5. Nội dung nghiên cứ u
2.5 Nhận xét và kết luận chương 2
Qui hoạch HTCCĐ là bài toán cơ bản trong ngành điện và đã được quan tâm nghiên cứu từ rất sớm. Nhiều phương pháp và mô hình qui hoạch đã được nghiên cứu và giới thiệu. Trong thời gian gần đây, phương pháp qui hoạch toán học dần chiếm ưu thế và được ứng dụng mạnh mẽ trong qui hoạch HTCCĐ. Hơn nữa, khả năng tham gia của DG, thay đổi của phụ tải và giá điện cần được xét
đến trong các mô hình qui hoạch nhằm nâng cao tính chính xác của kết quả tính toán và gần hơn với điều kiện thực tiễn.
Chương này đã tổng hợp, phân tích các mô hình qui hoạch HTCCĐđã được giới thiệu từ đó lựa chọn mô hình qui hoạch hai bước áp dụng cho bài toán qui hoạch HTCCĐ. Trên có sở đó, nghiên cứu xây dựng mô hình toán hai bước (bước cơ sở, bước hiệu chỉnh) qui hoạch HTCCĐ khi xét đến khả năng tham gia của DG, ĐTPT ngày điển hình và đặc tính giá điện. Bước 1 sử dụng mô hình qui hoạch phi tuyến nguyên thực hỗn hợp (MINLP) lựa chọn thông số nâng cấp của
đường dây và TBA nguồn theo điều kiện giới hạn nhiệt đồng thời với thông số đầu tư tối ưu của DG. Kết quả tính toán thông số của đường dây, TBA nguồn
được làm tròn theo thông số tiêu chuẩn và sử dụng làm tham sốđầu vào của bước hiệu chỉnh. Mô hình sử dụng hàm mục tiêu cực tiểu chi phí vòng đời của phương án đầu tư cùng các ràng buộc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Bước 2 tính toán thông sốđầu tư tối ưu của DG cùng các thông số chếđộ của HTCCĐ khi tổng trở của 0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 1 2 3 4 5 Thời gian qui hoạch, năm T ổ n th ấ t đ i ệ n n ă n g , 10 e6 kWh 11 12 13 14 15 16 C h ên h l ệ ch , % Chênh lệch
Tính theo Pmax, Tmax Tính theo ĐTPTt
đường dây được xác định theo tiết diện nâng cấp tiêu chuẩn, hiệu quả kinh tế của phương án nâng cấp qua chi phí vòng đời cũng được xác định. Mô hình qui hoạch phi tuyến (NLP) được sử dụng với hàm mục tiêu tương tự như bước cơ sở
nhưng biến lựa chọn thông số nâng cấp của đường dây và TBA nguồn được thay thế bằng tham số tiêu chuẩn đã lựa chọn trong bước cơ sở.
Mô hình đề xuất đã sử dụng biến nhị phân để biểu diễn đặc tính chi phí có thành phần cố định của đường dây và TBA nguồn phù hợp hơn với đặc tính chi phí thực tế của thiết bị. Giải pháp hai bước với biến lựa chọn là biến thực trong bước cơ sởđược sử dụng đã làm giảm thời gian tính toán và tăng khả năng hội tụ
của bài toán qui hoạch HTCCĐ từ đó có thể xét đến khả năng tham gia của DG,
ĐTPT, đặc tính giá điện và kết quả tính toán sẽ đáp ứng gần hơn với thực tiễn. Hơn nữa, chương trình tính toán theo mô hình đề xuất được nghiên cứu xây dựng trong chương trình GAMS cho phép xét được đồng thời nhiều giải pháp trong bài toán qui hoạch cũng nhưđánh giá được rõ ràng hơn hiệu quả của từng giải pháp qua các chỉ tiêu KT-KT của hệ thống.
Kết quả tính toán trong ví dụ minh họa cho thấy mô hình và chương trình
đề xuất có thể áp dụng thuận lợi trong tính toán qui hoạch HTCCĐ. Lộ trình nâng cấp đường dây và TBA nguồn với thông số tiêu chuẩn được xác định cùng các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống. Hiệu quả kinh tế của hệ thống cũng được xác
định đồng thời.
Tuy nhiên, kết quả tính toán tiết diện nâng cấp của dây dẫn và công suất nâng cấp TBA nguồn phải được làm tròn theo thông số tiêu chuẩn của thiết bị
dẫn đến kết quả có thể chỉ gần với giá trị tối ưu. Hơn nữa, mô hình chỉ áp dụng
được cho những khu vực đã có HTCCĐ với sơ đồ xác định và ít thay đổi trong tương lai.
CHƯƠNG 3. QUI HOẠCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN XÉT ĐẾN KHẢ NĂNG THAM GIA CỦA CÁC LOẠI NGUỒN ĐIỆN PHÂN TÁN
3
3.1 Đặt vấn đề
DG trong đó có nguồn sử dụng năng lượng mới và tái tạo đã được ứng dụng trong HTCCĐ do phát triển của khoa học công nghệ và sức ép về ô nhiễm môi trường. Khi tham gia trong hệ thống, DG sẽ làm thay đổi trào lưu công suất, lộ
trình và thông số nâng cấp của đường dây, TBA nguồn. Tổn thất công suất, tổn thất điện năng, chi phí mua điện của HTCCĐ sẽ thay đổi và phụ thuộc vào DG, giá bán điện cũng nhưĐTPT. Hơn nữa, công suất phát của DG thường không ổn
định phụ thuộc vào nguồn năng lượng sơ cấp và mỗi công nghệ sử dụng nguồn năng lượng sơ cấp của DG sẽ cho những đặc tính công suất phát khác nhau (pin mặt trời, thủy điện nhỏ, máy phát điện gió, máy phát tuabin khí hay diesel…). Do
đó, cần nghiên cứu khả năng tham gia và đánh giá hiệu quả của các DG với nhưng đặc trưng riêng theo từng công nghệ trong bài toán qui hoạch HTCCĐ.
Nhiều mô hình qui hoạch HTCCĐ khi xét đến khả năng đầu tư, đánh giá hiệu quả của DG đã được đề xuất trong đó mô hình hai bước qui hoạch HTCCĐ
có nhiều ưu điểm nhưđã giới thiệu trong chương 1. Trong chương 2 đã xây dựng
được mô hình hai bước qui hoạch HTCCĐ cho phép tổng hợp DG. Tuy nhiên, mỗi DG có chỉ tiêu KT-KT cũng như đặc tính công suất phát khác nhau phụ
thuộc nguồn năng lượng sơ cấp dẫn tới khả năng ứng dụng của chúng bị hạn chế
trong những điều kiện cụ thể thì chưa được đề cập. Vì vậy, chương này sẽ nghiên cứu phát triển mô hình hai bước qui hoạch HTCCĐ đã xây dựng trong chương 2 nhằm xét đến khả năng tham gia, hiệu quả của từng loại nguồn DG với những
đặc trưng về khả năng phát và chỉ tiêu KT-KT. Chi phí năng lượng được sử dụng làm chỉ tiêu tổng hợp thay cho chi phí tổn thất điện năng do công suất phát của DG không những làm thay đổi tổn thất điện năng mà còn giảm công suất nhận từ
HTĐ. ĐTPT ngày điển hình và đặc tính giá bán điện theo thời gian trong ngày
được xem xét cùng ràng buộc cân bằng công suất nút AC. Chỉ tiêu chi phí vòng
đời cũng được sử dụng để đánh giá hiệu quả của phương án đầu tư khi thời gian khấu hao của thiết bịđiện thường khác nhau [129][130][132].
Bài toán qui hoạch HTCCĐ trong điều kiện mới khi xét đến khả năng tham gia của các DG với những đặc điểm riêng của từng loại DG như TBK hoặc máy phát diesel, TĐN, máy phát điện gió hay PMT nhằm lựa chọn được thông số
nâng cấp tối ưu của đường dây, TBA nguồn đồng thời xác định được vị trí, công suất và lộ trình đầu tư DG. Từđó, xây dựng chương trình tính toán bằng chương trình GAMS và tính toán kiểm tra trong những ví dụ đơn giản. Qui trình tính và chi tiết của từng mô hình được trình bày sau đây.