Nghiên cứu xây dựng mô hình và chương trình tính toán qui hoạch lưới điện phân phối khi xét đến nguồn pin mặt trời. (tt)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ CHƢƠNG TRÌNH
TÍNH TOÁN QUI HOẠCH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHI XÉT ĐẾN
NGUỒN PIN MẶT TRỜI

Mã số: ĐH2015-TN02-03

Chủ nhiệm đề tài: TS. Vũ Văn Thắng

Thái Nguyên, 06/2017


1

1.
TT

DANH SÁCH NHỮNG NGƢỜI THAM GIA VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP
Danh sách những ngƣời tham gia
Họ và tên

Đơn vị công tác và lĩnh vực chuyên môn

1

TS. Bạch Quốc Khánh

Viện điện - Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội

2

ThS. Nguyễn Văn Lâm

Điện lực TP Thái Nguyên

3

TS. Nguyễn Đức Tƣờng

Viện nghiên cứu Công nghệ cao – Trƣờng Đại học Kỹ
thuật Công nghiệp

4

ThS. Lê Tiên Phong

5

ThS. Dƣơng Hòa An

2.
TT

Bộ môn Hệ thống điện – Khoa điện – Trƣờng Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp

Danh sách đơn vị phối hợp chính
Đơn vị công tác và lĩnh vực chuyên môn

1

Điện lực TP Thái Nguyên

2

Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện - Trƣờng ĐH Bách Khoa Hà Nội

MỤC LỤC
MỤC LỤC ................................................................................................................................ 1
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT......................................................................................... 2
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ........................................................................ 2
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................................. 3
INFORMATION ON RESEARCH RESULTS.......................................................................... 5
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................. 7
1. Tổng quan ....................................................................................................................... 7
2. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 7
3. Mục tiêu .......................................................................................................................... 7
5. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 7
5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 7
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUI HOẠCH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI................................ 8
1.1 Giới thiệu .................................................................................................................... 8
1.2 Hiện trạng qui hoạch LĐPP ....................................................................................... 8
1.3 Nguồn pin mặt trời ..................................................................................................... 8
1.4 Qui hoạch, cải tạo LĐPP ............................................................................................ 8
1.5 Qui hoạch LĐPP khi xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời ................ 8
1.6 Nhận xét và đề xuất những vấn đề cần nghiên cứu ................................................... 9

CHƢƠNG 2. QUI HOẠCH TOÁN HỌC .................................................................................. 9
2.1 Bài toán qui hoạch toán học tổng quát ....................................................................... 9
2.2 Ngôn ngữ lập trình GAMS ....................................................................................... 10
2.3 Ví dụ.......................................................................................................................... 10
2.4 Nhận xét .................................................................................................................... 10
CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH VÀ CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN QUI HOẠCH LĐPP XÉT ĐẾN
NGUỒN PIN MẶT TRỜI ....................................................................................................... 10


2

3.1 Đặt vấn đề ................................................................................................................. 10
3.2 Đặc tính giá điện, tải và công suất của nguồn pin mặt trời ..................................... 10
3.3 Xây dựng mô hình toán qui hoạch LĐPP ................................................................ 11
3.3.1 Sơ đồ khối và qui trình tính toán qui hoạch LĐPP ............................................. 11
3.3.2 Xây dựng mô hình cơ sở (MH1)........................................................................ 11
3.3.3 Xây dựng mô hình hiệu chỉnh (MH2)................................................................ 12
3.3.4 Đánh giá mô hình đề xuất ................................................................................. 12
3.4 Ví dụ.......................................................................................................................... 13
3.5 Nhận xét và kết luận ................................................................................................. 13
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN ÁP DỤNG ................................................................................... 13
4.1
4.2
4.3
4.4

Đặt vấn đề ................................................................................................................. 13
Những giả thiết và thông số tính toán ...................................................................... 13
Chƣơng trình tính toán............................................................................................. 13
Kết quả tính toán ...................................................................................................... 13

4.5 Những đánh giá và kết luận...................................................................................... 15
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................................. 15
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CCĐ
CSPK
CSTD
CTPP
DG
ĐTPT
GAMS
LĐPP
HTĐ
KT-KT
NLP
MBA
MINLP
TBA
TTĐ

Cung cấp điện
Công suất phản kháng
Công suất tác dụng
Công ty phân phối
Nguồn điện phân tán (Distributed Generator)
Đồ thị phụ tải
Chƣơng trình The General Algebraic Modeling System
Lƣới điện phân phối
Hệ thống điện
Kinh tế kỹ thuật

Qui hoạch phi tuyến (Nonlinear Programming)
Máy biến áp
Qui hoạch phi tuyến nguyên thực hỗn hợp (Mixed Integer Nonlinear Programming)
Trạm biến áp
Thị trƣờng điện

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Bảng 1.1. Cƣờng độ bức xạ trung bình tháng tại Thái Nguyên
Bảng 4.1. Thông số và lộ trình nâng cấp đƣờng dây
Bảng 4.2. Lộ trình và thông số đầu tƣ nguồn pin mặt trời
Bảng 4.3. Một số chỉ tiêu KT-KT
Hình 3.1. Sơ đồ khối tính toán qui hoạch LĐPP
Hình 4.1. Đặc tính giá bán điện
Hình 4.3. So sánh tổn thất điện năng


3

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Đơn vị: Trƣờng Đại học KTCN
THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thông tin chung:
- Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng mô hình và chƣơng trình tính toán qui hoạch lƣới điện phân
phối khi xét đến nguồn pin mặt trời
- Mã số: ĐH2015-TN02-03
- Chủ nhiệm: TS. Vũ Văn Thắng
- Cơ quan chủ trì: Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
- Thời gian thực hiện: 2015-2016
2. Mục tiêu:
- Xây dựng mô hình và chƣơng trình tính toán qui hoạch LĐPP có xét đến khả năng tham gia

của nguồn pin mặt trời với đặc tính công suất phát mang tính ngẫu nhiên, đặc tính của giá
điện và đồ thị phụ tải.
- Tính toán đánh giá hiệu của nguồn pin mặt trời trong qui hoạch LĐPP Thái Nguyên.
3. Kết quả nghiên cứu:
- Đã xây dựng đƣợc mô hình toán hai bƣớc qui hoạch LĐPP tổng hợp ĐTPT ngày điển hình,
đặc tính giá điện và nguồn pin mặt trời với công suất mang tính ngẫu nhiên phụ thuộc vào
điều kiện khí hậu.
- Đã lập đƣợc chƣơng trình tính toán theo mô hình đề xuất trong ngôn ngữ lập trình GAMS
cho phép xét đƣợc đồng thời nhiều giải pháp trong bài toán qui hoạch LĐPP cũng nhƣ đánh
giá đƣợc rõ ràng hơn hiệu quả của từng giải pháp qua các chỉ tiêu KT-KT của hệ thống.
- Đã tính toán áp dụng trong qui hoạch LĐPP Thái Nguyên từ đó đánh giá hiệu quả của những
chính sách khuyến khích phát triển nguồn năng lƣợng mới và tái tạo.
4. Sản phẩm:
- Sản phẩm khoa học:
+ 02 bài báo quốc tế:
V. V. Thang (2017), “An optimization model for distribution system reinforcement
integrated uncertainties of photovoltaic systems”, Electrical Engineering (SCI), Online,
April 2017, pp. 1-10;
V. V. Thang, B. Q. Khanh, H. T. Tung (2016), “A Two-Stage Optimization Model for
Distribution System Planning Integrated Distributed Generator”, Journal of Science and
Technology of Energy Sources, Vol. 1, Is. 1, 2016, pp. 20-28.
+ 01 hội thảo quốc tế: V.V. Thang (2016), “The Optimization Model for Calculating
Distribution System Planning Integrated Photovoltaic”, Proceedings of the International
Conference Advances in Information and Communication Technology – ICTA, Thainguyen,
Vietnam 2016, pp. 622-632
+ 02 bài báo quốc gia:
Vũ Văn Thắng, Nguyễn Quang Thuấn, Bạch Quốc Khánh (2016), “Tính toán công suất và
dung lƣợng tối ƣu của BESS trong hệ thống nguồn pin mặt trời nối lƣới”, Tạp chí KHCN Đại
học Công nghiệp Hà Nội, Số 35, 2016, tr. 24-27;

4

Vũ Văn Thắng, Bạch Quốc Khánh, Đặng Quốc Thống (2015), “Qui hoạch hệ thống phân
phối điện xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời”, Tạp chí KHCN Các trường
Đại học kỹ thuật, Số 115, 2016, tr. 20-25.
- Sản phẩm ứng dụng:
+ Mô hình toán tính toán qui hoạch lƣới điện phân phối xét đến nguồn pin mặt trời
+ Chƣơng trình tính toán
5. Hiệu quả:
- Đề tài đã xây dựng đƣợc mô hình toán qui hoạch LĐPP xét đến đặc tính ngẫu nhiên của
nguồn pin mặt trời. Do đó, nâng cao tính chính xác của kết quả tính toán.
- Chƣơng trình tính toán cho phép các nhà qui hoạch tính toán nhanh, đầy đủ và chính xác hơn
bài toán qui hoạch LĐPP khi xét đến nguồn pin mặt trời trong khu vực Thái Nguyên nói
riêng và Việt Nam nói chung.
6. Khả năng áp dụng và phƣơng thức chuyển giao kết quả nghiên cứu:
- Khả năng áp dụng: Mô hình toán và chƣơng trình tính toán đã đƣợc xây dựng với cơ sở toán
học chặt chẽ và điều kiện cụ thể tại Thái Nguyên. Hơn nữa, đề tài đƣợc nghiên cứu kết hợp
với các thành viên hiện đang làm việc tại Công ty Điện lực Thái Nguyên. Do đó, chƣơng
trình tính toán đảm bảo tin cậy, phù hợp và có khả năng ứng dụng cao tại Thái Nguyên cũng
nhƣ trên phạm vi cả nƣớc.
- Phƣơng thức chuyển giao: Đào tạo hoặc chuyển giao bản quyền.
Cơ quan chủ trì
KT.HIỆU TRƢỞNG
PHÓ HIỆU TRƢỞNG

Ngày tháng 6 năm 2017
Chủ nhiệm đề tài

TS. Vũ Văn Thắng

PGS.TS. Vũ Ngọc Pi


5

INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:
Project title: Research on the model and software of distribution system planning considering
photovoltaic
Code number: ĐH2015-TN02-03
Coordinator: PhD. Vu Van Thang
Implementing institution: TNU - Thainguyen University of Technology
Duration: from 2015 to 2016
2. Objective(s):
- The objective of this research is proposition a model of distribution system planning that
considers photovoltaic systems. The stochastic power characteristic of photovoltaic, typical
load chart of each day and each seasion as well as electrical energy price according to time
of use are integrated in the model.
- The effect of photovoltaic systems is evaluated in the distribution system planning of Thai
Nguyen.
3. Research results:
- The two-stage mathematical model for distribution system planning integrated load,
electricity price characteristics and photovoltaic systems with stochastic power characteristic
is proposed.
- The software are created in GAMS program that is suitable for simultaneous planning
solutions and evaluated more clearly the effectiveness of each solution.
- The distribution system planning of Thai Nguyen is tested and thence evaluating the
effectiveness of policies that encourage the development of renewable sources.
4. Products:
- Science:

+ 02 article in International Journal:
V. V. Thang (2017), “An optimization model for distribution system reinforcement
integrated uncertainties of photovoltaic systems”, Electrical Engineering (SCI), Online,
April 2017, pp. 1-10;
V. V. Thang, B. Q. Khanh, H. T. Tung (2016), “A Two-Stage Optimization Model for
Distribution System Planning Integrated Distributed Generator”, Journal of Science and
Technology of Energy Sources, Vol. 1, Is.1, 2016, pp. 20-28.
+ 01 article in International Conference: V.V. Thang (2016), “The Optimization Model for
Calculating Distribution System Planning Integrated Photovoltaic”, Proceedings of the
International Conference Advances in Information and Communication Technology – ICTA,
Thainguyen, Vietnam, 2016, pp. 622-632.
+ 02 articles in National Journal:
Vu Van Thang, Nguyen Quang Thuan, Bach Quoc Khanh (2016), “Optimal Power and
Capacity of BESS for Grid Connected Phototvoltaic System”, Journal of science and
technology – Hanoi University of Industry, Vol. 35, August 8, 2016, pp. 24-27;


6

Vu Van Thang, Bach Quoc Khanh, Dang Quoc Thong (2015), “Distribution System
Planning Intergrated Photovoltaic”, Journal of Science and Technology Technical
Universities, No. 115, 2016, pp. 20-25.
- Application:
+ The mathematical model
+ The program
5. Effects:
- This study proposed a model of distribution system planning that considers the random
properties of photovoltaic system. Therefore, the accuracy of the calculation results are
improved.
- The introduced software is a tool that helps in calculation of distribution system planning

more accurately when the photovoltaic system with stochastic power characteristic is
considered at distribution system of Thai Nguyen as well as Vietnam.
6. Transfer alternatives of reserach results andapplic ability:
- Applicability: The model and calculation program has been developed with strict
mathematical foundation and specific conditions of Thai Nguyen distribution system.
Moreover, this research was made in conjunction with the members of Power Company of
Thai Nguyen. Therefore, the calculation program is reliable and suitable in distribution
system of Thai Nguyen as well as nationwide.
- Transfer alternatives: Training or transfer of copyright.


7

MỞ ĐẦU

1. Tổng quan
Qui hoạch LĐPP là vấn đề phức tạp với nhiều mục tiêu khác nhau nhƣ đảm bảo hiệu quả
kinh tế, cung cấp năng lƣợng tin cậy và không tác động xấu đến môi trƣờng. Ngoài ra, nhiều yếu tố
mang tính ngẫu nhiên và không chắc chắn, số lƣợng biến rất lớn cũng làm tăng tính phức tạp của
bài toán. Cùng với quá trình phát triển của ngành điện, nhiều mô hình và phƣơng pháp qui hoạch
LĐPP đã đƣợc phát triển và ứng dụng thành công trong thực tiễn với kết quả và giải pháp phù hợp.
Tuy vậy, các mô hình và phƣơng pháp này có thể đƣợc cải thiện, nâng cao hiệu quả khi sử dụng
những giải pháp hoàn thiện hơn.
Do đó, nghiên cứu này nghiên cứu xây dựng mô hình toán và chƣơng trình tính toán qui
hoạch LĐPP nhằm lựa chọn thông số đầu tƣ tối ƣu (tiết diện dây dẫn, công suất TBA và thời gian
nâng cấp) của các thiết bị đồng thời xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời với đặc tính
công suất thay đổi theo thời gian trong ngày, mùa trong năm và mang tính ngẫu nhiên. Mô hình sử
dụng hàm mục tiêu chi phí vòng đời để đánh giá hiệu quả của phƣơng án qui hoạch, giá điện theo
thời gian trong ngày và đồ thị phụ tải ngày điển hình cho từng mùa cũng đƣợc xét tới nhằm đáp
ứng gần hơn với điều kiện thực tiễn và giảm sai số.

2. Tính cấp thiết của đề tài
Phụ tải điện luôn luôn phát triển trong tƣơng lai nên các thiết bị của LĐPP cần phải đƣợc qui
hoạch và nâng cấp thƣờng xuyên để đáp ứng nhu cầu của phụ tải. Khu vực Thái Nguyên có tiềm
năng lớn sử dụng pin mặt trời với cƣờng độ bức xạ cực đại đạt 1909W/m2 và thời gian có nắng đạt
trên 3000h/năm. Tuy nhiên, hiệu quả của các nguồn này thƣờng đƣợc đánh giá độc lập mà chƣa xét
đến hiệu quả của chúng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của cả hệ thống. Hơn nữa, khi sử dụng
nguồn pin mặt trời sẽ dẫn đến những thay đổi lớn trong bài toán qui hoạch và cải tạo LĐPP nhƣ
thay đổi lộ trình qui hoạch đƣờng dây, trạm biến áp cũng nhƣ các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ
thống. Những thay đổi này làm tăng tính phức tạp của bài toán nhƣng cũng mở ra những cơ hội để
nâng cao hiệu quả kinh tế và cải thiện các chỉ tiêu kỹ thuật của LĐPP.
Từ những phân tích trên, hƣớng nghiên cứu chính của đề tài là bài toán qui hoạch LĐPP có
xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời với công suất phát mang tính ngẫu nhiên phụ
thuộc vào cƣờng độ bức xạ mặt trời, tổng hợp đặc tính giá điện và đồ thị phụ tải. Từ đó, xây dựng
mô hình và chƣơng trình tính toán, đánh giá hiệu quả và khả năng ứng dụng của nguồn pin mặt trời
trong qui hoạch LĐPP thành phố Thái Nguyên.

3. Mục tiêu
Đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các mô hình qui hoạch LĐPP có xét đến khả năng tham gia
của DG nói chung và nguồn pin mặt trời với đặc tính công suất phát thay đổi phụ thuộc nguồn năng
lƣợng sơ cấp. Mô hình sẽ tổng hợp đặc tính của giá bán điện và ĐTPT nhằm nâng cao tính chính
xác của kết quả tính toán. Trên cơ sở đó, xây dựng các chƣơng trình tính toán và áp dụng cho bài
toán qui hoạch LĐPP Việt Nam.

5. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu
Bài toán qui hoạch LĐPP xét đến các DG ngày nay là vấn đề khoa học hiện đại đang đƣợc
nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng nhƣ tại Việt Nam quan tâm nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu
xây dựng mô hình tính toán qui hoạch LĐPP xét đến các nguồn pin mặt trời với đặc trƣng công
nghệ qua đặc tính công suất phát, tổng hợp ĐTPT và đặc tính giá điện. Chƣơng trình tính toán đƣợc
mô phỏng trên máy tính bằng ngôn ngữ lập trình GAMS.

5. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là các LĐPP trung áp và nguồn pin mặt trời.


8

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ QUI HOẠCH LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
1.1 Giới thiệu
Qui hoạch lƣới điện phân phối là vấn đề không mới và đã đƣợc thực hiện ngay từ khi hình
thành và phát triển ngành công nghiệp điện lực. Tuy nhiên, những thay đổi gần đây đòi hỏi bài toán
qui hoạch LĐPP cần xác định lộ trình nâng cấp thiết bị của LĐPP đồng thời vấn đề lựa chọn công
nghệ, vị trí, công suất và thời gian đầu tƣ nguồn pin mặt trời thay cho mua điện hoàn toàn từ HTĐ
cần đƣợc quan tâm nghiên cứu.
Hiện trạng qui hoạch LĐPP
LĐPP Việt Nam nói chung và Thái Nguyên nói riêng còn tồn tại nhiều bất cập theo từng khu
vực và theo từng miền nhƣ nhiều cấp điện áp, không đồng bộ gây khó khăn trong xây dựng và vận
hành. Mật độ phụ tải tăng cao trong thời gian gần đây dẫn đến một số cấp điện áp không còn phù
hợp do tổn thất công suất và điện năng lớn. Gần đay, một giải pháp mới đƣợc khuyến khích sử
dụng là đầu tƣ DG đặc biệt là nguồn pin mặt trời trong một số điều kiện có thể cạnh tranh với các
giải pháp truyền thống.
1.2

Nguồn pin mặt trời
Năng lƣợng mặt trời có tiềm năng rất lớn. Tổng công suất đặt của Pin trời năm 2008 trên
toàn cầu đã đạt 13.1GW. Việt Nam nằm trong khu vực có cƣờng độ bức xạ mặt trời và số ngày
nắng trong năm cao nên tiềm năng nguồn năng lƣợng mặt trời rất lớn. Tổng xạ trung bình ngày dao
động từ 8.21MJ/m2.ngày đến 24.26 MJ/m2.ngày và trải đều trên toàn lãnh thổ quốc gia. Thái
Nguyên thuộc khu vực trung du và miền núi phía bắc nên có tiềm năng lớn về pin mặt trời. Cƣờng
độ bức xạ mặt trời tƣơng đối lớn nhƣ khảo sát đƣợc trong bảng 1.1 và đƣợc nội suy theo đặc tính

24h. Do đó, cần nghiên cứu ứng dụng nguồn này trong qui hoạch LĐPP.
1.3

Bảng 1.1. Cƣờng độ bức xạ trung bình tháng tại Thái Nguyên
Cường độ bức xạ (W/m2)
Giờ
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
6.5
29
14
31
61
211 146 155 101
9.5
405 334 469 876 1479 1063 1083 919
12.5
530 849 1085 1580 1909 1584 1387 1255
15.5
388 681 860 1175 1461 1365 1068 820
18.5
38
20
27

48
156
58
40
68

T9
42
724
1061
800
2

T10 T11 T12
32
36
8
725 506 169
915 689 353
681 454 271
0
0
0

Qui hoạch, cải tạo LĐPP
Nhiều bài toán và phƣơng pháp qui hoạch đã đƣợc đề xuất, trong đó qui hoạch toán học đang
đƣợc nghiên cứu mạnh mẽ trong bài toán qui hoạch LĐPP với sơ đồ cấu trúc trong giai đoạn qui
hoạch đã đƣợc xác định trƣớc.
1.4

Tƣơng tự, nhiều chỉ tiêu kinh tế đƣợc ứng dụng trong qui hoạch LĐPP, trong đó chi phí vòng
đời chính là chỉ tiêu đánh giá đƣợc toàn diện phƣơng án qui hoạch, xác định nhƣ (1.2).
T

Zvd  
t 1





1
. CtC  CtR  CtOM  Et  RNt  Min t  T
t
(1  r )

(1.2)

Trong đó: CtC , CtR là chi phí đầu tƣ và thay thế thiết bị năm t; CtOM là chi phí vận hành và
bảo dƣỡng hệ thống năm t; Et là chi phí năng lƣợng tại năm t; RNt là giá trị còn lại hay chi phí bổ
sung của các thiết bị tại cuối giai đoạn tính toán với tổng số năm tính toán là T.
Qui hoạch LĐPP khi xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời
Nhiều mô hình qui hoạch LĐPP đã đƣợc giới thiệu với hàm mục tiêu chi phí tính toán hàng
năm, cực tiểu chi phí đầu tƣ của LĐPP hoặc cực tiểu chi phí sản xuất của các nhà máy... Nhiều
ràng buộc về kỹ thuật đã đƣợc sử dụng nhƣ cân bằng công suất nút, giới hạn điện áp nút, giới hạn
công suất truyền tải của đƣờng dây và TBA nguồn. Những nghiên cứu trên luôn giả thiết LĐPP có
1.5


9

nguồn không hạn chế với giá điện tại các nguồn nhƣ nhau, tổn thất công suất đƣợc tính toán theo
công suất cực đại và thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất.
Gần đây, nhiều mô hình qui hoạch LĐPP tổng hợp DG nói chung và nguồn pin mặt trời đã
đƣợc nghiên cứu và phát triển với mục tiêu xác định lộ trình, công suất và vị trí đầu tƣ tối ƣu DG
cũng nhƣ thông số nâng cấp đƣờng dây, TBA trung gian và trạm kết nối với LĐPP khác. Trong đó,
mô hình hai bƣớc qui hoạch dài hạn LĐPP khi xét đến phƣơng án đầu tƣ DG đƣợc giới thiệu trong
nhiều nghiên cứu và có nhiều ƣu điểm. Tuy vậy, các nghiên cứu trên chƣa xét đến thay đổi của giá
điện và phụ tải là hàm theo thời gian. Công suất phản kháng và tổn thất công suất là những thành
phần có ảnh hƣởng lớn tới thông số nâng cấp của thiết bị (đƣờng dây, TBA), cân bằng công suất và
chi phí của hàm mục tiêu cũng bị bỏ qua. Một trong những hạn chế lớn nhất của các nghiên cứu
trên dẫn đến kết quả tính toán gặp sai số lớn là chƣa xét tính ngẫu nhiên của nguồn năng lƣợng sơ
cấp cung cấp cho các DG trong đó có nguồn pin mặt trời. Nhiều thuật toán giải bài toán qui hoạch
cũng đã đƣợc giới thiệu nhƣ các phƣơng pháp lặp (tuyến tính hóa, gradient), phƣơng pháp
Lagrange, phƣơng pháp Lagrange kết hợp với hệ phƣơng trình Euler, phƣơng pháp tìm kiếm Tabu,
phƣơng pháp Newton, phƣơng pháp Newton-Raphson và các phƣơng pháp Quasi-Newton, thuật
toán di truyền (Genetic Algorithm-GA). Gần đây, phƣơng pháp lặp kết hợp thuật toán reducedgradient và thuật toán quasi-Newton trong giải thuật (solver) MINOS của chƣơng trình GAMS
đƣợc giới thiệu và giải đƣợc các bài toán qui hoạch phi tuyến lớn.
Vì vậy, đề tài sẽ nghiên cứu xây dựng mô hình và lập chƣơng trình tính toán qui hoạch
LĐPP khi xét đến đặc tính công suất phát của nguồn pin mặt trời với tính ngẫu nhiên, đặc tính giá
bán điện và ĐTPT điển hình trong chƣơng trình GAMS. Phƣơng pháp phân vùng Benders cũng
đƣợc sử dụng để giảm thời gian tính toán trong những bài toán qui hoạch LĐPP lớn.
Nhận xét và đề xuất những vấn đề cần nghiên cứu
LĐPP Việt Nam còn nhiều bất cập về sơ đồ cấu trúc, nhiều cấp điện áp, chất lƣợng điện
năng và độ tin cậy CCĐ kém. Hơn nữa, khi phụ tải tăng cao có thể dẫn đến quá tải thiết bị điện nên
cần tiến hành qui hoạch, cải tạo nhằm đáp ứng yêu cầu của phụ tải trong tƣơng lai đồng thời nâng
cao chất lƣợng điện năng, độ tin cậy CCĐ và chỉ tiêu kinh tế của hệ thống. Nhiều mô hình, phƣơng
pháp qui hoạch LĐPP đã đƣợc các nghiên cứu trƣớc đây giới thiệu.
1.6

Từ những phân tích trên, đề tài nghiên cứu xây dựng mô hình toán và chƣơng trình tính toán
qui hoạch LĐPP khi xét đến khả năng đầu tƣ nguồn pin mặt trời. Từ đó, nhằm đánh giá hiệu quả,
những tác động của chúng tới LĐPP và đề xuất những chính sách khuyến khích và hỗ trợ phát triển
các nguồn này trong qui hoạch LĐPP.
CHƢƠNG 2. QUI HOẠCH TOÁN HỌC
2

Bài toán qui hoạch toán học tổng quát
Bài toán qui hoạch toán học đã đƣợc đề xuất bởi Kantorovich từ năm 1939 và đƣợc ứng
dụng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân với mô hình tổng quát nhƣ sau:
2.1

Xác định tập giá trị các biến: X  x1 , x2 ,..., xn  , sao cho:

J ( x j )  min(max)
đồng thời thỏa mãn các điều kiện

gi ( X )(; ; ) bi

j  1, 2,..., n

(2.1)

i  1, 2,..., m
(2.2)

x j  X  Rn

Trong đó: J(X) đƣợc gọi là hàm mục tiêu; gi(X); i =1,2,…,m đƣợc gọi là các ràng buộc.
Tập hợp D  x  X ; gi ( X )(; ; ) bi  i  1, 2,..., m

gọi là miền ràng buộc. Mỗi điểm

X  x1 , x2 ,..., xn   D gọi là một phƣơng án. Một phƣơng án có X *  D đạt cực đại hay cực


10

tiểu của hàm mục tiêu, cụ thể J ( X *)  J ( X ).X  D (đối với bài toán min) hay
J ( X *)  J ( X ).X  D (đối với bài toán max) đƣợc gọi là lời giải tối ƣu. Khi đó giá trị f(X*)
đƣợc gọi là giá trị tối ƣu hóa của bài toán qui hoạch.
Bài toán qui hoạch tổng quát có thể giải bằng cách tính giá trị hàm mục tiêu J(X) trên tất cả
các phƣơng án có thể trong miền ràng buộc sau đó so sánh để tìm phƣơng án tối ƣu. Tuy nhiên,
phƣơng pháp này khó thực hiện do số phần tử của tập D thƣờng rất lớn. Do đó, bài toán qui hoạch
thƣờng đƣợc đơn giản hóa để thuận lợi trong quá trình tính toán bằng cách chia nhỏ thành những
bài toán có thể giải đƣợc với những tính chất và đối tƣợng nghiên cứu cụ thể nhƣ qui hoạch tuyến
tính, qui hoạch phi tuyến, qui hoạch rời rạc, qui hoạch động, qui hoạch đa mục tiêu…
Nhiều phƣơng pháp đã đƣợc nghiên cứu để giải các bài toán qui hoạch hệ thống điện. Bài
toán qui hoạch tuyến tính có thể giải bằng thuật toán đơn hình, thuật toán nhánh-cận… Bài toán qui
hoạch phi tuyến có thể đƣợc giải bằng các phƣơng pháp lặp (tuyến tính hóa, gradient), phƣơng
pháp Lagrange, tìm kiếm Tabu, phƣơng pháp Newton và Quasi-Newton… Giải thuật (solver)
MINOS của chƣơng trình GAMS sử dụng phƣơng pháp lặp kết hợp thuật toán Reduced-Gradient
và thuật toán Quasi-Newton giải những bài toán qui hoạch phi tuyến lớn và phù hợp với bài toán
qui hoạch LĐPP khi xét đến khả năng tham gia của các nguồn điện phân tán hay pin mặt trời bởi
đây là bài toán rất phức tạp, thƣờng trở thành bài toán qui hoạch phi tuyến với số lƣợng biến lớn.
Vì vậy, nghiên cứu này sẽ nghiên cứu lập chƣơng trình tính toán qui hoạch LĐPP khi xét đến
đặc trƣng công suất phát theo công nghệ của nguồn điện phân tán hay pin mặt trời, đặc tính giá bán
điện và ĐTPT điển hình trong chƣơng trình GAMS.
Ngôn ngữ lập trình GAMS
Gần đây, một chƣơng trình cho phép lập các bài toán tối ƣu đƣợc phát triển và có những ứng

dụng rộng rãi trong bài toán tối ƣu nói chung và trong qui hoạch HTĐ là chƣơng trình The General
Algebraic Modeling System (GAMS). GAMS có khả năng giải quyết tốt các bài toán tối ƣu trong
HTĐ bằng các thuật toán giải đƣợc xây dựng sẵn trong chƣơng trình (solver).
2.2

Do đó, nghiên cứu sử dụng chƣơng trình GAMS lập chƣơng trình tính toán qui hoạch LĐPP
khi xét đến ĐTPT điển hình và đặc tính giá điện. Chƣơng trình đƣợc xây dựng sẽ mang tính linh
hoạt, đáp ứng yêu cầu ngƣời dùng hơn là những chƣơng trình ứng dụng có sẵn.
Ví dụ
So sánh kết quả tính toán giải tích LĐPP, bài toán cơ bản trong các bài toán qui hoạch
LĐPP, bằng chƣơng trình lập trong GAMS và trên phần mềm PSS/Adept (đang đƣợc sử dụng phổ
biến trong ngành điện) cho thấy kết quả tính toán là tin cậy.
2.3

Nhận xét
Chƣơng này đã trình bày tổng quan về mô hình toán của bài toán qui hoạch, các phƣơng
pháp và công cụ tính toán bài toán qui hoạch LĐPP.
2.4

CHƢƠNG 3. MÔ HÌNH VÀ CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN QUI HOẠCH LĐPP XÉT ĐẾN
NGUỒN PIN MẶT TRỜI

3 Ch ƣơn g 1,

Đặt vấn đề
Từ phân tích tỏng chƣơng 1 và 2, nghiên cứu này sẽ sử dụng chi phí vòng đời để xây dựng
hà mục tiêu của mô hình tính toán qui hoạch LĐPP đồng thời xét đến khả năng tham gia của nguồn
pin mặt trời với đặc tính công suất thay đổi theo thời gian trong ngày, mùa trong năm và mang tính
ngẫu nhiên. Giá điện theo thời gian trong ngày và đồ thị phụ tải ngày điển hình cho từng mùa cũng
đƣợc xét tới nhằm đáp ứng gần hơn với điều kiện thực tiễn và giảm sai số.

3.1

Đặc tính giá điện, tải và công suất của nguồn pin mặt trời
Giá điện hiện nay tại Việt Nam đƣợc tính toán theo thời gian sử dụng trong ngày gồm giờ
cao điểm, giờ bình thƣờng và giờ thấp điểm.
3.2


11

Công suất của nguồn pin mặt trời phụ thuộc vào cƣờng độ bức xạ mặt trời và nhiệt độ làm
việc. Trong đó, cƣờng độ bức xạ mặt trời là đại lƣợng ngẫu nhiên và thƣờng đƣợc biểu diễn bằng
một hàm phân phối xác suất Beta nhƣ biểu thức (3.1). Trong đó, SI là cƣờng độ bức xạ; α, β là
tham số của hàm Beta đƣợc tính toán nhƣ biểu thức (3.2);  là giá trị trung bình và  là độ lệch
chuẩn của đại lƣợng bƣớc xạ SI.

 (   )
.SI ( 1) .(1  SI )(  1) if 0  SI  1;0   , 

fb ( SI )   ( )(  )
0
else


(3.1)

Do đó, trong mỗi trạng thái g công suất của nguồn pin mặt trời đƣợc tính toán theo biểu thức
sau với kF là hệ số phụ thuộc vào thông số modul của nguồn pin mặt trời.

P PV (SI )  n.kF .U (SI ).I (SI )

(3.3)

3.3 Xây dựng mô hình toán qui hoạch LĐPP
3.3.1 Sơ đồ khối và qui trình tính toán qui hoạch LĐPP
Một mô hình qui hoạch phân cấp hai bƣớc mô phỏng quá trình qui hoạch LĐPP trong thực tế
đƣợc đề trên hình 3.1.
3.3.2 Xây dựng mô hình cơ sở (MH1)
3.3.2.1 Hàm mục tiêu của mô hình cơ sở
Hàm mục tiêu cực tiểu chi phí vòng đời của phƣơng án qui hoạch LĐPP trong bƣớc cơ sở
đƣợc trình bày trong biểu thức (3.7). Trong đó: CFt , CSt là chi phí đầu tƣ xây dựng các đƣờng
dây và TBA nguồn; CPVt là chi phí đầu tƣ nguồn pin mặt trời; EPVt là chi phí vận hành của
nguồn pin mặt trời; ESt là chi phí mua điện từ hệ thống qua TBA nguồn bao gồm chi phí điện
cung cấp cho phụ tải và tổn thất điện năng; RNt là thành phần còn lại hay chi phí bổ sung ở cuối
giai đoạn tính toán.
T

J1  
t 1



1
. CFt  CSt  CPVt  EPVt  ESt  RNt )  Min
(1  r )t

Hình 3.1. Sơ đồ khối tính toán qui hoạch LĐPP

t  T

(3.7)


12

Tất cả chi phí này đƣợc qui đổi về năm cơ sở với hệ số chiết khấu r qua biểu thức 1/ (1  r )t
với T là tổng số năm trong giai đoạn tính toán.
3.3.2.2

Các ràng buộc của mô hình cơ sở

Mô hình sử dụng các ràng buộc sau:
 Ràng buộc cân bằng công suất nút
Ràng buộc cân bằng công suất nút AC nhƣ biểu thức sau:
S
Pi ,PV
t , s , h , g  Pi ,t , s , h , g  PDi ,t , s , h 

N

Y
j 1

ij ,t

. U i ,t , s , h, g . U j ,t , s , h, g .cos(ij ,t   j ,t , s, h, g   i,t , s, h, g )

N

S

(3.1)
QiPV
,t , s , h , g  Qi ,t , s , h , g  QDi ,t , s , h    Yij ,t . U i ,t , s , h , g . U j ,t , s , h , g .sin(ij , t   j , t , s , h , g   i , t , s , h , g )
j 1

ij  N , t  T , s  SS , h  H , g  G
S

S

PV

PV

Trong đó: Pi ,t , s ,h , g , Qi ,t , s ,h , g là CSTD và CSPK nhận từ HTĐ qua TBA nguồn i; Pi ,t , Qi ,t

là công suất phát của nguồn pin mặt trời tại nút i; PDi,t,s,h, QDi,t,s,h là công suất của phụ tải i thay đổi
theo thời gian trong ngày, mùa trong năm và theo năm qui hoạch t; |Ui,t,s,h,g|, j,t,s,h,g là modul và góc
lệch của điện áp nút theo thời gian tính toán; |Yij,t|, ij,t là modul và góc lệch của ma trận tổng dẫn
trong năm qui hoạch t
 Ràng buộc nâng cấp đƣờng dây
 Ràng buộc nâng cấp của TBA nguồn
 Ràng buộc giới hạn công suất nguồn pin mặt trời
 Ràng buộc giới hạn điện áp nút
3.3.2.3 Phân tích và nhận dạng mô hình cơ sở
Mô hình với cá ràng buộc phi tuyến và biến nhi phân nên là bài toán qui hoạch phi tuyến
nguyên thực hỗn hợp (MINLP).
3.3.3 Xây dựng mô hình hiệu chỉnh (MH2)
3.3.3.1 Hàm mục tiêu của mô hình hiệu chỉnh
Mục tiêu của bƣớc này là lựa chọn thời gian và công suất cần đầu tƣ của nguồn pin mặt trời

khi thông số nâng cấp của đƣờng dây (tiết diện, tổng trở) và TBA nguồn (công suất bổ sung) đã
đƣợc hiệu chỉnh theo các giá trị tiêu chuẩn nhƣ biểu thức (3.44) trong hàm mục tiêu J1.

Fij,t  Fij,*t
3.3.3.2

ij  N , t  T ;

SiS,t  Si*,t

i  NS , t  T

(3.44)

Các ràng buộc của mô hình hiệu chỉnh

 Ràng buộc cân bằng công suất nút và giới hạn điện áp nút
 Ràng buộc giới hạn công suất TBA
 Ràng buộc giới hạn công suất đƣờng dây
 Ràng buộc giới hạn công suất của nguồn pin mặt trời
3.3.3.3 Phân tích và nhận dạng mô hình hiệu chỉnh
Mô hình của bƣớc này khi xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời với công suất
phát mang tính ngẫu nhiên, ĐTPT ngày điển hình và đặc tính giá điện là NLP.
3.3.4 Đánh giá mô hình đề xuất
Mô hình xét đến thay đổi của tổng trở đƣờng dây theo tiết diện nâng cấp, ĐTPT ngày điển
hình, đặc tính giá bán điện và công suất của nguồn pin mặt trời mang tính ngẫu nhiên đƣợc tổng
hợp nhằm đáp ứng gần hơn với điều kiện thực tiễn. Chƣơng trình tính toán đƣợc lập trong nguôn
ngữ lập trình GAMS.

13

Ví dụ
Kết quả tính toán ví dụ cho thấy, mô hình xác định đƣợc thông số đầu tƣ tối ƣu của các thiết
bị đồng thời đảm bảo đƣợc yêu cầu kỹ thuật trong sơ đồ đơn giản.
3.4

Nhận xét và kết luận
Chƣơng này đã xây dựng mô hình toán hai bƣớc (bƣớc cơ sở, bƣớc hiệu chỉnh) qui hoạch
LĐPP khi xét đến khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời, ĐTPT ngày điển hình và đặc tính giá
điện. Giải pháp hai bƣớc với biến lựa chọn là biến thực trong bƣớc cơ sở đƣợc sử dụng đã làm
giảm thời gian tính toán và tăng khả năng hội tụ của bài toán qui hoạch LĐPP từ đó có thể xét đến
khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời với đặc tính công suất phát ngẫu nhiên, ĐTPT, đặc tính
giá điện và kết quả tính toán sẽ đáp ứng gần hơn với thực tiễn. Hơn nữa, chƣơng trình tính toán
theo mô hình đề xuất đƣợc nghiên cứu xây dựng trong ngôn ngữ lập trình GAMS cho phép xét
đƣợc đồng thời nhiều giải pháp trong bài toán qui hoạch cũng nhƣ đánh giá đƣợc rõ ràng hơn hiệu
quả của từng giải pháp qua các chỉ tiêu KT-KT của hệ thống.
3.5

CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN ÁP DỤNG
4 Ch ƣơn g 3,

Đặt vấn đề
Chƣơng 3 đã xây dựng đƣợc mô hình và chƣơng trình tính toán qui hoạch LĐPP khi xét đến
khả năng tham gia của nguồn pin mặt trời với nguồn năng lƣợng sơ cấp mang tính ngẫu nhiên.
Chƣơng này sẽ áp dụng mô hình toán và chƣơng trình đã lập trong chƣơng 3 để tính toán hiệu quả
của nguồn pin mặt trời trong LĐPP thuộc thành phố Thái Nguyên.
4.1

Những giả thiết và thông số tính toán

Nghiên cứu sử dụng một số giả thiết cả trong khía cạnh kinh tế và kỹ thuật nhằm xây dựng
đƣợc lộ trình qui hoạch LĐPP chính xác đồng thời giảm đƣợc khối lƣợng tính toán nhƣ giá điện
theo thời gian sử dụng nhƣ hình 4.1, hệ số chiết khấu bằng 10% mỗi năm, tiêu chuẩn độ lệch điện
áp cho phép dao động (0.91.05)p.u, chi phí đầu tƣ pin mặt trời (1÷2)x106$/MWp, chi phí nâng cấp
TBAlà 0.2M$ và 0.05M$/MVA, đƣờng dây 22kV là 0.15M$/km và 0.001M$/MVA.km, cƣờng độ
bức xạ mặt trời nhƣ giới thiệu ở chƣơng 1.
Giá điện, $/MWh và $/MVARh

4.2

120

Theo P
Theo Q

100
80
60
40
20
0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

Thời gian, h

Hình 4.1. Đặc tính giá bán điện
4.3

Chƣơng trình tính toán
Chƣơng trình tính toán nhƣ chƣơng 3.

Kết quả tính toán
Sơ đồ LĐPP hình tia gồm 47 nút (lộ 478, TBA 110kV Thịnh Đán) đƣợc lựa chọn làm LĐPP
điển hình trong khu vực này để tính toán với 3 trƣờng hợp: i) Không xét đến nguồn pin mặt trời; ii)
xét đến nguồn pin mặt trời; iii) xét đến tính ngẫu nhiên của nguồn pin mặt trời. Kết quả nhƣ trên
bảng 4.1 và 4.2.
4.4

Một số chỉ tiêu KT-KT của phƣơng án đầu tƣ tính toán đƣợc trong giai đoạn qui hoạch trình
bày trên bảng 4.3. Khi đầu tƣ nguồn pin mặt trời, tổng chi phí vòng đời giảm đƣợc 4.71x106$ tƣơng
ứng giảm 15.49%. Khi xét đến tính ngẫu nhiên của cƣờng độ bức xạ mặt trời, công suất đầu tƣ của


14

nguồn pin mặt trời giảm dẫn đến tổng chi phí mua điện từ hệ thống của LĐPP chỉ giảm đƣợc
4.65x106$ tƣơng ứng giảm đƣợc 15.43%. Mặc dù, tổng chi phí đầu tƣ giảm 3x106$ nhƣng tổng chi
phí vòng đời chỉ giảm đƣợc 2.88x106$ tƣơng ứng giảm đƣợc 9.47%.
Bảng 4.1. Thông số và lộ trình nâng cấp đƣờng dây
Thời gian đầu tư, nâng cấp (năm)
Thông số
TT
Vị trí
hiện tại
1
2
3
4
5
6
7
8
Trƣờng hợp 1
1-2
185
240
2-3
185
3-4
185
1
4-5
185
9-10

35
9-21
70
95
21-22
70
Trƣờng hợp 2 và 3
1-2
185
2-3
185
3-4
185
4-5
185
2
9-10
35
9-21
70
95
21-22
70
Bảng 4.2. Lộ trình và thông số đầu tƣ nguồn pin mặt trời
Trƣờng hợp 1
Trƣờng hợp 2
TT
Nút
Công suất Thời gian Công suất Thời gian
(MW)

(Năm)
(MW)
(Năm)
1
17
1.0
1
2
18
1.0
1
3
19
1.0
1
4
20
1.0
1
5
31
1.0
1
6
32
1.0
1
7
33
1.0

1
8
34
1.0
1
9
35
1.0
1
10
45
1.0
1
Tổng:
10.0

9

10

240
240
240
50
95
240
240
240
240
50

95

Trƣờng hợp 3
Công suất
(MW)
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
8.0

Thời gian
(Năm)
1
1
1
1
1
1
1
1

Bảng 4.3. Một số chỉ tiêu KT-KT
Giá trị
Trƣờng hợp 1 Trƣờng hợp 2 Trƣờng hợp 3
1 Chi phí vòng đời (10 6$)

30.41
25.70
27.53
6
2 Chi phí đầu tƣ đƣờng dây, TBA (10 $)
1.34
1.31
1.31
3 Chi phí đầu tƣ DG (10 6$)
0
15.00
12.00
Chi phí vận hành và năng lƣợng
4
30.14
20.34
25.49
(106$)
Giá trị còn lại của thiết bị đầu tƣ
5
11.27
11.27
1.07
(106$)
Tƣơng tự, tổn thất điện năng khi xét đến đầu tƣ nguồn pin mặt trời luôn giảm nhƣ hình 4.3.
Tổn thất điện áp và điện áp các nút theo từng khoảng thời gian của ĐTPT cũng đƣợc xác định. Tuy
nhiên, điện áp cực tiểu xuất hiện khi phụ tải cực đại là 18h, thời điểm công suất của các nguồn pin
TT

Chỉ tiêu

15

Tổn thất điện năng (10e6kWh)

mặt trời khá nhỏ nên hiệu quả hỗ trợ điện áp trong trƣờng hợp này không cao. Điện áp ở tất cả các
nút trong LĐPP luôn đƣợc đảm bảo yêu cầu bởi giới hạn điện áp nút trong các ràng buộc.
10
9
8

Trường hợp 1
Trường hợp 2

7
6
5
4
3

Trường hợp 3

2
1
0
1

2

3

4
5
6
7
Thời gian qui hoạch (năm)

8

9

10

Hình 4.3. So sánh tổn thất điện năng
Những đánh giá và kết luận
Kết quả tính toán cho thấy, khi nguồn pin mặt trời tham gia trong LĐPP đã nâng cao đƣợc
hiệu quả kinh tế khi giảm đƣợc chi phí vòng đời, giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng đồng
thời hỗ trợ điện áp nút. Khi xét đến tính ngẫu nhiên của cƣờng độ bức xạ mặt trời, hiệu quả của các
nguồn pin mặt trời có giảm nhƣng vẫn cạnh tranh đƣợc với phƣơng án nâng cấp đƣờng dây và TBA
nguồn. Ngoài ra, mô hình tính toán trào lƣu công suất theo ĐTPT ngày điển hình nên kết quả tính
toán tổn thất công suất và tổn thất điện năng sẽ chính xác hơn. Đặc tính công suất phát của nguồn
pin mặt trời với phân bố ngẫu nhiên đƣợc xem xét vì vậy khả năng làm việc hay độ tin cậy CCĐ
của LĐPP cũng đƣợc nâng cao.
4.5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Từ kết quả nghiên cứu, đề tài có những đóng góp sau:

1- Nghiên cứu đã tổng hợp, đánh giá và xác định những yếu tố tác động làm thay đổi bài toán qui

hoạch LĐPP hiện nay. Từ đó, nghiên cứu đề xuất những mô hình và phƣơng pháp qui hoạch
phù hợp áp dụng cho qui hoạch LĐPP Việt Nam.

2- Xây dựng đƣợc mô hình toán hai bƣớc qui hoạch LĐPP tổng hợp ĐTPT ngày điển hình, đặc
tính giá điện và nguồn pin mặt trời với công suất mang tính ngẫu nhiên phụ thuộc và điều kiện
khí hậu. Lộ trình nâng cấp đƣờng dây và TBA nguồn đƣợc xác định đồng thời với thông số đầu
tƣ tối ƣu của nguồn pin mặt trời. Các chỉ tiêu kinh tế, thông số chế độ của hệ thống cũng đƣợc
xác định. Do đó, kết quả tính toán sẽ đáp ứng gần hơn với điều kiện thực tiễn.

3- Sử dụng biến nhị phân để biểu diễn đặc tính chi phí phi tuyến có thành phần cố định của đƣờng
dây và TBA nguồn phù hợp hơn với đặc tính chi phí thực tế.

4- Lập chƣơng trình tính toán theo mô hình đề xuất trong ngôn ngữ lập trình GAMS cho phép xét
đƣợc đồng thời nhiều giải pháp trong bài toán qui hoạch LĐPP cũng nhƣ đánh giá đƣợc rõ ràng
hơn hiệu quả của từng giải pháp qua các chỉ tiêu KT-KT của hệ thống.

5- Nguồn pin mặt trời có hiệu quả cao trong qui hoạch LĐPP Thái Nguyên khi giảm đƣợc chi phí
vòng đời, giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng đồng thời hỗ trợ điện áp nút.

6- Mô hình qui hoạch LĐPP đề xuất có thể đƣợc sử dụng để tính toán qui hoạch LĐPP hay đánh
giá hiệu quả của những chính sách khuyến khích phát triển nguồn năng lƣợng mới và tái tạo.
Kết quả tính toán bƣớc đầu cho thấy tính phù hợp và thuận lợi của các mô hình đề xuất. Tuy
vậy, để nâng cao tính chính xác của kết quả tính toán, mô hình trên cần đƣợc tiếp tục nghiên cứu sử
dụng biến lựa chọn là biến rời rạc theo thông số thiết bị và xét đến ảnh tính ngẫu nhiên của giá
điện, phụ tải sẽ đáp ứng gần hơn với thực tiễn.