Luận văn:Nghiên cứu tính toán chế độ vận hành tối ưu nhà máy thủy điện A Vương

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

130
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công trình thủy điện A Vương nằm trên địa bàn xã Dang, huyện Tây Giang và xã Mà Cooih, huyện Đông Giang, tỉnh Quảng Nam, trên lưu vực sông A Vương. (sông A Vương là 1 nhánh của sông Bung; các sông Bung, sông Cái (Đắk Mi) và sông Côn hợp thành sông Vu Gia) Quy mô, cấp công trình: cấp II; công suất thiết kế 210MW, 2 tổ máy 105MW/tổ; sản lượng điện trung bình năm là 815 triệu kWh, với tổng vốn đầu tư trên 4.000 tỷ đồng....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu tính toán chế độ vận hành tối ưu nhà máy thủy điện A Vương

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG HOÀNG MINH HI U Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. ĐINH THÀNH VI T Ph n bi n 1: PGS. TS Nguy n Hoàng Vi t NGHIÊN C U TÍNH TOÁN CH Đ V N HÀNH T I ƯU NHÀ MÁY TH Y ĐI N A VƯƠNG Ph n bi n 2: TS Lê K Lu n văn s ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n Chuyên ngành: M ng và H th ng ñi n văn t t nghi p th c sĩ k t h u t h p t i Đ i h c Đà N ng vào Mã s : 60.52.50 ngày 11 tháng 6 năm 2011. TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng. - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng. Đà N ng – Năm 2011
3 4 M Đ U II. Đ i tư ng và ph m vi nghiên c u - Đ i tư ng nghiên c u c a ñ tài là: Nhà máy th y ñi n A I. Lý do ch n ñ tài Vương. Nhà máy th y ñi n A Vương n m trên lưu v c sông Vu Gia- - Ph m vi nghiên c u: K ho ch v n hành t i ưu nhà máy th y Thu B n thu c huy n Đông Giang, t nh Qu ng Nam. Đ c ñi m th y ñi n A Vương. văn c a h th ng sông Vu Gia- Thu B n là s phân ph i dòng ch y III. M c tiêu và nhi m v nghiên c u gi a các tháng trong năm không ñ u, b t l i, ngu n nư c t p trung Theo k t qu v n hành c a nhà máy th y ñi n A Vương ch y u vào mùa mưa (t tháng Chín ñ n tháng Giêng năm sau), mùa trong năm 2009 thì c ba tháng mùa khô là tháng 5, 6, 7 nhà máy mưa trùng v i mùa lũ bão, nên thư ng gây lũ l t, ng p úng nhi u ph i v n hành vùng h n ch c p ñi n (dư i ñư ng h n ch công vùng; mùa khô mưa ít (t tháng Tư ñ n tháng Tám), dòng ch y c n su t). ki t, thư ng gây h n hán n ng, m n xâm th c, nh hư ng ñ n vi c Xu t phát t nh ng lý do nêu trên, c n nghiên c u tính toán cung c p nư c cho tư i tiêu, sinh ho t và công nghi p. ñư ng cong v n hành t i ưu ph c v cho công tác v n hành nhà máy Đ c bi t trong nh ng năm g n ñây x y tình tr ng thi u h t th y ñi n A Vương khi tham gia th trư ng ñi n và ph i ñáp ng nhu mưa trong các tháng mùa khô, d n ñ n các con sông thu c h th ng c u c p nư c cho vùng h du. sông Vu Gia- Thu B n c n d n, khi n nư c m n xâm nh p sâu vào IV. Tên ñ tài ñ t li n, làm tê li t các tr m bơm nông nghi p cũng như các nhà máy Căn c m c ñích, ñ i tư ng, ph m vi và phương pháp nghiên nư c sinh ho t. c u. Đ tài ñư c ñ t tên: “Nghiên c u, tính toán ch ñ v n hành t i Công trình th y ñi n A Vương ñư c xây d ng v i nhi m v ưu nhà máy th y ñi n A Vương” ch y u là t o ngu n cung c p ñi n cho Qu c gia và t sau năm 2010 V. B c c lu n văn t o ngu n cung c p nư c và làm gi m lũ cho khu v c h lưu. Ngoài các ph n m ñ u và k t lu n ki n ngh , n i dung ñ tài Xu t phát t các ñ c ñi m nêu trên, v n ñ : ” Nghiên c u d tính ñư c biên ch thành 5 chương: tính toán v n hành t i ưu nhà máy th y ñi n A Vương sao cho ñ m Chương 1: Gi i thi u chung. b o cân ñ i gi a doanh thu phát ñi n và nhi m v ñ m b o ngu n Chương 2: Tình hình Đi n năng và th trư ng ñi n Vi t c p nư c cho h du trong các tháng mùa ki t” c n ñư c gi i quy t. Nam. M c ñích c a ñ tài là tính toán v n hành nhà máy th y ñi n Chương 3: Mô hình v n hành t i ưu nhà máy th y ñi n. A Vương sao cho ñ m b o ñ t doanh thu t i ña, k t h p v i nhi m v Chương 4: L p k ho ch v n hành t i ưu nhà máy th y ñi n c p nư c cho h du trong các tháng mùa ki t.
5 6 Chương 5: Xây d ng chương trình tính v n hành t i ưu nhà Giang, t nh Qu ng Nam cách thành ph Đà N ng kho ng 100km v máy th y ñi n A Vương. phía Tây theo ñư ng giao thông. Là nhà máy thu ñi n có công su t Chương 1 l n ñư c xây d ng và ñưa vào v n hành ñ u tiên trên h th ng các GI I THI U CHUNG NMTĐ trên sông Vu Gia - Thu B n. 1.1. Gi i thi u chung, ñ t v n ñ Nhi m v chính c a công trình: Cung c p ñi n năng lên lư i H th ng sông Vu Gia- Thu B n có lư ng dòng ch y d i dào qu c gia v i công su t l p máy 210MW, ñi n lư ng trung bình năm nhưng phân b không ñ u, lư ng nư c t p trung ch y u vào mùa 815 tri u kWh. Ngoài ra công trình còn tham gia h n ch lũ và t o mưa; Mùa khô mưa ít, dòng ch y c n ki t, th hi n Hình 1.1. ngu n nư c cho h du. P ph i dòng ch y nămnhómnư c trung (t năm1997- 2000) hân 1.2.1. Đ c ñi m t nhiên 400 1.2.2. Đ c ñi m ñ a hình lưu v c sông Vu Gia- Thu B n 350 1.2.3. Đ c ñi m khí h u lưu v c sông Vu Gia- Thu B n 300 1.2.3.1. Ch ñ nhi t 1.2.3.2. Ch ñ mưa Lưu lư ng (m^3/s) 250 200 Series1 1.2.3.3. Ch ñ mưa 150 1.2.4. Đ c ñi m th y văn lưu v c sông Vu Gia- Thu B n 100 1.3. Thông s k thu t chính c a nhà máy Th y ñi n A Vương 50 1.4. K t lu n Nhà máy thu ñi n A Vương là công trình th y ñi n n m 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 trên lưu v c sông Vu Gia- Thu B n thu c huy n Đông Giang, t nh Tháng Qu ng Nam. Do ñ c ñi m th y văn bi n ñ i m nh theo mùa như ñã nêu trên, r t khó khăn cho vi c vi c v n hành t i ưu nhà máy nên Hình 1.1: Bi u ñ phân ph i dòng ch y năm nhóm năm ph m vi c a lu n văn gi i quy t bài toán v n hành t i ưu ñ m b o nư c trung bình t ng h p t s li u ño t i tr m Th nh M t cân ñ i doanh thu t i ña, ñ ng th i ñ m b o ñư c nhu c u nư c cho năm 1997-2000 vùng h du trong các tháng mùa ki t. (ngu n Vi n Khoa h c Th y l i khu v c mi n Trung và Tây Nguyên). 1.2. T ng quan v nhà máy th y ñi n A Vương Nhà máy thu ñi n A Vương có công su t 210MW g m 2 t máy, là Nhà máy ki u h , n m trên b sông Bung thu c huy n Đông
7 8 Chương 2 2.4.1.2. Như c ñi m TÌNH HÌNH ĐI N NĂNG VÀ TH TRƯ NG PHÁT ĐI N 2.4.2.Th trư ng ñi n c nh tranh C NH TRANH VI T NAM 2.4.2.1. Th trư ng phát ñi n c nh tranh 2.1. Nhu c u ñi n năng và kh năng cung c p 2.4.2.2. Th trư ng bán buôn c nh tranh 2.2. Tình hình s n xu t ñi n 2.4.2.3. Th trư ng bán l c nh tranh 2.3. Ngu n th y ñi n trong h th ng ñi n Vi t Nam 2.4.3. Chuy n sang mô hình th trư ng canh tranh là t t y u Th y ñi n ñóng vai trò quan tr ng trong h th ng ngu n ñi n 2.4.4. Cơ s pháp lý xây d ng th trư ng phát ñi n c nh Vi t Nam, luôn chi m t tr ng l n trong toàn b cơ c u s n xu t ñi n. tranh Vi t Nam Trong giai ño n 1990-2002, t l này thay ñ i theo t ng năm, cao nh t 2.4.5. L trình xây d ng th trư ng phát ñi n c nh tranh ñ t 75 % năm 1994 và th p nh t là 51 % năm 1998. Trong các năm Vi t Nam g n ñây do các ngu n th y ñi n m i ñưa vào v n hành ít và các nhà Xây d ng th trư ng phát ñi n c nh tranh là c p ñ ñ u tiên máy nhi t ñi n m i ñưa vào v n hành có công su t l n nên t tr ng trong l trình hình thành th trư ng ñi n l c hoàn ch nh t i Vi t Nam, c a th y ñi n trong cơ c u công su t ñ t có xu hư ng gi m xu ng. T bao g m 3 c p ñ : tr ng này gi m t 51.9 % năm 2000 xu ng còn 32.8% năm 2008. - C p ñ 1 (2005- 2014): th trư ng phát ñi n c nh tranh; Ti m năng lý thuy t v th y ñi n trên t t c các h th ng - C p ñ 2 (2015- 2022): th trư ng bán buôn c nh tranh; sông c a Vi t Nam kho ng 300 t kWh/năm, trong ñó lưu v c sông - C p ñ 3 (t sau 2022): th trư ng bán l c nh tranh; H ng là 122 t kWh/năm (chi m 41% ti m năng lý thuy t), sông Trong ñó, th trư ng phát ñi n c nh tranh Vi t Nam ñư c xây Đ ng Nai 27,35 t kWh/năm (chi m 9%) và sông Sêsan 16,46 t d ng theo 2 giai ño n: kWh/năm(chi m 6%). Trên toàn qu c, m t s lưu v c sông có ti m 2.4.5.1. Bư c 1- C p ñ 1: Th trư ng phát ñi n c nh tranh năng th y ñi n l n như sông Đà, sông Đ ng Nai, Sêsan, Srepok, sông thí ñi m (t năm 2005 ñ n năm 2008 Ba, sông Vu Gia - Thu B n, sông Lô - Gâm, sông Mã và sông C . 2.4.5.2. Bư c 2- C p ñ 2: Th trư ng phát ñi n c nh tranh Trong ñó l n nh t là lưu v c sông Đà, kho ng 7.800 MW, sông hoàn ch nh (t năm 2009 ñ n năm 2014): Sesan là 4.000 MW và sông Đ ng Nai kho ng 1.900 MW. Ngoài ra, 2.4.6. M c tiêu c a th trư ng phát ñi n c nh tranh Vi t Nam trên các lưu v c sông, su i nh khác có th khai thác th y ñi n nh 2.4.6.1. Cơ c u và nguyên t c ho t ñ ng c a th trư ng: v i tr năng kinh t có th ñ t t i 16 t kWh/năm. a). Cơ c u c a th trư ng: 2.4. Th trư ng phát ñi n c nh tranh Vi t Nam b). Nguyên t c ho t ñ ng c a th trư ng: 2.4.1. Th trư ng ñi n Vi t Nam hi n nay 2.4.6.2. Các cơ ch ho t ñ ng c a th trư ng: 2.4.1.1. Ưu ñi m a). Cơ ch h p ñ ng mua bán ñi n trong th trư ng:
9 10 b). Cơ ch v n hành c a th trư ng ñi n giao ngay: Chương 3 c). Cơ ch giá công su t th trư ng: MÔ HÌNH V N HÀNH T I ƯU NHÀ MÁY TH Y ĐI N 2.5. K t lu n 3.1. Hàm m c tiêu Giai ño n ñ u c a th trư ng ñi n c nh tranh là phát ñi n Trong th trư ng ñi n, các công ty phát ñi n mong mu n c nh tranh, ch có Công ty Mua bán ñi n là ñơn v mua ñi n duy nh t ñ t ñư c m c tiêu t i ña doanh thu khi tham gia th trư ng. Hàm m c t các công ty bán ñi n dư i hai hình th c h p ñ ng: dài h n và giao tiêu c a bài toán v n hành t i ưu nhà máy th y ñi n như sau: ngay. Giá bán ñi n trong h p ñ ng dài h n ñư c ñàm phán trư c và T có ñi u ch nh h ng năm, giá bán ñi n trong h p ñ ng giao ngay ñư c f= maximize ∑ [λt (P t .∆t ) ] (3.1) t =1 xác ñ nh h ng ngày trên cơ s giá chào c a các nhà máy và nhu c u Trong ñó: ph t i. - λt là giá ñi n d báo thanh toán c a th trư ng cho chu kỳ t Y u t có ý nghĩa quy t ñ nh ñ i v i giá ñi n trong th (ñ/MWh) xem như ñã bi t trư c; trư ng c nh tranh là cơ s xác ñ nh giá mua bán ñi n và các cơ ch - Pt là công su t c a nhà máy th y ñi n trong chu kỳ t (MW); ñi u ch nh trong ñi u ki n thi u thông tin, nó có ý nghĩa th c ti n ñ i - T là s chu kỳ kh o sát. v i th trư ng ñi n c nh tranh, vì các lý do sau: 3.2. Các ràng bu c + Cung c p cho cơ quan qu n lý th trư ng phương pháp xác 3.2.1. Phương trình cân b ng nư c c a h ch a ñ nh giá ñi n trên th trư ng. 3.2.2. Gi i h n dung tích h ch a + B o ñ m an ninh năng lư ng qu c gia, gi m thi u r i ro 3.2.3 Gi i h n lưu lư ng qua turbine c a t máy th y l c nh ki m soát ñư c giá ñi n trong ph m vi cho phép. 3.2.4. Ràng bu c v gi i h n công su t phát c a t máy th y l c + Cung c p cho các công ty bán ñi n phương pháp xác ñ nh 3.2.5. Ràng bu c v lưu lư ng t i thi u ñ ñ m b o nhu chi n lư c chào giá khi ñàm phán các h p ñ ng bán ñi n ñ ñ t l i c u nư c h lưu ph c v sinh ho t và tư i tiêu nhu n h p lý, gi m thi u r i ro. 3.3. K ho ch v n hành t i ưu nhà máy th y ñi n 3.2.1. K ho ch v n hành t i ưu dài h n (k ho ch h ng năm) M c tiêu c a k ho ch v n hành t i ưu dài h n là ñ t ñư c doanh thu c c ñ i trong toàn chu kỳ k ho ch. Trong chu kỳ k ho ch này, m c tiêu c a công ty phát s ñưa ra ñư c các quy t ñ nh v lư ng nư c s tích tr trong h ch a và lưu lư ng nư c phát ñi n t i ưu trong t ng bư c kh o sát c a chu kỳ (thông thư ng bư c kh o sát là m t tu n). Doanh thu trong m i chu kỳ k ho ch ñư c tính toán
11 12 b ng cách nhân t ng ñi n năng v i giá th trư ng. Công ty phát ñi n Chương 4 c n d báo chính xác giá th trư ng trong toàn kho ng th i gian k L P K HO CH V N HÀNH T I ƯU NHÀ MÁY TH Y ĐI N ho ch ñ ñ t ñư c l i nhu n t vi c bán giá cao. K ho ch v n hành t i ưu dài h n xét cho chu kỳ m t năm Nh ng d li u l ch s c a dòng ch y t nhiên v h ch a có v i bư c th i gian là 1 tháng và k ho ch v n hành ng n h n xét cho th ñư c dùng ñ hình thành nh ng d ñoán dòng ch y c a riêng h chu kỳ 1 ngày v i bư c th i gian là 1 gi . Sau ñây g i là k ho ch và c a công ty phát. v n hành năm và k ho ch v n hành ngày. Thông s ñ u vào chính c a k ho ch v n hành t i ưu dài 4.1 K ho ch v n hành năm, bư c th i gian 1 tháng h n là giá th trư ng ñi n, các thông s ñ u vào khác c a h ch a 4.1.1 Hàm m c tiêu (dung tích, c t nư c h ch a…) trong k ho ch này thư ng b t ñ u T t tháng ñ u tiên c a kho ng th i gian k ho ch. f= maximize ∑ [λt (P t .∆t ) ] (4.1) t =1 3.2.1. K ho ch v n hành t i ưu ng n h n (k ho ch h ng 4.1.2 D li u ñ u vào tu n, ngày D li u ñ u vào c a k ho ch v n hành t i ưu năm bao g m K ho ch v n hành t i ưu ng n h n bao g m k ho ch v n các thông s sau: hành h ng ngày và k ho ch v n hành h ng tu n. M c tiêu c a công - λt là giá ñi n d báo c a th trư ng t ng tháng t (ñ/MWh), ty phát trong k ho ch này là xác ñ nh s n lư ng ñi n năng h ng gi xem như ñã ñư c d báo bi t trư c; và di n bi n c a h ch a phù h p v i nh ng bi n ñ i c a giá th - Lưu lư ng trung bình nư c t nhiên ch y v h t ng tháng trư ng và dòng ch y t nhiên d báo. (m3/s). Đ i v i k ho ch v n hành t i ưu năm, dòng ch y t K ho ch v n hành t i ưu ng n h n ñư c dùng cho tính toán nhiên v h bi n ñ i ñ i r t m nh trong các năm khác nhau sơ b ñ chu n b chào giá c nh tranh trong th trư ng. và mang tính ng u nhiên r t cao, r t khó d báo chính xác. 3.4. K t lu n Do ñó, d a trên chu i d li u th y văn c a h ch a trong l ch Chương 3 ñã trình bày các n i dung chính v k ho ch v n s ñ tìm ra dòng ch y năm có t n su t trung bình ñ làm d hành t i ưu nhà máy th y ñi n. K ho ch v n hành t i ưu dài h n li u tính toán. - V0 (m3) là dung tích ban ñ u c a năm kh o sát (m3). nh m m c ñích xác ñ nh dung tích nư c t i ưu s tích tr trong h 4.1.3 Các ràng bu c ch a và lưu lư ng nư c phát ñi n t i ưu trong t ng tháng c a chu kỳ Bài toán k ho ch v n hành t i ưu năm bao g m các ràng k ho ch. K ho ch v n hành t i ưu ng n h n nh m m c ñích xác bu c sau: ñ nh s n lư ng ñi n năng h ng tu n, h ng ngày và di n bi n c a h - Phương trình cân b ng nư c: ch a phù h p v i nh ng bi n ñ i c a giá th trư ng và dòng ch y t Vt+1.= Vt +∆t.(Qtve –Qt -Qts) (4.2) nhiên d báo. - Ràng bu c v dung tích h ch a:
13 14 _ V ≤ Vt ≤ V (4.3) tư ng th y văn và xem như ñã bi t. 3 - Ràng bu c v lưu lư ng qua turbine c a c a t máy phát th y l c: _ V0 (m ) là dung tích h ch a c a gi ñ u tiên trong ngày kh o sát Q ≤ Qt ≤ Q (4.4) 4.2.3 Các ràng bu c - Ràng bu c v gi i h n công su t phát c a t máy phát th y l c: _ Bài toán k ho ch v n hành t i ưu ngày bao g m các ràng P ≤ Pt ≤ P (4.5) bu c sau: - Ràng bu c v lưu lư ng t i thi u ñ ñ m b o nhu c u nư c h lưu - Phương trình cân b ng nư c: ph c v sinh ho t và tư i tiêu trong các tháng mùa ki t: Vt+1.= Vt +∆t.(Qtve –Qt -Qts) (4.9) Qt ≥ Qtyc (4.6) - Ràng bu c v dung tích h_ ch a: -Ràng bu c v m c nư c m c tiêu c a tháng 12 ñ ñ m b o c p nư c V ≤ Vt ≤ V (4.10) trong mùa ki t trong năm ti p theo: Trong ñó: Vt=12 ≥ Vf (4.7) - Ràng bu c v lưu lư ng qua turbine c a t máy th y l c: _ 4.1.4 Thông s ñ u ra Q ≤ Qt ≤ Q (4.11) Đ u ra c a k ho ch v n hành t i ưu năm s bao g m các - Ràng bu c v gi i h n công su t phát c a t máy th y l c: _ thông s sau: P ≤ Pt ≤ P (4.12) - Dung tích (m3) và m c nư c (m) cu i t ng tháng trong năm - Ràng bu c v m c nư c m c tiêu th i ñi m t=24 ñ ñ m b o ràng kh o sát; bu c m c nư c m c tiêu cu i ngày theo yêu c u c a Công ty phát: - Công su t phát trung bình (MW) và s n lư ng ñi n năng Vt=24 ≥ Vf (4.13) (MWh) t ng tháng trong năm kh o sát. 4.2.4 Các thông s ñ u ra Đ u ra c a k ho ch v n hành t i ưu ngày s bao g m các 4.2 K ho ch v n hành t i ưu ngày, bư c th i gian 1 gi thông s sau: 4.2.1 Hàm m c tiêu T - Dung tích (m3) và m c nư c (m) t ng gi trong ngày; f= maximize ∑ [λ t (Pt .∆t ) ] (4.8) t =1 - Công su t phát (MW) và s n lư ng ñi n năng (MWh) t ng 4.2.2. D li u ñ u vào gi trong ngày. D li u ñ u vào c a k ho ch v n hành t i ưu ngày bao g m các thông s sau: 4.3. K t lu n - λt là giá ñi n d báo c a th trư ng gi th t c a ngày kh o Chương 4 ñã trình bày các n i dung chính v l p k k sát (ñ/MWh), xem như ñã ñư c d báo bi t trư c; ho ch v n hành t i ưu năm và t i ưu ngày nhà máy th y ñi n. Các d - Lưu lư ng trung bình nư c t nhiên ch y v h t ng gi li u ñ u vào, các ràng bu c và các thông s ñ u ra ñã ñư c gi i thi u trong ngày kh o sát (m3/s). Đ i v i k ho ch v n hành t i ưu chi ti t nh m ph c v cho vi c l p chương trình tính toán v n hành t i ngày, dòng ch y t nhiên v h ñư c d báo b i cơ quan khí ưu nhà máy th y ñi n trong chương 5.
15 16 Chương 5 - V0 (m3)là dung tích ban ñ u c a năm kh o sát. XÂY D NG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN V N HÀNH T I 5.2.3. Các ràng bu c ƯU NHÀ MÁY TH Y ĐI N A VƯƠNG KHI THAM GIA TH - Phương trình cân b ng nư c: TRƯ NG PHÁT ĐI N C NH TRANH Vt+1.= Vt +∆t.(Qtve –Qt -Qts) (5.12) - Ràng bu c v dung tích h_ ch a: 5.1. Thu t gi i di truy n và các phép toán di truy n V ≤ Vt ≤ V (5.13) 5.1.1. Mã hoá các bi n quy t ñ nh Trong ñó: 5.1.2 Gi i mã các bi n quy t ñ nh V = 266,48 x 106 (m3) là dung tích ch t c a h ch a; _ 5.1.3. Th c hi n các ràng bu c V = 343,55 x 106 (m3) là dung tích toàn b c a h ch a; 5.1.4. Hàm lư ng giá - Ràng bu c v lưu lư ng qua turbine c a t máy phát th y l c: _ 5.1.5. Quá trình ch n l c Q≤Q ≤ Q t (5.14) 5.1.6. Quá trình lai ghép Trong ñó: 5.1.7. Quá trình ñ t bi n Qt (m3/s) là lưu lư ng nư c (trung bình) tháng t qua 5.2. Xây d ng chương trình tính toán v n hành t i ưu năm, bư c turbine c a t máy phát th y l c; th i gian kh o sát là m t tháng Q = 12,31 (m3/s) là lưu lư ng nư c c c ti u qua turbine 5.2.1 Hàm m c tiêu c a t máy phát th y l c; _ f= maximize T t t ∑ [λ ( P .∆t ) ] (5.11) Q = 38,70 (m3/s) là lưu lư ng nư c c c ñ i qua turbine t =1 c a t máy phát th y l c; 5.2.2. D li u ñ u vào - Ràng bu c v gi i h n công su t phát c a t máy phát th y l c: _ D li u ñ u vào c a k ho ch v n hành t i ưu năm bao g m P ≤ Pt ≤ P (5.15) các thông s sau: Trong ñó: - Giá ñi n d báo c a th trư ng λt trong 12 tháng c a năm Pt =9,81x10-3ηtQtHt (kW) là công su t phát (trung bình) - Lưu lư ng trung bình nư c t nhiên ch y v h t ng tháng tháng t c a t máy phát th y l c; V i: ηt, Qt, Ht l n lư t là 3 (m /s). Căn c chu i d li u th y văn c a h ch a A Vương hi u su t (trung bình) tháng t c a t máy phát th y l c, lưu t năm 1997 ñ n năm 2010, nh n th y dòng ch y năm 1987 lư ng nư c (trung bình ) tháng t qua turbine t máy phát và là năm ng v i t n su t nư c t ni n v h trung bình, t n c t nư c tính toán (trung bình) tháng t c a nhà máy. su t 50%. Do ñó, ch n chu i dòng ch y t nhiên năm 1987 P =70 (MW) là gi i h n công su t phát c c ti u c a t máy làm dòng ch y t nhiên v h cho mô hình bài toán. phát th y l c;
17 18 _ P =105 (MW) là gi i h n công su t phát c c ñ i c a t máy 5.2.5. Xây d ng bài toán v n hành t i ưu năm d a trên phát th y l c; thu t toán di truy n - Ràng bu c v lưu lư ng t i thi u ñ ñ m b o nhu c u nư c h lưu 5.2.5.1. Bi n quy t ñ nh c a bài toán ph c v sinh ho t và tư i tiêu trong các tháng mùa ki t: 5.2.5.2. Bi n tr ng thái c a bài toán t Q ≥ Qyc (5.16) 5.2.5.3. Hàm lư ng giá Trong ñó: Qyc là lưu lư ng yêu c u c p nư c cho h lưu - Hàm m c tiêu T 3 (m /s). f= maximize ∑ [λt (P t .∆t ) ] - Ràng bu c v m c nư c m c tiêu c a tháng 12 ñ ñ m b o c p - Các hàm ph t t =1 nư c trong mùa ki t trong năm ti p theo: - Hàm ph t HPhatQ: Không ñ m b o c p nư c ñ y ñ cho h lưu t=12 V ≥ Vf (5.17) nh m ph c v cho nhu c u tư i tiêu, sinh ho t, công nghi p: 6 3 Trong ñó: Vf = Vmax=343,55 x 10 (m ) là dung tích m c tiêu 1 m t cu i tháng 12 (b ng v i dung tích toàn b c a h ch a). HPhatQ = ∑ (Q − Q yc ) t 2 2τ j=1 V i: τ 0 = 1, τ j+1 = 0,1τ j , j là s 5.2.4. Xây d ng thu t toán bư c l p. B TĐ U - Hàm ph t HphatV1: N u dung tích vư t dung tích toàn b c a h : T o qu n th ng u 1 m − nhiên ban ñ u t 2 Thông s ñ u vào, HPhatV1 = ∑ (V − V ) 2τ j=1 các ràng bu c Tính các bi n tr ng thái, Th h k ti p Tính hàm lư ng giá - Hàm ph t HphatV2: N u dung tích nh hơn dung tích ch t c a h : Đ t bi n 1 m HPhatV 2 = ∑ (V − V ) t 2 Lai ghép 2τ j=1 − L a ch n - Hàm ph t HphatP1: N u công su t phát nh hơn công su t nh nh t Sai Bư c l p > cho phép Pmin c a t máy phát: Bư c l p +1 ∑ s qu n th 1 m HPhatP1 = ∑ ( Pmin − P ) t 2 Đúng 2τ j=1 D NG - Hàm ph t HphatP2: N u công su t phát l n hơn công su t c c ñ i Hình 5.5: Sơ ñ thu t toán chương trình cho phép Pmax c a t máy phát:
19 20 1 m HPhatP 2 = ∑ ( Pmax − P ) t 2 các thông s sau: 2τ j=1 - Giá ñi n d báo c a th trư ng λt trong ngày kh o sát. - Hàm ph t HphatV3: N u dung tích c a tháng 12 không ñ t dung - Lưu lư ng trung bình nư c t nhiên ch y v h t ng gi tích m c tiêu: (m3/s), ñư c Trung tâm d báo khí tư ng th y văn t nh 1 m Qu ng Nam d báo. HPhatV3 = ∑ ( Vf − V ) 12 2 2τ j=1 - V0 (m3) là dung tích c a t i lúc 0 gi c a ngày kh o sát. 5.2.6. K t qu tính toán 5.3.1.2. Các ràng bu c 5.2.6.1. Di n bi n m c nư c h ch a tính toán ñư c trong 12 - Phương trình cân b ng nư c: tháng c a chu kỳ kh o sát Vt+1.= Vt +∆t.(Qtve –Qt) (5.19) Trong ñó: ∆t là s giây trong m t gi . Trong ñó: Vt là dung tích h ñ u gi t (m3), Vt+1 là dung tích h cu i gi t (m3), Qtve (m3/s) là lưu lư ng nư c ch y vào h trong kho ng ∆t, Qt (m3/s) là lưu lư ng nư c phát ñi n gi t. - Ràng bu c v dung tích h_ ch a: V ≤ Vt ≤ V (5.20) Trong ñó: 5.2.6.2. Di n bi n dung tích h ch a h ch a tính toán ñư c V (m3)là dung tích ch t c a h ch a; _ trong 12 tháng c a chu kỳ kh o sát V (m3) là dung tích toàn b c a h ch a; 5.2.6.3. Lưu lư ng phát ñi n trung bình tháng - Ràng bu c v lưu lư ng qua turbine c a t máy th y l c: _ 5.3. Xây d ng chương trình v n hành t i ưu ngày bư c th i gian 1 gi t Q≤Q ≤ Q (5.21) 5.3.1 Hàm m c tiêu Trong ñó: T Qt (m3/s) là lưu lư ng nư c qua turbine c a t máy phát th y f= maximize ∑[λ (P .∆t ) ] t t (5.18) l c th i ñi m t; t =1 5.3.1.1. D li u ñ u vào Q (m3/s) là lưu lư ng nư c c c ti u cho phép qua turbine D li u ñ u vào c a k ho ch v n hành t i ưu ngày bao g m c a t máy phát th y l c;
21 22 _ Q (m3/s) là lưu lư ng nư c c c ñ i cho phép qua turbine Trong quá trình tính toán, ñ thu n l i chuy n ñư ng ñ c c a t máy phát th y l c; tính v n hành c a t máy thành các ño n th ng tương ng v i ba - Ràng bu c v gi i h n công su t phát c a t máy th y l c: _ ñi m: ñi m có lưu lư ng qua turbine nh nh t Qmin, ñi m có hi u su t P ≤ Pt ≤ P (5.22) c c ñ i Qb và ñi m có ñ m cánh hư ng c c ñ i Qf . Trong ñó: Lúc này, lưu lư ng qua turbine và công su t phát c a t máy P =9,81x10 η Q H (kW) là công su t phát th i ñi m t c a t t -3 t t t ñư c cho b ng bi u th c sau: máy phát th y l c; V i: η , Q , H l n lư t là hi u su t t t t th i Qt = Qmin + Q1t + Q2t ñi m t c a t máy phát th y l c, lưu lư ng nư c th i ñi m Pt = Pmin + ρ1 Q1t + ρ2 Q2t t qua turbine t máy phát và c t nư c tính toán th i ñi m t Trong ñó: c a h ch a. - Qmin (m3/s) là lưu lư ng nh nh t qua turbine; P =70 (MW) là gi i h n công su t phát c c ti u c a t máy - Q1t , Q2t (m3/s) là lưu lư ng ng v i ño n (I) và (II) c a t phát th y l c; _ máy. P =105 (MW) là gi i h n công su t phát c c ñ i c a t máy - ρ1 và ρ2 là ñ d c ng v i các ño n th ng (I) và (II) c a phát th y l c; ñư ng ñ c tính công su t c a t máy . - Ràng bu c v m c nư c m c tiêu th i ñi m t=24 ñ ñ m b o ràng Pb − Pmin t t Pft − Pb t ρ1 = ; ρ2 = ; bu c m c nư c m c tiêu cu i ngày theo yêu c u c a Công ty phát: Q b − Q min t t Qf − Qb t t Vt=24 ≥ Vf (5.23) Trong ñó: Vf là dung tích m c tiêu th i ñi m t=24 (m3/s), 5.3.2.2. D li u ñ u vào thông s này ñư c xác ñ nh theo yêu c u c a Công ty phát. - Các thông s v h ch a ñã bi t trư c: ñ c tính h ch a, 5.3.2. Mô hình và chương trình tính toán: m c nư c hi n hành, m c nư c m c tiêu vào cu i th i gian kh o sat; 5.3.2.1.Công su t phát c a t máy th y l c: - Lưu lư ng nư c t nhiên v h ch a trong th i gian kh o Công su t phát c a t máy th y l c ñư c tính theo bi u th c sau: sát ñã ñư c d báo; P = 9,81.η .Q .H t t t t - Các s li u v ñ c tính phát c a nhà máy ñã bi t trư c: các Trong th c t , v i m i chi u cao c t nư c, ñ c tính v n hành c a t gi i h n công su t phát, gi i h n lư ng nư c ch y máy; máy th y l c là m t hàm phi tuy n và b c m v n hành vùng công - Giá ñi n thanh toán d báo c a th trư ng ñi n cho t ng gi su t th p. trong th i gian kh o sát coi như ñã bi t trư c Thông thư ng t máy th y l c ñư c v n hành ch ñ hi u 5.3.2.3. Đ c tính th tích h ch a su t l n nh t ho c ch ñ m cánh hư ng c c ñ i. 5.3.2.4. Thông s ban ñ u c a h ch a
23 24 5.3.2.5. Lưu lư ng nư c t nhiên v các h ch a 5.3.2.14. Di n bi n m c nư c h theo th i gian 5.3.2.6. Thông s c a ñư ng ng áp l c 5.3.2.7. Thông s v ñ c tính phát c a nhà máy 5.3.2.8. Giá ñi n thanh toán d báo c a th trư ng ñi n 5.3.2.9. D li u ñ u ra 5.3.2.10. Chương trình tính toán 5.3.2.11. K t qu tính toán 5.3.2.12. Công su t phát t i ưu c a nhà máy Hình 5.12. Di n bi n m c nư c h trong ngày kh o sát 5.3.2.15. K t qu doanh thu c a nhà máy 5.4. K t lu n Trong chương này ñã trình bày chi ti t bài toán l p k ho ch v n hành t i ưu năm và k ho ch t i ưu ngày cho nhà máy th y ñi n A Vương. K t qu c a bài toán l p k ho ch v n hành t i ưu năm ñã xác ñ nh ñư c dung tích nư c t i ưu trong h ch a và lưu lư ng nư c Hình 5.10. Công su t phát c a nhà máy trong ngày kh o sát phát ñi n t i ưu trong t ng tháng c a năm kh o sát, k t qu ñã cho 5.3.2.13. Di n bi n dung tích h theo th i gian th y lư ng nư c x trong quá trình phát ñi n ñ m b o vi c c p nư c cho h du trong các tháng mùa ki t. Ngoài ra, k t qu tính toán ñư c ñ i v i bài toán l p k ho ch v n hành t i ưu ngày ñã xác ñ nh ñư c s n lư ng ñi n năng h ng ngày và di n bi n c a h ch a phù h p v i nh ng bi n ñ i c a giá th trư ng và dòng ch y t nhiên d báo Hình 5.12. Di n bi n dung tích h trong ngày kh o sát
25 26 K T LU N VÀ KI N NGH HƯ NG NGHIÊN C U PHÁT TRI N Đ TÀI N i dung chính c a ñ tài tính toán lưu lư ng phát ñi n t i Trong nh ng năm g n ñây x y tình tr ng thi u h t mưa trong ưu t ng tháng trong c năm nh m ñ t doanh thu c c ñ i khi tham gia các tháng mùa khô, d n ñ n ngu n nư c trên các con sông c n d n, th trư ng ñi n có xét ñ n yêu c u c p nư c cho h lưu trong các khi n nư c m n xâm nh p sâu vào ñ t li n, làm tê li t các tr m bơm tháng mùa ki t, trên cơ s giá ñi n d báo c a th trư ng coi như ñã nông nghi p cũng như các nhà máy nư c sinh ho t. Do ñó, vi c v n bi t trư c. Vì v y, ñ tài c n ñư c nghiên c u phát tri n theo các hành các nhà máy th y ñi n ph i tính ñ n nhi m v c p nư c cho hư ng sau: vùng h lưu trong các tháng mùa ki t. M t trong các gi i pháp ñ - Nghiên c u v n ñ d báo giá thanh toán th trư ng ñi n; th c hi n yêu c u ñó là tính toán lưu lư ng phát ñi n trong các tháng Nghiên c u bài toán v n hành dài h n ñ i v i b c thang th y và xác ñ nh dung tích t i ưu c a h ch a trong th i gian v n hành. ñi n. K t qu nghiên c u ñáp ng ñư c các v n ñ sau: - Xây d ng ñư c hàm m c tiêu là c c ñ i doanh thu c a nhà máy th y ñi n A Vương có xét ñ n ñi u ki n ràng bu c c p nư c cho h lưu trong các tháng mùa ki t. - K t qu ñã tính ñư c m c nư c và dung tích t i ưu c a h ch a t ng tháng trong năm ng v i giá th trư ng d báo. Do ñó, bài toán k ho ch v n hành năm có th áp d ng cho Công ty C ph n th y ñi n A Vương khi tham gia th trư ng ñi n phát ñi n c nh tranh s p ñi vào ho t ñ ng. - Ngoài ra, ñ tài cũng ñã xét k ho ch v n hành ng n h n (h ng ngày), k t qu tính toán cho m t ngày ñi n hình ñã tính ñư c s n lư ng ñi n năng và di n bi n c a h ch a phù h p v i nh ng bi n ñ i c a giá th trư ng và dòng ch y t nhiên d báo. Tuy v y, ñ tài v n còn các h n ch c n ñư c hoàn thi n, c n ñư c ti p t c nghiên c u phát tri n.