quy hoạch nguồn điện trong dự báo phụ tải điện

KHÁI NIỆM CHUNG Bài toán qui hoạch phát triển nguồn là một phần không thể tách rời của bài toán tổng hợp về sự phát triển tối ưu hệ thống điện.. Tuy nhiên trong chừng mực nhất định bài t

5.2 Mô hình bài toán qui hoạch nguồn điện bằng phương pháp qui hoạch tuyến tính

5.3 Mô hình bài toán qui hoạch nguồn điện bằng phương pháp qui hoạch nguyên hỗn hợp

5.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Bài toán qui hoạch phát triển nguồn là một phần không thể tách rời của bài toán tổng hợp về sự phát triển tối ưu hệ thống điện Tuy nhiên trong chừng mực nhất định bài toán qui hoạch phát triển nguồn có thể được xem xét độc lập với các nội dung khác (dự báo nhu cầu điện năng, qui hoạch phát triển lưới điện, cân bằng năng lượng-nhiên liệu…).

Mặc dù nằm trong modun lớn là qui hoạch năng lượng (qui hoạch hệ thống điện) mà nội dung này có nhiều modun con (dự báo nhu cầu năng lượng, qui hoạch lưới điện, qui hoạch nguồn điện, cân bằng năng lượng, nhiên liệu…) nhưng sự ảnh hưởng giữa các modun chủ yếu mang ý nghĩa hiệu chỉnh sau các bước lặp.

Qui hoạch phát triển nguồn là bài toán để trả lời các câu hỏi sau:

Nhà máy điện mới loại gì (nhiệt điện, thủy điện, tuabin khí…)?

Chúng sẽ được xây dựng ở đâu? Khi nào khởi công?

Công suất bao nhiêu? Tiến độ ra sao? Và nguồn vốn thế

nào?

Một trong các yếu tố đầu vào quan trọng của qui hoạch nguồn là các nguồn năng lượng sơ cấp.

Bài toán qui hoạch nguồn đồng nghĩa với việc chọn cấu trúc tối ưu nguồn điện trong qui hoạch phát triển hệ thống điện.

Bài toán chọn cấu trúc tối ưu trong qui hoạch phát triển nguồn thường sử dụng phương pháp mô hình hóa toán học kết hợp với máy tính Quá trình giải gồm ba bước:

1, Thống kê, gia công, xử lý số liệu ban đầu.

2, Thành lập hàm mục tiêu và những hàm ràng buộc.

3, Chọn phương pháp giải và áp dụng giải

Cs Max: 800

MW

CS vh (9 ẩn) U 1h051

Hiện tại 5 năm 10 năm 15 năm

Hiện tại 5 năm 10 năm 15 năm

Xét ba giai đoạn, ba bậc phụ tải

Thời gian làm việc của miền phụ tải

GIAI ĐOẠN

Giờ/năm 5 năm 10 năm 15 năm

5.2 MÔ HÌNH QUI HOẠCH TUYẾN TÍNH

Hàm mục tiêu

j : Chỉ số thứ tự của nhà máy.

v: Năm đưa nhà máy vào vận hành, lấy hai số cuối của năm

t: Giai đoạn con đang xét trong cả giai đoạn quy hoạch, lấy 2

số cuối của năm.

d: Chỉ số của miền đồ thị phụ tải năm kéo dài ( d = 1, 2, 3)

θd: Thời gian của miền đồ thị phụ tải d.

Xjv: Công suất của nhà máy j đưa vào năm v.

Cjv: Suất vốn đầu tư cho nhà máy j đưa vào năm v.

Sjv: Giá trị thanh lý 1 đơn vị công suất của nhà máy j đưa vào năm v.

Fjvtd: Suất chi phí vận hành của nhà máy j đưa vào năm v, vận hành ở giai đoạn t trên miền đồ thị phụ tải d.

Ujvtd: Công suất thực phát của nhà máy j đưa vào năm v, vận

hành ở giai đoạn t trên miền đồ thị phụ tải d.

5.2 MÔ HÌNH QUI HOẠCH TUYẾN TÍNH

1, Điều kiện thỏa mãn phụ tải đỉnh của hệ thống

;t = 1, T

Trong đó:

động

m : Hệ số dự trữ công suất (thường lấy m = 1,15)

2, Ràng buộc về công suất phát thực tế

3, Ràng buộc về khả năng phát công suất từng nhà máy

5.2 MÔ HÌNH QUI HOẠCH TUYẾN TÍNH

6, Ràng buộc đảm bảo cân bằng năng lượng

Trong đó:

J1 : số các nhà máy không phải thủy điện;

J2 : số các nhà máy thủy điện;

βjv :hệ số mùa của nhà máy thủy điện.

Năng lượng năm nước ít trong giai đoạn thống kê;

Năng lượng năm nước trung bình trong giai đoạn thống kê;

Mô hình QHTT khi giải bài toán QHPT nguồn điện tuy đơn giản, nhưng lại có một nhược điểm lớn là: coi vốn đầu tư tỷ lệ với công suất đặt, điều này chỉ có thể chấp nhận đối với hệ

thống điện mà nhiệt điện chiếm ưu thế và thuỷ điện là không đáng kể Còn khi hệ thống có thuỷ điện chiếm ưu thế (như hệ thống điện Việt Nam) thì việc sử dụng mô hình tuyến tính đó

sẽ không hợp lý (do vốn đầu tư cố định cho các công trình cột nước của nhà máy thuỷ điện thường chiếm từ 60-70% tổng

5.3 MÔ HÌNH QUI HOẠCH NGUYÊN HỖN HỢP

đường thẳng nhưng nó không phải là quan hệ tuyến tính vì nó

Đối với nhà máy nhiệt điện, quan hệ giữa lượng tiêu hao nhiên liệu B với công suất P cũng mang tính phi tuyến rõ rệt: công suất càng lớn thì suất tiêu hao nhiên liệu càng bé Nếu có

0 1

Quan hệ giữa lượng tiêu hao nhiên liệu và công suất phát

5.3 MÔ HÌNH QUI HOẠCH NGUYÊN HỖN HỢP

Nếu bài toán qui hoạch có hàm mục tiêu dạng:

Thì bài toán đó sẽ không giải được bằng các thuật toán qui hoạch tuyến tính thuần túy vì trong hàm mục tiêu xuất hiện

để biểu diễn quyết định có hoặc không tiến hành hoạt động j tương ứng Khi đó hàm mục tiêu có dạng:

Để áp dụng các thuật toán của qui hoạch nguyên hỗn hợp cần thực hiện một vài biến đổi

loạt các ràng buộc dạng:

Trong đó M là 1 số đủ lớn (lớn hơn mọi giá trị bất kì) Các ràng buộc này tương đương với các điều kiện ở trên Thật

5.3 MÔ HÌNH QUI HOẠCH NGUYÊN HỖN HỢP

Từ đó bài toán qui hoạch khi có xét đến vốn đầu tư ban đầu lớn được đưa về bài toán qui hoạch tuyến tính nguyên hỗn