Chương Lựa chọn phương án cung cấp điện 3.1 Khái quát chung toán lựa chọn phương án cung cấp điện Lựa chọn phương án toán lặp lại nhiều lần trình thiết kế Kinh nghiệm thực tế cho thấy, toán mà người thiết kế thường mắc nhiều sai lầm Một số phương án so sánh khơng có tính cạnh tranh Ví dụ so sánh phương án có vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành thấp với phương án có vốn đầu tư lớn, chi phí vận hành cao Rõ ràng so sánh khập khiểng Các phương án cung cấp điện nhiều, nhiên cần phải so sánh lựa chọn phương án có tính khả thi tính cạnh tranh Cần phải có phân tích sơ cách đa dạng nhiều khía cạnh tiêu chuẩn kỹ thuật, chất lượng điện, độ tin cậy, tính đơn giản, thuận tiện vận hành v.v Để làm điều địi hỏi người thiết kế phải am hiểu thiết bị điện, phần tử hệ thống điện, mà cịn phải có kinh nghiệm thực tế xây dựng, lý vận hành mạng điện Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện vấn đề lựa chọn cấp điện áp, vị trí trạm biến áp, sơ đồ nối dây, kết cấu phần tử v.v Các toán thực sở điều kiện cụ thể, có xét đến hiệu toàn cục, lưu ý đến khả tận dụng nguồn nguyên vật liệu chỗ, khả áp dụng phần tử, sơ đồ chuẩn Các phương án lựa chọn phải có tính khả thi tính thuyết phục cao Phương án khả thi có hiệu kinh tế cao coi phương án tối ưu Các phương án so sánh cần phải đáp ứng yêu cầu: Cân hiệu ứng lượng; Sự tương đồng tiêu kinh tế: đơn giá thiết bị, hệ số kinh tế, thời điểm tính tốn v.v Xét đến thiệt hại trường hợp không tương đồng độ tin cậy cung cấp điện phương án; Đảm bảo tương đồng điều kiện lao động sinh hoạt 51 Khi tiến hành giải toán tối ưu ta cần lưu ý số điểm sau: - Các thông tin dùng để tính tốn so sánh phương án cần phải lấy từ nguồn, từ nguồn tương đương Điều cho phép tránh sai số khơng đáng có nguồn thơng tin khác đưa lại - Nếu phương án so sánh có thành phần giống bỏ qua chúng mà khơng cần tính tới q trình giải tốn so sánh phương án, cho phép đơn giản hoá toán đến mức tối đa - Cần phải đánh giá phương án so sánh thời điểm, tức quy tất phương án thời điểm định, tránh sai số nhân tố thời gian đem lại - Các phương án so sánh kinh tế phải có tính khả thi tương đương yêu cầu kỹ thuật Trường hợp phương án khơng có tiêu kỹ thuật cần thêm vào phương án đáp ứng yêu cầu kỹ thuật thành phần bù thiệt hại 3.2 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật hệ thống cung cấp điện 3.3.1 Chi phí quy dẫn Khi xây dựng cơng trình, ngồi chi phí đầu tư mua sắm thiết bị xây dựng cơng trình (V), cịn phải kể đến chi phí thường xun đưa cơng trình vào hoạt động (C) Tổng chi phí quy thời gian năm gọi chi phí tính tốn, hay cịn gọi chi phí quy dẫn (chi phí quy đổi) Giá trị chi phí quy dẫn xác định theo biểu thức: Z = atcV + C ; (3.1) Trongđó: V - vốn đầu tư trang thiết bị; atc - hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu vốn đầu tư, xác định theo biểu thức: atc  i (1  i)Th ; (1  i )Th  Th – tuổi thọ cơng trình, năm; 52 (3.2) i – hệ số chiết khấu, xác định phụ thuộc vào lãi suất sản xuất, tỷ lệ lạm phát lãi suất ngân hàng, ngành điện thường lấy i = 0,10,2; C – tổng chi phí thường xuyên C = Ckh + Cvh + Cht + Ck Ckh – chi phí khấu hao thiết bị Ckh = kkhi.Vi kkhi – tỷ lệ khấu hao thiết bị thứ i (cho bảng 3.1); Cvh – chi phí vận hành sữa chửa nhỏ (chi phí 0&M) Cvh = kO&MV kO&M – tỷ lệ vận hành sửa chữa nhỏ (cho bảng 31.pl); Cht – chi phí hao tổn điện Cht = A.c A – tổn thất điện năng, kWh; c – giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh; Ck – chi phí phụ khác cho phục vụ, quản lý Bảng 3.1 Tỷ lệ khấu hao phần tử mạng điện, % Đường dây cấp điện áp, kV Trạm biến áp thiết bị động lực 0,38 220500 35110 622 12 2,53 34 3,55 56,5 Trong nhiều trường hợp người ta coi chi phí Cvh , Ck giá trị khơng đổi phương án nên khơng cần đưa vào mơ hình tính tốn Lúc tổng chi phí hàng năm (ký hiệu C) lại thành phần chi phí hao tổn hàm chi phí quy dẫn viết: Z = atc V + kkh.V + C = (atc + kkh)V + C Z = p.V + C ; (3.2) p = atc + kkh Tổng chi phí quy dẫn chu kỳ tính tốn T xác định: T Z   Zt t 1 Zt – chi phí quy dẫn năm thứ t; 53 Zt = pVt + Ct Để tránh sai số biến động giá cần phải quy chi phí tính tốn tất năm thời điểm định Chi phí năm quy năm t0 Z0  Zt , (1  i ) t t (3.3) i – hệ số chiết khấu, xác định phụ thuộc vào tỷ lệ lạm phát lãi suất ngân hàng: i = lin + ls lin – tỷ lệ lạm phát; ls – lãi suất ngân hàng Đặt :   1 i (3.4) Ta : Z0 = Ztt-t0 Thông thường người ta chọn thời điểm quy đổi năm đầu chu kỳ tính tốn (t0=1), tổng chi phí quy dẫn suốt chu kỳ tính tốn T xác định: T Z    Z t  t 1 (3.5) t 1 3.2.2 Các tham số kinh tế số phần tử 3.2.2.1 Đường dây Vốn đầu tư đường dây phụ thuộc vào cấp điện áp, tiết diện dây dẫn, địa hình khu vực cấp điện vv Vd = a’ + b’F + c’U; (3.6) a’, b’, c’ – hệ số hồi quy; F – tiết diện dây dẫn, mm2; U – điện áp lưới, kV Khi điện áp xác định hàm tuyến tính vốn đầu tư đường dây có dạng Vd = (ad + bdF).L ; Trong đó: 54 ad, bd - hệ số kinh tế cố định thay đổi đường dây, đ/km đ/(mm2.km) L – chiều dài đường dây, km; Hàm chi phí quy dẫn đường dây có dạng Zd = pdVd+Cd = pd(ad+bdF).L+3I2Rc10-3; (3.7) Trong đó:  – thời gian hao tổn cực đại, xác định phụ thuộc vào thời gian sử dụng công suất cực đại, h:  = (0,124+TM.10-4)2.8760 h; TM – thời gian sử dụng công suất cực đại, h; R – điện trở đường dây: R = r0.L, ; r0 – suất điện trở km đường dây, /km; I – dòng điện truyền tải đường dây, A: Bảng 3.2 Các tiêu kinh tế đường dây trạm biến áp (theo đơn giá Trạm biến áp năm 2008) Đường dây Cấp điện áp, kV 110 35 22 15 10 0,38: - dây - dây - dây Mạng 35 đơn 22 pha 10 ad, 10 đ/km 818 228,19 194,60 164,85 158,01 133,58 63,58 60,89 58,75 103,72 88,46 71,82 bd, 106 đ/(mm2km) 3,47 1,28 1,11 1,02 0,89 0,72 0,83 0,63 0,29 0,58 0,51 Cấp điện áp, kV 6/0,4 10/0,4 22/0,4 35/0,4 35/10,5 35/15 35/22 m, 106đ 18,05 19,04 24,18 34,34 112,21 115,45 119,34 n, 106đ/kVA 0,16 0,18 0,18 0,20 0,13 0,13 0,13 0,41 3.2.2.2 Trạm biến áp 55 Vốn đầu tư trạm biến áp xác định tương tự đường dây VB  m' n ' S n  l '.U  d ' Sn ; U m’, n’, l ' , d’ – hệ số hồi quy; Sn – công suất định mức trạm biến áp; U – điện áp định mức trạm biến áp Với cấp điện áp xác định vốn đầu tư trạm biến áp xác định: VB = m + n.Sn ; (3.10) m, n – hệ số kinh tế cố định thay đổi trạm biến áp, đ đ/kVA; Sn – công suất định mức máy biến áp, kVA Chi phí quy dẫn trạm biến áp: ZB = pBVB +CB = pB(m + n.Sn)+ A.c ; A – tổn thất điện trạm biến áp: A = (Pk k2mt  + P0t) Chi phí tính toán trạm biến áp viết lại sau: ZB = pB (m + n.Sn) + (Pk k2mt  + P0t)c ; (3.11) kmt – hệ số mang tải máy biến áp; t – thời gian vận hành máy biến áp, h; Pk – tổn thất công suất ngắn mạch, kW; P0 – tổn thất công suất không tải, kW 3.2.2.3 Mạng điện Mạng điện hình thành từ đường dây trạm biến áp, mơ hình tốn học mạng điện thiết lập sở phần tử xác định đường dây trạm biến áp h k 1 Z   [ pd (ad  bd F ) L  Cd ]   [ pB (m  nSn )  CB ] ; (3.12) h – số cấp dây dẫn k - số trạm biến áp; L – chiều dài đoạn dây, km Như phân tích trên, phần tử mạng điện có thành phần chi phí quy dẫn thành phần cố định (pdad, pBm), thay đổi (pdbdF, pBnSB) tổn 56 thất (cA) Nếu mạng điện có N phần tử tổng chi phí quy dẫn biểu thị dạng: N Z    z ij (3.13) i 1 j 1 Zij – thành phần chi phí quy dẫn thứ j phần tử thứ i 3.2.3 Xác định số tham số kinh tế - kỹ thuật mạng điện 3.2.3.1 Mật độ dòng điện kinh tế đường dây Mơ hình tốn học đường dây thể dạng hàm chi phí tính tốn: Zd = pd(ad+bd.F)+3I2Rc10-3 (3.14) Trong đó: pd – hệ số khấu hao sử dụng hiệu vốn đầu tư đường dây; ad – hệ số kinh tế cố định đường dây, đ/km; bd – hệ số kinh tế thay đổi đường dây, đ/(mm2.km); F – tiết diện dây dẫn, mm2; I – cường độ dòng điện chạy đường dây, A; R – điện trở đường dây, /km;  - thời gian tổn thất cực đại, h/năm; c - giá thành tổn thất điện năng, đ/kWh Ta thấy tổng chi phí tính tốn đường dây (Zd) gồm có thành phần: thành phần thứ (ZK) liên quan đến vốn đầu tư thành phần thứ hai (ZA) liên quan đến tổn thất điện năng: Zd = ZK + ZA Đường cong chi phí thể hình 3.1 Nếu thay giá trị R   ta F Z d  pd (ad  bd F )  3I   c10 3 , đ/km; F (3.15) Lấy đạo hàm Z tiết diện dây dẫn cho triệt tiêu: Z d 3I   c 103  pd bd  0 F F2 (3.16) Từ rút Z Zmin Zd ZA 57 ZK F Fkt jkt  I  F pd bd 103 3  c ; (3.17) Jkt - Mật độ dòng điện kinh tế đường dây A/mm2;  - Điện trở suất đường dây Thay  = RF vào (3.16) ta có phương trình: pdbdF = 3RI2..c.10-3 ; (3.18) Từ ta rút nhận xét: dây dẫn Hình Sự chọn theo mật độ dịng điện kinh tế thành phần3.1 tiết diện dây dẫnchi phí khấu phụ thuộc F quy đổi Z hao chi phí thay đổi pbF đường dây thành phần chi phí hao tổn hàng năm 3I2.R..c.10-3 Như vậy, chi phí tính tốn viết dạng đơn giản là: Zd = pd(ad + 2bdF) ; (3.19) Tức chi phí tính tốn lúc hàm tuyến tính tiết diện dây dẫn F 3.2.3.2 Khoảng kinh tế đường dây cao áp Nếu khơng tính đến thành phần giống phương án thành phần chi phí hàng năm bao gồm chi phí tổn thất xác định sau C = 3.I2.R..c đ/km năm ; (3.20) Giả sử ta chọn dây dẫn với thiết diện F1, với điện trở R1 chi phí quy đổi đường dây theo phương án là: Zd1 = pdVd1 + 3.I2.R1..c.10-3 ; (3.21) Tương ứng với đường dây có thiết diện F2 Zd2 = pdVd2 + 3.I2.R2..c.10-3 ; (3.22) Các biểu thức cho ta đường cong chi phí tương ứng (hình 3.2) Điểm giao hai đường cong xác định dòng điện giới hạn Igh Mỗi dây dẫn có hai dịng điện giới hạn dòng điện giới hạn dòng điện giới hạn Khoảng phụ tải hai giới hạn gọi khoảng kinh tế đường dây khoảng kinh tế, đường cong thấp F2 F1 Z nhất, tức chi phí tính tốn dây dẫn tương ứng nhỏ DòngFđiện đ/(km.năm) giới hạn xác định theo phương trình cân chi phí quy đổi Z1 = Z2 hay 58 I, A Igh1 Igh2 pd.Vd1+3.I2.R1..c.10-3= pd.Vd2+3.I2.R2..c.10-3; (3.23) Giải phương trình (3.23) ứng với dòng điện thu được: I gh  pd (Vd  Vd )103  c ( R1  R2 ) (3.24) Hình 3.2 Đường cong chi phí quy đổi, xác định khoảng kinh tế đường dây Nếu thay Vd = a + bF R = /F kết I gh  F1F2 pd bd 103 ;  c  (3.25) So sánh (3.4.2) (3.4.10) ta thu được: I gh  j kt F1 F2 ; (3.26) 3.2.3.3 Khoảng kinh tế đường dây hạ áp Đặc điểm đường dây hạ áp số lượng dây dẫn 2; nên với công suất truyền tải S dòng điện chạy đường dây khác Do mơ hình tính toán lưới điện ta phải biểu diễn phụ tải dạng cơng suất Dịng điện phương án khác xác định theo biểu thức: I  q qS U ph ; (3.27) S - Công suất truyền tải; Uph - Điện áp pha; q - Hệ số phụ thuộc vào số lượng dây dẫn  3/2 1/ Trong thực tế ta thường gặp trường hợp sau: a, So sánh phương án có dây dẫn với tiết diện F1 F2; b, Phương án có =2; phương án có =3 với F1=F2; c, Phương án có =3; phương án có =4 với F1=F2; d, Cả hai phương án có =4 với F1 F2 Có thể tóm tắt sau: 59 Bảng 3.3 Các trường hợp cấu trúc mạng điện hạ áp Trường hợp F d  1 = 2 = 1=2, 2= F1  F2 F1 =F2 0,895 F 1=3, 2= F1 = F2 1,55F 1 = 2 = F1  F2 Ta xét cho trường hợp thứ ba 1 = 3; 2 = F1 = F2 Chi phí tính tốn phương án với số dây dẫn 1 = Z d  pdVd  3S R  c  F1 F2 3.F1 F2 (3.28) 4.103U ph Đối với phương án với số dây dẫn 2 = Z d  pdVd  S R  c 3.103U ph ; (3.29) Đặt Zd1 = Zd2 giải phương trình ứng với S ta S gh  U ph 1,55.F pd bd 103 ; c (3.30) Gọi d = 1,55F Ta có biểu thức chung cho trường hợp là: S gh  U ph d pd bb103 ; c (3.31) Sgh - Công suất truyền tải giới hạn; d - Hệ số tổng quát cho trường hợp Các trường hợp khác tính tương tự, kết hệ số d ghi bảng 3.3 3.2.3.4 Khoảng kinh tế trạm biến áp Khoảng kinh tế trạm biến áp xác định tương tự đường dây Để xác định khoảng kinh tế trạm biến áp trước hết ta thiết lập mơ hình tốn học Đối với máy biến áp T1 ta có hàm chi phí tính tốn: 60 thọ đường dây Th=25 năm, giá thành tổn thất điện c=1000đ/kWh, hệ số chiết khấu i =0,14 Giải: Trước hết ta xác định hệ số cần thiết cho tính tốn: Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: atc  0,1(1  0,14) 25 i (1  i )Th   0,15 25 (1  i )Th  (1  0,14)  Hệ số khấu hao đường dây 22 kV tra theo bảng 3.1 có giá trị kkh = 0,04; Như hệ số p = atc + kkh = 0,15 + 0,04 = 0,19; Thời gian tổn thất cực đại:  = (0,124 + TM.10-4)2.8760 = (0,124 + 4230.10-4)2.8760 = 2583 h Theo bảng 3.2 hệ số kinh tế thay đổi đường dây 22 kV bd= 1,12.106đ/(mm2.km); Điện trở suất dây AC  = 31,5 .mm2/km Mật độ dòng điện kinh tế đường dây: jkt  pd bd 10 0,19.1,11.103   0,92 A / mm   c 3.31,5.2583.0.001 Ví dụ 3.4: Hãy xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây hạ áp xác định giá trị giới hạn dòng điện đường dây, biết vốn đầu tư cho bảng, lấy hệ số p = 0,18, c= 1000 đ/kWh,  = 2750 h F, mm2 16 25 35 V, 10 đ/km 77 84 93 R, /km 1,97 1,26 0,90 Giải: Cho địa lượng I nhận giá trị từ 025 A theo biểu thức chi phí quy dẫn xác định định giá trị Z cho phương án: Với S = triệu VND/km; Z d  pdVd  S R  c 3.103U ph  0,18.77   13,32 triệu VND; Tính tốn tương tự cho pá khác, kết ghi bảng VD.3.3 Bảng VD 3.4 Kết tính tốn chi phí quy dẫn mạng điện hạ áp I, A 10 15 20 25 Z(A.16) 13,32 14,24 17,00 21,59 28,02 36,28 Z(A.25) 15,30 15,91 17,72 20,75 25,00 30,45 96 Trên sở kết tính toán ta dễ dàng xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây hạ áp hình 3.10 Từ biểu đồ ta xác định khoảng kinh tế đường dây: Khi gía trị cơng suất phụ tải nhỏ 10 kVA dùng dây A.16 cho hiệu kinh tế cao nhất; Dây dẫn A.25 có khoảng kinh tế 1015 A v.v Giá trị cơng suất giới hạn xác định theo phương pháp đại số: S1625  U ph 3.F1 F2 Thử lại: Z1  pdV1  Z  pdV2  pd bb10 0,18.0,83.103  0,22 3.16.25  10 kVA c 31,5.2750.0,001 S gh R1 c 3.103U ph S gh R2 c 3.103U ph 10 2.1,97.2750.0,001  0,18.77   17 triệu VND 3.1030,22  0,18.84  10 2.1,26.2750.0,001  17 triệu VND 3.1030,22 Như Z1 = Z2 Hình 3.10 Đường cong chi phí tính tốn mạng điện hạ áp (ví dụ 3.3) Ví dụ 3.5: Hãy so sánh phương án cung cấp điện cho điểm tải công suất S = 956 kVA, hệ số công suất trung bình cos = 0,86 (tg=0,59) ; Chiều dài từ trạm biến áp trung gian đến trung tâm tải 18 km ; Hao tổn điện áp cho phép Ucp=6,5% Thời gian sử dụng công suất cực đại TM=5270 h, giá thành tổn thất điện 800 đ/kWh Tuổi thọ mạng điện coi Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Giải: Xác định thành phần phụ tải P = S cos = 956.0,86 = 822,16 kW; Q = P.tg = 822,16.0,59 = 487,84 kVAr; 97 Ta so sánh hai phương án: dùng đường dây 35 22 kV Trước hết cần xác định tiết diện dây dẫn cần thiết phương án, dự định dùng dây AC có  = 32 .m/mm2 Cho trước giá trị x0=0,4 /km, ta xác định thành phần hao tổn điện áp cho phép: * Đối với phương án 35 kV: Giá trị hao tổn điện áp cho phép: U cp %U 6,5.35.103  2275 V ; 100 100 Q.x0 L 487,84.0,4.18 U x =  100,36 V U 35 U cp  Ur = Ucp- Ux = 2275 – 100,36 = 2174,64 V Tiết diện dây dẫn cần thiết: F P.L 822,16.18.10   6,08 mm ;  UU R 32.35.2174,64 Theo điều kiện độ bền học tiết diện tối thiểu đường dây 35 kV phải 35 mm2, ta chọn dây AC.35 Chi phí quy dẫn đường dây 35 kV xác định tương tự ví dụ 3.1 Trạm biến áp 35/0,4 có cơng suất đủ đáp ứng cung cấp điện cho phụ tải cần chọn máy có Sn = 1000 kVA, có P0 = 1,9 kW Pk=13 kW; Theo bảng 3.2, ứng với trạm biến áp 25/0,4 kV ta có m = 34,34.106đ n=0,20.106đ/kVA Chi phí quy dẫn trạm biến áp xác định tương tự ví dụ 3.2 Tình tốn tương tự phương án đường dây 22 kV, kết ghi bảng: Bảng VD3.5a Kết tính tốn chi phí quy dẫn đường dây theo phương án (106đ) Phương Các tham số kinh tế - kỹ thuật đường dây Tham số kinh tế tính tốn án a b I, A Vd Cd Zd 35 228,19 1,28 15,77 273,13 33,49 78,55 22 194,60 1,11 25,09 233,45 84,75 123,27 98 Bảng VD3.5b Kết tính tốn chi phí quy dẫn TBA theo phương án (106đ) Phương Các tham số kinh tế - kỹ thuật Tham số kinh tế tính Tổng TBA tốn cộng án Z P0 Pk m n VB CB ZB 35 34,34 0,20 1,9 13 238,03 48,17 87,45 166,00 22 24,18 0,18 1,75 13 209,14 47,12 81,63 204,90 Phân tích kết tính tốn ta thấy phương án dùng đường dây 35 kV có tổng chi phí quy dẫn nhỏ hơn, chọn làm phương án thiết kế cung cấp điện Ví dụ 3.6: Hãy xác định cấp điện áp tối ưu theo phương pháp hệ số Lagrange, biết công suất truyền tải 1256 kVA Giải : Ta tiến hành so sánh ba phương án : Phương án : đường dây 35 kV Phương án : đường dây 22 kV Phương án : đường dây 10 kV Trước hết ta xác định giá tị dòng điện chạy đường dây theo phương án : I 35  1256  20,72 A 3.35 Ứng với giá trị dòng điện I35=20,72 A theo biểu đồ khoảng kinh tế đường dây 35 kV ta xác định max hiệu dây dẫn AC.35 với suất chi phí quy dẫn z1= 49.106đ/km Xác định hệ số Z*1 = Z1/A1 = 49.106/325 = 0,15.106 Tính tốn tương tự phương án khác, kết ghi bảng VD 3.6 Bảng VU.3.6 Kết tính tốn ví dụ 3.6 Phương án I, A F, mm2 z0 , Ai Zi* 106đ/km 35 20,72 35 49 325 0,15 22 32,96 50 50 -156 -0,32 10 72,52 95 65 300 0,22 99 Xác định hệ số: A1 = (U1 - U2) (U1 - U3) = (35-22)(35-10) =325 A2 = (U2 - U1) (U2 - U3) = (22-35)(22-10) = -156 A3 = (U3 - U1) ( U3 - U2) = (10-35)(10-22) =300 Giá trị điện áp tối ưu : U kt  * * Z1* (U  U 3)  Z (U  U 3)  Z (U  U 2) U kt   * * Z1*  Z  Z  0,15.(22  10)  0,32.(35  10)  0,22.(35  22)  29,32 kV 20,15  0,32  0,22 Vì điện áp Ukt = 29,32 kV gần với cấp điện áp tiêu chuẩn 35 kV hơn, nên phương án cần lựa chọn cấp điện áp 35 kV Nhận xét : Có thể nhận thấy phương pháp hệ số Lagrange chưa cho chúng at lời giải cuối cùng, thực với kết tính tốn Ukt = 29,32 kV buộc ta phải đứng trước lựa chọn hai phương án 35 22 kV Để có kết luận xác cần phải xét đến điều kiện phụ khác Ví dụ 3.7: Dự án đầu tư với số vốn 350 ngàn $, 50% vốn vay với lãi suất đơn với ls = 10%, vốn trả năm Doanh thu hàng năm 140 ngàn $, chi phí vận hành hàng năm 30 ngàn $, khấu hao tuyến tính thời hạn năm, thuế suất lợi tức 30% Hãy xác định tiêu đánh giá dự án Giải: Trước hết ta xác định số tiền cần chi phí hàng năm (đơn vị 103$) Trả vốn + trả lãi: Số vốn vay là: Vv = 350 50% = 175, Như năm phải hoàn lại vốn là: VtV = 175/7 = 25, Tiền trả lãi năm đầu là: Vtrl.1 = Vv ls = 17 10% = 17,5, Trả lãi năm thứ hai là: Vtrl.1 = (175 - 25 10% = 15 Tính tương tự cho năm khác kết ghi bảng VD.3.5 Chi phí khấu hao hàng năm 100 C kh  175  50 Dòng tiền trước thuế năm thứ 0: T0 = B t - Cvh = – 175 = -175; Ở năm thứ nhất: T1 = (140 – 30) = 110; Lợi tức chịu thuế năm thứ Llt.1 = T1 -Ckh - Vtrl= (110 - 50 -17,5) = 42,5; Thuế lợi tức năm thứ Cthue = Llt.1 s = 42,5 0,3 = 112,75; Tổng chi phí Ct = Cvh + VtV + Vtrl + Tlt ; Ct.1 = 175 + + + = 175 Ct.2 = (30+ 25 + 17,5 + 12,75) = 85,25 Dòng tiền sau thuế T2 = Bt – Ct ; T2.1 = 140 – 85,25 = 54,75; Tính tốn tương tự cho năm, kết ghi bảng VD.3.5 Giá trị lợi nhuận quy tại: NPV = T2.-t = 113,88 ngàn $ Tỷ số B/C R = 681,58  1,2 ; 567,7 IRR  27  ( 28  27) 0,71  27,16% 0,71  3,61 Với tn = NPV = -34,77 với tn+1 = NPV = 6,21 thời gian thu hồi vốn T  3 34,77  3,85 năm 34,77  6,21 Bảng VD.3.7 Kết tính tốn ví dụ 3.7, (đơn vị 103$) Năm Bt 140 140 140 140 140 Cvh 175 30 30 30 30 30 Ckh 50 50 50 50 50 Vtv 25 25 25 25 25 Vtrl 17,5 15 12,5 10 7,5 T1 -175 110 110 110 110 110 Llt 42,5 45 47,5 50 52,5 140 30 50 25 110 55 Tổng 140 30 50 25 2,5 110 57,5 101 Cthuế Ct T2 -t Bt -t Ct -t T2 - 175 -175 175 -175 12,75 13,5 14,25 15 15,75 16,5 85,25 83,5 81,75 80 78,25 76,5 54,75 56,5 58,25 60 61,75 63,5 0,91 0,83 0,75 0,68 0,62 0,56 127,27 115,70 105,18 95,62 86,93 79,03 77,50 69,01 61,42 54,64 48,59 43,18 49,77 46,69 43,76 40,98 38,34 35,84 17,25 74,75 65,25 0,51 71,84 38,36 33,48 -175 43,11 35,03 28,44 23,06 18,69 15,13 12,24 0,71 -175 42,77 34,48 27,78 22,35 17,97 14,44 11,59 -3,61 681,58 567,70 113,88 t T2 (1+ 0,27)t T2 (1+ 0,28)t T2.-t (cộng dồn) 175,00 125,23 -78,53 -34,77 6,21 44,55 80,40 113,88 Các kết tính tốn cho thấy dự án mang lại hiệu kinh tế, thời gian thu hồi vốn đầu tư chưa đầy năm Ví dụ 3.8: Xác định tiêu dự án xây dựng mạng điện với số liệu ban đầu sau: Công suất tính tốn PM =380 kW; thời gian sử dụng cơng suất cực đại TM = 3570 h/năm; Mơ hình dự báo phụ tải A = A0(1+a)t-1, với suất gia tăng phụ tải a = 0,04; Tỷ lệ tổn thất A = 6,2%; Tổng số vốn dự án V = 1000.106 VNĐ, vốn tự có 600.106 đ vốn vay ngân hàng 400.106 đ với lãi suất 5%/năm, trả thời gian 10 năm; Khấu hao giảm dần với tỷ lệ pkh = 10%; Thuế suất s = 25%; Hệ số chiết khấu i = 10%; Giá mua điện đầu vào cm = 360 đ/kWh, giá bán điện cb = 650 đ/kWh; Chi phí vận hàng hàng năm Cvh = 52 106 đ Thời gian tính tốn cơng trình t = 15 năm Giải: Sản lượng điện: A = PM.TM = 380 3579 = 1356,6.103 kWh; Lượng điện tổn thất: A = 1356,6 103 0.062 = 84,109 103 kWh; Điện mua: Am=A+A=(1356,6+84,109)103=1440,709.103 kWh; 102 chi phí mua điện: Cm = Am.cm = 1440,709 360 = 518,66.106 đ Doanh thu: B = Ab cb = 1356,6 650 = 881,79.106 đ Tham số năm xác định tương tự với sản lượng điện bán Ab.2 = A0(1+a)t-1= 1356,6(1+0,04)1 = 1410,86.103 kWh; Chi phí khấu hao Ckh.t  (V0  Vcl ) n 1 t n t t 1 (1000  0).(10   1).106  181,82.106 đ 55 Ckh.2 = 1000.9.10 = 163,64.106 đ vv 55 Ckh1  Trả vốn hàng năm VtV = 400.106/10 = 40.106 đ Trả lãi Vtrl.1 = 400.106 0,05 = 20.106 đ Vtrl.2 = (400 - 40).106 0,05 = 18.106 đ Bảng VD 3.8b Kết tính tốn ví dụ 3.8 (đ.vị tính106 đ) chi phí năm Điện 10 kWh doanh thu mua điện Trả vốn t Am Ab B Cm, Vtv A 1440,71 1356,6 84,1092 881,79 518,66 40 1488,76 1401,9 86,9153 911,21 535,96 40 1558,26 1467,3 90,972 953,74 560,97 40 1620,6 1526 94,6114 991,9 583,42 40 1685,43 1587,0 98,3959 1031,6 606,75 40 1752,84 1650,5 102,332 1072,8 631,02 40 1822,96 1716,5 106,425 1115,7 656,26 40 1895,87 1785,2 110,682 1160,4 682,51 40 1971,71 1856,6 115,109 1207 709,82 40 10 2050,57 1930,9 119,713 1255,1 738,21 40 11 2132,59 2008,1 124,502 1305,3 767,73 103 12 13 14 15 2217,90 2306,62 2398,88 2494,79 2088,4 2172 2258,8 2349,1 Tiếp bảng VD 3.8b Chi phí Trả lãi khấu năm hao Vtrl, 8 10 11 12 13 14 15 Ckh 20 18 16 14 12 10 181,82 163,64 145,45 127,27 109,09 90,91 72,73 54,55 36,36 18,18 Tiếp bảng VD 3.8b năm Dòng Hệ số tiền sau giảm giá thuế 104 129,482 134,662 140,05 145,647 Tổng c.p.khôn g kể Ckh C 10 600 570,66 587,96 612,97 635,42 658,75 683,02 708,26 734,51 761,82 790,21 819,73 850,45 882,38 915,6 950,12 1357,5 1411,8 1468,2 1526,9 Dòng tiền trước thuế T1 11 -600 311,13 323,25 340,76 356,48 372,82 389,81 407,48 425,86 444,98 464,85 485,53 507,03 529,39 552,64 576,82 798,45 830,38 863,6 898,12 Lợi tức chịu thuế Thuế lợi tức Tổng chi phí Llt 12 Tlt 13 109,32 141,61 179,31 215,21 251,73 288,9 326,75 365,31 404,62 444,67 485,53 507,03 529,39 552,64 576,82 27,329 35,403 44,829 53,802 62,932 72,225 81,688 91,327 101,15 111,17 121,38 126,76 132,35 138,16 144,20 Ct 14 600 638 663,4 697,8 729,2 761,7 795,2 830 865,8 903 941,4 981,1 1017, 1055 1094 1134, Giá trị quy Dòng tiền sau thuế ứng với hệ số chiết khấu (1,1) t C t.* t Bt * t T2 * t i1 = 0,4 0,41 15 -600 223,806 16 0,909 17 600 579,99 18 801,6 19 -600 203,5 229,847 0,826 548,23 753,1 190 239,936 0,751 524,27 716,6 180,3 248,675 0,683 498,07 677,5 169,9 257,885 0,621 472,95 640,5 160,1 267,584 0,564 448,9 605,6 151,0 277,793 0,513 425,9 572,6 142,6 288,532 0,467 403,92 541,3 134,6 299,821 0,424 382,95 511,8 127,2 10 311,685 0,386 362,94 483,9 120,2 11 324,144 0,351 343,87 457,5 113,6 12 340,271 0,319 324,11 432,5 108,4 13 357,043 0,29 305,52 408,9 103,4 14 374,483 0,263 288,02 386,6 98,61 15 392,613 0,239 271,55 365,5 93,99 T2  t  20 21 -600 -600 159,86 158,7 117,27 115,6 87,440 85,59 64,732 62,91 47,95 46,27 35,538 34,05 26,353 25,07 19,551 18,46 14,511 13,61 10,775 10,03 8,0044 7,401 6,0019 5,510 4,4984 4,100 3,3701 3,050 2,5237 2,268 105 14  6509,6 7990 FV15 715,07 962,6 7224,7 8953 t 0  Tc 1 1403, 5,8557 9,576 259,7 6,6458 5,972 i  1663 12,502 3,603 Tỷ lệ lạm phát lấy 10% năm, đơn giá điện hàng năm tăng thêm 10% Chi phí vận hành thiết bị tăng 9% tiền lương tăng 8% Tổng chi phí khơng kể khấu hao năm thứ (106đ) C1 = Cm.1 + Cvh = (518,66+52)106 = 570,655 Dòng tiền trước thuế T1 1= B1 - C1 = (881,79 - 570,655).106 = 311,135 Lãi chịu thuế: Llt = T1-Ckh-Vtl = 311,3 –181,82 –20 = 109,32 Thuế: Tlt = Llt.s = 109,32.0,25 = 27,33 Tổng chi phí C1 = Cm.1 + Cvh NPV = 1662,92 R = B/C = 8952,65/7224,7 = 1,239 IRR = 40+ 12,5 = 40,79% 12,5  3,6 Khi tn = NPV = T  t 0 t = -146,35 t = NPV = 93,59 Thời gian thu hồi vốn tn T  tn    T2  t t 0 tn 1 T  t 0 tn t   T2  t 6 146,35  6,39 năm 93,59  146,35 t 0 Có thể nhận thấy dự án mang lại hiệu kinh tế hồ tồn chấp nhận Bài tập tự làm Bài tập 3.1: Hãy xác định chi phí quy dẫn đường dây 35 kV có chiều dài 29,7 km làm dây AC.50, công suất truyền tải đường dây S 106 = 3060 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4760h, giá thành tổn thất c=1000 đ/kWh Tuổi thọ cơng trình Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Bài tập 3.2: Hãy xác định chi phí quy dẫn trạm biến áp 10/0,4 kV có cơng suất định mức Sn=250 kVA, công suất phụ tải S = 206 kVA; thời gian sử dụng công suất cực đại TM=4250h, giá thành tổn thất c=1000 đ/kWh; Tuổi thọ trạm biến áp Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Baft tập 3.3: Hãy xác định mật độ dòng điện kinh tế đường dây 10 kV làm dây AC, biết thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4250h, tuổi thọ đường dây Th=25 năm, giá thành tổn thất điện c=1000đ/kWh, hệ số chiết khấu i =0,14 Bài tập 3.4: Hãy xây dựng biểu đồ khoảng kinh tế đường dây 22 kV xác định giá trị giới hạn dòng điện đường dây, biết vốn đầu tư cho bảng, lấy hệ số p = 0,18, c= 1000 đ/kWh,  = 3200 h F, mm2 35 50 70 V, 10 đ/km 206 234 269 R, /km 0,90 0,63 0,45 Bài tập 3.5: Hãy so sánh hai phương án 22 10 kV cung cấp điện cho điểm tải công suất S=490 kVA, hệ số công suất trung bình cos = 0,85 (tg=0,62); Chiều dài từ trạm biến áp trung gian đến trung tâm tải 13,5 km ; Hao tổn điện áp cho phép Ucp=6% Thời gian sử dụng công suất cực đại TM= 4250 h, giá thành tổn thất điện 1000 đ/kWh Tuổi thọ mạng điện coi Th=25 năm, hệ số chiết khấu i=0,1 Bài tập 3.6: Hãy xác định cấp điện áp tối ưu theo phương pháp hệ số Lagrange, biết công suất truyền tải 750 kVA Bài tập 3.7: Dự án đầu tư với số vốn 250 ngàn $, 70% vốn vay với lãi suất đơn với ls = 10%, vốn trả năm Doanh thu hàng năm 125 ngàn $, chi phí vận hành hàng năm 20 ngàn $, khấu hao tuyến tính thời hạn năm, thuế suất lợi tức 25% Hãy xác định tiêu đánh giá dự án 107 Bài tập 3.8: Hãy xác định tiêu đánh giá dự án cơng trình điện với thơng tin ban đầu cho bảng BT 3.8 Số liệu tra theo vần alfabê với chữ đầu tên người thực Ngồi cịn số số liêụ chung cho phương án: Thuế suất s = 20%; Khấu hao tuyến tính với tỷ lệ khấu hao pkh= 4,5% ; tỷ lệ chi phí vận hành so với vốn đầu tư pvh = 6,2% ; Giá mua điện cm = 450 đồng /kWh Giá bán điện cb = 750 đ/kWh Trả vốn hàng năm Bảng BT 3.8 Dữ kiện tập nhà c Vốn đầu tư, 106 Thời hạn Chiế h Tham số phụ tải ĐVN lãi t Mơ hình ữ vay/năm khấu dự báo c pM TM , a A V phụ tải , tự vay, t l% i % kW h % % có Vvay i Vtc A 335 317 3, 5,2 950 950 10 P0(1+a)t-1 B 335 317 3, 5,2 950 650 300 11 P0(1+a)t-1 C 335 317 3, 5,2 950 550 400 5,2 11 P0(1+a)t-1 D 335 317 3, 5,2 950 400 550 10 5,5 11 P0(1+a)t-1 Đ 335 317 3, 5,2 950 200 750 11 P0(1+a)t-1 E 335 317 3, 5,2 950 950 11 P0(1+a)t-1 G 359 278 2, 5,2 960 960 9,5 P0[1+a(t0 1)] H 359 278 2, 5,2 960 360 600 10 9,5 P0[1+a(t0 1)] I 359 278 2, 5,2 960 600 360 9,5 P0[1+a(t0 1)] K 359 278 2, 5,2 960 960 10 9,5 P0[1+a(t0 1)] L 289 357 4, 5,7 807 807 12 P0[1+a(t108 M 289 N 289 O 289 P 289 Q 329 R 421 S 421 T 421 U 421 Ư 421 V 421 X 421 Y 421 357 357 357 357 327 314 314 314 314 314 314 314 314 4, 4, 4, 4, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 5,7 807 300 507 12 5,7 807 200 607 10 5,5 12 5,7 807 407 400 12 5,7 807 807 12 4,5 945 545 400 4,5 1)] P0[1+a(t1)] P0[1+a(t1)] P0[1+a(t1)] P0[1+a(t1)] P0(1+a)t-1 5,3 102 5,3 102 5,3 102 5,3 102 5,3 102 5,3 102 5,3 102 5,3 102 102 900 - - P0(1+a)t-1 125 4,5 P0(1+a)t-1 625 400 5,5 P0(1+a)t-1 425 600 5,5 P0(1+a)t-1 300 725 10 P0(1+a)t-1 200 825 10 P0(1+a)t-1 125 900 10 P0(1+a)t-1 102 10 P0(1+a)t-1 Câu hỏi ôn tập chương Hãy cho biết khái quát chung toán lựa chọn phương án cung cấp điện Hãy trình bày khái quát tiêu kinh tế kỹ thuật hệ thống cung cấp điện Hãy trình bày phương pháp xác định mật độ òng điện kinh tế 109 110 khoảng kinh tế đường dây Hãy trình bày phương pháp xác định giá thành truyền tải giá thành tổn thất điện Hãy trình bày phương pháp chi phí cực tiểu Hãy trình bày phương pháp phân tích kinh tế - tài Hãy trình bày phương pháp chọn cấp điện áp tối ưu Hãy trình bày phương pháp xác định sơ đồ nối điện tối ưu Hãy trình bày phương pháp chế độ số lượng cơng suất tối ưu trạm biến áp ... hợp sau: a, So sánh phương án có dây dẫn với tiết diện F1 F2; b, Phương án có =2; phương án có =3 với F1=F2; c, Phương án có =3; phương án có =4 với F1=F2; d, Cả hai phương án có =4 với F1... án có NPV < có nghĩa khơng thể mang lại hiệu kinh tế Trong số dự án doanh thu phương án coi phương án tối ưu phương án có chi phí nhỏ Phương pháp thường áp dụng để giải toán lựa chọn phương án. .. Nếu phương án so sánh có thành phần giống bỏ qua chúng mà khơng cần tính tới q trình giải tốn so sánh phương án, cho phép đơn giản hoá toán đến mức tối đa - Cần phải đánh giá phương án so sánh