Nguyên cứu xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện sông tranh 2 trong thị trường điện

ii TÓM TẮT LU N VĂN NGHI N CỨU D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN Học viên: Phan Phụng Thôi Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: …………Khóa: K

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN PHỤNG THÔI

NGHI N CỨU D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU

NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG

TH TRƯỜNG ĐIỆN

LU N VĂN THẠC SĨ KỸ THU T ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2020

DUT.LRCC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN PHỤNG THÔI

NGHI N CỨU D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU

NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Người cam đoan

Phan Phụng Thôi

DUT.LRCC

ii

TÓM TẮT LU N VĂN NGHI N CỨU D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU NH MÁ

THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN

Học viên: Phan Phụng Thôi Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: …………Khóa: K36.KTĐ Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Qua nghiên cứu hiện trạng nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 từ khi đưa các tổ máy

vào vận hành, thị trường phát điện cạnh tranh tại Việt Nam và các phương pháp xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu các tổ máy phát điện Luận văn đã xây dựng được chương trình tính toán các thông số vận hành (lưu lượng nước về hồ, tần suất nước về hồ, mực nước hồ, thể tích

hồ, lưu lượng nước chạy máy, sản lượng điện, lưu lượng xả nước qua tràn) và các chế đ vận hành hồ chứa trên cơ sở các công cụ của Excel Chương trình có các tính năng chính như: cập nhật và theo dõi các thông tin về thủy văn, sản lượng và doanh thu của ngày D-1 phục vụ cho việc tính toán chào giá hàng ngày (cho ngày D ; tra cứu nhanh thông số chính nhà máy và quy định Quy trình vận hành liên hồ chứa; Tính sản lượng và lưu lượng chạy máy dự kiến; tính toán mực nước và thời gian dự kiến; tính toán điều tiết vận hành hồ chứa Áp dụng chương trình tính toán cho nhà máy Sông Tranh 2 đạt được kết quả sau: tối ưu được sản lượng điện phát trong m a kiệt và nâng cao sản lượng điện phát trong các tháng m a l đảm ảo các điều kiện ràng bu c về giới hạn mực nước hồ và lưu lượng chạy máy cấp nước cho khu vực hạ du theo quy định Sản lượng điện phát và doanh thu theo Phương án vận hành tối ưu (năm, tháng, ngày các năm khảo sát điển hình của uận văn đều cao hơn cao hơn so với khi chưa xây dựng Phương án

Từ khóa - Phương án vận hành tối ưu, thị trường điện, lưu lượng, sản lượng điện phát, doanh

thu

RESEARCH ON CONSTRUCTION OF OPTIMIZED OPERATION OF SONG TRANH 2 HYDROPOWER PLANT IN THE ELECTRICITY

MARKET

Summary - Through researching the current situation of Song Tranh 2 hydropower plant

since putting the units into operation, the competitive electricity generation market in Vietnam and the methods to develop the optimal operation plan for the generating sets The thesis has built a program to calculate the operating parameters (water flow to the lake, frequency of water to the lake, lake level, lake volume, water flow running the machine, electricity output, flow discharge overflow) and reservoir operation modes based on Excel tools The program has main features such as: updating and tracking information on hydrology, production and turnover of D-1 day for the calculation of daily quotation (for day D); quick lookup of main parameters of the plant and inter-reservoir operation procedure; Calculate output and expected running flow; calculate water level and estimated time; calculation and regulation of reservoir operation Application of calculation program for Song Tranh 2 plant achieved the following results: optimizing the generation of electricity in the dry season and raising the electricity output in the flooding months to ensure the conditions of limit constraints lake water level and flow of running water machines for downstream areas according to regulations Electricity production and revenue according to the optimal operation plan (year, month, day)

of the typical survey years of the thesis are higher than those before the Plan was developed

Key words - Optimal operation plan, electricity market, flow, electricity output, revenue.

DUT.LRCC

MỤC LỤC

ỜI CAM ĐOAN i

TRANG THÔNG TIN ii

CÁC OẠI DANH MỤC vi

DANH MỤC CAC BẢNG vii

DANH MỤC CAC HINH VẼ, DỒ THỊ viii

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN VỀ NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN 3

1.1 Tổng quan về hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn và Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 3

1.1.1 Tổng quan về hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn và hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 3

1.1.2 Tổng quan về nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 7

1.2 Thông số kỹ thuật chính của nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 9

1.3 Thị trường điện cạnh tranh Việt Nam 11

1.3.1 Mục đích phát triển thị trường điện 11

1.3.2 L trình phát triển thị trường điện tại Việt Nam 11

1.3.3 Các cấp đ phát triển của thị trường 12

1.3.4 Thị trường phát điện cạnh tranh tại Việt Nam 14

1.3.5 Hệ thống các văn ản pháp luật liên quan đến thị trường điện 16

1.4 Hệ thống điện Việt Nam và khu vực Miền Trung 16

1.4.1 Tổng quan về hệ thống điện Việt Nam 16

1.4.2 Tổng quan về hệ thống điện miền Trung 20

1.4.3 Vị trí vai trò của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 trong khu vực và cơ h i trong thị trường phát điện cạnh tranh 22

1.5 Kết Luận 22

CHƯ NG 2 C SỞ TÍNH TOÁN XÂY D NG PHƯ NG ÁN V N HÀNH T I ƯU NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 24

2.1 Mô hình nhà máy thủy điện 24

2.2 Cơ sở dữ liệu đầu vào xây dựng phương án vận hành tối ưu 24

2.2.1 Dữ liệu đầu vào tính toán xây dựng phương án 24

2.2.2 Di n iến vận hành các nhà máy thủy điện trong thị trường điện 26

2.2.3 Phân tích đ c điểm của hồ chứa Sông Tranh 2 trong thị trường điện 26

2.3 Phương pháp tính toán vận hành theo đ c tính hồ chứa tối ưu 27

2.4 Xây dựng Phương án vận hành tối ưu năm, chu kỳ tính toán là 1 tháng 29

DUT.LRCC

iv

2.4.1 Dữ liệu đầu vào 29

2.4.2 Hàm mục tiêu 31

2.4.3 Các điều kiện ràng bu c 31

2.4.4 Phương pháp xây dựng Phương án vận hành tối ưu dài hạn (Phương án năm 34

2.5 Xây dựng Phương án vận hành tối ưu tháng, chu kỳ tính toán là 1 ngày 34

2.5.1 Dữ liệu đầu vào 34

2.5.2 Hàm mục tiêu 38

2.5.3 Các điều kiện ràng bu c 39

2.5.4 Phương pháp xây dựng phương án vận hành tối ưu trung hạn (Phương án tháng) 40

2.6 Xây dựng chương trình vận hành tối ưu ngày, chu kỳ tính toán là 1 giờ 40

2.6.1 Dữ liệu đầu vào 40

2.6.2 Hàm mục tiêu 42

2.6.3 Các điều kiện ràng bu c 42

2.6.4 Phương pháp xây dựng Phương án vận hành tối ưu ngắn hạn (Phương án ngày) 43

2.7 Kết luận 43

CHƯ NG 3 CHƯ NG TR NH T NH TOÁN D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 45

3.1 Các phương pháp tính toán để xây dựng chương trình 45

3.1.1 Phương pháp n i suy tuyến tính 45

3.1.2 Phương pháp tính toán tần suất nước về hồ 45

3.1.3 Phương pháp tính toán số liệu vận hành hồ chứa 46

3.1.4 Phương pháp tính toán sản lượng điện kế hoạch 46

3.1.5 Phương pháp tính toán số liệu điều tiết xả tràn hồ chứa 46

3.1.6 Phân tích lựa chọn phương pháp tính toán 47

3.2 Ngôn ngữ kỹ thuật tính toán 47

3.2.1 Hàm toán học tính toán sử dụng trong Excel 47

3.2.2 Giới thiệu về Visual Basics Application trong Excel 49

3.3 Thuật toán chương trình tính toán 51

3.4 Chương trình tính toán 53

3.4.1 Giao diện giới thiệu chương trình 53

3.4.2 Các chức năng chính của Chương trình tính toán 53

3.5 Kết luận 61

DUT.LRCC

CHƯ NG 4 ÁP DỤNG T NH TOÁN ĐỂ XÂY D NG PHƯ NG ÁN V N

HÀNH T I ƯU NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2 63

4.1 Xây dựng Phương án vận hành tối ưu năm, chu kỳ tính toán là 1 tháng 63

4.1.1 Kết quả tính toán xây dựng Phương án các năm khảo sát điển hình 63

4.1.2 Đánh giá kết quả xây dựng Phương án vận hành tối ưu năm 69

4.2 Xây dựng Phương án vận hành tối ưu tháng, chu kỳ tính toán là 1 ngày 71

4.2.1 Kết quả tính toán xây dựng Phương án tháng các năm khảo sát điển hình 71 4.2.2 Đánh giá kết quả xây dựng Phương án vận hành tối ưu tháng 77

4.3 Xây dựng chương trình vận hành tối ưu ngày, chu kỳ tính toán là 1 giờ 78

4.3.1 Kết quả tính toán xây dựng Phương án ngày 78

4.3.2 Đánh giá kết quả xây dựng Phương án vận hành tối ưu ngày 80

4.4 Kết luận 81

KẾT LU N V KIẾN NGH 83

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

PHỤ LỤC 86

Phụ lục 1: Bảng số liệu thủy văn quá khứ 86

Phụ lục 2: Quan hệ mực nước, thể tích và suất tiêu hao 88

Phụ lục 3: Số liệu thủy văn quá khứ 91

Phụ lục 4: Quan hệ tần suất và lưu lượng 177 Phụ lục 5: Bảng thống kê giá SMP từ 2016 đến 2018 211 DUT.LRCC

A0 Trung tâm Điều đ HTĐ Quốc gia

A3 Trung tâm điều đ HTĐ Miền Trung

MBA Máy biến áp

ST2 Công ty Thủy điện Sông Tranh

HTĐ Hệ thống điện

EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam

EVNGENCO1 Tổng công ty Phát điện 1

NMTĐ Nhà máy thủy điện

SMO Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện

MNGH Mực nước giới hạn

MNDBT Mực nước dâng ình thường

MNC Mực nước chết

QTVH LHC Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu

Bồn ban hành theo Quyết định số 1537/QĐ-TTg ngày 07/9/2015 DUT.LRCC

DANH MỤC CAC BẢNG

1.1 Các dự án thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 4 1.2 Số ngày mưa trung ình tháng tại trạm Trà My 6 1.3 ượng mưa ngày lớn nhất ứng với các tần suất tính toán 6 1.4 Thông số kỹ thuật chính của NMTĐ Sông Tranh 2 9 1.5 Công suất đ t nguồn điện trong toàn hệ thống năm 2018 17 1.6 Phụ tải các tỉnh và thành phố của HTĐ miền Trung năm

2.1 ưu lượng về hồ trung ình các tháng từ khi đưa nhà máy

vào vận hành từ cuối năm 2010 cho đến nay 24 2.2 Phụ tải hệ thống điện Quốc gia các tháng của các năm điển

viii

DANH MỤC CAC HINH VẼ, DỒ TH

Số hiệu

1.1 Bản đồ lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (Nguồn: H i đập

lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam) 3 1.2 Các dự án thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn

(Nguồn: H i đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam) 4 1.3 ượng mưa trung ình các tháng trong năm 6 1.4 Mô hình thị trường phát điện cạnh tranh (Nguồn A0) 12 1.5 Mô hình thị trường án uôn điện cạnh tranh (Nguồn A0) 13 1.6 Mô hình thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (Nguồn A0) 14 1.7 Sơ đồ mối liên hệ giữa các đối tượng tham gia thị trường

1.8 Các văn ản pháp luật liên quan đến TTĐ (Nguồn A0) 16 1.9 Cơ chế tổ chức ngành điện Việt Nam (Nguồn A0) 17

1.10 Tỷ trọng sở hữu nguồn điện trong HTĐ Việt Nam (Nguồn:

1.11 Đồ thị tăng trưởng phụ tải qua các năm (Nguồn: A0 2019) 19 1.12 Mô hình lưới điện truyền tải Việt Nam (Nguồn: A0 2019) 19

2.2 Biểu đồ iểu di n lưu lượng nước về hồ các năm điển hình 26

2.4 Biểu đồ giới hạn MNH theo QTVH LHC 1537 32

2.5 Quy định lưu lượng chạy máy tối thiểu theo QTVH LHC

2.6 Đ c tính vận hành tuabin - máy phát NMTĐ Sông Tranh 2 33

3.1 ưu đồ thuật toán tính toán xây dựng Phương án vận hành

3.3 Các chức năng chính của chương trình tính toán 54 3.4 Thông số chính Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 55 3.5a Module quy định vận hành quy trình liên hồ chứa mùa khô 56 3.5b Module quy định vận hành quy trình liên hồ chứa m a l 56

DUT.LRCC

3.6 Module tính toán sản lượng 57

3.9 Module tính toán vận hành điều tiết và hạ mực nước hồ đón

4.4 Biểu đồ mực nước hồ tối ưu từng tháng trong năm 2017 66

4.5 Biểu đồ lưu lượng cháy máy tối ưu từng tháng trong năm

4.10 Kiểm tra MNH của Phương án với điều kiện ràng bu c 69

4.11 Kiểm tra dung tích hồ của Phương án với điều kiện ràng

4.15 Hình 4.15: Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu từng

4.16 Hình 4.16: Biểu đồ lưu lượng cháy máy từng ngày của tháng

4.17 Biểu đồ sản lượng điện, doanh thu tối ưu từng ngày của

DUT.LRCC

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Công trình thủy điện Sông Tranh 2 được xây dựng trên Sông Tranh thu c hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, cách thị trấn huyện Bắc Trà My khoảng 10km về phía Tây, cách thành phố Tam Kỳ 70km về phía Tây Nam Khu vực công trình chính nằm trên địa phận 2 xã Trà Tân và Trà Đốc huyện Bắc Trà My - tỉnh Quảng Nam Công trình thủy điện Sông Tranh 2 được khởi công xây dựng ngày 05/3/2006, hoà lưới tổ máy số 1 vào ngày 19/12/2010 và tổ máy số 2 vào ngày 27/01/2011 Nhiệm vụ chính của công trình là góp phần giảm l cho hạ du; tạo nguồn ổ sung nước cho khu vực hạ lưu vào m a kiệt đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp và đẩy m n; cung cấp điện cho hệ thống điện Quốc gia phục vụ phát triển kinh tế xã h i hằng năm khoảng 679,5 tr kWh

Đ c điểm của hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 có dung tích lớn nhất trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (khoảng 729,2 triệu m3 , hằng năm phải đảm ảo cung cấp nước phục vụ sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp và đẩy m n khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam (khoảng 1,4 tỷ m3 Tuy nhiên trong những năm gần đây do ảnh hưởng của hiện tượng Elnino và iến đổi khí hậu ất thường nên lưu lượng nước về hồ thấp hơn nhiều

so với trung ình nhiều năm Do đó, việc tính toán vận hành hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 vừa đảm ảo các nhiệm vụ nêu trên là m t vấn đề hết sức quan trọng

M c khác, để nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của Công ty thủy điện Sông Tranh do Tổng Công ty Phát điện 1 giao, trong đó việc xây dựng cơ sở dữ liệu tính toán d ng chung, tối ưu hóa nguồn nhân lực, tiết kiệm thời gian tính toán số liệu áo cáo cho các cơ quan chức năng từ trung ương đến địa phương và nâng cao hiệu quả vận hành nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 trong thi trường điện là nhiệm vụ hết sức

quan trọng Vì vậy, vấn đề “Nguyên cứu xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà

máy thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện” cần được giải quyết

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện;

- Đảm ảo cấp nước v ng hạ du phục vụ sản xuất nông nghiệp, sinh hoạt và đẩy

m n khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam;

- Nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh của Công ty

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

- Phạm vi nghiên cứu: Phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh

2 trong thị trường điện

4 Phương pháp nghiên cứu

Để giải quyết các mục tiêu nêu trên, luận văn đưa ra phương pháp nghiên cứu như sau:

DUT.LRCC

2

- Nghiên cứu các quy định của thị trường phát điện cạnh tranh;

- Xây dựng các hàm mục tiêu và các ràng u c;

- Nghiên cứu xây dựng phương án để giải quyết ài toán tối ưu

5 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn

- Giảm thiểu sai sót, tiết kiệm thời gian, nhân lực trong việc tính toán các thông

số vận hành hồ chứa và tổ máy (thủy văn, tần suất, hồ chứa, xả tràn, sản lượng, thời gian vận hành… phục vụ công tác áo cáo số liệu vận hành cho các cấp theo quy định

- Vận dụng để tham khảo tính toán lập kế hoạch vận hành cho các nhà máy thủy điện trên c ng ậc thang (Sông Tranh 3, Sông Tranh 4, …

Chương 3: Chương trình tính toán vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

Chương 4: Áp dụng tính toán để xây dựng phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện

DUT.LRCC

CHƯ NG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2

TRONG TH TRƯỜNG ĐIỆN

1.1 Tổng quan về hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn và Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

1.1.1 T ng quan về hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn và hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2

1.1.1.1 Tổng quan về hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn

- Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn được hình thành từ 2 nhánh sông chính là sông Vu Gia và sông Thu Bồn, là hệ thống sông lớn nhất của v ng ven iển Miền Trung Diện tích lưu vực tính đến Ái Nghĩa và Giao Thủy là 9005 km2

- Sông Vu Gia: Gồm các nhánh sông chính: Sông Đăk Mi, Sông Bung, Sông A Vương, Sông Côn Chiều dài dòng chính tính từ thượng nguồn Sông Cái đến cửa Hàn (Đà Nẵng là 204 km Tổng diện tích lưu vực đến thị trấn Ái Nghĩa là 5180 km2

- Sông Thu Bồn: Gồm các nhánh sông chính: Sông Tranh, Sông Khang, Sông Vang, Sông Gềnh Gềnh Sông Thu Bồn chảy qua các huyện Nam Trà My, Bắc Trà

My, Tiên Phước, Hiệp Đức, Nông Sơn và đồng ằng các huyện Duy Xuyên, Điện Bàn

và Thành phố H i An Chiều dài của dòng sông chính tính đến Cửa Đại (H i An là

198 km Diện tích lưu vực đến Giao Thủy là 3825 km2

Hình 1.1: Bản đồ lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn (Nguồn: H i đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam)

DUT.LRCC

4

- Các dự án thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn như ảng 1.1

Bảng 1.1: Các dự án thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

Hình 1.2: Các dự án thủy điện trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn

(Nguồn: H i đập lớn và phát triển nguồn nước Việt Nam)

1.1.1.2 Đặc điểm lưu vực hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2

- Diện tích lưu vực Sông Tranh tính đến tuyến đập Sông Tranh 2 là 1100 km2,

hướng dốc chủ yếu là Nam – Bắc, có chiều dài 64 km, r ng trung ình 20 km, đ cao

trung ình trên 700 m, đ dốc trung ình khoảng 40%, mật đ lưới song 1.00 km/km2 CÔNG TY THỦY ĐIỆN

SÔNG TRANH BẢN ĐỒ LƯU VỰC VU GIA –THU BỒN

DUT.LRCC

Đường phân thủy của lưu vực ở phía Tây là dãy núi với các đỉnh cao khoảng 1000m ở gần tuyến công trình, càng lên thượng nguồn núi càng cao như: Ngọc Gơ e Iang (1855m , N um Heo (2045m , Ngọc inh (2598m , …; Ở phía Đông lưu vực

600-c ng là dãy núi 600-cao với những đỉnh núi như Hòn Ba (1358m , m t số đỉnh núi không tên cao 1500-2200m Tọa đ địa lý lưu vực nằm trong phạm vi: (14055’- 15025’ vĩ đ Bắc, (107055’- 108014’ kinh đ Đông

- Từ đầu nguồn đến tuyến đập Sông Tranh 2, dòng sông mang đ c điểm rõ rệt của song miền núi: đ dốc lớn (0.05-0.005), lòng đá gồ ghề, nhiều thác ghềnh Trong long song khu vực tuyến đập xuất hiện đá gốc; chiều r ng sông có nước chảy đoạn này khoảng 150-200m vào m a l và ị thu hẹp lại chỉ còn 50-70m vào m a kiệt

- Về ranh giới hành chính, lưu vực Sông Tranh nằm trọn trong hai huyện Nam Trà My và Bắc Trà My của tỉnh Quảng Nam

- Về ranh giới thủy văn, lưu vực Sông Tranh tiếp giáp ở phía Tây với lưu vực sông Đăk Mi (thượng nguồn song Vu Gia , ở phía Nam: với lưu vực sông Đak Psi và Đak Bla (thu c hệ thống sông Sê San , ở phía Đông và Đông Nam: với lưu vực sông Trà Khúc

1.1.1.3 Đặc điểm thủy văn hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2

ưu vực hồ chứa Sông Tranh 2 năm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió m a

Đ c điểm lớn nhất là về nhiệt đ : không có m a đông lạnh rõ rệt, nhiệt đ tối thiểu trung bình trên 100C; về lượng mưa: đây là v ng ẩm ướt vào loại thứ hai ở miền Trung Việt Nam, sau khu vực Bạch Mã của Thừa Thiên Huế

 Mưa

- ưu vực hồ chứa Sông Tranh 2 tính đến tuyến công trình Sông Tranh 2 có lượng mưa rất dồi dào, nhưng iến đ ng khá lớn theo không gian và thời gian

- Phân ố lượng mưa theo không gian, trong đó nổi lên m t tâm mưa lớn nằm ở

v ng giáp ranh 3 tỉnh Quảng Nam - Quảng Ngãi - Kon Tum Về cơ ản lượng mưa trung ình nhiều năm (TBNN giảm dần từ tâm mưa lớn ra xung quanh ượng mưa trung ình nhiều năm trên lưu vực sông tính đến tuyến đập Sông Tranh 2 khoảng 4310mm

- M a mưa, thường ắt đầu từ tháng IX và kết thúc vào tháng XII, tháng có lượng mưa lớn nhất thường là X-XI M a mưa chỉ kéo dài khoảng 4 tháng nhưng lượng mưa chiếm từ 65 – 80% lượng mưa cả năm

- M a kiệt thường kéo dài từ tháng I đến tháng VIII lượng mưa chỉ chiếm 20 – 35% lượng mưa cả năm

- ưu lượng nước về hồ Sông Tranh 2 ứng với các tần suất như sau:

 Tần suất kiểm tra P = 0,1%: 14100 m3/s

 Tần suất thiết kế P = 0,5%: 10300 m3/s

 Tần suất P = 1%: 9010 m3/s

 Tần suất P = 5%: 6240 m3/s

DUT.LRCC

6 Bảng 1.2: Số ngày mưa trung ình tháng tại trạm Trà My Tháng I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Cả năm

Số ngày mưa 17,0 12,2 10,8 12,0 19,9 16,7 16,4 16,9 20,3 23,1 23,0 23,4 211,7 Mưa sinh l trên hệ thống sông suối thường xuất hiện trong hình thế thời tiết bão

ho c h i tụ nhiệt đới Bão đổ b vào khu vực Trung Trung b với tần số trung bình 1-2 cơn ão/năm

Bảng 1.3: ượng mưa ngày lớn nhất ứng với các tần suất tính toán

có lượng dòng chảy chiếm tới 60-70% của cả năm

Mùa kiệt thường kéo dài 9 tháng, từ tháng I đến tháng IX Vào mùa kiệt nước song ít thay đổi, trừ trường hợp có bão ho c trong những đợt hoạt đ ng tăng cường của Gió mùa Tây Nam Ba tháng kiệt nhất thường là III-IV-V, tổng c ng 3 tháng này chỉ chiếm 6-7% lượng dòng chảy cả năm

DUT.LRCC

Tại trạm thủy văn dung riêng gần tuyến đập thủy điện Sông Tranh 2, đường quá trình mực nước những năm thực đo có dạng răng cưa với những đỉnh cao nhất năm thường rơi vào các tháng X-XI Theo số liệu thống kê đo đạc vào năm nhiều nước, iên đ dao đ ng mực nước trong năm khá lớn: đạt 8.36m

1.1.2 T ng quan về nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

1.1.2.1 Gi i thiệu về công trình

Công trình thủy điện Sông Tranh 2 được xây dựng trên Sông Tranh thu c hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, cách thị trấn huyện Bắc Trà My khoảng 10km về phía Tây, cách thành phố Tam Kỳ 70km về phía Tây Nam Khu vực công trình chính nằm trên địa phận 2 xã Trà Tân và Trà Đốc huyện Bắc Trà My - tỉnh Quảng Nam

Nhiệm vụ chính của công trình:

- Đảm ảo an toàn tuyệt đối cho Công trình đầu mối thủy điện Sông Tranh 2, chủ

đ ng đề phòng mọi ất trắc, với mọi trận l có chu kỳ l p lại nhỏ hơn ho c ằng 1.000 năm m t lần, không để mực nước hồ Sông Tranh 2 vượt mực nước kiểm tra ở cao trình 178,5m

- Góp phần giảm l cho hạ du và ổ sung nguồn nước cho hạ lưu sông Thu Bồn

- Cung cấp điện cho hệ thống điện Quốc gia phục vụ phát triển kinh tế xã h i Công trình thủy điện Sông Tranh 2 được khởi công xây dựng ngày 05/3/2006

- Hoà lưới tổ máy số 1: 19/12/2010

- Hoà lưới tổ máy số 2: 27/01/2011

Tổng sản lượng điện sản xuất tính đến ngày 30/6/2019: 4,92 tỷ kWh

1.1.2.2 Tuyến đầu mối

 Hồ chứa Sông Tranh 2

Hồ Sông Tranh 2 nằm trên địa phận các xã Trà Đốc, Trà Bui, Trà Giác huyện Bắc Trà My và xã Trà Dơn huyện Nam Trà My Hồ được tích nước vào ngày 29/11/2010

Hồ Sông Tranh 2 là hồ điều tiết nhiều năm Dung tích hữu ích của hồ chứa 521,2 triệu m3 được chia làm 2 phần là dung tích điều tiết năm và dung tích điều tiết nhiều năm

- Dung tích năm: 350,1 triệu m3 (phần dung tích từ MNDBT = 175m đến MNXHN = 155m)

- Dung tích nhiều năm: 171,1 triệu m3 (phần dung tích từ MNXNH = 155m đến MNC = 140m)

- Việc khai thác dung tích nhiều năm sẽ được thực hiện m t phần hay toàn trong những năm ít nước hay ít nước đ c iệt và khi l về mu n, nhằm cung cấp điện cho hệ thống ổn định theo mức đảm ảo

- Hàng năm phải khai thác hết dung tích điều tiết năm của hồ chứa Việc sử dụng hết dung tích năm được thực hiện trong m a kiệt từ tháng 1 đến tháng 9 Theo đó mực

DUT.LRCC

8

nước cuối m a kiệt phải đến cao trình mực nước xả hàng năm 155 m để thu được sản lượng điện trung ình năm là cao nhất

 Đập dâng, đập tràn:

Là loại đập ê tông đầm lăn (RCC với khối lượng bêtông là 1,025 triệu m3

- Đập dâng: Chiều dài 640m, cao 96m

- Đập tràn: gồm 06 khoang tràn: 14x17,51m; 06 cửa van cung: 14x14,5m; Khả năng điều tiết hồ chứa lớn nhất là 12433 m3/s với tần suất 1000 năm xảy ra 1 lần

1.1.2.3 Tuyến năng lượng

 Cửa nhận nước:

Bằng bê tông cốt thép, chia làm 2 khoang, kích thước 4,62 x 8,5m Có nhiệm vụ lấy nước vào đường hầm dẫn nước phục vụ cho chạy máy và ch n nước khi cần kiểm tra bảo dưỡng đường hầm, đường ống Kết cấu cửa nhận nước nhìn từ phía thượng lưu theo thứ tự sau: lưới chắn rác, cửa sửa chữa và cửa vận hành:

- ưới chắn rác: d ng để ngăn ch n rác vào đường hầm

- Cửa van sửa chữa: d ng để đóng trong trường hợp sửa chữa hay ảo trì cửa vận hành và được đóng mở ằng cẩu chân dê

 Đường hầm dẫn nước:

Có nhiệm vụ dẫn nước từ cửa nhận nước đến đường ống áp lực rồi đến ống phân phối vào tua in để chạy máy Gồm 1 đường hầm, bọc bằng bê tông cốt thép Chiều dài 1,8 km, đường kính 8,5m

1.1.2.4 Nhà máy

 Máy phát

Máy phát của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 là máy phát kiểu SF95-32/8030 trục đứng, 3 pha, công suất định mức 97,137MW, có cấu trúc kiểu nửa dù có 2 ổ hướng, được đỡ bởi ổ đỡ đ t trên giá chữ thập dưới, ổ đỡ máy phát là kiểu ổ đỡ hỗn hợp Bích dưới của trục máy phát được nối đồng trục với trục tuabin Máy phát có hệ thống làm mát không khí tuần hoàn đơn hướng tâm, khép kín, được thiết kế và chế tạo bởi hãng ALSTOM

Các b phận chính của máy phát bao gồm: sàn trên, giá chữ thập trên, ổ hướng trên, stato, rôto, trục trên, giá chữ thập dưới, liên hợp ổ đỡ và ổ hướng dưới, vành góp

và giá đỡ chổi than cùng với các thiết bị phụ trợ khác

Ổ hướng trên được đỡ bởi giá chữ thập trên, giá chữ thập trên được lắp trên móng giá chữ thập trên và Stator Ổ hướng trên nhận phần lực do việc mất cân bằng co khí khi quay và lực kéo do mất cân bằng từ trường đảm bảo rằng trục tổ máy dao đ ng trong phạm vi xác định

Ổ đỡ và ổ hướng dưới máy phát được lắp đ t bên trong giá chữ thập dưới Toàn

b trọng lượng phần quay và thủy lực dọc trục của tuan in được truyền qua phần móng thông qua ổ đỡ và giá chứ thập dưới

DUT.LRCC

Tuabin có thể làm việc trong chế đ không tải, chế đ tuabin và chế đ đồng

b Điều khiển tua in được thực hiện bởi b điều tốc điện - thuỷ lực 100/6,3 thông qua hệ thống dầu áp lực điều khiển tuabin và hệ thống tự đ ng tua-bin

BWT-PLC- Máy iến áp

Máy biến áp lực NMTĐ Sông Tranh 2 là loại MBA 3 pha, được tổ hợp từ 3 MBA 1 pha kiểu DF-40000/220, dùng biến đổi điện áp đầu cực máy phát 13,8kV lên 220kV để nâng cao hiệu quả truyền tải và đấu nối vào lưới hệ thống điện Quốc gia Máy biến áp lực NMTĐ Sông Tranh 2 được đ t ngoài trời tại cao trình 93,5m

1.1.2.5 Trạm phân phối

Sơ đồ trạm phân phối 220kV NMTĐ Sông Tranh 2 là sơ đồ hai thanh cái có thanh cái vòng, bao gồm có 06 ngăn l , 02 ngăn l cho 2 tổ máy, m t ngăn l nối hai thanh cái, m t ngăn l máy cắt vòng 200 và 2 ngăn l phát tuyến đi đến trạm 220kV Tam Kỳ

Trạm phân phối 220kV NMTĐ Sông Tranh 2 có chức năng truyền tải toàn b điện năng Nhà máy lên hệ thống điện Quốc gia Mỗi xuất tuyến có khả năng truyền tải toàn b công suất của Nhà máy

1.2 Thông số kỹ thuật chính của nhà máy thủy điện Sông Tranh 2

Các thông số kỹ thuật chính của NMTĐ Sông Tranh 2 như ảng 1.4

Bảng 1.4: Thông số kỹ thuật chính của NMTĐ Sông Tranh 2

- ưu lượng đỉnh l thiết kế P=0,5% m3/s 10.300

- ưu lượng đỉnh l kiểm tra P=0,1% m3/s 14.100

10

- Dung tích toàn b hồ chứa Wtb 106m3 729,2

- Dung tích ứng với mực nước chết 106m3 207,97

- Dung tích ứng với mực nước l kiểm tra 106m3 808,4

- Sông: Thu Bồn/ Trạm thuỷ văn: Câu Lâu:

- ưu lượng xả thiết kế lớn nhất ứng với

mực nước l kiểm tra 178,51m m

TCN 157-2005 DUT.LRCC

- Mực nước hạ lưu với lưu lượng thiết kế m 72,3

- Kích thước Nhà máy thủy điện Sông

1.3 Thị trường điện cạnh tranh Việt Nam

1.3.1 Mục đích phát triển thị trường điện

- Từng ước phát triển thị trường điện lực cạnh tranh;

- Thu hút vốn đầu tư từ mọi thành phần kinh tế trong và ngoài nước tham gia hoạt đ ng điện lực;

- Tăng cường hiệu quả hoạt đ ng sản xuất kinh doanh của ngành điện, giảm áp lực tăng giá điện;

- Đảm ảo cung cấp điện ổn định, tin cậy và chất lượng ngày càng cao;

- Đảm ảo phát triển ngành điện ền vững

1.3.2 Lộ trình phát triển thị trường điện tại Việt Nam

Theo Quyết định 63/2013/QĐ-TTg ngày 08/11/2013 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt l trình, các điều kiện hình thành và phát triển các cấp đ thị trường điện lực

tại Việt Nam, Thị trường điện Việt Nam được phát triển theo 3 cấp đ :

- Cấp đ 1: Thị trường phát điện cạnh tranh (2011 - 2015)

 Bước 1: thí điểm (2011 - 2012);

 Bước 2: chính thức (2012-2015)

- Cấp đ 2: Thị trường án uôn điện cạnh tranh (2016-2021)

DUT.LRCC

1.3.3 Các cấp độ phát triển của thị trường

1.3.3.1 Cấp độ thị trường phát điện cạnh tranh

- à giai đoạn chuyển tiếp từ mô hình ngành điện truyền thống sang các cấp đ thị trường có tính cạnh tranh cao (thị trường án uôn, án lẻ :

 Không gây ra những thay đổi đ t iến và xáo tr n lớn trong hoạt đ ng của ngành điện;

 Hình thành được môi trường cạnh tranh trong khâu phát điện, thu hút được đầu

tư vào các nguồn điện mới;

 Mô hình thị trường đơn giản, nhu cầu đầu tư vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường không lớn

- Các hạn chế:

 Mức đ cạnh tranh chưa cao, chỉ giới hạn cạnh tranh khâu phát điện;

 Đơn vị mua duy nhất phải có năng lực tài chính đủ mạnh;

 Các công ty phân phối chưa được lựa chọn nhà cung cấp điện

Hình 1.4: Mô hình thị trường phát điện cạnh tranh (Nguồn A0)

1.3.3.2 Cấp độ thị trường bán buôn cạnh tranh

- Tạo ra sự cạnh tranh trong khâu phát và án uôn điện;

- Đã xóa ỏ được đ c quyền mua điện của Đơn vị mua duy nhất trong thị trường phát điện cạnh tranh;

DUT.LRCC

- Các đơn vị phân phối và các khách hàng tiêu thụ lớn có quyền lựa chọn nhà cung cấp điện;

- Hoạt đ ng giao dịch trong thị trường phức tạp hơn nhiều so với thị trường phát điện cạnh tranh;

- Nhu cầu đầu tư về cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường cao;

- Vẫn còn đ c quyền trong khâu án lẻ điện cho các khách hàng tiêu thụ điện vừa

và nhỏ

Hình 1.5: Mô hình thị trường án uôn điện cạnh tranh (Nguồn A0)

1.3.3.3 Cấp độ thị trường bán lẻ cạnh tranh

- à ước phát triển cao nhất của thị trường điện;

- Đưa cạnh tranh vào tất cả các khâu: phát điện, án uôn và án lẻ điện;

- Hoạt đ ng giao dịch thị trường rất phức tạp, đòi hỏi hệ thống quy định cho hoạt

đ ng của thị trường phức tạp hơn;

- Nhu cầu đầu tư cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường lớn hơn rất nhiều

so với thị trường án uôn

DUT.LRCC

14

Hình 1.6: Mô hình thị trường án lẻ điện cạnh tranh (Nguồn A0

1.3.4 Thị trường phát điện cạnh tranh tại Việt Nam

1.3.4.1 Gi i thiệu

Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam đã được phê duyệt tại quyết định 6713/QĐ-BCT ngày 31/12/2009 của B trưởng B Công Thương, theo đó:

- Tên gọi:

 Tiếng Việt: Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam

 Tiếng Anh: Vietnam Competitive Generation Market

 Viết tắt: VCGM

- Cơ cấu và nguyên tắc hoạt đ ng của thị trường:

 Cơ cấu của thị trường: Thị trường VCGM gồm hai thành phần

 Thị trường hợp đồng: các đơn vị phát điện ký hợp đồng mua án điện với đơn vị mua uôn duy nhất;

 Thị trường giao ngay – Mô hình điều đ tập trung chào giá theo chi phí (Madatory Cost - Based Gross Pool)

 Nguyên tắc hoạt đ ng của thị trường

 Trong thị trường phát điện cạnh tranh VCGM, toàn điện năng phát của các nhà máy điện được án cho đơn vị mua uôn duy nhất, lịch huy đ ng các tổ máy được lập căn cứ trên ản chào giá theo chi phí iến đổi Điện năng mua án được thanh toán theo giá hợp đồng và giá thị trường giao ngay của từng chu kỳ giao dịch thông qua hợp đồng sai khác;

 Tỷ lệ điện năng thanh toán theo giá hợp đồng cho năm đầu tiên của thị trường được quy định ở mức ằng 90% - 95% tổng sản lượng điện phát của

DUT.LRCC

nhà máy, phần còn lại được thanh toán theo giá thị trường giao ngay Tỷ lệ này sẽ được giảm dần qua các năm tiếp theo để tăng tính cạnh tranh trong hoạt đ ng phát điện, nhưng không thấp hơn 60%

1.3.4.2 Các đối tượng tham gia thị trường phát điện cạnh tranh

- Các đối tượng tham gia thị trường:

 Các đơn vị tham gia cạnh tranh phát điện: gồm các nhà máy điện có công suất

đ t từ 30 MW trở lên đấu nối vào lưới điện quốc gia (trừ các nhà máy điện gió, điện địa nhiệt ;

 Đơn vị mua uôn duy nhất: Công ty Mua án điện thu c Tập đoàn Điện lực Việt Nam;

 Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện, cung cấp dịch vụ thu thập và quản lý số liệu đo đếm điện năng: Trung tâm Điều đ hệ thống điện quốc gia;

 Các đơn vị cung cấp dịch vụ: Đơn vị cung cấp dịch vụ truyền tải điện: Tổng công ty Truyền tải điện quốc gia

- Mối liên hệ giữa các đối tượng tham gia thị trường:

Hình 1.7: Sơ đồ mối liên hệ giữa các đối tượng tham gia thị trường phát điện cạnh

tranh (Nguồn A0) DUT.LRCC

16

1.3.5 Hệ thống các văn bản pháp luật liên quan đến thị trường điện

Hình 1.8: Các văn ản pháp luật liên quan đến thị trường điện (Nguồn A0)

- Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg: Phê duyệt l trình, các điều kiện hình thành và phát triển thị trường điện Việt Nam

- Quyết định 8266/QĐ-BCT: Phê duyệt thiết kế thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam

- Thông tư số 45/2018/TT-BCT: Quy định vận hành thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam

- Thông tư số 40/2010/TT-BCT: Quy định về trình tự, thủ tục giải quyết tranh chấp trên thị trường điện lực

- Thông tư số 56/2014/TT-BCT: Quy định về phương pháp xác định giá điện, trình tự kiểm tra hợp đồng mua án điện

- Thông tư số 25/2016/TT-BCT: Quy định hệ thống điện truyền tải

- Thông tư số 42/2015/TT-BCT: Quy định đo đếm điện năng trong trong phát điện, truyền tải điện, phân phối điện, án uôn điện và án lẻ điện

1.4 Hệ thống điện Việt Nam và khu vực Miền Trung

1.4.1 T ng quan về hệ thống điện Việt Nam

Hệ thống điện Việt Nam được chia thành 3 miền và liên kết bởi hệ thống truyền tải điện 500 KV

DUT.LRCC

Hình 1.9: Cơ chế tổ chức ngành điện Việt Nam (Nguồn A0)

1.4.1.1 Nguồn điện

Tổng công suất đ t nguồn điện trong toàn hệ thống năm 2018 là 48838 MW, bao gồm các loại hình nguồn như ảng 1.5

Bảng 1.5: Công suất đ t nguồn điện trong toàn hệ thống năm 2018

Stt Loại hình nguồn Công suất đặt (MW) Tỷ lệ (%)

DUT.LRCC

18

Cơ cấu nguồn điện theo chủ sở hữu tính đến hết năm 2018

Hình 1.10: Tỷ trọng sở hữu nguồn điện trong HTĐ Việt Nam (Nguồn: A0 2019)

1.4.1.2 Phụ tải

- Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió m a, khí hậu được chia thành 2 m a

rõ rệt là m a hè (từ tháng 4 đến tháng 9 và m a đông (thời gian còn lại Do ảnh hưởng của đ c điểm khí hậu c ng như tình hình phát triển của nền kinh tế trong giai đoạn hiện nay, iểu đồ phụ tải HTĐ Việt Nam chia thành 2 dạng điển hình: m a hè và

m a đông

- Nguyên tắc phủ iểu đồ phủ tải HTĐ Quốc gia trong giai đoạn hiện nay được sắp xếp theo thứ tự ưu tiên sau:

 Huy đ ng theo các yêu cầu kỹ thuật ( điện áp, chống quá tải

 Huy đ ng theo các yêu cầu khách quan khác(tưới tiêu, giao thông vận tải

 Huy đ ng theo các rang u c trong hợp đồng mua án điện

 Huy đ ng theo tính toán tối ưu và tính toán thị trường điện

- Đánh giá tổng quan về phụ tải:

 Tốc đ tăng trưởng phụ tải: tiếp tục ở mức cao

 Phân ố phụ tải: không đều, tập trung chủ yếu tại miền Nam và miền Bắc

 Biểu đồ phụ tải: khác iệt lớn giữa cao điểm và thấp điểm, theo mùa

- Tốc đ tăng trưởng phụ tải qua các năm được thể hiện trong đồ thị sau:

DUT.LRCC

Hình 1.11: Đồ thị tăng trưởng phụ tải qua các năm (Nguồn: A0 2019)

1.4.1.3 Lư i điện

Hệ thống truyền tải điện bao gồm các cấp điện áp 500kV, 220kV và 110kV Hệ thống truyền tải điện 500kV với tổng chiều dài 4670 km từ Bắc tới Nam tạo điều kiện truyền tải trao đổi điện năng giữa các miền Bắc, Trung và Nam

Hình 1.12: Mô hình lưới điện truyền tải Việt Nam (Nguồn: A0 2019)

Hệ thống phân phối điện m c d trong điều kiện tương đối tốt vẫn còn có tổn thất điện năng cao Đường dây bị quá tải, máy biến áp vận hành với hiệu suất chưa cao, cáp điện có chất lượng kém là nhưng nguyên nhân chính gây ra tổn thất cao EVN đã có

m t số biện pháp quan trọng để giải quyết những vấn đề này và hiện nay đã giảm đáng

kể những tổn thất trên lưới truyền tải và phân phối

DUT.LRCC

Hệ thống điện miền Trung cấp điện cho 13 tỉnh, thành phố nói trên và liên kết với HTĐ Quốc gia qua các đường dây và trạm biến áp sau:

- Nhận điện từ 6 TBA 500kV gồm: T500 Đà Nẵng, T500 Dốc Sỏi, T500 Thạnh

Mỹ, T500 Pleiku, T500 Pleiku 2 và T500 Đắk Nông

- iên kết với Hệ thống điện miền Bắc qua 2 đường dây 220kV:

 Đường dây 220 kV NMĐ V ng Áng - T220 Đồng Hới (E1

 Đường dây 220 kV NMĐ Formusa - T220 Ba Đồn

- iên kết với Hệ thống điện miền Nam qua các đường dây 220kV, 110kV:

 Đường dây 220 kV T220 Nha Trang (E29 - Tháp Chàm 2

 Đường dây 220 kV mạch kép T500 Đăk Nông - Bình Long

 Đường dây 110 kV T110 Nam Cam Ranh - Ninh Hải

 Đường dây 110 kV T110 Cam Ranh (E28 - Tháp Chàm 2

 Đường dây 110 kV T110 ĐăkR’ ấp - B Đăng

1.4.2.2 Nguồn điện

Tính đến thời điểm hiện tại HTĐ miền Trung có 01 nhà máy nối lưới 500kV (NM Ialy với tổng c ng suất 720 MW và có tổng c ng 87 NMĐ nối lên lưới 110kV, 220kV với tổng công suất là 6433 MW, ao gồm:

- 29 NMĐ nối vào lưới điện 220kV với tổng công suất 4514 MW

- 19 NMĐ nối vào lưới điện 110kV có công suất đ t trên 30 MW với tổng công suất 1088 MW

- 39 NMĐ thu c quyền điều khiển của A3 với tổng công suất 831 MW

- Ngoài ra còn có m t số NMTĐ, NMNĐ nối vào lưới điện phân phối với tổng công suất 588 MW

- Với các nhà máy trong HTĐ miền Trung có 4 loại nhà máy:

 Nhà máy thủy điện chiếm tỷ lệ cao nhất với 92,35%

 Nhà máy nhiệt điện chiếm tỷ lệ 4,64%

 Nhà máy điện m t trời chiếm tỷ lệ 2,54%

 Nhà máy điện gió chiếm tỷ lệ 0,47%

1.4.2.3 Phụ tải

Phụ tải của HTĐ miền Trung chiếm tỷ lệ khoảng 9% so với phụ tải của HTĐ Quốc gia Theo thống kê phụ tải của HTĐ miền Trung thường đạt công suất cực đại vào khoảng tháng 7, tháng 8 hàng năm Tính đến thời điểm hiện tại phụ tải max của miền Trung là 3037 MW (ngày 05/7/2018) và min là 1058,3 MW (ngày 14/02/2018)

DUT.LRCC

với sản lượng ình quân ngày khoảng 52,3 triệu kWh; sản lượng ngày cao nhất đạt

61,67 triệu kWh (05/7/2018)

Trong quá khứ hệ số điền kín đồ thị phụ tải của HTĐ miền Trung tương đối thấp

do phần lớn là phụ tải sinh hoạt Tuy nhiên trong những năm gần đây khi các khu công nghiệp tại khu vực miền Trung đưa vào vận hành thì tỷ trọng phụ tải công nghiệp tăng tương đối nhanh, góp phần san ằng iểu đồ phụ tải HTĐ miền Trung Ta xét ảng thống kê phụ tải các tỉnh và thành phố để thấy sự phân ố phụ tải c ng như của từng khu vực như ảng 1.6

Bảng 1.6: Phụ tải các tỉnh và thành phố của HTĐ miền Trung năm 2018

(MW)

Pmin (MW)

Atbngày (KWh)

18 - 21h hàng ngày, nhìn chung phụ tải của HTĐ miền Trung phân bố không đồng đều

- Có 149 trạm biến áp ở khu vực miền Trung, trong đó:

 06 trạm 500kV: Tổng dung lượng là 5400 MVA

 21 trạm 220kV: Tổng dung lượng là 5125 MVA

 122 trạm 110kV: Tổng dung lượng là 6485 MVA

DUT.LRCC

- Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 ắt đầu tham gia thị trường phát diện cạnh tranh từ ngày 01/02/2016 Qua hơn 03 năm tham gia thị trường phát điện đã nhận ra

 Việc tính toán vận hành các tổ máy do yêu cầu cấp nước hạ du tuân thủ các yêu cầu của Quy trình vận hành liên hồ chứa do Thủ tướng chính phủ an hành và yêu cầu của địa phương được đ t lên hàng đầu Do đó, doanh thu của nhà máy khi tham gia thị trường phát điện cạnh tranh ị ảnh hưởng rất lớn, có những thời điểm, giá thị trường rất thấp (đ c iệt là các ngày Tết, các ngày thứ 7, chủ nhật nhưng nhà máy vẫn ắt

u c phải vận hành các tổ máy án điện trên thị trường để đảm ảo yêu cầu cấp nước

hạ du

1.5 Kết Luận

Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 được xây dựng trên sông Tranh thu c hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn, công suất lắp đ t là 190MW, sản lượng điện hằng năm cung cấp lên HTĐ Quốc gia là 679,5 triệu kWh Ngoài ra, nhà máy còn góp phần giảm l , tạo nguồn bổ sung nước cho khu vực hạ lưu vào m a kiệt đáp ứng nhu cầu phục vụ nước sinh hoạt, công nghiệp và đẩy m n cho khu vực hạ du tỉnh Quảng Nam

Qua tìm hiểu mục đính phát triển thị trường điện cạnh tranh, l trình và các cấp

đ phát triển thị trường điện cạnh tranh ở Việt Nam, cho thấy vai trò của việc xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu các tổ máy phát điện khi đơn vị quản lý vận hành hệ thống điện cho phép nhà máy tham gia thị trường phát điện cạnh tranh Qua hơn 03 năm Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 tham gia trực tiếp thị trường phát điện cạnh tranh, việc tính toán vận hành các tổ máy đảm ảo yêu cầu cấp nước hạ du vào m a

DUT.LRCC

cạn được đ t lên hàng đầu nên nhiều khi gây ảnh hưởng lớn đến doanh thu của nhà máy khi tham gia thị trường phát điện cạnh tranh do phải vận hành vào những thời điểm phụ tải và giá án điện bình quân trên thị trường thấp M c khác, di n biến hình thái thời tiết trong những năm gần đây ít tuân theo quy luật tự nhiên nên làm ảnh hưởng rất lớn đến việc vận hành tối ưu nhà máy trong thị trường điện

Trong những năm gần đây và những năm tiếp theo nhu cầu phụ tải điện của HTĐ Việt Nam tăng cao (sản lượng hàng năm tăng từ 8-13%) nên việc xây dựng kế hoạch vận hành tối ưu các tổ máy phát điện đáp ứng yêu cầu huy đ ng công suất của các Trung tâm điều đ và đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật do EVN và EVNGENCO1 giao là nhiệm vụ trọng tâm của Công ty trong thời gian tới

DUT.LRCC

24

CHƯ NG 2

C SỞ TÍNH TOÁN D NG PHƯ NG ÁN V N H NH T I ƯU

NH MÁ THỦ ĐIỆN SÔNG TRANH 2

2.1 Mô hình nhà máy thủy điện

Nhà máy thủy điện chuyển đổi thủy năng thành điện năng Nước được tích lại ở

hồ chứa qua hệ thống tuyến năng lượng (gồm: đường hầm dẫn nước, tháp điều áp, đường ống áp lực), năng lượng dòng chảy được truyền tới tuabin qua cánh hướng nước Tua in được nối và làm quay rôto máy phát điện

Mô hình nhà máy thủy điện được mô tả chi tiết như sau:

Hình 2.1: Mô hình nhà máy thủy điện Các đại lượng bao gồm:

- Qvề : ưu lượng nước về hồ

- Qxả : ưu lượng điều tiết xả qua tràn

- Qmáy : ưu lượng nước chạy máy qua tuabin

- V : Dung tích hồ chứa

- P: Công suất phát phụ thu c vào c t áp Htt và lượng nước qua nhà máy Qmáy

C t áp tính toán của tổ máy được tính là hiệu của mức nước thượng lưu với mức nước

hạ lưu, trừ tổn thất c t áp (tổn thất c t áp của kênh xả + ống dẫn + chênh lệch đ ng năng của dòng chảy ở phía trước và sau nhà máy) Ngoài ra, đối với các ài toán tính toán xây dựng kế hoạch dài hạn, trung hạn và ngắn hạn, có thể sử dụng phương pháp

n i suy tuyến tính giữa công suất và lưu lượng chạy máy để tính toán

2.2 Cơ sở dữ liệu đầu vào xây dựng phương án vận hành tối ưu

2.2.1 Dữ liệu đ u vào tính toán xây dựng phương án

Trên cơ sở kết quả thống kê lưu lượng về hồ trung ình các tháng từ khi nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 đưa vào vận hành từ cuối năm 2010 cho đến nay và lưu lượng

nước về hồ theo tần suất 65% như ảng 2.1, ta có thể chọn các năm khảo sát điển hình: năm nước kiệt, năm nước trung ình và năm nhiều nước để tính toán xây dựng Phương

án vận hành tối ưu cho uận văn

Bảng 2.1: ưu lượng về hồ trung ình các tháng từ khi đưa nhà máy vào vận hành từ

cuối năm 2010 cho đến nay

Hình 2.2: Biểu đồ iểu di n lưu lượng nước về hồ các năm điển hình

Từ số liệu nêu trên, luận văn chọn các năm khảo sát điển hình như sau:

- Năm 2016: năm nước trung bình với Qvtb = 128,7 m3/s

- Năm 2017: năm nhiều nước với Qvtb = 158,6 m3/s

- Năm 2018: năm kiệt nước với Qvtb = 64,4 m3/s

DUT.LRCC

26

2.2.2 Diễn biến vận hành các nhà máy thủy điện trong thị trường điện

Phân tích di n iến của thị trường về dự áo phụ tải và khả năng huy đ ng nguồn các nhà máy điện trên hệ thống điện Quốc gia ta nhận thấy rằng: phụ tải của hệ thống điện Quốc gia tiêu thụ cao thường rơi vào các tháng m a khô (từ tháng 3 đến tháng 6 ,

số liệu chi tiết như ảng 2.2 M c khác trong giai đoạn này tại các hồ chứa thủy điện trên các lưu vực sông có các nhà máy thủy điện công suất lớn tại Việt Nam rơi vào các tháng cuối của m a khô (m a l của lưu vực sông Hồng là từ 15/6 đến 15/9, m a l của lưu vực sông Sê San và sông Đồng Nai là từ 01/7 đến 30/11, m a l của lưu vực sông Srêpôk là từ 01/8 đến 30/11 nên khả năng đáp ứng huy đ ng nguồn của hệ thống điện Quốc gia thấp Do đó, trong giai đoạn này hệ thống điện phải huy đ ng các nguồn điện khác như nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, nhiệt điện khí, … nên giá iên của thị trường trên hệ thống thường cao hơn các tháng còn lại trong năm

Bảng 2.2: Phụ tải hệ thống điện Quốc gia các tháng của các năm điển hình

Quốc gia 16,1 7,9 17,1 15,6 18,8 18,7 19,0 18,6 18,0 18,3 17,6 14,0 Miền ắc 6,2 3,3 6,6 4,5 7,6 8,1 8,3 8,2 7,6 7,6 7,1 5,6 Miền trung 1,1 0,7 1,2 1,1 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,2 1,0 Miền nam 7,3 3,7 8,1 5,3 8,2 7,8 7,9 8,1 7,8 7,9 7,9 6,3

Quốc gia 14,1 13,2 16,2 14,4 17,5 17,4 17,7 15,0 16,7 16,9 16,7 16,9 Miền ắc 5,6 5,2 6,1 5,6 7,3 7,8 7,7 6,4 7,1 7,3 6,7 6,9 Miền trung 0,9 0,9 1,0 1,0 1,1 1,0 1,1 0,9 1,1 1,1 1,1 1,1 Miền nam 6,5 6,2 7,8 7,0 8,1 7,6 7,5 6,4 7,4 7,5 7,6 7,9

Quốc gia 13,4 10,6 14,6 14,7 16,1 15,2 15,7 15,7 14,8 15,2 14,8 14,9 Miền ắc 5,3 4,1 5,8 5,9 6,7 6,7 6,6 6,6 6,1 6,3 5,9 6,1 Miền trung 0,9 0,8 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Miền nam 6,1 5,0 7,0 6,9 7,0 6,7 6,6 6,8 6,4 6,7 6,7 6,9

2.2.3 Phân tích đ c điểm của hồ chứa Sông Tranh 2 trong thị trường điện

Hồ chứa thủy điện Sông Tranh 2 là hồ điều tiết năm với dung tích hữu ích của hồ tương đối lớn (521,2 triệu m3

), mùa mưa chỉ kéo dài khoảng 4 tháng nhưng lượng mưa chiếm từ 65 - 80% lượng mưa cả năm, m a kiệt thường kéo 8 tháng lượng mưa chỉ chiếm 20 - 35% lượng mưa cả năm nên việc vận hành điều chỉnh lưu lượng phát ph hợp đảm ảo sản lượng phát lớn nhất và tránh xả tràn là rất quan trọng Để xây dựng

DUT.LRCC

Phương án vận hành tối ưu nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện, tác giả áp dụng chương trình tính toán cho các năm khảo sát điển hình nhằm tối ưu sản lượng điện phát các tháng trong m a kiệt và nâng cao sản lượng điện năng trong các tháng m a mưa để tránh xả tràn hồ chứa với mục tiêu đạt được cực đại doanh thu trong toàn chu kỳ tính toán (năm, tháng, ngày cho các năm khảo sát

2.3 Phương pháp tính toán vận hành theo đặc tính hồ chứa tối ưu

Mục tiêu của Công ty phát điện sẽ đưa ra được các quyết định về lượng nước sẽ tích trữ trong hồ chứa và lưu lượng nước phát điện tối ưu trong suốt thời gian khảo sát của chu kỳ ( ước thời gian khảo sát là tháng để đạt được doanh thu cực đại trong toàn chu kỳ năm Áp dụng phương pháp theo đ c tính hồ chứa tối ưu đã được đơn vị tư vấn xây dựng theo mô hình thực của hồ nên trong biểu đồ giúp chủ đ ng trong mọi tình huống, xử lý đúng, khắc phục những biến đ ng bất thường của dòng chảy c ng như yêu cầu cấp nước hạ dung và hiệu quả phát điện

Hàm mục tiêu tính toán của phương pháp đ c tính hồ chứa tối ưu chính là sản lượng điện năng trong chu kỳ tính toán:

Max

Căn cứ theo quy trình vận hành Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 ban hành kèm theo Quyết định số 1964/QĐ-BCT ngày 06/6/2018 của B trưởng B Công thương quy định biểu đồ điều phối NMTĐ Sông Tranh 2 chia làm 05 v ng như sau:

Hình 2.3: Biểu đồ điều phối NMTĐ Sông Tranh 2

DUT.LRCC

28

- Vùng I (Vùng phát sản lượng lớn nhất có thể): Khi mực nước trong hồ chứa nằm trong v ng này thì NMTĐ Sông Tranh 2 được phát với công suất cao nhất có thể

để tranh thủ sản xuất điện, tiết kiệm nhiên liệu cho hệ thống

- Vùng II (Vùng phát sản lượng lớn nhất có thể, vùng xả nước đón l : Khi mực nước trong hồ chứa nằm trong v ng này thì NMTĐ Sông Tranh 2 được phát với công suất cao hơn công suất đảm bảo để tranh thủ sản xuất điện, tiết kiệm nhiên liệu cho hệ thống, tránh xả thừa khi điều tiết hồ chứa

- Vùng III (Vùng phát nâng cao công suất): Khi mực nước trong hồ chứa nằm trong v ng này thì NMTĐ Sông Tranh 2 được phát với công suất cao hơn công suất đảm bảo, tiết kiệm nhiên liệu cho hệ thống nhưng phải đảm bảo đưa dần mực nước hồ cuối mùa khô về cao trình gần mực nước chết (140m và đưa dần mực nước hồ cuối

m a l về cao trình MNDBT (175m)

- Vùng IV (Vùng cung cấp công suất đảm bảo): Khi mực nước trong hồ chứa nằm trong v ng này thì NMTĐ Sông Tranh 2 phát với công suất đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống

+ Nếu mực nước hồ thấp hơn giới hạn dưới của vùng này thì phải giảm công suất phát để đưa mực nước hồ về giới hạn dưới vùng này

+ Nếu mực nước hồ cao hơn giới hạn trên của v ng này thì được phép tăng công suất phát để đưa mực nước hồ về đường giới hạn dưới của vùng này

- Vùng V (Vùng hạn chế cấp nước và phát điện): Khi mực nước trong hồ chứa nằm trong v ng này thì NMTĐ Sông Tranh 2 hạn chế phát với công suất đảm bảo để

để đưa mực nước hồ về đường giới hạn trên của vùng này

Trong tính toán thủy năng theo iểu đồ điều phối vận hành hồ chứa thì dòng chảy trong m t thời đoạn tính toán (dòng chảy trung ình tháng coi như iết trước (dự báo trên cơ sở chuỗi thủy văn quá khứ) Do đó, iểu đồ điều phối được sử dụng theo nguyên tắc sau:

- Tùy thu c vào mực nước trong hồ chứa ở thời điểm bắt đầu của thời đoạn tính toán, căn cứ vào biểu đồ điều phối thì xác định vùng làm việc của nhà máy thủy điện trong thời đoạn tính toán;

- Xác định lưu lượng xả trung bình ứng với vùng làm việc trong thời đoạn tính toán;

- Xác định mực nước của hồ chứa tại thời điểm cuối thời đoạn tính toán;

- Kiểm tra trên biểu đồ điều phối nếu mực nước hồ cuối thời đoạn tính toán nằm

ở vùng nào trên biểu đồ điều phối và so sánh với vùng làm việc đầu thời đoạn tính toán Nếu như hai v ng làm việc trùng nhau thì việc tính toán thủy năng cho thời đoạn chấm dứt, còn nếu vùng làm việc thay đổi cần chính xác lại lưu lượng trung bình tại thời đoạn tính toán

- Trong trường hợp chuyển vùng làm việc, tính toán lại với lưu lượng trên thì ta xác định mực nước hồ tại cuối thời đoạn tính toán, kiểm tra xem mực nước hồ cuối

DUT.LRCC