Luận án Hồ Ngọc Dung - Vận hành tối ưu bậc thang hồ chứa thủy điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HO NGOC DUNG NGHIEN CUU CO SO KHOA HOC VAN HANH TOI UU HE THONG BAC THANG HO CHUA THUY DIEN TREN SONG DA TRONG MUA CAN LUAN AN TIEN Si KY THUAT HA NOI, NAM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT RUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HO NGỌC DUNG NGHIEN CUU CO SO KHOA HOC VAN HANH TOI UU HE THONG BAC THANG HO CHỨA THỦY ĐIỆN TREN SONG ĐÀ TRONG MUA CAN Chuyên ngành: Xây di Mã số: 62584001 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1, PGS.TS H8 Sj De 2. TS Hà Văn Khôi HÀ NỘI, NAM 2017 LỜI CAM ĐOAN “Tác giả xin cam doan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả "nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bit kỳ hình thúc nào.

Việc tham khảo các nguồn tả liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tải liệu tham khảo đúng quy định. “Tác giả luận án Hồ Ngọc Dung LỜI CẢM ON Trước từ đầy long mình tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và b ết ơn sâu sắc đến các thay hướng dẫn khoa học PGS.TS Hồ Sỹ Dự và GS.TS Hà Văn Khối đã tận tinh định hướng, chỉ bảo theo sát tác giả trong suốt quá học tập và nghiên cứu. Xin cảm ơn các thay đã dinh nhiều công sức, trí tuệ trong thời gian tác giả thực hiện luận. Tác giá xin trần trong cảm ơn các nhà khoa học trong và ngoài Trường đã có những đồng góp quý báu, thiết thực và thẳng thắn để tác giả hoàn thiện luận án Tác giả xin bảy tổ lòng biết ơn đến Ban Giám Hiệu, Phòng Đảo tao Đại học và Sau Dai học, Khoa Công trình, Bộ môn Thủy điện và năng lượng tái tạo trường Đại học.

‘Thuy lợi đã tạo điều kiện thuận lợi về mọi mặt, hd trợ tác giả trong quá tình thực hiện nghiên cứu của mình. “ác giả xin chân thành cảm ơn các thiy cô và đồng nghiệp trong Bộ môn Thủy điện và năng lượng tái tạo đã dành thi gian, công sức hỗ tr tác giả hoàn thẳnh Luận án Va sau cùng, tác giá xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn bẻ, đồng nghiệp va gia đình luôn t cánh động viên, khích 1, ủng hộ rắt lớn về tỉnh thần cũng như vật chat cho tác giả trong suối thời gian học tập và nghiên cứu. Tác giả xin trân trọng cám ơn. MỤC LỤC MÔ ĐÀU 1 CHUONG1 TÔNG QUAN VE NGHIÊN CỨU TRONG LĨNH VỰC VẬN HANH TOI UU HE THONG BAC THANG HỖ CHUA THỦY ĐIỆN 8 1.1 Nguyên ly chung về vận hành hỗ chứa thủy điện.1 Quán lý vận hành hồ chứa theo biểu đỗđiều phối.2 Vận hành hỗ chứa theo thời gian thực 9 1.2 Tổng quan các phương pháp xây dựng quy trình vận hành bệ thống hỗ chứa dda mục tiêu 10 12.

Phương pháp mô phỏng. Phương pháp sử dung kỹ thuật tối wu hóa 14 1. Hiện trang vận hành hỗ chứa thủy điện hệ thống sông Hồng 30 13.1 Tổng quan những nghiên cứu phục vụ vận hành các công nh thủy điện- thủy loi hệ thống sông Hong trong thời kỳ mùa cạn 32 1232 - Các quy trình vận hành liên bộ chứa hệ 35 14 Định hướng nghiên cứu của luận én 37 15 Kế luận chương | 40 CHUONG2 CO SỞ KHOA HỌC VAN HANH TỎI UU HE THONG BAC THANG HO CHỮA THUY BIEN Al 2.1 Khái quát về bài toán tối uu da mục tiêu .1 Him mye tiêu Al 2. Các phương pháp giải bai toán tối wu đa mục tiêu Al 2.3 Lua chọn phương pháp tối ưu hóa 43 2.

Thiếtlập bài toán vận hành tối ưu hg thống bậc thang hỗ chứa thủy điện.1 Đặc điểm chế độ vận hành của hệ thống bậc thang hd chứa thủy điện .2 toán vận hành tối ưu và phạm vi nghiên cửu đối với hộ thống Thiếtlậpbi bậc thang hồ chữa thủy điện 46 22.3 Can bing nước và các ring buộc của hệ thống 50 2.24 Không gian nghiệm tôi wu, sr 23. Xây dựng thuật toán quy hoạch động DP-DP đối với hệ thống bộc thang hồ chứa thủy điện sẽ 2.1 Nguyên lý chung giải bài toán tối ưu bằng phương pháp quy hoạch động (oP).2 Thuật toán quy hoạch động DP- .3 Thuật todn quy hoạch động cho bai toán Ì 6 2.4 Thuậttoán quy hoạch động của bài toán 2 67 2. Thiết lập sơ dé thuật oán và chương trình tính toán 1 24 Kếtluận chương 2. 76 CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU CHE ĐỘ VAN HANH TOI UU HE THONG BAC THANG HO CHUA THUY ĐIỆN SÔNG ĐÀ TRONG MUA CAN 17 3.1 Hiện trang quy hoạch và xây đựng các công trình hồ chứa thủy lợi- thủy điện trên hệ thống sông Đà Tï 3.2 Hiện trang các công trình hỗ chứa thủy lợi- thủy điện trên hệ thống bậc thang hồ chứa sông Da 78 3.3 Nhu cầu ding nước hạ lưu sông Hồng, 19 3.

Xây dựng mô hình toán vận hành tôi wu hg thống bậc thang hỗ chứa thủy điện sông Đà SI 3.21 Cơsởthiếtlập bài oán tôi 0 " _.2 Thiết lập mô hình tối wu điều khiển hệ thống bậc thang hỗ chứa thủy điện sông Đà 82 3. Thiếtlập lưới thự hiện cho mô hình 9 3. Kết quả nghiên cứu sinh toán điều tế tối ưu hệ thống bậc thang hỗ chứa thủy điện sông Đà 98 33. Các kịch bin tinh ton .2 Kétqui tinh toán 99 34 Xây dung quy tình vận hình hệ thống bậc thang hỗ chứa thủy điện Sơn La- Hoa Bình mn 3.1 Cơsở khoa hoe đề xuất điều khiển hồ chứa Mm 3⁄42.- Ve bidu dd điều phổi ỗi ưu.

Vin hinh phẩtđiện theo biểu đồ điều phối ỗi ưu nã 3⁄5 Kết luận chương 3 nộ KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ li DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BÓ 124 TAI LIỆU THAM KHẢO.125 DANH MỤC CÁC HÌNH ANH Hình 1-1: Sơ đồ nội dung nghiên cứu 39 Hình 2-1: Sơ đồ hệ thống hỗ chứa bậc thang 45 Hình 2-2: Đặc tính vận hành của turin thủy điện Sơn La [76] 32 Hình 2-3: Sơ họa xác định vị tí của TTD và đơn giá công 8 56 Hình 2-4: So đồ mô t sự thay đổi rạng tái theo chiều thời với biến trạng thi là tổng dung ch trữ của các hd chứa. " a) Hình 2-5: Sơ đồ khối thuật toán quy hoạch động bi toán điề tiết tối ưu hệ thing bậc thang hỗ chứa thủy điện với thuật toán DP-DP (Bai toán 1). T3 Hình 2- 6: Sơ đồ khôi thuật toán quy hoạch động bài toán phân bỏ tôi ưu dụng tích trữ bậc thang hé chứa (Bài toán 2). 74 Hình 3-1: Vi tr tram thủy điện hệ thống sông Hỗng 1 Hình 3-2: Sơ đồ bậc thang mô hình tối ưu 84 Hình 3-3: Biểu đồ phụ ti các ngày điền hình của các thing năm 2020 [1] 87 Hình 3-4: Đường qué tình mực nước hd Sơn La theo tiêu chun B,„.

102 Hình 3- 5: Đường quá trình mực nước hd Hòa Binh theo tiêu chuẩn B„„ „0,102 Hình 3- 6: Đường quá tình mực nước hd Sơn La theo tiêu chun En 103 Hình 3- 7: Đường quá trình mực nước hỗ Hoa Binh theo tiêu chuẩn mux vs 103 Hình 3- 8: Dường qua trình mực nước hd Sơn La năm 1930-1931 (Ptk) theo các tiêu chuẩn Bae và Epo 106 Hình 3-9: Đường quá trinh mực nước hồ Ha Binh năm 1930-1931 (Ptk theo các tiêu chuẩn Baas và Epa 106 Hình 3- 10: Dường quá tình mực nước hỗ Son La năm 2002-2003 theocc tiga chuẳn Bọ và Em, 107 Hình 3-11: Đường qué tinh mye nước hd Hòa Bình năm 2002-2003 theo các tiêu ghuần B,„. và Ena 107 Hình 3- 12: Diễn biến công suất khả dụng của TTD Hòa Binh và Sơn La trong các năm thủy văn 08 Hình 3- 13: Diễn biến công suất khả dụng của TTĐ Hỏa Bình và Sơn La trong năm. 1949-1950 tỉnh theo hai tiêu chitin B,. và Emax 109 Hình 3- 14: Công suất phát điện thời đoạn hd Hỏa Bình và Son La theo 2 tiêu chuẩn Buus và Eon 109 Hình 3-15: Biểu đồ digu phối hd Thuy điện Sơn La 115 Hinh 3- 16: Biểu dé điều phối tối ưu hồ Thuỷ điện Hòa Binh.

_ IT DANH MỤC BANG BIEU Bảng 2- 1: Bảng đơn giá công suit Sy áp dụng cho thị trưởng cạnh tranh năm 2017.55 Bảng 3- I: Các thông số chính của một số công trình thấy điện vừa và lớn 80 Bảng 3- 2: Mực nước tối thiểu thời kỳ mùa cạn tại các nút kiểm soát 81 Bảng 3- 3: Không chế mực nước hỗ Hỏa Bình và Sơn La so Bảng 3-4: Không chế mực nước hồ Hỏa Bình và Sơn La 90 Bảng 3- 5: Lưu lượng tối thiểu thời kỳ mùa cạn tại các nút kiểm soát [68] Bảng 3- 6: Quan hệ hỗ chứa thủy điện Som La [76] Bang 3- 7: Quan hệ lưu lượng và mực nước ha lưu nhà máy Sơn La. Bảng 3- 8: Quan hệ hồ chứa thủy điện Hỏa Bình [76] Bảng 3- 9: Quan hệ lưu lượng và mục nước hạ lưu nhà máy Hỏa Bình [76] Bảng 3- 10: Kết quả tính toán điều tiết ưu theo tiêu chuẩn B„. Bảng 3- 11; Tọa độ các đường giới hạn biểu đồ điều phối hồ thủy điện Sơn La. Bảng 3- 12: Tọa độ các đường giới hạn biểu dé điều phối hỗ thủy điện Hoà Bình.

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT ANN ‘Mang tri tuệ nhân tao COA, “Thuật toán di truyền có điều kiện DDDP. Quy hoạch động sai phân (Discrete Differential Dynamic Programming) DDP Quy hoạch động vi phân (Differential Dynamic Programming) DP Quy hoạch động (Dynamic Programming) DPFRB Quy hoạch động dựa trên quy luật tập mờ (Dynamic Programming Fuzzy Rule-Based) DPSA Quy hoạch động xắp xi liên tục (Dynamic Programming Successive Approximation) EA “Thuật ton tiến ha (Evolutionary algorithm) EMPSO. Kỹ thuật tối wu tỉnh hoa đột biến bầy đàn (Elitist-Mutated Particle Swarm Optimization) FUZZY Lý thuyết Mờ GA “Thuật toán di trừ (genetic algorithm ) GAMS Phin mềm tôi wu GAMS HEC Bộ phần mềm thủy văn, thủy lực của Cục Công bình Hoa kỳ IDP Quy hoạch động ting (Incremental Dynamic Programming) LP Quy hoach tuyển tinh (Linear programming) MIKEIL Bộ phần mềm thủy văn, thủy lực dòng I chiều của Viện Thủy lực Dan Mach MNC Mực nước chết MNDBT Mực nước dâng bình thường NLP Quy hoạch phi tuyển (Nonlinear programming) NSGAAII Một dang tối ưu mạng trí tuệ nhân tạo (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II) PSO Kỹ thuật 164 ưu bẫy đàn (Particle Swarm Optimization) SDP Quy hoạch động ngẫu nhiên (Stochastic dynamic programming) SSARR Mô hình tổng hợp dng chiy và điều it hỗ chia (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation) ‘Tram thủy điện MỞ DAU 1.