Giá điện tou và ảnh hưởng giá điện tiêu thụ điện

iii TÓM TẮT Trong những năm gần đây, tình trạng thiếu điện là một vấn đề nghiêm trọng nhất. Việc giảm phía nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng và thực hiện quản lý phía nhu cầu tiêu thụ điện (DSM) là một cách quan trọng để giải quyết tình trạng thiếu điện. Cách làm này tốt để phát triển thị trường năng lượng của các nước đang phát triển. Trong đó giá điện theo thời gian sử dụng (TOU) là một trong những phương pháp DSM quan trọng. Thông qua TOU phía nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng sẽ được đáp ứng với giá cả hợp lý, và điều này sẽ làm thay đổi sự tiêu thụ điện, hình dạng của đường cong nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng thay đổi theo. Vì vậy điều khiển tải sẽ cải thiện được tình trạng thiếu điện và làm cho đồ thị phụ tải tiêu thụ được san bằng. Chìa khóa của việc thực hiện điều khiển tải là giá TOU hợp lý, để thiết lập giá TOU, dựa trên những phân tích trên dữ liệu tải có sẵn, bài toán đa mục tiêu về mô hình giá TOU dựa trên mô hình đáp ứng khách hàng được trình bày trong luận văn, và một phương pháp mờ được sử dụng để giải quyết bài toán đa mục tiêu của mô hình này. Phương pháp lập trình tuyến tính được sử dụng để giải quyết vấn đề. Các dữ liệu của một khách hàng thực tế được sử dụng để kiểm tra tính khả thi của mô hình đề xuất. Trong khuôn khổ luận văn này sẽ trình bày một mô hình đáp ứng khách hàng và đưa ra giá TOU tối ưu khi có xét đến mô hình đáp ứng khách hàng. iv ABSTRACTS In recent years, the electricity shortage is a serious problem especially in the countries. Inducing the demand side and implementing demand side management (DSM) is an important way to solve the electricity shortage. It is good to development energy markets of developing countries . Time of use (TOU) is one of the important DSM methods. Through TOU the demand side will respond to the reasonable price, and will change the power consumption of electricity customers and shape of the demand curve. Thus the load condition will be improved the electricity shortage and leveled shape of the demand curve. The key of implementing TOU is reasonable setting TOU price. Based on the analysis on historical load data, a multi-object TOU price decision model based on the demand side price response model is presented, and a fuzzy method is used to deal with this multiple objects model. The linear programming method is used to solve the problem. The data of a practical customer is used to test the feasibility of the proposed model. Index Terms- Demand Side Management (DSM), Time of Use (TOU) Decision, Power Market, Demand Response model, Fuzzy Membership In the framework of this thesis will present the demand response model and set up optimal price TOU considering demand response model. v MC LC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lời cam đoan i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục v Danh sách các bảng và hình viii GII THIU 1 0.1. Lí do ch tài 1 0.2. Mc tiêu và nhim v nghiên cu 1 0.3. ng và phm vi nghiên cu 2  1. TNG N 1.1. Tng quan DSM 3 1.1.1.  3 1.1.2.  5 1.1.3. Nhim v chính cho vic thu khin tiêu th n 6 1.1.4. Kinh nghim ng dng DSM ti mt s quc gia 7 1.1.5. M ti Vit Nam 12 1.2. Gii thin 17 1.2.1. Bn cht cn 18 1.2.2. Các lon 18 1.2.3.  th ph ti 20 1.2.4. u khin h tiêu th và ng cn 21 vi 2. -  CHÍNH SÁCH GIÁ TOU 2.1. Gii thiu giá TOU 24 2.2. Phân tích vic thc hin tính theo thi gian s dng 24 2.2.1. Tính rõ ràng ca hiu qu ng theo TOU 24 2.2.2. Phn ng thái quá ca khách hàng 25 2.2.3. Chíng thiu linh hot 25 2.3. Các nguyên tn theo TOU 25 2.3.1. TOU phù hp vi DSM 26 2.3.2. Nguyên tc vùng thi gian thm 26 2.3.3. n tht 26 2.3.4. nh nguyên tng cong 27 2.4. u 28 2.4.1. c kinh t 2.4.2.  và mô hình phn ng khách hàng 31 2.4.3. S dng lý thuy 35 3. NG KHÁCH HÀNG KHI T 3.1. Khái quát 40 3.2. T ng khách hàng 41 3.3. Xây dc tiêu 44 3.3.1.  thut toán 44 3.3.2. c thc hin 45 4. THUT TOÁN GEN DI TRUYN (GA) 4.1. Gii thiu v thut toán gen di truyn 46 4.1.1. Tính chc thù ca thut toán gen di truyn (GA) 46 4.1.2. Các phép toán ca thut toán gen di truyn 46 4.1.3. Cu trúc tng quát ca mt thut toán gen di truyn có dng 48 vii 4.2. Tng thut toán gen di truyn trong Matlab7.0 49 4.2.1. Dùng Hàm t 49 4.2.2. Dùng Hp công c toán hc GAOT 49 4.3. Lp trình tính toán 51 4.3.1. Ví d ng khách hàng t Trung Quc 52 4.3.2. Xây dng hàm thích nghi tính toán 53 4.3.3. Mã hóa biu din giá TOU 54 4.3.4. Lp trình tính toán cho bài toán tng gii thut gen di truyn 56 5. KT QU MÔ PHNG 59 5.1. Kt qu mô phng 59 5.2. Kt lun 62 Tài liu tham kho 63 Ph lc 64 viii  Bảng 1.1 Lợi ích khách hàng , xã hội và điện lực 6 Bảng 4.1 Tải tiêu thụ trong 24 giờ 52 Bảng 4.2 Khả năng phản ứng khách hàng 52 Bảng 4.3 Bảng phân chia vùng thời gian 53 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 Quan hệ giữa phía ngành điện và khách hàng sử dụng điện 6 Hình 2.1 Đường cong đáp ứng 31 Hình 2.2 Hàm thành viên dạng nửa hình thang 39 Hình 3.1 Hàm thành viên mờ cho tải đỉnh 41 Hình 3.2 Hàm thành viên mờ cho sự sai biệt 24 Hình 3.3 Lưu đồ bài toán đa mục tiêu hàm P, Q 42 Hình 4.1 Cấu trúc tổng quát của thuật toán gen di truyền 44 Hình 5.1 So sánh tải sau khi thực hiện giá TOU và giá gốc 62 1 0  0.1. Lí do ch tài: Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành điện Việt Nam không ngừng phát triển cả về dung lượng lẫn chất lượng. Nhiều nhà máy điện lớn góp phần không nhỏ cho sự tăng trưng kinh tế như Hoà Bình, Phú Mỹ, Yaly, Phả Lại Tuy nhiên, hiện nay ngành điện vẫn không đáp ứng được nhu cầu dùng điện trong cả nước. Cung nhỏ hơn cầu. Một trong số các nguyên nhân là: do sự đầu tư chưa đúng mức cho ngành điện so với tốc độ tăng trưng kinh tế, ”tư duy thói quen sử dụng điện chưa hợp lý của các hộ tiêu thụ đã làm cho sự phân bố phụ tải không đều theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm”, do các trang thiết bị cũ kỹ và lạc hậu làm cho suất tổn thất công suất và chất lượng điện năng xấu đi. Trong luận văn này, quan tâm đến DSM (Demand-Side managmenr)- điều khiển hộ tiêu thụ và tiết kiệm điện với mục đích làm thay đổi “tư duy thói quen sử dụng điện chưa hợp lý của các hộ tiêu thụ đã làm cho sự phân bố phụ tải không đều theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm” làm san phẳng đồ thị phụ tải. Điều khiển hộ tiêu thụ điện DSM cần phải đi kèm với hệ thống giá điện. Hệ thống giá điện TOU (Time Of Use )- giá theo thời gian sử dụng được dùng nhiều trên thế giới.  Việt Nam nó mới được triển khai vào những năm gần đây với việc đi kèm với côngtơ ba giá. Vấn đề đặt ra là khảo sát ảnh hưng giá điện lên tiêu thụ điện. Vì vậy đề tài nghiên cứu ảnh hưng gía điện và thành lập biểu giá hợp lý vừa có lợi cho phía nhà cung cấp điện và vừa có lợi cho phía khách hàng và mang lại lợi ích cho xã hội. 2 Đề tài “Giá điện TOU và ảnh hưng của giá điện - tiêu thụ điện” có ý nghĩa thực tế cho tình hình thiếu hụt điện hiện nay. 0.2. Mc tiêu và nhim v nghiên cu: 0.2.1. Mc tiêu: Nghiên cứu cách tiếp cận đánh giá phản ứng khách hàng lên giá điện, từ đó xây dựng giá TOU hợp lý, và góp phần san bằng đồ thị phụ tải. 0.2.2. Nhim v nghiên cu: Giá điện. Nghiên cứu các nguyên tắc giá điện. Xây dựng mô hình biểu giá phù hợp để khách hàng tiêu dùng và nhà cung cấp đều thỏa mãn. nh hưng giá điện lên tiêu thụ điện. 0.3. i tng và phm vi nghiên cu: 0.3.1. ng nghiên cu: Giá điện TOU. Mô hình phản ứng khách hàng. 0.3.2. Phm vi nghiên cu: Giá TOU (Time Of Use) - giá điện theo thời gian sử dụng. 3   1.1. Tng quan DSM: 1.1.1.  DSM được hiểu là bất kỳ tác động nào từ phía ngành điện nhằm thay đổi sự tiêu dùng điện của khách hàng theo hướng có lợi cho ngành điện, cho khách hàng và cho xã hội. Các chương trình DSM bao gồm các tác động lên phía các khách hàng chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các công ty điện. Những hoạt động của DSM: Điều khiển tải (dịch chuyển tải từ giờ có giá cao sang giá thấp). Bảo toàn (trong đó có giảm sử dụng năng lượng). Điện khí hoá (thay thế sử dụng dầu và các nhiên liệu khác bằng việc sử dụng điện như là hậu quả của cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973). Để có thể điều khiển tải ngành điện bắt buộc phải thông qua giá điện để có thể đạt được điều mình mong muốn là: khách hàng dịch chuyển tải tự nguyện. Để có thể điều phối hiệu quả dùng điện khách hàng phải tiến hành một loạt các nhiệm vụ từ mang tính phân tích cho đến những bài toán điều khiển thời thực. Các biện pháp mà các chương trình DSM hiện nay có thể sử dụng để tác động vào nhu cầu điện của khách hàng là: Cắt đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong giờ cao điểm. Hiệu quả sẽ là giảm điện năng tiêu thụ và phụ tải đỉnh của toàn hệ thống. Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Hiệu quả là tăng tiêu thụ điện năng tổng nhưng không tăng công suất đỉnh. 4 Chuyển phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh nhưng không làm thay đổi điện năng tiêu thụ. Tiết kiệm chiến lược: là giảm mức tiêu thụ điện của các thiết bị sử dụng điện. Tăng phụ tải chiến lược: Tăng điện thương phẩm chung, ví dụ như đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất ca 3 với sự trợ giá của Chính phủ, mở rộng chương trình điện khí hoá nông thôn Hiệu quả sẽ tăng cả công suất đỉnh và điện năng tiêu thụ. Biểu đồ phụ tải linh hoạt: Làm thay đổi độ tin cậy và chất lượng phục vụ. Thay vì tác động vào biểu đồ phụ tải một cách lâu dài, các Công ty Điện Lực xây dựng phương án cắt giảm phụ tải khi cần thiết. Hiệu quả sẽ giảm được công suất đỉnh và thay đổi một ít tổng điện năng tiêu thụ. Quản lý nhu cầu (DSM) bao gồm những thành phần quan trọng của kế hoạch năng lượng : DSM sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng của khách hàng, bất kỳ chương trình nào có dự định ảnh hưởng đến việc sử dụng điện năng của khách hàng đều được xem là chương trình DSM. DSM phải đạt được những mục tiêu đã chọn. Để tạo thành “Một sự thay đổi hình dạng trong biểu đồ phụ tải” chương trình phải đạt được những mục tiêu đã chọn, nghĩa là phải cắt giảm tỷ giá bình quân, cải thiện sự hài lòng của khách hàng, đạt được các mục tiêu có độ tin cậy cao. DSM đánh giá lại những chương trình nào không phải là DSM. Khái niệm này cũng đòi hỏi việc chọn lựa các chương trình DSM, ngoài ra mục đích là làm giảm sự thay thế của các chương trình không phải DSM như: các đơn vị sản xuất điện, cung cấp các thiết bị dự trữ năng lượng. Nói cách khác, DSM đòi hỏi xem xét thay thế bằng các thiết bị cung cấp phụ, đó cũng là giai đoạn DSM trở thành một phần của “kế hoạch hóa nguồn lực tích hợp”. [...]... nhất mà khách hàng tiêu thụ vào giờ được coi là tải đỉnh của hệ thống và trả tiền theo công suất này Điều khiển trực tiếp hộ tiêu thụ và hộ tiêu thụ có hưởng giá ưu đãi Ví dụ: Cho phép cắt điện ở khoảng thời gian nào đó các thiết bị tiêu tốn điện trên xí nghiệp và bù lại sẽ nhận giá tiền điện thấp hơn Từ giữa những năm 80 bắt đầu tuyên truyền cho việc ứng dụng “spot tariff” (giá động -giá thời thực) Nó... phát điện và khách hàng Vì vậy cần thiết nghiên cứu nguyên tắc giá TOU 2.3 Các nguyên tắc tính giá đi n theo TOU: Một vài điều chính yếu của việc phân tích nguyên tắc giá TOU như sau: 25 2.3.1 TOU phù h p v i DSM: Giá điện theo TOU là một trong những phương pháp kinh tế của DSM, nó cần phù hợp với mục tiêu của DSM Điều đó có nghĩa rằng giá điện theo TOU phải có lợi cho khách hàng, các nhà cung cấp và. .. các nhà máy điện là không chắc chắn và chắc chắn giá bán điện cho khách hàng Đường cong đồ thị phụ tải sau khi thực hiện giá điện theo TOU có thể bị thay đổi, tải vào giờ thấp điểm sẽ tăng và tải giờ cao điểm sẽ giảm Việc thay đổi đường cong tải sẽ ảnh hưởng đến việc đấu thầu giá điện (nếu có thị trường điện) 26 Vì vậy đấu thầu giá điện vào giờ cao điểm sẽ giảm và đấu thầu giờ thấp điểm sẽ tăng lên... hiện giá TOU: M0 = P0 G0 (2.6) C0 là giá trung bình của giá bán điện ( trước khi thực hiện TOU ) Thanh toán tiền điện mua từ các nhà máy điện trước khi thực hiện giá TOU: M0’ = P1 G01 + P2 G02 + P3 G03 (2.7) Lợi nhuận trước khi thực hiện giá TOU : MM = M0 – M0’ Doanh thu của nhà cung cấp điện bán cho khách hàng sau khi thực hiện giá TOU: MTOU = P’1 G1 + P’2 G2 + P’3 G3 (2.8) Thanh toán tiền điện. .. cấp điện có thể bắt tay ngầm làm cho giá điện tăng cao 22 Trong một vài thị trường điện cạnh tranh, những dấu hiệu về giá điện có thể được xác định trước nửa ngày tính theo thời thực Trong những thị trường như vậy, các khách hàng rõ ràng không cần dự báo giá và họ có thể an tâm hoạch định việc dùng điện Đáng tiếc, do tính không chắc chắn của nhu cầu tiêu thụ thực tế và do giá trị sản xuất thay đổi, giá. .. phụ tải của khách hàng 1.2 Gi i thi u giá đi n: 17 1.2.1 B n chất của giá đi n: Giá điện phải phản ánh đầy đủ và chi tiết chi phí sản xuất trên đơn vị điện năng và có kèm theo một ít lợi nhuận Tiền điện cần bao hàm yếu tố quan hệ hợp lý giữa nhà sản xuất và hộ tiêu thụ, thúc đẩy chế độ tải hợp lý của nhà máy điện, khen thưởng tiết kiệm điện, đảm bảo tin cậy cung cấp điện Tồn tại các quan điểm chủ yếu... chiếm 46% tiêu thụ điện, dân dụng chiếm 28%, khách hàng nhỏ là 23% Giá điện chủ yếu là TOU (Time of Use) và theo Pmax, theo giá cắt điện Việc điều khiển tải nhờ các công tắc định giờ và thiết bị điều khiển trung tâm phù hợp với giá điện Khảo sát phản ứng của khách hàng cho thấy có hai cách để dịch chuyển tải: thay đổi thời gian biểu vận hành và điều khiển tải max: đo lường 15 phút, tính phụ tải và so với... sở đánh giá mức tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm để phục vụ cho các mô hình điều khiển sau này cũng như để đánh giá được hiệu quả của việc tiết kiệm điện trên lưới khách hàng Tiếp tục các vấn đề truyền thống về p, tối ưu điện áp trên xí nghiệp công nghiệp đây cần tiến hành các bài toán về vận hành tối ưu lưới điện, bù tối ưu… Tìm đồ thị tối ưu tiêu thụ điện trên cơ sở giá điện, mức tiêu hao điện/ đơn... chênh lệch giữa giá trong lúc tích luỹ hàng và giá lúc bán ra trội hơn những chi phí do tồn trữ 23 Chương 2 T NG QUAN GIÁ TOU - CÁC PH NG PHÁP NGHIÊN C U CHÍNH SÁCH GIÁ TOU 2.1 Gi i thi u giá TOU: Trong những năm gần đây, do thiếu nguồn cung cấp điện nên giá năng lượng tính theo thời gian sử dụng TOU được áp dụng tại khá nhiều quốc gia như: Trung Quốc, Đài Loan, Việt Nam …Tại Việt Nam, giá điện theo vùng... các nhà máy điện sau khi thực hiện giá TOU: M TOU = P’1 G11 + P’2 G22 + P’3 G33 Lợi nhuận sau khi thực hiện giá TOU: MM’= MT – MT’ 29 (2.9) Nhà cung cấp điện có thể tạo ra lợi nhuận từ việc thực hiện giá TOU: MM’ MM Như vậy ta có : MT ≥ M0 – M’ Với M’: mức chênh lệch khoản thanh toán trước và sau khi thực hiện giá TOU Về phía khách hàng: Nhu cầu thanh toán của khách hàng trước khi giá TOU được thực . khách hàng và mang lại lợi ích cho xã hội. 2 Đề tài Giá điện TOU và ảnh hưng của giá điện - tiêu thụ điện có ý nghĩa thực tế cho tình hình thiếu hụt điện hiện nay. 0.2. Mc tiêu và nhim. ba giá. Vấn đề đặt ra là khảo sát ảnh hưng giá điện lên tiêu thụ điện. Vì vậy đề tài nghiên cứu ảnh hưng gía điện và thành lập biểu giá hợp lý vừa có lợi cho phía nhà cung cấp điện và vừa. Thông qua TOU phía nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng sẽ được đáp ứng với giá cả hợp lý, và điều này sẽ làm thay đổi sự tiêu thụ điện, hình dạng của đường cong nhu cầu tiêu thụ điện của khách