- Bể chứa: Với biến trình dịng chảy ứng với chu kỳ N=2 năm (bảng 3.4), cân bằng khả năng thốt trên tuyến ống đường 3/2 thốt về Nguyễn Tri Phươ ng trong
3.Vận hành tối ưu liên hồ chứa thủy điện trên sơng Ba
3.1. Mơ hình tối ưu hĩa sản lượng điện
Mực nước hồ tối ưu Z2opt sau khoảng thời gian vận hành T (ngày) của hồ thủy điện cĩ thểđược xác định dựa vào mơ hình tính tốn sản lượng điện như sau:
1, Đối với hồ thủy điện đơn [1]
Nếu biết dịng chảy trung bình đến hồ trong khoảng thời gian vận hành T là Qo
(m3/s) và H1 và H2 là cột nước chênh áp (chênh lệch mực nước hồ và mực nước sau tuốc bin), tổng sản lượng điện sau thời gian vận hành T của nhà máy sẽ gần đúng bằng:
(3)
Ởđây: E là tổng sản lượng điện (Kw.giờ); Fho là diện tích hồ tương ứng với (H1+H2)/2 Dựa vào cơng thức (3) cĩ thể tinh các tham số tối ưu sao cho E= Emax như sau:
a, Tính mực nước hồ cuối thời đoạn vận hành H2 tối ưu khi cho trước Qo và T b, Tính thời đoạn vận hành T tối ưu khi cho trước Qo và H2
Ví dụ minh họa (hình 1) cho xác định H2 tối ưu vận hành mùa cạn thủy điện Aun Hạ, Theo kết quả ta nhận được mực nước tối ưu Z2= 200,6 (mà khơng phải mực nước thấp 194 m) như sau:
Hình 1. Xác định mực nước hồ tối ưu Z2 sau thời gian vận hành T tại hồ thủy điện Aun Hạ , mùa kiệt mơ hình năm 1988 với P=90%
3.1.2 Đối với hệ thống N hồ thủy điện: Việc xác định Z2,j tối ưu (j=1, N) cho các hồ
trong hệ thống hồ như sau: Sản lượng điện của mỗi hồ Ej được tính theo (2). Khi đĩ tổng sản lượng điện của hệ thống được tính theo cơng thức sau:
3.2. Xác định đường cong qui tắc vận hành tối ưu liên hồ chứa trên sơng Ba mùa cạn mùa cạn
Phương pháp xác định đường cong qui tắc vận hành tối ưu liên hồ chứa trên sơng Ba mùa cạn
1. Xác định mực nước hồ tối ưu Z2opt sau khoảng thời gian vận hành T (ngày) của hệ thống hồ thủy điện.
2. Xác định dung tích đệm của hồ thủy điện (Phần dung tích hồ chứa bảo đảm dịng chảy ra lớn hơn dịng chảy duy trì mơi trường)
3. Chạy mơ hình vận hành 4 hồ chứa trên sơng Ba (Bao gồm các hồ thủy điện Ba Hạ, Aun Hạ, Ka Nak, An Khê)
4. Tính tốn lưu lượng năng lượng tại các hồ thủy điện khi mơ phỏng vận hành hệ
thống hồ để đạt được các mục tiêu tối ưu liên hồ chứa: Tổng sản lượng điện Etong lớn nhất; Tổng lượng nước thiếu hụt so với lượng nước yêu cầu nhỏ nhất; Giá trị tuyệt đối hiệu mực nước hồ cuối mùa cạn và mực nước chết nhỏ nhất
5. Xây dựng đường cong qui tắc vận hành tối ưu liên hồ chứa trên sơng Ba mùa cạn Qout = f(Zho, Qin) trong đĩ Qout lưu lượng năng lượng, Zho: mực nước hồ hiện thời, Qin dịng chảy đến hồ hiện thời
6. Kết quả biểu diễn qua các đồ thị
a, Đường quá trình Qin(t), Quses(t), Qout(t), Qspill(t), Qout(t) + Qspill(t) nhà máy thủy
điện khi vận hành tối ưu hệ thống hồ sơng Ba (với Quses(t), Qspill(t) là nhu cầu nước và lưu lượng xả tràn)
b, Đường quá trình mực nước hồ Z2(t), dung tích hồ W(t) nhà máy thủy điện khi vận hành tối ưu hệ thống hồ sơng Ba
c, Đường quá trình cơng suất điện E= f(t)
d, Đường cong quy tắc vận hành tối ưu liên hồ chứa Qout=f(Zho, Qin) khi vận hành tối ưu hệ thống hồ sơng Ba u[[[[JJJJ
ở đây chỉ đưa ra kết quả xác định đường cong qui tắc vận hành tối ưu liên hồ chứa trên sơng Ba mùa cạn sau khi mơ phỏng tính tốn hồ thuỷđiện Ba Hạ:
a, Đường quá trình Qin(t), Quses(t), Qout(t), Qspill(t), Qout(t) + Qspill(t) tại hồ khi vận hành tối ưu hệ thống Ba Hạ (hình 2). Đầu mùa cạn lượng nước đến hồ nhỏ. Cuối mùa cạn cĩ lũ. Lưu lượng qua tuốc bin cĩ thể bằng dịng chảy đến.
Đường quá trình Qin(t), Quses, Qout(t), Qspill(t), Qout(t) + Qspill(t) nhà máy BaHa khi điều hành tối ưu hệ thống BaHa 0 50 100 150 200 250 300 350 1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91100 109 118 127 136 145 154 163 172 181 190 199 208 217 226 235 244 Time L ư u l ư ợ n g m 3/ s Qin Qout Qspill Qspill+Qout Quses
Hình 2. Đường quá trình Qin(t), Quses(t), Qout(t), Qspill(t), Qout(t) + Qspill(t) tại hồ khi vận hành tối ưu hệ thống Ba Hạ
b, Đường quá trình Z2=f(t) và W=f(t) tại hồ khi điều hành tối ưu hệ thống hồ Ba hạ (hình 3). Mực nước hồ giảm dần từ đầu mùa cạn tới mực nước tối ưu cuối mùa cạn. Tại giai đoạn cuối mùa cạn khi mực nước nằm trong vùng dung tích đệm thì sẽ tăng và dao động ở vùng dung tích đệm bảo đảm cấp nước khi mùa khơ kéo dài bất thường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
101102 102 103 104 105 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 0.00E+00 5.00E+01 1.00E+02 1.50E+02 2.00E+02 2.50E+02 3.00E+02 3.50E+02 4.00E+02 x 1000000 Mực nước Z2 m Dung tích hồ m3
Hình 3. Đường quá trình Z2=f(t) và W=f(t) khi điều hành tối ưu hồ Ba hạ
d, Cơng suất Kw: Điện năng sản suất được hồn tồn đồng biến với lượng dịng chảy vào (hình 4). Nửa đầu mùa cạn do dịng chảy đến nhỏ trong khi yêu cầu lượng nước tưới tiêu lớn nên sản lượng điện nhỏ. Nửa cuối mùa cạn nhà máy tận dụng tối đa dịng chảy đến để sản xuất điện. Cong Suat Kw 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 Cong Suat Kw Hình 4. Đường quá trình điện năng sản suất hồ Ba hạ
e, Đường cong quy tắc vận hành Qout = f(Z, Qin) tai ho Ba hạ khi vậ hành hồ
thủy điện Ba Hạ, mùa cạn, mơ hình phân phối dịng chảy năm 1982, P=90%. Đĩ là tập các đường cong với cận trên Qout_max =630 m3/s. Với cùng một lượng dịng chảy đến thì lưu lượng ra sẽ tăng dần khi mực nước hồ tăng từ mực nước thấp. Quan hệ Qout = f(Z, Qin) cĩ dạng tuyến tính theo Z hoặc dạng gần tuyến tính.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 101 102 103 104 105 106 107 108 Qin=1m3/s Qin=5m3/s Qin=30m3/s Qin=55m3/s Qin=80m3/s Qin=105m3/s Qin=130m3/s Qin=155m3/s Qin=180m3/s Qin=205m3/s Qin=230m3/s Qin=255m3/s Qin=280m3/s Qin=305m3/s Qin=330m3/s Qin=355m3/s Qin=380m3/s
4. Kết luận và kiến nghị
Dựa vào kết quả mơ phỏng vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa thủy điện cĩ thể xây dựng được các đường cong quy tắc vận hành tối ưu. Các đường cong này cĩ thể dùng để xác định lượng nước ra khỏi hồ theo mực nước hồ và dịng chảy đến hồ
hiện thời.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Normantov I. (2004), Optimization of Mode of Hydropower stations with reservoir, Preceeding 6th International Conference on Hydroinformatics
2. Lê Xuân Cầu (2000). Tối ưu đa mục tiêu sử dụng tài nguyên nước bằng thuật tốn gien- Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn, số 8(476)/
3. R. Wurbs (1991). Optimization of Multi-Purpose Reservoir Operations, RD-34, HEC
4. Leo R. Beard, William K. Johnson (1974) “Reservoir System Analysis for conservation, HEC-IHD-0900
BUILDING OPTIMAL RULE CURVE FOR HYDROPOWER OPERATION IN DRY SEASON OPERATION IN DRY SEASON
Nguyen Huu Khai(1), Le Xuan Cau(2)
(1)University of Science
(2)Viet NamInstitute of Meteorology, Hydrology and Environment
Optimal rule curve for hydropower operation in dry season is built based on the outputs of simulation of a hydropower reservoir system model. The model is simulated such that the total electric production will be maximized and absolute value of difference between reservoir water level at the end of dry season and the reservoir dead water level will be minimized while the another condition binding are satisfied. A set of optimal rule curves are obtained using a combined optimization method that uses GA, constraint optimization method and Monte Carlo method. The obtained rule curve for hydropower reservoir operation in Song Ba basin can be used in hydropower operation.
NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM HỆ THỐNG CẢNH BÁO LŨ QUÉT (FFGS) TRONG CẢNH BÁO LŨ QUÉT TẠI VIỆT NAM TRONG CẢNH BÁO LŨ QUÉT TẠI VIỆT NAM
Bùi Đức Long (1), Phùng Tiến Dũng(1)
Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương
Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới giĩ mùa Đơng Nam Á-một trong những khu vực dễ bị thiên tai nhất trên thế giới. Thường xuyên hứng chịu nhiều loại thiên tai như bão, lũ lụt, lũ quét và lởđất. Lũ và bão lớn đang xảy ra hàng năm tại Việt Nam gây thiệt hại lớn về người và tài sản. Mưa, lũ quét, trượt đất xảy ra thường xuyên ở khu vực miền núi của đất nước. Trung bình mỗi năm tại Việt Nam xảy ra khoảng 10 trận lũ quét. Các nhà khoa học Việt Nam cũng đã cơng bố một số kết quả nghiên cứu về thực trạng, nguy cơ và phân vùng lũ quét tại Việt Nam.
Việc phân vùng lũ quét phải kết hợp với cảnh báo khả năng xuất hiện lũ quét cho từng lưu vực sơng, từng vùng cụ thể mới thực sự cĩ tác dụng cho cơng tác phịng tránh lũ quét. Tại Việt Nam đã thiết lập một số hệ thống cảnh báo lũ quét như tại Sơn La (Nậm Na-Nậm Pàn), Hà Tĩnh (Sơng Ngàn Sâu, Ngàn Phố), Yên Bái (Lào Cai), Kon Tum (Sơng Đăkbla), v.v…. Tuy nhiên trên tồn lãnh thổ Việt Nam cịn nhiều vùng cĩ nguy cơ xảy ra lũ quét mà chúng ta chưa xây dựng được hệ thống cảnh báo do đĩ rất cần một cơng cụ hữu dụng để cĩ cái nhìn tổng quát về những vùng và lưu vực cĩ nguy cơ lũ quét khi cĩ tác động của mưa lớn, bão, ATNĐ…. Từ năm 2009, trong khuơn khổ của Ủy hội sơng Mêkơng quốc tế, Trung tâm Dự báo Khí tượng thủy văn trung ương đã tiếp nhận và bước đầu nghiên cứu thử nghiệm FFGS của Cơ quan phát triển và hỗ trợ giảm nhẹ thiên tai của Hoa Kỳ (USAID/OFDA) vào việc cảnh báo lũ quét tại Việt Nam. FFGS là hệ thống khá hịan chỉnh và cĩ khả năng cảnh báo lũ quét xảy ra trên một lưu vực nhất định từ các số liệu đầu vào là mưa và các thơng số của lưu vực. Kết quảđầu ra là bản đồ chỉ ra các vị trí nguy hiểm cĩ khả năng xảy ra lũ quét.