Đánh giá hiệu quả đầu tư đường dây siêu nhiệt 110kV Pleiku - Kontum và đề xuất giải pháp đầu tư đảm bảo hiệu quả kinh tế- kỹ thuật

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN HÙNG VIỆT ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ ĐƯỜNG DÂY SIÊU NHIỆT 110KV PLEIKU - KONTUM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẦU TƯ ĐẢM BẢO HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT Chuyên ngành: Mạng và Hệ thống điện Mã số: 60.52.50 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2012 2 Cơng trình được hồn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN VINH TỊNH Phản biện 1: PGS.TS. LÊ KIM HÙNG Phản biện 2: TS. NGUYỄN LƯƠNG MÍNH Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng 10 năm 2012 Cĩ thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thơng tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng 3 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI Việc sử dụng dây dẫn siêu nhiệt đã thực hiện nhiều dự án trên cả nước, tuy nhiên với đặc điểm khu vực Miền Trung Tây Nguyên lần đầu tiên được áp dụng cho đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum. Với lý do giá thành cao và gây tổn thất điện năng lớn khi vận hành yêu cầu phải cĩ sự tính tốn khi sử dụng cho các cơng trình tương tự, đặc biệt là việc lựa chọn loại hình đường dây nào để thay dây dẫn siêu nhiệt cũng như hiệu quả của nĩ. Điều này đang mở ra hướng nghiên cứu để điều chỉnh cho phù hợp với thực tiễn trong tương lai. Do vậy, mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, đánh giá hiệu quả đầu tư đường dây siêu nhiệt thơng qua việc phân tích và tính tốn hiệu quả tài chính, kinh tế của Dự án thay dây dẫn siêu nhiệt Pleiku - Kon Tum. Từ đĩ, đề xuất phương án đầu tư cải tạo đối với các đường dây 110kV cịn lại phù hợp với thực tiễn trong từng giai đoạn cụ thể, đảm bảo hiệu quả kinh tế thuộc phạm vi quản lý đầu tư của EVNCPC. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU + Nghiên cứu, đánh giá giải pháp đầu tư thay dây dẫn thơng thường bằng dây dẫn siêu nhiệt trên đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum. + Phân tích, tính tốn kinh tế - tài chính (cĩ xét đến yếu tố kinh tế - xã hội) đối với từng phương án đầu tư. + Từ kết quả nghiên cứu, phân tích và tính tốn hiệu quả đầu tư đạt được, tiến hành xây dựng phương án đầu tư cho các đường dây 110kV bị quá tải trên địa bàn khu vực Miền Trung Tây Nguyên. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu của đề tài là đánh giá hiệu quả đầu tư 4 của Đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum thơng qua việc phân tích, đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật các phương án đầu tư để nâng cao khả năng tải cho đường dây. - Phạm vi nghiên cứu của đề tài: + Phân tích và tính tốn hiệu quả kinh tế - tài chính cho các phương án đầu tư đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về nâng cao khả năng tải của đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum. + Lựa chọn phương án đầu tư đối với các cơng trình cĩ tính chất tương tự. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu về lý thuyết liên quan đến các cấu trúc dây dẫn sử dụng trong hệ thống điện hiện nay, lý thuyết tính tốn cơ lý đường dây trong thiết kế điện. - Nghiên cứu về lý thuyết liên quan đến tính tốn và phân tích kinh tế - tài chính theo phương pháp của WB. - Đánh giá hiệu quả đầu tư cho đường dây siêu nhiệt 110kV Pleiku - Kon Tum. - Thiết lập chương trình tính tốn và phân tích kinh tế - tài chính bằng cơng cụ Microsoft Excel cĩ sẵn. 5. CHỌN TÊN ĐỀ TÀI Căn cứ vào mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu. Đề tài được đặt tên: “Đánh giá hiệu quả đầu tư đường dây siêu nhiệt 110kV Pleiku - Kon Tum và đề xuất giải pháp đầu tư đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật”. 6. BỐ CỤC LUẬN VĂN Mở đầu: Chương 1: Tổng quan thiết kế lựa chọn dây dẫn. Chương 2: Đặc điểm phương án đầu tư cải tạo Đường dây 5 110kV Pleiku - Kon Tum. Chương 3: Phân tích và tính tốn Kinh tế - Tài chính phương án đầu tư thay dây dẫn siêu nhiệt. Chương 4: Đánh giá hiệu quả đầu tư và đề xuất giải pháp đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật. Kết luận và kiến nghị. 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN THIẾT KẾ LỰA CHỌN DÂY DẪN 1.1. CÁC LOẠI DÂY DẪN 1.1.2. Khái quát chung Dây dẫn, dây chống sét dùng cho đường dây truyền tải phải cĩ các đặc tính như sau: Độ dẫn điện cao; Độ bền cơ học cao; Đặc tính mềm dẻo; Chịu được các tác động của mơi trường; Trọng lượng đơn vị nhỏ; Giá thành thấp; Dễ thi cơng và bảo dưỡng. 1.1.3. Các loại dây dẫn Việc lựa chọn dây dẫn điện đều dựa trên cơ sở các thơng số về điện áp, dịng điện truyền tải, các điều kiện tự nhiên nơi xây dựng đường dây như áp lực giĩ, độ nhiễm bẩn khơng khí, nhiệt độ mơi trường ... 1.1.3.1. Dây đồng cứng (HDCC) 1.1.3.2. Dây nhơm lõi thép (AC-Alumium Conductor) 1.1.3.3. Dây nhơm lõi thép tăng cường (ACSR-Alumium Conductor Steel Reinforced) 1.1.3.4. Dây hợp kim nhơm lõi thép chịu nhiệt hay dây siêu nhiệt Hình 1.3. Dây siêu nhiệt G(Z)TACSR 7 Hình 1.4. Dây siêu nhiệt lõi composite 1.1.3.5. Cấu trúc Hình 1.5. Cấu trúc dây dẫn siêu nhiệt 1.1.3.6. Đặc điểm Dây dẫn siêu nhiệt khi nhiệt độ gia tăng thì độ võng của dây cũng tăng tuyến tính theo, tới khi nhiệt độ đạt khoảng 1000C thì độ 8 võng của dây bắt đầu uốn ngang và tăng chậm theo nhiệt độ tới 2100C, khi đĩ độ võng đạt xấp xỷ độ võng của dây ACSR ở nhiệt độ 1150C. - Lực căng của dây gấp 8 lần so với dây nhơm thơng thường cĩ cùng đường kính. - Trọng lượng nhỏ hơn 15% so với dây nhơm lõi thép cùng đường kính và cùng đặc tính. - Duy trì được đặc tính cơ khí do được bảo vệ bởi các lớp nhơm. - Dẫn điện tốt gấp 3 -5 lần dây nhơm lõi thép. 1.2. CƠNG SUẤT TRUYỀN TẢI. Cơng suất truyền tải được tính cho dịng điện lâu dài và dịng điện tạm thời theo cơng thức sau: ϕcos...3 IUP = (1.1) 1.3. DỊNG ĐIỆN CHO PHÉP CỦA DÂY DẪN. 1.3.1. Dịng điện cho phép. Dịng điện cho phép của dây dẫn được tính theo cơng thức R dWhh I s rw CP θpiη θpi .... .             −+ = (1.3) Trong đĩ: I - Dịng điện cho phép [A]. d - Đường kính ngồi của dây dẫn [mm] θ - Độ tăng nhiệt độ cho phép trên dây dẫn [0C] hr - Hệ số tản nhiệt do bức xạ nhiệt (định luật Stefan- Boltzmann). hw - Hệ số tản nhiệt do đối lưu (tính bằng cơng thức thực 9 nghiệm). R - Điện trở xoay chiều của dây dẫn tại nhiệt độ làm việc [Ω/cm] Ws - Lượng bức xạ mặt trời [W/cm2]. Tham khảo của các nước lân cận, theo quy phạm chọn Ws = 0,1 W/cm2. η - Hệ số bức xạ. Phụ thuộc tình trạng bề mặt của dây dẫn, lấy bằng 0,9 nếu dây dẫn vận hành lâu năm và bị bụi bẫn bám vào. + Tính điện trở xoay chiều R của dây dẫn ở nhiệt độ làm việc [Ω/km]. ( ){ }20.1.20 −++= θα TRR Dc (1.9) - RDC20 - Điện trở một chiều ở nhiệt độ 200C [Ω/km] - α - Hệ số tăng điện trở do nhiệt độ [Ω/0C], phụ thuộc vật liệu chế tạo dây dẫn. 1.3.2. Nhiệt độ giới hạn của dây dẫn. Nhiệt độ giới hạn của dây dẫn được xác định bởi nhiệt độ lớn nhất làm cho vật liệu của dây dẫn bị biến dạng. Cĩ 02 loại nhiệt độ giới hạn: - Nhiệt độ làm việc lâu dài cho phép: Nhiệt độ này khoảng 900C đối với dây ACSR, 1500C đối với dây TACSR, 2100C đối với dây ZTACSR. Nhiệt độ giới hạn của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu chế tạo dây dẫn và được cho bởi nhà sản xuất. 1.3.3. Khả năng chịu đựng dịng điện sự cố của dây dẫn: Cơng thức tính dịng ngắn mạch định mức cho phép của dây dẫn như sau: { }[ ]( ) { }[ ]20.1R .1log... 120 12 SC −+ −+ = t ttJSW I e α α (1.12) 10 Trong đĩ: + t1 - Nhiệt độ dây dẫn trước khi sự cố [0C] + t2 - Nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây dẫn [0C] + W - Trọng lượng đơn vị của dây dẫn [kg/m] + S - Chỉ số phát nhiệt của dây dẫn [calories/kg/0C] + J = 4,18 Joule/calories. + α - Hệ số tăng điện trở do nhiệt độ [Ω/0C], phụ thuộc vật liệu chế tạo dây dẫn + R20 - Điện trở một chiều tại nhiệt độ 200C + T - Thời gian sự cố, thường T = 1sec. 1.4. TỔN THẤT TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI 1.4.1. Tổn thất vầng quang. Hiện nay để tính tốn sơ bộ về trị số tổn thất vầng quang thường dùng cơng thức Mairơ [3], cơng thức này dùng cho dây đơn và dây phân pha nhỏ. ( ) 5 0 2 0 10.1 . 1350ln.3,2...... −      −−=∆ rf E EEErfknP tdvqtdtd (1.27) Cơng thức Mairơ chỉ cho trị số tổn hao trung bình năm mà khơng cho phép xác định trị số tổn hao cực đại. Nĩi chung các tính tốn về vầng quang đến nay vẫn chưa tồn diện và chính xác vì bản thân vầng quang liên quan đến nhiều yếu tố phức tạp mà trong tính tốn chưa đề cập đến một cách đầy đủ. Đối với đường dây cụ thể người ta xác định bằng theo dõi cụ thể, tuy nhiên trong một số tài liệu thường cho các thơng số cĩ tính định hướng. 1.4.2. Tổn thất do điện trở của dây. Tổn thất trong truyền tải của đường dây 110-220kV (3 pha 3 dây) được tính theo cơng thức: 11 - Trường hợp đường dây ngắn: LRIP ...3 2=∆ (1.34) 1.5. THIẾT KẾ, LỰA CHỌN DÂY DẪN 1.5.1. Ứng suất cho phép: Khi tính tốn chọn dây dẫn hoặc dây chống sét của đường dây trên khơng phải tiến hành theo phương pháp ứng suất cho phép. 1.5.2. Các yêu cầu kinh tế - kỹ thuật khi thiết kế đường dây trên khơng. 1.5.2.1. Yêu cầu kỹ thuật. Các phần tử của đường dây trên khơng là dây dẫn, dây chống sét và cột khơng được hư hỏng làm cho đường dây cung cấp điện trong các trạng thái bình thường và sự cố. Dây dẫn cĩ thể bị đứt khi các tác động làm cho ứng suất trong dây vượt quá khả năng chịu đựng của dây dẫn: + Giĩ bão + trọng lượng riêng của dân dẫn. + Nhiệt độ quá thấp làm co dây gây ứng suất lớn trong dây dẫn. + Dây bị rung động hoặc bật làm đứt dây. Cột cĩ thể bị uốn hoặc nén do giĩ bão + trọng lượng dây + trọng lượng cột và chuỗi sứ. - Khơng để xảy ra các tình huống làm ảnh hưởng đến chế độ tải điện của đường dây. - Khơng được ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của các cơng trình dưới hoặc lân cận đường dây trên khơng. - Khơng được ảnh hưởng đến an tồn điện đối với người hoặc gia súc bên dưới hoặc lân cận đường dây trên khơng. 1.5.2.2. Yêu cầu kinh tế: Chi phí thấp, gồm vốn đầu tư và chi phí vận hành, tuổi thọ đường dây. Cĩ 2 bài tốn kinh tế: - Bài tốn tổng quát: Xác định vật liệu, kích thước cột (chiều 12 cao, trọng lượng) và phụ kiện cho đường dây đảm bảo kinh tế. Bài tốn này giải quyết ở cấp độ hệ thống điện, định ra các loại cột tiêu chuẩn và chỉ sử dụng cho các khu vực khác nhau của hệ thống điện. - Bài tốn riêng biệt cho từng loại đường dây cụ thể: Do kỹ sư thiết kế thực hiện, họ phải tìm phương án rãi cột và các giải pháp kỹ thuật xử lý các tình huống cụ thể đảm bảo hiệu quả kinh tế nhất. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ CẢI TẠO ĐƯỜNG DÂY 110KV PLEIKU - KONTUM 2.1. MỤC TIÊU, QUY MƠ VÀ PHẠM VI ĐẦU TƯ. 2.1.1. Mục tiêu dự án. Mục tiêu đầu tư cải tạo đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum nhằm nâng cao khả năng tải của đường dây với mục đích khai thác tối đa cơng suất của các nhà máy thủy điện vừa và nhỏ trên địa bàn nhằm cung cấp thêm cơng suất cho hệ thống điện. 2.1.2. Quy mơ đầu tư. Thay dây dẫn của đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum, với: + Chiều dài đường dây: 36,1km. + Dây dẫn: thay dây dẫn loại ACSR-150 bằng dây siêu nhiệt GZTACSR-200mm2. 2.2. ĐẶC ĐIỂM HIỆN TRẠNG ĐƯỜNG DÂY 110KV PLEIKU - KON TUM. 2.2.1. Đặc điểm kết cấu. Xây dựng năm 1996, cĩ tổng chiều dài 36,1 km là đường dây 110kV duy nhất cung cấp điện cho tồn tỉnh Kon Tum và truyền tải một lượng cơng suất lớn từ các nhà máy thuỷ điện vừa và nhỏ hồ vào 13 lưới điện Quốc gia. Đường dây được thiết kế với dây dẫn AC150/24 khả năng tải Icp = 450A, tương đương với cơng suất truyền tải cho phép khoảng 80 MW (khi cosϕ = 0,9). 2.2.2. Tình hình mang tải của đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum Bảng 2.1. Bảng thống kê vận hành đường dây TT Thời điểm Itải (A) % so với ICP Ghi chú 1 11h24’- 09/02/2011 480 107 ICP = 450A 2 09h33’- 10/02/2011 475 106 3 10h06’- 15/02/2011 470 105 5 09h30’- 16/02/2011 520 116 Biểu đồ cơng suất truyền tải trên đường dây 110kV Pleiku - KonTum ngày điển hình tháng 6 năm 2011 90 95 100 105 110 115 120 125 130 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Thời gian (h) C ơ n g s u ấ t P ( M W ) Hình 2.2 : Biểu đồ cơng suất điển hình ngày Theo tính tốn cơng suất lớn nhất của hệ thống hiện nay là 168MW tương ứng với dịng cực đại tính tốn 1053A, đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum đã khơng thể đảm nhiệm. Vì vậy đường dây 14 luơn phải vận hành trong tình trạng đầy và quá tải. Các nhà máy thủy điện phải hạn chế cơng suất phát gây lãng phí rất lớn. 2.3. ĐẶC ĐIỂM, GIẢI PHÁP ĐẦU TƯ CẢI TẠO ĐƯỜNG DÂY 110KV PLEIKU - KON TUM. Để đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum đủ khả năng chuyên tải đảm bảo mang dịng điện >1000A để cĩ thể truyền tải hết cơng suất của các nhà máy điện vừa và nhỏ. Phương án sử dụng dây GZTACSR-200 treo trên kết cấu hiện trạng, tiến hành giảm ứng suất trong các khoảng néo cịn 80% so với ứng suất tính tốn (phương pháp thả chùng dây). Như vậy chỉ cần gia cố các kết cấu hiện trạng tại các vị trí hiện nay khơng đảm bảo cao trình tĩnh khơng: lắp thêm chụp đầu cột đê nâng cao trình đường dây. Nhận xét: Giải pháp nêu trên cho thấy tổng vốn đầu tư là thấp nhất, tận dụng kết cấu và hành lang hiện cĩ làm cho thời gian thi cơng là ngắn nhất đảm bảo yêu cầu huy động sớm các nguồn thuỷ điện vừa hồn thành. Tuy nhiên do khả năng tải được cơng suất lớn nên gây tổn thất điện năng lớn hơn phương án sử dụng dân dẫn thơng thường. Sau đây ta lần lượt xem xét các phương án đầu tư khả thi cho việc nâng cao khả năng tải của đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum. 2.3.1. Phương án 1: Sử dụng kết cấu hiện trạng và thay dây dẫn cĩ khả năng tải được dịng > 1.000A. 2.3.2. Phương án 2: Xây dựng mới đường dây 01 mạch sử dụng dây dẫn cĩ khả năng tải được dịng > 1.000A. 2.3.3. Phương án xây dựng đường dây 02 mạch trên hành lang đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum. 15 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN KINH TẾ - TÀI CHÍNH PHƯƠNG ÁN ĐẦU TƯ THAY DÂY DẪN SIÊU NHIỆT 3.1. MỘT SỐ KHÁI NHIỆM CỦA WB - Chi phí mở rộng theo vốn đầu tư – CAPEX (capital expenditure). - Chi phí tránh được (avoided cost – AC): Sử dụng trong phân tích kinh tế, cĩ nghĩa rằng khi chưa cho dự án, thay vì phải huy động nguồn nhiệt điện hoặc các nguồn khác cĩ giá cao, thì khi cĩ dự án sẽ bổ sung thêm một lượng cơng suất tương ứng nhưng cĩ giá thấp hơn. Theo thống kê và tính tốn của WB cho lưới điện truyền tải của Việt Nam thì AC = 1.182 VNĐ/kWh khi mua ở cấp điện áp 110kV. - Giá điện bằng mức giá sẵn sàng chi trả (Willingness to pay – WTP): Sử dụng trong phân tích kinh tế, WTP cĩ thể dược hiểu là người sử dụng điện cuối cùng sẽ sẵn sàng trả với một chi phí nào đĩ để được sử dụng điện từ dự án thay vì khơng cĩ điện phải sử dụng các hình thức thắp sáng khác. WTP được WB tính tốn theo tổng chi phí sử dụng nhiên liệu để phát ra 1kWh điện. 3.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LỢI ÍCH BT CỦA DỰ ÁN: Bt = B1t + B2t+ B3t+ B4t (3.1) Trong đĩ: + Bt: Dịng tiền thu vào trong năm thứ t của dự án. + B1t: Lợi ích thu được trong năm t của dự án nhờ tăng sản lượng bán lên hệ thống dẫn đến làm giảm phát nguồn cĩ giá cao. + B2t: Lợi ích của năm t do tăng lượng điện năng bán. 16 + B3t: Lợi ích thu được trong năm t của dự án nhờ giảm mất điện do sự cố. + B4t: Lợi ích thu được trong năm t của dự án nhờ giảm lượng khí phát thải vào mơi trường theo nghị định thư Kyoto. - Để xác định giá trị B3t trong nghiên cứu này, tác giả dựa trên cơ sở lý luận về yếu tố thiệt hại do mất điện của [1] để đề xuất sử dụng cơng thức sau: pkAB sct ..3 = (3.2) Trong đĩ: + ASC : Sản lượng điện năng mất do sự cố giảm được trong 1 năm. + p : Giá bán điện bình quân. + k : Hệ số phạt hay giá trị thiệt hại do mất điện (k= 15). Theo [1], ASC được xác định theo cơng thức: 8760 .. maxmax TPTA NDSCSC = (3.3) Trong đĩ: + TNDSC: Thời gian ngừng cấp điện do sự cố trong một năm. + Pmax và Tmax lần lượt là cơng suất cực đại và thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất. Cũng theo [1], SCSCNDSC TT .λ= (3.4) Trong đĩ: + λSC : Suất sự cố (hay cường độ mất điện trung bình) trong một năm. + Tsc: Thời gian sửa chữa sự cố lớn nhất. Để xác định giá trị B4t, giá trị hiệu ích từ việc gia phát tăng cơng suất các nhà máy thuỷ điện đồng nghĩa với việc giảm phát các 17 nguồn nhiệt điện than cĩ tạo ra khí phát thải gây hiệu ứng nhà kín. 3.3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH GIÁ TRỊ HIỆN TẠI RỊNG VÀ SUẤT SINH LỜI NỘI BỘ CỦA DỰ ÁN Các chỉ tiêu NPV và IRR của dự án tính theo các cơng thức [7]: ∑ = + − = N t t tt r CBNPV 1 )1( )( 0)IRR1( )( 1 = + − ∑ = N t t tt CB Trong đĩ: + Bt : Dịng tiền thu vào trong năm thứ t của dự án. + Ct : Dịng tiền chi phí trong năm thứ t của dự án. + N : Tuổi thọ kinh tế của dự án. + r : Tỷ lệ chiết khấu hay suất chiết khấu. 18 CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ ĐẦU TƯ ĐƯỜNG DÂY SIÊU NHIỆT 110KV PLEIKU - KON TUM VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO HIỆU KINH TẾ - KỸ THUẬT 4.1. VỊ TRÍ CƠNG TRÌNH Hình 4.1: Vị trí đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum 4.2. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG. 4.2.1. Khi chưa cĩ dự án. Đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum trước khi cĩ dự án tải được vận hành hạn chế ở cơng suất cực đại Pmax = 86MW, Atb= 491GWh, năm 2016 cĩ TBA 220kV Kon Tum do đĩ từ 2017 P=0 và A=0. 4.2.2. Khi cĩ dự án. Sau khi cĩ dự án, với dây dẫn siêu nhiệt hoặc đuờng dây mới 19 cĩ khả năng tải hết cơng suất các nhà máy thuỷ điện, cơng suất cực đại trên đường dây theo số liệu vận hành năm 2011 là 168MW, Atb= 750GWh. 4.3. TÍNH TỐN LỢI ÍCH BT Từ số liệu khảo sát thu thập được của đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum, giá trị của Bt được tính tốn như sau: 4.3.1. Tính tốn B1t Việc tính tốn sử dụng chi phí tránh được (AC). B1t = Atăng x (CAC-PBST)/1.000 [tỷ đồng] (4.1) 4.3.2. Tính tốn B2t Trong phân tích kinh tế: B2t = AHA x PWTP. (4.2) Trong đĩ: + AHA : Sản lượng điện gia tăng sau khi cĩ dự án quy đổi về phía hạ áp [GWh]. + PWTP: Chi phí sẵn sàng chi trả, PWTP = 1.613 [đồng/kWh]. 4.3.3. Tính tốn B3t + Tính tốn Asc - Với số liệu vận hành trong năm 2011 cĩ λsc= 7 [vụ/năm] và Tsc = 24 giờ. TNDSC = λsc x Tsc = 7 x 24 = 168 [giờ] - Theo số liệu thu thập được năm 2010: là Pmax= 86 [MW] và Tmax=5.500 [giờ]. - Mức độ mang tải của đường dây này nếu khơng thực hiện thay dây sẽ luơn luơn cung cấp một sản lượng 491 [GWh]. 4.3.4. Tính tốn B4t Theo tính tốn của WB thì tương đương 1GWh điện phát ra tương ứng với 420 tấn GHG (Green House Gas - Khí nhà kín). B4t = 420 [tấn/GWh] x Agia tăng [GWh] x PCO2 (4.3) 20 Trong đĩ: + Agia tăng : Sản lượng điện gia tăng khi cĩ dự án. + PCO2: Đơn giá phí phát thải theo Báo cáo của Stern tư vấn của WB. PCO2 = 352.012/ton CO2. 4.4. TÍNH TỐN CHI PHÍ. 4.4.1. Chi phí đầu tư. Tính tốn chi phí đầu tư được thực hiện trên từng phương án đầu tư cụ thể để xác định từng hạng mục chi phí. 4.4.2. Tính tốn các chi phí cịn của dự án. + Chi phí vận hành: (O&M) được tính trên tỷ lệ % so với vốn đầu tư. Trong phân tích này chi phí O&M = 2%/năm x Vốn đầu tư. + Gia tăng chi phí mua điện: ( ) 1000 . __ coDAKONTUMkhongDAKONTUMBST muadien AAP C − =∆ Trong đĩ: * PBST : Giá điện mua ở cấp 110kV [đồng/kWh]. * AKONTUM_khongDA : Sản lượng điện mua tại thanh cái 110kV Kon Tum khi khơng cĩ dự án [GWh]. * AKONTUM_coDA : Sản lượng điện mua tại thanh cái 110kV Kon Tum khi cĩ dự án. [GWh] 4.5. XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ HIỆN TẠI RỊNG VÀ SUẤT SINH LỜI NỘI BỘ CỦA DỰ ÁN Bảng 4.11: Kết quả phân tích STT Phương án Kinh tế Tài chính NPV [tỷ VNĐ] EIRR NPV [tỷ VNĐ] EIRR 1 Phương án 1 333 259% -138 <<0 2 Phương án 2 342 113% -51 <<0 Yêu cầu >0 >15% >0 >23% 21 4.6. KẾT LUẬN. Từ kết quả phân tích thấy rằng; - Về phân tích kinh tế: Cả hai phương án đều cĩ các chỉ số NPV và IRR lớn hơn yêu cầu, chứng tỏ hiệu quả về phương diện kinh tế. Trong đĩ phương án thay dây bằng dây dẫn siêu nhiệt hiệu quả hơn so với phương án xây dựng đường dây mới. - Phân tích tài chính: Cả 2 phương án đều khơng đạt yêu cầu, trong đĩ phương án xây dựng đường dây mới cĩ chỉ số NPV cao hơn phương án sử dụng dây dẫn siêu nhiệt do dây dẫn bình thường tổn thất thấp hơn nên dịng chi phí sẽ thấp hơn. Với kết quả phân tích như trên cĩ thể thấy nếu đứng ở phương diện lợi ích của tồn Ngành, kinh tế quốc gia (phân tích kinh tế) thì dự án thay dây dẫn siêu nhiệt hoặc xây dựng mới đường dây để tải hết cơng suất nguồn là rất cĩ hiệu quả. Nếu đứng ở phương diện một doanh nghiệp, một đơn vị phân phối điện (phân tích tài chính) thì lợi ích từ dự án cả hai phương án thấp hơn chi phí do đĩ suất sinh lợi nội bộ bằng khơng, dự án khơng cĩ khả năng sinh lời trên phương diện tài chính. Do dự án đường dây siêu nhiệt cĩ hiệu quả hơn về mặt kinh tế, Ngành điện nĩi chunh nên thực hiện. Do đĩ để phân tích độ nhạy, ta chọn phương án 1 để phân tích. 22 4.6. PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY. Hình 4.5: Phân tích độ nhạy lợi nhuận kinh tế theo hệ số điều chỉnh chi phí vốn đầu tư 4.7. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO KINH TẾ - KỸ THUẬT. 4.7.1. Về mặt kinh tế: Việc đầu tư các đường dây cĩ tính chất huy động một lượng lớn cơng suất nguồn thủy điện lên hệ thống như đường dây 110kV Pleiku – Kon Tum là rất hiệu quả về mặt kinh tế, lượng cơng suất gia tăng gần gấp 02 lần so với cơng suất trước khi thực hiện đầu tư. Ngồi ra với ưu điểm là thời gian thi cơng rất ngắn, mất khoảng 25 ngày cho việc thay dây 36,1km. Chi phí đầu tư thấp nhất trong tất cả các phương án, với việc sử dụng lại kết cấu đường dây hiện cĩ chỉ thay dây dẫn nên tận dụng lại tồn bộ hành lang tuyến, về mặt xã hội dự án đạt được: 1) Khơng cĩ tác động cơng tác đền bù và tái định cư nên về mặt xã hội sẽ khơng gây ảnh hưởng đến cuộc sống của người Đường cơ sở EIRReal = 259% Ngưỡng thu hồi vốn EIRReal = 15% SV = 7,5 23 dân; 2) Khơng gây ảnh hưởng đến mơi trường tự nhiên như rừng nguyên sinh, rừng phịng hộ; 3) Đáp ứng đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội của quốc gia; 4) Giảm phát các nguồn sử dụng nguyên liệu hố thạch cĩ giá thành cao gây cạn kiệt tài nguyên quốc gia, gây ảnh hưởng mơi trường do gia tăn lượng khí CO2. 4.7.2. Về mặt kỹ thuật: 4.7.2.1. Tổn thất cơng suất: [5], [8] 6 2 10 ...3 lRIPL =∆ [MW]. Trong đĩ l = 01 km. ( )[ ]20.1.20 −++= θα TRR DC Bảng 4.12: Kết quả tính tổn thất cơng suất Dây dẫn Điện trở DC tại 200C [Ω/km] Điện trở tại nhiệt độ cho phép [Ω/km] Khả năng tải cho phép [A] Tổn thất cơng suất [MW/km] 2xACSR-185 0,0770 0,099 1.020 0,309 GZTACSR-200 0,1490 0,360 1.040 1,168 Tổn thất cơng suất của dây GZTACSR-200 gấp 3,8 lần dây 2xACSR-185 (đường dây 02 mạch) khi ở điều kiện vận hành ở dịng điện cho phép tương đương và dây dẫn ở nhiệt độ cho phép. vì vậy chủ đầu tư càng phải thực hiện những phân tích cụ thể để quyết định nhất là với tình hình hiện nay ECNCPC đang phải thực hiện giảm tổn thất điện năng xuống cịn 6,3% vào năm 2015 theo yêu cầu của Chính phủ với lộ trình, năm 2012 và 2013 giảm 0,3%/năm và năm 2014 là 0,4% [7]. 24 4.7.2.1. Tổn thất điện áp: Tính điện kháng của dây siêu nhiệt. 0157,0lg144,00 +      = r D X tb mmmDDDDtb 640.664,6..3 312312 === kmX /379,00157,0 7,19 640.6lg.144,00 Ω=+      = Dây GZTACSR-200 cĩ thơng số như sau: Bảng 4.13: Thơng số dây dẫn siêu nhiệt Dây dẫn Đường kính [mm] Trọng lượng đơn vị [kg/km] Điện trở R0 [Ω/km] Điện kháng X0[Ω/km] GZTACSR-200 19,7 813,3 0,1490 0,379 Chạy trào lưu cơng suất cho các tháng trong năm 2012, tính tốn giá trị trung bình ta cĩ P = 118 MW; Q = 24 MVAr. Tính chiều dài đường dây tới hạn theo điều kiện tổn thất điện áp: %5. 110 379,0.24149,0.118%5... 22 00 ≤ + ≈≤ + =∆ LL U XQRP U Rút ra được chiều dài tối đa cho phép của đường dây sử dụng dây dẫn GZTACSR-200 tính theo điều kiện điện áp ∆U≤ 5% là L ≤ 23km, hoặc cĩ giải pháp điều chỉnh điện áp phù hợp. Đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum cĩ chiều dài 31km (khơng tính đoạn Plei Krơng - Kon Tum dài 5,1km) do đĩ, tổn thất của đường dây là 6,38%. Để duy trì điện áp tại thanh cái 110kV Pleiku là 112kV thì điện áp tại Kon Tum phải đạt 119,6kV. 25 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Với yêu cầu tính tốn phân tích hiệu quả đầu tư đường dây siêu nhiệt 110kV Pleiku - Kon Tum và đề xuất giải pháp đầu tư đảm bảo kinh tế - kỹ thuật. Trong phạm vi luận văn này, ta đã tính tốn cho một đường dây cụ thể đã thi cơng hồn thiện và đưa vào sử dụng; được thiết kế ban đầu với dịng điện cho phép là 450A; sử dụng dây dẫn ACSR-150/24. Theo các phân tích tăng nhu cầu sử dụng điện năng thì trong tương tai các đường dây cao áp sẽ phải truyền tải cơng suất quá tải một lượng cơng suất lớn hơn so với thiết kế ban đầu. Ta giả định căn cứ vào thực tế khảo sát các nguồn thuỷ điện tại khu vực này và Tổng sơ đồ VII. Theo đĩ sẽ dùng các phương án ứng dụng dây dẫn siêu nhiệt GZTACSR-200 là thay thế dây dẫn hiện tại là ACSR-150/24 và tính tốn thiết kế đường dây mới để kết hợp với đường dây củ đảm bảo khả năng mang tải dịng điện >1.000A để phân tích hiệu quả kinh tế đầu tư cho đường dây. Qua tính tốn phân tích hiệu quả đầu tư theo 2 phương án ta thấy: + Phương án thay thế dây dẫn siêu nhiệt GZRACSR-200 để tăng cơng suất truyền tải trên đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum là khả thi. Cơng suất tuyền tải trên đường dây được tăng lên mà khơng làm ảnh hưởng các tiêu chí kỹ thuật an tồn của tuyến đường dây cũ là ứng suất, độ võng, các khoảng cột giĩ và khoảng cột trọng lượng của cột thép. Đối với đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum, do cuối đường dây là TBA 500kV Pleiku nên khơng đặt nặng vấn đề điện áp, cĩ thể sử dụng thiết bị tại trạm để điều áp. Tuy nhiên đối với các đường dây cấp điện cho các nút tải để đảm bảo điện áp tại cuối 26 đường dây, khuyến cáo chỉ áp dụng đối với các đường dây cĩ chiều dài nhỏ hơn 23km. + Phương án xây dựng mới đường dây đi song song đường dây 110kV Pleiku - Kon Tum hiện cĩ nhằm tăng khả năng tải cơng suất khoảng 168MW về TBA 500kV Pleiku. Với phương án này thì dây dẫn được lựa chọn là dây 300mm2, theo điều kiện địa hình của khu vực này tổng số lượng cột khoảng 97 vị trí, lập dự tốn chi tiết cho đường dây mới này thì tổng vốn đầu tư cơng trình khoảng 79,9 tỷ đồng. Tuy nhiên để xây dựng đường dây này dự kiến mất khoảng 08 tháng đồng thời ảnh hưởng của cơng trình đến đền bù tái định cư, mơi trường rất lớn do đĩ sau khi phân tích thì phương án này khơng hiệu quả. Tĩm lại, với tính tốn đánh giá trên, ta thấy khả năng ứng dụng dây dẫn siêu nhiệt vào thay thế dây dẫn ACSR của các đường dây cũ là rất khả thi và cần ta tính tốn chi tiết kế hoạch đầu tư vào các tuyến đường dây nhằm tăng cường khả năng tuyền tải cơng suất của lưới truyền tải HTĐ Việt Nam.