Khảo sát thí điểm về thiệt hại do mất điện
Nhiệm vụ của đơn vị điện lực là phải đáp ứng nhu cầu sử dụng điện với chất
lượng điện năng được qui định và giá điện thấp nhất có thể. Từ trước đến nay, trong qui
hoạch phát triển và vận hành các hệ thống cung cấp điện, tiêu chí độ tin cậy (ĐTC)
thường được qui định như là một định mức mà các đơn vị điện lực phải tuân thủ. Những
qui định, định mức như tỷ lệ công suất dự phòng, các chỉ tiêu về độ tin cậy như SAIDI,
SAIFI, MAIFI được sử dụng trong qui hoạch và thiết kế các hệ thống điện như các
đại lượng tiền định trong trường hợp không đánh giá được tác động kinh tế của các chỉ
tiêu ĐTC [1]. Tuy nhiên những qui định, định mức cứng nhắc như vậy thường không
phù hợp với thực tế biến động mang tính ngẫu nhiên của phụ tải điện lẫn quá trình hư
hỏng của các phần tử trong hệ thống điện.
Một câu hỏi liên quan đến độ tin cậy thường xuyên được đặt ra trong quá trình
thiết kế và vận hành hệ thống điện là: Cần phải đầu tư bao nhiêu và trên cơ sở tính toán
như thế nào để tăng cường một cách hợp lý độ tin cậy cung cấp điện? Không dễ tìm câu
trả lời chính xác cho câu hỏi trên, tuy nhiên cũng có thể nêu những định hướng về
phương pháp luận để tăng cường các chỉ số độ tin cậy cung cấp điện.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Khảo sát thí điểm về thiệt hại do mất điện
, q là xác suất mất điện đối với đối tượng được khảo sát; Atb năm là điện năng thiếu hụt trung bình năm của đối tượng. Nhận thấy, chi phí Z1 là đầu tư để tăng cường độ tin cậy (tăng công suất dự phòng, tăng năng lực tải, xây lắp thêm đường dây, máy biến áp) có thể xác định khá chính xác. Chi phí Z2 liên quan đến thiệt hại do mất điện rất khó xác định, phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó hai thông số quan trọng nhất là: Kỳ vọng thiếu hụt điện năng đối với hộ tiêu thụ (kWh) và suất thiệt hại do mất điện (VNĐ/kWh thiếu) [5]. Thiệt hại do mất điện (VNĐ/kWh thiếu) là đối tượng nghiên cứu được thực hiện và trình bày trong báo cáo này. Khi đã xây dựng được các quan hệ Z1, Z2, và Z theo một chỉ số độ tin cậy được lựa chọn nào đó (chẳng hạn, xác suất mất điện q đối với nút phụ tải của khách hàng được khảo sát) thì trị số Zmin sẽ tương ứng với trị số độ tin cậy tối ưu (qopt – hình 1) mà cả đơn vị điện lực và khách hàng có thể cấp nhận được. Hình 1: Quan hệ với chi phí quy dần Z và xác suất mất điện q đối với nút phụ tải 2. PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT Phương pháp khảo sát dựa trên việc xây dựng phiếu khảo sát và phỏng vấn trực tiếp khách hàng về thiệt hại kinh tế do gián đoạn cung cấp điện (mất điện) theo nội dung các câu hỏi trong phiếu khảo sát. Những kinh nghiệm thực hiện khảo sát rút ra từ thực tiễn (xây dựng phiếu khảo sát khách hàng, nguồn lực thực hiện khảo sát) cho thấy phương pháp phỏng vấn trực tiếp theo nội dung các phiếu khảo sát được chuẩn bị sẵn cho kết quả tốt hơn nhiều so với phương pháp điều tra bằng thư thăm dò [6, 7, 8]. Trước khi khảo sát các khách hàng, cần thực hiện những bước chuẩn bị một cách đầy đủ: Phân loại khách hàng, tập trung thông tin cần phân tích của khách hàng và trước khi tính toán cần đánh giá dữ liệu thu được có đáng tin cậy hay không. 0 Z Z min Z1 Z 2 Z qqopt 664 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 Hình 2: Lưu đồ thuật toán dùng cho khảo sát chi phí mất điện Lưu đồ thuật toán các bước thực hiện đánh giá chi phí mất điện được thể hiện trên Hình 2. 3. ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH PHẦN CHI PHÍ Tổng chi phí thiệt hại do mất điện bao gồm hai thành phần: Thiệt hại về kinh tế của khách hàng và các thiệt hại về xã hội. Cả hai chi phí này có thể được phân loại trong chi phí trực tiếp và chi phí gián tiếp, hay chi phí tiền tệ và phi tiền tệ. Chi phí trực tiếp: Là những thiệt hại tính được do mất điện (gián đoạn cung cấp điện) trong một khoảng thời gian nào đó. Ví dụ như chi phí phải trả do thiệt hại về thiết bị hoặc ngừng sản xuất trong thời gian gián đoạn cung cấp điện. Chi phí gián tiếp: Là những thiệt hại thường được đánh giá với khoảng thời gian dài hơn và thường rất khó chỉ rõ nguyên nhân gây ra thiệt hại này do gián đoạn cung cấp điện, ví dụ như các tai nạn giao thông tăng cao do mất điện. Chi phí tiền tệ: Là chi phí mà khách hàng có thể tự đánh giá, tính toán được rõ ràng khi mất điện. Các chi phí này có thể do: Không sản xuất được; Trả thêm tiền cho làm bù thời gian bị mất điện; Thiệt hại đối với thiết bị, sản phẩm và nguyên liệu; Trả chi phí cho thời gian nhàn rỗi; Chi phí để vận hành lại hệ thống; Chi phí cho nộp phạt; Chi phí trực tiếp cho sức khỏe và an toàn của người lao động khi mất điện. Tất cả các chi phí nêu trên đều là chi phí trực tiếp của thiệt hại do mất điện. Ngoài ra, việc gián đoạn cung cấp điện cũng có thể dẫn đến những thiệt hại gián tiếp và những thiệt hại trong tương lai (ví dụ bị trì hoãn việc giao hàng có thể dẫn đến sự không hài lòng của khách hàng và do đó tổn thất kinh doanh trong tương lai), hay chi phí bỏ ra cho những giải pháp phục hồi cung cấp điện hoặc những cách thức vận hành sao cho việc PHÂN BAN SỬ DỤNG ĐIỆN | 665 gián đoạn cung cấp điện không xảy ra. Chi phí phi tiền tệ: là những chi phí khó tính trực tiếp bằng tiền liên quan đến phiền toái hoặc bất tiện và mất thời gian nghỉ ngơi giải trí do mất điện (nhấp nháy đèn, nhiệt độ không thoải mái, không thể nấu ăn, không xem ti vi được). Trong một số trường hợp, hậu quả của việc mất điện có thể không xảy ra ngay trong thời gian bị gián đoạn cung cấp điện; nhưng nó là nguyên nhân gây ra rối loạn, sợ hãi, thậm chí gây thương tích trong tương lai (chi phí gián tiếp). Tổng chi phí: Là chi phí kinh tế xã hội bằng tổng của các thành phần chi phí. Lựa chọn loại chi phí: Là việc lựa chọn “sẵn sàng trả tiền” (Willingness to pay: WTP) để không mất điện và “sẵn sàng chấp nhận” (Willingness to accept: WTA) việc mất điện. Việc lựa chọn chi phí này có thể được đánh giá và so sánh những thiệt hại khi bị gián đoạn và không bị gián đoạn cung cấp điện. Trong sơ đồ trên Hình 3 có các chi phí thiệt hại của khách hàng như: Thiệt hại của từng nhóm khách hàng (SCDF – Sector Customer Damage Function); Thiệt hại tổng hợp của khách hàng (CCDF – Composite Customer Damage Function) và suất thiệt hại do mất điện (IER – Interruption Energy Rate). Tất cả các chi phí liên quan đến thiệt hại do mất điện được tính theo các công thức (2), (3) và (4). Hình 3: Sơ đồ tính toán các chi phí thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện Thiệt hại của từng nhóm khách hàng SCDF: đinh M i đinh M i ij j kW VNĐ P tDC tSCDF j ij j 1000 )( )( 1 1 , , (2) Kh¶o s¸t kh¸ch hμng ThiÖt h¹i cho tõng kh¸ch hμng SCDF - HÖ sè t¶i - Ph©n bè ®iÖn n¨ng tiªu thô CCDF Thèng kª c¸c tr−êng hîp mÊt ®iÖn IER 666 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 Trong đó: DCj,i(t): Chi phí mất điện của từng khách hàng i; trong thời gian mất điện t; Pđỉnh: Công suất đỉnh. Thiệt hại tổng hợp của khách hàng CCDF được tính như sau: trungbinh NJ j j jj kW VNĐ LF tSCDFc tCCDF 1000 )( )( 1 (3) Trong đó: CCDF(t): Chi phí thiệt hại tổng hợp của khách hàng trong thời gian t; SCDFj(t): Thiệt hại của từng thành phần khách hàng j; cj: Tỷ lệ % điện năng tiêu thụ của thành phần khách hàng j trong nhóm ngành; t: Thời gian mất điện; LFj: Hệ số phụ tải của khách hàng j. Suất thiệt hại do mất điện IER: 1 1 ( ) 1000 ( ) N k k k N k k k CCDF t P VNĐIER kW h thiêuP t (4) Trong đó: Pk: Phụ tải không được cấp điện tại lần mất điện k; tk: Thời gian mất điện tại lần mất điện k; N: Tổng số lần (sự kiện) mất điện. Ví dụ minh họa: Tính toán thiệt hại của từng nhóm khách hàng với các dữ liệu về phụ tải đỉnh và chi phí bỏ ra của khách hàng khi “sẵn sàng trả tiền” để không bị gián đoạn cung cấp điện với “sẵn sàng chấp nhận” mất điện (không phải trả tiền để cải thiện độ tin cậy). Bảng 1. Phụ tải đỉnh của 5 khách hàng và chi phí thiệt hại do mất điện Số KH Phụ tải đỉnh (kW) Chi phí mất điện (VNĐ) 3 phút 30 phút 90 phút 180 phút 1 400 0 0 2000 5000 2 500 0 1500 6000 10500 3 900 1000 10000 30000 60000 4 800 0 3000 7000 13000 5 600 0 0 8000 16000 Như vậy cách tính chi phí thiệt hại SCDF theo từng khoảng thời gian: 3 phút, 30 phút, 90 phút và 180 phút như sau (1000 VNĐ/kW đỉnh): 0 0 1000 0 0SCDF (3 phút) 0,375 400 500 900 800 600 PHÂN BAN SỬ DỤNG ĐIỆN | 667 0 1500 10000 3000 0SCDF (30 phút) 4,531 400 500 900 800 600 2000 6000 30000 7000 8000SCDF (90 phút) 16,563 400 500 900 800 600 5000 10500 60000 13000 16000SCDF (180 phút) 32,656 400 500 900 800 600 Tính toán thiệt hại tổng hợp của khách hàng CCDF được xác định sau khi có kết quả của SCDF. Bảng 2. Chi phí thiệt hại SCDF của từng nhóm khách hàng (1000 VNĐ/kW đỉnh) Loại KH Chi phí SCDF (VNĐ/kW đỉnh) 3 phút 30 phút 90 phút 180 phút Dân cư 0,010 0,050 1,000 2,000 Phụ tải nhỏ 0,200 1,500 5,000 20,000 Phụ tải trung bình 0,375 4,531 16,563 32,656 Phụ tải lớn 0,400 6,000 20,000 50,000 Tòa nhà văn phòng 0,150 4,000 10,000 15,000 Tổ chức/cơ quan 0,800 2,500 6,000 10,000 Nông nghiệp 0,050 1,000 3,000 5,000 Bảng 3. Phần trăm điện năng tiêu thụ và hệ số tải LF Loại KH % điện năng tiêu thụ Hệ số tải LF (%) Dân cư 23,00 45,00 Phụ tải nhỏ 9,00 40,00 Phụ tải trung bình 16,00 35,00 Phụ tải lớn 45,00 65,00 Tòa nhà văn phòng 3,00 70,00 Tổ chức/cơ quan 3,50 25,00 Nông nghiệp 0,50 30,00 Tổng 100,00 Từ đó ta có thể tính CCDF như sau (1000 VNĐ/kW trung bình). 668 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 618,0 30,0 050,0005,0 25,0 800,0035,0 70,0 150,0030,0 65,0 400,045,0 35,0 375,016,0 40,0 200,009,0 45,0 010,023,0)3( phútCCDF 126,730,0 000,1005,0 25,0 500,2035,0 70,0 000,4030,0 65,0 000,645,0 35,0 531,416,0 40,0 500,109,0 45,0 050,023,0)30( phútCCDF 192,57 30,0 000,5005,0 25,0 000,10035,0 70,0 000,15030,0 65,0 000,5045,0 35,0 656,3216,0 40,0 000,2009,0 45,0 000,223,0)90( phútCCDF 192,57 30,0 000,5005,0 25,0 000,10035,0 70,0 000,15030,0 65,0 000,5045,0 35,0 656,3216,0 40,0 000,2009,0 45,0 000,223,0)180( phútCCDF Khi biết được CCDF với thời gian 3 phút và 30 phút, nếu muốn tính thiệt hại do mất điện với thời gian 5 phút, để tránh phải khảo sát lại có thể dùng phương pháp nội suy như sau: 30 3 3(5 ) (5 3)30 3 7,126 0, 6180, 618 (5 3) 1,1 30 3 ph ph ph CCDF CCDF CCDF phút CCDF ót ót ót Suất thiệt hai do mất điện IER có thể tính từ công thức (4): ( ) 3 30 90 1806 10 20 50 10003 30 90 1806000 10000 20000 50000 60 60 60 60 0, 618 6000 7,126 10000 24, 372 20000 57,192 50000 300 5000 30000 100000 3422008 25, 292 1 1000 3530 . 0 / CCDF C VNĐ kWh thi u CDF CCDF CCDFIER ´ + ´ + ´ + ´= ´ ´ + ´ + ´ + ´ ´ + ´ + ´ + ´= =+ + + = = Õ 4. KẾT QUẢ KHẢO SÁT THÍ ĐIỂM 4.1. Đối tượng khảo sát Chương trình khảo sát thí điểm bắt đầu từ tháng 2 năm 2016 tại Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC). Trong quá trình khảo sát, dự án tập trung chủ yếu vào PHÂN BAN SỬ DỤNG ĐIỆN | 669 3 nhóm khách hàng: công nghiệp, thương mại dịch vụ và ánh sáng sinh hoạt. Tổng số lượng mẫu thu được từ phía khách hàng là 396 mẫu, trong đó có 156 mẫu thu được từ phía khách hàng ánh sáng sinh hoạt, 162 mẫu từ các khách hàng công nghiệp và 78 mẫu từ các khách hàng thương mại dịch vụ. Toàn bộ các mẫu thu được từ các khảo sát tại hai công ty điện lực Đồng Tháp và Bà Rịa Vũng Tàu, số lượng mẫu của từng đơn vị được giới thiệu trong bảng 4. Bảng 4. Thống kê số lượng mẫu phiếu khảo sát STT Dạng khách hàng Số lượng mẫu 1 Điện lực Đồng Tháp 243 1.1 Ánh sáng sinh hoạt 104 1.2 Công nghiệp 97 1.3 Thương mại, dịch vụ 42 2 Điện lực Bà Rịa Vũng Tàu 153 2.1 Ánh sáng sinh hoạt 52 2.2 Công nghiệp 65 2.3 Thương mại, dịch vụ 6 Tổng 396 4.2. Phương pháp sàng lọc dữ liệu Phương pháp sàng lọc dữ liệu (data screening – boxplot) nhằm giúp loại bỏ những mẫu không đáng tin cậy và cho kết quả thống kê chính xác hơn trong quá trình khảo sát. Hình 4: Phương pháp sàng lọc dữ liệu. Chuỗi n số liệu thống kê được sắp xếp theo thứ tự tăng dần (Hình 4) và phân thành 3 nhóm: ¼ số liệu nhóm dưới; ½ số liệu nhóm giữa và ¼ số liệu nhóm trên. Gọi Q1 là giá trị của số liệu nằm ở ranh giới nhóm dưới và nhóm giữa; Q2 là giá trị của số liệu nằm ở giữa chuỗi; Q3 là giá trị của số liệu nằm ở ranh giới của nhóm giữa và nhóm trên; 1.5 IQR Giíi h¹n d−íi (fl) Q1 Q2 Q3 1 4 d−íi Gi÷a (trung b×nh) 14 trªn Gi¸ trÞGi¸ trÞ IQR 1.5 IQR Minimum Maximum Giíi h¹n trªn (fu) Ph¹m vi d÷ liÖu chÊp nhËn ®−îc 670 | HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC 2017 IQR = Q3 – Q1 fL = Q1 – 1.5 x IQR ሺGiới hạn dướiሻ fU = Q3 + 1.5 x IQR ሺGiới hạn trênሻ ቑ (5) Toàn bộ những số liệu nằm ngoài khoảng [fL;fU] = [Giới hạn dưới; Giới hạn trên] đều được xem là không tin cậy và sẽ được loại bỏ. Dựa theo phương pháp sàng lọc này, tổng số mẫu có thể sử dụng được để tính toán đánh giá chi phí thiệt hại do mất điện của 2 điện lực như sau: Bảng 5. Số lượng mẫu phiếu khảo sát sau khi sàng lọc dữ liệu STT Dạng khách hàng Số lượng mẫu 1 Điện lực Đồng Tháp 84 1.1 Ánh sáng sinh hoạt 30 1.2 Công nghiệp 37 1.3 Thương mại, dịch vụ 17 2 Điện lực Bà Rịa Vũng Tàu 59 2.1 Ánh sáng sinh hoạt 5 2.2 Công nghiệp 30 2.3 Thương mại, dịch vụ 24 Tổng 143 4.3. Kết quả tính toán chi phí thiệt hại Từ công thức tính toán các chỉ tiêu SCDF, CCDF và IER ở phần 3, các kết quả thể hiện ở trong các bảng sau: Bảng 6. Chi phí SCDF của Điện lực Đồng Tháp (1000 VNĐ/kW đỉnh) Dạng khách hàng 5 phút 30 phút 1 giờ 2 giờ 8 giờ Ánh sáng sinh hoạt 21 203 426 839 2,111 Công nghiệp, xây dựng 3 25 49 261 554 Thương mại, dịch vụ 84 546 1289 4728 15907 Bảng 7. Chi phí SCDF của Điện lực Bà Rịa – Vũng Tàu (1000 VNĐ/kW đỉnh) Dạng khách hàng 5 phút 30 phút 1 giờ 2 giờ 8 giờ Ánh sáng sinh hoạt 168 503 1537 3073 5587 Công nghiệp, xây dựng 1 27 70 162 363 Thương mại, dịch vụ 34 253 460 937 3432 PHÂN BAN SỬ DỤNG ĐIỆN | 671 Bảng 8. Chi phí CCDF của Điện lực Đồng Tháp và Bà Rịa – Vũng Tàu (VNĐ/kWtb) CCDF 5 phút 30 phút 1 giờ 2 giờ 8 giờ ĐL Đồng Tháp 900 6653 14557 63591 171918 ĐL Bà Rịa – Vũng Tàu 1879 14822 28079 58363 200378 Từ những kết quả tính chi phí thiệt hại của cả hai điện lực, áp dụng phương pháp tính toán ở phần 3, có thể tính toán chi phí thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện của hai điện lực như sau: Bảng 9. Chi phí thiệt hại do gián đoạn cung cấp điện IER: (VNĐ/kWh thiếu) Chi phí thiệt hại do mất điện Điện lực Đồng Tháp Điện lực Bà Rịa – Vũng Tàu IER (VNĐ/kWh thiếu) 22241 26203 5. KẾT LUẬN Kết quả điều tra và tính toán cho thấy suất thiệt hại do mất điện của Điện lực Đồng Tháp là 22241 (VNĐ/kWh thiếu); còn của Điện lực Bà Rịa Vũng Tàu là 26203 (VNĐ/kWh thiếu). Dữ liệu của năm 2015 [2, 3]. Kết quả và kinh nghiệm rút ra được từ các nghiên cứu thí điểm này đang được áp dụng cho việc triển khai đề tài KHCN về đánh giá thiệt hại do mất điện cấp Bộ Công thương mà Hội Điện lực Việt Nam đang phối hợp với Tập đoàn Điện lực Việt Nam thực hiện trong 2 năm 2017 2018 trên phạm vi toàn quốc. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đình Long (Chủ biên), Sách tra cứu về chất lượng điện năng. NXB Bách khoa Hà Nội, 2013. [2] Báo cáo tỷ trọng các thành phần phụ tải của điện lực Đồng Tháp năm 2015. [3] Báo cáo tỷ trọng các thành phần phụ tải của điện lực Bà Rịa – Vũng Tàu năm 2015. [4] Kariuki K.K., Allan R.N., “Evaluation of Reliability Worth and Values of Lost Load”, IEE Proc. Gener. Transm. Distrib (143), (1996) 171 – 10. [5] Billinton R., Chan E., Wacker G., “Probability Distribution Approach to Describe Customer Costs Due to Electric Supply Interruptions”, IEE Proc. Gener. Transm. Distrib. 141 (6), (1994) 594 598. [6] CIGRE Task Force .06.01 Report, “Methods to Consider Customer Interruption Costs in Power System Anlysis”, R. Billinton, Convenor, (2000). [7] Dialynas E.N., Megalocomos S.M., Dali V.C., “Interruption Cost Analysis for the Electrical Power Customers in Greece”, CIRED 2001, 18 21 June 2001, Conference publication, No. 482, IEE (2001). [8] Kaur N., Singh G, Bedi M.S., Bhatti E.T., “Customer Interruption Cost Assessment: An Indian Survey”, IEEE (2002), 880 884.
File đính kèm:
- khao_sat_thi_diem_ve_thiet_hai_do_mat_dien.pdf