Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 9 - Phương thức vận hành tối ưu trong hệ thống điện

Bài giảng "Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 9 - Phương thức vận hành tối ưu trong hệ thống điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Phân phối tối ưu vận hành tức thời hệ thống gồm các nhà máy nhiệt điện; Phân phối tối ưu vận hành trong hệ thống có nhà máy thủy điện và nhà máy nhiệt điện; Lập kế hoạch chế độ làm việc các nhà máy trong hệ thống;... Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kinh tế vận hành hệ thống: Chương 9 - Phương thức vận hành tối ưu trong hệ thống điện CHƯƠNG 9. PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN▪ Đặt vấn đề: Tối ưu hóa quy hoạch phát triển (nguồn và lưới) Tối ưu hóa vận hành▪ Tối ưu hoá trong vận hành giải quyết vấn đề phân phối phụ tải cho cácnhà máy nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải và với chí tối thiểu cho hệ thống▪ Tối ưu hoá trong vận hành: Khi nào nhà máy điện vận hành hay ngừng?Nhà máy nên vận hành trong bao nhiêu lâu? Nhà máy nên mang tải là baonhiêu?▪ Kế hoạch vận hành chia thành 3 loại: Kế hoạch vận hành trung hạn - thường là một năm (Mid TermScheduling) Kế hoạch vận hành ngày, tuần (Unit Commitment of Plant) Kế hoạch điều độ tức thời (Short Term Economic Dispatch)▪ Chế độ vận hành của các nhà máy trong hệ thống: Xác định côngsuất cho các nhà máy và vị trí làm việc của các nhà máy trên đồ thị phụ tảihệ thống9.1. Phân phối tối ưu vận hành tức thời hệ thống gồm các nhàmáy nhiệt điện9.1.1. Phân phối tối ưu công suất tác dụng9.1.1.1. Phương pháp xếp hạng (Merit order)▪ Yêu cầu: - Biết tổng phụ tải của hệ thống - Biết chi phí vận hành của nhà máy▪ Các nhà máy được sắp xếp theo trật tự chi phí vận hànhtăng dần▪ Phương pháp đơn giản, dễ thực hiện▪ Bỏ qua tổn thất truyền tải, phân phối và phải giả thiết chiphí vận hành hệ thống không đổi9.1.1.2. Phương pháp suất tăng chi phí (Incremental Cost)▪ Suất tăng chi phí là chi phí tăng thêm khi sản xuất tăng thêm1 đơn vị điện năng ở một mức công suất nhất định.▪ Sắp xếp các nhà máy theo trật tự tăng dần của suất tăng chiphí▪ Bài toán:Một hệ thống gồm (n) nhà máy nhiệt điện. Phụ tải của mỗi nhàmáy là (Pi). Chi phí sản xuất tương ứng với phụ tải của từngnhà máy là Fi(Pi). Tổng nhu cầu tức thời của hệ thống là (D).Hãy phân phối tối ưu phụ tải cho các nhà máy trong hệ thống.Bỏ qua các tổn thất truyền tải và phân phối trong hệ thống.Giải: n TPC =  Fi ( Pi ) → min▪ Tổng chi phí sản xuất của hệ thống: i =1 n▪ Ràng buộc:  Pi = D Pi = 0 hoặc Pimin  Pi  Pimax i =1▪ Sử dụng phương pháp Lagrăng: n  n  L =  Fi (Pi ) +  D -  Pi  → Min i =0  i =1 ▪ Hàm Lagrăng đạt cực trị khi và chỉ khi thỏa mãn điều kiện:  L  Fi ( Pi )  Fi (Pi )  P = 0  −λ =0  =  i  Pi  Pi  L = 0  D −  Pi = 0   Pi = D     F1 (P1 ) F2 (P2 ) F (P ) = = ....... = n n = ▪ Điều kiện đạt cực trị: P1 P2 Pn▪ Giải trực tiếp hoặc thử dần▪ Giải bằng phương pháp thử dần: ▪ Chọn một giá trị λ bất kỳ thay vào hệ phương trình, giải tìm Pi ▪ Tính thử ∑Pi nếu ∑Pi < D tăng giá trị λ lên và ngược lại ▪ Thử lại cho đến khi ∑Pi = D, vòng lặp dừng Unit A Unit B Unit A+B P (Mw) PA PBUnit A Unit B Unit C Unit D Unit CVí dụ:Cho hệ thống gồm 2 nhà máy có hàm chi phí: 1 2 1 F1 ( P1 ) = P1 + 3,89 P1 + 0,406 F2 ( P2 ) = P22 + 3,51P2 + 0,444 2 2Nếu phụ tải của hệ thống yêu cầu là 2,6 MW, phụ tải phâncho mỗi nhà máy là bao nhiêu để đảm bảo đáp ứng nhucầu phụ tải và với chi phí cực tiểu? Bỏ qua các tổn thất.Giải:Hàm chi phí của hệ thống được biểu diễn:TPC = F1(P1) + F2(P2) → minRàng buộc: P1 + P2 = DHàm Lagrăng được xây dựngL = F1(P1) + F2(P2) + D-P1-P2 →minĐiều kiện đạt tối ưu khi và chỉ khi:  L F1 F1  P = −λ =0 =λ P1 P1  1  L F2 F2  = −λ =0 =λ  P2 P2 P2  L  λ = 0  P1 + P2 = D   P1 + 3,89 =  (1)  P1 − P2 = −0,38  P1 = 1,11     P2 + 3,51 =  (2)  P1 + P2 = 2,6  P2 = 1,49  P + P = 2,6 (3)  1 2Khi Pi < Pimin Pi = Pimin P∑ = P - Pimin Pi > Pimax Pi = Pimax P∑ = P - PimaxVí dụ: Sử dụng số liệu của ví dụ trên nhưng ràng buộcphạm vi làm việc của các nhà máy P1 ≥ 0.3 và P2 ≤ 2.4 vàyêu cầu giải bằng phương pháp thử.Giải: P1  0,3 P2  2,4  P1 + 3,89 =  (1 ...