Lý thuyết trò chơi và giá đỉnh trong thị trường điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU KHOA LÝ THUYẾT TRỊ CHƠI VÀ GIÁ ĐỈNH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2010 -i- CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phan Thị Thanh Bình Cán chấm nhận xét 1: TS Hồ Phạm Huy Ánh Cán chấm nhận xét 2: TS Lê Minh Phương Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐHQG Tp HCM ngày 13 tháng 07 năm 2010 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ TS Hồ Phạm Huy Ánh TS Lê Minh Phương TS Nguyễn Ngọc Tú - ii - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc o0o Tp HCM, ngày 02 tháng năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ X / Nữ Họ tên học viên:…… Nguyễn Hữu Khoa Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh:… 21 – 10 – 1978 Nơi sinh: Thanh Hóa Chuyên ngành:… Thiết bị, mạng nhà máy điện .MSHV: 01808304 Khoá (Năm trúng tuyển) : ….2008 I- TÊN ĐỀ TÀI: …… LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀ GIÁ ĐỈNH TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Thị trường điện Giá điện Lý thuyết trò chơi Áp dụng lý thuyết trò chơi vào phân tích giá đỉnh Kết luận III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25-01-2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02-7-2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH ……… Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH Ngày tháng năm CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGHÀNH (Họ tên chữ ký) - iii - LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến thầy cô khoa Điện – Điện tử trường đại học Bách khoa TP HCM, dạy dỗ suốt thời gian học cao học Tôi xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến cô Phan Thị Thanh Bình, người tận tình trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Xin cảm ơn bạn khóa cao học 2008 đồng nghiệp trường Cao đẳng Điện lực Tp Hồ Chí Minh Cuối tơi xin cảm ơn đến cha mẹ gia đình cho sức mạnh tinh thần để vượt qua khó khăn cơng việc học tập TP HCM, tháng năm 2010 Nguyễn Hữu Khoa - iv - TĨM TẮT LUẬN VĂN Mục đích đề tài tìm hiểu nguyên nhân xuất giá đỉnh thị trường điện phân tích cụ thể điều kiện xảy giá đỉnh Lý thuyết trị chơi tỏ phù hợp cho phân tích hành vi công ty phát thị trường mà công ty che dấu công suất để tạo thiếu hụt công suất dẫn đến xuất giá đỉnh Thị trường điện song phương mơ hình phổ biến giới Giá đỉnh xảy thị trường gây thiệt hại nghiêm trọng cho khách hàng Trên sở kiến thức thị trường điện, giá điện lý thuyết trị chơi, tác giả phân tích giá đỉnh xây dựng chương trình mơ điều kiện xuất giá đỉnh tính tốn thiệt hại giá đỉnh gây -v- MỤC LỤC Giới thiệu đề tài Chương 1: Thị trường điện .3 1.1 Tổng quan thị trường điện 1.1.1 Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc truyền thống .3 1.1.2 Xu hướng cấu trúc lại ngành công nghiệp điện 1.1.3 Thị trường điện-quy luật cung cầu 1.1.4 Các thành phần thị trường điện 1.2 Các mơ hình thị trường điện 1.2.1 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh phát điện có đại lý mua bn 1.2.2 Mơ hình cạnh tranh phát điện cạnh tranh bán buôn 10 1.2.3 Mô hình thị trường điện song phương 11 1.2.4 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh bán lẻ .12 1.3 Thị trường điện California 13 1.3.1 Mô tả tổng quan thị trường điện bang California 14 1.3.2 Tái cấu trúc thị trường điện California 15 1.3.3 Khủng hoảng lượng .18 1.4 Thị trường điện Việt Nam 19 1.4.1 Hiện trạng thị trường điện Việt Nam 19 1.4.2 Định hướng phát triển .20 1.4.3 Tái cấu ngành điện Việt nam 23 Chương 2: Giá điện 27 2.1 Định nghĩa giá điện 27 2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến giá điện 27 2.3 Giá điện thị trường điện cạnh tranh .29 2.3.1 Qui trình hình thành giá điện 29 2.3.2 Giá biên SMP 30 2.3.3 Các mơ hình chào giá thị trường điện 30 2.3.4 Giá điện Anh 31 - vi - 2.3.5 Giá điện cạnh tranh Mỹ .32 2.3.6 Giá điện cạnh tranh Nhật 33 2.3.7 Giá điện cạnh tranh Thái Lan 34 2.3.8 Giá điện thị trường phát điện cạnh tranh Việt nam 34 2.4 Giá đỉnh 36 2.5 Trò chơi giá điện 39 Chương 3: Lý thuyết trò chơi…………………………………………………… 41 3.1 Giới thiệu lý thuyết trị chơi………………………………………….41 3.2 Mơ hình trị chơi khơng hợp tác…………………………………… 42 3.2.1 Mơ hình đơn giản…………………………………………… 42 3.2.2 Mơ hình mở rộng trò chơi…………………………………… 45 3.3 Chiến lược trội cân Nash…………………………… 46 3.3.1 Chiến lược trội hơn………………………………………… 46 3.3.2 Cân Nash……………………………………………… 47 Chương 4: Áp dụng lý thuyết trị chơi vào phân tích giá đỉnh………………….51 4.1 Phân tích giá đỉnh thị trường điện …………………………….51 4.1.1 Phương pháp luận 52 4.1.2 Lưu đồ 69 4.1.3 Giải thuật .70 4.2 Giá đỉnh – cân Nash thị trường điện song phương………74 4.2.1 Lý thuyết xây dựng giải thuật 74 4.2.2 Lưu đồ 79 4.2.3 Giải thuật .80 4.3 Ví dụ áp dụng………………………………………………………… 83 4.3.1 Ví dụ áp dụng phân tích giá đỉnh 83 4.3.2 Ví dụ áp dụng giá đỉnh thị trường điện song phương 91 Chương 5: Kết luận……………………………………………………………… 99 5.1 Nhận xét………………………………………………………………99 - vii - 5.2 Hướng phát triển……………………………………………………100 Tài liệu tham khảo 102 Phụ lục PL1 -1- GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI I Đặt vấn đề Tính đến nay, 120 nước giới có thị trường điện Đỉnh cao thị trường điện tính cạnh tranh phát triển sâu đến cấp độ bán lẻ Người tiêu dùng có quyền lựa chọn nhà cung cấp điện phù hợp với nhu cầu Thị trường điện lực Việt Nam định hướng phát triển theo ba cấp độ, trước tiên hình thành thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014), sau tạo thị trường bán buôn cạnh tranh (2015 - 2022), cuối đạt đến đích có thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (sau 2024) Theo lý thuyết kinh tế chuẩn, cạnh tranh hoàn hảo, đặt giá nhà máy điện thường cân với giá cận biên họ Do giá đỉnh xảy nhu cầu vượt cung Tuy nhiên thị trường điện thực tế, giá đỉnh lại vượt trội chi phí cận biên Giá nguy hiểm gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho nhà cung cấp dịch vụ khách hàng Để hiểu rõ nguồn gốc chế giá đỉnh, luận văn nghiên cứu thị trường điện, lý thuyết trò chơi áp dụng lý thuyết trị chơi vào phân tích giá đỉnh xác định giá đỉnh thị trường điên song phương II Nhiệm vụ luận văn Dựa vào phần đặt vấn đề trên, nhiệm vụ luận văn đặt là: - Thị trường điện - Giá điện - Lý thuyết trò chơi - Áp dụng lý thuyết trị chơi vào phân tích giá đỉnh - Kết luận III Phạm vi nghiên cứu Khảo sát giá đỉnh thị trường điện Xây dựng chương trình để mô giá đỉnh IV Giá trị thực tiễn đề tài Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa ***** GVHD: PGS TS Phan Thị Thanh Bình -2- Sử dụng lý thuyết trị chơi tìm hiểu ngun nhân, cách thức xảy giá đỉnh, tìm hiểu hội bắt tay ngầm việc chào giá nhà máy xác định giá đỉnh thị trường điện song phương V Nội dung luận văn Chương 1: Thị trường điện 1.1 Tổng quan thị trường điện 1.2 Các mơ hình thị trường điện 1.3 Thị trường điện California 1.4 Thị trường điện Việt Nam Chương 2: Giá điện 2.1 Định nghĩa giá điện 2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến giá điện 2.3 Giá điện thị trường điện cạnh tranh 2.4 Giá đỉnh 2.5 Trò chơi giá điện Chương 3: Lý thuyết trò chơi 3.1 Giới thiệu lý thuyết trị chơi 3.2 Mơ hình trị chơi khơng hợp tác 3.3 Chiến lược trội cân Nash Chương 4: Áp dụng lý thuyết trò chơi vào phân tích giá đỉnh 4.1 Phân tích giá đỉnh thị trường điện 4.2 Giá đỉnh – cân Nash thị trường điện song phương 4.3 Ví dụ áp dụng Chương 5: Kết luận 5.1 Nhận xét 5.2 Hướng phát triển Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa ***** GVHD: PGS TS Phan Thị Thanh Bình - 90 -  Nếu nhƣ với: +X= 0.1793068< PH2: đánh giá nhà máy xác suất nhà máy đặt NH (xác suất nhà máy che giấu cơng suất phát) lúc nhà máy chuyển từ đặt giá NL sang NH (nhà máy che giấu công suất phát) +Y=0.1014391