โครงสร้างระบบไฟฟ้ากำลัง ปิยดนัย ภาชนะพรรณ์

ภาพรวมระบบไฟฟ้ากำลัง กฟผ. กฟน. กฟภ. + เอกชน. (IPP, SPP)

ภาพรวมระบบไฟฟ้ากำลัง

Distribution Network

ระบบการผลิต (Power Generation)

ระบบการผลิต (Power Generation) 1. แหล่งพลังงาน (Energy Source) 2. พลังงานไฟฟ้า (Electric Energy) 3. โรงไฟฟ้า (Generator)

แหล่งพลังงาน (Energy Source) พลังงานเชิงพานิชย์ - พลังงานที่มาจากเชื้อเพลิง ประเภทฟอสซิล (Fossil Fuel) น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติ - พลังงานที่มาจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ ยูเรเนียม ธอเรียม

แหล่งพลังงาน (Energy Source) พลังงานหมุนเวียน - พลังงานที่สามารถเกิดขึ้นใหม่ได้อยู่ตลอดเวลา พลังงานแสงอาทิตย์ ลม คลื่น ลำน้ำ วัสดุเหลือใช้ทางการเกษตร

ปริมาณพลังงาน สามารถวัดปริมาณพลังงานที่ได้จากแหล่งพลังงานแต่ละประเภทออกเป็นหน่วยมาตรฐานต่างๆ ค่าความสัมพันธ์แต่ละหน่วยต่างๆ 1 กิโลแคลอรี = 4186 จูล 1 kWh = 3.6 ล้านจูล (MJ)

ปริมาณพลังงานต่อหน่วย เชื้อเพลิงแต่ละประเภท จะให้พลังงานออกมาไม่เท่ากันที่ปริมาณต่อหน่วยเดียวกัน ปริมาณความร้อนต่อหน่วย มักแสดงในรูป “ ความร้อนจำเพาะ ” ความร้อนจำเพาะ สูง  เชื้อเพลิงมีประสิทธิภาพ สูง

ค่าความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ

ค่าความร้อนจำเพาะของเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ

พลังงานไฟฟ้า (Electrical Energy) เป็นพลังงานที่ได้จากการแปรรูปเชื้อเพลิงชนิดต่างๆ ใช้กันในภาคอุตสาหกรรม ธุรกิจและบริการ บ้านอยู่อาศัย เป็นพลังงานที่สะอาด และสะดวกต่อการใช้งาน สามารถส่งจ่ายจากแห่งหนึ่งไปอีกแห่งได้ค่อนข้างง่าย ปัจจุบันเป็นปัจจัยสำคัญยิ่งต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์

ภาพรวมการใช้พลังงานไฟฟ้าของประเทศไทย ข้อมูลปี 2544 : หน่วย GWh

ภาพรวมการใช้พลังงานไฟฟ้าของประเทศไทย สามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้แค่ 1/3 ของพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงที่ผลิต พลังงาน 2/3 ของพลังงานที่ได้จากเชื้อเพลิงที่ผลิต เป็นพลังงานสูญเสียในระหว่างกระบวนการแปรสภาพพลังงาน พลังงานสูญเสียในสายส่ง คิดเป็น 9.2 % ของพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้ส่วนใหญ่ใช้ในภาคอุตสาหกรรมและธุรกิจบริการ

พลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากโรงไฟฟ้าแต่ละประเภท โคเจน ความร้อนร่วม กังหันก๊าซ พลังไอน้ำ พลังน้ำ โรงไฟฟ้าอื่นๆ คือ พลังแสงอาทิตย์ ความร้อนใต้พิภพ ลม

ข้อมูลปี 48 www.egat.co.th

กำลังการผลิตติดตั้งของโรงไฟฟ้าแต่ละประเภท โคเจน ความร้อนร่วม กังหันก๊าซ พลังไอน้ำ พลังน้ำ อื่นๆ คือ พลังแสงอาทิตย์ ความร้อนใต้พิภพ ลม

ข้อมูลปี 48 (1) เดือน ส.ค.

ข้อมูลปี 48 (2) เดือน ส.ค.

สรุปข้อมูลโรงไฟฟ้า ในประเทศไทย (1)

สรุปข้อมูลโรงไฟฟ้า ในประเทศไทย (2)

สรุปข้อมูลโรงไฟฟ้า ในประเทศไทย (3)

โรงไฟฟ้าแต่ละประเภท ทำหน้าที่แปลงพลังงานจากเชื้อเพลิง เป็น พลังงานไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ โรงไฟฟ้าพลังน้ำ โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ โรงไฟฟ้าความร้อนร่วม โรงไฟฟ้าดีเซล โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โรงไฟฟ้าพลังงานลม

ระบบส่ง (Transmission) 500 kV 230 kV 115 kV

ระบบจำหน่าย(Distribution)

ภาระไฟฟ้า (Load) สิ่งต่างๆ ที่ต่อเข้ากับระบบไฟฟ้า และต้องใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงาน ปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้า จะขึ้นอยู่กับปริมาณ (ขนาดและจำนวน) และประเภทของอุปกรณ์ไฟฟ้า ลักษณะการใช้พลังงานไฟฟ้า จะขึ้นอยู่กับประเภทของผู้ใช้ไฟ

ประเภทของผู้ใช้ไฟ ประเภทบ้านอยู่อาศัย ประเภทอาคารสำนักงาน ประเภทสถานบริการ ประเภทโรงงานอุตสาหกรรม

ภาระไฟฟ้าแปรเปลี่ยนที่โรงไฟฟ้า ภาระไฟฟ้า (โหลด) ที่โรงไฟฟ้าต้องจ่ายกำลังไฟฟ้าออกมา โดยมีค่าเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เพราะความต้องการไฟฟ้าไม่คงที่แน่นอน โรงไฟฟ้าต้องออกแบบให้มีพิกัดพอเพียงที่จะจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่โหลดที่แปรเปลี่ยนได้ ภาระไฟฟ้าที่แปรเปลี่ยน –> ลักษณะโหลดในระบบ

ลักษณะภาระไฟฟ้า (Load Characteristic) ขึ้นอยู่กับลักษณะและพฤติกรรมการใช้ไฟฟ้าที่แตกต่างกันของผู้ใช้ไฟแต่ละประเภท ก่อให้เกิดความต้องการไฟฟ้ารวมของทั้งประเทศ หรือของแต่ละพื้นที่ แปรเปลี่ยนกันไปตามเวลา วิเคราะห์ลักษณะภาระไฟฟ้า ได้จากเส้นโค้งภาระไฟฟ้า

เส้นโค้งภาระไฟฟ้า (Load Curve) เส้นที่แสดงการแปรเปลี่ยนของกำลังไฟฟ้าเทียบกับเวลา ชนิดของเส้นโค้งภาระไฟฟ้า 1. เส้นโค้งภาระไฟฟ้าของวัน (Daily load curve) 2. เส้นโค้งภาระไฟฟ้าของเดือน (Monthly load curve) 3. เส้นโค้งภาระไฟฟ้าของปี (yearly load curve)

เส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายวัน เส้นโค้งการใช้กำลังไฟฟ้าในแต่ละชั่วโมงใน 1 วัน

ข้อมูลที่ได้จากเส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายวัน 1. แสดงการเปลี่ยนแปลงกำลังไฟฟ้าตลอดวัน 2. พื้นที่ใต้เส้นโค้ง คือ พลังงานที่โรงไฟฟ้าจ่ายออกในวันนั้น 3. จุดสูงสุดของกราฟ บอกถึง ความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum Demand) 4. ภาระไฟฟ้าเฉลี่ย = พลังงานที่โรงไฟฟ้าจ่ายออกในวันนั้น 24 ชม.

ข้อมูลที่ได้จากเส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายวัน กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย 5. ตัวประกอบภาระไฟฟ้า (Load Factor) = ความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด 6. ใช้เลือกขนาดและจำนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 7. ใช้ในการเตรียมตารางการปฏิบัติงานที่โรงไฟฟ้า

ระดับโหลดจากเส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายวัน ใช้เพื่อเลือกขนาด ชนิด และจำนวนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ลักษณะเส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายวันใน 1 สัปดาห์ เสาร์ – อาทิตย์ เป็นวันหยุด การใช้โหลดจะน้อยกว่าวันทำงาน

เส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายเดือน เส้นโค้งที่ได้จากการนำเส้นโค้งภาระไฟฟ้าในแต่ละวัน ในเดือนนั้นๆ มาหาค่าเฉลี่ยในแต่ละช่วงเวลา ที่เวลา t ใดๆ (MW1+MW2 + …+MW30) ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของเดือน (30 วัน) = 30

เส้นโค้งภาระไฟฟ้ารายปี เส้นโค้งที่ได้จากการนำเส้นโค้งภาระไฟฟ้าในแต่ละเดือน ในปีนั้นๆ มาหาค่าเฉลี่ยในแต่ละช่วงเวลา ที่เวลา t ใดๆ (MW1+MW2 + …+MW12) ค่ากำลังไฟฟ้าเฉลี่ยของปี = 12

เส้นโค้งภาระไฟฟ้าตามระยะเวลา เส้นที่บอกจำนวนชั่วโมงที่โรงไฟฟ้าจ่ายกำลังไฟฟ้าออกมา ระยะทางจาก a-b , c-d และ e-f เท่ากับ 6 ชั่วโมง

ความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum Demand) ค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดของระบบ วัดเป็นค่าเฉลี่ยภายใน 15 นาที หรือ 30 นาที หรือ 1 ชั่วโมง เป็นค่าที่นำไปใช้ในการวางแผนขยายการผลิต ใช้ประมาณขนาดและราคาของโรงไฟฟ้าที่จะสร้างเพิ่มเติม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และ หม้อแปลง จ่ายกำลังเกินพิกัด ได้ประมาณ 15 – 30 นาที

การหาความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด

ตัวประกอบภาระไฟฟ้า (Load Factor) กำลังไฟฟ้าเฉลี่ย ตัวประกอบภาระไฟฟ้า (Load Factor) = ความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด

ความหมายของตัวประกอบภาระไฟฟ้า Load Factor = 1  โรงไฟฟ้าเดินเครื่องเต็มที่ ที่จุดประสิทธิภาพสูงสุดตลอดเวลา (ค่าผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยต่ำ) Load Factor = 0.5  กำลังไฟฟ้าสูงสุด สูงเป็น 2 เท่าของกำลังไฟฟ้าเฉลี่ย Load Factor ต่ำๆ  โรงไฟฟ้าเดินเครื่อง เร่งๆ ผ่อนๆ ตลอดเวลา ทำให้มีประสิทธิภาพต่ำ (ค่าผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยสูง)

ภาระไฟฟ้าที่ต่ออยู่กับระบบ (Connected Load) ผลรวมของค่าพิกัดอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ติดตั้งรวมในระบบ อาจใช้งานพร้อมกัน หรือใช้เพียงบางส่วนก็ได้ ความต้องการไฟฟ้า อาจเปลี่ยนแปลงในแต่ละช่วงเวลาขึ้นกับลักษณะการใช้งานของโหลดเหล่านี้ ถ้าใช้งานโหลดพร้อมกัน ค่าโหลดที่ต่ออยู่ในระบบ = ความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุด

ตัวประกอบความต้องการกำลังไฟฟ้า (Demand Factor) ผลรวมความต้องการไฟฟ้าสูงสุดของผู้ใช้ไฟแต่ละกลุ่ม Demand Factor = โหลดรวมที่ต่ออยู่กับระบบ ถ้ารู้ค่า DF และขนาดโหลดที่ต่ออยู่กับระบบของผู้ใช้แต่ละประเภท ก็จะทราบค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุดที่เกิดขึ้นได้

ตัวประกอบความพร้อมเพรียง (Diversity Factor) เกิดจากการที่ผู้ใช้ไฟแต่ละราย มีความต้องการกำลังไฟฟ้าสูงสุดไม่ตรงกัน จึงทำให้ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ต่ำกว่า ผลรวมของความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดของผู้ใช้ไฟแต่ละราย ผลรวมของค่าความต้องการไฟฟ้าสูงสุดของผู้ใช้ไฟแต่ละกลุ่ม Diversity Factor = ความต้องการไฟฟ้าสูงสุดของระบบ Diversity Factor จะส่งผลต่อขนาดกำลังติดตั้งสูงสุดของโรงไฟฟ้า Diversity Factor สูง กำลังสูงสุดที่โรงไฟฟ้าจ่ายออกมาก็จะลดลง

ตัวประกอบความพร้อมเพรียง (Diversity Factor) b a เส้น a + เส้น b  เส้น c ขนาดที่จุด a + ขนาดที่จุด b Diversity factor = ขนาดที่จุด c