Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật - Phát triển hiệu quả vận hành các hồ chứa bậc thang trong thị trường điện cạnh tranh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ QUOC HUNG NGHIEN CUU CO SO KHOA HOC NANG CAO HIEU QUA VAN HANH PHAT DIEN CAC HO CHUA BAC THANG TRONG THI TRUONG ĐIỆN CẠNH TRANH, AP DUNG CHO LUU VUC SONG CHU LUẬN AN TIEN SĨ KY THUAT HA NOI, NAM 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LÊ QUOC HUNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HQC NANG CAO HIEU QUA AN HANH PHAT DIEN CAC HO CHUA BAC THANG TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH, AP DỤNG CHO LƯU VỰC SÔNG CHU Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình thủy Mã số: 9580202 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HOC 1. Pha Ky Nam 2. Lê Văn Nghị HÀ NỘI, NĂM 2019 LỜI CAM ĐOAN “ác giả xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của bản thân tic gid, Các kết quả nghiên cứu va các kết luận trong luận án là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ một nguồn nào và dưới bắt ky hình thức nào. Việc tham khảo, các nguồn tả liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định, Hà Nội, ngày tháng - năm 2019 “Tác giả luận án Lê Quốc Hưng LỜI CÁM ƠN Luận án Tiến sĩ này, được thực hiện dui sự hướng din khoa học của PGS.

Phan Kỳ Nam và PGS. Tác giả xin bày 16 lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo đã rực tiếp hướng din, chỉ bảo tận tinh và giáp đỡ tác gid tong suốt qui trình thực hiện và hoàn thiện luận án. “Tác gid xin cảm ơn các cấp ãnh đạo cia Trường Đại học Thủy lợi, Phòng Đảo tạo Di học và Sau Đại học, Khoa Công tinh, Khoa Năng lượng, lãnh đạo vi các thấy cô giáo của Bộ môn Thủy điện và Năng lượng ti tạo đã tạo điều kin thuận lợi, đồng gp kiến và chia sé kiến thúc, ur vẫn cho te giả trung suốt quá tình học tập và thực hiện Ign án. Đặc biệt, tác giả xin bay tô lông biết ơn chân thành nhất đến TS.

Phan Trần Hồng Long thuộc Bộ môn Thủy điện và Năng lượng tái tạo đã dành thời gian, công sức hỗ. trợ tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đỉnh, bạn bẻ, người thân và các đồng nghiệp. tại Ban Đầu tư Xây dựng thuộc Tổng công ty Điện lực Dẫu khí Việt Nam đã cung cấp <a liệu đầu vào, tạo điều kiện về thời gian công tắc và sinh hoạt, là chỗ dựa ving chắc inh thin cho tác giả trong các năm học tập và hoàn thiện luận án này.

“Tác giả luận án Lê Quốc Hưng MỤC LỤC MỤC LUC DANH MỤC CÁC HÌNH ANH. DANH MỤC BANG BIÊU DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ. Danh mục các từ x 2. Giải thích các thuật ngữ.

Xi MỞ ĐÀU 1 1. Tính cắp thiết của để tài 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 4 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4 3.1 Đối tượng nghiên cứu 4 3.2 Phạm vi nghiên cứu 4 4.

Nội dung nghiên cứu. 4 5, Phương pháp nghiên cứu 5 6. Ý nghĩa khoa học và thục ti của luận án 6 6.1 Ý nghĩa khoa học 6 62 Ý nghĩa thực tiễn 6 7. Cấu trúc của luận án.

T CHUONG | TONG QUAN VE NGHIÊN CỨU VAN HANH BAC THANG HO CHUA VA THỊ TRUONG ĐIỆN CẠNH TRANH 8 1.1 Cúc nghiên cửu vé vận hành hỗ chứa trên thé git 8 1.1 Các bước xây dựng mô hình toán học.2 Các nghiên cứu ti va mô hình hóa hệ thẳng hỗ chứa 9 L2 Các nghiên cửu vé vận hành hỗ chứa ti Việt Nam ụ 1.1 Một số nghiên cứu vận hành hỗ chứa ở Việt Nam, 3 1.2 Mội số nghiên cứu liên quan đến lưu vực sông Mã và sông Chu „ 1.3 Các quy tinh vận hành liên hồ chứa rên hệ thống sông Mã.3 Giới thiệu chung về thi trường phát điện cạnh tranh, 2 1.1 Tổng quan về thi trường điện cạnh tranh trên thể giới.32 Tổng quan về thi trường điện cạnh tranh ở Việt Nam.3 Tổng quan về giá ban điện trên thị trường điện cạnh tranh ở Việt Nam.34 Quá tình tham gia thị trường điện cạnh ranh của NMTĐ Hila Na và Cửa at 28 1.5 Một số tn tại và khó khẩn của các NMB khi tham gia tị trường điện cạnh tranh 30 1.4 Định hướng nghiên cứu của uận án 31 1.5 Kết luận chương | 3 CHUONG 2 __ XÂY DỰNG CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIEN NANG CAO HIỆU QUA VAN HANH PHAT ĐIỆN CAC HO CHUA BAC THANG TRONG THI TRƯỞNG ĐIỆN CẠNH TRANH 3 2.1 Phương pháp giải bài toán tối ưu trong vận hành iện hỗ chứa 3 2.1 Phương pháp giải bài toán tối ưu a4 2.2 Các dang bài toán vận hành liên hỗ chứa 36 2.2 Phương phíp giải bài oán QHD 37 2.1 Lựa chon cách tip cận 37 2.2 Các đặc tnmg của QHD 38 2.3 Tinh toán điều tiết tối ưu hỗ chứa nước của trạm thủy điện bằng QHĐ.1 Mô hình tính ton đơn hồ 40 2.2 Mô hình toán hai hd bậc thang.4 Mô hình tỗi tu cho các hỗ chứa bộc thang 45 2.1 Các vin dé cin gii quyết 45 2.2 Hàm mục tiêu 47 2.3 Điều kiện biên va điều kiện ban đầu 50 2.5 Phuong pháp xây dựng và iải bài toán vận hành liên h chứa lưu vực sông Chu 33 2.1 Xây dựng bài toán ti wu vận hành bậc thang hd chứa phát điện trong điền kiện tham gia thị trường điện cạnh trình, 33 2.2 Lựa chọn thời đoạn tính toán, năm tinh toán và giá bản điện.6 Sơ đồ ki và các hệ phương trình tinh toán thủy điện bậc thang 55 2.1 Các bước tính toán khi biết mye nước đầu va cuối thời đoạn: 2.2 Thời đoạn tinh toán, 60 2.4 Cách chuyển giai đoạn tinh cho các thời đoạn k 61 2.7 Xây dựng chương trình tinh toán.1 Lựa chọn ngôn ngữ lập tình “ 2.2 Mô tả các khối tính toán 6 2.3 Mô tả khối tính toán chính.4 Mô tả khối tinh toán tạo biên mực nước 65 2.8 Kết luận chương 2 68 CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN VÀ PHAN TÍCH KET QUA XÁC ĐỊNH XU HƯỚNG VẬN HANH CHO BAC THANG HO CHUA TREN SONG CHU .1 Đặc điểm vận hành và các tồn tại trên lưu vực sông Chu.1 Đặc điểm dong chảy.2 Hệ thống các hỗ chứa trên lưu vực, 70 3.13 Nhu cầu đùng nước trê lưu vưe sông Chú n 3.14 Các yêu tổ tức động đến vận hành hồ chứa trên lưu vực sông Chủ.2 Xây dựng BDDP kết hợp đảm bảo phát sản lượng hợp đồng hai hỗ chứa Hủa Na và Cửa Đạt trong thị trường điện cạnh tranh tại Việt Nam 1 3⁄21 Hồ sơ thiết kế và quy trình hiện hành, 1 3.2 Đề xuất và áp dụng mô hình tính toán liên hd chứa trong thị trường điện cạnh tranh 78 3.3 Xây dụng và sử dung đường đảm bảo phát Qe đểtạo biên mực nước thượng lưu cho tính toán iên hd chứa 19 3.3 Các kịch bản giá 84 3.1 Giá biến đội theo sản lượng (Kịch Bản 1) 84 3.2 Giá biến đổi theo lũy tích số giờ bán điện (Kịch Bản 2).4 Kết quả tính toán Kịch bản | (giá biển đổi theo sản lượng điện tháng) 93 3.1 Đường diễn biến mực nước thượng lưu.42 Các tổ hợp mực nước div thing 9 3.43 Sir dụng kết quả dé vận hành đơn hỒ (trong mùa cạn) 102 3.44 Sử dụng kết qua để vận hành đơn hi (trong mùa lồ) l0 3.45 Sử dụng kết qua dé vận hành liên hỗ (trong mùa cạn) 105 3.6 Sử dụng kết quả để vận hành liên hỗ (trong mùa lũ) 106 3.7 Tổng doanh thu va sản lượng điện khi áp giá biển đổi theo Kịch bản 1.8 So sánh kết quả của hai hàm mục tiêu tổng doanh thu liên hồ và đơn hồ lớn.5 Kết qui tinh toán Kịch bản 2 (giá biến đổi theo lytic số giờ bán dign).1 Din biển mực nước một số năm gin đây Hồ 3.2 So sinh kết quả vận hành ¡ ưu liên hồ chứa với thực I2 3.6 Chon kịch bản giá điện áp dụng cho bậc thang và chỉ din vận hành khi vận hành trong tị trường điện cạnh tranh im 3.1 Chọn kịch ban giá điện.2 Chi dẫn vận hành. 14 37 KẾtluận chương3 is KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ Hi 1- Những kết quả đạt được của luận án M7 2. Những đồng góp mới của luận án us 3. Những hạn chế của luận án vàđịnh hướng nghiên cứu tếp theo us 4.

Kiến nghị is CÁC CONG TRINH ĐÃ CONG BO. nọ “TÀI LIỆU THAM KHẢO. DANH MỤC CÁC HÌNH ANH Hình 1.1 Công suất lắp máy thủy điện qua các năm [1] Hình 1.2 KẾ hoạch phát trién các cấp độ thị trường điện [41] Hình 1.3 Các mốc phát triển thị trường điện cạnh tranh tại Việt Nam 1.4 Công suất đặt và số lượng NMD tham gia VCGM.5 Thị phần công suất đặt của các NMD trên bệ thông Hình 1.6 Thị phần của các tập đoàn, ting công ty trực tiếp tham gia VCGM. Hình L7 Giá tin thị tường điện qua các năm từ 2013 đến 2018 Hình 1.8 Giá CAN trung bình tháng từ 1/2017 đến 6/2018 Hình 1.9 Giá FMP từ 1/2017 đến 6/2018 Hình 1.10 Sơ đỗ thể hiện cúc bước nghiên cứu Hình 2.1 Mô hình bài toán QHD tổng quát.

39 Hình 22 Mô tả các hướng đi tìm đường tố ưu trong diễn 8 chứa.3 Mô hình bậc thang tập hợp hướng đi ví dụ hai hỗ inh 2.4 Mô tả hệ thông cân bằng lưu lượng trên hệ thông Hủa Na ~ Cita Đạt st Hình 2.5 Các khối nh toán chính để dmg mô hình 63 Hình 2,6 Sơ đồ khối tính toán doanh thu max 2 hỗ, 5 Hình 2.7 Sơ đồ khối tạo biên rng buộc về mực nước cho đơn hồ 6 Hình 3.1 Sơ đỗ khai thác lưu vực sông Chu n Hình 32 Nhu cầu dung nước hạ lưu của hai hỗ.3 Hiện rạng vận hành hỗ chứa Hùa Na 6 thing đầu năm 2014.4 Sản lượng hợp đồng hai năm gin đây của NMTD Hủa Na [50] 19 Hình 3.5 BĐĐP năm thủy văn kết hợp đảm bảo phát Qe Hiia Na năm 2016-2017 80 Hình 3.6 BDĐP năm thủy văn kết hợp đảm bảo phát Qe Hủa Na năm 2017-2018 80 inh 37 Sản lượng hợp đồng NMTĐ Cita Đạt 50].8 Tập hợp đường diễn bién để phát Qe Hùa Na yêu cầu theo năm (hủy văn 82 Tình 3.9 Tip hợp đường diễn biến một số nấm thủy văn điễn hình để phát Qc Hủa Na yeu cầu theo nam thủy văn 83 Hình 3.10 Tập hợp 46 đường mye nude để đảm bảo phát Qe Cửa Dat năm 2014-2015 83 Hình 3.11 Giá bán điện thing NMTĐ Ha Na [51] 85 inh 3.12 Giả bản điện thing của NMTD Cita Đại |52] S5 Hình 3.13 Quan he giá bán và sản lượng điện các thắng mùa lũ NMTĐ Hủa Na.