Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 4: Điều phối tối ưu công suất phát

Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 4: Điều phối tối ưu công suất phát cung cấp các kiến thức điều phối tối ưu công suất phát của các tổ máy phát điện (nhà máy điện); phân bố tối ưu công suất giữa các nhà máy nhiệt điện. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng để nắm chắc kiến thức.

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN Chương Điều phối tối ưu công suất phát CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Giới thiệu chung - Việc vận hành kinh tế hệ thống điện liên quan đến việc giảm đến nhỏ chi phí sản xuất điện mục tiêu chế độ xác lập hệ thống điện - Điều tương ứng với việc giảm chi phí nhiên liệu cho vận hành nhà máy điện ĐIỀU PHỐI TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHÁT CỦA CÁC TỔ MÁY PHÁT ĐIỆN (NHÀ MÁY ĐIỆN) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các mục tiêu thực cách: - Quy hoạch thiết kế hệ thống điện với chế độ kinh tế có đủ trang thiết bị cần thiết để điều khiển chế độ vận hành - Trong vận hành, lập kế hoạch vận hành đắn thực kế hoạch CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Giảm chi phí nhiên liệu vận hành bao gồm: - Triệt để sử dụng nguồn nước thủy điện, giảm đến mức nhỏ lượng nước xả không qua tua bin - Phối hợp sử dụng nước thủy điện với việc sử dụng nước nhà máy nhiệt điện phối hợp nhiệt điện với cho chi phí sản xuất điện nhỏ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kế hoạch vận hành hệ thống điện thực sau: - Lập kế hoạch khai thác thủy điện cho năm (thủy điện điều tiết năm), lượng nước sử dụng tháng sau cho tuần lễ - Lập kế hoạch vận hành chi tiết cho tuần lễ gồm: thành phần tổ máy tham gia vận hành, lượng nước sử dụng tuần, ngày CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Lập kế hoạch vận hành ngày đêm cách xác định công suất phát từng nhà máy tham gia vận hành, kế hoạch ngừng khởi động lại tổ máy - Kế hoạch cuối kế hoạch để thực hiện, lập hàng ngày cho ngày hôm sau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt - Kế hoạch lập sở: + Dự báo nước hồ chứa + Dự báo phụ tải dài hạn, ngắn hạn - Kế họach sản xuất bao gồm kế họach bảo dưỡng định kỳ tổ máy năm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Để lập kế họach có tốn sở, phải sử dụng thường xun là: + Phân bố công suất phát tối ưu nhà máy nhiệt điện + Phân bố công suất phát tối ưu thủy điện nhiệt điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Sơ đồ lọai nhà máy điện sử dụng giới: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Để giải tốn phân bố cơng suất phát tối ưu cần phải biết: + Các thơng số tồn nhà máy điện + Các thông số hệ thống điện 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Từ (4.6) (4.7), ta suy điều kiện tối ưu: (4.8)       n   P  P   P n  P pt   P  Điều kiện (4.8) gọi nguyên lý cân suất tăng chi phí sản xuất Chi phí sản xuất điện hệ thống điện nhỏ tổ máy phát công suất cho suất tăng chi phí sản xuất chúng 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Điều kiện (4.8) dùng để giải tốn phân bố tối ưu cơng suất phát hệ thống điện trường hợp: - Phân bố công suất tổ máy nhà máy - Phân bố công suất nhà máy không xét ảnh hưởng phân bố công suất đến tổn thất lưới điện (cho hệ thống điện tập trung) 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt b Giải toán trường hợp P phụ thuộc công suất phát Pi Điều kiện tối ưu là: L  P1 L P2   C  P1 C P2   W  P1   W P2  C  P1  C   (1  P2  P  P1   (1  )  1     P P2 (4.9) )  2    26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt L Pn L Pn  C Pn   W Pn  C n Pn   (1  P Pn )  n      W   ( P  P   P n  P pt   P )  (4.10) 27 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Với:  P Pi i    C i i hệ số biến thiên tổn thất theo công suất phát : : suất tăng chi phí sản xuất tổ máy i Pi : suất tăng chi phí sản xuất hệ thống Suy ra: 1  1  2 1    n 1    (4.11) n P  P   P n  P pt   P  28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài tập Bài 1: Nhà máy điện có tổ máy với: C  , 005 P1  P1  500 (USD / h ) C  , 006 P2  , P2  400 (USD / h ) P1max = P2max = 125 (MW) P1min = P2min = 20 (MW) Hai tổ máy làm việc đồng thời cấp điện cho phụ tải biến thiên từ 40 đến 250 (MW) Phân bố tối ưu công suất cho tổ máy Ppt= 50 180 (MW), không xét P 29 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 2: Nhà máy điện có tổ máy với: C  , 005 P1  P1  500 (USD / h ) C  , 006 P2  , P2  400 (USD / h ) P1max = P2max = 125 (MW) P1min = P2min = 20 (MW) P = 0,02P1 + 0,05P2 Hai tổ máy làm việc đồng thời cấp điện cho phụ tải biến thiên từ 40 đến 250 (MW) Phân bố tối ưu công suất cho tổ máy Ppt= 50 180 (MW) 30 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 3: Một nhà máy nhiệt điện có tổ máy với hàm chi phí nhiên liệu sau: C1 = 0,004P12 + 5,3P1 + 500 (USD/h) C2 = 0,006P22 + 5,5P2 + 400 (USD/h) C3 = 0,009P32 + 5,8P3 + 200 (USD/h) P1, P2, P3 (MW) Ba tổ máy cung cấp cho phụ tải Ppt = 800 (MW) Bỏ qua tổn thất giới hạn máy phát Điều phối tối ưu công suất phát tổ máy, giá điện cho MWh điện nhà máy (USD/MWh) tổng chi phí phát điện 31 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 4: Một nhà máy nhiệt điện có tổ máy với hàm chi phí nhiên liệu sau: C1 = 0,004P12 + 5,3P1 + 500 (USD/h) C2 = 0,006P22 + 5,5P2 + 400 (USD/h) C3 = 0,009P32 + 5,8P3 + 200 (USD/h) Với 200 (MW)  P1  450 (MW); 150 (MW)  P2  350 (MW); 100 (MW)  P3  225 (MW) - Ba tổ máy cung cấp cho phụ tải Ppt = 975 (MW) - Bỏ qua tổn thất Điều phối tối ưu công suất phát tổ máy, giá điện cho MWh điện nhà máy ($/MWh) tổng chi phí phát 32 điện CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 5: Một nhà máy nhiệt điện có tổ máy với hàm chi phí nhiên liệu sau: C1 = 0,008P12 + 7,0P1 + 200 (USD/h) C2 = 0,009P22 + 6,3P2 + 180 (USD/h) C3 = 0,007P32 + 6,8P3 + 140 (USD/h) Với 10 (MW)  P1  85 (MW) 10 (MW)  P2  80 (MW) 10 (MW)  P3  70 (MW) P = 0,000218P12 + 0,000228P22 + 0,000179P32 Ba tổ máy cung cấp cho phụ tải Ppt = 150 (MW) Điều phối tối ưu công suất phát tổ máy tổng chi phí phát điện 33 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 6: Xét sơ đồ lưới điện hình vẽ Cho biết: Nhà máy điện có: C  , 005 P1  P1  500 (USD / h ) C  , 006 P2  , P2  400 (USD / h ) P1max = P2max = 125 (MW) P1min = P2min = 20 (MW) Phụ tải: Ppt1 = 10 (MW); Ppt2 = 190 (MW); R = 20 (); Udm = 220 (kV); cos = 1; 34 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt G1 ~ G2 P1 ~ P2 R + jX Ppt1 Ppt2 P12 = P1 - Ppt1 Xác định công suất phát tối ưu nhà máy điện 2 Gợi ý: P  R  P12 U dm 35 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 7: Các số liệu thống kê chi phí nhà máy điện cho bảng sau: P (MW) 20 30 40 C.103 (đ/h) 8530 12760 17020 Xác định hàm chi phí nhà máy, biết hàm có dạng: C = a.P2 + b.P + c 36 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Bài 8: Xét sơ đồ lưới điện hình 4.4 Nhà máy điện 1, có: C  , 005 P1  P1  500 (USD / h ) C  , 006 P  , P  400 (USD / h ) C  , 007 P3  , P3  600 (USD / h ) Với P1max = P2max = P3max = 125 (MW) P1min = P2min = P3min = 20 (MW) Phụ tải: Ppt1 = 10 (MW); Ppt2 = 190 (MW); Ppt3 = 150 (MW) R12 = 20 (); R13 = 15 (); Uđm = 220 (kV); cos = 37 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt G1 ~ G2 P1 ~ P2 R12 + jX12 Ppt1 Ppt2 R13 + jX13 P3 ~ G3 Ppt3 Xác định công suất phát tối ưu nhà máy điện 1, 38 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... Phân bố tối ưu công suất nhà máy nhiệt điện: Bài tốn phân bố tối ưu cơng suất nhà máy nhiệt điện có dạng sau: - Phân bố công suất tổ máy nhà máy - Phân bố công suất nhà máy hệ thống điện 13 CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt Điều kiện (4.8) dùng để giải tốn phân bố tối ưu cơng suất phát hệ thống điện trường hợp: - Phân bố công suất tổ máy nhà máy - Phân bố công suất nhà máy không xét ảnh hưởng phân bố công suất. .. https://fb.com/tailieudientucntt - Đặc điểm nhà máy nhiệt điện không bị hạn chế điện phát, có nghĩa phát cơng suất định mức thời điểm cần thiết - Do đó, công suất phát nhà máy nhiệt điện xác định vận hành toán phân bố tối ưu