Chuong 8 phan bo toi uu cstd

11/3/2015 1 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KINH TẾ CỦA HTĐ 1 PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT TÁC DỤNG Chương 8 Chương 8 I Tổng quan II Đặc tính kinh tế kỹ thuật của các tổ máy phát và nhà máy điện III Sự phân bố tối ưu côn[.]

CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC KINH TẾ

CỦA HTĐ

1

PHÂN BỐ TỐI ƯU CÔNG SUẤT

TÁC DỤNG Chương 8

Chương 8

I Tổng quan

II Đặc tính kinh tế - kỹ thuật của các tổ máy phát và nhà máy

điện

III Sự phân bố tối ưu công suất tối ưu giữa các tổ máy phát

điện

IV Ví dụ

I Tổng quan

Một trong những yêu cầu quan trọng nhất trong VH HTĐ là

đảm bảo tính kinh tế của việc sản xuất, truyền tải - phân

phối và sử dụng điện

Việc giảm chi phí nhiên liệu:

 Sử dụng hiệu quả nhiên liệu: nước, than đá, khí đốt …

 Sử dụng các máy phát có hiệu suất cao

 Phối hợp các nhà máy một cách tốt nhất

Việc giảm tổn thất truyền tải:

 Tổn thất truyền tải ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế

3

I Tổng quan

 Các nhà máy điện cần phải kết hợp lại thành một hệ thống

hợp nhất, bởi vì các ưu điểm sau:

 Giảm tổng công suất cực đại

 Giảm lượng công suất dự trữ

 Cho phép sử dụng tối đa khả năng của các NMĐ

 Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

 Giảm nhẹ điều kiện sửa chữa định kỳ

I Tổng quan

 Do điện năng không thể dự trữ nên cần tính toán để sử

dụng tối ưu các nguồn năng lượng sơ cấp

 Kết hợp một cách tốt nhất chế độ làm việc giữa các nhà

máy điện

 Do phụ tải luôn liên tục thay đổi nên việc phân bố công

suất là liên tụcgiữa các nhà máy điện

5

II Đặc tính kinh tế - kỹ thuật

Mỗi máy phát công suất P (MW) đều có đường cong chi phí

nhiên liệu và quy ra tiền trong một giờ làm việc (đồng/giờ).

Có dạng:

min

Z

kt P





  

  

  

Z

P

2

Z aP bPc

a, b, c xác định bằng phương

pháp bình phương cực tiểu

2 0.2 15 200

Ví dụ:

II Đặc tính kinh tế - kỹ thuật

Ví dụ: có số liệu chi phí Z phụ thuộc vào P

a, b, cxác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu:

giải hệ ta thu đượca, b, c

Zi Z1 Z2 Z3 Z4 … Zn

Pi P1 P2 P3 P4 … Pn

2

P









7

II Đặc tính kinh tế - kỹ thuật

 Khi điều độ kinh tế nguồn phát, người ta quan tâm mức

tăng chi phí của mỗi tổ máy khi tăng công suất của nó so

với mức chi phí của tổ máy phát khác khi giảm công suất

(vì tổng tải của các nhà máy điện là không đổi)

 Từ đó định nghĩa suất tăng chi phí nhiên liệu ε: biểu thịđộ

dốc của đường cong chi phí

 Thông thường thì công suất kinh tế khoảng80% công suất

định mứccủa tổ máy



III Phân bố tối ưu công suất giữa MF

Khái niệmsuất tăng chi phí nhiên liệu Để đạt hiệu quả cao nhất

thì phải cho các tổ máy có suất tăng chi phí thấp nhất mang tải

nặng

Tổ máy I Tổ máy II

P (MW) 300 340 100 110

B (Tấn/g) 165 197,2 50 56

Như vậy cần tăng tải cho tổ máy II

B P

Tổ máy I Tổ máy II

P (MW) 300 340 100 110

B (Tấn/g) 165 197,2 50 56

γ 0,55 0,58 0,5 0,51

ε 0,03 0,01

2 1

2 1

P P P





9

B: nhiên liệu đầu vào

Suất nhiệt

PB tối ưu trường hợp bỏ qua tổn thất

Xét chỉ cóhai tổmáy ta có hàm chi phí tổng:

Z Z Z 

1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 min

Z  a P b P c  a P b P c 

1 2

1 2 0

pt pt

  

     

Ta lại có:

Dùng phương pháp Lagrangevới λ là hệ số Lagrange

L  Z W

Hàm ràng buộc

Hàm mục tiêu

Bỏ qua tổn thất

Lấy đạo hàm riêng của hàm Lagrange và cho triệt tiêu ta có:

1 1

2 2

0 0

Z

L

Z

L















  

  









   

  



11

1 2

0 0

 

 

 





 



Ta có hệ phương trình: Xác định P1và P2

1 2

pt







1 2

P P











1 2

Z Z











Z 

Bỏ qua tổn thất

Tương tự chon tổ máy: Ta có hệ phương trình

1 2

n

       







1

2

n

P

P

P

















1 2

n

Q Q

Q

















1 2

n

Z Z

Z















Bỏ qua tổn thất

 Nguyên lý cân bằng suất tăng chi phí sản xuất:

Giả sử có 2 tổ máy 1 và 2 làm việc song song có ε1<ε2.

Ta tăng công suất tổ máy 1 lên một đơn vị đồng thời

giảm công suất tổ máy 2 xuống một đơn vị.

Như vậy chi phí sản xuất điện năng tổng sẽ giảm Quá

trình tiếp diễn cho đến khi tối ưu ε1= ε2

13

Bỏ qua tổn thất

Khi có xét đến giới hạn công suất phát của máy phát

Nghiệm của hệ phương trình cần phảikiểm tra với điều kiện trên:

i,min i i,max

P  P  P

1 2

n

       







1 2

n

P P

P

















Tóm tắt và ví dụ

15

Xét NMĐ có ng tổ máy nối vào 1 nút, cấp cho phụ tải PD,

bỏ qua tổn thất truyền tải giữa các tổ máy và phụ tải,

không xét giới hạn CS phát của các tổ máy.

Ví dụ

Hàm chi phí nhiên liệu cho mỗi tổ máy được kí hiệu là Ci,

với tổng chi phí là Ct=  Ci

Lưu ý: Ci Zi= ci + biPi + aiPi2

Ví dụ

17

Hai điều kiện thỏa mãn hàm Lagrange  min:

Sau khi tính được  thì thế vào tính Pi.

Đây là phương pháp giải tích , chỉ áp dụng khi không xét

tổn thất trong HTĐ.

Ví dụ

Phương pháp lặp gradient:

Từ biểu thức Pi(), chọn một giá trị (0) sao cho Pi> 0

Vòng lặp k:

 Tính các giá trị Pi(k)theo (k-1)

 Tính mức tăng

 Tính giá trị (k)= (k-1)+ (k)

 Tính lại giá trị P(k) < sai số thì dừng lặp.

Ví dụ

19

Ví dụ

Tóm tắt và ví dụ

21

Xét NMĐ có ng tổ máy nối vào 1 nút, cấp cho phụ tải PD,

bỏ qua tổn thất truyền tải giữa các tổ máy và phụ tải, xét

giới hạn CS phát của các tổ máy.

Tóm tắt và ví dụ

Điều kiện Kuhn-Tucker bổ sung:

Cách tính:

Khi Pi< Pi(min) Pi = Pi(min) hay Pi> Pi(max) Pi= Pi(max)

Tính giống như trước, nhưng bỏ qua dPi/d  khi tính (k)

do lúc này NMĐ thứ i không tham gia vào điều độ kinh tế

Ví dụ

23