M c đích
Bng 3-1 Hs chuy nđ iđ ivi nhà máy đ in
Lo i nhiên li u M t đ n ng l ng
Sinh kh i 15 GJ/ton
Than 25 GJ/ton
Khí t nhiên 0.0383 GJ/m3
HVTH: NGUY N THANH HUY 28 B ng 3-2. D li u nhà máy phát đi n Công ngh Th i gian v n hành t i thi u Vòng đ i Efficiency modifier Ti n đ t c c Chi phí đ u t hàng n m Th i gian kh u hao H s công su t t i đa T ng chi phí đ u t Công su t Hi u su t Th i gian s n xu t Chi phí c đ nh Sinh kh i 0 30 0.00500 375 000 000 115 040 000 15 1 268 402 500 500 0.35 3 93 999 750 CCGT 0 30 0.00108 121 707 000 37 336 000 15 1 527 292 000 776 0.56 2 13 475 240 Than đá CCS 5000 40 0.00188 537 561 000 147 331 000 20 1 1 745 499 600 676 0.35 7 52 569 140 Than đá 5000 40 0.00400 343 000 000 94 120 000 20 1 1 087 351 000 758 0.44 4 32 620 530 IGCC 0 40 0.00261 343 000 000 94 120 000 20 1 1 373 496 000 758 0.48 4 48 072 360 IGCC CCS 0 40 0.00622 537 561 000 147 331 000 20 1 1 776 122 400 676 0.35 7 62 266 360 H t nhân 5000 40 0 900 000 000 231 000 000 25 1 3 020 000 000 1000 0.3 7 75 500 000 OCGT 0 30 0.00165 121 707 000 37 336 000 15 1 56 625 000 150 0.38 2 2 265 000 Gió 0 25 0 345 000 000 105 836 000 15 1 191 392 500 150 1 2 2 831 250
HVTH: NGUY N THANH HUY 29
Các ngu n n ng l ng không liên t c
Các ngu n n ng l ng không liên t c nh n ng l ng gió và n ng l ng m t tr i là m t thách th c đ i v i hi u ng ng n h n trong mô hình dài h n c a mô hình dài h n. bi u di n giá c và nhu c u công su t m t cách th c t , c n ph i th hi n s ng t quãng c a gió trong mô hình. ây là m t tác đ ng ng n h n, nh ng đ gi m th i gian v n hành và đ ph c t p, mô hình này s tóm t t các chi ti t v v n hành h th ng đi n trong ng n h n và hình thành giá c . Tuy nhiên, không th b qua nh h ng c a các ngu n gián đo n đ n giá c và h s ph t i c a nhà máy nhi t đi n. Do không th ki m soát đ c s s n có c a các ngu n tài nguyên này, nên s đóng góp c a chúng trong vi c đáp ng nhu c u công su t phát đi n cao đi m là r t h n ch . Thay vào đó, s l p mô hình tác đ ng c a các tài nguyên không liên t c đ i v i t ng b c c a bi u đ ph t i.
Trong mô hình, hi u ng gián đo n đ c s p x b ng cách đ các tài nguyên không liên t c đóng góp các t l khác nhau v công su t c a chúng cho các phân đo n khác nhau c a đ ng cong ph t i theo th i gian. l y gió trên b làm ví d , nó ch đóng góp 5% công su t trong gi cao đi m, nh ng lên đ n 40% công su t danh ngh a c a chúng trong gi th p đi m. Trong các gi còn l i, s đóng góp c a các ngu n l c không liên t c đ c chia t l tuy n tính và đ c hi u ch nh theo cách sao cho s gi đ y t i trong m t n m t ng ng v i các giá tr th c nghi m. Theo cách này, khi có nhi u đ u t vào các ngu n l c không liên t c, mô hình s ph n ánh s đóng góp h n ch vào c c u ngu n đi n cao đi m, trong khi h s ph t i c a các nhà máy hóa th ch s gi m.
V n hành nhà máy đi n và đ u th u th tr ng giao ngay
Các công ty phát đi n đi u đ ng các tr m phát đi n theo th t t ng d n c a giá đi n (merit order). Chi phí ng ng ho t đ ng, kh i đ ng và thay đ i t i không đ c xem xét. H đ t giá th u trên th tr ng d a trên công su t hi n có và chi phí bi n đ i (bao g m c giá CO2) c a các nhà máy. M t s lo i nhà máy đi n có th ch y b ng nhi u lo i nhiên li u. M t ví d ph bi n là than v i sinh kh i, nh ng có th b sung các công ngh c i ti n h n nh khí đ t t nhiên đa nhiên li u / khí hóa than / nhà máy khí hóa sinh kh i. Vi c v n chuy n nhiên li u c a các nhà máy này đ c t i u hóa cho giá nhiên
HVTH: NGUY N THANH HUY 30 li u và CO2 c ng nh m t đ n ng l ng c a nhiên li u. H n h p nhiên li u c a các nhà máy đi n đa nhiên li u đ c xác đ nh vào đ u m i n m, ng m đ nh r ng đây là th i đi m mà các h p đ ng cung c p nhiên li u đ c ký k t. Do gi đ nh này không xác đ nh đ c giá CO2 và các Agent l y giá CO2 c a n m tr c đó làm c tính t t nh t đ tính toán h n h p nhiên li u t i u c a h . i u này đ c th c hi n thông qua m t ch ng trình tuy n tính có tính đ n giá nhiên li u hi n t i, giá CO2 n m ngoái, hi u su t c a nhà máy đi n và các ràng bu c v h n h p nhiên li u đ c đ a ra trong B ng 3-2. Sau đó, chi phí nhiên li u bi n đ i trên m i MWh cho nhà máy đi n p đ c xác đ nh là giá tr bình quân gia quy n c a giá nhiên li u:
, , , f p f p fuel f p e p s c (3-1)
Gi s r ng chi phí bi n đ i c a nhà máy đi n ch đ c xác đ nh b i chi phí nhiên li u c a chúng và t t c các máy phát đi n đ u có th th c hi n quy n l c th tr ng, thì chi n l c đ u th u (xem ph ng trình 3.3) cho t t c các Agent đ c xác đ nh là:
, , , . (1 )
c s p t p fuel g
p c m (3-2)
Gi đ nh m c t ng giá (price mark-up) khi tham gia đ u th u là 10% cho t t c các nhà máy phát đi n. Price mark-up là h s th hi n ph n giá t ng thêm vào giá v n s n xu t đi n đ đ c giá bán đi n, h s này t ng tr ng cho ph n l i nhu n thu đ c khi bán đi n.
HVTH: NGUY N THANH HUY 31
Các thu t toán th tr ng đi n và CO2
Hình 3-3. C u trúc c a thu t toán thanh toán bù tr th tr ng
Trong ph n này, cách th c ho t đ ng c a th tr ng đi n và CO2 đ c mô t . B c th i gian c a mô hình là m t n m. Có 2 th tr ng đi n liên thông v i 5 máy phát đi n đ c phân b trên các th tr ng này. Nhu c u đi n đ c bi u th b ng bi u đ ph t i theo t ng b c, hàm này khác nhau trên m i vùng giá đ c mô hình hóa. Do đó, giá đi n có th khác nhau gi a các th tr ng n u đ ng k t n i b t c ngh n. S l ng các b c có th đ c thay đ i trong mô hình; con s này càng cao, s th hi n nhu c u càng
HVTH: NGUY N THANH HUY 32 tinh vi, nh ng mô hình càng ch m. Ch c n ng cung c p đ c xây d ng b ng cách đ t giá th u c a máy phát đi n theo th t t ng d n c a giá. Các nhà phát đi n đ t giá th u d a trên giá CO2 (trong l n l p đ u tiên, đây là giá CO2 c a n m tr c) và giá nhiên li u đ c xác đ nh ngo i sinh. L ng khí th i CO2 đ c h n ch b i gi i h n phát th i hàng n m. Do th ng m i CO2 hoàn h o đ c gi đ nh gi a các th tr ng này, do đó giá CO2 là nh nhau t t c các th tr ng trong mô hình. Ng i ta cho r ng vi c "tiêu th " các kho n tín d ng CO2 có th đ c phân x m t cách hoàn h o gi a các gi khác nhau trong n m; do đó, ch có m t giá CO2 trong m i n m. M t quy trình l p đi l p l i đ c s d ng đ tìm giá th tr ng c a đi n và CO2. V i m t giá tr kh i đi m nh t đ nh c a giá CO2, các th tr ng s thanh toán bù tr . Khi l ng khí th i cao h n gi i h n, giá CO2 s t ng lên và ng c l i. Các th tr ng đi n đ c thông thoáng tr l i, v i m c giá CO2 khác nhau d n đ n vi c đi u ch nh l ng khí th i. Quá trình này đ c l p l i cho đ n khi l ng khí th i CO2 b ng gi i h n khí th i. Hình 3-2 cung c p t ng quan v thu t toán bù tr th tr ng đi n và CO2, và các b c khác nhau đ c mô t chi ti t h n bên d i.
Các máy phát đi n đ t giá th u vào t ng phân đo n, s d ng m t c p kh i l ng giá cho m i nhà máy phân đo n. Th tr ng đi n mà h đ u th u đ c xác đ nh b i v trí (qu c gia c) c a nhà máy đi n p. Chi n l c đ u th u đ c mô t trong Ph n 3.2.5.
, , , , , ,, , , ,
c s p t c s p t c s p t
b p V (3-3)
Giá th u c a các nhà máy phát đi n đ c đi u ch nh chung cho m t m c CO2
nh t đ nh, gi ng h t nhau i u ch nh giá Giá CO2 pCO2 và mi n thu CO2 TCO2, C, c ng nh c ng đ phát th i ep c a nhà máy đi n, do đó chi phí phát th i CO2 đ c tính trong giá th u. Trong vòng l p l i đ u tiên, giá CO2 c a n m tr c đ c l y.
2 2 2 , , , ( , , , ( , , ) , , , ,) CO c s p t c s p t CO CO c t p c s p t b p p T e V (3-4)
Mi n thu đ c đ t ra sao cho đ m b o giá sàn CO2 t i thi u FCO2, c Qu c gia c đ c đ m b o:
2,c max(0, 2, , 2)
CO CO c t CO
T F p (3-5)
V nguyên t c, các th tr ng đi n trong mô hình đ c thanh toán bù tr gi ng nh các sàn giao d ch đi n trên Th tr ng đi n th c. i v i m i phân đo n trong bi u đ ph t i, giá và kh i l ng đ c xác đ nh b i giao đi m c a cung và c u. Các c p giá
HVTH: NGUY N THANH HUY 33 th u c a nhà máy phát đi n bao g m chi phí CO2 đ c s p x p t giá th p đ n giá cao và giao đi m c a hàm cung v i c u xác đ nh giá và kh i l ng đi n bán ra. Các th tr ng đ c thanh toán cho m i b c c a bi u đ ph t i, t o ra giá đi n theo t ng b c th i gian v i cùng s b c v i bi u đ ph t i. Trong m i phân đo n, giá th u cao nh t đ c ch p nh n (c n thi t đ đáp ng nhu c u): 2,* *
, , , ,, , ,
CO
s p t s p t s p t
b p V đ t giá bù tr th tr ng s,t cho phân đo n s. Trong tr ng h p nhu c u Ds,t trong phân đo n s không th đ c th a mãn, giá bù tr đ c đ t thành giá tr c a t i b m t.
B ng 3-3. Các kí hi u dùng trong mô hình EMLAB (* t ng tr ng cho k v ng c a các Agent) (* t ng tr ng cho k v ng c a các Agent)
Bi n n v /N i dung Mô t
t a B c th i gian, tính b ng n m
i Ch s Agent phát đi n
c {A,B} Ch s qu c gia
Ss,c (Ds, ls) Phân đo n, là m t nhóm nhu c u và đ dài
Ds,c MW Nhu c u phân đo n s
ls h dài c a ph n đo n s
s {1, . . . , 20} Ch s phân đo n
LDCc,t {Sc,1, . . . , Sc,20} ng cong ph t i v i 20 phân đo n
bc,s,p,t (pc,s,p,t, Vc,s,p,t) nhà máy đi n p, không bao g m chi phí CO2 u th u vào qu c gia c, phân đo n s, n m t cho
pc,s,p,t $/MWhel Giá đã đ u th u
Vc,s,p,t MW Công su t đ c đ u th u
c,s,t $/MWhel Giá thanh toán bù tr phân đo n
HVTH: NGUY N THANH HUY 34
ep tCO2/MWh C ng đ phát th i c a nhà máy đi n p
pCO2 $/ton Giá th tr ng CO2 FCO2,c,t $/ton Giá sàn CO2 n c c
TCO2,c,t $/ton Mi n thu CO2 qu c gia c
cp,fuel $/MWhel Chi phí nhiên li u bi n đ i c a nhà máy đi n p
pf $/MWhth Giá nhiên li u f
sp,f MWhth L ng nhiên li u trong h n h p nhiên li u
p,e Hi u qu c a nhà máy đi n p
as,p Phân đo n ph thu c vào kh n ng s n có c a nhà máy đi n p
mg Price mark-up c a nhà máy g
r*p,s,t h S gi ch y d ki n c a nhà máy p, trong phân đo n s, n m t
Ip $ Chi phí đ u t nhà máy đi n p
ke,i Lãi su t v n ch s h u
kd,i Lãi su t vay n
CO2 market clearing
Khi quá trình đ c hoàn thành cho m i b c c a bi u đ ph t i, l ng khí th i CO2 thu đ c s đ c tính toán.
, , , ,
t c s p t p t p
E V e (3-6)
N u l ng khí th i cao h n m c gi i h n, giá CO2 s t ng lên và các th tr ng đ c thông thoáng tr l i. Giá CO2 càng cao thì các công ngh s d ng nhi u CO2 s càng th p theo th t . Cu i cùng, s n l ng c a chúng s gi m đ n m c gi i h n CO2
đ c đáp ng. Ng c l i, n u l ng khí th i d i m c gi i h n, thì giá CO2 s gi m xu ng, t o ra tác d ng ng c l i. Quá trình này đ c l p l i cho đ n khi l ng phát th i
HVTH: NGUY N THANH HUY 35 CO2 b ng gi i h n phát th i. Quá trình này đ c th hi n trong Hình 3-2. N u gi i h n không th đáp ng đ c v i danh m c các nhà máy đi n, giá CO2 s đ c gi i h n m t giá tr cao. N u không s không có gi i pháp. Giá CO2 r t th p (ho c g n v i giá CO2 t i thi u) đ c làm tròn xu ng khi gi i h n CO2 không đ c đáp ng, đ đ a ra gi i pháp trong quá trình thanh toán bù tr l p đi l p l i.
Thu t toán đ u t
đi đ n m t quy trình đ u t , trong đó các quy t đ nh c a Agent phát đi n b nh h ng b i hành đ ng c a các Agent khác, vi c đ u t đ c th c hi n tu n t trong nhi u vòng. Quá trình đ u t b d ng l i ngay khi không có Agent nào s n sàng đ u t n a, t c là các kho n đ u t ti p theo d ng nh không h p d n do các nhà máy đi n đã đ c công b . ng n ch n s thiên v liên t c đ i v i các Agent do các vòng đ u t gây ra, th t đ u t c a các Agent đ c xác đ nh ng u nhiên trong m i n m. Các Agent đ c gi đ nh tài tr m t ph n chi phí đ u t vào m t nhà máy đi n t dòng ti n c a h , k v ng l i nhu n c th trên v n ch s h u ke,i, và tài tr cho chi phí đ u t còn l i t n , v i lãi su t kd,i do ngân hàng đ a ra. Kho n vay đ c gi đ nh s đ c hoàn tr đ u m i n m trong th i gian kh u hao c a nhà máy đi n.
Thu t toán đ u t d a trên gi đ nh r ng các nhà đ u t mu n đ u t đ n m c kho n đ u t c a h ch t o ra l i nhu n, nh ng h không có thông tin hoàn h o. Trong m i b c th i gian và m i l n l p l i c a các vòng đ u t , m i Agent đ u xem xét kh n ng sinh l i ti m n ng c a t ng lo i công ngh s n xu t. i v i m i lo i công ngh phát đi n, m t phép tính đ n gi n g n đúng c a giá tr hi n t i ròng (NPV) đ c th c hi n cho m t n m tham chi u n m tr c n m đ a ra quy t đ nh, có tính đ n t su t sinh l i c n thi t trên v n ch s h u, lãi su t cho vay, c ng nh t l n . Trong th i gian