M Ở ĐẦU
4.4.4.Kết quả tính toán cho Hồ Kẻ Gỗ
4. Kết quả đạt được
4.4.4.Kết quả tính toán cho Hồ Kẻ Gỗ
Quá trình tính toán mô phỏng sử dụng biểu đồ điều phối được tiến hành bắt
đầu từ mùa kiệt. Vì là hồ điều tiết nhiều năm nên ta chưa biết mực nước hồ ở đầu mùa kiệt. Vì vậy, phải giả thiết mực nước đầu mùa kiệt cho các năm tính toán mô
phỏng, cụ thểđã thực hiện cho hai trường hợp sau:
* Trường hợp 1: Giả thiết mực nước hồđầu mùa kiệt Ztl = MNDBT đối với
các năm tính toán.
Kết quả tính toán theo 3 phương thức vận hành cho các năm thủy văn khác nhau được tổng hợp trong bảng 4.15. Chi tiết kết quảtính toán được thể hiện trong các bảng ở phụ lục từ bảng PL 3.1 đến bảng PL 3.9.
Bảng 4.15: Bảng tổng hợp kết quả sản lượng điện lượng thu được theo các phương thức vận hành
Năm Emk Phương thứEn c 1 Emk Phương thứEn c 2 Emk Phương thứEn c 3
(GWh) (Gwh) (Gwh) (Gwh) (GWh) (Gwh) 1991-1992 (P = 25%) 13,340 19,448 13,144 19,527 13,268 19,483 1995-1996 (P = 50%) 11,914 17,054 11,914 17,054 11,914 17,054 1969-1970 (P = 75%) 11,528 15,855 11,528 15,855 11,528 15,855 Trung bình 12,261 17,452 12,195 17,478 12,236 17,464
* Trường hợp 2: Giả thiết mực nước hồ đầu mùa kiệt thay đổi đối với các
năm. Trong trường hợp này ta giả thiết mực nước hồ đầu mùa kiệt Ztl = MNDBT
đối với năm nhiều nước đểtính toán cho năm này. Mực nước đầu mùa kiệt của năm trung bình nước sẽđược lấy dựa trên kết quả mực nước cuối mùa lũ của năm nhiều
nước. Tương tự, mực nước đầu mùa kiệt của năm ít nước sẽđược lấy dựa trên kết quả mực nước cuối mùa lũ của năm trung bình nước.
Kết quả tính toán trong trường hợp này theo 3 phương thức vận hành cho các
năm thủy văn khác nhau được tổng hợp trong bảng 4.16. Chi tiết kết quả tính toán
Bảng 4.16: Bảng tổng hợp kết quả sản lượng điện lượng thu được theo các phương thức vận hành
Năm Emk Phương thứEn c 1 Phương thứEmk En c 2 Phương thứEmk En c 3
(GWh) (Gwh) (Gwh) (Gwh) (GWh) (Gwh) 1991-1992 (P = 25%) 13,340 19,448 13,144 19,527 13,268 19,483 1995-1996 (P = 50%) 11,914 17,054 11,914 17,054 11,914 17,054 1969-1970 (P = 75%) 11,036 14,555 11,036 14,555 11,036 15,183 Trung bình 12,097 17,019 12,031 17,045 12,073 17,240
* So sánh sản lượng điện thu được khi vận hành theo phương thức Q=const và vận hành theo BĐĐP:
Để có cơ sở so sánh điện năng thu được theo phương pháp Q=const và phương pháp sử dụng BĐĐP thì khi tính toán ta lấy mực nước thượng lưu đầu mỗi mùa của hai phương pháp là tương tự nhau. Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng 4.17. Chi tiết kết quả tính toán được thể hiện trong các bảng từ bảng PL 4.1
đến bảng PL 4.12 ở phụ lục.
Bảng 4.17: Bảng tổng hợp kết quả sản lượng điện lượng thu được khi vận hành theo Q= const, và theo BĐĐP
Năm Phương thứEmk En c 1 Phương thứEmk En c 2 Phương thứEmk En c 3 Emk Q= const En (GWh) (Gwh) (Gwh) (Gwh) (GWh) (Gwh) (GWh) (Gwh) 1991-1992 (P = 25%) 13,031 18,872 12,956 19,392 12,996 19,381 8,019 13,05 1995-1996 (P = 50%) 11,207 16,330 11,207 16,330 11,207 16,330 5,995 10,43 1969-1970 (P = 75%) 7,925 10,429 7,925 10,429 7,925 10,429 4,105 6,42 Trung bình 10,721 15,210 10,696 15,383 10,709 15,38 6,039 9,966
* Lợi ích thu được khi tính theo Biểu giá chi phí tránh được
Như đã nêu ở trên, thủy điện Hồ Kẻ Gỗ có công suất lắp máy (Nlm = 3MW) nhỏ, giá bán điện được áp dụng theo Biểu giá chi phí tránh được. Theo đó, sự chênh lệch giá điện theo các khung giờ trong ngày trong mùa khô là rất lớn. Để nâng cao lợi ích thu được do phát điện ngoài việc chọn phương thức sử dụng nước phù hợp cần phân phối lưu lượng phát điện theo các khung giờđược quy định trong Biểu giá
chi phí tránh được nhằm tận dụng giá bán điện cao vào khung giờ cao điểm trong mùa khô. Trong thực tế vận hành Hồ Kẻ Gỗ, do nhiệm vụ phát điện là phụ và một vài nguyên nhân chủ quan khác dẫn đến việc phân phối lưu lượng trong ngày chưa được quan tâm đúng mức. Do đó làm giảm đáng kể hiệu quả khai thác hồ chứa, làm thiệt hại đến lợi ích phát điện. Để thể hiện điều này, tác giảđã tính toán lợi ích phát
điện cụ thể cho hai phương án: khi lưu lượng được phân phối theo các khung giờ
trong ngày (theo Biểu giá chi phí tránh được) và khi lưu lượng được phân phối đều trong ngày. Kết quả tính toán được thể hiện trong Bảng 4.18, Bảng 4.19 và Bảng
4.20 tương ứng với các năm thủy văn nhiều nước (P=25%), năm trung bình nước
(P=50%) và năm ít nước (P= 75%). Chi tiết kết quả tính toán được thể hiện trong các bảng từ bảng PL 5.1 đến bảng PL 5.3 ở phụ lục.
Bảng 4.18: Bảng kết quả lợi ích thu được cho năm P=25% Tháng E1 E2 E3 Eo B1 B2 B3 B_ggio B_gtb GWh GWh GWh GWh 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ I 0.456 1.186 0.263 1.906 1105.038 724.799 152.447 1982.283 1868.233 II 0.456 1.186 0.251 1.894 1105.038 724.799 145.333 1975.169 1856.189 III 0.456 1.005 0.000 1.461 1105.038 614.100 0.000 1719.137 1432.523 IV 0.456 0.075 0.000 0.531 1105.038 45.604 0.000 1150.641 520.425 V 0.456 1.061 0.000 1.517 1105.038 648.289 0.000 1753.326 1487.376 VI 0.456 1.186 0.079 1.721 1105.038 724.799 45.589 1875.425 1687.315 VII 0.456 1.186 0.509 2.152 263.256 671.418 285.746 1220.419 1220.189 VIII 0.419 1.090 0.453 1.962 241.956 617.092 253.911 1112.958 1112.653 IX 0.434 0.632 0.000 1.066 250.275 357.730 0.000 608.005 604.344 X 0.456 1.186 0.548 2.190 263.256 671.418 307.148 1241.821 1241.821 XI 0.456 0.481 0.000 0.937 1105.038 293.938 0.000 1398.975 918.853 XII 0.456 1.186 0.548 2.190 1105.038 724.799 317.003 2146.839 2146.839 Tổng 19.527 9859.043 6818.781 1507.175 18184.999 16096.758 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 4.19: Bảng kết quả lợi ích thu được cho năm P=50%
Tháng E1 E2 E3 Eo B1 B2 B3 B_ggio B_gtb GWh GWh GWh GWh 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ I 0.456 0.845 0.000 1.301 1105.038 516.087 0.000 1621.124 1275.271 II 0.456 1.186 0.239 1.882 1105.038 724.799 138.431 1968.268 1844.504 III 0.456 0.984 0.000 1.440 1105.038 601.299 0.000 1706.337 1411.986 IV 0.456 0.066 0.000 0.522 1105.038 40.169 0.000 1145.206 511.705 V 0.456 1.031 0.000 1.488 1105.038 630.191 0.000 1735.228 1458.339 VI 0.456 1.186 0.020 1.662 1105.038 724.799 11.401 1841.237 1629.431 VII 0.450 1.170 0.385 2.005 259.647 662.211 216.058 1137.916 1136.980 VIII 0.379 0.986 0.250 1.615 218.734 557.867 140.181 916.783 915.545 IX 0.329 0.000 0.000 0.329 189.601 0.000 0.000 189.601 186.329 X 0.456 1.186 0.548 2.190 263.256 671.418 307.148 1241.821 1241.821 XI 0.456 0.488 0.000 0.944 1105.038 298.284 0.000 1403.322 925.827 XII 0.456 1.186 0.034 1.677 1105.038 724.799 19.790 1849.626 1643.635 Tổng 17.054 9771.538 6151.923 833.008 16756.469 14181.372
Bảng 4.20: Bảng kết quả lợi ích thu được cho năm P=75% Tháng E1 E2 E3 Eo B1 B2 B3 B_ggio B_gtb GWh GWh GWh GWh 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ 106vnđ I 0.456 0.446 0.000 0.902 1105.038 272.380 0.000 1377.417 884.266 II 0.456 1.186 0.159 1.802 1105.038 724.799 92.214 1922.051 1766.255 III 0.456 0.914 0.000 1.370 1105.038 558.531 0.000 1663.569 1343.369 IV 0.456 0.041 0.000 0.498 1105.038 25.228 0.000 1130.265 487.734 V 0.456 0.956 0.000 1.412 1105.038 584.176 0.000 1689.213 1384.513 VI 0.456 1.123 0.000 1.579 1105.038 685.854 0.000 1790.892 1547.647 VII 0.424 1.102 0.401 1.927 244.534 623.667 224.872 1093.073 1092.422 VIII 0.355 0.924 0.267 1.546 204.978 522.783 149.944 877.706 876.745 IX 0.320 0.000 0.000 0.320 184.732 0.000 0.000 184.732 181.544 X 0.456 0.536 0.000 0.993 263.256 303.544 0.000 566.800 562.815 XI 0.456 0.476 0.000 0.933 1105.038 291.133 0.000 1396.170 914.353 XII 0.456 0.818 0.000 1.274 1105.038 499.649 0.000 1604.686 1248.897 Tổng 14.555 9737.800 5091.744 467.030 15296.574 12290.559
Bảng 4.21: Bảng tổng hợp kết quả lợi ích thu được theo các năm thủy văn
Lợi ích năng lượng (B, 109vnđ) 1991-1992 (P = 25%) 1995-1996 (P = 50%) 1969-1970 (P = 75%) B_gtbkhi lưu lượng phân
phối đều trong ngày 16,097 14,181 12,291 B_ggiokhi lưu lượng phân
phối theo đúng khung giờ 18,185 16,757 15,297
Chênh lệch 2,088 2,576 3,006
Bảng 4.21 thể hiện tổng hợp kết quả tính toán của hai phương án cho các năm thủy văn khác nhau. Kết quả cho thấy hiệu ích của việc phân phối lưu lượng theo khung giờcao hơn tính trung bình khoảng 2,5 tỷvnđ/năm.
4.5. Phân tích, so sánh và đánh giá kết quả.
Sử dụng biểu đồ điều phối để vận hành hồ chứa theo các phương thức khác nhau, từ kết quảthu được ta thấy :
- Kết quảthu được vềđiện năng là có sự khác nhau giữa ba phương thức đối với năm nhiều nước, tuy nhiên đối với năm trung bình nước và năm ít nước lại cho kết quả tương tự nhau giữa ba phương thức. Hơn nữa, sự khác nhau về điện lượng giữa các năm thủy văn khác nhau là không lớn. Điều này cho thấy sản lượng điện
thu được ở mùa kiệt chủ yếu là do lượng nước lấy ra từ hồ chứa.
- Đối với năm nhiều nước, nếu chỉ xét riêng điện năng về mùa kiệt thì
phương thức 1 cho điện năng mùa kiệt là lớn nhất, tiếp đến là điện năng mùa kiệt của phương thức 3. Tuy nhiên, nếu tính sản lượng điện trong cả năm thì phương
thức 2 lại cho sản lượng điện năm lớn nhất, kế đến là sản lượng điện năm của
phương thức 3. Điều này cũng dễ hiểu vì thủy điện hồ Kẻ Gỗ là thủy điện cột nước
thấp và dao động mực nước hồ ( max
ct
h
H lớn) có ảnh hưởng nhiều đến cột nước phát
điện. Khi cột nước giảm, nhất là khi cột nước phát điện giảm nhỏhơn cột nước tính toán (Htt) sẽ dẫn đến giảm công suất phát điên giảm nhanh làm cho sản lượng điện giảm nhất là ở những tháng cuối mùa kiệt và đầu mùa lũ. Trong trường hợp này,
phương thức cấp nước nào làm duy trì mực nước hồ cao sẽ có lợi nhất. Như vậy khi mực nước hồ nằm trong vùng B của biểu đồ điều phối thì phương thức được chọn
để nâng cao sản lượng điện là phương thức 2 và để nâng cao lợi ích phát điện cần phân phối lượng nước trong ngày theo khung giờ của Biểu giá chi phí tránh được.
- Đối với năm trung bình nước và năm ít nước, trong quá trình vận hành mực
nước hồ chủ yếu thuộc vùng A của biểu đồ điều phối, tức là vùng duy trì cung cấp
nước theo yêu cầu dùng nước ở hạlưu mà không điều chỉnh tăng giảm nước (so với yêu cầu), tức không sử dụng các phương thức. Trong trường hợp này, cần có phân phối lượng nước theo các khung giờ trong ngày để nâng cao lợi ích phát điện.
- Hồ Kẻ Gỗ có nhiệm vụ chủ yếu là cung cấp nước tưới theo yêu cầu ở hạ lưu và kết hợp tưới để phát điện. Trong trường hợp này, phương thức vận hành
được ưu tiên lựa chọn sẽ là phương thức đảm bảo đủ nước theo yêu cầu đồng thời cho sản lượng điện lớn nhất. Theo kết quả tính toán ởtrên thì phương thức được lựa chọn là phương thức 2 cho mùa kiệt và phương thức 1 cho mùa lũ. Ngoài ra, cần phải tính đến giá bán điện được áp dụng để phân phối lưu lượng trong ngày cho phù hợp nhằm thu được lợi ích phát điện là lớn nhất.
- Kết quả tính toán theo phương pháp Q = const cho kết quả nhỏ hơn nhiều so với khi tính toán theo biểu đồ điều phối. Việc tính toán theo biểu đồ điều phối phản ánh đúng hơn khảnăng vận hành của hồ chứa trong thực tế. Phương pháp điều phối nên được dùng ngay cả trong giai đoạn thiết kế. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận.
- Đối với hồ chứa lợi dụng tổng hợp kết hợp phát điện cần có chế độ khai thác hồ chứa hợp lý nhằm nâng cao mức độ an toàn cung cấp nước theo các yêu cầu lợi dụng tổng hợp và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước phát điện trong điều kiện chếđộ dòng chảy không ổn định và dự báo dài hạn về thủy văn không đảm bảo
độ tin cậy. Kết quả nghiên cứu cho thấy việc sử dụng phương pháp điều phối cho
phép đáp ứng được yêu cầu đề ra.
- Việc xác định phân phối lưu lượng yêu cầu có ảnh hưởng đến hình dáng biểu đồ điều phối do đó ảnh hưởng đến sản lượng điện khai thác. Để nâng cao hiệu quả tận dụng nguồn nước cho phát điện thì biểu đồ điều phối phải được xây dựng theo phân bố hợp lý lưu lương yêu cầu, xét đến ảnh hưởng của chếđộ cấp, trữnước và đặc điểm của khung giá bán điện được áp dụng.
- Phương thức xác định chế độ làm việc của các hồ chứa trên cơ sở biểu đồ điều phối không những cần thiết phải sử dụng trong quá trình khai thác mà còn nên sử dụng trong giai đoạn thiết kế để đánh giá đúng hiệu ích của các hồ chứa đang được thiết kế.
- Biểu đồ điều phối được xây dựng trên cơ sở phân bố Qyc ứng với yêu cầu cấp nước tưới, sinh hoạt, phục vụ công nghiệp và các giàng buộc về mực nước
thượng lưu theo quy định đối với hồ chứa lợi dụng tổng hợp. Khi một trong những
điều kiện này thay đổi thì biểu đồđiều phối cần thay đổi cho phù hợp. Chương trình tính toán được lập bằng phần mềm Excel cùng với các hàm tối ưu có sẵn cho phép
đáp ứng được yêu cầu này.
- Tùy vào đặc điểm của từng hồ cũng như đặc điểm về yêu cầu của các
ngành dùng nước khác nhau, việc sử dụng biểu đồđiều phối để vận hành hồ chứa sẽ
cho phép chọn được phương thức vận hành phù hợp vừa đảm bảo yêu cầu dùng
nước theo yêu cầu vừa góp phần nâng cao hiệu quả tận dụng nguồn nước cho phát
điện. Quá trình tính toán này cũng được thực hiện bằng chương trình được lập bằng phần mềm Excel cùng với các hàm tối ưu có sẵn.
2. Một số tồn tại cần giải quyết.
Do thời gian nghiên cứu còn hạn chế và còn thiếu kinh nghiệm về thực tế cũng như còn những hạn chế về kiến thức, nên tác giả còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được:
- Trong tính toán xây dựng biểu đồđiều phối mới chỉ xét đến một phương án
phân phối lưu lượng yêu cầu do đó chưa đưa ra được dạng biểu đồđiều phối tối ưu.
- Khi tính toán chọn phương thức vận hành tác giả chỉ mới sử dụng một số năm thủy văn tiêu biểu mà chưa tính cho cả liệt năm.
Qua quá trình làm luận văn không thể tránh khỏi những vấn đề sai sót, kính mong các thầy cô và toàn thể các bạn giúp đỡ, đóng góp ý kiến để hoàn thiện nghiên cứu và tiếp cận gần với thực tiễn sản xuất, áp dụng vận hành các công trình thủy lợi đặc biệt là các hồ chứa nước lợi dụng tổng hợp kết hợp phát điện trong tình hình hiện nay.
3. Kiến nghị.
Qua Đề tài nghiên cứu của mình, tác giả kiến nghị khi tính toán, thiết kế, vận hành các công trình thủy lợi, đặc biệt là các hồ chứa có chức năng lợi dụng tổng hợp cần xem xét cân bằng lợi ích giữa các ngành lợi dụng tổng hợp nhằm mang lại hiệu quả cao nhất trong quá trình vận hành, đáp ứng được yêu cầu về khai thác và sử
dụng tổng hợp tài nguyên nước. Kết quả của đề tài có thểứng dụng trong khai thác hồ Kẻ Gỗ và các chương trình được lập có thể ứng dụng để lập phương thức vận hành cho các hồ chứa thủy lợi kết hợp phát điện khác.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Xây Dựng (2002), Công trình Thủy lợi - Các quy định chủ yếu về thiết kế TCXDVN 285-2002, NXB Xây dựng, Hà Nội.
2. BộCông Thương (2008), Quyết định Ban hành về biểu giá chi phí tránh được và hợp đồng mua bán điện áp dụng cho các nhà máy thủy điện nhỏ sử dụng năng lượng tái tạo. p. 41.
3. Bộ Công Thương (2013), Thông tư số 19/2013/TT-BCT: quy định về giá bán
điện và hướng dẫn thực hiện. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. BộCông Thương - Cục Điều Tiết Điện Lực (2013), Quyết định số09/QĐ-ĐTĐL ngày 27 tháng 3 năm 2013: Biểu giá chi phí tránh được năm 2013. p. 3.
5. Bộ Thủy Lợi, Vụ kỹ thuật (1982), Sổ tay kỹ thuật Thủy lợi, NXB Nông nghiệp. 6. PGS.TS. Hồ Sỹ Dự, PGS.TS. Nguyễn Duy Hạnh, TS. Huỳnh Tấn Lượng, PGS.TS. Phan Kỳ Nam (2003)– Trường đại học thuỷ lợi - Công trình trạm thuỷ điện.
7. Trần Trí Dũng (2005), Giáo trình Excel Solver cho kỹ sư, NXB Khoa học kỹ
thuật, Hà Nội.