NGHIÊN cứu THỊ TRƯỜNG điện với TRUYỀN tải điện

Đơn vị phát điện được tự do chào giá trong phạm vi giá trần. Mức giá trần thường ở mức cao để các tổ máy chạy đỉnh (ít giờ) có khả năng thu hồi vốn (ví dụ 10,000MWh tại Úc). Chỉ thanh toán tiền năng lượng (riêng TT PJM có trả phí công suất). Đặc điểm thị trường PBP: Được cho là mang tính cạnh tranh hơn và có khả năng đưa ra tính hiệu giá đúng với quan hệ cung cầu. Tuy vậy, tính biến động giá rất lớn dễ bị các đơn vị phát điện chi phối lũng đoạn, đẩy giá lên cao; Các công ty cần có khả năng cạnh tranh tương đương nhau; Mức độ rủi ro cao, khó thu hút đầu tư.

Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN -1- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN Nội dung: 1.1 1.1 Khái niệm thị trường điện 1.2 Cơ sở hình thành thị trường điện 1.3 Lợi ích việc hình thành thị trường điện 1.4 Mơ hình thị trường điện 1.5 Các cấp độ phát triển thị trường điện 1.6 Các cấp độ thị trường điện số nước KHÁI NIỆM VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN [3] Định nghĩa thị trường điện: Môi trường để bên sản xuất tiêu thụ điện tham gia thực hoạt động mua bán điện với theo nguyên tắc định trước (giá, số lượng, chất lượng, vận chuyển) Thị trường điện cạnh tranh thị trường mà sản phẩm điện phải bán nhiều nhà cung ứng để người -2- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện mua có quyền lựa chọn nhà cung ứng theo ý hưởng lợi từ cạnh tranh đó[4] Đặc thù sản xuất tiêu thụ điện: tức thời, cung cầu phải cân bằng, yếu tố kinh tế quy mô độc quyền tự nhiên Cơ chế cung cầu thị trường điện: • Cầu sản lượng điện cần thiết cung cấp cho nhà truyền tải - phân phối nhà tiêu thụ • Cung tổng lượng điện mà nhà sản xuất cung ứng cho thị trường • Quy luật hoạt động kinh tế thị trường: Theo kinh tế học, đặc tuyến cung – cầu cắt điểm gọi điểm cân giá số lượng Điểm gọi điểm thăng thị trường Tại điểm giao đường cung cầu (P0, Q0) lượng cung cầu cân Cơ chế thị trường xu hướng giá thay đổi thị trường thăng Giá Đồng/MW Đường cung P0 Đường cầu Q0 MW Hình 1.1 Quy luật cung – cầu 1.2 CƠ SỞ HÌNH THÀNH THỊ TRƯỜNG ĐIỆN [2] Lý cải cách ngành, hình thành thị trường điện bao gồm nhiều yếu tố kinh tế, kỹ thuật, xã hội tác động đến mô hình tổ chức sản xuất kinh doanh cơng ty điện Trong đó, chia nhóm yếu tố sau: -3- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Chính sách tự kinh tế: cuối thập kỷ 80 đầu 90 kỷ 20 (tại nước Anh, Mỹ, Úc…) đòi hỏi cạnh tranh, nâng hiệu quả, chất lượng định đầu tư công ty điện Từ đó, xu chuyển đổi cấu ngành điện từ quản lý ngành dọc sang hoạt động theo thị trường điện cạnh tranh khởi đầu số nước Và nay, nhiều nước giới, công nghiệp điện chuyển dần sang hướng cạnh tranh, thị trường điện thay phương pháp vận hành truyền thống Mục tiêu thị trường điện là: giảm giá điện, nâng cao lợi nhuận, nâng cao chất lượng dịch vụ thông qua cạnh tranh Những tiến khoa học kỹ thuật: làm thay đổi quan niệm truyền thống mối liên quan qui mô nhà máy hiệu suất nhà máy điện Quy mô tối ưu nhà máy nhiệt điện than khoảng 600-800 MW Nhưng với công nghệ mới, nhà máy điện có cơng suất từ 100 MW đến 1000 MW có hiệu suất cao, chi phí xây dựng vận hành thấp, độ tin cậy cao [4] Những tiến khoa học kỹ thuật: rút ngắn thời gian xây dựng, giảm chi phí vận hành bảo dưỡng dẫn đến giảm giá bán điện cho khách hàng [24] Quyền lựa chọn khách hàng mua điện: nhân tố quan trọng tác động lên q trình cải cách mơ hình tổ chức công ty điện, Hiệu việc tự hố thị trường viễn thơng có ảnh hưởng lớn tới ngành điện Ở Mỹ, hộ tiêu thụ điện đòi hỏi phải cải tổ chênh lệch chi phí sản xuất giá bán điện cho khách hàng Trong khối EU, việc hình thành thị trường chung khối dẫn tới việc hộ tiêu thụ điện gây áp lực đòi hình thành thị trường điện chung EU, đưa điện trở thành loại hàng hoá giao dịch chung nước thành viên EU Ảnh hưởng trình tồn cầu hóa: Trong kinh tế mở, hàng rào thuế quan cản trở hành khác dỡ bỏ, nhà đầu tư thường lựa chọn nơi có điều kiện đầu tư hấp dẫn Trong đó, đảm bảo an tồn cung cấp điện giá điện yếu tố nhà đầu tư ý giá điện thành phần quan trọng giá thành sản phẩm Vì nhà đầu tư đặc biệt tổ hợp sản xuất cơng nghiệp lớn, có nhu cầu tiêu thụ điện cao thường yêu cầu Chính phủ sở cho phép họ phép lựa chọn người cung ứng điện có giá cạnh tranh có khả đảm bảo an toàn cung cấp -4- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện điện Một số công ty điện lớn giới phát triển trở thành tập đoàn kinh tế lớn, kinh doanh điện phạm vi quốc tế, Vì vậy, nhân tố quan trọng thúc đẩy cải tổ mơ hình độc quyền xây dựng thị trường điện cạnh tranh Xu hướng hình thành đường dây truyền tải liên quốc gia, liên khu vực tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành thị trường cạnh tranh bán buôn điện, làm thay đổi giới hạn địa bàn kinh doanh cơng ty điện Ví dụ: đường dây liên kết lưới điện Mỹ Canada sở cho việc hình thành thị trường điện hai nước, cơng ty phát điện Canada bán điện cho khách hàng mua điện thị trường điện Mỹ ngược lại Xu hướng xây dựng đường dây truyền tải điện liên quốc gia, liên khu vực trở thành xu hướng phổ biến giới khu vực Bắc Âu, Tây Âu, Trung Mỹ, Nam Mỹ…Tại khu vực Đông Nam á, nước khu vực thoả thuận để xây dựng đường dây truyền tải điện liên kết nước ASEAN sau xây dựng thị trường điện khu vực theo hình mẫu EU [12] Nhu cầu huy động vốn từ khu vực tư nhân nước để xây dựng cơng trình điện, nước phát triển, nhu cầu vốn để xây dựng mới, đại tu cải tạo cơng trình điện lớn Để xây dựng nhà máy điện mới, cần phải đầu tư trung bình khoảng triệu USD cho MW công suất đặt, với qui mô đầu tư xây hàng chục nghìn MW 10 năm đầu kỷ 21, số vốn ngân sách Chính phủ nước khu vực Châu Thái Bình Dương không đủ để đáp ứng nhu cầu đầu tư cơng trình nguồn điện Theo dự báo Uỷ ban Năng lượng giới, giai đoạn 1990-2020, nước khu vực cần đầu tư khoảng 143 tỷ USD/ năm, nguồn đầu tư nước ngồi ước tính cần khoảng 48 tỷ USD/năm [26] Nhiều tổ chức tài giới WB, IMF đưa khuyến nghị nêu rõ việc cải tổ mô hình tổ chức Cơng ty điện lực xây dựng thị trường điện điều kiện cần thiết để nước thu hút vốn đầu tư từ khu vực tư nhân nguồn vốn tài trợ tổ chức tài Ảnh hưởng trình cải tổ thành cơng ngành điện: số nước tác động tới sách cải cách ngành điện nước khác, nước sau rút học kinh nghiệm thành công thất bại -5- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện trình cải tổ cơng ty điện nước trước Tác động tích cực q trình cải tổ ngành điện kinh tế số nước nâng cao hiệu hoạt động công ty điện, giảm gánh nặng ngân sách đầu tư vào ngành điện, giảm giá bán điện động lực mạnh mẽ thúc đẩy nước sau đặc biệt nước phát triển đẩy nhanh trình cải cách mơ hình tổ chức ngành điện Ở Việt Nam, với xu hội nhập với kinh tế giới khu vực đòi hỏi phải tạo lập phát triển thị trường điện cạnh tranh công khai, bình đẳng có điều tiết nhà nước để nâng cao hiệu hoạt động điện lực, thu hút thành phần kinh tế tham gia hoạt động phát điện, buôn bán điện tư vấn chuyên ngành điện Số liệu dự báo nhu cầu điện cho biết [12]:  2010: 105-115 tỷ Kwh, Pmax ~ 18.000-20.000MW  2020: 247-300 tỷ Kwh, Pmax ~ 41.000-50.000MW Và nhu cầu vốn đầu tư giai đoạn 2011-2020:  Nhu cầu vốn đầu tư 2011-2020 39 tỷ USD  Nhu cầu vốn đầu tư trung bình: lên tới tỷ USD/năm Nhu cầu vốn đầu tư áp lực lớn cho Chính phủ để thu hút nguồn vốn đầu tư việc tạo thị trường điện cạnh tranh tất yếu Như vậy, mở thị trường điện: đòi hỏi nội ngành điện, lợi ích chung quốc gia phù hợp với xu thế giới 1.3 LỢI ÍCH CỦA VIỆC HÌNH THÀNH THỊ TRƯỜNG ĐIỆN [3] Tất người: từ khách hàng, phủ, cơng ty điện lực, đến nhà đầu tư có lợi từ chương trình cải cách ngành điện hình thành thị trường điện Những lợi ích là: • Hạn chế thiếu hụt cơng suất: Do hình thành thị trường điện, hình thành luật lệ rõ ràng minh bạch, giá hợp lý thu hút vốn đầu tư từ nguồn nước để phát triển nguồn điện đáp ứng nhu cầu phụ tải phục vụ phát triển kinh tế • Cải thiện hiệu suất, giảm chi phí, gia tăng dịch vụ cung cấp điện: Do cạnh tranh nên bắt buộc nguồn phát phải nâng cao hiệu suất, đầu tư công nghệ tiên tiến, cắt giảm chi phí sản xuất, vận hành, nâng cao dịch vụ -6- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện cung cấp điện Kinh nghiệm ngành truyền thơng ví dụ • Cải thiện độ tin cậy hệ thống chất lượng điện năng: Các ràng buộc lưới điện, quy định điều tiết điện lực tạo sức ép để cải thiện độ tin cậy hệ thống nâng cao chất lượng điện • Phục vụ bảo vệ khách hàng tốt hơn: Việc hình thành quan điều tiết độc lập tạo điều kiện phục vụ bảo vệ khách hàng tốt quy định pháp luật chặt chẽ • Giá bán điện giảm ổn định sau thời gian thực thị trường 1.4 điện MƠ HÌNH THỊ TRƯỜNG ĐIỆN [7] Nói chung, có hai cách phân loại mơ hình thị trường điện theo thành phần tham gia theo chế điều độ Theo thành phần tham gia gồm có: PoolCo Model, mơ hình hợp đồng song phương, mơ hình lai; theo chế điều độ có mơ hình tập trung (Gross Pool) mơ hình phi tập trung (Net Pool) Có thể hiểu, mơ hình thị trường theo thành phần tham gia mơ hình PoolCo Model tương đương với Gross Pool, mơ hình hợp đồng song phương mơ hình lai tương đương với mơ hình Net pool mơ hình theo chế điều độ 1.4.1 Điều độ tập trung (Thị trường bắt buộc/Gross pool) - Các đơn vị phát điện chào giá phát điện vào thị trường - Nhu cầu phụ tải dự báo - Các nguồn điện lập lịch huy động để đáp ứng phụ tải - Giá thị trường xác định đơn vị phát điện có giá chào cao huy động (hàng 30’) phát - phát Điện cung cấp đơnđiện vị phát điện toán giá thị điện trường - tải tải Người mua trả theo giá thị trường Hình 1.2 Mơ hình thị trường điều độ tập trung - Giá phátthị trường xác định đơn vị phát điện có giá chào phátcao - tải toán giá thị Điện cung cấp đơn vị phát điện tải phát Thị điện Thị điện trường huy động (hàng trường 30’) phát điện điện trường tải tải tải tải phát phát -7điện điện Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện - Hợp đồng sai khác (CfD) tạo ổn định tài tương lai - Cách điều độ truyền thống, MO/SO lập lịch huy động cho tất công suất cần thiết (thứ tự theo chào) - Thị trường an ninh hệ thống (nghẽn mạch, dịch vụ phụ) xử lý đồng thời - Có thể tích hợp MO SO - Không yêu cầu tham gia từ phía phụ tải - Phạt khơng tn thủ lệnh điều độ theo lịch liên quan đến an ninh hệ thống 1.4.2 Điều độ phi tập trung (Thị trường tự nguyện/Net pool) - Các đơn vị phát điện tự xác định biểu đồ phát điện thông báo cho SO biết - Kế hoạch phát điện dựa cam kết theo hợp đồng song phương kết giao dịch qua power exchange/forward markets - SO điều độ phần công suất cho thị trường cân để cân hệ thống thời gian thực - Các tình an ninh hệ thống SO xử lý độc lập với thị trường (power exchange) - Đòi hỏi có tham gia từ phía phụ tải (người mua) - Đơn vị phát điện khơng phát điện cam kết, phải toán phần chênh lệch theo giá thị trường cân 1.4.3 Cách thức chào giá thị trường điện cạnh tranh Trong thị trường điện cạnh tranh có 02 kiểu chào giá bán điện tương ứng với 02 mơ hình sau : mơ hình chào giá tự (Price Based Pool PBP) áp dụng cho mơ hình thị trường giá theo quy luật cung cầu mơ hình chào giá theo chi phí (Cost Based Pool - CBP) áp dụng cho mơ hình thị trường giá theo chi phí, hai mơ hình thuộc loại thị trường điều độ tập trung (thị trường toàn phần –Gross Pool), sử dụng giá biên hệ thống (System Marginal Price – SMP) giá thị trường Dạng thị trường thị trường ngày tới (Day –ahead) toán theo hợp đồng CfD -8- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện a Thị trường chào giá tự (Price-based pool/PBP): - Đơn vị phát điện tự chào giá phạm vi giá trần - Mức giá trần thường mức cao để tổ máy chạy đỉnh (ít giờ) có khả thu hồi vốn (ví dụ $10,000/MWh Úc) - Chỉ toán tiền lượng (riêng TT PJM có trả phí cơng suất) - Đặc điểm thị trường PBP: Được cho mang tính cạnh tranh có khả đưa tính hiệu giá với quan hệ cung cầu Tuy vậy, tính biến động giá lớn dễ bị đơn vị phát điện chi phối lũng đoạn, đẩy giá lên cao; Các cơng ty cần có khả cạnh tranh tương đương nhau; Mức độ rủi ro cao, khó thu hút đầu tư - Tác động thị trường PBP: o Nếu đơn vị phát điện phát nhiều sản lượng cam kết hợp đồng CfD toán theo giá thị trường cho phần phần điện chênh lệch; Nếu đơn vị phát điện phát sản lượng cam kết hợp đồng CfD phải trả tiền lại theo giá thị trường cho phần phần điện chênh lệch o Mức độ ảnh hưởng: (Sản lượng hợp đồng – Sản lượng phát)* (Giá thị trường) Ví dụ TT Singapore: - Giá thị trường tăng tới mức trần $3,000/MWh - Giá hợp đồng $80/MWh - Một nhà máy lý phát 10 MW so với sản lượng ký hợp đồng CfD phải trả khoản tiền $30,000 vào giá thị trường tăng cao giá trần - Ngược lại, nhà máy sản xuất vượt sản lượng hợp đồng nhận số tiền tương tự ($30,000) - Thông thường, đơn vị phát điện sở hữu nhà máy khống chế hết rủi ro từ biến động giá thị trường nên có quan niệm mơ hình thị trường chào giá tự khơng an tồn - Thao túng ép giá thị trường PBP: -9- Luận văn thạc sĩ o Chương 1: Tổng quan thị trường điện Các đơn vị phát điện chi phối với tỷ lệ ký hợp đồng cao có khả chào giá mức thấp o Điều đẩy đơn vị nhỏ khỏi thị trường o Các cơng ty lớn lại sau thao túng để đẩy giá lên cao trục lợi b Thị trường chào giá theo chi phí (Cost-based pool/CBP): - Giá chào khống chế mức chi phí biến đổi (sản xuất điện) - Mức chi phí biến đổi xác định theo giá nhiên liệu hiệu suất nhà máy (heat rate) - Thường áp dụng chế trả phí cơng suất (theo độ sẵn sàng) để bù đắp chi phí đầu tư cho phát điện - Đặc điểm thị trường CBP: o Đảm bảo điều độ kinh tế, theo chi phí phát điện tối thiểu; Giá thị trường điện theo chi phí (CBP) ổn định giá thị trường price based po ol (PBP) SMP khơng vượt q chi phí biên biến đổi o Việc xếp lịch huy động tổ máy tối thiểu hố chi phí nhiên liệu o Việc vận hành nhà máy điện lưới điện hiệu o SO có nhiệm vụ vận hành hệ thống điện để tránh ràng buộc lưới, việc toán thị trường điện phải thiết kế kỹ lưỡng, cẩn thận hơn; o Cơ chế toán phí cơng suất đảm bảo cho nhà đầu tư thu hồi vốn, dễ khuyến khích đầu tư vào nguồn điện o Giá thị trường xác định sở chi phí biến đổi thực tổ máy tốt sở chào hộ tiêu thụ điện o Việc xếp lịch huy động tổ máy phản ánh thứ tự ưu tiên chi phí sản xuất điện tổ máy; o Giá thị trường phản ánh chi phí biên ngắn hạn hệ thống coi giá biên hệ thống; -10- Luận văn thạc sĩ - Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.10 cho lời giải chi phí thấp là: nên có máy phát G1 cung cấp P1=60MW đến tải E G2 cung cấp P 2=40MW đến tải E, dựa giá đưa máy phát G1 & máy phát G2 - Áp dụng cơng thức (4.1) ta có chi phí thấp để cung cấp tải cố định nút E là: C(Ptải)=10$/MWh*60MWh+12$/MWh*40MWh=1.080$ Transmission Limit=30MW 30 N 30 100MW Offer$12 Load Offer$10 G1 Dispatch60M W0MW E W 30 S G2 Dispatch40M W0MW 30 Hình 4.10 Giá nút tải cố định E=100MW có xét đến ràng buộc truyền tải - Hình 4.11: giá nút N chi phí để cung cấp 1MW tới nút N - Lời giải chi phí thấp điều kiện sau thỏa mản cho việc phát kinh tế: 1/4*∆P1 + 3/4*∆P2 = ∆P1 + ∆P2 = - Do đó, phải có máy phát G1 tăng lên 1.5MW máy phát G2 giảm xuống 0.5MW Dòng cơng suất tổng nằm giới hạn - Áp dụng công thức (4.2) ta có giá nút N: C(P+1MW)=10$/MWh*1.5MWh-12$/MWh*0.5MWh=9$ - Giá nút N 9$, tính tốn tương tự cho nút lại (giá nút W = 10$; giá nút S = 11$; giá nút E = 12$) Transmission Limit=30MW 30 Offer$10 G1 Dispatch60M W1.5MW N 30 +1MW $9 E S -62- Offer$12 Load W 30 100MW 30 G2 Dispatch40M W-0.5MW Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.11 Giá nút N có xét đến ràng buộc truyền tải Từ kết tính tốn trường hợp có xét đến ràng buộc truyền tải & bỏ qua tổn thất, ta tính phí truyền tải cho chênh lệch giá điện nút bảng 4.1 sau đây: Bảng 4.1 Phí truyền tải trường hợp xét đến ràng buộc truyền tải Nút Giá nút Giá nút Phí truyền tải (bỏ qua tổn thất) (xét đến ràng buộc W S E N ($/MWh) truyền tải) 10 10 10 10 ($/MWh) 10 11 12 ($/MWh) -1  Giả thiết xét đến tổn thất (bỏ qua ràng buộc truyền tải) Giá nút N - Hình 4.12 cho lời giải chi phí thấp là: nên có máy phát G1 cung cấp P1=100MW đến tải E, dựa giá đưa máy phát G1 & máy phát G2 tổn thất nên phải phát 104MW Dòng cơng suất tổng nằm mức giới hạn - Áp dụng cơng thức (4.1) ta có chi phí thấp để cung cấp tải cố định nút N là: C(Ptải)=10$/MWh*100MWh+12$/MWh*0MWh=1.000$ 75 Load 100MW 25 N 78 Offer$10 G1 W Dispatch104 MW0MW 26 Offer$12 E S -63- G2 Dispatch0M W 26 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.12 Giá nút tải cố định N=100MW có xét đến tổn thất - Hình 4.13: Giá nút N, chi phí để cung cấp 1MW tới nút N - Lời giải chi phí thấp Máy phát G1 phải phát thêm ∆P1=1.04 - MW để cung cấp 1MW tới nút N Áp dụng cơng thức (4.2) ta có giá nút N: C(P+1MW)=10$/MWh*1.04MWh+12$/MWh*0MWh=10.4$ - Giá nút N 10.4$, tính tốn tương tự cho nút lại (giá nút W = 10$; giá nút S = 10.4$; giá nút E = 10.4$) 75.75 Load 100+1MW 25.25 N 78.78 Offer$10 G1 Dispatch104 MW1.04MW Offer$12 E W 26.26 S G2 Dispatch0M W+0MW 26 Hình 4.13 Giá nút N có xét đến tổn thất Từ kết tính tốn trường hợp có xét đến tổn thất & bỏ qua ràng buộc truyền tải, ta tính phí truyền tải cho chênh lệch giá điện nút bảng 4.2 sau đây: Bảng 4.2 Phí truyền tải trường hợp xét đến tổn thất Nút Giá nút Giá nút (bỏ qua tổn thất) (xét đến tổn thất) W S E N 4.6/ ($/MWh) 10 10 10 10 ($/MWh) 10 10.4 10.4 10.4 Phí truyền tải ($/MWh) 0.4 0.4 0.4 CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG PHÍ TRUYỀN TẢI TRONG BÀI TỐN TÍNH GIÁ NÚT 4.6.1/ Hàm mục tiêu [2] -64- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Chính sách giá điện MO đưa nhằm tối đa hóa lợi nhuận xã hội, cách tối đa hóa thặng dư khách hàng nhà máy điện Điều thực cách đặt giá công suất tác dụng phản kháng bus thời điểm với chi phí biên việc cung cấp công suất bus thời điểm Để cực tiểu hàm chi phí mua điện, Cơ quan quản lý thị trường (MO) Cơ quan quản lý hệ thống (SO) cần phải phân bố tối ưu công suất mua điện nhà máy cho lợi nhuận toàn hệ thống tối đa cách tối ưu hóa tổng chi phí mua điện hệ thống cực tiểu thời đoạn đảm bảo ràng buộc hệ thống Giá công suất phản kháng tác dụng, với chi phí cận biên, hồn tồn xác định tốn trào lưu cơng suất tối ưu (OPF) Ta có hàm mục tiêu sau: Ci ( Pgi ) Min C = ∑ i∈G (4.3) Với ràng buộc truyền tải sau: Pij ,min ≤ Pij ≤ Pij ,max (4.4) Với Pij =| Vi || V j || Yij | co s(θij + δ j − δ i ) − | Vi | | Yij | cos θij (4.5) 4.6.2/ Chương trình mơ phí truyền tải tốn tính gía nút Trong luận văn tác giả sử dụng phần mềm Matlab công cụ Matpower để giải toán vận hành tối ưu hệ thống tính giá nút Matpower tập hợp file m để giải toán phân bố trào lưu công suất tối ưu (OPF) Matpower Ray D.Zimmerman, Carlos E.Murillo – Sanchez Deqiang Gan thuộc Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật điện (PSERC), thuộc Trường đại học Cornell Hoa Kỳ phát triển từ chương trình Robert Thomas [22] Trên tảng file.m Matpower, tác giả khảo sát phân bố công suất theo thay đổi biến liên quan ràng buộc; tìm giá nút Mạng điện sử dụng mạng 30 nút IEEE (hình 4.14) Trên sở giải toán tối ưu hệ thống, tác giả phân tích ảnh hưởng ràng buộc lên giá nút Trong luận văn xét giá công suất tác dụng 4.6.3/ Số liệu đầu vào toán Xét lưới điện 30 nút IEEE với số liệu sau: -65- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Công suất baseMVA 100 MVA Hình 4.14 Sơ đồ mạng điện 30 nút IEEE a Dữ liệu nút: Trong ma trận liệu gồm thông số sau: - Nút số (bus_i) (từ đến 29997) - Loại nút: Nút PQ: 1; Nút PV: 2; Nút tham chiếu: 3; Nút cách ly: - Pd: Công suất tác dụng tải (MW) - Qd: Công suất phản kháng tải (Mvar) - Gs: Điện kháng song song - Bs: Dung kháng song song - Vm: Độ lớn điện áp (pu) - Va: Góc điện áp - maxVm: Độ lớn điện áp max (pu) - minVm: Độ lớn điện áp (pu) -66- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Bảng 4.3 Dữ liệu nút busi 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 type Pd Qd Gs Bs Vm Va Vmax Vmin 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 12.7 1.2 1.6 0 30 2.5 7.5 1.6 10.9 1.8 5.8 0.9 3.4 0.7 11.2 1.6 6.7 2.3 0 0.9 1.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21.7 2.4 7.6 0 30 8.2 5.8 11.2 6.2 22.8 3.5 3.2 9.5 2.2 17.5 3.2 8.7 3.5 0 2.4 10.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 b Dữ liệu nhánh: Trong liệu nhánh có: - fbus: từ nút - Tbus: đến nút - r: điện trở (p.u) -67- 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.05 1.1 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.1 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.1 1.1 1.05 1.05 1.05 1.1 1.05 1.05 1.05 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 0.95 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện - x: điện kháng (p.u) - b: tổng dung dẫn đường dây - rateA: MVA rating A (tình trạng bình thường) - rateB: MVA rating B, (tình trạng ngắn mạch) - rateC: MVA rating C, (tình trạng cố) - Tình trạng làm việc: 1- vận hành, - tách khỏi vận hành Bảng 4.4 Dữ liệu nhánh fbus tbus r x B rateA rateB rateC ratio angle status 0.02 0.06 0.03 130 130 130 0 1 3 4 0.05 0.19 0.02 130 0.06 0.17 0.02 65 0.01 0.04 130 130 65 130 130 65 130 0 0 0 1 0.05 0.2 130 130 0 0.06 0.18 0.02 65 65 65 0 0.01 0.04 90 90 90 0 0.05 0.12 0.01 70 70 70 0 0.03 0.08 0.01 130 130 130 0 0.01 0.04 32 32 32 0 0.21 65 65 65 0 10 0.56 32 32 32 0 11 0.21 65 65 65 0 10 0.11 65 65 65 0 12 0.26 65 65 65 0 12 13 0.14 65 65 65 0 12 14 0.12 0.26 32 32 32 0 12 15 0.07 0.13 32 32 32 0 12 14 16 15 18 19 10 16 15 17 18 19 20 20 0.09 0.22 0.08 0.11 0.06 0.03 0.09 32 16 16 16 16 32 32 32 16 16 16 16 32 32 32 16 16 16 16 32 32 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0.2 0.2 0.19 0.22 0.13 0.07 0.21 0.02 130 0 0 0 -68- Luận văn thạc sĩ 10 10 10 21 15 22 23 24 25 25 28 27 27 29 17 21 22 22 23 24 24 25 26 27 27 29 30 30 28 28 Chương 1: Tổng quan thị trường điện 0.03 0.03 0.07 0.01 0.1 0.12 0.13 0.19 0.25 0.11 0.22 0.32 0.24 0.06 0.02 0.08 0.07 0.15 0.02 0.2 0.18 0.27 0.33 0.38 0.21 0.4 0.42 0.6 0.45 0.2 0.06 0 0 0 0 0 0 0 0.02 0.01 32 32 32 32 16 16 16 16 16 16 65 16 16 16 32 32 32 32 32 32 16 16 16 16 16 16 65 16 16 16 32 32 32 32 32 32 16 16 16 16 16 16 65 16 16 16 32 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 c Dữ liệu máy phát: Trong liệu máy phát có: - Số nút - Pg: Công suất tác dụng máy phát (MW) - Qg: Công suất phản kháng máy phát - Qmax: Công suất phản kháng cực đại máy phát - Qmin: Công suất phản kháng cực tiểu máy phát - Vg: Độ lớn điện áp cài đặt (pu) - mBase: tổng cơng suất máy - Tình trạng: + 1: máy phát vận hành + 0: máy tách khỏi vận hành - Pmax: Công suất tác dụng cực đại máy phát (MW) - Pmin: Công suất tác dụng cực tiểu máy phát (MW) Bảng 4.5 Dữ liệu máy phát Bus 22 27 23 13 Pg 23.54 60.97 21.59 26.91 19.2 37 Qg 0 0 0 Qmax 150 60 62.5 48.7 40 44.7 Qmin -20 -20 -15 -15 -10 -15 Vg 1 1 1 -69- mBase 100 100 100 100 100 100 Status 1 1 1 Pmax 80 80 50 55 30 40 Pmin 0 0 0 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện d Định dạng hàm chi phí máy phát: Hàm chi phí máy phát có: - Model: + 1: Tuyến tính đoạn + 2: Hàm đa thức - n: số hệ số chi phí dùng cho hàm chi phí đa thức số điểm liệu cho hàm chi phí tuyến tính đoạn - Định nghĩa số liệu cho hàm chi phí: + Hàm chi phí đa thức: c2, c1, c0 + Hàm chi phí đa thức c0+c1*P+c2*P2 Bảng 4.6 Dữ liệu hàm chi phí máy phát Bậc Chi phí Số hệ số Chi phí tắt đa thức khởi động 0 0 0 0 0 0 C2 0.02 0.0175 0.0625 0.00834 0.025 0.025 C1 1.75 3.25 3 C0 0 0 0 4.6.4/ Kết mô phân tich kết 4.6.4.1/ Kết mơ tải bình thường Sau hồn chỉnh số liệu thực chạy chương trình mơ phỏng, ta có kết hình 4.15 biểu diễn giá nút với tải bình thường sau: -70- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.15 Biểu diễn giá nút tải bình thường 4.6.4.2/ Kết mô xét giới hạn truyền tải Khi xét ảnh hưởng ràng buộc truyền tải, tác giả xét ảnh hưởng ràng buộc đơn lẻ, yếu tố khác giữ nguyên Khi đường dây 15-23 bị giới hạn công suất truyền tải từ 16MWA xuống 8MWA; tất nhánh khác cũ; ta có đồ thị giá nút hình 4.16 Hình 4.16 Biểu diễn giá nút tải bình thường/giới hạn truyền tải Từ kết đạt trường hợp có xét đến giới hạn truyền tải & tổn thất, ta tính phí truyền tải cho chênh lệch giá điện nút bảng 4.7 sau đây: Bảng 4.7 Phí truyền tải xét giới hạn truyền tải & tổn thất -71- Luận văn thạc sĩ Nút 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 TC Chương 1: Tổng quan thị trường điện Giá nút (khi tải bình thường) ($/KWh) 3.7533 3.781 3.8439 3.8607 3.8404 3.8695 3.9023 3.8723 3.8851 3.8935 3.8851 3.8795 3.8795 3.9427 3.9541 3.9072 3.9118 3.9876 3.991 3.97 3.8935 3.8807 3.8705 3.8951 3.8353 3.8994 3.784 3.8546 3.8789 3.9443 116.5468 Giá nút (khi xét giới hạn truyền tải & tổn thất) ($/KWh) 3.8383 3.8663 3.9399 3.959 3.9262 3.9561 3.9901 3.9575 3.9528 3.9511 3.9528 4.0677 4.0675 4.1788 4.2439 4.0409 3.9922 4.1985 4.1543 4.1067 3.9187 3.8962 3.477 3.7681 3.7873 3.8531 3.7782 3.9314 3.8766 3.9445 118.5717 -72- Phí truyền tải ($/KWh) 0.085 0.0853 0.096 0.0983 0.0858 0.0866 0.0878 0.0852 0.0677 0.0576 0.0677 0.1882 0.188 0.2361 0.2898 0.1337 0.0804 0.2109 0.1633 0.1367 0.0252 0.0155 -0.3935 -0.127 -0.048 -0.0463 -0.0058 0.0768 -0.0023 0.0002 2.0249 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.17 Biểu diễn Phí truyền tải xét giới hạn truyền tải & tổn thất 4.6.4.3/ Kết mô xét nghẽn mạch Khảo sát nghẽn mạch hệ thống: giảm giới hạn đường dây nhánh 15-23 từ 16MVA xuống 0MVA; tất nhánh khác cũ; ta có đồ thị giá nút hình 4.18 Hình 4.18 Biểu diễn giá nút tải bình thường/có nghẽn mạch Từ kết đạt trường hợp có xét nghẽn mạch & tổn thất, ta tính phí truyền tải cho chênh lệch giá điện nút bảng 4.8 sau đây: Bảng 4.8 Phí truyền tải có nghẽn mạch & tổn thất Nút Giá nút Giá nút -73- Phí truyền tải Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện (khi tải bình thường) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 TC ($/KWh) 3.7533 3.781 3.8439 3.8607 3.8404 3.8695 3.9023 3.8723 3.8851 3.8935 3.8851 3.8795 3.8795 3.9427 3.9541 3.9072 3.9118 3.9876 3.991 3.97 3.8935 3.8807 3.8705 3.8951 3.8353 3.8994 3.784 3.8546 3.8789 3.9443 116.5468 (khi có nghẽn mạch & tổn thất) ($/KWh) 3.9673 3.9861 4.058 4.075 4.0459 4.0787 4.1138 4.0801 4.0852 4.0919 4.0824 4.1011 4.1042 4.1837 4.2194 4.1221 4.1162 4.2348 4.2254 4.1953 4.0931 4.0799 4.1921 4.1264 3.9767 4.0296 3.8857 4.0531 3.8924 3.8875 122.3831 -74- ($/KWh) 0.214 0.2051 0.2141 0.2143 0.2055 0.2092 0.2115 0.2078 0.2001 0.1984 0.1973 0.2216 0.2247 0.241 0.2653 0.2149 0.2044 0.2472 0.2344 0.2253 0.1996 0.1992 0.3216 0.2313 0.1414 0.1302 0.1017 0.1985 0.0135 -0.0568 5.8363 Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Hình 4.19 Biểu diễn Phí truyền tải có nghẽn mạch & tổn thất 4.6.4.4/ - Phân tích kết mơ Với kết đạt bảng 4.7 bảng 4.8 giá nút cao thấp giá ban đầu (giá bỏ qua ràng buộc truyền tải & tổn thất) Điều đưa tính hiệu kinh tế cho nhà đầu tư tham gia vào thị trường điện - Giá nút cung cấp cho thành phần tham gia thị trường thông báo giá theo vị trí với ràng buộc truyền tải Theo phương pháp định giá nút, nút truyền tải (máy phát, giao điểm, đường dây truyền tải, trạm biến áp) có giá điện khác - Hệ thống xét đến ràng buộc đường dây truyền tải, việc điều khiển tối ưu dòng công suất (OPF) đến nút cần thiết; làm thay đổi giá nút, chênh lệch đưa đến giá trị thặng dư - Thặng dư ràng buộc thành phần giá nút khác sử dụng để chuyển thành lợi ích truyền tải Tóm tắt -75- Luận văn thạc sĩ Chương 1: Tổng quan thị trường điện Các hệ thống truyền tải dài khoảng cách lớn khu vực cung cầu, áp dụng phương pháp định giá nút Ví dụ, tính tốn giá nút hệ số nút ảnh hưởng đến giá điện đỉnh nút hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng đến việc trả theo công suất cho nhà phát điện nút Các giá nút tính tốn nút truyền tải chi phí biên đáp ứng nhu cầu tăng thêm nút Giá nút tính chi phí biên ràng buộc truyền tải chi phí phát thêm để cung cấp cho nhu cầu tăng thêm Vì lý này, giá nút phụ thuộc vào đặc tính mạng truyền tải Giá nút cung cấp cho thành phần tham gia thị trường thông báo giá theo vị trí ràng buộc truyền tải Theo phương pháp định giá nút, nút truyền tải (máy phát, giao điểm, đường dây truyền tải, trạm biến áp) có giá điện khác Giá truyền tải hai nút (hoặc hai khu vực hệ thống) cho chênh lệch giá điện nút Chênh lệch giá xuất ràng buộc giới hạn khả truyền tải Do đó, chi phí để đáp ứng nhu cầu khu vực địa lý khác -76- ... phátthị trường xác định đơn vị phát điện có giá chào phátcao - tải tốn giá thị Điện cung cấp đơn vị phát điện tải phát Thị điện Thị điện trường huy động (hàng trường 30’) phát điện điện trường tải. .. trường điện 1.5 Các cấp độ phát triển thị trường điện 1.6 Các cấp độ thị trường điện số nước KHÁI NIỆM VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN [3] Định nghĩa thị trường điện: Môi trường để bên sản xuất tiêu thụ điện. .. quan thị trường điện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN Nội dung: 1.1 1.1 Khái niệm thị trường điện 1.2 Cơ sở hình thành thị trường điện 1.3 Lợi ích việc hình thành thị trường điện 1.4 Mơ hình thị