do an,tot nghiep,thiet ke,phan dien,nha may,nhiet dien,cong suat 400 mw,nguyen thanh trung

ĐỒ ÁN  TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT :400 MW

SV: Nguyễn Thành Trung

Chương I: Khái niệm chung

Để năng cao hiệu quả kinh tế khi vận hành nhà máy nhiệt điện, người ta thường phải tìm các biện pháp để giảm giá thành điện năng và nâng cao tuổi thọ của các trang thiết bị. Biện pháp hiệu quả nhất là tiết kiệm nhiên liệu (năng lượng sơ cấp) Cung cấp cho nhà máy điện, giảm tổn thất tự dùng và năng cao hiệu suất làm việc của các tổ máy.

Việc vận hành kinh tế một nhà máy là một yêu cầu hết sức quan trọng. Giảm đến nhỏ nhất chi phí sản xuất điện năng là mục tiêu sản xuất của nhà máy điện. Để thực hiện việc đó ta phải quy hoạch, thiết kế hệ thống điện với các chế độ kinh tế nhất và có đủ các trang thiết bị cần thiết để điều khiển các chế độ hiện hành.

Chỉ cần năng cao hiệu suất làm việc của toàn nhà máy lên một vài phần trăm thì hiệu quả kinh tế có thể rất lớn vì nhà máy điện thường làm việc liên tục và lâu dài. Để có hiệu quả này người ta thực hiện các biện pháp xây dựng phương thức vận hành tối ưu xét trong bộ máy nhà nước. Trong phần này của đồ án theo yêu cầu của đầu bài sẽ xây dựng biểu đồ vạn hành tối ưu của các tổ máy tương ứng với biểu đồ công suất vận hành đã cho của toàn nhà máy. Phương pháp thực hiện dựa trên thuật toán quy hoạch động. Quy hoạch động là một phương pháp quy hoạch toán học nhằm tìm lời giải tối ưu của một qúa trình nhiều bước (hoặc nhiều giai đoạn), tuân theo nguyên lý phát biểu như sau: “Phân cuối của quá trình tối ưu cũng là một quá trình tối ưu”.

Tính từ “động” ở đây nhằm nhấn mạnh vai trò thời gian và sự xuất hiện dãy các quyết định trong quá trình giải bài toán cũng như thứ tự các phép toán có ý nghĩa quan trong.

Phương pháp quy hoạch động dùng để lập dặc tính đẳng trị của toàn nhà máy từ đặc tính chi phí nhiên liệu của các tổ máy cho rời rạc, rồi từ đó đưa ra phương án vận hành tối ưu cho cả nhà máy.

* Phương pháp tính

Trong vận hành có tình hình là: ở thời điểm phụ tải cực đại ngày - đêm tất cả các tổ máy phát điện đều phải vận hành, nhưng trong các thời gian còn lại nhất là trong thời gian phụ tải thấp các tổ máy rất non tải. Vì vậy, ta phải xác định số tổ máy tối ưu tham gia vận hành ở từng thời điểm đồng thời xác định lượng công suất tối ưu phân phối giữa chúng. Sỡ dĩ có vấn đề như vậy là vì suất chi phí (chi phi sản xuất cho một kWh). Bao gồm chi phí nhiên liệu, chi phí vận hành và bảo quản phụ thuộc phức tạp vào công suất phát của tổ máy.

Bài toán đặt ra là có n tổ máy nhiệt điện, trong thời gian t cần xác định giá trị công suất của các tổ máy theo đặc tính tiêu hao nhiên liệu sao cho lượng tiêu hao nhiên liệu là nhỏ nhất.

Trong đồ án tốt nghiệp này ta chỉ xét trường hợp các tổ máy đều làm việc suốt 24 giờ.

Bài toán có thể được mô tả như sau:

Hàm mục tiêu:

B = Bi

(pi)  min

Với các ràng buộc:  Pi = Ppt

Trong đó:

- Bi

(pi) Là chi phí nhiên liệu của máy thứ i khi phát công suất Pi.

- Ppt là nguồn công suất cần phân bổ cho n đối tượng.

- Pi min, Pi max là công suất giới hạn cực đại và cực tiểu của tổ máy thứ i.

Lời giải {Pi}; I = 1,2 …, n thoả mãn các điều kiện trên sẽ cho ta biết về cơ cấu tối ưu của tổ máy.

Giả sử tổ máy thứ n nhận lượng công suất là Pn, theo nguyên lý tối ưu của quy hoạch động dù Pn là bao nhiêu thì lượng công suất còn lại là (Ppt – Pn) Ta cũng phải phân bổ tối ưu cho (n – 1) Tổ máy còn lại. Khi đó chi phí nhiên liệu trong toàn hệ thống là:

B (P1, P₂, P₃,…. Pn) = Bn (Pn) + Fn-1 (Ppt – Pn)

Trong đó:

- Bn

(pn) Là chi phí nhiên liệu cho tổ máy n khi công suất phát ra Pn

- fn-1 (Ppt – Pn) Là chi phí nhiên liệu nhỏ nhất khi phân bố lượng công suất (Ppt – Pn) Cho (n – 1) Tổ máy còn lại.

Việc chọn tổ máy nào là tổ máy n không ảnh hưởng đến tính toán. Vắn đề là phải chọn Pn sao cho chi phí nhỏ nhất. Từ đây, ta có phương trình phiến hàm Bellman trong trường hợp này như sau: Fn (Ppt) = min{ Bn (Pn) + Fn (Ppt – Pn) } 0 ≤ Pn ≤ Ppt fn (Ppt) Là chi phí nhiên liệu nhỏ nhất khi phân bố lượng công suất Ppt cho n nhà máy nhiêt điện.

Quá trình giải bài toán sẽ diễn ra 2 quá trình thuận và ngược.

1. Quá trình ngược:

Xây dựng đặc tính chi phí nhiên liệu tối ưu của nhà máy.

Nhằm chuẩn bị các lời giải tối ưu có điều kiện ứng với số lượng các tổ máy khác nhau và tổng nhiên liệu khác nhau chúng ta tiến hành quá trình ngược.

Để lập được đặc tính chi phí nhiên liệu tối ưu của nhà máy, ta lập đặc tính cho một tổ máy sau đó mở rộng ra 2 tổ máy, 3 tổ máy ….

Tìm lời giải có điều kiện đối với từng tổ máy tức là:

Tìm Bi (Pi); I = 1 …., n; Fi (Bi) = Bi (Pi)

* Xét 2 tổ máy: F2 (Ppt) = min{ B2 (P₂) + F1 (Ppt – P₂) } (1)

P₂ min ≤ P₂ ≤ P₂max

Trong đó:

F₂ (Ppt) Là chi phí nhiên liệu tối ưu khi phân phối Ppt cho 2 tổ máy.

- f1 (Ppt – P₂) Là chi phí nhiên liệu của tổ máy 1 khi có lượng phụ tải chung là Ppt và tổ máy2 nhận P₂.

Chi phí nhiên liệu cho 2 tổ máy ta so sánh lấy giá trị min theo biểu thức (1), ứng với bước này để xác định lời giải tối ưu có điều kiện ta cầ thực hiện 2 bước sau:

- Bước 1:

Cho giá tri Ppt không thay đổi bắt đầu từ giá trị nhỏ nhất, thay đổi giá trị P₂ từ P₂min đến P₂max. Với mỗi giá trị P₂ ta tính được giá trị chi phí nhiên liệu cho 2 tổ máy, sau đó so sánh lấy giá trị nhỏ nhất. Như vậy, ứng với giảtị phụ tải Ppt trong trường hợp 2 tổ máy ta được giá trị tối ưu P1, P₂ là công suất cần phát cho 2 tổ máy. Ngoài ra, ta cũng có thể tính được chi phí nhiên liệu cực tiểu khi dựa trên Ppt cho 2 tổ máy f2 (Ppt).

- Bước 2:

Ta cho giá trị Ppt tăng dần từ Ppt = Pptmin đến Ppt = Pptmax ứng với mỗi giá trị Ppt ta lại thay đổi giá trị P₂ như trình bày ở bước 1 và xác định được chi phí nhiên liệu cho 2 tổ máy. Tính toán và so sánh ta sẽ tìm được chi phí nhiên liệu cực tiểu với những nấc Ppt khác nhau.

Tóm lại, đối với 2 tổ máy ta xác định được một dãy kết quả về phân bố tối ưu các phụ tải cho 2 tổ máy.

Ta chọn tổ máy stăng lên là 3, quá trình tính toán cũng lập lại tương tự như đối với 2 tổ máy. Diều kiện tính toán như sau: F3 (Ppt) = min{ B3 (P₃) + F2 (Ppt – P₃) }

P₃ min ≤ P₃ ≤ P₃max

Tương tự ta xét tiếp cho đến n tổ máy: Fn (Ppt) = min{ Bn (Pn) + Fn-1 (Ppt – Pn) }

Pn min ≤ Pn ≤ Pnmax

Đến đây ta kết thúc quá trình ngược, nghĩa là đã có một bộ số liệu sau:

Bi (Pi); I = 1,2 …., n f2 (Ppt); P₂ (Ppt) F3 (Ppt); P₃ (Ppt) ……………….. Fn (Ppt); Pn (Ppt)

2. Quá trình thuận:

+ Phân bố công suất phụ tải cho từng tổ máy.

Giả sử phụ tải tổng là Ppt

- Pnpt là công suất cần phân bổ cho n tổ máy. Từ quá trình ngược ứng với Pnptta xác định được fn (Ppt).

Với fn (Ppt) Là chi phí nhiên liệu tối ưu cho n tổ máy. Vậy từ đó ta xác định được Pn là công suất tối ưu của tổ máy thứ n.

Từ đó, ta xác định được công suất và chi phí nhiên liệu tối ưu của (n – 1) Tổ máy còn lại là:

Pptn-1 = Ppt – Pn

Với Pptn-1 là phụ tải của (n – 1) Tổ máy ta có fn-1 (Pptn-1). Fn-1 (Pptn-1) Là chi phí nhiên liệu tối ưu cho n -1 tổ máy.

Từ fn-1 (Pptn-1) Ta xác định được Pn-1 và (Pptn-2) Và fn-2 (Pptn-2).

Tiếp tục làm cho đến khi còn một tổ máy.  Xác định được Pn, Pn-1, Pn-2…., P₂, P1 thoả mãn điều kiện:

Bn (Pn) + Bn (Pn-1) + …. + Bn (P₂) + B1 (P1)  min. Pi = PptNM = p1 + P2 + …. + Pn

---------------------------------------------------

Keyword: download,do an,tot nghiep,thiet ke,phan dien,nha may,nhiet dien,cong suat 400 mw,nguyen thanh trung

linkdownload: ĐỒ ÁN  TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT :400 MW