Nghiên cứu lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp cho Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong suốt thời gian dài áp dụng mô hình độc quyền, tình hình cung cấp, kinh doanh điện năng cho nền kinh tế thị trường ở Việt nam gặp nhiều bất cập: giá điện chưa hợp lý, kinh doanh độc quyền, vẫn còn xảy ra tình trạng thiếu điện, … Để giải quyết tình trạng này, Chính Phủ đã có những bước đi quan trọng để tái cấu trúc ngành điện từ năm 2006, đánh dấu bằng quyết định số 26/2006/QĐ-TTg quy định lộ trình phát triển thị trường điện Việt Nam.
Khác với cơ chế hạch toán phụ thuộc trước đây của EVN, trong đó việc tính toán lập kế hoạch huy động tổ máy được thực hiện tập trung bởi Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc Gia, trong thị trường điện việc huy động các tổ máy sẽ được tính toán căn cứ trên bản chào giá của các đơn vị phát điện cùng với các ràng buộc khác như giới hạn truyền tải, các dịch phụ kỹ thuật phụ trợ…
Ngoài việc đảm bảo an ninh hệ thống điện, cơ chế lập lịch vận hành các tổ máy tham gia thị trường phải đảm bảo tính tối ưu về kinh tế: chi phí mua điện là rẻ nhất. Đối với các đơn vị phát điện, bên cạnh cơ hội tăng doanh thu từ diễn biến của thị trường mà cơ chế cạnh tranh theo bản chào này đem lại, các đơn vị phát điện cũng phải đối mặt với các rủi ro từ sự biến động của thị trường.
Thực tế vận hành tại Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trường điện cho thấy việc lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp chỉ đơn thuần dựa vào sản lượng được giao hoặc một số ràng buộc riêng lẻ khác. Kế hoạch vận hành này chưa đảm bảo cho Nhà máy có được doanh thu tốt nhất, mặt khác giá điện năng thị trường tuần tới (có tính chất quyết định đến doanh thu) thường có sự biến động rất lớn và rất khó dự báo, dẫn đến tình trạng Nhà máy có thể gặp những tình huống bất lợi về doanh thu trong tuần kế tiếp. Xuất phát từ thực tế nêu trên, việc nghiên cứu xây dựng một phương pháp đánh giá doanh thu tuần kế tiếp dựa trên mô phỏng để làm cơ sở cho việc xem xét, phê duyệt, lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong công tác vận hành tại Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trường điện cạnh tranh.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Từ những cơ sở nêu trên, luận văn sẽ tập trung nghiên cứu xây dựng phương pháp đánh giá kế hoạch vận hành tuần của nhà máy thủy điện vận hành trong thị trường điện, trong đó doanh thu từ thị trường của Nhà máy tương ứng với các kịch bản vận hành sẽ được đánh giá theo tần suất dựa trên phương pháp mô phỏng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là doanh thu tuần của Nhà máy thủy điện trực tiếp tham gia thị trường điện và phương pháp mô phỏng Monte carlo.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là kế hoạch vận hành tuần kế tiếp của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong công tác vận hành tại Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trường điện cạnh tranh.
5. Đặt tên đề tài:
Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên: “Nghiên cứu lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp cho Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trường điện”.
6. Bố cục luận văn
Chương 1: Tổng quan về Thị trường điện cạnh tranh Việt Nam
Chương 2: Quy trình xây dựng kế hoạch vận hành tuần của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia và Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2
Chương 3: Nghiên cứu các phương pháp dự báo doanh thu tuần kế tiếp trong thị trường điện
Chương 4: Ứng dụng phương pháp mô phỏng Monte-Carlo để đánh giá, phê duyệt và lập kế hoạch phát điện tuần kế tiếp của NMTĐ Sông Tranh 2.
CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNGĐIỆN CẠNH TRANH VIỆT NAM
1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH
1.1.1. Giới thiệu về Công trình Thủy điện Sông Tranh 2
a. Vị trí địa lý và nhiệm vụ của Công trình
b. Đặc điểm các hạng mục công trình
c. Thông số kỹ thuật chính của Công trình Thủy điện Sông Tranh 2
1.1.2. Sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh
1.2. CÁC CẤP ĐỘ PHÁT TRIỂN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH
1.2.1. Thị trường phát điện cạnh tranh
1.2.2. Mô hình thị trường bán buôn điện cạnh tranh
1.2.3. Mô hình thị trường bán lẻ điện cạnh tranh
1.3. TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG PHÁT ĐIỆN CẠNH TRANH VIỆT NAM (VCGM)
1.3.1. Sơ lược về thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam [1]
Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam (VCGM) đã chính thức vận hành kể từ ngày 01/7/2012, hiện đang áp dụng mô hình thị trường điện một người mua – là một thị trường điều độ tập trung chào giá ngày tới theo chi phí (các bảng chào giá có thể được hiệu chỉnh sau khi đóng cửa thị trường nếu có các yêu cầu về mặt kỹ thuật).
Trong thị trường, tất cả các đơn vị phát điện sở hữu các nhà máy có công suất từ 30MW trở lên nối trực tiếp vào lưới truyền tải hoặc nối vào lưới phân phối sẽ phải tham gia thị trường phát điện cạnh tranh VCGM (trừ các nhà máy điện gió, điện địa nhiệt).
Trước ngày giao dịch thị trường, các bảng chào giá cho 24 giờ tiếp theo của các tổ máy tham gia VCGM phải được gửi đến đơn vị vận hành hệ thống và thị trường (SMO), hiện nay được giao cho Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0). Dựa vào yêu cầu vận hành, A0 sẽ lập phương thức vận hành cho ngày tới. Vào ngày giao dịch thị trường, A0 sẽ lập phương thức vận hành giờ tới bằng phương pháp tối ưu hóa chi phí có ràng buộc an ninh hệ thống làm cơ sở để phục vụ điều độ thời gian thực.
Giá điện trả cho các tổ máy tham gia thị trường gồm hai thành phần:
– Giá biên hệ thống (SMP) của điện năng trong một chu kỳ giao dịch được xác định sau khi vận hành và lấy bằng giá chào cao nhất trong tất cả các tổ máy được huy động trong lịch huy động không có ràng buộc cho chu kỳ đó, bị giới hạn bởi giá trần SMP chung cho toàn thị trường.
– Giá công suất (CAN) cho phần công suất trong một chu kỳ giao dịch, với giá CAN từng giờ được SMO xác định trong trình tự lập kế hoạch vận hành năm tới và lượng công suất từng giờ được xác định trong lịch huy động không ràng buộc giống như việc xác định SMP cho chu kỳ đó, cộng thêm một lượng dự phòng. CAN được trả cho những giờ hệ thống cần công suất nhất.
Giá thị trường toàn phần cho mỗi giờ (FMP) là tổng của SMP và CAN trong giờ đó.
FMP = SMP + CAN (1.1)
1.3.2 Cấu trúc của thị trường phát điện cạnh tranh VCGM
a. Nguyên tắc hoạt động của VCGM
– Toàn bộ điện năng của đơn vị phát điện tham gia vào thị trường điện được chào bán cho đơn vị mua duy nhất trên thị trường (SB), hiện nay được giao cho Công ty Mua bán điện và lịch huy động các tổ máy được sắp xếp dựa trên các bản chào giá theo chi phí biến đổi.
– Giá điện năng mua bán được thanh toán theo thị trường giao ngay của từng chu kỳ giao dịch và theo hợp đồng song phương dạng sai khác. Tỷ lệ giữa sản lượng điện năng thanh toán theo giá hợp đồng và giá thị trường giao ngay không cao hơn 95% cho các năm đầu vận hành và giảm dần cho các năm tiếp theo nhưng không thấp hơn 60%.
b. Các thành viên tham gia thị trường điện VCGM
– Thành viên tham gia trực tiếp:
+ Các nhà máy điện (đơn vị phát điện) có giấy phép hoạt động trong lĩnh vực phát điện và có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 30MW trở lên đấu nối vào hệ thống điện quốc gia (trừ các nhà máy điện BOT, nhà máy điện sử dụng năng lượng tái tạo không phải thủy điện, nhà máy điện thuộc khu công nghiệp chỉ bán một phần sản lượng lên hệ thống điện quốc gia và không xác định được kế hoạch bán điện dài hạn). Các đơn vị phát điện này sẽ chào giá trực tiếp vào VCGM theo các Quy định thị trường phát điện cạnh tranh.
+ Đơn vị mua buôn duy nhất (SB): Công ty Mua bán điện là đơn vị mua điện duy nhất của thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam và tất cả các đơn vị phát điện bắt buộc phải bán điện cho Công ty Mua bán điện thông qua hợp đồng.
– Thành viên tham gia gián tiếp:
+ Các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (SMHP): là các nhà máy thủy điện do nhà nước sở hữu, ngoài mục tiêu phát điện còn đảm nhiệm các vai trò đặc biệt khác. Các nhà máy này sẽ ký kết các hợp đồng đặc biệt với Công ty Mua bán điện, trong khi điện năng phát ra sẽ được Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia công bố bằng cách sử dụng giá trị nước được tính toán từ mô hình.
+ Các nhà máy điện BOT: là các nhà máy được đầu tư theo hình thức Xây dựng – Kinh doanh – Chuyển giao thông qua hợp đồng giữa nhà đầu tư và cơ quan nhà nước có thẩm quyền. Các nhà máy điện BOT không cần phải giao dịch trong thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam, mà Công ty Mua bán điện sẽ chào sản lượng phát cho BOT để thực hiện chế độ bao tiêu và tối ưu chi phí mua điện.
+ Các Tổng Công ty điện lực (PC): Các Tổng Công ty điện lực vận hành lưới điện phân phối và cung cấp điện đến khách hàng, mua điện từ Công ty Mua bán điện và bán lại cho các khách hàng của mình trên cơ sở biểu giá điện quy định.
+ Các đơn vị nhập khẩu (importers) và xuất khẩu điện (Exporters).
– Các đơn vị cung cấp dịch vụ: VCGM có ba nhà cung cấp dịch vụ đó là:
+ SMO – Cơ quan vận hành thị trường và hệ thống điện do Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia đảm nhận.
+ TNO – Cơ quan vận hành lưới điện truyền tải do Tổng Công ty truyền tải điện Quốc gia đảm nhận.
+ MDMSP – Đơn vị cung cấp dịch vụ quản lý và đo đếm điện năng.
1.4. KẾT LUẬN
Chương 1 đã trình bày các cấp độ phát triển của thị trường điện, tổng quan thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam, giới thiệu về công trình Thủy điện Sông Tranh 2 và sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh.
CHƯƠNG 2
QUY TRÌNH XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN CỦA TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA VÀ NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2
2.1. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN
2.1.1. Nguyên tắc lập kế hoạch vận hành
2.1.2. Các nội dung của việc lập kế hoạch vận hành tuần
2.1.3. Cung cấp các số liệu phục vụ việc lập kế hoạch vận hành thị trường điện tuần tới
a. Phụ tải hệ thống điện
b. Số liệu thủy văn
c. Lịch sửa chữa
d. Nhiên liệu
e. Truyền tải
f. Kế hoạch xuất nhập khẩu điện
2.1.4. Trình tự thực hiện lập kế hoạch vận hành thị trường điện tuần tới
2.2. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ NƯỚC VÀ GIỚI HẠN MỨC NƯỚC
2.3. PHƯƠNG PHÁP DỰ BÁO THÔNG TIN THỦY VĂN VÀ THỊ TRƯỜNG TUẦN TỚI CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2
2.3.1. Thông tin thủy văn
Thông tin thủy văn dự báo được sử dụng trong kế hoạch vận hành tuần thường được lấy theo các phương án tần suất 65%, 75%, 85% và 95% theo cơ sở dữ liệu thủy văn quá khứ. Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện nhưng không phản ánh được tính chu kỳ và sự biến động theo thời gian của chuỗi thủy văn, đặc biệt với các dự báo ngắn hạn.
2.3.2. Thông tin thị trường
Cung: Sản lượng của các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu, sản lượng xuất nhập khẩu, các nhà máy ngoài thị trường, khả năng cung ứng của các nhà máy tham gia thị trường (thể hiện thông qua bản chào).
Cầu: phụ tải thời gian thực của hệ thống.
2.4. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN TỚI CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2
F:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\KY THUAT HOA HOC\KY THUAT DIEN\LuanVanThSi Pham Huu Tri K31 DN\LuanVanThSi Pham Huu Tri K31 DN\TOM TAT
