REPROBAT là module cuối cựng của WASP, REPROBAT cú nhiệm vụ đưa ra kết quả cuối cựng (toàn bộ hoặc từng phần) của quỏ trỡnh quy hoạch hệ thống điện dưới dạng một bỏo cỏo xỳc tớch rừ ràng.
Để thờm vào kết quả tớnh toỏn của cỏc module trước của WASP, nếu yờu cầu, REPROBAT cung cấp dũng tiền của chi phớ đầu tư trong suốt khoảng thời gian khảo sỏt tương ứng với kế hoạch phỏt triển hệ thống trong quỏ trỡnh nghiờn cứu. Bỏo cỏo của chương trỡnh gồm kế hoạch phỏt triển, cựng với giải phỏp tối ưu hiện hành (vừa được xỏc định bằng chương trỡnh quy hoạch động), hoặc một kế hoạch phỏt triển cố định đó được xỏc định từ trước bởi người sử dụng.
Chương trỡnh REPROBAT được thiết kế theo một kiểu cấu trỳc mà từng phần số liệu kết quả sẽ được lựa chọn để hiển thị. Một số thụng tin chương trỡnh yờu cầu được gọi ra từ cỏc file mà trước đú đó được tạo bởi cỏc module khỏc của WASP.
Để chạy chương trỡnh, REPROBAT yờu cầu những số liệu cơ bản sau:
Lựa chọn cỏc thụng tin cần in:
Mụ tả hệ thống phụ tải (LOADSY).
Mụ tả hệ thống cố định (FIXSYS).
Mụ tả hệ thống biến đổi (VARSYS).
Cỏc cấu hỡnh và ràng buộc trong CONGEN (CONGEN)
Giải phỏp tối ưu (DYNPRO).
Cỏc thụng số kinh tế (DYNPRO).
Chi phớ vận hành(MERSIM).
Chi phớ xõy dựng và chi phớ kiểm kờ nhiờn liệu.
Module sẽ đưa ra những thụng tin mà người sử dụng yờu cầu (dựa trờn số liệu đầu vào và của bản thõn chương trỡnh).
REPROBAT cũng đọc thờm thụng tin yờu cầu để phục vụ việc bỏo cỏo:
Tiờu đề của dự ỏn nghiờn cứu và tờn tỏc giả.
Số năm trong kế hoạch và tổng số năm trong dự ỏn nghiờn cứu.
Ngày thỏng thực hiện nghiờn cứu với chương trỡnh WASP.
Một số chỳ thớch của người sử dụng trong bỏo cỏo.
Lựa chọn bỏo cỏo từng phần kết quả của người sử dụng.
Module REPROBAT là module cú chức năng bỏo cỏo nờn cú thể chạy bất kỳ sau khi chạy thành cụng ớt nhất một trong cỏc module trước đú.
4.4 ỨNG DỤNG WASP IV CHO BÀI TOÁN QUY HOẠCH NGUỒN VIỆT NAM Cể XẫT ĐẾN YẾU TỐ MễI TRƯỜNG VÀ THỦY ĐIỆN TÍCH NĂNG 4.4.1 Cỏc thụng số đầu vào
Giai đoạn quy hoạch: 20 năm.
Số chu kỳ trong một năm: 12.
Số đường cong phụ tải: 360.
Số loại nhà mỏy (phõn loại theo nhiờn liệu):
Nhiệt điện: 7
Thủy điện : 2
Số tổ mỏy nhiệt điện: 58
Nhiệt điện: 12
Thủy điện : 2 (mỗi nhúm cú tối đa 30 tổ mỏy).
Số điều kiện thủy văn: 5
Số cấu hỡnh trong 1 năm: 300.
Tổng số cấu hỡnh trong cả giai đoạn nghiờn cứu: 3000.
Số hệ số quy dẫn cho chi phớ đầu tư: 60
Nội tệ: 30
Ngoại tệ: 30
Số hệ số quy dẫn cho chi phớ vận hành: 60
Nội tệ: 30
Ngoại tệ: 30
1.Sử dụng chương trỡnh
Sau khi chuẩn bị đủ số liệu, người sử dụng sẽ khởi động chạy 3 module: LOADSY, FIXSYS, VARSYS. Cỏc module này là cỏc module độc lập, cú thể chạy theo thứ tự tuỳ ý. Sau khi chạy, mỗi module tạo ra những file kết quả để phục vụ cho cỏc module sau.
Module CONGEN sẽ chạy tiếp sau 3 module trờn. Nếu kết quả của CONGEN là chấp nhận được thỡ MERSIM được đưa vào khai thỏc. Sau khi chạy thành cụng MERSIM người làm quy hoạch sẽ thực hiện DYNPRO. Trường hợp kết quả nhận được từ DYNPRO chưa phải là chớnh sỏch phỏt triển tối ưu tuyệt đối (tức là trong kết quả cũn dấu + hoặc dấu -) thỡ bộ ba module CONGEN-MERSIM-DYNPRO phải được chạy lại sau khi đó chỉnh số liệu cho tới khi đạt được chớnh sỏch phỏt triển tối ưu tuyệt đối.
Cuối cựng module REPROBAT được sử dụng để bỏo cỏo kết quả của chương trỡnh WASP.
2.Giao diện vào ra
Chương trỡnh WASP-IV cú giao diện Window rất thõn thiện với người sử dụng, với giao diện sử dụng ngụn ngữ Tiếng Anh chuẩn để cỏc quốc gia thành viờn cú thể sử dụng rộng rói.
Để bắt đầu chương trỡnh nghiờn cứu, người sử dụng cần tạo mới một dự ỏn. Mỗi dự ỏn cần được xỏc định tờn và mụ tả ngắn gọn về nội dung nghiờn cứu.
Ở đõy, tương ứng với 2 kịch bản phụ tải : kịch bản cơ sở, kịch bản cú xột tới ràng buộc về yếu tố mụi trường và thủy điện tớch năng, ta chọn ra 2 đề tài riờng để nghiờn cứu: KB cơ sở, KB xột yễu tối MT&TDTN.
Hỡnh 4.3.Lựa chọn cỏc phương ỏn
Với từng đề tài nghiờn cứu, chỳng ta phải nhập cỏc thụng số đầu vào cho cỏc Modun: 4 modun đầu là modun về cỏc thụng số chung của hệ thống, của nguồn, và của phụ tải. 3 modun sau là cỏc modun tớnh toỏn, 2 modun cuối là cỏc modun bỏo cỏo lại kết quả hay mụ phỏng lại.
Hỡnh 4.4.Cỏc modul của WASP
Khi bắt đầu dự ỏn nghiờn cứu, người sử dụng cần đưa vào cỏc số liệu chung cho toàn bộ dự ỏn, đú là cỏc số liệu cở bản nhất để cỏc module trong chương trỡnh tớnh toỏn kết quả.
Hỡnh 4.5.Cỏc số liệu chung
Module làm việc đầu tiờn của chương trỡnh là module LOADSY. Với mỗi modun bất kỳ, hầu hết đều cú trỡnh tự như sau: nhập thụng số đầu vào, tớnh toỏn và kiểm tra kết quả.
Hỡnh 4.6.Giao diện đầu vào của modul LOADSYS
Để thực hiện phõn tớch phụ tải của hệ thống, người sử dụng cần nhập cỏc số liệu phụ tải hệ thống như: tải đỉnh hằng năm, phần trăm tải đỉnh cho mỗi giai đoạn, đường cong phụ tải cho module.
Hỡnh 4.7.Thụng số phụ tải trong modul LOADSYS
Trong module FIXSY người sử dụng cần đưa số liệu về tờn cỏc nhà mỏy nhiệt điện và thuỷ điện đang vận hành hoặc cỏc nhà mỏy cú kế hoạch mở rộng trong tương lai.
Hỡnh 4.8.Giao diện đầu vào của modul FIXSYS
Trong modul VARSYS người sử dụng đưa ra cỏc Candidate là cỏc nhà mỏy sẽ đưa vào trong tương lai theo kết quả tối ưu của chương trỡnh.
Hỡnh 4.9.Giao diện đầu vào của modul VARSYS
Số liệu cho nhà mỏy nhiệt điện gồm: +) Loại nhiờn liệu.
+) Tờn nhà mỏy
Cỏc thụng số bờn trong nhà mỏy +) Số tổ mỏy
+) Cụng suất vận hành tối thiểu +) Cụng suất đặt
+) Tiờu hao nhiệt ứng với cụng suất tối thiểu +) Tiờu hao nhiệt ứng với cụng suất trung bỡnh +) Giỏ nhiờn liệu nội địa
+) Giỏ nhiờn liệu ngoại nhập +) Loại nhà mỏy
+) Dự trữ cụng suất của tổ mỏy +) Hệ số ngừng mỏy bắt buộc +) Kế hoạch bảo dưỡng +) Cụng suất bảo dưỡng
+) Chi phớ vận hành và bảo dưỡng cố định +) Chi phớ vận hành và bảo dưỡng thay đổi +) Nhiệt lượng của nhiờn liệu sử dụng
+) Hệ số ảnh hưởng của chất thải SO2 và COx (được định nghĩa bằng tỷ lệ phỏt thải và nhiờn liệu đó sử dụng)
Hỡnh 4.11.Thụng số nhà mỏy thủy điện trong modul VARSYS
Số liệu cho thuỷ điện gồm:
+) Tờn cỏc nhà mỏy thủy điện
+) Số liệu cho từng nhà mỏy thủy điện.
+) Loại nhà mỏy thuỷ điện trong hệ thống, chi phớ vận hành và bảo dưỡng, số cỏc điều kiện thủy văn và xỏc suất
Điểm mạnh của WASP IV hơn so với WASP III là mụ phỏng được nhà mỏy thủy điện tớch năng.
Hỡnh 4.12.Thụng số nhà mỏy thủy điện tớch năng trong VARSYS
Cỏc thụng số cần nhập cho nhà mỏy thủy điện tớch năng : +) Tờn nhà mỏy
+) Chi phớ vận hành và bảo dưỡng cố định +) Cụng suất đặt
+) Hiệu suất quay vũng +) Năm đưa vào vận hành +) Cụng suất bơm
+) Cụng suất vận hành
+) Năng lượng cú khả năng phỏt
Trong modul FIXSYS cú thờm modul Additions and Retirements liệt kờ cỏc nhà
Hỡnh 4.13.Cỏc nhà mỏy dự định đưa vào trong tương lai
Trong modul FIXSYS và VARSYS cú thờm 2 modul là :Emissions và Group Limists
Hỡnh 4.14.Giao diện đầu vào của modul Emissions
Hỡnh 4.15.Giao diện đầu vào của modul Group Limists
Sau khi đó cú số liệu về tải và nguồn, module CONGEN của chương trỡnh sẽ tạo ra cỏc cấu hỡnh phỏt triển hệ thống. Module CONGEN đưa ra cỏc cấu hỡnh phỏt triển mở rộng dựa trờn kịch bản phỏt triển mở rộng cố định và thay đổi.
Hỡnh 4.16.Lựa chọn kế hoạch mở rộng và cố định
Để chương trỡnh cú thể tạo ra cỏc cấu hỡnh tối ưu cho hệ thống người sử dụng cần nhập cỏc số liệu sau cho module CONGEN:
Hỡnh 4.17.Giao diện đầu vào của modul CONGEN
Cỏc thụng số cần nhập: +) Chế độ in
+) Dự trữ cụng suất của hệ thống
+) Giới hạn về điều kiện nhà mỏy thủy điện cho mỗi giai đoạn
+) Số tổ mỏy nhiệt điện và thuỷ điện tối thiểu cho kế hoạch phỏt triển cố định và độ rộng đường hầm cho kế hoạch phỏt triển thay đổi
Sau khi module CONGEN đưa ra cỏc cấu hỡnh phỏt triển cho hệ thống, cỏc cấu hỡnh sẽ được module MERSIM mụ phỏng và module DYNPRO sẽ tớnh kinh tế và lựa chọn cấu hỡnh tối ưu.
4.4.2 Kết quả tớnh toỏn
Ứng dụng WASP-IV giải bài toỏn quy hoạch nguồn điện Việt Nam giai đoạn 2011-2030 cú xột đến ảnh hưởng thủy điện tớch năng và yếu tố mụi trường.
1. Số liệu chung về dự ỏn quy hoạch
- Năm bắt đầu dự ỏn: 2011 - Năm kết thỳc dự ỏn: 2030 - Số giai đoạn cho 1 năm: 4
- Số điều kiện thuỷ văn để tớnh toỏn cho nhà mỏy thủy điện: 4
2.Thụng số phụ tải hệ thống cần thiết phục vụ cho module LOADSY.
- Số liệu cụng suất phụ tải đỉnh từng năm được dự bỏo theo 3 phương ỏn: kịch bản cơ sở, kịch bản thấp và kịch bản cao:
- Hệ số phần trăm tải đỉnh của từng chu kỡ trong năm của hệ thống.
Bảng 4.1. Cỏc loại nhiờn liệu sử dụng cho nhà mỏy nhiệt điện
STT Kớ hiệu trong chương trỡnh Loại nhà mỏy nhiệt điện 0 1 2 3 4 5 6 DNT THA1 THA2 KHI1 KHI2 DAU1 DAU2 Điện nguyờn tử Than trong nước Than nhập khẩu Khớ miền Nam Khớ Tõy Nam Dầu trong nước Dầu nhập khẩu
Bảng 4.2. Cỏc thụng số cố định của nhà mỏy thủy điện STT Tờn nhà mỏy Kớ hiệu trong chương trỡnh STT Tờn nhà mỏy Kớ hiệu trong chương trỡnh
1 Thỏc Bà THBA 8 Thỏc Mơ THMO
2 Hoà Bỡnh HOBI 9 Yaly YADL
3 Tuyờn Quang 1 TQU1 10 Hàm Thuận HATH
4 Vĩnh Sơn VISO 11 Đa Mi DAMI
5 Sụng Hinh SOHI 12 Cần Đơn CADO
6 Đa Nhim DANH 13 Ser Dho SRDH
7 Trị An TRAN 14 Thuỷ điện
nhỏ NMNL
Bảng 4.3. Cỏc thụng số cụng suất đặt của cỏc năm trong thời gian nghiờn cứu.
3.Tổng hợp kết quả tớnh toỏn
Năm P,MW Năm P,MW Năm P,MW Năm P,MW
2011 21456 2016 33546 2021 51802 2026 76770
2012 23014 2017 36666 2022 56050 2027 82570
2013 26036 2018 40076 2023 60646 2028 88715
2014 28952 2019 43803 2024 65619 2029 94467
Học Viờn: Trần Đức Hựng 84 Lớp HTĐKTĐ/2011 - ĐHBKHN
Bảng 4.4. Kết quả tớnh toỏn của trường hợp xột hệ số phỏt thải
Năm Chi phớ đầu tư Giỏ trị cũn lại Chi phớ vận hành
Chi Phớ Tổng NDT1 NDT2 NDT3 NDK1 NDK2 NHO1 NHO2 TDTN 2030 1108118 976954 1215824 1446988 6 7 12 3 4 14 10 1 2029 748487 569409 1146634 1307726 6 6 9 2 4 9 9 1 2028 875463 595412 1329762 1629598 4 4 9 0 1 9 7 1 2027 1019220 674748 1253160 1597632 4 4 9 0 0 9 7 1 2026 278812 255683 1406675 1429804 2 4 7 0 0 4 7 1 2025 1077838 458108 1222478 1815874 2 2 7 0 0 3 2 1 2024 995819 402310 1212934 1835410 1 1 5 0 0 3 1 0 2023 414220 133779 1238730 1519171 1 0 3 0 0 0 0 0 2022 350494 95132 1160860 1416222 0 0 2 0 0 0 0 0 2021 0 0 1164251 1164251 0 0 1 0 0 0 0 0 2020 0 0 1185128 1185128 0 0 1 0 0 0 0 0 2019 466508 77295 1103760 1492973 0 0 1 0 0 0 0 0 2018 0 0 1080874 1080874 0 0 0 0 0 0 0 0 2017 0 0 999895 999895 0 0 0 0 0 0 0 0 2016 0 0 1062826 1062826 0 0 0 0 0 0 0 0 2015 0 0 1242166 1242166 0 0 0 0 0 0 0 0 2014 0 0 1088005 1088005 0 0 0 0 0 0 0 0 2013 0 0 1055464 1055464 0 0 0 0 0 0 0 0 2012 0 0 1010725 1010725 0 0 0 0 0 0 0 0 2011 0 0 1045706 1145706 0 0 0 0 0 0 0 0
Khi cú xột đến sự ảnh hưởng của mụi trường thỡ cỏc nhà mỏy nhiệt điện than,nhiệt điện khớ bị giảm bớt trong phương ỏn tối ưu thay vào đú là sự tăng lờn của cỏc nhà mỏy thủy điện do khi cú xột ảnh hưởng của mụi trường chi phớ vận hành tăng lờn do cú xột tới cả chi phớ phỏt thải trong hàm chi phớ. Ta xột sự ảnh hưởng của mụi trường tới nhà mỏy NĐT1 và NĐT2 lớn hơn so với NĐT3 nờn trong phương ỏn tối ưu 2 nhà mỏy cú sự ảnh hưởng lớn hơn bị loại ra nhiều hơn so với nhà mỏy chịu sự ảnh hưởng của mụi trường ớt hơn.
Bảng 4.5. Bảng so sỏnh chi phớ vận hành và xỏc suất thiếu tải của trường hợp khụng cú ảnh hưởng thủy điện tớch năng và trường hợp cú ảnh hưởng của thủy điện tớch năng
Trường hợp khụng thủy điện tớch năng Trường hợp cú thủy điện tớch năng Năm Chi phớ vận hành 1000$ LOLP,% Ngày mất tải/năm Chi phớ vận hành 1000$ LOLP,% Ngày mất tải/năm 2011 698302 0.8665 3.163 698302 0.8665 3.163 2012 774388 0.5402 1.972 774388 0.5402 1.972 2013 810038 0.4583 1.673 810038 0.4583 1.673 2014 862727 0.1983 0.724 862727 0.1983 0.724 2015 1045077 0.8275 3.021 1045077 0.8275 3.021 2016 1080934 0.6793 2.480 1080934 0.6793 2.480 2017 1080010 0.1055 0.385 1080010 0.1055 0.385 2018 1132831 0.1210 0.442 1132831 0.1210 0.442 2019 1175791 0.0522 0.191 1175791 0.0522 0.191 2020 1353023 0.0326 0.119 1353023 0.0326 0.119 2021 1399380 0.1181 0.431 1399380 0.1181 0.431 2022 1469925 0.2219 0.810 1469925 0.2219 0.810 2023 1570544 0.1332 0.486 1570544 0.1332 0.486 2024 1596476 0.0831 0.303 1596476 0.0831 0.303 2025 1666452 0.1275 0.465 1676012 0.0073 0.027 2026 1762482 0.0720 0.263 1771567 0.0039 0.014 2027 1862931 0.1449 0.529 1872252 0.0099 0.036 2028 1872373 0.1771 0.646 1881574 0.0141 0.052 2029 1953093 0.1473 0.538 1960702 0.0118 0.043 2030 1984811 0.1270 0.464 1990368 0.0107 0.039
Khi thủy điện tớch năng bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 2025 ta thấy chi phớ vận hành của hệ thống gần như khụng thay đổi, hệ số xỏc suất thiếu tải LOLP,% của trường hợp cú thủy điện tớch năng giảm đi hơn 10 lần so với hệ thống khụng cú thủy điện tớch năng cựng với đú là số ngày mất tải cũng giảm đi.
Việc huy động thuỷ điện tớch năng vào lưới điện quốc gia, hiệu suất sử dụng của cỏc nhà mỏy điện khỏc sẽ tăng lờn, việc cỏc nhà mỏy phải chạy khụng tải khởi động/ngừng hay tăng giảm cụng suất liờn tục sẽ được hạn chế. Để tận dụng được nguồn điện giỏ rẻ và điều chỉnh cụng suất phỏt bằng hơn từ đú nõng cao hiệu quả vận hành của toàn hệ thống điện.
Giảm được lượng khớ thải phỏt ra mụi trường vỡ thay thế cho cỏc nhà mỏy điện sử dụng nguồn nhiờn liệu húa thạch.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Vai trũ của cỏc dự ỏn nhà mỏy điện vụ cựng to lớn đối với sự phỏt triển kinh tế xó hội, nhưng những hậu quả mà nhà mỏy gõy ra cũng khụng phải là nhỏ. Để đỏnh giỏ hiệu quả kinh tế xó hội của một dự ỏn phản ỏnh đỳng bức tranh của sự thay đổi do dự ỏn mang lại thỡ chỳng ta phải tiến hành xỏc định được đầy đủ cỏc chi phớ-lợi ớch tài chớnh và mụi trường.
Để đảm bảo cho nhu cầu năng lượng của cỏc quốc gia và cải thiện cỏc tiờu chuẩn mụi trường ta cần quan tõm đỳng mới tới cỏc nguồn năng lượng sạch, năng lượng mới, và năng lượng tỏi tạo.
Để hệ thống điện vận hành tối ưu hơn thỡ cần xõy dựng nhà mỏy thủy điện tớch năng ở từng miền theo quy hoạch điện “ Quy hoạch điện VII”. Ngoài ra Chớnh phủ cần phờ duyệt bổ sung vào Quy hoạch cỏc nhà mỏy thủy điện tớch