Nghiên cứu mô hình mô phỏng quy luật vận hành cho các nhà máy nhiệt điện trong thị trường

Bài viết Nghiên cứu mô hình mô phỏng quy luật vận hành cho các nhà máy nhiệt điện trong thị trường đã chỉ ra phương pháp tiếp cận thị trường điện của nhà máy nhiệt điện bằng Block Order và các điều kiện cho nhà máy nhiệt điện (MIC, SSC, LGC) có ở Châu Âu. Bài viết cũng đã phát triển thành công mô hình toán, đưa ra cách chào giá của nhà máy nhiệt điện liên quan đến các yếu tố kinh tế và kỹ thuật.

Lê Hồng Lâm, Đinh Xuân Bách, Ngô Văn Dưỡng 10 NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH MƠ PHỎNG QUY LUẬT VẬN HÀNH CHO CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN TRONG THỊ TRƯỜNG STUDYING A MODEL TO SIMULATE MARKETS RULES FOR THERMAL POWER PLANTS IN ELECTRICITY MARKET Lê Hồng Lâm1, Đinh Xuân Bách2, Ngô Văn Dưỡng3 Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng; lhlam@dut.udn.vn Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc Gia, Hà Nội; Dinhxuanbach2112@gmail.com Đại học Đà Nẵng; nvduong@ac.udn.vn Tóm tắt - Hiện nay, thị trường điện Việt Nam phát triển giai đoạn thị trường buôn bán điện cạnh tranh Sắp tới thị trường điện Việt Nam tiến vào giai đoạn buôn bán lẻ điện cạnh tranh thí điểm từ năm 2021 Tuy nhiên, mơ hình dùng để giải thị trường ngày tới cịn đơn giản có kiểu chào giá khác dẫn đến thiếu công việc đấu thầu Qua việc nghiên cứu thị trường điện ngày tới Châu Âu, tác giả cách chào giá nhà máy nhiệt điện tham gia vào thị trường điện Châu Âu qua việc sử dụng Đơn hàng khối (Block order) Tây Âu điều kiện (Minimum Income Condition, Schedule Stop Condition Load Gradient Condition) đơn hàng Tây Ban Nha Từ liên hệ tham số nhà máy nhiệt điện đến kiểu chào giá ưu nhược điểm loại Abstract - Currently, Vietnam's electricity market is developing in the competitive electricity market In the near future, Vietnam's electricity market will enter the competitive electricity retailing phase that will be piloted since 2021 However, the model used to solve the market is still simple and there are a few different types of offers By studying the day-ahead market in Europe, the author shows how the price of thermal power plants involve in the electricity market in Europe through the use of Block order and some conditions (Minimum Income Condition, Schedule Stop Condition Load Gradient Condition) related to submitted orders in Spain.Thereby, the authors point out the relationship between parameters of the thermal power plant to the types of offers and advantages as well as disadvantages of each type Từ khóa - Thị trường điện châu Âu; thị trường điện Việt Nam; nhà máy nhiệt điện; đơn hàng khối; đơn hàng phức tạp Key words - European electricity market;Vietnam’s electricity market; thermal power plant; Block orders; complex order Giới thiệu chung Ở Việt Nam, ngành điện đóng góp nhiều thành tựu đáng kể cho phát triển kinh tế xã hội Đối với thị trường điện Việt Nam có ba cấp độ hình thành phát triển: Cấp độ (từ 2014 trở trước) thị trường phát điện cạnh tranh; Cấp độ (2015-2021) thị trường bán buôn điện cạnh tranh (thí điểm từ năm 2015 - 2016 hồn chỉnh từ năm 2017 2021); Cấp độ thị trường bán lẻ điện cạnh tranh thí điểm (từ năm 2021 – 2023) thị trường bán lẻ điện cạnh tranh hoàn chỉnh (từ sau năm 2023) [1] Ở Việt Nam nhà máy tham gia vào thị trường điện bao gồm thủy điện, nhiệt điện, lượng tái tạo Cụ thể, nhiệt điện sản xuất theo nhiều nguyên vật liệu khác như: Nhiệt điện than, nhiệt điện dầu, nhiệt điện khí, nhiệt điện sinh khối, Cách chào giá nhà máy nhiệt điện tham gia vào thị trường điện Việt Nam rõ sau [2]: - Công suất chào giá công suất đầu cực máy phát điện; - Công suất chào dải chào sau không thấp cơng suất dải chào liền trước Trong đó, giá trần bảng chào mức giá cao mà đơn vị chào giá phép chào cho tổ máy phát điện chào giá DAM; - Trong điều kiện bình thường dải cơng suất chào chào giá tổ máy nhiệt điện phải công suất phát ổn định thấp tổ máy Dải công suất chào cuối phải công suất công bố Đối với nhà máy nhiệt điện trình khởi động dừng máy, cập nhật chào giá cho chu kỳ giao dịch tới với công suất thấp công suất phát ổn định thấp Các điều kiện ràng buộc chủ yếu tập trung vào yếu tố kĩ thuật mà quan tâm đến yếu tố kinh tế Do đó, nhà máy nhiệt điện bắt buộc phải gửi giá cao cho khối chào giá nhằm đảm bảo thu hồi chi phí khởi động Song song với đà phát triển có nghiên cứu thị trường điện Việt Nam nay, có bước tiến như: Nghiên cứu ảnh hưởng chế điều chỉnh giá điện đến cấu thành phần phụ tải dự báo nhu cầu điện Nghiên cứu ra, chế giá điện giải pháp có tác dụng lớn việc điều hòa biểu đồ hệ thống, giá phản ánh giá trị sử dụng yếu tố giá điện liên quan đến khách hàng tiêu thụ [3]; Phân tích tương quan giá dạng lượng Việt Nam bao gồm than, dầu, khí điện, xác định giá tương đối để đưa cấu giá dạng lượng theo hướng thị trường phù hợp [4]… Nhìn chung, nghiên cứu tập trung vào sách phát triển TTĐ Việt Nam, mà chưa tập trung vào phát triển mơ hình tốn với luật chào giá phù hợp mà nhà máy nhiệt điện tham gia vào TTĐ tỉ trọng nhiệt điện lớn cấu lượng Việt Nam Tại châu Âu nghiên cứu sử dụng luật chào giá với điều kiện khác để mơ nhà máy nhiệt điện [5], ví dụ: Khối chào giá Tây Âu đơn hàng phức tạp Tây Ban Nha Cần phải nhấn mạnh rằng, nghiên cứu chưa có liên hệ NMNĐ cách chào giá thị trường điện Mục đích báo mơ lại ràng buộc NMNĐ từ thị trường điện Châu Âu, từ liên kết nhiệt điện cách chào giá này, so sánh ưu nhược điểm hai phương pháp nhằm giúp nhà hoạch định có thêm lựa chọn tham khảo ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 Các ràng buộc nhà máy nhiệt điện Các đơn vị nhiệt thường yêu cầu nhóm để vận hành chúng, đặc biệt bật tắt Một đơn vị nhiệt trải qua thay đổi nhiệt độ dần dần, điều chuyển thành khoảng thời gian cần thiết để đưa thiết bị lên lưới Do hạn chế hoạt động nhà máy nhiệt điện, nhiều hạn chế khác nảy sinh, là: - Thời gian hoạt động tối thiểu: Một thiết bị chạy, không nên tắt lập tức; - Thời gian chết tối thiểu: Một thiết bị ngừng hoạt động, có thời gian tối thiểu trước hoạt đơng lại; - Hạn chế nhóm vận hành: Nếu nhà máy bao gồm hai nhiều đơn vị, hai bật lúc khơng có đủ thành viên vận hành để tham dự hai đơn vị bắt đầu Ngoài ra, nhiệt độ áp suất tổ máy nhiệt điện phải thay đổi chậm huy động lượng Năng lượng không dẫn đến phát sinh MW từ thiết bị đưa vào vấn đề cam kết đơn vị chi phí khởi động (start-up cost) Các loại chào giá 3.1 Cách chào giá Tây Âu Một đơn hàng Block nhà máy điện bao gồm nhiều Profile Block có giá chào 𝑃𝑏 , khác khối lượng chào 𝑄𝑝𝑏 có tỉ lệ chập nhận 𝑥𝑏 chấp nhận bị từ chối dựa giá nộp với tỉ lệ chấp nhận tối thiểu (𝑅𝑏𝑚𝑖𝑛 ) khoảng [0, 1] Thêm nữa, Profile Block có điều kiện “None” “Fill or Kill” liên quan đến tỉ lệ chấp nhận tối thiểu Rmin (0 với “None” với “Fill or Kill”) b Đơn hàng Block kèm với điều kiện xác định là: Linked Block Exclusive Group [6] Đơn hàng Linked Blockvà Exclusive Group xem điều kiện cho nhà máy nhiệt điện Một Block rơi vào ba trường hợp sau: (i) In the money, (ii) At the money, (iii) Out of the money Để biết khối chào giá rơi vào trường hợp VWAP tính tốn (1): VWAPb = ∑t∈T ∑pb∈b xb ∗Qpb ∗(Utpb −Utpb )∗MCPt ∑t∈T ∑pb∈b xb ∗Qpb ∗(Utpb −Utpb ) , ∀𝑏 ∈ 𝐵𝑎 , a ∈ A (1) - In the money (𝑉𝑊𝐴𝑃 > 𝑃𝑏 ): Tức chi phí thu phải lớn giá chào khối; - At the money (𝑉𝑊𝐴𝑃 = 𝑃𝑏 ): Tức chi phí thu với giá chào khối; - Out of the money (𝑉𝑊𝐴𝑃 < 𝑃𝑏 ): Tức chi phí thu thấphơn giá chào khối 3.1.1 Linked block Một tập hợp đơn hàng Block có ràng buộc thực thi liên kết với Mục đích tối ưu hóa nhà máy nhiệt điện, quy trình tiêu thụ khả lưu trữ Block chấp nhận phụ thuộc vào cho phép Block khác gọi Block “con” Trong Block có điều kiện chấp nhận Block khác gọi Block “cha” Một Block “con” có hạn chế thực thực đơn hàng Block “cha” liên kết, thực thi Nhìn chung, Linked Block 11 thường xuất phát từ nhà máy nhiệt điện tổ máy nhà máy nhiệt điện Do đó, để đánh giá hiệu kinh tế cần phải đánh giá cách tổng thể Linked Block liên kết với Điều đưa đến Block “cha” SWbP thực thi “out of the money” lợi nhuận (SWbc ) khối “con” đem lại bù đắp thiếu hụt lợi nhuận từ khối “cha” (SWbP ) 3.1.2 Exclusive Group Một đơn hàng Exclusive Group tập hợp đơn hàng Block mà có tổng tỷ lệ chấp nhận khơng q Nó cho phép nộp Profile Blocks khác với giá khác cho ngày nhà máy nhiệt điện, tối ưu mặt kinh tế nhà máy nhiệt điện Một đơn hàng Exclusive Group có cách chào giá thị trường, cụ thể chia loại sau: (i) Bán giá thấp với thời gian dài; (ii) Bán giá trung bình với thời gian ngắn (iii) bán giá cao với thời gian ngắn 3.2 Cách chào giá Tây Ban Nha Tại Tây Ban Nha, nhà máy nhiệt điện gửi chào giá giống với Việt Nam (xem Mục 1), nhiên có kèm theo điều kiện MIC, SSC, LGC để giúp nhà máy nhiệt điện thỏa mãn yếu tố kinh tế kỹ thuật 3.2.1 Điều kiện thu nhập tối thiểu (MIC) Các đơn chào giá nhà máy tổ máy bị ràng buộc điều kiện thu nhập tối thiểu gọi MIC Nói chung vần đề kinh tế, MIC có nghĩa doanh thu thu theo đơn chào giá tất giai đoạn phải cao chi phí sản xuất nó, định nghĩa hai thành phần: (1) Chi phí cố định (Fixed Term - FT)($) (2) chi phí biến động (Variable Term - VT) ($/MWh) nhân với tổng khối lượng chấp nhận Do đó, điều kiện để đơn chào giá chấp nhận loại bỏ sau: - Một đơn chào giá với MIC chấp nhận doanh thu tối thiểu (𝑅𝑅) (2) nhỏ doanh thu có (𝐴𝑅) (3); - Một đơn hàng MIC không thực thi: Doanh thu tối thiểu (𝑅𝑅) lớn doanh thu có (𝐴𝑅) 𝑅𝑅𝑝 = 𝐹𝑇𝑝 + 𝑉𝑇𝑝 ∗ (∑𝑡∈𝑇 ∑𝑠∈𝑝|𝑄𝑠𝑡 ∗ 𝑥𝑠𝑡 |), ∀ 𝑝 ∈ 𝑃𝑚𝑖𝑐 (2) 𝐴𝑅𝑝 = ∑𝑡∈𝑇 (𝑀𝐶𝑃𝑡 ∗ (∑𝑡∈𝑇 |𝑄𝑠𝑡 ∗ 𝑥𝑠𝑡 |)), ∀𝑝 ∈ 𝑃𝑚𝑖𝑐 (3) 3.2.2 Điều kiện dừng lịch trình (SSC) Điều kiện hoạt động để ngăn chặn dừng máy phát điện đột ngột Trong trường hợp nhà máy điện, chạy trước ngày yêu cầu đơn hàng MIC cho thị trường, hủy tham gia phát vào giai đoạn Theo mục đích đó, người gửi đơn đặt hàng MIC xác định SSC, việc hủy tham gia không bao hàm tự động từ chối tất đơn đặt hàng hàng Ngược lại, ba giai đoạn dừng theo lịch trình khơng bị từ chối tham gia vào thị trường đơn hàng hàng 3.2.3 Điều kiện độ dốc tải (LGC) Là việc tăng công suất chấp nhận khoảng thời gian 𝑡 bị giới hạn công suất giai đoạn trước (𝑡 − 1) Tham số xác định mức tăng/ giảm tối đa cho phép (cùng giá trị cho tất giai đoạn) Việc này, hạn chế tăng giảm công suất lớn Lê Hồng Lâm, Đinh Xuân Bách, Ngô Văn Dưỡng 12 hai liên tiếp nhà máy nhiệt điện vốn khó khăn việc tăng giảm cơng suất đột ngột Mơ hình tốn 4.1 Hàm mục tiêu Min SW = ∑b∈B Cb + ∑t∈T ∑s∈S Cst − ∑t∈T ∑d∈D Cdt (4) Cơng thức (4), trình bày hàm mục tiêu cho tốn tối ưu nhằm tối ưu hóa SW Thông thường, theo luật thị trường hàm mục tiêu tối đa SW, nhiên phần chúng tơi trình bày hàm mục tiêu theo phương pháp tối thiếu nghĩa hiệu nhà cung cấp nhu cầu Trong đó: ̅̅̅t + 1)] ∀ b ∈ B (5) C =∑ [x ∗ Q ∗ P ∗ (T t − T b pb ∈b Cst Cdt = b pb b b b xst ∗ Qts ∗ Pst ∀s ∈ S, t ∈ T xdt ∗ Qtd ∗ Pdt ∀d ∈ 𝐷, t ∈ T - Bước 1: Xử lý liệu vào bao gồm nhà máy tham gia, khối lượng, giá khối, thời gian, chi phí cố định (FT), chi phí biến động (VT); - Bước 2: Xác định giá trị doanh thu có (AR) doanh thu tối thiểu (RR) nhà máy 𝑖; - Bước 3: Tính hiệu AR – RR; - Bước 4: Xét hiệu AR RR lớn nhà máy phát cơng suất (chấp nhận) tham gia vào thị trường ngược lại bé khơng bị từ chối; - Bước 5: Xét nhà máy thứ 𝑖 + 1, quay lại bước tiếp tục thực tất nhà máy thực thi kết thúc trình a Dữ liệu đầu vào (6) = (7) Cơng thức (5) trình bày chi phí Block, (6) (7) trình bày hàm chi phí cách chào giá kiểu bậc thang người bán nhu cầu với biến 𝑥 ∈ [0,1] i=1 4.2 Các ràng buộc 4.2.1 Ràng buộc cho đơn hàng Block Tây Âu Đối với đơn hàng khối hồ sơ: Tính RR,AR Yb ⋅ Rmin ≤ xb ≤ Yb ∀ bϵ𝐵 (8) b Từ công thức (8) thể trạng thái chấp nhận đơn hàng Block ln khơng nằm tỉ lệ chấp nhận tối thiếu tỉ lệ chấp nhận tối đa Trong trường hợp Rmin = (8) suy biến thành điều kiện “Fill or Kills” b Đối với đơn hàng Link Block: xlb − ∑b∈𝐵 IMblb ⋅ xb ≤ ∀ lb ∈ LB AR–RR Chấp nhận =1 (9) (10) Công thức (10) thể tổng tỉ lệ chấp nhận đơn hàng Block thuộc đơn hàng Exclusive Group phải nhỏ 4.2.2 Đối với khối chào giá Tây Ban Nha Đối với LGC: t−1 ∑|Qts | ∗ xst ≤ (∑|Qt−1 s | ∗ x s ) + IGp sϵ𝑆 i=i+1 (11) t−1 ∑|Qts | ∗ xst ≤ (∑|Qt−1 s | ∗ x s ) − DGp sϵ𝑆 sϵS 𝑙𝑔𝑐 S i>n Đ Kết thúc Hình Thuật tốn loại bỏ nhà máy khơng thỏa mãn MIC Trong đó: n số nhà máy nhiệt điện có điều kiện MIC; i biến chạy; AR doanh thu có ($); RR doanh thu tối thiểu ($) 4.4 Phương trình cân ∑ xdt ∗ Qtd − ∑ ∑ xb ∗ Q pb − ∑ xst ∗ Qts = sϵS ∀𝑝 ∈ 𝑃𝑙𝑔𝑐 , 𝑡 ∈ 𝑇 Chấp nhận = Đ Công thức (9) biểu thị tỉ lệ chấp nhận tối thiểu Linked Block tỉ lệ chấp nhận Block cha xb luôn lớn tỉ lệ chấp nhận Block xlb Đối với đơn hàng Exclusive: ∑b∈ⅇg xb ≤ ∀eg ϵ 𝐸𝐺 S ∀𝑝 ∈ 𝑃 , 𝑡 ∈ 𝑇 (12) Công thức (11) (12) cho ta biết, khối lượng chấp nhận nhà máy p giai đoạn phụ thuộc vào khả tăng hay giảm khả phát nhà máy 4.3 Thuật toán loại bỏ nhà máy khơng thỏa mãn MIC Thuật tốn trình bày cách loại bỏ nhà máy có điều kiện MIC mà bị xung đột tức không thõa mãn yêu cầu MIC Các bước thuật toán thực sau: d∈D b∈𝐵 pb∈b ∀t ∈ T s∈S (13) Công thức (13) mô tả điều kiện cân nhà cung cấp người mua giai đoạn 𝑡 Nghĩa khối lượng bán khối lượng người mua Giá toán thị trường 𝑀𝐶𝑃𝑡 lấy từ nhân tử lagrange hàm cân Mơ kết Trong phần này, nhóm tác giả tiến hành mô rõ cách vận hành ràng buộc nhà máy nhiệt điện ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 Tây Âu Tây Ban Nha Chương trình phát triển gồm hai phần riêng biệt nhập liệu excel chương trình viết chạy GAMS [7] với CPLEX solver để tăng tính linh hoạt thuận tiện Từ đưa so sánh mơ hình tốn hai khu vực có thị trường điện phát triển 5.1 Cách chào giá nhiệt điện Tây Âu Trong phần này, báo đưa toán thị trường đơn hàng Block Từ đó, cách chào giá nhiệt điện với luật vận hành có Tây Âu hạn chế cách chào giá Do đó, tốn quan tâm đến hàm mục tiêu (4), ràng buộc (8), (9), (10), (13) Cho liệu NMNĐ có tổng cơng suất 300 MW cột thể khối lượng, cột thể giá khoảng công suất phát cột thể thời gian chào giá nhà máy (Bảng 1) Nhu cầu cố định với khối lượng 200 MW với giá mua 60 $/MWh Bảng Dữ liệu nhà máy Khối lượng (MWh) 50 150 100 Giá ($/MWh) 65 61 50 T (h) 1 13 tổng lợi nhuận nhà máy 600 $, nên nhà máy chấp nhận tham gia phát ngày 5.1.2 Kiểm tra cho Exclusive Group Bảng Các đơn chào thuộc Exclusive order nhà máy Khối lượng (MWh) 300 300 300 Block Giá ($/MWh) 65 61 50 T (h) Trong phần này, giả sử NMNĐ sử dụng Exclusive order với cách chào Bảng Trong đó, cột thể Block, tổng công suất nhà máy thể cột 2, cột thể giá chào thời gian chào thể cột Nhu cầu cố định với 300 MWh giá chào 60 $/MWh cho liên tiếp Việc gửi Block nhằm đảm bảo rằng, nhà máy tham gia phát vào ngày mà đảm bảo yếu tố kinh tế kỹ thuật thỏa mãn Chú ý, khối chào kèm với điều kiện “fill or kill” để đảm bảo khối chấp nhận Bảng Kết cho nhóm độc quyền Block 𝑥𝑏 0 MCP Thu nhập Lợi nhuận Chi phí ($) ($/MWh) ($) ($) 0 60 0 45000 54000 9000 Nhà máy xem xét có cơng suất phát tối thiểu 50 MWh chi phí khởi động 65$/MWh (start-up cost) Với 150 MWh tiếp theo, chi phí sản xuất cho MWh 61 $/MWh Với 100 MWh tiếp theo, chi phí sản xuất thấp với 56 $/MWh Do đó, với đơn hàng bậc thang sử dụng Việt Nam, khó giúp nhà máy nhiệt điện tham gia vào thị trường điện mà giá chào khối sau phải cao khối trước Tuy nhiên, việc giải áp dụng Tây Âu với đơn hàng Link Block 5.1.1 Kiểm tra cho Linked Block Với đơn hàng Linked Block Block gốc Block liên kết với Block Block liên kết với Block thể Bảng cột Cần ý rằng, Block chào với điều kiện “Fill or Kill” tức Rmin b = Điều đảm bảo rằng, Block chấp nhận hết đến Block Block Kết trình bày Bảng 4, với đơn hàng Exclusive order theo luật thị trường bán khối nhóm Ở Block chấp nhận bán liên tiếp với MCP 60 $/MWh lợi nhuận cuối nhà máy 9000 $ 5.1.3 Mô tả hạn chế kiểu chào giá Tây Âu Cho toán với số liệu Bảng 5: Cột Blockchào giá, cột loại đơn hàng, cột khối lượng cột giá Chú ý đơn hàng thuộc loại cung cấp kèm với điều kiện “fill or kill” Kết sau chạy toán thị trường thể Bảng 6, với cột Block, cột tỉ lệ chấp thuận, cột giá toán thị trường – MCP, cột SW toán thị trường theo hàm mục tiêu (4) Bảng Kết cho đơn hàng khối liên kết Bảng Bảng số liệu mô tả hạn chế MCP Qout Block Link xb ($/MWh) (MWh) 1 50 1 60 150 100 Tổng Chi phí Thu Lợi nhuận ($) nhập ($) ($) 3250 3000 -250 9150 9000 -150 5000 6000 1000 17400 18000 600 Trong Bảng 2, tỉ lệ chấp nhận trình bày cột 3, giá toán thị trường cột 4, khối lượng chấp nhận Khối chào giá cột Trong khí đó, cột 6, cột cột thể chi phí, thu nhập lợi nhuận cho Block sau chạy mơ hình tốn Tổng chi phí, thu nhập lợi nhuận nhà máy trình bày Bảng Với giá toán thị trường MCP = 60 $/MWh khối chấp nhận Mặc dù, Block có giá 65 $/MWh, 61 $/MWh lớn hớn MCP (60 $/MWh) nên khối “out of the money” Tuy nhiên, khối “in the money” bù đắp thua lỗ bán khối 2, Block Loại Cung cấp Cung cấp Nhu cầu Nhu cầu Khối lượng [MWh] 10 70 70 40 Giá [$/MWh] 15 22 40 20 Bảng Kết mô tả hạn chế Block 𝑥𝑏 1 0,25 MCP ($/MWh) SW ($) 20 1310 Nhận xét hạn chế: Theo luật thị trường Tây Âu giá chào Block phải bé giá tốn thị trường chấp nhận hoàn toàn (ở điều kiện chấp nhận xóa bỏ - Fill or Kill) cịn khơng bị từ chối hoàn toàn Từ kết Bảng cho ta thấy, với MCP= 22 $/MWh Block 1, Block Block “in the money” nên Lê Hồng Lâm, Đinh Xuân Bách, Ngô Văn Dưỡng 14 chấp nhận Tuy nhiên, Block “out of the money” nên vi phạm điều kiện thị trường Tuy nhiên, tốn thị trường dựa vào hàm tối ưu nên giải pháp tối ưu có được, việc dẫn đến Block chấp nhận vi phạm điều kiện thị trường (22 $/MWh> 20 $/MWh) 5.2 Cách chào giá nhà máy nhiệt điện Tây Ban Nha Trong phần này, báo quan tâm đến hàm mục tiêu (4), ràng buộc (11), (12) thuật toán Hình Cho số liệu nhà máy nhiệt điện với thơng số: Chi phí cố định, chi phí biến động, khối lượng giá Bảng Chú ý, hai nhà máy có LGC 10 MWh thiết lập SSC Bảng thể nhu cầu phụ tải giờ, xét cho liên tiếp Bảng Dữ liệu cho nhà máy Nhà máy Chi phí Chiphí biến cố định dộng (AR) (FT) [$] [$/MWh] 25 65 25 20 Khối lượng [MWh] 50 50 50 50 160 180 210 250 Giá Thời [$/MWh] gian [h] 65 65 65 65 61 61 61 61 4 Giả thiết với nhu cầu đơn vị có bảng sau: Bảng Nhu cầu Khối lượng [MWh] 200 220 250 270 Giá [$/MWh] Thời gian (h) 500 500 500 500 Dưới báo rõ, NMNĐ tham gia vào TTĐ có hay khơng điều kiện MIC, SSC, LGC diễn công suất tham gia vào thị trường thay đổi 5.2.1 Khơng có điều kiện kèm theo Bảng Kết khơng có điều kiện T (h) Nhà máy 2 MCP ($/MWh) 40 160 40 180 40 210 20 250 65 Bảng cho thấy khơng có điều kiện (MIC, LGC, SSC) nhà máy phát công suất tham gia vào thị trường điện với khối lượng có bảng Giá toán thị trường lúc 65 ($/MWh) 5.2.2 Khi có điều kiện MIC Thời gian MCP (h) ($/MWh) 65 RR ($) AR ($/MWh) 9100 400000 383975 Nhà MCP AR-RR Khối lượng T(h) RR ($) AR ($) máy ($/MWh) ($) phát (MWh) 40 40 65 7825 7800 -25 40 160 65 180 16025 160750 144725 210 500 250 Ở trường hợp có điều kiện MIC có nhà máy tham gia phát điện, có thêm điều kiện SSC lúc cho phép hai nhà máy phát điện để tránh dừng đột ngột Ở hiệu số AR – RR nhà máy âm (-25 $), có điều kiện dừng lịch trình kèm theo nên nhà máy phép phát thêm giờ, tham gia thị trường để nhà máy dừng tránh đột ngột Khi phát thêm bù đắp lượng mát doanh thu có nhỏ doanh thu tối thiểu Cụ thể nhà máy phát thêm với khối lượng 40 MWh cho 5.2.4 Khi có điều kiện SSC, LGC, MIC Chỉ xét nhà máy có thêm điều kiện LGC cịn nhà máy máy khơng kèm theo điều kiện Với độ tăng tải (Increase Gradient) = 10 MWh, độ giảm tải (Decrease Gradient) = 10MWh Bảng 12 Kết có điều kiện MIC, SSC, LGC Nhà MCP AR-RR T(h) RR ($) AR ($) máy ($/MWh) ($) AR– RR($) -25 16025 Bảng 11 Kết có điều kiện MIC SSC 9125 65 Ở trường hợp khơng có điều kiện ta thấy, giá toán MCP =65 [$/MWh] Giả sử nhà máy phát tham gia vào thị trường với khối lượng Bảng ta xác định doanh thu tối thiểu có Bảng 10 Với điều kiện thu nhập tối thiểu MIC giá trị AR ≥ RR tức doanh thu có phải lớn doanh thu tối thiểu nhà máy đủ điều kiện để phát Do đó, từ Bảng10 cho thấy nhà máy cho hiệu số âm nên nhà máy bị loại bỏ, nhà máy cho hiệu số dương nên đủ điều kiện để phát 5.2.3 Khi có điều kiện SSC MIC Khi có điều kiện MIC SSC nhà máy có khả phát công suất tham gia vào thị trường sau: Bảng 10 Kết khơng có điều kiện Nhà máy 4 65 65 500 500 65 65 500 500 12375 55850 43475 14025 206450 192425 Khối lượng phát (MWh) 40 50 50 50 160 170 180 190 Trong Bảng 12, với MCP đầu 65 $/MWh, 500 $/MWh lúc hiệu số doanh thu ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 có doanh thu tối thiểu dương, nên tham gia vào thị trường điện Tuy nhiên, có điều kiện tăng tải nhà máy nên cho phép phát thêm 10 MW nhà máy phát lịch trình Bảng 11 Việc này, giúp đảm bảo vấn đề kỹ thuật nhà máy nhiệt điện việc thay đổi công suất đầu khơng thể nhanh chóng 5.3 So sánh hai cách chào giá So sánh thuận lợi khó khăn hai cách chào giá thực Bảng 13 Bảng 13 So sánh cách chào giá nhà máy nhiệt điện Tây Âu Tây Ban Nha Tây Âu Tây Ban Nha Thuận lợi - Đảm bảo mặt kỹ thuật kinh tế với Linked Block hạn chế tăng giảm cơng suất phát nhanh chóng; - Linh hoạt mặt kinh tế với Exclusive Order - Đảm bảo mặt kỹ thuật tốt với LGC SSC; - Đảm bảo chắn mặt kinh tế cho nhà máy nhiệt điện với MIC Khó khăn - Dễ dàng tạo không công với điều kiện “Fill or Kill” (xem Mục 5.1-d); - Biến định biến mơ hình tốn (MCP) dẫn đến nonconvex cho mơ hình tốn - Mất nhiều thời gian dùng vịng lặp để loại bỏ nhà máy khơng thỏa mãn MIC; - Biến định biến mơ hình tốn (MCP) dẫn đến nonconvex cho mơ hình tốn Kết luận Bài báo phương pháp tiếp cận thị trường điện nhà máy nhiệt điện Block Order điều kiện cho nhà máy nhiệt điện (MIC, SSC, LGC) có Châu Âu Bài báo phát triển thành công mô hình tốn, đưa cách chào giá nhà máy nhiệt điện liên quan đến yếu tố kinh tế kỹ thuật Hơn nữa, báo so sánh hai phương pháp nhằm giúp nhà hoạch định sách có nhìn tổng quan cho lựa chọn tương lai Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng đề tài có mã số B2019-DN02-56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Q đ s 63/2013/QĐ, “Quyết định quy định lộ trình, điều kiện cấu ngành điện để hình thành phát triển cấp độ thị trường điện lực Việt Nam năm 2013,” 2013 [2] B C Thương, “Quy định vận hành Thị trường bán buôn điện cạnh tranh sửa đổi, bổ sung số điều Thông tư số 56/2014/TTBCT ngày 19 tháng 12 năm 2014,” 2014 [3] “Tập đoàn điện lực Việt Nam,” 09 08 2019 [Trực tuyến] Available: https://www.evn.com.vn/d6/news/Tong-quan-ve-phat-trien-nhietdien-than-o-Viet-Nam-6-12-24125.aspx [4] “Tổng quan phát triển nhiệt điện than Việt Nam,” [Trực tuyến] Available: https://www.evn.com.vn/d6/news/Tong-quan-ve-phattrien-nhiet-dien-than-o-Viet-Nam-6-12-24125.aspx [5] L H I V & B C Lam, “European day-ahead electricity market coupling: Discussion, modeling, and case study,” Electric Power 15 Systems Research, tập 155, pp 80-92, 2018 [6] HUPX, “hupx.hu,” [Trực tuyến] Available: https://hupx.hu/uploads/Kereskedes/Keresked%C3%A9si%20rends zer/DAM/Smart%20Blocks%20of%20HUPX%20DAM.pdf [7] GAMS, “general algebraic modeling system,” [Trực tuyến] Available: https://www.gams.com/products/introduction DANH MỤC Các từ viết tắt DAM Thị trường ngày tới (Day-Ahead Market) MCP Giá toán thị trường (Market Clearing Price) VWAP Giá tốn trung bình theo khối lượng (Volume Weighted Average Price) SW Phúc lợi xã hội (Social Welfare) TTĐ Thị trường điện NMNĐ Nhà máy nhiệt điện MIC Điều kiện thu nhập tối thiểu (Minimum Income Condition) SSC Điều kiện dừng lịch trình (Scheduled Stop Condition) LGC Điều kiện độ dốc tải (Load Gradient Condition) IG Tăng độ dốc (Increase Gradient) DG Giảm dộ dốc (Decrease Gradient) AR Doanh thu có (Acquire Revenue) RR Doanh thu tối thiểu (Require Revenue) Thiết lập 𝑡∈𝑇 Thiết lập thời gian gửi ngày 𝑎∈𝐴 Khu vực đấu thầu Tập hợp kiểu chào giá 𝑏∈𝐵 Thiết lập đơn hàng Block nộp vào khu vực 𝑎 𝑝𝑏 ∈ 𝑏 Thiết lập Profile Block có Block𝑏 𝑙𝑏 ∈ 𝐿𝐵 Thiết lập Block liên kết 𝑝∈𝑃 Tập hợp nhà máy điện𝑝 𝑚𝑖𝑐 𝑝 ∈ 𝑃𝑎𝑙𝑔𝑐 Tập hợp nhà máy điện 𝑝có MIC, LGC eg ∈ 𝐸𝐺 Tập hợp Exclusive Groups 𝑠∈𝑆 Tập hợp đơn hàng chào giá bậc thang Biến 𝑥𝑏 Tỉ lệ chấp nhận Khối 𝑥𝑠𝑡 Tỉ lệ chấp nhận Khối bậc thangthuộc bên chào mua 𝑥𝑑𝑡 Tỉ lệ chấp nhận Khối bậc thang thuộc bên chào bán Rmin Tỉ lệ chấp nhận tối thiểu Khối b 𝑀𝐶𝑃 𝑡 Giá toán thị trườngcho khu vực đấu thấu 𝑎 thời gian 𝑡 Biến nhị phân 𝑌𝑏 Biến nhị phân liên kết tới Block Tham số Pb , 𝑄𝑝𝑏 Giá khối lượng Profile Block Order Block Order ($/MWh, MWh) 𝑃𝑠𝑡 , 𝑄𝑠𝑡 Giá khối lượng đơn hàng bậc thang𝑠trong thời gian 𝑡($/MWh, MWh) 𝑃𝑑𝑡 , 𝑄𝑑𝑡 Giá khối lượng đơn hàng bậc thang𝑑trong thời gian 𝑡 ($/MWh, MWh) 𝑡 𝑡 𝑇𝑝𝑏 ,𝑇𝑝𝑏 Thời gian bắt đầu kết thúc Profile Block Block 𝑡 𝑡 𝑈𝑝𝑏 ,𝑈𝑝𝑏 Bước thời gian bắt đầu kết thúc Profile Block Block IMblb Ma trận tỷ lệ liên kết khối (BBT nhận bài: 03/02/2020, hoàn tất thủ tục phản biện: 09/3/2020) ... mơ hình tốn hai khu vực có thị trường điện phát triển 5.1 Cách chào giá nhiệt điện Tây Âu Trong phần này, báo đưa toán thị trường đơn hàng Block Từ đó, cách chào giá nhiệt điện với luật vận hành. .. 63/2013/QĐ, ? ?Quy? ??t định quy định lộ trình, điều kiện cấu ngành điện để hình thành phát triển cấp độ thị trường điện lực Việt Nam năm 2013,” 2013 [2] B C Thương, ? ?Quy định vận hành Thị trường bán buôn điện. .. lặp để loại bỏ nhà máy khơng thỏa mãn MIC; - Biến định biến mô hình tốn (MCP) dẫn đến nonconvex cho mơ hình tốn Kết luận Bài báo phương pháp tiếp cận thị trường điện nhà máy nhiệt điện Block Order