- Phí dịch vụ phụ: Bao gồm chi phí để cho hệ thống điện hoạt động bình
3. Mô hình tính LMP tức thời:
3.2. Phƣơng pháp chung tính giá biên nút:
Áp dụng các phƣơng pháp tính giá biên nút trong thị trƣờng điện để đánh giá ảnh hƣởng của thủy điện.
Hiện tại các thị trường điện sử dụng Định nghĩa LMP của Layman: Giá biên nút (locational Marginal Price-LMP) là chi phí biên (Marginal cost): Chi phí thâp nhất cho 1 đơn vị công suất yêu cầu thêm tại nút đã cho trong lưới điện có tính đến cả giá thầu bán và giá thầu mua và cả các khía cạnh vật lý của lưới truyền tài điện và các hạn chế vận hành khác.
LMP có thể phân tách thành 3 thành phần: giá biên điện năng, giá biên tổn thất điện năng và giá biên nghẽn mạch.
Ba thành phần này thể hiện chi phí biên gắn với điện năng, tổn thất điện năng và nghẽn mạch. Lý do cần phân tách LMP thành 3 thành phần là vì thành phần nghẽn mạch được sử dụng để tính thu nhập do nghẽn mạch và trị giá của quyền truyền tải điện FTR.
Ở đề tài này ta chỉ nói giá thanh toán trong thị trường điện là giá biên nút. Giá biên nút là giá tiền 1 MWh điện năng ứng với từng chế độ làm việc của thị trường điện cho lợi ích xã hội max, tính đến mọi hạn chế vật lý của hệ thống điện.
Khi không xảy ra nghẽn mạch và bỏ qua tổn thất điện năng giá biên nút là như nhau cho toàn thị trường điện. Nếu tính đến tổn thất công suất thì giá biên nút sẽ khác nhau bời thành phần này.
Trong một ngày vận hành hay trong một năm chi có một số chế độ làm việc bình thường, trong đó có các phần tử dừng để sửa chữa định kỳ, gây ra nghẽn mạch. Còn trong trường hợp sự cổ phần tử thì xác suất nghẽn mạch là rất lớn.
LMP tính cho ngày tới gọi là tiền LMP (ex-ante LMP) vì nó được tính trước khi thực hiện giao dịch còn LMP tính cho 5’ tới thì gọi là hậu LMP (post LMP). Về lý thuyết 2 giá này bằng nhau còn trong thực tế thì đa phần là bằng nhau, độ chính xác của dự báo phụ tải điện ảnh hường đến thực tế này.
LMP biến đổi thường xuyên do biến đổi phụ tải điện, biến đổi giá thầu, biến đổi cấu trúc lưới truyền tải do sự cố và bảo dưỡng định kỳ, biến đổi công suất khả năng phát của các nhà máy điện do sự cố và bào dưỡng định kỳ. Trong các yếu tố trên sự biến đổi của phụ tải điện là thường xuyên nhất.
Giá biên nút ngày tới được thực hiện trên cơ sở đấu thầu tài chính, biết công suất của nguồn điện cuối cùng cân bằng công suất với phụ tải sẽ được chọn làm giá thanh toán. Cách tính sẽ được trình bày ở các mục dưới đây.
3.2.1.Tính theo định nghĩa Layman.
Theo định nghĩa Layman: LMP tại nút i là chi phí tăng thêm nhỏ nhất của hệ thống khi công suất yêu cầu tại nút i tăng thêm 1 đơn vị, khi mọi hạn chế về vật lý của hệ thống điện đều được thỏa mãn.
Các thị trường điện Mỹ áp dụng LMP: PJM, New York ISO, ISO-New England, California ISO, and Midwest ISO.
Về lý thuyết LMP là sản phẩm của bài toán phân bố tối ưu công suất (economic dispatch problem). LMP tại một nút chính là giá bóng của phương trình cân bằng công suất tại nút đó.
Giá bóng (shadow price) là cách gọi trong các tài liệu, là giá trị của nhân tử ứng với ràng buộc dạng phương trình trong hàm Lagrange của bài toán OPF. LMP là nhân tử của phương trình cân bằng công suất.
LMP có thể phân tích thành 3 thành phần: điện năng, tổn thất điện năng và nghẽn mạch.
Thành phần giá biên do nghẽn mạch rất quan trọng trong vận hành thị trường điện, để tính thu nhập nghẽn mạch và giá trị FTR.
LMP được tính 2 lần: Trong thị trường điện ngày tới và trong thị trường điện tức thời.
LMP tức thời tính 5’ một lần với các thông số hiện tại của cấu trúc hệ thống điện. Về lý thuyết 2 LMP này đúng bằng nhau, nếu như các thông số kế hoạch và dự đoán chính xác.
LMP ở mỗi nút được xác định bằng cách: Tăng thêm 1MW công suất tải cố định tại nút đó và tính sự biến đổi nhỏ nhất của chi phí toàn hệ thống (đó là giá biên chung để cấp thêm 1 đơn vị công suất -1 MW) khi tất cả các hạn chế được thỏa mãn.
LMP= giá trị min của độ biến đổi của chi phí toàn hệ thống khi công suất tải tăng 1 MW=suất biến đổi của chi phí toàn hệ thống.
3.2.2.Tính theo giá bóng:
LMP nút i bao gồm 3 thành phần :
λi = λref – λref.LFi - ∑μj.SFji = λref + λLi + λNMi (1.2.1) -λref: nodal price ở nút cân bằng
λLi = - λref.LFi: Chi phí biên cho tổn thất công suất tính từ nút cân bằng đến nút i (bơm công suất vào nút i lấy ra ở nút cân bằng), nếu lấy dấu + thì là chi phí biên cho tổn thất công suất tính từ nút i đến nút cân bằng (bơm công suất vào nút i lấy ra ở nút cân bằng).
Marginal loss factor -hệ số tổn thất biên khi bơm 1 MW công suất:
( ) LFi= (1 ) LP LP Pi MW Pi (1.2.2)
đạo hàm của tổng tổn thất công suất hệ thống ΔLP theo công suất bơm vào nút.
Δ(ΔLP) biến đổi tổn thất công suất khi công suất nút tăng ΔPi =1 MW, đồng thời giảm hoặc tăng tương ứng công suất nút cân bằng.
LFi có thể + hoặc -, có nghĩa là ΔPi có thể làm tăne công suất hay giảm công suất tải trên đường dây do đó tăng hay giảm tồn thất công suất.
-λNMi =-∑μj.SFji (1.2.3)
Chi phí biên cho nghẽn mạch tính từ nút cân bằng đến nút i (bơm công suất vào nút i lấy ra ở nút cân bằng), nếu lấy dấu + thì là chi phí biên cho nghẽn mạch tính từ nút i đến nút cân bàng( bơm công suất vào nút i lấy ra ở nút cân bằng.
-μj: Giá bóng của nghẽn mạch j, là nhân tử cho ràng buộc khi xảy ra nghẽn mạch trong hàm Lagrang. Là biến đổi chi phí hệ thống nhỏ nhất khi tăng khả năng tải của hạn chế j lên 1 đơn vị MW. Chỉ khi xảy ra nghẽn mạch thì Hj mới có giá trị khác 0, chỉ khi đó hạn chế này mới được đưa vào hàm Lagrang.
-SFji: Độ nhạy của công suất trên đường dây nghẽn mạch j đối với công suất nút i, khi 1 MW được bơm vào nút i và lấy ra ở nút cân bằng, lấy nút cân bằng(còn gọi là nút quy chiếu- reference) làm cơ sở tính toán.
Tăng thêm công bơm vào suất nút i, giảm công suất nút cân bằng, tính biến đổi công suất trên đường dây nghẽn mạch j.
Dấu trong công thức (1.2.1) có tính quy ước, nếu lấy dầu trừ có nghĩa là khi tính phải bơm công suất vào nút i và lấy ra ở nút cân bằng).