61 Trang 3 CHƢƠNG 3 - MƠ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN ĐỘ TIN C Y PHÁT CÔNG ẬSUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN THEO PHƢƠNG PHÁP MONTE-CARLO .... 0.4 Các luận điểm cơ bản Giới thiệu phƣơng pháp Monte Carlo và
Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .7 DANH MỤC BẢNG BIỂU .8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 12 0.1 Lý chọn đề tài .12 0.2 Lịch sử nghiên cứu 12 0.3 Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 12 0.4 Các luận điểm 13 0.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 13 NỘI DUNG 14 CHƢƠNG - PHƢƠNG PHÁP MONTE CARLO VÀ PHẦN MỀM MODELRISK 14 1.1 Khái niệm phƣơng pháp Monte Carlo 14 1.1.1 Sự hình thành khái niệm phƣơng pháp Monte Carlo .14 1.1.2 Số ngẫu nhiên 19 1.1.2.1 Khái niệm số ngẫu nhiên 19 1.1.2.2 Cách tạo số ngẫu nhiên (giả ngẫu nhiên) 20 1.1.2.2.1 Phƣơng pháp nửa bình phƣơng 21 1.1.2.2.2 Phƣơng pháp đồng dƣ bậc hai 22 1.1.2.2.3 Phƣơng pháp đồng dƣ tuyến tính .22 1.1.2.2.4 Phƣơng pháp đồng dƣ cộng .25 1.1.2.3 Các dãy số ngẫu nhiên có phân bố xác suất khác 26 1.1.2.3.1 Số thực ngẫu nhiên phân bố khoảng [0,1) 26 1.1.2.3.2 Phân bố nhị phân 26 1.1.2.3.3 Số ngẫu nhiên với hàm phân bố xác suất F(x) cho trƣớc 27 1.2 Giới thiệu phần mềm ModelRisk 28 17080940547662094b433-3156-4ca3-afea-54b93f6fe850 Đàm Trọng Nam 1708094054766fc736e54-5a74-4d9d-853e-ec58e55063e5 1708094054766694a94ea-67da-4aba-95cf-1218d8c984f6 Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út 1.2.1 Nội dung phần mềm ModelRisk .28 1.2.2 Các phân phối 29 1.2.3 Các bƣớc sử dụng phần mềm 38 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1: 41 CHƢƠNG - KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ YÊU CẦU ĐẢM BẢO ĐỘ TIN CẬY CÔNG SUẤT NGUỒN PHÁT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 42 2.1 Khái niệm độ tin cậy .42 2.1.1 Độ tin cậy phần tử 42 2.1.2 Độ tin cậy hệ thống 46 2.1.2.1 Hỏng hóc hệ thống 46 2.1.2.2 Sơ đồ logic ĐTC .46 2.1.2.3 Độ tin cậy hệ thống đơn giản 48 2.1.2.3.1 Sơ đồ nối tiếp .48 2.1.2.3.2 Sơ đồ song song 48 2.1.2.3.3 Các phƣơng pháp tính tốn ĐTC hệ thống có sơ đồ phức tạp 49 2.2 Độ tin cậy hệ thống điện 51 2.2.1 Các tiêu ĐTC liên quan đến độ đảm bảo CCĐ cho khách hàng 51 2.2.2 Các tiêu ĐTC liên quan đến độ đảm bảo hoạt động bình thƣờng HTĐ 54 2.2.2.1 Xác suất thiếu hụt công suất LOLP (Loss Of Load Probability) 54 2.2.2.2 Kỳ vọng điện thiếu hụt với toàn hệ thống 56 2.2.2.3 Dự trữ công suất điện HTĐ 57 2.2.3 Trạng thái hỏng hóc hệ thống điện .58 2.2.4 Ảnh hƣởng độ tin cậy đến cấu trúc hệ thống điện 59 2.2.5 Đặc điểm hệ thống điện mặt độ tin cậy biện pháp nâng cao độ tin cậy hệ thống điện 60 2.2.6 Các toán độ tin cậy 61 KẾT LUẬN CHƢƠNG 61 Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út CHƢƠNG - MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY PHÁT CƠNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN THEO PHƢƠNG PHÁP MONTE-CARLO 62 3.1 Đánh giá ĐTC nguồn điện xét đến ảnh hƣởng phần tử trọng yếu kết nối với lƣới điện 62 3.2 Mơ hình phần tử sơ đồ logic tính tốn ĐTC nguồn điện .64 3.2.1 Mơ hình máy phát nhiệt điện 64 3.2.2 Mơ hình máy phát thủy điện 65 3.2.3 Máy biến áp 66 3.2.4 Đƣờng dây tải điện 67 3.2.5 Sơ đồ lƣới phức tạp 68 3.3 Tính tốn khả thơng qua sơ đồ (giới hạn truyền tải) .69 3.3.1 Sơ đồ nối tiếp, song song 69 3.3.2 Sơ đồ phức tạp có nhánh ngang .70 3.2 Ví dụ tính tốn phần mềm ModelRisk 80 3.2.2 Kết tính toán 84 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3: 85 CHƢƠNG - VÍ DỤ ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP MONTE CARLO ĐỂ TÍNH TỐN ĐỘ TIN CẬY PHÁT CƠNG SUẤT CỦA NGUỒN ĐIỆN 86 4.1 Nhà máy thủy điện Hịa Bình 86 4.1.1 Thông số nhà máy nhập liệu vào phần mềm 86 4.1.2 Kết tính toán 91 4.2 Nhiệt điện Phả Lại 1,2 .93 4.2.1 Thông số nhà máy nhập liệu vào phần mềm 93 4.2.2 Kết tính toán 96 4.3 Nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng .97 4.3.1 Thông số nhà máy nhập liệu vào phần mềm 97 4.3.2 Kết tính tốn 99 4.4 Đánh giá công suất phát nhà máy 100 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4: 101 Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, vấn đề đƣợc trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tơi, có tham khảo số tài liệu báo tác giả ngồi nƣớc xuất Tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm sử dụng kết ngƣời khác Tác giả Đàm Trọng Nam Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực luận văn tốt nghiệp này, nhận đƣợc giúp đỡ, động viên thầy cô, bạn bè Tôi xin gửi lời biết ơn chân thành tới GS.TS Lã Văn Út, ngƣời hƣớng dẫn nhiều trình thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô môn hệ thống điện – Viện Điện – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ, góp ý để tơi hồn thiện luận văn Đồng thời, xin cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp trao đổi giúp đỡ giải vấn đề vƣớng mắc trình thực Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu chữ viết tắt Nội dung HTĐ Hệ thống điện ĐTC Độ tin cậy NMTĐ Nhà máy thủy điện CCĐ Cung cấp điện KH Khách hàng ĐTCCCĐ Độ tin cậy cung cấp điện HTCCĐ Hệ thống cung cấp điện LĐTT Lƣới điện truyền tải TĐ Thủy điện NĐ Nhiệt điện KNTQ Khả truyền qua CS Công suất Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảng thể kết tạo số ngẫu nhiên phƣơng pháp đồng dƣ tuyến tính 25 Bảng 1.2: Các phân phối phần mềm ModelRisk .38 Bảng 3.1: Bảng thống kê trạng thái xảy để tính độ tin cậy sơ đồ cầu 79 Bảng 3.2: Bảng ví dụ số liệu thiết bị nhà máy thủy điện .81 Bảng 3.3: Bảng ví dụ số liệu lƣu lƣợng nƣớc nhà máy thủy điện 81 Bảng 3.3: Bảng đánh giá độ tin cậy phát công suất nhà máy 85 Bảng 4.1: Bảng số liệu thiết bị nhà máy thủy điện Hịa Bình 88 Bảng 4.2: Bảng số liệu lƣu lƣợng nƣớc máy thủy điện Hịa Bình năm 2013 89 Bảng 4.3: Bảng số liệu thiết bị nhà máy nhiệt điện Phả Lại & 95 Bảng 4.4: Bảng số liệu thiết bị nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng 98 Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Mơ thí nghiệm toán Buffon 15 Hình 1.2: Đồ thị thể xác suất tốn Buffon 17 Hình 1.3: Hình vẽ thể ứng dụng phƣơng pháp Monte-Carlo việc tính tốn diện tích hình đặc biệt 19 Hình 1.4: Các phân bố rời rạc phần mềm ModelRisk .29 Hình 1.5: Các phân bố liên tục phần mềm ModelRisk 30 Hình 1.6: Đồ thị phân phối Bernoulli 31 Hình 1.7: Đồ thị phân phối Binomial 32 Hình 1.8: Đồ thị phân phối Discrete 33 Hình 1.9: Đồ thị phân phối Histogram .33 Hình 1.10: Đồ thị phân phối Ogive 34 Hình 1.11: Đồ thị phân phối PERT 35 Hình 2.1: Đồ thị hàm p(t) q(t) 43 Hình 2.2: Sơ đồ vật lý sơ đồ logic 46 Hình 2.3: Ví dụ sơ đồ mạch bảo vệ rơle 47 Hình 2.4: Cấu trúc cầu 49 Hình 2.5: Đồ thị phụ tải đỉnh kéo dài lập sở phụ tải ngày đêm 54 Hình 2.6: Đồ thị thiếu hụt cơng suất phụ tải .57 Hình 3.1: Đƣờng cong xác suất đảm bảo công suất phát nhà máy 62 Hình 3.2: Bài tốn độ tin cậy cung cấp nguồn điện 63 Hình 3.3: Sơ đồ lƣới sau đơn giản hóa .64 Hình 3.4: Mơ hình máy phát nhiệt điện 64 Hình 3.5: Mơ hình máy phát thủy điện .65 Hình 3.6: Mơ hình nhà máy thủy điện có nhiều tổ máy phát điện 66 Hình 3.7: Mơ hình máy biến áp 67 Hình 3.8: Mơ hình đƣờng dây 67 Hình 3.9: Sơ đồ lƣới điện 68 Hình 3.10: Sơ đồ thay đơn giản phức tạp .70 Đàm Trọng Nam Luận văn cao học GVHD: GS.TS Lã Văn Út Hình 3.12: Bảng nhập số liệu thiết bị nhà máy vào Excel 83 Hình 3.13: Cơng suất thủy điện theo tháng .83 Hình 3.14: Kết tính tốn cơng suất thiết bị, công suất phát phần mềm ModelRisk chạy Excel .84 Hình 3.15: Đƣờng cong xác suất đảm bảo công suất phát nhà máy thủy điện .84 Hình 4.1: Sơ đồ nhà máy thủy điện Hịa Bình 87 Hình 4.2: Sơ đồ thay nhà máy thủy điện Hịa Bình 87 Hình 4.3: Bảng nhập số liệu thiết bị nhà máy thủy điện Hòa Bình vào Excel 89 Hình 4.4: Bảng nhập số liệu vào Excel lƣu lƣợng nƣớc năm 2013 nhà máy thủy điện Hịa Bình 90 Hình 4.5: Bảng tính tốn cơng suất thủy điện 90 Hình 4.6: Kết mơ để tính cơng suất làm việc thiết bị nhà máy thủy điện Hịa Bình 91 Hình 4.7: Đƣờng cong xác suất đảm bảo cơng suất phát nhà máy thủy điện Hịa Bình 92 Hình 4.8: Sơ đồ nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1&2 93 Hình 4.9: Sơ đồ thay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1&2 94 Hình 4.10: Bảng nhập số liệu thiết bị nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1&2 vào Excel 95 Hình 4.11: Kết mơ để tính cơng suất làm việc thiết bị nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1&2 .96 Hình 4.12: Đƣờng cong xác suất đảm bảo cơng suất phát nhà máy nhiệt điện Phả Lại 1&2 97 Hình 4.13: Sơ đồ nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng 98 Hình 4.14: Sơ đồ thay nhà máy nhiệt điện Mơng Dƣơng 98 Hình 4.15: Bảng nhập số liệu thiết bị nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng vào Excel 98 Hình 4.16: Kết mơ để tính cơng suất làm việc thiết bị nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng 99 Đàm Trọng Nam 10