(Luận văn thạc sĩ hcmute) điều độ kinh tế hệ thống thủy nhiệt điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN NGUYÊN NHẬT ĐIỀU ĐỘ KINH TẾ HỆ THỐNG THỦY NHIỆT ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -o0o LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐOÀN NGUYÊN NHẬT ĐIỀU ĐỘ KINH TẾ HỆ THỐNG THỦY NHIỆT ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hƣớng dẫn khoa học: T.S LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2013 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: ĐỒN NGUN NHẬT Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/01/1985 Nơi sinh: Quảng Ngãi Quê quán : Quảng Ngãi Dân tộc: Kinh Địa liên lạc: 39/32H Quang Trung P.14 Q Gò Vấp TPHCM Email cá nhân: nguyennhat1711@gmail.com ĐTDĐ: 01699325638 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Đại học Hệ đào tạo: Chính qui Thời gian đào tạo từ 9/2003 đến 7/2009 Nơi học : Đại học sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh 2.Cao học Thời gian đào tạo từ 9/2011 đến 9/2013 Nơi học: Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngành học: Kỹ Thuật Điện Tên luận văn tốt nghiệp: Điều độ kinh tế hệ thống thủy nhiệt điện Thời gian bảo vệ luận văn tốt nghiệp: 10/2013, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.HCM Ngƣời hƣớng dẫn: TS Lê Chí Kiên III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MƠN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian 20010-NAY Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiệm KỸ SƢ CƠNG TY TNHH P&G i Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình TP.Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2013 Người thực ii Luan van LỜI CẢM TẠ Trước hết, xin chân thành cám ơn TS Lê Chí Kiên, người thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian qua để hồn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn TS Trương Việt Anh – cố vấn học tập – hết lịng giúp đỡ tơi tromg thời gian qua Xin cảm ơn Cha, Mẹ nuôi khôn lớn, cho sức mạnh nghị lực để ln vượt qua khó khăn sống, để có ngày hơm Xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ tơi để n tâm học tập hồn thành luận án mình.Nếu khơng giúp đỡ tơi khó hồn thành đề tài TP.Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2013 Người thực Đồn Ngun Nhật iii Luan van TĨM TẮT Vận hành hệ thống có nhà máy thủy điện nhiệt điện đƣợc xem công việc phức tạp với mục tiêu đặt cực tiểu chi phí vận hành nhà máy nhiệt điện sử dụng tồn nguồn nƣớc sẵn có nhà máy thủy điện.Đây toán đƣợc nhà nghiên cứu tìm lời giải thập niên gần Với quan tâm môi trƣờng nhƣ ảnh hƣởng nhà máy thủy điện lên đời sống ngƣời dân sống dọc theo dịng sơng nơi mà nhà máy thủy điện đƣợc xây dựng.Những ảnh hƣởng phải đƣợc định giá áp đặt trực tiếp vào giá bán điện cho nhà máy thủy điện để đền bù cho bất lợi mà nhà máy thủy điện đem đến cho ngƣời.Do đó, hàm chi phí nhà máy thủy điện đƣợc đề xuất đƣợc xem nhƣ mục tiêu cực tiểu chi phí cho toàn hệ thống thủy-nhiệt điện Luận văn đề xuất phƣơng pháp Hopfield Lagrange network (HLN) để giải toán tối ƣu hệ thống thủy nhiệt với giả sử chiều cao cột nƣớc không đổi nhà máy thủy điện Phƣơng pháp HLN kết hợp hàm Lagrangian mạng nơ ron Hopfield liên tục, hàm Lagrangian đƣợc sử dụng trực tiếp nhƣ hàm lƣợng cho mạng nơ ron Hopfield liên tục Trong phƣơng pháp HLN , hàm lƣợng nhờ đƣợc tăng cƣờng thành phần Hopfield từ mạng Hopfield liên tục nên khắc phục dao động mạng Hopfield liên tục cổ điển tiến trình hội tụ tốn Do phƣơng pháp đề xuất HLN khắc phục nhƣợc điểm mạng Hopfield liên tục cổ điển để giải tốn tối ƣu với tiến trình giải nhanh hơn, chất lƣợng lời giải tốt hơn, thời gian hội tụ nhanh qui mơ tốn lớn iv Luan van ASTRACT Operation of a system having hydro and thermal plants is seem to be a complex work with the objective of minimizing operation cost of thermal plants and using completely available water resource at the hydro plants.This is the problem that searchers have found for recent decades With considers living along the river where the hydro plant built.These have been fixed a price and directly opposed on the selling electric price of hydro plants to compensate disadvantages that hydro plants bring up Hence,fuel cost function of hydro of plant is proposed and is considered as objective of minimizing operation cost of global hydro-thermal system In this thesis, a Hopfield Lagrange network (HLN) is proposed for solving economic load dispatch(ELD) problems HLN is a combination of Lagrangian function and continuous Hopfield neural network where the Lagrangian function is directly used as the energy function for the continuous Hopfield neural network In the HLN method, its energy function augmented by Hopfield terms from the continuous Hopfield network could damp out oscillation of the conventional Hopfield network during the convergence process Consequently, the proposed HLN can overcome the disadvantages of the conventional Hopfield network in solving optimization problems for its simpler implementation, better global solution, faster convergence time, and larger scale applications v Luan van MỤC LỤC TRANG TỰA TRANG QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ iii TÓM TẮT iv ASTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC HÌNH ix DANH SÁCH CÁC BẢNG x CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 CÁC NGHIÊN CỨU 1.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .4 1.5 ĐIỂM MỚI ĐỀ TÀI 1.6 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN .4 1.7 BỐ CỤC CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỐI ƢU NGUỒN PHÁT VÀ VẬN HÀNH KINH TẾ 2.1.1 Phân bố tố i ƣu trao đổi công suất kinh tế 2.1.2 Yêu cầu vai trò vận hành kinh tế 2.1.2.1 Chất lƣợng phục vụ 2.1.2.2 Chi phí sản xuất 2.1.2.3 Giảm chi phí nhiên liệu vận hành .8 2.1.2.4 Giảm tổn thất điện vi Luan van 2.2 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2.2.1 Số liệu thủy văn 2.2.2 Phân loại điều tiết 10 2.2.2.1 Theo thời gian 11 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 nƣớc 15 2.2.3.2 Phân loại nhà máy thủy điện dựa vào đặc tính tải .16 2.2.3.3 Phân loại dựa vào vị trí .17 2.2.4 Mơ hình tốn học nhà máy thủy điện 19 2.2.4.1 Mơ hình Glimn-Kirchmayer 19 2.2.4.2 Mơ hình Hildebrand 20 2.2.4.3 Mơ hình Hamilton-Lamont .20 2.2.4.4 Mô hình Arvanitidis-Rosing .21 2.2.5 Lập kế hoạch phát điện 21 2.3 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN .23 2.3.1 Không xét đến hiệu ứng mở van 23 2.3.1.1 Đƣờng cong chi phí 23 2.3.1.2 Xây dựng hàm chi phí .24 2.3.2 Xét đến hiệu ứng mở van 28 2.4 PHỐI HỢP HỆ THỐNG HỆ THỐNG THỦY-NHIỆT ĐIỆN 29 2.4.1 Giới thiệu 29 2.4.2 Tính cần thiết tốn phối hợp hệ thống thủy nhiệt điện .30 2.4.3 Ảnh hƣởng nguồn nƣớc 30 2.4.4 Đặc tính hệ thống thủy-nhiê ̣t điê ̣n 31 2.4.5 Phân loa ̣i bài toán phố i hơ ̣p ̣ thố ng thủy-nhiê ̣t .34 2.4.6 Tƣơng quan công suất nhà máy hệ thống 36 2.5 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHO HỆ THỐNG THỦY-NHIỆT ĐIỆN 37 CHƢƠNG III: MƠ HÌNH TỐN 42 3.1 GIỚI THIỆU 42 vii Luan van 3.2 TÍNH CHẤT BÀI TỐN .43 3.3 THÀNH LẬP BÀI TOÁN .44 3.3.1 Mơ hình tốn nhà máy nhiệt điện 44 3.3.2 Mơ hình tốn nhà máy thủy điện .45 3.3.3 Các ràng buộc 47 3.3.3.1 Ràng buộc cân công suất 47 3.3.3.2 Ràng buộc đặc tính xả nƣớc, cơng suất phát nhà máy thủy điện 47 3.3.3.3 Ràng buộc giới hạn vận hành máy phát 48 3.4 PHƢƠNG PHÁP GIẢI 48 3.4.1 Sử dụng HLN để giải toán thủy nhiệt điện 48 3.4.2 Lƣu đồ giải thuật 51 CHƢƠNG BÀI TOÁN MẪU 55 4.1 BÀI TOÁN 55 4.1.1 Phƣơng pháp Lagrangian 56 4.1.2 Bảng chi phí 57 4.1.3 Phƣơng pháp đề xuất 58 4.1.BÀI TOÁN 59 4.2.1 Phƣơng pháp Lagrangian: 61 4.2.2 Bảng chi phí 61 4.2.3Phƣơng pháp đề xuất (HLN): 62 4.3 BÀI TOÁN 64 4.3.1 Phƣơng pháp Lagrangian: 65 4.3.2 Bảng chi phí .66 4.3.3 Phƣơng pháp đề xuất (HLN) 67 CHƢƠNG 5: 71 KẾT LUẬN 71 5.1 KẾT LUẬN 71 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .71 viii Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên Kết mô phân bố công suất theo đƣợc trình bày bảng 4.9 4.2.1 Phương pháp Lagrangian: [9]: Bảng 4.8: Phân bố công suất theo Giờ thứ i PDk Ph(1) Ph(2) k 20,22104 21,23325 21,90774 22,91892 23,59268 25,27578 26,95707 29,97866 30,64927 29,64323 28,97212 29,30771 30,31399 30,64927 31,98962 32,99405 33,99782 30,98448 28,63648 26,95707 24,60276 21,23325 20,55849 20,22104 8,938709 10,18116 11,01025 12,25492 13,08550 15,16446 17,24713 21,00506 21,84175 20,58692 19,75107 20,16894 21,42331 21,84175 23,51690 24,77472 26,03385 22,26031 19,33342 17,24713 14,33243 10,181158 9,352697 8,938709 3,025783 3,041765 3,052452 3,068530 3,079281 3,106272 3,133425 3,182712 3,193737 3,177210 3,166224 3,171713 3,188221 3,193737 3,215868 3,232535 3,249262 3,199260 3,160741 3,133425 3,095456 3,041765 3,031104 3,025783 Ps 30 1,289138 33 2,088235 35 2,622592 38 3,426505 40 3,964067 45 5,313589 50 6,671241 59 9,135611 61 9,686859 10 58 8,860476 11 56 8,311180 12 57 8,585663 13 60 9,411057 14 61 9,686859 15 65 10,79337 16 68 11,62673 17 71 12,46312 18 62 9,963005 19 55 8,037060 20 50 6,671241 21 43 4,772820 22 33 2,088235 23 31 1,555178 24 30 1,289138 Tổng chi phí phát điện = 848,346 ($) 1 = 90,66906 ( $ / Mm3 ) 2 = 48,53287 ( $ / Mm3 ) 4.2.2 Bảng chi phí [10] Bảng 4.9: Bảng chi phí phương pháp [10] Thứ tự HVTH: Đoàn Nguyên Nhật Phƣơng pháp LGM ESPO PM Tổng chi phí phát điện ($) 848,241 848,204 847,908 61 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên 4.2.3Phương pháp đề xuất (HLN): Bảng 4.10: Phân bố công suất theo Giờ thứ i 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Psk Ph(1) Ph(2) PLk PD 1,4600 2,1996 2,7054 3,4762 3,9962 5,3115 6,6438 9,0752 9,6206 8,8032 8,2605 8,5316 9,3477 9,6206 10,7164 11,5426 12,3723 9,8939 7,9898 6,6438 4,7830 2,1996 1,7032 1,4600 20,0808 21,1357 21,8322 22,8702 23,5589 25,2727 26,9779 30,0324 30,7091 29,6938 29,0161 29,355 30,3708 30,7091 32,0605 33,0726 34,0833 31,0472 28,6769 26,9779 24,5884 21,1357 20,4342 20,0808 8,9020 10,1630 10,9996 12,2517 13,0855 15,1696 17,2549 21,0151 21,8521 20,5968 19,7606 20,1787 21,4335 21,8521 23,5277 24,7859 26,0453 22,2708 19,3427 17,2549 14,3359 10,1630 9,3236 8,9020 0,4429 0,4984 0,5371 0,5981 0,6406 0,7538 0,8767 1,1228 1,1818 1,0938 1,0372 1,0653 1,1521 1,1818 1,3047 1,4010 1,5008 1,2119 1,0094 0,8767 0,7073 0,4984 0,4610 0,4429 30 33 35 38 40 45 50 59 61 58 56 57 60 61 65 68 71 62 55 50 43 33 31 30 Tổng chi phi phát điện 848,3490$ HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 62 Luan van qh(1) qh(2) (x10^3 0,8226 0,8564 0,8788 0,9123 0,9345 0,9901 1,0457 1,1461 1,1684 1,1349 1,1126 1,1237 1,1572 1,1684 1,2132 1,2469 1,2806 1,1796 1,1014 1,0457 0,9679 0,8564 0,8339 0,8226 (x10^3 0,9420 1,0201 1,0721 1,1501 1,2023 1,3332 1,4651 1,7051 1,7589 1,6782 1,6247 1,6514 1,7320 1,7589 1,8670 1,9486 2,0306 1,7858 1,5980 1,4651 1,2807 1,0201 0,9681 0,9420 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên Bảng 4.11: Phân bố cơng suất theo so sánh với phương pháp [9] Phƣơng pháp đề xuất Giờ thứ i 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Phƣơng pháp [9] PDi Ps Ph(1) Ph(2) Ps Ph(1) Ph(2) 30 33 35 38 40 45 50 59 61 58 56 57 60 61 65 68 71 62 55 50 43 33 31 30 1,4600 2,1996 2,7054 3,4762 3,9962 5,3115 6,6438 9,0752 9,6206 8,8032 8,2605 8,5316 9,3477 9,6206 10,7164 11,5426 12,3723 9,8939 7,9898 6,6438 4,7830 2,1996 1,7032 1,4600 20,0808 21,1357 21,8322 22,8702 23,5589 25,2727 26,9779 30,0324 30,7091 29,6938 29,0161 29,355 30,3708 30,7091 32,0605 33,0726 34,0833 31,0472 28,6769 26,9779 24,5884 21,1357 20,4342 20,0808 8,9020 10,1630 10,9996 12,2517 13,0855 15,1696 17,2549 21,0151 21,8521 20,5968 19,7606 20,1787 21,4335 21,8521 23,5277 24,7859 26,0453 22,2708 19,3427 17,2549 14,3359 10,1630 9,3236 8,9020 1,289138 2,088235 2,622592 3,426505 3,964067 5,313589 6,671241 9,135611 9,686859 8,860476 8,311180 8,585663 9,411057 9,686859 10,79337 11,62673 12,46312 9,963005 8,037060 6,671241 4,772820 2,088235 1,555178 1,289138 20,22104 21,23325 21,90774 22,91892 23,59268 25,27578 26,95707 29,97866 30,64927 29,64323 28,97212 29,30771 30,31399 30,64927 31,98962 32,99405 33,99782 30,98448 28,63648 26,95707 24,60276 21,23325 20,55849 20,22104 8,938709 10,18116 11,01025 12,25492 13,08550 15,16446 17,24713 21,00506 21,84175 20,58692 19,75107 20,16894 21,42331 21,84175 23,51690 24,77472 26,03385 22,26031 19,33342 17,24713 14,33243 10,181158 9,352697 8,938709 Bảng 4.12: So sánh kết với phương pháp [9], [10] Chi phí Bài tốn Phƣơng pháp đề xuất [11] Phƣơng pháp Lagrangian [9] Phƣơng pháp LGM [10] Phƣơng pháp ESPO [10] Phƣơng pháp PM [10] HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 848,3490 848,346 848,241 848,204 848,908 63 Luan van Thời gian tính toán ~ ~ ~ ~ ~ Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên 4.3 BÀI TỐN Xét hệ thống gồm nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện với số liệu nhƣ [9],[10] đƣợc cho bên dƣới: Hình 4.4.3: Hệ thống hai nhà máy thủy điện hai nhà máy nhiệt điện Đề bài: F1  p1k   25,  3, P1k  0, 0025 P1k  $ / h  F2  p2 k   30,  3, P2 k  0, 0008 P2 k  $ / h  q1k  1,98  0,306q1k  0, 000216q1k  Mm3 / h  q2 k  0,936  0, 612q1k  0, 00036q1k  Mm3 / h  V1  2500,  Mm3  V2  2100,  Mm3   0, 00014 0, 00001 0, 000015 0, 000015 0,   0, 00001 0, 00006 0, 00001 0, 000013 0,    B ; b    ; b0  0,  MW  0, 000015 0, 00001 0, 000068 0, 000065 0,      0, 000015 0, 000013 0, 000065 0, 00007  0,  HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 64 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên Bảng 4.13: Phụ tải điện 24 i PDi i PDi i PDi i PDi 400 300 250 250 250 300 10 11 12 450 900 1230 1250 1350 1400 13 14 15 16 17 18 1200 1250 1250 1270 1350 1470 19 20 21 22 23 24 1330 1250 1170 1050 900 600 4.3.1 Phương pháp Lagrangian: [9]: Bảng 4.14: Phân bố công suất theo Giờ thứ i PDk Ps(1) Ps(2) Ph(1) Ph(2)  10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 400 300 250 250 250 300 450 900 1230 1250 1350 1400 1200 1250 1250 1270 1350 1470 1330 1250 1170 1050 900 600 77,61614 61,88366 53,16147 53,16147 53,16147 61,88366 85,52753 158,1441 213,1192 216,5010 233,4979 242,0526 208,0576 216,5010 216,5010 219,8884 233,4979 254,0930 230,0865 216,5010 203,0091 182,9435 158,1441 109,4460 136,70841 88,12354 61,20753 61,20753 61,20753 88,12354 161,12212 384,6418 553,17078 563,5178 615,48966 641,62535 537,67937 563,51785 563,51785 573,88059 615,48966 678,38603 605,06353 563,51785 522,22279 460,73997 384,64180 234,85864 168,3902 149,1628 138,0004 138,0004 138,0004 149,1628 178,0597 266,8373 334,0819 338,2195 359,0178 369,4872 327,8892 338,2195 338,2195 342,3643 359,0178 384,2242 354,8432 338,2195 321,7127 297,1673 266,8373 207,2962 22,91615 4,091425 0,000000 0,000000 0,000000 4,091425 32,37622 119,0068 184,3407 188,3524 208,5021 218,6353 178,3348 188,3524 188,3524 192,3700 208,5021 232,8879 204,4598 188,3524 172,3423 148,5065 119,0068 60,95091 3,699838 3,594564 3,537438 3,537438 3,537438 3,594564 3,753311 4,261535 4,668433 4,694122 4,824435 4,890787 4,630129 4,694122 4,694122 4,719934 4,824435 4,985059 4,798120 4,694122 4,592096 4,442624 4,261535 3,917195 Tổng chi phí phát điện 53051,47$ HVTH: Đồn Nguyên Nhật 65 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên 4.3.2 Bảng chi phí [10] Bảng 4.15: Bảng chi phí phương pháp [10] Thứ tự HVTH: Đoàn Nguyên Nhật Phƣơng pháp LGM ESPO PM Tổng chi phí phát điện ($) 53053,791 53053,793 53053,790 66 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên 4.3.3 Phương pháp đề xuất (HLN: Bảng 4.16: Phân bố công suất theo Giờ Ps(1) Ps(2) Ph(1) Ph(2) qh(1) qh(2) Plk PD 78,0922 136,4716 167,6507 23,4183 59,3522 15,4654 5,6327 400 62,0806 87,6845 147,8689 5,6312 51,9508 4,3937 3,2651 300 53,5159 61,8133 136,9599 0,0735 47,9414 0,981 2,3627 250 53,5159 61,8133 136,9599 0,0735 47,9414 0,981 2,3627 250 53,5159 61,8133 136,9599 0,0735 47,9414 0,981 2,3627 250 62,0806 87,6845 147,8689 5,6312 51,9508 4,3937 3,2651 300 86,0727 160,8679 177,4669 32,6799 63,0877 21,3206 7,0875 450 158,9998 383,9727 266,8819 118,7789 99,0307 78,7077 28,6333 900 214,178 551,9942 334,4449 184,1004 128,4805 125,8069 54,7175 1230 10 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 130,3579 128,8041 56,5955 1250 11 234,6596 614,016 359,5224 208,3152 139,9132 144,0472 66,5132 1350 12 243,2673 639,992 370,062 218,4852 144,7993 151,8338 71,8065 1400 13 209,0944 536,5636 328,2207 178,087 14 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 130,3579 128,8041 56,5955 1250 15 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 130,3579 128,8041 56,5955 1250 16 220,9786 572,6156 342,7713 192,1429 132,2463 131,8183 58,5085 1270 17 234,6596 614,016 359,5224 208,3152 139,9132 144,0472 66,5132 1350 18 255,3986 676,4714 384,9169 232,8115 151,7673 162,9291 79,5984 1470 19 231,2291 603,6468 355,322 20 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 130,3579 128,8041 56,5955 1250 21 204,025 521,1638 322,0138 172,0891 122,9139 116,9158 49,2916 1170 22 183,8836 459,8763 297,353 23 158,9998 383,9727 266,8819 118,7789 24 110,1258 234,4906 206,994 thứ i 121,3426 51,9657 1200 204,2609 137,9793 140,9638 64,4587 1330 148,2487 112,0685 60,9441 Tổng chi phí phát điện = 53051,6071 ($) HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 125,685 67 Luan van 99,5761 39,3615 1050 99,0307 78,7077 28,6333 900 74,575 39,5709 12,5545 600 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên Bảng 4.17: Phân bố công suất theo so sánh với phương pháp [9] Phƣơng pháp đề xuất Phƣơng pháp [9] Giờ thứ Ps(1) Ps(2) Ph(1) Ph(2) 78,0922 136,4716 167,6507 23,4183 62,0806 87,6845 147,8689 53,5159 61,8133 53,5159 Ps(1) Ps(2) Ph(1) Ph(2) 77,61614 136,70841 168,3902 22,91615 5,6312 61,88366 88,12354 149,1628 4,091425 136,9599 0,0735 53,16147 61,20753 138,0004 0,000000 61,8133 136,9599 0,0735 53,16147 61,20753 138,0004 0,000000 53,5159 61,8133 136,9599 0,0735 53,16147 61,20753 138,0004 0,000000 62,0806 87,6845 147,8689 5,6312 61,88366 88,12354 149,1628 4,091425 86,0727 160,8679 177,4669 32,6799 85,52753 161,12212 178,0597 32,37622 158,9998 383,9727 266,8819 118,7789 158,1441 384,6418 266,8373 119,0068 214,178 551,9942 334,4449 184,1004 213,1192 553,17078 334,0819 184,3407 10 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 216,5010 563,5178 338,2195 188,3524 11 234,6596 614,016 359,5224 208,3152 233,4979 615,48966 359,0178 208,5021 12 243,2673 639,992 370,062 218,4852 242,0526 641,62535 369,4872 218,6353 13 209,0944 536,5636 328,2207 178,087 208,0576 537,67937 327,8892 178,3348 14 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 216,5010 563,51785 338,2195 188,3524 15 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 216,5010 563,51785 338,2195 188,3524 16 220,9786 572,6156 342,7713 192,1429 219,8884 573,88059 342,3643 192,3700 17 234,6596 614,016 359,5224 208,3152 233,4979 615,48966 359,0178 208,5021 18 255,3986 676,4714 384,9169 232,8115 254,0930 678,38603 384,2242 232,8879 19 231,2291 603,6468 355,322 204,2609 230,0865 605,06353 354,8432 204,4598 20 217,5751 562,2982 338,6041 188,1181 216,5010 563,51785 338,2195 188,3524 21 204,025 521,1638 322,0138 172,0891 203,0091 522,22279 321,7127 172,3423 22 183,8836 459,8763 297,353 148,2487 182,9435 460,73997 297,1673 148,5065 23 158,9998 383,9727 266,8819 118,7789 158,1441 384,64180 266,8373 119,0068 24 110,1258 234,4906 206,994 207,2962 60,95091 i HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 60,9441 68 Luan van 109,4460 234,85864 Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên Bảng 4.18: So sánh kết với phương pháp [9], [10] Chi phí Bài tốn Thời gian tính tốn Phƣơng pháp đề xuất 53051,6071 0,916142 53051,47 ~ Phƣơng pháp LGM [10] 53053,791 ~ Phƣơng pháp ESPO [10] 53053,793 ~ Phƣơng pháp PM [10] 53053,790 ~ Phƣơng pháp Lagrangian [9]  KẾT QUẢ SO SÁNH CÁC PHƢƠNG PHÁP Bảng 4.19 Bài toán Lagrangian($) LGM($) ESPO($) PM($) HLN($) 96024,37 96024,418 96024,607 96024,399 96024,3738 848,346 848,241 848,204 848,908 848,3490 53051,47 53053,791 53053,793 53053,790 53051,6071 Trong toán 1, phƣơng pháp Lagrangian [9] cho kết chi phí nhỏ phƣơng pháp đề xuất phƣơng pháp lại cho kết chi phí cao hơn.Phần trăm chi phí đƣợc tính phƣơng pháp HLN lớn phƣơng pháp Lagrangian: 3,95.10-6% Với kết lớn chấp nhận đƣợc với ƣu việt có đƣợc phƣơng pháp HLN coi cơng cụ tốt để giải toán tối ƣu Bài toán cho kết tƣơng tự toán với chi phí phần trăm : 53051, 6071  53051, 47 100%  2, 58.104 53051, 47 Bài tốn cho kết chi phí tốt phƣơng pháp Lagrangian PM HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 69 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên nhƣng lại cho chi phí cao hai phƣơng pháp cịn lại với tỷ lệ phần trăm chi phí là: Đối với phƣơng pháp LGM: 53051, 791  53051, 6071 100%  3, 46.104 53051, 6071 Đối với phƣơng pháp ESPO: 53051, 793  53051, 6071 100%  6,1.104 53051, 6071 TÓM TẮT Chƣơng trình bày tốn mẫu có kết nhƣ sau: - Bài toán 1, phối hợp hệ thống nhà máy thủy điện-một nhà máy nhiệt điện nhằm so sánh kết chi phí, chênh lệch cơng suất phát công suất tải yêu cầu, nguồn nước cho phép hồ thủy điện Kết cho thấy chi phí phương pháp sử dụng đề tài có kết tốt phương pháp khác chi phí - Bài tốn 2,bài tốn phối hợp hệ thống hai nhà máy thủy điện-một nhà máy nhiệt điện phối hợp hệ thống hai nhà máy thủy điện-hai nhà máy nhiệt điện cho thấy phương pháp giải tốn lớn với tiến trình giải nhanh HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 70 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 KẾT LUẬN Đề tài trình bày phƣơng pháp giải toán phối hợp phát điện tối ƣu hệ thống gồm nhà máy thủy điện nhiệt điện dựa vào lý thuyết nhân tử Lagrangian Với kết đƣợc trình qua tốn mẫu chƣơng đƣợc so sánh với phƣơng pháp sử dụng [9], [10] thấy giải thuật cịn có ƣu điểm đáng kể nhƣ sau: - Xây dựng hàm toán đƣa vào phƣơng pháp giải tƣơng đối đơn giản từ số liệu ban đầu - Tiến trình giải nhanh hơn, chất lƣợng lời giải tốt hơn, thời gian hội tụ nhanh Giải đƣợc toán gồm nhiều nhà máy thủy điện nhiệt điện cách đơn giản 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Phƣơng pháp giải đề xuất đem lại nhiều kết tốt so với phƣơng pháp trƣớc.Tuy nhiên tình hình vấn đề nhiểm mơi trƣờng, đặc biệt hiệu ứng nhà kính ảnh hƣởng khơng nhỏ đến nhiệt độ trái đất.Do đó, vấn đề phát thải nhà máy nhiệt điện cần đƣợc quan tâm Điều độ kinh tế phát thải hệ thống thủy nhiệt với mục tiêu toán cực tiểu chi phí nhiên liệu, khí thải NOx, CO2 SO2 nhà máy nhiệt điện cho thỏa mãn ràng buộc giới hạn công suất phát nguồn nƣớc hƣớng phát triển đề tài HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 71 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] “Christoforos E Zoumas, Anastasios G Bakirtzis, John B Theocharis, and Vasilios Petridis, “A Genetic Algorithm Solution Approach to the Hydrothermal Coordination Problem” IEEE transactions on power systems, vol 19, no 2, may 2004 [2] 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 [3] N Jiménez Redondo, A.J Conejo, “Short-term hydro-thermal coordination by Lagrangian rslaxation: solution of the dual problem” IEEE transactions on power systems, vol.14, No.1, February 1999 [4] H Habibollahzadeh, G.X Luo, A Semlyen, “Hydrothermal optimal power flow based on a combined linear and nonlinear programming methodology” IEEE Transactions on Power Systems, Vol 4, No 2, May 1989 [5] M.Pereira N.Campodónico R.Kelman, “Application of stochastic dual dp and extensions to hydrothermalscheduling”, psri technical report 012/99 [6] 1Jarnail S.Dhisillon,2 J.S.Dhillon and 3DP.kothari, “Multi-objective short-term hydro thermal scheduling based on heuristic search technique”, Asian Journal of information technology 6(4): 447-454,2007 [7] Xaiomin, S.M Shahidehpour, “Hydro-thermal scheduling by Tabu search and decomposition method” IEEE Transactions on Power Systems, Vol 11, No 2, May 1996 [8] I.A Farhat, M.E El-Hawary, “Optimization methods applied for solving the shortterm hydrothermal coordination problem” Department of Electrical and Computer Engineering, Dalhousie University, Halifax, NS, B3J 2X4 Canada [9] Abdul Halim Abdul Rashid and Khalid Mohamed Nor University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia, “An efficient method for optimal scheduling offixed head hydro and thermal plants” IEEE transactions on power systems, vol 6, no 2, may 1991 HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 72 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên [10] J Sasikala · M Ramaswamy, “PSO based economic emission dispatch for fixed headhydrothermal systems” Electr Eng (2012) 94:233–239DOI 10.1007/s00202-012-0234-x ORIGINAL PAPER [11] Vo Ngoc Dieu (Asian Institute of Technology, Thailand), Weerakorn Ongsakul, (Asian Institute of Technology, Thailand), “ Hopfield Lagrange Network for Economic Load Dispatch” [12] J.L.M Ramos, A.T Lora, J.R Santos, A.G Exposito, “Short-term hydro-thermal coordination based on interior point nonlinear programming and genetic algorithms”, in: Power Tech Proceedings, 2001 IEEE Porto, vol 3, 2001, p [13] R-H Liang, Y-Y Hsu, “ Scheduling of hydroelectric generations using artifical neural networks” Paper 1156C, first receive 29th No 1993 [14] T G Siqueira, M Zambelli, M Cicogna, M Andrade, S Soares, “Stochastic Dynamic Programming for Long Term Hydrothermal Scheduling Considering Different Streamflow Models” 9th international conference on Probabilistic methods applied to power systems KTH, Stockholm, Sweden-June 11-15, 2006 [15] R.W Ferrero, J.F Rivera, S.M Shahidehpour, “A dynamic programming twostage algorithm for long-term hydro-thermal scheduling of multireservoir systems” IEEE transactions on Power systems Vol.13,No.4, No 1998 [16] S.Sivanagaraju, G.Sreenivasan, “Power systems operation and control” Book, copyright 2010 dorking Kindersley (India) Pvt.Ltd [17] 1DP Kothri, 2IJ Nagrath, “Modern power system analysis”, book [18] José Medina, H.Quintana, Antonio J.Conejo, F.Pérez Thoden, ”A comparison of interior-point codes for medium-term hydro-thermal coordination” IEEE transactions on Power systems Vol.13,No.3, August 1998 [19] 1Lã văn út , 2Đặng Quốc Thống , 3Ngô Văn Dƣỡng , “Nhà Máy Thủ y Điê ̣n” , Nhà Xuấ t Bản Khoa Ho ̣c Kỹ Thuâ ̣t [20] Fuping Liu, “A System Dynarnics Mode1 for Hydropower Generation Planning”, Thesis of master , University of Manitoba [21] Magnus Hindsberger, “Interconnected hydro-thermal systems”, Technical University of Denmark Informatics and Mathematical Modelling Building 321, DK2800 Lyngby, Denmark HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 73 Luan van Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên [22] “Introduction to linear and non-linear programming‟‟, second eddition, AddisonWesley reading, Mass, 1984 [23] Ban điều tiết phát triển thị trƣờng điện – Cục điều tiết điện lực Các giảng thị trƣờng điện EVN tổ chức [24] Wood A., Wollenberg B., “Power Generation, Operation and Control,” New York: Wiley, 1996 [25] Trƣơng Việt Anh1, Nguyễn Trung Thắng2, Đại học sƣ phạm kỹ thuật, 2.Đại Học Tôn Đức Thắng, “Phối Hợp Tối Ưu Hệ Thống Thủy Nhiệt Điện Trong Thời Gian Ngắn”, Hội nghị khoa học công nghệ năm-lần thứ IV tiểu ban điện-điện tử tin học, Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật [26] D.P.Kothari, J.S.Dhillon, “Power system optimization” Book, 2006 [27] Sarbjeet Kaur, “Optimal scheduling of short -range fixed head hydro-thermal systems”, master thesis, Thapar University, Patiala [28] Amado S.M., Rebeiro C.C., “Short-Term Generation Scheduling of Hydraulic Multi Reservoir Multi Area Interconnected Systems,” IEEE Trans on power systems, vol PWRS-2, No.3,Aug.1987, pp.758-763 54 [29] Yang J.S., N Chen, “Short Term Hydrothermal Coordination Using MultiPhase Dynamic Programming,” IEEE Trans on Power systems, Vol 4, No.3, Aug 1989, pp.1050-1056 [30] W.W-G Yehetal., “Optimization of Real Time Hydrothermal System Operation” Journal of water resources planning and management, vol.118, No 6, Nov./Dec 1992, pp.636-653 HVTH: Đoàn Nguyên Nhật 74 Luan van Luan van ... 4.4.1: Hệ thống nhà máy thủy điện nhà máy nhiệt điện 55 Hình 4.2: Hệ thống nhà máy nhiệt điện- hai nhà máy thủy điện 60 Hình 4.4.3: Hệ thống hai nhà máy thủy điện hai nhà máy nhiệt điện ... Luận Văn Thạc Sĩ GVHD:TS.Lê Chí Kiên dụng để giải toán phối hợp hệ thống thủy nhiệt điện Trong nghiên cứu này, toán điều độ đƣợc chia thành ba toán nhỏ, điều độ kinh tế, điều độ phát thải điều độ. .. ? ?điều độ kinh tế hệ thống thủy nhiệt điện? ?? góp phần giải vấn đề Với kết nghiên cứu đề tài có thể: Ứng dụng cho hệ thống thủy nhiệt điện hệ thống Sử dụng làm tài liệu cho môn vận hành nhà máy hệ