Tài liệu Nghiên cứu dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió tuy phong tỉnh bình thuận

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN QUỐC TUYẾN NGHIÊN CỨU DỰ BÁO VẬN TỐC GIÓ VÀ CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN QUỐC TUYẾN NGHIÊN CỨU DỰ BÁO VẬN TỐC GIÓ VÀ CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60 52 02 02 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ ĐÌNH DƯƠNG Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn NGUYỄN QUỐC TUYẾN TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO VẬN TỐC GIÓ VÀ CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN Học viên: Nguyễn Quốc Tuyến Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 Khóa: K33.KTĐ.KH Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Ngày nay, nguồn năng lượng mới nói chung và năng lượng gió nói riêng ngày càng thu hút được sự quan tâm của các nhà nghiên cứu cũng như các đơn vị khai thác và sử dụng năng lượng gió vì những lợi ích to lớn mang lại từ nguồn năng lượng này đặc biệt là vấn đề về môi trường. Tuy nhiên, để khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng gió thì một trong những lĩnh vực quan trọng đó là dự báo. Việc dự báo chính xác vận tốc và công suất phát cho các nhà máy điện gió là rất quan trọng. Thông tin mang lại từ dự báo không những phục vụ cho việc tính toán và phát điện của bản thân các nhà máy mà còn phục vụ cho các đơn vị quản lý vận hành lưới điện mà ở đó nhà máy điện gió được kết nối vào. Luận văn trình bày phương pháp dự báo dựa trên mô hình tự hồi quy vector kết hợp với các kỹ thuật tiền xử lý. Phương pháp được đề xuất để dự báo vận tốc gió và công suất phát cho nhà máy điện gió Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận. Từ khóa – năng lượng gió; môi trường; thông tin; phương pháp dự báo; tự hồi quy vector. RESEARCH FOR FORECAST WIND SPEED AND POWER OUTPUT OF TUY PHONG WIND POWER PLANT IN BINH THUAN PROVINCE Abstract - Today, renewable energy sources, and wind energy in particular, are increasingly attracting researchers as well as companies that exploit and use wind energy because of great benefits from this energy source, especially environmental benefits. However, in order to effectively exploit and use wind energy, one of the important areas is forecasting. It is essential to accurately forecast wind speed and power output of wind farms. The information provided by the forecast not only serves the calculating and generating power of the plant itself, but also serves the operator of the grid where the wind power plant is connected. This thesis presents the forecasting methodology based on Vector AutoRegressive model combined with pre-processing techniques. The approach is proposed to forecast wind speed and power output of Tuy Phong wind power plant in Binh Thuan province. Key words - wind energy; environmental; information; forecasting methodology; Vector AutoRegressive. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1 2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 1 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................1 4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................... 2 5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài ......................................................... 2 6. Bố cục đề tài ............................................................................................................2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN ........................................................................................................................... 3 1.1. Giới thiệu về huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận ................................................3 1.1.1. Vị trí địa lý .....................................................................................................3 1.1.2. Đặc điểm địa hình .......................................................................................... 3 1.1.3. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 5 1.2. Giới thiệu về nhà máy điện gió huyện Tuy Phong ...............................................7 1.2.1. Vị trí của nhà máy ......................................................................................... 7 1.2.2. Sơ đồ bố trí các cột tuabin gió .....................................................................10 1.2.3. Các thiết bị chính của nhà máy ...................................................................12 1.3. Phân tích các số liệu dùng cho dự báo ............................................................... 15 1.4. Nhận xét, kết luận ............................................................................................... 21 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN DỰ BÁO VẬN TỐC GIÓ VÀ CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ.............................................................................22 2.1. Các vấn đề liên quan đến dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió ...................................................................................................................... 22 2.1.1. Phân loại và vai trò của dự báo ...................................................................22 2.1.2. Các yếu tố liên quan đến bài toán dự báo .................................................... 22 2.2. Các phương pháp dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió .23 2.2.1. Phương pháp Persistence .............................................................................23 2.2.2. Phương pháp vật lý ...................................................................................... 23 2.2.3. Phương pháp thống kê .................................................................................24 2.2.4. Phương pháp trí tuệ nhân tạo .......................................................................26 2.2.5. Phương pháp kết hợp (hybrid) .....................................................................27 2.3. Đánh giá sai số dự báo ........................................................................................ 27 2.4. Nhận xét ..............................................................................................................28 CHƯƠNG 3. DỰ BÁO VẬN TỐC GIÓ VÀ CÔNG SUẤT PHÁT CỦA NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN ......................................................... 29 3.1. Lựa chọn miền thời gian và đề xuất phương pháp dự báo cho nhà máy điện gió Tuy Phong.................................................................................................................. 29 3.2. Xây dựng đường cong quan hệ giữa công suất phát và vận tốc gió của tuabin .29 3.3. Thuật toán dự báo ............................................................................................... 34 3.4. Chương trình dự báo ........................................................................................... 36 3.5. Kết quả dự báo ....................................................................................................36 3.6. Nhận xét, kết luận ............................................................................................... 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 50 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO). BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC PHẢN BIỆN (BẢN SAO). DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT NWP Dự báo thời tiết số trị (Numerical Weather Prediction) AR Tự hồi quy (AutoRegressive) MA Trung bình trượt (Moving Average) ARMA Trung bình trượt tự hồi quy (AutoRegressive Moving Average) ARIMA Trung bình trượt tích hợp tự hồi quy (AutoRegressive Integrated Moving Average) VAR Tự hồi quy vector (Vector AutoRegressive) ME Sai số trung bình (ME - Mean Error) MAE Sai số tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Error) MSE Sai số bình phương trung bình (Mean Square Error) RMSE Sai số bình phương trung bình gốc (Root Mean Square Error) PE Sai số phần trăm (Percentage Error) MPE Sai số phần trăm trung bình (Mean Percentage Error) MAPE Sai số phần trăm tuyệt đối trung bình (Mean Absolute Percentage Error) OLS Bình phương nhỏ nhất (Ordinary Least Squares) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) đo từ các Trạm Khí tượng ở độ cao 12m 6 Bảng 1.2 Một số thông số khí hậu chính của tỉnh Bình Thuận 7 Bảng 1.3 Một số thông số khí hậu chính của huyện Tuy Phong 7 Bảng 1.4 Hệ số tương quan giữa vận tốc gió tại các cột đo gió 18 Bảng 3.1 Sai số dự báo vận tốc gió tại 20 cột đo gió 45 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Bảng đồ tỉnh Bình Thuận 9 Hình 1.2 Bản đồ huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận 9 Hình 1.3 Vận tốc gió trung bình các tháng trong năm 10 Hình 1.4 Sơ đồ bố trí các tuabin gió tại vị trí nhà máy 11 Hình 1.5 Hình ảnh thực tế của tuabin gió 11 Hình 1.6 Mặt cắt tuabin gió FL MD 77 12 Hình 1.7 Vận tốc gió thu thập năm 2016 15 Hình 1.8 Số liệu bị sai (quá lớn) 16 Hình 1.9 Số liệu bị mất (missing data) 16 Hình 1.10 Quan hệ tương quan giữa vận tốc gió tại tuabin 10 và 20 20 Hình 1.11 Quan hệ tương quan giữa vận tốc gió tại tuabin 17 và 18 20 Hình 3.1 Đường cong quan hệ giữa công suất phát và vận tốc gió của tuabin FL MD77 30 Hình 3.2 Số liệu công suất phát và vận tốc gió của tuabin số 10 32 Hình 3.3 Số liệu sau khi lọc (Filtered data), đường cong quan hệ công suất-vận tốc của nhà sản xuất (Manufacturer power curve) và đường cong ước lượng dựa vào số liệu đo đếm thực tế (Estimated power curve) của tuabin số 10 32 Hình 3.4 Số liệu công suất phát và vận tốc gió của tuabin số 15 33 Hình 3.5 Số liệu sau khi lọc (Filtered data), đường cong quan hệ công suất-vận tốc của nhà sản xuất (Manufacturer power curve) và đường cong ước lượng dựa vào số liệu đo đếm thực tế (Estimated power curve) của tuabin số 15 33 Hình 3.6 Thuật toán dự báo tổng quát 34 Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 3.7 Vận tốc gió sau tiền xử lý và chuẩn hóa 37 Hình 3.8 So sánh số liệu phát ra từ mô hình dự báo ước lượng được và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 1 38 Hình 3.9 Hàm tự tương quan (autocorrelation) của phần dư (residual) của mô hình dự báo tại cột gió số 1 38 Hình 3.10 So sánh kết quả dự báo vận tốc gió cho 24 giờ tiếp theo và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 1 39 Hình 3.11 So sánh số liệu phát ra từ mô hình dự báo ước lượng được và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 5 39 Hình 3.12 Hàm tự tương quan (autocorrelation) của phần dư (residual) của mô hình dự báo tại cột gió số 5 40 Hình 3.13 So sánh kết quả dự báo vận tốc gió cho 24 giờ tiếp theo và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 5 40 Hình 3.14 So sánh số liệu phát ra từ mô hình dự báo ước lượng được và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 10 41 Hình 3.15 Hàm tự tương quan (autocorrelation) của phần dư (residual) của mô hình dự báo tại cột gió số 10 41 Hình 3.16 So sánh kết quả dự báo vận tốc gió cho 24 giờ tiếp theo và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 10 42 Hình 3.17 So sánh số liệu phát ra từ mô hình dự báo ước lượng được và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 15 42 Hình 3.18 Hàm tự tương quan (autocorrelation) của phần dư (residual) của mô hình dự báo tại cột gió số 15 43 Hình 3.19 So sánh kết quả dự báo vận tốc gió cho 24 giờ tiếp theo và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 15 43 Hình 3.20 So sánh số liệu phát ra từ mô hình dự báo ước lượng được và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 20 44 Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 3.21 Hàm tự tương quan (autocorrelation) của phần dư (residual) của mô hình dự báo tại cột gió số 20 44 Hình 3.22 So sánh kết quả dự báo vận tốc gió cho 24 giờ tiếp theo và số liệu đo đếm thực tế tại cột gió số 20 45 Hình 3.23 Kết quả tính toán công suất phát ra ứng với vận tốc dự báo được tại cột gió số 1 46 Hình 3.24 Kết quả tính toán công suất phát ra ứng với vận tốc dự báo được tại cột gió số 5 46 Hình 3.25 Kết quả tính toán công suất phát ra ứng với vận tốc dự báo được tại cột gió số 10 47 Hình 3.26 Kết quả tính toán công suất phát ra ứng với vận tốc dự báo được tại cột gió số 15 47 Hình 3.27 Kết quả tính toán công suất phát ra ứng với vận tốc dự báo được tại cột gió số 20 48 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội thì nhu cầu về điện ngày một gia tăng. Để đáp ứng nhu cầu dùng điện ngoài việc khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng truyền thống như thủy điện và nhiệt điện thì việc khai thác và đưa vào sử dụng các dạng năng lượng tái tạo ngày càng nhận được sự quan tâm rất lớn trên toàn thế giới vì những lợi ích thiết thực mang lại từ các nguồn này. Nguồn năng lượng tái tạo như gió, mặt trời ngoài việc góp phần vào việc cung ứng một phần công suất cho hệ thống nó còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực về môi trường. Một trong những dạng phổ biến nhất của năng lượng tái tạo là năng lượng gió. Trên thế giới nhiều quốc gia hiện đang khai thác nguồn năng lượng này rất hiệu quả và cung cấp một lượng điện rất lớn cho hệ thống điện quốc gia như Đan Mạch, Tây Ban Nha, Bồ Đồ Nha, Thụy Điển, Đức, Ireland, Mỹ, Canada, Úc, Hy Lạp, Hà Lan … Ở Việt Nam hiện nay đã và đang có nhiều dự án đầu tư nhằm khai thác hiệu quả nguồn năng lượng gió và trong tương lai không xa, nguồn năng lượng này sẽ trở thành một trong những nguồn năng lượng quan trọng trong hệ thống năng lượng quốc gia. Để khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng gió thì việc dự báo chính xác vận tốc và công suất phát cho các nhà máy điện gió là rất quan trọng. Thông tin mang lại từ dự báo không những phục vụ cho việc tính toán và phát điện của bản thân các nhà máy mà còn phục vụ cho các đơn vị quản lý vận hành hệ thống mà ở đó nhà máy điện gió được kết nối vào. Gió thay đổi liên tục theo thời gian và quá trình gió chứa đựng nhiều yếu tố phức tạp do đó việc tìm ra quy luật và các mối quan hệ chứa đựng trong quá trình gió rất khó khăn. Ngoài ra, đối với mỗi nhà máy khác nhau thì gió sẽ có những đặc điểm riêng của nó. Do đó, việc phân tích, đề xuất một phương pháp dự báo một cách khoa học, cho kết quả chính xác cho mỗi nhà máy điện gió là rất cần thiết. Trên cơ sở tìm hiểu về nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận và những phân tích trên đây, học viên chọn đề tài “Nghiên cứu dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận” cho luận văn tốt nghiệp của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết, đề xuất phương pháp và xây dựng chương trình dự báo phù hợp cho nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận. 2 Phạm vi nghiên cứu: các phương pháp dự báo vận tốc và công suất phát cho nhà máy điện gió. 4. Phương pháp nghiên cứu Kết hợp giữa lý thuyết và thực tế: Nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp dự báo, các kỹ thuật xử lý số liệu, trên cở sở số liệu khảo sát thực tế để từ đó có cơ sở đề xuất phương pháp hợp lý, xây dựng chương trình, phân tích và kiểm nghiệm kết quả. 5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài Vấn đề khai thác và sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng tái tạo nói chung và năng lượng gió nói riêng ngày càng được quan tâm nhiều bởi những lợi ích thiết thực mang lại không những giải quyết vấn đề về năng lượng mà còn vấn đề về môi trường. Đề tài đề xuất phương pháp dự báo một cách khoa học và có tính thực tiễn cao, áp dụng cho nhà máy thực tế ở Việt Nam. 6. Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục trong luận văn gồm có các chương như sau: Chương 1: Tổng quan về nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận. Chương 2: Cơ sở tính toán dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió. Chương 3: Dự báo vận tốc gió và công suất phát của nhà máy điện gió Tuy Phong tỉnh Bình Thuận. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ TUY PHONG TỈNH BÌNH THUẬN 1.1. Giới thiệu về huyện Tuy Phong tỉnh Bình Thuận 1.1.1. Vị trí địa lý - Bình Thuận là một tỉnh duyên hải cực Nam của khu vực Nam Trung Bộ, có vị trí địa lý từ 10033’42’’ đến 11033’18’’ vĩ độ Bắc và từ 107023’41’’ đến 108052’42’’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp với tỉnh Lâm Đồng và Ninh Thuận, phía Tây giáp tỉnh Đồng Nai, phía Tây Nam giáp Bà Rịa - Vũng Tàu, phía Đông và Đông Nam giáp Biển Đông. - Huyện Tuy Phong là một huyện phía Bắc của tỉnh, giáp với tỉnh Ninh Thuận, phía Đông và Nam giáp biển Đông, phía Bắc giáp huyện Thuận Nam (Ninh Thuận), phía Tây giáp huyện Đơn Dương (Lâm Đồng) và huyện Bắc Bình (Bình Thuận). Huyện nằm trên 2 trục giao thông chính: Quốc lộ 1A (dài 43 km) và đường sắt Bắc Nam (dài 38 km). Tuy Phong nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh 300 km, với Nha Trang là 165 km, và Thành phố Đà Lạt là 250 km. Chiều dài đường bờ biển của Tuy Phong tương đối dài, với 50 km/192 km đường bờ biển của cả tỉnh Bình Thuận vì cả hai phía Nam và Đông giáp biển. Tổng diện tích đất tự nhiên toàn tỉnh Bình Thuận là 7.828,5 km, trong đó huyện Tuy Phong chiếm 79.385,54 ha (chiếm 10.13% diện tích toàn tỉnh). 1.1.2. Đặc điểm địa hình - Tỉnh Bình Thuận có địa hình chủ yếu là đồi núi thấp, đồng bằng ven biển nhỏ hẹp. Địa hình hẹp ngang, kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam, phân hoá thành 4 dạng địa hình sau: + Đồi cát và cồn cát ven biển chiếm khoảng 18,22 % diện tích tự nhiên phân bố dọc ven biển từ Tuy Phong đến Hàm Tân. + Đồng bằng phù sa chiếm khoảng 9,43 % diện tích tự nhiên, gồm: Vùng ven biển ở lưu vực các sông Lòng sông và sông Dinh nhỏ hẹp độ cao từ 1 - 12 m; Vùng thung lũng sông La Ngà độ cao từ 90 – 120 m. + Vùng đồi gò chiếm khoảng 31,66 % diện tích, độ cao 30 – 50 m, kéo dài theo hướng Đông Bắc - Tây Nam từ Tuy Phong đến Đức Linh. 4 + Vùng núi thấp chiếm khoảng 40,7 % diện tích. Đây là những dãy núi Trường Sơn chạy theo hướng Đông bắc - Tây nam từ phía bắc huyện Bắc Bình đến Đông bắc huyện Đức Linh. - Đường bờ biển dài 192 km (chạy từ mũi Đá Chẹt giáp Cà Ná của Ninh Thuận đến bãi bồi Bình Châu của Bà Rịa - Vũng Tàu), có nhiều nhánh núi đâm ra biển tạo nên các mũi: La Gan, Mũi Nhỏ, Mũi Rơm, Mũi Né, Kê Gà, chia bờ biển thành những đoạn lõm, vòm, và tạo ra những vùng cửa biển tốt như: La Gan – Phan Rí Cửa, Mũi Né – Phan Thiết và La Gi. Ngoài khơi có đảo Phú Quý rộng 23 km2 là cầu nối giữa đất liền với quần đảo Trường Sa. - Ở phía Bắc tỉnh bị những rặng núi cao của Ninh Thuận và Lâm Đồng ngăn trở. Ở Phía Nam (Phan Rí, Phan Thiết) thì chịu ảnh hưởng của cao nguyên Di Linh và các hệ núi thấp rải rác chạy dọc theo bờ biển. Bình Thuận được xem như vùng đất thấp so với các tỉnh tại miền Trung, vì vùng này được coi như là phần cuối cùng của dãy Trường Sơn với hướng các núi nằm rải rác trong tỉnh là theo hướng Tây Nam về phía Tây, làm ảnh hưởng tới lưu lượng gió và mưa mùa tại vùng ven biển và gần núi. - Huyện Tuy Phong là huyện có địa hình đa dạng và phức tạp, phần lớn lãnh thổ là đồi núi xen lẫn đồng bằng nhỏ hẹp và các cồn cát ven biển, núi thấp xen lẫn thung lũng xâm thực tích tụ ở phía Tây, đồng bằng thềm xâm thực tích tụ ở phía Nam. Địa hình có 4 dạng chủ yếu sau: + Dạng địa hình núi trung bình và núi cao tập trung ở phía Tây và Tây bắc, chiếm 70,8 % diện tích tự nhiên toàn huyện. Đặc trưng của địa hình này là mặt đất bị chia cắt mạnh với độ dốc lớn do các dãy núi nối tiếp nhau tạo nên. + Dạng địa hình đồi núi thấp (trung du) chủ yếu ở vùng trung tâm huyện, chiếm 17,1 % diện tích toàn huyện. Đặc trưng của dạng địa hình này là các dải đồi lượn sóng và núi thấp, độ dốc tương đối lớn và nền móng địa chất lại vững chắc. + Dạng địa hình đồng bằng nhỏ hẹp nằm ven các sông suối lớn trong huyện (sông Lòng sông, suối Đá Bạc, sông Luỹ…), chiếm 6,9 % diện tích toàn huyện, địa hình tương đối bằng phẳng. Do nằm ven các sông nhỏ dốc nên dẽ bị ngập cục bộ trong mùa lũ. + Dạng địa hình cồn cát, bãi cát ven biển, chiếm 4,7 % diện tích toàn huyện. Đây là những cồn cát, bãi cát trắng vàng ven biển kéo dài từ xã Hoà Phú đến xã Vĩnh Tân. Trong đó có những cồn cát di động lấn sâu vào vùng đồng bằng và trung du của huyện như ở xã Chí Công, Bình Thạnh, Hoà Minh… 5 1.1.3. Điều kiện tự nhiên 1.1.3.1. Diện tích - Diện tích đất tự nhiên của toàn tỉnh: 7.282,5 km2. Có 10 loại đất với 20 tổ đất khác nhau: Đất cát, cồn cát, đất phù sa, đất xám, đất đồi núi, đất đỏ vàng… - Diện tích rừng toàn tỉnh: 368.319 ha (năm 1999) - Diện tích vùng lãnh hải: 52.000 km2 - Diện tích huyện Tuy Phong 79.385,54 ha (chiếm 10,9 % diện tích tự nhiên toàn tỉnh) 1.1.3.2. Hệ thống sông suối Hệ thống sông: Có 7 hệ thống sông chính: Lòng sông, Luỹ, Cái Phan Thiết, Cà Ty, Phan, Dinh và La Ngà, với tổng chiều dài là 663 km. Tổng diện tích lưu vực 9.880 km2. Mực nước trung bình đo được từ năm 1998 đến nay của sông Luỹ (trạm Thuỷ văn sông Luỹ) là 2.300 cm 2.490 cm; Sông La Ngà (trạm Tà Pao) là 11.640 cm 12.000 cm. Lượng nước đã bắt đầu thiếu trầm trọng, tình trạng hoang mạc hoá bắt đầu xuất hiện 1.1.3.3. Đặc điểm khí hậu - Bình Thuận nằm trong khu vực Nam Trung Bộ, là khu vực có vùng khô hạn nhất trong cả nước, nắng gió nhiều, mưa ít, không có thời gian mây mù kéo dài. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm và chiếm khoảng 85% lượng mưa cả năm. Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4 hàng năm và chiếm khoảng 15% lượng mưa cả năm. Các tháng 2, 3, 4 hầu như không mưa, nắng hạn gay gắt, các sông suối khô cạn. - Bình Thuận chịu ảnh hưởng của 2 mùa gió: + Gió mùa Đông bắc, từ tháng 11 đến 3 Dương lịch do ảnh hưởng của không khí lạnh từ Trung Quốc thổi xuống và hiện tượng khí áp thấp tại Bình Thuận cũng như vùng biển Đông, gây nên sự chênh lệch thời tiết, làm tăng cường độ vận tốc gió tại đây, dù không có bão nhưng gió Bắc thổi rất mạnh. + Gió mùa Tây nam, từ tháng 5 đến tháng 11. Đây là mùa mưa, do sự chênh lệch cường độ khí áp của vùng biển bắc Trung Quốc - Nhật Bản và Nam Cực trong mùa Thu - Đông, ảnh hưởng vào biển Bình Thuận nên ở đây có sức gió cao lên tới cấp 4 - 6, kéo dài nhiều ngày. Tuy nhiên vào thời kỳ chuyển tiếp, từ tháng 4 Dương lịch tới cuối tháng 10, gió Đông - Nam thổi nhẹ, nên biển lặng sóng êm. 6 - Cũng nhờ vị trí Bình Thuận nằm sâu trong bán đảo Đông Dương, so với độ phình của Ninh Thuận, Khánh Hoà trở ra, cho nên trước đây khi chưa có nạn phá rừng bừa bãi thì Bình Thuận hầu như không bị bão lụt hoành hành như tại các tỉnh miền Trung. Theo số liệu thống kê của khí tượng cho thấy trong vòng 87 năm (1884 – 1970), chỉ có 4 cơn bão (1918, 1919, 1961, 1962) đổ bộ vào. Như vậy, bão xảy ra là hãn hữu, nếu có thì cũng chỉ từ quần đảo Trường Sa đi vào, nhưng cường độ không đáng kể, vận tốc gió trong bão không vượt quá 35 m/s. - Tốc độ gió của Bình Thuận trung bình năm ở độ cao 12m là từ 3 m/s đến 4 m/s. Có nơi tốc độ gió trung bình năm lên tới 6,2 m/s như đảo Phú Quý: Bảng 1.1: Tốc độ gió trung bình tháng và năm (m/s) đo từ các Trạm Khí tượng ở độ cao 12m Trạm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm Phan Rang 3,5 3,4 2,5 2,0 1,5 1,7 2,0 2,1 1,6 1,7 2,9 4,0 2,4 Phan Thiết 3,8 4,2 3,9 3,2 2,7 3,6 2,7 3,4 2,5 2,3 2,9 3,4 3,2 Phú Quý 8,6 6,0 4,5 3,3 4,1 6,7 7,2 8,9 5,3 4,3 6,4 8,8 6,2 - Lượng mưa trung bình năm từ 800 ml ÷ 1.600 ml thấp hơn so với trung bình cả nước (1.900 ml). Lượng mưa thấp có thể được giải thích thông qua khả năng bốc hơi và lượng ẩm có được do các dòng gió mang vào Bình Thuận từ vùng biển, ngoài khơi của Bình Thuận có dòng nước ấm trồi lên làm ảnh hưởng tới hoàn lưu gió đất - biển, lượng mưa đem từ biển vào sẽ ít hơn so với các tỉnh ven biển khác, ngoài ra do vị thế nằm ở cuối dãy Trường Sơn nên lượng ẩm do gió Tây Nam sau khi di chuyển qua dãy Trường Sơn vào tới Bình Thuận là không còn nữa, mà chỉ còn lại dòng gió Tây khô nóng. Như vậy, lượng ẩm vào thì ít mà lượng bốc hơi lại mạnh, nên sẽ tạo ra sự khô hạn của tỉnh. - Khí hậu của Bình Thuận có phần hơi khác so với các tỉnh từ Ninh Thuận trở ra Bắc, bởi vì lãnh thổ Bình Thuận nằm lùi vào phía trong, so với Nha Trang - Cam Ranh, cho nên vùng này thuộc khí hậu phía Nam của đất nước (ít bão, nhiệt độ cao hơn phía Bắc). Ngoài ra, nhờ tiếp xúc với biển ở hai mặt Đông - Nam, nên đã điều hoà được không khí, làm cho mùa hè không nóng lắm, và mùa đông ít lạnh hơn nơi khác. 7 Bảng 1.2: Một số thông số khí hậu chính của tỉnh Bình Thuận Thông số TT Đơn vị Giá trị 1 Nhiệt độ trung bình 0 C 26,5 - 27,5 2 Độ ẩm tương đối trung bình % 79 - 81 3 Số giờ nắng trung bình giờ 2.600 - 2.900 4 Lượng mưa ml 800 - 1.600 5 Vận tốc gió trung bình m/s 3-4 Bảng 1.3: Một số thông số khí hậu chính của huyện Tuy Phong TT 1 Thông số Nhiệt độ trung bình: Đơn vị 0 C Giá trị 26,9 - Nhiệt độ cao nhất 39 - Nhiệt độ thấp nhất 12 2 Độ ẩm tương đối trung bình % 78 3 Số giờ nắng trung bình giờ 2919 4 Lượng mưa trung bình năm ml 500 - 600 5 Số ngày mưa trung bình năm ngày 40 - 50 6 Lượng bốc hơi trung bình năm mm 1.280 7 Vận tốc gió trung bình m/s 3,5 - 4,6 1.2. Giới thiệu về nhà máy điện gió huyện Tuy Phong 1.2.1. Vị trí của nhà máy Vị trí của nhà máy đặt tại xã Bình Thạnh và xã Chí Công, huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận, có vị trí địa lý từ 11012’30’’ đến 11033’10’’ vĩ độ Bắc và từ 108040’30’’ đến 108041’ kinh độ Đông. Đây là khu vực cơ bản không có dân cư sinh sống, đồi thấp, một phía giáp Quốc lộ 1A, một phía giáp biển. Tính từ phía Nam lên 8 phía Bắc thì khu vực này là khu vực có địa hình cồn cát ven biển, địa hình thấp, phía sau có hai quả núi nằm song song với đường kinh độ tạo thành một dạng địa hình hút gió và khi gió Nam hoặc Tây Nam thổi lên thì địa hình này sẽ tạo ra một sức gió rất lớn tại độ cao 60-70m tại khu vực nhà máy. Vị trí nhà máy cách bờ biển khoảng hơn 2km, nằm song song và cách Quốc lộ 1A khoảng 500m. Ngoài ra, cách vị trí nhà máy 15km có đường dây 110kV song song với Quốc lộ 1A. Khu vực nhà máy là dải đất cát ven biển, cách xa khu vực dân cư, xung quanh không có vật cản gió, cây cối chủ yếu là những loại cây bụi thấp và cỏ nước. 9 Hình 1.1: Bản đồ tỉnh Bình Thuận Hình 1.2: Bản đồ huyện Tuy Phong, tỉnh Bình Thuận