Qui hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện có xét đến khả năng tham gia của nguồn điện phân tán và giá điện686

sử dụn hg àm mục tiêu cực ti u chi phí òể v ng đờ của phi ương án uđầ tư với các ràn bu c g ộ đảm bảo yêu ầu c kỹ thu tậ... nh hi u ch nh xác nhệ ỉ đị lại thông số đầu ư tối ưu của DG cù

BỘG OIÁ DỤC VÀ ÀĐ O ẠO T

TR ƯỜN G ĐẠI HỌ ÁC C B H HO K A À H NỘI

Vũ V Th ăn ắng

Hà N ội - 2015

BỘ G OIÁ DỤC VÀ ÀĐ O ẠO T

TR ƯỜN G ĐẠI HỌ ÁC C B H HO K A À H NỘI

Vũ V Th ăn ắng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin c m oa a đ n đ à ng tây l cô rình ng ê cứu của iêhi n r ng tôi Cá c số li uệ , kết quả tro gn luận án là hoàn toàn tru g n th c àự v ch aư ừn t g được ai cô ng b ốtrong

TS Bạ ch Qu c Khánh ố

Tác gi lu ả ận án

Vũ Vă n Th nắ g

LỜI CẢM ƠN

Tron quá trình th c hi ng ự ệ ng i cứu của h ên mình tôi ã nh n , đ ậ đượ c nhi uề ý

kiến nđó ópg g , độn iên từ gv các th yầ cô iáo g , các ạn b đồn ng g ệ v người thhi p à ân trong gia ìnhđ

Lời đầu tiên tô xin b y, i à tỏ lòng biết ơn tới G P S S T Đặng Quốc Th g vốn à

TS Bạc Qu c Khánh h ố đã tận tìn h hướng dẫn luôn, hỗ trợ v kà hích ệ l trong suốt bốn nămqua để ể tôi có th hoàn thành được ậ của ìnhlu n án m

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới G TSKH Tr n ình o S ầ Đ L ng, S.TG S

Lã Văn Út P, GS S.T ầ Tr n Bách P, GS S.T Nguy n ân Tráễ L ng, TS Đinh Q a g u nHuy T, S Đỗ Xuân Khôi cù ng các th y cô ầ gi áo trong bộ môn Hệ thống iđ ệ - n

Vi n iệ Đ ện ườ- Tr ng Đạ học Bác Kho Hài h a Nộ đ o i ữn kiế ý áu i ã ch tô nh g ý n qu btron su t quá trìnhg ố họ tậc p à nghiên v c u ứ

Tôi xin ch n thàn â h cảm ơn Ban i m g á hiệ u tr ng ườ Đạ ọc Kỹ thu t Cô g i h ậ n

n hig ệp n cù g các đồn ng g ệp ở bộhi môn H ệth ng i nố đ ệ - Khoa i Đ ện - Tr ường Đại học Kỹ thu tậ Công nghi p ãệ đ ạo i u t đ ề kiệ về thờn i ian à có nh g v ững ki ý ến ó g đ n

góp b ổsun gcho lu nậ án

Tôi xin châ thànhn cảm n Ban i m hi uơ g á ệ trườ g Đạ học Bách ho Hn i k a à Nội Vi n ào, ệ đ tạo sau iđạ học - Tr ường Đại học Bách hoa Hà k Nội đã tạo nh g ữn

đ ềi u kiệ n thuận i nh lợ ất về mọi mặt để tôi hoàn thành nội dun n hiêng g cứ u

Cu i cùố ng, tôi xin bày tỏ lòng bi t nế ơ sâu ắc tới cha s mẹ tôi, vợ tôi và nhữn ngg ười thân trong gia ình ã luôn đ đ độn vg iên hí h, k c lệ cho tôi nđộ g ực để l

có th hoàn thành ể đượ ận c lu án này

Tác giả lu nậ án

V V ũ ăn Th nắ g

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐO NA i

LỜI CẢM ƠN ii

M CỤ LỤC iii

D NHA MỤ CÁ C C KÝ HIỆUVÀ CH VIỮ ẾT TẮT vii

D NHA MỤ CÁ BẢNC C G xi

D NHA MỤ CÁ HÌC C NH VẼ, ĐỒ THỊ xii

M Ở ĐẦU xiv

1 Tín h cấ t ế của p hi t đề i xtà iv 2 Mục ícđ h n h g ên ci ứu xv

3 Đố tượni g và ph ạm g iê cvi n h n ứu xv

4 Ý gh a kh a n ĩ o học và th c ti ự ễn xvi 5 Nội du g n n hg ên ci ứu xvi CHƯƠNG 1 TỔNG QU NA V ỀQU HOI ẠC HỆH TH NGỐ CUNG CẤP IĐ ỆN 1 1.1 Giớ ithiệu 1

1.2 HTCC Vi t NĐ ệ am một số vvà ấn đề ề q i ho v u ạch 1

1 2 .1Hi n tr n HTCC Vi t Nệ ạ g Đ ệ am 1

1 2 .2Những tồ tại àn v vấn đề qui ho ch HTCC ạ Đ 2

1.3 Nguồn i nđ ệ h np â án 3t 1 3 .1Tổng quan về ngu n i nồ đ ệ phân tán 3

1 3 .2Công gh v n ệ à c iđặ đ ểm củ nguồ đ ệ a n i n phân tá n 3

1 3 1 2 Thủy i đ ện nh ỏ 4

1 3 2 2 Đ ệ i n g ió 4

1 3 3 2 Đ ệ i n m ặt trời 5

1 3 4 2 Tuab n h i k í và m y á phá t i d e e s l 6

1.4 Bài t oán u ạq i ho ch h p át triển HTCC 6Đ 1 4 .1Tổng quan bài toán qui ho chạ HTCCĐ 6

1 4 1 1 M ục tiêu 6

1 4 2 1 Những b ước ơ ản của c b bài toá n qui ho h ạc HTCCĐ 6

1 4 3 1 M s ột ố bài toán qui ho h ạc HTCCĐ 6

1 4 .2Phân tích à a ch n ph n pháp qui ho ch HTCC v lự ọ ươ g ạ Đ 8

1 4 1 2 Qu ho h h o i ạc t e tiêu c ẩn 8 hu 1 4 2 2 Qu ho h oán i ạc t h ọc 8 1 4 3 2 Phân tíc v lựa h à chọn ph ng phá qu ho ươ p i ạch 9

1 4 .3Bài toán qui ho ch toán ạ họ tổn quátc g 9

1 4 1 3 Mô h nh oá ì t n 9

1 4 2 3 Phân lo i ạ bà oá qu ho i t n i ạch 10

1 4 .4Những thay iđổ gần ây trođ ng qui ho ch HTCC ạ Đ 11

1 4 1 4 Sự tham g a i c ủa c c á ngu n i ồ đ ệ n phân tán 11

1 4 2 4 Yếu tố g á i i đ ện 12

1 4 .5Các ch tiêu inh ỉ k t ế đánh iá ph n án u g ươ g đầ t ư 12 1.5 Q i hou ạch HTCC Đ k ih xét n kh năđế ả ng th am gia c a các Dủ G 15

1 5 .1Mô hình bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ 15

1 5 .2Ph n pháp thu t toánươ g , ậ giả i bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ 18

1.6 Đ h án giá và lựa chọn cô g cụ n t ní h toán 19

1 6 .1Gi i thi u ch n trình Gớ ệ ươ g AMS 19

1 6 .2Thu t toán à so er Mậ v lv INOS trong ươ g ì AMS ch n tr nh G 21 1 6 .3Những yêu cầ k lập bài toán qui ho ch H CC tronu hi ạ T Đ g GAMS 25

1.7 Nhận x ét và đề ấ ữn vấn đề cần n hxu t nh g g i n cứu 26ê CHƯƠNG 2 X Y Â DỰNG MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG P HÁ GIẢIP BÀ TOÁN I QU HOI ẠCH H ỆTH NG CUNGỐ CẤ Đ ỆN P I 28 2.1 Đặ vấn đề t 28 2.2 Ph nâ ch một số tí đặ đ ểc i m ủa ài to c b án qui ho ạch HTCCĐ hi n nệ ya 30 2 2 .1Lựa ch n ô hình qui ho ch HTCC ọ m ạ Đ 30

2 2 .2Những đặ đ ểm cầ ngc i n hiên cứu b ổsung 32

2 2 1 2 R àng buộc nâng ấp à hà c v m c i í h ph nâng cấp đường dâ y, TBA 32

2 2 2 2 Mô h nh â ì c n bằ c g ng ôn suất nú t AC 33

2 2 3 2 Sử dụng ĐT T i P đ ể hì tr n nh ong n oá tí h t n c i í h ph 34 2.3 Xây dựngmô hì hn toá u ạch nq i ho HTCCĐ 35

2 3 .1Sơ đồ kh vối à qui trình tính toán qui ho chạ H CCT Đ 35

2 3 .2Xây dự g m n ô hình cơ ở s (MC DS ) 39

2 3 1 2 H m à mục ê ti u của mô ì cơ ở h nh s 39

2 3 2 2 Cá àng bu c r ộc của ô h n m ì h c s ơ ở 46

2 3 3 2 Phân tíc v ậ dạ g m ì h cơ sở 50 h à nh n n ô h n 2 3 .3Xây dự g m n ô hình hi u ch nh (MHCD ệ ỉ ) 50

2 3 1 3 H m à mục ê ti u của mô ì hiệ chỉ h h nh u n 50 2 3 2 3 Cá àng bu c r ộc của ô h n hi u m ì h ệ chỉ h n 51 2 3 3 3 Phân tíc v ậ dạ g m ì h ệu h à nh n n ô h n hi chỉ h n 51 2 3 .4Đánh iá ô hình g m đề ất xu 53 2.4 Tính toá á dụng 53n p 2 4 .1Đặt vấn đề 53

2 4 .2Sơ đồ kh vối à ô m hình tính toán 53

2 4 .3Xây dự g ương n ch trình tính toán 54

2 4 1 3 L ập modul nhập thông ố s đầu vào v à mô t ả bài toán 54

2 4 2 3 Sử dụng o s lver ải i t gi bà oán tìm nghi ệm t ối ưu 56

2 4 3 3 L ập modul hiển thị ết k quả 56

2 4 .4Ví d .ụ 1 56

2 4 1 4 L ập mô h n ì h và tính toán ước c s b ơ ở 57

2 4 2 4 L ập mô h n ì h và tính toán ước b hi u ệ chỉnh 61

2 4 3 4 Đánh g á hi u qu i ệ ả c ủa mô h nh ì đề xuất 64

2.5 Nhận x kế ận chươngét và t lu .2 65 CHƯƠNG 3 QU HO CH I Ạ HỆ TH NGỐ CUNG ẤP I N XÉT C Đ Ệ ĐẾ N KH Ả N NG TĂ HA G A CỦA ÁM I C C LO IẠ NGU N I N PỒ Đ Ệ H N T N 67Â Á 3.1 Đặ vấn đề t 67 3.2 S ơ đồ khối và q u tr n ti ì h nhí toá u ạn q i ho ch HTCC Đ khi xét đến c đặ điểm ô gc n nghệ củaDG 68

3.3 Q i hou ạch HTCC Đk ih xét n kh năng hđế ả t am gia của TBK ho c ặ máy p át ieseh d l 68

3 3 .1Xây dựng mô hình to n qui ho h HTCC á ạc Đ hi xét nk đế khả năng tham g củ ia a TBK ho c áy phát diese ặ m l 68

3 3 1 1 X d ây ựng ô nh m hì cơ s ở 68 3 3 2 1 X d ây ựng ô nh hi u m hì ệ chỉ h n 74 3 3 .2Lập ch ương trình ải bài toán quigi hoạch H CC T Đ k hi xét n kh đế ả n n thă g am g củ ia a TBK, m áy phát diesel 76

3 3 .3Ví d .ụ 2 76 3 3 1 3 S ơ đồ và thông ố ủ s c a HTCCĐ 76

3 3 2 3 Kha báo bi n i ế d và ữ liệu đầu vào 77

3 3 3 3 Kết quả nh oá tí t n 78

3 3 .4Nh n xéậ t 82

3.4 Q i hou ạch HTCC Đ k ih xét kh năả n hg t am gia của TĐN 83

3 4 .1Xây dựng mô hình to n qui ho h HTCC á ạc Đ hi xét nk đế khả năng tham g củ TĐN 84ia a 3 4 1 1 X d ây ựng ô nh m hì cơ s ở 84 3 4 2 1 X d ây ựng ô nh hi u m hì ệ chỉ h n 87 3 4 .2Lập ch ươngtrình tính toán qui ho ch HTCCạ Đ hi xék t ả n ng th m kh ă a gia củ TĐN 88a 3 4 .3Ví d .ụ 3 88 3 4 1 3 S ơ đồ và thông ố ủ s c a HTCCĐ 88

3 4 2 3 Kha báo bi n i ế d và ữ liệu đầu vào 89

3 4 3 3 Kết quả nh oá tí t n 89

3 4 .4Nh n xéậ t 91

3.5 Q i hou ạch HTCC Đ k ih xét n kh năn hđế ả g t am gia ủa nhi c ều loại DG 92

3 5 .1Xây dựng mô hình to n qui ho h HTCC á ạc Đ hi xét nk đế khả năng tham g củ ia a nhi u lo i Dề ạ G 93

3 5 1 1 X d ây ựng ô nh m hì cơ s ở 93

3 5 2 1 X d ây ựng ô nh hi u m hì ệ chỉ h n 96

3 5 .2Lập ch ương trình tính toán qui ho chạ HTCCĐ hi xét nk đế ả năng kh

tham g củ ia a nhi u lo i Dề ạ G 98

3 5 .3Ví d .ụ 4 98 3 5 1 3 S ơ đồ và thông ố s HTCCĐ 98

3 5 2 3 Kha báo bi n i ế d và ữ liệu đầu vào 99

3 5 3 3 Kết quả nh oá tí t n 99

3 5 .4Nh n xéậ t 102

3.6 Nhận x kế ận chươngét và t lu .3 103 CHƯƠNG 4 T H T ÍN OÁ Á DỤNG CHO QU HO CHN P I Ạ HỆ THỐN CUNG G CẤP I NĐ Ệ VIỆTNAM 105

4.1 Đặ vấn đề t 105 4.2 Nh g gi tữn ả hiế t n số t và hô g t ní h toán 105

4 2 .1Những gi ả ế thi t chung 105

4 2 .2Suất chi phí củ a DG theo côn nghg ệ 106

4 2 .3Suất chi phí uđầ tư đường dây à v TBA 107

4 2 .4Đặc tính iá bán g đ ệi n 107

4.3 Tính toá u ạnq i ho ch HTCC Đt o g khr n u ực v 1 108 4 3 .1Sơ đồ và thông sốtính toán ủa ệ c h th nố g 108

4 3 .2K ết quả tính toán và th o ả luận 110

4.4 Tính toá u ạnq i ho ch HTCC Đt o g khr n u ực v 2 114 4 4 .1Sơ đồ HTCCĐ và thông sốtính toán 114

4 4 .2K ết quả tính toán và th o ả luận 116

4.5 Nh g n giá vàữn đá h kết luận chương .4 120 K TẾ LUẬ NVÀ KIẾN NGHỊ 121

1 Nh g ữn nội du g n c bơ ản c a luận ủ án 121

2 Nh g ó g ó ữn đ n g p của lu ận .án 122 3 Hướn n hg g êni cứ ếp huti t eo 123

TÀ LI U TI Ệ HA M KHẢO 124

D NHA MỤ CÁ C C CÔNG T NH RÌ ĐÃ CÔNG B CỐ ỦALUẬN N 134Á PHỤ LỤC 135

LP Qui ho ch tuy n tính ( ạ ế inear Progr m i ) L a m ng

LNP Qui ho ch phi tuy n (Nonlinear Pro r m i ạ ế g a m ng)

MBA Máy bi n áp ế

MCSD Mô hình c sơ ở xét nđế khả ăn tha n g m g của DG ia

MHCD Mô hình hi u ch nh xét n ệ ỉ đế khả ăn th n g am g của DG ia

M LP IN Qui ho ch ph tuy nạ i ế nguyên th cự hỗn hợp (Mixed nt e I eg r

Nonlinear Pro r mmi ) g a ng

M P I Qui ho ch n uyên (Mixed nt er Pr r m i ) ạ g I eg og a m ng

CF0, CF Suất chi phí uđầ tư đường dây ($ k/ m $/k mm, m 2)

CS0, CS Suất chi phí uđầ tư TBA ($/TBA $/M, VA)

Ds T nổ g s ố ngày trong m ngùa s ( ày)

H SS T , , Số giờ trong g n ày, s ố m ùa trong năm svà ố năm tính toán

NDG Tổng s ốnút có th xây ể dựn DG g

C Suất chi phí uđầ tư xây ựng TBK ho c áy d ặ m phát diesel ($)

NTB Tổng s ốnút có th xây ể dựn TBK ho c áy hát diesel g ặ m p

m Gi iớ hạ n côn su t ug ấ đầ tư của TBK ho c áy phát diesel (MW) ặ m

TTB Tu i thổ ọ củ a TBK ho c áy phát diesel (n ặ m ăm)

t Tu i thổ ọ v ờ gà th i ian khấ u hao của DG th o côn e g n ệ k gh tro g n

giai o n tính toán (nđ ạ ăm)

D NA H MỤ CÁ BẢ G C C N

Bản 1 1 Nhg ững thay i tronđổ g m ô hình bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ 16

B n 1 2 Modul các thu t toánả g ậ giả i trong GAMS 20

B n 2 1 Khai báo bi n à thaả g ế v m s cố ủa HTCC tron MĐ g CSD 49

B n 2 2 Khai báo bi n à thaả g ế v m s cố ủa HTCC tron MHCĐ g D 52

B n 2 3 Thônả g g s ố đường dây của HTCC 4 núĐ t 57

B n 2 4 Thônả g g s ốnâng cấp c a ủ đườ g y n dâ 61 B n 2 5 Thônả g g s ốnâng cấp c a TBủ A nguồn 61

B n 2 6ả g Kế ả t qu qui ho ch HTCC 4 nú ạ Đ t 63

B n 2 7ả g Mộ số t chỉ tiêu KT-KT khi qui ho chạ HTCCĐ 4 nút 63

B n 2 8 o sánhả g S một số chỉ tiêu KT-KT khi tính theo Pmax và t 64

B n 3 1 Khai báo bi n à thả g ế v am s cố ủa MCSD k hi xét nđế khả năng tham ia của g TBK ho c áy phát diese ặ m l 73

B n 3 2 Khai báo bi n à thả g ế v am số của MHCD hi xét n k đế khả ăng n tham ia g của TBK ho c áy phát diesel ặ m .75

B n 3 3 Phả g ụ tả của HTCC 7 núi Đ t 76

B n 3 4 Thônả g g s ố đường dây của HTCC 7 núĐ t 76

B n 3 5 Khai báoả g mảng d ữli uệ và tham ố của HTCC 7 nú s Đ t 77

B n 3 6 Khai báo thaả g m s cố ủa áy phát dies m el 77

B n 3 7 Khai báoả g giớ hạni củ ế v a bi n à tham s cố ủ m a ô hình 78

B n 3 8 Khai báo bi nả g ế củ ươ g a ch n trình 78

B n 3 9ả g Tổ g dẫn nhánh nn đơ vị ă n m c s 78ơ ở B ng 3 10ả Lộ trình đầ ư, u t nâ gn cấp thi t ế bị của HTCCĐ k i h xét khả năng th m a gia củ m a áy phát diesel 79

B n 3 11 Quy t nh nânả g ế đị g cấ đường p dây à TB v A 79

B n 3 12 Côả g ng ấ lớ ấ cầsu t n nh t n áđ p ứ g c a n ủ thi tế bị trong HTCCĐ 7 nút 79

B n 3 13ả g Mộ số t chỉ tiêu KT-KT khi qui ho chạ HTCCĐ 7 nút 80

B n 3 14 o sánh ch tiêu KT-KTả g S ỉ củ a HTCC tron haiĐ g bước tín h 81

B ng 3 15 Kha báo bi nả i ế và am số của th MCSD k xét đến khả ăng th m ihi n a g a của TĐN 86

B n 3 16 Khai báo bi n à thả g ế v am số của M CD hi xét n H k đế khả năng tham ia g của TĐN 88

B n 3 17 Thả g am s cố ủa T N 89Đ

B n 3 18 Khai báo bi nả g ế củ m a ô hình hi xét k khả ăng n tham gia ủa c TĐN 89

B n 3 19 Quy t nh uả g ế đị đầ tư TĐN 90

B ng 3 20ả Lộ trình qui ho chạ H CCT Đ 7 nú khi t xét khả ăng th n am g của TĐNia 90

B n 3 21 o sánh ch tiêu KT-KTả g S ỉ củ a HTCCĐ k TĐNhi có 90

B ng 3 22 Kha báo bi nả i ế và am số của th MCSD k xét đến khả ăng th m ihi n a g a của nhi u lo i Dề ạ G 96

B n 3 23 Khai báo bi n à thả g ế v am số của M CD hi xét n H k đế khả năng tham ia g của nhi u lo i Dề ạ G 97

B n 3 24 Gi iả g ớ hạ n côn su tg ấ của các DG trong HTCC 7 núĐ t 98

B n 3 25ả g Suấ t chi phí uđầ tư và vận hành của các D G 99

B n 3 26 Khai báo bi nả g ế củ a bài toán qu ho ch HTCC 7 nú i ạ Đ t 99

B n 3 27ả g Kế ả lựt qu a ch n côn su t DG à TB ọ g ấ v A nguồ n trong bước c sở 100ơ B ng 3 28ả Lộ trình uđầ ư, nâng ấ t c p thiết c bị ủa HTCCĐ k xét khả ănhi n g đầ ưu t nhi u Dề G 100

B n 3 29 o sánh ch tiêu KT-KTả g S ỉ củ a HTCCĐ k hi có nhi u lo i DGề ạ .101

B n 4 1ả g Suấ t chi phí xây dựng ậ, v n hành à hiên li u v n ệ c a các DGủ 107

B n 4 2ả g Suấ t chi phí uđầ tư, nâng ấp TB và c A đườ g dâyn 107

B n 4 3 Tu i thả g ổ ọ củ a các thi t ế bị đ iện 107

B ng 4 4ả Lộ trình nâng ấp c đườ gn dây, T AB à đầu tư TĐN của v HTCC BaĐ Bể 110

B ng 4 5ả Lộ trình nâ gn cấp thi t ế bị HTCCĐ Ba Bể khi khô g xétn khả năng th m a gia củ TĐN 111a B n 4 6 o sánhả g S một số chỉ tiêu KT-KT ủa HTCC c Đ Ba ể B 112

B n 4 7 Thôả g ng số và lộ trình nâ gn cấp tối u ư đườ g â v BA lộ n d y à T 478, T A B Th nh áị Đ n 116

B n 4 8ả g Mộ sốt chỉ tiêu KT-KT củ ộa l 478 TBA Th nh á, ị Đ n 117

B n 4 9 So sánh quy t nh uả g ế đị đầ tư trong các bước tính lộ 478, TBA Th nh ánị Đ 119

B n 4 10 o sánh ch tiêu KT-KT trả g S ỉ ong các bước tính lộ 478, TBA Th nh ánị Đ 119

D NA H MỤ CÁ ÌC CH NH V , Ẽ ĐỒ TH Ị Hình 1 1 Sơ đồ các ước qui ho ch HTCC b ạ Đ 7

Hình 1 2 Sơ đồ khối của sol er M Nv I OS giả b i ài toán phi tuyến 25

Hình 2 1 M hình hai ô bướ i ạ c qu ho ch HTCCĐ 31

Hình 2 2 Sơ đồ khối tính toán qui ho chạ HTCCĐ 36

Hình 2 3 Sơ đồ HTCCĐ 4 nút 56

Hình 2 4 Đồ ị ụ tải n ày i n hìnhth ph g đ ể giảthiết 56

Hình 2 5 Đặc tính iá bán i g đ ện 57

Hình 2 6 T ổn ấ th t côn su tg ấ lớn nh t ấ c a HTủ CCĐ t 4 nú 64 Hình 2 7 T ổn ấ đ ệ lớth t i n áp n nh t ấ c a ủ HTCCĐ 4 nút 64

Hình 2 8 o sánh n th t i S tổ ấ đ ện năng 65

Hình 3 1 Sơ đồ HTCCĐ 7 nút 76

Hình 3 2 T ổn ấ th t côn su tg ấ lớn nh t ấ c a HTủ CCĐ t 7 nú 80 Hình 3 3 Phâ tích n độ ậ nh y theo su chi phí hiên li u ất n ệ củ m a áy phát diesel 81

Hình 3 4 Sơ đồ và thông sốHTCCĐ hình tia 7 nút 88

Hình 3 5 Đặc tính côn su t phátg ấ củ TĐN 89a Hình 3 6 o sánh n th t côn su t S tổ ấ g ấ lớn nh ất k đầ t TĐN 91hi u ư Hình 3 7 o sánh i n áp nh nh t S đ ệ ỏ ấ tại nút 4 k đầ tư TĐN 91hi u Hình 3 8 Đặc tính côn su t phátg ấ củ a PMT ( V) P 99

Hình 3 9 o sánh n th t côn su t S tổ ấ g ấ lớn nh ất k đầ t hi u ưnhi uề DG 101

Hình 3 10 o sánh n th t i n á S tổ ấ đ ệ p lớ ất k đầ tư n nh hi u nhi uề DG 101

Hình 3 11 Phân tíc h độ ậ nh y theo su chi phí u ất đầ tư c ủa PMT 102

Hình 4 1 Sơ đồ HTCCĐ huy nệ Ba Bể ỉ, t nh Bắ Kạn 109c Hình 4 2 Đồ ị ụ tải n ày i n hìnhth ph g đ ể củ Ha TCCĐ Bắc K n [7ạ ] 110

Hình 4 3 o sánh n th t côn su t tron HTCC Ba S tổ ấ g ấ g Đ Bể 112

Hình 4 4 o sánh n th t i S tổ ấ đ ện năng củ a HTCC BaĐ B ể 113 Hình 4 5 o sánh i n S đ ệ nă g ậ từ n nh n HTĐ ủa HTCC c Đ Ba ể B 113

Hình 4 6 o sánh i n áp nú nh nh t S đ ệ t ỏ ấ củ Ta H CC BaĐ B ể 113 Hình 4 7 Sơ đồ l ộ478 TBA 110 V, k Th nh áị Đ n 115

Hình 4 8 Đồ ị ụ tải n ày i n hìnhth ph g đ ể củ Ha TCC Thái N uyêĐ g n 116

Hình 4 9 T ổn ấ th t côn su tg ấ lớn nh t ấ c a l ủ ộ4 87 TBA Th nh á, ị Đ n 117

Hình 4 10 o sánh n th t i n S tổ ấ đ ệ năng củ l a ộ 4 , 78 TB ThA ịnh ánĐ 118

Hình 4 11 i n á nút nh nh Đ ệ p ỏ ất củ lộ a 478, TBA Th nh áị Đ n 118

Hình 4 12 Độ ậ của ph n án unh y ươ g đầ t lư ộ 478 TBA Th nh á, ị Đ n 118

M Ở ĐẦU

Qui ho ch HTCC là ạ Đ vấn đề ứ tạp với hi uph c n ề mục tiêu hác nhau nh k ưđảm bảo hi u qu ệ ả kinh tế, cung ấp năng lượn tin c g cậy và hô k ng tác động xấu

đến m ườnôi tr g Ngoài ra nhi , ều yếu tố mang tính ngẫu nhiên à h v k ông ắc ch

ch nắ , s lố ượn bi n tg ế rấ lớn c n lũ g àm tă g n tính ph ức p tạ của bài toán

Cùng với uá trình phát tri n q ể của ng n đ ệ , à h i n nhi uề mô hình à ph v ương pháp qui ho ch HTCC ã ạ Đ đ đượ c phát tri n và ể ứng dụng thành cô g tro g thực n n

ti nễ với kết qu ả và giả i phá phùp hợ p Tuy vậy, các m ôhình và phương phá nàp y

có th ể đượ cải thi n nâ g cao hi u quc ệ , n ệ ả k sử dụnhi g nhữ g gin ải pháp hoàn thiện hơn nên các n hiên g cứu vẫn ti p ế tục đượ ự ệ bởi nhi u nhà hoac th c hi n ề k học trên

th gi i Trong nhế ớ ững năm gần y quá trì h táiđâ , n cơ cấu TTĐ theo xu hướng

c nh tranh à côạ v n ng ghệ DG phát tri n ể rất nhanh Nhi u côn ề g cụ với khả năng tính toán mạnh nhi u ph, ề ương pháp à thu t oán v ậ t mới ã đ đượ c phát tri n D ể o đ , ócần nghiên cứu cá c m ô hình và phươn pg h p qui ho cá ạ h mới hoàn thi n, ệ hơn

nhằm ng nâ cao tính chính xác à áp v đ ứng đượ c yêu cầ ự ễ u th c ti n

1 í T nh c p ấ hiết của t đề t i à

Tốc độ tăn trg ưởng phụ tải i nđ ệ nước ta h cao tron k á g hơn th p ậ kỷ qua Trong iai o n (1999 2010 g đ ạ ÷ ) tốc độ tăng trưởng đạt 13 84%, [34], ự d báo t o g r ngiai ođ ạn (2010 20 5) t ( 4 1 16 0)%÷ 1 đạ 1 , ÷ , và đạ t khoảng (11 3 11 6)% tro g ia, ÷ , n g i đoạn (2016 2020)÷ tương gứn sản lượng năm 2020 t hođạ k ảng (330 362)t kW÷ ỷ h [44] HTCC còn nhi u Đ ề bất cập nh nhi u ư ề cấp i n áp chđ ệ ồng chéo thi t, ế bị lạc hậu ch t, ấ lượng iđ ệ nănn g và độ tin cậy CCĐ kém [42][44] Do ó qui ho ch đ , ạHTCCĐ cầ ả đượ n ph i c quan tâ th a án m ỏ đ g mới áp n yêuđ ứ g cầ ệ u hi n nay Nhi uề nghiên cứu đã đượ ự ệ c th c hi n và đưa ra nh gữn giả i ph p nh xá ư ây dựng lộ trình qui ho cạ h dài ạn th h , ốn nhg ất c o h từng k hu vực à v từng miền Đầu

tư nâ gn cấp đường dây v TBA ừng ước n ngà , t b â cấ và p tha th cáy ế c hệ thống c , ũthi tế bị lạc hậu, bổ su gn các thi tế ị mới b và gi m bán kínhả cấp iđ ện nhằm â g n ncao ch t ấ lượng iđ ệ và n độ t cậy CC [3][ 3][42] Tuyin Đ 2 vậy th c hi n các, ự ệ giải pháp trên òiđ hỏi lượng vốn uđầ tư lớn th i ian th c hi n dài nên qui ho c, ờ g ự ệ ạ h HTCCĐ nướ c ta tron th i ian ig ờ g tớ cầ ữnn nh g gi ả i pháp hi u qu ệ ả v độ à t phá Tron th pg ậ kỷ tới ph, ụ tải của HT Vi t NaĐ ệ m vẫn tăng k há cao các n, guồn năng lượng truy n thề ố g đa g dần cạnn n kiệ , gâ t y ô nhiễm mô tri ường v à l m th à ay đổi h ệ n si h thá [44]i Nghiên cứu phát triển và ứng dụng các cô g ghệ phát đi n n n ệmới có khả ăng n tái tạo hô, k ng gây ô nhi ễm môi tr ườn trog ng qui ho ch HT nó ạ Đ i chung v à qui ho ch HTạ CCĐ là yêu ầu cấp thi t hi n nay c ế ệ Hơn nữa TT ã , Đ đđược xây dựng thành cô g tại n nhi uề quốc g ia trên thế giớ trong những ăm gần i nđây à a g v đ n từng bước đ c nượ ứ g dụng để tái cơ cấu ngành i n Vi t Nđ ệ ệ am eo th

xu hướng cạn tranh [1 ][11][33][36] Cô gh 0 n nghệ phát iđ ện đã phát tri ển rất

nhanh với nhi u gu nề n ồ năng lượng mới à ái v t tạo đượ ương mại hóa thàc th nh côn có thg, ể cạnh tranh với các nguồ năng lượn truy n thn g ề ống [88][10 ][1061 ] [111][112][128][131][1 8][146][148][154]3 K hi DG th m ia tro g HTCC a g n Đ sẽ dẫn n nh g thay i tro g bài toán ui ho chđế ữn đổ n q ạ cvà ải tạo Nh ững thay i nđổ ày làm tăng tính ph cứ ạp của bài toán nh t ưng cũng mở ra những cơ hội để ng ao nâ c

hi u quệ ả kinh t ế v cảà i thi n các ch tiêu ệ ỉ k ỹthu tậ ủa HTCCĐ [66][74][76] c Bài toán qui ho ch HTCC ã ạ Đ đ đượ c nghiên cứ v u à phát tri n ể từ r sất ớm với nhi u phề ương pháp à ô h nh qui ho ch v m ì ạ đượ đề ấ c xu t Nâng cấp thi t ế bị của h ệ

th nố g (đườn d y TB )g â , A , bổ sung các đường dây mới à v mở rộng sơ đồ hay ổ bsung thi tế bị bù là bài toán qui ho cạ h ải tạo HTCC c Đ đã đượ c nhiều tác gi ả

n hiêg n cứu và đề ấ á m xu t c c ô hìn tính toáh n [68][79][104][137][139] Ứng dụng

DG trong HTCCĐ v đặ à c tính giá i n thay đ ệ đổ i theo th i ian ph t ờ g ụ huộc ào v cơ cấu tải rất đượ c quan tâ m gần ây Do ó nhi u ô hình qui ho ch HTCC xđ đ , ề m ạ Đ ét

đến khả năng th ma ia Dg G đ đượ ghiên cứu àã c n v giớ i thiệu [50][60][70][71] [122][124] Nh ữn ng ghiên cứu này ã xét n nhi u híađ đế ề k cạnh của bài oán qu t i

ho ch HTCCạ Đ k thi ổng ợ h p DG Tuy v y côn su tậ , g ấ củ a các DG th n thay ườ g đổi

ph thu c ào gu nụ ộ v n ồ năng lượng sơ cấp giá i n, đ ệ của các nguồn cung cấp cũng thay i theo th i ian àđổ ờ g v vị trí kết nố i trong HTĐ thì chưa đượ đề cập đầ đủ c y

Từ phân tích trên, ướn h g g n hiên cứu chính của lu n án là bài toán qui ậ

ho ch HTCC có xét nạ Đ đế khả ăng n tham ia của DGg với c tính côn su t phđặ g ấ át theo từn côg n ng ghệ, tổ g hợp c tính iá i n à TPTn đặ g đ ệ v Đ

2 Mục c đí h nghi ê n cứu

Mục ích ghiênđ n cứu của luận á là xâ n y dựng cơ sở lý thuyết v ph tà á triển các ph n pháp tính toán KT-KT nh ươ g ằm giả q ế mộ ối uy t t s khía ạ c nh c a bài toán ủqui ho ch HTCC ạ Đ k hi xét n các DGđế Luậ sẽ tập trunn án g nghiên cứu các m ô hình qui ho ch HTCC có xét n ạ Đ đế khả ăng n tham ia của DGg với c tính cô g đặ n

su t phát thay i ph thu c nấ đổ ụ ộ guồ năng lượng sơ cấp Mô hìnhn sẽ tổng hợp c đặtính của gi á bán i n à TPTđ ệ v Đ nhằm nâng c ao tính chính xác của kết qu tí ả nh toán Trên c sơ ở , đó xây ựn d gcác chươ trì h tính toán à ápng n v dụng cho bài toán qui ho ch HTCC Vi t Na ạ Đ ệ m

3 Đối ượng phạ i t và m v ngh n cứu i ê

Đối tượn ng ghiên cứu của lu nậ án l à các H CCT Đ trung áp, thuộ phc ạm i v

qu n lý àả v vận hà h n cấp a phđị ương (các i nđ ệ lực qu n huy n thành ph n ậ , ệ , ố, hà máy xí ng ệhi p…) hay CTPP

Trong iđ ều kiệ Tn H CC c cá DG luĐ ó c , ận sẽ tập tru gán n nghiên cứu phát tri n lý thuyể ết v c à cá phươn pg háp tín to n KT-KTh á của bài toán qui ho cạ h

HTCCĐ Từ đó xây, dựng đượ m c ô hình và ch n trình tính toán qui ho cươ g ạ h HTCCĐ k hi xét nđế khả ăng n tham ia của DGg

4 Ý nghĩa k a ho học à v thự c ti n ễ

Bài toán qui ho h HTCC xét n các DG n ày nay là ạc Đ đế g vấn đề khoa học

hi n i anệ đạ đ g đượ c nhi u nhà hoaề k học trên th ế giớ cũn nhi g ư tại Vi t N ệ am quan tâm nghiên cứu Luận án n hg iên cứu xây dựng m ô hình t nhí toá n qui hoạch HTCC xét n các DGĐ đế với c trđặ ưng ng ghệ cô n qua c tí h côđặ n ng ấ su t phát, tổng hợp TPT à Đ v đặc tính i g á iđ ện Bi n nh phân ế ị đượ sử dụnc g để bi uể diễn

đặc tính chi ph phi tuy í ến có thàn ph n cố h ầ định ủa c đường y v B ndâ à T A guồn phù hợp hơn với c tính ch phí th cđặ i ự tế đồng th iờ bi uể di nễ các ràng bu cộ nâ g n

c p thi tấ ế b tị ừ ạ d n lo icg g về các ất ph n tr nh tron b ươ g ì g m ô hình toán

Ch ng trìn tính to n theươ h á o m ìô h nh đề ất đượ lậpxu c tro g chươ g trìn n nh

GAM S cho phé xét p đượ đồng ờ c th i nhi u gi i pháp troề ả ng à b i toán qu hoi ạch HTCCĐ cũng nh áư đ h iá n g đượ c rõ ràng hơn hi u qu ệ ả của từng gi ải ph p qu á a các ch tiêu KT-KT ỉ củ hệ a th nố g

Quá trình tái cơ cấu ngành i nđ ệ nước ta ã đ đ c từng bước th c hi n Dượ ự ệ , G

đã đượ ứnc g dụ g vn ềm năng à có ti phát tri n n Các ô hình ể lớ m đề ấ xu t trong ận lu

án ã đ đượ c tính toán ki ểm tra trên các HTCC th cĐ ự t ếcho nhi u huề k vực với đặc điểm sử dụng DG i nđ ể hình ằn b g chươ g n tr nhì lập trong GAMS Kết qu cả ho

th y ô hình à chấ m v ương trình tính toán phù hợ với nhp ững HTCC th c ti n DĐ ự ễ o

đó có th , ể được ứ gn dụn gtron qui ho ch H CC Vi t Nag ạ T Đ ệ m

5 Nội dung ngh ên c u i ứ

Nội du n ng ghiên cứu của lu n án ậ gồm có ph nầ mở đầu, ph nầ kết lu n à ậ v 4

ch nươ g Tổn gquan về HTCCĐ Vi tệ Nam những vấn , đề tồ tạ ần i c n giả i quy t vế à

cơ sở lý thuyết bài to ná qui ho chạ HTCC Đ đượ trình bày t oc r ng ch ngươ 1

Ch n n yươ g à sẽ tổng hợp à ánh iá các v đ g m ô hình các thành ph n, ầ của bài to án qui ho ch H CC ạ T Đ Phân ích nh t ững c độn của iá bán itá g g đ ện v G àm ay à D l thđổi h àm mục tiêu các r g buộ , àn cvà mô hình óa các thành hph nầ của bài t áno T ừ

đó, đị hướn nhnh g ững vấn đề nghiên c u của lu n ánứ ậ

Ch ng 2 trìn bày nhươ h ữn ng ghiên cứu tr c ây ướ đ về bài toán qui hoạch HTCCĐ từ đ ó đề ấ m xu t ô hình toán hai bước qui ho ch HTCC ạ Đ k hi xét n đế đặc tính iá i n g đ ệ , ĐTPT n ày i n hình à DG Mô hình g đ ể v sử dụn hg àm mục tiêu cực

ti u chi phí òể v ng đờ của phi ương án uđầ tư với các ràn bu c g ộ đảm bảo yêu ầu c

kỹ thu tậ Trong ước cơ sở, b mô h nhì xác địn ti th ế di nệ nâng ấp c đường dây v à côn su tg ấ bổ sung ủa T A c B nguồn với bi n ế lựa ch n ọ s dụnử g bi nế th c ự đồ g thời nvới thô gn số đầu ư tối ưu của DG t Kết qu tính toán ả đượ lựa ch nc ọ lại theo thông số tiêu chu nẩ của thi tế ị, tổng tr b ở của hệ thống được cập nh t heo thô g ậ t n

s ã nâố đ ng cấp à v sử dụng làm thô g số n đầu ào v của bước hi u ch nh Mô hì ệ ỉ nh

hi u ch nh xác nhệ ỉ đị lại thông số đầu ư tối ưu của DG cùn các ch tiêu inh t g ỉ k tế, thông số ch ế độ ủa HTCC theo th c Đ ông số của thi tế bị tiêu chu nẩ nên cho ết k

qu chính ácả x gvà ần với giá tr ị tối uư hơn Ch ương n trì h tín toán h đượ lập ctrong GAMS và tính toán inh m họ a trong ững vnh í dụ đơn giản

Ch n 3 phát tri n ô hình qui ho ch haiươ g ể m ạ bướ đ đề ấ c ã xu t tron ch n 2g ươ g , xây dựng m ô hình à ch v ương trình tính toán qui ho ch HTCC ạ Đ k hi xét nđế kh ả

n găn tham ia của từngg lo iạ DG theo côn n ệ sử dụng năng lượng sơ cấp g gh(TBK ho c ặ má y phá dieselt , TĐN PMT ) ay xét , … h đồn ờ g th i nhiều n ncô g gh ệ

DG với c tính cđặ ông ấ su t phát, ĐTPT à v đặc tính iá i n g đ ệ đượ tổng hợp tro g c n

mô hình H à mục tiêum cực ti u chi phí ể v g òn đờ , i ràn bu c câng ộ bằn côg ng ất sunút C à cá rà A v c ng ộc kỹ bu thu t ậ được sử dụng với bi n ế lựa ch n là bi n th c ọ ế ự

Những m ô hình đề xu t ấ đượ c tính toán m n họa tron nhi h g ững v dụ đơn giản íbằn chg ương trình lập trong GAMS ết qu cho th y th i ian tính toán nh K ả ấ , ờ g ỏ và kết qu tính toán phù ả hợp

Ch ng 4ươ sử dụng nhữ g chn ươ g n trình ãđ ập tính toán áp l dụng tro g bài ntoán qui ho ch ạ cải tạo HTCC th cĐ ự tế tại Vi t Na ệ m Những HTCC troĐ ng c cákhu vực có ti ềm năng iđ ển hình của các DG đượ lựa ch n c ọ để tính toánki mể tra

Từ những n ội dun ghiên cứu trêngn , kế ất c u củ ậ a lu n án bao gồm:

M u ở đầ

Ch ng 1.ươ Tổn quang về qui ho chạ HTCC Đ

Ch ng 2.ươ Xây ựn d g m ô hình à ph n v ươ g pháp giả i bài toán qui hoạch

tr ng côườ n ng ghi p iệ đ ện lực, sự phát triển ủa c công nghệ DG gần âđ y đ dẫn tới ã

những thay i n tron côn tác qui ho ch thi tđổ lớ g g ạ , ế kế vvà ận hành HTCCĐ

Ti nế bộ về công nghệ chế ạo gần ây ã nâ t đ đ ng cao hi u su t ệ ấ , gi mả chi ph í của các DG à tr thành gu n thay th v ở n ồ ế khả h t i cho các nguồ năn lượnn g g truyền

th n Quá trình áiố g t c cơ ấu TT ã thúc y hát tri n và Đ đ đẩ p ể ứng dụng các DG đồng

th i hác hàờ k h ng đượ lựa chọn nh cuc à ng cấp dẫn n i bán iđế g á đ ện v à trào lưu côn su t thay g ấ đổ i [115] Vì vậy bài toán qui ho ch HTCC, ạ Đ cần xác nhđị lộ trình nâng cấp thi tế bị của HTCC Đ đồng ờ vấn đề lựa ch n côth i ọ ng ghệ, vị trí, ncôn su t à th i ian ug ấ v ờ g đầ tư DG thay cho mu đ ệ hoàn toàn ừ a i n t HTĐ ần được cquan tâ m nghiên cứu

Ph n ti p theoầ ế s ẽ nghiên cứu th o lu, ả ận ững vấn đề về nh qui ho ch HTCC ạ Đnói chung v à bài toán qui ho ch HTCC Vi t Na ạ Đ ệ m Những thay iđổ của bài toán qui ho ch HTCCạ Đ k hi xét n DGđế Từ đó ác nh nh n, x đị ữ g vấn đề cần n hi g ên cứu, giả i quy tế

1 2 HTCCĐ Vi ệt Na v mộ số vấ m à t n đề v ề qui ho h ạc

1 2 .1 Hiện trạng HTCCĐ Việt Nam

HTCC tru g ápĐ n tại Việ t Nam do hoàn ảnh lịch sử c có nh g c i m ữn đặ đ ểriên bi t nhg ệ ư tồn tại nhi uề cấp i n áp àđ ệ v m ng a tính c trđặ ưng theo mi n về à

vù gn há r nét Mi nk õ ề Bắc sử dụng các cấp iđ ện áp (6 10 22 35 kV , , , ) , miền Trung sử dụng cấp iđ ện áp (6, 10, 15, 22, 53 )k vV miề à n Nam ỉ ử dụng cấp ch sđiện áp (15 22 35) V[42][44][23] , , k Năm 20 70 , ổn t g kh ố lượng lưới phân phi ối

có chi u dài 139 897 0kề , m với cấu trúc ở k vực thành ph th xã hu ô thhu ố, ị , k đ ị và

khu c ôn n hi p theg g ệ o sơ đồ mạch ò v ng vận h nh à hở, các khu vực còn lại th ường

35 V chik ếm (10 20)% (6 10) V chi÷ , , k ếm (50 60)% Nh n÷ ữ g năm gần ây do ph đ , ụ

t iả tăn n anh các Tg h , BA trung gian 35/(6 1 ) V, 0 k bị quá tải nên lưới i n 3 kđ ệ 5 V

tr thànhở cấp phân ph i àố v lưới 2 V 2k từng bước đ c xâyượ dựng thay thế ưới lđiện (6 10) V chi , k , ếm k ảng ho (20 40)% Ph n÷ ầ lớn các TB trunA g gian 35/(6, 10)kV đề đ ống cấpu ã xu và đầ tải Ch ty ấ lượng iđ ệ nănn g k hô g đảm bảo và an ntoàn CCĐ kém do đườ g n dây cũ, ti tế di nệ nhỏ hệ số , mang ải cao bán ính t , k cấp điện lớn Khu vực đô th ã ị đ đượ đầ tư c u nâng ấp cải tạo c thành ưới i n 2 k l đ ệ 2 V với tỷ tr g hoọn k ảng (40 60)%÷ Do óđ ch t, ấ ượn l g iđ ệ đã đượn c c ải thi nệ , tổn th ất điện áp à v tổn th t i n ấ đ ệ nă g gi mn ả

Tại miề am n N , HTCCĐ ử dụng s chủ ếu cấp i n áp 22 V à 1 V y đ ệ k v 5k , tỷ

tr nọ g lưới i n 2 V theođ ệ 2k khố lượi ng đ ng dây chiườ ếm ,81 9% Lưới i n 1đ ệ 5kV hầu hết đượ c thi tế kế theo tiêu chu nẩ 2 V2k do óđ việc nâng ấp thành 2 kV c 2 rất thu nậ lợi Đườ g n dây 22kV đượ c tính to n á dự phòng ớn nên ch t l ấ lượng của HTCC các nhĐ tỉ miề am về ơ ản N c b n có ch t ấ lượ g tố hơ k vựcn t n hu miề Bắ n cHTCCĐ k vựchu miề r ng m ng đặ đ ểm của cả n T u a c i miền ắc à B v miền Nam với cấp i n áp (15 22) V chiđ ệ , k ếm tỷ tr nọ g khá lớn ho k ảng (80 90)%÷ HTCCĐ k vựchu miề n Trung ủ yếu phát tri n tron th i ianch ể g ờ g gần ây (sauđ năm 1994) à v lưới (6 10 15 , , )kV đ c thiượ ết kế th oe tiêu chu nẩ 2 kV2 Do óđ , việc cải tạo nâng cấ tươ g đố p n i thu n iậ lợ

th n nh nâố g ư ng cấp đườ g n dây à T v BA, một giả i pháp mới đượ kh ế kc uy n hích

sử dụn là ug đầ tư DG trong một số điều kiệ ể cạnh tranhn có th với các giả i pháp truy n thề ống Hơn nữa, một số vấn đề ư việ cơ cấu n ành i n theo mnh c tái g đ ệ ô hình TTĐ cạnh tranh à v sự phát tri nể nhanh các công ụ c tính toán qui ho cạ h

khi n bài toán qui ho ch ế ạ ứn dụngg cho HTCCĐ trun g áp ở Vi tệ Nam ần x m c exét thêm một số vấn đề sau:

- Khả năn thg am g của DGia với các dạng ngu nồ năng lượng sơ cấp há k c nhau tron qui ho ch HTCC nhg ạ Đ ằm sử dụng đượ c các n guồ năng lượng n

m i à táiớ v tạo đồng ờ th i nân cao hi u qug ệ ả c a HTCC ủ Đ

- Đưa các yếu tố liên quan nđế TTĐ v m hì hào ô n qui ho chạ HTCCĐ như giá điện, ĐTPT…

1 3 Ngu n i n ồ đ ệ ph n n â tá

1 3 .1 Tổn qg u na về nguồ đin ện h n n p â tá

Nguồ đ ệ n i n phân tán là ngu n i n ồ đ ệ đượ kết nối tr c ti pc ự ế với HTCC hoĐ ặc cung cấp tr c ti p cho hách hà ự ế k ng [82][114 [144] th n] , ườ g sử dụng cô g gh n n ệmới nh i n ư đ ệ mặt tr i ờ , TĐN, iđ ện ió g , iđ ệ đị n a nhi tệ , m áy phát diesel TBK pi, , n nhiên li u hay nh ệ à m y iá đ ện-nhiệt kết hợp DG có cô g su nh n ất ỏ thường được chế tạo theo dạng modul n n th i ê ờ i nga à v không gian xây ựng d nhỏ, có thể ễ ddàng b ổsung trong HTCCĐ

DG là gu n phá n ồ t đượ lắp đặt gần nơi tiêuc thụ nên loại tr ừ đượ ữn chi c nh gphí truy n i à phân ph iề tả v ố , tăng cườnglinh ho tạ à v độ c y c a HTCCtin ậ ủ Đ, giảm

t n th t côn su t vàổ ấ g ấ tổn th t i n ấ đ ệ năng, cải thi n ệ độ lệch i n áp nút àđ ệ v gi mả ô nhi m ôi trễ m ường [41][116][144] Tuy hiên DG th n , ường àm tăng tính ph cl ứ tạp trong đ lường, bảo vệ vo và ận hành hệ th g ốn đồ g th in ờ vốn uđầ tư thường ớn ltheo từn côg n ng ghệ nên nh ữn ng guồ n này ch a ư đượ sử dụnc g rộ g n rãi

Những năm đầu của th ế kỷ XXI, công nghệ DG phát tri nể ất nhanh r với ch ỉtiêu KT-KT ng ng ng cày cà nâ ao đồng ờ vấn đềth i ô nhi m mễ ôi tr ường cũng được quan tâ m Do ó DG ã đ , đ đượ c nhi u nhà khoaề họ gc n hiên cứ v từng bước được u àứng dụn thành côg ng tại nhi uề nước trên th ế giớ i [114] Năm 2008 ổn cô g t g n

su t tấ đặ của MT t 13 1G P đạ , W với tốc độ phá tri n trot ể ng g a đ ạ 9 ¸i i o n (1 98 2008) đạt 54% [88][1 6][147][148][153]4 Tương tự, iđ ện ió g cũng đượ tập truc ng át phtri nể rất mạnh tại Châu u à Â v Bắc Mỹ với tốc độ phát tri n t 2 4% tron ể đạ 1, g g ai iđoạn (1998 2008)÷ , tổn côg ng ấ đặ năm su t t 2 080 là 121 19GW, , ự d báo đến ăm n

2020 tđạ tới 1500 0GW [112][154][155] Ngoài ra, , TĐN à các DG v sử dụng

n nă g lượng hóa th chạ như máy phát TBK, máy phát diesel, pin nhiên li uệ cũng

được n hiên g cứ v u à phát triển rất mạ mẽ nh [12][13][143]

DG cũng đượ sử dụnc g v à có ai tròv gn ày c n à g quan trọ g tro g HTCC n n Đ

Vi t Nệ am Năm 2010 công su tấ ủa c c c á nguồ n này t 3 5% àđạ , v dự báo nđế năm

2020 t 4 5%đạ , tương ứn g 3375 0MW[44], Hiện nay nhi u, ề dự sán ử dụng DG đang đượ ể kc tri n hai trong ạm v c nph i ả ước [5][6][8][16][35][46][95]

Vì vậy n hiên, g cứu ứng dụng DG tro g n qui ho chạ HTCCĐ ần c đượ đặc c

bi t quan tâệ m với mục tiêu tăng cường sử dụn cácg nguồ năng lượng sạch và nnân cao hi u qu trog ệ ả ng qui ho ch ạ , vận hành HTCCĐ gó ầ p ph n xây dựng v à phát tri nể h ệ ố g năth n ng lượng b n vững ề

1 3 .2 Cô gn nghệ và đặc điểm của ngu n i nồ đ ệ hân tán p

Nhi u cô gề n nghệ G ã D đ đượ c phá tri n vàt ể thươ mại t ành cô g tro g ng h n nnhững năm gần âyđ với ch tiêu KT-KT n ày càn ỉ g g cải thi n nh ệ ư giớ ệ i thi u tro g ncác n hiên g cứu [19][20][21][8 ][98][114][14 ][144]2 3

1 3 2 .1 Thủy iđ ện ỏnh

T NĐ sử dụng nă g lượnn g c ủa dò gn ch y ã ả đ đượ phát tri nc ể à ứ g dụ g rất v n nrộn rãi do hôg k ng tạo hí th i ây ô nhi k ả g ễm m ườ g kôi tr n , hông sử dụng hồ chứa nên hô k ng g y ngâ ập lụt hô, k ng à l m thay đổi hệ sinh thái… Tuy nhi nê , vị ctrí ủa chúng chỉ hạn ch nh ế ở ững nơi có dò ng ảy ch nên hi u qu ệ ả đố với HTi CCĐ bị hạn ch tron tr ế g ường hợ k ảng p ho cách truy n i n phề tả đế ụ tải x a

Công su ất củ TĐa N phụ thu cộ và chiều caoo cột nước H v l u lượà ư ng n c ướqua tuabin Q theo bi u th c (1 1 ể ứ ) với hi u su t ệ ấ c a h ủ ệtuabin - máy phát h

9 81

L uư lượng nước của dò ng ả àm củach y là h thờ gi ian theo ch u kỳ năm và

bi n thiên háế k lớn, lưu lượng nước ùa m lũ có thể ấp 20 g lần ùa m cạn [22] Xét trong c ngắn (mộthu ngày đêm lưu lượng nước hầu nh) thì ư k n hô g thay i [19đổ ] Tuy nhiên, TĐ kiể đườ g dẫ h N u n n có ồch aứ với dun tích nh nêng ỏ khả năn đ ều g i

ti tế yếu côn su t phát tron th i ian ùa, g ấ g ờ g m mưa th n ườ g không thay i àđổ v bằng công su t nh ấ đị mức Tro ng những h ng m a t á ù khô nhà, m y tập ruá t ng phát vào giờ cao iđ ểm để ận dụn t g g i bán cao Do óá đ , đặ c tính công su t phá ấ t của TĐN cũn có th là hàg ể m củ ờ ga th i ian trong gà n yvà m ùa trong năm

1 3 2 .2 Đ ệi n gió

Nhà má đ ệ g ế đổ động năng của òy i n ió bi n i d ng khô g hí thành i nn k đ ệ năng nên h k ông tiêu tốn nhi n li u khôê ệ , ng gây ô n hiễm m ôi tr ường, có th tể đặ gần nơi tiêu th Do ó tránh ụ đ , đượ c chi ph cho í việ c xây dựng đường dây tải i n có th đ ệ , ể

đặ ởt nh ng a i m àữ đị đ ể v vị trí khác nhau với những gi ải pháp inh ho t T l ạ uy nhiên ió là, g dạng ă n ng lượng man gtính b t nh cao nên hi uấ đị k đầ t vào l nh vực ư ĩnày cần có các số liệu th nố g kê y đầ đủ, tin ậy n th i chi phí xây c đồ g ờ dựn nhg à máy i n ió là há cao òiđ ệ g k , đ hỏ vối n uđầ t l ư ớn

Côn su tg ấ của m áy phát i n ió hiđ ệ g k vận tốc của ió g v qua di n tích nh ệ ận năng lượng của cánh tuabin S ụ ph thu c àoộ v mật độ k ng khô hí r v àm bậc 3 à hcủa c tố độ g ư ể ứió nh bi u th c (1 2) [13][53][76][138]

3

1

T c ố độ gi ường kó th hông ổ đị v n nh à thay i theo hđổ k ông gian à th i i v ờ g an nên côn su tg ấ của m áy phát ió g cũng kh nô g n nhổ đị , iđ ều này ây hó kh g k ăn trong vận hàn HTh Đ Tro g iai on g đ ạn qui ho ch công su tạ , ấ của máy phát đi n ệ

gió c th tính toá theo ô hì h tuy n tính ó ể n m n ế đượ đề ấ c xu t tron [61] 155]g [ với cá c

hệ số được giả thiết là các ằng số k h hôn g phụ thu cộ ốc t độ gi ó nên độ i cậy t n

khôn gcao ần ây G đ , m ô hình phi tuy nế bậc 2 đượ ứ g dụng rộnc n g rãi tro g tín nh toán côn su t phátg ấ củ a tuabin ió nh g ư bi uể th cứ (1 3) [53][64][65][66][106]

min 2

m ax ax

£ ì

và a2 là các ệ số h phụ thu cộ vào ốc t độ g giớ hạn hay c tínhió i đặ của tuabin i g ó

Tuy nhiên, tốc độ g ió phân bố theo hàm xác su tấ nên việc tính to ná qui

ho ch HT nói chu g à HTCCạ Đ n v Đ n ói riê g ó áy phán c m t iđ ện gió th m a gia ò c n gặp nhi u hó kh nề k ă

hỗ trợ phát tri nể nguồn năng ượ l n này trog ng t n lai.ươ g

Công suất phát của P T ph thu c à M ụ ộ v o cường độ bức xạ mặt tr i à có ờ v th ểxác nhđị bởi nhi u ô hình hác hau [153] Mô hìnhề m k n vật lý có xét n t nh ch đế í ất vật lý của PMT nên cho kết qu tin ả cậy nh ưng tính toán rất ph c ứ t p thạ ường đ c ượ

sử dụn chog ki mể tra tính năng của pin Mô ình toán h học có th xá ể c định được

tr c ti p côn su t phátự ế g ấ với khả n ngă tính toán nhanh đơn ản nên thích, gi hợ p cho tính toán qui ho ch ho c ạ ặ vận hành PMT Cô ng ấ của MT ph thu c tr c tisu t P ụ ộ ự ếp vào bức xạ mặt tr i ờ đượ c xác nh nh biđị ư ểu ứ th c (1 5) [153][131]

.

Trong ó:đ GS tlà ổng xạ trên mặt phẳng quan sát có diện tích S PV nh ph ư ụ

l cụ PL h3; AC là hi uệ su tấ ủa b c ộ bi n iế đổ DC C/A ; hS là hi uệ suất ủa các ph n c ầ ử t

DC trong hệ thống đượ xác nhc đị bởi nhả hưởng của bụi là m gi mả ệ ấ của hi u su tpin nhi t , ệ độ củ m ườ g va ôi tr n à các dây nối…

B cứ xạ mặt tr i bi n thiên theo th i ian à hô ờ ế ờ g v k ng gian, tại một vị trí xây dựng cố định PMT có thể ỏ b qua nhả hưởng của hô k ng gian nên cô ng ấ át su t phcủa PMT cũ g một hn là àm theo th i ian ờ g

khôn b ịràn g gbu cộ mà có th áp n ể đ ứ gtheo y uê cầu củ ụ tải a ph

N oài rag , một số công nghệ ũn c g được quan â phát tri t m ển trong th iờ ian ggần ây nh i n a nhi t nhiêđ ư đ ệ đị ệ , n li uệ s nhi khố , i pin nhiên li u à áy phát i n ệ v m đ ệ - nhi tệ kế ợt h p s dử ụng nguồn ăng ượng hóa th ch… n l ạ

1 4 B i o n qui ho à t á ạ h ph riển HTCC c át t Đ

1 4 .1 Tổn qg u n ba ài t á i ạc H CCĐ o n qu ho h T

1 4 1 .1 Mục ti êu

Mục tiêu của bài toán qui ho ch TCC là x c nh ạ H Đ á đị lộ trình nâng ấp thi c ết

bị (đường dâ và Ty BA , bổ ) su gn nguồn cung cấp hay thiết bị bù nhằm đá ứnp g yêu cầu ph ụ tải trong tươn lai g đồng ờ th i nân cao hi u qug ệ ả kinh tế và các ch ỉtiêu kỹthu tậ của hệ th nố g [54][55][57][77] 9 ][150][ 0

Hàm mục tiêu th ường xác nh qua các ch tiêu nhđị ỉ ư cực ti u chi phí u ể đầ tư xây dựng mới ho c nâ ặ ng cấp thi t ế bị, cực ti u chi phí ể bả dưỡng vo à vận hành h ay tổn th t cô g su t và ấ n ấ tổn th t i ấ đ ện năng của HTCCĐ Ngoài ra , một số trường

h p cònợ b ổsung êm ỉ tth ch iêu nâ ng cao ch t ấ lượ g in đ ện nă , độ cậy CCng tin Đ và

gi mả thi uể tác độn c g ủa môi trườn … g

1 4 1 .2 Nh gữn bước c bơ ản c a àiủ b toán u ạq i ho ch HTCC Đ

Nhìn chung, ệ giả vi c i các bài oán qui ho h HTCC t ạc Đ ể một qcó th là uá trình ph c ứ tạp với nhi uề nội du ng cần nghiên cứu giả i quy t Các tácế giả tro g n[77][150] đề ấ xu t các bước tính toán qui ho ch nói chun ạ g v à qui ho chạ cải tạo HTCC nói riên nh hình 1 1Đ g ư

1 4 1 .3 Một số b oán u ạài t q i ho ch HTCC Đ

Các HTCCĐ thường đ đượ ã c hìn thànhh và phát tri n tro g th i ia dà ể n ờ g n i với sơ đồ cvà ấu trúc nh t nh Do ó bài to n qui ho ch HTCC th ấ đị đ , á ạ Đ ườn là bàg i toán mở rộng v à nâng cấp hệ thống đ có nhã ằm đáp ứng ự s phát tri nể của ph ụ tải

đồng thời nâ ng cao hiệu quả của hệ th gốn ( ânn g c o a độ tin ậy CC c Đ, giả i m chphí vận hành à v bảo dưỡng ) Gần â cùđ y, ng với quá trình hình thành à phá v t tri n TTể Đ, u hướnx g k uy n hí h phá trih ế k c t ể n DG tro g HTCC an Đ đ g rất được nquan tâ m Do ó quá trìnhđ , cải tạo HTCC th nĐ ườ g g n hiên cứu ứng dụng một số bài toán sau ây [23][77][84][118][150]đ

Hìn 1 1 h Sơ đồ các ước qui ho h b ạc HTCC Đ

a) Bài toán nâng ấp thi t c ế ị c h b ủa ệ th ng ố

C u trúcấ của một số HTCCĐ th nườ g đ phát tri n n nhã ể ổ đị và khó thay đổi

do hạn ch ế về khôn gian xâyg dựng đặc biệt trong các hu ck ôn ng ghi p hay ệ đô

th Phị ụ tải phát tri ển tro gn tương slai ẽ gây uá q tải cá c đườn dg ây và BA, iT đ ện

áp tại các phụ tải xa gu n có th n ồ ể kh ng đảm bảoô [78][79][137][1 9] Tro3 ng

tr nườ g hợp này ph, ương n cấp án nâ g đường dây và T BA của hệ thống sẽ được

xe xét áp n yêum để đ ứ g cầu củ ụ tải a ph

Bài toán xác nh th i ian à côđị ờ g v ng ấ của các su t đườ g n dây T, BA cần đầu

tư nâ gn cấp tro g ian g i đoạn ính toán t iĐ ề ệ ng cấp thu ki n nâ ườn sử dụng giới ghạn phát nhi tệ của đường dây và khả năng tải của TBA àm mục tiêu thH ường là cực ti u n th t côn su t hay ể tổ ấ g ấ cực ti u chi phí ể củ a HTCCĐ

b) Bài toán ổ sung ngu n i n b ồ đ ệ phân tán

DG đượ ứ g dụn nc n g gày càng nhi uề tro gn các HTCCĐ à có tác v độ g tích ncực tới ch tiêu KT-KT ỉ của hệ thống [1 4][ 9][97][99]4 6 Qui ho chạ HTCCĐ có xét nđế khả ăng n tham ia của các DG là bài oáng t rất đượ c quan tâ n hiên m g cứu gần ây trođ , ng đ vị ó trí, lo iạ công nghệ, th i gianờ và công su t uấ đầ tư DG là các

ẩn số ầ c n đượ c đị c xá nh

c) Bài toán ổ b sung thi tế ị b bù

Thi tế bị bù CSPK thường được bổ sung khi hệ th nố g đảm ảo truy n b ề tải côn su t nhg ấ ưng ấ lượng ich t đ ện áp tại các phụ ải t kém Bài toán th n ườ g đặ t ra

v n ấ đề lựa ch n ọ vị trí à v dung ượng tối u l ư của thi tế bị bù C PKS lắp t thêm đặ

nhằm đạ đượ t c yêu cầu về điện á p đồng ờ th i nân ca hi u qug o ệ ả ki tế của nhHTCCĐ Vấ đề cầnn giả i quy t làế lựa ch n ọ vị , trí dung ượn bù l g t i u hi Tố ư k Đ PT thay i theo th i ian tron n y à ùa trođổ ờ g g gà v m ng năm[40]

án có th ể mở rộng ơ s đồ h ệthống Từ , đó xác nhđị th iờ gian vàthông ố ủa thiết s c

bị, đánh giá các chỉ tiêu KT-KT và ch n ọ ph nươ g án ối u t ư

Luận án sẽ chủ ếu i sâu y đ nghiên cứu các bài toán a b à c nh , v ằm đánh giá

hi u quệ ả v àkhả ăn n g ứ g ụngn d DG trong qui ho ch các HTCC ạ Đ tại Vi t Na ệ m

ph n án theo cácươ g chỉ tiêu m n tính ổng hợp ph n ána g t , ươ g lựa ch n ọ khả i thtron th cg ự tế Tuy nhiên s, do ố lượn phg ương án đư a ra so sánh hạn ch ế, k nhô g xét n tác nđế độ g của các bi n quy t nh nên có th ế ế đị ể bỏ sót ph nươ g án và khô g nđảm bảo một i lờ giả tố ư i i u toàn cụ c

1 4 2 .2 Q i hou ạch toá học n

Qui ho ch toán ạ học là ph n pháp ươ g m ô hình hóa bài toán qui ho ch HT ạ Đ

về dạng toán họ ồc r i dù ng các thu t toánậ t i ố ưu để m lờtì i giả ỏ m t t c các i th a ãn ấ ảràn bu c Mô hìnhg ộ tối u toánư học của bài toán qui ho chạ HTĐ ồm g các bi nế , các ràn bu c àg ộ v một h àm mục tiêu

Nhi u phề ương pháp ã đ đượ ng ê cứu c hi n để giả i các bài oán qui ho t ạch

HTĐ Bài toán qui ho ch tuy n tính có th ạ ế ể giả bằn thu t oán i g ậ t đơ n hình thu, ật toán nhánh-c n… Bài toán qui ho ch phi tuy n có th ậ ạ ế ể đượ giả bằ g c i n các ph ương pháp lặp (tuy n tính hóaế , gradient) ph ng pháp, ươ Lag ng , m ki mra e tì ế Tabu,

ph n pháp Newton à Quasi-Newton…ươ g v

Ph n pháp qui ho ch toánươ g ạ học xét n tác đế độ g lẫn nhaun giữ a các bi ến quy t nh (bi nế đị ế lựa ch n) bi n tr ọ , ế ạng thái đồ g thời có th xét n ể đến tất cả các

ph n án có thươ g ể của hệ thống nên cho ời l giả tối u à i ư v đảm bảo độ chính x ác cao Tuy nhiên do , số lượn bi n à các rà g bu cg ế v n ộ của hệ th nố g ất lớn nên r rất

khó để ải quy t nhgi ế ữn g bài toán có qui ô m ớn Khó l khă n trên đượ khắ ục c c ph

khi đơ ản hóa các àn gi r n gbu cộ th cự tiễn dẫn đến một lời giả tối u toán chi ư ưa

ch c làắ một ph ươn áng t i u troố ư ng ự tế th c

N oà ra ápg i , dụngqu ho ch toáni ạ h ọctrong u ạ Tq i ho ch H CC còĐ n gặp kh ó

khăn hi khó bik ểu ễ mỗi quadi n n hệ gi aữ tổng tr ở đườ gn d yâ à MBA với biến v

ti t di nế ệ của đường dây hay cô ng ấ BA lựa ch n Do ó th nsu t M ọ đ , ườ g gi ả hiết ttổn trg ở của hệ th nố g không đổ vi à bằng th ng số năm cơ sở ô khi tính toán các

bi nế lựa ch n Thô ọ ng số ch ế độ ủa hệ c th g ốn đượ tính toán ạic l kh i các biến lựa

ch n ã ọ đ đượ c xác nhđị , iđ ề u này c th ó ể g ây sai s ố

1 4 2 .3 Ph nâ ch lựa chọntí và phươ g pn á q i ho ch p u ạ h

Tron nhg ững năm gần âyđ , tốc độ tính t án o của á tính m y ng ng được ày cànân caog dần khắ ụ đượ ượ đ ểm của c ph c c nh c i ph nươ g pháp qui ho chạ toán ọc, hcho phép gi mả th i ian tính toán à có th ờ g v ể đư a thêm ng ng ày cà nhi u thề am số sát với i uđ ề kiệ ự ễ n th c ti n

Tuy vậy ph, ương pháp qui ho ch toán ạ học hi n ệ vẫn ch aư thể thay thế hoàn toàn ph ương pháp qu ho c theo ti u chu i ạ h ê ẩn mà ường sử dụng kết hợp cả hai th

ph nươ g pháp Tr c ướ hết, bằng phươ g phá qui ho ch theo tiêu cn p ạ huẩn, một số

ph n án hôươ g k ng khả thi sẽ được lo iạ bớt theo i uđ ề kiệ ự ễ n th c ti n (chẳng hạn hình dạng sơ đồ HTCC )Đ Sau óđ , phương pháp qui ho chạ toán ọc sẽ h được áp dụng để tính toán à a ch n ph v lự ọ ương tố ư án i u

Hi n nay HTCC ã ệ , Đ đ đượ c xây dựng v à cung cấp i n chođ ệ hầu hết các ph ụ

t iả Sơ cđồ ủa lưới trun áp ph thu c nhi u ào i ug ụ ộ ề v đ ề kiệ đị n a hình th c ự tế Do

đó qui ho, ạch HTCCĐ thường là bài to ná nâ g cấp thi tn ế bị và xây dựng mới một

số đườn dây hay TBg A với sơ đồ đ ã xác định

Từ phân tích trên, lu nậ án nghiên ứu ứng dụn ph c g ương pháp qui hoạch toán học trong bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ với sơ đồ cấu trúc trong giai o n qđ ạ ui

ho ch ã ạ đ đượ c xác nh tr c Bà toán qui ho ch toánđị ướ i ạ học đượ c trình bày chi ti t ếsau âyđ

1 4 .3 B i toán uà q i hoạch toán họ ổc t ng qu át

1 4 3 .1 Mô hì hn toán

Bài toán qui ho ch toán ạ học ã đ đượ đề ấ bởi Kantoro ichc xu t v từ năm 1939

và đượ ứn dụnc g g tron g nhi uề ngành inh tế k qu cố dân ới v m ô hình tổn quág t

được phát biểu nhưsau [24][25]:

Một ph ương n á có X * Î D tđạ cực đại ha y cực ti u ể của h àm mục tiêu, ụ c

th ể J ( *) X £ J ( ) X " Î X D (đối với bài toán min) hay J ( *) X ³ J ( ) X " Î X D (đối với bài toán ax) m đượ gọc i là l iờ giả t i ui ố ư

Khi ó iá tr đ g ị f(X*) đượ gọi là iá trc g ị tố ư i u hóa của bài toán qui ho c ạ h

1 4 3 .2 Ph nâ loại ài b toánqui ho ạch

Bài toán qui ho ch ạ tổng quát có th ể giả bằn i g cách tính iá tr h g ị àm mục tiêu J(X) trên t tấ c ảcác ph ng á có th tro g ươ n ể n miề ng ộ u đó o sánn rà bu c sa s h để ìt m

ph n ánươ g tối u Tuy nhiên phư , ương phá n y h th c hi n dop à k ó ự ệ số ph nầ tử của tập D th n ườ g rất n tron nhi u tr n lớ , g ề ườ g hợ ể k ng đếm đượ p có th hô c

Do ó bài toán qui ho ch th nđ , ạ ườ g đượ đơ giả c n n hóa để thu nậ lợi tron qug á trình tính toán bằng cá hc chia nhỏ thàn nhữ gh n bài to ná có thể ải được với gi

những tín ch t và h ấ đối tượn n hg g iên cứu cụ thể [24][25][93] Khi đ , ố lượng ó scác bi n ế và n burà g ộc giả m nên gi ảm khối lượ v ờ g a h ng à th i i n tín toán để ìm a t rlời giả ấ ậ đượ i ch p nh n c Bài toá qui ho ch n ìn chunn ạ h g đượ c phân lo i nh sau: ạ ư

a Bài toán qui ho ch tuy n tính hi hà ạ ế k m mục tiêu à v tất cả các ràng bu cộ là tuy n tính ế

b Bài toán qui ho ch phi tuy n hi hà ạ ế k m mục tiêu ho c ít nh t ặ ấ một rà ng ộc bu

là phi tuy n ế

c Bài toán qu ho ch i ạ rờ rạc n i ếu miền ràng bu cộ D là ập ờ ạ t r i r c

d Bài toán qui ho ch th ạ am số nếu h m à mục iêu và các rà g bu c ph thu t n ộ ụ ộc tham s ố

e Bài toán qui ho c ạ h độ g nếu in đố tượn xé là các quá trình phá tri n theo g t t ể

th i ian ờ g

f Bài toán qui ho ch a ạ đ mục tiêu nếu trên cùng một miề ng ộ n rà bu c xét đồng

th i nhi uờ ề mục tiêu hác nhau… k

Trong các bài toá trên bài toán qu ho ch tn , i ạ uyến tính cho lời chín xách khi

sử dụng thuật toán n hình Nh g bài toáđơ ữn n c lại thòn ường rấ k ă k ải t hó kh n hi gibởi s lố ượng ế lớ v chưa có phbi n n à ương phá chu g p n hi uệ quả cho phép gi i ả trọn vẹn Một số phương pháp gần ú g đ n đượ sử dụng gồm c phương pháp tuy nế tính hóa ph ng pháp ra ient ph, ươ g d , ương phá lp agr g , ươ an e ph ng pháp n wton… T e uy vậy các ph, ương pháp trên kh ng đảm bảo ô ch cắ ch nắ hội tụ cũng nh m ư đả bảo lời giả tối ưu toài n cục Thô ng ường í hội tụ th t nh đảm ảo b đượ k c hi các iá g tr ịban u a ch nđầ lự ọ gần với iá tr g ị t i uố ư

1 4 .4 Những thay đổi gần đây tr n i hoạch To g qu H CCĐ

1 4 4 .1 Sự tham gia ủa các c nguồ đ ện i nphân n tá

Từ phân tích trong ph nầ 1 3 cho th yấ , DG có tác nđộ g ất t ch r í cực n ch đế ỉtiêu KT-KT của HTCC nh nâĐ ư ng cao độ cậy CCtin Đ, nân cao hi u qu qug ệ ả ản

lý nhu cầu i nđ ệ n n (ă g DSM), gi mả tổn th t c n su t à ấ ô g ấ v tổn th t i n ấ đ ệ năng gi, ảm

đ ệi n năn nh ng ậ từ HTĐ DG làm gi mả sự ph thu cụ ộ vào ả ăng kh n CCĐ ừ t HTĐ,

gi mả chi phí truyền ải à phâ ph i [53][ 4][65][69][97][99][116] t v n ố 6 Hơn nữa,

DG sử dụn ng guồ năng lượng mới táin , tạo c th ó ể dễ dà gn bổ su gn xây ựng và dđược coi là n guồ nănn g lượn sạ , g ch thân thi n ệ với môi tr ường

Tuy nhiên chi phí u, đầ tư của các DG sử dụng năng lượng mới à tái v tạo

th n cao côườ g , ng ấ su t phát hô k ng ổ đị n nh Khi DG th am g ia trong TH CCĐ sẽ

làm thay i t àođổ r lưu cô ng ấ , àm ứ tạp thêsu t l ph c m các hệ thống ảo vệ và đo blường Vận hành HTCCĐ cũng trở nên phức ạp hơn hi cô t k ng ấ của DGsu t sử dụng năng lượng ttái ạo th n thay ườ g đổ i theo n guồ năng lượng sơ cấp àn v kh ả

năng n nổ đị h ém k [122][ 23][124][150]1 Ngoài ra, DG ẽ s l mà phát sinh nhiều vấn đề mới trong bài toán qui ho ch HTCCạ Đ nh thay ư đổ lộ i trình uđầ tư các thi tế bị (đườn dây Tg , BA , ) thay đổi lượng iđ ện năn nh ng ậ từ HTĐ, thay iđổ chi phí uđầ tư dẫn tới thay i ch tiêu KT-KTđổ ỉ của hệ th nố g ơn nữa, số lượn bi H g ến lựa ch n à ọ v mức độ ứ tạp của các ô hìn qui ho chph c m h ạ sẽ tăn lên áng đ g kể khi

có DG tron HTCCg Đ

Một số DG k nhô g bị hạn chế về vị trí v c ngà ô su tấ xây ựng bởi n d guồn năng lượng sơ cấp nh P Tư M , m áy phát die el hay tuabin hí nh thìs k ỏ việ lựa c

ch nọ vị trí, th i ian àờ g v công su tấ xây ựng DG là d mục tiêu của bài oán qu t i

ho ch HTCCạ Đ Thô gn s lố ựa ch ọn k n hợ sẽ ẫhô g p lý d n tới tăng cô g su t t uyn ấ r ền tải trên đường â , td y ăng ổn th t cô t ấ ng suất là, m q tả ế bị uá i thi t và k ng đả bảo hô m

ch tấ lượng iđ ệ năng, độ cn tin ậy cung cấp iđ ện gN oài ra , với nh ững DG sử dụng

n nă g lượn tạo nhgtái ưng b hị ạ ế về vị n ch trí xây ựn d g v gi à ới hạ cô g n n su tấ theo

nguồ năng lượng sơ cấp nh th y i n nhn ư ủ đ ệ ỏ thườ g lựa ch n côn ọ ng ấ lớn nhsu t ất

để tận dụng tối ađ nguồ năng lượng n tái ạo t Khi óđ , giới ạn cô h ng ấ su t theo

nguồ nn ăng ượng ơ ấ l s c p c n ầ đượ s dc ử ụng

Những năm đầu của th ế kỷ X I ãX đ có một số thay iđổ ớn về môi tr l ường công nghi p i nệ đ ệ lực à phát tri n v ể của hoa k học công nghệ nh quá trình táiư cơ cấu TTĐ, n ncô g ghệ phát điện được cải thi nệ , khó khăn ề v kh nô ggia xâyn dựng

h th n truy nệ ố g ề tải à phân ph i v ố , vấn đề ô nhiễm môi tr ường k hi n cho DGế gàn y càng đượ c quan tâ m nghiên cứu à v ứng dụng nhi uở ề nước trên thế giới nh ư ởChâu u  (Đứ , c Hà an…) Châu L , Mỹ (Mỹ Canada…) và Châu Á [114],

Vì vậy n hiên, g cứu ứng dụng DG tro g n qui ho chạ HTCCĐ ần c đượ đặc c

bi t quan t mệ â với mục tiêu lựa ch n ọ đượ ô nghệ, vị c c ng trí v cô gà n su t uấ đầ tư tối uư củ a DG cũn nh các thi tg ư ế bị của HTCCĐ

1 4 4 .2 Y tếu ố giá iđ ện

Giá i n là ch tiê quan tr n quy t nh n hi u quđ ệ ỉ u ọ g ế đị đế ệ ả của ph n án qui ươ g

ho ch HTCCạ Đ Trong m ô hình liên kế ọt d c tr ước ây iá i n thđ , g đ ệ ường s d n lử ụ g à hằng số bởi các C PP T đượ vận hành theoc kế ho chạ chung ủa cả n c gành iđ ệ nTuy nhiên nh m huy n, ằ k ế khích hác hà k h ng sử dụng hợp l ý v ết ki m ià ti ệ đ ệ , g á n iđiện hi n nay ệ của HTCCĐ Việt N m a th cự hi nệ theo th i ian àờ g v phụ thu cộ vào

cơ cấu của ph ụ tải Giá bá n iđ ện thay đổi th oe giờ cao iđ ểm, thấ đ ểm và bình p i

th n [4]ườ g

Gần âyđ , quan ệ thương mại của các hàn ph n h t h ầ ki tế nh trong HT Đ đã thay i hi xu t hi n TTđổ k ấ ệ Đ cạnh tranh iá b n i n thay i theo th i ian ph , g á đ ệ đổ ờ g ụthu c àoộ v mức độ am g ị ườ g củath ia th tr n CTPP [72][83] Các CTPP có th ể m a uđiện từ các nhà áy i n m đ ệ theo ợp h đồng ong ươ g s ph n hay mua tr c ti p ự ế từ TT Đbán buôn nên iá án i n hi n nay là h g b đ ệ ệ àm của th i ian và chênh ờ g lệch lớn gi ữa các th i i m tro ờ đ ể n ng gày Do ó chi ph đ , í m a iu đ ện của HTCCĐ ch u nhị ả hưởng

l nớ bởi iá i n thay i the th i ian à g đ ệ đổ o ờ g v ảnh hưởng của iá i n g đ ệ tới ch ti ỉ êu kinh t cế ủa bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ c n ầ đượ gc n hiên c u [108][109]ứ

Tuy nhiên các ô hình, m dự báo iá g trong TTĐ th nườ g là ngắn hạn à v được

sử dụng chủ ếu tro y ng các bài toán vận hành tối u HT hay các nhà áy iư Đ m đ ện

mà ít đượ sử dụnc g tro g n bài to ná qui ho chạ Vì ậy tro v , ng bài toán ui ho c q ạ h

th nườ g s dử ụng đặc tính iá tru g ng bình a m ng tính ổ địn nh [58][71][124][156]

1 4 .5 C ỉ ti u inh t ác ch ê k ế đ nh gá i phương n uá á đầ t ư

Qui ho ch HTCCạ Đ ường sử dụng hàm mục tiêuth tối uư chỉ tiêu in k h ế tdưới các ràn bu cg ộ về yêu ầu kỹ c thu tậ Do óđ , nhi uề chỉ tiêu kinh ế đã được t

n hiêng cứu ánh iá hi u quđể đ g ệ ả của ph ng án qui ho ch HTCC ươ ạ Đ ệ Hi n nay,

th ngườ sử dụng 4 ch tiêu ánh i hi u ỉ để đ g á ệ ả đầu tư của cácqu dự án nói chu g n

nh sau [25][38][39]: ư

a Ch tiêu iá tr hi n ỉ g ị ệ tại của l i rò ã ng (NPV) cho bi t ế lợi nhuận tuy t iệ đố của

dự án và tính nđế toàn ộ b th iờ gian ho t ạ động ủa dự c án nh, ả hưởng của

tr t iáượ g , lạm phát Tuy nhiên, chỉ tiêu này không toàn di nệ , việ xác định clợi nhu nậ tối thi uể rất ph cứ tạp à v m ng í a t nh ch quanủ , khôn th cg ự tế

N oà ra khi òg i , v ng đờ dự i án há k c nhau thì việc áp dụng chỉ tiêu này gặp nhi u hóề k khă n

b Ch tiêu ỉ tỷ lệ hoàn vốn nội tại RR) có u i (I ư đ ểm là xác nh theo trđị ị số tương đố v i à so sánh với một iđạ lượng chu nẩ Mặc dù có nhi u u i m ề ư đ ể

nhưng vi ệc xác nđị h lợi nhuận tối thi uể rất khó khăn đồn ờ đã gi g th i ả định

su t thuấ lợi hi tái u k đầ tư bằng chính su t ấ t u lợi tối thi u anh ể đ g cần t ìm, điều này không ù hợp với thực tế Hơn nữa h cácph , k i dự án có v g òn đời hay th i ian th c hi n hác nhau thì ch tiêu này có th cho quy t n sai ờ g ự ệ k ỉ ể ế đị h

c Ch tiêu ỉ tỷ số lợi nhu n/chi phí (B/C)ậ cũng đượ sử dụnc g để đ ánh iá hig ệu quả của các dự án đầu tư nhưng k i so sán nhh h ững ự d án có mức đầu tư chênh ch nhau lệ lớn, k t quế ả xế hạn theo ch tiêu này hôn chính xácp g ỉ k g

d Ch tiêu th i ian hoàn ỉ ờ g vốn (Tp) cho p ép h đảm bảo tí h an toàn n của dự án, tránh đượ rủi ro hi bi n c k ế động kinh tế lớn th n qua ô g việ c thu h i vốn Tuồ y vậy ch tiêu nà ch phù, ỉ y ỉ hợp trong những dự án ngắn ạn à hô h v k n ph n g ảánh đượ mục c tiêu inh doanh là k l i nhu nợ ậ

Khó khă n chung khi tính toá hi u qun ệ ả củ á d a c c ựán theo các ph ương áp phtrên là xác n chính xá đị h c lợi nhu nậ của ch nú g t or ng giai o nđ ạ tính toán Tuy nhiên bài toán qui ho ch HTCC , ạ Đ đượ c tính t án cho nh o ững khu vực ã xác đ định với sản lượng v số à khách hàng như nhau giữ các ph na ươ g án uđầ ư Lợi nhu n t ậ

c a HTCC tro g trủ Đ n ường hợp ày có th co là n ể i bằng nha u giữa các phươ g án nqui ho ch Khi ó thành ph n chi phí là ch tiêu quy t nh ạ đ , ầ ỉ ế đị đến ệ hi u quả của

ph n án uươ g đầ tư [24] Th iờ gian nâng ấp t c hiết bị của HTCC th n nh vĐ ườ g ỏ à

có th coi là ể tươ g đươ g gin n ữ a các ph n án ươ g

Vì vậy ch tiêu ch phí, ỉ i c c ự ti uể qui iđổ về năm cơ sở th ng ườ được sử dụng

để so sá hn giữ các phương án u t a đầ ư [25][29] Các ch ỉti u inê k h ế c t ũng như ổn t

th t ấ đượ tổng hợp troc ng àm giả h i tích nên dễ dàng so sánh Tuy nhiên, chỉ tiêu này ch tính ỉ gần ú g chi phíđ n vận h nh à của hệ th ngố theo công suất ực i v c đạ à

th i ia lờ g n àm việ với cc ông ấ cực i iá i n thsu t đạ , g đ ệ ường coi l à hằng số và tí nh toán qui dẫ n cho các ph n án có i u ươ g đ ề kiệ dn oanh thugi gốn nhau

N oài ra hi xác nh g , k đị đượ c các thành ph n hi phí ầ c của ph n án u ươ g đầ tư

có th so sánh ch phí ể i hệ th nố g ăn th t g êm để sản xu t ấ một nđơ vị điện năn Ch g ỉtiêu này đượ gọi là ch phí biên dàc i i hạn à th hi n v ể ệ đượ ệ ả ki tế cũng c hi u qu nh

nh xét n nhiư đế ều ỉ u đặch tiê c th ù củ Ha TCCĐ[23][127] Tuy vậy ph , ương áp phnày bỏ qua chi phí ăng lượn cu n g ng cấp cho ph ụ tải dẫn n saiđế số khi iá bán gđiện hô k ng đồng ấ giữ nh t a các n guồ nn cu g cấ p

Thi tế bị điện th n có tu i th ườ g ổ ọ khác nhau th i ian u, ờ g đầ tư trong su t iố g ai đoạn qui ho ch h ạ k ông đồng ất nh nên nh g ữn phương pháp trên có th cho nh g ể ữnquy t nh saiế đị lầm Phương ph pá so sánh chi phí vò ng đờ so sánh ổng iá tr i t g ị

hi nệ tại của chi phí uđầ tư, chi phí ảo dưỡng v b à vận hành trong ố ng đời su t vòcủa ph n án u ươ g đầ tư đã đượ nghiên ứu àc c v phát tri nể trong những ăm gần â n đ y cho phép ánđ h g iá chín xách hơ hiệu qun ả của HTCC tro g quá trìn qui hoĐ n h ạch [75][81][129][126][130][ 42]1

Chi phí ò v ng đờ i chính là quá trình ánh iá hi u qu đ g ệ ả kinh tế của ph ương

án cải tạo HTCCĐ tron su t òg ố v ng đờ i hay trong khoảng ờ gth i ian tính toán,

được xác định như ể bi u thức (1 8 )

1

1 (1 )

C là chi phí uđầ ư t và thay thế thi tế ị năm t; b OM

t

C là chi phí vận hành à v bảo dưỡng hệ thống ăm E n t; t là chi phí ăng lượng tại năm t n ;

RNt là á tr còn gi ị lại hay chi ph bổ í sung ủa các thi t c ế bị tại cuối ia g i ođ ạn tính toán vớ ổi t ng s nố ăm tính toán là T

Giá tr ị củ a RNt phụ thu c ào cộ v đặ tính ụ thể c t c ủa ừng ph nươ , gán th iờ ian gtính toán à có th v ể m ng ga iá tr ị âm ươ g ặ bằn 0 [132] Th i ian tính toá, d n ho c g ờ g n

vò g in đờ của HTCC thĐ ường c đị xá nh theo tuổi th ọ của thi ết bị, giá tr ị của RNt

khi ó là 0 Tuy nhiên tu i thđ , ổ ọ của các thi tế bị trong th cự ế t thường khác nhau,

hi u quệ ả kinh tế có thể tính toán cho ừn t g g i i oa đ ạn nê th i i n tín toá n ờ g a h n v nò g đời của ph ương án đầu tư có thể ớn ho c l ặ nhỏ ơn tu i th h ổ ọ của từng thi tế ị Giá b

tr này ị được tính toá theo bi u thn ể ức với (1 9) C

việc cần đượ e c x m xét RN, t mang gi trá ị ương Hơn nữa h thay d , k i thế thiết ị bchi phí thanh lý , xử lý ch tấ th iả hoặc phá ủy thi t h ế ị cũ b ng c n xe xét [142]ầ m Nhi uề nghiên cứu ã đ ứng dụ g n thành cô ng chi phí v g òn đờ i trong qui ho ạch HTCCĐ Mô hình lựa ch n thô ọ ng số cấu trúc tối uư của HTCCĐ với h àm mục tiêu là cực ti u chi phí ể v g òn đờ đượ giớ ệ i c i thi u trong [ Tương t , 1] ự chỉ tiêu này cũng đ đượ ứng dụnã c g k hi qui hoạch HTCC nhĐ ư giớ i thi u troệ ng các ng ên hicứu [85][96][135][136][152]

Những phân tích trên cho th y ph ấ , ương phá chi phí òp v ng đờ ỉ u i có ch tiêkinh tế tổng hợp ph ù hợp với các y u ê cầu th c ti n ự ễ của HTCC nênĐ sẽ được sử dụn cho bài toán qui ho ch HTCC trong ạ Đ g nghiên cứ của lu n ánu ậ

Do ó qui ho ch toáđ , ạ n họ sẽ c được ử ụ s d n trong g g n hiên c u nàyứ

Bài toán qui ho ch HTCC khi xét n ạ Đ đế khả ăn th n g am g của các DGia là bài toán xét đồn ờ g th i qui ho ch gu n à qu ho ch ạ n ồ v i ạ lướ đ ệ i i n DG có nả h hưởng

l n n chi phí mua i nớ đế đ ệ từ hệ thống nên i g á điện theo th i i n à T T ờ g a v Đ P cần được x em xét Hơn nữa, mỗi D G có đặc n ng ất tí h cô su phát ph thu c guụ ộ n ồn năng lượn sơ cấp hác nhau nêng k số lượng ph nầ ử và số t biến ựa ch n t o l ọ r ng ài btoán t rấ lớn

1 5 .1 Mô h n bì h i to n u ho h Tà á q i ạc H CC Đ

Qui ho ch HTCC là bài oán ạ Đ t tối uư với các thành ph n ầ cơ bản gồm h m à

mục tiêu và cá rà c ng ộ àm mục tiêbu c H u đượ sử dụnc g phổ biế nlà h mà của ch i phí tính toán hà g n năm [14][ 5][29][125]2 , ực ti u chi phí u c ể đầ tư của HTCC Đ

ho cặ cực ti u chi phí ể sản xu t ấ của các nh à á m y i n [92] Hàmđ ệ mục tiêu cực tiểu chi phí vận h nh à , cực ti ểu tổn th cô ất ng ất su hay cực ti ểu tổn th ất iđ ện năng của

h thệ ống cũng đã đượ ghiên cứuc n v à gi i thi u troớ ệ ng các nghiên cứu [50][59][68][104][102][1 0]4 Gần ây [110] 100][119][139]đ , [ giớ i thi u bài toáệ n

đa mục tiêu g m ồ các chi phí uđầ tưnâng ấp thi t c ế ị b, chi phí n th t côn su t tổ ấ g ấ và tổn th t i n ấ đ ệ nă g n

Những m ô hình trên quan t âm đế l n ộtrình đầu t ưnâng cấp các T BA, đường dây nh ằm đ p ná ứ g yêu cầu c a phủ ụ t i tro gả n tươn lai ho c xác ng ặ đị h c u trúấ c của HTCC troĐ ng m ô hình liên kết dọc [79][137] 139] Nhi u rà[ ề ng ộ về kỹ thuật bu c

đã đượ sử dụng c như cân ằn b g cô gn su tấ nút, ới hạn i n áp nútgi đ ệ , giớ hạn cô g i n

su t truy nấ ề tải của đường y v BA dâ à T nguồ n Nh nữ g nghiên cứu trên luôn gi ảthi t HTCC cóế Đ nguồ k ng hạn chn hô ế với gi đ ệ tại các ná i n guồ ư n nh nhau, tổn

th t côấ ng ấ đượ su t c tính to n theo cô g su t á n ấ cực i àđạ v thời ian ch u g ị tổn th ất côn su tg ấ lớn nh t Các thành ph nấ ầ của bài toán qui ho ch HTCCạ Đ trong ô mhình liên kế ọt d c nh trình bày trên ư bản 1 1 133]g [

Bảng 1 1 Những thay iđổ tron mô hình bài toán qui ho ch HTCC g ạ Đ

TT Mô h n ì ui hoạ h q ch HTCCĐ tr c đây ướ Mô h nì ui hoạc h q hHTCCĐ xét đến đầu t ư DG

hiện n y a

1

Hàm mục ê ti u gồm:

- Chi ph í đầ ư, u t n ng â c ấp đường d y â

- Chi ph í đầ ư, u t n ng â c ấp TBA

- Chi phí ổn thấ đ ệ t t i n năn h g t eo Pmax

và t

Hàm mục ê ti u gồm:

- Chi ph í đầ ư, u t n ng â c ấp đường d y â

- Chi ph í đầ ư, u t n ng â c ấp TBA

- Chi ph í đầ ư, vận h nh v u t à à nă lượng của ng

DG theo mỗi c ông nghệ

- Chi ph í m a i u đ ện t h ừ ệ thống th eo i t g á r ng u bình năm

2

Đối tượ n g q a u n tâm v à á à c c r ng bu ộ c:

- Tính to n á t ào lưu ôn r c g suất à c v â n

b ng ằ côn g suất út t e côn n h o g suất ực c

đại c m ủa ỗi năm

- Ràng buộc ông suất đường d y c â và

TBA theo ông suất ực đại ủa mỗi c c c

năm

- Ràng buộc giới hạn i n đ ệ á p út n

Đối tượ n g q a u n tâm v à á à c c r ng bu ộ c:

- Tính to n á t ào lư r u ôn suất à c v â b ng n ằ

c ôn g suất n ú t t h o ông e c suất ự đại củ mỗi c c a năm

- Ràng buộc ông suất đường d y c â và TBA theo

c ông suất ự đại của mỗi năm c c

- Ràng buộc giới hạn i n đ ệ á p út n

- Ràng buộc giới hạ n côn g suất c ủ a DG th o e

m ỗi côn nghệ v ngu n g à ồ nă n g lượ g s cấp n ơ

- Thời i g an, vị , trí cô g n suất n ng â c ấp TBA

- Thời i g an, vị , trí cô g n suất đầu ư của DG t theo mỗi côn g n gh ệ

[105][145][151] Hà m mục tiêu cực ti u ể tổn chi phí ug đầ tư và vận hành DG ch, i phí tổn th t i n ấ đ ệ năng, chi phí mua năng lượng từ thị trường, chi phí ng tắ ải ttron th i gian tính toán ã g ờ đ đượ giớ ệ c i thi u tron [70][71] à có thg v ể b ổsun th m g êchi phí nhả hưở g tớ m ườ g n i ôi tr n

Nhi u cônề g gh n ệ DG ã đ đượ gc n hiên cứu à v ứng dụn thành côg ng nên bà i toán lựa ch n DG i u tro ọ tố ư ng qui ho ch HT ạ CCĐ đang rất đượ c quan t m â ng ên hicứu Mô hình hai bước qui ho ch dài ạ hạn H CC T Đ k hi xét n phđế ương án uđầ tư

DG đượ giớ c i thi u tron cácệ g nghiên cứu [ 8][122][123][124] Tro 5 ng bước 1 , hàm mục iêu t cực ti u chi p í u ể h đầ tư, chi phí ăng lượn và n g vận hành HTCC Đ

được xu t cùn các ràđề ấ g ng buộc cân bằng côn gsu tấ nút DC, ới hạn côgi ng ất sucủa DG, giớ hạn cô g su ti n ấ của đường dâ v y à TBA nguồn Tro gn bước này, tổn

th t côấ ng ấ k n đượ é đến su t hô g c x t trong àm mục tiêh u cũn nhg ư ràng buộc cân bằn cg ông ấ su t nút, giớ hạn i n áp à hi đ ệ v ản hưở g củan CSPK cũng được bỏ qua

nh m nằ đơ giản trong tính toán Thô ng số đầu ư của t đường dây v à T A ãB đ xác định từ bước 1 đ c sử dụn nh là thaượ g ư m số để tính toán ại thôn l g số đầu ư của t

DG à thô v ng số ch ế độ ủa HTCC tro c Đ ng bước 2 Hà m mục tiêu tương tự nh ư

b c 1 nh n thành ph nướ ư g ầ tổn th t côn su t ã ấ g ấ đ đượ c xét n tron ràn bu c câđế g g ộ n bằn côg ng ấ su t nút DG Do ó đ , kết qu tính toán DGả sẽ gần với iá tr g ị tối ưu

đồn thg ời dễ dàng ả đượ bài toán dogi i c gi m ả đượ tính ph cc ứ ạp của t m ì ô h nhTuy nhiên, việ bỏ c qua kh ng xét n nhô đế ả hưởng của SPK C sẽ gặp s i a số tro g ntính toán lộ trình qui ho chạ cũn nhg ư thông số ch ế độ ủa hệ c th gốn bởi CSPK ảnh hưởng trực ti p ế đế n trào ưu cô g su t l n ấ , tổn th t cô g su t à ấ n ấ v tổn th t i ấ đ ện năn Khg ắc ụ ph c thi u sót rên cácế t , nghiên cứu [60][71] đ ã xét n nhđế ả hưởng

c aủ CSPK hi k sử dụng m ôhình cân ằn b g cô g n suất nút C A ế K t qu tính toán ả s ẽchính xác hơn nh n ư g m ô hình sẽ trở lên phức ạp với số lượn bi n à các rà g t g ế v n

bu cộ lớn dẫn n th i ian tính toán dài à êuđế ờ g v y cầu về tốc độ, bộ nhớ ủa máy ctính lớn Hơn nữa các, m ô hình hai bước dùn cho qui ho ch HTCC trên cog ạ Đ i phụ tải cô, ng ấ su t phát của DG à giá v mua i n là hôđ ệ k ng đổ i nên ch ưa xét đến

được chi ti t cế đặ tính i g điện thaá y đổ , i hình dạng TPTĐ và đặ c tính cô ng ất suphát của DG thay đổ i ph thu c ào côụ ộ v ng ghệ n là những thành ph n có ầ ảnh hưởng lớ tớ ến i k t qu qui ho ch ả ạ củ a HTCCĐ

Những phân tích trên cho th y bài toán qui ho ch HTCC tro ấ , ạ Đ ng iđ ề kiện umới xu t hiấ ện một số thay đổ i nh troư ng ảng 1 1 Tro b ng đ , hàm mục êu ó ti

th ng xét th m ch phí ườ ê i đầu tư, vận hàn và năng lượng của h DG theo cô gn ngh ệcùng với chi phí mua i nđ ệ t hừ ệ thống theo i trungá g b nhì năm Các rà ng ộ kỹ bu cthu t ậ đượ bổ c sung thêm ràng bu cộ giới ạn h công su tấ ủa DG theo c mỗi cô g n

ngh vệ n ồ năng lượng sơ cấp à gu n đồng ời ế lựa chth bi n ọn vị trí, thời ian v g à côn su t ug ấ đầ t ưDG theo mỗi cô n ng ghệ c ng đã ũ đượ b c ổsung

Tuy vậy câc, nghiín cứu trín ch a xĩt nư đế th y ia đổ ủa iâ i n vă ph c g đ ệ ụ tải

lă hă theo th i an Côn su t ph n hâ m ờ gi g ấ ả k ng tổ ấ vă n th t côn su t lă nhg ấ ững thănh

ph n có nhầ ả hưởng lớn tới thông số nđng ấp của thi t c ế bị (đường dđy, TB )A , cđn bằn côg ng suất ă chi phí v của h ăm mục tiíu cũng bị bỏ qua ơn nữa H , đặ ưnc tr g công gh n ệ của DG theo c tính côđặ ng ấ su t phât có nhả hưởng rất lớn tới ch tiíu ỉ kinh tế vă khả năng cđn bằng công suất ủa TCC c H Đ cũng ch a ư được đề cập Do

đó nh, ững hạn chế trí cần n đượ ế tụcc ti p ng i cứuh ín , khắc ụ để ng a độ ph c nđ c o tin cậ củy a k t qu tính toân ă nế ả v ứ g dụng tro g HTCC Vi t Nan Đ ệ m

1 5 .2 Phương phâp, thuậ to n gi bt â ải iă toân iqu hoạ h Tc H CC Đ

Băi toân qui ho ch HTCC th n ạ Đ ườ g đượ đơ giả c n n hóa để thu nậ lợi trong quâ trình tính toân bằng câch chianhỏ thănh những băi toân c thó ể giả được với i

những khía cạnh v đố tượnă i g g n hiín cứu cụ thể Nhi uề phương phâp đê được

n hiíng cứu để giả i câc băi toân qui hoạch t uyến tính nh thu t toân ư ậ đơ n hình, thu t toân nhânhậ -cận (branch- ound) ph n phâpb , ươ g mở rộng nhânh (br nca h exchan s) [94][104][ 25][141]… B i toân q i ho ch phi tuy n có th ge 1 ă u ạ ế ể đượ giải cbằn c c phg â ương phâp lặp (tuy n tín hóaế h , gradient) ph, ươ ng phâp Lag nge, ra

ph ng phâp L ra eươ ag ng kết hợp với hệ ph ngươ trình E leru , phương p âph t m ì

ki mế Tabu ph, ươn gphâp N wtone , phươn gph pâ Newton-Raphson văcâc phương phâp Quasi-Newton…

Thu t toân di truy n (Geneticậ ề Algo hm GA) cũnrit - g đượ sử dụng rộng rêi c

để giải băi toân qui ho ch ạ đơn hay đa mục tiíu tổng hợp DG tron HTCC g Đ[105][113][151] Thu t toân di truy n ê ậ ề đ giả q ế tốt mộ ối uy t t s vấn đề ng r crií ẽ ủa băi toân qui ho ch HTCC nh xâc n ạ Đ ư đị h vị trí, công suất ối u t ư của DG hay lộ trình uđầ tư nđ gn cấp tối u ư đường dđy vă B t u T A r ng gian Tuy vậy, giả uyết i q

đồng thời băi toân qui hoạch HTCCĐ có xĩt đến câc DG th ch ì ưa được cập vđề ă giới thi uệ Gần đy phđ , ương phâp lặp kết hợp thu t toân reduced radient vậ -g ă thu t toân quasi-Newton troậ ng gi ả i thu t ( ol er)ậ s v MINOS ủa ch c ương trình

GAMS đượ giớ c i thi u [73]ệ S lve o r cho phĩp giả ững i nh băi toân qui ho ch p ạ hi tuy nế lớn ă ê v đ đượ ứng d nc ụ g thănh cô g tr n câc băi toân qn o g i ho ch HTCC u ạ Đ[60][70][71][156]

Tuy vậy băi toân qui ho c HTCC khi xĩt , ạ h Đ đến kh ả năng tham ia c a cg ủ âc

DG vẫn lă băi toân rất ph cứ tạp th, ường ở ttr hănh băi toân qui ho ch p i tuy ạ h ến với số lượn bi ng ế lớn Tron tr n g ườ g hợp năy ph n phâp phđn ù, ươ g v ng (Benders Decomposition) đượ sử dụnc g để đơ n ản hgi a băi toân ẳ m kết qu tính toân ả vẫn đảm bảo ch nh xâc Thu t toân phđn ù í ậ v ng của Benders lă kỹ thu tậ chia băi toân

ph cứ tạp thănh hai băi toân đơ giả hơn tươnn n g ứn g hai bước (bước 1 ă 2) v v ă tính toân lặp giữa hai ước b để ì lờit m giả tối ưu nh trìn băy trí câc ghiíi ư h n n n cứu [80][89][120] Bướ c 1 lă băi toân quy t nh ăế đị v bướ đượ c 2 c tính toân i lạ với

m tộ số thông ố đã xác s địn từ bước 1h Kết qu tính toán ch ả ỉ gần tối u nh g ư ưnbài toán nđơ giả hơn rất nhi u à sain ề v số ch pấ nh n ậ đượ nên phương pháp này c

được ng dụnứ g rộ gn rãi tron gcác bài toán ối u t ư ớn l

Tốc độ tính toán của m áy tính n ày cà g ng đượ c nân caog dần khắ c phục

được nh ược i m của phươnđ ể g pháp qu ho c i ạ toán học ch phép gih , o ảm ờ th i gian tính toán à có th a thê nhi u th v ể đư m ề am s ốngày càn sátg với i uđ ề kiệ ự ễ n th c ti n

Vì vậy lu n án, ậ sẽ nghiên ứu xây c dựng mô hình à lập chv ương trình tí nh toán qui ho ch HTCC ạ Đ k hi xét n c trđế đặ ưng công suất phát theo cô g n nghệ ủa c

DG, đặ c tính giá bán điện và TPĐ T điển hình trong chương trình GAM S

Ph ng phá phânươ p v gùn Bend rse cũng đượ sử dụnc g để giả ờ gm th i ian tín toán htron nhg ững bài toán qui ho ch HTCC ạ Đ lớ n

1 6 Đ nh g á i á à lự ọn v a ch công ụ í c t nh t á o n

Bài toán qui ho chạ tối ưu HTCCĐ được tiếp cận theo nhi uề hướng với

những à mục tiêuh m và các rà g bu n ộc khác nhau cô, ng cụ sử dụng tro g tín nh toán cũng rất đa dạng, thườ g sử dụnn g các gôn n ngữ lập trình bậc ca nh o ưMatlab Fortran Delphi, , , C++ [50]…

Trong th i ian ờ g gần âyđ , một chương trình cho phép ập các bà toán l i tối ưu

được phát triển và có những ứ g dụ g rộnn n g rã tro i ng bài toá tối ư n u nói chu g và ntrong qu ho ch i ạ HTĐ là chương trình The General Algebraic Modeli g yst m n S e(GAM AM khả năng giS) G S có ải quy tế tốt ác bài toán c tối u troư ng HTĐ bằng các thu t toánậ giả đượ i c xây dự g sẵn tron ng ươ g ch n trình (so er)lv

Do ó lu n áđ , ậ n sử dụng chươ g trìn n hGAMS ập ch l ương n h trì h tín toán q ui

ho ch HTCCạ Đ k i h xét đến ĐTPT iđ ển hình và đặ tí h ic n g á điện Ch ng trì ươ nh được xây dựng ẽ ma s ng tính linh ho t áp ạ , đ ứng yêu cầ người dùu ng hơ ữnn là nh g

ch n trình ươ g ứng dụng s có ẵn

1 6 .1 Gi iớ thiệu chương trì h GAMS n

GAM đượ S c phát tri n ể để giả i quy tế vấn đề tối u toánư học lớn à có v thể giải quy t ế đượ c nhi u bài toán i u nh [73]: ề tố ư ư

- Bài toán qui ho ch tuy n tính ạ ế - L LP ( inear Pr r m og a ming)

- Bài toán qui ho ch phi tuy n N P (Nonlinea Pro r m i ) ạ ế - L r g a m ng

- Bài toán qui ho ch p i tuy n ạ h ế rời rạc - D LP Nonlinear Pr r m i g wit N ( og a m n h Discontinuous der at es) iv iv

- Bài toán qui ho chạ ng ê uy n th cự hỗn hợp - M P (Mi ed nt I x I e er gPro r mmi ) RM P (Relaxed Mixed nt er Pro r mmi ) g a ng , I I eg g a ng

- Bài toán qui ho ch phi tuy n n uyên th c ạ ế g ự hỗ hợp - Mn INL P (Mixed nt I e er gNonlinear Pr r m i ) Rog a m ng , MINL P (Relax d Mixed nt er Nonlinee I eg ar Pro r mmi )…g a ng

C n ph i nhầ ả ấn mạnh rằng, GAMS kh n phô g ải là một chương trình ứng

d ngụ sẵn tro g HT nhn Đ ư W SP- I, A II EMTP PS /E, S , PSS DEPT/A … m một à làcông cụ, một ng ngữ máyôn , để xây dựn các ch n trình tính toáng ươ g dựa trên sự

hi u bi t y ể ế đầ đủ v ềHT [32]Đ

Qua quá trình phát tri n G ể , AMS đ đượ ứng dụng rộã c ng rãi tro g n nhi uề lĩnh vực và rất thà h côn ng tro gn lĩnh vực tính to n qui ho ch á ạ , tối ưu HTĐ cũng nh ưHTCC [61][70][82][124] GAĐ MS ươ g là ch n trình cho phép lập các bài toán tối

ưu với nh ững m ô hình lớn à ph v ức tạp Mô hình đượ c trình bày ng n ắ gọn à v đơn giản ch phé, o p sử dụng nhữ g liê hệ n n đại ố s và miêu tả mô h nh ì độc l p với giậ ải thu t tính toánậ Hơn nữa, GAMS ng cấp một số cu thu tậ toán giải bài toán ối u t ưqua các sol er v đượ c xây dựng sẵn nh tro ư ng bả g n 1 2 [73]

Bảng 1 2 Modul các thu t ậ toán giải trong GAMS

TT Lo ại bà oán i t T hu ật t n ải ( lvers) oá gi So

1 LP MINOS, ZOOM, PM SX, C CS I ONI ,C OSL ,XA, CPLEX, NO T, S P

ii) Scalar par, ameter table ( hai báo à nh p, k v ậ s ố ệli u)

iii) Variables ( hai báo bi n) k ế

iv) Equations (khai báo à x y v â dựng các phương trình toán nh h ư àm mục tiêu ràn bu c, g ộ , giớ hạn…) i

v) Model à ov S l er (xâyv dựngbài toán à gọi thu t toánv ậ giải)

vi) Output (in kết qu ) ả

M i bài toánọ tối u u có thư đề ể lập trên G AMS bằng nhữ g n thành ph nầ cơ bản trên Ph n nh p ầ ậ s ố liệu đầu v ó ể ự ệ đơ giản dướiào c th th c hi n n dạn g ực g án tr

ti pế , dạng ector ho c v ặ dưới dạng bảng Giố g nh cán ư c gôn ữ lập trình hán ng k c,

GAMS ể sử dcó th ụng các ệnh chu n nh l ẩ ư I -F THEN WHI E, L , LOO …P

Ph n linh ho t nh t tro gầ ạ ấ n GAMS ầ â dựng là ph n x y bài toán MODEL với một MODEL b oa gồm hà mục iêu à cá ph ng trình rà g bu cm t v c ươ n ộ Người sử dụng có th ể lập nhi u MOD Lề E b ng ằ cách th y ia đổ ố phươn s g trìn rà g h n bu cộ và hàm mục tiêu m k ng ả à hô ph i thay iđổ cấu trúc ch n trình Tính ươ g năn nàyg rất hữu dụ g kn hi cần giả i quy tế m t vấn đề với nộ hiều ràn bu c h c nhaug ộ k á

Ø Ứng dụng AMS t o G r g HT n Đ

GAMS đ đượ ứng dụng r ã c ất nhiều trong lĩ vực tính toán qui ho ch ành ạ v tối

ưu HTĐ với m t số ộ bài toán ổi ật nh : n b ư

i) Qui ho ch n ạ guồ v lướ đ ện à i i n

ii) Lựa ch nọ vị t í àr v công suất tối uư của tụ điện DG, , hệ th ngố tích tr ữ

n nă g lượn ế b ị A TS g và thi t F C

iii) V n hành i u các nhà áy i n ậ tố ư m đ ệ

iv) V ậ n hành tối u HT … ư Đ

1 6 .2 Thuật toánvà s olv r I O e M N S tro gn chương trì GAMS nh

GAMS ng cấp mộtcu ng ngữ, môi trôn ường lập trình à các so er có tí v lv nh năng gi, ả i thu tậ sẵn ho phép th c hi c ự ện các t huật toán để ì kết qut m ả tối ưu với

những m ô hình bài toán mở được thiết l pậ bở ườ lậ i ng i p trình (s ử dụn )g

So erlv MINO S có khả ăn n g tìm ghiệm tối u in ư đố với nh ững bài toán ph i tuy n qui ôế m lớn à v tỏ ra phù ợp với bài toán qui ho ch HTCC [58][71][133] h ạ Đ Thu t toán reduced- radie tậ g n kết hợp với thu t toán quasi-newton ậ đượ sử dụng c

để tìm nghi m tối u cho bài toán phi tuy nệ ư ế Cơ sở lý thuy t ã ế đ đượ trình bày ctron cácg nghiên cứu [31][32][63][73]

Bài toán qui ho ch ạ tổng quát ã trìnđ h bày tro g ti un ể mục 1 4 3 1 đượ ểu c bi

di n phân tách thành nh m các thành ph n p i tuy n và tuy n tính Khi ó h m ễ ó ầ h ế ế đ , à

m c ti uụ ê tổng quát ( )J X ã trình bà trođ y ng ể ứ .bi u th c (1 6) đượ ể ễ ưc bi u di n nh

bi u th c (1 10)ể ứ

F x +c x d y+ ® (1 10) Trong ó: đ F x bao gồm ( ) các thành ph nầ phi tuy nế của h àm mục tiêu với nhó bi n x là h m ôm ế à v hướng c x T bao ồm các hành ph n tuy n tín g t ầ ế h với nh m ó

bi n x à ector cế v v d y T bao ồm các thành ph g ần uyến tínht với nh óm ế (độc bi n ylập với ( )F x ) à ec or d v v t

Tương tự, các ràng bu c ộ g Xi( ) trong bi uể th cứ (1 7) đượ bi uc ể di nễ thành các rà ng bu c ph tuyộ i ến ư ể ứ ) v c n bunh bi u th c (1 11 à cá rà g ộc tuyến tín nh h ư