Thiết kế điện thị trường

Thiết KẾ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN Nguyễn Hương Mai Khoa Quản lý Năng lượng – Đại học Điện lực Chương DỊCH VỤ VÀ GIÁ TRUYỀN TẢI Nội dung  Giao dịch truyền tải song phương  Hệ thống nút  Hệ thống nút  Giao dịch truyền tải tập trung  Hệ thống điện nút  Không giới hạn công suất truyền tải  Giới hạn công suât truyền tải  Nghẽn mạch  Hệ thống điện nút  Điều độ kinh tế (không giới hạn công suất truyền tải)  Giới hạn công suất truyền tải  Giá nút  Tổn thất lưới truyền tải I Giao dịch truyền tải song phương  Trong giao dịch song phương, tất giao dịch xảy bên mua bán  Số lượng giá thành định bên có liên quan  Cơ quan vận hành hệ thống không tham gia giao dịch thương mại tham gia vào:  Cân hệ thống cuối  Cắt giảm tải công suất phát có yêu cầu an ninh hệ thống I Giao dịch truyền tải song phương Ví dụ Khối lượng giao dịch theo hợp đồng cho cụ thể Đơn vị phát Đon vị mua Khối lượng hợp đồng (MW) G1 L1 300 G2 L2 200 Giao dịch truyền tải song phương  Nếu giới hạn truyền tải đường dây lớn 500MW giao dịch khả thi Nếu không SO phải can thiệp vào để cắt giảm khối lượng giao dịch  Khối lượng giao dịch cắt giảm tính toán sử dụng chương trình tính toán lưới điện, giao dịch nên bị cắt giảm hiệu kinh tế việc cắt giảm vấn đề phức tạp  Để bảo vệ giao dịch có tắc nghẽn truyền tải, “quyền truyền tải vật lý” cần quy định đấu giá công khai  Quyền truyền tải vật lý:  Dòng công suất lưới phân bổ theo quy luật vật lý, không theo quyền lợi đơn vị tham gia thị trường  Một số đơn vị tham gia thị trường có quyền lực thị trường Giao dịch truyền tải song phương Ví dụ Xét hệ thống nút có đường dây truyền tải, bỏ qua điện trở, sau: Hợp đồng B→Y 400 MW Hợp đồng D →Z 200 MW Giao dịch truyền tải song phương  Đối với Hợp đồng flow1−3 (B−Y) = 0.2 + 0.1 400 = 240 0.2 + 0.2 + 0.1 flow1−2−3 (B−Y) = 0.2 400 = 160 0.2 + 0.2 + 0.1 Giao dịch thực giới hạn truyền tải đường dây 1-2 2-3  Đối với Hợp đồng flow3−1 (D − Z) = 0.2 + 0.1 200 = 120 0.2 + 0.2 + 0.1 Giao dịch thực flow3−2−1 (D − Z) = 0.2 200 = 80 0.2 + 0.2 + 0.1 Giao dịch truyền tải song phương  Xét hợp đồng lúc  Để tính dòng công suất nhánh, ta sử dụng nguyên lý chồng chất flow1-3 = flow1-3(B-Y) - flow3-1(D-Z) = 240 - 120 = 120 flow1-2-3 = flow1-2-3(B-Y) - flow3-2-1(D-Z) = 160 - 80 = 80 Giao dịch truyền tải song phương  Kết tính toán dòng công suất kết hợp hợp đồng không gây tải đường dây  Do đó, SO cần phải xem xét tất giao dịch quyền truyền tải vật lý lúc để kiểm tra an ninh hệ thống  Quyền truyền tải vật lý đem lại quyền lực thị trường Sở hữu đường dây truyền tải không sử dụng hạn chế công suất truyền gây ảnh hưởng tới giao dịch điện II Giao dịch truyền tải tập trung  Giao dịch truyền tải thông qua trung tâm trung gian cách đấu giá, thực MO (kiêm chức vận hành lưới điện truyền tải)  Cân thị trường thực có tính đến giới hạn truyền tải tổn thất hệ thống  Giá điện mà khách hàng đấu nỗi nút phải trả công ty phát điện phát cho nút trả  Như an ninh hệ thống đảm bảo giới hạn hệ thống tính toán tổng hợp chào Đối với hệ thống nút đơn giản Hệ thống nút bao gồm máy phát phụ tải lưới điện Trường hợp  Không có đường dây truyền tải nối nút (2 thị trường độc lập)  Cho phụ tải nút sau: D1 = 500 MW; D2 = 1500 MW  Nếu thị trường nút cạnh tranh hoàn hảo: p1 = MC1 = 10 + 0.01 x 500 = 15 $/MWh p2 = MC2 = 13 + 0.02 x 1500 = 43 $/MWh Trường hợp Có đường dây truyền tải không giới hạn công suất nối nút (hoặc giới hạn công suất lớn so với nhu cầu phụ tải Trường hợp  Đây trường hợp thị trường với giá điện đồng  MO cần giải toán tối ưu sau: Min (C1(G1)+C2(G2) Với điều kiện: G1+G2 =D1+D2 (cân công suất - λ: giá điện) Trường hợp  Có đường dây truyền tải với giới hạn công suất 400MW nối nút (giới hạn công suất truyền tải)  Giới hạn công suất cần xem xét toán tối ưu: Với điều kiện: G1+G2 =D1+D2 {λ} G1-D1≤400 {µ1} G2-D2≤400 {µ2} Trường hợp Cách giải: 10 + 0,01 G1 - λ + µ1 = 13 + 0,02 G2 - λ = G1 + G2 – 500 – 1500 = G1 – 400 – 500 = Đáp số: G1=900; G2=1000; λ=35; µ1=16 Ảnh hưởng tắc nghẽn truyền tải đến giá điện Tắc nghẽn truyền tải (do giới hạn công suất truyền tải) tạo vùng với chi phí biên khác (19 35) Đối với thị trường cạnh tranh, giá xác định chi phí biên chi phí gọi “giá biên địa phương” Tổng kết trường hợp Trường hợp G1 (MW) 500 1433 900 p1 ($/MWh) 15 24,33 19 Doanh thu G1 ($/h) 7500 34865 17100 Thanh toán D1 ($/h) 7500 12165 9500 G2 (MW) 1500 567 1100 43 24,33 35 Doanh thu G2 ($/h) 64500 13795 38500 Thanh toán D2 ($/h) 64500 36496 52500 Tổng toán (D 1+D2) ($/h) 72000 48660 62000 Tổng doanh thu (G1+G2) ($/h) 72000 48660 55600 p2 ($/MWh) Giá trị thặng dư ($/h) → 6400 Tổng kết trường hợp  Lưu ý Giá trị thặng dư trường hợp 2, đường dây truyền tải (trường hợp 1) tắc nghẽn truyền tải (trường hợp 2) Nhưng trường hợp 3, có xét đến giới hạn công suất truyền tải làm ảnh hưởng tới khối lượng hợp đồng (có tắc nghẽn)  Do giá trị thặng dư tạo tắc nghẽn truyền tải, gọi thăng dư “tắc nghẽn” Hệ thống điện nút  Xét hệ thống nút phần I  MO xem xét chào công ty phát, đơn vị mua giới hạn vận hành hệ thống điện MCA=7,5 $/MWh GA=140 MW MCC=14 $/MWh GC=90 MW MCB=6 $/MWh GB=285 MW LX = 60 MW LZ = 50 MW LY = 300 MW MCD=10 $/MWh GD=85 MW Hệ thống nút  Điều độ kinh tế không xét đến giới hạn truyền tải Giá $/MWh Công suất MW Đáp án: GA=125MW; GB=285MW; GC=GD=0MW; Giá thị trường=7,5$/h Tổng chi phí: C = MCA.GA + MCB.GB + MCC.GC + MCD.GD =267,50 $/h Hệ thống nút Điều độ kinh tế có xét đến giới hạn truyền tải     F12=156MW; F13=204MW;F23=96MW Quá tải Cần Cần phải phải tính tính toán toán lại lại điều điều độ độ kinh kinh tế tế Hệ thống nút