Hệ thống cung cấp điện chủ đề nhà máy thủy điện

mơn HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NHĨM 01 CHỦ ĐỀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Mã lớp: 138789 Giảng viên: TS Lê Việt Tiến THÀNH VIÊN NHÓM 01 Bùi Đức Anh – 20212465 Nguyễn Hoàng Anh – 20210071  Lê Đức Anh – 20202064 Nguyễn Hoàng Vân Anh – 20212470 Lê Đức Anh – 20212467 Nguyễn Trọng Nhật Anh – 20212471  Nguyễn Quốc Anh – 20202069 Trần Đức Hoàng Anh – 20212474 Nguyễn Tuấn Anh – 20202070  10 Trần Văn Cao – 20202075 CHỦ ĐỀ : NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN NỘI DUNG PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ THỦY ĐIỆN KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG ƯU & NHƯỢC ĐIỂM CỦA THỦY ĐIỆN PHẦN II: NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TẠI VIỆT NAM THỰC TRẠNG PHÂN LOẠI MỘT SỐ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Ở VIỆT NAM ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ XÃ HỘI CÁC VẤN ĐỀ KHÁC PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ THỦY ĐIỆN KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Thế thủy điện? Thủy điện nguồn lượng truyền thống có từ lượng nước (bao gồm động năng) Đa số lượng thủy điện có từ nước tích trữ từ đập thủy điện làm quay turbine nước Thủy điện chiếm khoảng 20% lượng điện toàn giới KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI Trạm thủy điện giới Niagara Falls xây dựng vào năm 1895 Nikola Tesla George Westinghouse Đập Xiangjiaba - Vân Nam Tứ Xuyên, Trung Quốc Công Suất 6448 MW Hình ảnh Nhà máy thủy điện KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI Đập Thủy Điện Sơn La – Sơn La, Việt Nam Công Suất 2400 MW Đập Tam Hiệp – Hồ Bắc, Trung Quốc Cơng suất 22.500MW Hình ảnh Nhà máy thủy điện KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI 1.2 Tình hình nhà máy thủy điện giới Cơng suất thủy điện lắp đặt tồn cầu tăng 26 GW lên 1360 GW vào năm 2021 4250 TW.h điện tạo từ thủy điện, gấp 1.5 lần toàn lượng điện tiêu thụ EU Khoảng 80% công suất thủy điện lắp đặt vào năm 2021 quốc gia – Trung Quốc 4.7 GW thủy điện tích trữ bơm thêm vào lưới điện, gấp lần lượng bổ sung vào năm 2020 KHÁI NIỆM VÀ TÌNH HÌNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRÊN THẾ GIỚI 1.2 Thực trạng thủy điện giới Trung Quốc quốc gia phát triển nhanh công nghệ xây dựng đập thủy điện, đặc biệt loại lớn (công suất từ 500 MW trở lên) Mỹ nước sở hữu nhiều đập sông thứ hai giới, sau Trung Quốc, với khoảng 79.000 đập, có 2.500 đập thủy điện Châu Phi nắm giữ khoảng 12% tiềm thủy điện giới, với sản lượng khả thi khoảng 1.800 TWh/năm Thủy điện ngày đóng vai trị quan trọng việc sản xuất điện nước khu vực Đông Nam Á Việt Nam, Lào, Malaysia,… CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 2.1 Cấu tạo nhà máy thủy điện  Đập (Dam): chứa nước tạo hồ chứa lớn  Ống dẫn nước (Penstock) đến tuabin  Tua - bin (Turbine): gắn liền với máy phát điện phía nhờ trục  Máy phát điện (generator): gồm loạt nam châm khổng lồ quay quanh cuộn dây đồng  Biến áp (Transformer) đặt bên nhà máy điện tạo dòng điện xoay chiều AC chuyển đổi thành dịng điện có điện áp cao  Đường dây điện (Power Lines): Gồm ba dây pha lượng điện sản xuất dây trung tính  Cống xả (Outflow): Đưa nước chảy qua đường ống chảy vào hạ lưu sông ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỚI CÁC MƠI TRƯỜNG CỤ THỂ Mơi Trường Các tác động xảy Thiệt hại đất xây dựng Đất Tăng độ ẩm đất ven hồ Địa chất, địa mạo Hệ Thay đổi cấu sử dụng đất, thay đổi nghề nghiệp người dân, giảm khả khai thác tài nguyên (mỏ, …) Tăng lượng nước ngầm đất, góp phần tăng trưởng tốt cho lớp phủ thực vật trồng xung quanh hồ + Gây động đất kích thích + Gây xói lở hạ lưu nhà máy Giảm tuổi thọ cơng trình Ảnh hưởng đến khu vực để khai thác đất đá Gây sụt lở, xói mịn đất Biện pháp giảm thiểu – Phục hồi diện tích phủ xanh – Cơng tác quản lý hợp lý – Quan trắc lòng dẫn hạ du, chống xói mịn cục – San lấp hố khai thác phủ xanh bề mặt 31 ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỚI CÁC MÔI TRƯỜNG CỤ THỂ Mơi Trường Nước Sinh thái Các tác động xảy Hệ Biến đổi chế độ sơng ngịi sang chế độ hồ chứa – Điều kiện tiên để sản xuất điện – Kiểm soát lưu lượng dòng chảy – Hạn chế lũ lụt Giảm chất lượng nước hồ chứa hạ du giai đoạn đầu tích nước – Giảm khả sinh tồn sinh vật Thiệt hại lớp phủ thực vật Ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh số loài cá ưa nước chảy đi,… Thực vật cạn ven sông bị nguy hại Thay đổi đời sống hoang dã xây dựng cơng trình Thiệt hại động, thực vật thủy sinh Biện pháp giảm thiểu Phát quang thu dọn lòng hồ, cấp nước cho người dân sống quanh hồ thả cá vào hồ – Giảm tuổi thọ hồ chứa – Ở hạ du ruộng không bồi đắp phù sa, không rửa mặn Tăng cường trồng rừng bảo vệ rừng đầu nguồn Cấm săn bắt thú hoang dã, hạn chế chặt phá rừng, hạn chế tiếng ồn trình xây dựng 32 ẢNH HƯỞNG CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TỚI KINH TẾ - XÃ HỘI Các tác động xảy Hệ Tập trung đơng người làm tăng giá sinh hoạt, dịch bệnh, thiếu dịch vụ,… Thay đổi đời sống người dân địa Kinh tế - xã hội Tăng dân nhập cư vào khu vực cơng trình, phát triển hoạt động khai thác gỗ bất hợp pháp, vấn đề an ninh Lợi ích điện cho quốc gia, cho địa phương phát triển sở hạ tầng Biện pháp giảm thiểu Phòng bệnh, tăng cường sở hạ tầng Ảnh hưởng đến phong tục, tập quán người dân – Đền bù hiệu thực tái định cư Góp phần phát triển kinh tế - xã hội cho đất nước – Quản lý chặt chẽ, điều trị bệnh tật cho dân địa phương công nhân Hạn chế lũ lụt: -Ảnh hưởng tích cực cho việc sử dụng đất nước hạ du -Ảnh hưởng tiêu cực: Phù sa chất hữu không bổ sung cho bên sông 33 CÁC VẤN ĐỀ KHÁC 5.1 CÁC NGUYÊN NHÂN LÀM GIẢM CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện 36 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện Tổn thất lưu lượng bốc ,nhiệt độ ,độ ẩm Ngấm theo đường nước ngầm, thấm qua lòng hồ ,vai đập thân đập Rò rỉ qua cơng trình phần lưu lượng thừa phải xả bỏ lưu lượng đến nhiều mà công trình khơng đủ khả lưu trữ turbine khơng đủ khả tháo lưu lượng lớn Lưu lượng nước Giải pháp - Thiết kế buồng xoắn với kích thước tính theo cơng thức: (m) với chiều cao cột nước buồng turbine , vận tốc nước cửa buồng xoắn , Q lưu lượng nước - Thiết kế ống thoát nước theo lý thuyết có góc đỉnh nằm khoảng từ 40 đến 130 độ 37 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện Tổn thất cột nước tượng nước dâng, tổn thất cột nước chảy qua cửa lấy nước, cơng trình dẫn nước turbine (tổn thất phụ thuộc vào cấu trúc, tổn thất kênh dẫn tồn thất cửa nhận nước, tổn thất kênh xa, ) Cột nước Giải pháp Dùng bơm để tập trung cột nước cách tập trung lượng nước có cột nước H1 vào vị trí có cột nước H2 so với nhà máy Bơm cần sử dụng lượng điện để nâng cao cột nước trước tập trung vào hồ chứa 38 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện Máy móc Trong tổ máy truyền thống, liên kết cố định tần số quay máy tần số điện lưới ràng buộc lớn ngăn cản máy vận hành linh hoạt Giải pháp Sử dụng công nghệ biến tần để thay đổi tần số quay máy điện, có ý tưởng thay đổi tần số quay là: + Thay đổi tần số quay cách thay đổi hệ số trượt +Thay đổi tần số quay cách thay đổi tần số 39 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện Truyền tải Do thường xây dựng xa phụ tải nên tổn hao truyền tải lớn xây dựng hệ thống truyền tải từ nhà máy đến vùng phụ tải tốn Giải pháp Sử dụng máy tăng trước lúc truyền tải để tăng hiệu điện Xây dựng hệ thống đường dây điện cao (110 kV – 500 kV), trung (11 kV – 35 kV) hạ (220 V – 380 V) gồm: cột điện, dây dẫn,… 40 5.1 Các nguyên nhân làm giảm công suất nhà máy thủy điện Nguồn tài - Vốn đầu tư lớn thời gian xây dựng lâu (1020 năm) - Do nguồn tài có hạn nên vấn đề liên quan tới ổn định công suất phát phụ tải thay đổi chưa giải thực tế mà đề cập lý thuyết 41 5.2 CÁC NGHIÊN CỨU NỔI BẬT 42 5.2 Các nghiên cứu bật - Ứng dụng logic mờ để nâng cao chất lượng điều khiển công suất nhà máy thủy điện (Nguyễn Huy Quyền -Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Tiến Dũng-Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 19 tháng 12 năm 2020 ) (NguyenHuyQuyen.TT.pdf (udn.vn)) - Cải thiện hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện Buôn Tua Srad ứng dụng điều khiển PIDFUZZY (Đoàn Văn Minh- Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Văn Minh Trí - Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ (ghi ngành học vị công nhận) họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 16 tháng 06 năm 2018 ) (DOANVANMINH.TT.C.pdf (udn.vn)) 43 5.2 Các nghiên cứu bật - Giải pháp sử dụng lượng tiết kiệm hiệu (Nguyễn Chín- Người hướng dẫn khoa học: TS Đồn Tuấn 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) (Luận văn cao học-K33LĐ HVTH: Nguyễn Chín (udn.vn)) - Nghiên cứu, đánh giá đề xuất giải pháp nâng cao hiệu vận hành hệ thống điều tốc nhà máy thủy điện (Võ Nguyên Trưởng- Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Văn Dưỡng- Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật Điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 27 tháng 10 năm 2018) (PHẦN MỞ ĐẦU (udn.vn)) 44 THANK YOU ! 45