KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG

Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng
Số 10/9-2011

33

NNG CAO HIU QU KHAI THC BC THANG THY IN
SễNG TRONG H THNG IN VIT NAM

PGS.TS V Hu Hi
1
; ThS. Lng Ngc Giỏp
1

Túm tt: Sụng cú tim nng thy in ln nht nc ta vi tr nng kinh t
chim khong 45% trong tng tr nng kinh t ca cỏc h thng sụng Vit Nam v
cụng sut chim khong 44.4% tng cụng sut ca h thng thu in. Trờn dũng
chớnh sụng ó nghiờn cu v phờ duyt s khai thỏc 3 bc, gm 3 cụng
trỡnh: Lai Chõu 1200 MW, Sn La 2400 MW v Ho Bỡnh 1920 MW. Vi quy mụ
ln,
c bit l h cha thy in Sn La v thy in Hũa Bỡnh u l h cha
iu tit nm, nờn cú th huy ng v nõng cao ỏng k hiu qu khai thỏc thy
nng trong quỏ trỡnh phỏt trin v vn hnh h thng in. Xut phỏt t thc t
trờn õy, bi bỏo xut nghiờn cu ỏnh giỏ vai trũ v mc nh hng ca
bc thang sụng trong bi toỏn ti
u vn hnh h thng in v tỡm kim gii
phỏp nõng cao hiu qu khai thỏc ngun thy nng sụng giai on sau nm
2015-2020.
Summary: Da River has the largest hydropower potential of our country, in which
the economic energy storage accounts for 45% of the total economic energy of

KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG

Số 10/9-2011
Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng
34
Tuy nhiờn, trong thi gian ti t trng ngun thy in s gim dn do vic gia tng cỏc
trung tõm nhit in (TTN) v nh mỏy in nguyờn t (NT). Giai on sau nm 2015 khi
cỏc TTN quy mụ ln v NT vo vn hnh thỡ v trớ, vai trũ ca thy in s cú s thay i v
cht so vi hin nay, c bit l cỏc trm thy in quy mụ ln cú h
iu tit nm hoc iu
tit mựa. T v trớ tham gia ph ỏy, bỏn ỏy, bỏn nh ca th ph ti, vai trũ ca thy in
s c bn dch chuyn lờn nh hoc bỏn nh. nõng cao hiu qu khai thỏc cỏc ngun thy
nng Vit Nam trong iu kin nờu trờn, cn cú nhng nghiờn cu c v lý thuyt v thc tin.
Sụng
cú tim nng thy in ln nht nc ta, tr nng kinh t chim khong 45%
trong tng tr nng kinh t ca tt c cỏc h thng sụng Vit Nam v cụng sut chim khong
44.4% tng cụng sut ca h thng thu in. Trờn dũng chớnh sụng ó nghiờn cu v phờ
duyt s khai thỏc 3 bc gm 3 cụng trỡnh: Lai Chõu 1200 MW, Sn La 2400 MW v Ho
Bỡnh 1920 MW. Vi quy mụ ln, c bit l h
cha thy in Sn La v thy in Hũa Bỡnh
u l h cha iu tit nm, nờn cú th huy ng v nõng cao ỏng k hiu qu khai thỏc thy
nng trong quỏ trỡnh phỏt trin v vn hnh h thng in. Xut phỏt t thc t trỡnh by trờn
õy, bi bỏo xut nghiờn cu ỏnh giỏ vai trũ v mc nh hng ca bc thang sụng
trong bi toỏn ti u vn hnh h th
ng in v tỡm kim gii phỏp nõng cao hiu qu khai thỏc
ngun thy nng sụng giai on sau nm 2015-2020.
Bi bỏo ny trỡnh by mt s kt qu nghiờn cu, tớnh toỏn xỏc nh vai trũ ca bc thang
thu in sụng trong h thng in Vit Nam v xut gii phỏp nõng cao khai thỏc bc
thang thy in sụng trong h thng in.
2. Mụ hỡnh tớnh toỏn

11 1111

+=


== ====
(1)
trong ú:
N: s nỳt; l
j
: s nh mỏy in nỳt j; m
i
: s nh mỏy in nỳt i; K: s bc ph ti nỳt i.

m
: T l in t dựng ca nh mỏy m; t
mK
: di lm vic ca nh mỏy m ti bc cụng sut K.

l:
T l in t dựng ca nh mỏy l; t
lK
: di lm vic ca nh mỏy l ti bc cụng sut K.
P
imK
: giỏ tr cụng sut gia tng ca nh mỏy m, ti nỳt i, bc K.
P
jlK
: giỏ tr cụng sut gia tng ca nh mỏy liờn vựng l chuyn t nỳt j n nỳt i, bc K.


PP
l
PP
i
j
m
dt
it
nc
it
l
K
K
N
j
ilKj
ldd
K
K
imKi
N
i
m
111
1
111
.1)1(
βγ
β
với i =1÷N (2)

m
tt
111
1
111
1.).1(
βγ
β
với i =1÷N (3)
trong đó:
- P
imKi
: Giá trị công suất thành phần của nhà máy m cung cấp cho bậc K tại chính nút i
- P
ilKj
: Giá trị công suất thành phần của nhà máy l cung cấp cho bậc K từ nút j đến nút i
- t: thời điểm xem xét với t =1÷24
-
nc
it
P : Công suất nhu cầu nút i
-
dt
it
P : Công suất dự trữ nút i
Số cặp bất phương trình ràng buộc này bằng số nút của hệ thống.
2.2 Ràng buộc về giới hạn công suất nhà máy điện
Xét nhà máy điện m tại nút i:

PP

imKj
.
.
11
η
≤
∑∑
==
với i=1÷N; m=1÷m
i
(5)
η
: hệ số tính đến chênh lệch năng lượng ngày làm việc điển hình.
2.4 Ràng buộc về giới hạn truyền tải của đường dây
Khi truyền tải từ i→j, tổng công suất thành phần của m
i
nhà máy trong nút i cấp cho 1 nút
j liên vùng phải ≤ công suất giới hạn truyền tải của đường dây từ i→j

()
P
P
dd
ij
m
K
K
imK
m
m

N
j
ijr
PP
111
24
max
.
τ
θ
τ
τ
(
τ
≠
τ
max
, i =1÷N-1) (7)
KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG

Số 10/9-2011
Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng
36
P
r24ij
: thnh phn cụng sut s ti v liờn vựng ca nh mỏy nhit in r ph phn gc
ca nỳt ph ti ang xột.
P
r


- b
fmK
: sut tiờu hao nhiờn liu f ca nh mỏy m ti bc K.
- B
f
: tng tiờu hao nhiờn liu f ca h thng.
2.7 Rng buc v hn ch tng vn u t cho tng nm (tng giai on)

KP
C
t
L
tm
tmK
K
K
tm
m
r

===


111
(9)
- L: s nm ca giai on ang xột.
- m
r
: s nh mỏy d nh xõy dng trong nng (giai on) ang xột.
- C

phự hp, cỏc kch bn tớnh toỏn c xõy dng theo phng ỏn thay i cụng sut lp mỏy
ca 2 bc thang thy in ln l Sn La v Lai Chõu (phng ỏn nõng cụng sut cho thy i
n
Ho Bỡnh s c nghiờn cu phn tip theo).
KÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DôNG

T¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng
Sè 10/9-2011

37
Bảng 1. Tổng hợp các phương án tính toán bậc thang thủy điện hệ thống sông Đà
Công suất các bậc thang thủy điện (MW)
Phương án
Hòa Bình Sơn La Lai Châu Huội Quảng Bản Chát
Tổng công
suất
PA 1 1920 3200 1400 520 220 7260
PA 2 1920 2400 1200 520 220 6260
PA 3 1920 2800 1300 520 220 6760
PA 4 1920 2400 1400 520 220 6460
PA 5 1920 3200 1200 520 220 7060
Số liệu đầu vào áp dụng mô hình tính toán:
- Hệ thống điện Việt Nam được chia thành ba nút: Bắc-Trung-Nam với đường dây truyền
tải 500kV 2 mạch.
- Năm tính toán: 2020
- Tháng tính toán: chọn tháng điển hình là tháng 11
- Kịch bản hệ thống: kịch bản Cơ sở theo Tổng sơ đồ VI
- Tần suất đảm bảo: 90%
- Biểu đồ phụ tải phương án cơ sở: Sử dụng mẫu biểu đồ
phụ tải theo Tổng sơ đồ VI.

Nlm=1.200MW đều nhỏ hơn so với kết quả tính toán.
Trên cơ sở bảng tổng hợp kết quả các phương án tính toán trên (bả
ng 2) có thể rút ra
một số kết luận sau:
- Từ nay cho đến những năm 2020, các bậc thang thủy điện sông Đà luôn có vai trò rất
lớn trong hệ thống điện Việt Nam. Các công trình thủy điện Hòa Bình, thủy điện Sơn La và thủy
KếT QUả NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG

Số 10/9-2011
Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng
38
in Lai Chõu luụn phỏt huy ht cụng sut kh dng trong ph th ph ti h thng in giai
on t nay n sau nm 2020 tr i.
- Nhu cu ph ti ca H thng in Vit Nam ngy cng phỏt trin, vi u im ni bt
ca thy in cú tớnh c ng cao, nõng cao hiu qu vn hnh h th
ng in cn xõy dng
phng ỏn khai thỏc mt cỏch hp lý v hiu qu bc thang thy in sụng theo hng
nõng cụng sut ph nh, nhm gim chi phớ vn hnh v nõng cao tin cy cung cp in
nng trong vn hnh ca H thng in.
- Vic tng cụng sut lp mỏy cho cỏc nh mỏy thy in trờn h thng bc thang sụng
mt cỏch hp lý (trong mi quan h v
i tng sut u t) s tng kh nng ỏp ng nhu
cu ca h thng ng thi s ti u v chi phớ vn hnh. Do vy, cn xem xột nghiờn cu k
hn v xõy dng chi tit mi quan h gia nõng cụng sut v chi phớ u t xỏc nh c
im cụng sut ti u ca cỏc bc thang thy in trờn sụng .
- Trờn sụng
hin ang cú 03 cụng trỡnh thy in ln gm Hũa Bỡnh (1969-1994), thy
in Sn la (2005-2012) v thy in Lai Chõu (2010-2015). Thy in Sn La v Lai Chõu
ang xõy dng, thy in Hũa Bỡnh ang vn hnh vi cụng sut 1.920MW v in nng nm
ang tng dn t 8,3 t KWh lờn khong >10 t KWh khi hon thnh thy in Sn La v Lai

nh mỏy in gi v trớ quan trng trong h thng in.
+ Tớnh toỏn cho cỏc nm 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020 v 2025.
KÕT QU¶ NGHI£N CøU Vµ øNG DôNG

T¹p chÝ khoa häc c«ng nghÖ x©y dùng
Sè 10/9-2011

39
Bảng 3. Công suất thuỷ điện Hoà Bình tham gia HTĐ (phương án công suất là Nlm=1.920MW)
Công suất phủ đỉnh (MW)
Năm
Tháng 4 Tháng 8 Tháng 11
2015 989,7 1883,0 947,3
2016 1012,1 1883,0 998,8
2017 1020,8 1883,0 1024,2
2018 1043,4 1883,0 1920,0
2019 1920,0 1883,0 1293,7
2020 928,9 1853,3 1004,4
2025 1920,0 1883,0 1920,0
Bảng 4. Công suất thuỷ điện Hoà Bình tham gia HTĐ (phương án lắp thêm 2x240=480MW,
công suất lắp máy Plm=2400MW)
Công suất phủ đỉnh (MW)
Năm
Tháng 4 Tháng 8 Tháng 11
2015 1229,3 2353,0 1167,9
2016 1272,3 2353,0 1306,6
2017 1278,6 2353,0 1276,6
2018 2400,0 2353,0 2400,0
2019 2289,3 2353,0 2400,0
2020 1227,2 2287,6 1261,9

Ngoi ra, theo cỏc kt qu nghiờn cu khỏc [12], [13] cng cho thy vic lp thờm cụng
sut cho trm thu in Hũa Bỡnh (2x240MW hoc 3x240MW) ó cú y cỏc lun chng v
kinh t, k thut v nu c thc hin trc khi Lai Chõu, Sn La hon thnh thỡ s em li
hiu qu cao.
5. K
t lun v kin ngh
Vi tr nng kinh t k thut ca thu in Vit Nam c ỏnh giỏ hin nay khong 80
t kWh/nm v quy hoch phỏt trin cỏc ngun nhit in ln cng nh in ht nhõn, thỡ xu
th tt yu ca cỏc ngun thu in c bit cỏc thy in cú h cha i
u tit mựa v nm s
l ph nh ca h thng in trong tng lai gn.
H thng sụng l h thng cú ngun thy nng ln nht nc ta, nu tớnh n nm
2020, h thng sụng s chim 34,4% cụng sut ngun thy in v 7,54% cụng sut trong
ton h thng in. Cỏc h Sn La, h Hũa Bỡnh, h Lai Chõu u l h cha cú dung tớch l
n,
iu tit nm nờn cú th huy ng v nõng cao ỏng k hiu qu khai thỏc thy nng trong quỏ
trỡnh vn hnh ca h thng in. Giai on t nm 2020 tr i khi tng cụng sut ca h thng
in ó ln, vic nõng cụng sut cỏc nh mỏy thy in Ho Bỡnh t 1920MW lờn 2400MW
hoc 2640 MW, thy in Sn La t 2400MW lờn 3200MW v thy i
n Lai Chõu lờn 1400MW
vn cnh tranh c vi cỏc ngun in khỏc trong h thng v phỏt ht cụng sut lp mỏy.
T kt qu nghiờn cu kin ngh trc ht nõng cụng sut lp mỏy ca thy in Hũa
Bỡnh t 1920 MW nh thit k hin nay lờn 2400MW v 2640 MW s em li hiu ớch thit thc
cho nn kinh t quc dõn ti thi im hin ti, gim c
ỏng k vn u t vo ngun thy
in tớch nng. Trong tng lai gn t nay n 2015-2020 cú th tip tc nõng cụng sut ca
nh mỏy thy in Sn La t 2400MW lờn 3200MW v thy in Lai Chõu t 1200MW lờn
1400-1600MW s phỏt huy hiu qu bc thang thy in sụng lờn cao nht trong H thng
in Vit Nam.


12. Website: www.vncold.vn
13. Cụng ty T vn xõy dng in 1 (2000), Quy hoch bc thang thy i
n Sụng .
14. D ỏn lp t thờm t mỏy nh mỏy thy in Hũa Bỡnh, Bỏo cỏo c hi u t, Cụng ty c
phn t vn xõy dng in 1.
15. Cụng trỡnh thy in Sn La, La chn mc nc dõng thy in Sn La trong phng ỏn
quy mụ Sn La thp (MND 205m-215m), Cụng ty c phn t vn xõy dng in 1.
16. Trung tõm khoa hc t nhiờn v cụng ngh
quc gia, Mt s ý kin v s bc thang
sụng v qui mụ thy in Sn La.
17. Cụng trỡnh thy in Hũa Bỡnh trờn sụng ti CHXHCNVN - Thit k tng hp nõng cao
lừi p m bo cú th dõng nht thi mc nc thng lu ti cao 122m (MNGC), lun
chng kinh t k thut, Matxcva 2003, Cụng ty c phn kho sỏt thit k v thc nghi
m khoa
hc Vin HYDROPROJECT.