Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh tối ưu dòng chảy công suất và xác định phí trên lưới điện truyền tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành: 60520202 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BUÔN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN Mã số ngành: 60520202 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGƠ CAO CƯỜNG TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2014 iii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS NGÔ CAO CƯỜNG Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày … tháng …… năm ……… Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ Tên TS Võ Ngọc Điều TS Nguyễn Hùng TS Huỳnh Quang Minh PGS.TS Lê Kim Hùng TS Trương Việt Anh Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện Phản biện Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn sau Luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV iv TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHỆ TP HCM CỘNG HỊA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP HCM, ngày … tháng … năm…… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐẶNG QUANG VINH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 26/07/1977 Nơi sinh: Ninh Thuận Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV: 1241830041 I- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Chương 0: Mở đầu Chương 1: Tổng quan thị trường điện, chủ trương quy định thị trường hóa thị trường điện bán bn Việt Nam Chương 2: Những vấn đề truyền tải điện lựa chọn cho thị trường điện cạnh tranh Chương 3: Nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất, đề xuất phương pháp ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Chương 4: Nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải, đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường điện Việt Nam Chương 5: Mơ tốn tối ưu dịng chảy cơng suất dựa ràng buộc thị trường tắt nghẽn, tính phí tương ứng cho hệ thống Kết luận kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 12/06/2013 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 12/12/2013 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Ngô Cao Cường CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS NGÔ CAO CƯỜNG KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) v LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn Luận văn rõ nguồn gốc Học viên thực Luận văn ĐẶNG QUANG VINH vi LỜI CÁM ƠN Trước tiên xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Trường Đại học Cơng nghệ Tp Hồ Chí Minh, truyền đạt kiến thức quý báo suốt q trình học tập trường Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Ngô Cao Cường - Trường Đại học Cơng nghệ TP.Hồ Chí Minh, người ln tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới thầy cô khoa Cơ - Điện - Điện Tử, Phòng Quản lý Khoa học Đào tạo sau Đại học tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học tập, nghiên cứu Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới người thân gia đình, bạn học lớp đồng nghiệp, người bên tôi, động viên tơi suốt q trình hồn thành khố học luận văn TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm …… Tác giả ĐẶNG QUANG VINH vii TĨM TẮT Điện nguồn lượng khơng thể thiếu phát triển kinh tế quốc gia giới, đặc biệt quốc gia phát triển Việt Nam Nhằm đáp ứng phát triển kinh tế hội nhập khu vực, ngành điện Việt Nam có chuyển biến đáng kể năm qua, cụ thể tiến hành thị trường hóa ngành điện Hiện ngành điện Việt Nam cấp độ thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014), cấp độ ba cấp độ trình thị trường hóa tồn phần ngành điện Hai cấp độ cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh (2015-2022) thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (sau 2022), hai cấp độ có nhiều vấn đề mà cần phải giải quyết, đặc biệt cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh tới Trong cấp độ này, vấn đề lựa chọn mơ hình thị trường, nghiên cứu phương pháp xác định phí, v.v, ứng dụng thuật toán để tối ưu hoạt động hệ thống Đó lý để chọn đề tài “Nghiên cứu thị trường bán buôn điện cạnh tranh, tối ưu dịng chảy cơng suất xác định phí lưới điện truyền tải”, việc giải vấn đề luận văn hướng đến khía cạnh vấn đề cần giải cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam tới Luận văn tập trung vào việc nghiên cứu thị trường bán bn điện cạnh tranh; tập trung vào việc lựa chọn mơ hình thị trường, cấu trúc lưới truyền tải điện Sau nghiên cứu phương pháp tối ưu dịng chảy cơng suất (OPF) phương pháp Gradient, Newton, ACO, PSO, v.v… trình bày ưu nhược điểm phương pháp, ứng dụng OPF thị trường điện chọn phương pháp ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Tiếp theo nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải phương pháp “tem thư”, MW-km, v.v… đề xuất phương pháp tính phí truyền tải ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Sau mô phần mềm PowerWorld Simulator thể toán tối ưu xác định phí tương ứng, thêm vào phân tích thành phần giá biên nút (LMP) toán tối ưu hệ thống điện viii ABSTRACT Electricity is an energy source which is indispensable in economic development of any country in the world, especially in regard to developing countries like Vietnam In order to meet the growth of the country’s economy as well as in regional integration, Vietnam’s power sector has had a remarkable transformation in recent years, namely marketization of power sector is in progress Currently, Vietnam’s power sector is at the level of competitive electricity market (2005-2014) which is the first of the three levels of a fully marketizing process of electricity sector The next two levels are those competitive wholesale electricity market (2015-2022) and competitive retail electricity market (after 2022), both of these levels will bring many issues that need to be solved, especially the level of coming competitive wholesale electricity market In this level, issues such as market model selection, research of cost determining methods, etc… as well as the application of algorithms to optimize the operation of the system That is the reason to choose the topic “Researching on competitive wholesale electricity market, optimal power flow and cost determination of electricity transmission grids”, the solution of issues mentioned in the thesis will address to an issue aspect that needs to be solved in the level of competitive wholesale electricity market in Vietnam in future The thesis focuses on researching competitive wholesale electricity market; in which focusing on the selection of the market model, structure of transmission grid Then, researching on the methods of Optimal Power Flow (OPF) such as Gradient, Newton, ACO, PSO, etc…, presenting the advantages and disadvantages of each method, applications of OPF in electricity markets and selecting application method for Vietnam’s power market Next, researching on methods of transmission cost determination such as “postage-stamp”, MW-km, etc…, proposing method of applied transmission cost calculation for Vietnam’s power market The final one is the simulation shown by PowerWorld Simulator software which presents an optimal problem and corresponding cost determination, in addition to the analysis on the compositions of Location Marginal Price (LMP) in the optimal problem of power system ix MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii DANH MỤC CÁC BẢNG xv DANH MỤC CÁC HÌNH xvi CHƯƠNG MỞ ĐẦU .1 0.1 Đặt vấn đề .1 0.2 Tính cấp thiết đề tài 0.3 Mục tiêu đề tài 0.4 Nội dung nghiên cứu .3 0.5 Phương pháp luận phương pháp nghiên cứu 0.5.1 Phương pháp luận 0.5.2 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN, CHỦ TRƯƠNG QUY ĐỊNH VỀ THỊ TRƯỜNG HĨA THỊ TRƯỜNG ĐIỆN BÁN BN Ở VIỆT NAM .6 1.1 Tổng quan TTĐ 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Lịch sử hình thành phát triển ngành điện Việt Nam 1.1.3 Một số khái niệm chung .9 1.1.3.1 Độc quyền độc quyền tự nhiên 1.1.3.2 Khái niệm TTĐ TTĐ hoàn hảo 11 1.1.4 Tổng quan hoạt động HTĐ theo chế kín mở 12 1.1.4.1 Hệ thống điện kín 12 1.1.4.2 Hệ thống điện mở 13 1.1.5 Các lý dẫn đến TTĐ 14 1.1.6 Các thành phần TTĐ bán buôn 15 1.1.6.1 Thị trường điện bán buôn 15 1.1.6.2 TTĐ mở rộng đến bán lẻ .17 1.2 Chủ trương quy định thị trường hóa TTĐ bán bn Việt Nam 18 1.2.1 Lộ trình triển khai TTĐ cạnh tranh Việt Nam 18 1.2.1.1 Cấp độ 1: Thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014) 18 1.2.1.2 Cấp độ 2: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh (2015 - 2022) 19 1.2.1.3 Cấp độ 3: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (từ sau 2022) 20 1.2.2 Chủ trương TTĐ bán buôn 21 1.2.2.1 Chủ trương Chính phủ 21 1.2.2.2 Chủ trương Bộ Công thương 22 1.2.2.3 Chủ trương Luật điện lực 23 CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN VÀ CÁC LỰA CHỌN CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH 24 2.1 Những vấn đề truyền tải điện TTĐ .24 2.1.1 Vận hành HTĐ .24 2.1.2 Lưới điện TTĐ 25 x 2.1.2.1 Nhiệm vụ lưới truyền tải điện .26 2.1.2.2 Các dịch vụ cấp cho khách hàng 27 2.1.2.3 Các nhiệm vụ SO 28 2.1.3 Các giới hạn truyền tải vật lý .29 2.1.4 Tắt nghẽn truyền tải .31 2.1.5 SO giảm tắt nghẽn 32 2.1.6 Giá truyền tải 33 2.2 Các lựa chọn cho TTĐ cạnh tranh Việt Nam 34 2.2.1 Hiện trạng ngành điện Việt Nam 34 2.2.1.1 Nguồn điện 34 2.2.1.2 Lưới điện truyền tải .38 2.2.1.3 Mơ hình tổ chức EVN 40 2.2.2 Mơ hình quản lý kinh doanh lưới điện truyền tải Việt Nam 41 2.2.2.1 Nguyên nhân độc quyền tự nhiên lưới điện truyền tải 41 2.2.2.2 Thực trạng mơ hình tổ chức quản lý lưới điện truyền tải .42 2.2.2.3 Vị trí NPT TTĐ cạnh tranh 43 2.2.3 Lựa chọn cấu trúc TTĐ 45 2.2.4 Lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện 45 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM 48 3.1 Giới thiệu .48 3.1.1 Lịch sử tối ưu dịng chảy cơng suất .48 3.1.2 Khái niệm dòng chảy công suất 48 3.1.3 Khái niệm kiểm sốt dịng chảy cơng suất 49 3.2 Mục đích cơng thức chung .49 3.2.1 Mục đích .49 3.2.2 Công thức tổng quát .50 3.3 Các phương pháp giải tối ưu dòng chảy công suất .51 3.3.1 Các phương pháp tối ưu xác định 54 3.3.1.1 Phương pháp Gradient 54 3.3.1.2 Phương pháp Newton 55 3.3.1.3 Phương pháp đơn hình 57 3.3.1.4 Phương pháp lập trình tuyến tính liên tục 59 3.3.1.5 Phương pháp lập trình bậc hai liên tục 60 3.3.1.6 Phương pháp điểm nội suy 62 3.3.1.7 Các phương pháp bổ sung 63 3.3.1.8 Tóm tắt phương pháp tối ưu xác định 63 3.3.2 Các phương pháp tối ưu không xác định .66 3.3.2.1 Phương pháp tối ưu đàn kiến .66 3.3.2.2 Phương pháp mạng nơtron nhân tạo 68 3.3.2.3 Phương pháp giải thuật vi khuẩn tìm kiếm thức ăn .69 3.3.2.4 Phương pháp giải thuật tối ưu hỗn độn 70 3.3.2.5 Phương pháp giải thuật tiến hóa 71 132 Hình 5.2: Kết mô hệ thống điện nút khơng có ràng buộc tải đường dây Qua kết mơ hình 5.2 ta thấy đường dây 1-3 mang tải 120MW, tải 20MW so với khả tải tối đa đường dây 100MW, đường dây 1-2 2-3 mang tải 60MW tình trạng hoạt động bình thường khơng có ràng buộc tải đường dây OPF Bởi giá nút 10$/MWh, tổng chi phí cho phụ tải 180MW nút là: 180 MW x 10 $/MWh = 1800 $/h (5.1) 5.2.1.2 Bài toán OPF với giải thuật Primal LP có ràng buộc Trong đường dây 1-3 bị tải mà đường dây lại hoạt động bình thường, để thấy ràng buộc tải đường dây giải thuật Primal LP OPF, ta mô hệ thống lại với ràng buộc tải đường dây ta có kết sau (hình 5.3): 133 Hình 5.3: Kết mơ hệ thống điện nút có ràng buộc tải đường dây Kết thể hình 5.3 cho ta thấy có ràng buộc tải đường dây đường dây 1-3 giảm xuống 100MW với tải tối đa đường dây Khi nguồn phát G1 giảm tải xuống 120MW, huy động tải G2 lên 60MW, tải đường dây 2-3 tăng tải lên mức 80MW Tiếp theo giá nút khác nhau, dẫn đến tổng chi phí cho phụ tải 180MW nút là: 60 MW x 12 $/MWh + 120 MW x 10 $/MWh = 1920 $/h (5.2) Trong kết mơ hình 5.3 ta thấy giá biên nút lại 14 $/MWh, giá cho MW tăng thêm nút 3, giá tính sau: ™ Như giả thiết toán cho, tất đường dây có trở kháng nhau, nên dịng chảy công suất hệ thống phân bổ ngược lại với trở kháng đường ƒ Đối với nút để cung cấp 1MW cho nút 3, 2/3MW có đường dẫn trực tiếp từ nút đến nút 3, 1/3MW “đi vòng” từ nút đến nút đến nút ƒ Tương tự vậy, để nút cung cấp 1MW cho nút 3, 2/3MW từ nút đến nút 3, 1/3MW từ nút đến nút đến nút 134 ™ Với đường dây từ nút đến nút giới hạn (100% tải), khơng có dịng chảy cơng suất bổ sung cho phép đường dây PG1 + PG = 3 (5.3) ™ Để cung cấp thêm 1MW cho nút cần thay đổi công suất nguồn phát (PG1) cộng với thay đổi công suất nguồn phát (PG2) 1MW PG1 + PG = 1MW (5.4) Từ phương trình (5.3) (5.4), ta có hệ phương trình sau: ⎧ PG1 + PG = ⎪ ⎨2 P + P = ⎪⎩ G1 G (5.5) Giải hệ phương trình (5.5) ta có: PG1 = -1 PG2 = Vậy để tăng thêm 1MW nút tăng 2MW nút (tăng PG2 lên 2MW) giảm 1MW nút (giảm PG1 xuống 1MW), tương đương sau: Δcost = Ʃ(ΔPG*LMP) = [(-1MW)*(10$/MWh) + (2MW)*(12$MW/h)] = 14$/MWh (5.6) Do giá biên nút 14 $/h Để chứng minh cho điều này, tăng phụ tải thêm 10MW (từ 180MW lên 190MW), xem hình 5.4 mơ sau: Hình 5.4: Kết mô hệ thống điện nút có ràng buộc với tải tăng thêm 135 Từ kết mơ hình 5.4 ta thấy tăng tải thêm 10MW (từ 180MW lên 190MW) thì: ƒ PG1 giảm 10MW (từ 119MW xuống 109MW), PG2 tăng 20MW (từ 60MW lên 80MW) ƒ Đường dây 2-3 tăng lên 10MW (10%), đường dây 1-3 không thay đổi (đã mang tải tối đa) ƒ Tổng chi phí tăng thêm cho 10MW tăng thêm 140 $/h (140 $/h = 2060 $/h – 1920 $/h), MW tăng thêm tương ứng 14 $/h Qua kết mô toán HTĐ nút trên, ta thấy tốn tối ưu sử dụng giải thuật LP khơng có ràng buộc giới hạn tải đường dây giá biên nút nhau, dẫn đến tổng chi phí hệ thống thấp khơng có tối ưu việc phân bổ công suất Ngược lại, tốn tối ưu có ràng buộc tải đường dây giá biên nút khác nhau, việc phân bổ công suất nút tối ưu hơn, nhiên điều dẫn đến tổng chi phí tăng lên đáng kể 5.2.2 Bài tốn dùng giải thuật tối ưu Primal LP OPF xác định phí tương ứng Xét tốn nút IEEE, có thơng số liệu sau (bảng 5.3 5.4): Bảng 5.3: Thông số nguồn phát hệ thống điện nút Nguồn G1 G2 G4 G6 G7 Pmin (MW) 100.00 150.00 50.00 150.00 0.00 Điện áp (pu) 1.05000 1.04000 1.00000 1.04000 1.04000 Pmax (MW) 400.00 500.00 200.00 500.00 600.00 Bảng 5.4: Thông số đường dây hệ thống điện nút Đường dây 1-2 1-3 2-3 2-4 2-5 2-6 3-4 4-5 7-5 6-7(a) 6-7(b) Từ nút Đến nút R (pu) X (pu) B (pu) 1 2 2 6 3 5 7 0.01000 0.04000 0.03000 0.03000 0.02000 0.01000 0.00500 0.04000 0.01000 0.04000 0.04000 0.06000 0.24000 0.18000 0.18000 0.12000 0.06000 0.03000 0.24000 0.06000 0.24000 0.24000 0.06000 0.05000 0.04000 0.04000 0.03000 0.05000 0.02000 0.05000 0.04000 0.05000 0.05000 Pmax (MVA) 150.0 65.0 80.0 100.0 100.0 200.0 100.0 60.0 200.0 200.0 200.0 136 Sơ đồ HTĐ nút chia thành vùng có giá trị ban đầu hình 5.5 sau: Hình 5.5: Sơ đồ hệ thống điện nút Nhằm thấy khác biệt dùng giải thuật tối ưu Primal LP OPF xác định giá biên nút (LMP), thực mô so sánh giải thuật Primal LP phương pháp ED thông thường để thấy tối ưu phương pháp 5.2.2.1 Bài toán với phương pháp phân bổ kinh tế (ED) thông thường Để thể phương pháp ED, đặt vùng chế độ ED, giải tốn với dịng chảy công suất chuẩn, lựa chọn phương pháp giải Newton Kết thể hình 5.6: 137 Hình 5.6: Sơ đồ hệ thống điện nút phân bổ kinh tế (ED) Từ kết mô hình 5.6 trên, ta thấy tổng chi phí cho hệ thống 16890 $/h, đặc biệt giá biên nút (LMP) khơng tính đến giá nhiên liệu (Energy), phí tắt nghẽn (Congestion) phí tổn thất (Losses), thể kết sau (bảng 5.5): Bảng 5.5: Giá biên nút theo phương pháp ED Trong trường hợp này, phân bổ kinh tế (ED) giá biên nút nút vùng (Area) nhau, khác vùng khác nhau; cụ thể giá biên nút từ nút đến nút 16.49 $/h, nút 17.23 $/h nút 21.80 $/h vùng có ép buộc riêng Tiếp theo chứng minh phương pháp Primal LP OPF tối ưu so với phương pháp ED thông thường, thể mục 138 5.2.2.2 Bài toán với phương pháp Primal LP OPF Cũng từ hệ thống mô trên, trước tiên kết hợp vùng thành vùng để khơng cịn ràng buộc chuyển cơng suất vùng với chuyển trạng thái AGC từ ED sang OPF Và xét trường hợp sau: - Phương pháp Primal LP OPF khơng có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải - Phương pháp Primal LP OPF có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải ƒ Phương pháp Primal LP OPF khơng có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải Khi hệ thống khơng có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải, kết mơ hình 5.7 sau: Hình 5.7: Sơ đồ hệ thống điện nút Primal LP OPF khơng có ràng buộc tải đường dây Khi khơng có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải nên đường dây 2-5 bị tải (152%) Trong giá biên nút nút khác giá biên nút khơng bao gồm phí tắt nghẽn truyền tải, thể bảng 5.6 sau Tuy nhiên tổng chi phí so với phương pháp ED giảm xuống đáng kể 688 $/h (từ 16890 $/h xuống 16202 $/h) 139 Bảng 5.6: Giá biên nút theo phương pháp Primal LP OPF không ràng buộc tải đường dây Chú ý rằng, giá trị âm (-) giá tổn thất nút khác gây giá trị dương giá tổn thất nút gây ƒ Phương pháp Primal LP OPF có ràng buộc đường dây truyền tải Khi có ràng buộc giới hạn đường dây truyền tải, kết mơ hình 5.8 sau: Hình 5.8: Sơ đồ hệ thống điện nút Primal LP OPF có ràng buộc tải đường dây Khi có ràng buộc giới hạn đường dây đường dây 2-5 khơng cịn q tải Thay vào tổng chi phí tăng lên so với trường hợp khơng có ràng buộc giới 140 hạn tải đường dây 345 $/h (từ 16202 $/h lên 16547 $/h), thấp so với phương pháp ED thông thường 343 $/h (từ 16890 $/h xuống 16547 $/h) Và giá LMP bao gồm phí tắt nghẽn, thể bảng 5.7 sau Bảng 5.7: Giá biên nút theo phương pháp Primal LP OPF có ràng buộc tải đường dây Chú ý cột Congestion rằng, dấu âm (-) thể dịng cơng suất tới cung cấp cho nút đó, dấu dương (+) thể dịng cơng suất phát từ nút Tóm lại: Qua kết mô ta thấy rằng, phương pháp Primal LP OPF tối ưu phương pháp ED thông thường, thể tổng chi phí thấp tính tốn Trong đó, phương pháp Primal LP OPF phân bổ công suất tối ưu giá LMP tốt hơn, không tạo tắt nghẽn đường dây tính tốn giá LMP chi tiết; bao gồm giá lượng, phí tắt nghẽn truyền tải phí tổn thất truyền tải tương ứng cho nút Điều dẫn đến giá LMP nút khác nhau, tạo nên công việc sử dụng lưới truyền tải công suất nguồn phát tham gia vào TTĐ cạnh tranh, phân bổ công suất hệ thống tối ưu hơn, đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định tin cậy 141 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.3 Kết luận: Luận văn trình bày vấn đề ứng dụng mà TTĐ Việt Nam hướng tới, cấp độ (2015 – 2022): cấp độ thị trường bán buôn điện cạnh tranh mà theo lộ trình Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Trong đó, luận văn tập trung nghiên cứu giải vấn đề sau: ƒ Tổng quan thị trường điện vấn đề truyền tải điện thị trường điện bán buôn Trong phần này, chủ yếu trình bày trạng ngành điện Việt Nam, chủ trương quy định thị trường bán bn; phân tích mơ hình thị trường, lựa chọn mơ hình cấu trúc lưới truyền tải ƒ Nghiên cứu phương pháp OPF, khái niệm tổng quát phương pháp, sau trình bày ưu nhược điểm phương pháp Trình bày ứng dụng OPF thị trường điện chọn phương pháp ứng dụng cho thị trường điện Việt Nam Qua đó, từ việc nghiên cứu phương pháp OPF, luận văn lựa chọn phương pháp PSO để tối ưu dịng chảy cơng suất hệ thống điện Việt Nam tương lai, phương pháp khả thi cơng bố nhiều cơng trình nghiên cứu ƒ Nghiên cứu phương pháp xác định phí truyền tải, đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường điện Việt Nam Qua đó, từ việc nghiên cứu phương pháp tính phí truyền tải, luận văn lựa chọn phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường điện Việt Nam phương pháp tham gia biên (MP) Khi có tắt nghẽn việc tính tốn phí nghẽn mạch dùng phương pháp giá biên nút (LMP) ƒ Mơ tốn OPF cho hệ thống điện nút nút PowerWorld Simulator dựa ràng buộc thị trường tắt nghẽn, tính phí tương ứng cho hệ thống; bên cạnh phân tích thành phần giá biên nút (LMP) tốn tối ưu Từ đó, xác định việc ứng dụng OPF để tối ưu hệ thống điện cần thiết, thể phân bổ công suất tối ưu hơn, ổn định hệ thống sử dụng OPF hệ thống điện, đồng thời xác định phí hệ thống 142 Qua phần mô ta thấy PowerWorld Simulator phần mềm ứng dụng cho việc mơ phỏng, phân tích HTĐ mà có tính như: OPF, PV, QV, tắt nghẽn, ổn định, v.v…được PowerWorld thiết kế chi tiết đầy đủ để phát triển nghiên cứu thị trường điện lĩnh vực khác ngành điện Do đó, nghiên cứu sâu phần mềm để dùng học tập, nghiên cứu giảng dạy cần thiết 5.4 Kiến nghị: Nghiên cứu sâu vào việc phân tích phương pháp OPF, từ đưa giải thuật tối ưu để ứng dụng vào lĩnh vực truyền tải nói riêng ứng dụng khác ngành điện Việt Nam nói chung 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Le Quang Hai (2013) Nghiên cứu quản lý lưới điện truyền tải thị trường điện Việt Nam Luận án (Tiến sĩ), Mạng Hệ thống điện, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [2] EVN EIC (2011) Những bước ngoặt lịch sử [online], xem 12/11/2013, từ: [3] Huỳnh Hoài Nhật (2012) Nghiên cứu thị trường điện cạnh tranh khu vực nguồn phát, định hướng ứng dụng Việt Nam Luận văn (Cao học), Mạng Hệ thống điện, Trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh [4] Thủ tướng Chính phủ (2006) Quyết định phê duyệt lộ trình, điều kiện hình thành phát triển cấp độ thị trường điện lực Việt Nam, số 26/2006/QĐ-TTg ngày 26/01/2006 Hà Nội [5] Bộ Công Thương (2010) Ban hành Thông tư quy định hệ thống điện truyền tải, số 12/2010/TT-BCT ngày 15/04/2010 Hà Nội [6] Bộ Công Thương (2010) Ban hành Thông tư quy định phương pháp lập, trình tự, thủ tục xây dựng chi phí vận hành hệ thống điện thị trường điện, số 13/2010/TT-BCT ngày 15/04/2010 Hà Nội [7] Bộ Công Thương (2010) Ban hành Thông tư quy định phương pháp lập, trình tự, thủ tục xây dựng, ban hành quản lý giá truyền tải điện, số 14/2010/TT-BCT ngày 15/04/2010 Hà Nội [8] Bộ Công Thương (2012) Ban hành Thông tư sửa đổi, bổ sung số điều Thông tư số 14/2010/TT-BCT ngày 15/04/2010 Bộ Công Thương quy định phương pháp lập, trình tự, thủ tục xây dựng, ban hành quản lý giá truyền tải điện, số 03/2012/TT-BCT ngày 19/01/2012 Hà Nội [9] Quốc Hội (2004) Quốc hội ban hành Luật Điện lực, số 28/2004/QH11 ngày 03/12/2004 Hà Nội [10] Quốc Hội (2012) Quốc hội ban hành sửa đổi, bổ sung số điều Luật Điện lực, số 24/2012/QH13 ngày 20/11/2012 Hà Nội [11] Xing Wang, Mphil (2001) Market-Based Transmission Congestion Management Using Extended Optimal Power Flow Techniques Thesis (Ph.D), 144 Department of Electronic and Computer Engineering, Brunel University, West London, UK [12] Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia A0 (2012), Báo cáo tổng kết năm 2012 [13] EVN (2012), EVN tổng kết năm 2013 triển khai kế hoạch năm 2013 [14] Thủ tướng Chính phủ (2011) Quyết định phê duyệt Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm 2030 (Quy hoạch điện VII), số 1208/QĐ-TTg ngày 21/07/2011 Hà Nội [15] EVNNPT Quá trình hình thành lưới Điện truyền tải Việt Nam [online], from [16] Mary B Cain, Rechard P O’Neil and Anya Castillo (2012) History of Optimal Power Flow and Formulations [17] Bhabani Sankar Hota & Amit Kumar Mallick (2011) Load Flow Study in Power System Department of Electrical Engineering, National Institute of Technology, Rourkela [18] Katherine Margaret Rogers (2009) Power System Control with Distributed Flexible AC Transmission System Devices Dissertation (Master), Electrical and Computer Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, USA [19] K.S.Pandya and S.K.Joshi (2005-2008) ‘A survey of optimal Power Flow Methods’ Journal of Theoretical and Applied Information Technology [20] M.A Abido (2002) ‘Optimal power flow using particle swarm optimization’ Electrical Power and Energy Systems 24, 2002, 563-571 [21] Stephen Frank, Ingrida Steponavice and Steffen Rebennack (2012) Optimal Power Flow: A Bibliographic Survey I, Formulations and Deterministic Methods, Springer Published online: 24 April 2012, USA [22] R.V Amarmath and N.V Ramana (2011) ‘State of Art in Optimal Power Flow Solution Methodologies’ Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 31st August 2011 Vol 30 No [23] The Simplex Method [online], from 145 [24] Stephen Frank, Ingrida Steponavice and Steffen Rebennack (2012) Optimal Power Flow: A Bibliographic Survey II, Formulations and Deterministic Methods, Springer Published online: 24 April 2012, USA [25] V Selvi and R.Umarani (2010) ‘Comparative Analysis of Ant Colony and Particle Swarm’ International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume – No 4, August 2010 [26] What is an artificial neural network [online], from [27] Chun-Tian Cheng, Wen-Chuan Wang, Dong-Mei Xu and K W Chau (2007) ‘Optimizing Hydropower Reservoir Operation Using Hybrid Genetic Algorithm and Chaos’ Water Resources Management, Vol 22, No 7, 2008, pp 895-909 [28] A Report on Chaos Theory as requirement of Communication and Presentation Techniques syllabus (2012), A Report Writting by Sardar Patel Institute of Technology, October 2012 India [29] Giuseppe Narzisi (2008) Evolutionary Algorithms – A short introduction, Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University [30] Carlos A Coello Coello, Gary B Lamont and David Al Van Veldhuizen (2002) Alternative In: Evolutionary Algorithms for Solving Multi-Objective Problems 2nd Ed., © 2007 Springer Science + Business Media, LLC, USA [31] Thomas Weise (2009) Tabu Search In: Thomas Weise, Global Optimization Algorithms – Theory and Application [online], from , pp 273-274 [32] Lai LL, Ma JT Improved genetic algorithm for optimal power flow under both normal and contingent operation states Int J Elect Pwr Energy System 1997; 19(5): 287-92 [33] Lee K, Park Y, Ortiz J A united approach to optimal real and reactive power dispatch IEEE Trans Pwr Appar Syst 1985; 104(5):1147-53 [34] Lê Quang Hải Đtg (2013) ‘Nghiên cứu tính phí truyền tải thị trường điện theo phương pháp tham gia biên’ Tạp chí Khoa Học Công Nghệ, 102(02): 21-25 146 [35] Drew Phillips (2004) Nodal Pricing Basics Market Evolution Program [36] PJM State and Member Training (2013) Locational Marginal Pricing [37] MRTU – California ISO (2005), Locational Marginal Pricing (LMP): Basics of Nodal Price Calculation [38] Frontier Economics (2009) International Transmission Pricing Review A report preppared for the New Zealand Electricity Commission, July 2009 [39] PowerWorld, Online: http://www.powerworld.com [40] Jajendra B Sadaphale and Vikram S Patil (2013) ‘Optimal power flow of IEEE 14 bus system using FACTS device with voltage constraints’ International Journal of Advances in Electrical and Electronics Engineering, ISSN 2319-1112 [41] PowerWorld Help, Online: http://www.powerworld.com [42] Tom Overbye (1999), PowerWorld Simulator OPF, Dept Electrical and Computer Engineering, Illinois ... sâu vào thị trường bán buôn điện cạnh tranh ƒ Phân tích vấn đề truyền tải điện thị trường bán buôn điện cạnh tranh lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện cho thị trường bán buôn điện cạnh tranh. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM ĐẶNG QUANG VINH NGHIÊN CỨU THỊ TRƯỜNG BÁN BN ĐIỆN CẠNH TRANH, TỐI ƯU DỊNG CHẢY CƠNG SUẤT VÀ XÁC ĐỊNH PHÍ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI LUẬN... điện cạnh tranh Việt Nam - Các vấn đề liên quan đến thị trường bán buôn điện cạnh tranh cấu trúc thị trường bán buôn, lưới điện truyền tải, v.v… - Quản lý lưới truyền tải nghiên cứu phương pháp tối