BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC TỐI ƯU HÓA TÍNH KINH TẾ CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Trần Anh Nguyện Trần Quốc Thái (MSSV: 1111044) Ngành: Kỹ thuật điện – Khóa 37 Tháng năm 2015 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN Cần Thơ, ngày 09 tháng 01 năm 2015 PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN HỌC KỲ NĂM HỌC 2014 - 2015 Họ tên sinh viên: Trần Quốc Thái MSSV:1111044 Ngành: Kỹ Thuật Điện Khoá: K37 Tên đề tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Địa điểm thực hiện: (ghi rõ địa sở, số điện thoại có) Họ tên người hướng dẫn khoa học (NHDKH) : Trần Anh Nguyện Mục tiêu đề tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Các nội dung giới hạn đề tài: CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN CHƯƠNG TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG KẾT LUẬN Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực đề tài: Kinh phí dự trù cho việc thực đề tài: (dự trù chi tiết đính kèm, cần cho LVTN) SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ (ký tên ghi rõ họ tên) Trần Quốc Thái Ý KIẾN CỦA NHDKH Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Cán hướng dẫn: Trần Anh Nguyện Tên đề tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Thái MSSV: 1111044 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Trần Anh Nguyện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện 1: Trần Trung Tính Tên đề tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Thái MSSV: 1111044 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: d Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Trần Trung Tính TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Cán phản biện 2: Phạm Văn Hoàn Tên đề tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Thái MSSV: 1111044 Lớp: Kỹ Thuật Điện Khoá: 37 Nội dung nhận xét: a Nhận xét hình thức tập thuyết minh: b Nhận xét vẽ: c Nhận xét nội dung luận văn:  Các công việc đạt được:  Những vấn đề hạn chế: Kết luận đề nghị: Điểm đánh giá: Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2015 CÁN BỘ PHẢN BIỆN Phạm Văn Hoàn Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện GIỚI THIỆU  I TÓM TẮT MỤC TIÊU Trong hệ thống điện, máy phát phân bố để phát công suất cung cấp cho yêu cầu cầu phụ tải Do xảy trường hợp như: thừa công suất thiếu công suất số thời điểm Với vấn đề lớn đòi hỏi phải phân bố công suất cho sử dụng cách hợp lý để tránh gây tổn thất chi phí cho hệ thống Việc tính toán chi phí cách tối ưu toán tối ưu hóa tính kinh tế vận hành hệ thống điện Do yêu cầu phát triển mạnh mẽ hệ thống điện thời gian tới, toán tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện đặt cho ngành điện Việt Nam thách thức Vì Vậy, với phương pháp sử dụng phần mềm Matlab ta giải phần để giảm chi phí vận hành cách tối ưu Với việc nghiên cứu phần mềm Matlab để tính toán thông số tối ưu vận hành hệ thống kết hợp với lý thuyết để có nhìn hệ thống điện Qua mở rộng ứng dụng vào thực tiễn II PHƯƠNG PHÁP VÀ KẾT QUẢ Phương Pháp: Sử dụng phương pháp Lagrange kết hợp với thuật toán lặp, Sử dụng phần mềm Matlab + Tính tối ưu phân bố công suất + Tính cực tiểu giá trị chi phí nhiên liệu Kết quả: + Tìm giá trị suất tăng chi phí nhiên liệu tối ưu Lambda + Tìm giá trị công suất tối ưu tất tổ máy phát + Tìm công suất tổn thất + Tìm chi phí vận hành tối ưu hệ thống Từ thông số ta tính toán cho hệ thống vận hành cách tối ưu Qua việc sử dụng phần mềm Matlab, giúp có rút ngắn thời gian tính toán tỉ lệ sai số nhỏ thực phép tính SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang i Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện LỜI CẢM ƠN  Trong trình học tập luận văn tốt nghiệp tổng hợp kiến thức vốn có sinh viên trình học tập, hội để sinh viên kiểm chứng lại kiến thức trước bước vào môi trường làm việc Dưới hướng dẫn tận tình quý thầy, cô môn giúp cho sinh viên chúng em có thêm kiến thức kỹ làm việc sau Sau 14 tuần thực hiện, đến luận văn em hoàn thành Nhân em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Trần Anh Nguyện, người tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn đến tất quý thầy cô môn Kỹ thuật điện – Khoa Công Nghệ - Trường Đại học Cần Thơ tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Nhân em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè giúp đỡ động viên em suốt trình học tập Tuy nhiên, kiến thức hạn hẹp, kinh nghiệm thực tế thời gian làm luận văn có hạn nên tránh khỏi thiếu sót Rất mong thông cảm nhận đóng góp ý kiến quý báu thầy hướng dẫn thầy môn để “Luận Văn Tốt Nghiệp” em hoàn thiện Sinh viên thực Trần Quốc Thái SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang ii Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN .1 1.1 Hệ thống điện .1 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại hệ thống điện .2 1.2 Hệ thống truyền tải phân phối .3 1.2.1 Lưới điện 1.2.2 Sơ đồ lưới điện 1.2.2.1 Lưới hệ thống 1.2.2.2 Lưới truyền tải .4 1.2.2.3 Lưới phân phối 1.3 Tiêu chuẩn đánh giá lưới điện 1.4 Phụ tải điện 1.4.1 Định nghĩa 1.4.2 Đặc điểm phụ tải điện 1.5 Chế độ làm việc cân công suất hệ thống điện .6 1.5.1 Chế độ làm việc hệ thống điện .6 1.5.2 Cân công suất hệ thống điện .7 1.6 Các đặc điểm hệ thống điện 1.6.1 Quá trình sản xuất tiêu thụ điện diễn đồng thời 1.6.2 Hệ thống điện hệ thống hợp .8 1.6.3 Các trình diễn hệ thống điện nhanh 1.6.4 Hệ thống điện có liên quan mật thiết đến tất ngành lĩnh vực sản xuất sinh hoạt 1.7 Các yêu cầu hệ thống điện 1.7.1 Tính linh hoạt đáp ứng đồ thị phụ tải .9 1.7.2 Độ tin cậy cung cấp điện liên tục 1.7.3 Đảm bảo chất lượng điện 1.7.4 Đảm bảo hiệu kinh tế cao .9 1.8 Một số nét đặc thù riêng hệ thống điện Việt Nam 10 CHƯƠNG II: TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 11 2.1 Phân bố công suất 11 SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang iii Luận văn tốt nghiệp CBHD: Trần Anh Nguyện 2.1.1 Giới thiệu 11 2.1.2 Phân bố công suất hệ thống điện .11 2.1.3 Phân loại điểm nút hệ thống điệnError! Bookmark not defined 2.2 Tối ưu hóa phân bố công suất Error! Bookmark not defined 2.2.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined 2.2.2 Tối ưu hóa phân bố công suất 14 2.2.2.1 Khái niệm tối ưu hóa phân bố công suất 14 2.2.2.2 Các tiêu tối ưu hóa phân bố công suất 14 2.2.2.3 Ứng dụng tối ưu hóa phân bố công suất .15 2.2.3 Tổng quan toán tối ưu hóa công suất phản kháng 15 2.2.4 Tổng quan điều phối tối ưu công suất phát tổ máy phát điện nhà máy điện 15 2.3 Phân bố tối ưu công suất nhà máy nhiệt điện 16 2.4 Phương pháp tính toán tối ưu hóa phân bố công suất hệ thống điện 18 2.4.1 Phương pháp quy hoạch động 18 2.4.2 Phương pháp Lagrange kết hợp với thuật toán lặp 19 2.4.2.1 Hàm mục tiêu 19 2.4.2.2 Điều kiện ràng buộc 19 2.4.2.3 Phương pháp giải 20 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT 21 3.1 Giới thiệu chương trình Matlab 21 3.2 Giao diện chương trình .21 3.3 Các phép toán, tên biến, hàm 22 3.3.1 Các phép toán 22 3.3.2 Cách đặt tên biến .23 3.3.3 Điều khiển vào 23 3.4 Ma trận .23 3.4.1 Ma trận 23 3.4.2 Các phép toán với ma trận Matlab 24 3.5 Cấu trúc điều kiện 25 3.5.1 Cấu trúc if-end 25 3.5.2 Cấu trúc if-elseif-else-end 25 3.6 Cấu trúc lặp 26 3.6.1 Cấu trúc for-end .26 3.6.2 Cấu trúc while-end 27 SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang iv Chương IV: Đối tượng nghiên cứu CBHD: Trần Anh Nguyện PTT= sum(d.*P.^2); DelP= Pd+PTT-Pgg; for k= 1:ngg if P(k) > Pmax(k) & abs(DelP)= 0.01 & sll < 200 %Kiểm tra điều kiện sai số DeltaP sll = sll + 1; %Tăng số lần lặp for k= 1:ngg if wgt(k) == E(k,k) = c(k)/lambda + Bu(k,k); Dx(k) = 1/2*(1 - B0(k) - b(k)/lambda); SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang 60 Chương IV: Đối tượng nghiên cứu CBHD: Trần Anh Nguyện else, E(k,k)=1; Dx(k) = 0; for m=1:ngg if m~=k E(k,m)=0; else, end end end end PP=E\Dx'; for k=1:ngg if wgt(k)==1 Pgg(k) = PP(k) else, end end Pgtt = sum(Pgg); %Công suất tổng tổ máy PL=Pgg*Bu*Pgg'+B0*Pgg'+B00u; %công suất tổn thất DelP = Pd+PL -Pgtt %Sai số công suất DelP for k = 1:ngg if Pgg(k) > Pmax(k) & abs(DelP) [...]... Hệ thống điện hợp nhất là các hệ thống điện độc lập ở cách rất xa nhau được nối liền thành hệ thống bằng các đường dây truyền tải siêu cao áp - Hệ thống điện địa phương là hệ thống điện riêng, như hệ thống điện tự dùng của xí nghiệp công nghiệp lớn, hay các hệ thống điện ở các vùng xa không thể nối vào hệ thống điện quốc gia Về mặt quản lý và vận hành hệ thống điện được chia thành: - Hệ thống các nhà. .. công suất các tổ máy 35 4.3 Phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát của nhà máy nhiệt điện khi tính đến giới hạn công suất các tổ máy và bỏ qua tổn thất 39 4.4 Phân bố tối ưu công suất giữa các tổ máy phát của nhà máy nhiệt điện khi tính đến giới hạn công suất các tổ máy và tổn thất .44 4.5 Ứng dụng chương trình tính toán tối ưu hóa phân bố công suất trong hệ thống điện ... hệ thống 20 máy phát .57 Bảng 3: Kết quả phân bố công suất tối ưu giữa các máy phát của hệ thống 20 máy trong trường hợp tải PD=3000MW 64 SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang vii Chương I: Tổng quan hệ thống điện CBHD: Trần Anh Nguyện CHƯƠNG I TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Hệ thống điện 1.1.1 Định nghĩa Hệ thống điện (HTĐ): bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây truyền tải điện. .. trên các đoạn dây có giá trị thấp nhất đến mức có thể 1.7.4 Đảm bảo hiệu quả kinh tế cao Tính kinh tế của hệ thống điện được đảm bảo bởi sự phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy điện với điều kiện thỏa mãn đầy đủ nhu cầu phụ tải của hệ thống, một trong nhưng giải pháp quan trọng để nâng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống điện là áp dụng các biện pháp giảm tổn thất trong các phần tử hệ thống điện. .. niệm tối ưu hóa phân bố công suất Tối ưu hóa phân bố công suất trong hệ thống điện là đảm bảo cho tổn thất công suất trong hệ thống điện là nhỏ nhất Đảm bảo sao cho việc cung cấp điện vẫn nằm trong giới hạn an toàn phù hợp với đặc tính kỹ thuật và tối thiểu các chi phí nhằm đáp ứng nhu cầu tải của một hệ thống công suất trong khi vẫn đáp ứng điều kiện an ninh, kinh tế trong hệ thống điện 2.2.2.2 Các. .. các nhà máy điện từ bài toán điều độ kinh tế Bài toán tối ưu hóa công suất phản kháng được sử dụng để cực tiểu tổn thất công suất tác dụng đồng thời đảm bảo điện áp tại các nút trong hệ thống nằm trong phạm vi cho phép 2.2.4 Tổng quan điều phối tối ưu công suất phát của các tổ máy phát điện trong nhà máy điện Mục tiêu điều phối tối ưu công suất phát được thực hiện bằng cách: quy hoạch thiết kế hệ thống. .. phát tối ưu giữa các nhà máy thủy điện và các nhà máy nhiệt điện Để giải bài toán phân bố công suất phát tối ưu cần phải biết: + Các thông số của toàn nhà máy điện + Các thông số của hệ thống điện Thông số của toàn nhà máy điện bao gồm: - Giá tiền đơn vị nhiên liệu, thường người ta xác định chi phí nhiên liệu cho các tổ máy, sau đó nhân với giá tiền nhiên liệu để có đặc tính chi phí sản xuất của các. .. điện Bài toán phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy nhiệt điện có các dạng sau: + Phân bố công suất giữa các tổ máy trong một nhà máy + Phân bố công suất giữa các nhà máy trong hệ thống điện SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang 16 Chương II: Tối ưu hóa phân bố công suất và phương pháp tính toán tối ưu hóa phân bố công suất CBHD: Trần Anh Nguyện Sự khác nhau giữa hai bài toán Trong bài toán sau phải... trong hệ thống điện SVTH: Trần Quốc Thái -1111044 Trang 7 Chương I: Tổng quan hệ thống điện CBHD: Trần Anh Nguyện Hệ thống điện cần một lượng công suất phản kháng dự trữ chung để điều chỉnh mức điện áp hệ thống khi nhu cầu biến đổi phụ tải hoặc sự cố nhà máy điện 1.6 Các đặc điểm của hệ thống điện Hệ thống điện có hàng loạt các đặc điểm khác biệt dưới đây là một số các đặc điểm nổi bật nhất trong hệ. .. lưới điện theo công suất phát của các nhà máy nhiệt điện Do đó, cần lập đặc tính chi phí sản xuất tối ưu của từng nhà máy trước, sau đó giải bài toán phân bố công suất giữa các nhà máy trong hệ thống Trong hệ thống điện tập trung, biến đổi tổn thất công suất tác dụng theo công suất các nhà máy điện có thể không đáng kể, trong trường hợp này hai bài toán trở nên giống nhau và có thể giải một lần Trong ... tài: Tối ưu hóa tính kinh tế nhà máy nhiệt điện hệ thống điện Các nội dung giới hạn đề tài: CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN CHƯƠNG TỐI ƯU HÓA PHÂN BỐ CÔNG SUẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỐI ƯU HÓA... phát tối ưu nhà máy nhiệt điện + Phân bố công suất phát tối ưu nhà máy thủy điện nhà máy nhiệt điện Để giải toán phân bố công suất phát tối ưu cần phải biết: + Các thông số toàn nhà máy điện + Các. .. tạo thành hệ thống - Hệ thống điện hợp hệ thống điện độc lập cách xa nối liền thành hệ thống đường dây truyền tải siêu cao áp - Hệ thống điện địa phương hệ thống điện riêng, hệ thống điện tự dùng