Nghiên cứu lựa chọn tiêu chuẩn tối ưu vận hành hồ chứa bậc thang thủy điện làm việc trong hệ thống điện lực

Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu lựa chọn hàm mục tiêu áp dụng cho bài toán vận hành tối ưu hệ thống bậc thang thủy điện làm việc trong hệ thống điện lực. Đối với hệ thống điện chi phí của hệ thống không chỉ ở tổng sản lượng điện phát ra của nhà máy điện mà còn khả năng tham gia cân bằng phụ tải của hệ thống và hiệu ích của trạm thủy điện trong việc tham gia cân bằng công suất của toàn bộ hệ thống điện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu lựa chọn tiêu chuẩn tối ưu vận hành hồ chứa bậc thang thủy điện làm việc trong hệ thống điện lực BÀI BÁO KHOA H C NGHIÊN C U L A CH N TIÊU CHU N T I ƯU V N HÀNH H CH A B C THANG TH Y I N LÀM VI C TRONG H TH NG I N L C H Ng c Dung1 Tóm t t: Bài báo gi i thi u k t qu nghiên c u l a ch n hàm m c tiêu áp d ng cho bài toán v n hành t i ưu h th ng b c thang th y i n làm vi c trong h th ng i n l c. i v i h th ng i n chi phí c a h th ng không ch t ng s n lư ng i n phát ra c a nhà máy i n mà còn kh năng tham gia cân b ng ph t i c a h th ng và hi u ích c a tr m th y i n trong vi c tham gia cân b ng công su t c a toàn b h th ng i n. xu t m t tiêu chu n t i ưu có xét n y u t tham gia cân b ng ph t i i n c a h th ng s phù h p hơn khi gi i quy t bài toán v n hành t i ưu các công trình th y i n. K t qu tính toán và phân tích nh m làm rõ vi c s d ng tiêu chu n t i ưu trong tính toán v n hành h ch a các công trình th y i n làm vi c trong h th ng i n. T khóa: Hòa Bình, Sơn La, Quy ho ch ng, B c thang th y i n. 1. M U1 nh hư ng phát tri n ngu n i n Vi t Nam c a T ng sơ VII thì trong th i gian s p t i t ng công su t l p máy c a toàn h th ng i n ư c quy ho ch: năm 2020 là 60.000 MW trong ó th y i n bao g m th y i n công su t l n hơn 30MW và th y i n tích năng chi m 36% (Quy t nh s 428/Q -TTg, 2016). áp ng nhu c u trên, ngoài vi c phát tri n ngu n i n, trao i và nh p kh u i n năng thì vi c nâng cao hi u qu khai thác các nhà máy i n hi n có c bi t là nâng cao hi u qu khai thác các b c thang th y i n có t tr ng công su t l n s mang l i hi u qu kinh t r t l n cho h th ng i n. M t trong nh ng bi n pháp có th th c hi n mang tính kh thi cao khai thác i n năng có hi u qu ó là v n hành t i ưu các nhà máy th y i n d a trên các mô hình tính toán t i ưu có th tăng hi u su t v m t i n năng hàng năm c a tr m th y i n lên 3-6%. Ngày nay v i vi c phát tri n c a nhi u mô hình tính toán, ã có nhi u mô hình t i ưu ng d ng trong v n hành h ch a th y i n. Vi t Nam các mô hình v n hành h ch a th y i n ch y u ư c t p trung gi i quy t bài toán m b o an toàn công trình và ch ng lũ cho h lưu, 1 Trư ng i h c Th y l i. KHOA H C K THU T TH Y L I VÀ MÔI TR i v i mùa c n thư ng s d ng tiêu chu n i n năng cung c p cho h th ng là l n nh t. Tuy nhiên, i v i h th ng i n thì chi phí c a h th ng i n không ch là i n năng mà c vi c thay th t i a công su t l p máy c a các tr m phát i n khác (nhi t i n) c a h th ng v i m c ích làm gi m công su t l p t cho h th ng. có th ng d ng các mô hình t i ưu trong v n hành h ch a thì vi c xác nh tiêu chu n th c hi n các bài toán t i ưu là h t s c quan tr ng. Trong bài báo này, tác gi s d ng mô hình thu t toán quy ho ch ng nghiên c u ng d ng v i các tiêu chu n t i ưu trong v n hành b c thang h ch a th y i n sông à v i sơ hai b c là Sơn La - Hòa Bình t ó phân tích l a ch n tiêu chu n v n hành h p lý. 2. THI T L P BÀI TOÁN V N HÀNH T I ƯU B C THANG TH Y I N 2.1. Cơ s khoa h c Cơ s khoa h c c a bài toán v n hành t i ưu c a h th ng b c thang th y i nl i d ng t ng h p ư c xác l p theo hàm m c tiêu. Hàm m c tiêu t i ưu l i d ng t ng h p ngu n nư c v nguyên lý chung là hàm a m c tiêu l i ích. Hàm t ng quát nh t có th là l i ích t ng h p i v i n n kinh t qu c dân là l n nh t. Ho c có th là t ng t n th t i v i các h hư ng l i và h th ng i n là nh nh t khi không áp ng NG - S 58 (9/2017) 41 ư c m c m b o thi t k c a các công trình tham gia l i d ng t ng h p ngu n nư c. Trong n i dung nghiên c u, tác gi s d ng hai hàm m c tiêu so sánh: t i a v hi u ích năng lư ng phát i n và t i a t ng lư ng i n cung c p cho h th ng trong i u ki n áp ng các yêu c u ràng bu c c a các h dùng và s d ng t ng h p ngu n nư c. Ho c: Ci,j - ơn giá i n năng trung bình th i o n j b c i , /kWh; i n năng c a h th i t i th i o n tính toán th j xác nh theo công th c (2) và (3): (2) E = N × ∆t i, j N i, j i, j T = 9,81× η × Q i, j × H ≤ N kd i i, j i, j Ni,j - công su t phát i n trung bình t ư c t th i o n j c a tr m th y i n g n v i h th i; t - kho ng th i gian tính b ng (gi ) c a m th i o n tính toán th j; Qi , j - lưu lư ng trung bình qua nhà máy t th i o n j c a tr m th y i n g n v i h th i; η - hi u su t t ng h p t i b c thang th T Trong ó: B - T ng l i ích i n năng thu ư c trong su t th i gian v n hành T; E - T ng i n năng phát ư c trong su t th i gian v n hành T; j - Th i o n tính toán ư c phân chia i v i th i kho ng th i gian tính toán. i - Là th t h ch a trên h th ng b c thang, phân theo th t t thư ng ngu n xu ng h ngu n. Ei,j- i n năng c a h th i t i th i o n tính toán th j; (3) i i i i (bao g m giá tr trung bình c a hi u su t turbin, hi u su t máy phát); i Nikd ,j công su t kh d ng c a tr m th i t i th i o n j. Lưu lư ng s d ng phát i n c a tr m th y i n b c thang th i trong th i o n j s xác nh t phương trình cân b ng nư c vi t dư i d ng sai phân: (4) Trong ó: Q T§ , Q iT§ j tương ng là lưu lư ng i, j -1, phát i n c a tr m th y b c trên tr c ti p trong b o n j. , tương ng qua phát i n c a b ...