Nghiên cứu mô hình tối ưu điều độ tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải của hệ thống thủy – nhiệt điện

Bài viết Nghiên cứu mô hình tối ưu điều độ tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải của hệ thống thủy – nhiệt điện đề xuất mô hình điều độ tối ưu đa mục tiêu cho Hệ thống thủy-nhiệt điện dựa trên cực tiểu tổng chi phí vận hành của nhà máy nhiệt điện, lượng phát thải khí ô nhiễm và lượng nước tràn từ các nhà máy thủy điện.

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TỐI ƯU ĐIỀU ĐỘ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG VÀ GIẢM PHÁT THẢI CỦA HỆ THỐNG THỦY – NHIỆT ĐIỆN ON MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION GENERATION SCHEDULING MODEL FOR HYDRO-THERMAL POWER SYSTEMS WITH ENERGY SAVING AND EMISSION REDUCTION Trần Hoàng Hiệp Đại học Điện lực Ngày nhận bài: 06/09/2021, Ngày chấp nhận đăng: 14/9/2021, Phản biện: ThS Nguyễn Thị Như Vân Tóm tắt: Trong q trình thực sách quốc gia tiết kiệm lượng giảm phát thải, việc tích cực nghiên cứu phương thức tối ưu hóa điều độ phát điện tiết kiệm ln nhận quan tâm sâu rộng ngành điện Việc tối ưu hóa điều độ phát điện Hệ thống thủy-nhiệt điện bao gồm thủy điện bậc thang bắt buộc phải khảo sát yếu tố ngẫu hợp thủy lực, thời gian trễ dòng chảy thủy điện thượng lưu hạ lưu khả bỏ nước (nước tràn) Trên sở xem xét vấn đề bảo vệ môi trường, tiết kiệm lượng đặc điểm vận hành nhà máy thủy điện bậc thang, báo đề xuất mơ hình điều độ tối ưu đa mục tiêu cho Hệ thống thủy-nhiệt điện dựa cực tiểu tổng chi phí vận hành nhà máy nhiệt điện, lượng phát thải khí nhiễm lượng nước tràn từ nhà máy thủy điện Phương pháp tính tốn Heuristic dựa tác nhân Agent sử dụng để giải vấn đề Các tính tốn cho thấy mơ hình có lợi cho việc tiết kiệm lượng, giảm phát thải bảo vệ môi trường, cải thiện việc sử dụng tài nguyên nước, cải thiện lợi ích vận hành toàn diện Hệ thống điện cung cấp ý tưởng nghiên cứu để vận hành tối ưu điều độ ngắn hạn Hệ thống thủy-nhiệt điện Từ khóa: Tiết kiệm lượng giảm phát thải, điều độ phát điện, Hệ thống thủy-nhiệt điện, thủy điện bậc thang, phương pháp Heuristic dựa tác nhân Agent Abstract: To realize national programmes on efficiency energy and emisson reduction, studies of generation dispatch optimization are increasingly paid attention by power industry and researchers In case of multi-reservoir cascaded hydrothermal system, optimal scheduling problem has to take into account affected factors such as hydraulic coupling among hydropower plants, water time delays, overflow discharge capability, etc In this paper, a multi-objective optimized scheduling model for hydro-thermal power system is proposed in the view of energy conservation and environment protection The proposed model takes total operation costs of thermal power plants, contaminative gas emission and spilling water of hydropower plants as optimal objectives To solve the problem, the heuristic agent method is applied, and simulation results show the optimal solution with various benefits of energy savings, emission reduction and environment protection, improved usage of water resources, improved comprehensive operation of power system, etc Keywords: Energy-saving and emission-reduction, generation scheduling, hydro-themal power systems, heuristic agent method 62 Số 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) GIỚI THIỆU Vấn đề tối ưu liên hợp điều độ phát hệ thống thủy-nhiệt điện xuất kèm với cục diện đồng thời cung cấp điện cho xã hội hệ thống thủy nhiệt điện Học giả Pháp Ricard học giả giới quan tâm đến vận hành kinh tế hệ thống thủy-nhiệt điện Trên sở nghiên cứu vấn đề này, lần vào năm 1940, ông đề xuất mơ hình tốn học chặt chẽ vấn đề tối ưu liên hợp điều độ vận hành kinh tế hệ thống thủy điện nhiệt điện, trở thành mô tả khoa học kinh tế hệ thống thủy-nhiệt điện giới Kể từ đó, vấn đề tối ưu liên hợp điều độ hệ thống điện thủy-nhiệt điện bắt đầu thu hút ý giới, phương trình tối ưu liên hợp cho thủy-nhiệt dựa toán học cổ điển nghiên cứu rộng rãi Cho đến nay, với phát triển nhanh chóng lí thuyết tốn học đại xuất nhiều mô hình tối ưu hóa mà vấn đề trở thành chủ đề nghiên cứu nóng học giả nước Từ nghiên cứu, bối cảnh điều độ phát điện tiết kiệm, ngày có nhiều thảo luận nghiên cứu thực từ phương diện sách chiến lược Tuy nhiên, nghiên cứu điều độ phát điện thời gian thực mơ hình tối ưu điều độ thủy điện bậc thang cịn chưa chun sâu[1-4] Tối ưu điều độ hệ thống thủy-nhiệt xét đến thủy điện bậc thang vấn đề tối ưu đa mục tiêu phức tạp, nhiều hạng số, phi lồi, phi tuyến, nhiều thời đoạn thời gian trễ Số 28 Đối với lĩnh vực tối ưu hồ chứa, bên cạnh lý thuyết hệ thống kỹ thuật máy tính khơng ngừng phát triển, mơ hình phương pháp giải không ngừng xuất hiện, phương pháp thường dùng gồm hai loại lớn Một phương pháp tối ưu truyền thống, bao gồm phương pháp quy hoạch tuyến tính, quy hoạch động, phương pháp đốn, phương pháp đẳng suất gia tăng, phương pháp nhân tử Lagrange, v.v Phương pháp truyền thống hàm số mục tiêu nghiệm xuất phát có yêu cầu chặt chẽ, xử lý tốn tối ưu điều độ tiết kiệm hệ thống thủy-nhiệt điện dễ gặp phải nghiệm cục Hai phương pháp đại, bao gồm: phương pháp quy hoạch ngẫu nhiên, phương pháp nội điểm, phương pháp di truyền, phương pháp mô luyện kim, phương pháp mạng thần kinh nhân tạo, phương pháp quy hoạch mờ, v.v Thủy điện bậc thang tối ưu điều độ tiết kiệm hệ thống thủy-nhiệt điện thuộc vấn đề tối ưu tổ hợp nhiều giai đoạn, phi tuyến, ràng buộc chặt chẽ Ràng buộc phức tạp, tồn đẳng thức bất đẳng thức điều kiện ràng buộc Vì báo đề xuất mơ hình tối ưu điều độ phát điện tiết kiệm lượng với thời gian thực cho Hệ thống thủy-nhiệt điện, phù hợp với vận hành hệ thống điện bảo vệ môi trường Đồng thời áp dụng phương pháp tính tốn Heuristic dựa tác nhân (Agent) để tính tốn mơ hình Thơng qua việc mơ hệ thống điện thủy điện-nhiệt điện bao gồm bốn thủy điện bậc thang ba nhà máy nhiệt điện, tính tốn cho thấy mơ hình 63 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) có lợi cho việc tiết kiệm lượng, giảm phát thải bảo vệ môi trường, cải thiện việc sử dụng tài nguyên nước cung cấp ý tưởng nghiên cứu cho vấn đề điều độ tối ưu ngắn hạn Hệ thống thủy-nhiệt điện MƠ HÌNH TỐN HỌC TỐI ƯU ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG THỦY–NHIỆT ĐIỆN, XÉT ĐẾN THỦY ĐIỆN BẬC THANG 2.1 Đặc tính ngẫu hợp thủy lực thủy điện bậc thang Công suất phát cấp nhà máy thủy điện không phụ thuộc yếu tố thân dung tích hồ chứa, đặc tính máy phát, lượng nước tự nhiên đến mà cịn có quan hệ mật thiết với lượng nước tràn lưu lượng nước phát điện thủy điện cấp Cũng nói, thủy điện bậc thang tồn đặc tính thủy lực ngẫu hợp khơng gian thời gian (Hình 1) Hình Liên hệ thủy lực thủy điện bậc thang đó: qj(t) nước tự nhiên đến hồ chứa; Qj(t) lưu lượng nước phát điện; yj(t) lượng nước tràn; τ thời gian dòng chảy từ thủy điện cấp xuống cấp dưới, tức 64 thời gian trễ dịng chảy 2.2 Mơ hình tốn học Hiện nay, nghiên cứu tối ưu điều độ thời gian thực Hệ thống thủy-nhiệt điện tồn vấn đề chưa khảo sát đầy đủ bảo vệ môi trường hiệu sử dụng tài nguyên nước Đặc biệt vào mùa lũ phụ tải thấp đỉnh, thủy điện vừa tham gia điều đỉnh vừa xả lũ, gây nên lượng mát điện lớn Ngoài việc dựa theo kế hoạch phát điện ban đầu ra, phải theo mùa, theo thời đoạn khác hiệu suất sử dụng nước nhà máy thủy điện để điều chỉnh thứ tự xếp phát điện theo thời gian thực Sử dụng hợp lý nâng cao hiệu sử dụng tài nguyên nước biện pháp quan trọng để hệ thống điện tiết kiệm tài nguyên lượng Vấn đề điều độ tối ưu ngắn hạn Hệ thống thủy-nhiệt điện thực chất làm để phân bổ phụ tải nhà máy thủy điện nhà máy nhiệt điện, liên quan đến việc sử dụng tài nguyên nước để đạt phối hợp tối ưu lợi ích kinh tế hệ thống điện lợi ích xã hội Vì vậy, nghiên cứu tối ưu điều ngắn hạn Hệ thống thủy-nhiệt, yếu tố bảo vệ môi trường sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước phải xem xét nhằm đáp ứng vận hành an toàn lưới điện đồng thời đạt mục tiêu tiết kiệm lượng giảm phát thải Xuất phát từ góc độ bảo vệ mơi trường sử dụng hợp lí nguồn tài nguyên nước, khảo sát tồn diện chi phí phát điện nhiệt điện, yếu tố môi trường ảnh hưởng lượng nước tràn đến việc điều đỉnh nhà máy thủy điện, từ lấy tổng chi phí vận hành, lượng khí phát thải lượng nước tràn làm mục tiêu tối ưu, đề xuất mơ hình tốn học Số 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) tối ưu điều độ ngắn hạn đa mục tiêu thỏa mãn lợi ích tổng thể vận hành hệ thống điện 2.2.1 Hàm số mục tiêu Căn theo quy tắc tối ưu mô tả trên, hàm số mục tiêu thành lập sau[5-7]: (1) Công thức (1) hàm số mục tiêu mơ tả cực tiểu chi phí phát điện nhà máy nhiệt điện; T tổng số thời đoạn điều độ; Psi,t công suất phát nhiệt điện i thời đoạn t; Rs số nhà máy nhiệt điện hệ thống; ai, bi, ci hệ số đặc tính tiêu hao nhiên liệu nhiệt điện i[13]; ui,t biến số trạng thái nhiệt điện i thời đoạn t; ui,t = ui,t = tương ứng nhiệt điện i vận hành dừng máy (2) Công thức (2) hàm số mục tiêu mơ tả cực tiểu lượng khí phát thải; αi, βi, γi hệ số đặc trưng cho hàm phát thải khí nhiễm nhiệt điện i[13] đó: cơng suất phụ tải u cầu; công suất phát nhiệt điện i thủy điện j thời đoạn điều độ t b Ràng buộc dự phịng cơng suất hệ thống (5) đó: Rt cơng suất dự phịng hệ thống u cầu thời đoạn điều độ t; công suất phát cực đại nhiệt điện i thủy điện j c Ràng buộc công suất phát nhiệt điện (6) đó: , cơng suất phát cực tiểu cực đại nhiệt điện i + Nếu ui,t = thì, ta có: , lấy cơng suất phát nhiệt điện 0, tức Pi,t = + Nếu ui,t = thì, ta có: d Ràng buộc công suất phát thủy điện (7) (3) Công thức (3) hàm số mục tiêu mô tả cực tiểu lượng nước tràn thủy điện; yj,t lượng nước tràn thủy điện j thời đoạn t; Rh số thủy điện hệ thống đó: , cơng suất phát cực tiểu cực đại thủy điện j e Ràng buộc tốc độ tăng giảm tải 2.2.2 Điều kiện ràng buộc (8) a Ràng buộc cân công suất hệ thống (4) Số 28 đó: , giới hạn tốc độ tăng 65 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) giảm công suất phát nhiệt điện i thời đoạn điều độ k Ràng buộc dung tích hồ chứa đầu cuối chu ki điều độ f Ràng buộc dung tích hồ chứa thủy điện ; (9) đó: thể tích hồ chứa thủy điện j thời đoạn t; , phân biệt giới hạn giới hạn thể tích hồ chứa thủy điện j đó: (13) , thể tích hồ chứa j lúc bắt đầu kết thúc chu kì điều độ l Ràng buộc khơng âm, mơ hình tất biến số phải có giá trị khơng âm PHƯƠNG PHÁP GIẢI MƠ HÌNH TỐN lưu lượng nước phát điện Mơ hình tốn học tối ưu điều độ ngắn hạn đa mục tiêu hệ thống thủy-nhiệt toán quy hoạch động phi tuyến quy mô lớn với ràng buộc phức tạp lời giải phức tạp thủy điện j thời đoạn t; , phân biệt giới hạn giới hạn lưu lượng nước phát điện thủy điện j Bài báo sử dụng phương pháp Heuristic dựa tác nhân Agent để xử lý toán học[10-11] Nội dung phương pháp thuật toán cụ thể mô tả sau: g Ràng buộc lưu lượng nước phát điện (10) đó: h Ràng buộc cân lượng nước (11) đó: thời gian trễ dòng chảy thủy điện k j; tập hợp thủy điện thượng lưu có liên hệ nước trực tiếp với thủy điện j i Quan hệ chuyển hóa nước-điện (12) đó: c1j, c2j, c3j, c4j, c5j, c6j hệ số đặc trưng cho chuyển hóa nước-điện 66 Phương pháp mã hóa khởi tạo tác nhân Agent vấn đề cần giải quyết, việc mã hóa khởi tạo tác nhân cần thực cách hợp lý tùy theo tình khác vấn đề thực tế Chọn công suất phát nhiệt điện lưu lượng nước phát điện thủy điện thời đoạn điều độ làm biến sách Giả định nhà máy nhiệt điện đẳng thức ràng buộc cân nhà máy điện, lấy (Rs-1) công suất phát nhà máy nhiệt điện lưu lượng nước phát điện thủy theo thời gian mã hóa, liên kết để tổ thành loạt nhóm Agent Phương pháp cơng thức mã hóa vị trí tốc độ Agent mơ tả theo cơng thức (14)÷(19): Số 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) (14) (15) (16) (17) (18) (19) Phương pháp cơng thức khởi tạo hóa vị trí tốc độ Agent mơ tả theo cơng thức (20), (21): (20) (21) đó: factor) mà hệ số chiết khấu (Discount phân bố đoạn [0,1] Phương pháp kiểm tra điều kiện ràng buộc đẳng thức là, tác nhân Agent tạo ngẫu nhiên, bắt đầu kiểm tra từ thủy điện cấp 1; dựa vào phương trình ràng buộc cân lượng nước, giải tổng lượng nước tràn chu kì điều độ Nếu Agent không thỏa mãn điều kiện ràng buộc cân lượng nước phải tiến hành tái tạo lại biến sách Nếu Agent thỏa mãn điều kiện ràng buộc cân lượng nước, dựa vào tổng lượng nước tràn Số 28 phân thể tích hồ chứa theo thời đoạn, từ giải cơng suất phát thủy điện thời đoạn Phương pháp sử dụng để kiểm tra xử lý nhà máy thủy điện, cuối thu công suất phát tất nhà máy thủy điện thời đoạn Lấy kết giải công suất phát thủy điện thay vào phương trình cân cơng suất phụ tải hệ thống, ta công suất phát nhiệt điện thời đoạn Sau dùng bất đẳng thức cơng suất phát kiểm tra, khơng thỏa mãn cho Agent không thỏa mãn đẳng thức ràng buộc cân công suất hệ thống, phải tái tạo lại Agent; ngược lại Agent vừa thỏa mãn đẳng thức ràng buộc cân công suất hệ thống vừa thỏa mãn đẳng thức ràng buộc cân lượng nước, cuối định Agent thỏa mãn tất đẳng thức ràng buộc Trong quy trình thuật tốn heuristic dựa tác nhân Agent, mức độ phù hợp tác nhân xử lý thông qua phương pháp xếp hạng mức độ ưu tiên ràng buộc độ phù hợp Khi trình lặp lại diễn ra, tác nhân tiếp cận theo hướng giá trị độ phù hợp ưu tiên, tác nhân nhóm xếp thứ tự dựa theo giá trị độ phù hợp Đầu tiên so sánh độ phù hợp ràng buộc Agent, Agent có giá trị độ phù hợp tốt xếp đầu Nếu giá trị độ phù hợp ràng buộc nhau, tiếp tục so sánh giá trị phù hợp mục tiêu, Agent có giá trị tốt ưu tiên xếp đầu[12] Các bước áp dụng thuật toán heuristic dựa tác nhân để giải mơ hình sách đa mục tiêu sau: Bước Ngẫu nhiên thành lập Agent, đồng 67 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) thời tiến hành khởi tạo hóa theo cơng thức (14)÷(21) Bước Kiểm tra đẳng thức cân lượng nước đẳng thức ràng buộc cân phụ tải hệ thống Agent Nếu tác nhân không thỏa mãn tiến hành tái tạo lại Agent Bước Tính tốn độ phù hợp ràng buộc độ phù hợp mục tiêu tác nhân, đánh giá tác nhân theo phương pháp xếp hạng mức độ ưu tiên ràng buộc chọn giá trị tối ưu tác nhân giá trị tối ưu nhóm tác nhân Bước Tính tốn tốc độ thay đổi độ phù hợp tối ưu mục tiêu xác định trọng số qn tính theo Bước Đối với tác nhân, tính tốn phạm vi vùng lân cận nó, chế độ cục bộ, tiến hành so sánh giá trị độ phù hợp với vị trí tốt mà vùng lân cận trải qua; tốt hơn, thiết lập đặt lại số mục, ngược lại sử dụng giá trị tối ưu tổng thể Bước Cập nhật tốc độ vị trí tác nhân Bước Để đánh giá chương trình có hội tụ hay khơng, tiêu chí hội tụ đạt đến số phép lặp định độ xác hội tụ định Nếu khơng hội tụ quay Bước 3; ngược lại, dừng trình lặp xuất kết tính tốn TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ Lựa chọn hệ thống gồm nhà máy thủy điện tạo thành hệ thống bậc thang cấp (Hình 1) nhà máy nhiệt điện (các số liệu tham khảo tài liệu [12]) Số liệu nhà 68 máy thủy điện bảng 1÷4; số liệu đặc tính nhà máy nhiệt điện bảng 5 ; đặc tính phụ tải yêu cầu bảng Bảng Nước tự nhiên đến hồ chứa (104m3) t (h) Nhà máy thủy điện t Nhà máy thủy điện (h) 4 15 12 12 13 13 11 8,5 19 18 18 12 14 12 8,5 9,4 6,6 15 7 11 1,2 16 8,6 7,7 12 8,2 17 19 7,6 19 18 14 20 17 11 4,4 1,1 10 8,8 9,7 5,1 1,6 1,7 18 18,9 16 12 8,2 6,4 11 8,4 2,1 21 7,9 2,1 10 14 1,1 22 11 13 8,1 23 19 8,6 5,4 4,3 12 11 6,9 3,1 24 10,8 Bảng Giới hạn thông số thủy điện bậc thang Vmin No 104m3 80 60 100 70 Vmax 104m3 150 160 240 300 V(0) 104m3 120 90 170 120 V(T) Qmax Qmin Pmin 104m3 104m3 104m3 MW 120 15 70 20 170 10 30 180 30 Pmax MW 500 500 500 500 Bảng Hệ số đặc tính chuyển hóa điện-nước No C1 -0,004 -0,004 -0,003 -0,003 C2 -0,42 -0,3 -0,3 -0,31 C3 C4 C5 0,03 0,9 10 0,015 1,14 9,5 0,025 1,05 10,5 0,027 1,44 14 C6 -50 -70 -80 -90 Bảng Thời gian trễ dòng chảy thủy điện No t (h) Ru 1 Bảng Thông số giới hạn công suất hệ số hàm chi phí nhiệt điện Số 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) o N a($/h) 100 120 150 b($/MWh c($/MW2h Pmin ) ) 2,45 0,0012 20 2,32 0,001 40 2,1 0,0015 50 Pup P Pdown 175 50 300 100 500 150 10,2 20,0 30,0 30,0 15 12,3 8,4 10,0 29,8 5,5 20,0 30,0 10,2 16 5,0 8,9 24,8 13,9 5,0 20,0 14,7 12,8 17 15,0 13,1 10,7 30,0 5,1 20,0 30,0 19,0 18 15,0 20,0 18,3 12,6 7,4 20,0 30,0 29,4 19 10,6 20,0 10,0 6,0 15,0 20,0 18,5 22,8 20 14,1 20,0 10,2 6,0 9,5 20,0 10,0 15,6 21 15,0 20,0 29,5 6,0 1100 10 15,0 20,0 27,3 20,0 22 12,0 20,0 14,6 6,0 11 15,0 20,0 15,3 28,7 23 15,0 20,0 25,4 6,0 12 7,2 20,0 30,0 26,5 24 15,0 20,0 22,2 6,1 max Bảng Thông số phụ tải yêu cầu hệ thống t(h) Phụ tải (MW) t(h) Phụ tải (MW) t(h) Phụ tải (MW) 750 780 700 650 670 800 950 10 11 12 13 14 15 16 1090 1080 1100 1150 1110 1030 1010 1060 17 18 19 20 21 22 23 24 1050 1120 1070 1050 910 860 850 800 Lấy chu kì điều độ ngày, phân thành 24 thời đoạn điều độ, thời đoạn điều độ 1(h) Áp dụng mơ hình đề xuất tính tốn cho nhiều quy mơ ban đầu Agent khác nhau, ta giá trị lớn nhỏ hàm mục tiêu bảng Đồng thời cụ thể tính tốn cho trường hợp: quy mơ ban đầu tác nhân Agent 50, số lần lặp 200, sử dụng phương pháp mã hóa nhị phân, chiều dài nhiễm sắc thể 32 bit, kết tính tốn thể bảng 7÷8, hình 3÷5 Bảng Kết tính tốn hàm số mục tiêu Kết Nhỏ Tính tốn Lớn Chi phí nhiên liệu (USD) 337417,5 354236,45 444574,5 Lượng khí thải (tấn) 16531 24654,51 48754 Nước tràn (104m3 ) 12,3 15,9 30,6 Khi hàm mục tiêu (1), (2), (3) với điều kiện ràng buộc phi tuyến dựa phương pháp truyền thống phân thành đơn mục tiêu tiến hành tuyến tính hóa; điều kiện tính tốn, điều kiện sách tham số[5], nhận được: minf1=370199,45(USD); minf2=26171,23(tấn); minf3=17,8.104(m3) Đối chiếu với kết sách mơ hình tối ưu đa mục tiêu, thấy tính hợp lí mơ hình xây dựng Từ trình định tương tác tác nhân Agent, thấy thỏa mãn mục tiêu giới hạn mức độ phối hợp tổng thể mục tiêu phản ánh mong muốn chủ quan người định Mức độ phối hợp tổng thể kiểm soát tốt phối hợp mục tiêu cân tổng thể vấn đề đa mục tiêu trình định, phương án đưa định tiếp cận với phương án tốt mà người định hy vọng Bảng Lưu lượng nước phát điện thủy điện bậc thang (104m3) t(h) TĐ1 TĐ2 TĐ3 TĐ4 t(h) TĐ1 TĐ2 TĐ3 TĐ4 15,0 12,0 12,1 12,8 13 6,8 20,0 10,1 15,8 5,3 20,0 30,0 30,0 14 15,0 13,5 10,4 20,0 Số 28 69 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) Hình Cơng suất phát Nhiệt điện (Pi/MW) Hình Cơng suất phát thủy điện, nhiệt điện công suất hệ thống yêu cầu KẾT LUẬN Hình Cơng suất phát Thủy điện (Pj/MW) Đối với nhà máy thủy điện bậc thang cấp cấp phát công suất tương đối ổn định khả điều tiết nước tốt từ ảnh hưởng liên hợp điều độ với thủy điện thượng lưu, hoàn toàn phù hợp với thực tế điều độ hệ thống điện Hình 5, cho ta thấy thủy điện đóng góp cơng suất phát lớn nhiệt điện để tận dụng tối đa việc sử dụng tài nguyên lượng tái tạo, giảm lượng than đốt phát điện từ nâng cao tính hiệu kinh tế phát điện, ngồi cịn thể tính phủ đỉnh điều độ cách rõ ràng 70 Trong điều kiện điều độ phát điện tiết kiệm lượng, quan điểm sử dụng hợp lý tài nguyên lượng bảo vệ mơi trường, mơ hình tối ưu điều độ ngắn hạn đa mục tiêu cho Hệ thống thủy-nhiệt điện đề xuất Mơ ví dụ tính tốn cho thấy, mơ hình đóng góp tốt u cầu lợi ích với bảo vệ mơi trường nhà máy nhiệt điện; phát huy đặc tính điều độ linh hoạt nhà máy thủy điện, tối đa hóa sử dụng tài nguyên nước, giảm chi phí vận hành hệ thống điện, tiết kiệm lượng, giảm phát thải, bảo vệ môi trường, đáp ứng yêu cầu chiến lược phát triển bền vững Phương pháp tính tốn heuristic dựa tác nhân Agent khơng đạt hạn chế phối hợp mục tiêu, mà phản ánh đầy đủ mong muốn chủ quan người định.Trong thực tế tính tốn, ý muốn chủ quan người định điều chỉnh lúc theo toán khác nhau, thuận tiện cho việc thao tác áp dụng Số 28 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NĂNG LƯỢNG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC (ISSN: 1859 - 4557) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thang Trung Nguyen, Dieu Ngoc Vo, “Solving Short-Term Cascaded Hydrothermal Scheduling Problem Using Modified Cuckoo Search Algorithm,” International Journal of Grid and Distributed Computing, vol 9, No (2016), pp.67-78 [2] Trần Hoàng Hiệp, Lê Xuân Sanh, “Khảo sát thủy điện bậc thang chiến lược điều độ tiết kiệm hệ thống thủy điện nhiệt điện,” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Đà Nẵng, vol 126, no 5, pp 49-52, 2018 [3] Zhao Fengyun, “Discussion on new energy conservation Generation dispatching way,” Electric Industry Research, vol 3, pp 23-24, 2007 [4] Liang Zhihong, “Collecting and distributing transaction effective choose of energy conservation dispatching,” China Power Enterprise Management, vol 3, pp 13-15, 2007 [5] Shang Jincheng, “Research on energy-saving generation dispatching mode and operation mechanism considering market mechanism and government macro-control ,” Power System Technology, vol 31, no.24, pp 55-61, 2007 [6] Wang Li, Man Guangwen, “Genetic algorithm in hydro station economic dispatch ,” Power System Technology, vol 18, no.1, pp 64-66, 1998 [7] Ma Rui, He Renmu, Yan Hongwen, “A novel multi-objective optimal group and block bidding model for hydro-thermal market ,” Proceedings of the CSSE, vol 24, no.11, pp 53-57, 2004 [8] Gil E, Bustos J, Rudnick H “Short-term hydrothermal generation scheduling model using a genetic algorithm,” IEEE Trans Power Systems, vol 18, no.4, pp 1256-1264, 2003 [9] Si Jennie, Wang Yutsung, “Action-dependent adaptive critic designs ,” IEEE Transaction on Neutral Networks, vol 2, no.2, pp 3221-3224, 2001 [10] Liu D, Xiong X, Zhang Y, “On-line learning control by association and reinforcement,” Proceedings of the INNS-IEEE International Joint Conference on Neutral Networks, vol 7, pp 990-995, Washington DC, USA, 2001 [11] Pan Xin, Wang Xiaoping, “An evolutionary multi-agent algorithm applied to the multi-objective optimization problem,” Computer Applications and Software, vol 123, no 13, pp 12-14, 2006 [12] Basu M, “An interactive fuzzy satisfying method based on evolutionary programming technique for multi-objective short-term hydrothermal scheduling,” Electric Power Systems Research, vol 69, no.2-3, pp 277-285, 2004 [13] Jizhong Zhu, “Optimization of Power system operation,” New York, John Wiley & Sons, 2009 Giới thiệu tác giả: Tác giả Trần Hoàng Hiệp tốt nghiệp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2003, nhận Thạc sĩ năm 2005 chuyên ngành hệ thống điện Tác giả công tác Khoa Kỹ thuật điện trường Đại học điện lực nghiên cứu sinh Viện Nghiên cứu tối ưu hóa hệ thống điện tự động hóa - Quảng Tây, Trung Quốc Lĩnh vực nghiên cứu: tối ưu hóa hệ thống điện, thị trường điện, kỹ thuật điện cao áp, vật liệu điện Số 28 71 ... nhiên, nghiên cứu điều độ phát điện thời gian thực mơ hình tối ưu điều độ thủy điện bậc thang cịn chưa chuyên sâu[1-4] Tối ưu điều độ hệ thống thủy- nhiệt xét đến thủy điện bậc thang vấn đề tối ưu. .. tối ưu liên hợp điều độ vận hành kinh tế hệ thống thủy điện nhiệt điện, trở thành mô tả khoa học kinh tế hệ thống thủy- nhiệt điện giới Kể từ đó, vấn đề tối ưu liên hợp điều độ hệ thống điện thủy- nhiệt. .. hạn Hệ thống thủy- nhiệt điện MƠ HÌNH TỐN HỌC TỐI ƯU ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG THỦY–NHIỆT ĐIỆN, XÉT ĐẾN THỦY ĐIỆN BẬC THANG 2.1 Đặc tính ngẫu hợp thủy lực thủy điện bậc thang Công suất phát cấp nhà máy thủy