Tài liệu Nghiên cứu xây dựng vhệ thống phong điện tại huyện đảo cồn cỏ, tỉnh quảng trị

MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Tóm tắt luận văn Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt Danh mục các bảng Danh mục các hình MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài..................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................... 2 3. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................ 3 4. Tính thực tiễn của đề tài.......................................................................... 3 5. Bố cục luận văn ....................................................................................... 3 Chương 1. TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN ..................................................................................................... 4 1.1 Hiện trạng cấp nguồn và lưới điện huyện đảo Cồn Cỏ ............................ 4 1.1.1 Nguồn điện và phụ tải...................................................................... 4 1.1.2 Hệ thống lưới điện ............................................................................ 6 1.2 Tình hình cung cấp điện và kinh doanh điện năng .................................... 6 1.2.1 Công tác vận hành ............................................................................ 6 1.2.2 Tình hình kinh doanh điện năng ..................................................... 6 1.2.2.1 Giá bán điện ................................................................................... 6 1.2.2.2 Sản lượng điện thương phẩm theo từng nhóm khác hàng, chi phí hoạt động, doanh thu những năm gần đây .................................................. 7 1.3 Tính tất yếu của việc phát triển năng lượng gió ........................................ 9 1.4 Tình hình sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam ........................................ 10 1.5 Nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện cho huyện đảo Cồn Cỏ ............ 12 1.5.1 Chỉ tiêu cấp điện ............................................................................. 12 1.5.2 Lựa chọn nguồn điện...................................................................... 12 1.6 Kết luận ........................................................................................................ 13 Chương 2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GIÓ ........................................................................................ 14 2.1 Năng lượng gió ............................................................................................. 14 2.2 Đường cong công suất của tuabin gió........................................................ 16 2.3 Cấu tạo của tuabin gió ................................................................................ 17 2.3.1 Các bộ phận chính trong tuabin gió (trục ngang) ........................ 18 2.3.2 Các loại tuabin gió .......................................................................... 19 2.4 Máy phát trong hệ thống tuabin gió .......................................................... 21 2.4.1 Máy phát đồng bộ............................................................................ 21 2.4.2 Máy phát không đồng bộ ................................................................ 21 2.5 Các cách thức hoạt động của tuabin gió ................................................... 22 2.5.1 Tuabin gió tốc độ cố định ............................................................... 22 2.5.2 Tuabin gió tốc độ thay đổi .............................................................. 23 2.5.3 Tuabin gió máy điện cảm ứng kích từ kép .................................... 23 2.5.4 Bộ chuyển đổi công suất trong hệ thống điện gió ......................... 25 2.6 Kết luận ........................................................................................................ 27 Chương 3. KHẢO SÁT TIỀM NĂNG GIÓ VÀ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN CẤP ĐIỆN CHO ĐẢO CỒN CỎ ...... 29 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất đến mật độ không khí..................... 29 3.2 Ảnh hưởng của độ cao lên công suất gió ................................................... 30 3.3 Số liệu về gió tại huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị .............................. 33 3.4 Hàm mật độ xác suất tốc độ gió ................................................................. 34 3.4.1 Hàm mật độ xác suất Weibull và Rayleigh .................................... 34 3.4.2 Công suất gió trung bình với hàm Rayleigh.................................. 37 3.5 Công suất gió thu được ............................................................................... 38 3.6 Phân loại công suất gió ............................................................................... 42 3.7 Khoảng cách lắp đặt giữa các máy ............................................................ 42 3.8 Đặc điểm tự nhiên-kinh tế xã hội huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị .. 43 3.9 Địa điểm xây dựng hệ thống phong điện................................................... 43 3.10 Chọn máy phát điện .................................................................................. 44 3.11 Tính công suất và năng lượng phát ra của máy phát ............................ 45 3.12 Tổng quan về chương trình tính toán năng lượng gió bằng ngôn ngữ lập trình Matlab ................................................................................................ 46 3.13 Kết luận ...................................................................................................... 50 Chương 4. PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN CẤP ĐIỆN CHO HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ .......................... 51 4.1 Giới thiệu phần mềm ETAP ...................................................................... 51 4.1.1 Các khả năng tính toán của etap ................................................... 51 4.1.2 Giao diện ETAP .............................................................................. 51 4.2 Phân tích chế độ làm việc của lưới điện .................................................... 54 4.2.1 Chế độ phụ tải cực đại .................................................................... 54 4.2.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ................................................................... 56 4.3 Kết luận ........................................................................................................ 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 60 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) PHỤ LỤC TÓM TẮT LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN TẠI HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ Học viên: Lê Vĩnh Thắng Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 105150372 Khóa: K31 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Do cách xa đất liền nên huyện đảo Cồn Cỏ vẫn chưa được kết nối với lưới điện quốc gia. Theo UBND tỉnh Quảng Trị, hiện nay, huyện đảo Cồn Cỏ đang sử dụng máy phát điện diesel, mạng lưới cấp điện duy trì cấp điện từ 8 giờ đến 15 giờ mỗi ngày, nguồn điện chưa ổn định, chi phí cao, chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng của các cơ quan hành chính cũng như người dân sinh sống trên địa bàn. Nội dung chính của cuốn luận văn này là khảo sát tiềm năng gió của huyện đảo, xây dựng chương trình tính toán năng lượng gió bằng ngôn ngữ lập trình Matlab và áp dụng tại huyện đảo. Từ đó chọn được máy phát điện gió. Sau đó sử dụng phần mềm Etap mô phỏng tính toán hệ thống phong điện ở hai chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Trong đó tập trung chủ yếu vào sự phụ thuộc của năng lượng gió vào các yếu tố môi trường xung quanh như độ cao, nhiệt độ, độ ẩm và địa hình… để từ đó đánh giá được tiềm năng gió tại huyện đảo và đồng thời có thể tham vấn cho Công ty điện lực Quảng Trị nhằm xây dựng hệ thống phong điện cấp điện giải quyết vấn đề thiếu điện cho người dân trên đảo. Từ khóa - điện gió; năng lượng gió; đảo Cồn Cỏ; công suất gió; tuabin gió. A STUDY OF BUILDING WIND POWER SYSTEM IN ISLAND DISTRICT OF CON CO, QUANG TRI PROVINCE Abstract - Due to the distance from the mainland, island district of Con Co have not connected to the national grid. According to the People's Committee of Quang Tri province, currently, island district of Con Co is using diesel generator, electrical supply network maintains power supply from 8 hours to 15 hours per day, power supply has not stable, high cost, not met the demand of use of administrative agencies as well as people living in the area. The main content of this thesis is investigating the wind potential of island districts, setting up a wind energy calculation program using the Matlab programming language and applying in the island district. From there, you can choose wind generators. Then we use Etap software simulation step calculates wind power system in the two maximum and minimum load. It focuses essentially on the dependence of wind energy on surrounding environmental factors such as height, temperature, humidity and topography. Since then, we can assess the potential wind at there and at the same time Consult with Quang Tri Power Company to build a wind power system to solve the electricity shortage problem for people on the island. Key words - wind power; wind energy; Con Co island; Wind capacity; wind turbine. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Nghĩa Chữ viết tắt AC Xoay chiều AC/DC/AC Bộ chuyển đổi công suất DC Một chiều ĐG Điện gió HTPĐ Điện gió NLG Hệ thống phong điện NLHĐ Nguyên lý hoạt động NLTT Năng lượng tái tạo DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang bảng 1.1 Bảng điều tra công suất thiết bị sử dụng điện hiện có của 4 huyện đảo 1.2 Lịch phát điện của huyện đảo Cồn Cỏ 6 3.1 Mật độ không khí ở 1atm với các nhiệt độ khác nhau 29 3.2 Áp suất không khí tại 15oC với các độ cao khác nhau 30 3.3 Cho các giá trị của α với các địa hình khác nhau 31 3.4 Bảng phân loại công suất gió 42 4.1 Số liệu phụ tải cực đại 55 4.2 Số liệu phụ tải cực tiểu 56 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Công suất đặt của điện gió toàn thế giới 1997 - 2014 10 2.1 Tính diện tích quét bởi cánh tuabin 15 2.2 Đồ thị mối tương quan giữa công suất và vận tốc gió 16 2.3 Mối tương quan giữa công suất với vận tốc gió 16 2.4 Cấu tạo tuabin gió 17 2.5 Tuabin gió trục ngang 20 2.6 Tuabin gió trục dứng 20 2.7 Tuabin gió tốc độ không đổi với máy phát điện không đồng bộ 22 2.8 Tuabin gió có tốc độ thay đổi với máy phát đồng bộ 23 2.9 Tuabin gió tốc độ thay đổi với máy phát điện không đồng bộ 23 nguồn kép 2.10 Hướng công suất của máy phát điện không đồng bộ nguồn kép 24 2.11 Sơ đồ hệ thống điện gió khi kết nối với lưới điện 25 2.12 Sơ đồ chức năng của bộ chỉnh lưu 26 2.13 Sơ đồ chức năng của bộ nghịch lưu 27 3.1 Mức độ tăng của (a) tốc độ gió và (b) công suất gió theo chiều 32 cao H với các hệ số α khác nhau 3.2 Chiều cao của tháp đỡ tương ứng với nhiều dung lượng khác 32 nhau của tuabin gió 3.3 Hàm mật độ xác suất Weibull với các giá trị k = 1,2 và 3 (c=8) 35 3.4 Hàm mật độ xác suất Rayleigh với các giá trị khác nhau của 36 tham số c 3.5 Dòng gió đi vào và đi ra khỏi tuabin 38 3.6 Sự thay đổi của hiệu suất rotor Cp theo tỉ số Vd/V 40 3.7 Hiệu suất rotor một số loại tuabin gió thông dụng 41 Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 3.8 Khoảng cách tối ưu giữa các tuabin trong wind farm 42 3.9 Mặt bằng vị trí nhà máy và hướng đấu nối 44 4.1 Cửa sổ giao diện chính 52 4.2 Các chức năng tính toán của phần mềm ETAP 52 4.3 Các phần tử AC 53 4.4 Các thiết bị đo lường bảo vệ 53 4.5 Sơ đồ máy phát phong điện 54 4.6 Kết quả tính toán chế độ phụ tải cực đại 56 4.7 Kết quả tính toán chế độ phụ tải cực tiểu 57 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Năng lượng là một trong các điều kiện thiết yếu của con người. Trong khi các nguồn năng lượng truyền thống như than đá, dầu mỏ đang dần cạn kiệt, giá thành cao, nguồn cung không ổn định, việc vận chuyển khó khăn, tốn kém đặc biệt là tới những vùng sâu, xa, hải đảo… thì nhiều nguồn năng lượng thay thế đang được các nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu đặc biệt là nguồn năng lượng gió. Việc tiếp cận để tận dụng nguồn năng lượng gió không chỉ góp phần cung ứng kịp nhu cầu năng lượng của xã hội mà còn giúp giảm thiểu việc ô nhiễm môi trường. Nhận thức được tầm quan trọng của năng lượng tái sinh nói chung và năng lượng gió nói riêng, chính phủ của nhiều quốc gia trên thế giới đang dốc tiền của, nhân lực vào việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng thực tiễn năng lượng gió, giúp giảm sự căng thẳng năng lượng ở các nước. Cồn Cỏ (còn gọi là Hòn Cỏ, Con Cọp, Hòn Mệ...) là một đảo nhỏ ở biển Đông, thuộc tỉnh Quảng Trị, miền Trung Việt Nam. Diện tích của đảo gần 4 km². Về mặt hành chính, đảo Cồn Cỏ đồng thời là huyện đảo Cồn Cỏ. Cồn Cỏ cách Mũi Lay 27 km về phía đông, có vị trí ở 17°10' vĩ bắc và 107°21' kinh đông. Trước khi thành lập huyện đảo Cồn Cỏ, đảo thuộc xã Vĩnh Quang, huyện Vĩnh Linh và do Tỉnh đội Quảng Trị quản lý. 2 Do cách xa đất liền nên Cồn Cỏ vẫn chưa được kết nối với lưới điện quốc gia. Theo UBND tỉnh Quảng Trị, hiện nay, huyện đảo Cồn Cỏ đang sử dụng máy phát điện diesel, mạng lưới cấp điện duy trì cấp điện từ 8 giờ đến 15 giờ mỗi ngày, nguồn điện chưa ổn định, chi phí cao, chưa đáp ứng nhu cầu sử dụng của các cơ quan hành chính cũng như người dân sinh sống trên địa bàn. Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa, tuy tốc độ gió trung bình hằng năm của nước ta không cao so với một số nước trên Thế giới, nhưng nước ta có bờ biển dài trên 3200km và có nhiều đảo, đó là điều kiện thuận lợi để khai thác tiềm năng gió. Đặc biệt ở các khu vực có tiềm năng gió như đảo Hoàng Sa, đảo Cồn Cỏ…ở những vùng này cách xa đất liền nên việc đưa điện lưới quốc gia gặp nhiều khó khăn. Ngoài khơi, vận tốc gió lên gấp rưỡi trên đất liền. Thế có nghĩa với vận tốc gió đó, năng lượng điện gió sẽ tăng. 2. Mục tiêu nghiên cứu Việc nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện cấp điện cho huyện đảo Cồn Cỏ- tỉnh Quảng Trị đóng vai trò hết sức quan trọng trong sự phát triển mọi mặt về vật chất cũng như tinh thần của người dân trên đảo. 3 3. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết về năng lượng gió và các mô hình biến đổi năng lượng gió thành điện năng. Thu thập, thống kê số liệu về các thông số đặc trưng của gió vào các tháng trong nhiều năm tại huyện đảo Cồn Cỏ. Xây dựng chương trình phân tích tiềm năng gió của đảo Cồn Cỏ. Xây dựng chương trình mô phỏng các chế độ hoạt động của hệ thống phong điện sau khi lắp đặt trên đảo Cồn Cỏ. 4. Tính thực tiễn của đề tài Từ thực tiễn Cồn Cỏ là một huyện đảo nằm cách xa đất liền chưa được kết nối với điện lưới quốc gia, nguồn điện Diesel nơi đây hoạt động thiếu ổn định, không đủ công suất để đáp ứng nhu cầu phụ tải và chi phí sản xuất điện bằng dầu diesel cao do việc vận chuyển dầu ra đảo khó khăn, tốn kém và giá dầu trên thế giới có xu hướng tăng cao dần theo thời gian. Nội dung luận văn xây dựng chương trình tính toán năng lượng gió bằng ngôn ngữ MATLAB và áp dụng vào phân tích tiềm năng gió của đảo Cồn Cỏ. Từ kết quả thu được tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện nhằm khai thác thế mạnh về tiềm năng năng lượng gió tại Còn Cỏ để giải quyết vấn đề thiếu điện của người dân trên đảo. 5. Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn có 4 chương Chương 1: Tổng quan hiện trạng hệ thống điện huyện đảo Cồn Cỏ, tỉnh Quảng Trị và nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện. Chương 2: Nguyên lý hoạt động của hệ thống phong điện. Chương 3: Khảo sát tiềm năng gió và nghiên cứu xây dựng hệ thống phong điện cấp điện cho huyện đảo Cồn Cỏ. Chương 4: Phân tích chế độ làm việc của hệ thống phong điện cấp điện cho huyện đảo Cồn Cỏ. 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG ĐIỆN HUYỆN ĐẢO CỒN CỎ, TỈNH QUẢNG TRỊ VÀ NHU CẦU XÂY DỰNG HỆ THỐNG PHONG ĐIỆN 1.1 Hiện trạng cấp nguồn và lưới điện huyện đảo Cồn Cỏ 1.1.1 Nguồn điện và phụ tải Hiện nay trạm cấp điện sử dụng 02 máy 100kVA và 01 máy 66kVA Tổng chiều dài đường dây 2.180 m Tổng số hộ gia đình, cơ quan sử dụng điện: 34 Trong đó: Bảng 1.1 Bảng điều tra công suất thiết bị sử dụng điện hiện có của huyện đảo TT Tên Cá nhân/ Cơ quan sử dụng điện Công suất thiết bị điện (kW) A Nhu cầu phụ tải hộ gia đình 1 Nguyễn Đức Hiền 1,356 2 Hoàng Thị Hiếu 1,520 3 Hồ Văn Lịch 1,816 4 Hoàng Thị Thắm 1,520 5 Lê Văn Tĩnh 1,470 6 Trần Thị Quyệt 1,120 7 Nguyễn Văn Diệu 1,998 8 Nguyễn Văn Hiển 2,220 9 Ngô Quang 1,540 B Nhu cầu phụ tải cơ quan ban ngành 1 Chiếu sáng công cộng 4,600 2 Nhà ở Cán bộ 15,400 3 Nhà khách Ủy ban 10,745 4 UBND Huyện 48,856 5 5 Huyện Đội 10,351 6 Tiểu Đoàn đảo 17,864 7 Đại đội Hỏa lực 4,150 8 Đồn biên phòng 214 10,760 9 Ban quản lý Cảng Cá 11,260 10 Trường mầm non 1,360 11 Đài truyền thanh 5,060 12 Nhà văn hóa 45,240 13 Trạm khí tượng thủy văn 5,460 14 Chi cục thuế 4,610 15 Công an huyện 16,030 16 Trung tâm y tế huyện 32,450 17 Khu dịch vụ hậu cần nghề cá 15,000 18 Trạm bơm cấp nước 33,120 19 Nhà làm việc BQL Cảng Cá 12,120 C Nhu cầu cấp điện các công ty 1 Trạm Mobiphone 7,400 2 Trạm viễn thông 8,040 3 Công ty thanh niên 6,069 4 Công ty 96 2,700 5 Công ty 789 1,780 6 Công ty Tiến Lợi 5,750 Tổng cộng 350,735 (Nguồn: Phiếu điều tra sử dụng điện trạm diesel huyện đảo Cồn Cỏ) + Số hộ sử dụng điện cho mục đích sinh hoạt: 09 + Hành chính sự nghiệp: 19 + Số cơ quan sử dụng điện cho mục đích khác: 06 Tổng số công tơ đo đếm hiện nay: 46 6 1.1.2 Hệ thống lưới điện Lưới điện trên huyện Đảo Cồn Cỏ được xây dựng tương đối hoàn thiện, đáp ứng cung cấp điện đến toàn hộ dùng điện trên đảo. Kết cấu lưới trên không 3pha 4 dây. Lưới điện hạ áp với tổng chiều dài 2,18 km (tuyến 1 dài 1,009 km, tuyến 2 dài 1,233 km) bằng cáp vặn xoắn LV/ABC-120mm2. 1.2 Tình hình cung cấp điện và kinh doanh điện năng 1.2.1 Công tác vận hành Từ khi đưa vào hoạt động việc cung cấp điện trên địa bàn huyện luôn được duy trì ổn định. Thời gian phát điện bình quân hằng năm tăng dần từ 8 giờ/ ngày(năm 2009) đến nay phát bình quân 17 giờ/ngày (mùa hè phát 19 giờ/ ngày, mùa đông phát 15 giờ/ ngày) [2]. Lịch phát cụ thể như sau: Bảng 1.2 Lịch phát điện của huyện đảo Cồn Cỏ Số giờ phát điện Thời gian phát điện cụ thể Thời gian đổi máy trong ngày Mùa hè 19 giờ 6h00-13h00 23h00 13h30-16h30 17h00 đến 02h00 hôm sau Mùa đông 15 giờ 6h00-11h30 17h30 13h30-23h 1.2.2 Tình hình kinh doanh điện năng 1.2.2.1 Giá bán điện Từ năm 2011 đến năm 2015 giá bán điện thực hiện theo quyết định số 1121/QĐ-UBND ngày 10 tháng 6 năm 2011 của UBND tỉnh Quảng Trị như sau: + Giá điện sinh hoạt cho hộ gia đình: 2.050 đồng/kWh + Giá điện chiếu sáng công cộng: 2.390 đồng/kWh + Giá điện đơn vị hành chính sự nghiệp: 3.070 đồng/kWh + Giá điện phục vụ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ: 3.105 đồng/kWh 7 Từ tháng 4 năm 2015 đến nay giá bán điện được thực hiện theo quyết định số 665/QĐ-UBND ngày 7/4/2015 của UBND tỉnh Quảng Trị như sau: + Giá bán lẻ điện cho các ngành sản xuất: 1.518 đồng/kWh + Giá bán lẻ điện cho các khối hành chính sự nghiệp: Bệnh viện, trường học: 1.557 đồng/kWh Đơn vị HCSN, chiếu sáng công cộng: 1.671 đồng/kWh + Giá bán lẻ điện cho kinh doanh: 2.320 đồng/kWh + Giá bán lẻ điện cho sinh hoạt: Bậc 1: cho kWh từ 0 đến 50: 1.484 đồng/kWh Bậc 2: cho kWh từ 51 đến 100: 1.533 đồng/kWh Bậc 3: cho kWh từ 101 đến 200: 1.786 đồng/kWh Bậc 4: cho kWh từ 201 đến 300: 2.242 đồng/kWh Bậc 5: cho kWh từ 301 đến 400: 2.503 đồng/kWh Bậc 6: cho kWh từ 401 trở lên: 2.587 đồng/kWh 1.2.2.2 Sản lượng điện thương phẩm theo từng nhóm khác hàng, chi phí hoạt động, doanh thu những năm gần đây[2] Năm 2013: - Tổng thời gian phát: 3.721,7 giờ - Tổng lượng điện tiêu thụ: 78.714 kWh Trong đó: + Các cơ quan hành chính: 45.729 kWh + Điện chiếu sáng công cộng: 1.408 kWh + Điện sinh hoạt hộ gia đình: 3.266 kWh + Điện sản xuất kinh doanh: 28.321 kWh - Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.080.788.485 đồng. - Doanh thu: 238.385.585 đồng. - Cân đối thu –chi: 238.385.585 - 1.080.788.485= -842.402.900 đồng 8 Năm 2014: - Tổng thời gian phát: 5.064 giờ - Tổng lượng điện tiêu thụ: 114.930 kWh Trong đó: + Các cơ quan hành chính: 68.261 kWh + Điện chiếu sáng công cộng: 3.946 kWh + Điện sinh hoạt hộ gia đình: 4.246 kWh + Điện sản xuất kinh doanh: 38.459 kWh - Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.231.175.000 đồng. - Doanh thu: 348.649.080 đồng. - Cân đối thu –chi: 348.649.080 - 1.231.175.000 = -882.525.920 đồng Năm 2015: - Tổng thời gian phát: 5.860 giờ - Tổng lượng điện tiêu thụ: 162.783 kWh Trong đó: + Các cơ quan hành chính: 85.252 kWh + Điện chiếu sáng công cộng: 11.128 kWh + Điện sinh hoạt hộ gia đình: 11.122 kWh + Điện sản xuất kinh doanh: 55.281 kWh - Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.412.256.791 đồng. - Doanh thu: 352.762.658 đồng. - Cân đối thu –chi: 352.762.658 -1.412.256.791 = -1.059.494.133 đồng Năm 2016: - Tổng thời gian phát: 6.038 giờ - Tổng lượng điện tiêu thụ: 178.121 kWh Trong đó: + Các cơ quan hành chính: 90.614 kWh + Điện chiếu sáng công cộng: 7.320 kWh + Điện sinh hoạt hộ gia đình: 15.850 kWh 9 + Điện sản xuất kinh doanh: 64.337 kWh - Tổng chi phí hoạt động của trạm cấp điện trong năm: 1.160.366.000 đồng. - Doanh thu: 339.136.462 đồng. - Cân đối thu –chi: 339.136.462 - 1.160.366.000 = -821.229.538 đồng Kết luận: Giá bán điện chỉ để bù đắp một phần nhỏ chi phí, các khoản lỗ trong quá trình sản xuất điện hằng năm được bù lỗ từ nguồn ngân sách nhà nước. Việc đầu tư hệ thống cung cấp điện tập trung đã được phát huy hiệu quả, chất lượng nguồn điện cơ bản ổn định. Tuy nhiên do nguồn điện được chạy bằng động cơ Diezel có công suất nhỏ nên nguồn điện chỉ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, công tác của nhân dân và cán bộ, chiến sĩ trên đảo, thời gian phát điện còn bị hạn chế. 1.3 Tính tất yếu của việc phát triển năng lượng gió Năng lượng gió là nguồn năng lượng dồi dào và phong phú, được ưu tiên đầu tư phát triển ở các nước trên thế giới trong đó có Việt Nam. Năng lượng gió là nguồn năng lượng sạch và có tiềm năng lớn. Ngày nay công nghệ điện gió phát triển mạnh và có sự cạnh tranh lớn, trong tương lai sẽ chiếm một phần lớn trong thị trường năng lượng điện của thế giới. Xuất phát từ nhu cầu về năng lượng toàn cầu, các tiến bộ khoa học và công nghệ, cũng như các ưu đãi của chính phủ các nước trên thế giới đang mở rộng cánh cửa cho năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng gió nói riêng. Ở nhiều nước trên thế giới, năng lượng gió có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng rất lớn và đóng góp đáng kể trong việc giảm rủi ro trong danh mục đầu tư của ngành năng lượng. Chính sách hiện nay của các quốc gia trên thế giới tạo ra một động lực mới cho sự phát triển của năng lượng gió, nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong ngành sản xuất điện. Một vài thập kỷ trở lại đây năng lượng gió đang là nguồn năng lượng có tốc độ phát triển nhanh nhất trong các nguồn năng lượng. Tốc độ tăng trưởng 10 trung bình hàng năm đối với việc lắp đặt tua-bin gió là khoảng 30% trong 10 năm qua [1, 2]. Vào cuối năm 2014, công suất phát điện của các nhà máy điện gió toàn cầu tăng lên đến 369.553 MW từ 47.620 MW vào năm 2004 (Hình 1). Đến cuối năm 2020, dự kiến con số này sẽ tăng lên hơn 1.260.000 MW, đủ cho 12% tiêu thụ điện của thế giới [3, 4]. Các quốc gia có tổng công suất lắp đặt cao nhất là Đức (20.622 MW), Tây Ban Nha (11.615 MW), Mỹ (11.603 MW), Ấn Độ (6270 MW) và Đan Mạch (3136 MW). Theo như báo cáo Hội đồng năng lượng gió toàn cầu, châu Âu tiếp tục dẫn đầu thị trường với 48.545 MW của công suất lắp đặt vào cuối năm 2006, bằng với 65% của thế giới. [4] Các hiệp hội năng lượng gió châu Âu cũng đặt mục tiêu đáp ứng 23% nhu cầu về điện của châu Âu bằng năng lượng gió vào năm 2030. Những con số đó đã chỉ ra rằng, thị trường toàn cầu cho năng lượng điện được sản xuất bởi máy phát điện tuabin gió đã tăng trưởng đều đặn, gián tiếp thúc đẩy sự phát triển của các công nghệ điện-gió, qua đó tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường điện. Hình 1.1 Công suất đặt của điện gió toàn thế giới 1997 - 2014 1.4 Tình hình sử dụng năng lượng gió ở Việt Nam Nước ta có hai nhà máy điện gió lớn ở Bạc Liêu và ở Bình Thuận Ở tỉnh Bình thuận dự án đầu tiên là Dự án Nhà máy điện gió Tuy Phong, đặt tại xã Bình Thạnh, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận do Công ty cổ phần Năng lượng tái tạo Việt Nam (REVN) đầu tư được triển khai đầu tiên và đi vào 11 hoạt động từ ngày 18/4/2012. Theo kế hoạch, giai đoạn 2 của dự án xây dựng và lắp đặt 60 trụ điện gió (hay tuabin), sẽ nâng tổng công suất của toàn bộ Nhà máy Phong điện Tuy Phong lên 120 MW. Sau dự án Tuy Phong, dự án điện gió ở đảo Phú Quý với 3 tuabin, tổng công suất 6 MW đã lắp đặt xong và thử vận hành an toàn, góp phần giải quyết tình trạng thiếu điện sinh hoạt và sản xuất cho 33.000 dân trên đảo và giảm chi phí sản xuất điện do giảm thời gian vận hành của nhà máy điện Diesel.. Ngoài ra, cũng ở Bình Thuận, một dự án điện gió tại xã Hòa Thắng, huyện Bắc Bình cũng trong giai đoạn thi công và một số dự án khác đang chuẩn bị triển khai. Với các dự án nói trên, tỉnh Bình Thuận đang đi đầu trên con đường phát triển điện gió ở Việt Nam. Cùng với nhà máy điện gió ở Bình Thuận, nhà máy ở Bạc Liêu có thể xem là điểm đột phá mở đường xây dựng nền công nghiệp phong điện non trẻ, nhưng được kỳ vọng là một nguồn điện trụ cột trong tương lai ở Việt Nam. Ngày 29 - 5 - 2013, 10 tuabin điện gió đầu tiên có công suất 16 MW, sản lượng điện năng khoảng 56 triệu kWh/năm của nhà máy điện gió Bạc Liêu đã hòa lưới điện quốc gia. Nhà máy điện gió Bạc Liêu được đặt dọc theo đê Biển Đông, kéo dài từ phường Nhà Mát đến ranh giới tỉnh Sóc Trăng và chiểm tổng diện tích gần 500 ha. Khi hoàn thành toàn bộ, nhà máy sẽ có tổng công suất là 99,2 MW, dự kiến mỗi năm phát lên lưới điện quốc gia khoảng 320 triệu kWh. Sau đó Ngày 9.2, Công ty TNHH Công Lý khởi động xây dựng các trụ móng tuabin điện gió dọc theo tuyến ven biển xã Vĩnh Trạch Đông và xã Hiệp Thành (TP Bạc Liêu) để tiến tới lắp đặt 52 bộ tuabin trị giá gần 2.000 tỷ đồng được nhập khẩu về từ Mỹ. Toàn bộ tuabin điện gió được sản xuất với cấu tạo thép đặc biệt không gỉ, cao 80 m, đường kính 4 m, nặng trên 200 tấn, cánh quạt bằng nhựa đặc biệt dài 42 m, có hệ thống điều khiển tự gập lại để tránh hư hỏng khi bão lớn. 12 Với đường bờ biển hơn 3000 km Việt Nam có tiềm năng điện gió khá dồi dào để khai khác và phát triển. Cùng với sự phát triển nền kinh tế đất nước, nhu cầu cung cấp điện năng ngày càng lớn. Và điện gió đang được kỳ vọng như là một trong những nguồn điện của tương lai, xếp hàng sau điện hạt nhân nhưng đứng trước các nguồn điện dùng năng lượng tái tạo như điện mặt trời, điện sinh khối v.v. ... Chính phủ, trong Tổng sơ đồ điện VII, đã đưa ra mục tiêu nâng tổng công suất nguồn điện gió từ mức không đáng kể hiện nay lên khoảng 1.000 MW (tương đương công suất 1 lò phản ứng hạt nhân) vào năm 2020, và khoảng 6.200 MW (tương đương công suất 6 lò phản ứng hạt nhân) vào năm 2030; tức điện năng sản xuất từ nguồn điện gió sẽ chiếm tỷ trọng từ 0,7% năm 2020 lên 2,4% vào năm 2030. Mục tiêu đó so với nhu cầu còn khiêm tốn, nhưng thực hiện cũng hoàn toàn không dễ, nếu tính đến những yếu điểm về công nghệ, về tính kinh tế và cả về mặt tác động môi trường của loại điện năng này. Để đạt các chỉ tiêu trong Tổng sơ đồ điện VII không thể thiếu những biện pháp đòn bẫy, trước hết là một loạt chính sách đầu tư và khuyến khích của nhà nước. 1.5 Nhu cầu xây dựng hệ thống phong điện cho huyện đảo Cồn Cỏ 1.5.1 Chỉ tiêu cấp điện Huyện đảo Cồn Cỏ được thành lập theo nghị định 174/2004/NĐ-CP ngày 01 tháng 10 năm 2004. Theo quy hoạch phát triển kinh tế -xã hội huyện đảo Cồn Cỏ , đến năm 2020 dân số thường xuyên lên đảo dự kiến khoảng 600 người, tính luôn dân cư vãng lai sẽ lên đến 1000 người. Do vậy việc đầu tư cơ sở hạ tầng và thực hiện cấp điện cho huyện đảo là vô cùng cấp thiết để hướng tới mục tiêu xây dựng đảo Cồn Cỏ thực sự thành một địa bàn phát triển kinh tế - xã hội. Phụ tải điện chủ yếu là sinh hoạt, chiếu sáng và một số phụ tải phục vụ cho các công trình công cộng an ninh quốc phòng. 1.5.2 Lựa chọn nguồn điện Huyện đảo Cồn Cỏ cách đất liền 19 hải lý cho nên việc cung cấp điện từ