Mô hình message v và hướng dẫn chi tiết bản demo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN KINH TẾ VÀ QUẢN LÝ

ĐỀ TÀI
TÌM HIỂU VỀ MÔ HÌNH MESSAGE V
Nhóm thực hiện: 13 
GVHD: ThS. Nguyễn Hoàng Lan

4/21/16

1


NỘI DUNG

A

B

C

4/21/16

Tổng quan mô hình
Message V

Cơ sở dữ liệu của mô

01
01
02

02

hình Message V

Kết quả chạy mô hình

03
03

2


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.1. Nhiệm vụ của mô hình MESSAGE

 MESSAGE (Model for Energy Supply Strategy Alternatives and their General Environmental impacts) là mô hình tối ưu hệ thống
năng lượng (từ cung cấp đến sử dụng).

 MESSAGE được thiết kế để xây dựng và đánh giá các chiến lược cung cấp năng lượng khác nhau với các ràng buộc do người sử dụng
xác lập.

4/21/16

3


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.2. Nguyên tắc cơ bản của của mô hình MESSAGE

Nguyên tắc cơ bản của mô hình là tối ưu một hàm mục tiêu dựa trên các ràng buộc, xác định các nghiệm có thể có của bài toán.

 

● Hàm mục tiêu
Hàm mục tiêu của mô hình MESSAGE có dạng tổng quát sau:

 

Trong đó:

4/21/16



: Hệ số chi phí hàm mục tiêu.



: Biến số cần tìm của hàm mục tiêu.
4


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.2. Nguyên tắc cơ bản của của mô hình MESSAGE
 

● Các điều kiện ràng buộc của mô hình

-

Ràng buộc về cân bằng:

Trong đó:
: Hiệu suất quá trình sản xuất năng lượng i tại năm t.
: Sản lượng năng lượng i tại năm t.
: Tiêu dùng năng lượng của ngành k tại năm t.

4/21/16

5


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.2. Nguyên tắc cơ bản của của mô hình MESSAGE

 

-

Ràng buộc về nhu cầu:

Trong đó: là nhu cầu của năng lượng i tại năm t.

4/21/16

6

1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.2. Nguyên tắc cơ bản của của mô hình MESSAGE
 

-

Ràng buộc về công suất:

Trong đó:

4/21/16



: Công suất công nghệ xem xét tại năm 0.



: Công suất công nghệ xem xét tại năm t.



: Hệ số sử dụng công suất công nghệ xem xét tại năm 0.



: Hệ số sử dụng công suất công nghệ xem xét tại năm t.



: Hiệu suất của công nghệ xem xét tại năm T.



: Tiêu dùng nhiên liệu của công nghệ xem xét tại năm T.

7


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.2. Nguyên tắc cơ bản của của mô hình MESSAGE

 

-

Ràng buộc về đầu tư:

Trong đó:



: Suất chi phí đầu tư cho công nghệ i ở năm t.



: Công suất của công nghệ mới i ở năm t.



: Khả năng đầu tư vốn cho công nghệ i ở năm t.

-

4/21/16

Bên cạnh đó là các ràng buộc về phát thải, nhập khẩu, xuất khẩu…

8


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.3. Một số đặc điểm của mô hình Message

● Dòng năng lượng: các dạng vận chuyển năng lượng và công nghệ
Mô hình MESSAGE đảm bảo việc đáp ứng đầy đủ nhu cầu năng lượng thông qua việc sử dụng các công nghệ và các nguồn năng
lượng được xem xét, cho phép mô hình hóa tất cả các khâu của dòng năng lượng từ cung đến cầu.
MESSAGE cho phép mô tả chi tiết hệ thống năng lượng đang được mô hình hóa, bao gồm việc xác định: các nguồn năng lượng, dạng
năng lượng tại từng mức của chuỗi năng lượng cũng như các công nghệ sản xuất hoặc sử dụng dạng năng lượng này.

4/21/16

9

1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.3. Một số đặc điểm của mô hình Message

● Sự thay đổi nhu cầu năng lượng: đường cong phụ tải
MESSAGE tính các đường cong phụ tải dựa trên việc xác định các vùng phụ tải và việc phân phối nhu cầu hàng năm trên các vùng
này.
● Công suất và đầu tư công nghệ
Mô hình cho phép thống kê công suất của các loại công nghệ khác nhau.
● Giới hạn tuyệt đối và giới hạn động
Các giá trị giới hạn về công nghệ và nguồn năng lượng có thể được cho dưới dạng giá trị tuyệt đối hoặc tốc độ tăng trưởng.

4/21/16

10


1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÔ HÌNH MESSAGE

1.3. Một số đặc điểm của mô hình Message

● Quan hệ và ràng buộc
Điểm mạnh nhất của mô hình MESSAGE là khả năng mô hình hóa các quan hệ giữa các công nghệ với nhau hoặc giữa các công nghệ
và nguồn năng lượng. Mô hình đưa ra một tiêu chuẩn để xác định nhiều loại quan hệ.
● Giới hạn về thời gian
Giới hạn về thời gian là khoảng thời gian giữa năm cơ sở do người sử dụng chọn và năm kết thúc một dự án.
● Tiêu chuẩn tối ưu
Tiêu chuẩn tối ưu của mô hình là cực tiểu tổng chi phí của hệ thống.

4/21/16

11


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE

•


MESSAGE cho phép người sử dụng xây dựng các mô hình khác nhau, mỗi mô hình là một case study mới.
Case study là một khuôn khổ mà trong đó, một mô hình năng lượng được phát triển, tính toán dựa trên các giả thiết (thường gọi là
các kịch bản).

4/21/16

•

MESSAGE sử dụng 3 loại cơ sở dữ liệu chính là:



Cơ sở dữ liệu công nghệ (tdb) được tạo ra và hoạt động độc lập với từng case study khác nhau.



Cơ sở dữ liệu ứng dụng (adb) được tạo ra và sử dụng cho từng case study.



Cơ sở dữ liệu cục bộ (ldb) được tạo ra và sử dụng cho từng kịch bản trong case study.

12


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.1. Dữ liệu tổng quát trong case study

4/21/16

•

Dữ liệu tổng quát là những dữ liệu đầu tiền cần thiết lập của một case study, bao gồm những thông tin cơ bản về case study

•

Danh sách dữ liệu tổng quát trong Case Study



Country: Tên quốc gia hoặc khu vực



Case Study: Tên Case Study



Drate: Hệ số chiết khấu (%)



Years: Các năm của mô hình, bắt đầu bằng năm cơ sở. Khoảng cách giữa các năm gọi là chu kì của mô hình



Ntrun: Số các chu kì cần tối ưu



Mixsw: Lựa chọn đối với quy hoạch nguyên (Yes/No)

13


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.1. Dữ liệu tổng quát trong case study

4/21/16



Actint: Số các chu kì của mô hình, trong đó, các biến hoạt động được lựa chọn sẽ phải tính toán như biến nguyên.



Invent: Số các chu kì của mô hình, trong đó, các biến công suất được lựa chọn sẽ phải tính toán như biến nguyên.



Description: Trường mô tả ngắn gọn case study.

14


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.1. Dữ liệu tổng quát trong case study

4/21/16

15


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.2. Dữ liệu vùng phụ tải

4/21/16

•

Dùng để xác định cấu trúc của vùng phụ tải, bao gồm mùa, các kiểu ngày, xác định các ngày nghỉ

•

Danh sách dữ liệu ngày và mùa trong vùng phụ tải:



Name: Tên của mùa trong năm, bắt đầu từ mùa đầu tiên



Start date: Ngày đầu tiên của mùa. Mùa đầu tiên phải bắt đầu từ ngày 01 tháng 01.



Days: Số kiểu ngày trong một mùa (Ngày làm việc, ngày nghỉ lễ, ngày nghỉ cuối tuần, ngày nghỉ phép…)



Parts: Số thành phần trong mỗi kiểu ngày

16


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.2. Dữ liệu vùng phụ tải

4/21/16

17


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.2. Dữ liệu vùng phụ tải

•

4/21/16

Các kiểu ngày trong tuần

18


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.2. Dữ liệu vùng phụ tải

Các ngày nghỉ trong một năm mô hình
Trong MESSAGE, người sử dụng có thể xóa hoặc thêm mới các ngày nghỉ của từng năm mô hình.

4/21/16

19


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.3. Thiết lập các dạng năng lượng

4/21/16

•

Xác định các mức của dòng năng lượng:



Người sử dụng có thể thêm mới hay xóa một mức trong dòng năng lượng của hệ thống (như năng lượng sơ cấp, cuối cùng,…)



Thứ tự nhập mức năng lượng nhập từ mức cuối cùng ngược trở lại đầu tiên.



Mỗi mức năng lượng đều có thể viết tắt và mô tả chi tiết

20


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.3. Thiết lập các dạng năng lượng


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.3. Thiết lập các dạng năng lượng

•

Xác định các dạng năng lượng tại các mức



Với từng mức năng lượng, ta nhập các dạng năng lượng tương ứng thuộc mức đó

Các loại năng lượng được xác định bởi tên, kí hiệu, mô tả chi tiết.Ngoài ra, người sử dụng có thể quyết định loại năng lượng nào có vùng
phụ tải.

4/21/16

22

2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.4. Dữ liệu nhu cầu năng lượng

•

Dữ liệu về nhu cầu năng lượng là các dữ liệu của mức năng lượng cuối cùng của dòng năng lượng.Người sử dụng có thể thấy các loại
năng lượng trong mức với tên gọi, đơn vị tính, kiểu giá trị của nhu cầu năng lượng, nhu cầu năng lượng trong các năm mô hình

•

MESSAGE cho phép người sử dụng nhập dữ liệu nhu cầu năng lượng với bốn kiểu sau:

> C: Một giá trị nhu cầu được áp dụng cho tất cả các năm mô hình.



4/21/16

Ts: Một chuỗi các giá trị nhu cầu cho năm cơ sở và các năm mô hình.

23


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.4. Dữ liệu nhu cầu năng lượng

4/21/16



Cg: Giá trị nhu cầu được nhập cho năm mô hình đầu tiên và các năm tiếp theo được tính bằng hệ số tăng trưởng trung bình hàng năm.



Pg: Một giá trị nhu cầu cho năm mô hình đầu tiên và các chu kỳ tiếp theo được tính bằng các hệ số tăng trưởng.

24


2. CÁC CƠ SỞ DỰ LIỆU CỦA MÔ HÌNH MESSAGE
2.4. Dữ liệu nhu cầu năng lượng