Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BUÔN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DÒNG CHẢY CÔNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN THẠ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BUÔN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành: 60520202 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGƠ CAO CƯỜNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2014 iii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS NGÔ CAO CƯỜNG Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng …… năm ……… Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ Tên TS Võ Ngọc Điều TS Nguyễn Hùng TS Huỳnh Quang Minh PGS.TS Lê Kim Hùng TS Trương Việt Anh Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV iv TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng … năm…… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐẶNG QUANG VINH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 26/07/1977 Nơi sinh: Ninh Thuận Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV: 1241830041 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Chương 0: Mở đầu Chương 1: Tổng quan thị trường điện, chủ trương quy định thị trường hóa thị trường điện bán bn Việt Nam Chương 2: Những vấn đề truyền tải điện lựa chọn cho thị trường điện cạnh tranh Chương 3: Nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất, đề xuất phương pháp ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Chương 4: Nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải, đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường điện Việt Nam Chương 5: Mơ tốn tối ưu dịng chảy cơng suất dựa ràng buộc thị trường tắt nghẽn, tính phí tương ứng cho hệ thống Kết luận kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 12/06/2013 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/12/2013 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Ngô Cao Cường CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS NGÔ CAO CƯỜNG KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) v LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn ĐẶNG QUANG VINH vi LỜI CÁM ƠN Trước tiên xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh, truyền đạt kiến thức quý báo suốt q trình học tập trường Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Ngô Cao Cường - Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh, người ln tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy cô khoa Cơ - Điện - Điện Tử, Phòng Quản lý Khoa học Đào tạo sau Đại học tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới người thân gia đình, bạn học lớp đồng nghiệp, người bên tôi, động viên tơi suốt q trình hồn thành khố học luận văn TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …… Tác giả ĐẶNG QUANG VINH vii TĨM TẮT Điện nguồn lượng khơng thể thiếu phát triển kinh tế quốc gia giới, đặc biệt quốc gia phát triển Việt Nam Nhằm đáp ứng phát triển kinh tế hội nhập khu vực, ngành điện Việt Nam có chuyển biến đáng kể năm qua, cụ thể tiến hành thị trường hóa ngành điện Hiện ngành điện Việt Nam cấp độ thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014), cấp độ ba cấp độ trình thị trường hóa tồn phần ngành điện Hai cấp độ cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh (2015-2022) thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (sau 2022), hai cấp độ có nhiều vấn đề mà cần phải giải quyết, đặc biệt cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh tới Trong cấp độ này, vấn đề lựa chọn mơ hình thị trường, nghiên cứu phương pháp xác định phí, v.v, ứng dụng thuật toán để tối ưu hoạt động hệ thống Đó lý để chọn đề tài “Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải”, việc giải vấn đề luận văn hướng đến khía cạnh vấn đề cần giải cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam tới Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu thị trường bán bn điện cạnh tranh; tập trung vào việc lựa chọn mơ hình thị trường, cấu trúc lưới truyền tải điện Sau nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất (OPF) phương pháp Gradient, Newton, ACO, PSO, v.v… trình bày ưu nhược điểm phương pháp, ứng dụng OPF thị trường điện chọn phương pháp ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Tiếp theo nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải phương pháp “tem thư”, MW-km, v.v… đề xuất phương pháp tính phí truyền tải ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Sau mô phần mềm PowerWorld Simulator thể toán tối ưu xác định phí tương ứng, thêm vào phân tích thành phần giá biên nút (LMP) toán tối ưu hệ thống điện viii ABSTRACT Electricity is an energy source which is indispensable in economic development of any country in the world, especially in regard to developing countries like Vietnam In order to meet the growth of the country’s economy as well as in regional integration, Vietnam’s power sector has had a remarkable transformation in recent years, namely marketization of power sector is in progress Currently, Vietnam’s power sector is at the level of competitive electricity market (2005-2014) which is the first of the three levels of a fully marketizing process of electricity sector The next two levels are those competitive wholesale electricity market (2015-2022) and competitive retail electricity market (after 2022), both of these levels will bring many issues that need to be solved, especially the level of coming competitive wholesale electricity market In this level, issues such as market model selection, research of cost determining methods, etc… as well as the application of algorithms to optimize the operation of the system That is the reason to choose the topic “Researching on competitive wholesale electricity market, optimal power flow and cost determination of electricity transmission grids”, the solution of issues mentioned in the thesis will address to an issue aspect that needs to be solved in the level of competitive wholesale electricity market in Vietnam in future The thesis focuses on researching competitive wholesale electricity market; in which focusing on the selection of the market model, structure of transmission grid Then, researching on the methods of Optimal Power Flow (OPF) such as Gradient, Newton, ACO, PSO, etc…, presenting the advantages and disadvantages of each method, applications of OPF in electricity markets and selecting application method for Vietnam’s power market Next, researching on methods of transmission cost determination such as “postage-stamp”, MW-km, etc…, proposing method of applied transmission cost calculation for Vietnam’s power market The final one is the simulation shown by PowerWorld Simulator software which presents an optimal problem and corresponding cost determination, in addition to the analysis on the compositions of Location Marginal Price (LMP) in the optimal problem of power system ix MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii DANH MỤC CÁC BẢNG xv DANH MỤC CÁC HÌNH xvi CHƯƠNG MỞ ĐẦU .1 0.1 Đặt vấn đề .1 0.2 Tính cấp thiết đề tài 0.3 Mục tiêu đề tài 0.4 Nội dung nghiên cứu .3 0.5 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 0.5.1 Phương pháp luận 0.5.2 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN, CHỦ TRƯƠNG QUY ĐỊNH VỀ THỊ TRƯỜNG HÓA THỊ TRƯỜNG ĐIỆN BÁN BUÔN Ở VIỆT NAM .6 1.1 Tổng quan TTĐ 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển ngành điện Việt Nam 1.1.3 Một số khái niệm chung .9 1.1.3.1 Độc quyền độc quyền tự nhiên 1.1.3.2 Khái niệm TTĐ TTĐ hoàn hảo 11 1.1.4 Tổng quan hoạt động HTĐ theo chế kín mở 12 1.1.4.1 Hệ thống điện kín 12 1.1.4.2 Hệ thống điện mở 13 1.1.5 Các lý dẫn đến TTĐ 14 1.1.6 Các thành phần TTĐ bán buôn 15 1.1.6.1 Thị trường điện bán buôn 15 1.1.6.2 TTĐ mở rộng đến bán lẻ .17 1.2 Chủ trương quy định thị trường hóa TTĐ bán bn Việt Nam 18 1.2.1 Lộ trình triển khai TTĐ cạnh tranh Việt Nam 18 1.2.1.1 Cấp độ 1: Thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014) 18 1.2.1.2 Cấp độ 2: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh (2015 - 2022) 19 1.2.1.3 Cấp độ 3: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (từ sau 2022) 20 1.2.2 Chủ trương TTĐ bán buôn 21 1.2.2.1 Chủ trương Chính phủ 21 1.2.2.2 Chủ trương Bộ Công thương 22 1.2.2.3 Chủ trương Luật điện lực 23 CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN VÀ CÁC LỰA CHỌN CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH 24 2.1 Những vấn đề truyền tải điện TTĐ .24 2.1.1 Vận hành HTĐ .24 2.1.2 Lưới điện TTĐ 25 x 2.1.2.1 Nhiệm vụ lưới truyền tải điện .26 2.1.2.2 Các dịch vụ cấp cho khách hàng 27 2.1.2.3 Các nhiệm vụ SO 28 2.1.3 Các giới hạn truyền tải vật lý .29 2.1.4 Tắt nghẽn truyền tải .31 2.1.5 SO giảm tắt nghẽn 32 2.1.6 Giá truyền tải 33 2.2 Các lựa chọn cho TTĐ cạnh tranh Việt Nam 34 2.2.1 Hiện trạng ngành điện Việt Nam 34 2.2.1.1 Nguồn điện 34 2.2.1.2 Lưới điện truyền tải .38 2.2.1.3 Mơ hình tổ chức EVN 40 2.2.2 Mơ hình quản lý kinh doanh lưới điện truyền tải Việt Nam 41 2.2.2.1 Nguyên nhân độc quyền tự nhiên lưới điện truyền tải 41 2.2.2.2 Thực trạng mơ hình tổ chức quản lý lưới điện truyền tải .42 2.2.2.3 Vị trí NPT TTĐ cạnh tranh 43 2.2.3 Lựa chọn cấu trúc TTĐ 45 2.2.4 Lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện 45 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 48 3.1 Giới thiệu .48 3.1.1 Lịch sử tối ưu dịng chảy cơng suất .48 3.1.2 Khái niệm dịng chảy cơng suất 48 3.1.3 Khái niệm kiểm sốt dịng chảy cơng suất 49 3.2 Mục đích cơng thức chung .49 3.2.1 Mục đích .49 3.2.2 Công thức tổng quát .50 3.3 Các phương pháp giải tối ưu dịng chảy cơng suất .51 3.3.1 Các phương pháp tối ưu xác định 54 3.3.1.1 Phương pháp Gradient 54 3.3.1.2 Phương pháp Newton 55 3.3.1.3 Phương pháp đơn hình 57 3.3.1.4 Phương pháp lập trình tuyến tính liên tục 59 3.3.1.5 Phương pháp lập trình bậc hai liên tục 60 3.3.1.6 Phương pháp điểm nội suy 62 3.3.1.7 Các phương pháp bổ sung 63 3.3.1.8 Tóm tắt phương pháp tối ưu xác định 63 3.3.2 Các phương pháp tối ưu không xác định .66 3.3.2.1 Phương pháp tối ưu đàn kiến .66 3.3.2.2 Phương pháp mạng nơtron nhân tạo 68 3.3.2.3 Phương pháp giải thuật vi khuẩn tìm kiếm thức ăn .69 3.3.2.4 Phương pháp giải thuật tối ưu hỗn độn 70 3.3.2.5 Phương pháp giải thuật tiến hóa 71 xi 3.3.2.6 Phương pháp tối ưu bầy đàn 72 3.3.2.7 Phương pháp mô luyện kim .73 3.3.2.8 Phương pháp tìm kiếm Tabu .75 3.3.2.9 Tóm tắt phương pháp tối ưu không xác định 76 3.3.3 Các phương pháp lai 80 3.3.3.1 Các phương pháp xác định kết hợp .80 3.3.3.2 Các phương pháp xác định không xác định kết hợp 80 3.3.3.3 Các phương pháp không xác định kết hợp 81 3.3.3.4 Logic mờ kết hợp với OPF 81 3.4 Các ứng dụng thông thường OPF 82 3.4.1 OPF EMS 82 3.4.2 OPF quy hoạch hệ thống 83 3.5 Các ứng dụng OPF TTĐ .84 3.5.1 Thị trường giao dịch minh bạch giá 85 3.5.2 Giá truyền tải 85 3.5.3 Quản lý tắt nghẽn 85 3.5.4 Đánh giá khả truyền tải khả dụng 86 3.5.5 Mua sắm dịch vụ phụ trợ .86 3.5.6 Phân bổ quyền truyền tải tối ưu 87 3.6 Đề xuất phương pháp “tối ưu dòng chảy công suất sử dụng giải thuật tối ưu bầy đàn” ứng dụng cho TTĐ Việt Nam 87 3.6.1 Tổng quan 87 3.6.2 Giải thuật PSO 88 3.6.3 Kết giải thuật PSO .91 3.6.3.1 Trường hợp 1: Giảm thiểu chi phí nhiên liệu 91 3.6.3.2 Trường hợp 2: Cải thiện hồ sơ điện áp hệ thống 93 3.6.3.3 Trường hợp 3: Tăng ổn định điện áp 93 3.6.4 Kết luận 94 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÍ TRUYỀN TẢI, ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÍ TRUYỀN TẢI CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 95 4.1 Những vấn đề tính phí truyền tải .95 4.1.1 Mục đích yêu cầu phí truyền tải 95 4.1.1.1 Mục đích 95 4.1.1.2 Yêu cầu 95 4.1.2 Các thành phần phí truyền tải 95 4.1.3 Sơ đồ tính phí truyền tải .97 4.1.4 Doanh thu yêu cầu sử dụng lưới truyền tải .98 4.2 Các phương pháp tính phí truyền tải 100 4.2.1 Phương pháp “tem thư” 100 4.2.1.1 Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh (MW) 101 4.2.1.2 Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh kết hợp điện 102 4.2.1.3 Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh tháng trước 103 4.2.2 Phương pháp MW-km 104 xii 4.2.2.1 Phương pháp MW-km 105 4.2.2.2 Phương pháp MW-km theo module 105 4.2.2.3 Phương pháp MW-km với chi phí khơng cho dịng chảy cơng suất ngược chiều 106 4.2.2.4 Phương pháp MW-km với dịng chảy cơng suất vượt trội 106 4.2.3 Phương pháp tính thành phần công suất khách hàng u gây đường dây k 107 4.2.3.1 Phương pháp tham gia trung bình .107 4.2.3.2 Phương pháp tham gia biên .109 4.3 Ví dụ tính phí sử dụng lưới truyền tải số phương pháp 111 4.3.1 Tính phí sử dụng lưới truyền tải phương pháp MW-km 111 4.3.2 Tính phí sử dụng lưới truyền tải phương pháp tham gia biên 117 4.4 So sánh phương pháp tính phí truyền tải 120 4.5 Giá biên nút quản lý tắt nghẽn truyền tải 122 4.5.1 Tắt nghẽn truyền tải 122 4.5.1.1 Khái niệm tắt nghẽn 122 4.5.1.2 Nguyên nhân gây tắt nghẽn 122 4.5.2 Giá biên nút .123 4.5.2.1 Khái niệm giá biên nút 123 4.5.2.2 Xác định giá biên nút quản lý tắt nghẽn truyền tải 124 4.6 Đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho TTĐ Việt Nam 127 CHƯƠNG MƠ PHỎNG BÀI TỐN TỐI ƯU DỊNG CHẢY CÔNG SUẤT DỰA TRÊN RÀNG BUỘC THỊ TRƯỜNG VÀ TẮT NGHẼN, TÍNH PHÍ TƯƠNG ỨNG CHO HỆ THỐNG 129 5.1 Giới thiệu phần mềm mô toán OPF .129 5.1.1 Giới thiệu PowerWorld Simulator .129 5.1.2 Giới thiệu Primal LP OPF Powerworld Simulator .129 5.2 Mơ tốn PowerWorld Simulator .130 5.2.1 Bài toán OPF với giải thuật Primal LP khơng có ràng buộc có ràng buộc .130 5.2.1.1 Bài toán OPF với giải thuật Primal LP khơng có ràng buộc .131 5.2.1.2 Bài tốn OPF với giải thuật Primal LP có ràng buộc 132 5.2.2 Bài toán dùng giải thuật tối ưu Primal LP OPF xác định phí tương ứng .135 5.2.2.1 Bài toán với phương pháp phân bổ kinh tế (ED) thơng thường 136 5.2.2.2 Bài tốn với phương pháp Primal LP OPF 138 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .141 Kết luận: 141 Kiến nghị: 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO .143 xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AC ACO AGC AIS ANN AP ATC BFA CG COA DC DE DISCO EA ED EMS EP EVN FACTS FTR GA GENCO GRG HTĐ IEEE IPM IPP ISO LDC LMP LP MO MP NLP Alternating Current: Dòng điện xoay chiều Ant Colony Optimization: Tôi ưu đàn kiến Automatic Generation Control: Kiểm soát nguồn phát tự động Artificial Immune System: Hệ thống miễn nhiễm nhân tạo Artificial Neural Network: Mạng nơtron nhân tạo Average Participation: Tham gia trung bình Available Transmission Capability: Khả truyền tải khả dụng Bacterial Foraging Algorithm: Giải thuật vi khuẩn tìm kiếm thức ăn Conjugate Gradient: Gradient liên hợp Chaos Optimization Algorithms: Giải thuật tối ưu hỗn độn Direct Current: Dòng điện chiều Differential Evolution: Tiến hóa vi phân Distribution Company: Cơng ty phân phối điện Evoluation Algorithms: Giải thuật tiến hóa Economic Dispatch: Phân bổ kinh tế Energy Management System: Hệ thống quản lý lượng Evolutionary Programming: Lập trình tiến hóa Vietnam Electricity: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Flexible AC Transmission System: Hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt Firm Transmission Right: Quyền truyền tải chắn Genetic Algorithm: Giải thuật Gen Generation Company: Công ty phát điện Generalized Reduced Gradient: Gradient suy giảm tổng quát Hệ thống điện Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện kỹ sư điện điện tử Interior Point Method: Phương pháp điểm nội suy Independent Power Producer: Nhà máy phát điện độc lập Independent System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập Local Distribution Company: Công ty phân phối địa phương Locational Marginal Price: Giá biên nút Linear Programming: Lập trình tuyến tính Market Operator: Đơn vị điều hành thị trường điện Marginal Participation: Tham gia biên Nonlinear Programming: Lập trình phi tuyến tính xiv NPT National Power Transmission Corporation: Tổng Cơng ty Truyền tải điện Quốc gia OPF Optimal Power Flow: Tối ưu dịng chảy cơng suất PSO Particle Swarm Optimization: Tối ưu bầy đàn RESCO Retail Sale Company: Công ty bán lẻ RG Reduced Gradient: Gradient suy giảm SA Simulated Annealing: Rèn luyện bắt chước SLP Sequential Linear Programming: Lập trình tuyến tính liên tục SO System Operator: Đơn vị vận hạnh hệ thống điện SQP Sequential Quadratic Programming: Lập trình bậc hai liên tục TRANSCO Transmission Company: Cơng ty truyền tải điện TRIPMs Trust Region Interior Point Methods: Các phương pháp điểm nội suy vùng tin cậy TS Tabu Search: Tìm kiếm Tabu TTC Total Transfer Capability: Khả tải tổng TTĐ Thị trường điện xv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Nguồn phát điện toàn quốc năm 2012 35 Bảng 2.2: Phụ tải điện toàn quốc năm 2012 .36 Bảng 2.3: Khối lượng lưới điện truyền tải dự kiến xây dựng theo giai đoạn 40 Bảng 3.1: So sánh kỹ thuật tối ưu xác định 64 Bảng 3.2 So sánh kỹ thuật không xác định 78 Bảng 3.3: Các ứng dụng OPF TTĐ 84 Bảng 3.4 Thiết lập tối ưu biến kiểm soát PSO .92 Bảng 3.5: Các hệ số chi phí nguồn phát 93 Bảng 4.1 Dữ liệu hệ thống kiểm tra nút .112 Bảng 4.2 Các kết dịng chảy cơng suất tương ứng cho phương án 115 Bảng 4.3 Phí phí bổ sung 115 Bảng 4.4 Phí R1(1) nhà máy điện G1 phải trả .116 Bảng 4.5 Phí R1(4) nhà máy điện G4 phải trả .116 Bảng 4.6 Phí R2(1) nhà máy điện G1 phải trả .116 Bảng 4.7 Phí R2(4) nhà máy điện G4 phải trả .117 Bảng 4.8 Công suất nút tải phát 117 Bảng 4.9 Dịng cơng suất đường dây chế độ sở tăng thêm 1MW 119 Bảng 4.10 Tính hệ số tham gia (uil) nút i đường dây l .119 Bảng 4.11 Tính hệ số tham gia biên (Kil) nút i đường dây l 119 Bảng 4.12 Tỷ lệ trả phí nút i cho đường dây l 120 Bảng 4.13 So sánh phương pháp tính phí truyền tải TTĐ 121 Bảng 5.1: Thông số nguồn phát hệ thống nút 131 Bảng 5.2: Thông số đường dây hệ thống nút .131 Bảng 5.3: Thông số nguồn phát hệ thống điện nút 135 Bảng 5.4: Thông số đường dây hệ thống điện nút .135 Bảng 5.5: Giá biên nút theo phương pháp ED 137 Bảng 5.6: Giá biên nút theo phương pháp Primal LP OPF không ràng buộc tải đường dây 139 Bảng 5.7: Giá biên nút theo phương pháp Primal LP OPF có ràng buộc tải đường dây 140 xvi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Lợi ích xã hội ròng điều kiện thị trường cạnh tranh 11 Hình 1.2: Mơ hình HTĐ kín 12 Hình 1.3: Mơ hình HTĐ mở (TTĐ cạnh tranh) .13 Hình 1.4: TTĐ bán bn có TRANSCO 16 Hình 1.5: TTĐ bán bn có nhiều TRANSCO .17 Hình 1.6: TTĐ bán buôn + bán lẻ .18 Hình 2.1: Các nhiệm vụ SO 28 Hình 2.2: Nguồn phát điện tồn quốc năm 2012 35 Hình 2.3: Phụ tải điện toàn quốc năm gần 36 Hình 3.1: Các phương pháp OPF 53 Hình 3.2: Quan hệ OPF ứng dụng EMS chủ yếu khác .83 Hình 4.1: Sơ đồ tính phí truyền tải 98 Hình 4.2: Mô tả tỷ lệ công suất vào/ra nút 108 Hình 4.3: Ví dụ tính theo phương pháp AP 109 Hình 4.4: Phương pháp tham gia biên 111 Hình 4.5 Hệ thống điện đơn giản nút 112 Hình 4.6 Phương án 113 Hình 4.7 Phương án có nhà máy G1 phát 114 Hình 4.8 Phương án có nhà máy G4 phát 114 Hình 4.9 Hệ thống điện nút với cơng suất nút 118 Hình 4.10 Hệ thống điện nút với dịng cơng suất đường dây chế độ sở 118 Hình 5.1: Sơ đồ mô hệ thống điện nút 131 Hình 5.2: Kết mơ hệ thống điện nút khơng có ràng buộc tải đường dây 132 Hình 5.3: Kết mô hệ thống điện nút có ràng buộc tải đường dây 133 Hình 5.4: Kết mơ hệ thống điện nút có ràng buộc với tải tăng thêm 134 Hình 5.5: Sơ đồ hệ thống điện nút .136 Hình 5.6: Sơ đồ hệ thống điện nút phân bổ kinh tế (ED) 137 Hình 5.7: Sơ đồ hệ thống điện nút Primal LP OPF khơng có ràng buộc tải đường dây 138 Hình 5.8: Sơ đồ hệ thống điện nút Primal LP OPF có ràng buộc tải đường dây.139 CHƯƠNG MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề Hiện có xu hướng toàn giới việc tái cấu bãi bỏ quy định ngành công nghiệp điện thập kỷ qua Sự cạnh tranh thị trường sản xuất, bán buôn thị trường bán lẻ với việc tiếp cận với mạng truyền tải mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng cuối cùng, chẳng hạn giá điện thấp dịch vụ tốt Tuy nhiên, cạnh tranh mang lại nhiều vấn đề kỹ thuật thách thức hoạt động HTĐ, coi "độc quyền tự nhiên" đặc tính đặc biệt điện thứ hàng hóa Mặt khác, điều có nghĩa hội thách thức thực kỹ sư điện nhà nghiên cứu Ở nước này, mục tiêu nâng cao hiệu hoạt động hiệu đầu tư công ty Điện lực Quốc gia (hầu hết sở hữu Nhà nước), tăng cường tính cạnh tranh khâu thị trường cách thiết lập TTĐ tư nhân hóa hay nhiều phận Công ty Điện lực Quốc gia Kết cho thấy tiến khoa học quản lý ngành lượng Bởi vì, thị trường điện tạo mơi trường kinh doanh cạnh tranh bình đẳng doanh nghiệp giải pháp hữu hiệu huy động vốn việc đầu tư xây dựng nguồn hệ thống truyền tải điện Mặc dù trình cải tổ cấu tổ chức thiết lập cạnh tranh ngành công nghiệp điện số nước giới thực nhiều năm nhiều nước khác tiếp tục triển khai, chưa có mơ hình thống cho TTĐ tất Quốc gia Xuất phát từ yêu cầu thực tế, kinh tế Việt Nam phát triển mạnh năm gần hội nhập với kinh tế khu vực giới việc hình thành TTĐ tất yếu Khi đó, cấu tổ chức phương thức hoạt động ngành điện nói chung Cơng ty Truyền tải điện nói riêng phải có thay đổi để đáp ứng phù hợp với quy định hoạt động điện lực, quy luật chế thị trường 2 Ở Việt Nam, lộ trình cho việc áp dụng TTĐ Thủ tướng Chính phủ phê duyệt gồm cấp độ: 1/ 2005 – 2014: Thị trường phát điện cạnh tranh, 2/ 2015 – 2022: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh, 3/ Từ sau 2022: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh Hiện nay, nước ta áp dụng bước thí điểm cấp độ thị trường phát điện cạnh tranh số lượng cơng suất cịn nhỏ so với tổng cống suất nước, riêng phần thị trường bán buôn điện cạnh tranh thị trường bán lẻ điện cạnh tranh chưa thực Để tiến tới xây dựng TTĐ cạnh tranh hồn tồn, cần có nghiên cứu TTĐ nói chung nghiên cứu “thị trường bán bn điện cạnh tranh” nói riêng, thị trường bán lẻ điện cạnh tranh thích hợp cho giai đoạn để thị trường hóa tồn phần ngành điện Việt Nam Trong thị trường bán bn điện cạnh tranh hệ thống lưới điện truyền tải đóng vai trị trung tâm, yêu cầu đặt cần lựu chọn mơ hình quản lý vận hành phù hợp; tối ưu dịng chảy cơng suất, tắt nghẽn truyền tải, chế tính phí sử dụng, v.v… lưới điện truyền tải phải tiến hành khẩn trương để bắt kịp xu hướng phát triển ngành điện, đồng thời thực Quyết định Thủ tướng Chính phủ thực thị trường bán buôn điện cạnh tranh cấp độ (2015-2020), nâng cao hiệu sản xuất kinh doanh mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng cuối 0.2 Tính cấp thiết đề tài Q trình xây dựng mơ hình, tối ưu dịng cơng suất hay tính phí truyền tải đường dây truyền tải cịn vấn đề có nhiều ý kiến khác liên quan đến nhiều loại chi phí bên bán điện (nguồn phát) bên phân phối Mặc dù phí truyền tải chiếm phần nhỏ tổng chi phí ngành điện, mạng lưới truyền tải đóng vai trị quan trọng TTĐ cạnh tranh Do đó, việc định phí truyền tải số kinh tế quan trọng để định việc phân bổ nguồn lực, phát triển củng cố hệ thống Tuy nhiên, việc có hệ thống định phí truyền tải hiệu quả, phù hợp với tất cấu thị trường nơi khác khó khăn Những nghiên cứu định phí truyền tải tiến hành khơng có thống chung phương pháp định phí Trên thực tế, Quốc gia mơ hình cấu trúc lại có phương pháp riêng dựa đặc điểm riêng mạng lưới Với lý trình bày cho thấy, việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải” yêu cầu mang tính cấp thiết hai phương diện lý luận thực tiễn việc phát triển TTĐ cạnh tranh cấp độ (2015 – 2022) Việt Nam 0.3 Mục tiêu đề tài Mục tiêu đề tài là: - Tổng quan TTĐ cạnh tranh nói chung phân tích vấn đề truyền tải điện thị trường bán buôn điện cạnh tranh - Nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất (OPF), trình bày ưu nhược điểm phương pháp ứng dụng OPF TTĐ Đề xuất lựa chọn phương pháp tối ưu ứng dụng cho TTĐ Việt Nam - Nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải đề xuất phương pháp khả dụng cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam - Sau mơ thể tốn tối ưu xác định phí tương ứng, phân tích thành phần giá biên nút (LMP) toán tối ưu 0.4 Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu đề đề tài, trình nghiên cứu cần giải nhiệm vụ cụ thể sau đây: - Thực trạng TTĐ cạnh tranh giới Việt Nam Việc phát triển thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam - Các vấn đề liên quan đến thị trường bán buôn điện cạnh tranh cấu trúc thị trường bán buôn, lưới điện truyền tải, v.v… - Quản lý lưới truyền tải nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất việc tính phí lưới điện truyền tải khả áp dụng 4 Để giải nhiệm vụ nêu trên, nội dung nghiên cứu mà đề tài cần thực bao gồm: Nghiên cứu tổng quan thực trạng TTĐ giới Việt Nam, tập trung sâu vào thị trường bán buôn điện cạnh tranh Phân tích vấn đề truyền tải điện thị trường bán buôn điện cạnh tranh lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh phù hợp với HTĐ Việt Nam Nghiên cứu phương pháp OPF, ứng dụng OPF thị trường điện đề xuất phương pháp ứng dụng cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam Nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải thị trường bán bn điện cạnh tranh đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam Mơ HTĐ thể dịng chảy cơng suất tối ưu xác định phí tương ứng phân tích thành phần giá biên nút (LMP) toán tối ưu 0.5 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 0.5.1 Phương pháp luận Phương pháp nghiên cứu nguyên tắc cách thức hoạt động khoa học nhằm đạt tới chân lý khách quan dựa sở chứng minh khoa học Điều có nghĩa rằng, nghiên cứu khoa học cần phải có nguyên tắc phương pháp cụ thể, mà dựa theo vấn đề giải Việc nghiên cứu thị trường bán bn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải nghiên cứu phương pháp mà nhà khoa học giới nghiên cứu ứng dụng 0.5.2 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập thông tin - Thu thập tài liệu tổng quan TTĐ cạnh trạnh Việt Nam giới Tài liệu qua mạng Internet, nghị định, thông tư, văn Chính phủ, Bộ Cơng thương, Cực Điều tiết Điện lực EVN - Thu thập, tổng hợp tài liệu báo cáo khoa học, sách báo, tạp chí chuyên ngành, luận án, luận văn nước ... VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN... trung sâu vào thị trường bán buôn điện cạnh tranh Phân tích vấn đề truyền tải điện thị trường bán buôn điện cạnh tranh lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh... điểm riêng mạng lưới Với lý trình bày cho thấy, việc nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải? ?? yêu cầu mang