Luận Án tiến sĩ xây dựng mô hình bài toán vận hành kinh tế các nhà máy nhiệt Điện than có tính Đến yếu tố môi trường

Bố cục của luận án Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÀI TOÁN VẬN HÀNH KINIH TẾ CÁC NHÀ MAY NIDET ĐIỆN 1,1 Đặc điểm chung của HTĐ 1.2 Vai trò của các NMNĐ trong hệ thống 1.3 Những nghiên c

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

HOANG THI MINH NGUYET

XÂY DUNG MO HINH BAI TOAN VAN HANH KINH TE CAC NHA MAY NHIET DIEN THAN

CO TINH DEN YEU TO MOI TRUONG

Chuyên ngành : Tổ chức và quản lý sản xuất

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KINH TẾ

HÀ NỘI - 2006

"

LOI CAM BOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của

Tiêng tôi Các số liệu, kết quả trình bày trong luận ấn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ

céng trinh nào khác

Tác giả luận án

Iloàng Thị Minh Nguyệt.

an

Lộicf[m ơn

Trong qu, trxnh nghiờn cứu vụ viết luỄn ,n t'i Khoa Kinh tO vp Quin lý - tr-ờng Đ1i hac

B,ch khoa Hụ Nội, với tất c4| sự kính trăng vụ

lóng biết -n sâu s%c nhột, t,c gif] xin chân

thunh cm ơn PGS.TS TrCn Vˆn Bxnh, PGS.TS L2 Nhất Th7ng, PGS.TS Bùi Minh Trí - nh+ng

ng-ời thCy đ- h-ớng dẫẾn, tỄn txnh chỉ bfo t,c

gi trong suốt qu, trxnh nghiền cứu để hoụn

thụnh b4ln luấỄn ,n nuy

Xin chân thụnh c%lm ơn tẾp thể c,c thCy

cô gi,o khoa Kinh tế vụ Qu4n lý, trung tâm

Đuo o vụ Bải d-ỡng sau đ?i học, bộ môn Kũ

thuEt đo l-ờng vụ Tin học công nghiệp, hội Đo

I-ờng - điều khiển vụ Kim so,t môi tr-ờng của

tr-ờng Đ'i hdc B,ch khoa Hp Nội đ tộn txnh

động vin gidp đỡ t,c gi4| trong qu, trxnh thực

hiện luỄn „n

Xin đ-ic buy td IRng biOt =n đến sự giúp đõ quý b„u của thCy gi,o TS Nguyễn Mĩnh Hiến,

PGS.TS Đ@ng Ngắc Dinh, Bộ tr-ăng Bộ Công

nghiOp Hopng Trung Hfli vp c.c đang nghiOp trong Bộ Công nghiOp, Tzeng Ceng ty ĐiOn lic

Vidt Nam, c,c nhu my nhidt %iOn Ph Li,

Ninh Bxnh, Uông BY, CCn Th-, Trung tOm

điều độ HỖ thống điện quốc gia, Viện N”ng ling đ- ffo mói điều kiện giúp đỡ t,c gi4J thu

thẾp thi liệu, đóng gấp y kiOn trong bn luEn

MỠ ĐẦU

1 Sự cần thiết để tài của luận án

2 Mục tiêu chính của luận án

3 Những đồng góp mới của luận án

4 Phạm vi nghiên cứu

5 Phương pháp tiến hành nghiên cứu

6 Bố cục của luận án

Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÀI TOÁN VẬN HÀNH

KINIH TẾ CÁC NHÀ MAY NIDET ĐIỆN

1,1 Đặc điểm chung của HTĐ

1.2 Vai trò của các NMNĐ trong hệ thống

1.3 Những nghiên cứu về PBCS giữa các NMNĐ và môi trường

1.4 Bài tuần quy hoạch phi luyến tổng quát và

phương pháp giải

1.5 Bai to4n PBCS giữa các NMNĐ

1.6 Các bài toán về hàm chỉ phí môi trường,

1.7 Những hạn chế của các nghiên cứu trước đây và ý tưởng về mô

hình vận hành kinh tế các NMINĐ có tính đến yếu tố môi trường

Chương 2: ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH MỚI VẬN HÃNH KINH TE CHO

CAC NMND THAN KHI CÓ CÁC RẰNG BUỘC VỀ MỖI TRƯỜNG

2.1 Tác động của các NMNDĐ than đến môi trường

2.2 Đề xuất mô hình vận hành kinh tế các NMNDĐ than khi cố thêm

các ràng buộc về môi trường

Chương 3: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHU VIỆT NAM

3.1 Tổng quan về HTĐ Việt Nam và môi trường của các NMNĐ

vị

3.4 Ilàm phát thái khí SƠ, và NO, của các NMNĐ than

3.5 Xác định các thông số mùa ở Việt Nam

3.6 Xác định khả năng chịu tải môi trường

năm 2002

Bang 3.3 Du bdo nhu cau va co cau tiêu thụ điện năng giai đoạn

2000 - 2020 Bang 3.4 Cac cong trinh ND than trong HTD Viet Nam tir 2004

Bảng 3.5 Danh mục các NMNPĐ than dự kiến 2011-2020

Bang 3.6 Két quả tinh toán các thông số kỹ thuật của NMNĐ

Phả Lại 1 Bảng 3.7 Kết quả tính toán các thông số kỹ thuật của NMNĐ

lảng 3.10 Sản lượng điện phát theo mùa của các NMNĐ than

Bảng 3 11 Hệ số chịu tải môi trường của các vũng

Bảng 3.12a Kết quả tính toán PBCS cho các NMNĐ than hiện có

Bảng 3.12b Kết quả tinh toấn PBCS cho các NMNĐ than trong

IITD Việt Nam giai đoạn 2010-2020,

DANH MUC CAC HINH VE VA BO THI

Tinh 1 Các nguồn tác động tiểm tầng và hậu quả tác động tới môi

trường của một nhà máy

Hình 1.1 Các đường đặc tính năng lượng của các NMNĐ

Tinh 1.2 Dạng hầm phal va dao ham

Hinh 1.3 So dé phuong phép luan PCS t6i wu cho cic NMNB véi

vali

Hình 2.1 Quá trình hoạt động sản xuất và phát thải của ruột nhà máy

Hình 2.2 Sơ đồ tính toấn PDCS tối ưu cho các NMNP với các ràng

buộc về phát thải

Hình 2.3 Mô phông phương pháp tính toán khả nàng chịu tải

Tiinh 3.1 Tỷ trọng điện nang sản xuất của các loại nguồn trong hệ

thống điện Việt Nam năm 2004

Hình 3.2 Cư cấu công suất các loại nguồn hiện có trong HT

1lình 3.3 Các loại khí thái của các NMIĐ than tới năm 2020

1lình 3.4 Cơ cấu các loại nguồn trong hệ thống 2005 - 2020

Hình 3.5 Duting đặc tính năng lượng của NMNĐ Phả Lại ]

Tinh 3.6 Đường đặc tĩnh năng lượng của NMNĐ Lrông Bí

Hình 3.7 Đường đặc tính năng lượng của NMNĐ Ninh Bình

Hình 3.8 ường đặc tinh nang lượng cla NMN# Pha Lai 2

1nh3.9 Sơ đổ do các loại khí thải

CAC TY VIET TAT TRONG LUẬN AN

BOT - Buil - Operate - Transfer XAy dung - van hanh - chuyển giao

CCU - Center l‘or Coal Utilization Japan

CDM - Clean Development Mechanism - Co ché phat trién sach

EPC - Engineering Procurement Construction

EVN - Electricity of VietNam - 'léng cong ty Điện lực Việt Nam

FS (BCNCKT) - Feasbiliy SIudy - Báu cáo nghiên cứu khả thi

GTGT - Giá trị gia tăng

1x

HTĐ - Hệ thống diện

IEA - Intemational Energy Agency- Co quan Nang lugng quéc té

IPP - Independent Power Plant - nhà máy diện dộc lập

NEDO- New Energy and Industrial Technology Development Organization

NAM - Nhà máy điện

NMEN - Nhà máy công nghiệp

NMNĐ - Nhà máy nhiệt điện

NMTD - Nhà máy thủy điện

PRCS - Phân bố công suất

PFS (BCTKT)- PreFeasibility Study- Báo cáo nghiên cứu tiền khả thi

R&D Researchand Development Nghiên cứu triển khai

'TKKT - Thiết kế kỹ thuật

'TSÐ - Tổng sơ đồ

TIDD - Trung tam diéu do

TTS - Total solid Spray - Chat thai ran lo lửng

VIIKT - Vận hành kinh tế

VOC - Volatile Organie Compounds - Hợp chất dễ bay hơi.

PHAN MO DAU

1 Sự cần thiết dé tài của luận án

Môi trường rất cần thiết cho sự sống của con người, của các loài sinh vật

và sự phát triển kinh tế - xã hội Trong giai đoạn hiện nay, vấn đễ bảo vệ môi

trường, môi sinh là một vấn dé có tính chất toần câu, liên quan trực tiếp đến sự

sống cồn cửa cả nhân loại Các nhà khoa hạc đã ước tính rằng trong thế kỷ

XX, nhiệt độ trung bình toàn cầu táng 0,6°C và trước cuối thế kỷ sau, nếu

chúng ta không làm tốt các biện pháp bảo vệ mỗi trường thì nhiệt độ trái đất

có thể sẽ tăng thêm 1 - 2%C IIậu quả của sự biến đổi môi trường này sẽ cho

khí hậu ấm lên, làm tan các khối băng ở các cực, nước biển có thể sẽ dang cao

hơn so với hiện nay từ 33cm đến 90cm ]45] gây tác hại làm ngập lụt các vùng

thấp ven biển, các vùng đồng bằng trù phú nơi tập trung đông dân cư, kinh tế phát triển và làm thay đổi khí hậu nhiều vùng sinh thái lỗi vậy, Hảo vệ môi

trường là vấn đề sống cồn của mỗi quốc gia và trở thành sự nghiệp chung của cộng đồng xã hội loài người, bảo vệ môi trường luôn gắn bó khảng khít với quá trình phát triển kinh tế của toàn cầu Mốc đánh dấu quan lrợng cho sự

quan tâm của loần Nhân loại đến môi trường là Nghị định Kyota có hiệu lực

từ ngày 16/2/2005 với sự đồng tĩnh của 140 quốc gia, trong đó các quốc gia

thuộc Liên minh châu Âu (EU) cam két sé gidm bét xuống 8% mức phát thải

của năm 1990, còn Nhật Bản là 6% Mặc dù, một số nước như Mỹ và

Australia văn chưa phê chuẩn Nghị định thư, những việc Nghị định thư cố hiệu lực là một bước đi tất yếu cả thế giới Dù thế nào các nước này cũng

không thể đi ngược dòng lịch sử được

Nhận thite được vai trồ quan trọng của vấn để Bảu vệ môi trường, Đảng

và Nhà nước Cộng hoà xã bội chủ nghĩa Việt Nam đã øó những chủ trương,

biện pháp giải quyết các vấn để môi trường như: ban hành luật Bảo vệ môi

trường từ năm 1993 [14], các tiêu chuẩn về môi trường Việt Nam [22, TCN

5937 và TCVN 5939| và Nghị định của Chính phủ vẻ hướng dẫn thi hành luật

Bao vệ môi trường 115] Năm 1998, Bộ Chính trị đã ban hành Chỉ thị số

wy

36/CT-TW ngày 25/6/1998 về tăng cường công tác Bảo vệ môi trường trong thời kỳ công nghiện hoá - hiện đại hoá đất nước Chỉ thị đã nêu rõ “Bản vệ môi trường là sự nghiệp của toàn Đảng, toàn dân và toàn quân Bảo vệ môi trường là một nội dung cơ bản không thể tách rời đường lối, chủ trương và kế

hoạch phất triển kinh tế — xã hội của tất cả các cấp, các ngành, là cơ sở quan

trọng bảo dam phát triển bẻn vững, thực hiện thắng lợi sự nghiệp công nghiệp

hoá, hiện đại hoá đất nước” Một báo cáo công bố tại Diễn đàn kinh tế thế

giới, diễn ra hồi tháng 1/2005 tại Davos, Thuy Sĩ cho thấy:

Xét về độ an toần của môi trường, Việt Nam đứng cuối bằng, sau nước bạn lầng giểng Lào (52,4 điểm) và Campuchia (50,L điểm)

và xếp thứ 98 trên tổng số 117 nước Nếu tính cả 29 quốc gia phát

triển thuộc Tổ chức phát triển và hợp tác kinh tế (OBCF), thì thứ hạng này của Việt Nam cồn thấp hơn nữa

Nguén: Vn Express —31/1/2005)

Đánh giá về hiện trạng môi trường nước ta hiện nay, Nghị quyết của Bộ

Chính trị số 41/11/2004 cũng đã nêu rõ: “chưa đảm bảo sự hài hoà giữa phát

triển kinh tế với Bảo vệ môi trường, thường chỉ chú trọng đến tăng trưởng kinh

tế mã Ít quan tam đến bảo vệ môi trường; nguồn lực đầu tự cho Bảo vệ môi

trường của Nhà nước, của các doanh nghiệp và cộng đồng dân cư rất hạn chế”

Để thực hiện Nghị quyết số 4L/NQ-TW ngày ¡5/11/2004 của Bộ Chính tri vé Bao vệ môi trường, Thủ tướng Chính phủ đã cố Quyết định số

34/2005/QĐ-TTg ngày 22/2/2005 ban hành Chương trình hành động của Chính phủ nhằm “Thể chế hoá yêu cấu Bảo vệ môi trường trong việc lập, thẩm dịnh, phê duyệt và tổ chức thực hiện chiến lược quy hoạch, kế hoạch, chương trình, đự án, phát triển kinh tế — xã hội” và “Kiểm soát ô nhiễm và quản lý chất thai”, Sap tới đây sẽ có luật thuế Bảo vệ ruôi trường Cùng với việc hoàn thiện các luật thuế là các biện pháp tích cực bảo vệ môi trường cho con người,

đó là các quyết định đi chuyển các nhà máy công nghiệp hoặc các cơ sở sản xuất gây 6 nhiễm ra khói những khu dân cư tập trung.

Tình hình phát triển kinh tế của Việt Nam trong những năm qua đã dạt

những thành tựu đáng kể Dự kiến rong những năm tới, tốc độ phát triển vẫn

duy tr ở mức độ tương đối khá so với các nước trong khu vực (7-7,5%/năm) Điều đó đồng nghĩa với sự phát triển mạnh mẽ nhu cầu sử dụng điện của cả

nước Cùng với các nhà máy công nghiệp, sự xuất hiện các nhà máy điện sẽ kếo

theo một loạt các vấn đề tác động tới môi trường: hao tổn tài nguyên thiên nhiên, chiếm diện tích đất đai, gây ra ô nhiễm không khí, ò nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm đất cũng như ảnh hưởng đến các vấn đẻ kinh tế xã hội Rõ

ràng các nhà máy điện, đặc biệt là các NMNĐ sử dụng nhiên liệu than, dấu, khí

là một trong những thủ phạm chính gây ô nhiễm môi trường, mặc dù chúng ta dêu biết rằng diện năng là một sẵn phẩm đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển kinh tế, đời sống dân sinh và môi trường nên ngành Điện được coi là

ngành hạ tầng cơ sở, được phân biệt với các sản phẩm hàng hoá khác nhờ khả

nang đáp ứng nhanh chóng những biến đổi của nhu cầu tại mọi thồi điểm và tính hầu như không thể dự trữ được, đo đố tất cả các đây chuyển sản xuất, truyền tải và phân phối phẩi luôn luôn ở trong tình trạng sẵn sàng đáp ứng nhu cầu phụ tải và có thể nói tất cả các khâu sản xuất truyền tải điện năng cũng là

các khâu chính gây ra ô nhiễm môi trường từ giai đoạn chuẩn bị dấu tư cho

đến khi công trình ngừng hoạt động như hình 1 :

Hinh 1: Cac nguon tac động tiém tang va hau qua tac động tới môi trường của một nhà máy điện

Thay đổi điều kiện sống, khó khăn với các gia

Đối với HTĐ Việt Nam hiện nay (2004), việc tham gia sản xuất diện

nhà máy điện của BVN còn có 3 nhà máy điện BOT (Phú Mỹ 3,

ngoài

Formosa va Cn Bon), va cdc nhà máy điện IPP (Na Dương, Cao Ngạn )

Như vậy lĩnh vực sân xuất diện không còn là độc quyên của EVN nữa, việc

linh khởi dộng thị trường diện nội bộ từ 1/7/2004 của EVN là một minh

quyết

án xuất

chứng cho điều này Do tính chất đặc biệt không thể dự trữt được, vig

điện đồng hành với việc gây ô nhiễm của các NMNĐ_ lầm cho ngành công

nghiệp điện lực Việt Nam sẽ phải đổi mạt với các quy định ngày căng khát

khe hơn về môi trường Các quy định hiện có và khả năng có thêm các quy

định mới sẽ ảnh hưởng chủ yếu đến các NMTNĐ sử dụng nhiên liệu hoá thạch (than, đầu, khí) và theo đánh giá của các chuyên gia rất có thể các quy định

mãi về môi trường sẽ dẫn tổi việc phải thanh lý các tổ máy cñ mà trong tương lai vẫn rất cần dể hỗ trợ cho lưới điện các khu vực [1] Do dé van dé 6 nhiễm không khí do các NMN® gây ra dã đến lúc cần phải có sự quản lý thống nhất

của cấp Nhà nước

Rõ rằng rằng việc đưa ra bài toán vận hành kinh tế các NMNĐ có tính

đến các ràng buộc về môi trường là hết sức cần thiết không chỉ đối với các nhà máy của [VN mà cồn đối với bat ky mot NMND nào muốn tham gia vào quá

trình kinh doanh bán điện ở nước ta và góp phần thực hiện luật thuế bảo vệ môi trường khi các nhà máy này hoạt động,

2 Mục tiêu chính của luận án

Luận án nhằm mục dich dưa ra phương pháp luận về đánh giá hiệu quả

kinh tế khi vận hành các NMNDĐ trong điều kiện bị ràng buộc về phát thải khí

gây ö nhiễm môi trường Nội dung cụ thể như sau:

a) Đưa ra cơ sở lý thuyết và phương pháp luận đánh giá hiệu quả kinh tế

khi vận hành các NMXNĐ có thêm các điều kiện ràng buộc về môi trường bên

cạnh các ràng buộc về vận hành kinh tế — kỹ thuật truyền thống,

b) Xây đựng mô hình vận hành kinh tế các NMNP khi có thêm các ràng buộc về phát thải cho các NMNP than hiện có ở Việt Nam Trên cơ sở lý thuyết mới đã xây dựng cho các NMNP than, luận ẩn sẽ ấp dụng tính toán

PBCS cho các NMNĐ than của HTĐ Việt Nam trong những năm tới Kết quả

tính toán giúp ích các nhà nghiên cứu, các nhà hoạt động thực riển và lãnh đạo các doanh nghiệp trong lĩnh vực Điện lực

3 Những đóng góp mới của luận án

Luận án đã đưa ra được cơ sở lý thuyết và phương pháp luận xây dựng

bài toán kinh tế vận hành các NMNĐ có tính đến phát thải khí CO;, SỐ; và

NO, của các nhà máy nhiệt điện than

Luận án cũng đưa ra phương pháp thực nghiệm xây dựng các đường cong (hàm) phát thải các loại khí độc hại của các NMNĐ than, áp dụng vào

nô hình kinh tế vận hành các NMNĐ, tính toán tối ưu trong điều kiện khí hậu thay đổi, thông qua các hệ số đặc trưng cho chế độ khí hậu (mùa khô, mùa nước) hệ số chịu tải môi trường (vùng có ít nhà máy, vùng có nhiều nhà

may ) những tác nhân ảnh hưởng rất lớn về phát tán khí độc gây 6 nhiễm

môi trường Đây là đồng gốp mới của luận ấn vì đã tổng hợp và tổng quất hoá phần lý thuyết rời rạc trong các nghiên cứu từ trước đến nay

Luan 4n đã tính toán phân tích các mô hình về đánh giá chỉ phí môi trường của các NMNĐ, trên cơ sở đó xác định chỉ phí phát thải phù hợp công suất phát của các NMNP than ở Việt Nam Đây là những

Luan ấn thiết kế sơ đổ do các loại khí thải cho các NMNĐ dể các nhà

ify chú động trung việc điều khiển phát thãi và kiến nghị các đường truyền các thông số đo một cách kinh tế

4 Phạm vi nghiên cứu

a) Luan dn chỉ đi sáu nghiên cứu phương pháp luận tính toán phân

bổ tất ưu công suất cho các NIẰNĐ than, việc PRCS dược tinh toán sau khi

dã xác định cơ cấu nguồn tối ưu

b) Các NMNDĐ than khi sản xuất sẽ thải ra các loại khí độc hại như:

SƠ,, NO;, CO, Do đó khi tính toán PBCS cho các NMNĐ than trong hệ

thống, bên cạnh các ràng buộc kinh tế — kỹ thuật truyền thống, luận án đưa

ra thêm các ràng buộc về phát thải các loại khí độc hại có tải lượng lớn và gây

ra tác hại lớn (mưa axit ) cho nông nghiệp và sức khoẻ của con người

e) Khi áp dựng phương pháp luận đã xây dựng để tính toán PI3CS tối ưu

cho các NMNĐ than ở Việt Nam, luận án dã xét trong giai doạn 2010-2020,

“Trong khi tính toán PBCS, luận án xét đến các loại khí thải có số liệu thống kế tin cậy và xét thêm yếu tố điển hình của khí hậu Việt Nam là hệ số mùa, được tính cho hay mùa đặc trưng ở Việt Nam là mùa nước và mùa khô và hệ số thể

hiện khá năng chịu tải mới trường của các vũng,

5 Phương pháp liến hành nghiên cứu

Kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn ở Việt Nam

Về mặt lý thuyếi: Ấp dụng giải bài toán PBCS bằng các phương pháp lý thuyết hiện nay, thêm các điều kiện ràng buộc về phát thái các loại khí thải

độc hại

VỀ mặt thực tế: thông qua phần số liệu thống kê vận hành các NMNĐ

đã thu thập được, tiến hành xây dựng các đường đặc tính năng lượng, các hàm

phát thải các loại khí SO, và NO, cho các NMINĐ than ở Việt Nam dễ đưa

vào ruô hình tinh loan

6 Bố cục của luận án

Luận án được bố cục thành 3 chương, phần mở đầu, phần kết luận và I8 phụ lục để giải thích cho kết quả tính toán trong luận án

Chương 1: Cơ sở lý thuyết về bài toán vận lành kinh tế các NMINĐ

Nội dung chính của chương này là xem xét rất kỹ lưỡng các nguyên lắc

và cơ sở lý [huyết tính toán PBCS tối ưu cho các NMNĐ để từ đó luận án lổng

hợp cơ sở lý thuyết và phương pháp luận PBCS tối tru cho các NMINĐ với các

rang buộc truyền thống đã được áp đụng nhiều trên thế giới và ở Việt Nam, các hàm chỉ phí phát thải cúa các nhà máy công nghiệp, trong đồ cổ các MNĐP, Trên cơ sở tổng hợp các nghiên cứu này, luận án trình bẩy ý tưởng

mới về nghiên cứu phương pháp phân bổ công suất tối ưu cho cdc NMND (than)

Chương 2: Đề xuất mô hình vận hành kinh tế cho các NMINĐ than khí có các ràng buộc vé môi trường

"Trong chương này, luận án đã đưa ra cơ sở phương pháp luận xảy dựng

bài toán vận hành kinh tế các NMINĐ than với cách tiếp cận mới một cách

tổng thế Việc PCS được thực hiện hai bước: bước thứ nhất kế thừa kết quả

tính toán quy hoạch phát triển nguồn điện và bước thứ hai là tính toán PBCS tối ưu cho cầc NMNĐ (than) trong hệ thống

Đặc thù của ITTĐ là sản xuất, truyền tải và phản phối tiến hành đồng

thời, điểu này cũng có nghĩa là các NMNĐ vừa sản xuất điện vừa thải các loại khí thải vào môi trường Do đố, đối với các NMNĐ than, luận án đã để xuất

phương pháp PBCS tối ưu mới cho các NMND than 'lrên cơ sở đó, sẽ đánh

giá được thủ phạm gây ô nhiễm môi trường và buộc các thủ phạm này phải

tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về bảo vệ môi trường

Đồng góp khoa học và thực tiễn của chương 2:

Gắn kếi hai bai todn réi rac vé PBCS cho cdc NMND than va ham chi

phí về môi trường thành bài toán xây dựng mô hình vận hành kinh tế các

MMND than với các ràng buộc về phái thải các loại khí SƠ,, CÓ, và NÓ, theo các giờ trong ma và theo tĩng vũng

Chương 3: Áp dụng tính toán cho Việt Nam

Chương này lấy kết quả tính toán từ để án hiệu chỉnh TSĐ phất triển

điện lực giai đoạn 2003 2010 cố xét tới 2020 (TSÐV Hiệu chỉnh) để

phân tích kết quả dự báo nhu cầu điện năng, kết quả phủ biểu đồ, danh sách

các NMNĐ (than) sẽ xây dựng trong giai đoạn 20102020 ]20] và áp dụng

phương pháp xảy dựng bài toán kinh tế PHCS dã dưa ra trong chương 2 dé tinh

Toán

Nội dung chủ yếu và kết quả khoa học thực tiên của chương 3:

Thông qua số liệu thông kế và cúc kết quả của luận án đo được tại địa

điểm của các NMND than hiện có, xây dựng hàm phát thải khi SƠ, va NO,

cho các NMNĐ than ở Việt Nam và tiến hành PRCS cho các NIMNĐ than

theo các giờ trong mùa.

10

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BÀI TOÁN VẬN HÀNH KINH TẾ

CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 1.1 Đặc điểm chung của HTĐ

Trang HTB, cde nhà máy điện cổ chức năng chuyển hoẩ nguồn năng

lượng sơ cấn như đầu, than, thuỷ năng, uranium, năng lượng mới, v.v, thành

điện năng Tuỳ điều kiện của từng nước mà có cấu trúc ITTĐ khắc nhau, Luy nhiên tất cả các ITTĐ đều có các đặc điểm chung như sau:

a) H1Đ là hệ thống động, luôn luôn xẩy ra quá trinh cân bằng của việc cung cấp và tiếu thụ điện Quả trình sản xuất, truyền tải và phản phối điện

năng luôn xây ra đồng thời, nó thay đổi theo thời gian từ tức thời (giây, phúU) đến thời gian ngắn như giờ trong ngày, ngày trong tuần và thời gian đài như

các (hầng trong năm và các năm

tì Độ tin cậy của hệ thống yêu cầu rất cao

e) Điện năng cố thế dược sản xuất từ nhiều nguồn năng lượng sơ cấp

khắc nhau Hai loại nhà mấy diện được sử dụng nhiều nhất hiện nay là các

nhà rnáy thuỷ điện và nhiệt điện Trong đó các NMNĐ có thể sử dụng nhiều

đạng nâng lượng như Ihan, đầu, khí, nãng lượng nguyên tử,

đ) Nhiều nhà máy trong HTÐ cùng một lúc tham gia vào việc phát điện

Các nhà mấy này khác nhau về các đặc điểm kinh tế và kỹ thuật như công suất

lắp đặt, công suất vận hành tối thiểu, loại nhiên liệu sử dụng, chỉ phí vận hành,

do đó sẽ đảm nhận những vai trò khác nhau trong hệ thống,

Giảm đến nhỏ nhất chỉ phí sản xuất điện năng là mục tiêu của các chế

độ xác lập của TTTĐ, gầm có

1- Giảm chỉ phí do nhiên liệu

1L

2- Giảm tổn thất điện năng

Mục đích trên được thực hiện bằng cách:

- Quy hoạch thiết kế H'IĐ với các chế dộ kinh tế nhất và cố đũ trang thiết bị cần thiết diễn khiển chế dộ vận hành

- Trong vận hành: lập kế hoạch vận bành đúng đắn và thực hiện kế hoạch đồ,

Việc lập kế hoạch vận hành HIĐ lä điều cần thiết và có hai bài toán cơ

sở phải được sử dụng thường xuyên là; PBCS tối ưu giữa các NMNĐ và PHCS tối ưu giữa thuỷ điện và nhiệt diện

1⁄2 Vai trò của các NMNĐ trong hệ thống

Tinh da dang cha các loại nguồn trong ITTĐ là đặc diểm lớn nhất của mọi HTĐ Mỗi loại nguồn đều có những đặc điểm riêng trong việc sản xuất điện và cö những vai trồ nhất định trong HTĐ Trong phạm vi luận án này, chỉ

xét tới đặc điểm và vai trò của các NMND trong IITĐ

1.2.1 Đặc điểm của các NMNĐ

Ưu điểm lớn nhất của các NMNB trong hệ thống là chủ dộng đảm bảo

năng lượng của hệ thống, không bị phụ thuộc vào điều kiện thời tiết như các

nhà ruáy thuỷ điện Tuỳ theo vị trí của NMINP trong biểu đồ phụ tải của HTD,

để chia thành hai loại

Loại thứ nhất: các nhà máy nhiệt điện chạy đáy (phần dưới cùng của đồ thị phụ tải) cố tính kinh tế cao, nhưng cũng có những nhược điểm nhất định như công suất tối thiểu (Pau.) lớn, tốc độ nhận tải chậm

Loại thứ hai: các nhà máy nhiệt điện chạy lưng (phẩn giữa đồ thị phụ tải) có tính kinh tế kém hơn, nhưng có độ linh hoạt cao hơn sơ vối các nhà xuầy nhiệt điện thuộc loại thứ nhất.

1.2.2 Các đường đặc tính năng lượng của NMNĐ

Việc nghiên cứu xây dựng các đường đặc tính năng lượng của các thiết

bị trong NMNĐ là điều cần thiết Thông qua các dường đặc linh năng lượng của các thiết bị, có thể đánh giá tình trạng của các thiết bị, để oó kế hoạch vận

hành hay sửa chữa thiết bị một cách thích hợp Theo định nghĩa chung: các

dường dặc tính năng lượng của các thiết bị là một hàm số biểu thị mối quan

hệ giữa năng lượng đầu vào (có thể là nhiệt năng, có thể là nhiên liệu ) và sẵn phẩm sẵn xuất ra của thiết bị (có thể là điện năng, có thể là nhiệt năng)

Đối với các NMNĐ, quan trọng nhất là các dường đặc tính năng lượng của các

thiết bị tua bín và lồ hơi

1 Đường đặc tính năng lượng của tua bin:

Là hầm số biểu thị mối quan bệ giữa nhiệt lượng tiêu hao (Q) cho tua

bin (năng lượng đầu vào) với phụ tải điện (N) và nhiệt tương ứng (Qa), tức là

biểu diễn mối quan hệ giữa năng lượng đầu vào và các sản phẩm sản xuất

Q=TẨN) - Đối với tua bin ngưng hơi @cal/KWh)

TIoặc Q = f(N, Qa) - Đối với tua bin cung nhiệt (keal/kWh)

Đường đặc tính năng lượng của tua bin phụ thuộc vào khá nhiều yếu tố:

+ Loai tua bin: tua bin ngưng hơi

+ Loại van điều chỉnh; van nhánh, van tiết lưu

2 Đường đặc tính năng lượng của là hơi

B— Luong nhién ligu tiéu hao cho 15 hoi trong | gid (tte fa)

Q¡ — Nhiệt lượng lò hơi sản xuất được trong Ì giờ (Goal/H)

Ngoài ra, lò hơi cồn có các đường đặc tính như sau:

+ Hiệu guất lô:

3 Đường đặc tính năng lượng của toàn nhà máy:

Là hầm số biểu diễn mối quan hệ gữa lượng nhiên liệu tiêu hao và công

suất điện phát ra hoặc biểu diễn mối quan hệ giữa chi phí nhiên liệu và lượng nhiên liệu tiêu hao cho sản xuất điện của toàn nhà máy

B=f†f) hoặc H =g B(P)

Trong dé

B Lượng nhiên liệu tiêu hao (T)

P—— Công suất phát của nhà my (MW)

8- Giá tiền một đơn vị nhiên liệu (đ/T)

© Chi phí nhiên liệu cho sản xuất điện (đ)

Cổ thể biểu điển các đường đặc tính trên trục toa độ như hình vẽ 1.1

Vùng II: Vùng phụ tải kinh tế

Vùng III: Vùng phụ tải cao

Qua các tài liệu nghiên cứu [3,6] và thực tế số liệu cho thấy, các đường đặc tính năng lượng của các NMNĐ là các đường cong bậc hai (hoặc bậc ba),

các hàm chỉ phí của các nhà máy sẽ là các hàm bậc hai (hoặc bậc ba) nghĩa là các bài toán về PBCS cho các NMNĐ là các bài toán quy hoạch phi tuyến

1.3 Những nghiên cứu PBCS giữa các NMNĐ và môi trường

1.3.1 Bài toán về PBCS trong HTĐ

Việc tính toán PBCS giữa các NMĐ đều phải thực hiện qua bước quy

hoạch phát triển hệ thống Tiêu chuẩn tính toán phát triển nguồn điện được để

ra như sau:

Hiệu quả: việc phát triển nguồn điện phải được xác định trên cơ sở cực

tiểu đầu tư phát triển và chỉ phí vận hành.

Link hoạt: trên cơ sở tối ưu hoá phát triển các nhà máy điện để đáp ứng

phụ lái, cân xem xét quyết định phát triển hệ thống sao cho có thể thích ứng

với các diéu kiện thay đổi nhu cầu trong tương lai thấp hơn hoặc cao hơn phương án phụ tải mã làm cơ sở để phát triển nguồn

Bêu vững: việc phát triển nguồn điện phải bảo đảm sự phát triển lâu dài

về điện lực, khai thác nguồn nâng lượng phải tương ứng với nàng lực phát

triển của nên kinh tế Tiêu chuẩn này đồi hỏi tận dụng tối đa nguồn năng

lượng sẵn có của đất nước (như than, khí, dầu) nhằm đảm bảo cho việc phát

điện để đáp ứng nhu cầu của nền kinh tế trên cơ sở khả năng kinh tế và khoa

học kỹ thuật của đất nước và thế giới trong từng thời kỳ lạn chế sự phụ thuộc

vào năng lượng nhập khẩu

Khả thí về tài chính: việc phát triển cơ cấu nguồn điện phải tính đốn khả năng đáp ứng nhu cầu về vốn trên cơ sở các chỉ tiêu tài chính cha nhép để phát

triển điện lực lành mạnh Đứng về quan điểm tổng thể thì cần xem xét như cầu

đầu tư phát triển điện lực theo tý lệ GDP của đất nước

Ất tác động tới mới trường: giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường khi mà nhu cẩu điện của đất nước càng ngày càng tảng Trong tính toán phát triển nguồn cần giới hạn việc ảnh hưởng đến môi trường như phát thải, di dân tái định cư, v.v, của từng dự án và khi xét trong phạm vi tổng thể cẩn xem xét

ưu tiên những công trình có hiệu quả kinh tế ngang nhau nhưng ít tác động

dến môi trường hơn

1.3.2 Những nghiên cứu đã thực hiện

Chủ để nghiên cứu huy động các nguồn điện trong một hệ thống hỗn hợp thủy điện và nhiệt điện là mệt trong các bài loán phức tạp và có tẩm quan trọng lớn đối với bất kỳ một IITĐ nào Vấn đề vận hành tối ưu không những

chỉ quan trọng vẻ khía cạnh kinh tế đối với ngành điện nói riêng mà cồn cố

vai tré quan trợng trên phương diện quốc gia vẻ mặt đảm bảo cung cấp điện

cứu đều dựa trên nguyên tắc * phối hợp các nhà máy trong HTĐ sao cho chỉ

phí vận hành là nhỏ nhấn ! Điển hình của các nghiên cứu ngoài nước như sau

Nghiên cứu của tác giá B.G Gorenstin và các cộng sự [4l] về “PBCS

tối tru giữa cúc nhà máy nhiệt điện và thủy diện với các rằng buộc kinh tếT]

kỹ thuật truyển thống _, đã mô tả phương pháp luận áp dụng cho huy động

các nguồn thủy điện và nhiệt điện c6 tính đến các đặc tính hồ chứa thủy điện, tỉnh ngấu nhiên của đồng chảy và hệ thống truyền tải được mô phỏng bảng trào lưu công suất tuyến tính Thuật toán giải được áp dụng trên quy hoạch

động hai chiều ngẫu nhiên (stochastic dual dynamic programming) trong đó

chia bài toán phức tạp có nhiều yếu tổ ngẫu nhiên thành các bài toán con Mỗi bài toán con có xét đến các ràng buộc về hồ chứa và xấp xỉ tuyến tính từng

khúc các hàm chỉ phi dự kiến

Nghiên cứu của tác giả N.Nabona và các cộng sự |52] về “Tối wu hóa

các nhà máy thủy nhiệt diện với ràng buộc hạn chế về nhiên liệu] giới thiệu

một phương pháp mới về hệ thống hỗn hợp thủy điện — nhiệt điện có tính

ràng buộc về giới hạn nhiên liệu và điện năng không đấp ứng cho một giai

đoạn dài mà tối ưu cho từng giai đoạn Các ràng buộc cần thỏa mãn bao gồm cân bằng nhiên liệu có thể mua và tiêu thụ, cân bằng lưu lượng đến và lưu

lượng xã, đường cong duy trì công suất cho từng giai doan

Các nghiên cứu này đã chỉ ra được phương pháp PBCS giữa các nhà máy điện trong hệ thống một cách tối ưu trên cơ sở quy hoạch phát triển các loại

17

nguồn điện với các rằng buộc truyền thống và trong diều kiện bị hạn chế về

khai thác lầi nguyên sẽ bị cạn kiệt trong tương hú Tuy nhiên những nghiên cứu này vẫn chưa tính đến việc phát thải của các NMNPĐ, thủ phạm chính gáy

ra ô nhiễm môi trường

Nghiên cứu của hai tác giả William Y.Spens và Frcd NLec [49] về “ Nghién

cứu ảnh hưởng của các ràng buộc về phái thải đối với các NMND"” đã đưa ra

mô hình cực tiểu hóa hàm chỉ phí vận hành có tính đến răng buộc về phát thải bai loại khí SO, và NƠ,, bài toần được giải quyết bằng rằng buộc về giá phát thải các loại khí Tuy nhiên nó cũng cồn vướng mắc một số vấn dễ sau:

"Toàn bộ vấn đẻ được giải quyết chỉ dựa vào cách điều độ giá phát thải,

tức là bài toán được giải quyết trên cơ sở ổn định về khí hậu và phát thải

không chịu ảnh hưởng của các nhân tố khác ngoài yếu tố nhiên liệu,

Chưa để cập tới khả năng chịu tải môi trường của từng vũng cũng như mức độ gây ô nhiễm của từng nhà máy Việc bài toán dựa trên giả thiết giá phát thải loại khí này cao thì giá phát thải của loại khí kia phải thấp và thôa

mãn điều kiện này là phát thải của hai loại khí sé bằng không Đây là một điều rất khó đạt trên thực tế

Một nghiên cứu về vấn để vận hành kinh tế có tỉnh đến yếu tố môi

trường của tác giả Badml H.Chowdhury [38], đồ là “ Lựa chọn biện pháp

điều khiển phát thải cho các NMNĐ”, coi rằng chi phi 6 nhiễm do phát thải

(C,) lữ các nguồn nhiệt điện dựa vàu các dang phát thải Ô nhiễm do phát thải

§Oa tỷ lệ với tổng nhiên liệu tiêu thụ của từng nguôn nhiệt điện và chỉ phí do

phát thải SO› có thể xây dựng thành một biểu thức như một hàm chỉ phí về kinh tế Chi phí ô nhiễm do phát thải NO, là đường phi tuyến bậc cao với

công suất phát (P) Cũng như nghiên cứu cña các tác giả William Y.Spens và Ired N.Lee cho rằng phát thải không phụ thuộc vào điều kiện khí quyển của

vùng bị ô nhiễm (yếu tố mùa, yếu tố vùng )

18

Tai lieu cia Ollice of Air qualily Planning and Standards [54] về các

hệ số tính toán phát thải ó nhiễn không Khí có quy các loại phát thải õ nhiễm

không khí theo các hẽ số phát thải nhằm mục đích tính toán tải lượng phát thải các loại khí độc hại vào môi trường một cách ổn định theo dạng nhiên liệu sử

dụng

Bai viết của Catherina Lirlich |40] về giảm phát thải và các loại thuế cho

thấy tĩnh cần thiết trong việc phải tính phí môi trường cho các nhà máy công

nghiệp khi các loại nhà máy này đã và đang gây ra hau qua nang né cho môi

trường Hài viết kết luận:

Ghỉ có cách tính thêm phí môi trường cho các nhà máy công nghiệp thì mới cố sự rằng buộc giữa mục dích kinh doanh của các nhà máy

với việc bảo vệ môi irường sống của loài người

Cồn ở Việt Nam chưa có một nghiên cứu nào cho việc PBCS tối tru cho

các NMNĐ nói riêng và càng chưa có một nghiên cứu nào về vận hành kinh tế các NMNĐ có tính đến yếu tố môi trường, mà chỉ là các nghiên cứu rời rac

như dã trình bày ở trên: hoặc là phân bổ công suất hợp lý giữa các nhà máy

điện Việt Nam [19], [2I], hoặc là đánh giá tác động mỗi trường của các nhà

máy nhiệt điện [16], [17], [32] và các biện pháp kỹ thuật giảm thiếu ð nhiễm, chứ chưa hể có nghiên cứu tổng hợp vận hành và phát thải

(Tóm tắt kết quả nghiên cứu của các công trình trong và ngoài nước

xem trong phụ lục số 7 của luận án này)

1,4 Bài toắn quy hoạch phú tuyến tổng quái và các phương pháp giải

"Trong những năm gần đây lĩnh vực áp dụng các phương phấp của quy

hoạch phi tuyến phát triển rất nhanh Công cụ của quy hoạch phi tuyến tổ ra

vô cùng hữu ích trong điển chỉnh tự động, trong các lĩnh vực lập Quy hoạch, đặc biệt là các Quy hoạch Điệ

lực, trong cơ học xây dựng và trong nhiều lĩnh

vực hoạt động khác của con người.

19

1.4.1 Phát biểu bài toán

Bài loán quy hoạch phi Luyến tổng quái được phát biểu như sau:

Tlam muc tiéu: min f(x); xe R* q1)

với (-)1 Nếu các hàm trên là hầm lồi, ta có bài toán quy hoạch lồi, đây là

trường hợp riêng quan trọng của bài toán quy hoạch phi tuyến Trong trường

hợp hàm f(x) có dạng bạc hai và các ràng buộc là tuyến tính ta có quy hoạch

toàn phương (là một trường hợp riêng của quy hạch lỗi)

1.4.2 Các phương pháp giải

Cho đến nay ngoài bài toán quy hoạch tuyến tính, quy hoạch lỗi, quy hoạch toàn phương có phương pháp giải tương đối hiệu quả, Đối với bài toán

quy hoạch phi tuyến tổng quát chưa cố phương pháp nào cho phép giải trực

tiếp, chủ yếu dựa vào các thuật toán lặp, dân đúng đi đến lời giải Nhiều khi người ta biến đổi bài toán có ràng buộc về bài toán không có ràng buộc bằng cách dùng một hàm bổ trợ Hàm bổ trợ này biểu diễn qua các hàm số của bài toán [25, tr.I77] và bản thân nó trở thành hàm mục tiêu có các cực tiểu không điểu kiện trong một miễn nào đấy Người ta thay đối dân các thông số và

chính bằng cách đố làm tăng ảnh hưởng của các rằng buộc lên hàm bổ trợ và

như vậy, ta dựng xây dựng được rnột đấy bài toán không cổ ràng buộc mà

nghiệm của chúng hội tụ đến nghiệm của bài toán xuất phát Để tìm phương

20

pháp giải cho bài toán, ta khảo sát một số cách giải các bài toán quy hoạch phi

tuyến hiện nay

lam (1.5) duge goi 1a hom Lagrange, v6i cdc hé số À¡ được gọi là nhân

tử Lagrange Do các hàmt gi(xi xa) = 0 G=1,2, 2m) nén han Lagrange dat

cực trị ở cde giá trị như hàm F(x) Dé xéc định giá trị là cực đại hay cực tiểu

phải khảo sát giá trị đạo hàm bậc hai của 1 (x) hoặc H{x)

"Từ nội dung cơ bản của phương pháp Íapranpc, cho ta thấy phương

phần này chỉ áp dụng được cho bài toán tối ưu với các rằng buộc có dạng đẳng

2L

thức, trong trường hợp có đạng bất dảng thức thì áp dụng phương pháp

Lagrange cần phải có những cải tiến, mở rộng

1.4.2.2 Phương pháp giảm nhanh nhất

Đây là phương pháp cúa nhà toán học Pháp Kosi, thường được sử đụng

để giải bài toán quy hoạch phi tuyến không có ràng buộc Thực chất của

phương pháp này là: biết rằng gradien của hàm mục tiêu f(x) tại phương ấn

bất kỳ là một véc tơ nằm trong hướng tăng cục bộ của f(x) Vậy phải chuyển

động theo hướng ngược với hướng của gradien của f(x), nghĩa là phải theo hướng giảm nhanh nhất Trên hướng đó ta cứ di, chừng nào hàm mục tiêu chưa tăng Sau khi äm được điểm mới ta lại tìm hướng mới [25, tr.187]

1.4.2.3 Phương phắp hướng chấp nhận được

"Thực chất của phương pháp này là đối với mỗi điểm x thuộc miễn ràng

buộc c6 thể tổn tại một tập hợp hướng chấp nhận được Chọn một trong các hướng chấp nhận được mà theo đó hàm mục tiêu giảm và không bao giờ ổi ra khổi miễn ràng buộc [25 tr 187]

1.4.2.4 Phương pháp quy hoạch động

Phương pháp quy hoạch động được sử dụng để lập đặc tính đẳng trị của các nhà máy có đặc tính chi phí sản xuất hoặc chỉ phí nhiên liệu cho dưới

mỗi bài toần bước sau đều sử dụng dặc tính chỉ phí tối ưu của bước trước, như

22,

vậy là tuân theo nguyên lý tối ưu của quy hoạch động: một bộ phận nào đó

của sách lược tối ưu cũng là mội sách lược con tối ưu

Để giải bài toấn theo phương pháp quy hoạch động cần tiến hành theo

- Từ bảng chỉ phí tối ưu cho toàn nhà máy ta có công suất phát của từng

tổ máy tương ứng cho các mức phụ tải

Ta có thé chon k biến phụ thuộc bất kỳ, ví đụ xì, %, ,%, cồn n — k

biến độc lập mat, kara

Nội dung của phương pháp Gradient Ia: Cho mét tap ty ¥ gid i ban

đầu của các biến độc lập xua, xu2 Xe Theo (1.8) tính ra các biến phụ thuộc

và tính các đạo hầm riêng theo các biến độc lập (1.9) Nếu các dạo hàm riêng

23

này bằng không với sai số cho phép thì tập nghiệm đã chọn là đúng Nếu không thì phải hiệu chỉnh các biến độc lập ban đâu theo hướng tiến gần tới nghiệm tức là theo hướng ngược với graden! của hầm Z,

Ax, duge tinh theo (1.12) cho gid tri olla x) & butic m

Sau khi hiệu chính kiém tra lai diéu kién (1.9) N&u chua dat lai biéu

chỉnh tiếp cho đến khi đạt yêu cầu

8Z/Oxi 1A dao hàm riêng toàn phần ứng với sự không đổi của tất cả các

biến độc lập khác và được tính như sau:

OA BAAS Om

any ở với i=k+l,n;

ôm, LÔ = a,” Oy,

(OZ/Om) 14 đạo hàm riêng toàn phần ứng với su không đổi của tất cả các

biến độc lập và phụ thuộc khác

Ngoai ra biểu thức (1.12) cố tính đến khi thay đổi biến độc lập xi thi các

biến phụ thuộc x¡ cũng thay đổi

1.4.2.6 Phuong phép hàm phạt

Đặc tính của hàm phạt là có giá trị không khi biến mà nó liên hệ nằm

trong miễn cho phép và có giá trị rất lớn khi biến có giá trị nằm ngoài miễn cho phếp ''hực chất của phương pháp này là biến đổi bài toán phi tuyến với các ràng buộc thành một bài toán hay ¡một dãy bài toán không có rằng buộc,

24

Cụ thể là thay hàm f{x) bởi hàm Z()bằng cách thêm vào những hàm trọng số (toàn hộ phần thêm gợi là hầm phạU sao cho tại những điểm x mà trong chừng mực nào đó còn thảo rnãn các điều kiện ràng buộc thì giá trị của hầm phạt khá

bế và sao cho ZG) › Í{x) khi x->x” Khi dùng hầm phạt do giữ vững các mối

điều hoà giữa các ràng buộc và các hàm phạt trọng số mà ta có thể đạt được hiệu quả tối ưu nhất [25, tr 188]

Từ đặc tính này cho thấy, hàm phạt không phải là phương pháp độc lập,

nó là cách thức xử lý các hạn chế dạng bất đẳng thức để sử dụng các phương pháp khác để giải như T.agrange hay Có nhiều cách thành lập hàm phạt Ta xót một ví dụ cụ thế: nếu biến x¡ bị hạn chế xua“ xi xua, hầm phạt có thể là:

Sửu = (kH2)(Xr Xin)” Khi Xị < Xuun

Si=0 Ki Xin SX S Kine (13)

Sọ = Œl2) Kế Xems) Khi xi> Xem

Dao ham của hàm phạt là

Sử = KI(Xi — Ximp) Khi Xị < Xin

Sự = kiGu — Xess) khi Xi> Ximax

Dạng của hầm phạt và đạo hàm của nó được biểu diễn trên hình vẽ 1.2

Tình 1.2L Dạng của bàm phat va dao ham

26

1.5 Bài toán cơ bản PBRCS giữa các NMNĐ

Bài toán PBCS tối ưu giữa các NMNĐ có các dạng sau

- PBCS giữa các tổ máy trong một nhà mấy

- PRCS giữa các NMINĐ trong H'J)

Sự khác nhau giữa hai bãi toán nầy chỗ trong bài luấn sau phải kể đến

sự biến đổi của tổn thất công suất lác dụng trên lưới điện theo công suất phát (Pò của các NMINĐ Nói chung cần lập các đường đặc tính năng lượng của

từng nhà máy trước sau đồ giải bài toán PBCS giữa các nhà mấy trong hệ

thống Trong HTĐ tập trung sự biến đổi tổn thất công suất tác dụng theo công

suất các NMĐ có thể không đáng kế, trong trường hợp này 2 bài toán trở nên giống nhau và có thể giải một lần

Trong bài toán này giả thiết rằng lất cả các nhà máy đều tham gia vận hành trong từng giờ đã được xác định, trong các giờ khác nhau, số nhà máy

làm việc có thể không giống nhau, một số tổ máy có thể phải nghỉ do điều kiện kỹ thuật hoặc đo điều kiện kinh tế

Đặc diểm của các NMNĐ là không

¡ hạn chế về diện năng phát, có nghĩa là nó có thể phát đến công suất định mức trong mọi thời điểm cần thiết

Do đồ công suất phát của các NMNĐ trong từng giờ vận hành không phụ thuộc lắn nhau và bài loán PBCS tối ưu giữa các NMNĐ chỉ cần giải cho lừng

giờ vận hành, đồ là bài raán cơ bản Đề tìm chế độ vận hành cho l ngày đêm,

chỉ cần giải 24 bài toán cơ bản cho 24 piờ

Bài toán cơ bản PBCS tối ưu giữa các NMND là: Có n nhà máy nhiệt

điện hoặc NMND với dặc tính chỉ phí sản xuất giờ của mỗi NMND là T(Pj,

giới hạn công suất là Puu về Pu Biết công suất yêu câu của phụ rải là:

27

Trong đố

Pp 1A công suất phụ tải và AP là tổn thất trong lưới điện

Giả thiết rằng phụ tải là hằng số trong 1 giờ và tất cả các nhà máy đều tham gia vận hành

Cần xác định công suất phát của mỗi nhà máy sao cho tổng chỉ phí sản xuất trong | gid vận hành cỗa các NMINĐ là nhỏ nhất

Mô lành hài toán như sau

đã trình bày chỉ tiết về các phương pháp giải bài toán, đồng thời cũng đã đưa

ra các phương pháp liếp cận và các chỉ liêu cần lưu ý trong khả giải bài toán

"Thông thường các bước tiến hành PBCS tối ưu cho các NMNĐ với các ràng buộc truyền thống được tiền hành theo hình vẽ 1.3:

28

CAC DUONG DAC TINH NANG

-LUONG CUA CAC NMND

-PBCS TOI UU CHO CAC NMNĐ

Hình 1.3: Sơ đỗ phương pháp luận PBCS tối ưu cho các NMNĐ

với các ràng buộc truyền thống

1.6 Các bài toán về hàm chỉ phí môi trường

Mục tiêu của xã hội là làm mọi cách để giảm nhẹ mức ô nhiễm Từ thực

tế cũng như lý thuyết cho thấy có thể sử dụng một trong hai biện pháp sau đây được áp dụng tùy thuộc vào mức độ ô nhiễm mong muốn:

+ Biện pháp thứ nhất: là đầu tư để lắp đặt các trang thiết bị chống ô

nhiém dé giảm thiểu phát thải Rõ ràng, nếu đầu tư tăng lên (do trang bị các

29

thiết bị lầm giảm ô nhiễm: lắp thiết bị lọc, thay đổi đây chuyển công nghệ sản

xuất sử dụng loại nhiên liệu có hàm lượng sulfur ) thì mức độ gây 6 nhiễm

của các nhà máy sẽ giảm đi

+ Biện pháp thứ hai: Giảm mức sản xuất cũng sẽ làm giảm mức độ gây ô

nhiễm Tuy nhiên biện pháp này sẽ làm giảm duanh Ihu của nhà máy và ảnh

hưởng đến các hoạt động của nền kinh tế

Vì vậy, việc lựa chọn biện pháp nào cần phải có những nghiên cứu cụ

thể

luy nhiên, trong hoàn cảnh nước ta khi các NMNĐ vẫn giữ vai trò quan trọng trong việc cung cấp diện, thì chúng ta nên xem xét và sử dụng biện pháp thứ nhất và song song với đó, chúng ta cũng rất cần phải nghiên cứu các biện phần quân lý phát thải: đánh phí môi trường, hoặc đánh (huế môi trường

Việc đánh giá giữa lợi ích và chi phí của tác động môi trường là xác

định mối quan hệ hàm số giữa dự án và tác động môi trường, Mặt khác, theo điều 34, Nghị định 175/CP của Chính phủ ngày 18/10/1994 hướng dẫn thi

hành lật bảo vệ môi trường quy dịnh “Các tổ chức, cá nhân sản xuất kinh

doanh thuộc các lĩnh vực hoặc các dối tượng sau dãy phải nộp phí bảo vệ mồi

trường

+ Khai thác dầu mỏ, khí đốt và các khoáng sản khác

+ Sân bay, bến cảng, bến xe, nhà ga

+ Phương liện giao Ihồng cơ giới

+ Các lĩnh vực kinh doanh khắc gây ð nhiễm môi trường

“Theo Nghị định này, đồng góp tài chính cho bảo vệ môi trường được gọi

là phí bảo vệ môi trường (gọi tất là phí môi trường) và cõng theo điều khoản

này thì các NMNĐ thuộc dối tượng thứ tự phải nộp phí môi trường

"Theo các sách đã dẫn về kinh tế môi trường [5L, tr.50], [lL, tr.199] : Phí

môi trường được tính theo nguyên tắc: đánh phí môi trường theo từng đơn vị

sin phẩm gay 6 nhiễm sao cho không cồn có sự chênh lệch giữa chi phí của |

đơn vị sản xuất (MC) và chỉ phí biên của xã hội (MSC) Gọi t là mức phí đánh vào một đơn vị chất thải ta cổ:

một mức phí ( = MEC tại sản lượng tối ưu của doanh nghiệp đã tính đến chỉ phí môi trường

"Theo nguyên tắc trên, có thể tính phí môi trường theo các cách sau

1.6.1 Mức phí dựa vào khối lượng tiêu thụ nhiên liệu dầu vào

C6 thể đánh phí dựa vào lượng và loại nhiên liệu mà các nhà mấy điện

sẽ sử dụng trong qúa trình sẵn xuất và gây ô nhiễm môi trường (khi đốt than

sẽ sinh ra khí CO, NO; ) Theo cách đánh phí này sẽ làm cho chỉ phí sản suất lăng lên và như vậy sẽ khuyến khích giảm tiêu thụ chúng, kết quả cuối cùng là giảm khối lượng chất thải gây 6 nhiễm Để xác định mức phí theo phương pháp này, theo kinh nghiệm quốc tế có thể tính theo

a- lĩnh dưa vào tổng nhiên liêu đầu vào thực tế sử dung,

Phương pháp này chú yếu dựa vào lượng nhiên liệu mà các nhà mấy phải tiêu hao trong thời gian t (cố thể tính theo đơn vị thồi gian tháng, mùa,

naim ), tly theo thời gian quy định của cơ quan quản lý và thu phí

Gợi phí dối với chất thải khí côa nhà máy j là Tị

'Tổng khối lượng nhiên liệu của nhà máy j trong chu kỳ là Dị

Suất phí với một đơn vị nhiên liệu dầu vào tham gia thải khí độc hại loại ¡

by suat tiéu hao nhién liéu cia nha may j

Ar lượng sản phẩm sản xuất của nhà máy j

Mức phí phải trả của các nhà máy gây ô nhiễm sẽ là:

Phương pháp này đơn giản, đễ đàng tính được khi có số liệu về sản

lượng điện mà các nhà máy sản xuất ra trong kỳ kế hoạch Tuy nhiên phương

pháp này cũng còn có một số hạn chế như việc xác định mức phí phải trả cho mỗi loại khí gây ô nhiễm và mối tương quan giữa chúng là rất khó xác định

b Tính nhí ngay vào giá thành nhiên liêu

Đây là cách tính phí tương đối đơn giản Tuy nhiên, xấc định mức phí chiếm bao nhiêu % của giá thành khai thác nhiên liệu lại không phải dễ dàng,

"Trong điều kiện cạnh tranh của cơ chế thị trường, khi giá nhiên liệu tăng

(giảm) thì mức tăng (giảm) cho loại phí này là bao nhiêu?

1.6.2 Tính chi phí đựa vào lợi nhuận

Theo kinh nghiệm của một số nước, phí môi trường có thể được coi như:

xội khoản thuế, do đồ la có thể đánh phí trực tiếp bằng cách chiết khấu đi một

†ÿ lệ thích hợp trong lợi nhuận trước thuế của doanh nghiệp

"Theo lý thuyết vẻ kinh tế vi mô, lợi nhuận trước thuế của một doanh

nghiệp bằng hiệu số của tổng doanh thu và tổng chỉ phí:

EBIT, = TRi— TC, (1.25)

"Trong đó:

HT): lợi nhuận trước thuế của nhà mấy j

TC: Tang chi phí của nhà máy j chưa tính đến chỉ phí môi trường

TR¡: Tổng doanh thu của nhà máy j

gj Giá bán sản phẩm của nhà máy j

Aj Sdn lượng sản phẩm của nhà máy j

Theo phương pháp luận của việc tính phí thì nhà máy phải chịu một

phần chỉ phí cho môi trường đúng bằng hiệu cũa chỉ phí xã hội và chí phí cá nhân, nghữa là phần chỉ phí của nhà máy nếu tính đến phí môi trường sẽ là

Trong đồ

Cá- Chỉ phí môi trường của nhà máy j

Phương pháp này có ưu điểm là phản ảnh một cách trực tiếp chi phí cho

môi trường mà nhà máy gây ra phải trả Tuy nhiên, phương pháp này có nhược

điểm là không công bảng giữa các doanh nghiệp làm an có lãi và các doanh

nghiệp bị thua lỗ nếu các đoanh nghiệp cùng áp dụng công nghệ sản xuất và cùng gây ô nhiễm môi trường ở mức độ như nhau Kết quả là không khuyến

khích các doanh nghiệp áp dụng công nghệ sản xuất mới và đầu tư cho giảm