Áp dụng phương pháp đơn hình quy hoạch phát triển hệ thống điện

suất thành 
phần Pgi = ( P’gi + P”gi +  ) và mỗi thành phần công suất này sẽ tương ứng với mỗi trị số thời gian sử 
dụng trong năm là T’gi , T”gi ,  
Như vậy, điều kiện cung cấp điện năng trong năm tại hệ thống (i) được viết như sau : 
 ∑ ∑∑ ≥−+++
f,r j
ptiji
)w(
ji
j
ij
)f,r(
gi
)f,r(
gi
)f,r(
gi
)f,r(
gi AAhA...)"T"P'T'P( ; (6) 
Đồng thời phải xét đến các giới hạn ràng buộc về công suất phát và lượng điện năng sản xuất ra 
trong năm: 
 )f,r(ghg
)f,r(
gi PP ≤ ; (7) 
 và ∑ ≤ )f,r( ghg)f,r(gi)f,r(gi ATP ; (8) 
Các ràng buộc về giới hạn truyền công suất và điện năng trên các đường dây hiện hữu và cải tạo 
mới: 
 Hij
M
ijjiij PPPP ≤−+ ; (9) 
và ij
H
ijij
M
ijjiij TPTPAA ≤−+ ; (10) 
Ràng buộc về dự trữ khai thác sử dụng nguồn nhiên liệu : 
 ∑ ≤
r,i
f
)f,r(
i
)f,r(
gi
)f,r(
gi BSCTP ; (11) 
Với SC(r,f)i là suất chi phí nhiên liệu dạng (f) của loại nguồn điện (r) tại nút (i) trong khoảng thời 
gian T(r,f)gi phát công suất P(r,f)gi ; còn Bf là định mức giới hạn sử dụng tài nguyên nhiên liệu dạng (f) ; 
Có thể xét đến điều kiện bị hạn chế mức vốn đầu tư xây dựng công trình điện lực dạng (r) liên quan 
đến tiêu thụ nguyên nhiên liệu dạng (f) thuộc hệ thống thứ (i) : 
 ∑ ≤
f,r,i
gh
)f,r(
gi
)f,r(
i VPV ; (12) 
Ngoài ra, còn có thể phát sinh các điều kiện ràng buộc khác, tùy thuộc vào nội dung cụ thể của bài 
toán áp dụng trong thực tế. 
Cần có phương pháp thích hợp để xác định các hệ số của hàm mục tiêu. 
Đối với các nguồn máy phát xây dựng mới, cần phải viết biểu thức suất chí phí quy dẫn với hệ số 
như sau : )f( Ni
)f,r(
Vi
)f,r(
i CCc += ; (13) 
với C(r,f)i V là hệ số liên quan đến chi phí đầu tư đặt và khấu hao tổ máy hàng năm ; C(f)i N là hệ số 
liên quan đến chi phí nhiên liệu dạng (f) của tổ máy ở nút (i) ; 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 10, SOÁ 03 - 2007 
Trang 67 
Đối với các đường dây xây dựng mới thì hệ số đối với PMij là cij = aVij ; với Vij là suất vốn đầu 
tư cho một kW khả năng truyền tải của đường dây (i-j); a là hệ số định mức khấu hao, bảo trì và sửa 
chữa đối với đường dây. 
Đối với nguồn máy phát điện hiện hữu thì: )f( Ni
)f,r(
i Cc = ; 
Đối với các đường dây hiện hữu thì các hệ số đối với Pij và Pji được cho bằng zero. 
4. VÍ DỤ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN MỞ RỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN 
Xét bài toán yêu cầu quy hoạch phát triển tối ưu hóa cấu trúc của một hệ thống liên kết 3 hệ thống 
điện khu vực (xem sơ đồ mô phỏng đẳng trị như trên Hình 1) với bảng số liệu dự báo tổng tải điện phát 
triển trong một giai đoạn 12 năm.Trong hệ thống điện khu vực I (mô phỏng đẳng trị bởi nút số 1) quy 
hoạch phát triển 2 nguồn công suất gồm: một nhà máy nhiệt điện ngưng hơi chạy bằng than và một nhà 
máy nhiệt điện turbin khí. Trong hệ thống điện khu vực II (được đẳng trị bởi nút số 2) quy hoạch phát 
triển nhà máy nhiệt điện nhiên liệu dầu khí hỗn hợp với mức giới hạn cho phép sử dụng nhiên liệu là 
2900000tấn/năm.Trong hệ thống điện khu vực III (được đẳng trị bởi nút số 3) dự kiến sẽ đặt một nhà 
máy điện nhiên liệu dầu khí hỗn hợp với mức giới hạn cho phép sử dụng nhiên liệu là 2570000tấn/năm. 
Đường dây liên kết hiện hữu, nối hệ thống I với các hệ thống II và III, có khả năng truyền tải điện 
300MW. 
Science & Technology Development, Vol 10, No.03 - 2007 
Trang 68 
Nhà máy điện nhiên liệu than và nhà máy điện dầu khí hỗn hợp có hai mức phát công suất tính toán 
tương ứng với các khoảng thời gian sử dụng xấp xỉ 6000giờ và 4000giờ. Nhà máy điện turbin khí cũng 
có 2 mức công suất phát với hai khoảng thời gian sử dụng xấp xỉ 1000giờ và 500giờ. Lượng công suất 
truyền tải trên các đường dây được biểu thị với hệ số xét tổn hao gần bằng 0,97. 
Bài toán quy hoạch phát triển hệ thống điện này được thành lập với hàm mục tiêu gồm có 23 biến số 
và 14 điều kiện ràng buộc. 
4.1.Áp dụng tính số cụ thể đối với thời điểm ngay trước khi khởi đầu giai đoạn quy hoạch: 
 Hàm mục tiêu: 
 F(x)=65,6x1 +55,3x2 +30,5x3 +25,5x4 +68,8x5 +57x6 +7x11 +7x14 +7x19 +68,8x22 +57x23 → min ; 
Khi khởi đầu giai đoạn quy hoạch thì hàm mục tiêu phải thỏa mãn 14 điều kiện ràng buộc như sau: 
 31970970 1312874321 ,x,xx,xxxxx ≥+−+−+++ ; 
 46469709705046 16151094321 ,x,xx,xx,xxx ≥+−+−+++ ; 
 71970970 18178765 ,x,xxx,xx ≥+−−++ ; 
 5897097046 212010965 ,x,xxx,xx ≥+−−++ ; 
 0,97x12 – x13 + 0,97x17 –x18 + x22 + x23 ≥ 0, 05; 
 0,97x15 – x16 + 0,97x20 –x21 + 6x22 + 4x23 ≥ 0, 25; 
 x7 + x8 – x11 ≤ 0,3 ; 
 x9 + x10 – 8x11 ≤ 2,4 ; 
 x17 + x18 – x19 ≤ 0 ; 
 x20 + x21 – 8x19 ≤ 0 ; 
 x12 + x13 –x18 ≤ 0,3 ; 
 x15 + x16 – 8x218 ≤ 2,4 ; 
 9231871 65 ,x,x, ≤+ ; 
 57231871 2322 ,x,x, ≤+ ; 
Áp dụng chương trình tính toán theo phương pháp đơn hình, sau 10 lần tính lặp (sai số cho phép là 
0,001) nhận được kết quả tối ưu cấu trúc hệ thống là: min F(x)=182,38629 (triệu $/năm); Và nhận thấy : 
khi chưa đưa đường dây nối các hệ thống II và III vào vận hành thì cần phải quy hoạch như sau : 
Yêu cầu công suất phát tại hệ thống khu vực I: Pg1 (Than)=1080,61MW; Pg1(Khí)=570,93MW; Yêu 
cầu công suất phát tại hệ thống khu vực II: Pg2 (DầuKhí)=1409MW; Chưa cần phát công suất tại hệ 
thống khu vực III. 
4.2.Kết quả tính số cụ thể đối với 12 năm của giai đoạn quy hoạch : 
Tổng tải của hệ thống điện khởi đầu là 3050MW ở năm đầu tiên đến năm thứ 12 tăng đến 6350MW. 
Quy hoạch mở rộng nguồn công suất của các nhà máy điện ở các khu vực và xây dựng tăng cường các 
tuyến đường dây liên kết các hệ thống điện sẽ dựa theo kết quả tính toán như sau: 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 10, SOÁ 03 - 2007 
Trang 69 
4.3.Từ bảng số liệu kết quả tính toán quy hoạch hệ thống điện nhận thấy như sau : 
Đưa vào vận hành đường dây nối hai hệ thống II và III ngay từ năm thứ 1 sẽ có lợi vì làm giảm được 
tổng chi phí tính toán từ 182,386 triệu $/năm xuống còn 182,275 triệu $/năm; (Hình 2). 
Từ bảng kết quả cho thấy : các năm thứ 1 và 2 chưa cần phát công suất tại hệ thống III, nhưng đến 
năm thứ 3 thì nên bắt đầu đưa nhà máy điện của hệ thống III vào vận hành phát điện thì sẽ đạt được hiệu 
quả kinh tế -kỹ thuật; (Hình 2 và Hình 3). 
Để đảm bảo điều kiện kỹ thuật truyền tải thì cần phải đầu tư xây dựng tăng cường thêm đường dây 
truyền tải điện nối hệ thống I và hệ thống II, cần mở đề án thiết kế cải tạo mở rộng đường dây, xem xét 
công suất tăng từ năm thứ 6 cho đến năm thứ 12 của giai đoạn quy hoạch, sao cho đáp ứng tăng cường 
khả năng truyền tải công suất trên đường dây này; (Hình 4 và Hình 5). 
Công suất nguồn cần phát triển liên tục đảm bảo cung cấp điện liên tục theo mức tăng trưởng của tải 
điện, sao cho đến năm thứ 12 thì nguồn của hệ thống I phải được đặt công suất máy phát lớn hơn 
3700MW (có thể đặt máy phát đến công suất 4500MW). Còn ở hệ thống II và III cần đặt công suất máy 
phát trên 1600MW. 
Cần tiến hành phối hợp bổ sung các tính toán kỹ thuật kiểm tra ổn định hệ thống điện theo tiêu chuẩn 
thiết kế dự phòng sự cố bị cắt mất đường dây và bị cắt mất công suất nguồn máy phát. 
Science & Technology Development, Vol 10, No.03 - 2007 
Trang 70 
4.4. Quan sát trên sơ đồ đẳng trị tóm tắt từng giai đoạn phụ trong quá trình quy hoạch phát 
triển hệ thống điện: 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 10, SOÁ 03 - 2007 
Trang 71 
5. KẾT LUẬN 
Áp dụng phương pháp đơn hình cho phép thực hiện mô hình toán tối ưu hóa cấu trúc hệ thống liên 
tục trong quá trình quy hoạch phát triển động của hệ thống điện. Trong quá trình tính toán cho phép xác 
định được các thời điểm đầu tư vốn hợp lý để lắp đặt tăng cường tối ưu trang thiết bị theo sự phát triển 
tổng phụ tải của các hệ thống điện khu vực. Bài toán quy hoạch thiết kế tối ưu hóa cấu trúc của hệ thống 
điện lực bao gồm quy hoạch tối ưu công suất nguồn máy phát và thiết kế tối ưu đường dây truyền tải 
điện, có xét đến điều phối kinh tế công suất P của các nguồn điện, có xét các điều kiện ràng buộc kỹ 
thuật hoạt động của hệ thống. 
SIMPLEX METHOD APPLICATION FOR ELECTRIC POWER SYSTEM 
EXPANSION PLANNING 
Luu Huu Vinh Quang 
University of Technology, VNU-HCM 
ABSTRACT: The set of power system structure parameter is considered as the parameters related 
to the electrical power sources and interconnection transmission lines. The optimum generation capacity 
and electric productivity of electric power stations depend on fuel costs and generator installation costs, 
and also depend on the transmission line construction costs, including the annual amortizations and the 
annual electrical transmission loss. Generally, the problems of power system structure optimization are 
defined as the multi-objective optimization problems with nonlinear target function. A linearized target 
function application with the linear constraint equations allows a convenient use of the linear 
Science & Technology Development, Vol 10, No.03 - 2007 
Trang 72 
programming algorithm for power system structure optimization. A PC program using the simplex 
method allows to compute the cost function minimum and to satisfy the power transmision constraint 
conditions, including the bus power reserves and the fuel reserves for the expansion of electric power 
system structure. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. J.K.Delson& S.M.Shahidehpour, Linear programming applications to power system economics 
planning and operations, EEE Transactions on Power System,Vol.7. No.3, August, (1992). 
[2]. O.V.Sherbatchev, Ứng dụng máy tính số trong kỹ thuật điện lực. Energie –Leningrad, (1980). 
[3]. H.M.Khodr, J.F.Gomez, L.Barnique, J.H.Vivas, P.Paiva, J.M.Yusta, A.J.Urdaneta, A Linear 
Programming Methodology for the Optimization of Electric Power–Generation Schemes. IEEE 
[4]. Transactions on Power Systems, Vol.17, No.3, August, (2002). 
[5]. Stephen G.Nash, Ariela Sofer, Linear and nonlinear programming, Mc-GrawHill, (1996). 
[6]. Bùi Thế Tâm, Trần Vũ Thiệu, Các phương pháp tối ưu hóa, NXB Giao thông vận tải, (1998). 
[7]. Đặng Hấn, Quy hoạch tuyến tính, Đại học Kinh tế Tp.HCM, (1995). 
[8]. Nguyễn Cảnh, Quy hoạch tuyến tính, ĐHQG – HCM, (2004).