Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 ã Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ************************ nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp Họ và tên sinh viên: Phạm Lê Hoàng Khóa 45 Lớp: Hệ thống điện 3 I. Đầu đề thiết kế: Quy hoạch nguồn điện và phân tích kinh tế - tài chính của dự án đầu t II. Nội dung cụ thể: Phần I: Quy hoạch phát triển nguồn điện bằng phơng pháp quy hoạch nguyên cho một hệ thống điện trong giai đoạn 2005-2020 sau: Xét một hệ thống điện vào năm 2005 đã có sẵn ba nhà máy: nhiệt điện 1 (640 MW), nhiệt điện 2 (460 MW) và thủy điện 1 (720 MW). Biểu đồ phụ tải trong tơng lai đợc biểu diễn dới dạng đờng cong kéo dài và đợc đẳng trị hóa theo 3 bậc trong bảng 1: Bảng 1: Dự báo nhu cầu phụ tải điện trong giai đoạn 2010-2020 Miền phụ tải (p) Thời gian làm việc (giờ) Công suất năm 2010 (MW) Công suất năm 2015 (MW) Công suất năm 2020 (MW) 1. Phụ tải đỉnh 600 2600 3700 6200 2. Phụ tải nửa đỉnh 2800 1800 2600 3700 3. Phụ tải gốc 8760 800 1800 2400 Thông số của các loại nhà máy điện đợc cho trong bảng 2: Bảng 2: Thông số của các nhà máy điện. Loại nhà máy Chi phí đầu t C (USD/kW) Chi phí vận hành F (USD/MWh) Hệ số khả dụng a Công suất cực đại (MW) Nhiệt điện 1 15 0,84 640 Nhiệt điện 2 11 0,84 460 Thủy điện 1 0,8 0,96 720 Thủy điện 2 1590 0,75 0,98 1700 Tuốc bin khí hỗn hợp 1 710 62 0,92 980 Tuốc bin khí hỗn hợp 2 690 72 0,9 1000 Điện nguyên tử 2200 30 0,9 1900 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Năng lợng của nhà máy thủy điện đợc cho trong bảng 3: Bảng 3: Năng lợng đảm bảo nớc của nhà máy thủy điện. Năm Thủy điện 1 (MWnăm) Thủy điện 2 (MWnăm) 2010 1000 1700 2015 980 1600 2020 960 1500 Hệ số mùa = 0,75. Biết rằng dự trữ công suất của toàn hệ thống là 10% và hệ số chiết khấu r là 9%. Phần II: Phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi có các thông số sau: tt Thông số Đơn vị Phơng án 1 Phơng án 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Công suất thiết kế nhà máy Công suất hoạt động cao nhất Giá bán điện Suất tiêu hao khí Giá khí Chi phí nhân công Chi phí quản lý Chi phí bán hàng Vốn đầu t: Chi phí xây dựng nhà xởng Chi phí thiết bị Chi phí khác Thời gian khấu hao (tính chung) Vốn trung hạn đi vay: Vay trong nớc: Lãi suất Thời gian vay Vay vốn nớc ngoài: Lãi suất Thời gian vay Thuế doanh thu Thuế VAT MW % USD/kWh BTU/kWh USD/10 6 BTU USD/kW USD/kW USD/kW USD USD USD USD Năm USD %/năm năm USD %/năm năm %/năm % 860 80 0,05 11.000 2 0,06 0,01 0,004 330.000.000 105.000.000 165.000.000 60.000.000 24 35.000.000 5 10 295.000.000 3 15 25 10 860 80 0,05 10.000 2 0,05 0,01 0,004 370.000.000 110.000.000 190.000.000 70.000.000 24 55.000.000 5 10 315.000.000 3 15 25 10 III. Giáo viên hớng dẫn: TS. Nguyễn Lân Tráng IV. Giáo viên duyệt: IV. Ngày giao đồ án: 31/01/2005 V. Ngày hoàn thành đồ án: 28/05/2005 Hà nội ngày 28 tháng 5 năm 2005 Chủ nhiệm bộ môn Cán bộ hớng dẫn thiết kế Giáo viên duyệt Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 TS. NguyÔn L©n Tr¸ng Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 ! Trang Phần 1. quy hoạch phát triển nguồn điện Chơng 1.tổng quan về quy hoạch HTĐ "#"#Nhiệm vụ và vị trí của quy hoạch phát triển HTĐ trong quy hoạch năng lợng 1.2. Sử dụng mô hình toán học trong bài toán quy hoạch hệ thống điện Chơng 2.quy hoạch nguồn điện 2.1. Phát biểu bài toán 2.2. Các bớc tìm lời giải của bài toán quy hoạch phát triển nguồn 2.3. Một số mô hình ứng dụng trong quy hoạch phát triển nguồn 2.3.1. Mô hình quy hoạch tuyến tính 2.3.2. Mô hình quy hoạch phi tuyến 2.3.2.1. Phơng pháp tuyến tính hóa 2.3.2.2. Các phơng pháp đa về quy hoạch phi tuyến không ràng buộc 2.3.3. Mô hình quy hoạch động Chơng 3.giải bài toán quy hoạch nguồn điện bằng mô hình quy hoạch tuyến tính 3.1. Mô hình bài toán quy hoạch nguồn điện bằng phơng pháp QHTT 3.1.1. Hàm mục tiêu 3.1.2. Các ràng buộc 3.2. p mô hình QHTT thuần túy chọn cấu trúc tối u trong quy hoạch và phát triển nguồn 3.2.1. Thông số đầu vào của bài toán 3.2.1.1. Dự báo phụ tải 3.2.1.2. Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các nhà máy 3.2.1.3. Năng lợng của các nhà máy thủy điện 3.2.2. Hàm mục tiêu 3.2.2.1. Chi phí đầu t H 1 3.2.2.2. Chi phí vận hành H 2 3.2.3. Các điều kiện ràng buộc 3.2.3.1. Ràng buộc về công suất đặt 3.2.3.2. Ràng buộc về thỏa mãn nhu cầu phụ tải 3 3 3 4 8 8 8 10 11 12 13 13 14 17 17 17 18 19 19 19 20 20 21 22 22 26 26 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 3.2.3.3. Ràng buộc công suất đặt từng nhà máy 3.2.3.4. Ràng buộc về giới hạn công suất từng nhà máy 3.2.3.5. Ràng buộc năng lợng phát của nhà máy thủy điện 3.2.3.6. Ràng buộc đảm bảo nhu cầu điện năng 3.2.4. Kết quả của bài toán QHTT nguồn điện 3.2.5. Nhận xét kết quả Chơng 4.giải bài toán quy hoạch nguồn điện bằng ph- ơng pháp quy hoạch nguyên hỗn hợp 4.1. Nội dung của phơng pháp quy hoạch nguyên hỗn hợp 4.2. Giải bài toán quy hoạch nguồn điện bằng phơng pháp quy hoạch nguyên hỗn hợp 4.2.1. Hàm mục tiêu 4.2.2. Các ràng buộc 4.2.3. Kết quả giải bài toán bằng phơng pháp QHNHH 4.2.4. Nhận xét kết quả bài toán Phần II. phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi Chơng 1.các vấn đề cơ bản về dự án đầu t 1.1. Khái niệm dự án đầu t 1.2. Vai trò của đầu t phát triển 1.3. Một số thông số cơ bản của đầu t 1.4. Các tiêu chuẩn đánh giá dự án đầu t 1.5. Đánh giá dự án đầu t theo tiêu chuẩn động 1.5.1. Các bớc chuẩn bị đánh giá dự án đầu t 1.5.2. Tính qui đổi thời gian của tiền tệ 1.5.2.1. Trờng hợp chung 1.5.2.2. Khi lợi nhuận và chi phí của mỗi năm là nh nhau trong một số năm của đời sống dự án 1.5.3. Các phơng pháp đánh giá dự án đầu t 1.5.3.1. Phơng pháp giá trị tơng đơng 1.5.3.2. Phơng pháp hệ số hoàn vốn nội tại 1.5.3.3. Phơng pháp tỉ số lợi nhuận/chi phí 1.5.3.4. Phơng pháp thời gian thu hồi vốn đầu t 1.6. Phân tích tài chính các dự án 26 28 29 33 34 37 38 39 40 41 42 42 42 43 44 45 45 47 48 49 50 50 52 52 55 56 57 60 66 68 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 1.6.1. Khái niệm, đặc điểm và vai trò của thuế 1.6.1.1. Khái niệm 1.6.1.2. Đặc điểm của thuế 1.6.1.3. Vai trò của thuế 1.6.2. Các phơng pháp tính khấu hao 1.6.2.1. Khấu hao tuyến tính SL 1.6.2.2. Khấu hao theo số d giảm dầm DB 1.6.2.3. Khấu hao theo số lợng, khối lợng sản phẩm 1.6.3. Dòng tiền dự án khi phân tích tài chính 1.6.3.1. Dự án không vay vốn 1.6.3.2. Dự án có vay vốn Chơng 2.phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi 2.1. Các thông số kinh tế kĩ thuật của hai nhà máy 2.2. Phân tích kinh tế hai dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi 2.3. Phân tích tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện 2.4. So sánh kinh tế tài chính hai dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi 2.5. Phân tích độ nhạy của dự án đầu t đợc chọn Phụ lục 69 69 69 70 70 71 71 71 72 72 72 73 74 74 75 81 85 86 92 Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel : 0918.775.368 Lời nói đầu Quy hoạch năng lợng nói chung và quy hoạch nguồn điện nói riêng đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu điện năng cho mọi lĩnh vực hoạt động của kinh tế xã hội, điều này lại càng quan trọng đối với nớc ta đang trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nớc. Tùy thuộc vào trình độ phát triển và điều kiện cụ thể của mỗi quốc gia mà mức độ quan tâm và cách giải quyết đối với bài toán quy hoạch năng lợng và quy hoạch nguồn điện có khác nhau. Trong phạm vi của đề tài tốt nghiệp này em xin trình bày bài toán quy hoạch phát triển nguồn điện, các phơng pháp đánh giá lựa chọn dự án đầu t hiện đang đợc sử dụng phổ biến để phân tích và lựa chọn dự án đầu t xây dựng nhà máy điện. Đề tài đã thực hiện bao gồm những vấn để sau: Phần một: Sử dụng mô hình quy hoạch tuyến tính thuần túy và quy hoạch tuyến tính - nguyên hỗn hợp cho bài toán quy hoạch phát triển nguồn. Nhận lời giải trên máy tính với chơng trình XA. Phần hai: Phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi. Trong đồ án tốt nghiệp này, mặc dù đã có rất nhiều cố gắng nhng do bản đồ án đề cập đến nhiều kiến thức mới, phức tạp nên không tránh khỏi sai sót. Kính mong các thầy cô trong khoa và các bạn đồng môn góp ý để bản đồ án đợc hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa, các bạn đồng môn và đặc biệt là TS. Nguyễn Lân Tráng đã tận tình hớng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Qua nội dung của đồ án tốt nghiệp giúp em tổng kết đợc các kiến thức mà mình đã đợc tiếp thu từ các thầy cô trong quá trình học tập tại trờng và giúp em học hỏi thêm đợc nhiều kiến thức bổ ích cho việc học tập và công tác sau này. PhÇn 1-Quy ho¹ch vµ ph¸t triÓn nguån ®iÖn PhÇn I Quy ho¹ch vµ ph¸t triÓn nguån ®iÖn Ph¹m Lª Hoµng-HT§ 3-K45  3 Phần I-Chơng 1-Tổng quan về quy hoạch HTĐ Chơng 1 Tổng quan về quy hoạch hệ thống điện "#"#$ %&'()*+ '(),!- Quy hoạch phát triển hệ thống điện (HTĐ) là một bộ phận quan trọng nhất trong quy hoạch năng lợng. Dựa vào chiến lợc và chính sách năng lợng quốc gia, mỗi ngành (điện, than, dầu khí) xây dựng định hớng phát triển cho từng ngành trong tơng lai 20-30 năm tới. Nhiệm vụ của quy hoạch phát triển hệ thống điện là: - Dự báo nhu cầu điện năng của hệ thống cho tơng lai có xét đến định hớng phát triển kinh tế - xã hội của đất nớc. - Xác định tỉ lệ tối u giữa các loại nguồn năng lợng sơ cấp thủy năng, nhiên liệu hoá thạch (than, dầu, khí thiên nhiên), hạt nhân, các dạng năng lợng mới và tái sinh dùng để chuyển hoá thành điện năng trong từng giai đoạn tơng lai. - Xác định khả năng xây dựng và điều khiển đa vào hoạt động của các loại nhà máy điện khác nhau trong hệ thống điện sao cho đạt đợc hiệu quả tối u. - Xây dựng những nguyên tắc cơ bản về phát triển hệ thống lới điện truyền tải và phân phối. Vấn đề liên kết hệ thống, tải điện đi xa, cấu trúc tối u của lới điện, vấn đề sử dụng hợp lí và tiết kiệm điện năng, vấn đề giảm thiểu ảnh hởng của việc phát triển điện năng lên môi trờng. - Ước tính mức độ đầu t cho các công trình và hoạt động điện lực, khả năng huy động vốn cho đầu t điện lực. Vị trí và cấu trúc của quy hoạch HTĐ đợc thể hiện ở hình 1.1 (trang bên). Phạm Lê Hoàng-HTĐ 3-K45 ./0(1& 2,!3- Quy hoạch năng l;ợng quy hoạch hệ thống điện 45* 6 7()!38 7()( 7() 7() 9:(& 7() , !3- 8 Cân bằng năng l;ợng 4 Phần I-Chơng 1-Tổng quan về quy hoạch HTĐ Hình 1.1.Vị trí và cấu trúc của quy hoạch hệ thống điện 1.2. 2;9 <'() Bài toán quy hoạch phát triển hệ thống điện là bài toán kinh tế - kĩ thuật lựa chọn phơng án tối u về mặt kinh tế để phát triển ngành điện nhằm đảm bảo cung cấp đủ năng lợng cho hộ tiêu thụ với chất lợng cao. Trong thực tế thờng không có phơng án tối u tuyệt đối, nghĩa là luôn tồn tại sự mâu thuẫn giữa tính kinh tế với yêu cầu kĩ thuật, chẳng hạn nh vốn đầu t ít nhng lại cần độ tin cậy cung cấp điện cao, phí tổn vận hành nhỏVì thế, chỉ tiêu tối u không thể mang tính tuyệt đối mà chỉ có thể mang tính dung hòa, phụ thuộc từng năm, hoàn cảnh kinh tế và phần nào mang tính chủ quan của ngời quyết định dự án. Đặc biệt là đối với hệ thống điện là một hệ thống có cấu trúc phức tạp, nhiều cấp, luôn luôn phát triển và chịu tác động của nhiều yếu tố ngẫu nhiên của xã hội, môi trờng. Ngày nay, để giải quyết những bài toán tối u trong HTĐ thờng sử dụng ph- ơng pháp mô hình toán học kết hợp với máy tính điện tử. Tức là bài toán quy hoạch sẽ đợc phát biểu dới dạng toán học. Một bài toán quy hoạch tổng quát đợc phát biểu nh sau: Xác định tập giá trị các biến X = {x 1 ,x 2 ,,x n } (1-1) Sao cho hàm f(x j ) min (max) (j = 1,2,,n) Phạm Lê Hoàng-HTĐ 3-K45 5 [...]... công suất đặt từng nhà máy Xjvmax Xjv Xjvmax: Công suất đặt giới hạn của từng nhà máy Nhà máy 1 (tức nhà máy nhiệt điện 1): X110 + X115 + X120 X1max = 640 Nhà máy 2 (tức nhà máy nhiệt điện 2): X210 + X215 + X220 X2max = 460 Nhà máy 3 (tức nhà máy thủy điện 1): X310 + X315 + X320 X3max = 720 Nhà máy 4 (tức nhà máy thủy điện 2): X410 + X415 + X420 X4max = 1700 Nhà máy 5 (tức nhà máy tuốc bin khí hỗn... vốn đầu t cho các nhà máy thủy điện Đó là vì với diện tích đất tự nhiên để xây dựng nhà máy thủy điện yêu cầu vốn đầu t ban đầu hầu nh không đổi với công suất đặt của tổ máy Vì vậy khi lời giải tối u (nhận đợc theo mô hình QHTT) có trị số nhỏ (công suất đặt của nhà máy thủy điện bé) thì trị số đó không còn là tối u nữa, do suất vốn đầu t thực tế (tỉ lệ với tg1) lớn hơn trị số đã sử dụng trong tính toán... 15, 20 * v1: Năm đầu tiên dự kiến đa nhà máy vào vận hành 3.2.2.1 Chi phí đầu t H1 Phạm Lê Hoàng-HTĐ 3-K45 21 trờng đại học bách khoa hà nội Phần I-Chơng 3-Mô hình quy hoạch tuyến tính Với bài toán cụ thể là quy hoạch và phát triển nguồn điện cho 1 hệ thống điện hiện (2005) gồm 3 nhà máy: nhiệt điện 1, nhiệt điện 2 và thủy điện 1 đã, đang hoạt động Bốn nhà máy chuẩn bị đa vào là thủy điện 2, tuốc bin... Vốn đầu t của nhà máy thủy điện thờng chiếm từ 60-70% vốn đầu t tổng Trong đó: Phạm Lê Hoàng-HTĐ 3-K45 11 trờng đại học bách khoa hà nội Phần I-Chơng 2-Quy hoạch nguồn điện Ap = VE - suất vốn đầu tư trê n 1 đơn vị công suất điện, $ /kW Nđ ap = VE - suất vốn đầu tư trê n 1 đơn vị công suất đặt thê m, $ /kW Nđ Nđ - công suất đặt của nhà máy thủy điện VE - vốn đầu t cho sản xuất điện năng của nhà máy. .. tính 3.2.1.2 Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các nhà máy Bảng 3.2: Thông số của các nhà máy Chi phí Hệ số khả Công suất đầu t C vận hành F dụng a cực đại (USD/kW) Loại nhà máy Chi phí (USD/kWh) (MW) Nhiệt điện 1 15 0,84 640 Nhiệt điện 2 11 0,84 460 Thủy điện 1 0,8 0,96 720 Thủy điện 2 1590 0,75 0,98 1700 Tuốc bin khí hỗn hợp 1 710 62 0,92 980 Tuốc bin khí hỗn hợp 2 690 72 0,9 1000 Điện nguyên tử 2200 30... nguồn điện Chơng 2 Quy hoạch nguồn điện 2.1 phát biểu bài toán Nh phân tích ở trên, bài toán quy hoạch phát triển nguồn điện (các nhà máy điện) là một trong hai bài toán quan trọng nhất, là một phần không thể tách rời của bài toán tổng hợp về sự phát triển tối u HTĐ Tuy nhiên, trong một chừng mực nhất định bài toán quy hoạch phát triển nguồn có thể xem xét độc lập với các nội dung khác (dự báo nhu cầu điện. .. xuất điện năng của nhà máy thủy điện Ap V ap V0 C1 = tg1 C2 = tg Nop Ap 0 Nđ Hình 2.3 ảnh hưởng vốn đầu tư ban đầu của nhà máy thuỷ điện Nđ Hình 2.2 Suất vốn đầu tư tính cho 1 đơn vị công suất đặt Một yếu tố khác cũng ảnh hởng đáng kể đến độ tuyến tính của hàm mục tiêu là suất chi phí nhiên liệu b cho một đơn vị điện năng sản xuất ra của các nhà máy nhiệt điện Thực tế b phụ thuộc phức tạp vào trị số... trong quy hoạch và phát triển nguồn Quy hoạch phát triển nguồn điện cho một hệ thống điện trong giai đoạn 2005-2020 sau: Xét một hệ thống điện vào năm 2005 đã có sẵn ba nhà máy: nhiệt điện 1 (640 MW), nhiệt điện 2 (460 MW) và thủy điện 1 (720 MW) 3.2.1 Thông số đầu vào của bài toán 3.2.1.1 Dự báo phụ tải Bảng 3.1: Dự báo nhu cầu phụ tải điện trong giai đoạn 2010-2020 Miền phụ tải (p) Thời gian làm việc... loại nhà máy điện, công suất và trình tự đa vào xây dựng, mở rộng cũng nh đa vào vận hành các loại nhà máy đó để đạt điều kiện chi phí tính toán nhỏ nhất, trên cơ sở đảm bảo các ràng buộc về kinh tế, kĩ thuật Để đảm bảo cùng mặt bằng về chỉ tiêu kinh tế phải sử dụng các chỉ tiêu đánh giá chi phí và hiệu quả giống nhau đợc hiện tại hóa về một mốc thời gian nh nhau Trong phần chi phí của từng phơng án. .. hình thuật toán WASP-III bao gồm các môđun con (xem hình 2.4) với các chức năng nh sau: a LOADSYS (Load System Description): Đa vào các số liệu và tính toán nhu cầu phụ tải và chế độ tiêu thụ điện bao gồm nhu cầu công suất, điện năng và đờng tích phân phụ tải b FIXSYS (Fixed System Description): Đa vào các thông tin kinh tế- kĩ thuật-môi trờng của các nhà máy điện hiện có và của các nhà máy điện đã có . số kinh tế kĩ thuật của hai nhà máy 2.2. Phân tích kinh tế hai dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi 2.3. Phân tích tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện 2.4. So sánh. tiền dự án khi phân tích tài chính 1.6.3.1. Dự án không vay vốn 1.6.3.2. Dự án có vay vốn Chơng 2 .phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi . kết quả bài toán Phần II. phân tích so sánh kinh tế tài chính hai dự án đầu t xây dựng nhà máy nhiệt điện ngng hơi Chơng 1.các vấn đề cơ bản về dự án đầu t 1.1. Khái niệm dự án đầu t 1.2.