Đề Tài: VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ...

Trang chủ Tìm kiếm Trang chủ Tìm kiếm Đề tài: VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ TÌM HIỂU VỀ TUABIN THỦY ĐIỆN LOẠI XUNG LỰC doc 17 391 KB 0 8 4.3 ( 16 lượt) Xem tài liệu Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu Tải về Đang chuẩn bị: 60 Bắt đầu tải xuống Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên Chủ đề liên quan vai trò nhà máy điện Năng lượng điện mô hình nhà máy điện thủy điện Nhiệt điện luận văn

Nội dung

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ: VAI TRÒ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ TÌM HIỂU VỀ TUABIN THỦY ĐIỆN LOẠI XUNG LỰC Giáo viên hướng dẫn: Dương Trung Kiên Người thực hiện: Nhóm 1 Đ4-QLNL Vũ Ngọc Quyền Phan Long Biên Nguyễn Thị Ngọc Bích Nguyễn Hồng Quảng Nguyễn Thị Phú Đỗ Mạnh Đạt Nguyễn Đức Phong Lê Hoàng Hiệp PHẦN I. VÀI TRÒ CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM. I. TỔNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN TẠI VIỆT NAM * Tính đến 01/01/2008 tổng công suất lắp máy của các nhà máy điện Việt Nam là 12357MW, trong đó: - Các nhà máy điện thuộc EVN là: 9418MW - Ngoài EVN – IPP là: 2939MW Theo cơ cấu nguồn: Các nguồn điện Toàn hệ thống Các nhà máy điện thuộc EVN Thủy điện Nhiệt điện than Nhiệt điện dầu Tuabin khí – ga Ngoài EVN – IPP Tổng công suất 12357 9418 4583 1245 198 3107 2939  Tỉ lệ thủy điện trong hệ thống giai đoạn 2005- 2025: Năm Tổng NLM(MW) 2005 Thủy điện 4198 11286 Tỉ lệ thủy điện trong 36.5% hệ thống 2010 2585727000 2015 60000 70000 2020 2025 112000 181000 10211 19874 24148 30548 38 – 40% 28 – 33% 22% 17% - + Công suất nguồn thủy điện nêu trên bao gồm cả thủy điện tích năng (4800 MW đến 2025) và nhập khẩu từ Lào, Campuchia.  Các nhà máy thủy điện đang vận hành tính đến năm 2006 ST T Tên nhà máy Công suất lắp máy(MW) Tỉnh 1 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 Đang vận hành Hòa Bình Thác Bà Yali Hàm Thuận Đa Nhim Đa Mi Thác Mơ Trị An Đang xây dựng Tuyên Quang Bản Chát Huội Quảng Sơn La Bản Vẽ A Vương 1920 108 720 300 160 175 150 400 Hòa Bình Yên Bái Gia Lai Lâm Đồng Lân Đồng Lâm Đồng Bình Phước Đồng Nai 342 220 520 2400 300 210 Tuyên Quang Lai Châu Sơn La Sơn La Nghệ An Quảng Nam II. VAI TRÒ CỦA CÁC NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ĐIỆN 2.1 Yêu cầu chung cho các trạm điện trong toàn bộ hệ thống. Trong vận hành hệ thống nói chung, hệ thống điện luôn đề ra những yêu cầu chung cho các nhà máy điện trong toàn hệ thống. Yêu cầu thứ nhất của hệ thống điện là các nhà máy điện phải cung cấp đủ điện lượng và công suất cho các hộ dùng điện trong cùng một thời điểm. Yêu cầu thứ hai là các trạm điện phải đảm bảo chất lượng điện (điện áp và tần số dòng điện) cho hệ thống. Yêu cầu thứ ba là chế độ hoạt động của các trạm điện phải nâng cao hiệu ích kinh tế chung cho toàn hệ thống. Yêu cầu này rất quan trọng, nhưng nó không thể tách rời khỏi các yêu cầu trên. Vì rằng khi thay đổi chế độ làm việc của một trạm phát điện nào đó thì không những thay đổi thông số năng lượng của bản thân nó (khi thiết kế) mà còn làm ảnh hưởng đến thông số và chế độ làm việc của tất cả các trạm phát điện còn lại trong hệ thống. Do đó phải dựa trên quan điểm có lợi cho toàn bộ hệ thống để xét chế độ làm việc của các trạm phát điện. Ngoài ra, đối với trạm nhiệt điện kiểu cung cấp nhiệt và trạm thuỷ điện thì chế độ làm việc của chúng còn phụ thuộc vào yêu cầu dùng nhiệt và dùng nước của một số ngành kinh tế quốc dân. Do đó, chế độ làm việc của chúng cần bảo đảm hiệu ích kinh tế lớn nhất cho nên kinh tế quốc dân. 2 2.2 Sự đáp ứng của các nhà máy thủy điện theo các yêu cầu của hệ thống. 2.2.1. Các loại dự trữ. Trước khi xét đến sự đáp ứng các yêu cầu của hệ thống của các nhà máy thủy điện, ta đi tìm hiểu thêm về một số loại công suất dự trữ. Trong vận hành hệ thống điện, ngoài công suất lắp máy của các nhà máy đảm nhận phụ tải bình thường, để đảm bảo cung cấp điện một cách an toàn và liên tục cho các đơn vị dùng điện, hệ thống cần phải có thêm công suất dự trữ. Công suất dữ trữ này cần thiết để đảm bảo bổ sung hay thay thế phần công suất mà hệ thống vì nguyên nhân nào đó không thể cung cấp cho các đơn vị dùng điện. Căn cứ vào tác dụng của công suất dữ trữ người ta chia thành: dữ trữ phụ tải, dữ trữ sự cố và dữ trữ sửa chữa. Công suất dự trữ phụ tải có tác dụng đảm nhận phần phụ tải không định kỳ và trong thời gian ngắn khi các động cơ khởi động… Trị số công suất dữ trữ phụ tải của hệ thống điện phụ thuộc vào quy mô và đặc điểm các đơn vị dùng điện trong hệ thống. Công suất dữ trữ sự cố các tác dụng thay thế phần công suất các tổ máy bị sự cố, để làm cho các đơn vị dùng điện không phải chịu hậu quả của sự cố này. Sự cố này là một hiện tượng ngẫu nhiên, không thể biết nó xảy ra lúc nào và khả năng xảy ra sự cố cũng không giống nhau đối với nhà máy điện. Trị số của công suất dự trữ sự cố phụ thuộc vào cấu tạo của hệ thống điện, công suất và mức độ sự cố của tổ máy. Công suất dự trữ sửa chữa có tác dụng thay thế phần công suất của các tổ máy được đưa vào sửa chữa. Sau một thời gian hoạt động. thường là 1-3 năm, một số tổ máy của các nhà máy điện phải ngừng làm việc để kiểm tra và sửa chữa định kỳ. Việc sửa chữa được tiến hành khi phụ tải của hệ thống nhỏ và ở các nhà máy có một số tổ máy chưa làm việc. Đối với các nhà máy thủy điện thì thường là vào mùa kiệt còn đối với nhà máy nhiệt điện thì là vào mùa lũ. Trị số công suất sửa chữa phụ thuộc vào hình dạng biểu đồ phụ tải lớn nhất năm và công suất của tổ máy được sửa chữa. 2.2.2 Tham gia phủ biểu đồ phụ tải hệ thống a, Sự tham gia của NMTĐ không điều tiết Đặc điểm của NMTĐ không điều tiết là công suất ở mỗi thời điểm phụ thuộc hoàn toàn vào lưu lượng thiên nhiên. Trong một ngày đêm về mùa kiệt, lưu lượng thiên nhiên hầu như không thay đổi, nên công suất của NMTĐ không điều tiết có thể xem như cố định trong một ngày đêm. 3 Từ đặc điểm trên ta thấy đối với trạm thuỷ điện không có hồ điều tiết thì tốt nhất nên bố trí cho nó làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải (hình 2-11) vì rằng nếu cho nó làm việc ở phần đỉnh hoặc phần thân thì không thể tránh khỏi tổn thất năng lượng do phải tháo bỏ lượng nước thừa. Điện lượng tổn thất có diện tích gạch trên hình (2-12). Mặt khác trong trường hợp phân phối phụ tải như hình (2-11) thì trạm nhiệt điện làm việc với hiệu suất cao hơn, lượng tiêu thụ cho một đơn vị điện lượng ít hơn, nhưng tổng lượng nhiên liệu của nó vẫn không tăng. Do đặc điểm không có hồ chứa nên nhà máy thủy điện không điều tiết không thể đảm nhận các loại công suất dữ trữ. Nếu nhà máy thủy điện không điều tiết lắp thêm tuabin thứ cấp, thì vào mùa kiệt có thể dùng để thay thế các tổ máy đưa vào sửa chữa. Đến mùa nhiều nước, do tuabin thứ cấp đảm nhận được phụ tải nên một số tổ máy của nhà máy nhiệt điện có công suất tương đương có thể được đưa vào sửa chữa. b, Sự tham gia của NMTĐ điều tiết ngày trong cân bằng năng lượng. Hồ điều tiết ngày có nhiệm vụ phân phối lại lưu lượng thiên nhiên đến tương đối đồng đều trong ngày đêm cho phù hợp với biểu đồ phụ tải. Tất nhiên sự phân phối đó phụ thuộc vào trị số lưu lượng thiên nhiên trong ngày đêm và không làm thay đổi lượng nước thiên nhiên trong ngày đêm. Tại đó ta thấy rằng điện lượng ngày đêm phụ thuộc hoàn toàn vào lượng nước thiên nhiên trong ngày đêm và công suất giữa các giờ có liên quan với nhau. Mặt khác thiết bị của NMTĐ có tính linh hoạt cao, quá trình thay đổi không gây ra tổn thất nên NMTĐ điều tiết ngày có đủ khả năng làm việc ở phần đỉnh của biểu đồ phụ tải ngày đêm. Khi làm việc ở phần đỉnh, NMTĐ sẽ sử dụng công suất tối đa, mặc dù điện lượng ngày đêm nhỏ, đồng thời tạo điều kiện cho trạm nhiệt điện làm việc với công suất ít thay đổi, hiệu suất cao, lượng nhiên liệu tiêu thụ cho 4 một đơn vị điện lượng nhỏ. Tất nhiên thời gian làm việc ở phần đỉnh hoặc phần thân nhiều hay ít tùy thuộc khả năng điều tiết của hồ và điều kiện thủy văn. Trong mùa nhiều nước, để tận dụng lượng nước thiên nhiên đến phát được điện lượng tối đa, tiết kiệm được nhiều nhien liệu cho hệ thống, lúc này NMTĐ điều tiết ngày làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải. Như đã biết, công suất giữa các giờ trong một ngày đêm của NMTĐ điều tiết ngày có liên quan mật thiết với nhau. Vì vậy muốn xác định được chế độ làm việc của trạm, ta phải biết trước ít nhất một ngày lưu lượng thiên nhiên và biểu đồ phụ tải ngày đêm. Điều kiện đó hiện nay hoàn toàn có thể đáp ứng được. Khi đã biết lưu lượng thiên nhiên và biểu đồ phụ tải ngày đêm, ta có thể tìm được vị trí làm việc của NMTĐ điều tiết ngày vừa sử dụng hết lượng nước thiên nhiên trong ngày đêm vừa phát huy được công suất công tác lớn nhờ đường lũy tích phụ tải. Nhờ tính linh hoạt của turbine và nhờ có hồ điều tiết ngày mà NMTĐ có thể đảm nhận một phần dự trữ phụ tải cho hệ thống. Trong thời gian nhiều nước phần công suất dự trữ phụ tải của NMTĐ được sử dụng để đảm nhận công suất công tác, nên trạm nhiệt điện phải đảm nhận dự trữ phụ tải này. Hồ điều tiết ngày tương đối nhỏ, nên nó không thể đảm nhận dự trữ sự cố và dự trữ sửa chữa cho hệ thống điện. Về mặt này thì NMTĐ điều tiết ngày chẳng khác gì NMTĐ không điều tiết. Nhưng nếu NMTĐ điều tiết ngày có lắp thêm tuabin thứ cấp, thì như đã biết, có thể sử dụng công suất đó làm công suất dự trữ sự cố hoặc dự trữ sửa chữa cho bản thân trạm. Hình (2-17) thể hiện một cách toàn diện khả năng tham gia vào cân bằng công suất toàn hệ thống của NMTĐ điều tiết ngày. c, Vai trò của NMTĐ điều tiết năm trong cân bằng hệ thống 5 Hồ điều tiết năm của NMTĐ có khả năng phân phối lại dòng chảy trong năm cho phù hợp với yêu cầu dùng điện. Mức độ phân phối lại dòng chảy trong năm phụ thuộc vào dung tích hồ. Toàn bộ chu kỳ làm việc của NMTĐ điều tiết năm có thể phân ra bốn thời kỳ. + Thời kỳ thứ nhất là thời kỳ cấp nước. Trong thời kỳ này NMTĐ sử dụng lượng nước thiên nhiên và một phần lượng nước có trong hồ. Chế độ làm việc của NMTĐ trong mùa cấp phụ thuộc vào chế độ của dòng chảy thiên nhiên và chế độ điều tiết của hồ. Hồ điều tiết năm có khả năng tiến hành điều tiết ngày. Cho nên trong mùa cấp, NMTĐ điều tiết năm cũng làm việc ở phần đỉnh của biểu đồ phụ tải như NMTĐ điều tiết ngày trong mùa ít nước. + Thời kỳ thứ hai là thời kỳ trữ nước. Trong thời kỳ này, một phần lưu lượng thiên nhiên đến được trữ trong hồ, phần còn lại mới cho chảy qua turbine. Trường hợp dung tích của hồ điều tiết năm tương đối nhỏ, NMTĐ có thể làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải với toàn bộ công suất lắp máy trong cả thời kỳ lũ. Ngược lại, dung tích của hồ điều tiết năm tương đối lớn, để trữ đầy hồ thì trong thời kỳ trữ NMTĐ chỉ có thể làm việc ở phần đỉnh của biểu đồ phụ tải với công suất nhỏ. Như thế là tùy theo dung tích tương đối của hồ điều tiết năm trong thời kỳ trữ, NMTĐ có thể làm việc ở phần đỉnh hay phần gốc của biểu đồ phụ tải. Cần phải nói thêm rằng, chế độ làm việc của NMTĐ trong mùa trữ còn phụ thuộc vào chế độ trữ nước sớm hay muộn của hồ. + Thời kỳ thứ 3 là thời kỳ xả nước thừa. Thời kỳ này xuất hiện khi dung tích điều tiết năm rất nhỏ so với lưu lượng nước của mùa lũ. Khi hồ đã trữ đầy mà lưu lượng thiên nhiên đến vẫn lớn hơn khả năng tháo nước lớn nhất của turbine thì phải xả đi một lượng nước thừa. Thời gian xả nước thừa kéo dài cho đến khi lưu lượng thiên nhiên đến bằng khả năng tháo lớn nhất của turbine. Như vậy là trong thời kỳ xả nước thừa chế độ làm việc của NMTĐ hoàn toàn phụ thuộc vào điều kiện thủy văn, không có liên quan với những thời kỳ khác và hoàn toàn giống chế độ làm việc của NMTĐ không có khả năng điều tiết. + Thời kỳ thứ 4 là thời kỳ NMTĐ làm việc theo lưu lượng thiên nhiên. Thời kỳ này xuất hiện tiếp sau thời kỳ xả nước, khi lưu lượng thiên nhiên đã bằng hoặc nhỏ hơn khả năng tháo nước lớn nhất của turbine. Mực nước của hồ trong thời gian này được duy trì ở mực nước dâng bình thường cho đến khi lưu lượng thiên nhiên 6 không đủ đảm bảo công suất yêu cầu của hệ thống. Tiếp theo là một chu kỳ điều tiết khác lại bắt đầu. Trong thời kỳ này thì chế độ làm việc của nó giống như chế độ làm việc của NMTĐ có hồ điều tiết ngày. Đầu thời kỳ làm việc theo lưu lượng thiên nhiên, trạm làm việc ở phần gốc của biểu đồ phụ tải. Sau đó theo mức độ giảm của lưu lượng thiên nhiên mà vị trí làm việc của NMTĐ trong biểu đồ phụ tải năm cao dần lên. Như đã biết, hồ điều tiết năm không có khả năng phân phối lại dòng chảy giữa các năm, nên với những năm thủy văn khác nhau, chế độ làm việc của NMTĐ cũng không giống nhau. ( Trên hình 2-19 và 2-20 thể hiện biểu đồ cân bằng công suất đặc trưng cho năm ít nước và năm nhiều nước). * Kết luận: Rõ ràng, sự tham gia phủ biểu đồ phụ tải hệ thống của NMTĐ phụ thuộc vào đặc tính phân phối dòng chảy năm của sông ngòi và mức độ điều tiết. Chế độ làm việc của NMTĐ mỗi thời kỳ thỏa mãn yêu cầu cân bằng năng lượng trong toàn năm và hiệu ích kinh tế của hệ thống lớn nhất trong toàn chu kỳ. NMTĐ có hồ điều tiết năm, có đủ khả năng đảm nhận dự trữ phụ tải. Tất nhiên, trong thời kỳ NMTĐ làm việc với toàn bộ công suất lắp máy khi có cơ cấu hướng nước đã mở hoàn toàn thì NMTĐ không đảm nhận dự trữ phụ tải. Khi dung tích của hồ điều tiết năm lớn, trạm thủy điện có thể lắp thêm công suất dự trữ sự cố. Trong mùa lũ, phần công suất dự trữ sự cố này của trạm thủy điện được sử dụng là công suất công tác và thay vào đó trạm nhiệt điện sẽ đảm nhận dự trữ sự cố cho hệ thống 2.2.3. Nâng cao hiệu ích kinh tế chung cho toàn hệ thống. Như chúng ta đã biết, ưu điểm lớn nhất của các NMTĐ trong toàn bộ hệ thống đó là chi phí sản xuất rất thấp. Chi phí sản xuất mỗi kWh điện chỉ rơi vào 7 khoảng 300-400 đồng trong khi đối với các nhà máy nhiệt điện là khoảng hơn 2000 đồng. Với ưu điểm này, các NMTĐ là thành phần không thể thiếu để nâng cao hiệu ích kinh tế chung cho toàn hệ thống điện Việt Nam nói riêng cũng như trên toàn thế giới nói chung. 2.2.4. Đảm bảo chất lượng điện thông qua chế độ điều tần. Khác với các nhà máy thủy điện khác tăng giảm công suất theo yêu cầu từ phía phụ tải, NMTĐ có nhiệm vụ điều tần lại tự động tăng giảm công suất khi tần số trên hệ thống thay đổi, đưa tần số này về mức tiêu chuẩn Vd: máy chạy điều tần sẽ giữ công suất cố định khi tần số trong phạm vi 49,9Hz