Qui hoạch hệ thống cung cấp điện xét đến khả năng tham gia của nguồn Tuabin khí hay máy phát Diesel

Nội dung text: Qui hoạch hệ thống cung cấp điện xét đến khả năng tham gia của nguồn Tuabin khí hay máy phát Diesel

1. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 QUI HOẠCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN XÉT ĐẾN KHẢ NĂNG THAM GIA CỦA NGUỒN TUABIN KHÍ HAY MÁY PHÁT DIESEL Vũ Văn Thắng1*, Đặng Quốc Thống2, Bạch Quốc Khánh2 1Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên 2Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TÓM TẮT Bài toán qui hoạch hệ thống cung cấp điện ngày càng trở lên phức tạp với nhiều phần tử tham gia trên không gian lớn, thông số mang tính ngẫu nhiên khó dự báo trước như giá điện, phụ tải điện Ngoài ra, khi tuabin khí hay máy phát diesel tham gia trong hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) sẽ làm thay đổi lớn các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của bài toán. Bài báo đề xuất mô hình hai bước qui hoạch HTCCĐ khi xét đến khả năng tham gia của tuabin khí hay máy phát diesel với hàm mục tiêu cực tiểu chi phí vòng đời của phương án đầu tư và các ràng buộc đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. Tính toán kiểm tra trên sơ đồ HTCCĐ hình tia 7 nút, sử dụng ngôn ngữ lập trình GAMS. Từ khóa: Qui hoạch HTCCĐ, Tuabin khí, Máy phát diesel GIỚI THIỆU* Do đó, bài báo đề xuất mô hình hai bước qui hoạch HTCCĐ xét đến khả năng tham gia, Nguồn phân tán nói chung trong đó có tuabin hiệu quả của TBK hay máy phát diesel khi khí (TBK) hay máy phát diesel có những tác phụ tải thay đổi theo đồ thị phụ tải (ĐTPT) động tích cực tới các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật ngày điển hình và đặc tính giá bán điện theo của HTCCĐ như giảm tổn thất điện áp, tổn thời gian trong ngày. Tổn thất công suất và thất công suất và tổn thất điện năng đồng thời tổn thất điện năng được tính toán theo ĐTPT trì hoãn việc nâng cấp đường dây, TBA khi sử dụng ràng buộc cân bằng công suất nút nguồn [1] [2]. Do đó, nhiều nghiên cứu ứng AC. Ngoài ra, chỉ tiêu chi phí vòng đời cũng dụng nguồn điện phân tán (DG) trong qui được sử dụng để đánh giá hiệu quả của hoạch HTCCĐ đã được thực hiện [3] [4] với phương án đầu tư. một số mô hình chỉ đảm bảo chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống mà không quan tâm đến hiệu Phần tiếp theo của bài báo sẽ trình bày chi tiết quả kinh tế của phương án qui hoạch. Hàm mô hình qui hoạch HTCCĐ xét đến khả năng mục tiêu cực tiểu chi phí đầu tư và vận hành đầu tư và hiệu quả của TBK hay máy phát của hệ thống khi xét đến khả năng lựa chọn diesel trong phần II. Phần III trình bày kết quả TBK được đề xuất trong [5] hay sử dụng chỉ tính toán áp dụng và những đánh giá, kết luận tiêu cực tiểu chi phí vòng đời của phương án được trình bày trong phần I V . đầu tư được đề xuất trong [6] [7] [8]. MÔ HÌNH TOÁN Gần đây, mô hình hai bước qui hoạch Sơ đồ khối HTCCĐ cho phép lựa chọn đồng thời thông Sơ đồ khối của mô hình hai bước đề xuất số đầu tư của các thiết bị và xét đến khả năng trong nghiên cứu này như hình 1. Bước cơ sở đầu tư DG được đề xuất trong [9] [10] [11]. lựa chọn thông số nâng cấp của đường dây, Những nghiên cứu trên sử dụng giá điện trung TBA đồng thời xác định vị trí đầu tư của TBK bình, chi phí tổn thất điện năng tính trong chế hay máy phát diesel với biến lựa chọn sử dụng độ phụ tải cực đại và thời gian chịu tổn thất biến thực nhằm giảm khối lượng tính toán. Hàm công suất lớn nhất. Tuy nhiên, giá điện và phụ mục tiêu cực tiểu chi phí vòng đời của tải thường thay đổi lớn theo thời gian nên phương án đầu tư trong giai đoạn qui hoạch những mô hình trên sẽ có sai số lớn. và các ràng buộc kỹ thuật nhằm đảm bảo yêu cầu vận hành của HTCCĐ. Kết quả tính toán * Tel: 0915 176569, Email: thangvvhtd@tnut.edu.vn 3
2. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 TNN được sử dụng làm thông số đầu vào của bước 1 1 JLCCF1 t .( )   ij F 0 ij. t F ij , t hiệu chỉnh sau khi lựa chọn lại thông số nâng t 1(1 r ) i 1 j i 1 NS NTB cấp của thiết bị theo các giá trị tiêu chuẩn. Do S2 TB TB 3 ( ).CCSCPS0 i , t S i , t i i , t đó, bước hiệu chỉnh xác định được công suất và ii 11(1) NTB thời gian đầu tư tối ưu của TBK hay máy phát TB TB TB T 4 8760.( P .PQ i,, t Q . i t ) diesel cùng với thông số chế độ của HTCCĐ i 1 NSSSH trong giai đoạn qui hoạch khi thông số nâng cấp SSSS 5 6 Ds( ) Phitsh.,,,.,,, P Qh Q itsh R t Min của đường dây, TBA nguồn đã được xác định i 1 s 1 h 1 ij N,,, t T s S h H theo thông số tiêu chuẩn. S Chi tiết các thành phần của hàm mục tiêu như sau: - 1/ (1 r )t là thành phần qui đổi các chi phí trong hàm mục tiêu về thời điểm hiện tại với hệ số chiết khấu r; T là tổng số năm trong giai đoạn qui hoạch; H là tổng số giờ trong ngày; TB N là tổng số nút trong HTCCĐ; NTB là số nút có thể đầu tư TBK hay máy phát diesel; NS và SS là số nút tổng số nút TBA và tổng số mùa trong năm - Thành phần  là chi phí đầu tư nâng cấp các đường dây với CCFF0 , là chi phí nâng cấp đường dây, Fij, t là biến tiết diện nâng cấp, ij, t là biến nhị phân và chiều dài đường dây là Lij - Thành phần  là tổng chi phí đầu tư nâng TB cấp các trạm biến áp (TBA) nguồn với S CCSS0 , là các thành phần chi phí, Sit, là biến công suất nâng cấp và  it, là biến nhị phân quyết định nâng cấp của TBA - Thành phần  là chi phí đầu tư của TBK TB hay máy phát diesel với Ci là suất chi phí TB đầu tư tại mỗi vị trí xây dựng và Pit, là công suất đầu tư trong năm t TB - Thành phần  là chi phí vận hành và nhiên liệu của TBK hay máy phát diesel. Nguồn này có đặc điểm riêng là khả năng dự trữ nguồn năng lượng sơ cấp nên thường được vận hành TB với ông suất định mức nhằm đạt được hiệu suất cao nhất. Vì vậy, công suất phát của TBK hay máy phát diesel luôn là định mức, TB TB Hình 1. Sơ đồ khối qui hoạch HTCCĐ khi xét đến ký hiệu là PQi,, t, i t và suất chi phí vận hành khả năng tham gia của TBK hay máy phát diesel là TB, TB . Mô hình cơ sở PQ Mô hình sử dụng hàm mục tiêu cực tiểu chi - Thành phần  là chi phí mua điện từ hệ SS phí vòng đời như biểu thức (1). thống qua các TBA trung gian với PQi,,,,,, t s h, i t s h 4
3. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 là công suất tác dụng (CSTD) và công suất Công suất được xác định như biểu thức phản kháng (CSPK) nhận từ hệ thống. SS (5) và (6) với PQij,s , t , h, ij, s , t , h được xác định P h, Q h là giá điện với số ngày trong mùa theo biến điện áp nút (||U i,,, s t h là modul, là Ds  là góc pha) và tổng dẫn của đường dây - Thành phần  là giá trị còn lại của thiết bị i,,, s t h đầu tư ở cuối giai đoạn qui hoạch như biểu (||Yi,, j t là modul, i,, j t F max F F 2 2 thức (2). Trong đó: TtF, kh là tuổi thọ và thời (5) Sij,t max S ij,,, sth ; S ij,,, sth P ij,,, sth Q ij,,, sth S gian khấu hao của đường dây. TtS, kh là tuổi CIos(i,,,,,, s t h ).Re( ij s t h ) TB PUij,s , t , h i , s , t , h thọ và thời gian khấu hao của TBA. TtTB, kh là Sin(i,,,,,, s t h ).Im( I ij s t h ) tuổi thọ và thời gian khấu hao của TBK hay Sin(i,,,,,, s t h ).Re( I ij s t h ) máy phát diesel. QUij,s , t , h i , s , t , h CIos( ).Im( ) ()tTF NN i,,,,,, s t h ij s t h (6) RLCCF kh F .( ) tT  ij F0 ij. t F ij , t (2) F i 11 j i UCj, s , t , h os( ij,,,,t  j s t h ) SN TB N Re(IY ) ()()t TS t T TB ij,,,,,, s t h ij s t h kh S.( ) CCSCP S kh TB TB TB UCos( ) S0 i , t S i , t i , t i, s , t , h ij, t i , s , t , h TTSii 11 TB U Sin() Các ràng buộc được sử dụng trong mô hình j, s , t , h ij, t j , s , t , h Im(IYij,,,,,, s t h ) ij s t h nhằm xác định điều kiện nâng câp, đầu tư U Sin() i, s , t , h ij, t i , s , t , h thiết bị đồng thời đảm bảo các chỉ tiêu KT- t 1, ij N , t T , s S , h H KT của HTCCĐ. S Khi đó, công suất giới hạn của đường dây tại - Ràng buộc cân bằng công suất nút AC như (3). năm t sau khi nâng cấp là *F như biểu thức TB S Sij, t Pi,,,,,,, t P i s t h PD i s t h N (7) và tiết diện nâng cấp của đường dây như  YUUij,,,,,,,,,,,,,, t. i s t h . j s t h .cos( ij t  j s t h  i s t h ) (3) biểu thức (8) với Udm là điện áp định mức của j 1 lưới và J là mật độ dòng điện ở chế độ giới QTB Q S QD i,,,,,,, t i s t h i s t h hạn nhiệt. N YUU. . .sin(   ) FFF  ij,,,,,,,,,,,,,, t i s t h j s t h ij t j s t h i s t h Sij, t S ij , t 1 S ij, t  t 1, ij N , t T (7) j 1 *F ij N,,, s S h H t T S S ij, t (8) Fij,t . ij , t  t 1, ij N , t T Trong đó: nhu cầu phụ tải thay đổi theo thời 3.UJdm gian là PD i,s,t,h và QDi,s,t,h. |Ui,s,t,h|, j,s,t,h là - Ràng buộc công suất nâng cấp của TBA như modul và góc lệch của điện áp nút. |Yij,t| và biểu thức (9) với max là công suất cần đáp Sit, ij,t là modul, góc lệch trong các thành phần ứng của TBA theo yêu cầu của phụ tải, S *S là của ma trận tổng dẫn. it,1 công suất giới hạn của TBA hiện trạng, S là - Ràng buộc nâng cấp đường dây được thực Si,t hiện như biểu thức (4) với max là công suất biến công suất bổ sung của TBA. S , S Sij, t Smin Smax cần đáp ứng của dây dẫn theo yêu cầu của là giới hạn công suất bổ sung của TBA nguồn phụ tải, *F là công suất giới hạn của đường và  là biến nhị phân. Sij,1 t i,t max * S S F dây hiện trạng, là biến công suất của SSSi, t () i , t 1 i, t Sij,t SSSS (9) đường dây cần bổ sung để đáp ứng yêu cầu SSSSi,tt min.;. i,t i, max i,t của phụ tải trong giai đoạn qui hoạch. F , Smin t 1, i NS , t T F là giới hạn công suất bổ sung của Công suất của TBA sau nâng cấp được xác Smax đường dây và biến nhị phân . định như biểu thức (10). ij,t SSS Si, t S i , t 1 S i, t  t 1, i N S , t T (10) SSSmax () * F F ij, t ij , t 1 ij, t - Ràng buộc công suất của TBK hay máy phát FFFF (4) SSSSij,tt min.;. ij,t ij, max ij,t diesel được xác định như biểu thức (11) với TB t 1, ij N , t T Pmax là công suất lớn nhất có thể xây dựng tại 5
4. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 mỗi vị trí xét, là hệ số công suất định S cos FFSSij,t ij, t; i , t i , t (14) mức của máy phát, PTB và QTB là công suất it, it, Trong mô hình này, các ràng buộc được sử phát theo CSTD, CSPK tại năng qui hoạch t dụng như sau: 0 PPQPTB TB ; 0 TB tan . TB i, t max i , t i , t (11) - Ràng buộc cân bằng công suất nút và điện i NTB , t T áp nút như mô hình cơ sở. Tuy vậy, tổng dẫn Ngoài ra, mô hình sử dụng biến thực nên của hệ thống được xác định lại theo tiết diện công suất bổ sung trong từng năm qui hoạch nâng cấp của đường dây được lấy theo giá trị phù hợp với gam công - Ràng buộc giới hạn công suất đường dây và suất để giảm khối lượng tính toán đồng thời phù TBA như biểu thức (15), (16) nhằm tránh quá hợp với thông số thực tế của TBK hoặc máy F tải thiết bị với Sij,,, t s h là công suất truyền tải phát diesel như biểu thức (12) với PTB là công trên đường dây, S S là công suất truyền tải suất bổ sung trong mỗi năm tính toán i,,, t s h TB TB TB TB TB qua TBA nguồn tại mọi chế độ vận hành PPPQPi, t i , t 1 i , t tan . i , t (12) F * SSij,,,, t s h ij t t 1, i NTB , t T (15) t 1, ij N , t T , s S , h H - Ràng buộc giới hạn điện áp nút như (13) để S đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong mọi chế độ SSS * i,,,, t s h i t (16) vận hành t 1, i NSS , t T , s S , h H U U U  i N mini , s , t , h max L - Ràng buộc giới hạn công suất của TBK hay (13) Ui,,, s t h constan  i N S máy phát diesel như biểu thức (17) với vị trí có thể lựa chọn là N* , công suất giới hạn tại s SS ,, t T h H TB mỗi vị trí được xác định từ bước cơ sở là Trong đó: Umin, Umax là điện giới hạn điện áp PTB* (tại những vị trí không được lựa chọn, nhỏ nhất và lớn nhất cho phép tại các nút tải; i,max thông số này nhận giá trị 0). NL là số nút tải và NS là số nút TBA nguồn. 0 PPQPTB TB* ; 0 TB tan . TB Như vậy, mô hình cơ sở xác định được công i, t i ,max i , t i , t (17) suất nâng cấp tiêu chuẩn của TBA * , * () Sit, i NTB , t T * công suất giới hạn của TBA ()Sit, , tiết diện * Kết quả tính toán trong bước này sẽ cho kết nâng cấp tiêu chuẩn ()Fij,t cũng như công suất * quả gần giá trị tối ưu hơn bởi công suất đầu tư giới hạn ()Sij, t và điện trở, điện kháng của TBK hay máy phát diesel được xác định sau (,)RXij,tt ij, của đường dây. khi đã xét đến thay đổi của thông số hệ thống, Mô hình hiệu chỉnh ảnh hưởng của ĐTPT và đặc tính giá điện. Mục tiêu của mô hình là lựa chọn thời gian và công suất cần đầu tư của TBK hay máy phát Mô hình đề xuất trên được tính toán kiểm tra diesel khi vị trí đã xác định từ mô hình cơ sở, trên HTCCĐ 7 nút bằng chương trình lập thông số nâng cấp của thiết bị (tiết diện và tổng trong ngôn ngữ lập trình The General trở đường dây, công suất bổ sung của TBA) đã Algebraic Modeling System (GAMS) [12]. được hiệu chỉnh theo các giá trị tiêu chuẩn. TÍNH TOÁN ÁP DỤNG Do đó, mô hình sử dụng hàm mục tiêu tương tự như mô hình cơ sở với biến lựa chọn tiết Tính toán kiểm tra trên HTCCĐ hình tia gồm diện dây dẫn được thay thế bằng tiết diện dây 7 nút như hình 2, điện áp 22kV, công suất dẫn tiêu chuẩn, biến công suất bổ sung của TBA nguồn 10MVA, thông số đường dây và TBA được thay thế bằng công suất nâng cấp phụ tải như trong phụ lục với hệ số phát triển tiêu chuẩn đã xác định như biểu thức (14). của tải là 10% mỗi năm. 6
5. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 90$/MWh và 5$/MVARh, tuổi thọ của máy phát diesel là 30 năm Điện áp tại các nút tải giả thiết cho phép độ lệch từ 0.9pu đến 1.05pu, nút nguồn có giá trị không đổi bằng 1.05pu. Hệ số chiết khấu r là 10%. Tính toán kiểm tra trong khoảng thời gian là 10năm với hai phương án: Phương án A, qui Hình 2. Sơ đồ HTCCĐ 7 nút hoạch HTCCĐ với sơ đồ hiện trạng bằng giải pháp nâng cấp đường dây và TBA nguồn. ĐTPT ngày điển hình và giá điện mua từ hệ Phương án B, xác định lộ trình qui hoạch thống qua TBA nguồn giả thiết như hình 3 và HTCCĐ đồng thời xét khả năng tham gia của hình 4. máy phát diesel. Kết quả tính toán cho thấy, máy phát diesel không được lựa chọn mà phụ tải trong tương lai được đáp ứng bằng giải pháp nâng cấp đường dây và TBA. Lộ trình nâng cấp, đầu tư thiết bị của hệ thống được lựa chọn và trình bày trong bảng 1. Tương ứng, các biến lựa chọn nâng cấp đường dây và TBA cũng như công suất lớn nhất chạy trên các thiết bị được Hình 3. ĐTPT ngày điển hình xác định như bảng 2 và 3. Suất chi phí đầu tư cố định của đường dây Bảng 1. Lộ trình đầu tư thiết bị trung áp (C F 0 ) là 150000$/km và suất chi phí đầu tư theo tiết diện dẫy dẫn (C F) là 2 16.5$/km.mm . Suất chi phí đầu tư cố định của TBA nguồn (CS0) là 200000$/TBA và suất chi phí đầu tư theo công suất (CS) là 50000$/MVA. Tuổi thọ của đường dây và TBA nguồn là 20 năm. Giới hạn tiết diện đường dây nâng cấp, từ 35mm2 đến 300mm2. Đường dây 1-2, 1-5 bị quá tải tại năm thứ 9 Gam công suất tiêu chuẩn của MBA là và thứ 8 của giai đoạn qui hoạch nên được 10MVA. nâng cấp lên tiết diện 70mm2 và 50mm2. TBA nguồn cần bổ sung 10MVA ở năm thứ 3 nâng tổng công suất của TBA lên 20MVA mới đáp ứng được yêu cầu của phụ tải. Các đường dây còn lại không cần phải nâng cấp do công suất lớn nhất truyền tải trên các đường dây trong giai đoạn qui hoạch chỉ đạt 5.38MVA và nhỏ hơn công suất giới hạn của đường dây là Hình 4. Đặc tính giá bán điện 6.67MVA. Bảng 2. Biến quyết định nâng cấp đường dây, TBA Giả thiết tất cả các nút tải đều có thể lựa chọn xây dựng máy phát diesel, công suất giới hạn tại mỗi vị trí là 1MW, máy phát luôn vận hành với công suất định mức. Suất chi phí đầu tư giả thiết bằng nhau tại tất cả các vị trí là 500000$/MW, suất chi phí vận hành là 7
6. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 Bảng 3. Biến quyết định nâng cấp đường dây, TBA Như vậy, trong điều kiện giả thiết máy phát diesel không được lựa chọn đầu tư do hiệu quả kinh tế kém. Tuy nhiên, để đánh giá khả năng tham gia và hiệu quả của nguồn này, bài báo nghiên cứu đánh giá độ nhậy của phương án đầu tư theo suất chi phí nhiên liệu và vận Một số chỉ tiêu KT-KT của hệ thống cũng hành của chúng. Chỉ tiêu này có tỷ trọng cao được xác định và trình bày trên bảng 4. Chi và ảnh hưởng lớn đến quyết định của phương án đầu tư. Kết quả tính toán khi suất chi phí phí vòng đời của phương án đầu tư là nhiên liệu và vận hành của máy phát diesel 20.21x106$, tổn thất điện năng trung bình giảm từ 100% đến 69% được trình bày trên trong cả giai đoạn tính toán là 9.05x106kWh hình 6. Máy phát diesel chỉ được lựa chọn khi tương ứng 2.08% của tổng điện năng nhận từ suất chi phí nhiên liệu nhỏ hơn 73%, công 6 HTĐ là 435.21x10 kWh. Chi phí đầu tư thiết suất lựa chọn tăng dần khi suất chi phí giảm bị trong 10 năm là 1.26x106$ nhưng giá trị tương ứng hàm chi phí vòng đời giảm mạnh còn lại của các thiết bị đầu tư ở cuối thời gian 3.5 20.25 tính toán là 0.94x106$ do các đường dây và 3 20.20 2.5 20.15 TBA được lựa chọn đầu tư ở những năm 2 Công suất máy phát 20.10 diesel 1.5 20.05 cuối nhằm tận dụng tối đa đường dây và Chi phí vòng đời 1 20.00 Công suất, MW TBA hiện có. 0.5 19.95 0 19.90 Chi phí vòng đời, 10e6$ Bảng 4. Một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật 100% 76% 75% 74% 73% 72% 71% 70% 69% Suất chi phí nhiên liệu của máy phát diesel Hình 6. Phân tích độ nhạy theo suất chi phí nhiên liệu và vận hành máy phát diesel Khi suất chi phí nhiên liệu còn 72%, tương ứng 64.8$/MWh và 3.6$/MVARh, máy phát Tổn thất công suất lớn nhất của hệ thống xuất diesel được lựa chọn đầu tư tại 4 và 6 là nút hiện trong giờ cao điểm cũng được xác định, xa nguồn với tổng công suất là 0.5MW trong năm đầu tiên tổn thất là 2.62%, những năm năm thứ 8, 10 và đã trì hoãn không phải nâng tiếp theo phụ tải tăng cao nên tổn thất công cấp đường dây. Do đó, chi phí vòng đời của suất tăng nhanh và đạt giá trị cực đại là 4.34% phương án đầu tư trong trường hợp này giảm năm thứ 7. Từ năm thứ 8 tổn thất công suất còn 19.99x106$. giảm do đường dây được nâng cấp, tổng trở Kết quả so sánh các chỉ tiêu KT-KT của hệ của đường dây giảm dẫn đến tổn thất công thống trên bảng 5 cho thấy thông số nâng cấp suất giảm theo như hình 5. đường dây, TBA nguồn trong bước cơ sở và 5 hiệu chỉnh không có sự sai khác. Tuy nhiên, 4 công suất lựa chọn đầu tư máy phát diesel 3 trong bước hiệu chỉnh đã giảm 1.4MW tương 2 ứng chi phí đầu tư giảm 0.61x106$ và chi phí Tổn thất công suất lớn nhất, % nhất, lớn suất công thất Tổn 1 vòng đời giảm 15.9%. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Thời gian, năm Bảng 5. So sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ Hình 5. Tổn thất công suất lớn nhất thống trong 2 bước tính Tương tự, tổn thất điện áp lớn nhất cũng xuất hiện trong giờ cao điểm và tăng cao ở cuối giai đoạn tính toán. Điện áp thấp nhất tại nút 4 và nút 6 trong năm thứ 10 là 0.99pu do đó tất cả các nút đảm bảo yêu cầu về độ lệch điện áp. 8
7. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 Như vậy, máy phát diesel chỉ có hiệu quả và máy phát diesel. Công suất và lộ trình nâng cạnh tranh khi suất chi phí nhiên liệu giảm cấp của đường dây, TBA nguồn đã được dưới 65.25$/MWh tương ứng cần trợ giá xác định cùng các thông số chế độ của hệ khoảng 2.48cent/kWh. Khi được lựa chọn, vị thống. Khả năng tham gia và hiệu quả của trí đầu tư ở những nút xa nguồn nhằm giảm TBK hoặc máy phát diesel trong HTCCĐ tổn thất công suất, tổn thất điện áp và tránh cũng được xác định. nâng cấp đường dây. Thời gian đầu tư lựa Trong điều kiện giả thiết, máy phát diesel chọn ở cuối giai đoạn tính toán để tận dụng không được lựa chọn đầu tư do có chi phí giá điện rẻ mua từ HTĐ trong những năm đầu nhiên liệu và vận hành lớn. Nhu cầu phụ tải qui hoạch mà chưa phải đầu tư nâng cấp tăng trong tương lai được đáp ứng bằng giải đường dây, TBA nguồn. pháp nâng cấp đường dây và TBA nguồn. Từ ví dụ minh họa cho thấy, mô hình đề xuất Tuy nhiên, mô hình đề xuất cho phép đánh và chương trình tính toán đã lập có thể phù giá được hiệu quả của nguồn này trong qui hợp cho bài toán qui hoạch HTCCĐ có xét hoạch HTCCĐ bằng đánh giá độ nhạy của đến khả năng sử dụng TBK hoặc máy phát phương án đầu tư qua suất chi phí nhiên liệu diesel. Lộ trình nâng cấp, cải tạo tối ưu đường và vận hành. Từ đó, xây dựng được chính dây và TBA được lựa chọn đồng thời với vị sách khuyến khích phát triển TBK tại những trí, công suất và lộ trình đầu tư tối ưu TBK khu vực có tiềm năng, nhằm giảm sức ép hoặc máy phát diesel. Kế hoạch mua điện từ phát triển nguồn điện hiện nay, giảm ô hệ thống cũng như các chỉ tiêu KT-KT khác nhiễm môi trường. cũng được xác định. Tuy nhiên, để sử dụng TBK tại những nơi có tiềm năng góp phần TÀI LIỆU THAM KHẢO giảm ô nhiễm môi trường đồng thời giảm tổn 1. Thomas Ackermann, Go¨ran Andersson, Lennart thất điện năng trong HTCCĐ cần xây dựng So¨der, “Distributed generation: a definition”, chính sách trợ giá để phát triển nguồn này. Electric Power Systems Research 57, 2001. 2. C.L.T Borges, V.F. Martins, “Multistage KẾT LUẬN expansion planning for active distribution TBK hay máy phát diesel đã được nghiên cứu networks under demand and Distributed và ứng dụng trong HTCCĐ những năm gần Generation uncertainties”, International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2012 đây đặc biệt TBK do có nhiều ưu điểm. Vì 3. H.K.Temraz, Victor H. Quintana, “Distribution vậy, bài báo nghiên cứu đề xuất mô hình hai system expansion planning models: an overview”, bước qui hoạch HTCCĐ khi xét đến khả năng Electric Power Systems Research, Vol.26, 1993, tham gia của TBK hoặc máy phát diesel. p p 6 1 - 7 0 4. Suresh K. Khator, L. C. Leung, “Power Mô hình sử dụng hàm mục tiêu cực tiểu chi Distribution Planning: A Review of Models and phí vòng đời của phương án qui hoạch cùng Issues”, IEEE Transactions on Power Systems, các ràng buộc đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của Vol.12, No.3, 1997 hệ thống và khả năng làm việc của thiết bị. 5. El-Khattam, W.; Hegazy, Y.; Salama, M., “An Đặc điểm riêng của tuabin khí hay máy phát integrated distributed generation optimization model for distribution system planning”, Power diesel cũng như ĐTPT ngày điển hình và đặc Engineering Society General Meeting, IEEE, 2005 tính giá điện được xét đến nhằm nâng cao tính 6. H. Paul Barringer, P.E, “A Life Cycle Cost chính xác của kết quả tính toán và đáp ứng Summary”, International Conference of yêu cầu thực tiễn. Maintenance Societies, ICOMS2003 Kết quả tính toán trên ví dụ minh họa cho 7. Su. H, Zhang. J, Liang. Z, Niu. S, “Power Distribution Network Planning Optimization thấy, mô hình đề xuất và chương trình tính Based on Life Cycle Cost”, 2010 China toán phù hợp với bài toán qui hoạch HTCCĐ International Conference on Electricity khi xét đến khả năng tham gia của TBK hoặc Distribution, 13-16 Sept. 2010 9
8. Vũ Văn Thắng và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 128(14): 3 - 10 8. I. Jeromin, G. Balzer, J. Backes, R. Huber, “Life Markets: Mathematical Model”, Power Systems Cycle Cost Analysis of transmission and distribution Conference and Exposition, 2009. PSCE '09. systems”, IEEE Bucharest Power Tech Conference, IEEE/PES June 28th - July 2nd, Romania, 2009. 11. S. Wong, K. Bhattacharya1and J.D. Fuller, 9. S. Wong, K. Bhattacharya and J.D.Fuller, “Electric power distribution system design and “Comprehensive framework for long-term planning in a deregulated environment”, IET distribution system planning”, Proc. IEEE PES Generation, Transmission & Distribution, 2009 Annual General Meeting, Tampa, USA, 2007 Richard E. Rosenthal, “GAMS - A User's Guide”, 10. Algarni, A.A.S.; Bhattacharya, K., “A Novel GAMS Development Corporation, Washington, Approach to Disco Planning in Electricity USA, 2010. SUMMARY THE DISTRIBUTION SYSTEM PLANNING INTERGRATED GAS TUARBINE OR DIESEL GENERATOR Vu Van Thang1*, Dang Quoc Thong 2, Bach Quoc Khanh2 1College of Technology – TNU, 2HaNoi University of Technology The planning of distributed systems is a complication problem with many elements involved on the large space. The parameters of the didtributed system are random variablenature and difficult to predict as price and demand. Besides, economic and technical indicators of distributed system can be changed when gas turbine or diesel generator appear in system. This paper proposed a two- stage optimized model that is integrated gas turbine or diesel generator in distributed system planning problem. In these models, life cycle cost minimizing objectives of the investment project are used same time constraints. The proposed model is tested using a 7 bus 22kV radial feeder. The calculation is programmed in GAMS environment. Keyword: Planning of Distribution Systems, Gas turbine, Diesel generator Ngày nhận bài:01/8/2014; Ngày phản biện:15/8/2014; Ngày duyệt đăng: 25/11/2014 Phản biện khoa học: TS. Ngô Đức Minh – Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐHTN * Tel: 0915 176569, Email: thangvvhtd@tnut.edu.vn 10