I 5o hi 1
2.3.1 Qui hoạch nguồn phát trong thị trường điện cạnh tranh
TRANH
Trong thị trường điện cạnh tranh, các công ty phát đầu tư vào nguồn
phát mới khi có lợi nhuận bởi vì các công ty phát không có nghĩa vụ hay quyền
lợi phục vụ công cộng, họ sẽ có động cơ tốt hơn khi liên quan đến lợi nhuận. Thường lợi nhuận được hoàn trả lại cho đầu tư ban đầu. Các công ty
phát đánh giá dự án mới phải dự báo kỳ vọng doanh thu (từ việc bán các dịch
vụ điện trong thị trường cạnh tranh), chi phí vận hành mạng (nhiên liệu, nhân
viên, tài sản và thuế thu nhập, giá sử dụng vốn của dự án, ..). Dòng doanh thu
trong tương lai được so sánh với đầu tư vào dự án. Nếu kết qủa suất thu lợi nội
tại của dự án lớn hơn suất thu lợi của công ty, công ty sẽ mua dự án. Nếu kết
qủa suất thu lợi nội tại của dự án nhỏ hơn suất thu lợi của công ty thì dự án sẽ bị hoãn lại.
Trước khi xem xét công ty phát cạnh tranh đánh giá các dự án như thế
nào, ta xem xét các điều kiện để nguồn phát cạnh tranh hiệu qủa.
2.3.1.1 Các điều kiện sau đây cho phép thị trường nguồn phát cạnh tranh
hiệu qủa
-_ Chính sách mở phù hợp cho hệ thống truyễn tải.
-_ Người tiêu thụ điện lẻ được tự do lựa chọn nhà cung cấp.
-_ Cho phép tham gia vào xây dựng nguồn phát mới.
fuvơrg 2: Qui koạck hệ thống điệp troadg thị trường điện cạnÍt tranÉt
- Thị trường đủ lớn để hỗ trợ nhiều nhà sản xuất có thể đạt được yêu
cầu tối thiểu trong cạnh tranh.
- Nguồn phát không tập trung nhiều ở một vài công ty phát để tránh
xảy ra hiện tượng công ty đẩy giá thị trường lên qúa cao.
- Đủ khả năng truyền tải miễn để phần lớn phụ tải được cung cấp bởi nhiều máy phát khác nhau trong hầu hết các giờ trong năm và phần lớn các
máy phát có thể vận hành liên tục.
Điện năng không giống với các loại hàng hóa khác, bởi vì nó truyền tức
thời trên mạng truyền tải và phân phối và không thể lưu trữ trên đường truyền.
Vì vậy tiêu chuẩn thường dùng cho các thị trường hàng hóa khác cần được xem xét trong thị trường điện. Do thị trường điện cạnh tranh hơn và các công ty phát xây dựng và thực hiện chiến lược riêng, thì các điểu kiện cho phép cạnh
tranh cần phải rõ ràng hơn.
Để thị trường điện cạnh tranh, mạng truyền tải đảm bảo tự do tham gia
cho tất cả người sản xuất và tiêu thụ. Các ràng buộc truyền tải là chấp nhận được, không một nhà cung cấp hay người tiêu thụ có thể thực hiện năng lực thị trường (market power) trong khoảng thời gian dài. Đặc biệt mạng truyền tải
của công ty điện phải có nhiều máy phát cung cấp cho tải thông nhiều đường
truyền nối đến chúng. Vì vậy thị trường điện cho phép cạnh tranh hiệu qủa
trong các vùng có nhiều công ty phát sở hữu và vận hành các tổ máy phát của
công ty đó.
Bây giờ ta xem xét giá năng lượng thị trường động như thế nào đặc biệt trong thời gian thiếu nguồn và hoàn thiện tiêu chuẩn độ tin cậy nguồn phát. 2.3.1.2 Giá năng lượng thị trường động và tiêu chuẩn độ tin cậy nguồn phát trong thị trường điện cạnh tranh
Với sự tổn tại thị trường động, tiêu chuẩn độ tin cậy nguồn phát được hoàn thiện và bổ sung với cơ chế giá thị trường. Bằng cách giao dịch thị trường
giá động để dễ dàng phản ảnh giá trị độ tin cậy nguồn phát (đặc biệt khoảng
thời gian thiếu nguồn), xác định cách tốt nhất đảm bảo độ tin cậy có thể để
người tham gia thị trường giao dịch tại giá thị trường động này. Người sản xuất và hộ tiêu thụ sẽ đánh giá như thế nào để cực tiểu chi phí của họ, kể cả chỉ phí
giao dịch thị trường động và bất kỳ khoảng tiền phạt cho việc phá vỡ hợp
đông. Chi phí và rũi ro việc phạt tiển có thể được cân bằng bởi máy phát với chi phí và rũi ro khả năng thêm vào để tránh bị phạt.
Trong thị trường điện cạnh tranh, các máy phát cạnh tranh sẽ ra quyết
định thương mại thực hiện nghĩa vụ hợp đồng như thế nào để sản xuất và tích
lũy năng lượng. Những quyết định này sẽ được đưa ra theo giá thị trường động tương lai và thực hiện mức phạt. Việc cần thiết qui hoạch nguồn phát đáp ứng theo giá thị trường mong muốn. Quyết định xây dựng hay không xây dựng
nguồn phát mới hoàn toàn do lý do thương mại.
2.3.1.3 Đánh giá dự án nguồn phát
Đánh giá dự án nguồn phát trong thị trường cạnh tranh khó hơn trong thị trường độc quyền. Thay vì ngoại suy tiêu chuẩn độ tin cậy nguồn phát, và quyết định kế hoạch mở rộng nguồn phát tối ưu sau khi xem xét các kế hoạch nguồn phát để đảm bảo tiêu chuẩn, công ty phát đánh giá dự án dựa vào kỳ
vọng thu hồi vốn. Nếu chi phí đầu tư và vận hành hệ thống thấp hơn so với giá
kỳ vọng của dự án, thì sẽ thu hồi lại vốn dự án và dự án nên thực hiện.
Khi phân tích dự án đầu tư, giả sử rằng công ty phát sẽ hành động như
người chấp nhận giá và không giả định bất kỳ thay đổi giá do đầu tư riêng rẽ
của nó. Vì vậy mỗi dự án nguồn phát được đánh giá riêng rẽ. Mặc dù công ty phát sẽ xem xét chi phí và doanh thu cho khoảng thời gian dài (20 năm), qúa
trình ra quyết định thường xem xét cơ hội đầu tư. Không giống hệ thống điện độc quyền là công ty phát cạnh tranh không giá định rằng hành động tức thời của họ ảnh hưởng đến giá điện trong tương lai hay giá trị đầu tư trong tương
lai.
Các giả định bao gôm:
ISO vận hành lưới và điều độ phối hợp các máy phát.
Thị trường động giải quyết vấn để mất cân bằng giữa nguồn năng lượng thực tế và theo kế hoạch và bổi thường cho bất kỳ sự cố nguồn
phát.
Tất cả các máy phát sở hữu bởi các công ty phát khác nhau hành động như người chấp nhận giá và bán điện với giá không qui định.
Thị trường năng lượng chính tùy thuộc vào năng lượng quyết định doanh thu của máy phát.
Các máy phát cạnh tranh có trách nhiệm lập kế hoạch và điều độ từng
giờ nguồn phát của họ.
Các giao dịch quyết định giá bán năng lượng của máy phát và tùy thuộc vào năng lượng được bán. Giả sử giá thị trường động giống nhau cho cả người
sản xuất và người tiêu thụ. Và giả định rằng giá trị độ tin cậy nguồn phát được
mô tả thông qua việc tăng giá thị trường động trong khoảng thời gian thiếu hụt
năng lượng. Vì thế trong khoảng thời gian thiếu nguồn, giá năng lượng mong
muốn có thể tăng lên rất lớn.
Phân tích dự án đầu tư bao gồm so sánh kỳ vọng doanh thu của dự án
đối với chi phí vận hành. Doanh thu từ dự án được so sánh với chỉ phí đầu tư dự án. Nếu suất? thu lợi nội tại của dự án lớn hơn suất thu lợi của công fy cho các dự án tương tự thì dự án sẽ được thực hiện. Khi xem xét nhiều dự án khác
nhau, mỗi dự án có suất thu lợi nội tại chấp nhận được sẽ được xây dựng, trừ
khi nguồn tài chính của công ty hạn hẹp. Trong trường hợp này, công ty sẽ
chọn dự án có suất thu lợi nội tại cao nhất.
€fuuwg 2: (àủ hoạeÌ hệ thống điện troug thị trường điện cguứt trai
Bài toán đánh giá nguồn phát không quan tâm bất kỳ tiêu chuẩn độ tin cậy nguồn phát, ví dụ giới hạn dự phòng lắp đặt. Công ty phát sẽ không đầu tư để duy trì giới hạn dự phòng mong muốn (trừ khi bị phạt tiền do không đảm bảo độ tin cậy), cũng không tối ưu dự án của họ cho toàn bộ thị trường. Nói
đúng hơn, máy phát cạnh tranh chỉ tối ưu đầu tư riêng của nó, tìm kiếm doanh
thu cao nhất có thể được từ dự án.
Để thu hồi vốn từ dự án, công ty phát cạnh tranh phải dự báo rõ ràng hoạt động của dự án và giá năng lượng bán ra. Vì vậy nhiều cơ chế phân tích về dự báo hoạt động hệ thống được thay thế bằng nổ lực dự báo giá điện.
2.3.1.4 Tính toán kỳ vọng doanh thu trong thị trường điện
Kỳ vọng doanh thu dự án nguồn phát trong thời gian t được tính bằng tích giá điện trong khoảng thời gian đó nhân với kỳ vọng nguồn phát trong thời gian đó.
Rev„Œ, y) = pỮ, y) x đ„ (t,) (2.1)
trong đó
Rev„(t,y) — là kỳ vọng doanh thu trong thời gian t năm y pít.y) là giá điện trong thời gian t năm y
q„(,y) là số lượng sản xuất ra trong thời gian t năm y
m là dự án đang xem xét
Công ty phát phải dự báo cả hai p(,y) và „(,y) như là hàm của cấu
trúc thị trường, chiến lược giá của công ty, kỳ vọng tổng nhu cầu, kỳ vọng giá
bỏ thầu của các tổ máy khác. Việc xác định g„(,y) tương tự bài toán chỉ phí
sắn xuất trong thị trường độc quyển, nhưng khác ở chổ là việc sản xuất tổ máy m đáp ứng theo giá năng lượng thị trường động.
Việc dự báo giá thị trường là cần thiết, và việc lập giá điện là đặc biệt
khó khăn. Vì năng lượng điện khó cho việc lưu trữ dẫn đến bất ổn giá cao và
không chắn chắn trong dự báo. Những yêu cầu này được kết hợp bởi kinh nghiệm gân đây với thị trường cạnh tranh, sự thay đổi giá trị độ tin cậy nguồn
phát và sai khác của kỹ thuật dự báo. Trong thị trường độc quyển, khái niệm
p(,y) là giá cận biên hệ thống nhận từ kết qủa mô phỏng chi phí sản xuất. Trong thị trường cạnh tranh, dự báo giá phản ảnh hành vi động của người tham
ø1a thị trường.
Vấn để phức tạp trong dự báo giá điện là dự báo nhu cầu tương lai. Dự
báo xu hướng kinh tế vĩ mô và mức độ phụ tải là khó khăn nhất. Các công ty
độc quyền đã nổ lực trong việc phát triển dự báo tải đài hạn và sai số dự báo
thường dẫn đến thừa khả năng nguồn phát và chi phí chìm tương ứng. Trong thị
trường cạnh tranh, dự báo nhu cầu là việc khó nhất trong qúa trình dự báo giá. Ngoài ra công ty phát cũng phải xem xét các biện pháp bán năng lượng. Trong thị trường cạnh tranh, các công ty phát cũng bán năng lượng thông qua
Chươớg 2: (Qui hoạcf: hệ tluốug điệp trong thị trường điện egmÍt tranH:
các hợp đồng khác nhau. Một số bán thông qua các hợp đồng dài hạn, các hộ
tiêu thụ lẻ lớn hay các người bán lẻ. Một phần bán cho các người tiêu thụ lẻ
- nhỏ người đã chọn mua từ phần thị trường của máy phát. Và một phần bán cho các hợp đồng ngắn hạn giữa công ty phát và người bán lẻ, và một phần trên thị trường động.
Dự báo kỳ vọng doanh thu từ dự án nguồn phát yêu câu công ty phát dự báo giá và công suất cho các loại hợp đồng. Việc kết hợp các hợp đồng và giá
của chúng phụ thuộc vào kỳ vọng người tham gia thị trường riêng rẽ và rũi ro
trong qúa khứ của chúng. Nếu phần lớn công suất của nhà máy hợp đồng bán trước khi thực hiện đầu tư, thì những hợp đồng này sẽ chi phối đến doanh thu
của máy phát. Các dự án có hợp đồng dài hạn sẽ có tâm quan trọng hơn trong thị trường động, và kỳ vọng giá thị trường động.
Trong công thức, biểu thị dạng hợp đổng ngắn hạn (gồm giá và số
lượng) thông qua chỉ số k. Doanh số cả mạng theo thị trường động là chênh lệch giữa doanh số theo hợp đồng và ngõ ra thực tế của máy phát. Số lượng và
giá của mỗi loại hợp đồng phụ thuộc vào kỳ vọng người tham gia thị trường khác nhau và rũi ro của chúng. Trong khi giá thị trường động thì như nhau cho người bán và người mua, giá hợp đồng ngắn hạn thì không.
Hơn nữa, dự báo giá thường quan tâm giá năng lượng khác nhau trong
khoảng thời gian khác nhau. Bởi vì hầu hết thị trường điện bị hạn chế khả năng
lưu trữ năng lượng, giá năng lượng có thể thay đổi mạnh theo thời gian. Các
hợp đồng song phương giữa người mua và người bán thường chứa thành phân
giá năng lượng khi tải đỉnh và ngoài tải đỉnh. Vì vậy đánh giá chính xác dự án
nguồn phát yêu cầu dự báo giá năng lượng trong các khoảng thời gian khác
nhau.
Với lý do này, kỳ vọng ngõ ra của máy phát sẽ thay đổi theo thời gian. Trong khoảng thời gian ngoài tải đỉnh, công ty phát cho một số nguồn ngừng vận hành và thực hiện hợp đồng mua năng lượng từ các tổ máy phát hay thị trường động. Các nguồn chi phí cao chỉ vận hành vào những giờ cao điểm trong tuần và ngừng hoạt động trong khoảng thời gian nào đó trong năm.
Để phần ảnh độ nhạy của công suất ra và giá theo thời gian, chúng ta
biểu thị khoảng thời gian quan tâm bằng chỉ số t, tổng khoảng thời gian đánh
giá trong mỗi năm T. Đánh giá dự án nguồn phát phải yêu cầu dự báo cả hai
công suất và giá cho mỗi khoảng thời gian này và mỗi dạng hợp đồng.
Cuối cùng đánh giá đầy đủ dự án nguồn phát phải xem xét sự thay đổi
công suất và giá từ các ràng buộc trong thị trường điện. Nếu truyền tải từ máy phát bị giới hạn, công suất và giá của máy phát sẽ bị ảnh hưởng. Ví dụ, giá thị
trường động của máy phát trong miền bị ràng buộc thấp hơn giá thị trường
động của miền khác, và việc giảm giá này cũng bị ảnh hưởng của hợp đồng song phương. Công suất và giá dự báo bao gồm ràng buộc truyền tải trong thị
trường điện miền. Nên các ràng buộc bên trong mô hình trong bài toán chỉ phí
sản xuất được tổng quát hóa cho máy phát cạnh tranh thay đổi cả giá và công
suất.
Vì vậy phương trình (2.1) phản ảnh các loại hợp đồng khác nhau và giao
dịch thị trường động được viết lại là:
Rev„(t,y)= ` p.(kt,y)xq,(k,t,y)+ p„(t, 2|, (t.y)—3_q,(k, ớ) (2.2) Vk VÉ
trong đó
p.(k,t,y) là giá hợp đồng thứ k trong thời gian t năm y
4,(È.t,y) là số lượng hợp đồng thứ k trong thời 81an t năm y p;ứ,y) là giá thị trường động trong thời gian t năm y đ„(f,y) là ngõ ra máy phát m trong thời gian t năm y
Để đơn giản, giả sử không có phân chia thị trường khả năng và thị
trường các dịch vụ khác. Nếu có phân chia thị trường thì doanh thu bằng cộng
tổng doanh thu cho các hàng hóa. Tuy nhiên, phần lớn doanh thu từ máy phát nhờ bán năng lượng ngõ ra, nên mô tả hợp lý dòng doanh thu dự án bằng số lượng năng lượng bán ra. Vì thế công thức này chỉ có hàng hóa của các máy phát cạnh tranh có phân phối năng lượng vào lưới.
2.3.1.5 Dự báo số lượng bán
Giả sử rằng công ty sẽ vận hành máy phát tại mức 4„(Œ,y) nhằm cực
đại lợi nhuận của nó, khi biết giá thị trường động p,Œ,y) và hàm chỉ phí sản
xuất từng giờ. Trong thị trường cạnh.tranh hoàn toàn, máy phát cạnh tranh phải xác định công suất ngõ ra từng giờ ở chỉ phí biên máy phát bằng với giá thị
trường động,
Ôhc„(g) _
Øq„„ Œ, Y)
ràng buộc khả năng: ˆ q„Œ,y)< k„ Vt,y
p;ứ,y) Vi,y (2.3)
ràng buộc bảo dưỡng: q„(t.y)=0 Vy nếu t e các giờ bảo dưỡng tổ máy m
và các ràng buộc vận hành khác (như thời gian lên nhỏ nhất và thời gian xuống nhỏ nhất).
Kỳ vọng doanh thu tối ưu Rev„(/,y) ứng với công suất ngõ ra tối ưu g„(,y)
`
là:
Rev„(1,y)= S" p„.(k,t,y)x4„(k,t,y)+ py( lờ di (,y)—Ð3_.4,(kt, „| (2)
Vk Vk
doanh thu này được so sánh với chi phí vận hành để tối ưu công suất ngõ ra,
chi phí vận hành cố định, thuế thu nhập từ dự án, để đạt được lợi nhuận có thể hoàn lại cho đầu tư ban đầu.
Trước khi cổ tức được phân chia cho các nhà đầu tư dự án, lợi nhuận đã