8. Cấu trúc luận án:
2.3.3.Mô tả bài toán và nguyên lý vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ theo
(5) chương trình mô phỏng hoạt động của hệ thống hồ chứa.
Hệ thống thu thập dữ liệu là các thiết bị bị đo đạc mưa, lưu lượng, mực nước trên hệ thống và được truyền về trung tâm theo thời gian thực trong phần mềm ngân hàng dữ liệu tại máy chủ. Các chương trình dự báo dòng chảy, mô phỏng hoạt động của hệ thống hồ chứa và chương trình phân tích kết quả là công cụ tính toán trợ giúp ra quyết định đối với người ra quyết định. Các mô hình này có thể được cấu trúc riêng rẽ hoặc được tích hợp trong một chương trình chung.
Năm thành phần trên đây cũng là nội dung của bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực, trong đó, các nội dung (3), (4), (5) là các nội dung cốt lõi của bài toán vận hành hệ thống theo thời gian thực.
2.3.3. Mô tả bài toán và nguyên lý vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ theo thời gian thực theo thời gian thực
Bài toán vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ theo thời gian thực có thể mô tả theo sơ đồ ở các hình 2.3, trong đó mối liên kết giữa các thành phần gồm các khối chính như sau:
* Tính toán dự báo lũ đến các nút hồ chứa và nhập lưu của lưu vực sông trên cơ sở kết quả dự báo mưa hoặc lượng mưa thực đo để tính lũ.
* Mô hình mô phỏng hệ thống với thông tin đầu vào bao gồm: kết quả dự báo lũ, các yêu cầu phòng lũ hạ du, yêu cầu cấp nước và phát điện, trạng thái của hệ thống, hệ thống kịch bản vận hành hệ thống theo mục tiêu phòng lũ hạ du.
* Quyết định vận hành hệ thống theo kết quả tính toán của mô hình mô phỏng.
Các quá trình này được cập nhật liên tục theo thời gian vận hành theo kết quả dự báo mưa, lũ và kết quả vận hành ở các thời điểm “không” của quá trình vận
hành. Trên hình 2.4 mô tả sơ đồ vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ với dự báo mưa 3 đến 5 ngày, thời gian giữa các lần cập nhật dự báo và ra quyết định vận hành là ∆t (∆t=6h, 12h, 24h.. tùy thuộc vào chế độ cập nhật dự báo mưa và kết quả quan trắc mưa và lũ trên hệ thống sông). Theo đó, quyết định vận hành tại thời điểm bất kỳ được thực hiện theo các bước sau:
Hình 2.3: Sơ đồ liên kết giữa các thành phần của bài toán vận hành hệ thống
- Bước 1: Tại thời điểm bất kỳ trong giai đoạn vận hành, tiến hành dự báo mưa trên lưu vực theo hạn vừa, hạn trung hoặc ngắn hạn.
- Bước 2: Theo kết quả dự báo mưa, sử dụng mô hình toán mưa rào dòng chảy tính toán dự báo quá trình lưu lượng nước đến và nhập lưu tại các nút tương ứng với quá trình mưa dự báo.
- Bước 3: Phân tích trạng thái hệ thống bao gồm mực nước hồ, các mực nước tại các nút kiểm soát lũ hạ du. Phân tích, xác định các kịch bản vận hành các cửa xả lũ của hệ thống hồ chứa
- Bước 4: Sử dụng các phần mềm/chương trình điều tiết hồ chứa và diễn toán lũ trên hệ thống sông tính toán xác định diễn biến mực nước các hồ chứa và mực nước lưu lượng của các nút kiểm soát lũ trên toàn hệ thống.
- Bước 5: Đối chiếu với quy trình vận hành để quyết định phương án vận hành hợp lý, từ đó ra quyết định vận hành hệ thống.
Do kết quả dự báo mưa và lũ luôn có sự sai lệch đối với thực tế nên quyết định vận hành sẽ được điều chỉnh liên tục ở các thời điểm tiếp theo trong quá trình vận hành hệ thống. Các điều chỉnh quyết định vận hành ở thời điểm bất kỳ được lặp lại theo các bước đã trình bày trên đây.
Hình 2.4: Sơ đồ tổng quát quá trình ra quyết định khi vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ với dự báo mưa 5 ngày