Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng và than

Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng và than Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng và than Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng và than Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng và than

TỔNG QUAN

Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây và định hướng đến năm 2030, Đồng bằng sông Cửu Long sẽ phát triển 14 nhà máy nhiệt điện, riêng tỉnh Tiền Giang sẽ có 2 nhà máy để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng; Đề án điều chỉnh Quy hoạch điện VII đặt mục tiêu hạn chế phát triển nhiệt điện than và nâng cao tỷ trọng năng lượng tái tạo lên 27.000 MW đến năm 2030 Khi năng lượng tái tạo được đẩy mạnh, tỷ trọng sử dụng than sẽ giảm và Việt Nam vẫn phải đảm bảo an ninh năng lượng bằng cách đa dạng hóa các nguồn phát điện; hiện nay không nước nào phát triển hoàn toàn bằng năng lượng tái tạo Trong khi nhiệt điện khí vẫn phụ thuộc nguồn cấp khí để thay thế nhiệt điện than, khi nguồn cấp khí thiếu mà nhu cầu lớn, Việt Nam vẫn cần đa dạng hóa nguồn điện và tiếp tục phát triển nhiệt điện than nhưng ưu tiên công nghệ sạch.

Trung tâm Điện lực Tân Phước do Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) làm chủ đầu tư là dự án nguồn điện trọng yếu nằm trong Quy hoạch điện VII điều chỉnh và đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt nhằm đảm bảo cung cấp điện cho miền Nam Dự án được dự kiến đặt tại xã Tân Phước, huyện Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang, trên bờ phải sông Soài Rạp, cách thành phố Hồ Chí Minh khoảng 52km về phía Tây – Nam Để đảm bảo dự án phát huy hiệu quả, nhà thầu tư vấn PECC2 được giao nhiệm vụ đề xuất phương án nhiên liệu tối ưu cho Trung tâm Điện lực Tân Phước trên cơ sở phân tích, đánh giá và so sánh 2 loại nhiên liệu than và LNG về các mặt kinh tế - kỹ thuật, môi trường, an ninh năng lượng, khả năng cung cấp nhiên liệu, giá thành sản xuất điện, tác động đến giá điện của hệ thống, bố trí luồng cấp khí, than… Và trên cơ sở phương án nhiên liệu được lựa chọn, PECC2 sẽ thực hiện các bước tiếp theo.

Đề án liên quan đến hai nhiệm vụ chính là khảo sát và lập quy hoạch địa điểm xây dựng TTĐL Tân Phước tại xã Tân Phước, huyện Gò Công Đông, tỉnh Tiền Giang, nhằm đánh giá điều kiện địa lý, hạ tầng và tác động môi trường để xác định vị trí tối ưu Đồng thời, đề tài "Tính toán kinh tế nhà máy nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) và than" được triển khai nhằm so sánh chi phí đầu tư, vận hành và hiệu quả kinh tế của hai nguồn nhiên liệu, từ đó lựa chọn giải pháp nhiên liệu phù hợp với điều kiện kinh tế–kỹ thuật của địa phương hiện nay Kết quả của hai nhiệm vụ này sẽ cung cấp cơ sở dữ liệu và khuyến nghị đầu tư cho dự án TTĐL tại Tiền Giang, đảm bảo tối ưu chi phí, an toàn vận hành và bền vững môi trường.

Nhiệm vụ và mục tiêu của đề tài

Đề tài nhằm so sánh tính kinh tế và tính khả thi của nhà máy nhiệt điện sử dụng LNG (thiên nhiên hóa lỏng) và than Xây dựng các hàm tính toán chi phí đầu tư, chi phí vận hành, chi phí bảo trì và giá thành mỗi kWh điện khi vận hành với hai loại nhiên liệu khác nhau Mục tiêu là cung cấp một khuôn khổ phân tích chi phí–hiệu quả nhằm đánh giá tổng chi phí, hiệu suất và tính khả thi của các phương án nhiệt điện LNG so với nhiệt điện than, từ đó hỗ trợ quyết định đầu tư và triển khai dự án bền vững.

Phạm vi nghiên cứu

 Khảo sát hệ thống phát điện của nhà máy nhiệt điện

 Tìm các yếu tố liên quan đến kinh tế và kỹ thuật

 Xây dựng các hàm chi phí dựa vào các yếu tố trên

 So sánh tính kinh tế khi sử dụng 2 loại nhiên liệu khác nhau

 Nhận xét và kết luận

Giới hạn đề tài tập trung vào mối quan hệ giữa chi phí năng lượng đầu vào và giá thành năng lượng đầu ra, từ đó xác định chi phí phát điện khi sử dụng hai loại nhiên liệu là khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) và than Bài viết đánh giá sự khác biệt về chi phí và hiệu suất giữa LNG và than để làm rõ ảnh hưởng của chọn lựa nhiên liệu đến chi phí phát điện, đồng thời phân tích các yếu tố như chi phí năng lượng đầu vào, hiệu suất hệ thống và chi phí vận hành Mục tiêu là cung cấp căn cứ định lượng cho quyết định đầu tư và vận hành hệ thống điện dựa trên LNG hoặc than, hướng tới tối ưu hóa chi phí và giá thành điện năng cho người tiêu dùng.

Phương pháp nghiên cứu

 Nghiên cứu lý thuyết về nhà máy nhiệt điện

 Nghiên cứu mô hình hệ thống phát điện của nhà máy nhiệt điện

 Nghiên cứu lý thuyết xây dựng các hàm chi phí của các phương pháp phát điện với 2 loại nhiên liệu là LNG và than

 Tham khảo các kết quả nghiên cứu của các nước phát triển trong lĩnh vực này

 Phân tích các kết quả nhận đƣợc và các kiến nghị

 Đánh giá tổng quát toàn bộ đề tài Đề nghị hướng phát triển của đề tài.

Kết quả dự kiến và giá trị thực tiễn

Dựa trên các tài liệu tham khảo và sự ứng dụng các phương pháp toán học phù hợp, quá trình tính toán sẽ xác định loại nhiên liệu tối ưu cho nhà máy nhiệt điện địa phương, từ đó đảm bảo vận hành ổn định và lâu dài Việc lựa chọn nhiên liệu tối ưu này giúp đáp ứng nhu cầu điện của khu vực một cách hiệu quả và nâng cao hiệu quả sản xuất điện năng.

Nội dung đề tài

Chương 1 : Giới thiệu đề tài

Chương 2 : Cơ sở lý thuyết của nhà máy nhiệt điện

Chương 3 : Xây dựng hàm chi phí của các phương pháp phát điện

Chương 4 : Kết luận và hướng phát triển của đề tài

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Một số thiết bị chính trong nhà máy nhiệt điện

Trong nhà máy nhiệt điện có rất nhiều thiết bị nhƣng ta chỉ xét đến các thiết bị chính phục vụ trong nhà máy:

Trong mọi nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị thiết yếu để hâm nóng nước và sản sinh hơi bão hòa, rồi dẫn hơi tới thiết bị gia nhiệt thành hơi quá nhiệt Quá trình này cung cấp nguồn hơi ổn định cho hệ thống gia nhiệt, phục vụ cho vận hành liên tục của máy phát điện Nhờ lò hơi, nước được chuyển hóa thành hơi bão hòa ở điều kiện thích hợp, sau đó được gia nhiệt để thành hơi quá nhiệt, tối ưu hiệu suất và hiệu quả của quá trình phát điện.

Tuabin hơi-khí: là nơi biến đổi nhiệt năng của hơi thành cơ năng quay roto tuabin

Máy phát điện: có nhiệm vụ biến cơ năng thành nhiệt năng phục vụ cho các quá trình sản xuất

Thiết bị ngưng hơi sau tuabin ngưng tụ hơi thành nước và bơm ngược nước trở lại bể chứa Quá trình thu hồi nước ngưng đã sử dụng phục vụ cho chu trình tạo hơi tiếp theo, giúp tối ưu hóa hiệu suất vận hành và tiết kiệm nước cho hệ thống Nhờ đó hệ thống ngưng hơi đạt hiệu quả cao hơn, giảm tiêu hao nước cấp và nâng cao hiệu quả sản xuất hơi.

Bể chứa là nơi cung cấp nước cho lò hơi và cũng là nơi chứa đựng nước được ngưng lại nhờ thiết bị ngƣng hơi.

Nguyên lý làm việc của lò hơi

2.2.1 Vai trò của lò hơi trong sản xuất điện

Lò hơi là thiết bị đốt cháy nhiên liệu, nơi nhiệt lượng tỏa ra được chuyển hóa thành nhiệt năng của dòng hơi Quá trình này biến nước thành hơi và biến năng lượng của nhiên liệu thành nguồn nhiệt phục vụ cho các hệ thống sưởi ấm và các quy trình công nghiệp Lò hơi đóng vai trò chủ chốt trong cung cấp nhiệt năng ổn định cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Lò hơi là một thiết bị thiết yếu có mặt ở hầu hết các xí nghiệp và nhà máy nhằm sản xuất hơi nước phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng và các ứng dụng công nghiệp trong nhà máy Hơi nước từ lò hơi được dùng để vận hành turbine trong nhà máy điện, đồng thời cung cấp nguồn nhiệt cho các quy trình xử lý và sản xuất, giúp tăng năng suất và hiệu quả vận hành Với vai trò then chốt trong chu trình cung cấp năng lượng, lò hơi đóng góp vào tối ưu hóa chi phí vận hành, đảm bảo an toàn và đáng tin cậy cho hệ thống, từ đó hỗ trợ hoạt động của các nhà máy điện và công nghiệp một cách bền vững.

Trong các quy trình công nghệ tại các nhà máy hóa chất và các ngành công nghiệp thực phẩm như đường, rượu, bia và nước giải khát, quá trình đun nấu, chưng cất dung dịch và sấy sản phẩm đóng vai trò then chốt nhằm đảm bảo hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm Việc lựa chọn thiết bị đun nóng, hệ thống chưng cất và công nghệ sấy phù hợp cho phép kiểm soát nhiệt độ, áp suất và thông số vận hành, đồng thời giảm thiểu tổn thất năng lượng và tối ưu hóa chi phí vận hành Những quá trình này còn đảm bảo tuân thủ các yêu cầu an toàn thực phẩm, vệ sinh và các tiêu chuẩn môi trường liên quan.

Trong các nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuốc bin, phục vụ cho việc sản xuất điện năng, đòi hỏi phải có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ cao

Trong lò hơi, nhiên liệu đốt có thể là rắn (như than, củi, bã mía), lỏng (như dầu nặng FO hoặc dầu diesel DO) hoặc khí Việc lựa chọn loại nhiên liệu phụ thuộc vào nguồn cung, chi phí và yêu cầu vận hành lò, và nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đốt cũng như mức phát thải Các loại nhiên liệu được phân thành rắn, lỏng và khí, mỗi loại có đặc tính cháy và ứng dụng riêng phù hợp với mục tiêu vận hành và tối ưu chi phí.

2.2.2 Nguyên lý làm việc của lò hơi trong nhà máy điện

Trong các lò hơi của nhà máy điện, hơi được sản xuất là hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt hình thành nhờ các giai đoạn đun nóng nước đến sôi để tạo hơi bão hòa và sau đó gia nhiệt để biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao ở các bộ phận của lò Công suất của lò hơi phụ thuộc vào lưu lượng, nhiệt độ và áp suất của hơi, và khi các tham số này tăng lên thì công suất lò hơi cũng tăng theo.

Hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt giữa ngọn lửa và khói với môi chất trong lò hơi phụ thuộc vào tính chất vật lý của môi trường (sản phẩm cháy) và của môi chất tham gia quá trình (nước hoặc hơi) Đồng thời, hiệu suất này còn bị ảnh hưởng bởi hình dáng, cấu tạo và đặc tính của các phần tử lò hơi, cũng như cách chúng được bố trí và vận hành để tối ưu hóa truyền nhiệt và hiệu quả vận hành của hệ thống.

Trên hình 2.1 trình bày nguyên lý cấu tạo của lò hơi tuần hoàn tự nhiên hiện đại trong nhà máy điện

Nhiên liệu và không khí đƣợc phun qua vòi phun số 1 vào buồng lửa số 2, tạo thành hỗn hợp cháy và đƣợc đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt tới

1900 0 C Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu cháy truyền cho nước trong dàn ống sinh hơi

3, nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão hòa Hơi bão hòa theo ống sinh hơi 3 đi lên, tập trung vào bao hơi số 5 Trong bao hơi số 5, hơi đƣợc phân li ra khỏi

Trong quá trình vận hành, nước tiếp tục đi xuống qua ống số 4 đặt ngoài tường lò, sau đó sang ống sinh hơi số 3 để nhận nhiệt bổ sung Hơi bão hòa từ bao hơi số 5 sẽ đi qua ống góp hơi số 6 vào các ống xoắn của bộ quá nhiệt số 7 Tại bộ quá nhiệt số 7, hơi bão hòa chuyển động trong các ống xoắn nhận nhiệt từ khói nóng phía ngoài ống, biến thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn và đi vào ống góp để sang tua bin hơi, nơi nhiệt năng được chuyển đổi thành cơ năng và làm quay tua bin.

Hình 2.1 Nguyên lý cấu tạo của lò hơi

1 Vòi phun nhiên liệu + không khí

6 Bộ quá nhiệt bức xạ

7 Bộ quá nhiệt nửa bức xạ

9 Bộ quá nhiệt đối lưu

17 Ống góp nước Ở đây ống sinh hơi số 3 đặt phía trong tường lò nên môi chất trong ống nhận nhiệt và sinh hơi liên tục do đó trong ống sinh hơi 3 là hỗn hợp hơi và nước, còn ống xuống

4 đặt ngoài tường lò nên môi chất trong ống 4 không nhận nhiệt do đó trong ống 4 là nước Khối lượng riêng của hỗn hợp hơi và nước trong ống 3 nhỏ hơn khối lượng riêng cảu nước trong ống xuống 4 nên hỗn hợp trong ống 3 đi lên, còn nước trong ống 4 đi xuống liên tục tạo nên quá trình tuần hoàn tự nhiên, bởi vậy lò hơi loại này đƣợc gọi là lò hơi tuần hoàn tự nhiên

Buồng lửa trình bày trên hình 2.1 là buồng lửa phun, nơi nhiên liệu được phun vào và cháy lơ lửng trong buồng lửa Quá trình cháy diễn ra trong buồng lửa ở nhiệt độ rất cao, dao động từ 1300°C đến 1900°C, do đó hiệu quả trao đổi nhiệt bức xạ giữa ngọn lửa và dàn ống sinh hơi rất lớn Lượng nhiệt sinh ra từ quá trình cháy được truyền tới dàn ống sinh hơi, từ đó thu được nhiệt lượng phục vụ cho sản xuất hơi nước và nâng cao hiệu suất của hệ thống.

9 ngọn lửa chủ yếu là do trao đổi nhiệt bức xạ Để hấp thu có hiệu quả nhiệt lƣợng bức xạ của ngọn lửa đồng thời bảo vệ tường lò khỏi tác dụng của nhiệt độ cao và những ảnh hưởng xấu của tro nóng chảy, người ta bố trí các dàn ống sinh hơi 3 xung quanh tường buồng lửa

Khói từ buồng lửa sau khi được làm nguội một phần ở cụm phecston trước khi vào bộ quá nhiệt, nơi khói chuyển động ngoài ống truyền nhiệt và hỗn hợp hơi nước chuyển động trong ống Khói ra khỏi bộ quá nhiệt có nhiệt độ còn cao, vì vậy phần nhiệt thừa được tận dụng bằng cách đặt thêm bộ hâm nước và bộ sấy không khí ở đuôi lò Quá trình này cải thiện trao đổi nhiệt và nâng cao hiệu suất của hệ thống.

Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện

2.3.1 Nhà máy điện áp dụng chu trình tuốc bin hơi nước

Hiện nay trên thế giới đã có nhiều loại nhà máy điện biến đổi các dạng năng lượng thiên nhiên thành điện năng, và mức độ hiện đại cùng chi phí điện năng của mỗi loại phụ thuộc vào thời gian nghiên cứu và phát triển công nghệ Đối với các nước đang phát triển như Việt Nam, do nền công nghiệp còn yếu và tiềm năng kinh tế hạn chế, xu hướng xây dựng chủ yếu là nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi hoặc chu trình hỗn hợp nhằm biến đổi năng lượng của nhiên liệu thành điện năng.

2.3.1.1 Chu trình Carno hơi nước Ở phần nhiệt động ta đã biết chu trình Carno thuận chiều là chu trình có hiệu suất nhiệt cao nhất khi có cùng nhiệt độ nguồn nóng và nguồn lạnh Chu trình Carno lý tưởng gồm 2 quá trình đoạn nhiệt và 2 quá trình đẳng nhiệt Về mặt kỹ thuật, dùng khí thực trong phạm vi bão hòa có thể thực hiện đƣợc chu trình Carno và vẫn đạt đƣợc hiệu suất nhiệt lớn nhất khi ở cùng phạm vi nhiệt độ

Chu trình Carnot áp dụng cho khí thực trong vùng hơi bão hòa được biểu diễn trên hình 1.2 Tuy nhiên, đối với khí thực và hơi nước, việc thực hiện chu trình Carnot gặp nhiều khó khăn do đặc tính thực nghiệm và biến đổi trạng thái, khiến cho việc áp dụng chu trình Carnot ở đây trở nên phức tạp và yêu cầu xem xét kỹ các yếu tố liên quan.

Quá trình hơi nhả nhiệt đẳng áp và ngưng tụ thành nước (quá trình 2-3) là ngưng tụ không hoàn toàn; hơi ở trạng thái 3 vẫn là hơi bão hòa và có thể tích riêng rất lớn Vì đặc điểm này, để thực hiện quá trình nén đoạn nhiệt của hơi ẩm theo đường cong 3-4, cần một máy nén có kích thước rất lớn và tiêu hao công suất rất lớn.

Trong chu trình nhiệt động lực học, nhiệt độ tới hạn của nước tương đối thấp, khoảng 374,15 °C, khiến độ chênh nhiệt giữa nguồn nóng và nguồn lạnh không lớn lắm; từ đó công của chu trình ở mức nhỏ, ảnh hưởng đến hiệu suất và thiết kế hệ thống.

Độ ẩm của hơi trong tuốc bin cao dẫn đến sự hình thành các giọt ẩm có kích thước lớn Những giọt ẩm này va đập vào cánh tuốc bin gây tổn thất năng lượng và ăn mòn nhanh bề mặt cánh Do đó, việc kiểm soát độ ẩm của hơi và kích thước giọt ẩm là yếu tố then chốt để duy trì hiệu suất vận hành, giảm tiêu hao năng lượng và kéo dài tuổi thọ của tuốc bin.

Hình 2.2 Chu trình Carno hơi nước

2.3.1.2 Sơ đồ thiết bị và đồ thị chu trình nhà máy điện

Như chúng ta đã biết, chu trình Carno có hiệu suất nhiệt cao nhưng tồn tại một số nhược điểm khi áp dụng cho khí thực Vì vậy, trong thực tế người ta không dùng chu trình Carno mà thay bằng một chu trình cải tiến gần với nó, được gọi là chu trình Renkin Chu trình Renkin là chu trình thuận chiều, biến nhiệt thành công.

Chu trình Rankine là chu trình nhiệt được áp dụng trong mọi loại nhà máy nhiệt điện, trong đó chất làm việc là nước và hơi nước Tất cả các thiết bị của nhà máy nhiệt điện đều giống nhau, trừ thiết bị sinh hơi Trong thiết bị sinh hơi, nước nhận nhiệt để biến thành hơi; đối với nhà máy nhiệt điện, thiết bị sinh hơi là lò hơi, nơi nước nhận nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu Sơ đồ thiết bị của chu trình Rankine cho thấy các thành phần chính như nồi hơi, turbine, máy phát và bình ngưng, cho phép hình dung sự tuần hoàn của nước và hơi qua các thiết bị và quá trình truyền nhiệt.

Trong hệ thống, nước ngưng ở bình ngưng IV ở trạng thái 2’ có các thông số p2, t2, i2 được bơm bằng van V vào thiết bị sinh hơi I; áp suất tăng từ p2 lên p1 (quá trình 2’-3) Trong thiết bị sinh hơi, nước trong các ống sinh hơi nhận nhiệt từ quá trình cháy, nhiệt độ tăng đến sôi (3-4), xảy ra quá trình hóa hơi (4-5) và được làm nóng lên trạng thái quá nhiệt ở bộ quá nhiệt II (5-1) Quá trình 3-4-5-1 là quá trình hóa hơi đẳng áp tại áp suất p1 = const Hơi từ bộ quá nhiệt II ở trạng thái 1 đi vào tuốc-bin III, giãn đoạn nhiệt đến trạng thái 2, biến nhiệt năng thành công suất và sinh công trong tuốc-bin Hơi sau tuốc-bin có thông số p2, t2 đi vào bình ngưng IV, ngưng tụ thành nước (2-2’) rồi được bơm V đưa trở lại lò hơi Quá trình nén trong bơm có thể xem là nén đẳng tích vì nước hầu như không chịu nén (thể tích thay đổi ít).

Hình 2.3 Sơ đồ thiết bị nhà máy điện Hình 2.4 Đồ thị T-s của chu trình NMNĐ

2.3.1.3 Hiệu suất nhiệt lý tưởng của chu trình Renkin

Nhiệt lƣợng môi chất nhận đƣợc trong quá trình đẳng áp 3-1 lò hơi là:

Nhiệt lượng môi chất nhả ra cho nước làm mát trong quá trình đẳng áp 2-2’ ở bình ngƣng là:

2 2 2' q  i i (2.9) Hiệu suất nhiệt của chu trình  t đƣợc tính theo công thức:

Thông thường, ở áp suất không cao lắm, công tiêu tốn cho bơm nước cấp rất bé so với công tuốc bin sinh ra nên ta có thể bỏ qua công bơm, nghĩa là coi i 2' i 3 Khi đó công của chu trình sẽ bằng:

1 2 1 3 2 2' 1 2 l q q      i i i i i i (2.11) Hiệu suất nhiệt chu trình sẽ bằng:

2.3.2 Nhà máy điện dùng chu trình hỗn hợp tuốc bin khí-hơi

Chu trình hỗn hợp là một chu trình ghép, gồm chu trình Rankine hơi nước và chu trình tuabin khí Sơ đồ thiết bị và đồ thị T-S của chu trình được thể hiện trên hình 1.4.

Hệ thống thiết bị được cấu thành bởi thiết bị sinh hơi I (buồng đốt), tuốc bin hơi nước 2 và bình ngưng hơi 3, bơm nước cấp 4, bộ hâm nước 5, tuốc bin khí 6 và máy nén không khí 7.

Nguyên lý làm việc của chu trình thiết bị được mô tả như sau: Không khí được nén ở áp suất và nhiệt độ cao tại máy nén 7, sau đó được đưa vào buồng đốt I cùng với nhiên liệu và cháy ở áp suất không đổi Sau khi nhả một phần nhiệt cho nước thông qua dàn ống của buồng đốt I, sản phẩm cháy đi vào tuốc bin khí 6, giãn nở để sinh công Ra khỏi tuốc bin, khí cháy vẫn còn nhiệt độ cao và tiếp tục đi qua bộ hâm nước 5 để làm nóng nước trước khi thải ra ngoài.

Nước được bơm bởi 4 bơm qua bộ hâm nước 5 và đẩy vào dàn ống của buồng đốt I trong chu trình Rankine Tại đây, nước nhận nhiệt và biến thành hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt đi vào tuốc-bin hơi 2, giãn nở qua đoạn nhiệt và sinh công Sau khi thoát khỏi tuốc-bin, hơi được đưa tới bình ngưng 3 để nhả nhiệt ở áp suất đẳng và ngưng tụ thành nước Nước được bơm lại bởi 4 bơm trở về lò, lặp lại chu trình.

Trong hình 2.5, sơ đồ thiết bị và đồ thị T-s của chu trình hỗn hợp được trình bày đồng thời, cho thấy đồ thị T-s của chu trình nhiệt được thể hiện trên cùng một hình Nhiệt lượng do quá trình cháy nhiên liệu tỏa ra được chia thành hai phần: một phần dùng để sản xuất hơi nước trong thiết bị sinh hơi 1, và một phần cấp cho tuốc bin khí 6 để khai thác công suất của chu trình.

- a-b quá trình nén đoạn nhiệt không khí trong máy nén khí 7

- b-b quá trình cấp nhiệt (cháy) đẳng áp trong buồng đốt 1

- c-d quá trình dãn nở đoạn nhiệt sinh công trong tuốc bin khí 6

- d-a quá trình nhả nhiệt đẳng áp trong bộ hâm nước 5

- 3-4-5-1 quá trình nước nhận nhiệt đẳng áp trong bộ hâm 5 và buồng đốt 1

- 1-2, 2-2, 2-3 là các quá trình dãn nở đoạn nhiệt trong tuốc bin, ngƣng đẳng áp trong bình ngƣng, nén đoạn nhiệt trong bơm nhu ở chu trình Renkin

Hiệu suất chu trình là:

Trong đó: l là công của tuốc bin hơi và tuốc bin khí, l=l h +l k q 1 là nhiệt lƣợng nhiên liệu tỏa ra khi cháy trong buồng đốt 1

Các công nghệ mới ứng dụng trong nhà máy nhiệt điện

2.4.1 Công nghệ mới cho nhà máy nhiệt điện đốt than

Nhiệt điện than vẫn chiếm tỷ trọng lớn trong cơ cấu sản xuất điện năng Do đó, các mục tiêu cấp bách hiện nay là giảm tiêu thụ than, giảm lượng tro xỉ và giảm phát thải khí nhà kính, đồng thời tăng hiệu suất của lò đốt mà không cần những thay đổi tốn kém về thiết bị của nhà máy nhiệt điện.

Hiện tại, các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam vẫn chỉ dùng một loại than ổn định cho toàn bộ chu kỳ vận hành, được chọn từ giai đoạn thiết kế là than antraxit – một loại than có độ cháy kém và khó bắt lửa Việc trộn nó với than nhập khẩu cùng loại không gặp trở ngại về mặt kỹ thuật, nhưng trộn với các loại than khác sẽ là vấn đề lớn do hệ thống thiết bị của nhà máy rất lớn, vận hành phức tạp và tiêu thụ lượng than rất lớn; thêm vào đó, còn rất ít nghiên cứu về vấn đề này Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã tìm ra giải pháp trộn than antraxit của Việt Nam với than á bitum của Indonesia – một loại than có chất lượng phù hợp – nhằm cải thiện đặc tính đốt và tối ưu hóa hiệu quả vận hành.

20 bốc cao, dễ cháy Cách làm này nhằm giảm chi tiêu của than nội địa xấu (nhƣ giảm lƣợng tro), từ đó cải thiện quá trình cháy, tăng hiệu suất cháy và giảm lƣợng than tiêu thụ Cụ thể, sử dụng quy trình công nghệ mới, các nhà máy nhiệt điện có thể tăng hiệu suất cháy than từ 2-5% mà không cần phải cải tạo gì lớn, ngoài việc trang bị thêm thiết bị trộn Đây là ƣu điểm mà các nhà máy nhiệt điện của Việt Nam có thể ứng dụng

Hiện nay, phần lớn các nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) trong nước sử dụng nguồn nhiên liệu là than Năm 2015, ngành Điện cần khoảng 33,3 triệu tấn than, đến năm

2020 con số này dự kiến là 79 triệu tấn và năm 2025 sẽ là 116 triệu tấn Trong khi nhu cầu than ngày càng tăng, sản lượng than trong nước cũng chỉ đáp ứng ở mức 32 triệu tấn/năm thì việc nhập khẩu than là tất yếu Loại than nhập dự kiến là bitum hoặc á bitum Tuy nhiên, việc nhập khẩu than làm nảy sinh một số khó khăn

Ở Việt Nam, than antraxit nội địa được dùng làm nguồn nhiên liệu chính cho các NMNĐ và được chỉ định ngay từ khâu thiết kế, buộc phải dùng suốt vòng đời vận hành của nhà máy Việc cân nhắc sử dụng đồng thời hai loại than – antraxit và á bitum (hoặc bitum) – đặt ra câu hỏi về sự phù hợp với hệ thống thiết bị hiện có và ảnh hưởng của việc phối trộn than nội địa với than nhập khẩu tới hiệu suất vận hành Để làm rõ những vấn đề này, Bộ Khoa học và Công nghệ đã giao cho Hội Khoa học kỹ thuật nhiệt Việt Nam chủ trì một đề tài thuộc Chương trình KH&CN trọng điểm cấp Nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ năng lượng” (KC05) Đề tài mang mã KC05.25/11/15 “Nghiên cứu công nghệ đốt than trộn của than trong nước khó cháy với than nhập khẩu dễ cháy nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu tại các NMNĐ đốt than ở Việt Nam” đã hoàn thành với kết quả đặc biệt xuất sắc Đề tài do PGS.TS Trương Duy Nghĩa, Chủ tịch Hội Khoa học kỹ thuật nhiệt Việt Nam làm chủ nhiệm, có mục tiêu đưa ra các giải pháp kỹ thuật đốt than trộn tại các NMNĐ đốt than có công suất từ 200 MW trở lên, dựa trên xác định tỷ lệ trộn hợp lý giữa than nội địa và than nhập khẩu để nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu.

21 lý các nguồn than (nội, ngoại), đạt hiệu quả cao theo hướng ổn định về chủng loại và chất lƣợng than

Theo PGS.TS Trương Duy Nghĩa, phần lớn NMNĐ Than ở Việt Nam đang sử dụng than anthracit, một loại than rất khó cháy Việc trộn than anthracit với loại than nhập ngoại cùng loại thường không gây trở ngại về kỹ thuật, nhưng khi trộn với các loại than khác có thể gặp vấn đề lớn Khi hai chủng loại than khác nhau được trộn lẫn, đặc tính của than sẽ thay đổi so với thiết kế ban đầu, đòi hỏi nghiên cứu kỹ về đáp ứng của thiết bị và chế độ vận hành của nhà máy trong điều kiện mới.

Nhóm nghiên cứu đề tài đã triển khai thí nghiệm tại Công ty CP Nhiệt điện Ninh Bình bằng phương pháp trộn than á bitum nhập khẩu từ Indonesia với than antraxit của Việt Nam nhằm giảm các chỉ tiêu xấu của than nội địa như tro xỉ và hàm lượng cacbon trong tro, từ đó cải thiện quá trình cháy và tăng hiệu suất đốt Quá trình thử nghiệm đã hoàn tất với đốt than nhập khẩu ở các tỷ lệ 5%, 10%, 20% và 30%, đồng thời xác định các hạng mục liên quan đến hiệu chỉnh chế độ đốt ở lò hơi.

Trong quá trình đốt than trộn, không xảy ra hiện tượng bất thường và hệ thống thải tự động của lò hơi vận hành ổn định; hàm lượng NOx trong khói giảm 10-15% so với đốt bằng 100% than nội địa; hiệu suất của lò hơi đồng đều hơn giữa các phụ tải và tăng từ 2-5% so với đốt than nội địa 100% Đặc biệt, ở tỷ lệ 10-20% than ngoại nhập, thí nghiệm ghi nhận chế độ vận hành tốt nhất cho lò hơi, với hiệu suất trung bình đạt 84-85% so với 82% khi đốt hoàn toàn than nội địa trước thời điểm thí nghiệm, ông Trịnh Văn Đoàn, Giám đốc Công ty cổ phần Nhiệt điện Ninh Bình khẳng định.

Xét về mặt kinh tế, hiệu suất nhà máy đƣợc nâng lên từ 1 đến 5%, lƣợng tro thải giảm 10%, hàm lƣợng cacbon trong tro giảm 10%, giảm 2-5% tổn thất do than chƣa cháy hết Theo nhận định của các nhà khoa học, nếu các NMNĐ đốt than đều áp dụng

Ở Công ty cổ phần Nhiệt điện Ninh Bình, hiệu suất phát điện được nâng lên đáng kể nhờ tối ưu hóa vận hành và tiết kiệm nhiên liệu Chỉ cần tiết kiệm 1% nhiên liệu, nước ta sẽ giảm tiêu thụ 333.000 tấn than, tương đương gần 33 triệu USD với mức giá trung bình 100 USD/tấn, đồng thời góp phần cải thiện chi phí sản xuất và an ninh năng lượng quốc gia.

2.4.2 Tiềm lực cho nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu khí thiên nhiên hóa lỏng

LNG (Liquefied Natural Gas) là khí thiên nhiên được hóa lỏng ở nhiệt độ cực thấp, xuống âm 162 o C, sau khi đã loại bỏ các tạp chất; thành phần chủ yếu của LNG là methane.

Do chỉ chiếm 1/600 thể tích so với khí thiên nhiên ở điều kiện tiêu chuẩn (15 độ

LNG được vận chuyển với khối lượng lớn bằng tàu vượt đại dương có tải trọng từ 140.000–260.000 m3 Các tàu chở LNG này kết nối nơi sản xuất với nhiều nước trên thế giới, đảm bảo nguồn cung năng lượng đến nhiều thị trường quốc tế Quá trình vận chuyển LNG bằng đường biển ở quy mô này giúp tối ưu hóa chu trình cung ứng nhiên liệu trên toàn cầu.

Sau khi được vận chuyển đến nơi tiêu thụ, LNG được chuyển đổi trở lại sang dạng khí nhờ hệ thống thiết bị tái hóa khí, sau đó khí được bơm vào đường ống vận chuyển tới các hộ tiêu thụ Quy trình tái hóa khí LNG giúp cung cấp nguồn khí tự nhiên ổn định và an toàn cho người dân và các khu công nghiệp.

Khi đó LNG được sử dụng tương tự như khí khô, làm nguyên liệu và nhiên liệu cho phát điện, sản xuất phân đạm, methanol và DME, đồng thời phục vụ cho các hộ công nghiệp và khu đô thị.

LNG đƣợc chuyên chở bằng xe bồn, tàu hỏa, tàu ven biển có dung tích từ 2500-

12000 m3 đến những hộ tiêu thụ ở xa đường ống dẫn khí, các thị trường khu vực ven biển, các đảo ngoài khơi

LNG, hay khí tự nhiên hóa lỏng, hiện đang được mua bán rất phổ biến trên thị trường quốc tế và đã trở thành nguồn năng lượng quan trọng của nhiều quốc gia trên thế giới, bao gồm Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, Trung Quốc, các nước châu Âu và Bắc Mỹ Các nước xuất khẩu LNG lớn nhất thế giới nằm ở khu vực Trung Đông, Australia và Nga, đóng vai trò chủ chốt trong cung cấp nguồn cung cho thị trường năng lượng toàn cầu.

Ảnh hưởng của nhà máy nhiệt điện than và khí đến môi trường

2.5.1 Những bãi chứa tro xỉ khổng lồ đang hình thành:

Theo tính toán, để có công suất 36.000MW vào năm 2020, các nhà máy nhiệt điện cần

67 triệu tấn than/năm, và để làm ra 75.000MW công suất năm 2030, các nhà máy nhiệt điện cần tới 171 triệu tấn than/năm

Tro xỉ chiếm trung bình khoảng 25–60% lượng than nhiên liệu, tùy thuộc vào chất lượng than và hiệu quả đốt cháy của công nghệ đang áp dụng Vì vậy, Việt Nam đang đối mặt với vấn đề môi trường từ sự phát triển của các nhà máy nhiệt điện than Đến năm 2030, cần quản lý các bãi chứa tro xỉ có diện tích lớn, được phân bố dọc theo chiều dài đất nước qua các trung tâm điện lực lớn từ miền Bắc, miền Trung đến Đồng bằng sông Cửu Long.

Theo dự báo đến năm 2020, khi có 43 nhà máy nhiệt điện đi vào hoạt động, lượng tro xỉ thải ra sẽ rất lớn và để chứa hết lượng phế thải đó cần khoảng 600 nghìn ha đất, tức sau bốn năm trung bình sẽ mất diện tích của một xã Ông Nguyễn Thế Hiệp, Trưởng Phòng Kỹ thuật Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 thuộc Tổng Công ty Phát điện 3 (GENCO 3), một đơn vị thành viên của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), được ủy quyền làm chủ đầu tư và cho biết tro xỉ của Nhà máy này vẫn đang được quản lý theo các quy định hiện hành.

Trong 27 lần liên hệ, không có ai xin mua; có người đến đặt vấn đề nhưng sau khi biết tro xỉ chứa đá vôi và nước biển, họ từ chối và cũng không lấy mẫu.

Nhà máy nhiệt điện này gồm hai tổ máy, mỗi tổ máy có công suất 540 MW, với tổng vốn đầu tư khoảng 33.614 tỷ đồng Nó sử dụng công nghệ nhiệt điện ngưng hơi truyền thống với thông số hơi cận tới hạn và công nghệ lò hơi đốt than kiểu CFB, được triển khai bởi nhà thầu Hyundai Engineering and Construction Co Ltd (Hàn Quốc) Đây là một trong những công trình năng lượng quan trọng của miền Bắc Mỗi năm, nhà máy thải ra khoảng 1 triệu tấn tro xỉ.

Hiện nay, nhà máy có một bãi xỉ với sức chứa khoảng 4 năm theo thiết kế Tổng mức đầu tư cho giai đoạn 1 xây dựng bãi thải xỉ là khoảng 170 tỷ đồng, cao 24 m so với mực nước biển Khi đến thời điểm đổ thải, bãi xỉ này sẽ được tiếp tục xử lý bằng cách lấp đất và trồng cây xanh để phục hồi môi trường.

Hình 2.6 Bể chứa tro xỉ của Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 có tổng vốn đầu tư

Công ty Nhiệt điện Duyên Hải đã đi vào hoạt động nhưng vẫn chưa có phương án xử lý nguồn tro xỉ thải Trung tâm điện lực Duyên Hải quy hoạch tổng thể bốn nhà máy với tổng công suất khoảng 4.000 MW, trong đó đã đƣa vào vận hành 1.245 MW

Mặc dù đã dành khoảng 80 ha cho bãi thải của bốn nhà máy nhiệt điện, khu vực này vẫn bị quá tải chỉ sau 3–4 năm vận hành Ông Nguyễn Hữu Phiên, Giám đốc Công ty Nhiệt điện Duyên Hải, cho biết nhà máy được thiết kế theo công nghệ thải tro xỉ khô nhằm tối ưu xử lý và vận hành bãi thải.

Tro bay được thu gom trong nhà máy và đẩy ra bằng hệ thống đường ống nén khí đến các xi-lô gần bãi thải nhằm hạn chế bụi Giải pháp trước mắt của công ty là nén chặt, chôn lấp tro tại bãi thải Tuy nhiên, nếu tro xỉ thải chưa được xử lý và có hướng sử dụng chắc chắn, sẽ ứ đọng và gây hại cho môi trường cũng như người dân địa phương.

Câu chuyện xung quanh việc tro xỉ của Nhà máy Nhiệt điện Vĩnh Tân 2 gây ô nhiễm, bức xúc trong nhân dân diễn ra gần đây, một lần nữa đƣa vấn đề xử lý, tận dụng hiệu quả tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện thành tâm điểm của dƣ luận Việc đem tro xỉ đi chôn lấp chỉ là phương án cuối cùng, phương án cổ điển nhất khi chưa có phương án khả thi

Theo số liệu điều tra mới nhất của Bộ Xây dựng, lƣợng tro xỉ, thạch cao đƣợc xử lý và sử dụng mới chỉ chiếm 30% (khoảng 5 triệu tấn) so với tổng lƣợng thải ra hàng năm Nhƣ vậy, 70% tồn đọng đang và sẽ gây áp lực rất lớn về bãi chứa và vấn đề bảo vệ môi trường

Riêng lượng tro xỉ tích lũy của các nhà máy điện than trong năm 2016 ước tính khoảng 23 triệu tấn và được dự báo lên tới 109 triệu tấn vào năm 2020, cho thấy áp lực lớn về quản lý và xử lý tro xỉ trong ngành điện than Do đó, cần đẩy mạnh quản lý tro xỉ, đầu tư công nghệ xử lý và tận dụng tro xỉ thành vật liệu xây dựng hoặc phụ gia sản xuất nhằm giảm thiểu tác động môi trường, tăng hiệu quả tái chế và đảm bảo nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp.

Bộ Xây dựng nhấn mạnh rằng nếu chất thải chưa được xử lý triệt để, trong tương lai lượng chất thải này sẽ gây áp lực vô cùng lớn lên công tác bảo vệ môi trường Việc xử lý hiệu quả chất thải là yếu tố then chốt để duy trì môi trường sạch và bền vững, đồng thời giảm thiểu tác động tiêu cực đến sức khỏe và cộng đồng Do đó, cần tăng cường quản lý chất thải từ nguồn phát sinh, áp dụng các biện pháp xử lý tiên tiến và giám sát chặt chẽ chu trình từ thu gom đến xử lý Các biện pháp này không chỉ bảo đảm sự cân bằng sinh thái mà còn tối ưu hóa nguồn lực và tạo nền tảng phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Vụ tràn tro xỉ tại nhà máy nhiệt điện than Kingston thuộc Tennessee Valley Authority (TVA) ở Hoa Kỳ xảy ra vào ngày 22 tháng 12 năm 2008 Sự cố này làm dậy lên nhận thức của người dân và cả cộng đồng về những rủi ro liên quan đến các bãi thải tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện nếu quản lý và xử lý không đúng cách Tro xỉ rò rỉ và tràn ra môi trường có thể gây ô nhiễm đất, nước và tác động tiêu cực đến sức khỏe của cư dân sống ven khu vực xả thải cũng như hệ sinh thái xung quanh sông Tennessee Sau sự kiện này, các cơ quan quản lý và ngành công nghiệp đã tăng cường giám sát, đánh giá và nâng cao tiêu chuẩn quản lý tro xỉ, đồng thời thúc đẩy công nghệ lưu trữ an toàn và các biện pháp tái chế nhằm giảm thiểu rủi ro môi trường và xã hội.

Thời điểm đó, EPA Mỹ cho rằng tro nhà máy điện không phải chất thải nguy hiểm và không thuộc phạm vi điều tiết chất thải nguy hiểm theo Phần C của Luật Bảo tồn và Khôi phục Tài nguyên (RCRA) Đây là một bài học đáng suy ngẫm về cách đánh giá và quản lý tro thải từ các nhà máy điện, nhấn mạnh vai trò của khung pháp lý trong bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Trên thế giới, tro xỉ đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và các ứng dụng của tro xỉ được chia thành ba nhóm chính: ứng dụng công nghệ thấp, ứng dụng công nghệ trung và ứng dụng công nghệ cao Nhóm công nghệ thấp tập trung vào tái chế và sử dụng tro xỉ làm phụ gia xây dựng như phần bổ sung cho bê tông và xi măng, cải thiện tính chất của nền đường và vật liệu làm gạch Nhóm công nghệ trung hướng tới sản phẩm vật liệu mới và ứng dụng môi trường như gạch không nung, vật liệu ceramic và các hệ lọc, xử lý khói bụi, đất đai và nước thải Nhóm công nghệ cao khai thác tro xỉ ở dạng vật liệu chức năng như geopolymers, chất hấp thụ, xúc tác và các ứng dụng công nghệ tiên tiến trong công nghiệp và môi trường, mang lại hiệu quả về tiết kiệm tài nguyên và giảm phát thải.

XÂY DỰNG HÀM CHI PHÍ CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÁT ĐIỆN

Chi phí hệ thống phát điện thông thường

Electricity generation cost (CE) typically comprises three main components: capital installation cost (CAPEX), operation and maintenance cost (O&M), and fuel cost In practice, the cost of electricity is usually expressed in dollars per kilowatt-hour ($/kWh) or cents per kilowatt-hour, and this breakdown underpins the levelized cost of electricity (LCOE) used to compare different generation options.

Tỉ lệ ba loại chi phí này trên tổng chi phí phát điện thay đổi khác nhau tùy theo loại nhà máy, công nghệ sử dụng

Chi phí vốn-lắp đặt (C&I) phụ thuộc chủ yếu vào giá cả thiết bị, công nghệ và công suất của hệ thống Trong khi đó, chi phí vận hành-bảo dưỡng (O&M) chịu tác động lớn từ mức tiêu thụ năng lượng thực tế, hiệu suất và độ tin cậy của thiết bị, cùng với chi phí nhân công và vật liệu cần thiết cho bảo trì và vận hành hàng ngày Vì vậy, khi lên kế hoạch dự án, cần ước tính cả hai thành phần để xác định tổng chi phí vòng đời (TCO) và tối ưu hóa chi phí trong suốt thời gian vận hành.

Việc thiết kế vận hành hệ thống, bảo dưỡng và quản lý mạng lưới cung cấp linh kiện là yếu tố then chốt để tối ưu hiệu suất và độ ổn định của hệ thống Chi phí nhiên liệu chỉ là chi phí mua nhiên liệu để phát điện và phụ thuộc nhiều vào hiệu suất cũng như tỉ lệ biến đổi nhiệt của thiết bị Đối với các nguồn phát điện từ năng lượng tái tạo như gió, mặt trời, thủy triều và địa nhiệt, chi phí nhiên liệu không còn tồn tại vì đây được coi là nguồn năng lượng tự nhiên vô tận.

Trong các loại hình nhiệt điện, chi phí đầu tư cho các dự án nhiệt điện than là cao nhất, khoảng 1200 USD/kW đối với các nhà máy có công suất lớn, hiện đại và mức độ ô nhiễm thấp Các nhà máy nhiệt điện khí có mức đầu tư khoảng 600 USD/kW Thời gian xây dựng các dự án nhiệt điện cũng tương đối dài: nhiệt điện than mất khoảng 3–5 năm tùy quy mô, trong khi nhiệt điện khí khoảng 2 năm.

Bảng 3.1: Chi phí cố định dầu tƣ nhiệt điện

Chi phí vốn/kW Số năm xây dựng

Chi phí nguyên liệu đóng vai trò khác biệt giữa dự án thủy điện và nhiệt điện; ngược với thủy điện, nhiệt điện phải gánh thêm chi phí nhiên liệu Nhiệt điện than có vốn đầu tư ban đầu cao nhưng chi phí nguyên liệu thấp hơn rất nhiều so với nhiệt điện khí Theo tính toán, chi phí bình quân để sản xuất 1 kWh điện từ than chỉ khoảng 1,4 cent, trong khi để sản xuất 1 kWh điện từ khí lên tới khoảng 4 cent, tức chi phí cho điện khí cao gần gấp 3 lần so với điện than.

Bảng 3.2: Chi phí nguyên liệu nhiệt điện

Chi phí nguyên liệu cent/kWh Giá nguyên liệu

BTU) Phân tích chi phí:

Theo quyết định số 2014/QĐ-BCN, thời gian vận hành một năm của nhà máy nhiệt điện than là 6.500–7.000 giờ/năm Trên cơ sở đó, có thể giả định nhiệt điện than vận hành khoảng 6.500 giờ mỗi năm, còn ở nước ta hiện nay các nguồn điện được đánh giá ở mức độ ưu tiên dựa trên chi phí sản xuất nên nguồn nhiệt điện khí có thể vận hành ở mức thấp hơn, khoảng 6.000 giờ mỗi năm, trong khi nhiệt điện dầu thường chỉ được dùng để chạy nguồn phụ tải vào giờ cao điểm Dưới đây là bảng tính chi phí cố định bình quân để sản xuất 1 kWh điện với các giả định trên.

Bảng 3.3 Chi phí vốn trên mỗi kWh nhiệt điện

Chi phí cố định trên mỗi kW và kWh

Chi phí vốn trên kW

Chi phí cố định tính bằng cent/kWh

Trong nhiệt điện khí, để tính tổng chi phí phát điện, chi phí nguyên liệu và chi phí vận hành – quản lý được đưa vào phần chi phí cố định ở mức 10% Việc ghép các chi phí này vào chi phí cố định giúp ước lượng tổng chi phí sản xuất điện một cách rõ ràng và thuận tiện cho so sánh hiệu quả giữa các phương án.

Bảng 3.4: Tổng chi phí trên mỗi kWh nhiệt điện

Tổng chi phí phát điện (tính bằng cent/kWh)

Nhiên liệu Vận hành – quản lý

So sánh chi phí đầu tƣ, giá thành MWh của các loại phát điện

Dữ liệu về chi phí được thu thập từ hơn 130 nhà máy điện, cho thấy cơ cấu nguồn điện rất đa dạng: 27 nhà máy đốt than đá, 23 nhà máy đốt gas, 13 nhà máy hạt nhân, 19 nhà máy điện gió, 6 nhà máy điện mặt trời, 24 nhà máy nhiệt điện kết hợp (CHP) đang sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau, và 10 nhà máy dựa trên các nhiên liệu hoặc công nghệ khác Những dữ liệu này cho thấy sự quan tâm ngày càng tăng của các quốc gia tham gia vào các nguồn năng lượng tái tạo cho phát điện, đặc biệt là năng lượng gió và hệ thống CHP.

Các tính toán được dựa trên những phương pháp tham khảo trong các nghiên cứu trước đó, tức là các phương pháp tiếp cận chi phí vòng đời Các tính toán sử dụng cho các giả định chung về kỹ thuật và kinh tế Ví dụ nhƣ: kinh tế, vòng đời (40 năm), trung bình tải - yếu tố cơ bản cho nhà máy điện tải nền (85%) và lãi suất chiết khấu (5% và 10%)

Các chi phí phát điện được tính dựa trên chi phí busbar tại trạm biến áp và không bao gồm chi phí truyền tải và phân phối Các chi phí phát sinh liên quan, như khí nhà kính, được ghi nhận riêng nhưng không được tính trong các chi phí đã cung cấp.

Việc thúc đẩy tự do cạnh tranh trong thị trường năng lượng đồng nghĩa với gỡ bỏ các quy định có nguy cơ tạo độc quyền, bởi sự tích hợp độc quyền có thể chuyển chi phí và rủi ro từ nhà đầu tư sang người tiêu dùng và người nộp thuế Các nhà đầu tư hiện đối mặt với nhiều rủi ro và yêu cầu quản lý khi đánh giá đầu tư, vì giá cả tương lai không được biết trước Họ phải chịu trách nhiệm về các rủi ro trong quyết định đầu tư, đồng thời phải đáp ứng các yêu cầu về tỷ suất lợi nhuận và rút ngắn thời gian thu hồi vốn Các nhà đầu tư tư nhân cho rằng giá thực có thể cao hơn 5–10% so với lãi suất chiết khấu được sử dụng, và thời gian cần để phục hồi nguồn vốn có thể ngắn hơn so với 30–40 năm như các nghiên cứu trước đây thường cho thấy.

Công nghệ phát điện bằng than đá

Hình 3.2 Nhà máy nhiệt điện Cẩm Phả

Hầu hết các nhà máy điện chạy than đá đã xây dựng với các chi phí cụ thể khác nhau, giao động từ 1000 đến 1500 USD/kWh Thời gian xây dựng khoảng bốn năm cho hầu hết các nhà máy điện Giá nhiên liệu (than đá, than nâu hoặc lignite) dùng cho các nhà máy điện đƣợc giả định bởi sự phản hồi ứng với thời kỳ kinh tế khác nhau tùy thuộc vào các quốc gia

Với lãi suất chiết khấu 5%, chi phí phát điện khoảng 25 đến 50 USD/MWh cho hầu hết các các nhà máy điện than đá Thông thường, chi phí đầu tư ít hơn một phần ba tổng số, trong khi đó chi phí O&M chiếm 20% và chi phí nhiên liệu chiếm 45%

Với lãi suất chiết khấu 10%, chi phí phát điện chuẩn của hầu hết các nhà máy điện than dao động từ 35–60 USD/MWh Đầu tư ban đầu chiếm khoảng 50% tổng chi phí trong hầu hết các trường hợp, trong khi chi phí vận hành bảo trì (O&M) chiếm 15% và chi phí nhiên liệu chiếm 35%.

Công nghệ phát điện bằng gas

Hình 3.3 Dự án Nhà máy điện Nhơn Trạch 3 và 4 Đối với các nhà máy điện chạy ga chi phí xây dựng cụ thể trong hầu hết các trường hợp giao động trong khoảng từ 400 đến 800 USD/kWh Tại hầu hết các quốc gia, chi phí xây dựng các nhà máy điện chạy ga thấp hơn những nhà máy chạy than và hạt nhân Các nhà máy điện chạy ga xây dựng nhanh chóng và trong hầu hết các trường hợp thời gian hoàn vốn từ hai đến ba năm Quan trọng là các chi phí O&M của nhà máy điện chạy gas thấp hơn đáng kể so với nhà máy điện chạy than hoặc hạt nhân Hầu hết giá gas đƣợc giả định vào năm 2010 là giao động từ 3,5 đến 4,5 USD/GJ Phần lớn cho rằng giá gas leo thang Với lãi xuất chiết khấu 5%, các chi phí ngƣỡng phát điện của các nhà máy điện chạy gas giao động từ 37 đến 60 USD/MWh, nhƣng trong hầu hết các trường hợp còn thấp hơn 55 USD/MWh Chi phí đầu tư ít hơn 15% tổng số chi phí ngưỡng; trong khi chi phí O&M, ít hơn 10% trong hầu hết các trường hợp Chi phí nhiên liệu trung bình gần 80% tổng chi phí ngƣỡng và còn lên đến gần 90% trong một số trường hợp Do vậy, các giả định của giá gas tại thời điểm khai thác và các mức giá

43 leo thang là các nhân tố định hướng trong việc ước lượng chi phí ngưỡng của việc phát điện bằng gas

Giá gas hiện nay đang ở mức tương đối cao Những dự đoán giá gas vào năm

Thuật toán di truyền

Chi phí sản xuất năng lượng điện được mô tả bằng ba nguồn chính: chi phí xây dựng cơ sở, chi phí sở hữu và chi phí vận hành Trong ba thành phần này, chi phí vận hành là quan trọng nhất, do đó trọng tâm phân tích sẽ tập trung vào kinh tế của hoạt động sản xuất điện Việc tối ưu hóa chi phí vận hành giúp cải thiện hiệu quả kinh tế, giảm chi phí cấp điện và tăng khả năng cạnh tranh của nguồn điện trên thị trường Phân tích và quản lý chi phí theo từng yếu tố sẽ hỗ trợ quyết định đầu tư và vận hành dự án điện một cách hiệu quả.

Công suất tối ưu (OPF) và bài toán kinh tế (ED), cùng với bài toán môi trường (EED), đã trở thành những vấn đề cốt lõi trong nghiên cứu và ứng dụng của các hoạt động tối ưu hóa và quy trình lập kế hoạch trong các hệ thống điện hiện đại Nhóm các bài toán này xác định cách phân bổ công suất, tối ưu chi phí vận hành và cân bằng các mục tiêu về hiệu quả kinh tế và tác động môi trường, từ đó nâng cao độ tin cậy và tính bền vững của lưới điện Việc giải OPF, ED và EED cho phép tối ưu hóa nguồn lực, giảm thiểu chi phí và đáp ứng các ràng buộc kỹ thuật và môi trường, đồng thời tối ưu hóa quy trình lên kế hoạch cho hệ thống điện phức tạp ngày nay.

Những các vấn đề đƣợc xây dựng bằng toán học và nhằm mục đích tối ƣu hóa một chức năng mục tiêu đã chọn, chẳng hạn nhƣ chi phí nhiên liệu, trong khi đáp ứng các ràng buộc hoạt động Do đó, giải pháp của những vấn đề này giúp tiết kiệm chi phí tạo ra, đặc biệt là trong các nhà máy nhiên liệu hóa thạch Trong việc giải quyết những vấn đề này, đường cong chi phí nhiên liệu thường được biểu diễn bởi hàm tuyến tính, bậc hai hoặc khối Vì các tham số của các hàm này bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như nhiệt độ hoạt động môi trường xung quanh và sự tổn hao của các tổ máy phát điện, một trong những vấn đề quan trọng nhất là có ƣớc tính chính xác về các thông số đường cong chi phí nhiên liệu của đơn vị nhiệt Do đó, một xấp xỉ thực tế của

49 hàm chi phí nhiên liệu cho đường cong chi phí thực tế bằng cách ước tính các tham số hàm chi phí định kỳ rất quan trọng để cải thiện độ chính xác cuối cùng của các kết quả trong việc giải quyết các vấn đề về OPF hoặc ED Do đó, sử dụng một kỹ thuật ƣớc tính mạnh mẽ và đáng tin cậy trong việc ước lượng các thông số của đường cong chi phí nhiên liệu là rất vấn đề quan trọng

3.3.1 Giải thuật di truyền (GA-Genetic Algorithm)

Thuật toán di truyền (GA) là kỹ thuật tối ưu hóa ngẫu nhiên phỏng theo quá trình thích nghi tiến hóa của các quần thể sinh học, dựa trên học thuyết Darwin GA tìm kiếm lời giải tối ưu bằng cách mô phỏng sự tiến hóa của sinh vật và con người qua nhiều thế hệ, với cơ chế kế thừa và chọn lọc tự nhiên Tư tưởng cốt lõi của GA là mô phỏng các hiện tượng tự nhiên và đấu tranh sinh tồn để khám phá không gian tìm kiếm, giữ lại các giải pháp tốt nhất và cải thiện chúng theo thời gian.

Giải thuật di truyền (GA) thuộc nhóm các giải thuật tối ưu xuất sắc nhưng khác với các phương pháp tìm kiếm ngẫu nhiên ở chỗ GA kết hợp tìm kiếm trực tiếp và ngẫu nhiên Điểm khác biệt quan trọng giữa GA và các phương pháp tìm kiếm khác là GA duy trì và xử lý một quần thể (population) các lời giải, bắt đầu từ một tập hợp giả thuyết có chọn lọc ban đầu Các cá thể của quần thể hiện tại được dùng để tạo ra thế hệ kế tiếp thông qua các thao tác lai ghép và đột biến ngẫu nhiên, sau quá trình tiến hóa sinh học Ở mỗi bước, các giả thuyết trong quần thể được ước lượng theo mức độ thích nghi (fitness), và các giả thuyết phù hợp nhất được chọn theo xác suất để làm hạt giống sản sinh thế hệ tiếp theo, gọi là cá thể (individual) Cá thể phát triển và thích nghi tốt hơn với môi trường sẽ tồn tại, trong khi các cá thể kém thích nghi sẽ bị đào thải.

GA có thể dò tìm các thế hệ mới có độ thích nghi cao hơn nhờ chu trình tối ưu hóa dựa trên các thao tác sinh học: lai tạo (crossover), đột biến (mutation) và chọn lọc (selection) trên các cá thể của quần thể GA giải quyết các bài toán tối ưu hóa và quy hoạch bằng cách duy trì một tập hợp nghiệm và cải thiện chúng qua từng thế hệ nhờ sự kết hợp giữa di truyền và yếu tố ngẫu nhiên, giúp khám phá không gian tìm kiếm rộng và bảo toàn sự đa dạng của giải pháp Để áp dụng GA hiệu quả, cần xác định rõ các yếu tố như biểu diễn nghiệm (encoding), hàm fitness đo lường mức độ tối ưu, kích thước quần thể, tần suất lai tạo và đột biến, cùng với tiêu chí dừng và cách quản lý giới hạn tính toán Nhờ những ưu điểm này, GA thường đạt được các nghiệm tối ưu hoặc gần tối ưu trong nhiều bài toán tối ưu hóa và quy hoạch phức tạp.

Trong tối ưu hóa bằng di truyền, quá trình bắt đầu bằng việc khởi tạo quần thể ban đầu và xác định hàm đánh giá các lời giải theo mức độ thích nghi (hàm mục tiêu) Dựa trên giá trị fitness, các toán tử di truyền được áp dụng để tạo ra hàm sinh sản, sinh ra thế hệ con với đặc tính tối ưu hơn Qua mỗi vòng lặp, quần thể được chọn lọc, lai ghép và đột biến nhằm cải thiện chất lượng lời giải và tiến tới tối ưu toàn cục.

Sơ đồ thuật toán của GA:

Thuật toán di truyền là một thuật toán tìm kiếm thích ứng được dùng cho tối ưu hóa và học máy, dựa trên khái niệm chọn lọc tự nhiên và di truyền của quần thể tự nhiên và khai thác khả năng tồn tại của các chuỗi cấu trúc trong không gian tìm kiếm Trong mỗi thế hệ, một tập hợp các chuỗi được tạo ra bằng cách ghép chéo và đột biến trên các bit và các đoạn của các chuỗi hiện có, tận dụng thông tin lịch sử để suy đoán các điểm tìm kiếm mới và đạt hiệu suất tối ưu GA khác với các kỹ thuật tối ưu hóa truyền thống ở chỗ nó tối ưu từ một tập hợp chuỗi (không phải từ một điểm duy nhất) và hoạt động với mã hóa của tham số thay vì các tham số riêng lẻ, nên được xem như một kỹ thuật tối ưu hóa đơn giản bắt đầu từ một dân số ngẫu nhiên Dân số gồm các chuỗi và thường có độ dài từ 50 đến 1000 ký tự, với kích thước có thể tùy ý miễn đáp ứng độ chính xác yêu cầu và duy trì cố định suốt quá trình Mỗi chuỗi có thể được chia thành các chuỗi con, số lượng chuỗi con tương ứng với số biến, các biến được mã hóa bằng hệ thống mã hóa phù hợp; trong nghiên cứu này, mã hóa nhị phân được sử dụng Bên cạnh đánh giá mã hóa và fitness, GA gồm ba thao tác cơ bản là sinh sản, chéo và đột biến, và mỗi chuỗi dân số trải qua ba bước này trước khi tạo ra một thế hệ mới.

Hàm khả năng [6] (FF) là một trong những các yếu tố chính của GA khi nó xác định liệu một giải pháp tiềm năng sẽ đóng góp các yếu tố của nó cho tương lai thế hệ thông qua quá trình sinh sản FF có thể cung cấp một thước đo tốt về chất lượng của giải pháp và nên phân biệt giữa hiệu suất của các chuỗi khác nhau Trong nghiên cứu này chức năng thể dục đƣợc thiết lập để giảm thiểu tối đa cá nhân lỗi Vì vậy chúng ta có thể viết FF là:

Trong đó  là một hằng số nhỏ (= 0.00001) để tránh các vấn đề tràn nếu (e) đi đến 0

Như đã đề cập trước đó, trong suốt quá trình tìm kiếm, mỗi cá thể của quần thể được đánh giá bằng hàm fitness (FF) Sau đó, các cá thể được chọn ngẫu nhiên từ quần thể cũ và được mô phỏng theo xác suất do cha mẹ quyết định Việc chọn cha mẹ có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau để duy trì sự đa dạng di truyền và cải thiện hiệu quả của quá trình tối ưu hóa.

Trong di truyền học và các giải thuật di truyền (genetic algorithms), crossover là một bước di truyền quan trọng: các cá thể của quần thể sau sinh sản được ghép ngẫu nhiên theo xác suất để tạo ra các cá thể mới Quá trình crossover thực hiện bằng cách hai cha mẹ trao đổi một phần chuỗi di truyền, thường là một đoạn bit, tại một vị trí bắt đầu được chọn ngẫu nhiên Nhờ sự trao đổi này, các chuỗi con mới được hình thành và ghép lại với nhau để tạo thành các cá thể mới cho quần thể, giúp tăng tính đa dạng di truyền và khả năng tối ưu hóa Crossover có thể xảy ra tại một vị trí duy nhất hoặc tại nhiều vị trí khác nhau, tùy thuộc vào thuật toán và mục tiêu tối ưu.

Sau khi giao nhau, dân số vƣợt qua thông qua một quá trình di truyền khác gọi là đột biến Xử lý các bit đƣợc chọn ngẫu nhiên của một lựa chọn ngẫu nhiên trong các chuỗi đƣợc thay đổi từ 0 đến 1 và ngƣợc lại Quá trình này xảy ra theo xác suất đƣợc xác định trước, thường ít hơn 5% bit được thay đổi trong quá trình này

Quá trình đột biến đƣợc sử dụng để có thể xuất hiện tối ƣu

Trong những thập kỷ gần đây, nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu cách ước tính tham số của đường cong chi phí nhiên liệu bằng nhiều phương pháp khác nhau, từ các mô hình thông thường đến trí tuệ nhân tạo (AI) và tối ưu hóa heuristic bằng các thuật toán hiện đại Các nghiên cứu này cho thấy việc ước lượng tham số đường cong chi phí nhiên liệu có thể sử dụng kỹ thuật ước tính tĩnh như Least Squares (LSE), Gauss-Newton và các biến thể khác để giải các bài toán ước tính trong các hệ thống điện.

Taylor và Huang trình bày một nghiên cứu dựa trên một phương pháp toán học đệ quy theo thứ tự nhằm ước tính các đường cong chi phí của các đơn vị phát điện trong một hệ thống nhiệt điện Nghiên cứu cho thấy phương pháp này cho phép mô phỏng chính xác chi phí biến thiên theo sản lượng của từng tổ máy và từ đó hỗ trợ tối ưu hóa vận hành, đánh giá hiệu quả chi phí và đưa ra quyết định quản lý hệ thống nhiệt điện một cách hiệu quả hơn.

Phương pháp bình phương bé nhất

Trong toán học cũng như trong thực tế ta thường gặp các bài toán liên quan đến khảo sát và tính giá trị của hàm y = f(x) nào đó Tuy nhiên trong thực tế không phải lúc nào ta cũng xác đinh được sẵn hàm số mà chỉ nhận được các dữ kiện rời rạc x i tương ứng với giá trị y i Vấn đề đặt ra là xác định giá trị của hàm tại các điểm còn lại Một trong các cách làm đó là ta đi xác định biểu thức hàm f(x) Có rất nhiều lớp các bài toán thực tế mà qua khảo sát người ta xác định được nó có dạng tuyến tính như y ax+b, y = ax 2 + bx + c, một trong các phương pháp hữu hiệu để giải các bài toán trên là phương pháp bình phương bé nhất [8]

Giả sử có 2 đại lƣợng (vật lý, hoá học, …) x và y có liên hệ phụ thuộc nhau theo một trong các dạng đã biết sau:

. bx b y a x b y a bx cx tuyentinh y a b x c x y ae phituyen y a x

Chúng ta chưa xác định được giá trị của các tham số a, b và c Để xác định được các tham số này, ta tiến hành thu thập và tính toán một tập hợp các cặp giá trị tương ứng (xi, yi) được xác định thông qua thực nghiệm, nhằm có dữ liệu thực nghiệm đáng tin cậy Sau khi có đầy đủ dữ liệu, phương pháp bình phương bé nhất được áp dụng để ước lượng các tham số a, b và c một cách tối ưu.

Vì các cặp số (x 1 ,y 1 ), (x 2 , y 2 ), … , (xn, y n ) nhận đƣợc từ thí nghiệm chỉ là những giá trị gần đúng của x, y nên chúng không hoàn toán là nghiệm đúng của phương trình y = ax + b

Gọi ε i sai số tại các điểm x i i y i a bx i

Minh họa ε i lên đồ thị:

Khi đó tổng bình phương các sai số:

Mục đích của phương pháp này là xác định a, b sao cho S là bé nhất Như vậy a, b là nghiệm hệ phương trình:

Giải hệ phương trình ta được: a, b

Gọi ε i sai số tại các điểm x i i y i a bx i

Khi đó tổng bình phương các sai số: 2

Các hệ số a, b, c xác định sao cho S là bé nhất Nhƣ vậy a, b, c là nghiệm của hệ phương trình:

Giải hệ phương trình ta được a, b, c

Bài toán kiểm tra

Trong bài viết này, hàm chi phí nhiên liệu được mô tả bằng một dạng tuyến tính qua phương trình y = a0 + a1 x + a2 x^2, và được dùng để ước lượng các tham số cho các nhà máy nhiệt điện khác nhau với các nhiên liệu như than và khí đốt Mỗi nhà máy điện gồm 5 máy phát với các đơn vị công suất 10, 20, 30, 40 và 50 MW Nhiệm vụ là tính giá trung bình F cho các trường hợp được xem xét.

 Nhà máy nhiệt điện than:

 bth/p: Suất tiêu hao than ứng với mức công suất p (g/kWh)

 7000 (kcal/kg): Nhiệt trị than tiêu chuẩn

 Qth: Nhiệt trị than trung bình

 b FO : Suất tiêu hao dầu ứng (g/kWh)

 c VLP : Chi phí vật liệu phụ

 Nhà máy nhiệt điện chạy khí LNG chu trình đơn: p VLP

 bp: Suất tiêu khí ứng với mức công suất P (BTU/kWh)

 G: Giá nhiên liệu (đồng/BTU)

 c VLP : Chi phí vật liệu phụ (đ/kWh)

Bảng 3.5.1 Chi phí ứng với từng tổ máy [6]:

Các hệ số ước tính của hàm chi phí (a 0 , a 1 , a 2 ) với phương pháp bình phương bé nhất đƣợc tính toán qua các số liệu sau: i x i x i 2 x i 3 x i 4 y i x y i i x y i 2 i

Thay các giá tri ̣ tìm được ở Than (1) vào (3.13) ta có hệ phương trình:

Suy ra hàm chi phí nhiên liệu đối với nhà máy nhiệt điện than:

( ) 95.856 7.3736 0.0466 2 uoctinh T f x   x x Đường cong có dạng:

Thay các giá tri ̣ tìm được ở Khí (2) vào (3.13) ta có hệ phương trình:

Suy ra hàm chi phí nhiên liệu đối với nhà máy nhiệt điện khí LNG:

( ) 101.1 7.8814 0.0491 2 uoctinh K f x   x x Đường cong có dạng:

Với hai hàm chi phí cho hai loại nhiên liệu, ta tính chi phí nhiên liệu ước tính F̂ khi thay giá trị P vào các hàm chi phí tương ứng và xác định sai số tại từng đơn vị P bằng công thức ε = F̂ − Fthực tế Các giá trị này được trình bày trong bảng 3.5.2.

Bảng 3.5.2 trình bày dữ liệu chi phí nhiên liệu thực tế cho từng đơn vị và đồng thời cung cấp dữ liệu chi phí nhiên liệu ước tính được xác định thông qua phương pháp bình phương bé nhất, nhằm cung cấp ước tính chính xác hơn cho phân tích chi phí nhiên liệu theo từng đơn vị.

F(ƣớc tính) (GJ/h)   F uoctinh  F thucte

Theo bảng 3.5.2, tổng sai số đối với than là 14.208, nhỏ hơn tổng sai số đối với khí là 14.216 Từ kết quả này, ta vẽ hình minh họa 3.5.1 thể hiện sai số chi phí của nhà máy nhiệt điện than và khí theo chi phí thực tế F(thực tế).

Hình 3.5.1 Sai số chi phí của nhà máy nhiệt điện nhiên liệu than và khí theo phương pháp bình phương bé nhất

Trong bảng 3.5.3, tổng sai số đối với than là 15.6553 và nhỏ hơn tổng sai số đối với khí là 20.328; từ kết quả này có thể thấy sự khác biệt về độ chính xác khi ước lượng chi phí giữa hai nguồn năng lượng Dựa trên đó, hình minh họa 3.5.2 thể hiện sai số chi phí của nhà máy nhiệt điện than và khí theo chi phí thực tế F.

Bảng 3.5.3 trình bày dữ liệu chi phí nhiên liệu thực tế cho mỗi đơn vị và dữ liệu chi phí nhiên liệu ước tính được sau khi tính toán bằng giải thuật GA Các giá trị này cho phép so sánh chi phí nhiên liệu thực tế với chi phí ước tính, đánh giá độ chính xác của mô hình GA và hỗ trợ tối ưu hoá chi phí nhiên liệu trong các quyết định vận hành.

F(ƣớc tính) (GJ/h)   F uoctinh  F thucte

Hình 3.5.2Sai số chi phí của nhà máy nhiệt điện nhiên liệu than và khí theo giải thuật

GA Nhƣ vậy so sánh với việc giải bài toán chi phí cho nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than hay sử dụng nhiên liệu khí thì ta thấy giải thuật GA giải quyết tốt bài toán, cho kết quả sử dụng nhiên liệu là than thì tổng sai số chi phí thực tế và ƣớc tính nhỏ hơn khi sử dụng nhiên liệu khí (15.6553