Báo cáo môn vận hành nhà máy và hệ thống điện

BÁO CÁO MÔN: VẬN HÀNH NHÀ MÁY VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN LỜI CẢM ƠN Để hồn thành mơn học , trước hết em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến thầy Huỳnh Quốc Việt – giảng viên khoa Điện- Điện tử - Trường Đại học Tôn Đức Thắng tận tình truyền đạt kiến thức, hướng dẫn giảng dạy suốt thời gian qua Trong thời gian làm báo cáo môn học, thiếu kinh nghiệm kiến thức có hạn nên khơng thể tránh khỏi sai xót Kính mong đóng góp ý kiến q báu thầy để báo cáo mơn học nhóm em hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn ! TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 11 năm 2023 Nộ i dung LỜI CẢM ƠN II HƯƠNG 1: LÝ THUYẾT 1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI LÀ GÌ? ĐỒ THỊ PHU TẢI NGÀY, THÁNG CHO BIẾT THƠNG SỐ GÌ? .1 a Đồ thị phụ tải ngày .1 b Đồ thị phụ tải tháng DỰ BÁO PHỤ TẢI LÀ LÀM GÌ? NÊU CÁCH THÀNH LẬP HÀM LAGRANGE CHO BIẾT CÁCH GIẢI HÀM LAGRANGE ĐỂ TÌM GIÁ TRỊ CƠNG SUẤT TỐI ƯU CHO BIẾT HÀM CHI PHÍ b Tìm chi phí biết giá trị công suất c Tìm λ biết giá trị công suất CHO HÀM CHI PHÍ AP2+BP+C a Tìm cơng suất biết chi phí a, b, c .2 b Tìm a, b, c biết λ công suất phát TÌM CHI PHÍ KHI BIẾT Λ VÀ CÁC HỆ SỐ A, B, C TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT BẰNG MA TRẬN TỔN THẤT .3 10 BÀI TỐN VẬN HÀNH TỐI ƯU TỔ MÁY PHÁT CĨ XÁC ĐỊNH ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN NĂNG KHƠNG? VÌ SAO? TỔ MÁY CĨ HÀM CHI PHÍ 0.01P2 +0.1P +60, MF CĨ CƠNG SUẤT 1000MVA, COS = 0.8 TÍNH CHI PHÍ PHÁT ĐIỆN TRONG NGÀY ĐÊM 11 HÀM MỤC TIÊU, RÀNG BUỘC CỦA BÀI TẬP VẬN HÀNH TỐI ƯU TỔ MÁY LÀ GÌ? 12 NHIỆM VỤ CỦA BÀI TẬP VẬN HÀNH TỐI ƯU CÁC NHÀ MÁY LÀ GÌ? 13 VIẾT HÀM CHI PHÍ VÀ GIẢI THÍCH CÁC THƠNG SỐ? .4 14 KỂ TÊN VÀ VẼ ĐĂC TÍNH TỔN THẤT BÊN TRONG MBA 15 CHO BIẾT Ý NGHĨA CỦA PIMIN VÀ PIMAX .5 16 KỂ TÊN CÁC LOẠI TUABIN VÀ NHIÊN LIỆU TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 17 HÀM CHI PHÍ CĨ DẠNG HÌNH GÌ? VÌ SAO? 18 LÀM SAO ĐỂ ỔN ĐỊNH TẦN SỐ, ĐIỆN ÁP? 19 NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SỬ DỤNG TUABIN GÌ? ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY NÀY? .6 20 NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN KẾT HỢP SỬ DỤNG TUABIN NÀO? ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN? 21 CHO BIẾT ĐẶC TÍNH HÀM CÔNG SUẤT VÀ NƯỚC XẢ TUA BIN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ? 22 VÌ SAO PHẢI PHỐI HỢP TỐI ƯU CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ NHIỆT ĐIỆN? 23 PHƯƠNG PHÁP LAGRANGE HOPFIELD NETWORK XÂY DỰNG HÀM GÌ?CÁI NÀO TRƯỚC, CÁI NÀO SAU? .7 24 PHƯƠNG PHÁP SOP LÀ GÌ ? 25 CHO BIẾT HÀM MỤC TIÊU VÀ HÀM RÀNG BUỘC TRONG BÀI TẬP VẬN HÀNH TỐI ƯU CỦA CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ NHIỆT ĐIỆN ? .7 26 CHO BIẾT RÀNG BUỘC CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN? .7 27 CHO BIẾT CÁC KHOẢNG THỜI GIAN TRONG BÀI TẬP PHỐI HỢP NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ NHIỆT ĐIỆN? 28 CHO BIẾT CÁC SỐ HẠNG TRONG HÀM LAGRANGE TRONG BÀI TẬP PHỐI HỢP TĐ VÀ NĐ ? .8 29 CHO BIẾT CÁC GIÁ TRỊ CÓ THỂ CÓ CỦA HỆ SỐ MANG TẢI? 30 VIẾT CÔNG THỨC HỆ SỐ CHẾ ĐỘ NHIỆT VÀ GIẢI THÍCH .8 31 VIẾT CƠNG THỨC THỜI GIAN DỰ TRỬ PHÂN TÍCH THỜI GIAN NÀY DỰA VÀO L VÀ KMT .9 32 CHO BIẾT CÁC YÊU CẦU VỀ MỘT TRẠM BIẾN ÁP ? .9 33: KỂ TÊN CÁC THIẾT BỊ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG TRẠM BIẾN ÁP 34: VIẾT CƠNG THỨC TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP 35 LÀM SAO ĐỂ NÂNG CAO TUỔI THỌ VÀ TĂNG TẢI CỦA MÁY BIẾN ÁP ? .10 36 KỂ TÊN ĐẶC TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT BÊN TRONG MÁY BIẾN ÁP ?10 37 LÀM SAO ĐỂ ỔN ĐỊNH TẦN SỐ VÀ ĐIỆN ÁP 10 38 CHO BIẾT YÊU CẦU VỀ MỘT TRẠM BIẾN ÁP 10 39 VIẾT CƠNG THỨC TÍNH TỔN THẤT CƠNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP .11 40 PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH CỦA CÁC TỔ MÁY.PHÂN TÍCH LÝ THUYẾT, CHO HÀM TỔNG QUÁT :ĐẶC TÍNH CHI PHÍ CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÓ DẠNG ĐƯỜNG CONG PARABOL VÀ CÓ DẠNG TỔNG QUÁT NHƯ SAU : 11 41 THÀNH LẬP HÀM MỤC TIÊU, ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT, GIỚI HẠN CÔNG SUẤT 12 42 THÀNH LẬP HÀM LAGRANGE VÀ GIẢI THÍCH CÁC KÝ HIỆU 13 43 CÁCH GIẢI TÌM PI VÀ Λ XỬ LÝ KHI PI VI PHẠM 14 CHƯƠNG 2: BÀI TẬP .15 2.1 BÀI TẬP 1: 15 2.1.1 Trường hợp 1: Vận hành tối ưu hệ thống gồm nhà máy nhiệt điện, công suất tải 1000 MW, tổn thất công suất Ploss = 1%.PD 15 2.1.2 Trường hợp 2: Vận hành tối ưu hệ thống gồm nhà máy nhiệt điện, công suất tải 800 MW, tổn thất công suất Ploss = 1%.PD, 20 2.1.3 Trường hợp 3: Vận hành tối ưu nhà máy nhiệt điện có cơng suất tổn thất 10 (MW), ,công suất tải 800(MVAR) 24 2.2 BÀI TẬP 30 a Vẽ đồ thị cho ngày theo P 30 b Tính tổn thất cơng suất 3% tải vẽ đồ thị 31 2.2.1 Lưu đồ giải thuật phần mềm Matlab 33 2.3 BÀI TẬP 35 Tổ máy 1: 35 Tổ máy 2: 37 Tổ máy 3: 39 Nhận xét: 41 2.4 BÀI TẬP 41 2.4.1 Trường hợp : Vận hành tối ưu hệ thống gồm nhà máy nhiệt điện, công suất tải 1000 MW, tổn thất công suất Ploss = 1%.PD 41 2.4.2 Trường hợp : Vận hành tối ưu hệ thống gồm nhà máy nhiệt điện, công suất tải 800 MW, tổn thất công suất Ploss = 1%.PD, 41 2.4.3 Trường hợp 3: Vận hành tối ưu nhà máy nhiệt điện có cơng suất tổn thất 10 (MW), ,công suất tải 800(MVAR) 41 2.5 BÀI TẬP : .42 a Hệ số mang tải tỉ số công suất tải thực tế thời điểm t với công suất định mức 42 b Các giá trị hệ số chế độ nhiệt với số bậc đồ thị phụ tải 43 c Thời gian quy đổi công suất định mức quy đổi thời gian làm việc với công suất thực tế sang thời gian làm việc với công suất định mức 43 d Thời gian dự trữ thời gian dự trữ ngày cho bậc phụ tải bị tải 43 e Vậy máy biến áp làm việc khơng an tồn thời gian tải máy biến áp lớn thời gian tải cho phép 43 HƯƠNG 1: LÝ THUYẾT Đồ thị phụ tải gì? - Đồ thị phụ tải thuật ngữ xuất công tác sản xuất kinh doanh điện năng, điển cơng tác cấp điện cho khách hàng có cơng suất sử dụng cực đại từ 40kW trở lên Đồ thị phu tải ngày, tháng cho biết thơng số gì? a Đồ thị phụ tải ngày - Đây đồ thị phụ tải ngày đêm 24 Nghiên cứu đồ thị phụ tải ngày đêm phân xưởng hay xí nghiệp ta biết tình trạng làm việc thiết bị, từ xếp qui trình vận hành hợp lý nhất, để đảm bảo cho đồ thị phụ tải chung tồn phân xưởng xí nghiệp tương đối phẳng b Đồ thị phụ tải tháng - Đồ thị phụ tải hàng tháng xây dựng theo đồ thị phụ tải trung bình hàng tháng để biết nhịp độ sản xuất xí nghiệp, từ định lịch vận hành, sửa chữa thiết bị điện cách hợp lý, đáp ứng yêu cầu sản xuất Dự báo phụ tải làm gì? - Dự báo phụ tải điện xác phần thiết yếu kinh tế công ty lượng Nêu cách thành lập hàm Lagrange - Để tìm cực trị có điều kiện hàm z = f (x; y) hữu phương trình ràng buộc ϕ (x; y) = 0, người ta thiết lập hàm bổ trợ hàm Lagrange: L (x; yλ) = f (x; y)+λϕ (x; y), λ nhân tử chưa xác định, gọi nhân tử Lagrange Điều kiện cần cực trị hệ ba phương trình Cho biết cách giải hàm Lagrange để tìm giá trị cơng suất tối ưu - Điều kiện giới hạn công suất phát: - Điều kiện cân công suất: Page of 48 - Hàm mực tiêu: - Hàm tối ưu lagrange: - Trong λ suất tăng tường đối tiêu hao nhiên liệu - Đạo hàm lagrange Cho biết hàm chi phí - Hàm chi phí hàm giá đầu vào số lượng đầu mà giá trị chi phí tạo sản phẩm đó với giá đầu vào đó , thường áp dụng thông qua việc công ty sử dụng đường cong chi phí để giảm thiểu chi phí tối đa hóa hiệu sản xuất Tìm cơng suất biết λ b Tìm chi phí biết giá trị cơng suất c Tìm λ biết giá trị cơng suất Cho hàm chi phí aP2+bP+c a Tìm cơng suất biết chi phí a, b, c (nhận nghiệm dương) b Tìm a, b, c biết λ công suất phát Giả sử đề cài cho ta giá trị b a ta áp dụng cơng thức hệ số cịn lại kết ta tìm c Page of 48 để tìm Tìm chi phí biết λ hệ số a, b, c - Điều kiện giới hạn công suất phát: (1) - Điều kiện câm công suất: (2) - Hàm mực tiêu: - Hàm tối ưu lagrange: - Trong λ suất tăng tường đối tiêu hao nhiên liệu - Đạo hàm lagrange Tính tổn thất cơng suất ma trận tổn thất Trong ; 10 Bài tốn vận hành tối ưu tổ máy phát có xác định đại lượng điện khơng? Vì sao? tổ máy có hàm chi phí 0.01P2 +0.1P +60, MF có cơng suất 1000MVA, cos = 0.8 tính chi phí phát điện ngày đêm - Không Xét đến tần số nâng tải MBA, làm cho MBA mát Ta có: Page of 48 11 Hàm mục tiêu, ràng buộc tập vận hành tối ưu tổ máy gì? - Giả sử có tổ máy nhà máy => N=3 => i = 1, 2, - Yêu cầu nhà máy phát công suất PD (MW) - Điều kiện cân cơng suất: Trong đó: PD: cơng suất u cầu (MW) P1, P2, P3: công suất tổ máy Mỗi tổ máy có ràng buộc giới hạn cơng suất sau: u cầu vận hành: Tìm Pi (i = 1, 2, 3) để chi phí phát nhỏ • Hàm mục tiêu: 12 Nhiệm vụ tập vận hành tối ưu nhà máy gì? -là để chọn cơng suất phát chi phí phát điện tổ máy cho tối ưu kinh tế 13 Viết hàm chi phí giải thích thơng số? - Trong đó: i = 1, 2, 3, …, n: số tổ máy phát Pi: công suất phát tổ máy thứ i ai, bi, ci : hệ số hàm chi phí - Ràng buộc công suất phát tổ máy thứ i: Pimax: công suất phát lớn tổ máy thứ i Pimin: công suất phát nhỏ tổ máy thứ i Page of 48 14 Kể tên vẽ đăc tính tổn thất bên MBA - Tổn thất cơng suất MBA = tổn thất công suất không tải + tổn thất cơng suất tải Trong đó: + Tổn thất công suất không tải (tổn thất lõi thép) khơng phụ thuộc vào dịng điện chạy qua MBA + Tổn thất công suất tải (tổn thất cuộn dây quấn) phụ thuộc vào dòng điện chạy qua MBA 15 Cho biết ý nghĩa Pimin Pimax - Pimin công suất phát nhỏ tổ máy thứ i, P i nhỏ Pimin nhà máy bị lỗ - Pimax công suất phát lớn tổ máy thứ i, giới hạn công suất tổ máy, phát công suất vượt giá trị Pimax làm hư hỏng tổ máy 16 Kể tên loại tuabin nhiên liệu nhà máy nhiệt điện - Nhà máy nhiệt điện bao gồm loại tuabin: tuabin khí tuabin + Tuabin hơi: Dầu than đá đua vào lò để đun nước, nước đun sôi tạo để quay tuabin + Tuabin khí: Tuabin khí dạng động nhiệt, biến đổi nhiệt thành - Nhiên liệu gồm có: nhiên liệu rắn, nhiên liệu lỏng nhiên liệu khí 17 Hàm chi phí có dạng hình gì? Vì sao? - Hàm chi phí có dạng hình sau đây: Page of 48