Ứng dụng phương pháp quy hoạch động hai chiều, xác định chế độ vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa bậc thang phát điện

ứng dụng phương pháp quy hoạch động hai chiều
xác định chế độ vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa bậc thang phát điện
GS.TS Hà Văn Khối , KS. Lê Bảo Trung

- Trường Đại học Thuỷ lợi

Tóm tắt: Tác giả nghiên cứu việc ứng dụng phương pháp quy hoạch động hai chiều giải bài
toán tối ưu cho hệ thống hồ chứa phát điện. Đây là một vấn đề cần được nghiên cứu ứng dụng
trong thực tế sản suất.
Sau khi đã xác lập được phương pháp giải, các tác giả đã xây dựng một chương trình tính toán
được viết trên môi trường VC++ 6.0 để giải bài toán tối ưu. Chương trình tính bao gồm các các
khối chính như sau:


Chương trình tính toán thuỷ năng cho hệ thống hồ bậc thang có xét đến quan hệ cân bằng
nước và quan hệ thuỷ lực



Chương trình tính toán cân bằng nước sử dụng trong tính toán cân bằng và kiểm tra điều
kiện chuyển trạng thái theo không gian và thời gian.



Chương trình giải bài toán tối ưu theo thuật toán quy hoạch động hai chiều.



Các chương trình phụ trợ.

Chương trình được viết cho bài toán tổng quát và đã thử nghiệm cho hệ thống 3 hồ chứa
tên bậc thang sông Đà./.

1. Đặt vấn đề
Phương pháp quy hoạch động (Dynamic Programming - DP) do Bellman đề xuất năm 1957
đã được ứng dụng trong quản lý và vận hành tối ưu ở nhiều ngành kỹ thuật khác nhau. Giles và
Wunderwich (1981) lần đầu tiên ứng dụng vào thực tế giải thuật quy hoạch động xấp xỉ liên
tục tăng (IDPSA) ở hệ thống hồ chứa thuộc vùng lãnh thổ thung lũng sông Tenessee (Tenessee
Valley Authority TVA) ở Hoa Kỳ. Năm 1992 Simonovic đưa ra cách thức mô phỏng và tối
ưu hoá vận hành một hệ thống hồ chứa.
Hiện tại và trong tương lai không xa vấn đề áp dụng các phương pháp tối ưu hoá trong điều
hành hệ thống hồ chứa bậc thang phát điện là yêu cầu cấp bách của thực tế sản xuất.
2. Đặt bài toán
Khi vận hành hệ thống hồ chứa phát điện thường phải giải quyết bài toán về chếđộ làm việc
tối ưu của hệ thống bậc thang phát điện. Một trong những bài toán tối ưu được đặt ra như sau:
Cho hệ thống hồ chứa bậc thang phát điện gồm k hồ cùng các đặc trưng của từng hồ chứa
trong hệ thống. Cho đường quá trình dòng chảy đến được dự báo cho từng hồ Qj(t). Tìm quá
trình vận hành các hồ chứa trong hệ thống q j(t) để điện năng thu được sau một thời gian vận
hành đạt giá trị lớn nhất.
Nghiệm của bài toán được đặt ra là cơ sở cho việc lập kế hoạch sử dụng nước hợp lý của hồ
chứa khi chúng tham gia cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia.
Trong tài liệu này chúng tối chỉ trình bày việc áp dụng phương pháp tối ưu hoá cho bài toán
điều tiết phát điện của hệ thống hồ chứa bậc thang độc lập. Bài toán được đặt ra chỉ là một bài
toán con và là cơ sở thiết lập bài toán tối ưu cho hệ thống điện.
Hàm mục tiêu đối với bài toán được mô tả như sau:

1

T k j
E (T ) N ( t ).dt max
0 j 1

( 1)

Với:
- qjtuabin là lưu lượng xả chảy qua tua bin của nhà máy thuỷ điện thuộc hồ thứ j
- qjxả là lưu lượng xả thừa qua tràn của hồ chứa thứ j
- E(T) là hàm tổng điện năng được phụ thuộc vào thời đoạn T. Hàm E(T) được gọi là
hàm mục tiêu của bài toán tối ưu.
-

k : Số hồ chứa trong hệ thống, j là chỉ số hồ chứa được đánh só từ trên xuống dưới.

-

N j(t): Công suất của hồ chứa thứ j tại thời điểm t

-

T: Thời gian vận hành hệ thống.

Các điều kiện ràng buộc dưới dạng sau:
Hcj Zj HBTj

q j min q j q j max

(2)
( 3)

Trong đó quan hệ
j
q j qtuabin
qxaj

( 4)

Hj = Zj thượng - Zj hạ

(5)

j

- q min là điều kiện lưu lượng nhỏ nhất phải xả về hạ lưu của hồ chứa thứ j. Nó phụ
thuộc vào các yếu tố như: ràng buộc về kỹ thuật của trạm thuỷ điện, yêu cầu phát điện tối
thiểu của trạm thuỷ điện và yêu cầu cấp nước cho hạ du.
- qj max là điều kiện lưu lượng xả lớn nhất cho phép hạ lưu của hồ chứa thứ j trong hệ
thống, phụ thuộc vào khả năng xả qua trạm thuỷ điện, xả qua tràn v..v.
- HC và HBT tương ứng là mực nước chết và mực nước dâng bình thường
- Hj là chênh lệch cột nước tại hồ thứ j, bằng hiệu số mực nước thượng hạ lưu được chia
thành 2 trường hợp:


Trường hợp ngập chân thì mực nước hạ lưu chính là mực nước của hồ dưới



Trường hợp không ngập chân chính là ực nước hạ lưu trược tra theo đường
H~Q hạ lưu. Trong trường hợp này mực nước hạ lưu chỉ phụ thuộc vào lưu

lượng chảy xuống hạ lưu mà không phụ thuộc vào chế độ điều tiết của hồ dưới

Nếu chia khoảng n thời đoạn thì biểu thức (1) có thể viết dưới dạng sai phân:
n

k

E (T ) N ij t max

(6)

i 1 j 1

Bài toán với hàm mục tiêu dạng (6) là bài toán không gian hai chiều: chiều thời gian và
chiều không gian.
Khi giải bài toán tối ưu dạng rời rạc (6) cần phải tính toán xác định giá trị hàm mục
tiêu E(T), thực chất là xác định các giá trị N ij . Do tồn tại các quan hệ về mặt thuỷ văn, thuỷ
lợi và thuỷ lực nên việc xác định các giá trị hàm mục tiêu E(T) đối với hệ thống bậc thang cần
được xem xét xét trong mối quan hệ về cân bằng nước, mối quan hệ thuỷ lực giữa các hồ trong
hệ thống. Mỗi giá trị công suất về tổng quát có thể viết dưới dạng quan hệ:

2


N ij = f( q1i , q i2 ,...q ij ,...q ik ; Vi1 ,Vi 2 ,...Vi j ,...Vi k ; Q i1 , Qi2 ,...Qij ,...Qik , loại tuyecbin)

(7)

Trong đó:

q 1i , q i2 ,...q ij ,...q ik là lưu lượng xả xuống hạ du của các hồ 1, 2, .., j, .., k tại thời đoạn i



Vi1 ,Vi 2 ,...Vi j ,...Vi k là dung tích của các hồ 1, 2, .., j, .., k tại thời đoạn i



Q i1 , Q i2 ,...Q ij ,...Q ik là lưu lượng nhập lưu khu giữa của các hồ 1, 2, .., j, .., k tại thời
đoạn i

Các giá trị lưu lượng xả q1i , q i2 ,...q ij ,...q ik được xác định khi biết trước các dung tích hồ chứa ở
cuối thời đoạn trước đó là Vi11 ,Vi 21 ,...V i j 1 ,...Vi k1 và các lưu lượng đến hồ

Q i1 , Qi2 ,...Qij ,...Qik .

Giá trị của N ij được tìm nhờ đường cong đặc tính tuyêcbin. Trong trường hợp giản hoá có
thể tính theo công thức:
N ij = K q ij Hj

(8)

Các giá trị Vi1 ,Vi 2 ,...Vi j ,...Vi k không phải là biến độc lập mà là các giá trị phụ thuộc
lẫn nhau thông qua các giá trị lưu lượng xả q 1i , q i2 ,...q ij ,...q ik . Từ công thức tính toán công suất
viết dưới dạng (7), do tồn tại các quan hệ về cân bằng nước, quan hệ thuỷ lực dẫn đến mối
quan hệ lẫn nhau của các dung tích hồ chứa, việc tính toán thuỷ năng cho hệ thống hồ chứa
bậc thang cần được tiến hành trên cơ sở phân tích các mối quan hệ trên.
3. Lời giải tối ưu:
Phương án tối ưu của bài toán (6) bao gồm:

Giá trị tối ưu của hàm mục tiêu E*(T)



Các giá trị tối ưu của các biến, tương ứng với giá trị tối ưu của hàm mực tiêu E*(T) là:
-

Quá trình lưu lượng lấy qua các trạm thuỷ điện:
q = ( q , q ,..., q ,..., q ik ); với i=1, 2,..., n
*

1
i

2
i

-

j
i

(9)

Quá trình công suất tối ưu của các trạm thuỷ điện trong hệ thống:
N*=( N i1 , N i2 ,..., N ij ,..., N ik ); với i=1, 2,..., n

(10)

- Quá trình thay đổi dung tích các hồ chứa trong hệ thống:
V*=( Vi1 ,Vi 2 ,..., Vi j ,..., V i k ); với i=1, 2,..., n

(11)

hoặc mực nước:
Z*= ( Z i1 , Z i2 ,..., Z ij ,..., Z ik ) với i=1, 2,..., n

(12)

4. Không gian trạng thái khi giải bài toán tối ưu
Khi giải bài toán tối ưu dạng (6) thay vì sử dụng biến số lưu lượng qua nhà máy là q ij
có thể sử dụng biến V i j được viết dưới dạng ma trận cỡ nk :

Ti ,1 (V i1,1 Vi 2,1 V i3,1

.. V i ,j1 .. V i k,1 )

Ti , 2 (V i1, 2 V i 2, 2 Vi3, 2 .. Vi ,j2 .. V i k, 2 )
..........................................................

(13)

3


Ti ,r (Vi1,r Vi 2,r Vi3,r .. Vi ,jr .. Vi k,r )
......................................................
Ti ,m (Vi1,m Vi 2,m Vi3,m .. Vi ,jm .. Vi k,m )

Mỗi vectơ T được gọi là vectơ trạng thái, các giá trị V i j là biến trạng thái. Các giá trị
của các biến trong công thức (13) có quan hệ tương tác với nhau do các hồ chứa trong hệ
thống tồn tại quan hệ thuỷ văn và thuỷ lực. Các tập Ti , (i=1,2,...,n) là trạng thái hệ thống hồ
chứa tại các thời đoạn tính toán thứ i. Ta có ma trận hàng các tập hợp biến trạng thái:
T = (T1, T2, ..., Ti, ..., Tn)

(14)

Mỗi trạng thái Ti là tập các trạng thái V i j các dung tích hồ chứa tại thời đoạn thứ i có
quan hệ cân bằng nước theo chiều không gian, tức là trạng thái dung tích của hồ chứa thứ j
phụ thuộc vào trạng thái hồ chứa trên nó là j-1. Tập trạng thái T là tập các biến trạng thái hệ
thống hồ chứa có quan hệ cân bằng nước theo chiều thời gian, tức là trạng thái hệ thống ở thời
đoạn thứ i phụ thuộc vào trạng thái hệ thống hồ chứa ở thời đoạn trước đó i-1.
Khi giải bài toán tối ưu dạng (6) cần giải quyết 3 bài toán con là:
1. Tính toán thuỷ năng cho hệ thống hồ chứa theo quan hệ thuỷ văn thuỷ lực giữa các hồ.
2. Tính toán cân bằng nước và kiểm tra điều kiện cân bằng nước khi đưa trạng thái hệ thống
hồ chứa từ trạng thái Ti-1 ở thời đoạn thứ i-1 đến trạng thái bất kỳ Ti ở thời đoạn thứ i với
quan hệ cân bằng nước theo chiều thời gian.
3. Thuật toán giải bài toán tối ưu dạng (6).
5. Giải bài toán theophương pháp quy hoạch động hai chiều
5.1. Mô tả bài toán tối ưu theo phương pháp quy hoạch động
Giả sử ta phải vận hành hệ thống hồ chứa phát điện trong khoảng thời gian mùa kiệt từ
thời điểm ban đầu t0 đến thời điểm cuối tn . Cần xác định quá trình lấy nước qua nhà máy sao
cho tổng năng lượng điện nhận được trong thời gian vận hành T=tn-t0 đạt giá trị lớn nhất.
Tn,4
T1,4
T2,4
Ti,4

T1,3

T1,2

T0

T1,1
1

T2,3

Ti,3

Tn,3

T2,2

Ti,2

Tn,2

Ti,1

Tn,1

T2,1

2 ............................ n-2

n-1

n

Bước
Quỹ đạo tối ưu thay đổi trạng thái dung tích hệ thống hồ chứa theo thời gian

Hình 1
Giả sử ta chia khoảng thời gian trên thành n thời đoạn, mỗi thời đoạn có độ dài tương
ứng là t. Giả sử tại mỗi thời đoạn tính toán ta chia giới hạn thay đổi dung tích hồ chứa ra m
mức có thể (hình 1với m=4). Giới hạn thay đổi của dung tích hồ chứa ở mỗi thời đoạn là giới
hạn động, phụ thuộc vào dung tích ở cuối thời đoạn trước nó .

4


Ký hiệu i là biến thời gian (i=1, 2, ..,..n; k là biến trạng thái dung tích (k=1, 2, .., m),
khi đó dung tích hồ chứa tại thời điểm thứ i ở mức thứ k sẽ là Ti,k. Gọi T0 là trạng thái ban đầu
của hệ thống hồ chứa; Tn,k là trạng thái của hồ chứa ở thời đoạn cuối cùng tn với k là bất kỳ
trong số m trạng thái có thể của nó: k=1, .. , m. Cần tìm quá trình tích nước vào hồ (quá trình
thay đổi dung tích) từ trạng thái ban đầu T0 đến trạng thái cuối cùng Tn,k sao cho tổng năng
luợng điện nhận được là cực đại.
Trên hình 1 mỗi trạng thái Ti ở bước thứ i là tập các giá trị có thể của dung tích các hồ
chứa trên hệ thống. Chẳng hạn với mức chia r=1, 2,..,m, trạng thái Ti là tập hợp các trường hợp
sađược mô tả trong công thức (13).
Gọi Z (Tn,k,,T0) là năng lượng điện nhận được trong quá trình vận hành hệ thống hồ từ
trạng thái ban đầu T0 đến trạng thái cuối cùng là Tn,k. Cần tìm quỹ quá trình thay đổi trạng thái
dung tích của hệ thống hồ từ T0 Tn,k với k là trạng thái bất kỳ tại thời điểm cuối, sao cho
tổng năng lượng:
E = E (Tn,k , T0) max

(16)

6.2. Phương pháp giải

a. Bước tính xuôi
Trước tiên ta xem xét năng lượng điện nhận được khi đưa hệ thống hồ chứa từ trạng
thái ban đầu T0 đến trạng thái bất kỳ của nó ở thời đoạn thứ nhất (i =1). Tại thời đoạn thứ
nhất, trạng thái hệ thống hồ có thể ở mức bất kỳ T1,k. Năng lượng diện đạt được khi dung tích
hồ chứa từ trạng thái ban đầu T0 tích đến trạng thái bất kỳ T1,k là : E1(T1,k,T0), với k=1, 2, ..,
m. ở thời đoạn đầu tiên, ta chưa tìm trạng thái tối ưu.
Sang thời đoạn thứ hai, hệ thống hồ có thể đạt trạng thái bất kỳ T2,k. Có m phuơng án
đưa trạng thại hệ thống hồ từ trạng thái ban đầu T0 qua các mức bất kỳ ở thời đoạn i = 1 để đạt
giá trị T2,k (với k là bất kỳ). Ta cần xác định xem trạng thái nào ở thời đoan trước đó (i = 1), để
khi trạng thái hệ thống hồ thay đổi đến trạng thái T2,k cho giá trị tối ưu về năng lượng điện, tức
là :
(17)
Z (T 2, k ) max ( E 2 (T 2, k , T 2 , r ) E 1 ( T 1, r , T 0 ))
2
T
2, k

với k = 1, 2, ........, m; và r = 1, 2,..........., m (ký hiệu r để phân biệt đó là trạng thái ở thời đoạn
trước). Trong đó :
- E1(T1,r,T0) là năng lượng điện thu được khi hệ thống hồ thay đổi từ trạng thái ban đầu
To đến trạng thái T1,r ở thời đoạn đầu tiên;
- E2(T2,k,T1,r) là năng lượng điện phát được khi hệ thống hồ thay đổi từ trạng thái T1,r ở
thời đoạn 1 đến trạng thái bất kỳ T2,k ở thời đoạn 2.
Với mỗi trạng thái thứ k ở thời đoạn thứ 2, sẽ tìm được một giá trị T1,r ở thời đoạn thứ
nhất để cho quỹ đạo thay đổi dung tích T0 - T1,r - T2,k là quỹ đạo tối ưu. Tương ứng với mỗi
trạng thái thứ r (r=1, 2, .., m) có một giá trị T1,r . Ta sẽ có m quỹ đạo đạt tối ưu đến các trạng
thái T2,k với k =1, 2, ..,m.
Đặt

Z 1 (T1,r ) E 1 (T1,r , T0 )

(18)

Ta có thể viết lại biểu thức (17) dưới dạng sau :

5


Z 2 (T2,k ) max ( E 2 (T2,k , T1,r ) Z 1 (T1,r ))
T
2, k

(19)

Trong đó: Z 1 (T1,r ) là giá trị tối ưu khi hệ thống hồ thay đổi từ T0 đến T1,r, với r là bất
kỳ ở thời đoạn thứ nhất.
Theo kết quả tìm được, ta lập được cặp quan hệ T1,r ~ T2,k.
Đến thời đoạn bất kỳ thứ i ta có biểu thức tổng quát của bài toán tối ưu có điều kiện :
Z i (Ti ,k ) max ( E i (Ti ,k , Ti 1,r ) Z
T
i, k

(T
))
i 1 i 1,r

(20)

Tương tự như tất cả các thời đoạn trên, ở thời đoạn bất kỳ thứ i, có thể tìm được một
trạng thái ở thời đoạn trước nó i - 1 là Ti,r để khi hệ thống hồ chứa thay đổi từ quỹ đạo tối ưu

trước đó (quỹ đạo tối ưu từ trạng thái ban đầu To đến trạng thái Ti1,kr ) đến trạng thái bất kỳ ở
thời đoạn thứ i là Ti,k cho giá trị tối ưu. Như vậy, đến giai đoạn thứ i ta có quỹ đạo tối ưu từ
trạng thái ban đầu To, đến trạng thái bất kỳ Ti,k là:
T0 T1,kr T2, r T3,r ....... Ti,k .Và có cặp quan hệ Ti1,r ~ Ti,r
Đến thời đoạn cuối cùng i = n, ta có :

Z n (Tn,k ) max( E n (Tn,k , Tn1,r ) Z n1 (Tn1,r ))

(21)

Trong đó : Tn,k là trạng thái cần đạt được ở thời đoạn cuối với k =1, 2, .., m. Giá trị
Z n (Tn,k ) chính là giá trị tối ưu của hàm mục tiêu, để khi trạng thái dung tích của hệ thống hồ
thay đổi từ trạng thái ban đầu T0 đến trạng thái Tn,k bất kỳ ở giai đoạn cuối. Tại thời đoạn
cuối, với mỗi trạng thái được ấn định trong số các trạng thái có thể k ( với k =1, 2, ..., m) của
nó, sẽ tương ứng có một quỹ đạo tối ưu khi nó di chuyển từ trạng thái ban đầu đến trạng thái k.
b. Bước tính ngược
Với trạng thái Tn nào đó (giả sử là Tn,3), theo quan hệ ở bước tính xuôi, tìm được một trạng
* = T*
thái tối ưu Tn1
n1,r , với k là một chỉ số trạng thái cụ thể nào đó tương ứng với trạng
thái cần đạt ở giai đoạn n là Tn = Tn,3. Chẳng hạn ta tìm được r = 2, khi đó: Tn*-1 = Tn*1,2 .
7. Chương trình tính toán và áp dụng
1) Cấu trúc chương trình tính
Sau khi đã xác lập được phương pháp giải một chương trình tính toán được tác giả xây
dựng trên môi trường VC++ 6.0 để giải bài toán. Chương trình tính bao gồm các các khối
chính như sau:


Chương trình tính toán thuỷ năng cho hệ thống hồ bậc thang có xét đến quan hệ
cân bằng nước và quan hệ thuỷ lực

Chương trình tính toán cân bằng nước sử dụng trong tính toán cân bằng và
kiểm tra điều kiện chuyển trạng thái theo không gian và thời gian



Chương trình giải bài toán tối ưu theo thuật toán quy hoạch động hai chiều



Các chương trình phụ trợ.

6


2) Kết quả thử nghiệm
Để đánh giá khả năng ứng dụng phương pháp đã chọn hệ thống 3 hồ chứa tren sông Đà
(sẽ được xây dựng) để thử nghiêm.
Hệ thống 3 hồ chứa Nậm nhùn, Sơn la và Hoà bình là loại hệ thống bậc thang có quân
hệ cả về mặt thuỷ văn và thuỷ lực. Các đặc trưng mực nước các hồ chứa chọn theo quy hoạch
(các số liệu này chưa phải là số liệu chính thức) như sau:
a. Hồ Nậm nhùn : Mực nước dâng bình thường: Hbt =295 m
Mực nước chết:
b. Hồ Sơn la :

: Hc = 198,0m

Mực nước dâng bình thường: Hbt =215 m

Mực nước chết:

: Hc = 190,0m

c. Hồ Hoà bình: Mực nước dâng bình thường: Hbt = 115 m
Mực nước chết:

: Hc = 90,0m

Kết quả tính toán tối ưu được thực hiện cho mô hình năm 1988 -1989 là năm nước ít. Quá
trình vận hành tối ưu được trình bày ở bảng 2 và hình 2.

8. Một số kết luận
Thông qua ứng dụng thử nghiệm phương pháp quy hoạch động hai chiều cho bài toán
vận hành hệ thống bậc thang phát điện trên sông Đà có những kết luận sau:
1. Phương pháp quy hoạch động hai chiều mà tác giả nghiên cứu có thể áp dụng trong
quản lý vận hành hệ thống bậc thang phát điện. Phương pháp này có ưu điểm khắc
phục được các cực trị địa phương mà cho đến nay các phương pháp phi tuyến khác còn
chưa thể giải quyết một cách triệt để. Tuy nhiên khối lượng tính toán khá lớn.
2. Bài toán tối ưu được giải với giả định dòng chảy đến hồ đã được xác định. Trong thực
tế, quá trình dòng chảyđược dự báo nên bài toán cần được đặt ra với việc tìm các quỹ
đạo tối ưu động theo quá trình dự báo khi vận hành hệ thống.
Bảng 1: Kết quả tính toán tối ưu 3 hồ chứa
a. Hồ Nậm nhùn
Tháng

Qvào
(m3/s)

qtuabin

(m3/s)

qxả thừa
(m3/s)

qthấm
(m3/s)

qbốc hơI
(m3/s)

Qhạlưu
(m3/s)

Zth. lưu
(m)

Zhạ lưu
(m)

Dung
tích
(triệu m3)

N
(GW)

VI
VII
VIII

IX

320
1728
2053
1917

318.87
1098
1098
1098

0
613.0
953.9
604.2

0.86
0.88
0.88
1.55

0.27
0.25
0.22
0.31

318.87
1711.02
2051.9

1702.24

277
279.
279.
295

198.19
204.04
205.17
209.77

741.6
784.05
784.05
1335.89

0.22
0.71
0.71
0.75

X
XI
XII
I
II
III
IV
V

806
361
252
198
145
146
122
282

804.09
391.93
218.4
196.04
212.54
207.63
186.01
312.45

0
0
0
0
0
0
0
0

1.5
1.45

1.5
1.5
1.43
1.12
0.96
0.83

0.42
0.38
0.4
0.47
0.6
0.65
0.54
0.41

804.09
391.93
218.4
196.04
212.54
207.63
186.01
312.45

295
293.
295
295
291.

286.
280.
277

215
215
213.51
209.77
205.45
201.12
196.86
198.12

1335.89
1250.99
1335.89
1335.89
1166.09
996.29
826.5
741.6

0.56
0.27
0.15
0.15
0.16
0.16
0.14
0.22

7


b. Hồ Sơn la
Th.

Qkhu giữa
(m3/s)

qtuabin
(m3/s)

qxả thừa
(m3/s)

qthấm
(m3/s)

qbốc hơI
(m3/s)

Qhạlưu
(m3/s)

Zth. lưu
(m)

Zhạ lưu
(m)

Dung
tích
(triệu
m3)

N
(GW)

VI

491

802.99

0

5.33

1.56

802.99

190

114.29

4600.9

0.53

VII

1733

3000

63.45

6.27

1.54

3063.45

196.19

117.71

5599.28

1.98

VIII

1528

3000

73.64

7.76

1.5

3073.64

203.72

117.73

6930.45

2.16

IX

1322

2112.9

0

10.72

1.88

2112.89

215

116.39

9260

1.72

X

430

1221.5

0

10.37

2.23

1221.49

215

115.28

9260

1.06

XI

266

645.13

0

10.72

2.08

645.13

215

114.16

9260

0.57

XII

209

664.12

0

9.63

2.16

664.12

212.03

113.79

8594.41

0.58

I

157

715

0

8.51

2.28

715

207.17

113.97

7596.04

0.6

II

167

640.8

0

8.52

2.92

640.8

203.72

113.7

6930.45

0.51

III

165

735.36

0

6.64

3.38

735.36

198.25

114.04

5932.07

0.56

IV

192

754.54

0

5.71

2.94

754.54

192.06

114.11

4933.69

0.53

V

351

780.21

0

5.15

2.34

780.21

190

114.21

4600.9

0.52

bc. Hồ Hoà bình
Th

Qkhu giữa
(m3/s)

qtuabin
(m3/s)

qxả thừa
(m3/s)

(m3/s)

qthấm

qbốc hơI
(m3/s)

Qhạlưu
(m3/s)

Zthư lưu
(m)

Zhạ lưu
(m)

Dung tích
(triệu m3)

N
(GW)

VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
I
II
III
IV
V

45.4
193.8
200.5
181.4
69.2
35.1
25.8
19.9
17.5
17.4

17.6
35.4

841.81
2400
2400
1922.04
1279.23
789.02
795.49
840.73
902.62
859.1
882.51
1622.9

0
34.31
398.74
0
0
0
0
0
0
0
0
0

5.89

8.14
9.54
10.94
10.58
10.58
9.89
9.54
9.7
8.49
8.41
5.7

0.69
0.7
0.66
0.78
0.87
0.81
0.84
0.93
1.22
1.46
1.39
1.11

841.81
2434.31
2798.74
1922.04
1279.23

789.02
795.49
840.73
902.62
859.1
882.51
1622.9

90
103.23
109.98
115
115
113.33
111.65
109.98
106.58
104.88
103.23
90

14.79
17.54
18
16.87
15.7
14.72
14.73
14.79
14.87

14.81
14.84
16.37

5089
7269.5
8515.5
9450
9450
9138.5
8827
8515.5
7892.5
7581
7269.5
5089

0.55
1.67
1.86
1.61
1.11
0.69
0.68
0.71
0.74
0.68
0.69
1.14

Đường quá trình công tác của hệ thống
hồ chứa sông Đà năm 1988 - 1989

Dung tích (triệu m3)

10000

8000

6000

Lai Châu
Sơn La
Hoà Bình

4000

2000

0
VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Tháng

I

II

III

IV

V

Hình 2

8


Tài liệu tham khảo
[1] Hà Văn Khối: Lý thuyết phân tích hệ thống và một số ứng dụng trong quy hoạch nguồn
nước, Tập bài giảng Chuyên đề sau đại học, Đại học Thuỷ lợi, 6/1991.
[2] Hà Văn Khối Quy hoạch và quản lý nguồn nước - Giáo Trình cao học - Đại học Thuỷ
lợi, năm 2000.
[3] Nghiêm Tiến Lam, Điều khiển tối ưu hồ chứa độc lập phát điện, Đồ án tốt nghiệp đại
học, Trường đại học Thuỷ lợi, Hà Nội, 5-1992.
[4] Larry W. Mays: Water Resource Handbook, Deparment of Civin and Environmental
Engineering Arizona State University, 1996.

[5] Grigg N.S., Water Resources Management: Principles, Regulations, and Cases,
McGraw-Hill, 1996.

[6] Mays L.W., Tung Y.K., Hydrosystems engineering and management, McGraw-Hill Book
Inc., 1992.
SUMMARY
Prof. Dr. Ha Van Khoi, Le Bao Trung - Hanoi Water Resources University
The author studies the research of applying 2-D dynamic programming to find the optimal
hydropower reservoir system operation. That research is a new trend in Vietnam and it is
necessary to be applied in practice.
After establishing the method, the authors constructed a computer program, which is
written by VC++ to find the optimal solution. The program concludes 4 blocks:
Module 1: Hydropower calculating for reservoir system, which considers the hydrologic
and hydraulic relations.
Module 2: Water balance, which considers whether the system can change its state or not
according to time and space conditions.
Modula 3: Finding an optimal solution by using 2 dimensions dynamic programming
method.
Module 4: Some assistant programs
That program is written in the comprehensive conditions and it's applied for Da river
system with 3 reservoirs.

9