Nếu giá năng lượng theo TOU là bất hợp lý, nó sẽ gây ra phản ứng thái quá của khách hàng. Vì thế giá trị thời gian giờ cao điểm cần được thay đổi. Và nó sẽ thay
đổi giá tri ban đầu của thời gian thấp điểm ở những điểm đặc biệt. Điều này có
nghĩa là việc chuyển đổi tải thất bại, và cũng mang đến những rủi ro thiệt hại cho các nhà cung cấp năng lượng.
2.2.3. Chính sách năng lư ng thiếu linh ho t:
Trong thịtrường điện, các nhà cung cấp điện mua điện từcác nhà máy điện với giá thống nhất và không thay đổi. Nhưng giá điện của nhà cung cấp bán cho người tiêu dùng thì theo giá TOU. Vì vậy thu nhập của điện lực là không chắc chắn. Việc
thay đổi nhu cầu của khách hàng cũng mang lại những nguy cơ thiệt hại cho các nhà cung cấp.
Lý do của tất cả các vấn đề này chính là chính sách giá TOU đã bỏ qua thời
gian trì hoãn đặc tính nhu cầu của khách hàng và đặc tính cứng nhắc của chính
sách giá điện. Thực tế phản ứng khách hàng liên quan tới việc phân vùng thời gian
cao điểm - thấp điểm, và mức giá cơ bản của thời gian bình thường, thời gian cao
điểm và thời gian thấp điểm. Và phản ứng khách hàng mang tính chậm trễ. Tuy nhiên, nếu khoảng thời gian cao điểm - thấp điểm, và mức giá cơ bản của thời gian
bình thường, thời gian cao điểm và thời gian thấp điểm khi được xác định thì sẽ
giữ được trong một thời gian dài. Vì thế nếu giá TOU là bất hợp lý, nó sẽ mang
đến rất nhiều phiền phức cho nhà cung cấp, nhà máy phát điện và khách hàng. Vì vậy cần thiết nghiên cứu nguyên tắc giá TOU.
2.3. Các nguyên tắc tính giá đi n theo TOU:
2.3.1. TOU phù h p v i DSM:
Giá điện theo TOU là một trong những phương pháp kinh tế của DSM, nó cần phù hợp với mục tiêu của DSM. Điều đó có nghĩa rằng giá điện theo TOU phải có lợi cho khách hàng, các nhà cung cấp và cho xã hội, không được ảnh hưởng đến bất kì khách hàng nào, bất kì nhà cung cấp nào và ảnh hưởng đến xã hội. Đó là điều quan trong trong việc hình thành nguyên tắc giá điện TOU.
2.3.2. Nguyên tắc vùng thời gian thấp điểm:
Nguyên tắc của vùng thời gian cao điểm – thấp điểm chính là vùng thời gian
cao điểm và thấp điểm nên phản ảnh đặc tính chính xác của đường cong tải vào
lúc cao điểm - thấp điểm vào bất cứkhi nào trước hay sau khi thực hiện giá TOU.
Điều đó có nghĩa rằng tải đỉnh phải xảy ra ở giờ cao điểm, đáy tải phải xảy ra trong giờ thấp điểm, đồng thời trước và sau khi thực hiện chính sách giá TOU thì
đỉnh tải và đáy tải phải trùng khớp với khoảng thời gian cao điểm và thấp điểm để
tránh việc phản ứng thái quá của khách hàng khiến cho tải cao điểm thành thấp
điểm và ngược lại.
Thực tế, chi phí hoạt động của hệ thống điện trong thời gian cao điểm thì mắc
hơn so với chi phí vận hành trong thời gian thấp điểm. Trên nguyên tắc đó cần
đảm bảo giá bán điện giờcao điểm phải cao hơn giá bán điện giờ thấp điểm. Nguyên tắc xác định giá giờ cao điểm, giá giờ bình thường và giá giờ thấp
điểm cần được phản ánh thông qua đặc tính đường cong tải lúc cao điểm – thấp
điểm một cách chính xác.
2.3.3. Tránh nguy cơ tổn thất:
Tại thịtrường điện, các nhà cung cấp điện phải đối mặt với nguy cơ tổn thất vì
giá mua điện từ các nhà máy điện là không chắc chắn và chắc chắn giá bán điện cho khách hàng.
Đường cong đồ thị phụ tải sau khi thực hiện giá điện theo TOU có thể bị thay
đổi, tải vào giờ thấp điểm sẽ tăng và tải giờ cao điểm sẽ giảm. Việc thay đổi
Vì vậy đấu thầu giá điện vào giờ cao điểm sẽ giảm và đấu thầu giờ thấp điểm sẽ tăng lên. Tính không chắc chắn của việc giảm giá giờ thấp điểm và tăng giá vào
giờcao điểm sẽmang đến những nguy cơ tổn thất cho nhà cung cấp.
Sự hợp lý của giá điện theo TOU cũng làm tăng hiệu suất của đường cong tải. Bất hợp lý của giá điện theo TOU cũng gây nên phản ứng thái quá của khách hàng, và làm nghịch đảo thời gian giờ cao điểm – thấp điểm. Điều đó sẽ giảm thu nhập của các nhà cung cấp một cách đột ngột.
Quá nhiều bản hợp đồng cũng làm tăng tổn thất vì những khoản thu nhập không chắc chắn.
Đểtránh nguy cơ tổn thất cho các nhà cung cấp, một số gợi ý được đề xuất như
sau:
Hợp lý hóa khoảng thời gian cao điểm – thấp điểm, giá cao điểm, thấp điểm và
giá điện bình thường, bảo đảm đặc trung của đường cong tải hợp lý.
Hiệu quả phản ứng khách hàng trên đường cong tải và giá đấu thầu của các nhà
máy phát điện cần được xem xét lại.
Mua giá điện theo TOU để giảm nguy cơ tổn thất cho các nhà cung cấp.
2.3.4. Xác đ nh nguyên tắc qua đường cong:
Giá cả hàng hóa được xác định không chỉ bởi chi phí, nhưng cũng cần phải xem xét tình hình cung và cầu. Nhu cầu của khách hàng được xem xét ngay trong
giá điện theo TOU.
Nhưng sự khác nhau giữa các vùng miền, đường cong đáp ứng khách hàng
cũng khác nhau, và những khách hàng khác nhau trong cùng một vùng thì cũng có
những phản ứng khác nhau. Vì vậy để đảm bảo giá điện theo TOU, đường cong
đáp ứng khách hàng cần được xác định. Đường cong đáp ứng khách hàng được thành lập từ những phương pháp tâm lý và sự thay đổi thực thế của đường cong tải. Các nhà tâm lý học cần xác định kiểu đờng cong nhu cầu khách hàng, sự thay
khách hàng. Những điểm trên đường cong đáp ứng khách hàng thay đổi theo thời gian và tình huống kinh tế.
2.4. Các phương pháp nghiên cứu và mô hình toán thực hi n chính sách giá TOU: TOU:
2.4.1. Phương pháp phơn tích chính sách 3 giá theo nguyên tắc kinh tế: 2.4.1.1. Đ nh nghĩa tham số: 2.4.1.1. Đ nh nghĩa tham số:
Phân vùng thời gian:
24 giờ trong một ngày được chia ra thành 3 khoảng thời gian là T1 , T2 , T3 T1 + T2 + T3 = 24 (2.1) T1: thời gian giờcao điểm: là khoảng thời gian tiêu thụlượng điện năng lớn nhất.
T2: thời gian giờbình thường.
T3: thời gian giờ thấp điểm: là khoảng thời gian tiêu thụđiện năng ít nhất.
Giá điện của những khoảng thời gian:
Giá điện của giờcao điểm, bình thường và thấp điểm được ký hiệu G1 , G2 , G3được tính theo công thức sau:
G1 = G2 + ξ.∆ G (2.2)
G3 = G2 - ∆G (2.3)
Trong công thức 2.2 và 2.3 , ξ là tỷ lệ chênh lệch giữa giá điện giờ cao
điểm - giá điện giờ bình thường, và chệch lệch giữa giá điện giờ thấp điểm - giờ bình thường, ∆G là hiệu số giữa giờ thấp điểm và giờbình thường
Lượng công suất trong 1 ngày:
Đường cong tải trong 1 ngày là P = P(t) ( )
Trong công thức 2.4 , P0 là tổng năng lượng dùng trong 1 ngày, P1 =
là năng lượng dùng trong thời gian cao điểm , P2 = là năng lượng dùng trong thời gian bình thường, P3 = là năng lượng dùng trong thời gian thấp điểm
Cũng giống đường cong tải P’0là năng lượng sau khi thực hiện giá TOU
P’0= =P’1+P’2+P’3 (2.5)
Trong công thức (2.5), P0’ là tổng năng lượng dùng trong 1 ngày sau khi thực hiện theo giá TOU, P’1 = là năng lượng dùng trong thời gian cao
điểm, P’2 = là năng lượng dùng trong thời gian bình thường, P’3 =
là năng lượng dùng trong thời gian thấp điểm.
2.4.1.2. Mô hình toán giá đi n theo TOU:
Về phía nhà cung cấp:
Doanh thu của nhà cung cấp điện bán cho khách hàng trước khi thực hiện giá TOU:
M0 = P0 . G0 (2.6)
C0 là giá trung bình của giá bán điện ( trước khi thực hiện TOU )
Thanh toán tiền điện mua từ các nhà máy điện trước khi thực hiện giá TOU: M0’ = P1 .G01 + P2 . G02 + P3 . G03 (2.7) Lợi nhuận trước khi thực hiện giá TOU :
MM = M0– M0’
Doanh thu của nhà cung cấp điện bán cho khách hàng sau khi thực hiện giá TOU:
MTOU= P’1 .G1+ P’2 . G2+ P’3 . G3 (2.8)
Thanh toán tiền điện mua từcác nhà máy điện sau khi thực hiện giá TOU:
M’TOU= P’1 .G11+ P’2 . G22+ P’3 . G33 (2.9) Lợi nhuận sau khi thực hiện giá TOU:
Nhà cung cấp điện có thể tạo ra lợi nhuận từ việc thực hiện giá TOU:
MM’ MM
Như vậy ta có : MT ≥ M0–M’
Với M’: mức chênh lệch khoản thanh toán trước và sau khi thực hiện giá TOU.
Về phía khách hàng:
Nhu cầu thanh toán của khách hàng trước khi giá TOU được thực hiện nên bằng với thu nhập của nhà cung cấp:
M0 = m0 (2.10)
Nhu cầu thanh toán sau khi giá TOU được thực hiện nên bằng với thu nhập của nhà cung cấp:
MTOU = mTOU (2.11)
Như vậy khoản tiền phải trả cho nhà cung cấp sẽ thấp hơn khoản tiền ban
đầu. m0 ≥ mTOU hay nói cách khác : M0≥ MTOU Tóm lại ta có : M0–M’ ≤ MTOU≤ M0
Nhu cầu có thể tạo ra lợi nhuận từ việc thực hiện giá TOU cũng kèm theo điều kiện mức giá trung bình sau khi thực hiện TOU phải nhỏ hơn mức giá trung bình hiện hữu: 0 0 ' 0 0 T T m m G G P P Các ràng buộc cơ bản:
Đặc điểm của thời gian cao điểm hay thời gian thấp điểm là không đổi:
1 1 1 3 3 3 | ( ) max( ( )) | ( ) min( ( )) t T P t P t t T P t P t
Tối ưu hóa mục tiêu:
Việc tối ưu hóa mục tiêu nhằm làm giảm giá trị tải cực đại đến mức có thể và tăng giá trị tải cực tiểu đến mức có thể. Vì vậy chúng ta cần cải thiện hoạt động của hệ thống điện 1 cách hiệu quả và ổn định.
Các bước tối ưu hóa bao gồm 3 bước:
Bước 1: 2 max ( , , G, ) min(P max(Pt G )) Bước 2 : ( , , G) ( , , G) min(max(Pt ) min( Pt )) Bước 3 : Min (mTOU = P1*G1 + P2*G2 + P3*G3 )
2.4.2. Phương pháp phân tích theo mô hình đáp ứng khách hàng: 2.4.2.1. Nguyên tắc kinh tếcơ b n:
Từ các nguyên lý kinh tế, các đường cong nhu cầu tiêu biểu như Hình 2.1 Q- mức tiêu thụ hiện tại
P- mức giá hiện tại.
Hình 2.1 : Đường cong đáp ứng
Thường là đường cong này được tuyến tính hóa . Hệ sốđàn hồi giá được định
/ / Q Q P P (2.12)
Q và P tương ứng mức tăng giá hiện tại.
Thường thì đáp ứng khách hàng về giá có hai loại: một là đáp ứng một mục tiêu, hai là đáp ứng đa mục tiêu. Đáp ứng một mục tiêu là quyết định khách hàng về việc tiêu thụđiện năng, mối quan hệ giữa tiêu thụ với thời điểm tiêu thụ. Ví dụ,
đối với việc sử dụng điện chiếu sáng, khi giá cao, khách hàng có thể chỉ cần tắt
đèn. Bình thường, hình thức này cho thấy rằng mức tiêu thụđiện được giới hạn và không ảnh hưởng đến sự thỏa mái của khách hàng. Đáp ứng đa mục tiêu khách hàng không chỉ làm giảm tiêu thụ điện năng, mà còn tải chuyển từ thời điểm giá
cao đến thời điểm giá thấp. Ví dụ, đối với một nhà máy, sản xuất không thểđược giảm xuống chỉ vì giá tăng, nhưng quy trình sản xuất phải được sắp xếp lại để
cùng một số lượng sản phẩm có thể sản xuất với chi phí ít nhất. Loại đáp ứng đa
mục tiêu này có quan hệ với tính liên tục trong sản xuất. Trong kinh tế, loại đáp ứng đa mục tiêu này có thểđược trình bày bởi ma trận đáp ứng.
2.4.2.2. Đ nh nghĩa kh năng đáp ứng:
Khảnăng đáp ứng tổng giá- Hệ sốđàn hồi tổng giá:
Khảnăng đáp ứng tổng giá được định nghĩa là sự nhạy cảm của khách hàng về
nhu cầu đến thay đổi giá tổng. Khả năng đáp ứng tổng giá càng lớn thì nhạy cảm của khách hàng càng nhiều, nhu cầu đó là:
/ / total total d total total Q Q P P (2.13)
Trong đó: Q-total, Q-total tải trung bình của khách hàng và sự thay đổi tải tương ứng; P-total, P-total giá trung bình hiện tại và mức thay đổi giá tương ứng. Tổng giá được định nghĩa là tổng trọng số của giá của mỗi giai đoạn, cụ thể
là: . i i i total i i Q P P Q (2.14)
Trong đó i giai đoạn tiêu dùng hiện tại.
Khảnăng đáp ứng thời giá- Hệ sốđàn hồi thời giá:
Tải tiêu thụ của khách hàng của từng thời điểm, không chỉ có mối quan hệ
với khoảng thời gian này, mà còn có mối quan hệ với các thời kỳ khác, và quyết
định bởi sự khác biệt giá cả. Khảnăng đáp ứng giá theo thời gian được sử dụng để
phản ánh các đặc tính này. Thông thường, tải được chuyển từ thời điểm giá cao tới thời điểm giá thấp, và khả năng đáp ứng giá theo thời gian khi có giá khác nhau giữa giá các giai đoạn .
' , ' / / i j i td i j i j total Q Q P P (2.15) Nếu ' ' j i P P Với ' ' ' i j i j P P P
Hướng tới mục tiêu là khả năng chuyển tải từ thời điểm giá cao đến thời
điểm giá thấp khi có sự khác nhau về giá ở các thời điểm. Khảnăng đáp ứng thời giá càng lớn thì khảnăng thay đổi càng lớn.
2.4.2.3. Mô hình đáp ứng nhu cầu:
Sau khi khách hàng thay đổi cách sử dụng điện năng, số lượng tải tiêu thụ có mối quan hệ với Q, khả năng đáp ứng d và td ' và giá trước và sau khi thay đổi,
đó là :
' ( , , ', ,d td)
Q f Q P P (2.16)
Phương trình (2.16) là phương trình đáp ứng khách hàng.
Khi thay đổi giá, dưới hàm tổng giá của khảnăng đáp ứng tổng theo chức
năng của d và khả năng đáp ứng thời giá td, tổng sốlượng và sốlượng của từng thời điểm thay đổi. Những thay đổi tổng tải dựa trên cơ sở giá của d và khảnăng đáp ứng thời giá td.
Vì các tác động của khả năng đáp ứng thời giá td, sự dùng điện sẽ được phân bố lại giữa điểm chuyển đổi tải từ thời điểm giá cao sang thời điểm giá thấp. im -được định nghĩa như là hệ số chuyển đổi trong từng thời điểm, và được tính bởi phương trình sau đây:
, ( 2 (2.17) 0 à ' ' td i m i m im total mi im ii i i im i m m Q Q P v Q Q P (2.18) 1, 2,..., i n
Xét tác động của khảnăng đáp ứng tổng giá d , những thay đổi tải tổng với toàn bộ việc thay đổi giá, hệ sốthay đổi của cùng từng thời điểm là:
i total total d i Q P P Q' (1 ) (2.19) ' (1 d total)( ' ) i i im i m m total P Q Q P P (2.20) i = 1 , 2 ,… ,n
2.4.2.4. Mô hình quyết đnh TOU:
m f f f max , min ... ... max min 2 1 (2.21) s.t. Q’ = f (Q , P , P’ , εd, εtd)
Pimin< P’i < Pimax Qimin < Q’i < Qimax
và giảm thiểu tối đa sự khác biệt giữa giờcao điểm và giờ thấp điểm, lợi nhuận tối
đa của xã hội, v.v…
2.4.3. Sử d ng lý thuyết trò chơi:2.4.3.1. Gi thiết: