(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện

(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện(Luận văn thạc sĩ) Cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện

LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 10 năm 2014 Người thực Đào Thanh Tâm Trang ii CẢM TẠ Trước tiên tơi xin kính gởi lời biết ơn sâu sắc đến TS.Võ Ngọc Điều, người Thầy nhiệt tình hướng dẫn tạo nhiều điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM, người truyền đạt kiến thức, định hướng nghiên cứu giúp học tập trường Bên cạnh nhận giúp đỡ đồng nghiệp quan bạn bè khóa, lớp Xin cám ơn bạn đóng góp cho tơi ý kiến tài liệu giá trị Cuối cùng, tơi xin kính gởi đến gia đình lịng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất, người động viên, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 10 năm 2014 Người thực Đào Thanh Tâm Trang iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn đề xuất áp dụng thuật toán Cuckoo Search cho toán thủy nhiệt điện ngắn hạn (ST-HTS) với ràng buộc thể tích nước hồ chứa nhà máy thủy điện Thuật toán Cuckoo Search (CS) phát triển Yang va Deb vào năm 2009 [12] thuật tốn meta-heuristic Nội dung luận văn trình bày sau: Chương 1: Tổng quan Giới thiệu chung tầm quan trọng việc giảm thiểu chi phí vận hành hệ thống điện, mục tiêu đề tài, tầm quan trọng việc tìm lời giải tốn, đểm đề tài phạm vi nghiên cứu đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình tổng quan tối ưu nguồn phát vận hành kinh tế hệ thống điện Bên cạnh giới thiệu số mơ hình nhà máy thủy điện nhiệt điện phân bố công suất cho nhà máy thủy – nhiệt điện Chương 3: Thành lập toán Giới thiệu thuật toán Cuckoo Search, hàm mục tiêu số ràng buộc cần thiết phục vụ cho việc giải tốn Sau áp dụng thuật tốn “Cuckoo Search” lập trình Matlab để giải toán STHT với thủy điện bậc thang cho  Hệ thống gồm có N1 = nhà máy nhiệt điện N2 = nhà máy thủy điện bậc thang khoảng thời gian 24 (bỏ qua tổn thất truyền tải)  Hệ thống gồm có N1 = nhà máy nhiệt điện N2 = nhà máy thủy điện bậc thang khoảng thời gian ngày chia thành khoảng (bỏ qua tổn thất truyền tải) Chương 4: Kết tính tốn Nêu kết giải thuật toán Cuckoo Search cho toán đề cập chương 3, so sánh với phương pháp khác Trang iv Chương 5: Tổng kết hướng nghiên cứu Từ kết đạt phương pháp Cuckoo Search rút kết luận đem so sánh với kết khác Từ đề xuất hướng nghiên cứu dựa thuật toán Trang v ABSTRACT This subject proposes a cuckoo search algorithm (CSA) using different distributions for solving short-term hydrothermal scheduling (ST-HTS) problem with reservoir storage constraint on hydropower plants The cuckoo search algorithm (CSA) developed by Yang and Deb in 2009 [12] is a new meta-heuristic algorithm inspired from the obligate brood parasitism of some cuckoo species by laying their eggs in the nests of other host birds of other species for solving optimization problems The tenor of the subject to be displayed as folowing: Chapter 1: Overview To introduce about the importance of the operation cost minimization in system power, the purpose of this subject, the point of the subject and range of theme Chapter 2: Theoratical basis Presentation of optimization generation power and economic operation in system power Otherwise, this chapter introduced some of hydrothermal model and power distribution for hydrothermal units Chapter 3: Problem formulation Discussed about Cuckoo search algorithm (CSA), objective function Then using Cuckoo search algorithm applied for two STHTS problems (neglecting power losses in transmission lines) as below:  ST-HTS problem with reservoir storage constraint on hydropower plants The system is consist of one thermal plant and four cascaded hydro plantsscheduled in 24 subintervals [7]  ST-HTS problem with reservoir storage constraint on hydropower plants The system is consist of one thermal plant and one hydro plant scheduled in days with six 12 hour intervals [1] Chapter 4: Obtained results The obtained results from two problem (in chapter 3) by CSA Then compared the obtained results with others Chapter 5: Conclusion and petition HVTH: Đào Thanh Tâm Trang vi Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan ii Cảm tạ iii Tóm tắt luận văn iv Mục lục vii Danh sách chữ viết tắt x Danh sách ký hiệu xi Danh sách hình xii Danh sách bảng xiii Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Các nghiên cứu 1.3 Mục đích đề tài 1.4 Tầm quan trọng đề tài 1.5 Phạm vi nghiên cứu 1.6 Điểm đề tài 1.7 Giá trị thực tiễn Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tối ưu nguồn phát vận hành kinh tế 2.1.1 Phân bố tối ưu trao đổi công suất kinh tế 2.1.2 Yêu cầu vai trò vận hành kinh tế 2.1.2.1 Yêu cầu vận hành kinh tế 2.1.2.2 Chất lượng phục vụ 2.1.2.3 Chi phí sản xuất 2.1.2.4 Giảm chi phí nhiên liệu vận hành HVTH: Đào Thanh Tâm Trang vii Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU 2.1.2.5 Giảm tổn thất điện 2.2 Nhà máy thủy điện 2.2.1 Số liệu thủy văn 2.2.2 Phân loại điều tiết 2.2.2.1 Theo thời gian 10 2.2.2.2 Theo tính chất điều tiết 14 2.2.3 Phân loại nhà máy thủy điện 15 2.2.3.1 Phân loại nhà máy thủy điện dựa vào chiều cao cột nước 15 2.2.3.2 Phân loại nhà máy thủy điện dựa vào đặc tính tải 15 2.2.3.3 Phân loại dựa vào vị trí 16 2.2.4 Mô hình tốn học nhà máy thủy điện 18 2.2.4.1 Mơ hình Glimn-Kirchmayer 18 2.2.4.2 Mơ hình Hildebrand 19 2.2.4.3 Mơ hình Hamilton-Lamont 19 2.2.4.4 Mơ hình Arvanitidis-Rosing 20 2.3 Nhà máy nhiệt điện 20 2.3.1 Đường cong chi phí [17] 20 2.3.2 Nội suy đường cong chi phí 22 2.4 Phối hợp hệ thống hủy nhiệt điện [18] 23 2.4.1 Giới thiệu 23 2.4.2 Tính cần thiết toán phối hợp hệ thống thủy nhiệt điện 25 2.4.3 Đặc tính hệ thống thủy-nhiệt điện 25 2.4.4 Phân loại toán phối hợp hệ thống thủy-nhiệt 27 2.4.4.1 Bài toán phối hợp thời gian dài 27 2.4.4.2 Bài toán phối hợp thời gian ngắn 29 2.4.5 Tương quan công suất nhà máy hệ thống 29 2.5 Phân bố công suất cho hệ thống thủy-nhiệt điện [19] 30 Chương 3: THÀNH LẬP BÀI TOÁN 33 3.1 Hàm mục tiêu 33 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang viii Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU 3.2 Các ràng buộc toán 33 3.2.1 Ràng buộc cân công suất 33 3.2.2 Ràng buộc tổng lưu lượng nước xả khoảng thời gian tm 34 3.2.3 Ràng buộc thể tích nước 34 3.2.4 Điều kiện thể tích nước ban đầu cuối 34 3.2.5 Giới hạn thể tích nước 34 3.2.6 Giới hạn lưu lượng nước xả 34 3.2.7 Ràng buộc giới hạn công suất phát 35 3.2.8 Các ràng buộc khác 35 3.3 Giải thuật Cuckoo search cho toán điều độ kinh tế hệ thống điện 35 3.3.1 Vấn đề toán 35 3.3.2 Giới thiệu thuật toán cuckoo search 36 3.3.2.1 Hành vi chim Cuckoo 36 3.3.2.2 Đặc tính Lévy Flight 37 3.3.2.3 Thuật toán Cuckoo Search 37 3.4 Áp dụng thuật toán Cuckoo Search vào toán cụ thể 41 3.4.1 Bài toán 41 3.4.1.1 Thông số cài đặt cho thuật toán CS 43 3.4.1.2 Các bước thực toán với CSA 44 3.4.2 Bài toán 51 3.4.2.1 Thông số cài đặt cho thuật toán CS 52 3.4.2.2 Các bước thực toán với CSA 52 Chương 4: KẾT QUẢ TÍNH TỐN 60 4.1 Kết chạy cho toán 60 4.2 Kết chạy cho toán 64 Chương 5: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 66 5.1 Tổng kết đề tài 66 5.2 Đề xuất hướng nghiên cứu 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang ix Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT CSA: Cuckoo search algorithm ST-HTS: Short-term hydrothermal scheduling EP: Evolutionary programming technique GA: Genetic algorithm GS: Gradient search techniques SA: Gradient search techniques ED: Economic dispatch PSO: Particle Swarm Optimization ACO: Ant Colony Optimization BA: Bee Algorithm FA: Firefly Algorithm HVTH: Đào Thanh Tâm Trang x Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU […] : Tài liệu tham khảo (…) : Biểu thức toán học ahj, bhj, chj : Các hệ số xả nước nhà máy thủy điện thứ j asi, bsi, csi : Các hệ số chi phí nhiên liệu nhà máy nhiết điện thứ i Bij, B0i, B00 : Ma trận tổn thất công suất truyền tải B PD,m : Tải yêu cầu hệ thống khoảng thời gian m Phj,m : Công suất phát nhà máy thủy điện thứ j khoảng thời gian m Phj,max : Công suất phát lớn nhà máy thủy điện thứ j Phj,min : Công suất phát nhỏ nhà máy thủy điện thứ j PL,m : Tổn thất công suất truyền tải khoảng thời gian m Psi,m : Công suất phát nhà máy nhiệt điện thứ i khoảng thời gian m Psi,max : Công suất phát lớn nhà máy nhiệt điện thứ i Psi,min : Công suất phát nhỏ nhà máy nhiệt điện thứ i qj,m : Tốc độ nước chảy nhà máy thủy điện thứ j khoảng thời gian m k : Là hệ số cập nhật dựa xác xuất chim tổ chủ phát trứng lạ α : Hệ số β : Hệ số hàm phân phối Lévy Np : Số tổ chim Nmax : Số vòng lặp tối đa HVTH: Đào Thanh Tâm Trang xi Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Trong đó: Α > độ lớn bước cập nhật, rand3 số phân phối ngẫu nhiên đoạn [-1,1] độ thay đổi Xdnew tính: X dnew     x ( )   Xbestd  Gbest   y ( ) rand x v rand y (3.62) (3.63) 1/  Trong đó: randx randy hai phân phối ngẫu nhiên với độ lệch chuẩn  x (  )  y (  ) hai hệ số xác định bởi: 1/       (1   )  sin         x ( )    1               2        y ( )  (3.64) (3.65) Với β hệ số phân phối nằm khoảng (0,3 ≤β ≤1.99) Γ(.) hàm phân phối gamma Sau tạo giá trị mới, giá trị công suất nhà máy phải thỏa theo giới hạn sau: V j , m, d V j ,max ; V j , m, d  V j ,max ; j  1, , N ,   V j ,min ; V j , m,d  V j ,min m  1, , M   V j , m, d ; V j ,min  V j , m,d  V j ,max Psi, m, d  Psi ,max ; Psi ,m ,d  Psi ,max ; i  2, , N1    Psi ,min ; Psi, m, d  Psi ,min m  1, , M   Psi , m, d ; Psi ,min  Psi ,m ,d  Psi ,max (3.66) (3.67) Công suất phát N2 nhà máy thủy điện nhà máy nhiệt điện hiệu chỉnh HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 57 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU tính tương ứng Hàm chất lượng đánh giá theo (3.58) tổ chủ ứng với hàm chất lượng (fitness) đặt tổ tốt Gbest  Trường hợp chim tổ chủ phát trứng lạ phép ngẫu nhiên Quá trình chim tổ chủ phát trứng lạ với xác xuất nhỏ pa tạo giải pháp cho toán theo phân phối Lévy Giải pháp xác định sau: X ddis  Xbestd  K  X ddis (3.68) Trong K hệ số cập nhật xác định dựa xác xuất (pa) chim tổ chủ phát trứng lạ tổ 1 if rand7  pa K  otherwise 0 (3.69) Và độ tăng Xddis tính theo: X ddis  rand   randp1 ( Xbestd )  randp2 ( Xbest d )  (3.70) Trong rand7 rand8 hệ số phân phối ngẫu nhiên đoạn [0,1] randp1(Xbestd) randp2(Xbestd) phân phối đảo lộn (xáo trộn ngẫu nhiên) vị trí tổ Xbestd Và giải pháp phải thỏa giới hạn theo ràng buộc (3.66) (3.67) Tương tự đánh giá chất lượng chọn hàm có chất lượng tốt đặt làm Gbest Giải thuật dừng chạy đủ số lần lặp lớn cài đặt  Tóm tắt thuật tốn CS cho tốn Một cách tổng quát, việc áp dụng thuật toán CSA cho tốn ST-HTS mơ tả sau: Bước 1: Chọn tham số cho CSA bao gồm số tổ chủ Np, xác xuất chim tổ chủ phát trứng lạ pa số lần lặp lớn Nmax Bước 2: Khởi tạo số tổ chủ ban đầu Np tính cơng suất phát cho nhà máy HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 58 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU nhiệt điện hiệu chỉnh Bước 3: Đánh giá hàm chất lượng (fitness) thông qua biểu thức (3.58) lấy giá trị tốt cho tổ (Xbestd) giá trị tốt cho tất tổ Gbest Đặt số lần lặp ban đầu n=1 Bước 4: Tạo giải pháp phép Lévy flight tính cơng suất phát nhiệt điện điều chỉnh Bước 5: Sử dụng biểu thức (3.58) để đánh giá chất lượng giải pháp vừa tìm xác định giá trị Xbestd Gbest việc so sánh giá trị hàm chất lượng (hàm fitness) Bước 6: Ước tính giải pháp xảy với xác xuất nhỏ pa trường hợp chim tổ chủ phát trứng lạ tính cơng suất phát cho nhà máy nhiệt điện hiệu chỉnh Bước 7: Đánh giá lại hàm chất lượng qua biểu thức (3.58) xác định giá trị Xbestd Gbest ứng với giải pháp có Bước 8: Nếu n < Nmax , n = n+1 quay lại bước Trường hợp khác dừng lại HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 59 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Chương KẾT QUẢ TÍNH TỐN Trong chương trình kết giải cho tốn trình bày phần 3.4.1 3.4.2 sau: - Bài toán 1: Điều độ kinh tế cho hệ thống thủy nhiệt điện ngắn hạn với nhà máy thủy điện bậc thang Hệ thống gồm có N1 = nhà máy nhiệt điện N2 = nhà máy thủy điện bậc thang khoảng thời gian 24 (bỏ qua tổn thất truyền tải) - Bài toán 2: Điều độ kinh tế cho hệ thống thủy nhiệt điện ngắn hạn với nhà máy thủy điện bậc thang Hệ thống gồm có N1 = nhà máy nhiệt điện N2 = nhà máy thủy điện bậc thang khoảng thời gian ngày chia thành khoảng (bỏ qua tổn thất truyền tải) Chương trình lập trình Matlab R2009a chạy Laptop Core2 Duo T6600, 2.0Ghz –Ram 2G 4.1 KẾT QUẢ CHẠY CHO BÀI TOÁN Kết tốt có sau chạy 20 lần CSA cho toán với số thông số ý như:  Số tổ chủ: n = 100  Số lần lặp lớn nhất: Nmax = 15000  Sác xuất: pa = 0,9 Bảng 4.1: Kết đạt CSA cho toán Phương Chi phí nhỏ Chi phí trung Chi phí lớn Độ lệch Thời gian pháp ($) bình ($) nhât ($) chuẩn ($) máy tính (s) CSA-Lévy 927934.23 927938.73 927942.17 2.2527 81.10 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 60 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Bảng 4.2: Công suất thủy điện nhiệt điện có giải toán CSA Thủy điện (MW) Giờ Nhà máy Nhà máy 83.2365 50.4100 Nhiệt điện (MW) Nhà máy Nhà máy 0.1057 200.0998 1036.1480 82.6913 52.6492 0.7468 187.7712 1066.1416 81.2382 53.8326 1.4394 173.7535 1049.7363 78.5356 55.6516 2.7210 156.7840 996.3078 76.0817 56.2450 8.4666 174.0437 975.1630 74.5020 57.8126 11.9594 188.9987 1076.7273 74.8513 60.1843 17.9115 202.1723 1294.8806 76.1691 62.8676 23.3490 213.9278 1623.6864 77.7554 63.9682 24.8658 223.8562 1849.5544 10 76.7022 66.2948 27.2203 232.5054 1917.2774 11 77.1281 67.8824 29.6279 239.2940 1816.0676 12 78.0422 68.5647 30.2711 247.7303 1885.3917 13 77.7569 69.0546 33.9090 263.0634 1786.2161 14 77.8997 71.0212 37.6317 275.9311 1737.5163 15 77.3152 71.7912 41.4730 286.7070 1652.7136 16 76.7993 73.9829 44.7935 293.5578 1580.8665 17 77.0335 75.2610 47.0387 299.8845 1630.7824 18 76.0128 75.6688 48.1077 300.8798 1639.3308 19 75.9985 77.3758 49.9881 297.4489 1739.1887 20 75.2191 78.5879 51.6798 286.8187 1787.6945 21 73.6975 80.1625 55.2037 269.7169 1761.2194 22 73.7685 82.0657 56.8612 247.6705 1659.6341 23 75.1968 81.3762 58.0552 224.3380 1411.0339 24 74.4945 79.4223 58.9492 199.5989 1177.5352 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 61 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Bảng 4.3: Lượng nước xả có giải tốn CSA (×104 m3) Hồ chứa thủy điện Giờ Nhà máy Nhà máy Nhà máy Nhà máy 9.3883 6.0376 26.2476 13.0008 9.3024 6.2103 25.1987 13.0023 9.0969 6.1559 24.4039 13.0034 8.7095 6.2037 23.7831 13.0002 8.4268 6.1551 22.6186 13.0008 8.2313 6.3277 21.8237 13.0006 8.3100 6.7209 20.5225 13.0004 8.5080 7.1308 19.1427 13.0022 8.7071 7.2386 18.4774 13.0076 10 8.3649 7.4782 17.7005 13.0162 11 8.2418 7.6185 16.9930 13.0000 12 8.3120 7.7031 16.8968 13.3301 13 8.1443 7.7623 16.2143 14.5741 14 8.0227 7.9998 15.3389 15.8370 15 7.8416 8.0500 14.2595 17.1945 16 7.7101 8.4517 12.8065 18.3243 17 7.7152 8.8343 11.3352 19.9064 18 7.5625 9.2192 10.0007 21.3156 19 7.5719 9.8654 10.0315 22.9204 20 7.4945 10.4251 10.0042 24.1842 21 7.2907 11.0874 12.0617 24.9984 22 7.2859 12.1326 12.6469 24.9835 23 7.4512 13.0385 13.1402 24.9993 24 7.3102 14.1532 13.5661 24.9971 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 62 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Bảng 4.4: So sánh kết có giải toán CSA với phương pháp khác Chi phí nhỏ Chi phí trung Chi phí lớn Thời gian ($) bình ($) nhât ($) máy tính (s) GA[7] 942600 946609.1 951087 1920 CEP[5] 930166.25 930373.23 930927.01 2292.1 FEP[5] 930267.92 930897.44 931396.82 1911.2 IFEP[5] 930129.82 930290.13 930881.92 1033.2 CSA 927934.23 927938.73 927942.17 81.1 Phương pháp 9.44 x 10 9.42 Fitness Function ($) 9.4 9.38 9.36 9.34 9.32 9.3 9.28 9.26 10 10 10 Number of iterations = 15000 10 Hình 4.1: Đặc tính hội tụ giải tốn phương pháp CSA  Nhận xét: - Kết gần hội tụ sau 1500 lần lặp chạy 20 lần (bảng 4.1) cho thấy tính ổn định cao, độ lệch chuẩn 2,2527, nhỏ so với kết 927934,23 - So sánh với phương pháp trước (GA, CEP, FEP… theo bảng 4.4) cho kết xấp xỉ nhau, phương pháp CSA đề xuất cho kết tốt hẳn thời gian tính tốn nhanh nhiều HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 63 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU 4.2 KẾT QUẢ CHẠY CHO BÀI TỐN Kết tốt có sau chạy 20 lần CSA cho toán với số thông số ý như:  Số tổ chủ: n = 30  Số lần lặp lớn nhất: Nmax = 400  Sác xuất: pa = 0,9 Bảng 4.5: Kết đạt CSA cho tốn Phương Chi phí nhỏ Chi phí trung Chi phí lớn Độ lệch Thời gian pháp ($) bình ($) ($) chuẩn xử lý (s) CSA 709862.0489 709862.0489 709862.0489 0.24 Bảng 4.6: So sánh kết có giải tốn CSA với phương pháp khác Phương pháp Chi phí ($) Thời gian (s) GS [8] 709877.38 - - SA [9] 709874.36 901 PC-486 EP [1] 709863.29 264 PC 486 EP [2] 709862.06 PC-486 CEP [3] 709862.05 159.2 Pentium-II,128MB FEP [3] 709862.05 101.4 Pentium-II,128MB IFEP [3] 709862.05 59.7 Pentium-II,128MB RIFEP [4] 709862.05 - 1.83 GHz, 1GB Ram CSA [10] 709862.05 4.54 Pentium IV, 256 MB CSA 709862.0489 0.24 1.8 GHz, GB RAM HVTH: Đào Thanh Tâm cấu hình máy tính Trang 64 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Bảng 4.7: Kết tối ưu giải toán phương pháp CSA PDm (MW) m Vm (acre-ft) qm (arce-ft/hr) Psm (MW) Phm (MW) 1200 101928.0846 1839.326281 896.31262 303.68738 1500 85963.8659 3330.35156 1100 93855.9115 1342.329532 896.31197 203.68803 1800 60000 4821.32596 950 70437.1382 1130.238479 788.98622 161.01378 1300 60000 2869.761521 788.98159 511.01841 896.30753 603.69247 896.31268 903.68732 7.14 x 10 7.135 Fitness function ($) 7.13 7.125 7.12 7.115 7.11 7.105 7.1 7.095 10 10 10 Number of iterations = 400 10 Hình 4.2: Đặc tính hội tụ giải toán phương pháp CSA  Nhận xét: - Kết gần hội tụ sau 400 lần lặp chạy 20 lần (theo bảng 4.5) cho thấy tính ổn định cao, độ lệch chuẩn - So sánh với phương pháp trước (GA, CEP, FEP…theo bảng 4.6) cho kết xấp xỉ nhau, phương pháp CSA đề xuất cho kết tối ưu khơng nhiều thời gian tính tốn nhanh HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 65 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Chương TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU 5.1 TỔNG KẾT ĐỀ TÀI Luận văn trình bày thuật tốn CS để giải tốn điều độ kinh tế hệ thống điện Hai tốn đặt tốn cực tiểu chi phí nguồn phát thủy nhiệt điện với nhà máy thủy điện bậc thang, nguồn phát thủy nhiệt điện có xét đến ràng buộc thể tích nước Cả tốn tính tốn điều độ thời gian ngắn với đường cong chi phí thơng thường bậc có bỏ qua tổn thất cơng suất truyền tải Thuật tốn CS cho thấy thành cơng việc tìm kiếm lời giải tối ưu thời gian nhanh toán điều độ kinh tế Các kết có giải phương pháp CS so với phương pháp trước cho thấy tốn nhỏ (1 nhà máy nhiệt điện + nhà máy thủy điện) cho kết tối ưu không đáng kể Nhưng toán lớn (1 nhà máy nhiệt điện + nhà máy thủy điện) cho kết tối ưu hẳn Ngoài ra, phương pháp CS, thơng số cài đặt tương đối bao gồm như: Số tổ Np, Xác xuất trứng bị loại Pa, số lần lặp cực đại Nmax hệ số α Qua kết thực tế chạy nhiều lần cho thấy thay đổi thông số làm kết thay đổi không đáng kể Như phương pháp CS phụ thuộc vào thơng số cài đặt Tuy nhiên đễ đạt kết tối ưu việc chọn lựa thông số cho kết tối ưu phải dựa vào kinh nghiệm người lập trình chạy thử nhiều lần Từ cho thấy phương pháp CS đề xuất cho kết khả quan so với phương pháp đề cập phương diện: chi phí, độ lêch chuẩn thời gian tính tốn 5.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU Với kết có việc áp dụng phương pháp CS cho toán điều độ kinh tế hệ thống điện, hoàn toàn tin tưởng vào tính HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 66 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU khả quan mở rộng hướng nghiên cứu như:  Áp dụng thuật toán CS để giải toán điều độ kinh tế hệ thống điện có xét đến ràng buộc tổn thất truyền tải, ràng buộc công suất đường dây truyền tải, ràng buộc độ dự trữ quay…  Nghiên cứu áp dụng thuật toán CS cho toán điều độ kinh tế cho toán phối hợp thủy – nhiệt điện thời gian dài  Áp dụng cho toán tối ưu khác hệ thống điện toán quy hoạch phát triển hệ thống điện, bái tốn phân bố tối ưu cơng suất… HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 67 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] P.K Hota, R Chakrabarti, and P.K Chattopadhyay, “Short-term hydrothermal scheduling through evolutionary programming technique”, Electric Power Systems Research, vol.52, November 1999, pp 189 – 196 [2] Yang PC, Yang HT, and Huang CL, “Scheduling short-term hydrothermal generation using evolutionary programming technique”, IEE Proc Gener Transm Distrib, vol.143, June 1996, pp.371–376 [3] Sinha N, Chakrabarti R, and Chattopad haya PK, “Fast evolutionary programming techniques for short-term hydrothermal scheduling”, Electric Power Syst Res, vol.66, 2003, pp.97–103 [4] B Türkay, F Mecitoğlu, and S Baran, “Application of a fast evolutionary algorithm to short-term hydro-thermal generation scheduling”, Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, vol.6 , 2011, pp.395-405 [5] Nidul Sinha, Student Member, IEEE, R Chakrabarti, and P K Chattopadhyay, “Fast evolutionary programming techniques for short-term hydrothermal scheduling”, IEEE Transactions on Power Systems, vol.18, February2003, pp.214-220 [6] Y.-G Wu, C.-Y Ho, and D.-Y Wang, “A diploid genetic approach to short- term scheduling of hydro-thermal system”, IEEE Trans Power Syst, vol 15, November 2000, pp.1268–1274 [7] S.O Orero and M.R Irving, “A genetic algorithm modeling framework and solution technique for short termoptimal hydrothermal scheduling”, IEEE Trans Power Syst, vol 13, May 1998, pp 501–518 [8] A.J Wood, and B.F Wollenberg, “Power Generation, Operation and Control”, John Wiley & Sons, New York, 1984 HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 68 Luận văn thạc sĩ [9] GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU Wong KP, and Wong YW, “Short-term hydrothermal scheduling, part-I: simulated annealing approach”, IEE Proc Part-C, vol.141, 1994, pp.497–501 [10] R.K Swain, A.K Barisal, P.K Hota, and R Chakrabarti, “Short-term hydrothermal scheduling using clonal selection algorithm”, Electrical Power & Energy Systems, vol.33 , March 2011, pp.647–656 [11] D B Fogel, “A comparison of evolutionary programming and genetic algorithms on selected constrained optimization problems”, Simulation, vol.64, June 1995, pp 397–404 [12] Yang X.-S,and Deb S, “Cuckoo search via Lévy flights”, In Proc World Congress on Nature & Biologically Inspired Computing (NaBIC 2009), India, 2009, pp.210-214 [13] Dieu NV, Peter Schegner, and Weerakorn Ongsakul, “Cuckoo search algorithm for non-convex economic dispatch”, IET Generation, Transmission & Distribution, vol.7, June 2013, pp.645–654 [14] Basu M, and Chowdhury A, “Cuckoo search algorithm for economic dispatch”, Energy, vol.60, October 2013, pp.99-108 [15] Li Xiangtao, and Yin Minghao, “A hybrid cuckoo search via Lévy flights for the permutation flow shop scheduling problem”, Int J Prod Res, vol.51, 2013, pp.4732-4754 [16] Patchara Nasa-ngium, Khamron Sunat, and Sirapat Chiewchanwattana, “Enhancing Modified Cuckoo Search by using Lévy flights and Chaotic Sequences”, International Joint Conference on Computer Science and Software Engineering (JCSSE), vol.10, May 2013, pp.53-57 [17] DP Kothri, IJ Nagrath, “Modern power system analysis”, book [18] Magnus Hindsberger, “Interconnected hydro-thermal systems”, TechnicalUniversity of Denmark Informatics and Mathematical Modelling Building 321, DK-2800 Lyngby, Denmark HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 69 Luận văn thạc sĩ GVHD: TS VÕ NGỌC ĐIỀU [19] Atul Kumar Sharma, “short term hydrothermal scheduling using evolutionary programming” Thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the award of degree of Master of Engineering in Power Systems & Electric Drives, Thapar University, Patiala HVTH: Đào Thanh Tâm Trang 70 S K L 0 ... giải tốn “ cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy – nhiệt điện? ?? 1.3 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Cực tiểu hóa chi phí phát điện nguồn phát thủy- nhiệt điện, giảm thiểu mức nhỏ chi phí sản xuất điện đến... thủy nhiệt điện sử dụng vài hệ thống việc định chi phí nhiên liệu giả đến nhà máy thủy điện Sau đó, phối hợp phát triển cực tiểu chi phí phát điện hệ thống thủy nhiệt điện cổ điển Trong tất hệ. .. ưu chi phí phát điện không quan tâm theo công suất phát Do đó, tổng chi phí phát điện hệ thống xem chi phí nhà máy nhiệt điện Tuy nhiên, vấn đề phức tạp vận hành tối ưu hệ thống thủy- nhiệt điện