Xây dựng mô hình toán, giải bài toán quy hoạch nguồn, xét ảnh hưởng của các thông số đến kết quả bài toán

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  PHẠM HOÀNG NAM MÂN Đề tài: QUY HOẠCH NGUỒN TỐI ƢU Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: QUY HOẠCH NGUỒN TỐI ƢU CBHD : TS HUỲNH CHÂU DUY HVTH : PHẠM HOÀNG NAM MÂN MSHV : 11180112 Chuyên ngành : Thiết bị, mạng nhà máy điện TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 [Type the document title] CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM Cán hƣớng dẫn khoa học : TS Huỳnh Châu Duy Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia Tp.HCM ngày 23 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Bộ môn quản lý chuyên ngành Trang [Type the document title] ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM HOÀNG NAM MÂN MSHV: 11180112 Ngày/tháng/năm sinh: 28/02/1968 Nơi sinh: Sài Gòn Chuyên ngành: Thiết bị, mạng nhà máy điện Mã số : 605250 1/ Tên đề tài: Quy hoạch nguồn tối ƣu 2/ Nhiệm vụ nội dung: Xây dựng mơ hình tốn, giải tốn quy hoạch nguồn, xét ảnh hƣởng thông số đến kết toán 3/ Ngày giao nhệm vụ: (Ghi QĐ giao đề tài) 4/ Ngày hoàn thành: (Ghi QĐ giao đề tài) 5/ Cán hƣớng dẫn: TS HUỲNH CHÂU DUY Tp.HCM, ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ (Họ tên chữ ký) HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] LỜI CẢM ƠN Quyển luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn tiến sĩ Huỳnh Châu Duy, giảng viên khoa Điện-Điện tử, trƣờng Đại học Bách Khoa TP.HCM; đóng góp ý kiến số Thầy Cơ môn Hệ thống điện nhƣ số anh em đồng nghiệp Xin cảm ơn số anh em đồng nghiệp Công ty Tƣ vấn Thiết kế điện Công ty Tƣ vấn Thiết kế điện cung cấp số số liệu liên quan để thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2012 Học viên thực Phạm Hoàng Nam Mân HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] TÓM TẮT Quy hoạch phát triển nguồn vấn đề xác định loại nhà máy nào, công suất bao nhiêu, lắp đặt đâu, vào thời điểm để thỏa mãn nhu cầu phụ tải tƣơng lai (đã đƣợc dự báo công tác dự báo phụ tải) Quy hoạch phát triển nguồn cần phải xác để đáp ứng đƣợc nhu cầu tải đồng thời không gây lãng phí đầu tƣ Có nhiều mơ hình khác để giải toán quy hoạch Trong luận văn này, mơ hình tốn học đƣợc đề xuất, phƣơng pháp quy hoạch nguyên, quy hoạch động đƣợc áp dụng để giải toán quy hoạch nguồn tối ƣu dài hạn Bố cục luận văn nhƣ sau: Quyển luận văn gồm sáu chƣơng: 1/ Chƣơng 1: Giới thiệu chung Chƣơng giới thiệu hƣớng tiếp cận, mục tiêu phạm vi nghiên cứu đề tài 2/ Chƣơng 2: Tổng quan Chƣơng giới thiệu tổng quan vấn đề liên quan đến đề tài, bao gồm: a/ Tổng quan vấn đề quy hoạch nguồn b/ Tổng quan phƣơng pháp giải toán quy hoạch c/ Tổng quan nhà máy điện d/ Tổng quan toán tối ƣu 3/ Chƣơng 3: Thành lập tốn Chƣơng giới thiệu mơ hình tốn để giải tốn quy hoạch nguồn 4/ Chƣơng 4: Các mơ hình quy hoạch tối ƣu Chƣơng giới thiệu phƣơng pháp quy hoạch tối ƣu đƣợc sử dụng luận văn để giải tốn quy hoạch nguồn nhƣ quy hoạch tuyến tính, quy hoạch nguyên, quy hoạch động 5/ Chƣơng 5: Kết mơ Chƣơng trình bày kết từ việc chạy chƣơng trình nhƣ nhận xét kết có đƣợc 6/ Chƣơng 6: Những định hƣớng tƣơng lai Chƣơng nêu số vấn đề chƣa giải thấu đáo, triệt để luận văn, cần nghiên cứu bổ sung thêm tƣơng lai HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề: Bất kỳ quốc gia muốn phát triển phải phát triển ngành cơng nghiệp chủ lực điện ngành lƣợng đầu để hỗ trợ, thúc đẩy ngành khác phát triển Để đảm bảo vấn đề an ninh lƣợng cơng tác dự báo phụ tải, quy hoạch phát triển hệ thống điện khâu then chốt, trọng tâm xuyên suốt trình phát triển ngành điện nói riêng kinh tế nói chung Đây cơng việc khó khăn phức tạp nhiều lý nhƣ liệu đầu vào số liệu dự báo tƣơng lai, phụ thuộc nhiều vào tình hình kinh tế trị tồn cầu nhƣ sách kinh tế vĩ mơ phủ; khó khăn thực tế thƣờng xuất mâu thuẫn nhƣ phải giảm chi phí nhƣng lại muốn tăng độ tin cậy, mâu thuẫn mà bên yếu tố kỹ thuật cần đảm bảo, bên vấn đề kinh tế phải đáp ứng Nếu công tác dự báo phụ tải, quy hoạch thực khơng tốt dẫn đến tình trạng khơng đủ nguồn cung cấp cho tải làm cho hệ thống vận hành cân đối, ổn định hay ngƣợc lại dƣ lƣợng công suất lớn không đƣợc khai thác hết gây tốn kém, lãng phí đầu tƣ Ngồi việc đảm bảo vấn đề an ninh lƣợng, quy hoạch hệ thống điện cịn phải thỏa mãn tính kinh tế nghĩa tổng kinh phí cho phƣơng án đƣợc chọn phải nhỏ Tức phƣơng án quy toán tối ƣu Quy hoạch hệ thống điện bao gồm quy hoạch phát triển nguồn, quy hoạch phát triển lƣới, quy hoạch phát triển trạm (truyền tải phân phối) 1.2 Hƣớng tiếp cận đề tài: Đã có nhiều mơ hình tốn học khác đƣợc áp dụng để giải tốn quy hoạch nguồn, mơ hình có đặc trƣng khác Do nhu cầu phát triển kinh tế lớn nên số mô hình trƣớc thƣờng khơng xét đến yếu tố mơi trƣờng xây dựng nhà máy điện Ngày xu chung toàn giới, việc phát triển kinh tế phải đôi với bảo vệ môi trƣờng, cơng tác quy hoạch phải xét đến yếu tố 1.3 Mục tiêu đề tài: Giới thiệu mơ hình tính tốn sử dụng phƣơng pháp quy hoạch tối ƣu (quy hoạch nguyên, quy hoạch động) để giải toán quy hoạch phát triển nguồn, xét ảnh hƣởng thông số đến kết toán 1.4 Ý nghĩa đề tài: Việc xây dựng mơ hình tốn với nhiều điều kiện ràng buộc phù hợp với thực tế nên đƣợc áp dụng để giải toán quy hoạch phát triển nguồn tƣơng lai HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] 1.5 Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng mơ hình tốn học để giải toán quy hoạch phát triển nguồn Hàm mục tiêu tổng chi phí (bao gồm chi phí lắp đặt, vận hành, chi phí nhiên liệu) Hàm ràng buộc bao gồm ràng buộc đảm bảo nhu cầu điện năng, ràng buộc công suất tối đa, ràng buộc độ dự trữ công suất, ràng buộc nhiên liệu, ràng buộc môi trƣờng Sử dụng phƣơng pháp quy hoạch tối ƣu (quy hoạch nguyên, quy hoạch động) để giải toán quy hoạch phát triển nguồn dài hạn Khảo sát ảnh hƣởng thơng số đến kết tốn Trong phạm vi nghiên cứu luận văn, toán quy hoạch phát triển nguồn xác định loại nhà máy nào, công suất bao nhiêu, đƣa vào vận hành năm mà không xét đến hệ thống truyền tải (nghĩa xem hệ thống có nút, khơng xét đến tổn thất truyền tải), nhu cầu phụ tải cho trƣớc HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan quy hoạch nguồn: Bất hoạt động xã hội phải cần đến lƣợng Nhu cầu sử dụng lƣợng ngƣời lớn đa dạng Xe muốn chạy phải có xăng dầu; máy móc muốn hoạt động sản xuất phải có lƣợng quay động cơ; phải có nhiệt lƣợng để nấu chín thức ăn; phải có lƣợng để thắp sáng, sƣởi ấm, Năng lƣợng trái đất nói vơ tận, tồn khắp nơi dƣới nhiều hình thức khác nhau, vấn đề có phát chúng sử dụng chúng nhƣ Có nhiều dạng lƣợng khác nhƣ năng, nhiệt năng, hóa năng, quang năng, Điện đƣợc sản xuất từ nguồn lƣợng sơ cấp nhƣ than đá, dầu mỏ, khí thiên nhiên, lƣợng thủy triều, lƣợng sóng biển, lƣợng dòng hải lƣu, lƣợng địa nhiệt, lƣợng gió, lƣợng mặt trời, từ điện chuyển hóa thành dạng lƣợng khác tùy theo nhu cầu sử dụng ngƣời Theo định hƣớng, chiến lƣợc phát triển kinh tế nói chung ngành nghề, lĩnh vực nói riêng mà có đƣợc nhu cầu lƣợng cần thiết Từ nhu cầu lƣợng toàn xã hội ta xác định đƣợc nhu cầu điện cần thiết, từ quy hoạch, tính tốn cấu trúc hệ thống điện cho vừa thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật, vừa thỏa mãn tính kinh tế, đảm bảo vấn đề an ninh lƣợng, đảm bảo cung cấp điện cho phụ tải cách liên tục, ổn định trƣờng hợp yêu cầu Ngày nay, hệ thống điện đƣợc xem hệ thống lớn ngƣời tạo ra, bao gồm thiết bị nhỏ nhƣ bóng đèn, quạt đến thiết bị lớn nhƣ máy biến áp lực, máy phát điện Công tác quy hoạch quan tâm đến phần tử yếu hệ thống nhƣ nhà máy phát điện, mạng truyền tải, mạng phân phối, trạm điện, thông số thiếu tổng nhu cầu phụ tải Quy hoạch không quan tâm đến chi tiết phần tử thiết kế mà quan tâm đến cơng suất, vị trí lắp đặt chúng Việc dự báo phụ tải khâu vô quan trọng cơng tác quy hoạch, định thành cơng hay thất bại tồn cơng trình Nếu dự báo phụ tải khơng xác cho dù với mơ hình tính tốn hợp lý, với cơng cụ tốn học đại dẫn đến kết không phù hợp thực tế Nếu dự báo thời gian ngắn vào tình hình thời tiết, khí hậu, chƣơng trình vui chơi giải trí, dự báo thời gian dài phải xem xét đến nhiều yếu tố khác nhƣ mức tăng trƣởng GDP, mức độ tăng dân số, sách kinh tế vĩ mơ phủ, chí tình hình kinh tế trị tồn giới Quy hoạch hệ thống điện bao gồm: quy hoạch phát triển nguồn, quy hoạch phát triển lƣới, quy hoạch phát triển trạm Trong quy hoạch phát triển lƣới có quy hoạch phát triển lƣới truyền tải, quy hoạch phát triển lƣới phân phối, quy hoạch phát triển lƣới địa HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang [Type the document title] phƣơng Tƣơng tự, quy hoạch phát triển trạm có quy hoạch phát triển trạm truyền tải, quy hoạch phát triển trạm phân phối Nếu trình quy hoạch, giai đoạn đƣợc xem xét độc lập gọi quy hoạch tĩnh; cịn giai đoạn đƣợc xem xét liên quan với gọi quy hoạch động Vì quy hoạch tĩnh ta xem xét giai đoạn độc lập kết tốn so với thực tế đơi không phù hợp Thƣờng quy hoạch tĩnh phục vụ cho cơng việc mang tính cấp bách, tạm thời Nếu quy hoạch khoảng thời gian ngắn gọi quy hoạch ngắn hạn, quy hoạch thời gian dài gọi quy hoạch dài hạn Ở dạng tốn giai đoạn có liên quan với Chi phí giai đoạn khác khác nhau, tùy thuộc vào giá vật tƣ, giá nhiên liệu thời điểm nhƣ tốc độ trƣợt giá lãi suất ngân hàng Để việc tính tốn đƣợc xác so sánh đƣợc với chi phí thời điểm khác đƣợc quy thời điểm Trong toán quy hoạch nguồn, việc chọn cấu trúc tối ƣu nguồn điện quan trọng mà thực chất tính tốn phân bố cơng suất cho nhà máy, thời kỳ cho mục tiêu đạt đƣợc tổng chi phí nhỏ với ràng buộc nhƣ ràng buộc công suất, ràng buộc điện năng, ràng buộc môi trƣờng, ràng buộc nhiên liệu, Khác với hầu hết dạng lƣợng khác, điện khơng thể tích trữ đƣợc cơng suất nguồn tốn quy hoạch nguồn khơng đƣợc q dƣ (gây lãng phí) hay thiếu (không đủ cung cấp cho tải) Các nhà máy khác với loại nhiên liệu sử dụng khác nhau, suất đầu tƣ khác nhau, chi phí vận hành bão dƣỡng khác nhau, tạo khác biệt giá thành sản xuất điện Có loại nhà máy suất đầu tƣ thấp nhƣng chi phí vận hành bão dƣỡng cao, có nhà máy suất đầu tƣ cao nhƣng chi phí vận hành bão dƣỡng thấp Có nhà máy sử dụng nhiên liệu rẻ tiền nhƣng mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng cao nhà máy sử dụng nhiên liệu đắt tiền Có nhà máy suất đầu tƣ thấp, chi phí vận hành bão dƣỡng thấp nhƣng thời gian sử dụng (tuổi thọ) ngắn so với nhà máy có suất đầu tƣ chi phí vận hành bão dƣỡng cao Nói chung, loại nhà máy khác với thông số kỹ thuật khác nhau, chi phí lắp đặt vận hành khác tạo nhiều phƣơng án chọn lựa q trình giải tốn quy hoạch nguồn, nhiên phƣơng án đƣợc chọn phải phƣơng án tối ƣu tức chi phí thấp (tính trình quy hoạch) Để giải tốn quy hoạch nguồn đƣợc xác cần phải có thơng số xác nhà máy nằm quy hoạch nhƣ suất đầu tƣ, suất chi phí vận hành, suất tiêu hao nhiên liệu, mức độ gây ô nhiễm môi trƣờng, thời gian ngƣng máy để bão trì, sửa chữa hàng năm, tuổi thọ nhà máy, Ngoài cần phải có số liệu khác HVTH: Phạm Hồng Nam Mân Trang [Type the document title] HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 72 [Type the document title] Coal Gas Diesel Hydro Coal Gas Diesel Wind Nuclear Hydro 10 Số tổ máy đặt - - - - 0 20 Pđặt (MW) (650) (1000) (800) (1500) 0 100 2000 2000 Pphát (MW) 0 1500 0 100 1185 2000 Tổng công suất đặt: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + + + + 100 + 2000 + 2000 = 8350 MW (> Pt = 4740 MW) Tổng điện phát: Ephát = 24x(0x345 + 0x340 + 0x350 + 1500x330 + 0x350 + 0x345 + 0x355 + 100x310 + 1185x360 + 2000x330) = 38700000 MWh (= Et = 38,7x5x106 MWh) Tổng chi phí: Cost = 4,5971458664x109 ($) Các nhà máy Coal 5, Gas 6, Diesel không đƣợc lắp đặt trƣờng hợp không đảm bảo vấn đề khí thải Nhà máy điện hạt nhân hầu nhƣ không thải môi trƣờng chất độc hại q trình vận hành khơng bị cố rị rĩ hay cháy nổ Khi có ràng buộc mơi trƣờng nhà máy hạt nhân lựa chọn có chi phí vận hành nhiên liệu lớn 5.4.6 Bài toán 6: Giải lại toán nhƣng suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy Coal Vk = 0,45 unit/MWh (xem bảng 5.1) Kết nhƣ sau: HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 73 [Type the document title] HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 74 [Type the document title] Coal Gas Diesel Hydro Coal Gas Diesel Wind Nuclear Hydro 10 Số tổ máy đặt - - - - 20 0 Pđặt (MW) (650) (1000) (800) (1500) 500 300 100 0 Pphát (MW) 650 1000 800 1500 500 195 100 0 Tổng công suất đặt: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 500 + 300 + + 100 + + = 4850 MW (> Pt = 4740 MW) Tổng điện phát: Ephát = 24x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 500x350 + 195x345 + 0x355 + 100x310 + 0x360 + 0x330) = 38700000 MWh (= Et = 38,7x106 MWh) Tổng chi phí: Cost = 0,54243825053x109 ($) Khi suất tiêu hao nhiên liệu nhà máy Coal tăng lên lƣợng cơng suất phát huy động nhà máy giảm xuống (từ 692 MWh xuống 500 MWh) Lúc nhà máy Gas đƣợc xây dựng phát điện để bù vào lƣợng thiếu hụt Các nhà máy có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ đƣợc ƣu tiên xây dựng huy động công suất phát Kết tƣơng tự tăng suất tiêu hao nhiên liệu cho nhà máy Gas Diesel 5.4.7 Bài toán 7: Giải toán với thời gian quy hoạch gồm giai đoạn, giai đoạn năm, số liệu cho bảng 5.1 5.2 Kết nhƣ sau: HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 75 [Type the document title] HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 76 [Type the document title] Pđặt (MW) Coal Gas Diesel Hydro Coal Gas Diesel Wind Nuclear Hydro 10 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 750 0 100 0 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 1500 300 100 0 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 1500 1500 100 0 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 1500 1800 1000 100 0 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 1500 1800 1000 100 1600 Giai đoạn (650) (1000) (800) (1500) 1500 1800 1250 100 2000 2000 HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 77 [Type the document title] * Tổng công suất đặt: - Giai đoạn 1: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 750 + + + 100 + + = 4800 MW (> Pt = 4150 MW) - Giai đoạn 2: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 1500 + 300 + + 100 + + = 5850 MW (> Pt = 5690 MW) - Giai đoạn 3: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 1500 + 1500 + + 100 + + = 7050 MW (> Pt = 6830 MW) - Giai đoạn 4: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 1500 + 1800 + 1000 + 100 + + = 8350 MW (> Pt = 8200 MW) - Giai đoạn 5: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 1500 + 1800 + 1000 + 100 + + 1600 = 9890 MW (> Pt = 9840 MW) - Giai đoạn 6: Pđặt = 650 + 1000 + 800 + 1500 + 1500 + 1800 + 1250 + 100 + 2000 + 2000 = 12600 MW (> Pt = 11810 MW) * Tổng điện phát: HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 78 [Type the document title] - Giai đoạn 1: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 692x350 + 0x345 + 0x355 + 100x310 + 0x360 + 0x330) = 193500000 MWh (= Et = 38,7x5x106 MWh) - Giai đoạn 2: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 1500x350 + 110x345 + 0x355 + 100x310 + 0x360 + 0x330) = 232000000 MWh (= Et = 46,4x5x106 MWh) - Giai đoạn 3: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 1500x350 + 1234x345 + 0x355 + 100x310 + 0x360 + 0x330) = 278500000 MWh (= Et = 55,7x5x106 MWh) - Giai đoạn 4: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 1500x350 + 1800x345 + 764x355 + 100x310 + 0x360 + 0x330) = 334500000 MWh (= Et = 66,9x5x106 MWh) - Giai đoạn 5: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 1500x350 + 1800x345 + 904x355 + 100x310 + 0x360 + 1541x330) = 401500000 MWh (= Et = 80,3x5x106 MWh) - Giai đoạn 6: Ephát = 24x5x(650x345 + 1000x340 + 800x350 + 1500x330 + 1500x350 + 1800x345 + 1250x355 + 100x310 + 1102x360 + 2000x330) = 482000000 MWh (= Et = 96,4x5x106 MWh) * Tổng chi phí: Cost = 6,2001460976x109 ($) HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 79 [Type the document title] 5.5 Nhận xét kết quả: - Các nhà máy hữu với cơng nghệ lạc hậu có chi phí tiêu hao nhiên liệu lớn khơng đƣợc huy động công suất phát - Cần chọn lựa nhà máy sử dụng cơng nghệ có chi phí lắp đặt, vận hành, suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ - Các nhà máy gây nhiễm mơi trƣờng đƣợc ƣu tiên xem xét đƣa vào sử dụng nhƣ nhà máy điện gió - Các nhà máy điện hạt nhân với công nghệ đại, bảo đảm an tồn q trình vận hành chọn lựa ƣu tiên gây nhiễm mơi trƣờng HVTH: Phạm Hồng Nam Mân Trang 80 [Type the document title] CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ NHỮNG ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG LAI 6.1 Kết luận: - Bài toán quy hoạch nguồn tốn phức tạp, có nhiều biến nhiều thơng số đầu vào, khối lƣợng tính tốn lớn - Việc xây dựng mơ hình tốn toán quy hoạch nguồn ảnh hƣởng lớn đến kết tốn - Mức độ xác toán phụ thuộc vào việc điều kiện ràng buộc có đƣợc xem xét đầy đủ hay khơng 6.2 Những định hƣớng tƣơng lai: - Cần nghiên cứu, thu thập đầy đủ thông số nhà máy đƣa vào quy hoạch để giải tốn với mơ hình hồn chỉnh - Bài tốn chƣa xét đến chi phí phần điện khơng đƣa vào sử dụng Cần xem xét đƣa vào tính tốn số liệu để kết tốn xác - Bài toán giả thiết tải phẳng, điều chƣa phù hợp thực tế, cần khảo sát đồ thị phụ tải xác kết tốt - Việc xây dựng vận hành nhà máy thủy điện không thải môi trƣờng chất gây hiệu ứng nhà kính nhƣng phải diện tích rừng lớn để xây dựng hồ chứa Diện tích rừng giảm tức giảm diện tích xanh có chức hấp thụ chất gây hiệu ứng nhà kính Các tác động cần đƣợc nghiên cứu bổ sung tƣơng lai HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 81 [Type the document title] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Lân Tráng, Quy hoạch phát triển hệ thống điện, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [2] Bùi Thế Tâm, Quy hoạch rời rạc, Viện Khoa học Cơng nghệ Việt Nam - Viện Tốn học, 2008 [3] H Seifi and M S Sepasian, Electric Power System Planning Issuses - Algorithms and Solutions, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2011 [4] A Mazer, Electric Power Planning for Regulated and Deregulated Markets, John Wiley & Sons, Inc, 2007 [5] S S Rao, Engineering Optimization Theory and Practice, John Wiley & Sons, Inc, 2009 [6] Jose L Ceciliano Meza et al, "A Model for the Multiperiod Multiobjective Power Generation Expansion Problem", IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, 2007 [7] Jose L Ceciliano Meza et al, "A Multiobjective Evolutionary Programming Algorithm and Its Applications to Power Generation Expansion Planning", IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, 2009 [8] S I Gass, Linear Programming: Methods and Applications, McGraw-Hill, NewYork, 1985 [9] W.W Garvin, Introduction to Linear Programming, McGraw-Hill, New York, 1960 [10] The human and livelihoods cost of fuel-switching in Addis Ababa, Melessaw Shanko1 and Jonathan Rouse, Megan Power, P.O Box 180884, Addis Ababa, Ethiopia [11] Girmaw Teshager, "Optimal Power Generation Expansion Planning for Ethiopian Electric Power System", Degree of Master of science in electrical engineering (electrical power engineering), Addis Ababa University, Addis Ababa Institute of Technology, 2011 [12] S.Kannan et al, "Application and Comparision of Metaheuristic Techniques to Generation Expansion Planning Problem", IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS 2005 HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 82 [Type the document title] LÝ LỊCH TRÍCH NGANG - Họ tên: PHẠM HOÀNG NAM MÂN - Ngày tháng năm sinh: 28/02/1968 - Nơi sinh: Sài Gòn - Địa liên lạc: 22 bis đƣờng Phan Đăng Lƣu, P.6, Q.BT, TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - Từ 1991 đến 1996: sinh viên khoa Điện - Điện tử trƣờng ĐHBK TP.HCM - Từ 2011 đến 2012: học viên cao học chuyên ngành Thiết bị, mạng nhà máy điện, trƣờng ĐHBK TP.HCM QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC: - Từ 1996 đến 2000: cơng tác Công ty Cơ điện thủ Đức - Từ 2001 đến nay: cơng tác Cơng ty Thí nghiệm điện Miền Nam HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 83 [Type the document title] MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Hƣớng tiếp cận đề tài: 1.3 Mục tiêu đề tài: 1.4 Ý nghĩa đề tài: 1.5 Phạm vi nghiên cứu: CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan quy hoạch nguồn: 2.2 Tổng quan phƣơng pháp giải toán quy hoạch: 2.2.1 Phƣơng pháp đơn hình: 2.2.2 Phƣơng pháp đơn hình cải biên: 10 2.2.3 Phƣơng pháp Karmarkar: 10 2.2.4 Phƣơng pháp Lagrange: 10 2.2.5 Hệ chuyên gia (Expert System): 10 2.2.6 Thuật toán GEN: 11 2.2.7 Thuật toán PSO: 11 2.3 Tổng quan loại nhà máy điện: 11 2.3.1 Nhà máy thủy điện: 11 2.3.2 Nhà máy nhiệt điện: 13 2.3.3 Nhà máy Gas-turbin: 15 2.3.4 Nhà máy điện diesel: 16 2.3.5 Nhà máy điện hạt nhân: 16 2.3.6 Phong điện: 18 2.4 Tổng quan toán tối ƣu: 20 2.4.1 Xác định vấn đề: 21 2.4.1.1 Biến độc lập biến phụ thuộc: 21 2.4.1.2 Các hàm ràng buộc: 21 2.4.1.3 Hàm mục tiêu: 23 2.4.2 Mơ hình hóa vấn đề: 24 2.4.3 Giải vấn đề: 25 2.4.3.1 Phƣơng pháp toán học: 25 2.4.3.1.1 Phƣơng pháp tính tốn: 25 HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 84 [Type the document title] 2.4.3.1.2 Phƣơng pháp quy hoạch tuyến tính: 25 2.4.3.1.3 Phƣơng pháp quy hoạch phi tuyến: 26 2.4.3.1.4 Phƣơng pháp quy hoạch động: 26 2.4.3.1.5 Phƣơng pháp quy hoạch nguyên: 26 2.4.3.2 Phƣơng pháp suy nghiệm: 26 2.4.3.2.1 Thuật toán GA: 27 2.4.3.2.2 Thuật toán SA: 29 2.4.3.2.3 Thuật toán PS: 29 2.4.3.2.4 Thuật toán TS: 29 2.4.3.2.5 Thuật toán AC: 29 CHƢƠNG 3: THÀNH LẬP BÀI TOÁN 30 3.1 Hàm mục tiêu: 30 3.2 Hàm ràng buộc: 32 3.2.1 Ràng buộc kỹ thuật: 32 3.2.2 Ràng buộc nhiên liệu: 33 3.2.3 Ràng buộc ô nhiễm: 33 CHƢƠNG 4: CÁC MƠ HÌNH QUY HOẠCH TỐI ƢU 35 4.1 Quy hoạch tuyến tính (LP): 35 4.2 Thuật tốn đơn hình: 40 4.3 Quy hoạch nguyên (IP): 43 4.3.1 Tƣ tƣởng phƣơng pháp cắt Gomory: 44 4.3.2 Thuật toán Gomory để giải tốn quy hoạch ngun hồn tồn (IP): 46 4.3.3 Thuật toán Gomory để giải toán quy hoạch nguyên hỗn hợp (MIP): 48 4.4 Quy hoạch động (DP): 50 * Thuật toán quy hoạch động: 52 4.5 Sự tƣơng quan quy hoạch tuyến tính quy hoạch động: 55 CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 57 5.1 Bài toán: 57 5.2 Mô hình tốn: 61 5.2.1 Các thành phần hàm mục tiêu: 61 5.2.2 Các thành phần ràng buộc: 61 5.3 Giải thuật chƣơng trình: 62 5.4 Kết chƣơng trình: 63 5.4.1 Bài toán 1: 63 5.4.2 Bài toán 2: 65 5.4.3 Bài toán 3: 68 5.4.4 Bài toán 4: 69 5.4.5 Bài toán 5: 71 5.4.6 Bài toán 6: 73 5.4.7 Bài toán 7: 75 HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 85 [Type the document title] 5.5 Nhận xét kết quả: 80 CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ NHỮNG ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG LAI 81 6.1 Kết luận: 81 6.2 Những định hƣớng tƣơng lai: 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 HVTH: Phạm Hoàng Nam Mân Trang 86 ... tài: Giới thiệu mô hình tính tốn sử dụng phƣơng pháp quy hoạch tối ƣu (quy hoạch nguyên, quy hoạch động) để giải toán quy hoạch phát triển nguồn, xét ảnh hƣởng thông số đến kết toán 1.4 Ý nghĩa... mơ hình tốn để giải toán quy hoạch nguồn 4/ Chƣơng 4: Các mơ hình quy hoạch tối ƣu Chƣơng giới thiệu phƣơng pháp quy hoạch tối ƣu đƣợc sử dụng luận văn để giải toán quy hoạch nguồn nhƣ quy hoạch. .. mạng nhà máy điện Mã số : 605250 1/ Tên đề tài: Quy hoạch nguồn tối ƣu 2/ Nhiệm vụ nội dung: Xây dựng mơ hình tốn, giải tốn quy hoạch nguồn, xét ảnh hƣởng thông số đến kết toán 3/ Ngày giao nhệm