zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Kết hợp mô phỏng dòng chảy với mô hình tối ưu nâng cao hiệu quả phát điện các hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong mùa cạn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Kết hợp mô phỏng dòng chảy với mô hình tối ưu nâng cao hiệu quả phát điện các hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong mùa cạn trình bày tóm tắt kết quả nghiên cứu tích hợp mô hình mô phỏng dòng chảy với mô hình tối ưu phát điện trong mùa cạn cho các hồ chứa lớn trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (VGTB) nhằm nâng cao sản lượng điện đồng thời vẫn thoả mãn yêu cầu cấp nước hạ du.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kết hợp mô phỏng dòng chảy với mô hình tối ưu nâng cao hiệu quả phát điện các hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn trong mùa cạn

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 KẾT HỢP MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY VỚI MÔ HÌNH TỐI ƯU NÂNG CAO HIỆU QUẢ PHÁT ĐIỆN CÁC HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC SÔNG VU GIA - THU BỒN TRONG MÙA CẠN Tô Việt Thắng1, Ngô Lê Long2 1 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, email: tovietthang@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Nghiên cứu sử dụng phương pháp Monte Quá trình phát triển đã làm tăng nhu cầu Carlo nhằm mô hình hóa dòng chảy ngẫu khai thác sử dụng nước, làm cho hoạt động nhiên thời đoạn trung bình 10 ngày dựa trên quản lý, vận hành hệ thống hồ chứa trong chuỗi số liệu thực đo đến 4 hồ chứa A Vương, mùa cạn trên lưu vực các sông lớn ở Việt Sông Tranh 2, Sông Bung 4 và Đăk Mi 4. Nam ngày càng trở nên phức tạp. Các nghiên Dòng chảy đến thực tế của 4 hồ trên các cứu về phương pháp luận trong vận hành hồ sông Thu Bồn, Sông Cái, sông Bung và sông chứa phục vụ đa mục tiêu đã và đang nhận A vương được phân tích tương quan về thủy được nhiều sự quan tâm của các nhà quản lý văn theo từng tháng và phân tích quan hệ và nhà khoa học. Bài báo trình bày tóm tắt giữa các tháng kề nhau nhằm đảm bảo tính kết quả nghiên cứu tích hợp mô hình mô đồng bộ về chế độ dòng chảy trong cùng một phỏng dòng chảy với mô hình tối ưu phát hệ thống sông. điện trong mùa cạn cho các hồ chứa lớn trên Bộ số liệu dòng chảy mô phỏng ngẫu lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (VGTB) nhiên thu được sẽ làm đầu vào cho mô hình nhằm nâng cao sản lượng điện đồng thời vẫn tối ưu (phần mềm Crystal Ball) phát điện cho 4 thoả mãn yêu cầu cấp nước hạ du. hồ chứa lưu vực nghiên cứu. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Mô hình mô phỏng dòng chảy được kết 3.1. Mô phỏng chuỗi dòng chảy ngẫu nối với mô hình tối ưu phát điện cho 4 hồ chứa là A Vương, Sông Tranh 2, DakMil 4 nhiên đến 04 hồ chứa và Sông Bung 4 trên lưu vực sông VGTB Bằng cách phân tích số liệu quá khứ, như sơ đồ Hình 1. nghiên cứu đã xác định các dạng phân bố xác suất phù hợp nhất cho từng bước thời đoạn 10 ngày cho chuỗi số liệu trong 35 năm từ năm 1977 đến 2011 cho 4 hồ chứa. Kết quả cho thấy với các tháng mùa kiệt, đối với cả 4 hồ, thì phân bố phù hợp nhất là phân bố cực trị “Maximum Extreme” còn lại đều phù hợp với các phân bố chuẩn “Normal” hoặc phân bố log-chuẩn “Log normal”. Các hệ số tương quan thủy văn dòng chảy đến 4 hồ được khai báo trong mô hình đóng vai trò như các giới hạn các khoảng giá trị của từng chuỗi mô phỏng ngẫu nhiên. phương pháp Monte Carlo mô hình hóa dòng Hình 1. Sơ đồ tiếp cận nghiên cứu chảy ngẫu nhiên trung bình thời đoạn đến hồ. 703
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Biến ngẫu nhiên được xác định là dòng chảy Tiến hành phát thử nghiệm với các trị số đến hồ theo thời đoạn 10 ngày. Toàn bộ số ngẫu nhiên dòng chảy trung bình cho từng liệu thực đo dòng chảy đến 4 hồ được liệt kê thời đoạn theo dạng phân bố xác suất và các thành từng thời đoạn. hệ số tương quan đã xác định ở trên đã thu được chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên thời đoạn 10 ngày tới 4 hồ chứa (Bảng 1). Kết quả này được sử dụng kết nối với mô hình tối ưu phát điện các hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn. 3.2. Thiết lập bài toán tối ưu trong vận hành 4 hồ chứa Hình 2. Tương quan dòng chảy đến hồ Hàm mục tiêu  1 4 n 25  Bảng 1. Minh hoạ kết quả tính toán chuỗi F  Max 9,81*i , j *Qi , j,t * Hi , j,t * t  dòng chảy ngẫu nhiên (10 ngày) đến hồ  n i 1 j 1 t 1  Tham Giá Giá trong đó: Giá Giá F : Hàm mục tiêu cần tối đa hóa lượng số Trung trị Trung trị trị lớn trị lớn điện sản xuất từ 04 nhà máy thủy điện; bình nhỏ bình nhỏ nhất nhất Qtb nhất Qtb nhất Qi,j,t : Lưu lượng trung bình của nhà máy i 3 Qmax 3 Qmax Thời (m /s) Qmin (m /s) Qmin tại thời đoạn t; (m3/s) (m3/s) đoạn (m3/s) (m3/s) Hi,j,t : Cột nước phát điện của nhà máy i, Hồ A Vương Đăk Mi 4 trong năm thứ j, tại thời điểm t; 10T1 32.91 10.36 135.6 62.04 10.52 214.7 i,j : Hiệu suất tổng của turbine và máy 20T1 33.19 8.84 121.6 61.95 12.30 309.0 phát của nhà máy i trong năm thứ j; 30T1 33.18 9.57 127.8 61.82 14.19 242.5 ∆t : Bước thời gian tính toán =10 ngày; 10T2 21.55 7.34 68.46 41.13 21.82 273.9 mùa kiệt gồm 25 thời đoạn (từ 16/12 năm 20T2 21.59 7.17 62.60 40.69 21.71 281.1 trước đến 31/8 năm sau); 30T2 21.53 6.61 83.90 40.80 21.70 186.0 n : số năm tiến hành mô phỏng (10.000 năm); 10T3 16.21 5.99 44.00 35.66 18.46 87.96 i : số nhà máy thủy điện trong tính toán; 20T3 16.16 5.86 45.21 35.79 18.38 84.57 Ei,t : điện năng của nhà máy i tại thời đoạn 30T3 16.18 6.73 49.99 35.61 18.20 88.46 “t” (kWh). 10T4 14.62 5.13 48.70 35.65 0.65 83.25 Các ràng buộc của bài toán: 20T4 14.74 5.41 83.34 35.53 0.14 114.6 30T4 14.69 5.17 56.07 35.57 0.56 82.37 Ràng buộc về hồ chứa và nhà máy thủy Hồ Sông Bung 4 Sông Tranh 2 điện: Ràng buộc về cân bằng nước tại nút hồ 10T1 56.96 38.37 103.9 275.6 2.35 1347 chứa; Ràng buộc về cân bằng nước tại nút 20T1 56.86 38.39 105.3 273.5 0.51 1350 dòng chảy; Ràng buộc về lượng trữ nhỏ nhất 30T1 56.72 38.45 103.6 275.1 1.57 1324 và lớn nhất của hồ chứa; Ràng buộc về lưu 10T2 44.05 28.78 86.21 400.8 0.87 2583 lượng phát điện thực tế; Ràng buộc về công 20T2 43.85 31.09 83.46 402.9 9.99 3003 suất phát điện; Ràng buộc về quan hệ địa 30T2 43.86 30.81 86.21 395.6 14.99 2276 hình lòng hồ; Ràng buộc về quan hệ lưu 10T3 39.16 32.75 122.8 242.9 4.57 996.6 lượng ~ mực nước hạ lưu; 20T3 39.05 32.73 114.5 240.0 5.83 1021 Ràng buộc về nhu cầu cấp nước hạ du: 30T3 39.04 32.59 89.25 240.3 4.94 1096. Đảm bảo lưu lượng (mực nước tại các 10T4 38.67 32.91 239.4 100.5 30.82 459.0 điểm kiểm soát. 20T4 38.73 32.86 191.3 100.5 27.08 432.7 QÁi Nghĩa  70m3/s (HÁi Nghĩa  2.67m) 30T4 38.68 32.89 170.7 100.1 26.26 541.9 QGiao Thủy  48 m3/s (HGiao Thủy  1.02m) 704
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 Biến điều khiển là lưu lượng qua turbin nhà máy thủy điện của các hồ. 3.3. Áp dụng mô hình tìm kiếm tối ưu có tích hợp mô phỏng dòng chảy đến tính toán cho kịch bản vận hành các hồ chứa Nghiên cứu sử dụng modun tối ưu OptQuest trong Crystal Ball để xây dựng mô hình tối ưu có kết nối với chuỗi dòng chảy ngẫu nhiên đến các hồ chứa. Mô hình được tính toán thử nghiệm với Kịch bản: Tỉ lệ xả Hình 5. Phân bố sản lượng điện của các hồ chứa lấy bằng tỉ lệ diện tích lưu theo các mức đảm bảo khác nhau vực của cá hồ trong hệ thống. Kết quả tính toán được thể hiện ở Hình 3, 4, 5 dưới đây. Từ kết quả tối ưu hóa điện năng trong trong cho 4 hồ ta thấy:  Phân bố của sản lượng điện tính toán nằm trong khoảng 1320-1720 (106kWh) nhưng có thể nói sản lượng điện chủ yếu nằm trong khoảng từ 1440-1600 (106kWh).  Sản lượng điện tính toán theo mô hình là lớn hơn so với thực tế, lần lượt là 1,91% và 7,9% so với thực tế năm 2015 và 2016. 4. KẾT LUẬN Bài báo đã trình bày kết quả nghiên cứu xây dựng mô hình tối ưu phát điện - có tích Hình 3. Quỹ đạo vận hành tối ưu hợp với mô hình mô phỏng dòng chảy đến hồ theo mực nước hồ chứa phục vụ công tác phân bổ nguồn nước Với quy trình vận hành xả qua nhà máy hợp lý nguồn nước lưu vực sông VGTB trong này, tổng sản lượng điện mùa kiệt trung bình mùa cạn. Kết quả tính toán thử nghiệm cho nhiều năm lớn nhất của 4 hồ đạt mức 1511,08 thấy mô hình có thể áp dụng cho tính toán (106kWh), lớn hơn so với sản lượng điện vận hành liên hồ chứa trong thực tế nhằm thực tế năm 2015 là 1482,7 (106kWh) và năm nâng cao hiệu quả phát điện nhưng vẫn đảm 2016 là 1399,9 (106kWh). Sản lượng điện bảo yêu cầu cấp nước hạ du. tính toán theo mô hình lớn hơn lần lượt là 28,38  106kWh (1,91%) và 111,18  5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 106kWh (7,9%) so với sản lượng điện sản suất thực tế của 04 hồ năm 2015 và 2016. [1] Hoàng Thanh Tùng, Hà Văn Khối, Nguyễn Thanh Hải (2013). Ứng dụng Crystal Ball xác định chế độ vận hành tối ưu phát điện cho hồ chứa Thác Bà, Tuyên Quang và bậc thang hồ chứa Sơn La, Hòa Bình có tính đến yêu cầu cấp nước hạ du. Tạp chí Khoa học. Thủy lợi kỹ thuật và Môi trường (số 42-2013) [2] Barbara Gentry (2008). Crytal Ball User Manual. Oracle. Hình 4. Quỹ đạo tìm kiếm tối ưu tổng sản lượng điện mùa kiệt 705

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.