Xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới cho nhà máy thủy điện đăkđrinh trong thị trường điện việt nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG XUÂN DUY XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH THÁNG TỚI CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẶNG XUÂN DUY XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH THÁNG TỚI CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS ĐINH THÀNH VIỆT Đà Nẵng – Năm 2018 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 Tác giả Đặng Xuân Duy TÓM TẮT XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH THÁNG TỚI CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN VIỆT NAM Học viên: Đặng Xuân Duy Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 Khóa: K34 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Thị trường điện phát triển mạnh mẽ, tham gia thị trường điện hội để tăng lợi nhuận cho đơn vị phát điện đồng thời thách thức khơng nhỏ cho đơn vị phát điện biến động thị trường mang lại Vì vậy, để giảm rủi ro đem lại hiệu tham gia thị trường điện việc xây dựng kế hoạch vận hành có ý nghĩa quan trọng đơn vị phát điện tham gia thị trường điện Luận văn nghiên cứu xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh với mục tiêu tối ưu hóa doanh thu dựa sở quy định tham gia thị trường điện với ràng buộc thủy văn kỹ thuật nhà máy nhằm đem lại lợi nhuận tối đa cho nhà máy Luận văn ứng dụng phần mềm Crystal Ball với kỹ thuật mơ Monte Carlo để phân tích, đánh giá kế hoạch vận hành tháng tới từ lựa chọn kế hoạch vận hành tối ưu, đem lợi nhuận lớn cho nhà máy tham gia thị trường điện Từ khoá: Thị trường điện; Kế hoạch vận hành; Crystal Ball; Monte Carlo; Đăkđrinh BUILDING THE OPERATIONAL PLAN FOR THE DAKRRINH HYDROPOWER PLANT IN VIETNAM'S ELECTRIC MARKET Abstract - The electric market has been developing strongly, joining the electricity market is an opportunity to increase profits for power generation units but at the same time it is also a big challenge for power generation units due to the fluctuation of the market that brought Therefore, in order to reduce the risk and bring efficiency into the electric market, the development of the operation plan is important for power generation units entering the electric market The thesis has studied the development of the next month's operational plan for the Dakrong hydropower plant with the aim of optimizing revenue based on the regulations on participation in the electric market along with hydrological constraints as well as Technically, in order to maximize profits for the plant The thesis has applied Crystal Ball software with Monte Carlo simulation technique to analyze and evaluate the next month's operational plan which choose the optimum operation plan, bringing the highest profits to the plant when entering market electricity Key words: Electric market; Operational plan; Crystal Ball; Monte Carlo; Dakdrinh MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Bố cục luận văn Chƣơng 1- CÁC QUY ĐỊNH LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH THÁNG TỚI CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG PHÁT ĐIỆN CẠNH TRANH 1.1 Giới thiệu nhà máy thủy điện Đăkđrinh 1.2 Thị trường điện Việt Nam 1.2.1 Cơ cấu nguyên tắc hoạt động thị trường 1.2.2 Các đối tượng tham gia thị trường 1.3 Các quy định lập kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện 1.3.1 Các nội dung lập kế hoạch vận hành thị trường điện tháng tới 1.3.2 Trình tự lập kế hoạch vận hành thị trường điện tháng tới 1.3.3 Nguyên tắc lập kế hoạch vận hành thị trường điện tháng tới 1.4 Phương pháp xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện 1.4.1 Nội dung lập kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện nhà máy thủy điện Đăkđrinh 1.4.2 Trình tự lập kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện 1.5 Kết luận Chƣơng 2- XÂY DỰNG MƠ HÌNH BÀI TOÁN DOANH THU THÁNG TỚI CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN 2.1 Lập kế hoạnh vận hành tháng tới cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện Việt Nam 2.1.1 Thu thập thông tin đầu vào phục vụ lập kế hoạch vận hành tháng tới 2.1.2 Tính tốn sản lượng phát dự kiến tháng 3/2018 11 2.1.3 Dự báo giá điện thị trường SMP 13 2.1.4 Phân bố sản lượng dự kiến phát cho ngày tháng 3/2018 18 2.2 Thanh toán thị trường điện 23 2.2.1 Thanh toán theo thị trường giao 23 2.2.2 Thanh toán theo hợp đồng sai khác CfD 24 2.2.3 Mơ tả tốn dự kiến doanh thu tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh 25 2.3 Xây dựng mơ hình toán doanh thu tháng tới cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện 27 2.3.1 Mô hình tốn doanh thu theo phương án vận hành 27 2.3.2 Mơ hình toán doanh thu theo phương án vận hành 29 2.3.3.Mơ hình tốn doanh thu theo phương án vận hành 31 2.4 Kết luận 32 Chƣơng 3: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ VÀ CHỌN PHƢƠNG ÁN VẬN HÀNH THÁNG TỚI BẰNG PHẦN MỀM CRYSTAL BALL 34 3.1 Tổng quan Crystal ball 34 3.1.1 Giới thiệu 34 3.1.2 Trình tự thiết lập chạy mơ sử dụng Crystal ball 35 3.1.3 Trình tự Crystal ball triển khai mô Monte Carlo 35 3.2 Thiết lập chạy mô toán dự báo doanh thu tháng tới sử dụng Crystal ball 35 3.2.1 Thiết lập mơ hình bảng tính Excel 35 3.2.2 Định nghĩa giả thuyết cho biến ngẫu nhiên (SMP) 36 3.2.3 Định nghĩa cho ô dự báo kết 37 3.2.4 Chạy mơ hình mơ phân tích số liệu đầu 37 3.3 Tiến hành chạy mô dự báo doanh thu kế hoạch vận hành tháng 3/2018 Crystal ball 38 3.3.1 Phương án vận hành 38 3.3.2 Phương án vận hành 40 3.3.2 Phương án vận hành 43 3.4 Phân tích đánh giá lựa chọn kế hoạch vận hành tháng 3/2018 cho máy thủy điện Đăkđrinh 47 3.5 Kết luận 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU A0 : Trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia AC ACAN : Sản lượng điện hợp đồng chu kỳ giao dịch : Sản lượng cơng suất thị trường tính tốn chu kỳ giao dịch ACON Adu : Sản lượng điện phát tăng thêm chu kỳ giao dịch : Điện phát tăng thêm so với lệnh điều độ tổ máy chu kỳ giao dịch Asmp CAN : Sản lượng điện thị trường chu kỳ giao dịch : Giá công suất (đ/kW) PCON : Giá chào cao tương ứng với dải công suất phát tăng thêm tổ máy chu kỳ giao dịch (đồng/kWh) PC Pdu RCAN RCON Rdu RSMP : Giá hợp đồng hợp đồng CfD : Giá chào thấp tất tổ máy chu kỳ giao dịch : Doanh thu theo giá công suất thị trường chu kỳ giao dịch (đồng) : Doanh thu cho phần điện phát tăng thêm chu kỳ giao dịch (đồng) : Doanh thu cho phần điện phát sai khác so với lệnh điều độ chu kỳ giao dịch (đồng) : Doanh thu theo giá điện thị trường chu kỳ giao dịch (đồng) SMP : Giá điện thị trường chu kỳ giao dịch CÁC CHỮ VIẾT TẮT NMTĐ : Nhà máy thuỷ điện VCGM : Thị trường phát điện cạnh tranh (Viet Nam Competitive Generation Market) DANH MỤC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang Bảng 2.1 Bảng thông số thủy văn tháng 3/2018 Bảng 2.2 Bảng thống kê lưu lượng nước hồ Đăkđrinh trung bình từ năm 1977 đến 2007 Bảng 2.3 Bảng suất tiêu hao nước 11 Bảng 2.4 Sản lượng phát dự kiến tháng 3/2018 12 Bảng 2.5 Giá điện thị trường dự báo SMP tháng 3/2018 17 Bảng 2.6 Kế hoạch vận hành tháng 3/2018 theo phương án 18 Bảng 2.7 Kế hoạch vận hành tháng 3/2018 theo phương án 20 Bảng 2.8 Kế hoạch vận hành tháng 3/2018 theo phương án 22 Bảng 2.9 Doanh thu dự kiến tháng 3/2018 theo phương án 27 Bảng 2.10 Doanh thu dự kiến tháng 3/2018 theo phương án 29 Bảng 2.11 Doanh thu dự kiến tháng 3/2018 theo phương án 31 Bảng 3.1 Kết mô dạng thống kê phương án 40 Bảng 3.2 Kết mô dạng phân vị phương án 40 Bảng 3.3 Kết mô dạng thống kê phương án 43 Bảng 3.4 Kết mô dạng phân vị phương án 43 Bảng 3.5 Kết mô dạng thống kê phương án 46 Bảng 3.6 Kết mô dạng phân vị phương án 46 Bảng 3.7 Kết mô thống kê phương án vận hành tháng 3/2018 47 DANH MỤC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1 Trình tự xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới quan vận hành thị trường điện Hình 1.2 Trình tự xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới NMTĐ Đăkđrinh Hình 2.1 Giao diện Neural Network Toolbox 13 Hình 2.2 Giao diện nhập liệu đầu vào cho mạng Nơ ron 14 Hình 2.3 Giao diện thiết lập thơng số cho mạng 14 Hình 2.4 Giao diện mạng nơ ron 15 Hình 2.5 Giao diện cài đặt thơng số huấn luyện mạng 15 Hình 2.6 Giao diện huấn luyện mạng 16 Hình 2.7 Giao diện cài đặt thơng số chạy mơ mạng 16 Hình 2.8 Giao diện kết dự báo 17 Hình 3.1 Các kiểu phân bố xác suất Crystal ball 36 Hình 3.2 Phân bố xác suất cho biến giá thị trường SMP 37 Hình 3.3 Định nghĩa cho biến dự báo doanh thu 37 Hình 3.4 Mơ hình Crystal Ball cho tốn dự báo doanh thu phương án 38 Hình 3.5 Biều đồ tần suất doanh thu theo phương án 39 Hình 3.6 Biểu đồ tần suất tích lũy doanh thu theo phương án 39 Hình 3.7 Mơ hình Crystal Ball cho tốn dự báo doanh thu phương án 41 Hình 3.8 Biểu đồ tần suất doanh thu theo phương án 42 Hình 3.9 Biểu đồ tần suất tích lũy doanh thu theo phương án 42 Hình 3.10 Mơ hình Crystal Ball cho tốn dự báo doanh phương án 44 Hình 3.11 Biều đồ tần suất doanh thu theo phương án 45 Hình 3.12 Biểu đồ tần suất tích lũy doanh thu theo phương án 45 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Thị trường điện phát triển mạnh mẽ giới, qua kinh nghiệm vận hành thị trường điện nước giới tiến vượt bậc lĩnh vực quản lý lượng Ở Việt Nam, thị trường phát điện cạnh tranh thức vận hành từ ngày 01/07/2012 theo Thông tư số 18/2010/TT-BCT ngày 10 tháng 05 năm 2010 (hiện thông tư thay thông tư 30/2014/TT-BCT ngày 02 tháng 10 năm 2014 quy định vận hành thị trường phát điện cạnh tranh) Thị trường điện sân chơi lớn đơn vị phát điện nào, tham gia thị trường điện thách thức đồng thời hội để tăng lợi nhuận thơng qua việc vận hành tối ưu nhà máy Nhà máy thủy điện Đăkđrinh thức tham gia trực tiếp thị trường điện từ ngày 05/09/2014 ,tham gia thị trường điện hội để tăng doanh thu cho nhà máy bên cạnh nhà máy đối mặt với rủi ro biến động thị trường đem lại Khi tham gia thị trường điện việc lập kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh chủ yếu dựa vào sản lượng hợp đồng tháng tới, điều kiện thủy văn ràng buộc kỹ thuật, chưa đánh giá hiệu phương án vận hành mặt doanh thu, mà doanh thu phụ thuộc nhiều vào giá thị trường tháng giá thị trường ln biến động nhà máy có khả gặp bất lợi doanh thu Xuất phát từ thực tế việc xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới để tối ưu hóa doanh thu cho nhà máy điều cần thiết có ý nghĩa thực tiễn lớn nhà máy thủy điện Đăkđrinh tham gia thị trường điện Xuất phát từ lý trên, luận văn nghiên cứu đề tài “Xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trƣờng điện Việt Nam” Mục tiêu nghiên cứu Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn, mục tiêu đề tài nhằm xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới tối ưu doanh thu cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện Việt Nam Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu: Nhà máy thủy điện Đăkđrinh 3.2 Phạm vi nghiên cứu: Kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam 46 Bảng 3.5 Kết mô dạng thống kê phương án Thống kê Giá trị dự báo Số lần mô 10,000 Giá trị 28,733,817,660.93 Trung bình 29,004,336,182.92 Trung vị 28,999,403,509.12 Độ lệch chuẩn 181,627,127.99 Phương sai 32,988,413,623,366,400.00 Độ méo 0.1652 Độ nhọn 3.12 Hế số biến đổi 0.0063 Giá trị nhỏ 28,409,191,506.41 Giá trị lớn 29,913,869,071.08 Sai số độ lệch chuẩn trung - Kết tốnbình dạng bảng phân vị 1,816,271.28 Bảng 3.6 Kết mô dạng phân vị phương án Giá trị dự báo 100% 28,409,191,506.41 90% 28,773,298,823.38 80% 28,851,683,667.57 70% 28,908,987,637.32 60% 28,956,112,677.19 50% 28,999,403,195.35 40% 29,043,508,048.00 30% 29,095,371,322.61 20% 29,153,888,198.09 10% 29,241,768,313.48 0% 29,913,869,071.08 47 3.4 Phân tích đánh giá lựa chọn kế hoạch vận hành tháng 3/2018 cho máy thủy điện Đăkđrinh Từ kết mơ ta có bảng so sánh kết phương án sau Bảng 3.7 Kết mô thống kê phương án vận hành tháng 3/2018 Thống kê Dự báo doanh thu Phương án Phương án Phương án Số lần mô 10,000 10,000 10,000 Giá trị 28,530,270,419.54 28,464,248,769.98 28,733,817,660.93 Trung bình 28,529,786,193.23 28,464,003,312.62 29,004,336,182.92 Trung vị 28,527,758,643.39 28,463,235,432.34 28,999,403,509.12 Độ lệch chuẩn 137,259,390.58 128,588,886.91 181,627,127.99 Độ méo 0.0486 0.0362 0.1652 Độ nhọn 2.99 2.99 3.12 Giá trị nhỏ 28,021,406,976.64 28,029,306,120.85 28,409,191,506.41 Giá trị lớn 29,154,082,373.20 28,986,753,614.08 29,913,869,071.08 Phân tích kết lựa chọn phương án vận hành : - Doanh thu kỳ vọng theo dự báo tháng 3/2018 phương án 28,530,270,419.54 (đồng) Doanh thu đạt 28,260,652,057.82 (đồng) ứng với mức độ chắn 95% - Doanh thu kỳ vọng theo dự báo tháng 3/2018 phương án 28,464,248,769.98 (đồng) Doanh thu đạt 28,215,135,926.09 (đồng) ứng với mức độ chắn 95% - Doanh thu kỳ vọng theo dự báo tháng 3/2018 phương án 29,004,336,182.92 (đồng) Doanh thu đạt 28,659,150,456.89 (đồng) ứng với mức độ chắn 95% Qua kết phân tích cho thấy doanh thu kỳ vọng doanh thu ứng với độ chắn 95% phương án tốt nên ta chọn phương án làm kế hoạch vận hành tháng 3/2018 cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh 3.5 Kết luận Trong chương trình bày: - Tổng quan kỹ thuật mô Monte Carlo phần mềm Crystal Ball - Xây dựng mơ hình mơ Crystal Ball cho toán doanh thu tháng 3/2018 nhà máy thủy điện Đăkđrinh thiết lập thông số để mô 48 - Chạy mô xuất kết mơ phỏng, từ kết mơ ta phân tích lựa chọn phương án vận hành cho nhà máy đảm bảo tối ưu doanh thu 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1.Kết luận Luận văn nghiên cứu quy định lập kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện, quy định toán thị trường điện, nguyên tắc vận hành thị trường điện Việt Nam quy định lập kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện từ làm sở để tính tốn, xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới cho nhà máy theo mục tiêu tối ưu doanh thu Dựa thông tin vận hành tháng 3/2018 A0 cung cấp trang web thị trường điện (thông tin mức nước giới hạn tuần tháng, sản lượng điện hợp đồng tháng AC) thông tin dự báo lưu lượng nước hồ Q luận văn xây dựng kế hoạch vận hành tháng 03/2018 cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh theo ba phương án khác Luận văn sử dụng liệu khứ giá điện thị trường kết hợp với phần mềm Neural Network Toolbox để dự báo giá điện thị trường SMP tháng 3/2018 Từ giá điện thị trường SMP dự báo với giá hợp đồng PC ta xây dựng mô hình tốn doanh thu tháng 3/2018 theo ba phương án khác Luận văn sử dụng phần mềm mô Crystal Ball để mô đánh giá toán doanh thu tháng tới nhà máy với biến giả thiết giá điện thị trường đầu toán doanh thu tháng tới nhà máy thị trường điện Một lượng lớn kịch giá điện thị trường mô để quản lý rủi ro đem lại Từ kết mô với nhiều phương án vận hành khác ta chọn kế hoạch vận hành tháng 3/2018 tối ưu cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện Việt Nam phương án vận hành với mức doanh thu kỳ vọng dự kiến 29,004,336,182.92 (đồng) doanh thu dự kiến đạt 28,659,150,456.89 (đồng) ứng với mức độ chắn 95% Từ làm sở để lập bảng chào giá ngày tới cho nhà máy thị trường điện nhằm đem lại lợi nhuận cao cho đơn vị Kiến nghị Trong luận văn việc xây dựng đánh giá kế hoạch vận hành tháng tới xét đến yếu tố bất định giá điện thị trường SMP thực tế việc xây dựng kế hoạch vận hành phụ thuộc vào yếu tố bất định khác lưu lượng nước hồ Vì vậy, để nâng cao chất lượng toán xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện cần thiết phải bổ sung yếu tố bất định lưu lượng nước hồ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ công thương (2014), TT 30/2014-BCT : Quy trình vận hành thị trường phát điện cạnh tranh , Hà Nội [2] Công ty cổ phần thủy điện Đăkđrinh (2014), Quy trình vận hành hệ thống thiết bị, Quảng Ngãi [3] Công ty cổ phần thủy điện Đăkđrinh (2014), Quy trình vận hành hồ chứa nhà máy thuỷ điện Đăkđrinh, Quảng Ngãi [4] http://10.8.32.20/Default.aspx?Menu=1000 , 16/05/2018 ... điện tồn hệ thống 1.4 Phƣơng pháp xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trƣờng điện 1.4.1 Nội dung lập kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện nhà máy thủy điện. .. lập kế hoạch vận hành tháng tới thị trường điện trình tự xây dựng kế hoạch vận hành tháng tới nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trường điện 8 Chƣơng 2- XÂY DỰNG MƠ HÌNH BÀI TỐN DOANH THU THÁNG TỚI... TỚI CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN ĐĂKĐRINH TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN 2.1 Lập kế hoạnh vận hành tháng tới cho nhà máy thủy điện Đăkđrinh thị trƣờng điện Việt Nam Luận văn tính tốn lập kế hoạch vận hành tháng