Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu các giải pháp công trình để nâng cao khả năng điều tiết của trạm thủy điện có hồ chứa vừa và nhỏ

Mặt khác nhờ sự phối hợp của các tram đi trong hệ thống, có thể giảm được công suất dự trữ, có thé lắp được tổ máy có công suất lớn, tăng khả năng cung cấp điện an toàn, iên tye và chất

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1

LOI CAM ON

Luận văn thạc sy kỹ thuật chuyên nghành công trình thủy điện với dé tài

“NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐẺ NÂNG CAO KHẢ NĂNG DIEU TIẾT CUA TTD CÓ HO CHUA VUA VÀ NHỎ” được hoàn thành với sự cố gắng nỗ lực của bản thân tác giả cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của Khoa Sau đại học, Khoa Công trình, Khoa Năng lượng, các thầy cô giáo Trường Đại Học Thủy Lợi Tác gia xin chân thành cam ơn các co quan, don vi, tổ chức va cá nhân nói trên Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tơi Thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Văn Sơn

đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ trong thời gian thực hiện luận văn.

Trong khuôn khô luận văn thạc sỹ, do điều kiện thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những khuyết điểm Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp, giúp đỡ chân thành của các Thầy Cô.

TÁC GIÁ

Vương Thanh Hà

Vương Thanh Hà

MỤC LỤC LỚỠI CẢM ON 1

MỤC LUC 2

BANG KE DANH MỤC HÌNH VE 4

MỞ DAU 7

1 Tính cấp thiết của đ tài 7

UL Mue đích cia đ tài 7

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN 8

1.1 Yeu cầu đồng điện của hệ thống va các thành phần cia HT điện 5

1.1.1, Nha cầu ding diện 5 1.1.2 Các thin phần tram phát điện cia hệ thống 0 1.1.3 Tỷ lệ thủy điện trong hệ thống R

1.2 Vai trò của các tram thủy điện trong hệ thống 13

1.2.1, Các loại tram thủy điện 1B

1.2.2 Vai trò của các trạm thủy điện trong hệ thống 171.3 Ý nghĩa của việc dùng giải pháp công trình nâng cao khả năng điều tiết của TTD

có hồ chứa vừa và nh ?m

'CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN GIẢI QUYÉT BÀI TOÁN 22.1 Thủy năng và kinh tế năng lượng 2

2.1.2, Thủy năng và kinh tẾ năng lượng, 35

2.2 Các giải pháp công trình nâng cao hiệu qua điều tết 352.2.1 Cơ sở và chọn loại hình điều tết 352.2.2 Ce giải phấp công tỉnh cho TT điều tết ngày 36CHUONG 3: HO DIEU TIẾT NGÀY VA HIỆU QUÁ KINH TẾ 40

3.1 Phuong pháp tinh toán kinh tế năng lượng 40 3.11 Tính toán điện năng theo giờ sử dung trong ngây 40 3.1.2, Tinh toán kinh tễ ng lượng 4ã

'Vương Thanh Hà.

3.1.3 Định nghĩa và công thức tính AK, GCN.

3.2 Tải liệu thu thập

3.3, Xây dựng quan hệ cột nước và GCN

3.4 Đề xuất các giải pháp công trình.

CHUONG 4: KET QUA NGHIÊN CỨU CHO TTD SUỐI LỮM 1

4.1 Giới thiệu tổng quan về công trình Suỗi Lirm 1

4.1.1 Tai liệu thủy điện

4.1.2 Tai liệu địa hình

4.1.3 Quan hệ lưu lượng và mực nước hạ lưu nhà mấy

4.1.4, Tải liệu bốc hơi

4.1.5 Tên thất cột nước

4.2 Tinh toán và đề xuất giải pháp công trình áp dụng cho TTD

4.3 Lựa chọn giải pháp công trình

63

68 n 4

7

79 79 2 gã 84 84 84

84

88

95 95 95 95

107

BANG KE DANH MỤC HÌNH VE.

Hình 1.1: Tỷ lệ nguồn điện

Hình 1.2: Tỷ lệ các thành phần điện

Hình 1.3: Biểu đồ lưu lượng TTD không điều tiết

Hình 1.4: Biểu đồ lưu lượng TTĐ điều tiết ngày

Hình 1.5: Biểu đồ lưu lượng TTD điều tiết nam hoàn toàn

Hình 1.6; Biểu đồ lưu lượng TTD điều tiết mùa

Hình 1.7: Biểu đồ lưu lượng TTD điều tiết nhiều năm

Hình 1.8: Biểu đồ phụ tải năm

Hình 1.9: Biểu đồ phụ tải năm

Hình 1.10: Biểu đổ lưu lượng công suất

Hình 1.11: Biểu 48 phụ tải ngày đêm

Hình 1.12: Biểu đỗ phụ tải ngày đêm và năm

Tình 1.13: Biểu đỗ phụ tải năm

Hình 2.1: Biểu đồ phụ tải ngày đêm Bản Chất trong hệ thống

Hình 2.2: Biểu đồ phụ tai ngày đêm Lai Châu trong hệ thống

Hình 2.3: Bễ điều tiết ngày của TTB

Hình 2.4: Các phương án bổ tri b điều tiết ngày của TTD

ức và GCN pa bin điện theo giờ Hình 32: Biểu đồ quan hệ cột nước và GCN paa bán điện bình quân

Hình 4.1: Biểu đỗ quan hệ cột nước và GCN

Hình 42: Bình đồ mặt bằng đặt bể điều tit TTD Suối Lirm

'Vương Thanh Hà.

BANG KE DANH MỤC BANG BIEUBảng 1.1: Tốc độ phát triển nh cầu điện năng,

Bảng 1.2: Giá một số công trinh theo nguồn sử dụng

Bang 1.3 : Dự báo tỷ lệ thủy điện trong hệ thong

Bảng 2.1: Dự báo phát iển thay điện đến năm 2025

Bảng 22 : Bảng giá bin điện theo mia 3 miền

Bang 2.3 : Bang giá điện tính toán

Bảng 3.1: Kết quả tinh toán thủy năng TTD Suối Sap 3

Bang 3.2 : Kết quả tính lợi ích của TTD Suối Sập 3 theo giờ

Bảng 3.3: Két qui tính ANPW

Bang 3.4 : Kết quả tính toán t

Bảng 3.5: Kết quả tinh lợi ch của TTD Hit Liu theo giờ

Bảng 3.6: Két quả tính ANPW

Bang 3.7 : Kết quả tính toán thủy ning TTD Nam Củn

Bảng 3.3: Kết quả tính lợi ích của TTD Nim Cin theo giờ

Bảng 3.9: Kết quả ính ANPW

ly năng TTD Hát Liu

Bảng 3.10 Kết quả tính toán thủy năng TTD Nậm Má

Bảng 3.11: Két qua tính Ig ich của TTĐ Nam Má theo giờ Bing 3.12

Bảng 3.13: Kết qua tinh toán thủy năng TTD Sử Pin 2

ết qua tính ANPW

Bang 3.14 : Kết quả tính lợi ich của TTD Sử Pán 2theo giờ.Bảng 3.15: Kết quả tính ANPW

Bảng 3.16 : Kết quả tính toán thủy năng TTD To Buông.

Bảng 3.17 Kết quả tính lợi ch của TT To Buông theo giờ

hANPW

Bảng 3.18: Kết quả

Bảng 3.19 Kết quả tính toán thủy năng TTD Yantansien

Bảng 3.20 Kết qu tính li ch của TTD Yantansien theo giờ

Bảng 3.21 : Kết quả tính ANPW

Bảng 3.22 Kết qu tin toán thủy ning TTB Giao An 1

Bảng 3.23 : Kết quả tính lợi ich của TTB Giao An Itheo giờ

Bảng 3.24 : Kết quả nh ANPW

Bang 3.25 ; Kết quả tính toán thủy năng TTD Xím Vang

Bảng 3.26 Kết quả tính lợi ch của TT Xim Ving theo giờ

Bảng 3.27 Kết quả tính ANPW

Bảng 3.28 Bảng ting hop GCN các công trình tính

Bảng 3.29 Bảng ting hợp GCN các công trình tính pa giá bình quân

Bang 4.1 : Các thông số chính TTD Suỗi Lờm

Bảng 4.2: Tọa độ đường duy tr lưu lượng ngày đêm

Bang 4.3 : Quan hệ bé điều tiết

Bảng 44: Quan hệ lưu lượng và mục nước hạ lưu nhà may

Bảng 4.5: Phin phổi tổn thất bốc hoi mặt hồ

Bảng 4.6: Tin hắt tuyễn năng lượng

Bảng 4.7: Két qui tính thay năng cho TTD Suối Làm

Bảng 48 : Cúc thông số bể điề tiết

Bảng 4.9: Bảng dự toán sơ bộ bé diễu tết ngày TTD Sui Lờm Bảng 4.10 : Bảng tinh lợi ch thu được do bán điện theo giờ

Bảng 4.11 : Tính A NPW

Bảng 4.12 : Tính NPW phương án không điều tit

Bảng 413: Ti NPW phương án điều tiết

'Vương Thanh Hà.

NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH ĐẺ NÂNG CAO KHẢ

NANG DIEU TIẾT CUA TTD CÓ HO CHUA VỪA VÀ NHỎ

MO DAU

1 Tính cấp thiết của tài:

Hiện nay trong diều kiện kinh tế phát triển, đời sống nhân dân nâng cao nhụ cầu.

ing không ngừng tăng Theo thống kê nhudùng điện năng trong các lĩnh vực kinh tế

sầu dig điện năm 2005 là 53,6 ty kWiinäm, dự báo năm 2010 là 87,82 tỷ kWh/nam

và năm 2020 nhu cầu về điện sẽ ting gấp đôi

Để đáp ứng được nhu cầu dé, hệ thống diện phải ngày cing phát miễn Các nguồn phát điện truyền thống như: thuỷ điện, nhiệt điện than, dầu, khí vẫn dang

được xiy đựng và khai thác ngày cing nhiễu song chưa đáp ứng được nhủ cầu và nhất

là vào giờ cao điểm Trong tương lai, việc đưa các nguồn điện mới như: điện nguyên

tử, điện gió, điện mặt trời vào hệ thông càng khiển hệ thông phát triển Tuy nhiên,

tỷ trọng thủy diện trong hệ thống sẽ giảm xuống Việc phủ dinh biểu đồ phụ tái hệ

thông vio các giờ cao điểm biện nay đã căng thing thi càng trở nên nóng bong, gay gắt Ang không thể dip ứng được

Do đó, giảm căng thẳng cho hệ thống tác giả để xuất giải pháp nâng cao Khả

năng điều tết của các TTD có hỗ chứa vừa và nhỏ bằng các biện pháp công trình Vấn

đồ này giải quyết được cóÿ nghĩa rấ lớn rong thực tiến

CHUONG 1: TONG QUAN

1.1 Yêu cầu ding điện của hệ thống và các thành phần của hệ thống điện

Hệ thống điện gồm n hiểu trạm phát điện nối với liền với nhau bằng những.đường dây tii diện (ôn không hay cấp ngầm dưới đấ) để cung cấp cho các hộding điện Như vậy hệ thối

đường day tải điện, cá hộ ti

bm các trạm phát điện, các tram ting ấp, các

xí nghiệp phụ vv Việc hợp một số trạm phát điện nhất là khi các trạm phát điện mang lại những.

hiệu quả rit lớn về kinh tế và kỹ thuật cho nén kính tế quốc din, VỀ mặt nhu cẩuđiện, do các giờ cao điểm của các hộ tiêu thụ khác nhau nên trong hệ thống giảm điđược trị số phụ tải lớn nhất Mặt khác nhờ sự phối hợp của các tram đi trong hệ

thống, có thể giảm được công suất dự trữ, có thé lắp được tổ máy có công suất lớn,

tăng khả năng cung cấp điện an toàn, iên tye và chất lượng cao, đồng thi tạo điều

kiện thuận lợi cho các trạm phát điện làm việc thuận lợi để nâng cao hiệu ích kinh tẾ

và hạ giá thành điện năng Quy mô của hệ thống điện càng lớn, hiệu ích kinh tế kỹ thuật của nó càng cao, Cho nên hệ thông điện ở nước ta cũng như các nước khác càng ngày càng được mở rộng

LLL Nhu cầu ding điện.

“Theo bio Lao Động thing 07/2009, Tập đoàn Điện lực Việt Nam cho biết, sin

t của

lượng điện trung bình thing 7 năm 2009 chỉ ở trên 250 triệu KWhingiy, công s

ngày cao nhất đạt từ 13.800 đến 14.000 MW Tuy nhiên, do có một số tổ máy phải sửa

chữa nên tử ngày 17 đến 19/7, công suất dự phòng của hệ thống điện cả nước sẽ khôi

cao Do đó, tình hình cung cắp điện tiếp tục căng thẳng

“rong khỉ đồ, theo nhận định của ông Kimio Yoshida, Trường nhôm nghiên cứu tổng sơ đồ sử dụng năng lượng hiệu quả ti Việt Nam của Tổ chức Hợp tác Quốc tế Nhật Bán (JICA): “Dy báo đến năm 2020, như cầu sử dụng điện của Việt Nam sẽ tang 3,5 lần so với hiện nay” Hơn thé nữa, ông còn phát biễu tại Hội thảo Nghiên cứu Tổng,

so dd sử đụng năng lượng it kiệm và hiệu quả tai Việt Nam tổ chức sing 11/0909 ;

“Điện cho nhu cầu sử dụng tại Việt Nam đang thiểu hụt thì việc tăng nhu cầu sử dung

'Vương Thanh Hà.

điện trong những năm tới là vẫn đề rất nghiệm trọng và Việt Nam cin có những giảipháp sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả ngay từ bây giờ”, (Trich báo TBKTSG

Online)

Mặt khác, theo Văn phòng Tiết kiệm năng lượng, Bộ Công thương, cả nước cótrên 3.800 nhà cao ting và công trình thương mại e6 quy mô lớn Tuy nhiền, qua điềutra cho thấy có khoảng 95% các công trình nha cao ting này không đưa chỉ tiêu tiếtkiệm năng lượng vào khâu thiết kế công trình Ngoài ra, tinh đến năm 2008, trên phạm

ví cả nước có 2.270 cơ sỡ sin xuất trọng điểm (là những cơ sở sản xuất có mức mức sử

‘dung năng lượng trong một năm lớn hơn 1.000 tắn đầu tương đương) có mức tiêu thụ

trên 3 triệu kWh điện năm Trong khi đó, ông Trần Mạnh Hùng, Trưởng phòng Kinh tế

- Dự báo - Quản lý nhu cầu năng lượng của Viện Năng lượng lai cho rằng: Việt Nam

sẽ gập tắt nhiều khó khăn rong nhập khẩu than đá để sản xuất điện trong tương lai vi

4 báo nguồn than các quốc gia khác cũng dang cạn kiệt Trước đó, Bộ Công thương

<r báo, Việt Nam sẽ nhập kh

vụ việc sản xuất điện cho nh cầu rong nước ( Tích báo TAKTSG Online)

nhất khoảng 800 ngân tin than đá mỗi năm để phục

4a Nguén và lưới điện hiện tại

“Tính đến cuối năm 2006, tổng công suất lắp máy của các nhà máy điện ở Việt Nam là

- EVN: 9278 MW (~ 79%) 7)

- Ngoài EVN: 2439 MW (~21%) a

Minh 1.1.19 lệngiờn độn

=-a

Corcia nguồn của hệ thống điện nước ta trong giai đoạn him tại như sau

“Thuỷ điện 38% “thuy đện

- Nhiệt điện khí 40% ca bit

~ DiêZen, các nguồn khác: 4% 588 ng ácHinh 1-3 Tỷ lệ các thành phân điện

Về lưới điện truyền ti

Giai đoạn 2005-2010 trung bình một năm tăng

Giải đoạn 2010-2015 trung bình một năm tăng thêm 7000MW.

Rõ ring, nhủ cầu sử dụng điện của hệ thing tăng lên không ngừng trong những

trên 3000MW.

năm gin đây Rat căng thing trong giai đoạn hiện tai, khi mà, trong năm 2009 lượng,

trưa it và han kéo dai ở nhiều nơ Điều kiện thủy v ăn không én định,, kéo theo giảmlượng nước đến cho nhiều hồ chứa thủy điện, gây khổ khăn đề tết hồ chứa đ đáp,ứng nhu cầu phát điện cũng như lợi dụng tổng hợp _ Và càng khó khăn hơn cho khả

năng dp ứng như cằu rong tương ai

1.L2 Các thành phin trạm phát điện cia hệ thống điện

'Vương Thanh Hà

Su phát triển hệ thống điện ở mỗi quốc gia phụ thuộc nhiều vào điều kiện tựnhiên, vào tiém lực khoa học kỹ thuật, tiềm năng kinh tẾ và mức độ phát triển các

"ngành của nền kinh tế

“Các nhà máy trong hệ thống có nhiệm vụ biển đổi năng lượng thiên nhiên thành

điện năng được gọi là nhà máy điện Năng lượng thiên nhiên dự trữ dưới nhiều dang khác nhau và có thể biến đổi thành điện năng Từ các dang năng lượng dự trữ nay có

thé cho phép ta xây dụng các loại nhà máy điện khác nhau:

+ Tử năng lượng của nhiên liệu hữu cơ cổ thể xây dựng nhà máy nhiệt điện + Từ năng lượng của đồng nước có thể xây dựng nhà máy thủy điện.

+ Từ năng lượng gid có thể xây dựng nhà may diện sức gi

+ Từ năng lượng sóng biển có thể xây dựng nhà máy điện thy triều

+ Từ năng lượng mit ri có thể xây dựng nhà may điện mặt tri

+ Từ nguồn nóng trong lòng đắt có thể xây dựng nhà máy điện địa nhiệt

+ Từ năng lượng hạt nhân có thé xây dựng nha máy điện hạt nhân.

Co cấu nguồn của hệ thing điện nước ta và giá cả hiện tai đổi với từng loại

nguồn trong giai đoạn hiện tại như bảng 1.2:

Bing 1.2: Giá một số công trình theo nguẫn sử đụng

STF] Loainbign gu [TywonE02 Nhi may | Nguồn

7 Thủy điện 3% NaDương | Gié bin

2 | Nhigt điện than is PhaLai | điện thing

BCT ngày 24/2/2010 thực hiện tr ngày 1/3 Theo cách tính mới này, giá bán điệ bình

quân sẽ tăng khoảng 6,8% đặc biệt đối với các nguồn nhiên liệu than, khí và các nguồn

khác ngoài thủy diện: “Thông tw số 08/2010/TT-BCT công khai các thông sổ đầu vàohình thành giá, bao gồm: Tổng sản lượng điện thương phẩm dự kiến năm 2010 là 85 tỷ

Wh (hơn so với năm 2009 là 74,701 tỉ kWh) Tổng sản lượng điện sản xuất và nhập khẩu dự kiến năm 2010: 96,7 tỉ kWh; giá than cho điện: than cắm 4b là 648.000

đồngfắn, than cẩm 5 là 520.000 dngitén, than cám 6a là 450.000 đồng ấn và thansắm 6b là 395,000đồng ấn; giá khí trung

USD/trigu BTU; giá đầu DO bình quân năm 2010 cho phát điện: 14.300 đồng/lit, mức

là 11.000411f dẫu FO bình quân: 12.600 đồng kg,

cũng ting cao so với 8.5004ít của năm 2009

inh cho nhà máy điện Cả Mau: 5,98

niy tăng khá cao so với năm ngoi

than sản xi

Như vậy, ất điện năm 2010 ting 47% đối với than cảm 4b và

2 % đối với than cấm Š so với giá than năm 2009 Theo tinh toán của Bộ Công

“Thương, mức tăng trên sẽ làm tăng chỉ phí đầu vào cho ngành điện khoảng 1.280 tỷ

đồng

Tiếp đến, tỷ giế ngoại tệ ting cao (từ 17.000 VND/USD lên dén 18.500 VND/USD vào tháng 12/2009) làm tăng chỉ pl

Gia dầu DO, FO tăng 16% và 29% so với tính toán (tăng chỉ phí phát điện 156 tỷ

sản xuất và mua điện gin 500 tỷ đồng

đồng) "_ Theo báo điện tử chính phủ, baodien chinhplu.vn ngày 26/02/2010.

Như vậy, so với các nguồn nhiên liệu khác trong hệ thẳng, nguồn năng lượngthủy điện chiếm tỷ trọng lớn và giá thành so với nguồn khác là chiếm ưu thé hon hắn

11.3 Tỷ lệ thuỷ điện trong hệ thẳng

Theo thông tn trong hội hảo công bổ kết qua nghiên cứu - Kế hoạch pháttriển

năng lượng quốc gia Việt Nam do các nhà khoa học thuộc Liên hiệp Các hội khoa học

kỹ thuật Việt Nam tiến hành tong _ 2 năm 2008 -2008, từ nay đến năm 2050, số trạm

thuỷ điện có công suất trên SOMW được xây dựng và đưa vào vận hành khá lớn (10

công trình đã có tính đến 2005 và 48 công tình đã, dang và sẽ xây dụng tinh đến năm:

2025 có tổng công suất theo quy hoạch là 21.300MW).

'Vương Thanh Hà.

“Tuy nhiên, đối với nhu cầu của hệ thống điện Việt Nam thi ỷ lệ công suất vàđiện năng của thuỷ điện so với công suất va điện năng các nguồn điện khác theo thời

gian giảm đi một cách rõ rộ

Lý do là trữ năng kinh tế của thuỷ điện Việt Nam chỉ có giới han, các nguồnthuỷ năng kính tế ngày cảng ít nhưng nhu cầu sử đụng lại ngày cing tăng

Do đó, các nhà khoa học da tinh đến các giải pháp thay thé như sử dụng nănglượng tái tạo từ gió, mặt trời, khí sinh học, năng lượng bién, v.v

Kết quả nghiên cứu đưa ra như trong bảng 1.3:

“Bảng 1.3: Dự bảo tỷ lệ thủy điện trong hệ thông.

Năm 2005 Ï 200 | 205 | 2030 [ 2035

Tổng Nim (MW) | 11286 | 2P | 6009 1 1120p | 181.000

27000 | 70000 Thuy điện 4198 | l034H | 19874 | 24l4S | 30548

Ty ie thuy dign | 365% | 3840% | 2833% | 22% | 17%

1.2 Vai tồ của các trạm thiy điện trong hệ thống

1.2.1 Các loại trạm thủy điện.

‘Theo cách tập trung và thời gian điều tiết lưu lượng (chu kỳ điều tiết Ty) ta có

các loại trạm thủy điện như sau

44 Tram thủy điện không điều tết

Hình 1.3: Biêu đồ ưu lượng TTB không điều tt.b, Trạm thủy điện điều tiết ngày:

Tea = (ngày ~ đêm), là trạm thủy điện phân phối được lưu lượng thiên nhien gần

hư không đối trong vòng một ngày đêm cho phủ hợp với nhu cầu phát điện thay đối rất

lớn trong ving một ngày đêm.

|, =0.

AINDBT + MNC

Nụ = Ky Qu,

+t <<: Qrp = Qn — Qu thời gian cấp nước

+0<L< Và <t< ty Qro= Q + Qh tho gian trữ nước,

THình 1.4: Biểu đồ hưu lượng TTD điều tiễt ngày

'Vương Thanh Hà

© Trạm thủy điện điểu tiết năm,

Phin phối lại lưu lượng thiên nhiên thay đổi rit lớn trong vồng một năm chophù hợp với nhu cầu dùng điện và nước it thay đổi hơn trong vồng một nam,

~ Điều tiết năm hoàn toàn:

Wee Wee Vụ

+tị <t< ty Qip = Qu — Qi": thời gian cấp nước

+0<1L< và by L< : Qạp = Qu + Qe: thời gian trữ nước.

= 25 — Zu,

NK, OH

° 8 bob 4

Hink 1.5: Biêu dé lưu lượng TTD điều tiét năm hoàn toàn,

- Điều tiết năm không hoàn toàn (điều tiết mùa):

+ <t<0y Qíp = Qu Qs,

+0<L<0 VAL <tc: Qïp = Qu + Ó,

+ <L< tý Ôip = Qu — Q,

OV Ne

° hook bo ñ

| Hình L6: Biẫu đỒ aw lượng TTB điều tiết mùa

4 Bid ti nhiều năm

Phân phổi lại dòng chảy biển đổi rit lớn trong vòng nhiễu năm cho phủ hợp với yêu cầu dung nước it thay i giữa các năm.

1.2.2 Vai trò của các trạm thủy điện trong hệ thỗng.

Xét công suất của hệ thống điện:

Nit =

- Theo quan điềm thiết kế:

NT = NHI, +N + NT? +N + NIP + NHI, + NS + NI? + NẠP

Giả sử chỉ xét riêng thủy điện:

“rong đó:

+ Nio'P: công suất định mức của các máy phát điện lip trên các nhà máy thoy

điện

+ Nam”; công suất công tác là công suất trạm thủy điện phát ra ở thời điểm t

ảo đồ dé thỏa man nhủ cầu ding điện tại thời điểm đó.

Nira

Hình 1.8: Biển do phụ tải năm

+ Nạ'P: công suất dự trữ phụ tải, là thôn ng suất lắp thêm cho các TTD

mãn nhu cầu dùng điện thay đổi không định kj và xảy ra trong thời gian ngắn Muốnđảm nhận được Nụ” đỏi hỏi NMTD phải nhanh chóng thay đổi công suất

+ Na công suất dự trữ sự cố, là công suất có tác dụng thay thé các tổ máy ởmột TTD nào đó vừa bị sự cố nhằm bảo đảm an toàn cung cấp điện Phải có điều tiếtnăm trở lên mới cổ khả năng đảm nhân một phần công suất dự trữ sự cổ

+ Ny!

dùng điện, thay đổi theo định kỳ.

+ Nụ ¡ sông st rng, là công sử

TT vào mùa lũ.

công suất dự trữ sửa chữa, là công suất lắp thêm để thỏa mãn nhủ cầu

p thêm nhằm mục đích ting công suất

- Theo quan điểm vận hành

NIE = Nin + Nếu

wit =n”

ey + LN Ro + Nao + Nếu + NÊN +) NI + Nice + NÂU,

Giả sử chỉ xét riêng cho thủy điện:

Nến +3, Nến + Nếu, + Nếu,

Trong đó:

+ Nag": công suất công tác là công suất trạm thủy điện phát ra ở thời điểm t

ảo đó để thỏa mãn nhu cầu dùng điện tai thi điểm đó

+ DNas!: tổng các công suất dự nữ thời dim tnào đó

++ Nhao'”: phần công suất lắp may đảm nhận phụ ti hoặc có khả năng đảm nhận

phụ ti

Nay = NIE NE,

++ Naco!TM là công sult vi ly do nào đó ma ta không thé sử dụng được ( do sửachữa, do chất lượng nhiên iệu, do khả năng qua nước turbine.)

+ Nga”: là công suất xuất hiện rong thời kj Nụy của TTD nhỏ hơn Na vớicông suất dự trữ cần thiết

NHI, = NI INI

=> Công suất tắt yêu: công suất ma tram thủy điện đảm bảo an toàn cung cấp

điện cho toàn bộ hệ thống, công suất nảy có khả năng thay thé công suất lắp máy của

nhà máy nhiệt điện:

Ny — NHI, AND NTCA

Trong phần này, chủ yếu chúng ta xét đến khả năng tham gia phủ biểu đồ

'Vương Thanh Hà

phụ tải hệ thông của các loại tram thuỷ điện ở những điều kiện thuỷ văn khác nhau

«4 Ohé độ làm việc của tram thủy diện di tidt nhiễu năm trong cân bằng của hệthống

Trp điều ết nhiều năm có thể trữ nước ở những năm nhiều nước để cấp nước.cho những năm ít nude Thời gian xã của TTD điều tiết nhiễu năm T, = 0 nên có thể

làm việc với phụ ải thay đổi trong suốt thời gian vận hành Lưu lượng đảm bảo cho tit

cả các loại công suất dự trữ, không bao gồm công suất trùng

b Chế độ làm việc của trạm thủy điện điều tiết năm trong cân bằng của hệ thẳng

Hồ điều tiết năm của trạm thủy điện có khả năng phân phối lại đồng chảy tong

năm cho phù hợp với yêu cầu đồng điện Mức độ phân phối lại dòng chảy trong năm

phụ thuộc vào dung ích hd Gồm 4 thời kỳ sau:

+ Thời kỳ thứ nhất là thời kỳ cắp nước Trong thoi kỳ này trạm thủy điện sử

dung lượng nước thiên nhiên và một phần lượng nước có trong hd Tắt nhiễn là hồ

không thé phân phối lại lượng nước thiên nhiên, mà chỉ có thể phân phối lại lượng

nước trong hỗ Dung tích tương đối của hd cảng lớn th việc điều chỉnh lưu lượng và

công suất của tram thy điện cảng dé dàng,

Giữa các tị số lưu lượng điều tết và công suất của trạm thủy điện trong cácngày thuộc mùa cấp có liên quan mật thết với nhau Nếu đầu thời ky cắp trạm thủy

hong cạn và không thể phát được công st lớn vào cuối thôi ky đồ Mức độ giảm công suất và điện lượng ở cuối thời kỳ cấp cảng nhanh do việc giảm lưu lượng và cột nước công tác của tram thủy điện

Chế độ làm việc của trạm thủy điện trong mia cắp rõ rang phụ thuộc vio chế độ

của đồng chảy thiên nhiên và chế độ điề tết của hỗ Ngược lạ, đầu mùa cấp trạm làm

việc với công suất nhỏ, tì cuỗi ma cắp nổ cổ thể phát ra công suất lớn, vì lượngnước còn lại tong hồ nhiễu

118 điều tết năm có khả năng tiền hành điều tiết ngày Cho nên trong mùa cấp,tram thủy điện điề tết năm cũng lam việc ở phần dinh của biễu đồ phụ tải như trạm

thủy điện điều tết ngày trong mùa it nước

+ Thời kỳ thứ hai là thôi kỳ trữ nước Trong thời kỳ này, một phần lưu lượngthiên nhiên đến được trữ trong hổ, phần còn lại mới cho chảy qua turbine Rõ ringdung tích hữu ich cảng nhỏ so với lượng nước trong mia là thì phần lưu lượng chảy

qua turbine trong thời kỳ này cảng lớn, nên công suất của trạm thủy điện càng lớn.

“Trưởng hợp dung tích của hỗ điều tit năm tương đối nh, trạm thủy điện có thể làmviệc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải với toàn bộ công suất lắp may trong cả thời kỳ lũNgược li, dung tích của hỗ điều tiết năm tương đối lớn, để trữ dy hồ thì trong thi kỳtrữ trạm thủy điện chỉ có thé kim việc ở phần định của biểu đổ phụ tải với công suất

nhỏ.

[Nir thể à tùy theo dung tích tương đổi của hồ điều tiết năm trong thời kỹ trữ,

trạm thủy điện có thé lâm việc ở phần đỉnh hay phần gốc của biểu đổ phụ tải Cin phải

thêm rằng, chế độ lầm việc của tram thủy điện trong mùa trữ còn phụ thuộc vào chế

độ trữ nước sớm hay muộn của hồ.

+ Thời kỳ thứ 3 là thời kỳ xả nước thừa Thời kỳ này xuất hiện khi dung tích.

điều tết năm rit nhỏ so với lưu lượng nước của mùa lũ, Khi hồ đã trữ dầy mã lưu

lượng thiên nhiên đến vẫn lớn hơn khả năng tháo nước lớn nhất của turbine thì phải xả

di một lượng nước thừa Thời gian xã nước thừa kéo dai cho đến khi lưu lượng thiên

lên đến bằng khả năng tháo lớn nhất của turbine.

& độ làm vi

'Như vậy là trong thời kỳ xả nước thửa cl của trạm thủy điện hoàn

toàn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, không có liên quan với những thời kỳ khác vàhoàn toàn giống chế độ làm việc của trạm thủy điện không có kha năng điều tit

+ Thời kỳ thứ 4 là thi kỷ trạm thủy điện làm việ theo lưu lượng thiên nhiên, Thời kỳ này xuất hiện tiếp sau thời kỳ xã nước, khi lưu lượng thiên nhiên đã bằng hoặc

nhỏ hơn khả năng thio nước lớn nhất của turbine, Mục nước của hồ trong thời gian

này được duy trì ở mục nước ding bình thường cho đến khi lưu lượng thiên nhién

không đủ đảm bảo công suất yêu cầu của hệ thống Tiếp theo là một chu kỳ điều tiếtkhác lại bắt đầu

'Vương Thanh Hà.

“Thực tế trong thị kỳ trạm thủy điện làm việ theo lưu lượng thiên nhiễn, mực

nước trong hỗ không phải bao giờ cũng ở mục nước ding bình thường Vì trong thời

kỹ này, trạm luôn luôn có khả ning điều tết ngủy, mục nước trong hỗ sẽ giao động

trong một chu kỳ ngày đêm Song do hỗ điều tiết năm có diện tích lớn, nên giao động.mực nước trong h khi diễu it ngày là không đáng kể Điện lượng ngày đêm của trạm

thủy điện điều tiết năm trong thỏi kỳ này hoàn toàn phụ thuộc vào lưu lượng thiên

nhiên Điện lượng ngày đêm của trạm thủy điện điều tiết năm trong thời ky này hoàntoàn phụ thuộc vào lưu lượng thiên nhiền đến

Nhu vậy trong thời kỳ trạm thủy điện làm việc theo lưu lượng thiên nhiên thi

chế độ làm việc của nó giống như ch độ làm việc của trạm thủy điện cổ hỗ điều tiết

ngày

Đầu thời kỹ làm việc theo lưu lượng thiên nhiên, trạm làm việc ở phần gốc của

biểu đồ phụ ti Sau đồ theo mức độ giảm của lưu lượng thiên nhiên mà vị tr làm việc

của tram thủy điện trong biểu đồ phụ tải năm cao dẫn lên

“ram thủy điện có hồ điều it năm, có đã khả năng đảm nhận dự trữ phụ tải

Tit nhiên, trong thời kỳ trạm thủy điện làm việc với toản bộ công suất lắp máy khi có

hướng nước đã mở hoàn toàn th trạm thủy điện không đảm nhận dự trữ phụ tải Khi dung tích của hồ điều ết năm lớn, trạm thủy điện có thé lắp thêm công suit

“Trong mùa lũ, phần công suất dự trừ sự cổ này của trạm thúy điện được

sử dụng là công suất công tác và thay vào đó trạm nhiệt điện sẽ đảm nhận dự trữ sự cố

cho hệ thống,

“rong trường hop này dung tich tương đối của hồ điều tit năm nhỏ thi trạm

thủy điện có thé lắp thêm công suất trùng Hiệu ich năng lượng của công suất trùng ở

3 đề

tiết năm kém hơn do với ở trạm thủy có khả năng điều, trạm thủy di

ngắn hạn Công suất tring có thé làm công suit dự trữ sự cổ và công suất dự trữ

sửa chữa cho bản thân tram thủy điện và do đó giảm bớt dự trừ chung của hệ Như vậy, N22 = NI, + NP NIP +N NZ?

Hình 1.10: Biễu bow lượng, công sud

+ Thời gian cắp nước: TTD làm việc phan phụ tải thay đổi.

+ Thời gian trữ nước: TTD hoàn toàn có thể làm việc ở phần phụ tải thay đổi

Ngoài ra cũng đảm nhận được tất cả các loại công suất.

+ Thời gian xa: Để giảm bớt lưu lượng xả, TTD nên làm việc với toàn bộ công

suất khả dung của nó và chế độ lim việc duy tri suốt ngày đêm, có nghĩa là nên cho làmviệc phần gốc biểu đỏ để giám bớt lượng xả

+ Thời gian lâm việc với lưu lượng thiên nhiên.

.e Sự tham gia của trạm thuỷ điện không điểu tie

'Vương Thanh Hà

Đặc iém của tram thuỷ điện không điều tết là dung tích hồ chứa bằng 0,

công suất ở mỗi thời điểm phụ thuộc hoàn toàn vào lưu lượng thiên nhiề Trong

một ngày đêm về mùa kiệt ưu lượng thiên nhiên bảu như không thay đối, nén côngsuất của trạm thuỷ điện không điều tiết có thé xem như cố định trong một ngày đêm

“Từ đặc điểm trên ta thấy đối với tram thuỷ điện không có hồ điều tt thì tố

nhất nên bổ tr cho nó làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải vi rằng nếu cho nó

lầm việc ở phin đỉnh hoặc phần thân thì không thể tránh khôi tốn thắt năng lượng

do phải tháo bỏ lượng nước thừa Trong mùa lũ tram thuỷ điện không điều tiết làm Việc Với toàn bộ công suất lắp máy, còn trong mùa ít nước công suất công tác,

sôngsuất đùng được giảm xuống, DSi với trạm thuỷ điện không điều tiết cật nước thấp

công suất ding được có thể giảm ngày cả trong mùa lũ, do mực nước hạ lưu trong mùa đồ cing cao lim cho cột nước giảm xuống quá thấp.

Điện lượng của tram thuỷ điện không điều tiết sản xuất ra tong một ngày

đêm vào mùa ít nước rất nhỏ Nhưng phụ tải lớn nhất của hệ thống lại thường trùng.vào mùa ít nước, Để đảm bảo điều kiện cung cấp diện an toàn công suất tất yếucủa trạm thuỷ điện không điểu tiết phải chon trong mùa ít nước, nên có trị số nhỏ,

Để tận dụng triệt để lượng nước đến trong mùa lũ, giảm giá thành điện năng,

kiệm lượng nhiên liệu người ta lắp thêm công suất trùng

Vì Không có hồ in trạm thuỷ điện không điều Muôn luôn làm việc với

toàn bộ công suất dùng được va do đó không thể dim nhận dự trữ phụ tải Nụ!”cần thiết cho việc điều chỉnh tần số của hệ thống

Muốn đảm nhận dự trữ sự cố Ny"? của hệ thống điện thi trạm thuỷ điện

phải có một lượng nước dự trữ nhất định cho nên trạm thuỷ điện không điều tiết

không đảm nhận được loại dự trữ này (kể cả tram thủy điện có lắp thêm công suitrùng) Công suất tring chỉ có thé sử dụng làm chức năng dự tữ sự cổ cho bản

thân trạm thuỷ Thực vậy khi có công suất trùng thì vào mùa kiệt trạm thuỷ điện luôn luôn có một phần công suất vi thiếu nước chưa đảm nhận phụ tai, phin

công suất này chi có thé dung thay thé cho tổ máy thuỷ điện bị sự cổ Còn trong mùa.

nhiễu nước, công suất trùng đóng vai td công suất công tic và sẽ thay thể một

phin công suất tương ứng ở trạm nhiệt điện

(Công suất dự trữ sửa chữa Nac"? không phải đối với hệ thống nào cũng có

nhưng nếu có thì không thé giao cho tram thuỷ điện không đi tiết vì rằng dự trữ sửa chữa cũng cin phải o6 dự tữ về nước

Do Vụ¿=0, Qu = Qu= Const nên NZ = NM, + N, (NI? = NT = NI =0),

Vị trí làm việc của TTD không điều tiết luôn làm việc ở phần gốc Có biểu đỏ phụ tải như hình 1.11

Hình 1.11: Biểu đồ phụ tải ngày đêm.

4 Sự tham gia của tram thuỷ điện điều tiết ngày trong cân bằng năng lượng.

Hồ điều tiết ngày có nhiệm vụ phân phối lại lưu lượng thiên nhiên đếntương đổi dng đều trong ngày đêm cho phù hợp với biểu đồ phụ tải Tắt nhiên sựphân phối đó phụ thuộc vào tị số lưu lượng thiên nhiên trong ngày đềm và

không làm thay đổi lượng nước thiên nhiên trong ngày đêm Tại đó ta thấy rằng

điện lượng ngày đêm phụ thuộc hoàn toàn vào lượng nước thiên nhiên trong ngày

đêm và công suất giữa các giờ có liên quan với nhau

Mit khác thiết bị của tram thủy điện có tính nh hoạt cao, quá tình thay đổi Không gây ra tổn thất nên tram thủy điện điều tiết ngày có đủ Khả năng làm việc ở

phần đình của biểu đồ phụ tải ngày đêm, Khi làm việc ở phần dink, trạm thủy điện

sẽ sử dung công suất tối da, mặc dù điện lượng ngày dém nhỏ, dng thời tạo điều

'Vương Thanh Hà

kiện cho tram nhiệt điện làm việc với công suất í thay đổi, hiệu suất cao, lượng

nhiên liệu tiêu thụ cho một đơn vị điện lượng nhỏ Tắt nhiên thời gian làm việc ở

phần định hoặc phân thân nhiều hay ít tay thuộc khả năng điều tit của hd và điềukiện thủy văn Trong mùa nhiều nước, để tận dụng lượng nước thiên nhiên đếnphit được điện lượng tối da tiết kiệm được nhiều nhien liệu cho hệ thống, lúc nàytram thủy điện điều tết ngày làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ ải

Như đã biế, công suất giữa các giờ trong một ngày đêm của trạm thủy điện

điều tiết ngày có iên quan mật thiết với nhau Vì vậy muốn xác định được chế độ

làm việc của tam, ta phải biế trước ít nhất một ngày lưu lượng thiên nhiền vàbiểu đồ phụ tả ngày đêm Diễu kiện đồ hiện nay hoàn toàn có thé đáp ứng được

Khi đã biết lưu lượng thiên nhiên và biểu đồ phụ tải ngày đêm, ta có thé tìm được vị

trí làm việc của trạm thủy điện điều tit ngày vừa sử dụng hết lượng nước thiên nhiên

trong ngày đêm vừa phát huy được công suất công tác lớn nhờ đường lũy ích phụ ti

Nếu trạm thủy điện có lắp thêm công suất trùng thì mức độ cần thiết phải hạn chếđiều tiết ngày sẽ giảm xuống Vì trong thời gian ft nước công suất trùng không thể

đảm nhận phụ tải và do đó có khả năng đại tu mộc

Nhờ tính linh hoạt của turbine và nhờ có hồ điều tiết ngày mà trạm thủy điện

tổ máy,

có thể đảm nhận một phần dự trữ phụ tải cho hệ thống Trong thời gian nhiều nước phần công suất dự trữ phụ tải của tram thủy điện được sử dung dé đảm nhân công

suit công tác, nên trạm nhiệt điện phải đảm nhận dự trữ phụ ải này

Hồ điều tết ngày tương đối nhỏ, nên nó không thể đảm nhận dự trữ sự cổ và

<r trừ sửa chữa cho hệ thông điện VỀ mặt này thì trạm thủy diện điều tiết ngày

éttiết Nhưng nếu trạm thủy điện điều

chẳng khác gì tram thủy điện không

ngày có lắp thêm công suất trùng, thì như đã biết, có thé sử dụng công suất đó làm

công suất dự trữ sự cổ hoặc dự trữ sửa chữa cho bản thân trạm.

NIP ANTE + Ny +N, (NTE = =0)

Công sudt lắp máy trạm thủy điện có khả năng đảm nhận phụ ti thay

đổi A 25.) nhằm nâng cao năng suất phát điện, giảm chỉ phi nhiên liệu, đồng thời đảm,

nhận được Ny" Biểu đồ phụ tai ngảy đêm và năm hình 1.12:

Nino

Nhưill (| ”

NỊ 24

1 te

5

Hình 1.12: Biểu đỗ phụ tải ngây đêm và năm

Sau khi đã phát điện với 1", mà vẫn còn xã thừa thì ta nên cho may phát điện

I, để giảm bot lượng xả.

+ Thời gian trữ nước (T,): làm việc ở phẩn ngọn biểu đồ phụ tải,

+ Thời gian cấp nước (T.): cho làm việc ở phần

AN

Hình 1.13: Biẫu đỗ phụ tải nấm

'Vương Thanh Hà

1.3 Ý nghĩa của việc dùng giải pháp công trình nâng cao khả năng điều tiết của

‘TTD có hồ chứa vừa và nhỏ

“Từ những phân tích kinh tế va các din chứng thực tế trên về tỉnh hình sản xuất

điện năng của nước ta hiện nay, cách tính toán giá điện theo thông tư mới kẻm theo của

Bộ Công Thương, ta có thể có các kết luận sau:

+ Từ thời điểm này cho tới kế hoạch phát triển dài hạn, thủy điện vẫn chiếm ưu.

thé lớn về giá cả cạnh tranh Đặc biệt, giảm căng thẳng về nhu cầu su dụng điện giờ

cao điểm Tuy nhiên, t lệ thủy điện trong hệ thống đang có xu hướng giảm.

ối với các tram thủy điên, TTD không điều tiết chỉ làm việc với phần phụ tải

không thay đổi nên giá cả trong đương với nhiệt điện Ngoài ra, do lưu lượng lớn vào mùa lũ, trong khi nhu cầu căng thing sử dụng điện lại vào mùa kiệt nên không có ý

nghĩa nhiều trong cân bằng hệ thing

TTD điều tiết ngày đêm trở lên, do có khả năng điều tết nên có thể làm việc

với các phần phụ tai thay đổi, tham gia đảm nhận thêm các phan công suất khác nữa

Do đó, TTD cảng cổ khả năng diễu it cao cảng đóng vai rd lớn trong hệ thống

Như vậy, nâng cao kha năng điều tiết của TTD có hồ chứa vừa và nhỏ có ý: nghĩa lớn trong việc gốp phin giảm căng thing, ning cao săn lượng điền nâng cao hiệu quả kinh tế Trong luận án này, tác giả đ ra các giải pháp công trình để nâng cao

khả năng điều tiết

“Có nhiễu giải pháp công trình dé chuyển đổi TD không điều it sang điều tết

ủa TTD có hồ chứa vừa và nhỏ

ngày đêm:

~ _ Tận dụng chỗ tring địa hình tạo dung tích hỗ.

= Xây đập tạo cột nước và dung ích

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LY LUẬN GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN

21 Thủy năng và kinh tẾ năng lượng

LLL Cơ sở kình té nghiên cứu dựa vào:

«4 Dự bảo phát tiễn thủ điện tương lai:

Bang 2.1: Dự báo phát triển thủy điện đến năm 2025Thủy điện Tổng công suất năm 2025 (Mw)

"Đã và đang vận hành năm 2010 9412

"Các nhà may đang xây dựng 2296

Cae ahi mày sẽ xi dựngIữ2011-2035— [1610

Thủy điện nhỏ và tùy đntíhnăng — [3.860

Ting cộng 201

“Theo quy hoạch phát triển thuỷ điện cả nước đến năm 2015 có xét đến năm

3095 vừa được Thủ trống Chính phi phê duyệt, công suất lốp đặt các nhà máy thuỷđiện đến năm 2015 vào khoảng hơn 18.000 MW với sản lượng én trung bình hingnăm trên 80 tỷ kWh, Cung cấp cho đắt nước một sản lượng điện đáng kể, giữ vai tròhết súc quan trong trong việc cung ứng điện cho đắt nước những năm đầu dồi mới đầy

ấp khó khăn và thiểu điện nghiệm trong

“Theo phương dn cơ sở của quy hoạch điện VI, năm 2009, nước ta sẽ cỏ thêm 7 nhà máy thuỷ điện và 16 nha máy thuỷ điện nhỏ lần lượt đi vào vận hành với

suất 1.066 MW năm 2010 sẽ có thêm 9 nhà may thuỷ điện và 18 nhà máy thuỷ điện

nhỏ có tổng công suit khả dụng 2.052 MW đưa điện lên lưới quốc gia, trong đó có tổ

máy số 1 của Nhả máy Thuỷ điện Sơn La công suất 400 MW đi vào hoạt động trước

thời hạn Nhà nước quy định một năm, làm lợi cho đắt nước hàng trim tỷ đồng Năm

2011, ca nước tiếp tục đưa vào hoạt động 7 nhà may thuỷ điện, 2 tổ máy số 2 và số 3 của Nhà máy Thuỷ điện Sơn La và 16 nhà máy thuỷ điện nhỏ với tổng công suất lắp đặt 1.901 MW Năm 2012, sẽ dưa thêm 7 nhà máy thuỷ điện cùng với 16 nhà máy thuỷ

'Vương Thanh Hà.

điện nhỏ năng lượng tái tạo đưa vào vận hành 13 nhà máy thuỷ điện cùng với 42 nha

máy thuỷ điện nhỏ năng lượng tấi tạo có tổng công suất 3.615 MW, kết thúc giai đoạntăng tốc đầu tư xây dựng thuỷ điện ở cả 3 min của đất nước, Trong đó, đáng kể nhất làNha máy Thuy điện Lai Châu công suất lắp đặt 600 MW, Thuỷ điện Thượng Kon Tum.sông suất 220 MW, Thuỷ điện Dak Mi 1 công suất 210 MW và 42 nhà máy thuỷ điện

nhỏ năng lượng tả tạo có tổng công suất 1.006 MW Nồi chung, các nhà máy thuỷ điện

nhỏ ở nước ta có nhiề lợi ch tổng hợp như: Chống lũ trong mùa mưa, cắp nước cho

nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh, nhất là ác thành phổ lớn và khu công nghiệp.

chống hạn vả đẩy mặn trong mùa khô; sản xuất điện với sản lượng lớn và cỏ khả năng.tải tao, nên giá thành điện thương phẩm tương đối thấp so với các nguồn điện khác;

góp phần mở rộng du lịch sinh thái và giao thông đường thuỷ; phát triển nuôi trồng

thuỷ sản Chính phủ chỗ trương khuyến khích mọi thành phần kính tế tham gia xây

dạng các nhà may thuỷ điện và đã cổ các cơ chế đặc biệt quy định cụ th ti báo Nghị

định797, 400 và 1.195 của Thủ tướng Chính phủ, giúp thảo gỡ những khó khăn, vướng.

mắc cho các nhà đầu tư đảm bảo tiền độ xây dựng các công trình, kịp thoi phát huy giátrì vốn đầu tư và cung cấp điện năng cho nền kinh té - xã hội hiện dang mắt, cân đối

nghiêm trọng giữa cầu và cung

Tuy nguồn thủy điện của Việt Nam dồi dio như vay nhưng theo quy hoạch thi

sơ bản rong vòng 1Š năm tới hệ thing thủy điện của chúng ta wrong đổi hoàn thiện và

xu thể hiện tại là xây dựng các thủy điện nhỏ Hiện ti, các dự án thủy diện nhỏ đã

được duyệt theo tổng sơ đồ 5, có công suất bình quân < (50 — 60) MW, đang có sức thuhút đối với cúc nhà đầu tư vữa và nhỏ Nhiều công ty cổ phần rất chủ ý đến các dự án

này, vì thực tế ngành cơ khí trong nước đã phát triển công nghiệp chất tạo thiết bị thủy

sông có thé dip ứng được yêu cầu với giá cạnh tranh Nguồn thủy điện vita và nhỏ cổ

¡ vốn nhanh

đặc điểm là vốn ít, giá thành rẻ, có thé thu

b Lý luận về TTD điều tiết ngày đêm:

‘TTD diều tiết ngày đêm tương đương với | trạm thủy điện không điều tiế và 1

trạm thủy điện tích năng (tập trung nước phát điện giờ cao điểm) Đầu tư thêm vào hỗ.

với cột nước cao thi kỉnh t không tăng nhiễu mã giá cả điện năng lại tăng đáng kẻ.e Tham kháo biểu đô phụ tải ngày đêm điển hình hệ thắng điện toàn quốc

- Biểu đổ phụ ta ngày điễn hình toàn quốc

Biểu độ phụ tii ngày toàn quốc có xu hướng ngày cảng diy lên trong giai đoạn

từ 1996-2005 và có một số đặc điểm chính sau:

+ Tốc độ tang trưởng điện năng vio giờ ban ngày (tie Sh-17h) nhanh hơn tốc độ

tăng trưởng điện năng vào giờ cao điểm Tinh tại thời điểm 11h trưa, tốc độ tăng trung.bình 2.489//năm, đặc biệt năm 2005 chênh lệch tốc độ so với 2004 lên đến 2.71%

+ Cực đại cao điểm tối vào mùa hé có xu hướng chuyển từ 19h sang 20h bắt đầu

từ năm 2001

+ Tỷ lệ giờ cao diémthip điểm (Pmin/Pmax) của hệ thống cũng tăng din từ

0.511 năm 1996 lên 0.639 năm 2005 vào mùa hè và tương ứng là 0.454 năm 1996 lên

0.543 năm 2005 vào mùa đông Biểu đổ phụ tải ngày cỏ xu thé đầy hon

Phụ tải định ban ngủy có xu hướng tăng nhanh và có lúc cao hơn phụ tải đỉnh

buổi tối Công suất phụ tải cục đại của hệ thing có xu hưởng chuyển phụ tải đỉnh từ

.đêm sang phụ tải cực đại ngày tạo ra 2 định Sự chênh lệch giữa cao điểm tối và này có.

xu hướng giảm dẫn

«Tham khảo biểu đồ phụ tải ngày dm điễn hình hệ thống điện toàn quốc của 2

công trình thủy điện lớn của quốc gia: TD Bản Chat (220 MW) tháng 7/2010 và Lai

“Châu (1200 MW) tháng 1/2020, nhận thấy:

'Vương Thanh Hà.

(ONguồn mới EIND+NKTQ2010 FITĐ2 Bin Chất BTDI +

inh 2.1: Biéw đỗ phụ tải ngày đêm Bản Chất trong hệ thông

Trong đó:

+ TDI: gồm các thủy điện vào trước Bản Chat (Thác Ba, Hòa Bình, Da Nhim,

‘Tri An, Yali, Vinh Sơn, Thác Mơ, Sông Hình, HTDM, Cin Đơn, Sẽ San 3, Sẽ San 3A,

Tuyên Quang, Đại Ninh, Bin Li, Bắc Hà, Pleilưông Sơn La)

+ TĐô: gồm các thủy điện vào sau Bản Chat ( Khe

4, Bản Uôn, Đồng Nai 2 + 5, các thủy điện nhỏ trong và ngoài TSD )

Nam Chiến, Sông Bung

Hình 2.2: Biễn dé phụ tải ngày đêm Lai Châu trong hệ thing

“Trong đó;

+ TDI: gồm các thủy điện vào trước Lai Châu (Thác Bà, Hòa Bình, Đa Nhim,

“Trị An, Yali, Vĩnh Sơn, Thác Mơ, Sông Hình, HTĐM, Cần Đơn, Sẽ San 3, Sẽ San 3A,

Tuyên Quang, Dai Ninh, Bản La, Bắc Ha, Pleikrong Sơn La, Huội Quảng, Bản

Chit)

+ TĐ2: gồm các thủy điện vio sau Lai Châu ( Khe Bổ, Nam Chiến, Sông Bung

4, Bin Uôn, Ding Nai 2 + 5, các thủy điện nhỏ trong và ngoài TSĐ )

'Vương Thanh Hà.

Yêu cầu phụ tải thay đổi rit nhiều trong vòng một ngày đêm Chính vi vậy, đểnâng cao hiệu quả phát điện của một TTD nói riêng và để đáp ứng tốt nhất nhu cầu

ding điện theo các giờ khác nhau nói chung iệc tinh toán thủy năng có xét tới ảnh.

hưởng của giá bán điện là điều cần thiết Theo quy định về giá bán điện do Bộ Công

thương ban hành thì giá điện phụ thuộc vào khu vực cung cấp điện, cấp điện áp, giá bán buôn, giá bán lẻ và giờ bán điện

Van bản về giá

- TT 08/2010/TT-BCT ban hành ngày 24/02/2010 về thực hiện giá bản điện

Trích

+ Điẫu 1 Phạm vỉ đu chỉnh và đổi tượng áp dụng

1 Thông tư này quy định về giá bản buôn điện, giá bản lẻ điện và hướng dẫn thực hiện giá bản điện năm 2010

3 Thông tư này áp dụng cho các tổ chức, cả nhân mua bán điện từ hệ thống diện

quốc gia

+ Did 4 Giá bản điện theo thd gian sử dung trong ngày

“Giá bán điện được quy định theo thời gian sử dụng điện trong ngày (sau đây gọi

h thức ba giá) như sau:

1 Giờ bình thưởng,

3) Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy

- Tử 04 giờ 00 đến 9 giờ 30 (05 giờ và 30 phú)

~ Từ 11 giờ 30 đến 17 giờ 00 (05 giờ và 30 phút);

- Từ 20 giờ 00 đến 22 giờ 09/02 gi)

b) Ngày Chủ nhật

“Từ 04 giờ 00 đến 22 giờ 00 (1š gi)

2 Giờcao điển

3) Gồm các ngày từ thứ Hai đến thứ Bảy

- Từ 09 giờ 30 đến L1 giờ 30/02 gi),

- Từ 17 giờ 00 đến 20 giờ 00 03 gi)

by Ngày Chủ nhật: không có giờ cao điểm.

+ Mùa mưa được tinh từ ngày 01 thắng 07 đến ngày 31 thẳng 10.

+ Mùa khô được tính từ ngày 01 thing 11 đến ngày 30 tháng 6 năm sau

Ấp dụng cho các TTD nhỏ sử dụng năng lượng tải tạo đấu nổi với lưới điện

quốc gia

- Quyết định số 74/ QD ~ ĐTĐL, ngày 24 thing 12 năm 2008 của Cục tưởng

Cục điều tết điện lực bảng 2.2:

Bang 2.2: Bảng giá bán điện theo mùa 3 miễn

Mùa khô Mùa mưa

Giờ | Giờ | Giờ | Giờ | Giờ | Giờ | Phân

cao | Đình | thấp | cao | bình | thấp | điện

điểm, | thường | điểm | điểm | thường | điểm | năng

| dư Giá điện năng

(đ/EWh)

Miễn Bắc 433| 4l9| 415 4$3| 472) 470] 235 Miền Trung 403| 4H1Ị 418) ais} 427) 439] 220

Miền Nam 428| 427| 426| 453| 45I| 447] 223

Gia công suất (cho 1/674

cả 3 miễn) (WkWh)

‘va mùa khô theo bảng giá 2.3

'Vương Thanh Hà

Bang 2.3: Bảng giá bán điện tính toán

mùa mưa | Giá tiễn mùa khô Điện năng

(VND) (ND)

Giữ cáo dig (E,) 483 2109

Giữ bình thường (Ey + a9

Giữ thấp điểm (E) 370 35

Điện năng dư (E)) T2

2.1.2 Giải pháp thấy năng kink t năng lượng

Dựa trên các cơ sở đó quyết định giái pháp là phân tích kinh t, tính toán thủy

năng kinh tế năng lượng là công cụ để thực hiện giải pháp này Nó mô phỏng hoạt

động tong tương lại của các trạm thủy điện trong các điều xây dựng khác nhau, tính toán kinh tế so sánh các phương án, lựa chọn giải pháp xây đựng.

2.2 Các giải

2.2.1 Cơ sở và chọn loại hình điều tí

- Xét quan hệ thay văn ding chảy, quan hệ địa hình, địa chất đã Khảo sắt nh toán điều tiết dai hạn (điều tiết năm hoặc nhiều năm) Công trình điều tiết dài hạn có

giá trị cao trong thực tiễn do có hỏ chứa lớn, công suất cao, tham gia nhiều thành phần

công suất, đảm bảo an toàn cấp điện cho hệ thống Tuy nhiên, nâng cao khả năng điều

tiết của các TTD này bằng các giải pháp công tinh (nạo vét, đào bể.) tì không có

giá cao, Do đố, trong phạm vi luận văn em không xếttới

- Trong khả năng không thé điều tiết dài hạn ta tinh tới điều tiết ngay đêm:

> Đối với dia hình thuận lợi tạo lồng hỗ: Hỗ ch lớn thì địa hình trồng, cột

nước thấp, hình thành hồ chứa rộng Với TTD điều tiết ngày đêm hồ

chứa lớn, chỉ phí bỏ ra để thực hiện các biện pháp công trình nâng cao.

khả năng điều tiết thường rất lớn, cao hơn so với kinh phí thu được do

năng cao khả năng điều ết, Vi vậy, trong phạm vi luận văn em không

Xétới khả năng này,

ngày đêm địa

không.

thuận lợi ụo hd chứa nên hỗ chứa thường chọn bằng cách chọn vị tr

> Trong phạm vi luận vị

hình đốc, cột nước cao, đưa nước vào bằng kênh dẫn Dia

em nghiên cứu các TTD điều t

trũng ở trên đường dẫn kênh nên hồ chứa thường là vừa hoặc nhỏ

~ Tinh to tới TTD không điều tết trong trường hợp không thể điều tiết ngàyđêm bằng các giải pháp công tinh, Em không xét tới tong phạm vỉ luận án

2.2.2 Các gi pháp công trình cho TTD điều tắt ngày:

aX đập:

Đối với TT được xây dựng trên địa hình dốc vừa, xây đập tạo dung tích hồ và cột nước,

8 Nao vớt + xây đập

Đối với TTD được xây dưng trên dia hình đốc hơn, đất King đọng nên ta kết hợp,

xây dip và nạo vớt lông hồ.

c Đào bé điều tế ney

Đối với TTD được xây dựng trên dia bình rất đốc, nu chọn giải pháp xây đập

thì đập phải rất cao Tận dụng chỗ tring địa hình đào bể điều tiết là phương án được Xết tới trong trường hợp này

- Công dụng: BE điều tiết ngày cho phép trữ nước để trạm thuỷ điện tiến hành

điều tiết ngày Khi lưu lượng yêu cầu phát điện giảm nhỏ nước được trữ vào bể điềutiết ngày để cung cấp cho trạm thuỷ điện khi cần tăng công suất, vì thé đoạn kênh dẫn

trước bể điều tiết ngày được thiết kế với lưu lượng phát điện lớn nhất.

~ Câu to bé điều tết ngày:

Ding tích hữu ích của bể điều tiết ngày nói chung khoảng 20- 25% lượng nước

dùng trong ngày, việc xác định nó thưởng thông qua tính toán thuỷ năng Với dung tích hữu ích đã biết, để xác định độ sâu công tae (trong ứng với diện tích mặt bổ) cần dựa

trên cơ sở so sánh kinh tế- kĩ thuật Độ sâu công tác của bể điều tiết ngày phụ thuộc

'Vương Thanh Hà.

vào điều kiện địa hình, địa chất ving đặt bể và điều kiện thi công Trong thực tế, độ

âu công tác của bể điều tiết ngày của TTD thay đổi rong khoảng từ 0.3:0,5 m đến

67m

Dung tích chết của bể điều tiết ngày phụ thuộc vào điều kiện địa hình nơi xây

bể, Tuy heo điều kiện cụ th, nêu lợi dụng được cic hồ tự nhiên, vồng đất ting, khe

su thì dung tích chết có thể khác nhau Nếu bể i long sông để làm bể điều tiết ng

điều tiết ngày hoàn toàn nhân tạo, dung tích của nó không lợi dụng được điều kiện địahình thi phần dung tích chết phi là tối thiểu cin thiết cho điều kiện lắng đọng bin cátThông thường độ sâu phần dung tích chết lấy bằng 1+2 m

Hình 2.3: Be đu dt ngày của tam thuỷ điện

1-đường him dẫn nước không Clu máng; 3- công trinh hạn chế giảm mực nước

trong đường din khi mực mước bể điều tiết ngảy hạ thấp; 4- kênh xế; 5- công trìngăn cich BĐT ngiy và be ấp lục; 6 các cửa lẾy nước TB; 7-công trình xa nước; R-

hành lang xả cấu 9-cứa văn cũng

- Vị i của bể điều tết ngày:

Việc bổ tri bể điều tết ngày phụ thuộc vào điều kiện địa hình, địa chit Khi bổ,

ha phải xem xét khả năng sử dụng các hd tự nhiên, vùng tring, khe st

hoặc sông trên tuyển đường dn hoặc gần với nó, đồng thời cần xem xế địa chất khuvực bố trí bể di tiết ngày để có biện pháp xử lí hoặc đưa ra phương án lựa chọn vị trí

Để dip ứng điều kiện làm việc của TTD điều tiết ngày, đoạn kênh nồi bễ áp lựcvới bể diều tiết ngày cin làm theo bình thức tự digu tiết và nó được gọi là "kênh cao

điểm", Để giảm chiều cao tường bổ áp lực, cửa nước vio và bờ đoạn kênh này, bé điều

tiết ngày bổ trí càng gần bể áp lực cảng có lợi Trong thực tế có ba phương án bố trí beđiều tết ngày trên đường dẫn;

+ Phương án 1 Bé điều tiết ngày bố trí khoảng giữa tuyển kênh Với phương.

ấn này sẽ hình thành đoạn “kênh cao điểm” và có ba hình thức bé tri: phương án [a

với hình thức bố trí bễ điều tiết ngày bên cạnh tuyến đường dẫn, có đoạn kênh nồi và công trình ngăn cách.

Phuong án bố trí với bể điều tiết ngày đặt trực tiếp trên đường din (phương án

1-b) chỉ ứng dụng khi dao động mục nước trong nó nhỏ (độ sâu công tác của bể nhỏ tức

là diện tích bé lớn), khi có thé sử dụng hỗ chứa tự nhiên, địa hình trăng hoặc lồng sôngsuối cắt qua tuyển đường dẫn để tạo bổ,

Phương thức bé trí I-c là một hình thức cải tiến phương án I-b Để giảm bớt

lượng bùn cát King đọng trong mùa lũ người ta xây dựng thêm đoạn kênh xế bên cạnh

bé áp lục để chuyển vật nỗi và bùn cát nếu như không đồng biển pháp lắng sạch trước

khí vio bể điều tiết ngày.

+ Phương án II: Bé điều tiết ngày bố trí ở cuối đường dẫn không áp Với hình

thức nay bể điều tết ngày được bé trí bên cạnh bé áp lực hoc trồng với nó sẽ cho phép

giảm được chiều cao cửa lấy nước và bo bể áp lực một lượng bằng tổn thất cột nước

trong kênh nổi vả trong kênh cao điểm Phương ăn này cũng có ba hình thức bổ tí

tương tự như ở phương án Ï

+ Phương án Ill: Bể điều tiết ngày bố trí cách bể áp lực một khoảng nao đó và

dang đường dẫn nỗi với đường dẫn cỗ áp hoặc đường ống dẫn nước turbin (hinh 3-20

phương án H-a,b)

'Vương Thanh Hà.

Hình 2.4: Các phương dn bb trí bể điều tiết ngày của tram thuỷ điện

1- Đường dẫn; 2- Kênh nỗ; 3- Trân ở cửa nước vio; 4 Kênh cao điểm; 5- BE áp lục;

6 Kênh xế 7- Bậc nước; 8- Trin có đốc nước và tiêu năng: 9- Công tình nồi tiếp giãn

ce bổ: 10- Công trình tháo nước; 11- Cửa van; 12- Đoạn đường dẫn có dp; 13- Đường

ing 14+ ông dẫn nước turbin.

Noi chung vị í bể điều tit ngày có ảnh hưởng đến chế độ thuỷ lực trong đường

dẫn nước TTD Phương ân lựa chọn cuối cùng phải dựa trên cơ sở sơ sinh kinh tế = kĩthuật một số phương án khả dụng VỀ nguyên tắc cổ gắng để bổ tri bể điều tiết ngày

gần với bể áp lực và chú ý đến việc lợi dụng các điều kiện địa hình tự nhiên để giảm khối lượng chung cho toàn bộ công trình Khi bể điều tiết ngày là một công trình độc lập tích rời với đường dẫn và b áp lự thi phương php ndi tiếp chúng phải trên cơ sở tính toán so sánh phương án Có nhiều phương án tiếp chúng, nhưng trong thành.

Š tách rời bể BTN khi sửaphần của các công trình nổi tiếp nhất thiết phải cổ cửa văn đ

chữa hoặc nạo vét bùn cất

‘Tom lại, chọn giải pháp công trình là bài toán phân tí

và không điều tiết Chọn gidi pháp đi

tăng von đầu tư xây dựng và lợi nhuận thu được do bán điện Căn cứ vào giá do BCT

kinh tế giữa giải pháp.

di tiết nay sinh ra mâu thuẫn giữa việc

ban hành xây dựng giá chấp nhận được để tăng Im'dung tích

'CHƯƠNG 3: HO DIEU TIẾT NGÀY VÀ HIỆU QUA KINH TE CUA DIEU

TIET NGAY

Nhiệm vu:

~ Tính toán điện năng năm của tram thủy điện trường hợp TTD không điều tiết,theo các giờ cao điểm, thấp điểm, trung bình trong ngày, tính giá trị kinh tế của công

trình theo các cơ sở kinh tế trên đã phân tích.

~ Tinh toán điện năng năm của TTD trưởng hop TTD điều tiết ngày đêm, theocác giờ cao điểm, thấp điểm, trung bình trong ngảy Tinh giá tr kinh tế thu được

~ Tính giá trị lợi nhuận thu được do chênh lệch giá giữa 2 loại điều tiết Từ đó,tính được giá chấp nhận được để tăng 1 mỶ cột nước, vẽ biểu đồ quan hệ giữa giá chấp

nhận được (GCN) và cột nước (H) Phân tích các biện pháp công trình

3.1 Phương pháp tính to inh tế năng lượng:

3,11 Tính toán điện năng theo giờ sử dụng trong ngày:

~ Công thức tính toán thủy năng:

N=Kou

Trong đó

+ K: Hệ số công suất

+ Q: Lưu lượng phát điện, (m 9)

+H: Cột nước phát điện, (m) H = Z„ = Za(Q) — hy(Q)

+2: Mực nước bình quân thượng lưu, (1).

+ Zu(Q): Mực nước hạ lưu ứng với lưu lượng phát điện, (m).

+ he(Q): Cột nước tổn thất ứng với lưu lượng phát điện, (m)

Trong tinh toán thủy năng ta mu tiên phít điện như sau: đồng toàn bộ lượng nước đến dé phit vào giờ cao điểm, nếu còn thi phát giờ bình thường, sau đó là dung

+ Ty Số giờ bình thường trong một ngày, (h).

'Vương Thanh Hà.