sử dụng công cụ AHP, công cụ Solver và Data table trong giải quyết bài toán môi trường thực tế. Giải quyết nhanh các quyết định, lựa chọn ràng buộc và giải quyết. Lý thuyết sử dụng AHP, solver và data table. Giải bài toán AHP bằng chương trình ODM 1.0.1
BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN HỆ THỐNG HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO SỐ 2: ÁP DỤNG CÔNG CỤ RA QUYẾT ĐỊNH TRONG GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN XÂY DỰNG NHÀ MÁY ĐIỆN TRẤU TẠI AN GIANG GVHD: TS PHẠM QUỐC TRUNG SVTH: LÊ NGUYỄN TUYẾT NGÂN 1570916 LÊ THỊ BẠCH TUYẾT 1570923 BÙI MAI LINH 1570913 Tp Hồ Chí Minh, 10/2016 BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU Đặt vấn đề: Là quốc gia phát triển, Việt Nam phải đối phó với nhiều thách thức khả đáp ứng nhu cầu lượng Tuy vậy, với lợi quốc gia nông nghiệp đứng thứ hai giới lĩnh vực xuất gạo với trữ lượng lớn tập trung đồng sông Hồng đồng sông Cửu Long Và An Giang tỉnh có sản lượng lúa lớn vùng Đồng sông Cửu Long, với sản lượng khoảng 4.009.800 lúa/năm địa phương đầu ứng dụng kỹ thuật vào canh tác lúa, xây dựng vùng lúa chất lượng BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ cao hoạt động xay xát lúa gạo Tuy nhiên, thực tế cho thấy số lượng lớn chất thải từ lúa chưa quy hoạch sử dụng hợp lý: lượng lớn rơm rạ bị đốt bỏ đồng ruộng; vỏ trấu bán làm nhiên liệu cho lò gạch chế biến thành nguyên liệu lượng củi trấu, trấu việc chưa đạt hiệu cao; phần lớn trấu trước thải bỏ kênh rạch Với tiềm lớn kết hợp với nhu cầu lượng tỉnh An Giang, mục tiêu quản lý sử dụng lượng từ chất thải từ lúa điều kiện biến đổi khí hậu Để giải hết lượng trấu phát sinh, tỉnh An Giang lên kế hoạch xây dựng nhà máy điên trấu với công suất 0.5MW, 1MW, 3MW, 5MW để giảm thiểu việc xả thải trấu, đáp ứng nhu cầu lượng địa phương gia tăng giá trị kinh tế địa phương Nhưng tỉnh cần giải toán lựa chọn công nghệ sản xuất lợi ích chi phí để đạt lợi nhuận tối da Do công cụ hỗ trợ định xem xét sử dụng Và đề tài “Áp dụng công cụ định giải toán xây dựng nhà máy điện trấu An Giang” đời Mục tiêu đề tài: Sử dụng công cụ tính toán để giải toán tối ưu lợi nhuận việc xây dựng nhà máy điện trấu tỉnh An Giang Nội dung đề tài: - Tổng quan phương pháp AHP, Solver, Data Table Tổng quan công nghệ sử dụng việc sản xuất điện trấu Tổng quan tỉnh An Giang tiềm sinh khối sản xuất điện trấu địa phương Sử dụng cá công cụ AHP, Solver Data Table để giải toán tối ưu lợi nhuận - việc sản xuất điện trấu An Giang Đánh giá kết phân tích Đối tượng nghiên cứu: - Phương pháp AHP Công cụ Solver Công cụ Data table Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp phân tích Phương pháp tổng quan tài liệu tỉnh An Giang, điện sinh khối, công nghệ sản xuất - công cụ hỗ trợ định Phương pháp AHP để lựa chọn công nghệ sản xuất Phương pháp Solver để lựa chọn công suất cho nhà máy Phương pháp Data Table để xác định cặp chí phí sản xuất 1KW lượng điện sản xuất đạt lợi nhuận tối đa - Phương pháp đánh giá nhanh BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần hỗ trợ tỉnh An Giang việc định lựa chọn công nghệ sản xuất điện phù hợp nhất, mang lại hiệu kinh tế, chi phí thấp nhằm giải toán thiếu hụt lượng, góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường, giải vấn đề tồn đọng quản lý sử dụng chất thải từ lúa… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ AHP VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN SINH KHỐI TỪ TRẤU 1.1 Phương pháp AHP: 1.1.1 Tổng quan AHP: - AHP phương pháp định lượng, dùng để xếp phương án định - chọn phương án thỏa mãn tiêu chuẩn cho trước AHP trình phát triển tỷ số hạng cho phương án định dựa theo tiêu chuẩn nhà định 1.1.2 - Mục tiêu AHP: AHP trả lời câu hỏi như: Chúng ta nên chọn phương án nào? Hay Phương án tốt nhất? cách chọn phương án tốt thỏa mãn tiêu chuẩn nhà định 1.1.3 - Nguyên tắc AHP: AHP phương pháp định đa mục tiêu đề xuất Saaty (1980) Dựa so sánh cặp, AHP mô tả với nguyên tắc chính: phân tích, đánh giá tổng hợp Trước tiên, AHP phân tích vấn đề phức tạp, đa tiêu chí theo cấu trúc thứ bậc hình BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ Hình Sơ đồ cấu trúc thứ bậc - Sơ đồ cấu trúc thứ bậc bắt đầu với mục tiêu, phân tích qua tiêu chí lớn tiêu chí thành phần, cấp bậc cuối thường bao gồm phương án lựa chọn Quá trình đánh giá sử dụng ma trận so sánh cặp với thang điểm cho trước, xác định trọng số dựa vector riêng ứng với giá trị riêng lớn nhất, sau kiểm tra hệ số quán Cuối cùng, tất trọng số tổng hợp lại để đưa định tốt Quá trình phân tích, xác định trọng số theo AHP mô tả chi tiết tài liệu tham khảo 1.1.4 - AHP sử dụng gì? Các phép toán đơn giản Các tiêu chuẩn (do nhà định thiết lập) Độ ưu tiên cho tiêu chuẩn (do nhà định thiết lập) Bảng độ ưu tiên chuẩn Mức độ ưu tiên Ưu tiên (Equally preferred) Ưu tiên vừa phải (Equally to moderately preferred) Ưu tiên vừa phải (Moderately preferred) Ưu tiên vừa phải ưu tiên (Moderately to strongly preferred) Hơi ưu tiên (Strongly preferred) Hơi ưu tiên ưu tiên (Strongly to very strongly preferred) Rất ưu tiên (Very strongly preferred) Rất ưu tiên vô ưu tiên (Very strongly to extremely preferred) Vô ưu tiên (Extremely preferred) 1.2 Công cụ Solver: 1.2.1 Giá trị số Công cụ Solver MS Excel giải toán tối ưu: Đối với việc tìm lời giải cho toán tối ưu (optimal problem) khó khăn lớn biết thuật toán chi phí tính toán lớn liệu cần xử lý (tính toán) số phương án ứng viên (candidate solution) nhiều Vì vậy, việc tính toán thủ công để tìm phương án tối ưu thực tế không khả thi Để giải khó khăn này, MS Excel xây dựng công cụ Solver giúp giải toán tối ưu Bài viết giới thiệu cách sử dụng công cụ Solver để tìm phương án tối ưu thông qua số toán tối ưu quen thuộc toán vận tải, toán nguyên vật liệu sản xuất Do viết tập trung vào việc minh họa cách sử dụng Solver để tìm phương án tối ưu nên không trình bày lại chi tiết cách giải toán Các toán thường trình bày chi tiết môn học Qui hoạch tuyến tính 1.2.2 Quy trình để giải toán tối ưu sử dụng Solver thực theo bước sau: Xây dựng hàm mục tiêu (Objective Function) Xây dựng ràng buộc (Constraints) BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ Tổ chức liệu bảng tính Excel Sử dụng Solver để tìm phương án tối ưu 1.3 Công nghệ thông dụng sản xuất điện sinh khối: Cho đến ngày nay, có nhiều kỹ thuật chuyển sinh khối thành điện Các công nghệ phổ biến bao gồm: đốt trực tiếp tạo nước thông thường (direct-fired or conventional steam approach), nhiệt phân (pyrolysis), đốt kết hợp co-firing, khí hóa biomass gasification), tiêu yếm khí (anearobic digestion), sản xuất điện từ khí thải bãi chôn lấp rác Đề tài tập trung giới thiệu 02 loại hình công nghệ là: lò đốt trực tiếp khí hóa sinh khối, cụ thể sau: 1.3.1 Lò đốt tầng sôi: Trong xu hướng phát triển nay, công nghệ đốt tầng sôi tuần hoàn (CFB) sử dụng rộng rãi cho đốt nhiên liệu rắn than, biomass đặc biệt nhiên liệu trấu Công nghệ tầng sôi thiết bị lượng (công suất nhiệt từ 50 MW trở lên) bắt đầu áp dụng rộng rãi từ năm 1970 sức ép tiêu chuẩn khắt khe phát thải độc hại Hiện giới vận hành 1.000 lò tầng sôi [11] Buồng đốt tầng sôi tương tự buồng đốt truyền thống khác trình cháy nhiên liệu trì trạng thái lơ lửng tầng sôi dòng khí thổi từ lên Nhiệt độ cháy buồng lửa tầng sôi thấp buồng lửa ghi, nên cấu trúc tro xỉ sinh chiếm tỷ lệ nhỏ tro xỉ có cấu trúc tinh thẻ định hình Việc đốt nhiên liệu trấu vòi đốt tầng sôi kiểm soát nhiệt độ cháy buồng đốt thông qua lưu lượng nhiên liệu cấp vào, lưu lượng không khí cung cấp vào buồng lửa tầng sôi tối ưu khoảng 750 0C, qua hiệu suất lò chất lượng tro xỉ đạt tốt Ưu điểm công nghệ cho hiệu suất buồng lửa cao chất lượng tro xỉ tốt 1.3.2 • Công nghệ khí hóa: Lý thuyết khí hóa: Sản phẩm trình tạo khí (sản xuất khí) gọi khí hóa, trình đốt nhiên liệu rắn (sinh khối) diễn nhiệt độ khoảng 10000C Phản ứng gọi khí hóa Quá trình đốt hoàn toàn sinh khối sinh khí bao gồm nitơ, nước, CO O2 Tuy nhiên trình khí hóa có bổ sung thêm nhiên liệu rắn (đốt không hoàn toàn), sản phẩm trình đốt khí đốt CO, H2, hắc ín bụi [11] Về nguyên tắc, khí hóa trấu trình chuyển đổi nhiên liệu trấu thành khí carbon monoxide (CO), nhiệt phản ứng hóa học oxy không khí với carbon có vật liệu trấu, qua trình xảy cháy Nói đơn giản, từ nhiên liệu trấu ban đầu, trải qua số BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ phản ứng hóa học sinh loại khí có thành phần tương tự khí gas (tức đốt trấu lửa cháy gas) Công nghệ hóa khí sinh khối nói chung hóa khí trấu nói riêng thực theo nhiều phương pháp công nghệ khác Với công nghệ hóa khí ngày phát triển hoàn thiện cho chất lượng sản phẩm khí cao CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ QUY HOẠCH ĐIỆN TRẤU TẠI TỈNH AN GIANG 2.1 Tiềm sinh khối An Giang: An Giang địa phương có sản lượng lúa cao vùng đồng sông Cửu Long nước Năm 1995, tỉnh An Giang sản xuất gần triệu , đến năm 2000 sản lượng lúa thu hoạch tăng lên gần 2,2 triệu (chiếm 14% tổng sản lượng lúa vùng ĐBSCL) Năm 2013, sản lượng lúa tỉnh An Giang ước đạt khoảng triệu đứng thứ hai sau Kiên Giang (chiếm 16,04% tổng sản lượng lúa ĐBSCL chiếm 9% sản lượng lúa nước) Diện tích đất lúa năm An Giang đứng thứ hai nước sau Kiên Giang, vào khoảng 641,3 nghìn ha, chiếm khoảng 14,8% diện tích lúa toàn vùng ĐBSCL 8,1% diện tích lúa nước 2.2 Quy hoạch phát triển điện trấu An Giang: Theo quy hoạch phát triển công nghiệp tỉnh An Giang, Công ty Cổ phần tư vấn xây dựng điện (EVNPECC3) dự báo nhu cầu sử dụng điện cho mục đích sản xuất công nông nghiệp, thương mại, dịch vụ sinh hoạt địa bàn tỉnh sau: Những khu công nghiệp tập trung dựa vào loại hình công nghiệp thường lấy trung bình từ 0,1 - 0,4 MW/ha Chỉ tiêu điện cho nông nghiệp để bơm tưới lấy 0,1 - 0,25 KW/ha, bơm tiêu lấy 0,45 KW/ha Chỉ tiêu chiếu sáng công cộng lấ từ 20 - 40% điện cho sinh hoạt dân cư Tiêu chuẩn cấp điện cho dân cư thị xã, thành phố năm 2010 1800 - 2500 KW/hộ năm (800 - 1100 W/hộ), tương ứng cho dân nông thôn, hải đảo từ 800 - 1500 KWh/hộ/năm (420 700 W/hộ) Năm 2015, tiêu tăng gấp 1,5 đến lần Điện phục vụ công cộng đạt từ 20 - 40% điện sinh hoạt Từ sở trên, dự kiến nhu cầu điện địa bàn tỉnh An Giang đến năm 2020 sau (có phần cấp sang Campuchia Đồng Tháp): Bảng Nhu cầu điện địa bàn tỉnh An Giang đến năm 2020 BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ Năm Chỉ tiêu PA cao PA sở Công suất, MW 217 Năm 2010 Điện thương phẩm, triệu KWh 1.300 Công suất, MW 479 436 Năm 2015 Điện thương phẩm, triệu KWh 2.874 2.644 Công suất, MW 850 767 Năm 2020 Điện thương phẩm, triệu KWh 5.460 4.948 Theo định hướng quy hoạch phát triển lượng tái tạo An Giang, đến năm 2020, An Giang phát triển lượng điện trấu với công suất 30 MW có 02 dự án điện trấu công suất 10 MW huyện Chợ Mới Thoại Sơn Với giả thiết 100% lượng trấu An Giang thu gom làm nguyên liệu để sản xuất điện trấu Theo quy hoạch tỉnh An Giang, từ năm 2012 đến năm 2020 đầu tư xây dựng 03 nhà máy điện trấu công suất 10 MW/nhà máy Nếu 03 dự án điện trấu vào hoạt động tiêu thụ khoảng 397.240 trấu/năm, giải 81,6% lượng trấu An Giang, khoảng 28,4% lượng trấu An Giang dư thừa [5] Để giải hết lượng trấu phát sinh, việc phát triển dự án điện trấu quy mô vừa nhỏ cần thực phù hợp với quy hoạch tỉnh An Giang 2.3 Tầm nhìn, mục tiêu tỉnh An Giang chiến lược tăng trưởng xanh thích ứng ứng biến đổi khí hậu kịch giảm phát thải khí nhà kính sử dụng điện trấu: 2.3.1 Tầm nhìn An Giang năm 2030: Về tổng thể thực theo tầm nhìn chung Việt Nam mục tiêu để giảm phát thải khí nhà kính xanh hóa tiêu dùng, thay dần nhiên liệu sinh học, giảm sử dụng lượng lãng phí gia đình, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp - Trước mắt giai đoạn 2011-2020 giảm phát thải khí nhà kính từ 4-8% so với năm 2013 định hướng đến năm 2030 giảm mức phát thải nhà kính năm 1% -2% - Đối với lúa giảm phát thải nhà kính từ 5% vào năm 2020 so với năm 2013 định hướng đến năm 2030 giảm mức phát thải nhà kính năm 1% Từ việc thu gom rơm, hạn chế sử dụng phân bón thuốc bảo vệ thực vật (phòng ngừa tiêu diệt sâu bệnh biện pháp thay khác) , tái sử dụng rơm, trấu hiệu (phát điện nhiệt, pellets, sản phẩm khác từ rơm trấu ), tiết kiệm lượng sản xuất chế biến lúa gạo 2.3.2 Mục tiêu tỉnh An Giang: Tăng trưởng xanh, giảm phát thải khí nhà kính, gia tăng sản xuất lượng tái tạo, tiết kiệm lượng tất hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp giao thông, đưa cộng đồng đến kinh tế carbon phát triển bền vững Trong báo cáo “Chiến lược quản lý sử dụng lượng sinh khối từ chất thải lúa điều kiện biến đổi khí hậu tỉnh An Giang” (2014) nhấn mạnh tỉnh An Giang quan tâm đến vấn đề quản lý sử dụng lượng từ chất thải lúa điều BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ kiện biến đổi khí hậu Mục tiêu thực kế hoạch chiến lược Tỉnh gồm giai đoạn: Giai đoạn từ năm 2015 - năm 2020 giai đoạn từ năm 2020 - 2030 Bảng Mục tiêu thực kế hoạch chiến lược quản lý sử dụng lượng sinh khối từ chất thải lúa Mục tiêu Diện tích thu gom rơm rạ khỏi đồng ruộng Diện tích trồng lúa áp dụng phải giảm Diện tích trồng lúa giảm hóa chất BVTV sử dụng 25% tổng lượng sử dụng Tỉ lệ trấu thu gom sản xuất điện trấu Tỉ lệ rơm rạ thu gom để sản xuất lượng Lượng CO2 cắt giảm tương ứng (tấn/năm) 2015 - 2020 60% 50% 2020 - 2030 80% 70% 50% 70% 30% 0% 133.932 50% 15% 339.366 CHƯƠNG 3: LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ĐIỆN SINH KHỐI CHO NHÀ MÁY ĐIỆN TRẤU TẠI TỈNH AN GIANG 3.1 Bối cảnh: Trước tình hình lượng trấu dư thừa lớn từ nhà máy xay xát lúa gạo địa bàn tỉnh theo định hướng quy hoạch phát triển lượng tái tạo An Giang, đến năm 2020, An Giang phát triển lượng điện trấu với công suất 30 MW có 02 dự án điện trấu công suất 10 MW huyện Chợ Mới Thoại Sơn Với giả thiết 100% lượng trấu An Giang thu gom làm nguyên liệu để sản xuất điện trấu Theo quy hoạch tỉnh An Giang, từ năm 2012 đến năm 2020 đầu tư xây dựng 03 nhà máy điện trấu công suất 10 MW/nhà máy Nếu 03 dự án điện trấu vào hoạt động tiêu thụ khoảng 397.240 trấu/năm, giải 71,6% lượng trấu An Giang, khoảng 28,4% lượng trấu An Giang dư thừa Để giải hết lượng trấu phát sinh, việc phát triển dự án điện trấu quy mô vừa nhỏ cần thực phù hợp với quy hoạch tỉnh An Giang Và vấn đề phải lựa chọn loại công nghệ sản xuất điện khối phù hợp điều kiện mang lại hiệu cho nhà máy điện quy mô vừa nhỏ Trong đề tài này, đưa việc lựa chọn công nghệ phù hợp cho nhà máy điện 3MW điển hình Bảng Sản lượng trấu An Giang huyện địa bàn tỉnh An Giang năm 2010 STT Đơn vị hành Diện tích (km2) Thành phố Long Xuyên Thị xã Châu Đốc 115,3439 105,2905 Sản lượng lúa (tấn) 71.376 108.445 Sản lượng trấu (tấn) 14.275 21.689 BÁO CÁO THỰC HÀNH SỐ 10 11 Huyện An Phú 226,4171 193.587 38.717 Thị xã Tân Châu 179,6464 217.818 43.564 Huyện Phú Tân 313,4991 425.602 85.120 Huyện Châu Phú 451,0076 554.889 110.978 Huyện Tịnh Biên 354,8909 227.211 45.444 Huyện Tri Tôn 600,3974 486.239 97.248 Huyện Châu Thành 355,0621 411.276 82.255 Huyện Chợ Mới 369,2583 310.431 62.068 Huyện Thoại Sơn 468,8552 652.206 130.441 Tổng sản lượng lúa tỉnh An Giang 3.659.079 731.816 3.2 Sử dụng phương pháp AHP cho việc lựa chọn loại công nghệ sản xuất điện sinh khối cho nhà máy điện 3MW điển hình: Bảng Các yếu tố tác động đến việc lựa chọn công nghệ phù hợp Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa 10 Diện tích nhà máy (ha) Chi phí đầu tư (VNĐ) Chi phí vận hành (VNĐ/năm) 32.550.000 1.302.000 0,5 23.730.000 1.890.000 0,35 Tác động môi trường Giảm 80% trấu thải Giảm 90% trấu thải Thời gian hoàn vốn (năm) Tiết kiệm ròng (VNĐ/năm) 5,2 năm 6.258.000 4,2 năm 5.670.000 Diện tích nhà máy 0,5 0,35 Thời gian h 23.730.0001.890.000 1.302.000 VNĐ VNĐ/năm VNĐ/năm 32.550.000 VNĐ Giảm 80% trấu thải Giảm 90% trấu thải 5,2 năm 4,2 năm 6.258.000 VNĐ/năm 5.670.000 VNĐ/năm Chi phí vận hành Sơ đồ lựa chọn công nghệ cho nhà máy điện trấu Nhà máy điện nhiệt từ trấu Lựa chọn công nghệ Chi phí đầu tư 3.2.1 Ma trận tiêu chuẩn độ ưu tiên cho phương án tiêu chuẩn Chi phí đầu tư (VNĐ/KW) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Chi phí vận hành (VNĐ/KW) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Diện tích nhà máy (ha) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Tác động môi trường Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Thời gian hoàn vốn (năm) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Tiết kiệm ròng (VNĐ/năm) Công nghệ Công nghệ đốt tầng sôi khí hóa 1/7 Đốt8/7 tầng sôi Tổng 8/7 Khí Công nghệ đốt tầng sôi 1/2 3/2 Công nghệ khí hóa Tổng Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa 1/3 4/3 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa 1/6 7/6 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa 1/7 8/7 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng 3/2 4/3 7/6 8/7 Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa 1/2 3/2 Tổng 3/2 3.2.2 Sắp xếp tiêu chuẩn theo thứ tự quan trọng, sử dụng phương pháp hạn mục tiêu Mức ưu tiên lựa chọn tiêu chí: 1- Thời gian hoàn vốn 2- Tiết kiệm ròng hàng năm Đốt tầng sôi 3456- Chi phí đầu tư Tác động môi trường Chi phí vận hành Diện tích nhà máy Các tiêu chuẩn Chi phí đầu tư Chi phí vận hành Diện tích nhà máy (ha) Chi phí đầu tư Chi phí 1/4 vận hành Diện tích nhà máy 1/5 1/3 (ha) Tác động môi 1/2 1/4 trường Thời gian hoàn vốn Tiết kiệm 6 ròng 3.2.3 Áp dụng AHP tính toán kết quả: Tác động môi trường Thời gian Tiết kiệm hoàn vốn ròng 1/8 1/6 1/5 1/4 1/4 1/7 1/6 1/5 1/4 1/3 Kết tính toán: Hình Phân tích độ nhạy 02 công nghệ sản xuất điện sinh khối Hình Kết lựa chọn công nghệ sản xuất điện sinh khối • Tiểu kết: Dựa vào kết tính toán phần mềm ODM, công nghệ sản xuất điện sinh khối từ trấu cho nhà máy điện 3MW công nghệ khí hóa Vì kết cho thấy công nghệ khí hóa có giá trị cao 61,24%, công nghệ lò đốt tầng sôi có giá trị 38,76% CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG CÔNG CỤ SOLVER VÀ DATA TABLE TRONG EXCEL ĐỂ LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG SUẤT TỐI THIỂU HÓA CHI PHÍ & TỐI ĐA HÓA LỢI NHUẬN 4.1 Bài toán xác định quy mô công suất nhằm tối thiểu hóa chi phí: Sau lựa chọn loại công nghệ áp dụng công nghệ khí hóa, ta tiến hành xác định công suất cho nhà máy phát điện khu vực để tối thiểu hóa chi phí Bảng Các hàm ràng buộc cho lựa chọn quy mô công suất Các yếu tố 0.5 MW MW MW MW Chi phí vận hành 1.155.000 1.785.000 1.890.000 2.016.000 VNĐ/tháng Chi phí mua trấu 1.785.800 2.466.200 8.071.400 15.120.000 (VNĐ/tháng) Lượng trấu sử dụng phát 8.929 12.331 40.357 75.600 điện (tấn/năm) Giá bán điện (VNĐ/KW) 1.220 Mô hình toán học toán xác định sản lượng điện sản xuất cho loại nhà máy sản xuất điện theo công suất (0,5 MW, MW, MW 5MW) cho không bị động sản xuất lợi nhuận đạt cao nhất, biết nhà máy sản xuất lượng điện tối đa theo công suất tương ứng (0,5 MW, MW, MW 5MW ngày) Gọi x1, x2, x3, x4 lượng điện sản xuất từ nhà máy điện theo công suất tương ứng 0,5MW, 1MW, 3MW 5MW x1, x2, x3, x4 số nguyên Lượng điện sản xuất cho nhà máy đảm bảo tất nhà máy điện hoạt động tối thiểu 2/3 công suất thiết kế/tháng, thỏa mãn yêu cầu sau: Nhà máy công suất 0.5 MW: lượng điện sản xuất 10.000 KW < x1 < 15.000 KW Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 20.000 KW < x2 < 30.000 KW Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 60.000 KW < x3 < 90.000 KW Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 100.000 KW < x4 < 150.000 KW Lượng điện sản xuất yêu cầu phục vụ cho 2000 hộ dân xã huyện … tỉnh An Giang (quy định định mức sử dụng điện trung bình 100 KW/hộ dân) Hàm ràng buộc : x1 + x2 + x3 + x4 ≥ 200.000 KW Ta tính toán lượng điện sản xuất cho nhà máy để tối ưu hóa lợi nhuận tối ưu hóa chi phí Hàm mục tiêu: Sản lượng điện sản xuất (KW)* giá bán điện (VNĐ/KW) – [chi phí vận hành ĐốtKhí tầng hóasôi (VNĐ/KW) + chi phí mua trấu (VNĐ/KW)]* Sản lượng điện sản xuất (KW) Max Bảng Bảng số liệu tính toán Sản lượng Chi phí vận Chi phí vận Chi phí mua Chi phí Giá bán điện sản hành hành trấu mua trấu điện xuất tối đa (VNĐ/tháng) (VNĐ/KW) (VNĐ/tháng) (VNĐ/KW) 119,053333 (VNĐ/KW) KW/tháng 1.155.000 77 1.785.800 82,2066666 1.220 15.000 1.785.000 1.890.000 2.016.000 59,5 21 13,44 2.466.200 8.071.400 15.120.000 89,68222222 100,8 1.220 1.220 1.220 30.000 90.000 150.000 4.2 Thực tính toán thông qua hàm Solver Excel: Cho giá trị điện sản xuất loại công suất nhà máy 1KW/tháng Nhập bảng Excel hình Hình Các thông số hàm ràng buộc toán Click chuột vào biểu tượng Solver công cụ, lên bảng nhập vào hàm rang buộc xác định Ta có sau Hình Nhập liệu vào hàm Solver Hình Kết chạy mô hình Solver Tiểu kết Lợi nhuận tối ưu đạt 220.033.577,8 VNĐ sản xuất điện lượng điện cho nhà máy sau: - Nhà máy công suất 0.5 MW: lượng điện sản xuất 10.000 KW/tháng Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 20.000 KW/tháng Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 70.000 KW/tháng Nhà máy công suất MW: lượng điện sản xuất 100.000 KW/tháng 4.3 Xác định mối liên quan chi phí sản xuát lợi nhuận cao thông qua Data Table: Xác định chi phí sản xuất sản lượng điện sản xuất để đạt lợi nhuận tối ưu Phương pháp: Phân tích độ nhạy dựa chi phí sản xuất KW điện sản lượng điện sản xuất Bảng Kết tính toán từ hàm Data table SẢN LƯỢNG ĐIỆN SẢN XUẤT (KW/THÁNG) 110,576, CHI PHÍ SẢN 000 15,000 16,950,0 30,000 33,900,0 90,000 101,700, 150,000 169,500, 200,000 226,000, 250,000 282,500, 300,000 339,000, 90 00 16,650,0 00 33,300,0 000 99,900,0 000 166,500, 000 222,000, 000 277,500, 000 333,000, 110 00 16,350,0 00 32,700,0 00 98,100,0 000 163,500, 000 218,000, 000 272,500, 000 327,000, 130 00 16,050,0 00 32,100,0 00 96,300,0 000 160,500, 000 214,000, 000 267,500, 000 321,000, 150 00 15,750,0 00 31,500,0 00 94,500,0 000 157,500, 000 210,000, 000 262,500, 000 315,000, 170 00 15,450,0 00 30,900,0 00 92,700,0 000 154,500, 000 206,000, 000 257,500, 000 309,000, 190 00 00 00 000 000 000 000 XUẤT ĐIỆN (VNĐ/K W) 15,150,0 30,300,0 90,900,0 151,500, 202,000, 252,500, 303,000, 210 00 14,850,0 00 29,700,0 00 89,100,0 000 148,500, 000 198,000, 000 247,500, 000 297,000, 230 00 14,550,0 00 29,100,0 00 87,300,0 000 145,500, 000 194,000, 000 242,500, 000 291,000, 250 00 00 00 000 000 000 000 Tiểu kết: - Khi chi phí tối đa sản lượng điện tối thiểu lợi nhuận tối thiểu 14.550.000 VNĐ/15.000 KW, sản xuất KW điện lợi nhuận 970VNĐ/KW - Ngược lại, chi phí tối thiểu sản lượng điện tối đa lợi nhuận đạt tối đa 339.000.000 VNĐ/ 300.000KW, sản xuất 1KW điện lợi nhuận 1.130 VNĐ/KW CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Mô hình phương pháp hỗ trợ tốt việc định • AHP phương pháp hữu hiệu để hỗ trợ việc lựa chọn phương án, rút ngắn thời gian định, độ xác cao, đơn giản • Phương pháp Solver giải toán tối ưu việc xác định lợi nhuận tối ưu • Phương pháp Data table giải toán phân tích độ nhạy hai chiều hai giá trị biến thiên 5.2 Kiến nghị: Cần lựa chọn nhiều tiêu chí việc xác định công nghệ phù hợp cho việc sản xuất điện trấu Cần mở rộng nghiên cứu phát triễn công nghệ mang lại hiệu kinh tế cao từ nguyên liệu trấu, chất thải từ trình sản xuất lúa gạo để mang đến lợi nhuận cao cho việc canh tác nông nghiệp lúa nước Các liệu đầu vào mô hình cần thu thập cách xác cần thiết để đảm bảo tính đủ chạy mô hình Cần tiến hành chia nhỏ toán, chạy biến số để có nhìn tổng thể xác Việc sử dụng mô hình mang tính chủ quan người sử dụng, cần có tham gia bên có liên quan, chuyên gia lĩnh vực kinh tế, nông nghiệp, môi trường, … để đưa lựa chọn khách quan Quyết định cuối thuộc nhà sản xuất, chủ đầu tư [...]... KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Mô hình là phương pháp hỗ trợ tốt nhất trong việc ra quyết định • AHP là phương pháp hữu hiệu để hỗ trợ trong việc lựa chọn các phương án, rút ngắn thời gian ra quyết định, độ chính xác cao, đơn giản • Phương pháp Solver giải quyết được bài toán tối ưu trong việc xác định lợi nhuận tối ưu • Phương pháp Data table giải quyết bài toán phân tích độ nhạy hai chiều giữa hai giá trị... 3MW là công nghệ khí hóa Vì kết quả cho thấy công nghệ khí hóa có giá trị cao hơn 61,24%, trong khi công nghệ lò đốt tầng sôi có giá trị là 38,76% CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG CÔNG CỤ SOLVER VÀ DATA TABLE TRONG EXCEL ĐỂ LỰA CHỌN QUY MÔ CÔNG SUẤT TỐI THIỂU HÓA CHI PHÍ & TỐI ĐA HÓA LỢI NHUẬN 4.1 Bài toán về xác định quy mô công suất nhằm tối thiểu hóa chi phí: Sau khi lựa chọn được loại công nghệ áp dụng là công. .. tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Thời gian hoàn vốn (năm) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Tiết kiệm ròng (VNĐ/năm) Công nghệ Công nghệ đốt tầng sôi khí hóa 1 1/7 7 1 Đốt8/7 tầng sôi 8 Tổng 8/7 8 Khí Công nghệ đốt tầng sôi 1 1/2 3/2 Công nghệ khí hóa 2 1 3 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi 1 3 4 Công nghệ khí hóa 1/3 1 4/3 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi 1 6 7 Công nghệ khí hóa 1/6 1 7/6 Tổng Công nghệ... công nghệ cho nhà máy điện trấu 3 Nhà máy điện nhiệt từ trấu Lựa chọn công nghệ Chi phí đầu tư 3.2.1 Ma trận tiêu chuẩn và độ ưu tiên cho các phương án trong tiêu chuẩn Chi phí đầu tư (VNĐ/KW) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Chi phí vận hành (VNĐ/KW) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Diện tích nhà máy (ha) Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng Tác động môi trường Công. .. tính đúng và đủ khi chạy mô hình Cần tiến hành chia nhỏ bài toán, chạy từng biến số để có cái nhìn tổng thể và chính xác hơn Việc sử dụng mô hình vẫn mang tính chủ quan của người sử dụng, vì vậy cần có sự tham gia của các bên có liên quan, các chuyên gia trong lĩnh vực kinh tế, nông nghiệp, môi trường, … để cùng nhau đưa ra những lựa chọn khách quan Quyết định cuối cùng vẫn thuộc về nhà sản xuất, chủ đầu... Tiết kiệm 6 4 6 ròng 3.2.3 Áp dụng AHP trong tính toán kết quả: Tác động môi trường Thời gian Tiết kiệm hoàn vốn ròng 2 1/8 1/6 4 1/5 1/4 1/4 1/7 1/6 1 1/5 1/4 5 1 3 4 1/3 1 Kết quả tính toán: Hình 2 Phân tích độ nhạy của 02 công nghệ sản xuất điện sinh khối Hình 3 Kết quả lựa chọn công nghệ sản xuất điện sinh khối • Tiểu kết: Dựa vào kết quả tính toán bằng phần mềm ODM, công nghệ sản xuất điện sinh... Công nghệ đốt tầng sôi 1 6 7 Công nghệ khí hóa 1/6 1 7/6 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi 1 7 8 Công nghệ khí hóa 1/7 1 8/7 Tổng Công nghệ đốt tầng sôi Công nghệ khí hóa Tổng 3 3/2 4/3 4 7/6 6 8/7 8 Công nghệ đốt tầng sôi 1 2 3 Công nghệ khí hóa 1/2 1 3/2 Tổng 3/2 3 3.2.2 Sắp xếp các tiêu chuẩn theo thứ tự quan trọng, sử dụng cùng một phương pháp sắp hạn mỗi mục tiêu Mức ưu tiên lựa chọn các tiêu chí: 1- Thời... 1.220 1.220 30.000 90.000 150.000 4.2 Thực hiện tính toán thông qua hàm Solver trong Excel: Cho giá trị điện sản xuất của từng loại công suất nhà máy là 1KW/tháng Nhập bảng Excel như hình dưới Hình 4 Các thông số và hàm ràng buộc của bài toán Click chuột vào biểu tượng Solver trên thanh công cụ, hiện lên bảng và nhập vào các hàm rang buộc đã được xác định ở trên Ta có hình như sau Hình 5 Nhập dữ liệu vào... 12.331 40.357 75.600 điện (tấn/năm) Giá bán điện (VNĐ/KW) 1.220 Mô hình toán học của bài toán xác định sản lượng điện sản xuất cho từng loại nhà máy sản xuất điện theo công suất (0,5 MW, 1 MW, 3 MW và 5MW) sao cho không bị động trong sản xuất và lợi nhuận đạt được cao nhất, biết rằng mỗi nhà máy chỉ có thể sản xuất lượng điện tối đa theo công suất tương ứng (0,5 MW, 1 MW, 3 MW và 5MW mỗi ngày) Gọi x1, x2,... là công nghệ khí hóa, ta tiến hành xác định công suất cho các nhà máy phát điện trong khu vực để tối thiểu hóa chi phí Bảng 5 Các hàm ràng buộc cho lựa chọn quy mô công suất Các yếu tố 0.5 MW 1 MW 3 MW 5 MW Chi phí vận hành 1.155.000 1.785.000 1.890.000 2.016.000 VNĐ/tháng Chi phí mua trấu 1.785.800 2.466.200 8.071.400 15.120.000 (VNĐ/tháng) Lượng trấu sử dụng phát 8.929 12.331 40.357 75.600 điện (tấn/năm)