Khảo sát thủy điện bậc thang trong chiến lược điều độ tiết kiệm hệ thống thủy điện và nhiệt điện

Bài viết khảo sát công suất phát tổ máy nhiệt điện với chi phí tiêu hao nhiên liệu và lượng khí phát thải ô nhiễm, đồng thời khảo sát công suất phát thủy điện với các tham số ngẫu hợp về thời gian và không gian, cùng với lợi ích liên hợp điều độ giữatổ máy thủy điện - nhiệt điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát thủy điện bậc thang trong chiến lược điều độ tiết kiệm hệ thống thủy điện và nhiệt điệnISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 5(126).2018, Quyển 149KHẢO SÁT THỦY ĐIỆN BẬC THANG TRONG CHIẾN LƯỢC ĐIỀU ĐỘTIẾT KIỆM HỆ THỐNG THỦY ĐIỆN VÀ NHIỆT ĐIỆNENNERGY - SAVING GENERATION SCHEDULIING OF HYDRO-THERMAL POWERSYSTEM CONSIDERING CASCADED HYDROPOWER PLANTSTrần Hoàng Hiệp, Lê Xuân SanhTrường Đại học Điện lực; 1928178522@qq.com, sanhlx@epu.edu.vnTóm tắt - Trên cơ sở khảo sát công suất phát tổ máy nhiệt điệnvới chi phí tiêu hao nhiên liệu và lượng khí phát thải ô nhiễm, đồngthời khảo sát công suất phát thủy điện với các tham số ngẫu hợpvề thời gian và không gian, cùng với lợi ích liên hợp điều độ giữatổ máy thủy điện - nhiệt điện, để xây dựng mô hình điều độ tiếtkiệm đa mục tiêu bao gồm: cực tiểu lượng nước tràn hệ thống thủyđiện bậc thang, chi phí tiêu hao nhiên liệu nhiệt điện và lượng khíphát thải ô nhiễm, v.v. Thông qua việc mô phỏng một hệ thống điệnthủy điện - nhiệt điện bao gồm bốn thủy điện bậc thang và ba nhàmáy nhiệt điện, các kết quả tối ưu hóa đã nghiệm chứng tính khảthi của thuật toán và hiệu quả tiết kiệm được minh chứng rõ ràng.Abstract - Considering the overall benefit among generating unitoutput, energy consumption cost and pollution emission of thermalpower plants and that between output of cascaded hydropowerstations and hydraulic coupling parameters as well as that betweenhydropower generating units and thermal power generating units,a comprehensive multi-objective energy-saving scheduling model,in which the minimized spillage water quantity of cascadedhydropower stations, the lowest energy consumption cost ofthermal power plants and minimized pollution emission are takenas the objectives. Through the simulation of a hydropower-thermalpower system containing four cascaded hydropower stations andthree thermal power plants, the feasibility of the modifiedoptimization algorithm is validated by optimization results. Inaddition, simulation results also show that using the proposedmethod helps achieve obvious energy-saving effects.Từ khóa - điều độ kinh tế; điều độ phát điện tiết kiệm; hệ thốngthủy - nhiệt điện; quy hoạch phi tuyến; thủy điện bậc thang.Key words - economic dispatch; schedule energy - savinggeneration; hydrothermal power system; nonlinear programing;cascaded hydropower stations.1. Giới thiệuVấn đề tối ưu liên hợp điều độ phát giữa hệ thống thủy- nhiệt điện xuất hiện đi kèm với cục diện của sự đồng thờicung cấp điện cho xã hội của hệ thống thủy và nhiệt điện.Học giả Pháp Ricard là một trong những học giả đầu tiêntrên thế giới quan tâm đến vận hành kinh tế của hệ thốngthủy - nhiệt điện. Trên cơ sở nghiên cứu về vấn đề này, lầnđầu tiên vào năm 1940, ông đề xuất mô hình toán học chặtchẽ của vấn đề tối ưu liên hợp điều độ trong vận hành kinhtế hệ thống thủy điện và nhiệt điện, trở thành một mô tảkhoa học đầu tiên về kinh tế hệ thống thủy - nhiệt điện trênthế giới. Kể từ đó, vấn đề tối ưu liên hợp điều độ giữa hệthống điện thủy - nhiệt điện đã bắt đầu thu hút sự chú ý củathế giới, các phương trình tối ưu liên hợp cho thủy - nhiệtdựa trên toán học cổ điển đã được nghiên cứu rộng rãi. Chođến nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng của lý thuyếttoán học hiện đại và sự xuất hiện của nhiều mô hình tối ưuhóa mới mà vấn đề này trở thành chủ đề nghiên cứu nóngcủa các học giả trong và ngoài nước [1].Tối ưu điều độ hệ thống thủy - nhiệt khi xét đến thủyđiện bậc thang là một vấn đề tối ưu đa mục tiêu phức tạp,nhiều hạng số, phi lồi, phi tuyến, nhiều thời đoạn và thờigian trễ. Đối với lĩnh vực tối ưu hồ chứa, bên cạnh lýthuyết hệ thống và kỹ thuật máy tính không ngừng pháttriển, các mô hình mới và phương pháp giải mới cũngkhông ngừng xuất hiện, phương pháp thường dùng gồmhai loại lớn. Một là phương pháp tối ưu truyền thống, baogồm phương pháp quy hoạch tuyến tính, quy hoạch động,phương pháp phỏng đoán, phương pháp đẳng suất giatăng, phương pháp nhân tử Lagrange, v.v… [2]. Phươngpháp truyền thống đối với hàm số mục tiêu và nghiệmxuất phát có yêu cầu chặt chẽ, do đó trong xử lý bài toántối ưu điều độ tiết kiệm hệ thống thủy - nhiệt điện dễ gặpphải nghiệm cục bộ. Hai là phương pháp hiện đại, baogồm: phương pháp quy hoạch ngẫu nhiên, phương phápnội điểm, phương pháp di truyền, phương pháp mô phỏngluyện kim, phương pháp mạng thần kinh nhân tạo,phương pháp quy hoạch mờ v.v…Thủy điện bậc thang trong tối ưu điều độ tiết kiệm hệthống thủy - nhiệt điện thuộc về vấn đề tối ưu tổ hợp nhiềugiai đoạn, phi tuyến, ràng buộc chặt chẽ. Ràng buộc này rấtphức tạp, tồn tại đẳng thức và bất đẳng thức điều kiện ràngbuộc. Vì vậy, bài báo trình bày mô hình “tối ưu điều độ hệthống thủy - nhiệt điện khi xét đến thủy điện bậc thang”,lấy mục tiêu tối ưu là cực tiểu chi phí phát điện, cực tiểulượng khí ô nhiễm phát thải hệ thống nhiệt điện và cực tiểutổng lượng nước trà ...