Xác định các thông số của trạm thủy điện nhỏ điều tiết ngày làm việc ở chế độ ngập chân

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 1
XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA TRẠM THỦY ĐIỆN NHỎ 
ĐIỀU TIẾT NGÀY LÀM VIỆC Ở CHẾ ĐỘ NGẬP CHÂN 
Nguyễn Văn Nghĩa 
Trường Đại học Thủy lợi 
Tóm tắt: Khi các trạm thủy điện (TTĐ) làm việc trong bậc thang thì chúng có liên hệ về thủy văn 
và thủy lực. Trường hợp nhà máy của công trình nằm trong phạm vi dao động mực nước của hồ 
chứa thủy điện phía hạ lưu (chế độ ngập chân) thì cao độ đáy kênh xả tối ưu của công trình đó 
cần được xác định thông qua phân tích kinh tế. Mặt khác, khi có công trình phía thượng lưu tham 
gia điều tiết thì mực nước chết (MNC) của công trình phía hạ lưu cần tính toán xác định lại để đạt 
hiệu quả cao nhất. Đối với TTĐ nhỏ điều tiết ngày thì khi tính toán xác định các thông số tối ưu 
cần được tính toán đồng thời về thủy văn-thủy lực, các trị số thủy năng được tính theo các khung 
giờ của biểu giá chi phí tránh được. 
Từ khóa: Bậc thang, Trạm thủy điện, hiệu quả năng lượng, biểu giá chi phí tránh được, điều 
tiết ngày. 
Summary: The hydropower plants have a relation about hydrology and hydraulic when they work 
in the cascade hydropower system. In case of one hydropower plant is in the limitation of 
dowstream reservoir level change, it needs an economical analysis to determine the optimal bed 
chanal of this construction. In other way, the minimum drawdown level (MDDL) is recalculated 
to have maximum effective energy when a upstream reservoir regulate the flow. With a small 
hydropower having a daily regulation reservoir, when a parameter is optimal calculated it need 
having a simultaneous calculation about geology and hydraulic, the parameters power is 
calculated according to the avoidable cost tariffs. 
Keywords: Cascade, Hydropower plant, effective energy, avoidable cost tariffs, daily regulation. 
1. GIỚI THIỆU* 
Khi các công trình làm việc trong bậc thang mà 
chế độ thủy văn-thủy lực phụ thuộc lẫn nhau thì 
việc xác định các thông số của trạm thủy điện 
đều cần thiết phải tính toán đồng thời cho các 
trạm này. Một trong những vấn đề cần quan tâm 
nhất là liên hệ về mực nước hạ lưu nhà máy 
công trình thượng lưu với mực nước hồ chứa 
công trình phía hạ lưu. Khi kênh xả nhà máy 
thủy điện bị “ngập” trong hồ chứa công trình 
phía hạ lưu thì chế độ làm việc của nhà máy bị 
ảnh hưởng bởi quá trình biến đổi mực nước 
thượng lưu của công trình phía dưới. Như vậy 
chế độ làm việc của hai công trình đều có liên 
Ngày nhận bài: 09/4/2019 
Ngày thông qua phản biện: 22/5/2019 
hệ về lưu lượng-cột nước. Trong các thông số 
chịu ảnh hưởng bởi yếu tố trên thì cao độ đáy 
kênh xả của nhà máy phía thượng lưu và mực 
nước chết (MNC) thiết kế của hồ chứa công 
trình phía hạ lưu là hai thông số cần quan tâm 
hơn cả vị nó sẽ ảnh hưởng đến trị số các thông 
số còn lại khi tính toán thủy năng-thủy lợi. 
Trong phạm vi bài báo này chủ yếu đề cập đến 
việc xác định tối ưu cao độ đay kênh xả và 
MNC tối ưu khi làm việc ở chế độ ngập chân 
công trình. 
Trong tính toán thiết kế, do kênh xả nằm trong 
phạm vi ảnh hưởng của mực nước hồ phía dưới 
thì việc chọn cao trình đáy kênh xả hợp lý là cần 
Ngày duyệt đăng: 12/6/2019 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 2
thiết để đảm bảo hiệu quả kinh tế của dự án. 
Nếu chọn cao trình đáy kênh xả thấp thì tăng 
được sản lượng điện, nhưng để thi công nhà 
máy thì phải tăng kích thước đê quây nhà máy 
dẫn đến tăng chi phí. Ngược lại nếu chọn cao 
trình đáy kênh xả cao thì giảm sản lượng điện 
nhưng giảm chi phí đê quây. Đây là một bài 
toán kinh tế giữa chi phí-lợi ích. 
Đối với công trình phía hạ lưu, khi có sự tham 
gia điều tiết nước của hồ chứa phía thượng lưu 
thì có thể MNC tối ưu của công trình sẽ thay đổi 
(thường cao hơn hoặc bằng MNC thiết kế). Do 
vậy, khi MNC thay đổi cũng sẽ ảnh hưởng đến 
việc quyết định đáy kênh xả cho nhà máy phía 
thượng lưu, việc xác định MNC tối ưu cho nhà 
máy phía hạ lưu cần được thực hiện trước khi 
tính toán xác định cao trình đáy kênh xả tối ưu 
cho nhà máy phía thượng lưu. 
Bài báo xây dựng phương pháp tính toán thủy 
năng trong trường hợp các công trình thủy điện 
nhỏ điều tiết ngày có liên hệ phụ thuộc cả lưu 
lượng và cột nước với nhau. Áp dụng cho hai 
công trình cụ thể nằm trong bậc thang thủy điện 
để tìm ra lợi ích thông qua sản lượng điện thu 
được, đồng thời sử dụng phương pháp phân tích 
kinh tế để so sánh chọn ra phương án đáy kênh 
cho hiệu quả cao nhất. 
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Để giải quyết vấn đề này, cần thiết phải kết hợp 
cả tính toán thủy năng mô phỏng cho bậc thang, 
đồng thời xem xét đến yếu tố chi phí xây dựng 
khi các thông số khác thay đổi, ở trong phạm vi 
bài báo này chỉ giới hạn bậc thang gồm hai công 
trình thủy điện nhỏ có hồ điều tiết ngày. Mô 
hình toán chung áp dụng khi phân tích lựa chọn 
thông số là bài toán hiệu quả kinh tế, trong bài 
báo này hàm mục tiêu của bài toán được thể 
hiện như trong ... ào điều kiện kỹ thuật của turbine, 
yêu cầu lợi dụng tổng hợp phía hạ lưu, yêu cầu 
iii tNE . 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 3
dòng chảy môi trường sinh thái,...và kdiQ 
Qtdmax. 
minN ; kdiN lần lượt là công suất tối thiểu của tổ 
máy và công suất khả dụng của nhà máy thủy 
điện, công suất khả dụng phụ thuộc vào cột 
nước phát điện. 
ii HQ ; lần lượt là lưu lượng phát điện, cột nước 
trung bình phát điện thời đoạn thứ i, 
mfitbi  ; lần lượt là hiệu suất của tua-bin, máy 
phát điện tương ứng ở thời đoạn thứ i. 
Hiệu suất của turbine tbi phụ thuộc vào lưu 
lượng và cột nước tương ứng ở thời đoạn thứ i. 
Như vậy, việc lựa chọn số tổ máy làm việc để 
đạt được điện năng giờ cao điểm cũng như tổng 
điện năng nhiều nhất trong ngày ngoài việc phụ 
thuộc vào lưu lượng nước đến còn phụ thuộc 
đáng kể vào đặc tính đường ống (quan hệ tổn tất 
cột nước Q-hw) và đặc tính turbine. 
Cột nước phát điện được xác định theo công 
thức: 
 iwihltlii QhQZZH ( 7 ) 
Trong đó, tliZ là mực nước thượng lưu trung 
bình của hồ chứa ở thời điểm thứ i 
2
1 ii
itli
VV
ZVZZ (8) 
Ngoài ra còn đảm bảo điều kiện ràng buộc về 
mực nước thượng lưu của hồ chứa: 
MNDBTZMNC tli (9) 
Trường hợp xét đến yếu tố ngập chân công 
trình tức mực nước thượng lưu của công trình 
phía hạ lưu ảnh hưởng đến mực nước hạ lưu 
của công trình phía thượng lưu thì phương 
trình ( 7) chuyển thành phương trình ( 10) 
sau đây: 
 iwihlhaluutlitlii QhQZZZH ;max ( 10 ) 
Trong đó: haluutliZ là mực nước thượng lưu của 
hồ chứa công trình thủy điện phía hạ lưu ở thời 
điểm đoạn i. 
Tùy theo đặc điểm của các công trình mà có thể 
lựa chọn một trong hai phương án vận hành 
phát điện (chi tiết xem [1], [2]): 
- Phương án 1: Vận hành tối đa công suất vào 
giờ cao điểm nhưng khi lưu lượng nước đến nhỏ 
cần tính toán sử dụng nước sao cho đầu giờ cao 
điểm thứ nhất ngày hôm sau (9h30) có nghĩa là 
hồ sẽ được tích đầy trước 9h30 ngày hôm sau 
bất kể lượng nước đến nhiều hay ít. 
- Phương án 2: Vận hành tối đa công suất vào 
giờ cao điểm, khi lượng nước đến ít thì lấy nước 
từ hồ để phát điện đến MNC, như vậy trong 
ngày tiếp theo mực nước hồ có thể chưa đạt đến 
MNDBT trước 9h30 nếu lượng nước đến nhỏ. 
Như vậy, sau khi chọn một phương án làm gốc 
để so sánh thì sẽ tính toán được B của từng 
phương án. 
2.2. Chi phí C 
 C chính là chi phí phải bỏ ra tăng lên/giảm 
đi của một phương án (ứng với trị số của một 
thông số nào đó) so với phương án gốc. Chi 
phí bao gồm các chi phí về xây dựng, thiết 
bị,... 
3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO BẬC 
THANG THỦY ĐIỆN THƯỢNG SƠN TÂY 
- SƠN TÂY 
3.1. Giới thiệu về công trình 
Dự án thủy điện Thượng Sơn Tây có vị trí trên 
sông Đăk Đrinh, cách tuyến đập thủy điện Sơn 
Tây khoảng 2,1 km phía thượng lưu. Vị trí 
tuyến đập nằm trên xã Sơn Mùa và xã Sơn 
Dung, huyện Sơn Tây, tỉnh Quảng Ngãi, là dự 
án thuỷ điện tận dụng dòng chảy của lưu vực 
của sông Đăk Đrinh (phần khu giữa đập Đăk 
Đrinh - đập Thượng Sơn Tây khoảng 150 Km2) 
để phát điện với quy mô công suất khoảng 12 
MW, sản lượng điện trung bình nhiều năm 
khoảng 37,16 triệu kWh. Công trình thuỷ điện 
Thượng Sơn Tây nằm sông Đăk Đrinh, là phụ 
lưu cấp 1 của sông Trà Khúc. Tuyến nhà máy 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 4
thủy điện Thượng Sơn Tây cách tuyến đập 
2km về phía hạ lưu, cách trung tâm huyện Sơn 
Tây khoảng 6km về hướng Đông, cách trung 
tâm huyện Sơn Hà khoảng 8km về hướng Tây 
và cách thành phố Quảng Ngãi khoảng 45km 
về phía Tây Tây Nam. 
Hạ lưu thủy điện Thượng Sơn Tây là thủy điện 
Sơn Tây có MNDBT/MNC=192,5/183 và 
Nlm=18MW. Diện tích lưu vực tính đến tuyến 
đập Sơn Tây khoảng 193 Km2, lưu lượng trung 
bình nhiều năm Qo=14,1 m3/s. Thủy điện Sơn 
Tây có đập dạng bê tông trọng lực, đập tràn tự 
do có ngưỡng tràn tương ứng MNDBT. Công 
trình đã được phê duyệt thiết kế kỹ thuật với 
phương án MNC = 183m khi công trình thủy 
điện Thượng Sơn Tây chưa được bổ sung quy 
hoạch. Sơ đồ bậc thang thủy điện được thể hiện 
trong Hinh 1. 
Hình 1: Sơ đồ bậc thang thủy điện 
Thượng Sơn Tây-Sơn Tây 
3.2. Tài liệu phục vụ tính toán 
- Đặc trưng hồ chứa Z-F-V: 
Đường quan hệ Z = f(F,V) của thủy điện 
Thượng Sơn Tây và Sơn Tây được thiết lập trên 
cơ sở đo vẽ từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000. 
Hình 2: Quan hệ Z-F-V thủy điện 
 Thượng Sơn Tây 
Hình 3: Quan hệ Z-F-V thủy điện Sơn Tây [3] 
- Quan hệ lưu lượng (Q)-mực nước hạ lưu (Zhl) 
tại kênh xả hạ lưu nhà máy: Đối với thủy điện 
Thượng Sơn Tây, khi lưu lượng xả của nhà máy 
vượt quá lưu lượng tối đa qua nhà máy thì mực 
nước hạ lưu sẽ chính là mực nước trên tràn của 
nhà máy thủy điện Sơn Tây (192,5m). Ứng với 
mỗi phương án đáy kênh xả khác nhau, tiến 
hành tính toán thủy lực để xác định quan hệ Q-
Zhl tương ứng. 
Hình 4: Quan hệ Q-Zhl thủy điện Thượng Sơn 
Tây ứng với các cao độ đáy kênh khác nhau 
S«ng ®¨kdrinh
TT§ th­îng s¬n t©y
mndBT/MNC = 248.0/246.0
nmt® th­îng s¬n t©y
nlm = 12.0mw
TT§ s¬n t©y
mndBT/MNC = 192.5/183.0
nmt® s¬n t©y
nlm = 18.0mw
®­êng hÇm ¸p lùc
®­êng hÇm ¸p lùc
220
230
240
250
260
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0
V (106m3)
Z
 (
m
)
220
230
240
250
260
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
F (km2)
Z
 (
m
)
Z-V
Z-F
170
180
190
200
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8
V (106m3)
Z
 (
m
)
170
180
190
200
0,0 0,0 0,0 0,1 0,1
F (km2)
Z
 (
m
)
Z-V
Z-F
188
190
192
194
196
0 100 200 300 400
Q (m3/s)
Z
h
l (
m
)
Q-Zhl (đáy kênh 189.0)
Q-Zhl (đáy kênh 189.5)
Q-Zhl (đáy kênh 190.0)
Q-Zhl (đáy kênh 191.0)
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 5
Hình 5: Quan hệ Q-Zhl thủy điện Sơn Tây [3] 
- Quan hệ lưu lượng (Q)-tổn thất cột nước trên 
tuyến năng lượng (hw) 
Hình 6: Quan hệ Q-hw thủy điện 
Thượng Sơn Tây 
Hình 7: Quan hệ Q-hw thủy điện Sơn Tây 
- Tài liệu thủy văn: Chuỗi dòng chảy ngày đến 
tuyến công trình từ 1977-2016. 
- Tài liệu thấm và bốc hơi: Tính bằng 1% lưu 
lượng nước đến trung bình ngày. 
- Đặc tính thiết bị: Cả hai công trình đều sử 
dụng tuabin tram trục (francis) trục đứng, máy 
phát trục đứng đồng bộ ba pha. Hệ số công suất 
K=9,81.ηtb.ηmf.ηtrđ (hiệu suất truyền động ηtrđ = 
1) của thủy điện Thượng Sơn Tây và Sơn Tây 
lần lượt là 8,66 và 8,6. 
- Các cột nước đặc trưng 
Cột nước lớn nhất Hmax; cột nước bình quân 
Hbq; cột nước tính toán Htt và cột nước nhỏ nhất 
Hmin được xác định như sau: 
Hmax = MNDBT – Zhl(Qmin) – hw(Qmin) (11) 
Hbq = 


365
1
24
1
365
1
24
1
.
i
i
i
ii
E
HE
 (12) 
Htt = MNC – Zhl(Qmax) – hw(Qmax) (13) 
Hmin = Min (Hmin1; Hmin2) (14) 
Hmin1 = MNC – Zhl(Qmax_MNC) - 
- hw(Qmax_MNC) (15) 
Hmin2 = H(Qlũ _TK) (16) 
Trong đó: 
Qmin là lưu lượng chảy qua tuabin khi nhà máy 
làm việc với công suất tối thiểu Nmin = 
60%.Nđm; ở đây Nđm là công suất định mức của 
tổ máy; 
Qmax là lưu lượng lớn nhất chảy qua nhà máy 
thủy điện; 
Qmax_MNC là giá trị lưu lượng lớn nhất qua nhà 
máy trong điều kiện làm việc bình thường 
(không xả lũ) khi hồ ở mực nước chết; 
Hmin1 là cột nước thấp nhất khi hồ ở mực nước 
chết ứng với trường hợp làm việc bình thường; 
Hmin2 là cột nước xảy ra khi hồ Thượng Sơn Tây 
xả lũ thiết kế. 
3.3. Xác định MNC tối ưu cho thủy điện Sơn 
Tây 
Do thủy điện Sơn Tây đã được phê duyệt thiết 
kế với phương án MNDBT = 192,5m; 
MNC=183m nên cao độ ngưỡng cửa nhận nước 
đã cố định, MNC “định danh” chính là MNC 
75
80
85
90
95
0 5000 10000 15000
Q (m3/s)
Z
h
l (
m
)
0
5
10
15
0 10 20 30 40 50
Q (m3/s)
h
w
 (
m
)
0
5
10
15
20
0 5 10 15 20 25 30
Q (m3/s)
h
w
 (
m
)
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 6
thiết kế. Tuy nhiên, khi phê duyệt thiết kế công 
trình này chưa có bổ sung quy hoạch thủy điện 
Thượng Sơn Tây ở phía thượng lưu, do vậy khi 
có sự tham gia làm việc của thủy điện Thượng 
Sơn Tây thì MNC trong quá trình vận hành thực 
cần tính toán lại để đảm bảo có hiệu quả cao 
nhất cho công trình. Ở đây chi phí xây dựng 
không thay đổi khi thay đổi MNC của hồ Sơn 
Tây, do vậy phương án MNC tốt nhất là 
phương án cho doanh thu cao nhất, doanh thu 
được tính toán trên cơ sở giá bán điện áp dụng 
cho năm 2019 [4]. Kết quả tính toán thủy năng 
liên hồ chứa Thượng Sơn Tây-Sơn Tây để xác 
định MNC tối ưu cho thủy điện Sơn Tây được 
thể hiện trong Bảng 1: 
Bảng 1: Bảng tổng hợp so sánh MNC hồ thủy điện Sơn Tây 
TT Thông số Đơn vị Liên hồ Thượng Sơn Tây - Sơn Tây 
1 MNDBT m 192,5 192,5 192,5 192,5 192,5 192,5 192,5 
2 MNC m 183 185 187 188 189 190 191 
3 Cột nước Hmax m 116,21 116,21 116,21 116,21 116,21 116,21 116,21 
4 Cột nước Hmin m 92,98 92,98 92,98 92,98 92,98 92,98 92,98 
5 Cột nước tính toán m 97,10 97,10 97,10 97,10 97,10 97,10 97,10 
6 Cột nước bình quân m 114,88 114,93 115,03 115,08 115,15 115,24 115,44 
7 Lưu lượng lớn nhất m3/s 21,57 21,57 21,57 21,57 21,57 21,57 21,57 
8 Công suất bảo đảm MW 4,56 4,56 4,56 4,56 4,56 4,56 4,56 
9 Công suất lắp máy MW 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 18,00 
10 
Điện năng 
 trung bình Eo triệu kwh 74,884 74,900 74,923 74,926 74,933 74,929 74,768 
11 Điện năng mùa mưa triệu kwh 25,21 25,21 25,20 25,20 25,20 25,19 25,18 
12 
Giờ cao điểm 
mùa mưa triệu kwh 6,14 6,14 6,14 6,14 6,14 6,14 6,14 
13 
Giờ trung bình 
mùa mưa triệu kwh 12,88 12,88 12,88 12,88 12,87 12,87 12,86 
14 
Giờ thấp điểm 
mùa mưa triệu kwh 6,19 6,19 6,19 6,19 6,19 6,19 6,19 
15 Điện năng mùa khô triệu kwh 49,68 49,69 49,72 49,72 49,74 49,74 49,58 
16 Giờ cao điểm mùa khô triệu kwh 18,43 18,45 18,46 18,47 18,47 18,47 18,41 
17 
Giờ trung bình 
 mùa khô triệu kwh 23,36 23,36 23,36 23,36 23,37 23,37 23,27 
18 Giờ thấp điểm triệu kwh 7,89 7,89 7,89 7,89 7,89 7,90 7,90 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 7
TT Thông số Đơn vị Liên hồ Thượng Sơn Tây - Sơn Tây 
mùa khô 
19 Hệ số công suất k - 8,60 8,60 8,60 8,60 8,60 8,60 8,60 
20 Số tổ máy - 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 
21 Lưu lượng nhỏ nhất m3/s 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 5,41 
22 Mực nước hạ lưu min m 75,62 75,62 75,62 75,62 75,62 75,62 75,62 
23 Dòng chảy môi trường m3/s 0,450 0,450 0,450 0,450 0,450 0,450 0,450 
24 
Doanh thu 
(trừ 1,5% tổn thất) Tỷ đồng 87,513 87,551 87,599 87,616 87,633 87,630 87,398 
Như vậy, khi có sự tham gia điều tiết của 
Thượng Sơn Tây, MNC vận hành thực tế của 
hồ Sơn Tây chỉ cần hạ đến cao độ 189,0m là 
mang lại hiệu quả tối ưu nhất du doanh thu 
chênh lệch không đáng kể, tuy nhiên điều này 
có ý nghĩa trong việc quyết định cao trình đáy 
kênh xả của nhà máy Thượng Sơn Tây. 
3.4. Xác định cao trình đáy kênh xả tối ưu 
cho thủy điện Thượng Sơn Tây 
Như phân tích ở trên, khi có sự tham gia điều tiết 
của hồ thủy điện Thượng Sơn Tây, thông số hồ 
chứa của thủy điện Sơn Tây nên thay đổi là 
MNDBT/MNC=192,5/189,0m. Như vậy, các 
phương án đáy kênh xả của thủy điện Thượng 
Sơn Tây chỉ nên xem xét từ 189m ở lên. Khi đáy 
kênh xả tăng lên thì sản lượng điện cũng giảm 
đồng thời chi phí vào xây dựng nhà máy (chủ yếu 
chi phí bê tông) và chi phí đê quai phục vụ thi 
công nhà máy (do ngập trong hồ chứa thủy điện 
Sơn Tây) tăng lên, ở đây bài báo coi phương án 
gốc là phương án có cao độ đáy kênh ở 191,0m. 
Kết quả được thể hiện trong Bảng 2: 
Bảng 2: Bảng tổng hợp so sánh cao độ đáy kênh xả nhà thủy điện Thượng Sơn Tây 
TT Thông số Đơn vị 
Cao độ đáy kênh xả 
189 189,5 190 191 
1 MNDBT m 248 248 248 248 
2 MNC m 246 246 246 246 
3 Cột nước Hmax m 58,09 57,57 57,08 56,12 
4 Cột nước Hmin m 48,75 48,75 48,75 48,75 
5 Cột nước tính toán m 50,25 50,25 50,25 50,25 
6 Cột nước bình quân m 54,99 54,87 54,71 54,20 
7 Lưu lượng đảm bảo m3/s 3,89 3,89 3,89 3,89 
8 Lưu lượng lớn nhất m3/s 27,57 27,57 27,57 27,57 
9 Công suất bảo đảm MW 1,85 1,85 1,85 1,85 
10 Công suất lắp máy MW 12,00 12,00 12,00 12,00 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 8
TT Thông số Đơn vị 
Cao độ đáy kênh xả 
189 189,5 190 191 
11 
Chênh lệch điện năng 
 trung bình Eo triệu kwh 0,191 0,143 0,091 0,000 
12 
Chênh lệch điện năng 
mùa mưa triệu kwh 0,149 0,110 0,073 0,000 
13 
Chênh lệch điện năng giờ 
cao điểm mùa mưa triệu kwh 0,000 0,000 0,000 0,000 
14 
Chênh lệch điện năng giờ 
trung bình mùa mưa triệu kwh 0,101 0,074 0,049 0,000 
15 
Chênh lệch điện năng giờ 
thấp điểm mùa mưa triệu kwh 0,049 0,036 0,024 0,000 
16 
Chênh lệch điện năng 
 mùa khô triệu kwh 0,042 0,033 0,018 0,000 
17 
Chênh lệch điện năng giờ 
cao điểm mùa khô triệu kwh 0,024 0,018 0,009 0,000 
18 
Chênh lệch điện năng giờ 
trung bình mùa khô triệu kwh 0,017 0,014 0,009 0,000 
19 
Chênh lệch điện năng giờ 
thấp điểm mùa khô triệu kwh 0,000 0,000 0,000 0,000 
20 Số tổ máy - 2,00 2,00 2,00 2,00 
21 
Chênh lệch tổng mức đầu tư 
trước thuế tỷ đồng 1,920 1,160 0,570 0,000 
22 NPV tỷ đồng 0,748 0,801 0,653 0,000 
Như vậy, khi nhà máy thủy điện Thượng Sơn 
Tây nằm trong phạm vi dao động mực nước hồ 
thủy điện Sơn Tây thì cao độ đáy kênh xả không 
phải ở mức thấp ngang với MNC thiết kế của 
hồ thủy điện Sơn Tây, ở đây cao độ đáy kênh 
xả tối ưu gần xấp xỉ với MNC tối ưu của hồ thủy 
điện Sơn Tây khi làm việc ở chế độ vận hành 
liên hồ. 
4. KẾT LUẬN 
Bài báo đã sử dụng phương pháp tính toán mô 
phỏng thủy năng kết hợp phân tích kinh tế để 
lựa chọn cao trình đáy kênh xả và mực nước 
chết tối ưu khi các trạm này làm việc trong bậc 
thang ở chế độ ngập chân công trình. 
Đối với các nhà máy thủy điện ở hạ lưu, khi có 
sự tham gia điều tiết của các hồ chứa phía 
thượng lưu thì MNC có thể nâng lên để đảm bảo 
vận hành có hiệu quả cao nhất. 
Đối với các nhà máy thủy điện ở thượng lưu mà 
chế độ làm việc phụ thuộc vào mực nước 
thượng lưu của nhà máy thủy điện phía hạ lưu 
thì cao độ đáy kênh xả không thể chọn theo 
MNC của hồ phía dưới (khi thiết kế) mà cần dựa 
vào MNC vận hành của hồ phía dưới. 
Khi áp dụng cho Thượng Sơn Tây và Sơn Tây cho 
thấy, MNC của hồ Sơn Tây cao hon MNC trong 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 54 - 2019 9
quá trình thiết kế kỹ thuật khoảng 6m trong khi cao 
trình đáy kênh xả thủy điện Thượng Sơn Tây 
(189,5m) xấp xỉ với MNC tối ưu hồ Sơn Tây khi 
vận hành liên hồ chứa (189,0m). 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Văn Nghĩa và nnk (2017). ”Nghiên cứu cơ sở khoa học tối ưu vận hành phát điện 
cho bậc thang thủy điện nhỏ điều tiết ngày Krông Nô 2&3 khi tham gia thị trường điện Việt 
Nam”. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp cơ sở, ĐH Thủy lợi năm 2016. 
[2] Nguyễn Văn Nghĩa (2017). “Nghiên cứu lựa chọn quy trình vận hành phát điện hợp lý cho 
bậc thang thủy điện Krông Nô 2&3”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thủy lợi, số 41 tháng 
12/2017, trang 120-126. 
[3] Công trình thủy điện Sơn Tây (2017). “Hồ sơ thiết kế kỹ thuật”. 
[4] Quyết định sô 226/QĐ-BCT ngày 31 tháng 01 năm 2019 (2019). “Ban hành biểu giá chi phí 
tránh được năm 2019”.