BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI oOo NGÔ QUANG HÙNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN GIÁ BIÊN NÚT TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CÓ CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI -oOo - NGÔ QUANG HÙNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN GIÁ BIÊN NÚT TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CÓ CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN GIÓ ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN - HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS LÊ THỊ MINH CHÂU Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu, số liệu khác có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, cá nhân Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, Ngày tháng Năm 2019 Học viên Ngơ Quang Hùng Khóa CH2016B LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô giáo môn Hệ thống điện-Viện điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện suốt q trình học tập, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này, đặc biệt thầy cô trực tiếp giảng dạy hướng dẫn đề tài, với tác giã cảm ơn trân trọng tới Ban giám hiệu, Viện đào tạo sau đại học, thư viện tạ Quang Bửu bạn học viên động viên giúp đỡ tơi q trình làm luận văn Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy cô TS Lê thị Minh Châu gợi mở cho tác giã ý tưởng hướng nghiên cứu đề tài này, dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dầu có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực Tuy nhiên thời gian làm luận văn ngắn kiến thức cịn hạn chế khơng tránh khỏi thiếu sót, mong nhận nhận xét góp ý quý báu quý thầy cô bạn đọc luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG, HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN .4 1.1.Thị trường điện điều tiết mô hình thị trường điện giới 1.1.1.Thị trường điện trước phi điều tiết 1.1.2.Các mơ hình thị trường điện giới 1.2 Các vấn đề thị trường điện 10 1.3 Tổ chức hoạt động thị trường điện 11 1.3.1 Các đơn vị tham gia trực tiếp vào thị trường điện 11 1.3.2.Các quan nhà nước điều hành thị trường điện 13 1.3.3 Tổ chức thị trường điện 13 1.3.3.1 Các phương thức mua bán điện 13 1.3.3.2 Mua bán sàn- Giá toán chung thị trường điện .16 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN GIÓ 20 2.1 Tổng quan tiềm phát triển điện gió Việt Nam .20 2.1.1 Năng lượng gió để phát điện 20 2.1.2.Những nhân tố thúc đẩy phát triển lượng gió 21 2.1.3.Phục vụ phát triển kinh tế cho vùng có nhà máy điện gió 22 2.1.4 Tiềm sử dụng lượng điện gió giới 23 2.1.5.Tiềm năng lượng điện gió Việt Nam 27 2.1.5.1.Tiềm quy hoạch phát triển điện gió Việt Nam .27 2.1.5.2.Hiện trạng khai thác điện gió Việt Nam 29 2.2 Phương pháp tính cơng suất phát turbine gió 32 2.2.1.Gió lượng điện gió: 32 2.2.2 Tính hiệu suất turbine gió 34 2.3 Nhận xét kết luận 39 CHƯƠNG 3: CÁC MÔ HÌNH TỐN HỌC ĐỂ XÁC ĐỊNH GIÁ BIÊN NÚT LMP 41 3.1 Đặt vấn đề: 41 3.2 Khái niệm giá biên nút cách tính LMP 41 3.2.1.Đường cong chào bán đường cong chào mua .42 3.2.2 Tính LMP theo định nghĩa Layman 47 3.3 Mơ hình trào lưu cơng suất tối ưu xoay chiều AC OPF .52 3.4 Mơ hình trào lưu công suất tối ưu chiều DC OPF để tính LMP 58 3.5.Mơ hình trào lưu cơng suất tối ưu chiều có xét tổn thất DC OPF 61 3.6 Nhận xét lựa chọn phương pháp .64 CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH GIÁ BIÊN NÚT CHO HTĐ QUẢNG NINH KHI CÓ NMĐ GIÓ 69 4.1: Giới thiệu lưới điện Quảng Ninh 69 4.2 Áp dụng tính tốn giá biên nút cho lưới điện Quảng Ninh 69 4.2.1 Mơ khơng có NMĐ gió 70 4.2.2 Mơ có NMĐ gió 72 4.2.3 Nhận xét kết mô phỏng: .75 PHỤ LỤC .76 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG MỞ RỘNG ĐỀ TÀI 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt AC Giải thích Alternating Current: Dịng điện xoay chiều AC OPF Mơ hình dịng xoay chiều dịng cơng suất tối ưu CN Cơng nghiệp CP Clear Price: Giá tốn CTNĐ Công ty nguồn điện CTPP Công ty phân phối DAM Day Ahead Market: Thị trường điện ngày tới DC OPF Mơ hình dịng chiều dịng cơng suất tối ưu DeC Demand Curve: Đường cong chào mua 10 DISCO Distribution Company: Công ty phân phối điện 11 ĐL Đo lường 12 ESCO Energy Service Companie: Công ty bán lẽ 13 EU Liên minh châu Âu 14 EVN Tập đoàn điện lực Việt Nam 15 FC Firm Contract: Hợp đồng chắn 16 FERC Nuclear Regulatory Regulatory Commission: Cục điều tiết lượng liên bang 17 GENCO Generation Company: Các công ty sản xuất điện 18 GENCOS Generation Companies: Các công ty phát điện 19 GWEC Hội đồng lượng gió tồn cầu 20 HAWT Turbine gió trục ngang 21 HDĐ Hộ dùng điện 22 HTĐ Hệ thống điện 23 HTX Hợp tác xã 24 IEEE 25 ISO Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện kỹ sư điện điện tử Independent System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập 26 KH Khách hàng 27 LDC Local Distribution Companie: Công ty phân phối địa phương 28 LF Marginal loss factor: Hệ số tổn thất công suất 29 LMP Locational Marginal Price: Giá biên nút 30 MCP Market Clearing Price: Giá giao dịch thị trường 31 NMĐ Nhà máy điện 32 NRC Nuclear Regulatory Commission: Năng lượng nguyên tử 33 PECC3 Công ty tư vấn xây dựng điện 34 PX Power Exchange: Sàn giao dịch 35 RESCO Retail Energy Service Companie: Công ty bán lẽ 36 RT Real Time: Thị trường điện tức thời 37 SC Supply Curve: Đường cong chào bán 38 SCADA Supervisory Control and Data Acquisition: Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu 39 SM Sport Market: Thị trường điện tức thời 40 SMO System and Market Operation: Đơn vị vận hành thị trường điện 41 SMP System Marignal Price: Giá biên thị trường điện 42 SO System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống 43 TBA Trạm biến áp 44 Transcos Transmission: Cơng ty truyền tải điện 45 VAWTS Turbine gió trục đứng 46 ZMP Zonel Marginal Price: Giá biên miền DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Tiềm năng lượng điện gió Việt Nam (độ cao 65 m) [5] 27 Bảng 2.2: Bảng tính cơng suất turbine gió 34 Bảng 2.3: Bảng tính cơng suất phát Turbine gió 24h ngày .37 Bảng 2.4: Bảng tính cơng suất phát NMĐ gió 24h ngày 39 Bảng 4.1: LMP thay đổi theo cơng suất phát NMĐ gió 24h ngày 74 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình thị trường điện độc quyền Hình 1.2 Mơ hình phát điện cạnh tranh Hình 1.3 Thị trường điện bán bn Hình 1.4: Thị trường điện bán bn bán lẻ.[1] 10 Hình 2.1: Đồ thị tốc độ gió thay đổi năm 36 Hình 2.2: Đồ thị cơng suất gió năm ứng với vận tốc gió .36 Hình 2.3 Tốc độ gió hàng ngày trung bình 24h 37 Hình 2.4: Đồ thị cơng suất turbine gió trung bình 24h 38 Hình 3.1 Đường cong chào bán đường cong chào mua 42 Hình 3.2.a & 3.2.b: Phụ tải u cầu tính dịng cơng suất 46 Hình 3.2.c: Sơ đồ cho cách tính dịng cơng suất .47 Hình 3.3.a Sơ đồ đường dây lưới nút 48 Hình 3.3.b & 3.3.c: Sơ đồ cho cách tính phân bổ cơng suất 48 Hình 3.3.d & 3.3.e: Sơ đồ cho cách tính phân bổ cơng suất 49 Hình 3.3.f: Sơ đồ cho cách tính phân bổ công suất 49 Hình 3.4.a Sơ đồ lưới nút 50 Hình 3.4.b Sơ đồ cho cách tính phân bổ dịng cơng suất .51 Hình 3.5: Lưới điện nút IEEE .67 Hình 4.1: Sơ đồ lưới 25 nút xuất tuyến 371 Tĩnh Quảng Ninh 70 Hình 4.2: Sơ đồ lưới 25 nút có NMĐ gió xuất tuyến 371 Tĩnh Quảng Ninh 72 Hình 4.3: LMP thay đổi 24h có NMĐ gió, khơng có NMĐ gió .75 ... pháp xác định giá biên nút có NMĐ gió, Áp dụng tính LMP cho lưới điện miền Bắc? ?? làm luận văn thạc sỹ Mục đích nghiên cứu luận văn Nắm phương pháp tính tốn giá biên nút hệ thống điện có NMĐ gió. .. thị trường điện, áp dụng cho thị trường điện Việt Nam Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu đặc tính cơng suất NMĐ gió, Các mơ hình tốn học xác định giá biên nút, Các phương pháp mơ phỏng, tính tốn giá. .. giá biên nút LMP - Chương 4: Áp dụng tính giá biên nút cho HTĐ Quảng Ninh CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.1 .Thị trường điện điều tiết mơ hình thị trường điện giới 1.1.1 .Thị trường điện