9789740332664

1. บทที่ 1
การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า
วัตถุประสงค์การเรียนรู้
 สามารถบอกลักษณะระบบไฟฟ้ าที่ดีได้
 สามารถบอกความสําคัญของการวางแผนระบบไฟฟ้ าได้

2. 2 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
บทนํา
ระบบไฟฟ้ าโดยทั่วไปประกอบด้วยเครื่องกําเนิดไฟฟ้ า ระบบส่งและระบบจําหน่าย เครื่อง
กําเนิดไฟฟ้ ามีหลายประเภท ใช้เชื้อเพลิงหลากชนิด ทําให้ต้นทุนการผลิตไม่เท่ากัน และมีบริษัทผลิต
ไฟฟ้ าเอกชน โรงไฟฟ้ าพลังหมุนเวียนต่อเชื่อมกับระบบ การตอบสนองแตกต่างกัน ไฟฟ้ าจะส่งจาก
โรงไฟฟ้ าผ่านสายส่งแรงสูงระยะไกลซึ่งเชื่อมต่อกันเป็นวงจรข่าย เมื่อไปถึงโหลดจะมีการลดระดับแรงดัน
ลงเข้าสู่ระบบจําหน่ายเพื่อจ่ายโหลดต่อไป ระบบส่งมีความสําคัญมากเพราะเป็นเส้นทางเชื่อมต่อไปยัง
โหลด และโหลดส่วนมากจะอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ๆ และมักอยู่ห่างจากโรงไฟฟ้ า จึงจําเป็นต้องใช้สายส่ง
แรงสูงเพื่อลดกําลังสูญเสียในระบบ ระดับแรงดันยิ่งสูงยิ่งส่งได้มาก แต่การออกแบบฉนวนยิ่งยากมาก
ขึ้น และสายส่งยังเสี่ยงกับการถูกฟ้ าผ่า ซึ่งอาจนําไปสู่เหตุการณ์ไฟฟ้ าดับ เช่น กรณีไฟฟ้ าดับในจังหวัด
ทางภาคใต้ในปี 2556 ระบบส่งต้องคํานึงถึงความมั่นคง (security) ความเชื่อถือได้ (reliability) และ
คุณภาพไฟฟ้ า (electrical quality)
ส่วนระบบจําหน่ายเป็นระบบที่เชื่อมต่อกับผู้ใช้ไฟฟ้ าโดยตรง วงจรไฟฟ้ าระบบจําหน่ายจะแตก
ต่างกับระบบส่ง เพราะมีจุดเชื่อมต่อโหลดเป็นจํานวนมาก และโหลดอาจเป็นทั้ง 1 เฟส และ 3 เฟส และ
อาจเป็นโหลดไม่สมดุล เดิมสายป้ อนถูกออกแบบให้จ่ายไฟทางเดียวจากแหล่งจ่ายไฟไปหาโหลด โดยมี
โหลดต่อเชื่อมอยู่เป็นระยะ จึงต้องคํานึงถึงแรงดันตกในสายป้ อนและแรงดันที่โหลดทุกจุด ปัจจุบันวงจร
สายป้ อนมีหลายแบบ บางแบบอาจเชื่อมต่อเป็นวงแหวนเพื่อให้ระบบไฟฟ้ ามีความมั่นคง ความเชื่อถือ
ได้ และคุณภาพของไฟฟ้ า และต้องคํานึงถึงความเสียหายของผู้ใช้ไฟเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟฟ้ าดับ และมี
การประสานงาน (coordination) ระหว่างระบบผลิตไฟฟ้ า ระบบส่ง กับระบบจําหน่ายเมื่อเกิดเหตุไฟฟ้ า
ไม่พอจ่าย ระบบจําหน่ายอาจจําเป็นต้องดับไฟแบบหมุนเวียน (rotate shedding) เป็นการดับไฟทีละ
เขตด้วยเวลาที่เท่า ๆ กัน หมุนเวียนไปทีละเขต เพื่อลดโหลดและบรรเทาความเดือดร้อน ตัวอย่างเช่น
ในช่วงเดือนธันวาคม ปี 2555 ที่เกาะสมุยเมื่อเกิดเหตุการณ์สายเคเบิล 115 kV ขัดข้องทําให้การไฟฟ้ า
ไม่สามารถจ่ายไฟไปที่เกาะได้ แต่ยังมีแหล่งจ่ายไฟในเกาะอยู่บ้างและรับไฟฟ้ าบางส่วนผ่านสายเคเบิล
1.1

3. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 3
33 kV และการไฟฟ้ าได้ส่งเครื่องกําเนิดไฟฟ้ าขนาดเล็กแบบเคลื่อนที่ได้เข้าไปช่วยเสริม แต่กําลังผลิต
รวมไม่สามารถจ่ายโหลดทั้งหมดได้
ปัจจัยที่มีผลกระทบกับการวางแผนการผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า
การวางแผนการผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ ามีความสําคัญมาก ระบบไฟฟ้ าที่ดีจะช่วยพัฒนา
เศรษฐกิจของประเทศ เพิ่มคุณภาพชีวิตความเป็นอยู่ของประชาชน การไฟฟ้ าต้องรับผิดชอบผลิตไฟฟ้ า
ให้เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้ า และมีระบบส่ง ระบบจําหน่ายที่เหมาะสม เพื่อให้สามารถจ่าย
โหลดได้ทั้งระยะสั้นและระยะยาว โหลดจะเพิ่มขึ้นทุกปี ดังนั้นจึงต้องมีการวางแผนผลิตไฟฟ้ า สายส่ง
และระบบจําหน่าย การวางแผนผลิตไฟฟ้ าเริ่มจากพิจารณาโรงไฟฟ้ าที่มีอยู่แล้วในปัจจุบันและโรงไฟฟ้ า
ที่จะหมดอายุการใช้งานในอนาคต โหลดในอนาคต และพิจารณาสร้างโรงไฟฟ้ าเพิ่มเข้ามา การวางแผน
ต้องคํานึงถึงผลในระยะยาว เพราะการก่อสร้างใช้เวลานาน และต้องคํานึงถึงประเภทของโรงไฟฟ้ า
ปริมาณเชื้อเพลิงที่มีได้ (availability) ในอนาคต ต้นทุนการผลิต แหล่งที่ตั้ง และกําลังไฟฟ้ าสํารองที่
เหมาะสม การวางแผนสายส่งต้องสอดคล้องกับการวางแผนผลิตไฟฟ้ า เพื่อให้ระบบไฟฟ้ าสามารถ
จ่ายไฟให้โหลดได้อย่างมีความมั่นคงและความเชื่อถือได้ และการวางแผนระบบจําหน่ายต้องสอดคล้อง
กันไปด้วย ต้องออกแบบขนาดและที่ตั้งของสถานีไฟฟ้ าย่อย วงจรสายป้ อน (feeder) รีโคลสเซอร์
(recloser) และอุปกรณ์ควบคุมระดับแรงดันในสายป้ อนและวางแผนป้ องกันสายป้ อน ในการวางแผน
ดังกล่าวต้องพิจารณาปัจจัยที่สําคัญดังนี้
1.2.1 จํานวนประชากร
ประเทศไทยมีแนวโน้มที่จํานวนประชากรจะเพิ่มมากขึ้น แม้ว่าอัตราการเกิดจะลดลง แต่
ประชากรมีอายุยืนมากขึ้น ถ้าจํานวนประชากรมากขึ้น มีการใช้ไฟฟ้ ามากขึ้น ทั้งการผลิตสินค้าและ
อุตสาหกรรมอื่น ๆ จะเพิ่มมากขึ้น ทําให้มีการใช้ไฟฟ้ ามากขึ้น สร้างมลพิษมากขึ้น
1.2

4. 4 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
1.2.2 เชื้อเพลิง
มีการคาดการณ์ว่าเชื้อเพลิงแบบฟอสซิลจะเริ่มหมดไปในช่วงร้อยปีข้างหน้า และในอดีตเคย
เกิดวิกฤตการณ์นํ้ามันหลายครั้งทําให้ราคานํ้ามันพุ่งสูงขึ้น ประเทศไทยจึงค่อย ๆ เปลี่ยนมาใช้โรงไฟฟ้ า
ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิง จนกระทั่งปัจจุบันเรามีโรงไฟฟ้ าประเภทนี้มากเกินไป ส่งผลให้เกิดการ
พึ่งพาก๊าซธรรมชาติมากเกินไป ทําให้ความมั่นคงของระบบลดลง เกิดผลกระทบรุนแรงในช่วงที่ไม่มีก๊าซ
เช่น ช่วงปลายมีนาคม-ต้นเดือนเมษายน ปี 2556 ประเทศไทยมีการซ่อมบํารุงระบบส่งก๊าซ และประเทศ
พม่าซึ่งเป็นผู้ส่งก๊าซให้โรงไฟฟ้ าขนาดใหญ่ที่จังหวัดราชบุรีไม่สามารถส่งก๊าซได้ ทําให้ต้องวางแผนรับมือ
และขอความร่วมมือจากประชาชนช่วยกันลดการใช้ไฟ ประเทศไทยพยายามจะสร้างโรงไฟฟ้ าถ่านหินแต่
ถูกต่อต้านจากชุมชนท้องถิ่นที่จะตั้งโรงไฟฟ้ าจึงยังไม่มีโรงไฟฟ้ าถ่านหินแห่งใหม่
1.2.3 ธรรมชาติที่แปรปรวน
เนื่องจากภาวะโลกร้อนที่เพิ่มมากขึ้นซึ่งเกิดจากการปล่อยก๊าซต่าง ๆ จากทางอุตสาหกรรม
ต่าง ๆ เพิ่มมากขึ้น และมีการทําลายสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ทําให้ภัยธรรมชาติรุนแรงขึ้น มนุษย์จึงหันมาใส่
ใจด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ต้องการผลิตไฟฟ้ าที่มีการใช้เชื้อเพลิงอย่างมีประสิทธิภาพและเป็นมิตรกับ
สิ่งแวดล้อม และเพิ่มการผลิตไฟฟ้ าจากพลังงานหมุนเวียน
1.2.4 การพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ า
การพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ า (load forecasting) ทําได้โดยการใช้ข้อมูลความต้องการ
ใช้ไฟฟ้ าย้อนหลังหลายปีมาพยากรณ์โหลดค่ายอด (peak load) ของแต่ละวัน (MW) และปริมาณการใช้
ไฟฟ้ าทั้งหมดต่อปี (MWh) โหลดค่ายอดมีความสําคัญในการพิจารณาความเหมาะสมของขนาดกําลัง
ผลิต (generation capacity) เพราะระบบไฟฟ้ าจําเป็นต้องจ่ายไฟฟ้ าขณะเกิดโหลดค่ายอดได้ ส่วน
ปริมาณการใช้ไฟฟ้ าทั้งหมดต่อปีใช้ในการคํานวณปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ และใช้วางแผนปริมาณ
เชื้อเพลิงคงคลัง

5. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 5
การวางแผนระบบไฟฟ้ า
การวางแผนระบบไฟฟ้ ามีทั้งระยะสั้น ระยะปานกลาง และระยะยาว [1] การวางแผนระบบ
ไฟฟ้ าต้องคํานึงถึงหลักเศรษฐศาสตร์ที่คุ้มค่าการลงทุนสามารถจ่ายโหลดได้อย่างมีความมั่นคง มีความ
เชื่อถือได้ มีคุณภาพ มีความยั่งยืน และมีความชาญฉลาด (smart) ระบบไฟฟ้ าที่มีคุณภาพจะส่งผลต่อ
เศรษฐกิจของประเทศ หากขาดแคลนไฟฟ้ า เกิดไฟฟ้ าดับบ่อย เช่น ประเทศอินเดีย ที่เกิดเหตุการณ์
ไฟฟ้ าดับเป็นประจํา และเกิดเหตุไฟฟ้ าดับครั้งใหญ่ในปี 2556 จะทําให้การลงทุนด้านอุตสาหกรรมใน
ประเทศหยุดชะงักไป และขาดความน่าเชื่อถือ
ข้อมูลที่ใช้ในการวางแผน คือ การพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ า ปริมาณนํ้าในเขื่อนในแต่ละ
ปี อุณหภูมิสูงสุด/ตํ่าสุดแต่ละช่วงเวลา และแนวโน้มการกระจายตัวของโหลด ที่ตั้งนิคมอุตสาหกรรม
แนวโน้มโรงไฟฟ้ าแบบพลังงานหมุนเวียน การซื้อ/ขายไฟกับประเทศเพื่อนบ้าน ซึ่งปัจจุบันมีแนวโน้ม
ดังนี้
ก. เชื้อเพลิงฟอสซิล
เชื้อเพลิงฟอสซิลมีแนวโน้มที่จะหมดไป หมายถึงปริมาณการผลิตจะลดลง ราคาจะเพิ่มสูงขึ้น
จะมีการใช้ไฟฟ้ ามากขึ้น เช่น ใช้รถยนต์ไฟฟ้ า (electrical vehicle, EV) จึงต้องมีการวางแผนจ่ายไฟฟ้ า
ให้กับสถานีอัดแบตเตอรี่แก่รถยนต์ไฟฟ้ าที่ต้องการใช้ไฟมากในเวลาสั้น ๆ ลักษณะโหลดจะเปลี่ยนไป
ข. การกระจายตัวของโหลด
โหลดจะมีการกระจายตัวมากขึ้นตามชุมชนที่เกิดขึ้นและมีนิคมอุตสาหกรรมเกิดขึ้นที่พื้นที่
ต่าง ๆ กระจายตัวออกไปทั่วทั้งประเทศ
ค. ต้องการลดมลพิษ
ในปัจจุบันหลายประเทศทั่วโลกได้รับผลกระทบต่อมลพิษที่ทําลายสิ่งแวดล้อม เช่น แหล่งนํ้า
ธรรมชาติเน่าเสียจากการปล่อยขยะมลพิษลงสู่แม่นํ้า ขยะมลพิษไม่ได้ผ่านกระบวนการบําบัดที่ถูกวิธี
การนําขยะมีพิษไปทิ้งตามที่ต่าง ๆ ปริมาณขยะมลพิษที่เพิ่มสูงขึ้นมาก การตัดไม้ทําลายป่า การปล่อย
1.3

6. 6 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
ก๊าซต่าง ๆ จากการขนส่งและภาคอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งโรงไฟฟ้ าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล ก๊าซ
มลพิษนี้จะลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศโลกเป็นสาเหตุภาวะโลกร้อน นําไปสู่เหตุการณ์ต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิที่
สูงขึ้น ภูเขานํ้าแข็งละลาย ระบบนิเวศน์ถูกทําลาย เสี่ยงต่อการสูญพันธ์ของสัตว์และพืชบางชนิด เกิดภัย
ธรรมชาติที่รุนแรงขึ้น เช่น ไฟป่าที่รุนแรงกินเวลานาน หมอกควันจากไฟป่าและจากภาคอุตสาหกรรม
และการขนส่ง การเผาขยะจะมีปริมาณมากจนเป็นมลพิษทางอากาศ เหตุการณ์เหล่านี้ทําให้มนุษย์
ต้องการลดมลพิษลง
ง. ต้องการระบบไฟฟ้ าที่ยั่งยืน
เนื่องจากเชื้อเพลิงฟอสซิลกําลังจะหมดไป มนุษย์จึงต้องการโรงไฟฟ้ าพลังงานทดแทนที่มีความ
ยั่งยืน สามารถจ่ายไฟฟ้ าได้เพียงพอในอนาคต และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยที่สุด
จ. การกระจายตัวของโรงไฟฟ้ าพลังงานหมุนเวียน
มีการผลิตไฟฟ้ าจากพลังงานหมุนเวียนมากขึ้น ตั้งขึ้นตามแหล่งพลังงาน เช่น โรงไฟฟ้ าพลังงาน
ลมตั้งตามพื้นที่ที่มีอัตราลมได้ขนาด โรงไฟฟ้ าพลังงานชีวมวลตั้งตามแหล่งผลิตเชื้อเพลิง โรงไฟฟ้ าพลัง
นํ้าขนาดเล็กตั้งตามแหล่งนํ้า
ฉ. โหลดต้องการคุณภาพไฟฟ้ าที่ดีขึ้น
เนื่องจากอุปกรณ์ไฟฟ้ าและอุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบันจะไวกับไฟตก ไฟดับ และฮาร์มอ-
นิกส์ เหตุการณ์เหล่านี้จะก่อให้เกิดความเสียหายให้กับผู้ใช้ไฟฟ้ า จึงต้องดูแลคุณภาพไฟฟ้ าให้ดีขึ้น มี
ความมั่นคงและมีความเชื่อถือได้
ช. โหลดมีการตอบสนองกับการใช้ไฟฟ้ า
ปัจจุบันมีอุปกรณ์ไฟฟ้ าที่มีการตอบสนองต่อการใช้ไฟฟ้ าเพื่อการประหยัดพลังงาน เทคโนโลยี
สมัยใหม่จะเน้นการประหยัด สามารถควบคุมได้ในระยะไกล ในประเทศไทยผู้ใช้ไฟฟ้ าสามารถเลือกใช้
แบบ TOD (time of day rate) และ TOU (time of use rate) เพื่อใช้ไฟฟ้ าในเวลาที่เหมาะสมที่ทําให้ค่า
ไฟฟ้ าตํ่าสุด เป็นการจูงใจจากการไฟฟ้ าเพื่อกระจายโหลดจากช่วงกลางวันที่มีโหลดสูงไปสู่ช่วงกลางคืน
ที่มีโหลดตํ่า

7. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 7
ซ. เทคโนโลยีของอุปกรณ์ไฟฟ้ า ระบบควบคุมอัตโนมัติและระบบสื่อสาร
เทคโนโลยีปัจจุบันได้พัฒนาอุปกรณ์ไฟฟ้ าเพื่อการประหยัดไฟและสามารถควบคุมได้อัตโนมัติ
ประกอบกับเทคโนโลยีการสื่อสารที่พัฒนาเร็วมาก ทําให้สามารถควบคุมการทํางานของอุปกรณ์ไฟฟ้ า
ในระยะไกลได้ เอื้อต่อการใช้งานของอุปกรณ์และระบบไฟฟ้ าอย่างมีประสิทธิภาพ
1.3.1 การวางแผนระยะสั้น
การวางแผนระยะสั้นประมาณ 1 วัน-1 สัปดาห์ ต้องใช้ข้อมูลการพยากรณ์ความต้องการใช้
ไฟฟ้ าในแต่ละวัน คํานึงถึงโหลดค่ายอดและปริมาณการใช้ไฟฟ้ าทั้งวัน ต้องวางแผนจ่ายไฟให้เพียงพอ
และสามารถจ่ายโหลดค่ายอดได้ และสอดคล้องกับเงื่อนไขของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ าและระบบ เริ่มจาก
การจัดตารางเดินเครื่องโรงไฟฟ้ า (unit commitment) ที่มีกําลังผลิตที่เพียงพอ มีกําลังผลิตเผื่อแบบ
พร้อมใช้ (spinning reserve) ที่เหมาะสม ทําการจัดสรรอย่างประหยัด (economic dispatch) เป็นการ
วางแผนกําลังไฟฟ้ าที่ผลิตจากเครื่องกําเนิดไฟฟ้ าแต่ละเครื่อง วิเคราะห์กระแสลัดวงจร (short circuit
analysis) ที่จุดต่าง ๆ ในระบบ และคํานวณกําลังไฟฟ้ าที่ไหล (power flow) ในสายส่งทุกเส้นในระบบ
และต้องคํานวณเสถียรภาพ (stability) ของระบบเมื่อเหตุการณ์ผิดปกติ (contingency) บางอย่างที่อาจ
เกิดขึ้นแล้วระบบต้องมีเสถียรภาพสามารถจ่ายไฟได้ และต้องวางแผนสํารองปริมาณเชื้อเพลิงให้
เพียงพอด้วย
1.3.2 การวางแผนระยะปานกลาง
การวางแผนระยะปานกลางประมาณ 1 เดือน-1 ปี ต้องใช้ข้อมูลการพยากรณ์ความต้องการใช้
ไฟฟ้ าทั้งปีและโหลดค่ายอด อุณหภูมิสูงสุด/ตํ่าสุด ปริมาณนํ้าฝน ปริมาณเชื้อเพลิงคงคลัง ต้องวางแผน
ให้จ่ายไฟได้ตลอดปี ทั้งช่วงที่มีเทศกาลหรือเหตุการณ์สําคัญต่าง ๆ ต้องคํานึงถึงกําลังไฟฟ้ าสํารองและ
เหตุการณ์ต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้นได้ นอกจากนี้เครื่องกําเนิดไฟฟ้ า ท่อส่งก๊าซและอุปกรณ์บางอย่างต้องมี
การบํารุงรักษาประจําปี จึงต้องมีการวางแผนซ่อมบํารุงในช่วงที่มีโหลดตํ่าติดต่อกันนานหลายวัน เช่น
ในช่วงเทศกาลสงกรานต์ ต้องระบุโรงไฟฟ้ าที่หยุดเพื่อซ่อมบํารุง (scheduled outage) และโรงไฟฟ้ าที่
สามารถจ่ายไฟฟ้ าได้ในช่วงนั้นต้องมีกําลังผลิตเพียงพอในเหตุการณ์ปกติ และเหตุการณ์ผิดปกติที่

8. 8 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
โรงไฟฟ้ าที่เดินเครื่องอยู่บางแห่งอาจจําเป็นต้องหยุดเดินเครื่อง (forced outage) การวิเคราะห์ข้อมูล
และแผนการทํางานต้องใช้การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลังทั้งหมด เช่น การวางแผนเดินเครื่องเครื่อง
กําเนิดไฟฟ้ า การจัดสรรอย่างประหยัด การไหลของกําลังไฟฟ้ า ขนาดกระแสลัดวงจร การทํางานของ
ระบบป้ องกันไฟฟ้ ากําลัง การวิเคราะห์เสถียรภาพของระบบ
1.3.3 การวางแผนระยะยาว
การวางแผนระยะยาวนานกว่า 1 ปีขึ้นไป ต้องวางแผนให้การไฟฟ้ าสามารถจ่ายไฟได้เพียงพอ
ในอนาคตและมีความยั่งยืน ต้องใช้ข้อมูลระยะยาว 1-10 ปีของการพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ า เป็น
ความต้องการใช้ไฟฟ้ าทั้งปีของแต่ละปีและโหลดค่ายอด อายุการใช้งานของเครื่องกําเนิดไฟฟ้ า สายส่ง
สายจําหน่าย อุปกรณ์ไฟฟ้ า การเชื่อมต่อและซื้อ/ขายกับประเทศเพื่อนบ้าน ปริมาณเชื้อเพลิงที่สามารถ
จัดหาได้
ดังนั้น การวางแผนระยะยาวจะรวมถึงการจัดหาปริมาณไฟฟ้ าให้เพียงพอและสอดคล้องกับ
แผนพัฒนากําลังผลิตไฟฟ้ าของประเทศ [2] ซึ่งประเทศไทยจะเน้นความมั่นคงและความเพียงพอของ
กําลังผลิตไฟฟ้ า รักษาสิ่งแวดล้อมและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ส่งเสริมการผลิตไฟฟ้ าจาก
พลังงานหมุนเวียน และส่งเสริมการผลิตไฟฟ้ าที่มีประสิทธิภาพด้วยระบบการผลิตพลังงานความร้อน
และพลังงานไฟฟ้ าร่วม (cogeneration) และสามารถจ่ายไฟฟ้ าโหลดค่ายอดได้และสามารถจ่ายไฟฟ้ า
ได้ตามความต้องการใช้ไฟฟ้ าตลอดปีของทุกปีในอนาคตได้ วางแผนสํารองปริมาณเชื้อเพลิงได้
เหมาะสม และสามารถจ่ายไฟฟ้ าผ่านระบบส่งที่สอดคล้องกับเงื่อนไขของระบบที่มีขีดจํากัดของสายส่ง
และอุปกรณ์ต่าง ๆ ต้องวางแผนสร้างและหาทําเลที่ตั้งของโรงไฟฟ้ าใหม่ ปลดเครื่องกําเนิดไฟฟ้ าที่
หมดอายุการใช้งาน เพิ่มจํานวนวงจรสายส่งและออกแบบวงจรข่ายให้เหมาะสม โดยคํานึงถึงโรงไฟฟ้ า
พลังงานหมุนเวียนที่เกิดขึ้นและกระจายตัวตามแหล่งต่าง ๆ และวางแผนระบบควบคุมที่ทันสมัย
การวางแผนต้องใช้การจัดตารางการเดินเครื่องเครื่องกําเนิดไฟฟ้ า การจัดสรรการผลิต การ
คํานวณการไหลของกําลังไฟฟ้ าและการคํานวณกระแสลัดวงจรที่จุดต่าง ๆ ในระบบ หากมีกําลังไฟฟ้ า

9. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 9
ลัดวงจรสูงขึ้นอาจจําเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ในระบบ และต้องคํานวณการจ่ายไฟฟ้ าในเหตุการณ์
ผิดปกติแต่ระบบไฟฟ้ ายังคงต้องมีเสถียรภาพ และสามารถจ่ายไฟต่อไปได้
นอกจากนี้การวางแผนระยะยาวยังต้องคํานึงถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดเหตุการณ์ต่าง ๆ และ
ปรากฏการณ์แรงดันเกินทรานเซียนต์ การไฟฟ้ าต้องศึกษาเหตุการณ์ที่จะเกิดขึ้นและผลกระทบที่จะ
ตามมา และหาวิธีป้ องกัน ทั้งหมดที่กล่าวมาต้องใช้ความรู้ด้านวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลังมาช่วย
วิเคราะห์และช่วยวางแผน
แนวโน้มระบบไฟฟ้ า
ปัจจุบันระบบไฟฟ้ าในประเทศไทยเป็นแบบใช้โรงไฟฟ้ าขนาดใหญ่ตั้งตามแหล่งเชื้อเพลิง เช่น
โรงไฟฟ้ าถ่านหินที่แม่เมาะ จังหวัดลําปาง โรงไฟฟ้ าก๊าซธรรมชาติที่จังหวัดราชบุรีที่รับก๊าซจากท่อส่งก๊าซ
จากประเทศพม่า และโรงไฟฟ้ าก๊าซธรรมชาติที่จังหวัดชลบุรีและระยองที่รอรับก๊าซจากท่อส่งก๊าซจาก
อ่าวไทย โรงไฟฟ้ าพลังนํ้าที่ตั้งตามเขื่อนต่าง ๆ แล้วส่งผ่านสายส่งระยะไกล ๆ ไปจ่ายโหลดที่กระจายตัว
ทั่วประเทศ เป็นการใช้ไฟฟ้ าจากแหล่งที่เหมาะสม โดยเลือกผลิตจากโรงไฟฟ้ าที่มีต้นทุนการผลิตตํ่าสุด
ก่อน แต่การส่งไฟฟ้ าระยะไกล ๆ ทําให้มีกําลังสูญเสียในสายส่งมาก และแนวโน้มในอนาคตจะมี
โรงไฟฟ้ าพลังงานหมุนเวียนเพิ่มมากขึ้น มีโรงไฟฟ้ าขนาดเล็กแบบกระจายตัวไปทั่วพื้นที่ ประกอบกับ
โหลดจะมีการเปลี่ยนแปลงเป็นรถยนต์ไฟฟ้ า และมีการสร้างรถไฟฟ้ ามากขึ้น มีความต้องการลดมลพิษ
และมีความยั่งยืนมากขึ้น ต้องการระบบไฟฟ้ าที่ชาญฉลาดขึ้น ใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติระยะไกล ระบบ
ส่งและระบบจําหน่ายที่สามารถทํางานร่วมกับโรงไฟฟ้ าแบบกระจายตัวได้ โรงไฟฟ้ าขนาดเล็กกระจาย
ตัวจะอยู่ใกล้กับโหลด ทําให้ลดกําลังสูญเสียในระบบได้ มีการซื้อ/ขายไฟกับประเทศเพื่อนบ้านมากขึ้น มี
การใช้สายส่งแบบไฟฟ้ ากระแสตรงมากขึ้น (HVDC) เมื่อเกิดเหตุภัยพิบัติที่ไม่สามารถรับไฟฟ้ าจากระบบ
ใหญ่ได้ โหลดบางแห่งจําเป็นต้องตัดตัวเองจากระบบและใช้แหล่งกําเนิดไฟฟ้ าในท้องถิ่นจ่ายไฟเลี้ยง
ตัวเองในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ
1.4

10. 10 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
ปัจจุบันเทคโนโลยีอุปกรณ์ไฟฟ้ าพัฒนาไปไกลมากและสื่อสารระยะไกลได้ ประกอบกับ
ระบบสื่อสารที่พัฒนามากแล้วเช่นกัน จึงทําให้มนุษย์สามารถควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้ าระยะไกลได้ทั้ง
อุปกรณ์ในระบบไฟฟ้ าและของผู้ใช้ไฟฟ้ า และผู้ใช้ไฟฟ้ ามีการตอบสนองเพื่อการประหยัดไฟ ประชาชน
ใส่ใจกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น การไฟฟ้ าต้องจัดหาพลังงานไฟฟ้ าที่ยั่งยืน ต้องการการผลิตและใช้ไฟฟ้ า
อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้ใช้ไฟฟ้ าให้ความร่วมมือในการประหยัดพลังงานและมีความต้องการไฟฟ้ าที่มี
คุณภาพ และวิถีการดํารงชีวิตที่เปลี่ยนแปลงไปตามเทคโนโลยี ใช้รถยนต์ไฟฟ้ ามากขึ้น ต้องการสถานีอัด
ประจุแบตเตอรี่รถยนต์ บางประเทศมีการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้ าจากเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อใช้ใน
บ้าน เมื่อมีพลังงานไฟฟ้ าเหลือจะเก็บในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ าเพื่อเก็บไว้ใช้สําหรับเดินทางและเก็บเป็น
พลังงานสํารอง
นอกจากนี้ยังมีความต้องการใช้พลังงานหมุนเวียนเพื่อความยั่งยืนและรักษาสิ่งแวดล้อม จึงมี
โรงไฟฟ้ าพลังงานหมุนเวียนเกิดขึ้นจํานวนมากและกระจายตัวทั่วพื้นที่ ทําให้การไฟฟ้ าต้องจ่ายไฟ
ร่วมกับโรงไฟฟ้ าเหล่านี้ซึ่งโรงไฟฟ้ าพลังงานหมุนเวียนมักจะให้พลังงานไม่ต่อเนื่องและเป็นสาเหตุที่ทํา
ให้เกิดการเปลี่ยนแปลง เช่น รูปแบบระดับแรงดัน ขนาดของกระแสลัดวงจร กําลังสูญเสีย และการตั้งค่า
อุปกรณ์ป้ องกัน [3] ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะพัฒนาเป็นระบบกริดอัจฉริยะ ซึ่งเป็นแผนพัฒนาการผลิต
และจ่ายไฟฟ้ าอย่างมีประสิทธิภาพในอนาคตของการไฟฟ้ าต่าง ๆ ในประเทศไทย
โปรแกรมคอมพิวเตอร์
ปัจจุบันระบบไฟฟ้ ากําลังของแต่ละประเทศเป็นระบบใหญ่ที่มีความซับซ้อนมาก มีอุปกรณ์ต่อ
อยู่มากมาย มีสายส่งและวงจรจํานวนมาก มีการเชื่อมโยงสถานีไฟฟ้ าทั่วประเทศและเชื่อมต่อกับ
ประเทศเพื่อนบ้าน ระบบต้องมีเสถียรภาพ ทําให้การคํานวณด้วยมือเป็นเรื่องซับซ้อนและใช้เวลานาน
มาก ดังนั้น เพื่อความถูกต้องแม่นยําและใช้เวลารวดเร็ว จึงต้องใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์มาช่วยคํานวณ
อาจแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ โปรแกรมสําเร็จรูปและโปรแกรมช่วยเขียนคําสั่ง
1.5

11. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 11
ปัจจุบันโปรแกรมสําเร็จรูปใช้สําหรับจําลองเหตุการณ์ ตรวจสอบการทํางานอุปกรณ์และระบบ
ป้ องกัน ศึกษาการทํางานของระบบ โปรแกรมสําเร็จรูปมีใช้กันอยู่หลายโปรแกรม สําหรับเหตุการณ์ที่
เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในช่วงสภาวะชั่วครู่ (transient state) จะใช้โปรแกรม EMTP (Electro
Magnetic Transient Program) ซึ่งมีการพัฒนาออกมาเชิงพาณิชย์ ได้แก่ โปรแกรม PSCAD/EMTDC,
MicroTran (MT) และ ATP (Alternative Transient Program) ATP-EMTP สามารถคํานวณขนาด
แรงดันเกินและกระแสเกินชั่วครู่ หรือเพื่อใช้ในการป้ องกันระบบที่เกี่ยวกับรีเลย์ เซอร์กิตเบรกเกอร์
สําหรับโปรแกรม PSCAD/EMTDC [4]-[5] ใช้วิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากระแสตรงได้ด้วย ส่วนโปรแกรม
Power World [6], ETAP [7], Digsilent เป็นโปรแกรมสําเร็จรูป ใช้สําหรับการวางแผนดําเนินการ การ
ซ่อมบํารุง วิเคราะห์เสถียรภาพของระบบ วิเคราะห์ข้อมูลในสภาวะอยู่ตัว เช่น ระดับแรงดันในแต่ละ
สถานีไฟฟ้ า กําลังไฟฟ้ าและขนาดกระแสในสายส่ง กําลังสูญเสียในระบบ กําลังไฟฟ้ าของเครื่องกําเนิด
ไฟฟ้ าแต่ละตัว ขนาดกระแสลัดวงจร
โปรแกรมช่วยเขียนคําสั่งใช้สําหรับผู้ใช้งานที่ต้องการเขียนโปรแกรมเพื่อจําลองวงจรข่ายเอง
และเพื่อพัฒนาวิธีการดําเนินการต่าง ๆ โปรแกรมที่ใช้มากในงานวิจัยคือ โปรแกรม MATLAB สําหรับ
งานประจําที่งานไม่ซับซ้อนมากอาจใช้โปรแกรม Microsoft Excel ส่วนโปรแกรมที่ใช้คํานวณค่า
เหมาะสมหรือค่าสูงสุด/ตํ่าสุดในการจัดสรรกําลังจริงและการไหลของกําลังไฟฟ้ าคือ IBM ILOG CPLEX
บทสรุป
การวางแผนการผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ ามีความสําคัญมากทั้งแผนระยะสั้น ระยะปานกลาง
และระยะยาว ต้องมีความมั่นคง ความเชื่อถือได้ มีคุณภาพไฟฟ้ าเป็นที่ยอมรับ มีความยั่งยืนและรักษา
สิ่งแวดล้อม การวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อใช้ในการวางแผนต้องใช้ความรู้ด้านวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง เช่น
การจัดตารางการเดินเครื่องเครื่องกําเนิดไฟฟ้ า การจัดสรรการผลิตอย่างประหยัด การไหลของ
กําลังไฟฟ้ า การวิเคราะห์ความผิดพร่องและเสถียรภาพของระบบไฟฟ้ ากําลัง ดังจะอธิบายในบทต่อไป
1.6

12. 12 การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ ากําลัง
[1] J. Schlabbach and K. Rofalski, “Power System Engineering: Planning, Design and
Operation of Power Systems and Equipment”, WILEY–VCH Verlag Gmbh & Co.,
ISBN 978-3-527-40759-0, 2008.
[2] สํานักงานนโยบายและแผนพัฒนาแห่งชาติ “แผนแผนพัฒนากําลังผลิตไฟฟ้ าของประเทศ”,
http://www.eppo.go.th/power/pdp/, accessed August 2013.
[3] ปานจิต ดํารงกุลกําจร, “ผลกระทบจากพลังงานหมุนเวียนต่อระบบไฟฟ้ า”,
http://www.eppo.go.th/power/ENSOP.pdf, accessed August 2013.
[4] Manitoba HVDC Research Centre, “Power System Computer Aided Design, PSCAD
User’s Guide”, 2010.
[5] Manitoba HVDC Research Centre, “Transient Analysis for PSCAD Power System
Simulation, EMTDC User’s Guide”, 2010.
[6] J. D. Glover, M. S. Sarma and T. O. Overbye, “Power System Analysis and Design”, fourth
edition, Thomson corporation, ISBN 10: 0-495-29596-5, 2008.
[7] http://etap.com/electrical-power-system-software/etap-products.htm, accessed August
2013.
เอกสารอ้างอิง

13. บทที่ 1 การวางแผนผลิตไฟฟ้ าและระบบไฟฟ้ า 13
1. ระบบไฟฟ้ าที่ดีควรมีลักษณะอย่างไร
2. การพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ ามีความสําคัญอย่างไร
3. การวางแผนระบบไฟฟ้ าที่ดีเป็นอย่างไร
4. การวางแผนระบบไฟฟ้ าต้องใช้การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ าเรื่องใดบ้าง
ข้อ 1 ระบบไฟฟ้ าที่ดีควรมีลักษณะอย่างไร
สามารถจ่ายไฟฟ้ าได้ทั้งโหลดค่ายอดและความต้องการใช้ไฟฟ้ าตลอดปี มีความมั่นคง เชื่อถือได้
คุณภาพไฟฟ้ าดี และมีเสถียรภาพ
ข้อ 2 การพยากรณ์ความต้องการใช้ไฟฟ้ ามีความสําคัญอย่างไร
ทําให้ทราบโหลดค่ายอดและความต้องการใช้ไฟฟ้ าทั้งปี สามารถนําไปวางแผนระยะสั้น คือ การจัด
ตารางเดินเครื่องโรงไฟฟ้ าในแต่ละวัน การจัดสรรการผลิต การจัดกําลังผลิตเผื่อพร้อมใช้ สามารถนําไป
วางแผนระยะกลาง คือ การวางแผนสํารองปริมาณเชื้อเพลิง และการวางแผนซ่อมบํารุง สามารถนําไป
วางแผนระยะยาว คือ การวางแผนการผลิต วางแผนระบบส่งและระบบจําหน่าย
ข้อ 3 การวางแผนระบบไฟฟ้ าที่ดีเป็นอย่างไร
ต้องมีขนาดกําลังผลิตที่เพียงพอ มีกําลังผลิตเผื่อแบบพร้อมใช้ที่เหมาะสม มีสัดส่วนประเภทของ
โรงไฟฟ้ าที่เหมาะสม มีระบบส่งและระบบจําหน่ายที่สอดคล้องกับระบบผลิตเป็นระบบไฟฟ้ าที่ดี มี
เสถียรภาพ มีความยั่งยืน มีการใช้ทรัพยากรและเชื้อเพลิงอย่างคุ้มค่า รักษาสภาพแวดล้อม มีการ
ควบคุมการจ่ายไฟฟ้ าแบบชาญฉลาด และสามารถจ่ายไฟฟ้ าได้ตามความต้องการใช้ไฟฟ้ าทั้งระยะสั้น
ระยะกลางและระยะยาว
แบบฝึกหัดท้ายบท
เฉลยแบบฝึกหัดท้ายบท