ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN ĐĂNG TUẤN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN TẤN VINH Phản biện 1: PGS.TS NGÔ VĂN DƯỠNG Phản biện 2: GS.TS NGUYỄN HỒNG ANH Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 03 tháng 03 năm 2018 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cơng trình Thủy điện Đại Ninh thuộc hệ thống bậc thang thủy điện sông Đồng Nai; Nhà máy cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 260 km phía Đơng Bắc cách thành phố Đà Lạt khoảng 45 km phía Tây Nam Cơng trình thủy điện Đại Ninh khởi cơng xây dựng vào ngày 10/05/2003; có nhiệm vụ phát điện cung cấp cho hệ thống điện Quốc Gia, chuyển nước từ lưu vực sông Đồng Nai sang lưu vực sông Lũy để tưới cấp nước cho tỉnh Bình Thuận Đặc điểm hồ chứa Đại Ninh có dung tích nhỏ (khoảng 320 triệu m3), nhiên hàng năm cần phải đảm bảo cung cấp nước phục vụ tưới tiêu khu vực tỉnh Bình Thuận (khoảng 500 triệu m3) Mặt khác lưu lượng nước hồ năm gần không thuận lợi, thấp so với trung bình nhiều năm Ngồi ra, giá điện hợp đồng nhà máy thủy điện Đại Ninh thấp (chỉ khoảng 400 đồng/kWh) cần tốt đa hóa doanh thu thị trường điện Xuất phát từ đặc điểm nêu trên, vấn đề “Nghiên cứu xây dựng chương trình tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện.” cần giải Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu xây dựng chương trình tính tốn vận hành tối ưu phục vụ công tác chào giá vận hành nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện cạnh tranh đảm bảo cấp nước vùng hạ du tỉnh Bình Thuận Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Nhà máy thủy điện Đại Ninh Phạm vi nghiên cứu: Kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh Phương pháp nghiên cứu Để giải mục tiêu nêu trên, luận văn đưa phương pháp nghiên cứu kết hợp nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm: Về lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu khoa học vận hành nhà máy thủy điện thị trường điện cạnh tranh; quy định thị trường phát điện cạnh tranh Xây dựng mơ hình tốn vận hành tối ưu (các hàm mục tiêu ràng buộc); Nghiên cứu phương pháp để giải toán tối ưu Về thực nghiệm: thu thập liệu vận hành nhà máy thủy điện Đại Ninh phần mềm Matlab để giải toán tối ưu Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn Vận dụng để tham khảo tính tốn lập kế hoạch vận hành nhà máy thủy điện Đại Ninh Vận dụng để tham khảo tính tốn xây dựng chiến lược chào giá ngày tới thị trường phát điện cạnh tranh Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu kết luận kiến nghị, nội dung đề tài có chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan hoạt động nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện Chương 2: Mơ hình tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh Chương 3: Xây dựng thuật tốn chương trình tính tốn Chương 4: Áp dụng tính tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.1 Tổng quan lưu vực sông Đồng Nai Dự án nhà máy thủy điện Đại Ninh 1.1.1 Giới thiệu lưu vực sông Đồng Nai, đặc điểm lưu vực hồ chứa Đại Ninh 1.1.1.1 Tổng quan hệ thống sơng Đồng Nai Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Đồng Nai (Nguồn: Hội đập lớn phát triển nguồn nước Việt Nam) 1.1.1.2 Đặc điểm tự nhiên 1.1.1.3 Đặc điểm thủy văn 1.1.2 Giới thiệu tổng quan cơng trình chính, nhà máy Trạm phân phối Đại Ninh 1.1.2.1 Tổng quan cơng trình thủy điện Đại Ninh Cơng trình Thủy điện Đại Ninh thuộc hệ thống bậc thang thủy điện sông Đồng Nai; Nhà máy cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 260 km phía Đơng Bắc cách thành phố Đà Lạt khoảng 45 km phía Tây Nam Cơng trình thủy điện Đại Ninh khởi công xây dựng vào ngày 10/05/2003; có nhiệm vụ phát điện cung cấp cho hệ thống điện Quốc Gia, chuyển nước từ lưu vực sông Đồng Nai sang lưu vực sông Lũy để tưới cấp nước cho tỉnh Bình Thuận 1.1.2.2 Tuyến đầu mối: 1.1.2.3 Tuyến lượng Gồm cửa nhận nước, đường hầm, giếng điều áp, nhà van đường ống áp lực 1.1.2.4 Turbine: Loại xung kích (Pelton) trục đứng, cơng suất 153 MW, cột nước tính tốn 627 m lưu lượng tổ máy 27,7 m3/s 1.1.2.5 Tailrace: Là đường hầm dẫn nước từ tuabin hồ Bắc Bình 1.1.2.6 Máy phát: Đồng kiểu nửa dù, pha cực từ lồi, công suất 150 MW điện áp đầu cực 13,8 kV; 1.1.2.7 Máy biến áp: Loại MBA dầu pha cục; công suất định mức 180 MVA điện áp định mức 13.8 kV/242 kV; 1.1.2.8 Trạm phân phối: 1.1.2.9 Nhà xưởng, nhà văn phịng 1.2 Thơng số kỹ thuật nhà máy thủy điện Đại Ninh: 1.2.1 Thủy văn: 1.2.2 Các đập chính, đập phụ, đập tràn hồ chứa: 1.2.2.1 Đập chính: 1.2.2.2 Đập phụ: 1.2.2.3 Đập tràn: 1.2.2.4 Đập tràn cố 1.2.2.5 Kênh nối hai hồ: 1.2.2.6 Kênh dẫn vào cửa nhận nước: 1.2.2.7 Cửa nhận nước: 1.2.2.8 Đường hầm dẫn nước: 1.2.2.9 Giếng điều áp: 1.2.2.10 Đường ống áp lực: 1.2.2.11 Nhà máy: Máy phát: Tua bin: Máy biến áp chính: 1.2.2.12 Hầm xả: 1.2.2.13 Kênh xả: 1.3 Thị trường điện cạnh tranh Việt Nam 1.3.1 Tổng quan 1.3.1.1 Mục đích phát triển thị trường điện 1.3.1.2 Các cấp độ phát triển thị trường 1.3.1.3 Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam 1.3.1.4 Hệ thống văn pháp luật liên quan đến thị trường điện 1.4 Hệ thống điện Việt Nam khu vực Miền Nam 1.4.1 Tổng quan hệ thống điện Việt Nam; 1.4.2 Tổng quan hệ thống điện Miền Nam 1.4.3 Vị trí vai trị dự án thủy điện Đại Ninh khu vực hội thị trường phát điện cạnh tranh 1.5 Kết Luận Chương giới thiệu đặc điểm nhà máy thuỷ điện Đại Ninh - Cơng trình thủy điện nằm lưu vực thuộc hệ thống sông Đồng Nai trình bày đặc điểm thủy văn hệ thống sông Đồng Nai Do đặc điểm thủy văn biến đổi mạnh theo mùa nêu trên, khó khăn cho việc việc vận hành tối ưu nhà máy nên việc nghiên cứu xây dựng chương trình tính tốn chế độ vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh với mục tiêu tối đa hóa doanh thu thị trường điện, đồng thời đảm bảo nhu cầu nước cho vùng hạ du tháng mùa khơ điều cần thiết Với nội dung trình bày liên quan đến thị trường điện cạnh tranh Việt Nam, phần khái quát giai đoạn phát triển thị trường điện cạnh tranh Việt Nam thay đổi chúng so với chế độc quyền ngành dọc tồn Ngoài ra, số nội dung tổng quan HTĐ Việt Nam nhằm cung cấp thêm số thông tin việc phân tích, đánh giá phục vụ cho việc nghiên cứu xây dựng chương trình tính tốn tối ưu cho nhà máy Thủy điện Đại Ninh thị trường điện CHƯƠNG MƠ HÌNH BÀI TỐN LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH 2.1 Mơ hình nhà máy thủy điện Mơ hình nhà máy thủy điện mơ tả chi tiết Hình 2.1 Qvề Qxả V Q TB MF Q P Hình 2.1: Mơ hình nhà máy thủy điện 2.2 Mơ hình tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu 2.2.1 Hàm mục tiêu Nhà máy có mong muốn đạt doanh thu cao thị trường giai đoạn khảo sát Do hàm mục tiêu xác định: 𝑇 𝑓 = 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 ∑[𝜆𝑡 (𝑃𝑡 ∆𝑡)] (2.1) 𝑡=1 Trong đó: 𝜆𝑡 : giá điện dự báo toán thị trường cho chu kỳ t (đ/kWh) xem biết trước 𝑃𝑡 : công suất nhà máy điện chu kỳ t (MW); ∆𝑡: thời gian chu kỳ tính toán 𝑇: số chu kỳ khoảng thời gian khảo sát 2.2.2 Các ràng buộc 2.2.2.1 Phương trình cân nước hồ chứa 𝑡 𝑉 𝑡+1 = 𝑉 𝑡 + ∆𝑡 (𝑄𝑣𝑒 − 𝑄 𝑡 − 𝑄𝑥𝑡 ) Trong đó: (2.2) Vt dung tích nước đầu chu kỳ t (m3), Vt+1 dung tích nước cuối chu kỳ t (m3), ∆𝑡 (s): thời gian chu kỳ khảo sát 𝑡 𝑄𝑣𝑒 (m3/s) lưu lượng nước chảy vào hồ khoảng ∆t (từ đầu chu kỳ t đến cuối chu kỳ t), Qt (m3/s) lưu lượng nước phát điện (trung bình) chu kỳ t 𝑄𝑥𝑡 (m3/s) lưu lượng nước xả tràn (trung bình) chu kỳ t 2.2.2.2 Giới hạn dung tích hồ chứa 𝑉 ≤ 𝑉𝑡 ≤ 𝑉 (2.3) Trong đó: 𝑉 (m3) dung tích ứng với mực nước giới hạn (MNGH) hồ chứa chu kỳ t 𝑉 (m3) dung tích ứng với MNGH hồ chứa 2.2.2.3 Giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy 𝑄 ≤ 𝑄𝑡 ≤ 𝑄 (2.4) Trong đó: 𝑄 (m3/s) lưu lượng cực tiểu cho phép qua turbine tổ máy phát thủy lực; 𝑄 (m3/s) lưu lượng cực đại cho phép qua turbine tổ máy phát thủy lực 10 lượng nước tích trữ hồ chứa lưu lượng nước phát điện tối ưu bước thời gian khảo sát chu kỳ (bước thời gian khảo sát tháng) 2.3.2 Kế hoạch vận hành tối ưu ngắn hạn (kế hoạch hàng tuần, ngày) Kế hoạch vận hành tối ưu ngắn hạn bao gồm kế hoạch vận hành hàng tuần kế hoạch vận hành hàng ngày Mục tiêu Công ty phát điện kế hoạch xác định điện hàng ngày, hàng diễn biến hồ chứa phù hợp với biến đổi giá thị trường dòng chảy tự nhiên dự báo 2.4 Kết luận Chương trình bày mơ hình nhà máy thủy điện đại lượng tính tốn, xây dựng mơ hình toán lập kế hoạch vận hành tối ưu nội dung kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Kế hoạch vận hành tối ưu dài hạn nhằm mục đích xác định dung tích nước tối ưu tích trữ hồ chứa lưu lượng nước phát điện tối ưu tháng chu kỳ kế hoạch Kế hoạch vận hành tối ưu ngắn hạn nhằm mục đích xác định sản lượng điện tuần, ngày diễn biến hồ chứa phù hợp với biến đổi giá thị trường dòng chảy tự nhiên dự báo 11 CHƯƠNG XÂY DỰNG THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 3.1 Lựa chọn phương pháp giải tốn tối ưu Với ưu điểm phương pháp quy hoạch tuyến tính để giải tốn tối ưu đưa ràng buộc vào hệ phương trình cách dễ dàng cách tăng số dịng ma trận ràng buộc; việc hình thành tốn đơn giản cách tuyến tính hóa phương trình ràng buộc phi tuyến Từ đặc điểm trên, tác giả định chọn phương pháp quy hoạch tuyến tính để giải tốn 3.2 Phương pháp quy hoạch tuyến tính 3.2.1 Tổng quan 3.2.2 Các thuật tốn 3.2.2.1 Thuật tốn đơn hình 3.2.2.2 Ví dụ sử dụng thuật tốn đơn hình để giải tốn quy hoạch 3.3 Ngơn ngữ tính tốn kỹ thuật Matlab 3.3.1 Tổng quan 3.3.2 Giải toán quy hoạch tuyến tính phần mềm MATLAB Cho tốn quy hoạch tuyến tính: Tìm nghiệm x để hàm mục tiêu fTx đạt giá trị cực tiểu; cho thỏa mãn điều kiện ràng buộc: A.x ≤ b Aeq.x ≤ beq lb ≤ x ≤ ub Trong đó: f, x, beq, lb, ub vector; 12 A Aeq ma trận MATLAB sử dụng hàm “linprog” để giải tốn quy hoạch tuyến tính với dạng 3.3.3 Ví dụ giải tốn quy hoạch tuyến tính phần mềm Matlab 3.4 Chương trình tính tốn 3.4.1 Thiết lập toán 3.4.1.1 Bài toán lập kế hoạch vận hành năm: Hàm mục tiêu công thức (2.1), Tuy nhiên để sử dụng hàm linprog Matlab với mục tiêu cực tiểu hóa, nên hàm mục tiêu toán viết lại: 𝑇 𝑓 = 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 ∑[−𝜆𝑡 (𝑃𝑡 ∆𝑡)] 𝑡=1 Hoặc: 𝑓 = 𝑚𝑖𝑛𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 𝒄𝑇 𝒙 Nghiệm số toán : x = [P; Q; V] Thỏa mãn ràng buộc sau: 𝑡 𝑉 𝑡+1 = 𝑉 𝑡 + ∆𝑡 (𝑄𝑣𝑒 − 𝑄 𝑡 − 𝑄𝑥𝑡 ) 𝑡 (12 phương trình) 𝑉≤𝑉 ≤𝑉 (24 phương trình) 𝑄 ≤ 𝑄𝑡 ≤ 𝑄 (24 phương trình) 𝑃 ≤ 𝑃𝑡 ≤ 𝑃 (24 phương trình) 𝑡 Q ≥ Q𝑡𝑦𝑐 (12 phương trình) 𝑃𝑡 = 300𝑄𝑡 55,4 (12 phương trình) Như vậy, tốn lập kế hoạch vận hành năm gồm có 108 phương trình bất phương trình ràng buộc; có 36 biến trạng thái gồm 12 biến P, 12 biến Q 12 biến V 3.4.1.2 Bài toán lập kế hoạch vận hành tuần: Hàm mục tiêu công thức (2.1), thỏa mãn ràng buộc 13 sau: 𝑡 𝑉 𝑡+1 = 𝑉 𝑡 + ∆𝑡 (𝑄𝑣𝑒 − 𝑄 𝑡 − 𝑄𝑥𝑡 ) 𝑡 (7 phương trình) 𝑉≤𝑉 ≤𝑉 (14 phương trình) 𝑄 ≤ 𝑄𝑡 ≤ 𝑄 (14 phương trình) 𝑃 ≤ 𝑃𝑡 ≤ 𝑃 (14 phương trình) Q𝑡 ≥ Q𝑡𝑦𝑐 (7 phương trình) 𝑃𝑡 = 300𝑄𝑡 (7 phương trình) 55,4 Như vậy, tốn lập kế hoạch vận hành năm gồm có 63 phương trình bất phương trình ràng buộc; có 21 biến trạng thái gồm biến P, biến Q biến V 3.4.1.3 Bài toán lập kế hoạch vận hành ngày: Hàm mục tiêu công thức (2.1), thỏa mãn ràng buộc sau: 𝑡 𝑉 𝑡+1 = 𝑉 𝑡 + ∆𝑡 (𝑄𝑣𝑒 − 𝑄 𝑡 − 𝑄𝑥𝑡 ) 𝑡 (24 phương trình) 𝑉≤𝑉 ≤𝑉 (48 phương trình) 𝑄 ≤ 𝑄𝑡 ≤ 𝑄 (48 phương trình) 𝑃 ≤ 𝑃𝑡 ≤ 𝑃 (48 phương trình) P =9,81x10 η Q H (kW) (24 phương trình) Như vậy, tốn lập kế hoạch vận hành năm gồm có 192 phương trình bất phương trình ràng buộc; có 120 biến trạng thái gồm 24 biến P, 72 biến Q 24 biến V t -3 t t t 3.4.2 Xây dựng thuật tốn chương trình tính tốn 3.4.2.1 Thuật tốn chương trình 3.4.2.2 Chương trình tính tốn 14 BẮT ĐẦU Nhập liệu đầu vào - Tính tốn dung tích tương ứng với thơng số đầu vào MNH; - Tính chọn đặc tính phát Xây dựng vector c hệ số hàm mục tiêu Thành lập vector cận biến lb ub từ phương trình ràng buộc Thành lập ma trận A vector b từ phương trình ràng buộc bất đẳng thức Thành lập ma trận Aeq vector beq từ phương trình ràng buộc đẳng thức Giải tốn phương pháp quy hoạch tuyến tính In lưu kết KẾT THÚC Hình 3.1: Lưu đồ thuật tốn chương trình tính tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu 15 Chương trình tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh tác giả viết MATLAB Hình 3.2: Giao diện giới thiệu chương trình Hình 3.3: Giao diện chương trình 3.5 Kết luận Chương trình bày lựa chọn phương pháp để giải toán tối ưu Sử dụng phần mềm để xây dựng thuật tốn chương trình tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện 16 CHƯƠNG ÁP DỤNG TÍNH TỐN LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TỐI ƯU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH 4.1 Tính tốn vận hành tối ưu năm, bước thời gian khảo sát tháng 4.1.1 Các liệu toán 4.1.1.1 Hàm mục tiêu 𝑇 𝑓 = 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 ∑[𝜆𝑡 (𝑃𝑡 ∆𝑡)] (4.1) 𝑡=1 4.1.1.2 Dữ liệu đầu vào Mực nước hồ đầu năm Lưu lượng nước hồ trung bình tháng 12 tháng năm: Giá điện dự báo thị trường λT 12 tháng năm 4.1.1.3 Các ràng buộc Phương trình cân nước: Giới hạn dung tích hồ chứa Giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy Ràng buộc giới hạn công suất phát tổ máy Đặc tính quan hệ cơng suất lưu lượng chạy máy Ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu để đảm bảo nhu cầu nước hạ du theo quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Đồng Nai Ràng buộc mức nước mục tiêu tháng 12 để đảm bảo cấp nước mùa kiệt năm tiếp theo: Ràng buộc mực nước giới hạn tháng 4.1.1.4 Dữ liệu đầu 4.1.2 Áp dụng chương trình kết tính tốn 17 4.1.2.1 Chương trình áp dụng Hình 4.1: Giao diện tính tốn lập kế hoạch vận hành năm 4.1.2.2 Kết tính tốn Sản lượng (MWh) Sản lượng điện tháng 100000 80000 60000 40000 20000 10 11 12 Thời gian (Tháng) Lưu lượng chạy máy tháng Hình 4.2: Biểu đồ điện tháng năm 18 25 Q(m3/s) 20 15 10 5 10 11 12 Thời gian (Tháng) Hình 4.3: Biểu đồ lưu lượng chạy máy trung bình năm MNH (m) Diễn biến mực nước hồ dung tích hồ 890.000 880.000 870.000 860.000 10 11 12 Thời gian (tháng) Hình 4.4: Đồ thị diễn biến MNH năm 4.1.2.3 Đánh giá kết tính tốn 4.2 Xây dựng chương trình vận hành tối ưu tuần, bước thời gian khảo sát ngày 4.2.1 Các liệu toán 4.2.1.1 Hàm mục tiêu 𝑇 𝑓 = 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 ∑[𝜆𝑡 (𝑃𝑡 ∆𝑡)] 𝑡=1 4.2.1.2 Dữ liệu đầu vào Mực nước hồ đầu tuần Lưu lượng nước hồ trung bình ngày tuần (4.2) 19 Giá điện dự báo thị trường λT ngày khảo sát 4.2.1.3 Các ràng buộc Phương trình cân nước: Giới hạn dung tích hồ chứa Giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy Ràng buộc giới hạn công suất phát tổ máy Đặc tính quan hệ cơng suất lưu lượng chạy máy Ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu để đảm bảo nhu cầu nước hạ du theo quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Đồng Nai Ràng buộc mức nước giới hạn tuần: 4.2.1.4 Dữ liệu đầu 4.2.2 Áp dụng chương trình kết tính tốn Hình 4.5: Chương trình tính tốn lập kế hoạch vận hành tuần 4.2.2.1 Chương trình áp dụng 4.2.2.2 Kết tính tốn 20 Sản lượng điện ngày Sản lượng (MWh) 8000 6000 4000 2000 7 Thời gian (Ngày) Q (m3/s) Hình 4.6: Biểu đồ sản lượng tuần Lưu lượng chạy máy ngày 50 40 30 20 10 Thời gian (Ngày) Hình 4.7: Biểu đồ lưu lượng chạy máy TB ngày tuần MNH (m) Diễn biến mực nước hồ dung tích hồ 869.500 869.000 868.500 Thời gian (Ngày) Hình 4.8: Đồ thị diễn biến mực nước hồ tuần 21 4.2.2.3 Đánh giá kết tính tốn 4.3 Xây dựng chương trình vận hành tối ưu ngày, bước thời gian 4.3.1 Các liệu toán 4.3.1.1 Hàm mục tiêu 𝑇 𝑓 = 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑖𝑧𝑒 ∑[𝜆𝑡 (𝑃𝑡 ∆𝑡)] (4.3) 𝑡=1 4.3.1.2 Dữ liệu đầu vào Mực nước hồ lúc ngày khảo sát: Là mực nước ban đầu ngày khảo sát Z0 tương ứng với dung tích ban đầu V0 ngày khảo sát Chọn Z0 = 874,5 m để đưa vào tính tốn tối ưu ngày Lưu lượng nước hồ ngày: Chọn Qvtb = 15 m3/s để đưa vào tính tốn tối ưu ngày Giá điện dự báo thị trường λT ngày thể 4.3.1.3 Các ràng buộc Phương trình cân nước: Giới hạn dung tích hồ chứa Giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy Ràng buộc giới hạn công suất phát tổ máy Đặc tính quan hệ cơng suất lưu lượng chạy máy Ràng buộc mức nước mục tiêu Công ty lúc 24h00 4.3.1.4 Dữ liệu đầu 4.3.2 Chương trình áp dụng kết tính tốn 4.3.2.1 Chương trình áp dụng Chương trình tính tốn vận hành tối ưu tuần cho nhà máy thủy điện Đại Ninh tác giả viết MATLAB 22 Hình 4.9: Giao diện tính tốn lập kế hoạch vận hành ngày 4.3.2.2 Kết tính tốn Cơng suất phát Doanh thu P (MW) 400 200 11 13 15 17 19 21 23 Thời gian (Giờ) Hình 4.10: Biểu đồ phân bố công suất tối ưu ngày D.thu (Triệu đồng) 400 200 11 13 15 17 19 21 23 Thời gian (Giờ) Hình 4.11: Biểu đồ doanh thu tối ưu ngày 23 4.3.2.3 Đánh giá kết tính tốn 4.4 Đánh giá kết chương trình Chương trình viết MATLAB chạy máy tính để tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh tương đối nhẹ nhàng, thời gian xử lý chấp nhận Kết chương trình cho thấy phù hợp với kinh nghiệm vận hành nhà máy thủy điện Đại Ninh Tuy nhiên, chưa có chương trình khác để tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh để so sánh 4.5 Kết luận Trong chương trình bày chi tiết toán lập kế hoạch chi tiết xây dựng chương trình tính tốn vận hành tối ưu năm, tuần ngày nhà máy thủy điện Đại Ninh Chương trình viết thiết kế với giao diện trực quan, thân thiện với người sử dụng ngôn ngữ tính tốn kỹ thuật Matlab, kết chương trình cho thấy phù hợp với trình vận hành thực tế nhà máy thủy điện Đại Ninh 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Mục tiêu luận văn xây dựng chương trình tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện Luận văn xây dựng chương trình phần mềm Matlab cách sử dụng hàm “linprog” để giải tốn quy hoạch tuyến tính gói cơng cụ “Otimization toolbox” để giải toán Kết nghiên cứu xây dựng chương trình đáp ứng vấn đề sau: Xây dựng hàm mục tiêu cho kế hoạch vận hành dài hạn, trung hạn ngắn hạn đảm bảo yêu cầu ràng buộc cho loại kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh Kết toán đáp ứng yêu cầu mục tiêu đề tài đặt ra, có tính khả thi áp dụng phục vụ tính tốn phân bố cơng suất phục vụ cho cơng tác chào giá nhà máy thủy điện Đại Ninh Chương trình có giao diện hài hịa, dễ sử dụng Kết hiển thị rõ ràng, dễ phân tích đánh giá Kết xuất thành file excel để phục vụ báo cáo, lưu trữ, in ấn… Tuy nhiên, đề tài cịn vài điểm chưa hồn thiện cần tiếp tục nghiên cứu làm rõ, cụ thể sau: Hàm mục tiêu tối ưu hóa doanh thu, chưa tối ưu hóa lợi nhuận cho tốn vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh Giá điện dự báo theo đề tài xem biết trước, nhiên để đạt kết tốt thực tế cần nghiên cứu dự báo giá điện để đưa vào tính tốn tối ưu Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh để thực tương lai ... vụ cho việc nghiên cứu xây dựng chương trình tính toán tối ưu cho nhà máy Thủy điện Đại Ninh thị trường điện 7 CHƯƠNG MƠ HÌNH BÀI TOÁN LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TỐI ƯU CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐẠI NINH. .. tài có chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan hoạt động nhà máy thủy điện Đại Ninh thị trường điện Chương 2: Mơ hình tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Đại Ninh Chương 3: Xây dựng... tuyến tính In lưu kết KẾT THÚC Hình 3.1: Lưu đồ thuật tốn chương trình tính tốn lập kế hoạch vận hành tối ưu 15 Chương trình tính tốn vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện Đại Ninh tác giả viết