Nguyên cứu xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện sông tranh 2 trong thị trường điện (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHAN PHỤNG THÔI NGHI N CỨ D NG PHƯ NG ÁN VẬN HÀNH TỐI Ư NHÀ MÁ THỦ ĐIỆN ÔNG TRANH TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN C C R UT.L D Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Mã số: 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC Ĩ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng- Năm 2020 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐH ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PG T Ngô Văn Dưỡng Phản biện 1: PGS.TS Đinh Thành Việt C C R UT.L Phản biện 2: TS Lê Hữu Hùng D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật điện họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 30 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thơng tin học liệu truyền thông Trường Đại học Bách khoa - Thư viện Khoa điện, Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cơng trình thủy điện Sơng Tranh xây dựng Sông Tranh thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, cách thị trấn huyện Bắc Trà My khoảng 10km phía Tây, cách thành phố Tam Kỳ 70km phía Tây Nam Nhiệm vụ cơng trình góp phần giảm lũ cho hạ du; tạo nguồn bổ sung nước cho khu vực hạ lưu vào mùa kiệt đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp đẩy mặn; cung cấp điện cho hệ thống điện Quốc gia phục vụ phát triển kinh tế xã hội năm khoảng 679,5 tr kWh Đặc điểm hồ chứa thủy điện Sông Tranh có dung tích lớn lưu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn (khoảng 729,2 triệu m3), năm phải đảm bảo cung cấp nước phục vụ sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp đẩy mặn khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam (khoảng 1,4 tỷ m3) Tuy nhiên năm gần ảnh hưởng tượng Elnino biến đổi khí hậu bất thường nên lưu lượng nước hồ thấp nhiều so với trung bình nhiều năm Do đó, việc tính tốn vận hành hồ chứa thủy điện Sông Tranh vừa đảm bảo nhiệm vụ nêu vấn đề quan trọng Mặc khác, để nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh Công ty thủy điện Sông Tranh Tổng Công ty Phát điện giao, việc xây dựng sở liệu tính tốn dùng chung, tối ưu hóa nguồn nhân lực, tiết kiệm thời gian tính tốn số liệu báo cáo cho quan chức từ trung ương đến địa phương nâng cao hiệu vận hành nhà máy thủy điện Sông Tranh thi trường điện nhiệm vụ quan trọng Vì vậy, vấn đề “Nguyên cứu xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện” cần giải Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện; D C C R UT.L - Đảm bảo cấp nước vùng hạ du phục vụ sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt đẩy mặn khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam; - Nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh Công ty Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nhà máy thủy điện Sông Tranh - Phạm vi nghiên cứu: Phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện Phương pháp nghiên cứu Để giải mục tiêu nêu trên, luận văn đưa phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu quy định thị trường phát điện cạnh tranh; - Xây dựng hàm mục tiêu ràng buộc; - Nghiên cứu xây dựng phương án để giải toán tối ưu Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học: Việc nghiên cứu đề tài giúp nắm bắt tổng quát lý thuyết thực tế việc xây dựng Phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện thị trường điện 5.2 Tính thực tiễn: - Kết đề tài tài liệu bổ sung để CBCNV nắm bắt tổng quát xây dựng phương án vận hành tối ưu NMTĐ Sơng Tranh - Vận dụng để tính tốn xây dựng chiến lược chào giá ngày tới thị trường phát điện cạnh tranh - Giảm thiểu sai sót, tiết kiệm thời gian, nhân lực việc tính tốn thông số vận hành hồ chứa tổ máy (thủy văn, tần suất, hồ chứa, xả tràn, sản lượng, thời gian vận hành…) phục vụ công tác báo cáo số liệu vận hành cho cấp theo quy định - Vận dụng để tham khảo tính tốn lập kế hoạch vận hành cho D C C R UT.L nhà máy thủy điện bậc thang (Sông Tranh 3, Sông Tranh 4, …) Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo phụ lục Nội dung đề tài có chương bao gồm: Chương 1: Tổng quan Nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện Chương 2: Cơ sở lý thuyết xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sơng Tranh Chương 3: Chương trình tính tốn vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh Chương 4: p dụng tính tốn để xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện C C R UT.L CHƯ NG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN 1.1 Tổng quan t ng sông Vu Gia - T u Bồn Nhà máy t ủy n Sông Tranh 1.1.1 T ng quan hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn hồ chứa thủy điện Sông Tranh 1.1.1.1 Tổng quan hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn 1.1.1.2 Đặc điểm lưu vực hồ chứa th điện Sông Tranh 1.1.1.3 Đặc điểm th văn hồ chứa th điện Sông Tranh 1.1.2 T ng quan nhà máy thủy điện Sông Tranh 1.1.2.1 i i thiệu công tr nh 1.1.2.2 Tu ến đầu mối  Hồ chứa Sông Tranh  Đập dâng, đập tràn: 1.1.2.3 Tu ến lượng  Cửa nhận nước: D  Đường hầm dẫn nước: 1.1.2.4 Nhà máy  Máy phát  Tuabin  Máy biến áp 1.1.2.5 Trạm phân phối 1.2 T ông s kỹ t uật c ín n máy t ủy n Sông Tranh 1.3 T ị trƣờng n cạn tran Vi t Nam 1.3.1 Mục đích phát triển thị trường điện 1.3.2 Lộ trình phát triển thị trường điện Việt Nam 1.3.3 Các cấp độ phát triển thị trường 1.3.3.1 Cấp độ thị trường phát điện cạnh tranh 1.3.3.2 Cấp độ thị trường bán buôn cạnh tranh 1.3.3.3 Cấp độ thị trường bán lẻ cạnh tranh 1.3.4 Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam 1.3.4.1 Gi i thiệu 1.3.4.2 Các đối tượng tham gia thị trường phát điện cạnh tranh 1.3.5 Hệ thống văn pháp luật liên quan đến thị trường điện 1.4 H t ng n Vi t Nam k u vực Miền Trung 1.4.1 T ng quan hệ thống điện Việt Nam 1.4.1.1 Nguồn điện 1.4.1.2 Phụ tải 1.4.1.3 Lư i điện 1.4.2 T ng quan hệ thống điện miền Trung 1.4.2.1 Tổng quan 1.4.2.2 Nguồn điện 1.4.2.3 Phụ tải 1.4.2.4 Lư i Điện 1.4.3 Vị trí vai trị Nhà máy thủy điện Sơng Tranh khu vực hội thị trường phát điện cạnh tranh D C C R UT.L 1.5 Kết Luận Nhà máy thủy điện Sông Tranh xây dựng sông Tranh thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, công suất lắp đặt 190MW, sản lượng điện năm cung cấp lên HTĐ Quốc gia 679,5 triệu kWh Ngoài ra, nhà máy c n góp phần giảm lũ, tạo nguồn bổ sung nước cho khu vực hạ lưu vào mùa kiệt đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp đẩy mặn cho khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam Qua tìm hiểu mục đính phát triển thị trường điện cạnh tranh, lộ trình cấp độ phát triển thị trường điện cạnh tranh Việt Nam, cho thấy vai trò việc xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu tổ máy phát điện đơn vị quản lý vận hành hệ thống điện cho phép nhà máy tham gia thị trường phát điện cạnh tranh Qua 03 năm Nhà máy thủy điện Sông Tranh tham gia trực tiếp thị trường phát điện cạnh tranh, việc tính tốn vận hành tổ máy đảm bảo yêu cầu cấp nước hạ du vào mùa cạn đặt lên hàng đầu nên nhiều gây ảnh hưởng lớn đến doanh thu nhà máy tham gia thị trường phát điện cạnh tranh phải vận hành vào thời điểm phụ tải giá bán điện bình quân thị trường thấp Mặc khác, diễn biến hình thái thời tiết năm gần tuân theo quy luật tự nhiên nên làm ảnh hưởng lớn đến việc vận hành tối ưu nhà máy thị trường điện Trong năm gần năm nhu cầu phụ tải điện HTĐ Việt Nam tăng cao (sản lượng hàng năm tăng từ 8-13%) nên việc xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu tổ máy phát điện đáp ứng yêu cầu huy động công suất Trung tâm điều độ đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật EVN EVNGENCO1 giao nhiệm vụ trọng tâm Công ty thời gian tới D C C R UT.L CHƢƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SƠNG TRANH 2.1 Mơ ìn n máy t ủy n 2.2 Cơ sở li u đầu vào xây dựng p ƣơng án vận àn t i ƣu 2.2.1 D liệu đ u vào tính tốn xây dựng phương án Từ số liệu nêu trên, luận văn chọn năm khảo sát điển sau: - Năm 2016: năm nước trung bình với Qvtb = 128,7 m3/s - Năm 2017: năm nhiều nước với Qvtb = 158,6 m3/s - Năm 2018: năm kiệt nước với Qvtb = 64,4 m3/s 2.2.2 Diễn biến vận hành nhà máy thủy điện thị trường điện 2.2.3 hân tích đ c điểm hồ chứa Sông Tranh thị trường điện 2.2.4 Biểu đồ điều phối vận hành nhà máy thủy điện Sông Tranh 2.3 Xây dựng P ƣơng án vận àn t i ƣu n m c u k tín tốn tháng 2.3.1 D liệu đ u vào - Giá điện thị trường trung bình tháng (12 tháng) năm khảo sát điển hình - Lưu lượng nước hồ, lưu lượng nước chạy máy, mực nước cuối tháng, sản lượng điện phát doanh thu 2.3.2 Hàm mục tiêu Hàm mục tiêu toán vận hành tối ưu năm cực đại doanh thu năm khảo sát C C R UT.L D (2.1) Trong đó: - λt: giá điện dự báo thị trường tháng t - Pt: công suất phát nhà máy điện tháng t (MW); - ∆t (h): số 01 chu kỳ khảo sát 01 tháng - T: số tháng năm (T = 12) 2.3.3 Các điều kiện ràng buộc 2.3.3.1 Gi i hạn Mực nư c hồ (dung tích hồ chứa) (2.2) 2.3.3.2 Ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu theo quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (2.3) 2.3.3.3 Gi i hạn lưu lượng qua turbine c a tổ máy (2.4) 2.3.3.4 Ràng buộc gi i hạn công suất phát c a tổ máy DU C C R T.L (2.5) 2.3.4 hương pháp xây dựng hương án vận hành tối ưu dài hạn ( hương án năm) - Tháng 1, 2: Vận hành với sản lượng điện phát thấp đảm bảo lưu lượng cấp nước hạ du theo quy định để giữ nước lại hồ tháng giá điện bình quân thị trường thấp yêu cầu phụ tải hệ thống khơng cao, nguồn điện (thủy điện) có hệ số khả dung cao - Tháng 3, 4, 5, 6: Vận hành với sản lượng điện phát cao tháng giá điện bình quân thị trường cao, yêu cầu phụ tải hệ thống cao nguồn điện (đặc biệt hồ thủy điện có cơng suất lớn Miền Bắc) giai đoạn cuối mùa khơ nên có hệ số khả dung thấp - Tháng 7, 8: Vận hành với sản lượng điện phát thấp đảm bảo lưu lượng cấp nước hạ du theo quy định để đưa MNH cao trình MNC (cao trình 140m) - Tháng 9: Vận hành phát điện theo sản lượng điện giao (Qc) - Tháng 10, 11: Vận hành với sản lượng điện phát tối đa, tránh xả tràn đảm bảo MNH giới hạn theo quy định - Tháng 12: Vận hành phát điện theo sản lượng điện giao (Qc) đảm bảo đưa MNH MNDBT (cao trình 175m) 2.4 Xây dựng P ƣơng án vận àn t i ƣu t c u k tín tốn ngày 2.4.1 D liệu đ u vào 2.4.2 Hàm mục tiêu Hàm mục tiêu toán vận hành tối ưu tháng cực đại doanh thu tháng khảo sát (2.6) 2.4.3 Các điều kiện ràng buộc 2.4.3.1 Gi i hạn mực nư c hồ (dung tích hồ chứa) C C R UT.L D (2.7) 2.4.3.2 Ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu theo quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (2.8) 2.4.3.3 Gi i hạn lưu lượng qua turbine c a tổ máy (2.9) 2.4.3.4 Ràng buộc gi i hạn công suất phát c a tổ máy (2.10) 2.4.4 hương pháp xây dựng phương án vận hành tối ưu trung hạn ( hương án tháng) - Vận hành với sản lượng điện phát cao với ngày có dự báo phụ tải yêu cầu hệ thống cao để tăng doanh thu - Vận hành với sản lượng điện phát thấp tránh xả tràn đảm bảo lưu lượng cấp nước hạ du theo quy định, đặc biệt ngày cuối tuần (thứ 7, chủ nhật) yêu cầu phụ tải hệ thống 10 cho đơn vị vận hành thị trường điện (SMO) qua Wed giao dịch thị trường điện trước 11h30 ngày D 2.6 Kết luận Qua tìm hiểu nội dung mơ hình nhà máy thủy điện Luận văn phân tích, lựa chọn liệu đầu vào sở kết thống kê lưu lượng hồ trung bình tháng từ nhà máy thủy điện Sông Tranh đưa vào vận hành từ cuối năm 2010 để phân tích lựa chọn năm khảo sát điển hình làm sở tính tốn Mặc khác, luận văn đưa phân tích diễn biến thị trường dự báo phụ tải khả huy động nguồn nhà máy điện hệ thống điện Quốc gia; phân tích điều kiện giới hạn ràng buộc như: giới hạn dung tích hồ chứa, giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy, ràng buộc giới hạn công suất phát tổ máy, quan hệ công suất lưu lượng chạy máy, ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu theo Quy trình vận hành liên hồ chứa để xây dựng Phương án vận hành tối ưu Với mục tiêu Cơng ty phát điện phát điện bán điện thị trường điện với doanh thu cực đại, Phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện xây dựng gồm: Phương án vận hành tối ưu dài hạn nhằm mục đích xác định dung tích nước tối ưu tích trữ hồ chứa lưu lượng nước phát điện tối ưu tháng chu kỳ tính tốn năm Phương án vận hành tối ưu trung hạn nhằm mục đích xác định dung tích nước tối ưu tích trữ hồ chứa lưu lượng nước phát điện tối ưu ngày chu kỳ tính tốn tháng Phương án vận hành tối ưu ngắn hạn nhằm mục đích xác định sản lượng điện hàng diễn biến hồ chứa phù hợp với biến đổi giá thị trường ngày dòng chảy tự nhiên dự báo, làm sở để Công ty phát điện xây dựng chào giá ngày tới (ngày D+1) thị trường điện cạnh tranh với mục tiêu vận hành với sản lượng điện phát cao cao điểm có dự báo phụ tải yêu cầu hệ thống cao để tăng doanh thu, hạn chế phát thấp điểm D C C R UT.L 11 CHƢƠNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 3.1 Các p ƣơng p áp tín tốn để xây dựng c ƣơng trìn 3.1.1 hương pháp nội suy tuyến tính 3.1.2 hương pháp tính tốn t n suất nư c hồ 3.1.3 hương pháp tính tốn số liệu vận hành hồ chứa 3.1.4 hương pháp tính tốn sản lư ng điện kế hoạch 3.1.5 hương pháp tính tốn số liệu điều tiết xả tràn hồ chứa 3.1.6 hân tích lựa chọn phương pháp tính tốn Trên sở thơng số thiết kế kỹ thuật cơng trình (gồm: mực nước hồ, thể tích hồ, suất tiêu hao, độ mở cửa van lưu lượng xả điều tiết qua tràn) với khoản chia lớn, luận văn áp dụng phương pháp nội suy tuyến tính để chia nh giá trị tính tốn Kết số liệu tính tốn chi tiết phụ lục 1, phụ lục phụ lục 3, đính kèm p dụng hàm tốn học bản, lý thuyết tính tốn thủy văn tính tốn chế độ vận hành tổ máy nêu từ mục 3.1.1 đến mục 3.1.4 để tính tốn thơng số hồ chứa theo Phương án vận hành tối ưu 3.2 Ngôn ngữ kỹ t uật tín tốn 3.2.1 Hàm tốn học tính tốn sử dụng Excel 3.2.2 Gi i thiệu Visual Basics Application Excel 3.3 T uật toán c ƣơng trình tính tốn D C C R UT.L 12 BẮT ĐẦU Cập nhật thông tin ngày D-1 thủy văn, sản lượng doanh thu Nhập liệu: - Tần suất nước hồ dự báo; - Tháng dự báo để tính tốn Tính lưu lượng nước hồ trung bình ngày theo tần suất dự báo theo tháng dự báo Tính tốn lưu lượng nước xả tràn dự kiến (Áp dụng lý thuyết tính tốn thủy văn ban hành theo Quyết định số 1447/QĐ-TĐST ngày 13/11/2017 Giám đốc Cơng ty TĐST) C C R UT.L Tính tốn lưu lượng nước chạy máy qua tuabin dự kiến theo QTVH LHC 1537 D Nhập liệu đầu vào để tính tốn: - Mực nước hồ đầu kỳ; - Lưu lượng nước hồ dự báo; - Lưu lượng xả tràn dự kiến; - Lưu lượng chạy máy qua tuabin dự kiến; - Chu kỳ tính tốn (tháng/ ngày) Giải toán hàm Excel như: hàm INDEX hàm MATCH, hàm VLOOKUP, hàm IF, … MNH, V, Qmáy, Qxả tràn, P, A Sai Kiểm tra điều kiện ràng buộc MNH, V, Qmáy, P, A Đúng Lưu kết KẾT THÚC 13 3.4 C ƣơng trìn tín tốn 3.4.1 Giao diện gi i thiệu chương trình C C R UT.L Hình 3.2: Giao diện giới thiệu chương trình 3.4.2 Các chức Chương trình tính toán 3.4.2.1 i i thiệu 3.4.2.2 Chi tiết chức 3.5 Kết luận Luận văn xây dựng Chương trình tính tốn ngơn ngữ VBA Excel Trong chương trình liên kết với Wed vận hành thị trường điện truy xuất kết liệu vận hành ngày D-1 nhà máy thủy điện Sông Tranh để tính tốn vận hành ngày D xây dựng kế hoạch chào giá cho ngày D (mục 1, mục 2, mục 3) giao diện tra cứu nhanh điều kiện ràng buộc thông số vận hành nhà máy, quy trình vận hành liên hồ chứa (mục 4) để tham khảo q trình tính tốn Chức chương trình có 02 module module tính tốn sản lượng module tính tốn thủy văn Trong mudule tính tốn sản lượng có 05 module gồm: tra lưu lượng tháng theo tần suất dự D 14 báo; tra tần suất tháng theo lưu lượng nước hồ tính tốn; tính sản lượng mực nước hồ theo lưu lượng hồ dự báo, lưu lượng chạy máy dự kiến, lưu lượng xả tràn dự kiến; tính mực nước hồ lưu lượng chạy máy theo sản lượng kế hoạch, lưu lượng hồ dự báo, lưu lượng xả tràn dự kiến; tính sản lượng lưu lượng chạy máy dự kiến theo mực nước hồ dự kiến, lưu lượng hồ dự báo, lưu lượng xả tràn dự kiến Trong module tính tốn thủy văn có 04 mudule con, gồm: module tính tốn mực nước thời gian; module tính tốn dung tích hồ chứa; Module tính tốn vận hành điều tiết hạ mực nước hồ đón lũ; module tính tốn vận hành giảm lũ cho hạ du Chương trình tính tốn giúp cho người sử dụng dễ dàng thực thao tác để cập nhật liệu, thực module tính tốn để làm sở xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy điện Sông Tranh thị trường điện nhằm đạt cực đại doanh thu D C C R UT.L CHƢƠNG ÁP DỤNG TÍNH TỐN ĐỂ XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƢU NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 4.1 Xây dựng P ƣơng án vận àn t i ƣu n m c u k tính tốn tháng 4.1.1 Kết tính tốn xây dựng hương án năm khảo sát điển hình 4.1.1.1 ết â dựng hư ng án vận h nh tối ưu năm nư c trung b nh 15 Hình 4.3: Biểu đồ sản lượng điện tối ưu doanh thu tháng năm 2016 4.1.1.2 ết â dựng hư ng án vận h nh tối ưu năm nhiều nư c C C R UT.L D Hình 4.6: Biểu đồ sản lượng điện tối ưu doanh thu tháng năm 2017 16 4.1.1.3 ết â dựng hư ng án vận h nh tối ưu năm iệt nư c 2018 C C R UT.L Hình 4.9: Biểu đồ sản lượng điện tối ưu doanh thu tháng năm 2018 4.1.2 Đánh giá kết xây dựng hương án vận hành tối ưu năm 4.1.2.1 Đánh giá ết vận h nh theo điều iện r ng buộc 4.1.2.2 Đánh giá ết sản lượng phát điện doanh thu Kết xây dựng Phương án năm luận văn so với thực tế vận hành qua năm điển sau: Thực tế Phương Chênh Năm Đại lượng vận hành án năm lệch Sản lượng phát (triệu kWh) 656,28 656,99 0,71 2016 Doanh thu (tỷ đồng) 628,47 639,16 10,69 Sản lượng phát (triệu kWh) 829,61 844,86 15,25 2017 Doanh thu (tỷ đồng) 732,00 755,84 23,85 Sản lượng phát (triệu kWh) 456,90 457,55 0,65 2018 Doanh thu (tỷ đồng) 505,55 511,43 5,88 D 17 4.2 Xây dựng P ƣơng án vận àn t i ƣu t c u k tín tốn ngày 4.2.1 Kết tính tốn xây dựng hương án tháng năm khảo sát điển hình 4.2.1.1 ết â dựng hư ng án tháng điển h nh năm 2016 C C R UT.L Hình 4.13: Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu ngày tháng năm 2016 4.2.1.2 ết â dựng hư ng án tháng điển h nh năm D Hình 4.15: Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu ngày tháng năm 2017 18 4.2.1.3 ết â dựng hư ng án tháng năm Hình 4.17: Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu ngày tháng năm 2018 4.2.2 Đánh giá kết xây dựng hương án vận hành tối ưu tháng 4.2.2.1 Đánh giá ết vận h nh theo điều iện r ng buộc 4.2.2.2 Đánh giá ết sản lượng phát điện doanh thu Thực tế Phương Chênh Năm Đại lượng vận hành án tháng lệch Sản lượng phát (triệu kWh) 48,08 51,59 3,51 2016 Doanh thu (tỷ đồng) 43,28 47,65 4,37 Sản lượng phát (triệu kWh) 119,43 119,78 0,35 2017 Doanh thu (tỷ đồng) 38,07 38,15 0,08 Sản lượng phát (triệu kWh) 90,72 91,41 0,69 2018 Doanh thu (tỷ đồng) 95,38 96,13 0,75 D C C R UT.L 19 4.3 Xây dựng c ƣơng trìn vận àn t i ƣu ngày c u k tín tốn 4.3.1 Kết tính tốn xây dựng hương án ngày Hình 4.19: Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu ngày 05/01/2016 4.3.2 Đánh giá kết xây dựng hương án vận hành tối ưu ngày 4.3.2.1 Đánh giá ết vận h nh theo điều iện r ng buộc 4.3.2.2 Đánh giá ết sản lượng phát điện v doanh thu Kết tính tốn tối ưu ngày luận văn so với thực tế vận hành ngày 05/01/2016 sau: Chênh Đại lượng Thực tế Phương án ngà lệch Sản lượng phát (MWh) 3382,8 3395,6 3,92 Doanh thu (tỷ đồng) 3,88 3,92 0,036 4.4 Kết luận Trong chương trình bày kết tính toán xây dựng Phương án vận hành tối ưu năm, tháng ngày nhà máy thủy điện Sông Tranh cho năm khảo sát điển hình Kết Phương án xây dựng phù hợp với đặc điểm lưu vực hồ chứa thủy điện Sông Tranh đặc điểm vận hành nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện; đảm bảo điều kiện ràng buộc giới hạn mực nước hồ lưu lượng chạy máy cấp nước cho khu vực hạ du D C C R UT.L 20 theo quy định Kết Phương án vận hành tối ưu năm tối ưu sản lượng điện phát tháng mùa kiệt nâng cao sản lượng điện phát tháng mùa lũ để tránh xả tràn hồ chứa Đặc biệt năm nhiều nước sản lượng điện phát tối ưu tháng mùa lũ cao Kết tính tốn vận hành tối ưu năm luận văn so với thực tế vận hành (số liệu năm điển hình) sau: Thực tế Phương Chênh Năm Đại lượng vận hành án năm lệch Sản lượng phát (triệu kWh) 656,28 656,99 0,71 2016 Doanh thu (tỷ đồng) 628,47 639,16 10,69 Sản lượng phát (triệu kWh) 829,61 844,86 15,25 2017 Doanh thu (tỷ đồng) 732,00 755,84 23,85 Sản lượng phát (triệu kWh) 456,90 457,55 0,65 2018 Doanh thu (tỷ đồng) 505,55 511,43 5,88 D C C R UT.L Kết Phương án vận hành tối ưu tháng tối ưu sản lượng điện phát mực nước hồ ngày tháng, tránh xả tràn hồ chứa để giữ nước lại hồ phục vụ cho công tác vận hành cho tháng c n lại năm Kết tính tốn tối ưu tháng luận văn so với thực tế vận hành (số liệu tháng năm khảo sát điển hình) sau: Thực tế Phương Chênh Năm Đại lượng vận hành án tháng lệch Sản lượng phát (triệu kWh) 48,08 51,59 3,51 2016 Doanh thu (tỷ đồng) 43,28 47,65 4,37 Sản lượng phát (triệu kWh) 119,43 119,78 0,35 2017 Doanh thu (tỷ đồng) 38,07 38,15 0,08 Sản lượng phát (triệu kWh) 90,72 91,41 0,69 2018 Doanh thu (tỷ đồng) 95,38 96,13 0,75 Kết Phương án vận hành tối ưu ngày xác định 21 sản lượng điện cần phát tối ưu cho ngày khảo sát để tối đa hóa doanh thu phát điện phù hợp với diễn biến giá thị trường phát điện ngày khảo sát Kết tính tốn tối ưu ngày luận văn so với thực tế vận hành (số liệu năm nước trung bình ngày 05/01/2016) sau: Phương án Chênh Đại lượng Thực tế ngày lệch Sản lượng phát (MWh) 3382,8 3395,6 3,92 Doanh thu (tỷ đồng) 3,88 3,92 0,036 D C C R UT.L 22 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nhà máy thủy điện Sông Tranh xây dựng Sông Tranh thuộc hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, cách thị trấn huyện Bắc Trà My khoảng 10km phía Tây, cách thành phố Tam Kỳ 70km phía Tây Nam vơi công suất lắp đặt 190 MW, sản lượng điện năm cung cấp lên HTĐ Quốc gia 679,5 tr kWh Ngồi Nhà máy c n góp phần giảm lũ, tạo nguồn bổ sung nước cho khu vực hạ lưu vào mùa kiệt đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp đẩy mặn cho khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam Luận văn giới thiệu khái quát tổng quan hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2, nhiệm vụ cơng trình, tuyến lượng, nhà máy trạm phân phối 220kV thông số kỹ thuật thiết bị nhà máy; mục đích, lộ trình giai đoạn phát triển thị trường điện cạnh tranh Việt Nam; hệ thống điện Việt Nam khu vực Miền Trung; vị trí, vai trị nhà máy thủy điện Sơng Tranh khu vực hội thị trường phát điện cạnh tranh, qua đánh giá thuận lợi khó khăn việc vận hành NMTĐ Sơng Tranh thị trường điện cạnh tranh Trên sở thông số thiết kế kỹ thuật công trình, qua phân tích liệu đầu vào, tác giả sử dụng hàm toán học bản, lý thuyết tính tốn thủy văn tính tốn chế độ vận hành tổ máy để xây dựng kế hoạch tính tốn vận hành tối ưu sản lượng điện phát Mặc khác, để nâng cao sản lượng điện phát tháng mùa lũ, tránh xả tràn hồ chứa, đặc biệt năm nhiều nước, luận văn áp dụng báo cáo nghiên cứu mơ hình thủy lực đập tràn thủy điện Sông Tranh Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng điện lập tháng 5/2006 thơng số tính tốn Quy trình vận hành liên hồ chứa ban hành để xây dựng kế hoạch tính tốn điều tiết nước hồ chứa hợp lý, đảm bảo tối ưu hóa sản lượng dung tích hồ chứa Ngoài ra, D C C R UT.L 23 luận văn đưa điều kiện giới hạn ràng buộc như: giới hạn dung tích hồ chứa, giới hạn lưu lượng qua turbine tổ máy, ràng buộc giới hạn công suất phát tổ máy, quan hệ công suất lưu lượng chạy máy, ràng buộc lưu lượng chạy máy tối thiểu theo Quy trình vận hành liên hồ chứa để đảm bảo vận hành nhà máy theo thiết kế kỹ thuật quy định pháp luật hành Chương trình tính tốn tác giả lựa chọn ngơn ngữ Visual Basics Application Excel Nội dung chương trình liên kết với Wed vận hành thị trường điện truy xuất kết liệu vận hành ngày D-1 nhà máy thủy điện Sơng Tranh để tính toán vận hành ngày D, xây dựng kế hoạch chào giá cho ngày D 1; giao diện tra cứu nhanh điều kiện ràng buộc thông số vận hành nhà máy, quy trình vận hành liên hồ chứa; 02 module chức để tính tốn xây dựng phương án vận hành tối ưu module tính tốn sản lượng module tính tốn thủy văn Chương trình tính tốn giúp cho người sử dụng dễ dàng thực thao tác để cập nhật liệu, thực module tính tốn để làm sở xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy điện Sông Tranh thị trường điện nhằm đạt cực đại doanh thu Kết áp dụng Phương án (năm, tháng, ngày) năm điển hình tối ưu sản lượng điện phát mùa kiệt nâng cao sản lượng điện phát tháng mùa lũ để tránh xả tràn hồ chứa đảm bảo điều kiện ràng buộc giới hạn mực nước hồ lưu lượng chạy máy cấp nước cho khu vực hạ du theo quy định Sản lượng điện phát doanh thu theo Phương án vận hành tối ưu (năm, tháng, ngày) năm điển hình Luận văn cao cao so với chưa xây dựng Phương án Từ kết đạt nêu trên, tác giả luận văn kiến nghị để bổ sung hoàn thiện số nội dung sau: - Hiện nay, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quy trình vận D C C R UT.L 24 hành liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn theo Quyết định số 1865/QĐ-TTg ngày 23/12/2019 (QTVHLHC 11865) thay cho Quy trình Quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực song Vu Gia - Thu Bồn ban hành theo Quyết định số 1537/QĐ-TTg ngày 07/9/2015 Do đó, Luận văn cần cập nhật, bổ sung điều kiện ràng buộc để đảm bảo vận hành theo quy định QTVHLHC 1865 ban hành - Phương án xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu vận dụng chủ yếu Microsoft Excel nên khả áp dụng để tính tốn xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu cho nhà máy thủy điện hệ thống thuận lợi, đặc biệt thủy điện bậc thang (Sông Tranh 3, Sông Tranh 4, …) D C C R UT.L ... quan Nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện Chương 2: Cơ sở lý thuyết xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh Chương 3: Chương trình tính tốn vận hành tối ưu nhà máy. .. phương nâng cao hiệu vận hành nhà máy thủy điện Sông Tranh thi trường điện nhiệm vụ quan trọng Vì vậy, vấn đề ? ?Nguyên cứu xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường. .. máy thủy điện Sông Tranh Chương 4: p dụng tính tốn để xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh thị trường điện C C R UT.L CHƯ NG TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH TRONG