 0,4kV trong nhiều trường hợp vận hành non tải nên giá trị cosj đầu ra đường dây điện hạ thế bị tụt xuống. Xa hơn nữa tại đầu vào của các hộ phụ tải điện áp hạ thế 0,4kV giá trị cosj khá thấp do chính các phụ tải điện (đồ điện) như quạt, điều hoà nhiệt độ, đèn Neon, tủ lạnh,….có giá trị cosj thấp, tiêu thụ nhiều công suất phản kháng.

3.1. Lựa chọn phương pháp tính bù công suất phản kháng

3.1.1. Mô hình tính bù theo cực tiểu tổn thất công suất

Giả sử công suất truyền tải đến nút i của mạng điện là Si=Pi+jQi. Khi ta đặt một giá trị công suất bù Qbi nào đó vào nút i thì khi đó tổn thất là:

                                         

trong đó:  Ri- điện trở của đường dây tính từ nguồn đến điểm nút thứ i.  

Để làm cực tiểu giá trị tổn thất công suất ta lấy đạo hàm  theo Qb và cho triệt tiêu: ¶DPSB/¶QB=0, giải ra ta được QB=Q. Tức là trong điều kiện cực tiểu hoá tổn thất công suất tác dụng sẽ phải bù toàn bộ lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây.

3.1.2. Mô hình tính bù theo điều kiện cực tiểu tổn thất điện năng

Giả thiết ta biết được hàm phụ thuộc của phụ tải vào thời gian (hoặc đồ thị phụ tải). Độ giảm tổn thất điện năng do bù trong suốt khoảng thời gian T sẽ là:

    

   Lấy đạo hàm dDA theo QB, cho triệt tiêu và giải phương trình ta được:

QB = QTB                           

Như vậy trong trường hợp này giá trị công suất bù tối ưu sẽ bằng lượng công suất phản kháng trung bình trên đường dây.

3.1.3. Mô hình tính bù theo điều kiện điều chỉnh điện áp

Trước khi bù thì tổn thất điện áp  DU trong mạng là:

       

trong đó:  Ri, Xi - điện trở của đoạn dây thứ i, W;

Un- điện áp định mức của mạng điện, kV;

n – số đoạn dây.

Sau khi đặt bù thì tổn thất điện áp giảm đi một lượng là:

Nếu biết DE ta tính được Qb, với đường dây cùng tiết diện:

                                                                                  (3.6)

3.1.4. Mô hình tính bù theo điều kiện cực tiểu các chi phí

Tổng chi phí đặt bù:

         

trong đó:  p - hệ số tính đến tỷ lệ khấu hao và thời gian thu hồi vốn p=atc+avh;

atc và avh – các hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư và vận hành thiết bị;

Kb - suất vốn đầu tư của thiết bị bù (đối với tụ bù tỉnh giá trị này khoảng 10 $/kVAr);

DPb -  suất tổn thất công suất trong thiết bị bù;

tb - thời gian làm việc của thiết bị bù;

cD - giá thành tổn thất điện năng;

P - công suất tác dụng của phụ tải;

Q - công suất phản kháng trong lưới điên;

Qb - công suất bù cần thiết;

U- điện áp của mạng điện, có thể lấy bằng giá trị định mức;

R - điện trở mạng điện tính đến điểm đặt cơ cấu bù;

t - thời gian tổn thất cực đại.

Lấy đạo hàm và giải phương trình tìm được để xác định công suất bù tối ưu.

3.1.5. Mô hình tính bù theo chỉ tiêu tối đa hoá các tiết kiệm

Các tiết kiệm ròng đạt được từ việc giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng:

                               E= c0.dP + cD.dA – KbSQbi Þ max                                   (3.9)

trong đó:  dP – lượng tiết kiệm công suất đỉnh;

                dA – lượng tiết kiệm điện năng.

3.1.6. Mô hình tính bù theo giá trị hệ số cosj2 cần đạt được 

Công suất bù cần thiết để nâng hệ số cosj1 lên giá trị cosj2  được xác định theo biểu thức:

                               Qb = P(tgj1 - tgj2), kVAr ;                                  (3.10)

* Một số nhận xét về các phương pháp tính bù

+  Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm riêng và thích hợp trong những trường hợp tính toán nhất định, nhưng nhìn chung các mô hình đều có hàm mục tiêu là chi phí cho bù nhỏ nhất trên cơ sở đảm bảo các điều kiện kỹ thuật của lưới điện, điện áp của nút nằm trong giới hạn cho phép, giảm tổn thất điện năng.

+  Các phương pháp chủ yếu áp dụng đối với mạng hình tia đơn giản hoặc các mạng có phụ tải nối trực tiếp trên đường dây.

+  Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chỉ được xét đến một cách độc lập ở từng phương pháp.

      Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp tính bù, đề tài chọn phương pháp chi phí cực tiểu Z=min để xây dựng chương trình tính toán bù công suất phản kháng nâng cao hệ số cosj.

3.2. Lựa chọn phương pháp giải toán bù

1) Phương pháp duyệt toàn bộ

Một trong những phương pháp hiển nhiên nhất để giải bài toán đặt ra là phương pháp duyệt toàn bộ (explicit enumeration): tìm giá trị hàm mục tiêu f(x) trên tất cả các phương án, sau đó so sánh các giá trị tính được để tìm ra giá trị tối ưu và phương án tối ưu của bài toán.

2) Phương pháp xác định thứ tự ưu tiên các nút đặt bù

Trong các phương án đặt bù, phương án nào (vị trí, dung lượng) đạt được lợi ích lớn nhất đồng thời đảm bảo được điều kiện về chất lượng điện áp sẽ là phương án tối ưu. ở đây, ta xác định các điều kiện và chỉ tiêu nhằm đánh giá thiết bị bù có hiệu quả kinh tế hay không khi đặt tại một vị trí cụ thể trên một mạng lưới.

3) Phương pháp quy hoạch động

Xét bài toán quy hoạch phi tuyến có dạng: min f(x)  với   x ³ 0.

Đầu tiên lấy x0 Î M, x0 = (x10, x20, ..., xn0) và số gia đầu tiên Dx, tính giá trị hàm mục tiêu tại điểm đó: f(x0). Để tìm ra phương án tối ưu, ở mỗi bước tiếp theo ta thay đổi dần một thành phần xj0 (j = 1 ¸ n) của x0 và giữ nguyên các thành phần khác, tính lại giá trị của hàm mục tiêu, so sánh với giá trị ở bước trước đó, cứ thế cho đến khi hàm mục tiêu có giá trị nhỏ nhất.

Quy hoạch động tỏ ra là phương pháp khá phù hợp đối với bài toán tính toán dung lượng tụ bù tối ưu, tuy mức độ hội tụ chậm hơn so với các phương pháp sử dụng đạo hàm cấp hai (Lagrange, Gradient ...) nhưng ưu điểm nổi bật của phương pháp là không đòi hỏi tính chính quy và liên tục của hàm mục tiêu, thuật toán đơn giản, dễ áp dụng.

5.1. Phân tích ảnh hưởng của thiết bị bù công suất phản kháng đối với chất lượng điện.

5.1.1 Tác động quá độ trong quá trình đóng cắt tụ

a. Quá  độ khi đóng điện vào trạm tụ làm việc độc lập

Khi đóng điện vào trạm tụ bù chênh lệch giữa điện áp tức thời của lưới và của tụ sẽ xuất hiện một xung dòng và xung điện áp có biên độ có thể rất lớn, phụ thuộc vào thời điểm đóng điện. Giá trị của xung dòng và tần số dao động được tính theo biểu thức:

trong đó:  US: điện áp (pha) tức thời của hệ thống (kV);

UC: điện áp (pha) tức thời trên dàn tụ (kV);

C: điện dung trạm tụ (F);

L: điện cảm nguồn (H).

Kết quả thể hiện mô phỏng các quá trình quá độ cho trường hợp điện áp lưới 35kV, tổng trở hệ thống 5W, trạm  tụ 50kVAR với điều kiện ban đầu UC(0) = 0 được đóng vào các thời điểm khác nhau. Hình 5.1b và 5.1c cho thấy dạng sóng của xung điện áp và xung dòng qua tụ trong trường hợp nguy hiểm nhất. Bảng 5.1 cho thấy biên độ xung điện áp và xung dòng tính theo đơn vị tương đối (p.u) ứng với các thời điểm đóng điện khác nhau.

Qua các số liệu có thể thấy, ứng với trường hợp UC(0) = 0 -  trường hợp đóng điện thực tế, khi toàn bộ điện áp trên tụ trước khi đóng điện đã được xả qua các điện trở phóng điện bên trong các đơn vị tụ thì quá điện áp có thể lên tới 1,8-1,9 pu trong khi xung dòng điện có thể lên tới 8,0 pu, khi đóng điện ở thời điểm điện áp lưới và điện áp trên tụ chênh lệch nhiều nhất (t=5ms).

b. Quá  độ khi đóng điện vào trạm tụ song song

Khi đóng một trạm tụ vào lưới đang có những trạm tụ khác làm việc. Kết quả mô phỏng các quá trình quá độ cho trường hợp điện áp lưới là 35kV, tổng trở hệ thống 5W, trạm tụ  20kVAR được đóng song song với trạm tụ khác 20kVAR đang làm việc trên lưới, với điều kiện ban đầu UC2(0) = 0, được đóng vào các thời điểm khác nhau. Hình 5.2b và 5.2c cho thấy dạng sóng của xung điện áp và xung dòng qua tụ trong trường hợp nguy hiểm nhất.  Bảng 5.2 cho thấy biên độ xung điện áp UC1 tính theo đơn vị tương đối (pu), ứng với các thời điểm đóng điện khác nhau.

 Quá điện áp có thể lên tới 1,48 pu, trong khi xung dòng điện lên đến 4,33 pu, khi đóng điện ở thời điểm điện áp lưới và điện áp trên tụ chênh lệch nhiều nhất (5ms).

c. Quá độ với hiện tượng phóng điện trước

Khi máy cắt đóng điện trạm tụ, hiện tượng phóng điện trước có thể xuất hiện trong buồng cắt, hồ quang phát sinh ngay trong cả trước khi hai tiếp điểm tiếp xúc với nhau. Dòng điện hồ quang có tần số rất cao nên khi đi qua giá trị 0 thì nó sẽ bị tắt và điện áp trên tụ vẫn giữ nguyên giá trị mà nó nhận được ở lần phóng điện đầu tiên. Đến khi tiếp điểm đóng lại hoàn toàn, điện áp trên tụ mới bắt đầu dao động. Để mô phỏng các quá trình xảy ra của hiện tượng phóng điện trước, dùng ba tiếp điểm thể hiện ba giai đoạn của hiện tượng xảy ra   :

t1: thời điểm đóng máy cắt

t2: thời điểm xảy ra phóng điện

t3: thời điểm hai tiếp điểm tiếp xúc nhau

Hình 5.3a mô phỏng hiện tượng trên với các số liệu của trạm tụ trong trường hợp 1 cho thấy dạng sóng của xung điện áp và xung dòng qua tụ, với UC(0) = 0. Quá điện áp có thể lên tới 37 pu, trong khi xung dòng lên tới 20.7 pu, khi đóng điện ở thời điểm điện áp lưới và điện áp trên tụ chênh lệch nhiều nhất (t1 = 5ms). Bảng 3.3 cho thấy biên độ xung điện áp UC và xung dòng IC tính theo đơn vị tương đối ứng với các thời điểm đóng điện khác nhau.

d. Quá độ với hiện tượng phóng điện trở lại

Hiện tượng phóng điện trở lại xảy ra khi độ bền điện môi trong buồng cắt của máy cắt thấp hơn so với tốc độ tăng của điện áp phục hồi giữa hai tiếp điểm trong quá trình cắt trạm tụ bù ra khỏi lưới. Hình 4a của mô phỏng cho thấy giữa hai nửa chu kỳ sau khi máy cắt cắt ra, điện áp phục hồi trên hai tiếp điểm lên đến hai lần điện áp (pha) của lưới, và nếu đến 5.67 pu, và dòng xung có giá trị 14.93 pu (Bảng 5.4). Để mô tả quá trình xảy ra của hiện tượng phóng điện trở lại sử dụng 3 tiếp điểm cho 3 giai đoạn:

t1: thời điểm ngắt máy cắt

t2: thời điểm phóng điện trở lại

t3: thời điểm kết thúc quá trình phóng điện

e. Quá độ trên lưới phân phối khi đóng trạm tụ bù

Các kết quả trên là cơ sở để tiến hành đánh giá tác động của việc đóng trạm tụ bù trên lưới phân phối đến các phụ tải công nghiệp.

Hình 5.5. Quá độ trên lưới phân phối khi đóng tụ bù.

Mô phỏng được thực hiện với lưới phân phối có các thông số như trên hình 5.5, các kết quả trên hình thể hiện dạng sóng quá độ điện áp tại trạm tụ bù phía thanh cái 10 kV, điểm nối chung, thanh cái hạ áp cấp điện cho các phụ tải công nghiệp là các bộ biến tần thay đổi tốc độ động cơ theo kỹ thuật điều chế độ rộng xung PWM ASD 100 HP có cuộn kháng 3% và không có cuộn kháng cho trường hợp PWM ASD 25 HP. Các xung quá điện áp này rõ ràng sẽ có các ảnh hưởng tiêu cực đến chế độ làm việc của các bộ PWM ASD, thậm chí có thể làm các thiết bị này dừng làm việc.

6.3. Nghiên cứu giải pháp áp dụng điện tử công suất trong tự động điều khiển thiết bị bù công suất phản kháng

6.3.1. Đặt vấn đề

Kỹ thuật truyền tải điện hiện đại đã sử dụng các thiết bị bù, dịch pha được điều khiển bằng các linh kiện điện tử công suất để cung cấp nguồn năng lượng khi cần thiết để bảo đảm tính ổn định của hệ thống điện. Các thiết bị này kết hợp với các bộ vi xử lý cho phép điều khiển nguồn năng lượng một cách linh hoạt, khả năng tự động hoá cao đảm bảo độ tin cậy và độ ổn định của hệ thống, trong đó hệ thống điều khiển đóng một vai trò rất quan trọng. Việc thiết kế và tính toán chính xác hệ thống điều khiển sẽ bảo đảm sự làm việc tin cậy của hệ thống bù, góp phần nâng cao tính ổn định của hệ thống điện.

6.3.2. Điều khiển bằng Thyristor

Thyristor chỉ mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dương đặt lên anôt và xung điện áp dương đặt lên cực điều khiển. Sau khi Thyristor đã mở thì xung điều khiển không còn tác dụng, dòng điện chảy qua Thyristor do thông số của mạch động lực quyết định.

6.3.2.1. Sơ đồ cấu trúc

Sơ đồ khối mạch điều khiển Thyristor như hình 6.3.

Mạch điều khiển có các chức năng sau:

- Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp trên anôt- catôt của Thyristor.

- Tạo ra được các xung có đủ điều kiện mở được Thyristor. Xung điều khiển thường có biên độ từ 2 đến 10V, độ rộng xung tx= 20-100 s đối với thiết bị chỉnh lưu hoặc cặp Thyristor đấu song song ngược.

Độ rộng xung được xác định theo biểu thức:

trong đó:  Idt là dòng duy trì của Thyristor;

                  di/dt là tốc độ tăng trưởng của dòng tải.

Cấu trúc của một mạch điều khiển Thyristor gồm 3 khâu chính sau đây:

- Khâu đồng bộ (ĐB): tạo tín hiệu đồng bộ với điện áp anôt-catôt của Thyristor cần mở. Tín hiệu này là điện áp xoay chiều, thường lấy từ biến áp có sơ cấp nối song song với Thyristor cần mở.

- Khâu so sánh-tạo xung (SS-TX): làm nhiệm vụ so sánh giữa điện áp đồng bộ thường đã được biến thể với tín hiệu điều khiển một chiều để tạo ra xung kích mở Thyristor.

- Khâu khuếch đại xung (KĐ): tạo ra xung mở có đủ điều kiện để mở Thyristor.

Khi thay đổi giá trị điện áp một chiều Uđk thì góc mở  sẽ thay đổi.

6.3.2.2. Nguyên tắc điều khiển

Sử dụng nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” như hình 6.4 để thực hiện điều chỉnh vị trí đặt xung trong nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên Thyristor.

Theo nguyên tắc này, ở khâu so sánh có hai điện áp đặt vào:

- Điện áp đồng bộ sin, sau khi ra khỏi khâu ĐB được tạo thành tín hiệu cos

- Điện áp điều khiển là áp một chiều có thể biến đổi được.

Điện áp uđb= Um sinwt thì: Uc = Um coswt

Giá trị a được tính theo phương trình sau: Umcosa = Uđk

Do đó:                              a = arccos(Udk/Um)

- khi Udk = Um thì           a = 0

- khi Udk = 0 thì              a =p/2

 - khi Udk = -Um thì       a = p

      Như vậy, khi điều chỉnh Udk từ trị -Um đến +Um, ta có thể điều chỉnh được góc a từ 0 đến p.

 

2. Phương pháp tính toán bù tối ưu công suất phản kháng nâng cao hệ số Cosj

Phương pháp tính bù theo cực tiểu tổn thất công suất

Giả sử công suất truyền tải đến nút i của mạng điện là Si=Pi+jQi. Khi ta đặt một giá trị công suất bù Qbi nào đó vào nút i thì khi đó tổn thất là:

trong đó:   Ri- điện trở của đường dây tính từ nguồn đến điểm nút thứ i.          

Để làm cực tiểu giá trị tổn thất công suất ta lấy đạo hàm  theo Qb và cho triệt tiêu: ¶DPSB/¶QB=0, giải ra ta được QB=Q. Tức là trong điều kiện cực tiểu hoá tổn thất công suất tác dụng sẽ phải bù toàn bộ lượng công suất phản kháng truyền tải trên đường dây.

Phương pháp  tính bù theo điều kiện cực tiểu tổn thất điện năng.

Giả thiết ta biết được hàm phụ thuộc của phụ tải vào thời gian (hoặc đồ thị phụ tải). Độ giảm tổn thất điện năng do bù trong suốt khoảng thời gian T sẽ là:

       Lấy đạo hàm dDA theo QB, cho triệt tiêu và giải phương trình ta được:

QB = QTB

Như vậy trong trường hợp này giá trị công suất bù tối ưu sẽ bằng lượng công suất phản kháng trung bình trên đường dây.

 

Phương pháp tính bù theo điều kiện điều chỉnh điện áp

Trước khi bù thì tổn thất điện áp  DU trong mạng là:

trong đó:   Ri, Xi - điện trở của đoạn dây thứ i, W;

Un- điện áp định mức của mạng điện, kV;

n – số đoạn dây.

Sau khi đặt bù thì tổn thất điện áp giảm đi một lượng là:

3. Các bộ phận cơ bản của thiết bị bù công suất phản kháng

Bộ tự động điều chỉnh công suất phản kháng qqqqqqqq

Bộ tự động điều chỉnh công suất phản kháng được thiết kế với việc áp dụng các vi mạch cho phép thu nhận và xử lý tín hiệu nhanh và chính xác. Các cơ cấu này cũng có thể thực hiện vai trò đo lường. Các tham số chế độ của mạng điện như điện áp, dòng điện, tần số, công suất, hệ số cosj v.v.  có thể được biểu thị trên màn hình của thiết bị.

Cơ cấu bù công suất  phản kháng

Cơ cấu bù công suất phản kháng chính là các tụ điện động lực dùng để điều hoà công suất phản kháng ở các cấp điện áp khác nhau tương ứng với các tham số định mức của chúng.

Việc sử dụng cuộn dây mắc nối tiếp với bộ tụ sẽ ngăn cản sự xuất hiện của tần số cộng hưởng. Thông thường công suất của cuộn kháng được chọn trong phạm vi khoảng 5-7%, có nghĩa là sự có mặt của cuộn kháng điện sẽ làm giảm công suất của tụ đi 5-7%.		Cuộn dây của bộ lọc
Hình 3.1. Dạng bao quát của tủ bù hệ số công suất mạng phân phối hạ áp       Các thiết bị bù công suất phản kháng ở mạng điện hạ áp thường được thiết kế theo hai dạng: có tự động điều khiển và không có tự động điều khiển giá trị công suất bù. Sự có mặt của cơ cấu tự động điều khiển làm tăng chi phí vốn đầu tư và chi phí vận hành, bảo dưỡng. Tuy nhiên, bù lại, nó cho phép nâng cao hiệu quả bù                                                                        của thiết bị và làm ổn định điện áp trong mạng điện. Hiệu quả cực đại của việc áp dụng các thiết bị bù có thể đạt được trên cơ sở phân tích các bài toán kinh tế kỹ thuật tổng hợp.

 

4. Tính kinh tế, xã hội và đánh giá hiệu quả kinh tế bù (CSPK)

Các chi phí và lợi ích của dự án đặt cơ cấu bù

Để lắp đặt cơ cấu bù cần phải có một lượng chi phí vốn đầu tư mua sắm và xây dựng. Doanh thu của dự án bao gồm lợi ích do giảm tổn thất, lợi ích do nâng cao chất lượng điện.

Dòng thu;

Tổng thu trong một năm của dự án là giá trị sản phẩm tính bằng tiền của dự án, được xác định bằng tổng số tiền lợi nhuận trong năm của dự án

Tổng doanh thu tăng thêm ở năm thứ (t)

Båt=BDt+Bclt                                                        (4.1)

Trong đó:

BDt- Giảm chi phí tổn thất ở năm thứ t so với năm gốc

                                (4.2)

DA0, DAt- tổn thất điện năng tương đối trước và sau khi đặt bù;

At- tổng điện năng truyền tải qua lưới tính toán, kWh;

gm- giá mua điện năng,  đ/kWh; 

Bclđ­ - hiệu quả tăng thêm do chất lượng điện tốt hơn

                                          Bclđ­=Acl.t.gcl                                                    (4.3)

Acl.t – điện năng chất lượng tăng thêm do đặt cơ cấu bù:

Acl.t=(pcl.t-pcl0)At

pcl.t, pcl0 – xác xuất chất lượng điện năng ở năm thứ t và năm trước khi đặt bù;

gcl- giá thành điện năng chất lượng đ/kWh.

Dòng chi của dự án

Dòng chi của dự án được tính bằng các chi phí do mua sắm xây dựng, vận hành và trả lãi do vay vốn

Tổng chi phí năm thứ (t):

                  Cåt= Kt + CO&M + Ctra lai                                            (4.4)

trong đó:  Kt - tổng chi phí cho việc mua sắm, lắp đặt thiết bị bù ở năm thứ (t);

CO&Mt- chi phí bảo dưỡng và vận hành năm thứ (t)

CO&Mt=kO&MKt                                                    (4.5)

kO&M – hệ số vận hành và bảo dưỡng lưới điện;

Ctra lai – chi phí trả lãi vốn vay ngân hàng

Ctra lai = Vvayllai

Vvay- vốn vay ngân hàng;

llai – lãi suất ngân hàng.

 Dòng tiền của dự án

Dòng tiền của dự án là hiệu giữa tất cả các khoản doanh thu và tất cả các chi phí cần thiết cho một dự án. Thường thì dòng tiền không thể xác định trước được mà phải dự báo, vì vậy đòi hỏi nhà đầu tư phải có sự phân tích, tính toán một cách khoa học trên cơ sở các dữ liệu tin cậy ban đầu. Giá trị dòng lãi năm thứ t được xác định theo biểu thức

                                          Lt = Båt - Cåt                                                  (4.6)

trong đó:  Båt – dòng thu;

                                Cåt – dòng chi.

Do giá trị tiền tệ có giá trị thay đổi theo thời gian, để có thể đánh giá  chính xác giá trị của dòng tiền, người ta phải qui đổi các giá trị của đồng tiền ở các thời điểm về thời điểm hiện tại t0=0 theo hệ số quy đổi b.

                                                                                    

trong đó:  b - thừa số quy đổi                                      

                              i - hệ số chiết khấu.

                                         

Hệ số hoàn vốn ;

NPV1, NPV2  - các giá trị tổng lãi suất ứng với i1 và i2.

Thời gian hoàn vốn  T

Thời gian hoàn vốn là thời gian mà tổng doanh thu bằng tổng chi phí, hay nói cách khác đó là thời gian mà tổng lãi suất bù đắp được chi phí của dự án.

trong đó: tn - số năm tròn ngay trước khi đạt được giá trị NPV=0;

NPV1, NPV2 - các giá trị ứng với thời gian tn và năm sau đó, tức là năm tn+1.

Kết quả tính toán phân tích kinh tế – tài chính dự án bù công suất phản kháng

Kết quả tính toán phân tích kinh tế – tài chính dự án bù công suất phản kháng, cho thấy mô hình đề xuất lắp tụ bù trong lưới điện hạ áp sẽ mang lại hiệu quả kinh tế sau 6 tháng, đây là một giải pháp có tính kinh tế cao trong xã hội.

  TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Baumol, W.J. (1997), “Privatization, Competitive Entry and Rational Rules for Residual Regulation” University of Tasmania, Department of Economics, Occasional Paper No. 2, pp. 7-8. September.
2. Boles, J.N. (1966), “Efficiency Squared – Efficiency Computation of Efficiency Indexes”, Proceedings of the 39th Annual Meeting of the Western Farm Economics Association, pp. 137-142.
3. Estache A., Rossi M., Russier C. (2004), “The Case of International Coordination of Electricity Regulation: Evidence from the Measurement of Efficiency in South America”, Journal of Regulatory Economics; 25:3 271-295, 2004.
4. Hattori T., Jamasb T., and Pollitt M. (2003), “The Performance of UK and Japanese Electricity Distribution Systems 1985-1998: A Comparative Efficiency Analysis”, Cambridge-MIT Institute Project IR-45, October 2003.
5. Rungsuriyawiboon S., Coelli T. (2004), “Regulatory Reform and Economic Performance in US Electricity Generation”, Centre for Efficiency and Productivity Analysis, School of Economics University of Queensland. Thanassoulis E. (2001), “Introduction to the Theory and Application of Data Envelopment Analysis”, Massachusetts, Kluwer Academic Publishers.
6. А.с. 1468791. Устройство для управления компенсированным выпрямительно-инверторным преобразователем электроподвижного состава. Авторы изобретения В.А. Кучумов, В.А. Татарников, Н.Н. Широченко, З.Г. Бибинеишвили. - Опубл. в БИ №12, 1989 г., кл. В 60 L 9/12.