CHƯƠNG 9. PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU
TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

I. Phân phối tối ưu vận hành tức thời hệ thống gồm
các nhà máy nhiệt điện
II. Phân phối tối ưu vận hành trong hệ thống có nhà
máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện
III. Áp dụng hàm phạt trong phân phối tối ưu vận
hành hệ thống điện
IV. Lập kế hoạch chế độ làm việc các nhà máy điện
trong hệ thống


Đặt vấn đề

 Tối ưu hoá trong quy hoạch phát triển đề cập
đến việc quy hoạch nguồn và lưới điện.
 Tối ưu hoá trong vận hành liên quan đến việc
giải quyết vấn đề phân phối phụ tải cho các nhà
máy nhằm đáp ứng yêu cầu phụ tải và với chí
tối thiểu cho hệ thống.

2


9.1. PHÂN PHỐI TỐI ƯU VẬN HÀNH TỨC THỜI
HỆ THỐNG GỒM CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
9.1.1. PHÂN PHỐI TỐI ƯU CÔNG SUẤT TÁC DỤNG

* Phương pháp xếp hạng
Phương pháp này phân phối phụ tải một cách kinh tế như một vấn

Chi phí vận hành
$104/MW tháng
1,0
2,4
0,8
1,3
3,2

Công suất
MW
150
100
50
100
200

Cho đường đồ thị phụ tải là đường thẳng từ 500MW đến
300MW.
Xác định vị trí làm việc của các nhà máy trong HT cho kinh tế
nhất ?
4


* Phương pháp suất tăng chi phí
Suất tăng chi phí (Incremental Cost) là chi phí
tăng thêm khi sản suất thêm một đơn vị điện năng
ở một mức công suất nhất định.

∂ chi phÝ/ h
∂ chi phÝ


Pi = 0 hoặc Pimin ≤ Pi ≤ Pimax

i =1

Hàm Lagrăng
n


L = ∑ Fi ( Pi ) + λ D - ∑ Pi  →min
i=0
i =1


n

7


*Phân phối tối ưu phụ tải tác dụng có xét đến tổn
thất trong mạng
Hàm chi phí của hệ thống được biểu diễn như sau:
n

TPC = ∑ Fi ( Pi ) → min
i =1

Ràng buộc:

n

b) Có xét đến tổn thất mạng
P1=178,882 MW
P2=327,496 MW; Ploss?; TPC?


9.1.2. Phân phối tối ưu công suất phản kháng

Việc phát ra công suất phản kháng không liên quan đến
bất kỳ chi phí nào của hệ thống.
Tuy nhiên, phân phối tối ưu công suất phản kháng sẽ dẫn
đến giảm tổn thất tác dụng trong mạng, do đó làm
giảm chi phí cho hệ thống.

10


Bài toán:
Giả thiết công suất tác dụng đã biết và không đổi
(điều này là gần đúng vì thực ra sự thay đổi tổn
thất mạng sẽ làm thay đổi công suất tác dụng của
nhà máy).
Chỉ xét tổn thất công suất tác dụng phụ vào công
suất phản kháng nghĩa là cần phân phối công suất
phản kháng sao cho tổn thất công suất tác dụng
trong hệ thống là thấp nhất.
11


Hàm mục tiêu: F = ∆P( Q .......Q ) → min
1

suất :
n
∑ Pi − ∆P = P∑
1
n
∑ Q i − ∆Q = Q ∑
1
P∑ , Q ∑ : Const

∆P = f ( P, Q ) ; ∆Q = g( P, Q )
13


9.2. PP TƯVH TRONG HỆ THỐNG CÓ
NM NHIỆT ĐIỆN VÀ NM THỦY ĐIỆN

Nguyên tắc:
- Cần xem xét hạn chế lượng nước đối với NMTĐ
- Sử dụng tối đa nguồn thủy điện đảm bảo chi phí
vận hành của hệ thống là nhỏ nhất.
- Các nhà máy làm việc trong giới hạn công suất
cho phép và công suất được xem xét là trong 1
ngày, 1 tuần.

14


Bài toán:
Xét 1 hệ thống điện gồm (n) nhà máy nhiệt điện
và (m) nhà máy thuỷ điện.

∑∑ Fit (Pit ) → min
Hàm mục tiêu
t =1 i =1
Các ràng buộc của bài
toán:

Tổng công suất phải bằng nhu cầu phụ tải ở mỗi giai đoạn
n

m

i =1

j =1

∑ Pit + ∑ H jt (Wjt ) = Dt

t = 1, T

Tổng lượng nước tiêu hao cho nhà máy
T

∑ Wjt = K j
t =1

j = 1, m → ∑∑ Wjt = ∑ K j
t

j


 Sử dụng tối đa khả năng phát theo phương thức cung nhiệt
 Chi phí khởi động, tắt lò,…
 Các chi phí khác.

19


9.3.1. Sắp xếp các nhà máy trong đồ thị phụ tải HT

 Các phương pháp sắp xếp các NM trong đồ thị phụ
tải HT bao gồm:
Bảng danh sách thứ tự ưu tiên
Quy hoạch động
Quy hoạch nguyên

20


a. Bảng danh sách thứ tự ưu tiên

 Các tổ máy được phân loại theo trật tự nhất định
(ví dụ trật tự tăng dần của chi phí nhiên liệu cho 1
MWh) & yêu cầu của hệ thống.
 Khi phân phối sẽ thực hiện cho các tổ máy theo
công suất lớn nhất các tổ máy có thể mang được
đến khi đáp ứng nhu cầu phụ tải của hệ thống
 Khi muốn ngừng tổ máy nào thì danh sách bảng ưu
tiên này sẽ được thể hiện ngược lại.

21

như sau:

24


b. Phương pháp JACOBY để xác định vị trí làm
việc nhà máy thuỷ điện

 Bản chất phương pháp này là sự mở rộng của
phương pháp phân phối phụ tải theo xếp hạng
 Phương pháp này coi nhà máy thuỷ điện như một
nhà máy nhiệt điện và tìm một vị trí cho nhà máy
trong đồ thị phụ tải hệ thống sao cho khai thác sử
dụng được tối đa đồng thời cả Điện năng và Công
suất của dòng nước.

25