Thực tế hiện nay cho thấy việc tính toán áp lực nước va và dao động mực nước của tháp điều áp trong thuỷ điện vẫn còn khá thủ công, tốn nhiều thời gian công sức, dễ nhầm lẫn. Phần mềm (Transients) tính toán chuyển tiếp của trạm thuỷ điện được thương mại hoá đầu tiên tại Việt Nam đã khắc phục được những nhược điểm này.
 |
Thực trạng về cách tính toán về dao động nước trong Thuỷ điện
Tiến sĩ Nguyễn Văn Sơn, Đại học Thuỷ lợi, Hà Nội, tác giả phần mềm tính toán chế độ chuyển tiếp của trạm thuỷ điện cho biết, trong thực tế xây dựng và sản xuất điện năng là bài toán rất phức tạp. Việc tính toán nước và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp cần phải được tính toán chính xác hoá một cách nhanh chóng để đáp ứng được yêu cầu của thực tiễn sản xuất hiện nay, giúp nhà thiết kế nhanh chóng xác định được phương án khai thác, quy mô kích thước và các giải pháp kết cấu công trình hợp lý.
Lý thuyết tưởng dễ dàng nhưng trên thực tế việc tính toán nói trên hiện nay ở nước ta còn một số tồn tại, hạn chế. Nhiều đơn vị còn tính toán áp lực nước va và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp theo cách riêng rẽ, không xét được ảnh hưởng qua lại giữa các hạng mục, kết quả kém chính xác. Ngoài ra, cách tính lại dựa vào các công thức kinh nghiệm để tính toán, đưa vào nhiều giả thiết để giảm bỏ bớt các nhân tố ảnh hưởng dẫn đến kết quả tính toán kém chính xác. Tính toán thủ công tốn nhiều thời gian công sức đặc biệt là khi tính cho nhiều phương án, không trực quan, dễ nhầm lẫn.
Việc tính toán nói trên còn hạn chế ở việc, không tính toán được các tổ hợp vận hành phức tạp có thể xảy ra trong thực tế (ví dụ như tăng tải tổ máy cuối cùng sau đó gặp sự cố phải cắt tải đột ngột… Tổ hợp này rất nguy hiểm và cũng dễ xảy ra, vì các sự cố hầu hết xảy ra trong quá trình điều khiển). Hiện nay các tổ hợp này đã được áp dụng để tính toán ở các nước phương tây và ở Trung Quốc. Đặc biệt là khi tính toán đối với các hệ thống phức tạp như có nhiều tổ máy thuỷ điện trên cùng một hệ thống đường hầm cấp nước, có tháp điều áp thượng lưu, tháp điều áp hạ lưu (Như thủy điện Huội Quảng…) các phương pháp tính toán cũ khó áp dụng, kết quả tính toán rất kém chính xác, có thể dẫn đến không an toàn cho việc vận hành công trình sau này.
Khắc phục yếu điểm đi đến thương mại hoá sản phẩm
Lý thuyết tưởng dễ dàng nhưng trên thực tế việc tính toán nói trên hiện nay ở nước ta còn một số tồn tại, hạn chế. Nhiều đơn vị còn tính toán áp lực nước va và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp theo cách riêng rẽ, không xét được ảnh hưởng qua lại giữa các hạng mục, kết quả kém chính xác. Ngoài ra, cách tính lại dựa vào các công thức kinh nghiệm để tính toán, đưa vào nhiều giả thiết để giảm bỏ bớt các nhân tố ảnh hưởng dẫn đến kết quả tính toán kém chính xác. Tính toán thủ công tốn nhiều thời gian công sức đặc biệt là khi tính cho nhiều phương án, không trực quan, dễ nhầm lẫn.
Việc tính toán nói trên còn hạn chế ở việc, không tính toán được các tổ hợp vận hành phức tạp có thể xảy ra trong thực tế (ví dụ như tăng tải tổ máy cuối cùng sau đó gặp sự cố phải cắt tải đột ngột… Tổ hợp này rất nguy hiểm và cũng dễ xảy ra, vì các sự cố hầu hết xảy ra trong quá trình điều khiển). Hiện nay các tổ hợp này đã được áp dụng để tính toán ở các nước phương tây và ở Trung Quốc. Đặc biệt là khi tính toán đối với các hệ thống phức tạp như có nhiều tổ máy thuỷ điện trên cùng một hệ thống đường hầm cấp nước, có tháp điều áp thượng lưu, tháp điều áp hạ lưu (Như thủy điện Huội Quảng…) các phương pháp tính toán cũ khó áp dụng, kết quả tính toán rất kém chính xác, có thể dẫn đến không an toàn cho việc vận hành công trình sau này.
Khắc phục yếu điểm đi đến thương mại hoá sản phẩm
Theo ý đồ của tác giả, phần mềm mô phỏng toàn bộ hệ thống công trình, thiết bị và chế độ điều khiển tự động các nhà máy thuỷ điện sẽ được xây dựng trong tương lai, để có thể nhìn nhận lại sự đúng đắn của các giải pháp công trình, thiết bị và chế độ điều khiển được áp dụng có hoàn hảo hay không. Từ đó các nhà tư vấn có thể đưa ra những cải tiến để giảm giá thành công trình, nâng cao tuổi thọ của các thiết bị, đảm bảo sự làm việc ổn định của các thiết bị, hạn chế sự cố và đem lại chất lượng điện tốt nhất.
Tiến sĩ Sơn cho biết, ông đã nghiên cứu các hệ phương trình toán lý mô phỏng các bản chất vật lý của hệ thống, ứng dụng phương pháp đường đặc trưng hệ phương trình truyền sóng nước va, mô hình hoá sơ đồ, phần tử hoá, loại bỏ hầu hết các giả thiết gần đúng, lập chương trình trên máy tính giải quyết đồng thời các tồn tại nêu trên.
Chương trình được lập bằng ngôn ngữ Visual basic và ngày càng được cải tiến nâng cấp với giao diện đồ hoạ thân thiện. Sản phẩm đã giúp các kỹ sư thiết kế tính toán nước va và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp một cách dễ dàng, chính xác. Từ đó các nhà tư vấn có thể đưa ra các giải pháp công trình hợp lý, giảm giá thành công trình, tiết kiệm chi phí cho nền kinh tế quốc dân, nâng cao tuổi thọ của các thiết bị, đảm bảo sự làm việc ổn định của các thiết bị, hạn chế sự cố và nâng cao chất lượng điện phục vụ nhân dân.
Chỉ trong vòng 8 năm từ 1994-2002 sản phẩm đã nhanh chóng được thương mại hoá và ứng dụng cho nhiều công trình thuỷ điện trên cả nước. Trong đó phải kể đến các đơn vị như Công ty tư vấn xây dưng điện 1, Công ty tư vấn xây dưng điện 2, Công ty tư vấn xây dưng điện 4, Công ty tư vấn Sông đà, Công ty cổ phần tư vấn dầu khí điện lực, Viện kỹ thuật thuỷ điện và NLTT... Transients đã được áp dụng tính toán cho rất nhiều trạm thuỷ điện như Thuỷ điện Huội Quảng, thuỷ điện điện (TĐ) Quảng trị, TĐ A Lưới, TĐ Za Hưng, TĐ Buôn Kớp, TĐ Hủa Na, TĐ Thái an, TĐ Xêkaman 3, TĐ Núi cốc, TĐ Dam Bri...
Tính ưu việt của phần mềm này đã “vượt mặt” hàng trăm sản phẩm khác để lọt vào vòng sơ khảo giải thưởng “Nhân tài Đất Việt 2010” và đang tiếp tục được dự chấm vòng chung khảo sắp tới. Tiến sĩ Sơn cho biết, đây là sản phẩm mới chưa có phần mềm tương tự được thương mại hoá ở Việt Nam. Do tính đặc thù và phức tạp nên hiện nay trên thế giới có một số phần mềm của các Viện nghiên cứu nước ngoài viết và tự sử dụng, gần như chưa được thương mại hoá.
Sản phẩm tuy có nhiều tính năng vượt trội nhưng bởi cơ sở dữ liệu của sản phẩm mang tính đặc thù nên khó liên kết với các phần mềm khác. Tuy vậy sản phẩm vẫn có khả năng ứng dụng và đem lại hiệu quả kinh tế xã hội cao.
Tiến sĩ Sơn cho biết, ông đã nghiên cứu các hệ phương trình toán lý mô phỏng các bản chất vật lý của hệ thống, ứng dụng phương pháp đường đặc trưng hệ phương trình truyền sóng nước va, mô hình hoá sơ đồ, phần tử hoá, loại bỏ hầu hết các giả thiết gần đúng, lập chương trình trên máy tính giải quyết đồng thời các tồn tại nêu trên.
Chương trình được lập bằng ngôn ngữ Visual basic và ngày càng được cải tiến nâng cấp với giao diện đồ hoạ thân thiện. Sản phẩm đã giúp các kỹ sư thiết kế tính toán nước va và tính toán dao động mực nước của tháp điều áp một cách dễ dàng, chính xác. Từ đó các nhà tư vấn có thể đưa ra các giải pháp công trình hợp lý, giảm giá thành công trình, tiết kiệm chi phí cho nền kinh tế quốc dân, nâng cao tuổi thọ của các thiết bị, đảm bảo sự làm việc ổn định của các thiết bị, hạn chế sự cố và nâng cao chất lượng điện phục vụ nhân dân.
Chỉ trong vòng 8 năm từ 1994-2002 sản phẩm đã nhanh chóng được thương mại hoá và ứng dụng cho nhiều công trình thuỷ điện trên cả nước. Trong đó phải kể đến các đơn vị như Công ty tư vấn xây dưng điện 1, Công ty tư vấn xây dưng điện 2, Công ty tư vấn xây dưng điện 4, Công ty tư vấn Sông đà, Công ty cổ phần tư vấn dầu khí điện lực, Viện kỹ thuật thuỷ điện và NLTT... Transients đã được áp dụng tính toán cho rất nhiều trạm thuỷ điện như Thuỷ điện Huội Quảng, thuỷ điện điện (TĐ) Quảng trị, TĐ A Lưới, TĐ Za Hưng, TĐ Buôn Kớp, TĐ Hủa Na, TĐ Thái an, TĐ Xêkaman 3, TĐ Núi cốc, TĐ Dam Bri...
Tính ưu việt của phần mềm này đã “vượt mặt” hàng trăm sản phẩm khác để lọt vào vòng sơ khảo giải thưởng “Nhân tài Đất Việt 2010” và đang tiếp tục được dự chấm vòng chung khảo sắp tới. Tiến sĩ Sơn cho biết, đây là sản phẩm mới chưa có phần mềm tương tự được thương mại hoá ở Việt Nam. Do tính đặc thù và phức tạp nên hiện nay trên thế giới có một số phần mềm của các Viện nghiên cứu nước ngoài viết và tự sử dụng, gần như chưa được thương mại hoá.
Sản phẩm tuy có nhiều tính năng vượt trội nhưng bởi cơ sở dữ liệu của sản phẩm mang tính đặc thù nên khó liên kết với các phần mềm khác. Tuy vậy sản phẩm vẫn có khả năng ứng dụng và đem lại hiệu quả kinh tế xã hội cao.
(Theo Vnmedia)
