KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG SỐ 79 (6/2022) 88 BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN ĐẾN DOANH THU CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Nguyễn Đức Nghĩa1 Tóm tắt Thị trư[.]
BÀI BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN ĐẾN DOANH THU CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Nguyễn Đức Nghĩa1 Tóm tắt: Thị trường phát điện cạnh tranh vào hoạt động có bước phát triển lớn 100 nhà máy điện với tổng công suất đặt 30000MW tham gia thị trường Thiết kế vận hành nhà máy thủy điện vận hành thị trường phức tạp nhiều so với nhà máy không tham gia thị trường Tuy nhiên, việc xem xét yếu tố thị trường điện đề cập nghiên cứu, đánh giá hiệu dự án thủy điện Điều dẫn đến bất cập, khó khăn cho nhà máy thủy điện tham gia thị trường điện, ảnh hưởng lớn đến tính hiệu dự án Trong báo này, nghiên cứu biến động doanh thu nhà máy thủy điện tỷ lệ sản lượng hợp đồng thay đổi đồng thời với biến đổi giá thị trường Trên sở kết nghiên cứu, số kiến nghị đề xuất việc xác định giá hợp đồng, tỷ lệ sản lượng hợp đồng cho nhà máy thủy điện tham gia thị trường điện Từ khóa: Nhà máy thủy điện, thị trường điện, sản lượng hợp đồng, giá hợp đồng ĐẶT VẤN ĐỀ * Thị trường phát điện cạnh tranh vào hoạt động gần 10 năm (từ tháng 07/2012) Trải qua nhiều giai đoạn, dù có thời kỳ phải tạm dừng ngắn, thị trường điện (TTĐ) có bước phát triển lớn có 100 nhà máy điện tham gia thị trường, với tổng công suất đặt 30000MW Theo quy định hành, nhà máy điện có cơng suất đặt lớn 30MW đấu nối vào hệ thống điện quốc gia có trách nhiệm trực tiếp tham gia thị trường điện (Bộ Công Thương, 2018), thời gian tới số lượng nhà máy tham gia thị trường tiếp tục gia tăng Thiết kế vận hành nhà máy thủy điện (NMTĐ) vận hành thị trường phức tạp nhiều so với nhà máy không tham gia thị trường Tuy nhiên, việc xem xét yếu tố thị trường điện đề cập nghiên cứu, đánh giá hiệu dự án thủy điện Đặc biệt ảnh hưởng thị trường điện đến doanh thu gần không Trường Đại học Thủy lợi 88 xem xét giai đoạn thiết kế NMTĐ Điều dẫn đến bất cập, khó khăn cho NMTĐ tham gia TTĐ, ảnh hưởng lớn đến tính hiệu dự án Trong năm gần đây, bắt đầu có số nghiên cứu hoạt động NMTĐ TTĐ Hồng Cơng Tuấn (2018) nêu ảnh hưởng thay đổi biểu đồ phụ tải khả vận hành NMTĐ Đây yếu tố tác động từ thay đổi nhu cầu dùng điện, chưa phải tác động trực tiếp thị trường điện lên hiệu ích dự án thủy điện Lê Quốc Hưng (2019) sử dụng giá bán điện trung bình tháng làm liệu đầu vào cho toán tối ưu quy hoạch động Giá bán điện trung bình chưa thể đầy đủ ảnh hưởng thị trường điện đến trình vận hành NMTĐ Nguyễn Đức Nghĩa (2021) đánh giá hiệu vận hành NMTĐ, doanh thu xem xét với giá bán điện xác định Phương pháp áp dụng cho NMTĐ thị trường điện nhiên cần bổ sung tác động thị trường điện đến doanh thu bán điện KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 79 (6/2022) Hiện nay, tỷ lệ sản lượng hợp đồng (kQc) nhà máy thủy điện TTĐ dao động Rg = Rsmp + Rbp + Rcon + Rdu, (4) Rc = (Pc - FMP) *Qc, (5) khoảng (65 ÷ 95)% (Bộ Công thương, 2018) Với mức độ dao động này, doanh thu NMTĐ có biến động tương ứng với tỷ lệ sản lượng hợp đồng phê duyệt Bên cạnh đó, giá hợp Rcan = CAN*Qmq, (6) đó: Rg - Tổng khoản tốn điện thị trường chu kỳ toán (đồng) đồng (Pc) có tác động mạnh đến doanh thu Tuy nhiên, giá hợp đồng xác định sở đánh giá hiệu ích dự án Do đó, giai đoạn thiết kế khơng xem xét đầy đủ ảnh hưởng thị trường đến doanh thu, từ tác động đến hiệu ích dự án có bất lợi lớn cho NMTĐ vận hành TTĐ Trong báo này, nghiên cứu biến động doanh thu NMTĐ tỷ lệ sản lượng hợp đồng thay Rc - Khoản tốn sai khác (đồng) Rcan - Khoản tốn cơng suất cho nhà máy điện (đồng); Rsmp - Khoản toán cho phần sản lượng toán theo giá điện thị trường chu kỳ toán (đồng) Rbp - Khoản toán cho phần sản lượng toán theo giá chào nhà máy nhiệt điện có giá chào lớn giá trần thị trường đổi đồng thời với biến đổi giá thị trường Trên sở kết nghiên cứu, số kiến nghị đề xuất việc xác định giá hợp đồng, tỷ điện chu kỳ toán (đồng) Rcon - Khoản toán cho phần sản lượng điện phát tăng thêm chu kỳ toán (đồng) lệ sản lượng hợp đồng cho NMTĐ tham gia thị trường điện Rdu - Khoản toán cho phần sản lượng điện phát sai khác so với sản lượng huy động DOANH THU CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 2.1 Doanh thu nhà máy thủy điện thị trường điện Đối với nhà máy điện không tham gia thị trường điện, doanh thu nhà máy phụ thuộc theo lệnh điều độ chu kỳ toán (đồng) Trong trường hợp, hoạt động nhà máy hoàn toàn khớp với điều độ, doanh thu nhà máy là: B = Rsmp + Rc + Rcan = Qsmp*SMP + (Pc - FMP) *Qc + CAN*Qmq, (7) với: sản lượng điện phát giá mua điện thống theo hợp đồng B = E.G (1) đó: B: doanh thu nhà máy (đồng) E: sản lượng điện nhà máy (kWh) G: giá bán điện (đồng/kWh) Qsmp - Sản lượng điện toán theo giá điện thị trường chu kỳ giao dịch (kWh) SMP - Giá điện thị trường chu kỳ giao dịch (đồng/kWh) Qc - Sản lượng hợp đồng chu kỳ giao dịch (kWh) P c - Giá hợp đồng mua bán điện Đối với nhà máy điện tham gia thị trường điện, doanh thu nhà máy phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác (Cục Điều tiết điện lực, 2020) (đồng/kWh) theo thỏa thuận nhà máy điện bên mua điện FMP - Giá thị trường toàn phần áp dụng cho Chi tiết đây: B = f(Qsmp, Qmq, Qcon, Qdu, Qc, Pc, SMP, CAN, …), (2) B = Rg + Rc + Rcan, (3) đơn vị phát điện chu kỳ giao dịch (đồng/kWh), FMP = SMP + CAN CAN - Giá công suất thị trường chu kỳ giao dịch (đồng/kWh) KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 79 (6/2022) 89 Qmq - Sản lượng điện đo đếm nhà máy điện chu kỳ giao dịch (kWh) tăng mạnh Khi giá SMP hạ xuống mức sàn 1.0 (đồng/kWh) Với mức độ biến thiên lớn Qdu - Sản lượng điện phát sai khác so với lệnh điều độ chu kỳ giao dịch (kWh) SMP ngày tỷ lệ sản lượng hợp đồng, phương án vận hành ngày ảnh hưởng Qcon - Sản lượng phát tăng thêm nhà máy nhiều đến doanh thu NMTĐ điện chu kỳ giao dịch (kWh) Chỉ tỷ lệ sản lượng hợp đồng 100%, ta có Qsmp = Qmq = Qc nên (7) có dạng đơn giản cơng thức (8) Lúc này, doanh thu nhà máy giống trường hợp nhà máy không tham gia thị trường B = Pc.Qc (8) Công thức (7) thể hiện, trường hợp đơn giản nhất, doanh thu nhà máy điện tham gia thị trường phụ thuộc nhiều yếu tố khác Trong yếu tố trên, Pc CAN xác định trước, SMP thay đổi lớn theo diễn Hình Diễn biến giá điện ngày 04/01/2022 biến thị trường điện Do đó, doanh thu nhà máy điện biến động lớn (có thể tăng lên Hình 2a thể biến động giá thị trường giảm xuống) tỷ lệ sản lượng hợp đồng tồn phần tính trung bình theo tháng năm giảm xuống 2021 Mức độ biến thiên FMP năm 2.2 Biến động giá điện thị 2021 tương đối lớn, từ 735.2 ÷ 1289.5 (đồng/kWh), tương ứng với dao động gần 30% trường điện Thị trường điện hoạt động theo quy luật cung xung quanh giá trị trung bình 1000.1 cầu, giá bán điện biến động theo biến (đồng/kWh) Nếu so sánh với xu dòng chảy động nguồn cung nguồn cầu Khi yêu cầu (hình 2b) dễ dàng nhận thấy xu FMP ngược phụ tải cao giá bán điện tăng, nguồn cung với xu dòng chảy năm Khi lượng cấp điện lớn giá bán điện giảm Giá thị trường nước hồ chứa thủy điện thấp giá FMP lại tồn phần (FMP) gồm thành phần SMP CAN cao ngược lại Giá FMP cao từ tháng đến Trong đó, CAN thành phần công bố trước tháng 6, thời kỳ mùa khô, tháng cho hàng năm biến động khơng nhiều SMP cịn lại thấp hơn, thấp vào tháng 10, 11 giá điện thị trường, biến động lớn, từ 1.0 Những diễn biến hình 2, đặt vấn đề (đồng) tới giá biên thị trường, tới 1600 lớn cho NMTĐ khơng có hồ điều tiết dài (đồng) Hình thể biến đổi CAN hạn việc xác định tỷ lệ sản lượng hợp SMP ngày 04/01/2022 Từ năm 2020, đồng Nếu tỷ lệ sản lượng hợp đồng cao tận lượng lớn nhà máy điện lượng tái tạo dụng giá FMP mùa khơ (điện mặt trời, điện gió) hịa vào hệ thống nên khơng tận dụng lượng nước nhiều nguồn cung vào khung cao điểm buổi trưa mùa mưa ngược lại 90 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 79 (6/2022) a) b) Hình Diễn biến giá thị trường toàn phần năm 2021 a) Giá trị FMP trung bình tháng b) Mức biến động so với giá trị trung bình năm SMP lưu lượng đến hồ chứa 2.3 Đánh giá ảnh hưởng sản lượng hợp đồng đến doanh thu Như phân tích mục 2.1 2.2, doanh thu NMTĐ TTĐ phụ thuộc phức tạp vào tỷ lệ sản lượng hợp đồng, giá hợp đồng, diễn biến thị trường điện, mức độ điều tiết hồ chứa Để khảo sát mức độ ảnh hưởng sản lượng hợp đồng đến doanh thu NMTĐ năm, tiếp nối phương pháp dùng đánh giá chất lượng vận hành NMTĐ (Nguyễn Đức Nghĩa, 2021) Các bước cụ thể sau: Bước 1: Thu thập số liệu vận hành Trong suốt trình vận hành, trạng thái vận hành cơng trình ghi lại (mực nước hồ chứa, mực nước hạ lưu cơng trình, cơng suất phát điện, lưu lượng qua tổ máy, …); Bước 2: Tính tốn dịng chảy đến tuyến cơng trình Từ số liệu vận hành tiến hành tính tốn để xác định lưu lượng đến tuyến cơng trình thời đoạn vận hành; Bước 3: Giả thiết giá trị khác tỷ lệ sản lượng hợp đồng từ (65 ÷ 95)% Xác định doanh thu tối đa mà cơng trình thu Sử dụng thuật tốn tối ưu để tính tốn doanh thu tối đa mà cơng trình thu sử dụng dịng chảy đến tuyến cơng trình xác định bước có xét đến ràng buộc mà NMTĐ phải tuân thủ trình phát điện; Bước 4: Khảo sát mức độ biến thiên doanh thu sản lượng hợp đồng thay đổi B = f(kQc) Các bước dùng để khảo sát mức độ ảnh hưởng thông số khác Pc, Vhi, … ÁP DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ Để minh họa cho ảnh hưởng sản lượng hợp đồng đến doanh thu NMTĐ, chúng tơi lựa chọn NMTĐ Sơng Bung làm ví dụ tính tốn 3.1 Giới thiệu NMTĐ Sơng Bung Sông Bung thuộc hệ thống bậc thang NMTĐ sông Bung với công suất lắp máy Nlm = 57MW NMTĐ Sông Bung xây dựng hạ lưu NMTĐ Sông Bung 4A (49MW) NMTĐ A Vương (210MW) Các thông số NMTĐ Sông Bung thể bảng KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 79 (6/2022) Bảng Thông số NMTĐ Sông Bung TT Thông số Đơn vị Giá trị MNDBT m 60.0 MNC m 58.5 Vhi triệu m3 2.45 Nlm MW 57.0 Hmax m 29.6 Htt m 27.0 Hmin m 16.5 Qmax 239.2 m /s 91 Tỷ lệ sản lượng hợp đồng (kQc) hàng năm NMTĐ Sông Bung quy định theo định Cục Điều tiết điện lực Theo định số 123/QĐ-ĐTĐL ngày 31/12/2020 tỷ lệ sản lượng hợp đồng năm 2021 NMTĐ Sông Bung xác định 90% (Bộ Công thương, 2020) Hồ chứa Sông Bung có khả điều tiết hồ chứa 02 ngày, sản lượng hợp đồng xác định sau: Qc = kQc*Qmq (9) 3.2 Đánh giá ảnh hưởng kQc tới doanh thu NMTĐ Khi khảo sát mức độ biến động doanh thu theo mức độ thay đổi kQc, giả thiết giá trị kQc = (100 ÷ 65)% Mức độ biến động doanh thu phương án kQc so với phương án gốc (khi kQc = 100%) B = B/Bo (%) năm 2021 thể hình Kết hình 3a cho thấy doanh thu a) c) 92 NMTĐ Sông Bung năm 2021 tham gia thị trường tăng so với phương án không tham gia thị trường (kQc = 100%) Khi mức độ tham gia thị trường nhiều (kQc nhỏ) mức độ tăng doanh thu lớn Điều cho thấy, năm 2021 NMTĐ Sông Bung hoạt động thị trường điện có lợi không tham gia thị trường Nếu tỷ lệ sản lượng hợp đồng 65% (mức tham gia thị trường tối đa) doanh thu năm 2021 đạt 110% so với không tham gia thị trường Mức độ biến động doanh thu tháng năm 2021 khơng (hình 3b) Các tháng mùa khơ có mức tăng doanh thu lớn (tháng 03 có mức tăng tối đa lên 126.07% - hình 3c), tháng mùa mưa có mức tăng ít, chí cịn giảm (tháng 11 giảm tối đa cịn 97.98% - hình 3d) Điều hoàn toàn phù hợp với quy luật biến đổi FMP phân tích trình bày mục 2.2 b) d) Hình Biến động doanh thu năm 2021 a) Biến động doanh thu năm 2021 theo kQc b) Biến động doanh thu theo kQc tháng năm 2021; c) Biến động doanh thu tháng 03/2021 theo kQc d) Biến động doanh thu tháng 11/2021 theo kQc KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MƠI TRƯỜNG - SỐ 79 (6/2022) a) b) Hình Biến động doanh thu năm 2020 a) Biến động doanh thu năm 2020 theo kQc b) Biến động doanh thu theo kQc tháng năm 2020; Khi xem xét ảnh biến động doanh thu năm 2020, kết cho thấy xu biến động doanh thu theo tháng (hình 4b) tương đối tương đồng với năm 2021 Có nghĩa tháng mùa khô doanh thu tăng kQc giảm ngược lại tháng mùa mưa Tuy nhiên, xu biến động doanh thu năm 2020 ngược lại so với năm 2021 Năm 2020, doanh thu giảm tỷ lệ sản lượng hợp đồng giảm (hình 4a), tức tham gia thị trường nhiều bất lợi Điều giải thích vào tháng có doanh thu lớn (tháng ÷ 12 chiếm 73.8% doanh thu) giá SMP lại thấp, cá biệt tháng 10 có FMP < 50%Pc Từ xu hướng biến động doanh thu ngược năm 2020 2021 đặt yêu cầu xem xét thêm yếu tố khác tới biến động doanh thu NMTĐ thị trường điện biến động giá hợp đồng, phân bố thủy văn, Vì xem xét tỷ lệ sản lượng hợp đồng khơng thể kết luận xu biến đổi doanh thu 3.3 Biến động doanh thu theo Pc kQc Để xem xét ảnh hưởng đồng thời Pc kQc tới doanh thu năm NMTĐ, thay đổi đồng thời Pc kQc tính tốn doanh thu Khi đó, doanh thu năm 2021 NMTĐ Sơng Bung biến đổi hình Kết phân tích biến động doanh thu năm 2021 cho thấy, trường hợp Pc