6. Bố cục luận văn
3.1.5. Thặng dư
Ta xem các nhà máy ựiện như nhà cung cấp ựiện năng trong thị trường ựiện mua bán sỉ. Khách hàng tiêu thụ thường là nhà cung cấp dịch vụ bán lẻ ựiện năng. Nhà cung cấp và khách hàng tham gia ựấu giá trong thị trường ựiện. Theo lý thuyết, thị trường này là rất ựơn giản. Người ựiều hành thị trường coi như người ựiều khiển cuộc bán ựấu giá. Nhà cung cấp mong muốn bán một lượng ựiện năng xác ựịnh với giá chào thầu. Trong thị trường ựiện cạnh tranh hoàn toàn, nhà cung cấp chào giá với chi phắ sản xuất biên của họ. Người ựiều hành thị trường ựiện bắt ựầu với giá chào thấp nhất và chấp nhận mọi giá chào thầu theo chiều tăng của bậc giá cho ựến khi nhu cầu phụ tải ựược bao phủ bởi nguồn cung cấp có khả năng huy ựộng công suất. điều này thường ựược tham khảo như là chi phắ tối thiểu ựể huy ựộng công suất. Nói một cách ựơn giản, giá chào thầu của nhà cung cấp sau cùng mà ựược chấp nhận huy ựộng trở thành giá minh bạch thị trường.
Biểu giá ựiện giúp cho khách hàng thay ựổi cách tiêu thụ ựiện, nhằm giúp họ giảm thiểu chi phắ của mình. Tuy nhiên, nhà cung cấp vẫn phải trả ựủ tiền cho chi phắ nhiên liệu và toàn bộ các chi phắ khác. Như vậy có thể xem, nhóm khách hàng thu ựược nhiều lợi ắch mà không làm ảnh hưởng ựến lợi ắch của nhóm các nhà cung cấp. Rõ ràng, hiệu quả kinh tế cần phải ựạt ựến cực ựại, giới hạn lợi ắch này ựược tạo ra bởi khách hàng mà không làm ảnh hưởng ựến nhà cung cấp. Hiệu quả kinh tế phải cho phép mỗi người ựạt ựến lợi ắch. Mỗi người nhận ựược giá trị lợi ắch bằng tiền tệ, vì vậy, việc ựo lường tổng lợi ắch (nhà cung cấp cộng khách hàng) là cần thiết. điều này nảy sinh ra ý tưởng ựo lường phúc lợi xã hội như là toàn bộ lợi ắch tiền tệ ựổ dồn về mỗi cá thể và nhóm người từ biểu giá ựiện cho trước, kể cả lợi ắch phi vật chất.
đối với nhà cung cấp, lợi nhuận của nhà cung cấp là tổng thu nhập trừ ựi các chi phắ [34], ựược viết:
( )
Π=пP C P−
để xác ựịnh cực ựại hàm lợi nhuận, tập ựạo hàm của nó với biến số P phải bằng 0: ( ) C P Π п п P 0 P P P ∂ ∂ = + ∂ − = ∂ ∂ ∂
Nhà cung cấp không thể tác ựộng ựến giá của thị trường bởi vì nó là cạnh tranh hoàn toàn, vì vậy: п 0
P
∂ =
∂ . Do ựó, ựiều kiện cần thiết ựể tối ựa
hoá lợi nhuận là C P( )
п
P
∂ =
∂ , nghĩa là nhà cung cấp phải ựưa ra sự chào giá
MC D $/MWh MW CS PS P0 0 п
Hình 3.5 Mối liên hệ giữa giá và công suất
Trong Hình 3.5, ựường nhu cầu D chỉ ra mối liên hệ giữa lượng công suất mà khách hàng mua và giá tiền mà khách hàng sẽ thanh toán. Lượng công suất mua tăng lên tương ứng với giá giảm xuống. Chi phắ biên sản xuất chỉ ra bởi ựường MC, ựường MC này giao nhau với ựường D tại ựiểm ứng với lượng công suất P với mức giá 0 п . 0
Thặng dư của khách hàng tương ứng với vùng CS, thặng dư của nhà cung cấp tương ứng với vùng PS. Tổng thặng dư là vùng (CS + PS). Ta có thể thay ựổi các vùng thặng dư bằng cách thay ựổi nhu cầu hoặc giá. Việc giảm ựường MC tương ứng với thặng dư của nhà cung cấp tăng lên, do ựó sản sinh ra nhiều thu nhập hơn cho nhà cung cấp.
MC $/MWh
MW 2c
b
Thị trường ựiện ựược hình thành mà trong ựó người cung cấp ựưa ra ựường chào giá tuyến tắnh như Hình 3.6.
Mỗi nhà cung cấp ựưa ra một mức giá cực tiểu пmin =b mà tại ựó họ sẽ bán ựiện với hệ số m 2c= xác ựịnh ựộ dốc của ựường tuyến tắnh. Sử dụng giá chào này, người ựiều hành thị trường ựiện tập trung giải bài toán OPF với giả thiết những người tham gia thị trường ựưa ra ựiều kiện biên thật của họ. Công suất huy ựộng phù hợp với nghiệm của OPF này.
đường cong chi phắ phát ựiện có dạng C P( )= +a bP cP+ 2. Chào giá chi phắ biên thật của nhà cung cấp có dạng п=2cP b $ / MWh+ ( ), với п là giá giao ngay mà nhà cung cấp nhận ựược trong thị trường và P là công suất phát của nhà máy ựiện.
Với sự chào giá này, ựể thử nghiệm mô hình thị trường, các giá chào ựược chọn lớn hơn hay nhỏ hơn vài phần trăm chi phắ biên thật. để chào giá lớn hơn k lần chi phắ biên thật, nhà cung cấp cần ựưa ra một chào giá mới thoả mãn п=2kcP kb $ / MWh+ ( ). Hình 3.7 chỉ ra sự chào giá lớn hơn k lần giá chào chi phắ biên thật.
$/MWh MW 2c b kb 2kc
Hình 3.7 Chào giá lớn hơn k lần chi phắ biên thật
để ựơn vị ựiều hành giải bài toán OPF nhằm cực ựại phúc lợi xã hội, sự chào giá này ựược xử lý thông qua chi phắ của người cung cấp:
ựường chi phắ biên thật
( ) ( 2)
C P =k a+bP cP+
Ban ựầu, giá chào tối ưu cho mỗi nhà cung cấp ựược tìm theo giả thiết những nhà cung cấp khác chào giá chi phắ biên thật của họ. Chỉ duy nhất nhà cung cấp riêng biệt ựược phép thay ựổi giá chào thầu.