Luận án tiến sĩ: Tối ưu hóa chế độ vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam

• Tác giả: Ngô Văn Dũng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Vũ Hữu Hải
• Trường học: Đại học Xây dựng
• Chuyên ngành: Xây dựng Công trình thủy
• Đề tài: Tối ưu hóa chế độ vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẬN HÀNH CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
• 1.1. Vai trò của các nhà máy thủy điện trong sản xuất điện năng
• 1.2. Vai trò của thủy điện trong sản xuất điện năng trên thế giới
• 1.3. Vai trò của thủy điện trong sản xuất điện năng ở Việt Nam
• 1.4. Hiện trạng vận hành nhà máy thủy điện lợi dụng tổng hợp nguồn nước
• 1.5. Khái niệm chung
• 1.6. Hiện trạng vận hành các nhà máy thủy điện ở Việt Nam
• 1.7. Thành tựu nghiên cứu tối ưu vận hành nhà máy thủy điện
• 1.8. Tổng quan các kết quả nghiên cứu tối ưu chế độ vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện
• 1.9. Phương pháp nghiên cứu tối ưu vận hành hệ thống điện và các nhà máy thuỷ điện trong hệ thống điện
• 1.10. Tổng quan chung về mô hình tối ưu
• 1.11. Kết quả nghiên cứu ứng dụng mô hình tối ưu trên thế giới
• 1.12. Các kết quả nghiên cứu ứng dụng ở Việt Nam
• 1.13. Một số nhận xét về thành tựu nghiên cứu trong lĩnh vực tối ưu vận hành nhà máy thủy điện trong hệ thống điện
• 1.14. Luận cứ về nội dung nghiên cứu của luận án
• 1.15. Đặc điểm của các nguồn điện có ảnh hưởng đến tối ưu vận hành HTĐ
• 1.16. Ảnh hưởng của khả năng truyền tải chính giữa các vùng đến tối ưu phát triển và vận hành hệ thống điện
• 1.17. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU BÀI TOÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
• 2.1. Phương pháp xây dựng mô hình toán mô phỏng hệ thống điện Việt Nam
• 2.2. Bài toán tối ưu vận hành các nhà máy thủy điện trong HTĐ Việt Nam
• 2.2.1. Hàm mục tiêu
• 2.2.2. Các ràng buộc của bài toán
• 2.3. Phương pháp giải bài toán tối ưu vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam
• 2.3.1. Lựa chọn phương pháp giải
• 2.3.2. Phủ đồ thị phụ tải của các nút HTĐ bằng thủy điện
• 2.3.3. Trình tự giải bài toán xác định chế độ vận hành tối ưu các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện
• 2.4. Phân tích kết quả
• 2.5. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
• 3.1. Mục tiêu và yêu cầu xây dựng chương trình tính toán chế độ vận hành tối ưu các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam
• 3.2. Chương trình tính toán chế độ vận hành tối ưu các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện
• 3.3. Xây dựng sơ đồ trình tự giải và mô tả chương trình
• 3.4. Xây dựng các khối tính toán trong chương trình
• 3.5. Giao diện tính toán của chương trình
• 3.6. Kiểm định chương trình tính toán
• 3.7. Mô hình hóa HTĐ Việt Nam theo vùng miền (3 nút)
• 3.8. Kết quả tính toán
• 3.9. So sánh kết quả tính toán
• 3.10. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TỐI ƯU CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
• 4.1. Tính toán chế độ vận hành tối ưu các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam
• 4.2. Lựa chọn số nút tính toán trong nghiên cứu tối ưu vận hành hệ thống điện
• 4.3. Kết quả tính toán tối ưu vận hành HTĐ theo mô hình 5 nút
• 4.4. Kết quả tính toán vận hành hệ thống điện theo mô hình 8 nút
• 4.5. Tính toán chế độ vận hành các nhà máy thủy điện khu vực miền Trung - Tây Nguyên
• 4.5.1. Nghiên cứu vận hành tối ưu HTĐ miền Trung - Tây Nguyên
• 4.5.2. Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu đầu vào
• 4.5.3. Kết quả tính toán vận hành tối ưu HTĐ khu vực miền Trung - Tây nguyên
• 4.6. Nhận xét đánh giá về chương trình tính toán tối ưu chế độ vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện
• 4.7. Ưu nhược điểm của chương trình
• 4.8. Một số vấn đề cần nghiên cứu phát triển tiếp theo
• 4.9. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN CHUNG
• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tối ưu hóa vận hành nhà máy thủy điện

Luận án tập trung vào tối ưu hóa chế độ vận hành các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam. Mục tiêu chính là giảm thiểu chi phí sản xuất và truyền tải điện năng, đồng thời tăng cường hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Phương pháp quản lý năng lượng được áp dụng để đảm bảo sự cân bằng giữa cung và cầu điện. Luận án cũng đề cập đến việc sử dụng công nghệ thủy điện hiện đại để nâng cao hiệu suất năng lượng và giảm thiểu tác động môi trường.

1.1. Phân tích hệ thống điện

Luận án sử dụng phương pháp phân tích hệ thống để đánh giá hiện trạng hệ thống điện Việt Nam. Các yếu tố như vị trí, quy mô, và chi phí sản xuất của các nguồn điện được xem xét kỹ lưỡng. Đặc biệt, các nhà máy thủy điện được phân tích dựa trên khả năng điều tiết nước và công suất phát điện. Kết quả phân tích cho thấy sự cần thiết của việc tối ưu hóa quy trình vận hành để đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng.

1.2. Chiến lược phát triển

Luận án đề xuất chiến lược phát triển cho hệ thống điện Việt Nam trong tương lai. Các giải pháp bao gồm mở rộng các nhà máy thủy điện có khả năng điều tiết nước, xây dựng các nhà máy thủy điện tích năng, và phát triển các dự án thủy điện vừa và nhỏ. Chiến lược này nhằm đảm bảo an ninh năng lượng và giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

II. Mô hình toán học và ứng dụng

Luận án xây dựng mô hình toán học để mô phỏng hệ thống điện Việt Nam. Mô hình này bao gồm các đặc tính riêng của từng nguồn điện và đường dây truyền tải. Phương pháp quy hoạch tuyến tính được sử dụng để giải bài toán tối ưu hóa vận hành. Kết quả tính toán cho thấy mô hình này có độ chính xác cao và phù hợp với thực tế vận hành của hệ thống điện Việt Nam.

2.1. Xây dựng mô hình

Luận án trình bày chi tiết quá trình xây dựng mô hình toán học cho hệ thống điện Việt Nam. Các yếu tố như vị trí, quy mô, và chi phí sản xuất của các nguồn điện được tích hợp vào mô hình. Đặc biệt, các nhà máy thủy điện được mô phỏng dựa trên khả năng điều tiết nước và công suất phát điện. Mô hình này cho phép tính toán chính xác chế độ vận hành tối ưu.

2.2. Kiểm định mô hình

Luận án tiến hành kiểm định mô hình toán học bằng cách so sánh kết quả tính toán với dữ liệu thực tế. Kết quả cho thấy mô hình có độ chính xác cao và phù hợp với thực tế vận hành của hệ thống điện Việt Nam. Điều này khẳng định tính ứng dụng thực tiễn của mô hình trong việc tối ưu hóa vận hành các nhà máy thủy điện.

III. Tính toán chế độ vận hành tối ưu

Luận án áp dụng mô hình toán học để tính toán chế độ vận hành tối ưu cho các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam. Kết quả tính toán cho thấy việc tối ưu hóa vận hành giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và truyền tải điện năng, đồng thời tăng cường hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Luận án cũng đề xuất các giải pháp để nâng cao hiệu quả vận hành trong tương lai.

3.1. Kết quả tính toán

Luận án trình bày kết quả tính toán chế độ vận hành tối ưu cho các nhà máy thủy điện trong hệ thống điện Việt Nam. Kết quả cho thấy việc tối ưu hóa vận hành giúp giảm thiểu chi phí sản xuất và truyền tải điện năng, đồng thời tăng cường hiệu quả sử dụng nguồn năng lượng tái tạo. Các kết quả này được so sánh với dữ liệu thực tế để đảm bảo độ chính xác.

3.2. Giải pháp nâng cao hiệu quả

Luận án đề xuất các giải pháp để nâng cao hiệu quả vận hành các nhà máy thủy điện trong tương lai. Các giải pháp bao gồm cải tiến công nghệ điện lực, tăng cường bảo trì nhà máy, và áp dụng các phương pháp tối ưu hóa quy trình mới. Những giải pháp này nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của hệ thống điện Việt Nam.