CHƯƠNG 1: GIỚI THIEU .- 2-6-5 S E£EE2EE+E++EESEESEEeExerxerkerrere | [. Vận hành hệ thống điện.- -- -- - EEEE SE EE#E#ESESEEEEEEEEkckckckekrkrererree 3 IIT. Mục đích nghiên cứu của dé tài. - ¿k1 RE reeree 4 IV.
Đối tượng nghiên €ỨU. - - - + s31 E111 E1 TT gcư cưng ngegreg 5 V. Pham vi nghi€n CUU 0=. 5 CHUONG 2: BÀI TOÁN DIEU ĐỘ KINH TE.
Khai ni@m Chung 01777. Dac tính ngõ vào - ngõ ra của máy phátf. Bài toán điều độ kinh tẾ.I Thành lập hàm chi phí.2 Các hàm ràng DuỘC. Một số phương pháp giải bài toán E;D.--- < + + xxx skexeeeeeesree 14 IV.I Phương pháp Lambda .2 Điều độ kinh tế bang phương pháp Gradient.
15 CHUONG 3: TONG QUAN VE CÁC THUẬT TOÁN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO DA DUOC AP DỤNG GIẢI BÀI TOÁN DIEU ĐỘ KINH TẾ. Thuật toán Genetic Algorithm (GA) va Differential Evolution (DE).I Khái niệm chung .--- 0101010101101 1111111 1111111188233 1 11111 re rre 21 L2 Thuật toán GA giải bài toán ED. ce cccccccceesssccceeeeeceeeeeeseesesssneeeeeees 23 L3 Giới thiệu các bài báo dùng thuật toán GA để giải bài toán ED. Thuật toán Ant colony algorithm (ÁCO).- ST TT SS SH 1 1xx re rea 29 II.I Khái niệm chung.2 Thuật toán ACO giải bài toán ED .3 Giới thiệu các bài báo dùng thuật toán ACO để giải bài toán ED.
Thuật toán Particle Swarm Optimization (PSO).I Khái niệm chung .2 Thuật toán PSO giải bài toán EÌÏ.3 Giới thiệu các bai báo dùng thuật toán PSO dé giải bài toán ED. Thuật toán Artifitial Bee Colony Optimization (ABC).1 Khái niệm chung .2 Thuật toán ABC giải bài toán ED.3 Giới thiệu các bài báo dùng thuật toán ABC để giải bài toán ED .42 CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN “MODIFIED CUCKOO SEARCH”. Thuật toán “Cuckoo Search” và các cải tiẾn.---- ca ce te te EsEsererercres 46 L1 Thuật toán “Cuckoo SearChỉ”. - --- «<< << S11 reevss 46 L2 Các cải tiễn của thuật toán “Cuckoo Search” đã được áp dụng.
Thuật toan “Modified Cuckoo Search”. ---- -- ccccs + cccssYYekessssee 52 II.T Giới thiệu chung. cece cecessssscccceeccceeeeeeseesssssseaeeeeeesceeeeeeeeeeessssaeeeeees 52 IL.2 Các cải tiễn trong thuật toán “Modified Cuckoo Seareh”.3 Kết quả tính toán ban đầu.--- - + + xxx EEEEeEeEererererees 55 II.4 Kết luận chung. - - - - S9 E919 9E ExExSxcvcưcưc g1 g1 xrrrveo 62 CHƯƠNG 5: ÁP DỤNG THUẬT TOÁN “MODIFIED CUCKOO SEARCH” GIẢI BÀI TOÁN DIEU ĐỘ KINH TẺ.
Giải thuật áp dụng thuật toán MCS để giải bài toán ED. Thanh lập bài toán Điều độ kinh tế có xét đến ảnh hưởng của điểm van và giới hạn công suất phát của máy phátt. ---- - - kk*EEE#E#ESESESEEEEEkSkckck ke rererree 65 II.I Hàm mục tiêu Chi phí.2 Cac ham0ny 0011. Áp dụng thuật toán MCS để giải bài toán ED.--- cv exeeeeeesree 66 II.1 Ap dụng cho hệ thống mạng chuẩn IEEE gồm 13 máy phát.2 Ap dụng cho hệ thống mạng chuẩn IEEE gồm 40 máy phát.
73 CHƯƠNG 6: KET LUẬN. Tổng kết đê tài. Hướng phát triển của đê tai. ccc cecscscscsesssecscscscscsssvecscscsescsececscnsasasasevavens 82 Su dụng thuật toán MCS dé giai bai toán ED CBHD: TS.
Võ Ngọc Điều CHUONG 1: GIỚI THIEU I. Tong quan Điện năng là một trong các nhu câu thiệt yêu đôi với sinh hoạt cua nhân dân và cũng chính là yêu tô đầu vào không thê thiêu của rât nhiêu ngành kinh tê khác, có tác động ảnh hưởng lớn đến các hoạt động kinh tế, chính trị, văn hóa, xã hội. Ngành điện Việt Nam hiện nay vẫn là ngành có nhu cầu lớn hơn khả năng sản xuất trong nước. Tình trạng thiếu điện vẫn đang còn tiếp tục xảy ra, đặc biệt vào mùa khô khi các dự án thuỷ điện thiếu nước.
Nguyên nhân chính của hiện tượng này là do giá điện thương phẩm còn thấp, không khuyến khích các nhà đầu tư đầu tư mạnh vào các dự án nhiệt điện, mà tập trung chủ yếu vào các nhà máy thủy điện với chi phí vận hành thấp nên ngành điện nước ta đang phụ thuộc rất lớn vào thủy điện.60% # Nhiệt điện than m Nhiệt điện m Nhiệt điện khí khí m Nhiệt điện m Nhiệt điện a dau 17.— ia % tử và nguôn khac ø Nhập khau ø Nhập khẩu Hình 1: Cơ cấu công suất nguồn điện năm 2006 va 2010 Các nguồn sản xuất điện hiện nay nước ta chủ yếu là thủy điện và nhiệt điện. Các nguồn điện tái tạo hiện nay đang được ứng dụng thử nghiệm tại một số dự án. Trong quy hoạch nguồn cung ứng điện trong tương lai, các nguồn năng lượng này sẽ được cân nhac phát triển, tạo ra nguồn cung ứng mới, tiên tiến. Trong những năm qua, nhu cầu tiêu thụ điện không ngừng tăng lên.
Theo kịch ban cơ sở của kế hoạch Quy hoạch điện VII (QHĐVII), dự báo nhu cầu điện toàn quốc sẽ tăng bình quân từ 14% đến 15% hàng năm trong giai đoạn 2011-2015, tăng khoảng trên 11,5%/năm giai đoạn 2015-2020. Mặt khác, dự báo tổng công suất Luận văn cao học 1/82 HVTH: Phan Ut Bay (11824099) Su dụng thuật toán MCS dé giai bai toán ED CBHD: TS. Võ Ngọc Điều nguồn điện năm 2015, 2020 và 2030 sẽ đạt lần lượt khoảng 42. Nhu vậy, trong vòng 8 năm (2012-2020) phải xây dựng thêm 53.
Trong đó các nguồn nhiệt điện sẽ được khai thác cao và chiếm tỷ trọng ngày một lớn hơn trong tong cơ cau nguồn cung điện nham bảo đảm đủ điện cho sản xuất và sinh hoạt. Năm 2020 sẽ có máy điện hạt nhân đầu tiên với công suất 2.000MW tai Ninh Thuan di vao hoat dong. Đến 2020, ty trọng nhiệt điện than sẽ tăng lên 48%, thuỷ điện giảm còn 23.1%, nhiệt điện khí đốt 16.5%, năng lượng tái tạo 5.6%, điện nhập khẩu 3.1%, thủy điện tích năng 2.4%, điện hạt nhân với ty trọng 1. CƠ CẤU CÔNG SUAT NGUÔN ĐIỆN DEN NAM 2020 Thủy điện tích ning 24% Thủy điện 231% Điện nhập khấu Nắng lượng Điện hạt 31% tái tạo 5% 0% nhân 13% Hình 2: Cơ cấu công suất nguồn điện năm 2020 Với kế hoạch phát triển nhiệt điện như trên, nhu cau than tiêu thụ cho năm 2020 và 2030 lần lượt là 78 và >170 triệu tan than.
Nhưng thực tế, theo kế hoạch sản xuất của ngành than, sản lượng chỉ tăng khoảng 5-8% năm, tương ứng chi đáp ứng được 35 triệu tan vào năm 2020 va 53 triệu tan vào năm 2030. Vấn đề tăng sản lượng than nội địa cũng như nhập khẩu than có tinh quyết định đến tính khả thi của QHD. Theo đó, việc xây dựng hang loạt các nha máy điện cũng có kế hoạch phat triển tương ứng. EVN dự kiến sẽ xây dựng thêm 17 nhà máy nhiệt điện mới đến năm 2020.
Ước tổng vốn dau tư cho phát triển hệ thong điện trong 20 năm tới rất lớn. Tuy nhiên, với tình hình kinh tế dang rất khó khăn, nguồn vốn đầu tư hạn chế, cộng với khó khăn trong việc nhập khẩu than khiến một số dự án nhiệt điện than phải thay đổi thiết kế nên dự báo tốc độ các dự án nhiệt điện than sẽ chậm hơn so với kê hoạch. Thị trường điện Việt Nam đang hình thành và phát triển theo 3 cấp độ: i). Cấp độ 1: thị trường phát điện cạnh tranh (2005-2014).
ii) Cấp độ 2: thị trường ban Luận văn cao học 2/82 HVTH: Phan Ut Bay (11824099) Su dụng thuật toán MCS dé giai bai toán ED CBHD: TS. Võ Ngọc Điều buôn cạnh tranh (2015-2022). iii) Cấp độ 3: thị trường bán lẻ cạnh tranh (sau 2022). Từ 1/7/2012, thị trường phát điện cạnh tranh đã chính thức đi vào hoạt động.
Hiện đã có 29 nhà máy điện (tổng công suất 9.035 MW) trực tiếp tham gia chảo giá trên thị trường. Riêng đối với các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (Sơn La, Hòa Bình, Ialy.), phát điện kết hop với các nhiệm vụ xã hội như chống lũ, tưới tiêu, không tham gia chào giá trên thi trường. Vận hành hệ thong điện Điện năng ngày cảng có vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển của Quốc gia. Việc sản xuất điện năng.
vận hành hệ thống điện một cách tối ưu, tin cậy với chi phí hợp lý luôn được sự quan tâm nghiên cứu. TÍNH TOÁN KINH TẾ KỸ THUAT Quy hoạch, thiết kế Điều khiển, vận hành | Vv Phat trién, Cai tao, nang Tor uu hoa TÔI mu hoa nA x1 chê độ chê độ lưới mở rộng câp thiệt bị Ragen a nguôn điện điện `—_ _— `—_ _— `N. Ye Phân tích kinh tế, tai Xác định phương thức vận chính, lựa chọn phương hành tôi ưu (cực tiêu hóa chi án khả thì phí vận hành) Hình 3: Các nội dung tính toán kỹ thuật chủ yếu trong hệ thống điện Ké từ khi có đường dây 500kV Bac Nam, hình thành hệ thống điện hợp nhất đã mang lại rất nhiều lợi ích: - Góp phần giảm được dự trữ tổng về công suất; - Cho phép phối hợp khai thác hợp lý công suất và năng lượng của các nhà máy thủy điện nói riêng - các nhà máy điện nói chung và nâng cao tính kinh tế tổng hợp của chúng do có nhiều phương án để lựa chọn; - Giảm được phụ tải cực đại tong cua hé thong điện hợp nhất: - Cho phép hỗ trợ lẫn nhau giữa các hệ thống điện khi công suất các nhà Luận văn cao học 3/82 HVTH: Phan Ut Bay (11824099) Su dụng thuật toán MCS dé giai bai toán ED CBHD: TS. Võ Ngọc Điều máy điện thay đối theo mùa nhất là đối với thủy điện, khi phụ tải các hệ thống điện khác nhau thay đổi khác nhau, khi cần sửa chữa thiết bị và sự cố; - Hệ thống điện hợp nhất làm tăng sự liên kết giữa các phan tử, điều đó cũng có nghĩa là sự cô ở một nơi nào đó có thé dẫn đến ảnh hưởng ở một nơi rat xa.
Mục dich nghiên cứu của đề tài Một van dé nổi bậc được quan tâm nhiều trong hệ thống điện là việc giải quyết tốt các bài toán về điều độ kinh tế (Economic Dispatch - ED), nhăm xác định mức huy động công suất của mỗi máy phát điện trong hệ thống điện, tương ứng tong nhu cầu phụ tải nhất định, thỏa mãn các điều kiện ràng buộc về vận hành của máy phát với chi phí vận hành nhỏ nhất. Ngày nay, việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo để giải quyết các bài toán tối ưu hóa trong vận hành hệ thống điện đang được nghiên cứu và có xu hướng phát triển mạnh. Đặc biệt là các bài toán về Metaheuristic. Metaheuristic là một cách ĐỌI chung cho các giải thuật heuristic trong việc giải quyết các bài toán tổ hợp khó.
Metaheuristic bao gồm những chiến lược khác nhau trong việc khám phá không gian tìm kiếm băng cách sử dụng những phương thức khác nhau và phải đạt được sự cân bằng giữa tính đa dạng và chuyên sâu của không gian tìm kiếm.