text:
Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
Chia sẻ: Van Kent Kent | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19
lượt xem 19
download
Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
Tính toán phân bố tối ưu công suất trong hệ thống điện bằng phương pháp qui hoạch động
Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!
Nội dung Text: Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Chæång 3 TÊNH TOAÏN PHÁN BÄÚ TÄÚI ÆU CÄNG SUÁÚT TRONG HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÛN BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP QUI HOAÛCH ÂÄÜNG 3.1. MÅÍ ÂÁÖU Quy hoaûch âäüng laì mäüt phæång phaïp quy hoaûch toaïn hoüc nhàòm tçm låìi giaíi täúi æu cuía quaï trçnh nhiãöu bæåïc (hoàûc nhiãöu giai âoaûn). Tênh tæì “âäüng” åí âáy nhàòm nháún maûnh vai troì thåìi gian vaì sæû xuáút hiãûn daîy caïc quyãút âënh trong quaï trçnh giaíi baìi toaïn, cuîng nhæ thæï tæû caïc pheïp toaïn coï yï nghéa quan troüng. Quaï trçnh khaío saït âæåüc chia thaình nhiãöu bæåïc, åí mäùi bæåïc ta sæí duûng mäüt quyãút âënh. Quyãút âënh åí bæåïc træåïc coï thãø âiãöu khiãøn quaï trçnh åí bæåïc sau. Nhæ váûy quy hoaûch âäüng taûo nãn mäüt daîy quyãút âënh. Daîy quyãút âënh âoï goüi laì saïch læåüc (hoàûc coï khi laì chiãún læåüc). Saïch læåüc thoía maîn muûc tiãu quy âënh goüi laì saïch læåüc täúi æu. Chè tiãu täúi æu phaíi thãø hiãûn âäúi våïi toaìn bäü quaï trçnh nhiãöu bæåïc. Sau âáy âãø chuáøn bë tçm hiãøu näüi dung cå baín cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng ta khaío saït mäüt thê duû vãö quaï trçnh âiãöu khiãøn nhiãöu bæåïc. Giaí thiãút cáön tçm mäüt saïch læåüc täúi æu âãø phán phäúi nguäön väún ban âáöu X cho mäüt hãû thäúng k xê nghiãûp hoaût âäüng trong n nàm sao cho låüi nhuáûn thu âæåüc tæì k xê nghiãûp âoï sau n nàm laì cæûc âaûi. ÅÍ âáy nguäön väún X coï thãø laì nguäön váût tæ, sæïc lao âäüng, cäng suáút âàût cuía maïy moïc .v.v... Ngoaìi ra baìi toaïn coï thãø xáy dæûng theo nhæîng muûc tiãu khaïc nhæ chi phê vãö nhiãn liãûu laì cæûc tiãøu, hiãûu quaí täøng vãö lao âäüng laì cæûc âaûi v.v... Saïch læåüc täúi æu åí âáy laì bäü giaï trë nguäön väún âáöu tæ cho tæìng nhaì maïy åí mäùi nàm sao cho låüi nhuáûn täøng sau n nàm laì cæûc âaûi. Giaí thiãút goüi Xj(i) laì giaï trë nguäön väún âáöu tæ cho xê nghiãûp i åí âáöu nàm j, trong âoï i = 1,2 ... k vaì j = 1,2 ...n, ngoaìi ra thoía maîn âiãöu kiãûn vãö cán bàòng nguäön väún åí mäùi nàm : k ∑X() t =1 j i = Xj : j = 1, 2 ..., n (3-1) trong âoï Xj laì nguäön väún täøng coìn laûi, âàût vaìo nàm j cho k xê nghiãûp. Låüi nhuáûn täøng cuía k xê nghiãûp sau n nàm kyï hiãûu laì W, giaï trë cuía W phuû thuäüc vaìo nguäön väún ban âáöu X vaì säú nàm hoaût âäüng n. Coï thãø biãøu diãùn W laì haìm cuía caïc giaï trë Xj(i) W(X,n) = W(X1(i), X2(i) ..., Xn(i)) (3-2) Âáy laì baìi toaïn âiãøn hçnh cuía quy hoaûch âäüng vaì coï thãø phaït biãøu nhæ sau : { } Xaïc âënh táûp giaï trë X j(i ) ; i = 1,2 ...,k; j = 1, 2 ,...,n sao cho : W(X,n) ⇒ max (3-3) vaì thoía maîn : k ∑X() t =1 j i = Xj : j = 1, 2 ..., n (3-4) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 31
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn X j(i ) ≥ 0 (3-5) trong âoï biãøu thæïc (3-3) åí træåìng håüp naìy coï thãø biãøu diãùn bàòng täøng låüi nháûn cuía n nàm, nghéa laì : ∑ W (X ) k W(X,n) = j j (3-6) t =1 trong âoï Wj laì låüi nhuáûn cuía k xê nghiãûp åí nàm thæï j. Nhæ váûy haìm muûc tiãu W(X,n) coï daûng mäüt täøng, âáy laì mäüt daûng thuáûn låüi khi sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng. ÅÍ âáy giaí thiãút ràòng nguäön väún X âæa vaìo nàm âáöu tiãn cho k xê nghiãûp vaì haìng nàm khäng âæåüc bäø sung. Khäng nhæîng thãú læåüng nguäön väún cuía mäùi xê nghiãûp qua tæìng nàm âãöu bë hao huût do sæí duûng âãø saín xuáút sinh låüi nhuáûn, nghéa laì âäúi våïi xê nghiãûp i coï : X 1(i ) > X 2i ) > ... > X j(i ) > .... > X ni ) ( ( (3-7) Låìi giaíi täúi æu åí âáy âæåüc xaïc âënh nhåì giaíi quyãút máu thuáùn sau âáy : Thæåìng xê nghiãûp saín xuáút âem laûi låüi nhuáûn nhiãöu laûi coï tyí lãû hao huût vãö nguäön väún cao (hæ hoíng maïy moïc, sæí duûng nhiãöu váût tæ, thiãút bë, lao âäüng). Ngoaìi ra cáön âàûc biãût læu yï laì låüi nhuáûn cuía k xê nghiãûp phaíi âaût giaï trë cæûc âaûi sau n nàm, maì khäng phaíi chè xeït tæìng nàm riãng reî. Baìi toaïn xaïc âënh saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún X cho k xê nghiãûp saín xuáút trong n nàm trãn âáy coï thãø giaíi quyãút theo hai hæåïng : { } + Hæåïng thæï nháút : Xaïc âënh âäöng thåìi bäü giaï trë X j(i ) âãø haìm låüi nhuáûn W(W1, W2 ..., Wn) âaût giaï trë cæûc âaûi trong khäng gian n chiãöu. Trong træåìng håüp n nhoí, caïc haöm Wj laì giaíi têch, khaí vi, baìi toaïn coï thãø giaíi âæåüc nhåì nhæîng pheïp tênh vi, têch phán. Khi n låïn (chàóng haûn n = 10) baìi toaïn âaî tråí nãn ráút phæïc taûp. + Hæåïng thæï hai : Giaíi quyãút baìi toaïn trãn âáy theo tæìng bæåïc. Hæåïng naìy cho thuáût toaïn âån giaín hån, âàûc biãût trong træåìng håüp säú bæåïc n (säú giai âoaûn, säú nàm) laì låïn. Hæåïng naìy thãø hiãûn näüi dung tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng : Viãûc täúi æu hoïa âæåüc thæûc hiãûn dáön tæìng bæåïc, nhæng phaíi âaím baío nháûn âæåüc låìi giaíi täúi æu cho caí n bæåïc. Âoï laì mäüt âàûc âiãøm quan troüng vãö nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, nghéa laì trong quaï trçnh tçm låìi giaíi khäng âæåüc pheïp nhçn cuûc bäü, tçm täúi æu riãng reî cho tæìng bæåïc maì phaíi nhçn räüng ra nhæîng bæåïc sau, vç trong nhiãöu træåìng håüp mäüt quyãút âënh âem laûi låüi nhuáûn cæûc âaûi riãng reî cho bæåïc naìy coï thãø dáùn âãún háûu quaí tai haûi cho bæåïc sau. Chàóng haûn trong thê duû vãö saïch læåüc quaín lyï caïc xê nghiãûp nãu trãn, nãúu chè nhçn cuûc bäü trong 1 nàm thç âãø âaût låüi nhuáûn täúi âa, ta âáöu tæ toaìn bäü nguäön väún X cho xê nghiãûp naìo maì saín xuáút coï nhiãöu låüi nhuáûn nháút màûc duì sau nàm âoï thiãút bë hæ hoíng nhiãöu gáy thiãût haûi saín xuáút cho nhæîng nàm sau. Theo tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng nãu trãn, ta tháúy åí mäùi bæåïc âãöu phaíi choün quyãút âënh sao cho daîy quyãút âënh coìn laûi phaíi taûo thaình mäüt saïch læåüc täúi æu. Âoï chênh laì nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, nguyãn lyï doï coìn coï thãø phaït biãøu nhæ sau : “Mäüt bäü pháûn cuía saïch læåüc täúi æu cuîng laì mäüt saïch læåüc täúi æu”. Âiãöu âoï phaín aïnh quan âiãøm hãû thäúng khi xeït täúi æu theo tæìng bæåïc nhæ âaî trçnh baìy. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 32
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Tuy nhiãn coï mäüt bæåïc maì khi laìm täúi æu ta khäng cáön quan tám âãún tæång lai, âoï laì bæåïc cuäúi cuìng (bæåïc thæï n). Vç váûy quaï trçnh quy hoaûch âäüng âæåüc tiãún haình theo trçnh tæû ngæåüc: tæì bæåïc cuäúi cuìng lãn bæåïc âáöu tiãn. Træåïc hãút ta quy hoaûch cho bæåïc cuäúi cuìng. Nhæng khi âoï chæa biãút kãút cuûc cuía bæåïc træåïc âoï, nghéa laì chæa biãút bæåïc ( n - 1) kãút thuïc ra sao, chàóng haûn trong thê duû vãö quaín lyï xê nghiãûp, ta chæa biãút nàm thæï ( n - 1) nguäön väún coìn laûi bao nhiãu, låüi nhuáûn âaî âaût âæåüc laì bao nhiãu ... Vç váûy caïch laìm cuía quy hoaûch âäüng laì tçm låìi giaíi täúi æu åí bæåïc n æïng våïi nhæîng phæång aïn kãút thuïc khaïc nhau åí bæåïc (n-1). Låìi giaíi âoï âæåüc goüi laì giaï trë täúi æu coï âiãöu kiãûn åí bæåïc n nhàòm âaût cæûc trë haìm muûc tiãu åí bæåïc n (vaì khäng quan tám âãún traûng thaïi cuía hãû sau bæåïc n). Tiãúp tuûc cáön xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn åí bæåïc (n - 1) æïng våïi moüi phæång aïn kãút thuïc coï thãø cuía bæåïc (n-2) sao cho haìm muûc tiãu âaût cæûc trë trong caí hai bæåïc cuäúi (bæåïc n - 1 vaì n) Tiãúp theo khaío saït nhæ váûy âãún bæåïc âáöu tiãn. Åí mäùi bæåïc ta tçm âæåüc låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn âaím baío cho caí daîy quyãút âënh tiãúp theo âãún bæåïc n laì täúi æu. Thuí tuûc âoï phaín aïnh nguyãn lyï täúi æu âaî trçnh baìy. Sau khi thæûc hiãûn xong trçnh tæû ngæåüc xaïc âënh âæåüc låìi giaíi (quyãút âënh) täúi æu coï âiãöu kiãûn åí mäùi bæåïc, càn cæï vaìo traûng thaïi ban âáöu âaî cho cuía baìi toaïn, ta tiãún haình trçnh tæû thuáûn tæì bæåïc 1 âãún bæåïc n vaì xaïc âënh daîy quyãút âënh täúi æu. Vãö màût toaïn hoüc, nhåì viãûc chuyãøn nghiãn cæïu quaï trçnh n bæåïc vãö tæìng bæåïc, phæång phaïp quy hoaûch âäüng âaî laìm giaím thæï nguyãn cuía baìi toaïn, taûo thuáûn låüi âãø giaíi. Ngoaìi ra nhåì nhæîng thuí tuûc truy chæïng mang tênh cháút chæång trçnh hoïa nãn phæång phaïp quy hoaûch âäüng dãù daìng thæûc hiãûn trãn maïy tênh âiãûn tæí säú. ÅÍ âáy cáön chuï yï ràòng viãûc mä taí n giai âoaûn (trong thåìi gian) cuía quaï trçnh chè laì quy æåïc, cuîng coï thãø quan niãûm hãû gäöm n âäúi tæåüng khaío saït trong mäüt giai âoaûn thåìi gian hoàûc täøng quaït laì hãû gäöm k âäúi tæåüng hoaût âäüng trong n giai âoaûn thåìi gian. 3.2. THAÌNH LÁÛP PHÆÅNG TRÇNH PHIÃÚM HAÌM BELLMAN Xeït baìi toaïn phán phäúi nguäön väún nhæ sau: Giaí thiãút ta âáöu tæ nguäön väún ban âáöu X1 vaìo mäüt xê nghiãûp âãø saín xuáút hai màût haìng A vaì B. Quaï trçnh khaío saït laì n nàm. Vaìo âáöu nàm thæï nháút nguäön väún täøng X1 âæåüc phán laìm hai pháön: x1 âãø saín xuáút màût haìng A vaì (X1 - x1) âãø saín xuáút màût haìng B. Sau nàm âáöu màût haìng A mang laûi cho Xê nghiãûp mäüt låüi nhuáûn theo quan hãû g(x1), màût haìng B mang laûi låüi nhuáûn h (X1 - x1). Âãø saín xuáút caïc màû haìng, nguäön väún âãöu bë hao huût. Giaí thiãút sau nàm âáöu saín xuáút màût haìng A, nguäön väún x1 coìn: x2 = ax1 trong âoï 0 < a < 1 âäúi våïi màût haìng B nguäön väún coìn: (X2 - x2 ) = b(X1 - x1) trong âoï 0 < b < 1 Nguäön väún x2 vaì (X2 - x2 ) tiãúp tuûc âáöu tæ vaìo nàm thæï hai âãø saín xuáút màût haìng A vaì B. Quaï trçnh tiãúp diãùn trong n nàm. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 33
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Giaï trë ban âáöu X1 cuîng nhæ säú nàm n âaî biãút. Do coï sæû khaïc nhau giæîa caïc giaï trë g(xi), h (Xi - xi), a, b nãn xuáút hiãûn yãu cáöu tçm sæû phán phäúi täúi æu nguäön väún Xi trong tæìng nàm sao cho täøng låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau n nàm laì cæûc âaûi. 3.2.1. Caïch âàût baìi toaïn theo phæång phaïp cäø âiãøn: Baìi toaïn phán phäúi nguäön väún trãn âáy coï thãø phaït biãøu mäüt caïch cäø âiãøn nhæ sau: Cáön xaïc âënh caïc giaï trë x1, x2, ... xn laì læåüng nguäön väún âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A åí nàm thæï nháút, thæï hai, ... thæï n, sao cho täøng låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp khi saín xuáút hai màût haìng A vaì B sau n nàm laì cæûc âaûi, nghéa laì: W(x1,x2,...xn) = g(x1) + h(X1 - x1) + g(x2) + h (X2 - x2) + ...+ + g(xn) + h (Xn - xn) ⇒ max (3-8) Trong âoï : 0 ≤ xi ≤ Xi i = 1, 2, ..., n (3-9) Vaì : X1 âaî cho X2 = ax1 + b (X1 - x1) .............. (3-10) Xn = axn + b (Xn-1 - xn-1) Baìi toaïn chuyãøn thaình yãu cáöu xaïc âënh âiãøm cæûc âaûi cuía haìm W(x1, x2, ...xn) trong khäng gian n chiãöu våïi caïc raìng buäüc daûng (3-9) vaì (3-10). Trong træåìng håüp n nhoí låìi giaíi coï thãø nháûn âæåüc bàòng pheïp tênh vi phán. Tuy nhiãn cáön tháûn troüng vãö mäüt säú træåìng håüp cæûc âaûi coï thãø nàòm åí biãn cuía raìng buäüc, ngoaìi ra khi n låïn, chàóng haûn n ≥ 10, baìi toaïn tråí nãn ráút phæïc taûp. Khäng nhæîng thãú, caïch giaíi baìi toaïn nhæ váûy cho quaï nhiãöu thäng tin khäng cáön thiãút, vç khi âaî biãút X1 vaì n chè cáön xaïc âënh x1 nhæ laì haìm cuía X1 vaì n, nhæ váûy baìi toaïn âæåüc giaíi hoaìn toaìn, vaì suy ra x2, x3 ... xn. Theo yï âoï ta coï thãø âàût baìi toaïn mäüt caïch måïi, theo tinh tháön quy hoaûch âäüng. 3.2.2. Caïch âàût baìi toaïn theo tinh tháön quy hoaûch âäüng. Âãø âån giaín ta giaí thiãút caïc haìm låüi nhuáûn g(xi) vaì h (Xi - xi) chè phuû thuäüc vaìo læåüng väún âáöu tæ vaìo âáöu nàm thæï i laì xi vaì (Xi - xi), maì khäng thay âäøi theo thåìi gian, nghéa laì daûng haìm g(xi) vaì h (Xi - xi) âäüc láûp våïi thåìi gian. Nhåì saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún, låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau n nàm saín xuáút màût haìng A vaì B âaût giaï trë cæûc âaûi fn (X1) laì haìm cuía nguäön väún ban âáöu X1 vaì säú nàm n khaío saït. Nãúu quaï trçnh saín xuáút cuía xê nghiãûp chè diãùn ra trong mäüt nàm thç låüi nhuáûn cæûc âaûi f1 (X1) coï daûng : f1 (X1) = max {g (x1) + h (X1 - x1)] (3-11) 0 ≤ x1 ≤ X1 trong âoï f1 (X1) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn khi säú nàm khaío saït n = 1 vaì säú nguäön väún âàût vaìo nàm âáöu tiãn laì X1. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 34
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Biãøu thæïc (3-11) cho ta caïch xaïc âënh giaï trë f1(X1) nhæ sau: cho x1 nháûn caïc giaï trë khaïc nhau tæì 0 âãún X1, tênh g(x1) vaì h (X1 - x1) sau âoï xaïc âënh f1 (X1). Tæì âáy tháúy ràòng nãúu chè xeït quaï trçnh saín xuáút 1 nàm, nãúu g (x1) > h (X1 - x1) thç toaìn bäü X1 âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A, màûc duì sau mäüt nàm læåüng X1 âoï seî bë hao huût nhiãöu (giaí thiãút a > b) nhæng âiãöu âoï ta khäng quan tám. Báy giåì khaío saït quaï trçnh chè trong 2 nàm (khäng phaíi hai nàm âáöu cuía quaï trçnh nhiãöu nàm), nghéa laì n = 2. Khi âoï, sau nàm thæï nháút nguäön väún âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A trong nàm thæï hai laì: x2 = ax1 âäúi våïi màût haìng B coï (X2 - x2) = b (X1 - x1) Theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng thç duì cho nàm âáöu phán phäúi X1 thãú naìo, thç säú väún coìn laûi laì X2 = ax1 + b (X1 - x1) cuîng phaíi phán phäúi täúi æu trong nhæîng nàm coìn laûi, åí âáy laì 1 nàm coìn laûi. Vç váûy låüi nhuáûn thu âæåüc åí nàm thæï hai våïi säú väún X2 phaíi âaût cæûc âaûi, bàòng f1(X2) f1(X2) = f1 [ax1 + b (X1 - x1)] (3-12) trong âoï f1(X2) laì låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía 1 nàm cuäúi cuía quaï trçnh n = 2 nàm. Tæì âáy coï thãø viãút biãøu thæïc låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía xê nghiãûp trong quaï trçnh saín xuáút n = 2 nàm f2(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + f1 (X2)} (3-13) 0 ≤ x1 ≤ X1 hoàûc: f2(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + max [g(x2) + h (X2 - x2)]} (3-14) 0 ≤ x1 ≤ X1 0 ≤ x2 ≤ X2 trong âoï: x2 = ax1 (X2 - x2 ) = b (X1 - x2) Khaío saït træåìng håüp täøng quaït: Xê nghiãûp cáön xáy dæûng saïch læåüc phán phäúi täúi æu nguäön väún X1 trong quaï trçnh n nàm. Giaí thiãút quaï trçnh chia laìm hai giai âoaûn: nàm âáöu tiãn vaì (n - 1) nàm coìn laûi. Khi âoï låüi nhuáûn täøng cuía xê nghiãûp sau n nàm bàòng täøng hai khoaín låüi nhuáûn: Khoaín låüi nhuáûn nàm âáöu tiãn do nguäön väún X1 gáy nãn: g(x1) + h (X1 - x1) vaì khoaín låüi nhuáûn cuía (n - 1) nàm sau taûo nãn båíi nguäön väún coìn laûi sau nàm thæï nháút laì X2 = ax1 + b (X1 - x1). Theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, duì åí nàm thæï nháút giaï trë x1 âæåüc choün thãú naìo, thç säú väún coìn laûi X2 = ax1 + b (X1 - x1) cuîng cáön phaíi phán phäúi täúi æu suäút trong (n - 1) nàm coìn laûi âãø nháûn âæåüc giaï trë låüi nhuáûn cæûc âaûi fn-1(X2). Vç váûy âãø cho täøng låüi nhuáûn sau n nàm laì cæûc âaûi cáön xaïc âënh x1 sao cho âaût cæûc âaûi phiãúm haìm sau âáy: Wn(x1,X1) = [g(x1) + h (X1 - x1) + fn-1 (X2)] ⇒ max (3-15) Âàût fn(X1) = max Wn(x1, X1) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 35
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Ta coï phæång trçnh phiãúm haìm Bellman, xaïc âënh thuí tuûc phán phäúi täúi æu trong quaï trçnh n bæåïc nhæ sau: fn(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + fn-1 [ax1 + b (X1 - x1)]} (3-16) Trong âoï fn(X1) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn trong n nàm khi nguäön väún täøng âàût vaìo nàm âáöu laì X1. fn-1 [ax1 + b (X1 - x1)] = fn-1(X2) laì giaï trë cæûc âaûi låüi nhuáûn cuía (n - 1) nàm coìn laûi khi nguäön väún täøng âàût vaìo laì X2 (tæì nàm thæï hai). Phæång trçnh phiãúm haìm Bellman daûng (3-16) coï æïng duûng räüng raîi vaì hiãûu læûc trong nhiãöu lénh væûc quy hoaûch caïc hãû thäúng phæïc taûp, âàûc biãût khi säú bæåïc n låïn, thuí tuûc xaïc âënh x1, x2 ..., xn âæåüc chæång trçnh hoïa vaì thæûc hiãûn trãn maïy tênh âiãûn tæí. Phæång trçnh (3-16) coï tênh cháút truy chæïng vç giaï trë fn(X1) xaïc âënh thäng qua fn-1(X2) trong âoï laûi coï: fn-1(X2) = max {g(x2) + h (X2 - x2) + fn-2 [ax2 + b (X2 - x2)]} (3-17) 0 ≤ x2 ≤ X2 Vaì tiãúp tuûc tênh cho âãún f1(Xn) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn 1 nàm cuäúi cuìng khi väún âáöu tæ laì Xn. Giaï trë f1(Xn) âæåüc tênh træåïc tiãn. ÅÍ âáy: f1(Xn) = max {g(xn) + h (Xn - xn)} (3-18) 0 ≤ xn ≤ Xn trong âoï: xn = axn-1; (Xn - xn) = b (Xn-1 - xn-1) 3.3. AÏP DUÛNG: Âãø minh hoüa thuí tuûc xaïc âënh saïch læåüc täúi æu theo phæång trçnh phiãúm haìm Bellman ta xeït vê duû âån giaín sau âáy: Vê duû 3-1: Váùn sæí duûng baìi toaïn phán phäúi nguäön väún (thiãút bë) X1 cho xê nghiãûp saín xuáút hai màût haìng. Giaí thiãút haìng nàm màût haìng A cho låüi nhuáûn g(xi) = xi2; i = 1, 2, 3 ; màût haìng B cho låüi nhuáûn h (Xi - xi) - 2 (Xi - xi)2; i = 1, 2, 3. Sau mäùi nàm do hao moìn, nguäön väún xi thaình xi+1 = axi våïi a = 0,75. Nguäön (Xi - xi) thaình (Xi+1 - xi+1) = b (Xi - xi) våïi b = 0,30. Xeït quaï trçnh saín xuáút trong 3 nàm. Cáön xaïc âënh x1 vaì tæì âáúy coï x2, x3, (X1 - x1), (X2 - x2), (X3 - x3) sao cho låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau 3 nàm âaût cæûc âaûi. Nhæ trãn âaî trçnh baìy, quaï trçnh giaíi âæåüc tiãún haình theo caïc bæåïc sau âáy: a. Bæåïc 1: Bàõt âáöu tæì nàm cuäúi cuìng, åí âáy laì nàm thæï ba. Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn cuía nàm thæï 3, nghéa laì xaïc âënh giaï trë nguäön väún âáöu tæ x3 cho saín xuáút màût haìng A åí nàm thæï 3 khi giaí thiãút ràòng täøng säú väún coìn laûi sau 2 nàm laì X3 vaì phaíi âaût låüi nhuáûn cæûc âaûi trong nàm thæï ba laì f1(X3). Åí âáy coï: f1(X3) = max [x32 + 2 (X3 - x3)2] Vç caïc haìm g (x1) vaì h (Xi - xi) khaí vi nãn coï thãø sæí duûng caïc pheïp tênh vi phán. Cáön xaïc âënh x3 âãø âaût max f1 (X3) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 36
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn ∂f 1 ( X 3 ) Coï : = 2x3 - 4 (X3 - x3) = 0 tæì âáy : ∂x 3 f1(X3) 2 x3 = X3 2X 32 3 ∂ 2 f1 (X 3 ) vç =6>0 X 32 ∂x 32 2 X3 nãn giaï trë x3 = X3 æïng våïi cæûc tiãøu cuía haìm f1(X3). 3 1 X3 2 X3 3 3 X3 Nhæ váûy haìm f1(X3) âaût cæûc âaûi åí caïc giaï trë biãn cuía x3 trong khoaíng 0 vaì X3 (xem Hçnh 3-1) Hçnh 3-1 Våïi x3 = 0 coï f1(X3) = 2X32 Våïi x3 = X3 coï f1(X3) = X32. Váûy låìi giaíi täúi æu laì x3 = 0, nghéa laì åí nàm thæï ba, hoaìn toaìn khäng âáöu tæ väún âãø saín xuáút màût haìng A maì táút caí väún X3 duìng âãø saín xuáút màût haìng B. Âiãöu âoï dãù hiãøu vç låüi nhuáûn do màût haìng B âem laûi gáúp âäi do A âem laûi. Tuy nhiãn tyí lãû hao moìn väún khi saín xuáút B ráút låïn (70%) nhæng vç laì nàm cuäúi nãn ta khäng quan tám âãún nhæîng nàm tiãúp næîa. b. Bæåïc 2: Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn åí nàm thæï hai sao cho låüi nhuáûn âaût cæûc âaûi trong caí hai nàm cuäúi (thæï hai vaì thæï ba). Låüi nháûn cæûc âaûi trong hai nàm cuäúi f2(X2) khi nguäön väún âàût vaìo nàm thæï hai laì X2 coï daûng: f2(X2) = max [x22 + 2 (X2 - x2)2 + f1(X3)] Maì åí trãn ta âaî tênh âæåüc f1(X3) = 2X32 Trong âoï : X3 = x3 + (X3 - x3) = ax2 + b (X2 - x2) = 0,75x2 + 0,3 (X2 - x2) Thay giaï rë f1(X3) vaìo haìm f2(X2) ta nháûn âæåüc mäüt âa thæïc báûc 2 cáön tçm cæûc âaûi. Haìm f1(X2) cuîng laì mäüt parabol loîm vaì coï giaï trë cæûc âaûi åí biãn ( hçnh 3-1). Giaíi ra nháûn âæåüc : Våïi x2 = 0 coï f2(X2) = 2,18 X22 Våïi x2 = 0 coï f2(X2) = 2,125X22 Nhæ váûy âãø âaím baío saïch læåüc täúi æu cho caí hai nàm cuäúi thç åí nàm thæï hai toaìn bäü nguäön väún X2 cuîng duìng âãø saín xuáút màût haìng B. Khi âoï låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía caí hai nàm cuäúi laì: f2(X2) = 2,18X22 khi læåüng väún coìn laûi sau nàm âáöu laì X2 c. Bæåïc 3: Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn cho nàm âáöu tiãn sao cho âaût cæûc âaûi låüi nhuáûn trong caí ba nàm vaì coï giaï trë f3(X1) æïng våïi nguäön väún âáöu tæ vaìo nàm thæï nháút laì X1: f3(X1) = max [x12 + 2 (X1 - x1)2 + f2(X2)] 0 ≤ x1 ≤ X1 Maì âaî tênh âæåüc : f2(X2) = 2,18 X22 = 2,18 [0,75 x1 + 0,3 (X1-x1)]2 Thay giaï trë f2(X2) vaìo haìm f3(X1) âãø khaío saït cæûc âaûi. Tæång tæû nhæ hai træåìng håüp trãn, haìm f3(X1) laì mäüt parabol loîm, giaï trë cæûc âaûi âaût åí biãn (x1 = 0 vaì x1 = X1) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 37
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Våïi x1 = 0 coï f1(X1) = 2,20 X12 Våïi x1 = X1 coï f1(X1) = 2,23 X12 Váûy âãø âaím baío coï saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún trong 3 nàm thç trong nàm thæï nháút phaíi coï x1 = X1, nghéa laì toaìn bäü nguäön väún duìng âãø saín xuáút màût haìng A. Låüi nhuáûn cæûc âaûi sau 3 nàm cuía xê nghiãûp laì : f3(X1) = 2,23X12 Toïm laûi khi cho nguäön väún ban âáöu X1 ta âaî nháûn âæåüc saïch læåüc täúi æu gäöm mäüt daîy quyãút âënh nhæ sau: x1 = X1; x2 = 0; x3 = 0 vaì f3(X1) = 2,23X12 Qua thê duû trãn âáy cáön chuï yï máúy âiãøm sau âáy : 1. Trãn âáy chè khaío saït quaï trçnh saín xuáút laì 3 nàm. Khi säú nàm khaío saït laì n (n> 3) maì nhæîng säú liãûu cuía baìi toaïn g(x), h(X1-x1), a, b nhæ cuî thç coï thãø suy ra âæåüc saïch læåüc täúi æu nhæ sau: Hai nàm cuäúi cuìng toaìn bäü väún duìng âãø saín xuáút màût haìng B, coìn tæì nàm âáöu cho âãún nàm thæï (n - 3) toaìn bäü väún duìng âãø saín xuáút màût haìng A. 2. Kãút quaí cuía vê duû trãn âáy laì nhæîng træåìng håüp âàûc biãût, åí mäùi bæåïc toaìn bäü nguäön hoàûc cho âäúi tæåüng A hoàûc cho B. Thæûc tãú thæåìng gàûp træåìng håüp åí mäùi bæåïc caí hai âäúi tæåüng A vaì B âãöu nháûn nguäön väún, âiãöu âoï æïng våïi træåìng håüp haìm fn(X1); fn-1(X2) ... laì nhæîng âa thæïc âaût cæûc âaûi våïi giaï trë xi trong khoaíng 0 < xi < Xi . 3. Trong vê duû trãn caïc haìm g(xi) vaì f(Xi - xi) âãöu giaíi têch vaì khaí vi nãn sæí duûng âæåüc nhæîng pheïp tênh vi phán. Åí âáy viãûc tçm cæûc trë trong khäng gian 3 chiãöu (x1, x2, x3) nhåì tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng âaî chuyãøn vãö tçm cæûc trë trong khäng gian 1 chiãöu (mäüt thæï nguyãn) trong tæìng bæåïc. 3.4. PHÆÅNG PHAÏP QHÂ KHI HAÌM MUÛC TIÃU COÏ DAÛNG TÄØNG: Trong thæûc tãú, nhiãöu træåìng håüp haìm muûc tiãu âæåüc biãøu diãùn trong daûng âa thæïc, laì täøng cuía nhiãöu thaình pháön. Låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp trong n nàm bàòng täøng låüi nhuáûn caïc nàm; chi phê nhiãn liãûu âãø saín xuáút âiãûn nàng cuía toaìn hãû thäúng bàòng täøng chi phê nhiãn liãûu cuía caïc nhaì maïy âiãûn cuìng laìm viãûc trong hãû thäúng .v.v....Ta xeït baìi toaïn sau âáy: 3.4.1. Baìi toaïn phán phäúi taìi nguyãn: Coï mäüt loaûi taìi nguyãn ( nhán cäng, tiãön, maïy moïc, nguyãn liãûu...) træî læåüng laì b cáön phán phäúi cho n âån vë saín xuáút j (hoàûc n cäng viãûc) våïi (j = 1...n). Biãút ràòng nãúu phán phäúi cho âån vë thæï j mäüt læåüng taìi nguyãn laì xj thç ta thu âæåüc hiãûu quaí laì Cj(xj). Baìi toaïn âàût ra laì: Haîy tçm caïch phán phäúi læåüng taìi nguyãn b cho n dån vë saín xuáút j sao cho täøng säú hiãûu quaí laì låïn nháút, nghéa laì tçm caïc nghiãûm xj sao cho: n ∑C j =1 j ( x j ) → max (3 - 19) våïi caïc raìng buäüc Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 38
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn n ∑x j =1 j ≤b xj ≥ 0 j = 1, n (3 - 20) Kê hiãûu baìi toaïn trãn laì baìi toaïn Pn(b). Goüi hiãûu quaí täúi æu cuía baìi toaïn Pn(b) laì fn(b). 3.4.2.Phæång phaïp phæång trçnh truy toaïn: ( Phiãúm haìm Bellman) Âãø giaíi baìi toaïn trãn ta thæûc hiãûn viãûc läöng baìi toaïn Pn(b) vaìo hoü caïc baìi toaïn (quaï trçnh) sau: k ∑C j =1 j ( x j ) → max k = 1, n (3 - 21) Våïi caïc raìng buäüc k ∑x j =1 j ≤α α = 0, b xj ≥ 0 j = 1, n (3 - 22) Goüi baìi toaïn trãn laì Pk(α). Khi cho k vaì α thay âäøi, baìi toaïn Pk(α) seî thay âäøi taûo thaình hoü caïc baìi toaïn chæïa baìi toaïn ban âáöu khi k = n, α = b nghéa laì âaî chuyãøn quaï trçnh ténh thaình quaï trçnh âäüng (nhiãöu giai âoaûn, hay nhiãöu bæåïc tuìy yï nghéa cuía baìi toaïn). Goüi hiãûu quaí täúi æu cuía baìi toaïn Pk(α) laì fk(α). AÏp duûng nguyãn tàõc täúi æu cuía Qui hoaûch âäüng âãø giaíi baìi toaïn Pk(α) nhæ sau: Giaí sæí phán phäúi cho âån vë thæï k mäüt læåüng taìi nguyãn laì xk vaì nháûn âæåüc hiãûu quaí laì Ck(xk), læåüng taìi nguyãn coìn laûi (α-xk) seî phán phäúi cho (k-1) âån vë coìn laûi nháûn âæåüc hiãûu quaí täúi æu laì fk-1(α-xk), nhæ váûy hiãûu quaí täøng cäüng cuía k âån vë seî laì: Ck(xk) + fk-1(α-xk) (3-23) Nhæ váûy cáön tçm xk sao cho hiãûu quaí täøng cäüng tênh theo cäng thæïc (3-23) laì låïn nháút, nghéa laì hiãûu quaí täúi æu fk(α) âæåüc xaïc âënh nhæ sau: f k (α ) = max {Ck (xk ) + f k −1(α − xk ) } (3 - 24) 0 ≤ xk ≤ α Âáy chênh laì phæång trçnh truy toaïn cuía Qui hoaûch âäüng (coìn goüi laì phæång trçnh phiãúm haìm Bellman). Âaî biãút f1(α) chênh laì C1(α) våïi α thay âäøi, thay giaï trë f1 vaìo (3-6) seî xaïc âënh âæåüc f2(α): Biãút f2(α) seî tênh âæåüc f3(α) .... cho k vaì α thay âäøi cuäúi cuìng seî tênh âæåüc hiãûu f 2 (α ) = max {C2 (x2) + f1(α − x2) } (3 - 25) 0 ≤ x2 ≤ α quaí täúi æu fn(b) cuía baìi toaïn Pn(b). Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 39
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn 3.4.3. AÏp duûng âãø giaíi baìi toaïn thæûc tãú: Vê duû 3-2: Mäüt cäng ty âáöu tæ mua 6 maïy måïiâãø phán bäø cho 3 âån vë saín xuáút. Biãút ràòng nãúu phán phäúi xj maïy cho âån vë thæï j seî mang laûi hiãûu quaí laì Cj(xj) cho trong baíng 3-1. Haîy tçm phæång aïn phán bäø caïc chiãúc maïy sao cho mang laûi hiãûu quaí cao nháút? Baíng 3-1. Tiãön laîi (Triãûu âäöng) C1(x) C2(x) C3(x) Säú maïy âæåüc phán phäúi 0 0 0 0 1 4 2 3 2 6 4 4 3 7 6 4 4 8 7 4 5 8 8 4 6 8 9 4 Diãùn âaût baìi toaïn dæåïi daûng toaïn hoüc nhæ sau: Haîy tçm caïc nghiãûm xj sao cho âaût cæûc âaûi haìm muûc tiãu: 3 ∑C j =1 j ( x j ) → max thoía maín caïc raìng buäüc: x1 + x2 + x3 = 6 xj ≥ 0 j = (1,3) Goüi fk(α) laì hiãûu quaí täúi æu ( tiãön laîi låïn nháút ) khi phán phäúi α maïy cho k âån vë saín xuáút. Phæång trçnh phiãúm haìm Bellman nhæ sau: f k (α ) = max {Ck (xk ) + f k −1(α − xk ) } 0 ≤ xk ≤ α Ta coï f1(α) = C1(α), thay âäøi k = (1,3) vaì α = (0,6) coï caïc bæåïc tênh toaïn sau: a. Cho k = 1 vaì thay âäøi α = (0,6) f1(0) = 0; f1(1) = 4; f1(2) = 6; f1(3) = 7; f1(4) = 8; f1(5) = 8; f1(6) = 8; b. Cho k = 2 vaì thay âäøi α = (0,6) f2(0) = 0; Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 40
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn f 2 (1) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (1 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤1 = max{C 2 (1) + f1 (0); C 2 (0) + f1 (1)} = max{(0 + 4); (2 + 0)} = 4 f 2 (2) = max{C 2 ( x 2 ) + f1 (2 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 2 = max{C 2 (0) + f 1 (2); C 2 (1) + f1 (1); C 2 (2) + f1 (0)} = max{(0 + 6); (2 + 4); (4 + 0)} = 6 f 2 (3) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (3 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 3 = max{C 2 (0) + f 1 (3); C 2 (1) + f 1 (2); C 2 (2) + f1 (1); C 2 (3) + f1 (0)} = max{(0 + 7); (2 + 6); (4 + 4); (6 + 0)} = 8 f 2 (4) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (4 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 4 = max{C 2 (0) + f 1 (4); C 2 (1) + f1 (3); C 2 (2) + f1 (2); C 2 (3) + f 1 (1); C 2 (4) + f1 (0)} = max{(0 + 8); (2 + 7); (4 + 6); (6 + 4); (7 + 0)} = 10 f 2 (5) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (5 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 5 ⎧C 2 (0) + f 1 (5); C 2 (1) + f 1 (4); C 2 (2) + f 1 (3); C 2 (3) + f 1 (2);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 2 (4) + f 1 (1); C 2 (5) + f 1 (0) ⎭ = max{(0 + 8); (2 + 8); (4 + 7); (6 + 6); (7 + 4); (8 + 0)} = 12 f 2 (6) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (6 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 6 ⎧C 2 (0) + f 1 (6); C 2 (1) + f 1 (5); C 2 (2) + f 1 (4); C 2 (3) + f 1 (3);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 2 (4) + f 1 (2); C 2 (5) + f 1 (1); C 2 (6) + f 1 (0); ⎭ = max{(0 + 8); (2 + 8); (4 + 8); (6 + 7); (7 + 6); (8 + 4); (9 + 0)} = 13 c. Cho k = 3: Ta xeït ngay træåìng håüp α = 6 (Vç khäng cáön chuáøn bë säú liãûu âãø tênh f4, våïi k = 4, do chi coï 3 âån vë saín xuáút) f 3 (6) = max{C 3 ( x3 ) + f 2 (6 − x3 )} 0 ≤ x3 ≤ 6 ⎧C 3 (0) + f 2 (6); C 3 (1) + f 2 (5); C 3 (2) + f 2 (4); C 3 (3) + f 2 (3);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 3 (4) + f 2 (2); C 3 (5) + f 2 (1); C 3 (6) + f 2 (0); ⎭ = max{(0 + 13); (3 + 12); (4 + 10); (4 + 8); (4 + 6); (4 + 4); (4 + 0)} = 15 Váûy hiãûu quía täúi æu khi âem 6 chiãúc maïy phán phäúi cho 3 âån vë saín xuáút seî laì: f3(6) = C3(1) + f2(5) = C3(1) + C2(3) + f1(2) = C3(1) + C2(3) + C1(2) = 15 triãûu âäöng Phæång aïn phán phäúi täúi æu laì: x1 = 2; x2 = 3; x3 = 1 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 41
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn 3.5. PHÆÅNG PHAÏP QUY HOAÛCH ÂÄÜNG XAÏC ÂËNH CÅ CÁÚU TÄÚI ÆU CAÏC TÄØ MAÏY LAÌM VIÃÛC Mäüt trong nhæîng baìi toaïn quan troüng cáön giaíi quyãút khi váûn haình vaì thiãút kãú hãû thäúng âiãûn laì æïng våïi mäùi thåìi âiãøm cáön xaïc âënh säú täø maïy laìm viãûc vaì cäng suáút æïng våïi mäùi täø maïy sao cho âaûi cæûc trë mäüt haìm muûc tiãu naìo âoï. Chè tiãu täúi æu åí âáy coï thãø laì chi phê tênh toaïn vãö saín xuáút âiãûn nàng laì nhoí nháút, laì täøng âiãûn nàng saín xuáút ra laì cæûc âaûi, âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn cuía toaìn hãû thäúng âaût cæûc âaûi .v.v... Âãø âån giaín chè tiãu täúi æu thæåìng xeït theo cæûc tiãøu læåüng nhiãn liãûu tiãu hao trong toaìn hãû thäúng. Xeït phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa caïc nhaì maïy trong hãû thäúng theo haìm muûc tiãu laì täøng chi phê nhiãn liãûu trong toaìn hãû thäúng laì beï nháút. Khi âoï giaí thiãút ràòng åí mäùi thåìi âiãøm säú täø maïy n vaì phuû taíi täøng Pn âaî biãút, cáön xaïc âënh Pi ; i = 1, 2... n sao cho chi phê nhiãn liãûu B∑ ⇒ min. Trong muûc naìy seî sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng xeït baìi toaïn xaïc âënh säú täø maïy täúi æu cáön thiãút laìm viec åí tæìng thåìi âiãøm (giai âoaûn) âäöng thåìi xaïc âënh læåüng cäng suáút täúi æu phán phäúi giæîa chuïng. Nhæ váûy åí âáy tæång âæång våïi baìi toaïn xaïc âënh saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún täøng Pft cho n âäúi tæåüng P1, P2 ... Pn trong caí thåìi kyì nhiãöu bæåïc t = 1, 2 ..., T sao cho âaût cæûc tiãøu vãö chi phê nhiãn liãûu täøng B∑. Træåïc hãút âãø âån giaín, ta giaí thiãút laì säú læåüng täø maïy laìm viãûc chè phuû thuäüc vaìo chè tiãu læåüng nhiãn liãûu tiãu hao maì chæa xeït âãún aính hæåíng cuía viãûc ngæìng hoàûc måí laûi täø maïy, nghéa laì åí âáy chæa xeït âãún täøn hao nhiãu liãûu khi måí maïy. Våïi giaí thiãút âoï thç quaï trçnh coï thãø xeït âäüc láûp åí mäùi thåìi âiãøm. Âiãöu naìy âuïng âäúi våïi caïc nhaì maïy nhiãût âiãûn vç giaí thiãút ràòng læåüng nguäön nhiãn liãûu khäng bë haûn chãú. Âäúi våïi thuíy âiãûn cáön tháûn troüng hån, vç quyãút âënh læåüng cäng suáút åí bæåïc naìy coï aính hæåíng nhiãöu âãún quyãút âënh cuía bæåïc sau vç phaíi âaím baío læåüng næåïc tiãu hao khäng âäøi cho caí chu kyì âiãöu tiãút. Nhæ váûy træåïc hãút ta xeït cå cáúu täúi æu caïc täø maïy nhiãût âiãûn laìm viãûc åí mäùi thåìi âiãøm vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng, nghéa laì baìi toaïn âæåüc phaït biãøu nhæ sau: Giaí thiãút hãû thäúng gäöm n täø maïy nhiãût âiãûn. Æïng våïi mäùi thåìi âiãøm t trong giai âoaûn T, cáön xaïc âënh caïc giaï trë cäng suáút phaït cuía caïc täø maïy. Sao cho : n B∑ = ∑ i =1 Bi(Pi ) ⇒ min (3-26) vaì thoîa maîn raìng buäüc : n ∑ i =1 Pi = Pft (3-27) Pimin ≤ Pi ≤ Pimax (3-28) Trong âoï Bi (Pi) laì quan hãû giæîa chi phê nhiãn liãûu cuía täø maïy i khi phaït cäng suáút Pi , Pft laì yãu cáöu vãö cäng suáút täøng cuía hãû thäúng coï kãø âãún täøn hao trong maûng âiãûn. ÅÍ âáy Pft chênh laì læåüng nguäön väún täøng cáön phán phäúi cho n âäúi tæåüng. Låìi giaíi [Pi] ; i = 1, 2, ...,n thoía maîn caïc âiãöu kiãûn trãn seî cho ta biãút vãö cå cáúu täúi æu caïc täø maïy, æïng våïi Pk = 0 chæïng toí åí thåìi âiãøm âoï khäng nãn cho täø maïy k laìm viãûc. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 42
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Sau âáy trçnh baìy thuáût toaïn giaíi dæûa trãn phæång trçnh phiãúm haìm Bellman. 3.5.1. Thuáûn toaïn dæûa trãn phæång trçnh phiãún haìm Bellman ÅÍ âáy ta sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng trong saïch læåüc phán phäúi täúi æu (nguäön väún) cäng suáút Pft cho n âäúi tæåüng. Giaí thiãút âäúi tæåüng thæï n âaî nháûn cäng suáút Pn, theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, duì Pn laì bao nhiãöu, thç säú nguäön coìn laûi (Pft - Pn) cuîng phaíi phán phäúi mäüt caïch täúi æu cho ( n - 1) âäúi tæåüng coìn laûi. Khi âoï chi phê nhiãn liãûu trong toaìn hãû thäúng laì: B (P1, ...., Pn) = Bn (Pn) + fn-1(Pft - Pn) (3-29) Trong âoï Bn(Pn) laì chi phê nhiãn liãûu cuía täø maïy thæï n khi cäng suáút phaït ra laì Pn fn-1(Pft - Pn) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi læåüng cäng suáút (Pft - Pn) cho (n - 1) täø maïy coìn laûi. Viãûc choün täø maïy naìo laì thæï n khäng aính hæåíng âãún kãút quaí tênh toaïn B (P1, ..., Pn). Tæì âáy ta coï phæång trçnh phiãúm haìm Bellman trong træåìng håüp naìy nhæ sau: fn(Pft) = min {Bn(Pn) + fn-1(Pf1 - Pn)} (3-30) 0 ≤ Pn ≤ Pft Trong âoï fn(Pft) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán læåüng cäng suáút täøng Pft cho n täø maïy nhiãût âiãûn. Biãøu thæïc (3-30) coï daûng truy chæïng nhæ âaî biãút, vaì viãûc giaíi cuîng seî âæåüc tiãún haình theo hai quaï trçnh: Quaï trçnh ngæåüc nhàòm xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn, nghéa laì xaïc âënh cå cáúu täø maïy täúi æu våïi nhæîng giaï trë nguäön khaïc nhau khi bàõt âáöu tæì bæåïc cuäúi cuìng, åí âáy laì mäüt täø maïy. Sau âoï xaïc âënh täúi æu coï âiãöu kiãûn cuía hai bæåïc cuäúi cuìng, åí âáy laì hai täø maïy .v.v... cho âãún n täø maïy. Nhæ váûy quaï trçnh ngæåüc laì chuáøn bë âáöy âuí thäng tin vãö låìi giaíi täúi æu phuûc vuû cho quaï trçnh thuáûn tiãúp theo. Trong quaï trçnh thuáûn, càn cæï vaìo Pft âaî cho, dæûa vaìo nhæîng kãút quaí chuáøn bë åí quaï trçnh ngæåüc, xaïc âënh âæåüc cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng. Sau âáy trçnh baìy thuáût toaïn cuía quaï trçnh ngæåüc vaì thuáûn âãø giaíi baìi toaïn âaî nãu. Quaï trçnh ngæåüc bao gäöm caïc bæåïc sau âáy : 1. Tçm låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn âäúi våïi tæìng täø maïy, nghéa laì xaïc âënh Bi(Pi); i= 1, 2, ..., n, trong âoï Pi nháûn caïc giaï trë tæì Pi = 0 âãún Pimax. Trong træåìng håüp âàûc tênh tiãu hao nhiãn liãûu Bi(Pi) cho i trong daûng baíng säú, ta coï thãø sæí duûng træûc tiãúp. Kãút quaí tênh åí bæåïc naìy âæåüc ghi vaìo bäü nhåï, chênh laì caïc giaï trë f1(Pi) = Bi(Pi) 2. Âäúi våïi træåìng håüp hai täø maïy, ta aïp duûng phæång trçnh phiãúm haìm Bellman, cáön xaïc âënh: f2(Pft) = min {B2(P2) + f1(Pft - P2)} (3-31) P2min ≤ P2 ≤ P2max Trong âoï f2(Pft) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi phuû taíi Pft cho hai täø maïy; f1(Pft - P2) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu cuía täø maïy mäüt khi coï læåüng phuû taíi chung laì Pft vaì täø maïy thæï hai nháûn P2. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 43
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn ÆÏng våïi bæåïc naìy, âãø xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn ta cáön thæûc hiãûn hai chu trçnh. * Chu trçnh trong: Cho giaï trë Pft laì cæûc tiãøu : Pftmin vaì thay âäøi giaï trë P2 tæì 0 âãún P2max (hoàûc tæì P2min). Våïi mäùi giaï trë P2 ta tênh chi phê nhiãn liãûu cho hai täø maïy, sau âoï so saïnh láúy giaï trë min, theo biãøu thæïc (3-31). Nhæ váûy æïng våïi mäüt giaï trë phuû taíi Pftmin trong træåìng håüp 2 täø maïy, ta ghi âæåüc trë säú täúi æu P2 (Pftmin) laì cäng suáút cáön phaït cuía täø maïy 2. Táút nhiãn P1 = Pftmin - P2. Ngoaìi ra cuîng ghi âæåüc giaï trë chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi Pftmin cho hai täø maïy. * Chu trçnh giæîa: Báy giåì cho giaï trë Pft tàng dáön, tæì Pft = Pf1min = ∆P âãún Pf1=2∆P ..., trong âoï ∆P laì báûc cäng suáút chung trong hãû thäúng (thæåìng càn cæï theo baíng säú liãûu âaî cho). Æïng våïi mäùi giaï trë Pft ta laûi thay âäøi giaï trë P2 nhæ trçnh baìy åí chu trçnh trong vaì xaïc âënh âæåüc P2 (Pftmin + K∆P) vaì f2( Pftmin + K∆P); K = 1,2,... Tàng dáön giaï trë Pft âãún Pftmax = P1max + P2max Toïm laûi åí cuäúi bæåïc hai naìy, âäúi våïi hai täø maïy ta ghi âæåüc mäüt daîy kãút quaí vãö phán phäúi täúi æu caïc phuû taíi Pftmin; (Pftmin + K∆P); ...; (P1max + P2max) cho hai täø maïy. Nhæîng kãút quaí âoï laì : P2 (Pftmin + K∆P) vaì f2 (Pf1min + K∆P); K = 1,2,.... Nhæîng säú liãûu naìy chuáøn bë cho quaï trçnh thuáûn sau naìy. 3. Trãn âáy laì cäng viãûc chuáøn bë cho hai täø maïy. Báy giåì âãø tiãúp tuûc tênh cho 3 täø maïy ta thæûc hiãûn nhæ sau: * Chu trçnh ngoaìi: Cho säú täø maïy tàng âãún 3. ÆÏng våïi säú täø maïy nháút âënh (n = 3) quaï trçnh tênh toaïn làûp laûi hai chu trçnh trong vaì giæîa, nghéa laì laûi thay âäøi giaï trë P3 (våïi Pft cäú âënh) sau âoï laûi thay âäøi Pft . Nhæ váûy æïng våïi 3 täø maïy, cuîng xaïc âënh âæåüc giaï trë cäng suáút täúi æu cuía täø maïy thæï ba P3(Pft + K∆P) vaì giaï trë cæûc tiãøu cuía chi phê nhiãn liãûu cho ba täø maïy f3(Pft+K∆P) khi phuû taíi thay âäøi (Pft + K∆P) , K = 0,1, 2 ...Nhæîng kãút quaí naìy âãöu âæåüc ghi vaìo bäü nhåï maïy tênh. 4. Xeït tiãúp cho 4, 5, ..., n täø maïy Âãún âáy kãút thuïc quaï trçnh ngæåüc vaì cäng viãûc chuáøn bë âaî xong, nghéa laì âaî coï caïc bäü säú liãûu sau: Bi(Pi); i = 1, 2, ..., n f2(Pft); P2(Pft) f3(Pft); P3(Pft) .............. fn(Pft); Pn(Pft) Trong âoï Pft âæåüc nháûn caïc giaï trë khaïc nhau, tæì Pftmin âãún Pftmax æïng våïi mäùi bæåïc (1, 2, ..., n täø maïy) Quaï trçnh chuáøn bë gäöm ba chu trçnh: trong, giæîa vaì ngoaìi trãn âáy coï thãø mä taí så læåüc nhåì giaín âäö khäúi nhæ sau (hçnh 3-2). Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 44
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Nháûp säú liãûu k := k + 1 Pft := Pft + ∆P Pk := Pk + ∆P Tênh fk(Pft) = Bk(Pk) + fk-1(Pft - Pk) S Pk = Pkmax Â Choün Fk = Min {fk(Pft)} S Pft = Pftmax Â S k=n Â IN KÃÚT QUAÍ DÆÌNG MAÏY Hçnh 3-2 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 45
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Tiãúp theo trong quaï trçnh thuáûn, càn cæï vaìo phuû taíi täøng âaî cho åí thåìi âiãøm âang (n ) xeït Pft vaì säú læåüng täø maïy n coï khaí nàng tham gia, ta seî xaïc âënh âæåüc säú täø maïy coï giaï trë Pi ≥ 0; Biãút Pft vaì säú n dæûa vaìo säú liãûu åí quaï trçnh ngæåüc, tæì bäü nhåï ruït ra âæåüc Pn vaì fn(Pft), nghéa laì xaïc âënh âæåüc giaï trë cäng suáút täúi æu cuía täø maïy thæï n vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu cho n täø maïy. Nãúu tçm ra Pn = 0, coï nghéa laì täø maïy thæï n khäng laìm viãûc. Tiãúp theo xaïc âënh phuû taíi æïng våïi (n - 1) täø maïy coìn laûi : Pftn − 1) = Pftn ) - Pn ( ( æïng våïi læåüng phuû taíi Pftn − 1) naìy, våïi (n - 1) täø maïy ta tra âæåüc giaï trë Pn-1 vaì fn-1( Pftn − 1) ). ( ( Tiãúp tuûc laìm nhæ váûy cho âãún khi coìn mäüt täø maïy (täø maïy thæï nháút) vaì xaïc âënh âæåüc Pn, Pn-1,..., P2, P1 thoía maîn Bn(Pn) + Bn-1(Pn-1) + ... + B2(P2) + B1(P1) ⇒ min n ∑ P = P( ) i =1 i ft n Trãn âáy âaî trçnh baìy thuí tuûc xaïc âënh cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng, æïng våïi giaï trë phuû taíi täøng Pft åí mäüt thåìi âiãøm nháút âënh. Khi phuû taíi täøng thay âäøi åí nhæîng thåìi âiãøm khaïc nhau quaï trçnh tênh toaïn làûp laûi tæång tæû. 3.5.2. Âàûc âiãøm khi xuáút hiãûn thuíy âiãûn trong hãû thäúng Giaí thiãút trong hãû thäúng coï nhæîng täø maïy thuíy âiãûn coï thãø âiãöu chènh cäng suáút phaït PTÂi theo chu kyì âiãöu tiãút cuía häö chæïa næåïc. Baìi toaïn xaïc âënh cå cáúu vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa caïc täø maïy nhiãût vaì thuíy âiãûn trong træåìng håüp naìy phaíi thoía maîn nhæîng raìng buäüc sau âáy : - Chi phê nhiãn liãûu cuía toaìn hãû thäúng trong caí chu kyì khaío saït laì cæûc tiãøu (B∑⇒min). - Læåüng næåïc tiãu thuû båíi mäùi nhaì maïy thuíy âiãûn trong chu kyì âiãöu tiãút khäng væåüt giaï trë cho pheïp Qcf. - Thoía maîn vãö cán bàòng cäng suáút trong toaìn hãû thäúng taûi mäùi thåìi âiãøm cuía chu kyì khaío saït. Âãø giaíi baìi toaïn naìy ta váùn sæí duûng thuáût toaïn cuía quy hoaûch âäüng, nhæng cáön læu yï nhæîng âiãøm sau âáy. Âäúi våïi caïc täø maïy nhiãût âiãûn váùn sæí duûng nhæîng quan hãû chi phê nhiãn liãûu Bi(Pi), trong daûng giaíi têch hoàûc baíng säú thäúng kã. Nhæng âäúi våïi täø maïy thuíy âiãûn phaíi chuyãøn thaình täø maïy nhiãût âiãûn quy âäøi, khi âoï ta nhán toaìn bäü giaï trë læu læåüng næåïc Qk våïi hãû säú hiãûu quaí nàng læåüng λ trong quan hãû Qk = f (PTÂk) cuía täø maïy thuíy âiãûn k. Sau âoï cuîng tiãún haình quaï trçnh chuáøn bë âãø xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn æïng våïi caïc giaï trë phuû taíi täøng Pft khaïc nhau. Trong quaï trçnh thuáûn sau khi xaïc âënh âæåüc giaï trë Pi; i = 1, 2, ...n åí nhæîng thåìi âiãøm khaïc nhau trong chu kyì âiãöu tiãút, nghéa laì xaïc âënh âæåüc âäö thë phuû taíi cuía caïc täø maïy. Nhæîng giaï trë naìy laì kãút quaí æïng våïi mäüt giaï trë λ âaî choün. Vç váûy phaíi kiãøm tra Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 46
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn âiãöu kiãûn raìng buäüc vãö læu læåüng næåïc cho pheïp trong chu kyì âiãöu tiãút cuía thuíy âiãûn. Nãúu khäng thoía maîn raìng buäüc, nghéa laì giaï trë læu læåüng tênh toaïn Qit ≠ Qcf thç phaíi choün laûi giaï trë λ vaì tênh laûi caïc quaï trçnh ngæåüc vaì thuáûn åí trãn . Toïm laûi låìi giaíi täúi æu cuía baìi toaïn xaïc âënh cå cáúu täø maïy vaì phán phäúi cäng suáút giæîa chuïng trong træåìng håüp coï nhiãût âiãûn vaì thuíy âiãûn laì sæû kãút håüp phæång phaïp choün dáön hãû säú λ cuía thuíy âiãûn våïi thuáût toaïn cuía quy hoaûch âäüng. * Chuï yï : Trong træåìng håüp hãû thäúng gäöm toaìn caïc täø maïy thuíy âiãûn, thuáût toaïn giaíi theo phæång phaïp quy hoaûch âäüng hoaìn toaìn nhæ âäúi våïi hãû gäöm toaìn nhiãût âiãûn, khi âoï haìm muûc tiãu laì cæûc tiãøu læåüng tiãu hao næåïc. 3.5.3. AÏp duûng âãø giaíi baìi toaïn thæûc tãú: Vê duû 3-3: Xaïc âënh cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán bäú cäng suáút täúi æu giæîa chuïng trong nhaì maïy nhiãût âiãûn gäöm 3 täø maïy coï âàûc tênh tiãu hao nhiãn liãûu cho trong baíng 3-2. Baíng 3-2 . Pft [MW] 0 2 4 6 8 10 12 B1 [táún/h] 2 3 3,5 4 5 6 8 B2 [táún/h] 1 2 2,5 4,5 5,5 7 9 B3 [táún/h] 3 3 3 4 5,2 6,7 10 Ta bàõt âáöu bàòng quaï trçnh ngæåüc nhàòm chuáøn bë caïc låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn våïi säú täø maïy khaïc nhau vaì phuû taíi täøng Pft khaïc nhau âãø sæí duûng trong quaï trçnh thuáûn tçm låìi giaíi cuía baìi toaïn phán bäú täúi æu. Træåìng håüp nhaì maïy chè coï mäüt täø maïy, ta coï chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu chênh laì giaï trë Bi(Pi) våïi i=(1,3) nhæ trong baíng 3-2. Træåìng håüp coï 2 täø maïy, cáön xaïc âënh chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi 2 täø maïy nháûn phuû taíi chung laì Pft. Ta thay âäøi giaï trë cuía Pft tæì P1min (hoàûc P2min) âãún (P1max+P2max) theo báûc cäng suáút cho trong baíng 3-2 vaì æïng våïi mäùi giaï trë cuía Pft täøng ta thay âäøi caïc giaï trë cuía P1, P2 âãø choün giaï trë min cuía chi phê nhiãn liãûu täøng theo phæång trçnh phiãúm haìm Bellman. f2(Pft) = Min { B2(P2) + f1 (Pft - P2)} = Min {B2(P2) + B1(Pft-P2)} 0 ≤ P2 ≤ 12 Chàóng haûn: Khi Pft = 0, cho P1= 0, P2= 0; Ta coï f2(0) = Min {B2(0) + B1(0)} = 2+1 = 3 Khi Pft = 2: f2(2)=Min{B2(0) + B1(2); B2(2) + B1(0)}= Min{1+3; 2+2}=4 Khi Pft = 4: f2(4)=Min{B2(0)+B1(4); B2(2)+B1(2); B2(4)+B1(0)}= Min{1+3,5; 3+2; 2,5+2}= 4,5. Cæï thãú tiãúp tuûc cho âãún Pft = 24 MW Âãø tiãûn låüi cho qua ttrçnh thuáûn ta duìng baíng 3-3 âãø tênh toaïn ghi laûi caïc kãút quaí. ÆÏng våïi mäùi giaï trë phuû taíi bàòng täøng cäng suáút phaït cuía 2 täø maïy (Pft=P1+P2), ta coï caïc giaï trë chi phê nhiãn liãûu cuía caí 2 täø maïy ghi theo caïc ä trãn âæåìng cheïo coï Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 47
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Pft=P1+P2, tæì caïc giaï ttrë trãn âæåìng cheïo naìy ta choün giaï trë min, âoï chênh laì giaï trë f2(Pft) khi Pft=P1+P2, trong âoï P1 vaì P2 laì cäng suáút phaït täúi æu cuía 2 täø maïy1 vaì 2. Trong baíng 3-2 caïc giaï trë f2(Pft) naìy âæåüc khoanh troìn. ÅÍ quaï trçnh thuáûn, giaí sæí nhaì maïy coï 2 täø maïy 1 vaì 2 laìm viãûc vaì Pft = 10MW, dæûa vaìo baíng 3-2 trãn âæåìng cheïo Pft = 10MW ta coï f2(10) = 6,5 táún/h vaì cå cáúu täúi æu phaït cäng suáút cuía caïc täø may laì: P1(10) = 6MW; P2(10) = 4MW. Tæång tæû: f2(16) = 10,5 táún/h P1(16) = 10MW P2(16) = 6MW f2(20) = 13,0 táún/h P1(20) = 10MW P2(20) = 10MW Baíng 3-3 . Pft 0 2 4 6 8 P1 0 2 4 6 8 10 12 10 P2 B2\B1 2 3 3.5 4 5 6 8 12 0 1 3 4 4.5 5 6 7 9 14 2 2 4 5 5.5 6 7 8 10 16 4 2.5 4.5 5.5 6 6.5 7.5 8.5 10.5 18 6 4.5 6.5 7.5 8 8.5 9.5 10.5 12.5 20 8 5.5 7.5 8.5 9 9.5 10.5 11.5 13.5 22 10 7 9 10 11 11 12 13 15 24 12 9 11 12 13 13 14 15 17 Tiãúp theo cáön tênh toaïn cho træåìng håüp nhaì maïy coï 3 täø maïy laìm viãûc: f3(Pft) = Min { B3(P3) + f2 (Pft - P3)} 0 ≤ P3 ≤ 12 Trong âoï B3(P3) láúy tæì baíng 3-2 vaì f2(Pft-P3) láúy tæì baíng 3-3. Kãút quaí tênh toaïn nhæ trãn baíng 3-4. Baíng 3-4 . Pft 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 P12 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 22 P3 B3\f2 3 4 4.5 5 6 6.5 7.5 8.5 10.5 11.5 13 15 17 24 0 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 16 18 20 26 2 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 16 18 20 28 4 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 22 18 20 30 6 4 7 8 8.5 9 10 10.5 11.5 12.5 14.5 15.5 17 19 21 32 8 5.2 8.2 9.2 9.7 10.2 11.2 11.7 12.7 13.7 15.7 16.7 18.2 20.2 22.2 34 10 6.7 9.7 10.7 11.2 11.7 12.7 13.2 14.2 15.2 17.2 18.2 19.7 21.7 23.7 36 12 10 13 14 14.5 15 16 16.5 17.5 18.5 20.5 21.5 23 25 27 Dæûa vaìo baíng 3-4 vaì baíng 3-3 coï thãø xaïc âënh âæåüc cå cáúu phán bäú täúi æu cäng suáút giæîa caïc täø maïy vaì chi phi nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi biãút phuû taíi täøng Pft. a. Xeït træåìng håüp phuû taíi täøng Pft = 20MW - Tæì baíng 3-4 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 20MW ta tra âæåüc f3(20) = 12,5táún/h vaì tæång æïng P3(20) = 6MW, P1-2(20) = 14MW. - Tæì baíng 3-3 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 14MW ta tra âæåüc f2(14) = 8,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(14) = 10MW, P2(14) = 4MW. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 48
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn - Nhæ váûy, khi Pft = 20MW ta coï cå cáúu phán bäú täúi æu cäng suáút cho caïc täø may nhæ sau: P1 = 10MW, P2 = 4MW , P3 = 6MW vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu laì 12,5 táún/h. - Phæång aïn phán bäú täúi æn trãn laì duy nháút. b. Xeït træåìng håüp phuû taíi täøng Pft = 18MW - Tæì baíng 3-4 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 18MW ta tra âæåüc f3(18) = 11,5táún/h vaì tæång æïng P3(18) = 4MW, P1-2(18) = 14MW, hoàûc P3(18) = 6MW , P1-2(18) = 12MW. - Tæì baíng 3-3 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 14MW ta tra âæåüc f2(14) = 8,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(14) = 10MW, P2(14) = 4MW. Hoàûc theo âæåìng cheïo æïng våïi træåìng håüp Pft = 12MW ta tra âæåüc f2(12) = 7,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(12)=8MW, P2(12) = 4MW. - Nhæ váûy, khi Pft = 18MW ta coï 2 phæång aïn phán bäú täúi æu cäng suáút cho caïc täø maïy nhæ sau: P1 = 10MW, P2 = 4MW , P3 = 4MW hoàûc P1 = 8MW, P2 = 4MW , P3=6MW vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu laì 11,5 táún/h. - Phæång aïn phán bäú täúi æn trãn laì khäng duy nháút. Âãø thuáûn tiãn cho viãûc sæí duûng trong quaï trçnh váûn haình, chuïng ta coï thãø tênh toaïn træåïc caïc phæång aïn phán bäú täúi æu cäng suáút tæåïng våïi phuû taíi täøng âaî biãút nhæ trãn baíng3-5 . Baíng 3-5 . Pft 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 f3(t/h) 6 6 6 7 7,5 8 9 9,5 10,5 11,5 P1(MW) 0 0 0 0 4 6 8 6 8 10 P2(MW) 0 0 0 0 0 0 0 4 4 4 P3(MW) 0 2 4 6 4 4 4 4 4 4 Pft 20 22 24 26 28 30 32 34 36 f3(t/h) 12,5 13,7 15,2 16,7 18,2 19,7 21,7 23,7 27 P1(MW) 10 10 10 10 10 10 10 12 12 P2(MW) 4 4 4 8 10 10 12 12 12 P3(MW) 6 8 10 8 8 10 10 10 12 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 49
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 6 - Chất lượng điện năng và vấn đề điều chỉnh tần số, điện áp trong hệ thống điện
0 p | 1345 | 628
-
Tài liệu Bồi huấn công tác vận hành hệ thống điện
72 p | 764 | 492
-
Giáo trình Vận hành hệ thống điện
102 p | 648 | 306
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 1 - Các phương pháp dự báo phụ tải điện năng
0 p | 649 | 306
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 1
0 p | 420 | 247
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 5 - Các phương pháp đánh giá độ tin cậy của các sơ đồ cung cấp điện
0 p | 480 | 239
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 4 - Những khái niệm cơ bản về độ tin cậy
0 p | 452 | 187
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 6
0 p | 330 | 153
-
Giáotrình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 3
0 p | 285 | 140
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 2
0 p | 267 | 136
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 5
0 p | 183 | 103
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 4
0 p | 198 | 88
-
Ebook Vận hành hệ thống điện: Phần 2
158 p | 183 | 85
-
Bài giảng Vận hành hệ thống điện - ThS. Võ Phúc Lập
151 p | 125 | 71
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Chương 3 - Võ Ngọc Điều
92 p | 133 | 67
-
Ebook Vận hành hệ thống điện: Phần 1
172 p | 116 | 61
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Phần mở đầu - Võ Ngọc Điều
76 p | 87 | 41
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Phần kết - Võ Ngọc Điều
24 p | 93 | 38

markdown:
# Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
Chia sẻ: Van Kent Kent | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19
lượt xem 19
download
![](http://image1.tailieu.vn/document/thumbnail/2010/20100707/vankent/80x100/van_hanh_he_thong_dien_p3_5226.jpg)
##
Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
[Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ](javascript:void(0);)
Download
![](http://static1.tailieu.vn/b2013az/templates/version1/default/images/down16x21.png)
Tính toán phân bố tối ưu công suất trong hệ thống điện bằng phương pháp qui hoạch động
Bình luận(0)
[Đăng nhập để gửi bình luận!](javascript:void(0);)
##
Nội dung Text: Bài giảng Vận hành hệ thống điện - chương 3
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Chæång 3 TÊNH TOAÏN PHÁN BÄÚ TÄÚI ÆU CÄNG SUÁÚT TRONG HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÛN BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP QUI HOAÛCH ÂÄÜNG 3.1. MÅÍ ÂÁÖU Quy hoaûch âäüng laì mäüt phæång phaïp quy hoaûch toaïn hoüc nhàòm tçm låìi giaíi täúi æu cuía quaï trçnh nhiãöu bæåïc (hoàûc nhiãöu giai âoaûn). Tênh tæì “âäüng” åí âáy nhàòm nháún maûnh vai troì thåìi gian vaì sæû xuáút hiãûn daîy caïc quyãút âënh trong quaï trçnh giaíi baìi toaïn, cuîng nhæ thæï tæû caïc pheïp toaïn coï yï nghéa quan troüng. Quaï trçnh khaío saït âæåüc chia thaình nhiãöu bæåïc, åí mäùi bæåïc ta sæí duûng mäüt quyãút âënh. Quyãút âënh åí bæåïc træåïc coï thãø âiãöu khiãøn quaï trçnh åí bæåïc sau. Nhæ váûy quy hoaûch âäüng taûo nãn mäüt daîy quyãút âënh. Daîy quyãút âënh âoï goüi laì saïch læåüc (hoàûc coï khi laì chiãún læåüc). Saïch læåüc thoía maîn muûc tiãu quy âënh goüi laì saïch læåüc täúi æu. Chè tiãu täúi æu phaíi thãø hiãûn âäúi våïi toaìn bäü quaï trçnh nhiãöu bæåïc. Sau âáy âãø chuáøn bë tçm hiãøu näüi dung cå baín cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng ta khaío saït mäüt thê duû vãö quaï trçnh âiãöu khiãøn nhiãöu bæåïc. Giaí thiãút cáön tçm mäüt saïch læåüc täúi æu âãø phán phäúi nguäön väún ban âáöu X cho mäüt hãû thäúng k xê nghiãûp hoaût âäüng trong n nàm sao cho låüi nhuáûn thu âæåüc tæì k xê nghiãûp âoï sau n nàm laì cæûc âaûi. ÅÍ âáy nguäön väún X coï thãø laì nguäön váût tæ, sæïc lao âäüng, cäng suáút âàût cuía maïy moïc .v.v... Ngoaìi ra baìi toaïn coï thãø xáy dæûng theo nhæîng muûc tiãu khaïc nhæ chi phê vãö nhiãn liãûu laì cæûc tiãøu, hiãûu quaí täøng vãö lao âäüng laì cæûc âaûi v.v... Saïch læåüc täúi æu åí âáy laì bäü giaï trë nguäön väún âáöu tæ cho tæìng nhaì maïy åí mäùi nàm sao cho låüi nhuáûn täøng sau n nàm laì cæûc âaûi. Giaí thiãút goüi Xj(i) laì giaï trë nguäön väún âáöu tæ cho xê nghiãûp i åí âáöu nàm j, trong âoï i = 1,2 ... k vaì j = 1,2 ...n, ngoaìi ra thoía maîn âiãöu kiãûn vãö cán bàòng nguäön väún åí mäùi nàm : k ∑X() t =1 j i = Xj : j = 1, 2 ..., n (3-1) trong âoï Xj laì nguäön väún täøng coìn laûi, âàût vaìo nàm j cho k xê nghiãûp. Låüi nhuáûn täøng cuía k xê nghiãûp sau n nàm kyï hiãûu laì W, giaï trë cuía W phuû thuäüc vaìo nguäön väún ban âáöu X vaì säú nàm hoaût âäüng n. Coï thãø biãøu diãùn W laì haìm cuía caïc giaï trë Xj(i) W(X,n) = W(X1(i), X2(i) ..., Xn(i)) (3-2) Âáy laì baìi toaïn âiãøn hçnh cuía quy hoaûch âäüng vaì coï thãø phaït biãøu nhæ sau : { } Xaïc âënh táûp giaï trë X j(i ) ; i = 1,2 ...,k; j = 1, 2 ,...,n sao cho : W(X,n) ⇒ max (3-3) vaì thoía maîn : k ∑X() t =1 j i = Xj : j = 1, 2 ..., n (3-4) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 31
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn X j(i ) ≥ 0 (3-5) trong âoï biãøu thæïc (3-3) åí træåìng håüp naìy coï thãø biãøu diãùn bàòng täøng låüi nháûn cuía n nàm, nghéa laì : ∑ W (X ) k W(X,n) = j j (3-6) t =1 trong âoï Wj laì låüi nhuáûn cuía k xê nghiãûp åí nàm thæï j. Nhæ váûy haìm muûc tiãu W(X,n) coï daûng mäüt täøng, âáy laì mäüt daûng thuáûn låüi khi sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng. ÅÍ âáy giaí thiãút ràòng nguäön väún X âæa vaìo nàm âáöu tiãn cho k xê nghiãûp vaì haìng nàm khäng âæåüc bäø sung. Khäng nhæîng thãú læåüng nguäön väún cuía mäùi xê nghiãûp qua tæìng nàm âãöu bë hao huût do sæí duûng âãø saín xuáút sinh låüi nhuáûn, nghéa laì âäúi våïi xê nghiãûp i coï : X 1(i ) > X 2i ) > ... > X j(i ) > .... > X ni ) ( ( (3-7) Låìi giaíi täúi æu åí âáy âæåüc xaïc âënh nhåì giaíi quyãút máu thuáùn sau âáy : Thæåìng xê nghiãûp saín xuáút âem laûi låüi nhuáûn nhiãöu laûi coï tyí lãû hao huût vãö nguäön väún cao (hæ hoíng maïy moïc, sæí duûng nhiãöu váût tæ, thiãút bë, lao âäüng). Ngoaìi ra cáön âàûc biãût læu yï laì låüi nhuáûn cuía k xê nghiãûp phaíi âaût giaï trë cæûc âaûi sau n nàm, maì khäng phaíi chè xeït tæìng nàm riãng reî. Baìi toaïn xaïc âënh saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún X cho k xê nghiãûp saín xuáút trong n nàm trãn âáy coï thãø giaíi quyãút theo hai hæåïng : { } + Hæåïng thæï nháút : Xaïc âënh âäöng thåìi bäü giaï trë X j(i ) âãø haìm låüi nhuáûn W(W1, W2 ..., Wn) âaût giaï trë cæûc âaûi trong khäng gian n chiãöu. Trong træåìng håüp n nhoí, caïc haöm Wj laì giaíi têch, khaí vi, baìi toaïn coï thãø giaíi âæåüc nhåì nhæîng pheïp tênh vi, têch phán. Khi n låïn (chàóng haûn n = 10) baìi toaïn âaî tråí nãn ráút phæïc taûp. + Hæåïng thæï hai : Giaíi quyãút baìi toaïn trãn âáy theo tæìng bæåïc. Hæåïng naìy cho thuáût toaïn âån giaín hån, âàûc biãût trong træåìng håüp säú bæåïc n (säú giai âoaûn, säú nàm) laì låïn. Hæåïng naìy thãø hiãûn näüi dung tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng : Viãûc täúi æu hoïa âæåüc thæûc hiãûn dáön tæìng bæåïc, nhæng phaíi âaím baío nháûn âæåüc låìi giaíi täúi æu cho caí n bæåïc. Âoï laì mäüt âàûc âiãøm quan troüng vãö nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, nghéa laì trong quaï trçnh tçm låìi giaíi khäng âæåüc pheïp nhçn cuûc bäü, tçm täúi æu riãng reî cho tæìng bæåïc maì phaíi nhçn räüng ra nhæîng bæåïc sau, vç trong nhiãöu træåìng håüp mäüt quyãút âënh âem laûi låüi nhuáûn cæûc âaûi riãng reî cho bæåïc naìy coï thãø dáùn âãún háûu quaí tai haûi cho bæåïc sau. Chàóng haûn trong thê duû vãö saïch læåüc quaín lyï caïc xê nghiãûp nãu trãn, nãúu chè nhçn cuûc bäü trong 1 nàm thç âãø âaût låüi nhuáûn täúi âa, ta âáöu tæ toaìn bäü nguäön väún X cho xê nghiãûp naìo maì saín xuáút coï nhiãöu låüi nhuáûn nháút màûc duì sau nàm âoï thiãút bë hæ hoíng nhiãöu gáy thiãût haûi saín xuáút cho nhæîng nàm sau. Theo tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng nãu trãn, ta tháúy åí mäùi bæåïc âãöu phaíi choün quyãút âënh sao cho daîy quyãút âënh coìn laûi phaíi taûo thaình mäüt saïch læåüc täúi æu. Âoï chênh laì nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, nguyãn lyï doï coìn coï thãø phaït biãøu nhæ sau : “Mäüt bäü pháûn cuía saïch læåüc täúi æu cuîng laì mäüt saïch læåüc täúi æu”. Âiãöu âoï phaín aïnh quan âiãøm hãû thäúng khi xeït täúi æu theo tæìng bæåïc nhæ âaî trçnh baìy. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 32
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Tuy nhiãn coï mäüt bæåïc maì khi laìm täúi æu ta khäng cáön quan tám âãún tæång lai, âoï laì bæåïc cuäúi cuìng (bæåïc thæï n). Vç váûy quaï trçnh quy hoaûch âäüng âæåüc tiãún haình theo trçnh tæû ngæåüc: tæì bæåïc cuäúi cuìng lãn bæåïc âáöu tiãn. Træåïc hãút ta quy hoaûch cho bæåïc cuäúi cuìng. Nhæng khi âoï chæa biãút kãút cuûc cuía bæåïc træåïc âoï, nghéa laì chæa biãút bæåïc ( n - 1) kãút thuïc ra sao, chàóng haûn trong thê duû vãö quaín lyï xê nghiãûp, ta chæa biãút nàm thæï ( n - 1) nguäön väún coìn laûi bao nhiãu, låüi nhuáûn âaî âaût âæåüc laì bao nhiãu ... Vç váûy caïch laìm cuía quy hoaûch âäüng laì tçm låìi giaíi täúi æu åí bæåïc n æïng våïi nhæîng phæång aïn kãút thuïc khaïc nhau åí bæåïc (n-1). Låìi giaíi âoï âæåüc goüi laì giaï trë täúi æu coï âiãöu kiãûn åí bæåïc n nhàòm âaût cæûc trë haìm muûc tiãu åí bæåïc n (vaì khäng quan tám âãún traûng thaïi cuía hãû sau bæåïc n). Tiãúp tuûc cáön xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn åí bæåïc (n - 1) æïng våïi moüi phæång aïn kãút thuïc coï thãø cuía bæåïc (n-2) sao cho haìm muûc tiãu âaût cæûc trë trong caí hai bæåïc cuäúi (bæåïc n - 1 vaì n) Tiãúp theo khaío saït nhæ váûy âãún bæåïc âáöu tiãn. Åí mäùi bæåïc ta tçm âæåüc låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn âaím baío cho caí daîy quyãút âënh tiãúp theo âãún bæåïc n laì täúi æu. Thuí tuûc âoï phaín aïnh nguyãn lyï täúi æu âaî trçnh baìy. Sau khi thæûc hiãûn xong trçnh tæû ngæåüc xaïc âënh âæåüc låìi giaíi (quyãút âënh) täúi æu coï âiãöu kiãûn åí mäùi bæåïc, càn cæï vaìo traûng thaïi ban âáöu âaî cho cuía baìi toaïn, ta tiãún haình trçnh tæû thuáûn tæì bæåïc 1 âãún bæåïc n vaì xaïc âënh daîy quyãút âënh täúi æu. Vãö màût toaïn hoüc, nhåì viãûc chuyãøn nghiãn cæïu quaï trçnh n bæåïc vãö tæìng bæåïc, phæång phaïp quy hoaûch âäüng âaî laìm giaím thæï nguyãn cuía baìi toaïn, taûo thuáûn låüi âãø giaíi. Ngoaìi ra nhåì nhæîng thuí tuûc truy chæïng mang tênh cháút chæång trçnh hoïa nãn phæång phaïp quy hoaûch âäüng dãù daìng thæûc hiãûn trãn maïy tênh âiãûn tæí säú. ÅÍ âáy cáön chuï yï ràòng viãûc mä taí n giai âoaûn (trong thåìi gian) cuía quaï trçnh chè laì quy æåïc, cuîng coï thãø quan niãûm hãû gäöm n âäúi tæåüng khaío saït trong mäüt giai âoaûn thåìi gian hoàûc täøng quaït laì hãû gäöm k âäúi tæåüng hoaût âäüng trong n giai âoaûn thåìi gian. 3.2. THAÌNH LÁÛP PHÆÅNG TRÇNH PHIÃÚM HAÌM BELLMAN Xeït baìi toaïn phán phäúi nguäön väún nhæ sau: Giaí thiãút ta âáöu tæ nguäön väún ban âáöu X1 vaìo mäüt xê nghiãûp âãø saín xuáút hai màût haìng A vaì B. Quaï trçnh khaío saït laì n nàm. Vaìo âáöu nàm thæï nháút nguäön väún täøng X1 âæåüc phán laìm hai pháön: x1 âãø saín xuáút màût haìng A vaì (X1 - x1) âãø saín xuáút màût haìng B. Sau nàm âáöu màût haìng A mang laûi cho Xê nghiãûp mäüt låüi nhuáûn theo quan hãû g(x1), màût haìng B mang laûi låüi nhuáûn h (X1 - x1). Âãø saín xuáút caïc màû haìng, nguäön väún âãöu bë hao huût. Giaí thiãút sau nàm âáöu saín xuáút màût haìng A, nguäön väún x1 coìn: x2 = ax1 trong âoï 0 < a < 1 âäúi våïi màût haìng B nguäön väún coìn: (X2 - x2 ) = b(X1 - x1) trong âoï 0 < b < 1 Nguäön väún x2 vaì (X2 - x2 ) tiãúp tuûc âáöu tæ vaìo nàm thæï hai âãø saín xuáút màût haìng A vaì B. Quaï trçnh tiãúp diãùn trong n nàm. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 33
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Giaï trë ban âáöu X1 cuîng nhæ säú nàm n âaî biãút. Do coï sæû khaïc nhau giæîa caïc giaï trë g(xi), h (Xi - xi), a, b nãn xuáút hiãûn yãu cáöu tçm sæû phán phäúi täúi æu nguäön väún Xi trong tæìng nàm sao cho täøng låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau n nàm laì cæûc âaûi. 3.2.1. Caïch âàût baìi toaïn theo phæång phaïp cäø âiãøn: Baìi toaïn phán phäúi nguäön väún trãn âáy coï thãø phaït biãøu mäüt caïch cäø âiãøn nhæ sau: Cáön xaïc âënh caïc giaï trë x1, x2, ... xn laì læåüng nguäön väún âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A åí nàm thæï nháút, thæï hai, ... thæï n, sao cho täøng låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp khi saín xuáút hai màût haìng A vaì B sau n nàm laì cæûc âaûi, nghéa laì: W(x1,x2,...xn) = g(x1) + h(X1 - x1) + g(x2) + h (X2 - x2) + ...+ + g(xn) + h (Xn - xn) ⇒ max (3-8) Trong âoï : 0 ≤ xi ≤ Xi i = 1, 2, ..., n (3-9) Vaì : X1 âaî cho X2 = ax1 + b (X1 - x1) .............. (3-10) Xn = axn + b (Xn-1 - xn-1) Baìi toaïn chuyãøn thaình yãu cáöu xaïc âënh âiãøm cæûc âaûi cuía haìm W(x1, x2, ...xn) trong khäng gian n chiãöu våïi caïc raìng buäüc daûng (3-9) vaì (3-10). Trong træåìng håüp n nhoí låìi giaíi coï thãø nháûn âæåüc bàòng pheïp tênh vi phán. Tuy nhiãn cáön tháûn troüng vãö mäüt säú træåìng håüp cæûc âaûi coï thãø nàòm åí biãn cuía raìng buäüc, ngoaìi ra khi n låïn, chàóng haûn n ≥ 10, baìi toaïn tråí nãn ráút phæïc taûp. Khäng nhæîng thãú, caïch giaíi baìi toaïn nhæ váûy cho quaï nhiãöu thäng tin khäng cáön thiãút, vç khi âaî biãút X1 vaì n chè cáön xaïc âënh x1 nhæ laì haìm cuía X1 vaì n, nhæ váûy baìi toaïn âæåüc giaíi hoaìn toaìn, vaì suy ra x2, x3 ... xn. Theo yï âoï ta coï thãø âàût baìi toaïn mäüt caïch måïi, theo tinh tháön quy hoaûch âäüng. 3.2.2. Caïch âàût baìi toaïn theo tinh tháön quy hoaûch âäüng. Âãø âån giaín ta giaí thiãút caïc haìm låüi nhuáûn g(xi) vaì h (Xi - xi) chè phuû thuäüc vaìo læåüng väún âáöu tæ vaìo âáöu nàm thæï i laì xi vaì (Xi - xi), maì khäng thay âäøi theo thåìi gian, nghéa laì daûng haìm g(xi) vaì h (Xi - xi) âäüc láûp våïi thåìi gian. Nhåì saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún, låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau n nàm saín xuáút màût haìng A vaì B âaût giaï trë cæûc âaûi fn (X1) laì haìm cuía nguäön väún ban âáöu X1 vaì säú nàm n khaío saït. Nãúu quaï trçnh saín xuáút cuía xê nghiãûp chè diãùn ra trong mäüt nàm thç låüi nhuáûn cæûc âaûi f1 (X1) coï daûng : f1 (X1) = max {g (x1) + h (X1 - x1)] (3-11) 0 ≤ x1 ≤ X1 trong âoï f1 (X1) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn khi säú nàm khaío saït n = 1 vaì säú nguäön väún âàût vaìo nàm âáöu tiãn laì X1. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 34
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Biãøu thæïc (3-11) cho ta caïch xaïc âënh giaï trë f1(X1) nhæ sau: cho x1 nháûn caïc giaï trë khaïc nhau tæì 0 âãún X1, tênh g(x1) vaì h (X1 - x1) sau âoï xaïc âënh f1 (X1). Tæì âáy tháúy ràòng nãúu chè xeït quaï trçnh saín xuáút 1 nàm, nãúu g (x1) > h (X1 - x1) thç toaìn bäü X1 âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A, màûc duì sau mäüt nàm læåüng X1 âoï seî bë hao huût nhiãöu (giaí thiãút a > b) nhæng âiãöu âoï ta khäng quan tám. Báy giåì khaío saït quaï trçnh chè trong 2 nàm (khäng phaíi hai nàm âáöu cuía quaï trçnh nhiãöu nàm), nghéa laì n = 2. Khi âoï, sau nàm thæï nháút nguäön väún âáöu tæ âãø saín xuáút màût haìng A trong nàm thæï hai laì: x2 = ax1 âäúi våïi màût haìng B coï (X2 - x2) = b (X1 - x1) Theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng thç duì cho nàm âáöu phán phäúi X1 thãú naìo, thç säú väún coìn laûi laì X2 = ax1 + b (X1 - x1) cuîng phaíi phán phäúi täúi æu trong nhæîng nàm coìn laûi, åí âáy laì 1 nàm coìn laûi. Vç váûy låüi nhuáûn thu âæåüc åí nàm thæï hai våïi säú väún X2 phaíi âaût cæûc âaûi, bàòng f1(X2) f1(X2) = f1 [ax1 + b (X1 - x1)] (3-12) trong âoï f1(X2) laì låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía 1 nàm cuäúi cuía quaï trçnh n = 2 nàm. Tæì âáy coï thãø viãút biãøu thæïc låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía xê nghiãûp trong quaï trçnh saín xuáút n = 2 nàm f2(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + f1 (X2)} (3-13) 0 ≤ x1 ≤ X1 hoàûc: f2(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + max [g(x2) + h (X2 - x2)]} (3-14) 0 ≤ x1 ≤ X1 0 ≤ x2 ≤ X2 trong âoï: x2 = ax1 (X2 - x2 ) = b (X1 - x2) Khaío saït træåìng håüp täøng quaït: Xê nghiãûp cáön xáy dæûng saïch læåüc phán phäúi täúi æu nguäön väún X1 trong quaï trçnh n nàm. Giaí thiãút quaï trçnh chia laìm hai giai âoaûn: nàm âáöu tiãn vaì (n - 1) nàm coìn laûi. Khi âoï låüi nhuáûn täøng cuía xê nghiãûp sau n nàm bàòng täøng hai khoaín låüi nhuáûn: Khoaín låüi nhuáûn nàm âáöu tiãn do nguäön väún X1 gáy nãn: g(x1) + h (X1 - x1) vaì khoaín låüi nhuáûn cuía (n - 1) nàm sau taûo nãn båíi nguäön väún coìn laûi sau nàm thæï nháút laì X2 = ax1 + b (X1 - x1). Theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, duì åí nàm thæï nháút giaï trë x1 âæåüc choün thãú naìo, thç säú väún coìn laûi X2 = ax1 + b (X1 - x1) cuîng cáön phaíi phán phäúi täúi æu suäút trong (n - 1) nàm coìn laûi âãø nháûn âæåüc giaï trë låüi nhuáûn cæûc âaûi fn-1(X2). Vç váûy âãø cho täøng låüi nhuáûn sau n nàm laì cæûc âaûi cáön xaïc âënh x1 sao cho âaût cæûc âaûi phiãúm haìm sau âáy: Wn(x1,X1) = [g(x1) + h (X1 - x1) + fn-1 (X2)] ⇒ max (3-15) Âàût fn(X1) = max Wn(x1, X1) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 35
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Ta coï phæång trçnh phiãúm haìm Bellman, xaïc âënh thuí tuûc phán phäúi täúi æu trong quaï trçnh n bæåïc nhæ sau: fn(X1) = max {g(x1) + h (X1 - x1) + fn-1 [ax1 + b (X1 - x1)]} (3-16) Trong âoï fn(X1) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn trong n nàm khi nguäön väún täøng âàût vaìo nàm âáöu laì X1. fn-1 [ax1 + b (X1 - x1)] = fn-1(X2) laì giaï trë cæûc âaûi låüi nhuáûn cuía (n - 1) nàm coìn laûi khi nguäön väún täøng âàût vaìo laì X2 (tæì nàm thæï hai). Phæång trçnh phiãúm haìm Bellman daûng (3-16) coï æïng duûng räüng raîi vaì hiãûu læûc trong nhiãöu lénh væûc quy hoaûch caïc hãû thäúng phæïc taûp, âàûc biãût khi säú bæåïc n låïn, thuí tuûc xaïc âënh x1, x2 ..., xn âæåüc chæång trçnh hoïa vaì thæûc hiãûn trãn maïy tênh âiãûn tæí. Phæång trçnh (3-16) coï tênh cháút truy chæïng vç giaï trë fn(X1) xaïc âënh thäng qua fn-1(X2) trong âoï laûi coï: fn-1(X2) = max {g(x2) + h (X2 - x2) + fn-2 [ax2 + b (X2 - x2)]} (3-17) 0 ≤ x2 ≤ X2 Vaì tiãúp tuûc tênh cho âãún f1(Xn) laì giaï trë cæûc âaûi cuía låüi nhuáûn 1 nàm cuäúi cuìng khi väún âáöu tæ laì Xn. Giaï trë f1(Xn) âæåüc tênh træåïc tiãn. ÅÍ âáy: f1(Xn) = max {g(xn) + h (Xn - xn)} (3-18) 0 ≤ xn ≤ Xn trong âoï: xn = axn-1; (Xn - xn) = b (Xn-1 - xn-1) 3.3. AÏP DUÛNG: Âãø minh hoüa thuí tuûc xaïc âënh saïch læåüc täúi æu theo phæång trçnh phiãúm haìm Bellman ta xeït vê duû âån giaín sau âáy: Vê duû 3-1: Váùn sæí duûng baìi toaïn phán phäúi nguäön väún (thiãút bë) X1 cho xê nghiãûp saín xuáút hai màût haìng. Giaí thiãút haìng nàm màût haìng A cho låüi nhuáûn g(xi) = xi2; i = 1, 2, 3 ; màût haìng B cho låüi nhuáûn h (Xi - xi) - 2 (Xi - xi)2; i = 1, 2, 3. Sau mäùi nàm do hao moìn, nguäön väún xi thaình xi+1 = axi våïi a = 0,75. Nguäön (Xi - xi) thaình (Xi+1 - xi+1) = b (Xi - xi) våïi b = 0,30. Xeït quaï trçnh saín xuáút trong 3 nàm. Cáön xaïc âënh x1 vaì tæì âáúy coï x2, x3, (X1 - x1), (X2 - x2), (X3 - x3) sao cho låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp sau 3 nàm âaût cæûc âaûi. Nhæ trãn âaî trçnh baìy, quaï trçnh giaíi âæåüc tiãún haình theo caïc bæåïc sau âáy: a. Bæåïc 1: Bàõt âáöu tæì nàm cuäúi cuìng, åí âáy laì nàm thæï ba. Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn cuía nàm thæï 3, nghéa laì xaïc âënh giaï trë nguäön väún âáöu tæ x3 cho saín xuáút màût haìng A åí nàm thæï 3 khi giaí thiãút ràòng täøng säú väún coìn laûi sau 2 nàm laì X3 vaì phaíi âaût låüi nhuáûn cæûc âaûi trong nàm thæï ba laì f1(X3). Åí âáy coï: f1(X3) = max [x32 + 2 (X3 - x3)2] Vç caïc haìm g (x1) vaì h (Xi - xi) khaí vi nãn coï thãø sæí duûng caïc pheïp tênh vi phán. Cáön xaïc âënh x3 âãø âaût max f1 (X3) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 36
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn ∂f 1 ( X 3 ) Coï : = 2x3 - 4 (X3 - x3) = 0 tæì âáy : ∂x 3 f1(X3) 2 x3 = X3 2X 32 3 ∂ 2 f1 (X 3 ) vç =6>0 X 32 ∂x 32 2 X3 nãn giaï trë x3 = X3 æïng våïi cæûc tiãøu cuía haìm f1(X3). 3 1 X3 2 X3 3 3 X3 Nhæ váûy haìm f1(X3) âaût cæûc âaûi åí caïc giaï trë biãn cuía x3 trong khoaíng 0 vaì X3 (xem Hçnh 3-1) Hçnh 3-1 Våïi x3 = 0 coï f1(X3) = 2X32 Våïi x3 = X3 coï f1(X3) = X32. Váûy låìi giaíi täúi æu laì x3 = 0, nghéa laì åí nàm thæï ba, hoaìn toaìn khäng âáöu tæ väún âãø saín xuáút màût haìng A maì táút caí väún X3 duìng âãø saín xuáút màût haìng B. Âiãöu âoï dãù hiãøu vç låüi nhuáûn do màût haìng B âem laûi gáúp âäi do A âem laûi. Tuy nhiãn tyí lãû hao moìn väún khi saín xuáút B ráút låïn (70%) nhæng vç laì nàm cuäúi nãn ta khäng quan tám âãún nhæîng nàm tiãúp næîa. b. Bæåïc 2: Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn åí nàm thæï hai sao cho låüi nhuáûn âaût cæûc âaûi trong caí hai nàm cuäúi (thæï hai vaì thæï ba). Låüi nháûn cæûc âaûi trong hai nàm cuäúi f2(X2) khi nguäön väún âàût vaìo nàm thæï hai laì X2 coï daûng: f2(X2) = max [x22 + 2 (X2 - x2)2 + f1(X3)] Maì åí trãn ta âaî tênh âæåüc f1(X3) = 2X32 Trong âoï : X3 = x3 + (X3 - x3) = ax2 + b (X2 - x2) = 0,75x2 + 0,3 (X2 - x2) Thay giaï rë f1(X3) vaìo haìm f2(X2) ta nháûn âæåüc mäüt âa thæïc báûc 2 cáön tçm cæûc âaûi. Haìm f1(X2) cuîng laì mäüt parabol loîm vaì coï giaï trë cæûc âaûi åí biãn ( hçnh 3-1). Giaíi ra nháûn âæåüc : Våïi x2 = 0 coï f2(X2) = 2,18 X22 Våïi x2 = 0 coï f2(X2) = 2,125X22 Nhæ váûy âãø âaím baío saïch læåüc täúi æu cho caí hai nàm cuäúi thç åí nàm thæï hai toaìn bäü nguäön väún X2 cuîng duìng âãø saín xuáút màût haìng B. Khi âoï låüi nhuáûn cæûc âaûi cuía caí hai nàm cuäúi laì: f2(X2) = 2,18X22 khi læåüng väún coìn laûi sau nàm âáöu laì X2 c. Bæåïc 3: Ta xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn cho nàm âáöu tiãn sao cho âaût cæûc âaûi låüi nhuáûn trong caí ba nàm vaì coï giaï trë f3(X1) æïng våïi nguäön väún âáöu tæ vaìo nàm thæï nháút laì X1: f3(X1) = max [x12 + 2 (X1 - x1)2 + f2(X2)] 0 ≤ x1 ≤ X1 Maì âaî tênh âæåüc : f2(X2) = 2,18 X22 = 2,18 [0,75 x1 + 0,3 (X1-x1)]2 Thay giaï trë f2(X2) vaìo haìm f3(X1) âãø khaío saït cæûc âaûi. Tæång tæû nhæ hai træåìng håüp trãn, haìm f3(X1) laì mäüt parabol loîm, giaï trë cæûc âaûi âaût åí biãn (x1 = 0 vaì x1 = X1) Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 37
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Våïi x1 = 0 coï f1(X1) = 2,20 X12 Våïi x1 = X1 coï f1(X1) = 2,23 X12 Váûy âãø âaím baío coï saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún trong 3 nàm thç trong nàm thæï nháút phaíi coï x1 = X1, nghéa laì toaìn bäü nguäön väún duìng âãø saín xuáút màût haìng A. Låüi nhuáûn cæûc âaûi sau 3 nàm cuía xê nghiãûp laì : f3(X1) = 2,23X12 Toïm laûi khi cho nguäön väún ban âáöu X1 ta âaî nháûn âæåüc saïch læåüc täúi æu gäöm mäüt daîy quyãút âënh nhæ sau: x1 = X1; x2 = 0; x3 = 0 vaì f3(X1) = 2,23X12 Qua thê duû trãn âáy cáön chuï yï máúy âiãøm sau âáy : 1. Trãn âáy chè khaío saït quaï trçnh saín xuáút laì 3 nàm. Khi säú nàm khaío saït laì n (n> 3) maì nhæîng säú liãûu cuía baìi toaïn g(x), h(X1-x1), a, b nhæ cuî thç coï thãø suy ra âæåüc saïch læåüc täúi æu nhæ sau: Hai nàm cuäúi cuìng toaìn bäü väún duìng âãø saín xuáút màût haìng B, coìn tæì nàm âáöu cho âãún nàm thæï (n - 3) toaìn bäü väún duìng âãø saín xuáút màût haìng A. 2. Kãút quaí cuía vê duû trãn âáy laì nhæîng træåìng håüp âàûc biãût, åí mäùi bæåïc toaìn bäü nguäön hoàûc cho âäúi tæåüng A hoàûc cho B. Thæûc tãú thæåìng gàûp træåìng håüp åí mäùi bæåïc caí hai âäúi tæåüng A vaì B âãöu nháûn nguäön väún, âiãöu âoï æïng våïi træåìng håüp haìm fn(X1); fn-1(X2) ... laì nhæîng âa thæïc âaût cæûc âaûi våïi giaï trë xi trong khoaíng 0 < xi < Xi . 3. Trong vê duû trãn caïc haìm g(xi) vaì f(Xi - xi) âãöu giaíi têch vaì khaí vi nãn sæí duûng âæåüc nhæîng pheïp tênh vi phán. Åí âáy viãûc tçm cæûc trë trong khäng gian 3 chiãöu (x1, x2, x3) nhåì tinh tháön cuía phæång phaïp quy hoaûch âäüng âaî chuyãøn vãö tçm cæûc trë trong khäng gian 1 chiãöu (mäüt thæï nguyãn) trong tæìng bæåïc. 3.4. PHÆÅNG PHAÏP QHÂ KHI HAÌM MUÛC TIÃU COÏ DAÛNG TÄØNG: Trong thæûc tãú, nhiãöu træåìng håüp haìm muûc tiãu âæåüc biãøu diãùn trong daûng âa thæïc, laì täøng cuía nhiãöu thaình pháön. Låüi nhuáûn cuía xê nghiãûp trong n nàm bàòng täøng låüi nhuáûn caïc nàm; chi phê nhiãn liãûu âãø saín xuáút âiãûn nàng cuía toaìn hãû thäúng bàòng täøng chi phê nhiãn liãûu cuía caïc nhaì maïy âiãûn cuìng laìm viãûc trong hãû thäúng .v.v....Ta xeït baìi toaïn sau âáy: 3.4.1. Baìi toaïn phán phäúi taìi nguyãn: Coï mäüt loaûi taìi nguyãn ( nhán cäng, tiãön, maïy moïc, nguyãn liãûu...) træî læåüng laì b cáön phán phäúi cho n âån vë saín xuáút j (hoàûc n cäng viãûc) våïi (j = 1...n). Biãút ràòng nãúu phán phäúi cho âån vë thæï j mäüt læåüng taìi nguyãn laì xj thç ta thu âæåüc hiãûu quaí laì Cj(xj). Baìi toaïn âàût ra laì: Haîy tçm caïch phán phäúi læåüng taìi nguyãn b cho n dån vë saín xuáút j sao cho täøng säú hiãûu quaí laì låïn nháút, nghéa laì tçm caïc nghiãûm xj sao cho: n ∑C j =1 j ( x j ) → max (3 - 19) våïi caïc raìng buäüc Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 38
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn n ∑x j =1 j ≤b xj ≥ 0 j = 1, n (3 - 20) Kê hiãûu baìi toaïn trãn laì baìi toaïn Pn(b). Goüi hiãûu quaí täúi æu cuía baìi toaïn Pn(b) laì fn(b). 3.4.2.Phæång phaïp phæång trçnh truy toaïn: ( Phiãúm haìm Bellman) Âãø giaíi baìi toaïn trãn ta thæûc hiãûn viãûc läöng baìi toaïn Pn(b) vaìo hoü caïc baìi toaïn (quaï trçnh) sau: k ∑C j =1 j ( x j ) → max k = 1, n (3 - 21) Våïi caïc raìng buäüc k ∑x j =1 j ≤α α = 0, b xj ≥ 0 j = 1, n (3 - 22) Goüi baìi toaïn trãn laì Pk(α). Khi cho k vaì α thay âäøi, baìi toaïn Pk(α) seî thay âäøi taûo thaình hoü caïc baìi toaïn chæïa baìi toaïn ban âáöu khi k = n, α = b nghéa laì âaî chuyãøn quaï trçnh ténh thaình quaï trçnh âäüng (nhiãöu giai âoaûn, hay nhiãöu bæåïc tuìy yï nghéa cuía baìi toaïn). Goüi hiãûu quaí täúi æu cuía baìi toaïn Pk(α) laì fk(α). AÏp duûng nguyãn tàõc täúi æu cuía Qui hoaûch âäüng âãø giaíi baìi toaïn Pk(α) nhæ sau: Giaí sæí phán phäúi cho âån vë thæï k mäüt læåüng taìi nguyãn laì xk vaì nháûn âæåüc hiãûu quaí laì Ck(xk), læåüng taìi nguyãn coìn laûi (α-xk) seî phán phäúi cho (k-1) âån vë coìn laûi nháûn âæåüc hiãûu quaí täúi æu laì fk-1(α-xk), nhæ váûy hiãûu quaí täøng cäüng cuía k âån vë seî laì: Ck(xk) + fk-1(α-xk) (3-23) Nhæ váûy cáön tçm xk sao cho hiãûu quaí täøng cäüng tênh theo cäng thæïc (3-23) laì låïn nháút, nghéa laì hiãûu quaí täúi æu fk(α) âæåüc xaïc âënh nhæ sau: f k (α ) = max {Ck (xk ) + f k −1(α − xk ) } (3 - 24) 0 ≤ xk ≤ α Âáy chênh laì phæång trçnh truy toaïn cuía Qui hoaûch âäüng (coìn goüi laì phæång trçnh phiãúm haìm Bellman). Âaî biãút f1(α) chênh laì C1(α) våïi α thay âäøi, thay giaï trë f1 vaìo (3-6) seî xaïc âënh âæåüc f2(α): Biãút f2(α) seî tênh âæåüc f3(α) .... cho k vaì α thay âäøi cuäúi cuìng seî tênh âæåüc hiãûu f 2 (α ) = max {C2 (x2) + f1(α − x2) } (3 - 25) 0 ≤ x2 ≤ α quaí täúi æu fn(b) cuía baìi toaïn Pn(b). Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 39
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn 3.4.3. AÏp duûng âãø giaíi baìi toaïn thæûc tãú: Vê duû 3-2: Mäüt cäng ty âáöu tæ mua 6 maïy måïiâãø phán bäø cho 3 âån vë saín xuáút. Biãút ràòng nãúu phán phäúi xj maïy cho âån vë thæï j seî mang laûi hiãûu quaí laì Cj(xj) cho trong baíng 3-1. Haîy tçm phæång aïn phán bäø caïc chiãúc maïy sao cho mang laûi hiãûu quaí cao nháút? Baíng 3-1. Tiãön laîi (Triãûu âäöng) C1(x) C2(x) C3(x) Säú maïy âæåüc phán phäúi 0 0 0 0 1 4 2 3 2 6 4 4 3 7 6 4 4 8 7 4 5 8 8 4 6 8 9 4 Diãùn âaût baìi toaïn dæåïi daûng toaïn hoüc nhæ sau: Haîy tçm caïc nghiãûm xj sao cho âaût cæûc âaûi haìm muûc tiãu: 3 ∑C j =1 j ( x j ) → max thoía maín caïc raìng buäüc: x1 + x2 + x3 = 6 xj ≥ 0 j = (1,3) Goüi fk(α) laì hiãûu quaí täúi æu ( tiãön laîi låïn nháút ) khi phán phäúi α maïy cho k âån vë saín xuáút. Phæång trçnh phiãúm haìm Bellman nhæ sau: f k (α ) = max {Ck (xk ) + f k −1(α − xk ) } 0 ≤ xk ≤ α Ta coï f1(α) = C1(α), thay âäøi k = (1,3) vaì α = (0,6) coï caïc bæåïc tênh toaïn sau: a. Cho k = 1 vaì thay âäøi α = (0,6) f1(0) = 0; f1(1) = 4; f1(2) = 6; f1(3) = 7; f1(4) = 8; f1(5) = 8; f1(6) = 8; b. Cho k = 2 vaì thay âäøi α = (0,6) f2(0) = 0; Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 40
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn f 2 (1) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (1 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤1 = max{C 2 (1) + f1 (0); C 2 (0) + f1 (1)} = max{(0 + 4); (2 + 0)} = 4 f 2 (2) = max{C 2 ( x 2 ) + f1 (2 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 2 = max{C 2 (0) + f 1 (2); C 2 (1) + f1 (1); C 2 (2) + f1 (0)} = max{(0 + 6); (2 + 4); (4 + 0)} = 6 f 2 (3) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (3 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 3 = max{C 2 (0) + f 1 (3); C 2 (1) + f 1 (2); C 2 (2) + f1 (1); C 2 (3) + f1 (0)} = max{(0 + 7); (2 + 6); (4 + 4); (6 + 0)} = 8 f 2 (4) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (4 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 4 = max{C 2 (0) + f 1 (4); C 2 (1) + f1 (3); C 2 (2) + f1 (2); C 2 (3) + f 1 (1); C 2 (4) + f1 (0)} = max{(0 + 8); (2 + 7); (4 + 6); (6 + 4); (7 + 0)} = 10 f 2 (5) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (5 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 5 ⎧C 2 (0) + f 1 (5); C 2 (1) + f 1 (4); C 2 (2) + f 1 (3); C 2 (3) + f 1 (2);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 2 (4) + f 1 (1); C 2 (5) + f 1 (0) ⎭ = max{(0 + 8); (2 + 8); (4 + 7); (6 + 6); (7 + 4); (8 + 0)} = 12 f 2 (6) = max{C 2 ( x 2 ) + f 1 (6 − x 2 )} 0 ≤ x2 ≤ 6 ⎧C 2 (0) + f 1 (6); C 2 (1) + f 1 (5); C 2 (2) + f 1 (4); C 2 (3) + f 1 (3);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 2 (4) + f 1 (2); C 2 (5) + f 1 (1); C 2 (6) + f 1 (0); ⎭ = max{(0 + 8); (2 + 8); (4 + 8); (6 + 7); (7 + 6); (8 + 4); (9 + 0)} = 13 c. Cho k = 3: Ta xeït ngay træåìng håüp α = 6 (Vç khäng cáön chuáøn bë säú liãûu âãø tênh f4, våïi k = 4, do chi coï 3 âån vë saín xuáút) f 3 (6) = max{C 3 ( x3 ) + f 2 (6 − x3 )} 0 ≤ x3 ≤ 6 ⎧C 3 (0) + f 2 (6); C 3 (1) + f 2 (5); C 3 (2) + f 2 (4); C 3 (3) + f 2 (3);⎫ = max ⎨ ⎬ ⎩C 3 (4) + f 2 (2); C 3 (5) + f 2 (1); C 3 (6) + f 2 (0); ⎭ = max{(0 + 13); (3 + 12); (4 + 10); (4 + 8); (4 + 6); (4 + 4); (4 + 0)} = 15 Váûy hiãûu quía täúi æu khi âem 6 chiãúc maïy phán phäúi cho 3 âån vë saín xuáút seî laì: f3(6) = C3(1) + f2(5) = C3(1) + C2(3) + f1(2) = C3(1) + C2(3) + C1(2) = 15 triãûu âäöng Phæång aïn phán phäúi täúi æu laì: x1 = 2; x2 = 3; x3 = 1 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 41
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn 3.5. PHÆÅNG PHAÏP QUY HOAÛCH ÂÄÜNG XAÏC ÂËNH CÅ CÁÚU TÄÚI ÆU CAÏC TÄØ MAÏY LAÌM VIÃÛC Mäüt trong nhæîng baìi toaïn quan troüng cáön giaíi quyãút khi váûn haình vaì thiãút kãú hãû thäúng âiãûn laì æïng våïi mäùi thåìi âiãøm cáön xaïc âënh säú täø maïy laìm viãûc vaì cäng suáút æïng våïi mäùi täø maïy sao cho âaûi cæûc trë mäüt haìm muûc tiãu naìo âoï. Chè tiãu täúi æu åí âáy coï thãø laì chi phê tênh toaïn vãö saín xuáút âiãûn nàng laì nhoí nháút, laì täøng âiãûn nàng saín xuáút ra laì cæûc âaûi, âäü tin cáûy cung cáúp âiãûn cuía toaìn hãû thäúng âaût cæûc âaûi .v.v... Âãø âån giaín chè tiãu täúi æu thæåìng xeït theo cæûc tiãøu læåüng nhiãn liãûu tiãu hao trong toaìn hãû thäúng. Xeït phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa caïc nhaì maïy trong hãû thäúng theo haìm muûc tiãu laì täøng chi phê nhiãn liãûu trong toaìn hãû thäúng laì beï nháút. Khi âoï giaí thiãút ràòng åí mäùi thåìi âiãøm säú täø maïy n vaì phuû taíi täøng Pn âaî biãút, cáön xaïc âënh Pi ; i = 1, 2... n sao cho chi phê nhiãn liãûu B∑ ⇒ min. Trong muûc naìy seî sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng xeït baìi toaïn xaïc âënh säú täø maïy täúi æu cáön thiãút laìm viec åí tæìng thåìi âiãøm (giai âoaûn) âäöng thåìi xaïc âënh læåüng cäng suáút täúi æu phán phäúi giæîa chuïng. Nhæ váûy åí âáy tæång âæång våïi baìi toaïn xaïc âënh saïch læåüc täúi æu phán phäúi nguäön väún täøng Pft cho n âäúi tæåüng P1, P2 ... Pn trong caí thåìi kyì nhiãöu bæåïc t = 1, 2 ..., T sao cho âaût cæûc tiãøu vãö chi phê nhiãn liãûu täøng B∑. Træåïc hãút âãø âån giaín, ta giaí thiãút laì säú læåüng täø maïy laìm viãûc chè phuû thuäüc vaìo chè tiãu læåüng nhiãn liãûu tiãu hao maì chæa xeït âãún aính hæåíng cuía viãûc ngæìng hoàûc måí laûi täø maïy, nghéa laì åí âáy chæa xeït âãún täøn hao nhiãu liãûu khi måí maïy. Våïi giaí thiãút âoï thç quaï trçnh coï thãø xeït âäüc láûp åí mäùi thåìi âiãøm. Âiãöu naìy âuïng âäúi våïi caïc nhaì maïy nhiãût âiãûn vç giaí thiãút ràòng læåüng nguäön nhiãn liãûu khäng bë haûn chãú. Âäúi våïi thuíy âiãûn cáön tháûn troüng hån, vç quyãút âënh læåüng cäng suáút åí bæåïc naìy coï aính hæåíng nhiãöu âãún quyãút âënh cuía bæåïc sau vç phaíi âaím baío læåüng næåïc tiãu hao khäng âäøi cho caí chu kyì âiãöu tiãút. Nhæ váûy træåïc hãút ta xeït cå cáúu täúi æu caïc täø maïy nhiãût âiãûn laìm viãûc åí mäùi thåìi âiãøm vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng, nghéa laì baìi toaïn âæåüc phaït biãøu nhæ sau: Giaí thiãút hãû thäúng gäöm n täø maïy nhiãût âiãûn. Æïng våïi mäùi thåìi âiãøm t trong giai âoaûn T, cáön xaïc âënh caïc giaï trë cäng suáút phaït cuía caïc täø maïy. Sao cho : n B∑ = ∑ i =1 Bi(Pi ) ⇒ min (3-26) vaì thoîa maîn raìng buäüc : n ∑ i =1 Pi = Pft (3-27) Pimin ≤ Pi ≤ Pimax (3-28) Trong âoï Bi (Pi) laì quan hãû giæîa chi phê nhiãn liãûu cuía täø maïy i khi phaït cäng suáút Pi , Pft laì yãu cáöu vãö cäng suáút täøng cuía hãû thäúng coï kãø âãún täøn hao trong maûng âiãûn. ÅÍ âáy Pft chênh laì læåüng nguäön väún täøng cáön phán phäúi cho n âäúi tæåüng. Låìi giaíi [Pi] ; i = 1, 2, ...,n thoía maîn caïc âiãöu kiãûn trãn seî cho ta biãút vãö cå cáúu täúi æu caïc täø maïy, æïng våïi Pk = 0 chæïng toí åí thåìi âiãøm âoï khäng nãn cho täø maïy k laìm viãûc. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 42
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Sau âáy trçnh baìy thuáût toaïn giaíi dæûa trãn phæång trçnh phiãúm haìm Bellman. 3.5.1. Thuáûn toaïn dæûa trãn phæång trçnh phiãún haìm Bellman ÅÍ âáy ta sæí duûng phæång phaïp quy hoaûch âäüng trong saïch læåüc phán phäúi täúi æu (nguäön väún) cäng suáút Pft cho n âäúi tæåüng. Giaí thiãút âäúi tæåüng thæï n âaî nháûn cäng suáút Pn, theo nguyãn lyï täúi æu cuía quy hoaûch âäüng, duì Pn laì bao nhiãöu, thç säú nguäön coìn laûi (Pft - Pn) cuîng phaíi phán phäúi mäüt caïch täúi æu cho ( n - 1) âäúi tæåüng coìn laûi. Khi âoï chi phê nhiãn liãûu trong toaìn hãû thäúng laì: B (P1, ...., Pn) = Bn (Pn) + fn-1(Pft - Pn) (3-29) Trong âoï Bn(Pn) laì chi phê nhiãn liãûu cuía täø maïy thæï n khi cäng suáút phaït ra laì Pn fn-1(Pft - Pn) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi læåüng cäng suáút (Pft - Pn) cho (n - 1) täø maïy coìn laûi. Viãûc choün täø maïy naìo laì thæï n khäng aính hæåíng âãún kãút quaí tênh toaïn B (P1, ..., Pn). Tæì âáy ta coï phæång trçnh phiãúm haìm Bellman trong træåìng håüp naìy nhæ sau: fn(Pft) = min {Bn(Pn) + fn-1(Pf1 - Pn)} (3-30) 0 ≤ Pn ≤ Pft Trong âoï fn(Pft) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán læåüng cäng suáút täøng Pft cho n täø maïy nhiãût âiãûn. Biãøu thæïc (3-30) coï daûng truy chæïng nhæ âaî biãút, vaì viãûc giaíi cuîng seî âæåüc tiãún haình theo hai quaï trçnh: Quaï trçnh ngæåüc nhàòm xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn, nghéa laì xaïc âënh cå cáúu täø maïy täúi æu våïi nhæîng giaï trë nguäön khaïc nhau khi bàõt âáöu tæì bæåïc cuäúi cuìng, åí âáy laì mäüt täø maïy. Sau âoï xaïc âënh täúi æu coï âiãöu kiãûn cuía hai bæåïc cuäúi cuìng, åí âáy laì hai täø maïy .v.v... cho âãún n täø maïy. Nhæ váûy quaï trçnh ngæåüc laì chuáøn bë âáöy âuí thäng tin vãö låìi giaíi täúi æu phuûc vuû cho quaï trçnh thuáûn tiãúp theo. Trong quaï trçnh thuáûn, càn cæï vaìo Pft âaî cho, dæûa vaìo nhæîng kãút quaí chuáøn bë åí quaï trçnh ngæåüc, xaïc âënh âæåüc cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng. Sau âáy trçnh baìy thuáût toaïn cuía quaï trçnh ngæåüc vaì thuáûn âãø giaíi baìi toaïn âaî nãu. Quaï trçnh ngæåüc bao gäöm caïc bæåïc sau âáy : 1. Tçm låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn âäúi våïi tæìng täø maïy, nghéa laì xaïc âënh Bi(Pi); i= 1, 2, ..., n, trong âoï Pi nháûn caïc giaï trë tæì Pi = 0 âãún Pimax. Trong træåìng håüp âàûc tênh tiãu hao nhiãn liãûu Bi(Pi) cho i trong daûng baíng säú, ta coï thãø sæí duûng træûc tiãúp. Kãút quaí tênh åí bæåïc naìy âæåüc ghi vaìo bäü nhåï, chênh laì caïc giaï trë f1(Pi) = Bi(Pi) 2. Âäúi våïi træåìng håüp hai täø maïy, ta aïp duûng phæång trçnh phiãúm haìm Bellman, cáön xaïc âënh: f2(Pft) = min {B2(P2) + f1(Pft - P2)} (3-31) P2min ≤ P2 ≤ P2max Trong âoï f2(Pft) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi phuû taíi Pft cho hai täø maïy; f1(Pft - P2) laì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu cuía täø maïy mäüt khi coï læåüng phuû taíi chung laì Pft vaì täø maïy thæï hai nháûn P2. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 43
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn ÆÏng våïi bæåïc naìy, âãø xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn ta cáön thæûc hiãûn hai chu trçnh. * Chu trçnh trong: Cho giaï trë Pft laì cæûc tiãøu : Pftmin vaì thay âäøi giaï trë P2 tæì 0 âãún P2max (hoàûc tæì P2min). Våïi mäùi giaï trë P2 ta tênh chi phê nhiãn liãûu cho hai täø maïy, sau âoï so saïnh láúy giaï trë min, theo biãøu thæïc (3-31). Nhæ váûy æïng våïi mäüt giaï trë phuû taíi Pftmin trong træåìng håüp 2 täø maïy, ta ghi âæåüc trë säú täúi æu P2 (Pftmin) laì cäng suáút cáön phaït cuía täø maïy 2. Táút nhiãn P1 = Pftmin - P2. Ngoaìi ra cuîng ghi âæåüc giaï trë chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi phán phäúi Pftmin cho hai täø maïy. * Chu trçnh giæîa: Báy giåì cho giaï trë Pft tàng dáön, tæì Pft = Pf1min = ∆P âãún Pf1=2∆P ..., trong âoï ∆P laì báûc cäng suáút chung trong hãû thäúng (thæåìng càn cæï theo baíng säú liãûu âaî cho). Æïng våïi mäùi giaï trë Pft ta laûi thay âäøi giaï trë P2 nhæ trçnh baìy åí chu trçnh trong vaì xaïc âënh âæåüc P2 (Pftmin + K∆P) vaì f2( Pftmin + K∆P); K = 1,2,... Tàng dáön giaï trë Pft âãún Pftmax = P1max + P2max Toïm laûi åí cuäúi bæåïc hai naìy, âäúi våïi hai täø maïy ta ghi âæåüc mäüt daîy kãút quaí vãö phán phäúi täúi æu caïc phuû taíi Pftmin; (Pftmin + K∆P); ...; (P1max + P2max) cho hai täø maïy. Nhæîng kãút quaí âoï laì : P2 (Pftmin + K∆P) vaì f2 (Pf1min + K∆P); K = 1,2,.... Nhæîng säú liãûu naìy chuáøn bë cho quaï trçnh thuáûn sau naìy. 3. Trãn âáy laì cäng viãûc chuáøn bë cho hai täø maïy. Báy giåì âãø tiãúp tuûc tênh cho 3 täø maïy ta thæûc hiãûn nhæ sau: * Chu trçnh ngoaìi: Cho säú täø maïy tàng âãún 3. ÆÏng våïi säú täø maïy nháút âënh (n = 3) quaï trçnh tênh toaïn làûp laûi hai chu trçnh trong vaì giæîa, nghéa laì laûi thay âäøi giaï trë P3 (våïi Pft cäú âënh) sau âoï laûi thay âäøi Pft . Nhæ váûy æïng våïi 3 täø maïy, cuîng xaïc âënh âæåüc giaï trë cäng suáút täúi æu cuía täø maïy thæï ba P3(Pft + K∆P) vaì giaï trë cæûc tiãøu cuía chi phê nhiãn liãûu cho ba täø maïy f3(Pft+K∆P) khi phuû taíi thay âäøi (Pft + K∆P) , K = 0,1, 2 ...Nhæîng kãút quaí naìy âãöu âæåüc ghi vaìo bäü nhåï maïy tênh. 4. Xeït tiãúp cho 4, 5, ..., n täø maïy Âãún âáy kãút thuïc quaï trçnh ngæåüc vaì cäng viãûc chuáøn bë âaî xong, nghéa laì âaî coï caïc bäü säú liãûu sau: Bi(Pi); i = 1, 2, ..., n f2(Pft); P2(Pft) f3(Pft); P3(Pft) .............. fn(Pft); Pn(Pft) Trong âoï Pft âæåüc nháûn caïc giaï trë khaïc nhau, tæì Pftmin âãún Pftmax æïng våïi mäùi bæåïc (1, 2, ..., n täø maïy) Quaï trçnh chuáøn bë gäöm ba chu trçnh: trong, giæîa vaì ngoaìi trãn âáy coï thãø mä taí så læåüc nhåì giaín âäö khäúi nhæ sau (hçnh 3-2). Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 44
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Nháûp säú liãûu k := k + 1 Pft := Pft + ∆P Pk := Pk + ∆P Tênh fk(Pft) = Bk(Pk) + fk-1(Pft - Pk) S Pk = Pkmax Â Choün Fk = Min {fk(Pft)} S Pft = Pftmax Â S k=n Â IN KÃÚT QUAÍ DÆÌNG MAÏY Hçnh 3-2 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 45
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Tiãúp theo trong quaï trçnh thuáûn, càn cæï vaìo phuû taíi täøng âaî cho åí thåìi âiãøm âang (n ) xeït Pft vaì säú læåüng täø maïy n coï khaí nàng tham gia, ta seî xaïc âënh âæåüc säú täø maïy coï giaï trë Pi ≥ 0; Biãút Pft vaì säú n dæûa vaìo säú liãûu åí quaï trçnh ngæåüc, tæì bäü nhåï ruït ra âæåüc Pn vaì fn(Pft), nghéa laì xaïc âënh âæåüc giaï trë cäng suáút täúi æu cuía täø maïy thæï n vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu cho n täø maïy. Nãúu tçm ra Pn = 0, coï nghéa laì täø maïy thæï n khäng laìm viãûc. Tiãúp theo xaïc âënh phuû taíi æïng våïi (n - 1) täø maïy coìn laûi : Pftn − 1) = Pftn ) - Pn ( ( æïng våïi læåüng phuû taíi Pftn − 1) naìy, våïi (n - 1) täø maïy ta tra âæåüc giaï trë Pn-1 vaì fn-1( Pftn − 1) ). ( ( Tiãúp tuûc laìm nhæ váûy cho âãún khi coìn mäüt täø maïy (täø maïy thæï nháút) vaì xaïc âënh âæåüc Pn, Pn-1,..., P2, P1 thoía maîn Bn(Pn) + Bn-1(Pn-1) + ... + B2(P2) + B1(P1) ⇒ min n ∑ P = P( ) i =1 i ft n Trãn âáy âaî trçnh baìy thuí tuûc xaïc âënh cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa chuïng, æïng våïi giaï trë phuû taíi täøng Pft åí mäüt thåìi âiãøm nháút âënh. Khi phuû taíi täøng thay âäøi åí nhæîng thåìi âiãøm khaïc nhau quaï trçnh tênh toaïn làûp laûi tæång tæû. 3.5.2. Âàûc âiãøm khi xuáút hiãûn thuíy âiãûn trong hãû thäúng Giaí thiãút trong hãû thäúng coï nhæîng täø maïy thuíy âiãûn coï thãø âiãöu chènh cäng suáút phaït PTÂi theo chu kyì âiãöu tiãút cuía häö chæïa næåïc. Baìi toaïn xaïc âënh cå cáúu vaì phán phäúi täúi æu cäng suáút giæîa caïc täø maïy nhiãût vaì thuíy âiãûn trong træåìng håüp naìy phaíi thoía maîn nhæîng raìng buäüc sau âáy : - Chi phê nhiãn liãûu cuía toaìn hãû thäúng trong caí chu kyì khaío saït laì cæûc tiãøu (B∑⇒min). - Læåüng næåïc tiãu thuû båíi mäùi nhaì maïy thuíy âiãûn trong chu kyì âiãöu tiãút khäng væåüt giaï trë cho pheïp Qcf. - Thoía maîn vãö cán bàòng cäng suáút trong toaìn hãû thäúng taûi mäùi thåìi âiãøm cuía chu kyì khaío saït. Âãø giaíi baìi toaïn naìy ta váùn sæí duûng thuáût toaïn cuía quy hoaûch âäüng, nhæng cáön læu yï nhæîng âiãøm sau âáy. Âäúi våïi caïc täø maïy nhiãût âiãûn váùn sæí duûng nhæîng quan hãû chi phê nhiãn liãûu Bi(Pi), trong daûng giaíi têch hoàûc baíng säú thäúng kã. Nhæng âäúi våïi täø maïy thuíy âiãûn phaíi chuyãøn thaình täø maïy nhiãût âiãûn quy âäøi, khi âoï ta nhán toaìn bäü giaï trë læu læåüng næåïc Qk våïi hãû säú hiãûu quaí nàng læåüng λ trong quan hãû Qk = f (PTÂk) cuía täø maïy thuíy âiãûn k. Sau âoï cuîng tiãún haình quaï trçnh chuáøn bë âãø xaïc âënh låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn æïng våïi caïc giaï trë phuû taíi täøng Pft khaïc nhau. Trong quaï trçnh thuáûn sau khi xaïc âënh âæåüc giaï trë Pi; i = 1, 2, ...n åí nhæîng thåìi âiãøm khaïc nhau trong chu kyì âiãöu tiãút, nghéa laì xaïc âënh âæåüc âäö thë phuû taíi cuía caïc täø maïy. Nhæîng giaï trë naìy laì kãút quaí æïng våïi mäüt giaï trë λ âaî choün. Vç váûy phaíi kiãøm tra Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 46
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn âiãöu kiãûn raìng buäüc vãö læu læåüng næåïc cho pheïp trong chu kyì âiãöu tiãút cuía thuíy âiãûn. Nãúu khäng thoía maîn raìng buäüc, nghéa laì giaï trë læu læåüng tênh toaïn Qit ≠ Qcf thç phaíi choün laûi giaï trë λ vaì tênh laûi caïc quaï trçnh ngæåüc vaì thuáûn åí trãn . Toïm laûi låìi giaíi täúi æu cuía baìi toaïn xaïc âënh cå cáúu täø maïy vaì phán phäúi cäng suáút giæîa chuïng trong træåìng håüp coï nhiãût âiãûn vaì thuíy âiãûn laì sæû kãút håüp phæång phaïp choün dáön hãû säú λ cuía thuíy âiãûn våïi thuáût toaïn cuía quy hoaûch âäüng. * Chuï yï : Trong træåìng håüp hãû thäúng gäöm toaìn caïc täø maïy thuíy âiãûn, thuáût toaïn giaíi theo phæång phaïp quy hoaûch âäüng hoaìn toaìn nhæ âäúi våïi hãû gäöm toaìn nhiãût âiãûn, khi âoï haìm muûc tiãu laì cæûc tiãøu læåüng tiãu hao næåïc. 3.5.3. AÏp duûng âãø giaíi baìi toaïn thæûc tãú: Vê duû 3-3: Xaïc âënh cå cáúu täúi æu caïc täø maïy laìm viãûc vaì phán bäú cäng suáút täúi æu giæîa chuïng trong nhaì maïy nhiãût âiãûn gäöm 3 täø maïy coï âàûc tênh tiãu hao nhiãn liãûu cho trong baíng 3-2. Baíng 3-2 . Pft [MW] 0 2 4 6 8 10 12 B1 [táún/h] 2 3 3,5 4 5 6 8 B2 [táún/h] 1 2 2,5 4,5 5,5 7 9 B3 [táún/h] 3 3 3 4 5,2 6,7 10 Ta bàõt âáöu bàòng quaï trçnh ngæåüc nhàòm chuáøn bë caïc låìi giaíi täúi æu coï âiãöu kiãûn våïi säú täø maïy khaïc nhau vaì phuû taíi täøng Pft khaïc nhau âãø sæí duûng trong quaï trçnh thuáûn tçm låìi giaíi cuía baìi toaïn phán bäú täúi æu. Træåìng håüp nhaì maïy chè coï mäüt täø maïy, ta coï chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu chênh laì giaï trë Bi(Pi) våïi i=(1,3) nhæ trong baíng 3-2. Træåìng håüp coï 2 täø maïy, cáön xaïc âënh chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi 2 täø maïy nháûn phuû taíi chung laì Pft. Ta thay âäøi giaï trë cuía Pft tæì P1min (hoàûc P2min) âãún (P1max+P2max) theo báûc cäng suáút cho trong baíng 3-2 vaì æïng våïi mäùi giaï trë cuía Pft täøng ta thay âäøi caïc giaï trë cuía P1, P2 âãø choün giaï trë min cuía chi phê nhiãn liãûu täøng theo phæång trçnh phiãúm haìm Bellman. f2(Pft) = Min { B2(P2) + f1 (Pft - P2)} = Min {B2(P2) + B1(Pft-P2)} 0 ≤ P2 ≤ 12 Chàóng haûn: Khi Pft = 0, cho P1= 0, P2= 0; Ta coï f2(0) = Min {B2(0) + B1(0)} = 2+1 = 3 Khi Pft = 2: f2(2)=Min{B2(0) + B1(2); B2(2) + B1(0)}= Min{1+3; 2+2}=4 Khi Pft = 4: f2(4)=Min{B2(0)+B1(4); B2(2)+B1(2); B2(4)+B1(0)}= Min{1+3,5; 3+2; 2,5+2}= 4,5. Cæï thãú tiãúp tuûc cho âãún Pft = 24 MW Âãø tiãûn låüi cho qua ttrçnh thuáûn ta duìng baíng 3-3 âãø tênh toaïn ghi laûi caïc kãút quaí. ÆÏng våïi mäùi giaï trë phuû taíi bàòng täøng cäng suáút phaït cuía 2 täø maïy (Pft=P1+P2), ta coï caïc giaï trë chi phê nhiãn liãûu cuía caí 2 täø maïy ghi theo caïc ä trãn âæåìng cheïo coï Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 47
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn Pft=P1+P2, tæì caïc giaï ttrë trãn âæåìng cheïo naìy ta choün giaï trë min, âoï chênh laì giaï trë f2(Pft) khi Pft=P1+P2, trong âoï P1 vaì P2 laì cäng suáút phaït täúi æu cuía 2 täø maïy1 vaì 2. Trong baíng 3-2 caïc giaï trë f2(Pft) naìy âæåüc khoanh troìn. ÅÍ quaï trçnh thuáûn, giaí sæí nhaì maïy coï 2 täø maïy 1 vaì 2 laìm viãûc vaì Pft = 10MW, dæûa vaìo baíng 3-2 trãn âæåìng cheïo Pft = 10MW ta coï f2(10) = 6,5 táún/h vaì cå cáúu täúi æu phaït cäng suáút cuía caïc täø may laì: P1(10) = 6MW; P2(10) = 4MW. Tæång tæû: f2(16) = 10,5 táún/h P1(16) = 10MW P2(16) = 6MW f2(20) = 13,0 táún/h P1(20) = 10MW P2(20) = 10MW Baíng 3-3 . Pft 0 2 4 6 8 P1 0 2 4 6 8 10 12 10 P2 B2\B1 2 3 3.5 4 5 6 8 12 0 1 3 4 4.5 5 6 7 9 14 2 2 4 5 5.5 6 7 8 10 16 4 2.5 4.5 5.5 6 6.5 7.5 8.5 10.5 18 6 4.5 6.5 7.5 8 8.5 9.5 10.5 12.5 20 8 5.5 7.5 8.5 9 9.5 10.5 11.5 13.5 22 10 7 9 10 11 11 12 13 15 24 12 9 11 12 13 13 14 15 17 Tiãúp theo cáön tênh toaïn cho træåìng håüp nhaì maïy coï 3 täø maïy laìm viãûc: f3(Pft) = Min { B3(P3) + f2 (Pft - P3)} 0 ≤ P3 ≤ 12 Trong âoï B3(P3) láúy tæì baíng 3-2 vaì f2(Pft-P3) láúy tæì baíng 3-3. Kãút quaí tênh toaïn nhæ trãn baíng 3-4. Baíng 3-4 . Pft 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 P12 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 22 P3 B3\f2 3 4 4.5 5 6 6.5 7.5 8.5 10.5 11.5 13 15 17 24 0 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 16 18 20 26 2 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 16 18 20 28 4 3 6 7 7.5 8 9 9.5 10.5 11.5 13.5 14.5 22 18 20 30 6 4 7 8 8.5 9 10 10.5 11.5 12.5 14.5 15.5 17 19 21 32 8 5.2 8.2 9.2 9.7 10.2 11.2 11.7 12.7 13.7 15.7 16.7 18.2 20.2 22.2 34 10 6.7 9.7 10.7 11.2 11.7 12.7 13.2 14.2 15.2 17.2 18.2 19.7 21.7 23.7 36 12 10 13 14 14.5 15 16 16.5 17.5 18.5 20.5 21.5 23 25 27 Dæûa vaìo baíng 3-4 vaì baíng 3-3 coï thãø xaïc âënh âæåüc cå cáúu phán bäú täúi æu cäng suáút giæîa caïc täø maïy vaì chi phi nhiãn liãûu cæûc tiãøu khi biãút phuû taíi täøng Pft. a. Xeït træåìng håüp phuû taíi täøng Pft = 20MW - Tæì baíng 3-4 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 20MW ta tra âæåüc f3(20) = 12,5táún/h vaì tæång æïng P3(20) = 6MW, P1-2(20) = 14MW. - Tæì baíng 3-3 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 14MW ta tra âæåüc f2(14) = 8,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(14) = 10MW, P2(14) = 4MW. Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 48
- Män hoüc: Váûn haình Hãû thäúng âiãûn - Nhæ váûy, khi Pft = 20MW ta coï cå cáúu phán bäú täúi æu cäng suáút cho caïc täø may nhæ sau: P1 = 10MW, P2 = 4MW , P3 = 6MW vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu laì 12,5 táún/h. - Phæång aïn phán bäú täúi æn trãn laì duy nháút. b. Xeït træåìng håüp phuû taíi täøng Pft = 18MW - Tæì baíng 3-4 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 18MW ta tra âæåüc f3(18) = 11,5táún/h vaì tæång æïng P3(18) = 4MW, P1-2(18) = 14MW, hoàûc P3(18) = 6MW , P1-2(18) = 12MW. - Tæì baíng 3-3 theo âæåìng cheïo æïng våïi Pft = 14MW ta tra âæåüc f2(14) = 8,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(14) = 10MW, P2(14) = 4MW. Hoàûc theo âæåìng cheïo æïng våïi træåìng håüp Pft = 12MW ta tra âæåüc f2(12) = 7,5 táún/h vaì tæång æïng coï âæåüc P1(12)=8MW, P2(12) = 4MW. - Nhæ váûy, khi Pft = 18MW ta coï 2 phæång aïn phán bäú täúi æu cäng suáút cho caïc täø maïy nhæ sau: P1 = 10MW, P2 = 4MW , P3 = 4MW hoàûc P1 = 8MW, P2 = 4MW , P3=6MW vaì chi phê nhiãn liãûu cæûc tiãøu laì 11,5 táún/h. - Phæång aïn phán bäú täúi æn trãn laì khäng duy nháút. Âãø thuáûn tiãn cho viãûc sæí duûng trong quaï trçnh váûn haình, chuïng ta coï thãø tênh toaïn træåïc caïc phæång aïn phán bäú täúi æu cäng suáút tæåïng våïi phuû taíi täøng âaî biãút nhæ trãn baíng3-5 . Baíng 3-5 . Pft 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 f3(t/h) 6 6 6 7 7,5 8 9 9,5 10,5 11,5 P1(MW) 0 0 0 0 4 6 8 6 8 10 P2(MW) 0 0 0 0 0 0 0 4 4 4 P3(MW) 0 2 4 6 4 4 4 4 4 4 Pft 20 22 24 26 28 30 32 34 36 f3(t/h) 12,5 13,7 15,2 16,7 18,2 19,7 21,7 23,7 27 P1(MW) 10 10 10 10 10 10 10 12 12 P2(MW) 4 4 4 8 10 10 12 12 12 P3(MW) 6 8 10 8 8 10 10 10 12 Nhoïm Nhaì maïy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Âaì Nàông . 49
CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 6 - Chất lượng điện năng và vấn đề điều chỉnh tần số, điện áp trong hệ thống điện
0 p |
1345 |
628
-
Tài liệu Bồi huấn công tác vận hành hệ thống điện
72 p |
764 |
492
-
Giáo trình Vận hành hệ thống điện
102 p |
648 |
306
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 1 - Các phương pháp dự báo phụ tải điện năng
0 p |
649 |
306
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 1
0 p |
420 |
247
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 5 - Các phương pháp đánh giá độ tin cậy của các sơ đồ cung cấp điện
0 p |
480 |
239
-
Vận hành hệ thống Điện: Chương 4 - Những khái niệm cơ bản về độ tin cậy
0 p |
452 |
187
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 6
0 p |
330 |
153
-
Giáotrình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 3
0 p |
285 |
140
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 2
0 p |
267 |
136
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 5
0 p |
183 |
103
-
Giáo trình môn Vận hành hệ thống điện - Chương 4
0 p |
198 |
88
-
Ebook Vận hành hệ thống điện: Phần 2
158 p |
183 |
85
-
Bài giảng Vận hành hệ thống điện - ThS. Võ Phúc Lập
151 p |
125 |
71
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Chương 3 - Võ Ngọc Điều
92 p |
133 |
67
-
Ebook Vận hành hệ thống điện: Phần 1
172 p |
116 |
61
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Phần mở đầu - Võ Ngọc Điều
76 p |
87 |
41
-
Bài giảng Giải tích hệ thống điện nâng cao: Phần kết - Võ Ngọc Điều
24 p |
93 |
38

WARC-Type: response

Content-Type: application/http; msgtype=response

WARC-Identified-Payload-Type: application/xhtml+xml

Server: Apache/2.2.31 (CentOS)

Connection: close

Pragma: no-cache

Cache-Control: no-store, no-cache, must-revalidate, post-check=0, pre-check=0

Set-Cookie: TLDEVNamespace=616odcfhj7qa2n6873l7tdbb61; path=/; domain=.tailieu.vn; HttpOnly

Vary: Accept-Encoding

Content-Type: text/html; charset=UTF-8