Nghiên cứu ảnh hưởng phương thức cấp nước đến hiệu lượng Nhà Máy thủy điện nghiên cứu phân phối điện bảo đảm cho Nhà Máy thủy điện Ths Nguyễn văn nghĩa BM Thiết bị Thủy - Đại học Thủy lợi Tóm tắt: Nghiên cứu phương thức cấp nước khác qua xem xét ảnh hưởng đến hiệu điện trạm thủy điện (TTĐ) hệ thống điện Trong phạm vi báo đề cập đến việc nghiên cứu hồ chứa có dung tích điều tiết mùa trở lên Từ đề xuất phương án phân phối điện đảm bảo cho nhà máy thủy điện (NMTĐ) để đem lại hiệu cho hệ thống điện I Đặt vấn đề Việc đánh giá hiệu khai thác hồ chứa hệ thống điện phải tiến hành quan điểm hiệu toàn hệ thống Cho nên chế độ khai thác hồ chứa lý thuyết mà nói phải xác định theo mô hình tối ưu với tiêu chuẩn định tương ứng với năm: nhiều nước, năm kiệt thiết kế năm nước Mô hình tối ưu cho năm nhiều nước tiêu chuẩn chi phí nhiên liệu cho toàn hệ thống C nlHT Tuy nhiªn thùc tÕ cho thÊy viƯc sử dụng mô hình tối ưu tiến hành điều kiện dự báo thủy văn dài hạn không đảm bảo độ tin cậy, thông thường ngêi ta sư dơng biĨu ®å ®iỊu phèi ®Ĩ vËn hành hồ chứa Đối với NMTĐ, đặc điểm chế độ thủy văn, địa hình khác nên ảnh hưởng chế độ khai thác đến hiệu lượng khác Việc phân phối điện bảo đảm theo tháng năm cho TTĐ cần phải dựa vào đặc điểm cấp nước TTĐ để đảm bảo vừa nâng cao công suất vừa đảm bảo nâng cao điện II Nghiên cứu ảnh hưởng phương thức cấp nước đến hiệu lượng công suất trạm thủy điện Để nghiên cứu ảnh hưởng chế độ khai thác hồ chứa đến hiệu lượng tác giả sử dụng thuật toán tính toán thủy sau đây: - Tính toán thủy khai thác với lưu lượng không đổi Q=const - Tính toán thủy khai thác hồ chứa theo phương thức công suất không đổi N=const - Tính toán tối ưu theo tiêu chuẩn max điện cho số hồ chứa Mô hình tối ưu sử dụng mô hình đơn giản Tác giả sử dụng thuật toán để tính toán cho điều kiện thủy văn thiết kế TTĐ có đặc trưng khác Kết tính toán thể bảng Bảng 1: Chênh lệch lượng mùa kiệt phương thức Q=const N=const Emax 1071.03 132.00 711.00 6503.65 351.570 375.045 778.953 2557.188 355.109 381.015 794.922 2581.010 355.707 387.519 795.388 2637.147 108.57 5650.00 309.192 2743.525 313.488 2764.436 313.666 2835.529 1.39 0.76 Hmax(m) hct/Hmax Vhi.106(m3) Bản Chát Huội Quảng Lai Châu Sơn La 22.1 20 25 40 101.9 174.9 99.3 101.6 0.22 0.11 0.25 0.39 Nậm Chiến Hoà Bình 39 35 664.57 103 0.06 0.34 152 Emk.106(kwh) Chªnh lƯch (2-1) (3-2) % % 1.01 0.17 1.59 1.71 2.05 0.06 0.93 2.17 hct(m) TT§ 0.06 2.57 Emk.106(kwh) Q=const N=const Emax 1699.00 470.84 845.75 155.14 925.344 273.822 483.772 718.083 967.854 283.716 491.385 728.104 1017.778 306.869 499.714 728.586 Chªnh lƯch (2-1) (3-2) % % 4.59 5.16 3.61 8.16 1.57 1.69 1.40 0.07 781.54 1087.630 1103.742 1119.058 1.48 TT§ hct(m) Hmax(m) hct/Hmax Vhi.10 (m ) Tuyên Quang HủaNa Bản Lả Đa Nhim 30 40 22.5 24 72.3 120.3 122.5 1019 0.41 0.33 0.18 0.02 25 204.3 0.12 Yaly Kết tính toán cho thấy điều kiện thủy văn chế độ khai thác khác cho sản lượng điện khác Phương thức khai thác tối ưu cho sản lượng điện lớn đường trình biến đổi mực nước thượng lưu cao Đặc điểm phương thức điện tháng cuối mùa cấp lớn nhiều so với điện tháng đầu mùa cấp Phương thức cho sản lượng điện phương thức Q=const đường trình mực nước thượng lưu thấp Phân bố điện theo 1.39 phương thức thiên lớn vào đầu mùa kiệt Phương thức N=const cho kết điện lớn thứ hai đường trình mực nước thượng lưu còng cao thø hai Nh thÕ chÕ ®é cÊp níc hay đường trình mực nước thượng lưu ảnh hưởng đến hiệu lượng, mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào đặc điểm nhà máy thủy điện (xem bảng 1) * Thuật toán tối ưu theo tiêu chuẩn max điện năng: 153 Mô hình tối ưu (hàm mục tiêu): ETĐ max hay ETĐ(Ztl1, Ztl2, , Ztln) max Các điều kiện ràng buộc: - Ràng buộc mực nước thượng lưu: MNC Ztlt MNDBT; TTĐ có phòng lũ kết hợp Ztlt tháng phòng lũ phải thoả mãn Ztlt MNTL Trong Ztlt mực nước thượng lưu thời đoạn thứ t - Ràng buộc vỊ lu lỵng: KD QTDt QTDt QTDt - Ràng buộc công suất khả dụng: KD N TDt N TDt N TDt Tác giả sử dụng phần mềm Solver Excel để giải toán Đối với TTĐ có hồ chứa nhỏ Nậm Chiến, Đa Nhim ảnh hưởng việc sử dụng công suất đầu hay cuối mùa cấp không bị ảnh hưởng nhiều Ngoài TTĐ có cột nước cao, tỷ số hct/Hmax nhỏ YaLy, Đa Nhim, Bản Lả, Lai Châu, Nậm Chiến chế độ cấp nước không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu lượng công suất TTĐ Với TTĐ có dung tích lớn, tỷ số hct/Hmax lớn Hoà Bình, Sơn La, HủaNa, Tuyên Quang chế độ cấp nước ảnh hưởng lớn đến công suất điện TTĐ Nghiên cứu cho thấy với TTĐ có tỷ số hct/Hmax > 0.3 ảnh hưởng chế độ cấp nước đến hiệu lượng đáng kể, với TTĐ nên tăng công suất cuối mùa kiệt vừa tăng điện lượng mùa kiệt đồng thời thoả mãn nhu cầu phụ tải cao vào mùa kiệt Còn TTĐ có tỷ số hct/Hmax nhỏ, cột nước cao hệ số điều tiết nhỏ (như Lai Châu) nên tập trung phát vào đầu mùa cấp ảnh hưởng không đáng kể III Nghiên cứu phương pháp phân phối điện bảo đảm cho TTĐ làm việc hệ thống nhằm nâng cao hiệu công suất điện Việc phân phối điện bảo đảm cho TTĐ xây dựng sở toán tối ưu theo tiêu chuẩn Trong phạm vi báo tác giả nghiên cứu phân phối lại điện bảo đảm theo tháng TTĐ bậc thang sông Đà sở nghiên cứu đặc điểm riêng trạm Trên sở phân phối công suất bảo đảm tháng năm, tài liệu quan trắc dự báo thủy văn dài hạn xác sử dụng mô hình tối ưu để ®iỊu khiĨn hå chøa Tuy nhiªn hiƯn viƯc dù báo thủy văn dài hạn có kết xác khó khăn nên phương pháp thường sử dụng Biểu đồ điều phối (BĐĐP) Tiến hành xây dựng BĐĐP cho TTĐ làm việc bậc thang sông Đà, tính toán thủy có BĐĐP hai trường hợp là: phát với N = const phát với công suất phân phối lại Kết thu cho thấy hai trường hợp TTĐ làm việc độc lập phối hợp với cho thấy điện mùa kiệt điện năm tăng phân phối lại điện bảo đảm, cụ thể bảng đây: Bảng tổng hợp điện năm theo hai phương thức Thông số N=const Ptk 90% Emk(Gwh) Độc lập Phối hợp 9869,47 10730,01 10812,79 §éc lËp 22726,53 23889,50 95% 50% 5% 9842,82 12219,82 14314,19 22598,42 27594,47 31009,62 154 10516,56 12220,85 14049,61 Ph©n phối lại công suât En 24505,12 Emk Độc lập Phối hợp 10458,02 10979,93 11297,62 Độc lập 23795,25 24580,06 25340,09 23776,05 27771,47 30318,35 10431,64 12468,94 14642,54 23667,61 28529,07 32101,55 24607,46 28520,76 31291,05 Phèi hỵp 10902,00 12453,87 14467,58 En Phèi hỵp IV Kết luận Dựa nghiên cứu ảnh hưởng phương thức cấp nước đến hiệu lượng TTĐ, tác giả đưa số kết luận sau: - Nên phân phối lại điện cho TTĐ theo đặc điểm riêng (mức độ ảnh hưởng phương thức cấp nước đến hiệu TTĐ) hồ chứa đồng thời kết hợp việc xây dựng hồ chứa để vận hành TTĐ dự báo thủy văn chưa xác, có phát huy hết hiệu TTĐ nhằm nâng cao hiệu cho hệ thống điện - Với TTĐ có cột nước cao, hệ số điều V tiÕt hi nhá, tû sè hct/Hmax nhá ¶nh hëng W0 cđa chÕ ®é cÊp níc ®Õn hiƯu lượng không nhỏ nên để TTĐ phát với công suất lớn vào đầu mùa kiệt (gần với phương thức Q=const) V - Với TTĐ cã hƯ sè ®iỊu tiÕt hi W0 lín, tỷ số hct/Hmax lớn ảnh hưởng chế độ cấp nước đến hiệu lượng rõ rệt nên cho TTĐ phát với công suất nhỏ vào đầu mùa cấp, tăng công suất vào cuối mùa cấp vừa tăng điện mùa kiệt vừa tăng công suất khả dụng tháng cuối mùa cấp phụ tải cao Điều có hiệu rõ rệt TTĐ làm việc bậc thang Tài liệu tham khảo Bộ môn Thuỷ điện Trường Đại học Thuỷ lợi (1974), Giáo trình thuỷ năng, Nhà xuất Nông thôn, Hà Nội Trần TrÝ Dòng (2005), Excel Solver cho kü s, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Duy Liêu, Chọn định đa mục tiêu thủy lợi điện lực, Bài giảng cao học, Trường Đại học Thủy lợi Nguyễn Duy Liêu, Nghiên cứu chế độ làm việc hợp lý nguồn điện hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 1996-1997 Nguyễn Duy Liêu (2003), Phủ biểu đồ hệ thống điện Việt Nam năm 2004 phân bố công suất bảo đảm nhà máy thuỷ ®iƯn hƯ thèng ®iƯn ViƯt Nam, Hµ Néi Nguyễn Doãn Phước, Phan Xuân Minh, Điều khiển tối ưu bền vững, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Bộ môn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng, Giáo trình Vận hành hệ thống điện Summary Study the affection of water sypply method on energy effect of hydropower plants In brief: Auther considers the affection on effect of electric energy of Hydro power station working in electric system based on different water supply methods In this article, auther only mention to study reservoirs which have seasonal regulation volume and propose options of firm energy distribution for Hydro Power plant in order to bring the best effect for electric system 155 ... En Phối hợp IV Kết luận Dựa nghiên cứu ảnh hưởng phương thức cấp nước đến hiệu lượng TTĐ, tác giả đưa số kết luận sau: - Nên phân phối lại điện cho TTĐ theo đặc điểm riêng (mức độ ảnh hưởng phương. .. ảnh hưởng không đáng kể III Nghiên cứu phương pháp phân phối điện bảo đảm cho TTĐ làm việc hệ thống nhằm nâng cao hiệu công suất điện Việc phân phối điện bảo đảm cho TTĐ xây dựng sở toán tối... thức điện tháng cuối mùa cấp lớn nhiều so với điện tháng đầu mùa cấp Phương thức cho sản lượng điện phương thức Q=const đường trình mực nước thượng lưu thấp Phân bố điện theo 1.39 phương thức