Các dạng thị trường doc

Các dạng thị trường theo loại dịch vụ được mua bán • Thị trường mua bán dịch vụ điện năng – Thị trường phát điện – Thị trường bán buôn – Thị trường bán lẻ • Các thị trường dịch vụ phụ tr

Các dạng thị trường

• Các dạng thị trường theo dịch vụ được mua

bán

• Các dạng thị trường theo thời gian

• Các dạng thị trường theo cấu trúc các bên tham gia mua bán.

Các dạng thị trường theo loại dịch vụ được mua bán

• Thị trường mua bán dịch vụ điện năng

– Thị trường phát điện

– Thị trường bán buôn

– Thị trường bán lẻ

• Các thị trường dịch vụ phụ trợ

– Dịch cân bằng công suất thực (ổn định tần số)

– Dịch vụ ổn định điện áp (đối với các khách hàng)

– Dịch vụ an ninh truyền tải

– Dịch vụ điều độ kinh tế

– Dịch vụ hiệu lực thương mại

– Dịch vụ khởi động đen

Các dạng thị trường theo thời gian

• Thị trường mua trước là thị trường mà trong đó các giao

dịch được thực hiện trước thời điểm điện năng được sản xuất ra, chúng là các thị trường tài chính

Các thị trường mua trước bao gồm

– Thị trường các hợp đông mua bán điện dài hạn, trung hạn, ngắn hạn

– Thị trường ngày tới

• Thị trường thời gian thực là thị trường mà trong đó các

giao dịch được thực hiện tại thời điểm điện năng được sản xuất ra, chúng là thị trường vật lý

Hệ thống thanh tóan kép

• Giả sử một nhà cung cấp bán một lượng Q1 cho điều hành hệ thống (SO) với giá P1 trong thị trường ngày tới (DA) Nhà cung cấp đuợc trả :

Q1 * P1

Tuy nhiên lượng điện phát thực tế của nhà cung cấp trong thị trường thời gian thực (RT) là Q0 (phụ thuộc vào điều độ kinh

tế hệ thống) có thể khác với Q1. Khi đó cần có thêm một

thanh tóan phụ cho nhà cung cấp:

(Q0 – Q1)*P0

Thu nhập tổng cộng của nhà cung cấp:

Q1*P1 + (Q0 - Q1)* P0

• Thu nhập của nhà cung cấp cũng có thể dược viết lại như sau:

Q1 * (P1 – P0) + Q0 * P0

Nếu thị trường RT là cạnh tranh, thì động lực của các nhà cung cấp trong thị trường RT hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi các giao dịch trước.

được trả PG * Q1 P0 * Q1 - P0 * Q1Phụ tải phải trả PL * Q1 P0 * Q1 - P0 * Q1Thu nhập ròng

của nhà buôn (PL-PG)*Q1 P0*Q1 - P0*Q1

Các hợp đồng sai khác

Nhà buôn trả nguồn phát (PG-P0)*Q1

Phụ tải trả nhà buôn (PL-P0)*Q1

Phụ tải trả nguồn phát (trực tiếp) (PG-P0)*Q1

• Các giao dịch song phương thông qua hợp đồng sai khác giúp cho các bên tham gia tránh được những rủi ro gây ra bởi giao động giá cả trong thị trường thời gian thực với hai điều kiện:

- Các bên tham gia giao dịch sản xuất và tiêu thụ một lượng điện năng đúng bằng lượng điện năng ghi trong hợp đồng

- Giá thị trường là như nhau ở địa điểm nguồn phát và địa điểm tiêu thụ

• Việc sử dụng các hợp đồng sai khác không làm ảnh hưởng đến động cơ tối đa hóa lợi ích của các bên tham gia trong thị trường thời gian thực Do vậy bất kỳ một sự sai lệch nào so với hợp đồng đã ký kết cũng đều có lợi cho các bên tham gia

Chênh lệch giá địa điểm

Hợp đồng sai khác có thể ở một trong hai dạng như sau:

Giả sử hợp đồng được viết theo cách thứ nhất, khi đó quá

trình thanh tóan sẽ như sau:

CFD Thị trường thời điểmNguồn phát được trả (PC-PG0)*Q1 PG0*Q1

Phụ tải trả (PC-PG0)*Q1 PL0*Q1

Các hợp đồng CFD trong các giao dịch năng lượng không có tác dụng trong việc ngăn ngừa đối với những rủi ro gây ra bởi những biến động của phí tryền tải.

Giao dịch Phí truyền tải

Phụ tải trả PC*Q1 (PL0-PG0)*Q1

Kết quả thanh tóan có thể được viết lại như sau:

• Một cách để ngăn ngừa rủi ro liên quan đến giá truyền tải

đó là sử dụng thị trường mua trước quyền truyền tải tài chính (FTR)

Giả sử trong ví dụ trước, phụ tải đã mua quyền truyền tải tài chính cho lượng Q1 với giá PTR Khi đó quá trình thanh tóan ở thời gian thực sẽ như sau:

Thị trường ngày tới

• Đấu giá thị trường ngày tới

• Bốn dạng thiết kế thị trường ngày tới

Đấu giá thị trường ngày tới

• Thị trường này tới được vận hành bởi SO theo hình thức đấu giá Việc đấu giá có thể dưới hai dạng:

– Sàn giáo dịch nănglượng

– Pool

• Một đấu giá được tiến hành theo 3 bước

– Chào giá

– Xác định các đấu giá được chấp nhận và giá cả

– Thanh tóan cho các đấu được chấp nhận

Chào giá của các phụ tải

P

qD

P

QDĐường cầu của các phụ tải Đường cầu của thị trường

Chào giá của các nguồn phát

P

P

Đường cung của

các nguồn phát Đường cung của thị trường

Chấp nhận chào giá và xác định sản lượng

Tổng thặng dư = Q*(V – P) + Q*(P – C) = Q*(V – C)

• Với các đường cong chi phí không lồi và không tồn tại sức mạnh thị trường, các đấu giá đơn giá ngày tới được thiết kế nhằm cực đại hoá tổng thặng dư của các nhà sản xuất và người tiêu dùng.

Giá

Số lượngP

Hệ thống không bị ràng buộc

• Trong một hệ thống không bị ràng buộc, mức giá và sản lượng tối ưu của thị trường sẽ được xác định tại giao điểm của các đường cung và cầu

• Giá thị trường sẽ bằng giá trị thặng dư biên của hệ thống và bằng giá chào cao nhất được chấp nhận của các nguồn phát hay bằng giá chào thấp nhất được chấp nhận của các phụ tải

• Trên cơ sở giá thị trường sẽ xác đinh các chào giá được chấp nhận của các nguồn phát và phụ tải

Hệ thống bị ràng buộc

• Khi có các ràng buộc đặt lên hệ thống (như giới hạn khả

năng truyền tải, tốc độ thay đổi công suất của các nguồn

phát…), thì giao điểm của đường cung và đường cầu có

thể là một trạng thái không khả thi đối với hệ thống

• Ví dụ: Xét trường hợp đơn giản trong đó các nguồn phát

và các phụ tải ở hai đầu của một đường dây truyền tải có

Thặng dư nhà sản xuất

Thặng

dư của SO

Trong trường hợp này sẽ có sự khác nhau giữa giá ở phía nguồn phát và giá ở phía phụ tải

Các dạng thị trường theo cấu trúc các bên tham gia

• Thị trường song phương

Là thị trường trong đó các bên tham gia (các nguồn phát và các phụ tải) giao

dịch trực tiếp với nhau ở các mức giá được thỏa thuận.

• Thị trường tập trung

- Sàn giao dịch năng lượng:

Là thị trường tập trung mà không có những khoản thanh tóan phụ Các đấu giá thường chỉ đưa ra giá cả và số lượng giao dịch Các chào giá đơn giản hơn nhiều so với chào giá nhiều thành phần

được dùng trong thị trường Pool

Sàn giao dịch năng lượng - Power Exchange

• Là thị trường tập trung mà trong đó không có các khoản thanh tóan phụ (side payment) Ở cùng một thời điểm và vị trí nó thanh tóan cùng một giá cho các tổ máy

• Các thông tin chào giá:

– Nhà cung cấp: P S (Q) - Chào giá riêng cho 24 giờ

– Phụ tải : P D (Q) - Chào giá riêng cho 24 giờ

• Chấp nhận chào giá và xác định giá

– Bài tóan tối ưu : Cực đại hóa tổng thặng dư của các chào giá được chấp nhận, {Q1}.

– Điều kiện ràng buộc: Ràng buộc đường dây truyền tải

– Xác định giá : P1 = Thặng dư biên tại từng vị trí

• Thanh tóan:

– Trả cho nhà cung cấp : Q 1 * P 1 + (Q 0 – Q 1 )*P 0

– Phụ tải phải trả : Q1*P1 + (Q0 - Q1)*P0

Pool Năng lượng – Power Pool

• Pool năng lượng là một thị trường tập trung mà trong đó

có các khoản thanh tóan phụ.Do vậy ở cùng một thời điểm

và vị trị các nhà cung cấp khác nhau có thể được trả giá khác nhau

• Các thông tin chào giá:

– Nhà cung cấp: P S (Q), chi phí khởi động, giới hạn tốc độ thay đổi công suất,… Sử dụng một chào giá chung cho 24 giờ

– Phụ tải: P D (Q) hoặc Q D Chào giá riêng cho 24 giờ

• Chấp nhận chào giá và xác định giá cả:

– Bài tóan tối ưu: Cực đại hóa tổng thặng dư của các chào giá được chấp nhận, {Q 1 }.

– Các điều kiển ràng buộc: Giới hạn truyền tải, giới hạn tốc độ thay đổi công suất,…

– Xác định giá cả: P 1 = Thặng dư biên tại từng vị trí

Thị trường quyền truyền tải

• Là một cách tiếp cận thuần túy song phương đối với thị

trường năng lượng Các bên mua và bán phải liên hệ trực tiếp với nhau để thực hiện giao dịch Điều hành hệ thống chỉ kiểm sóat thị trường quyền truyền tải

• Các thông tin chào giá

– Phía cầu: Từ nút X đến Y: Q T (P T ), chào giá riêng cho 24 giờ

• Chấp nhận giá chào và xác định giá

– Bài tóan tối ưu: Cực đại hóa tổng thặng dư =  (P T * Q T )

với 0< Q1T<Q T

– Ràng buộc: Giới hạn khả năng truyền tải

– Xác định giá : Giá truyền tải từ X đến Y = thặng dư biên của việc tăng 1kw giới hạn truyền tải từ X đến Y

• Thanh tóan

Phía cầu phải trả: Q1T*P1T + (Q0T-Q1T)*P0T

Thị trường ngày tới PJM (Pennsylvania-New-Jersey-Maryland)

• Thị trường ngày tới PJM là một sự kết hợp cả ba dạng thị trường nói trên Đây là dạng thị trường phức tạp nhất đối với SO

• Các thông tin chào giá:

– Nguồn cung cấp: P S (Q), chi phí khởi động, giới hạn tốc độ thay đổi công suất,… Chào giá chung cho 24 giờ

– Phụ tải: P D (Q), hoặc Q – Chào riêng cho 24 giờ

– Nhu cầu truyền tải : Từ X đến Y : Q T (P T ), chào giá đơn riêng cho

24 giờ

– Chào giá ảo: Q E (P E ) (cung hoặc cầu), chào giá đơn riêng cho 24 giờ

• Chấp nhận chào giá và xác định giá cả:

– Bài tóan tối ưu: Cực đại hóa tổng thặng dư của các chào giá được chấp nhận, {Q 1 }, cộng với tổng thặng dư truyền tải, (P T * Q T )

– Ràng buộc: Giới hạn truyền tải, tốc độ

– Xác định giá: P1 = thặng dư biên tại từng vị trí

(chỉ tính với các tổ máy được chấp nhận điêù động)

So sánh vai trò của các bên tham gia trong bốn dạng thiết kế thị trường

Rights Market exchangePower Power Pool PJM

Vai trò của thị trường ngày tới

• Đối với những người giao dịch thị trường ngaỳ tới có tác dụng phòng ngừa rủi ro liên quan đến sự biên động của giá cả

• Đối với hệ thống nó có tác dụng đảm bảo

độ tin cậy

• Giả sử một nhà cung cấp bán một lượng Q1 trên thị trường DA với giá P1 Thu nhập R1 sẽ bằng Q1*P1 trong thị trường Exchange và công thêm khoản thanh tóan phụ trong thị trường Pool

Lợi nhuận (ngắn hạn) trên thị trường DA

SR1 = R1 – MC*Q1 – SC

Lợi nhuận cuối cùng tại thời gian thưc

SRF = R1 – MC*Q0 – SC0 – P0*(Q1 – Q0)

= SR1 + (MC – P0) * (Q1 – Q0) + (SC – SC0)

No DA contract, commitment

• Khi P0 < P1 nhà cung cấp sẽ thu được lợi nhuận lớn hơn nếu không khởi động nguồn phát Tuy nhiên nếu không khởi động nguồn phát nhà cung cấp có thể phải chịu rủi ro nếu giá cao.

• Việc khởi động nguồn phát là cần thiết để giảm rủi

ro của các hợp đồng thị trường DA

• Các khoản thanh tóan phụ không làm tăng động lực để các nguồn phát khởi động và do vậy không làm tăng độ tin cậy của hệ thống.

Thị trường thời gian thực

• Thị trường song phương diễn ra chậm hơn nhiều so với các thị trường tập trung do các bên giao dịch phải tìm đối tác Điều này dẫn đến những khó khăn trong việc duy trì một cân băng hệ thống chính xác đồng thời đảm bảo an toàn

truyền tải Do vậy các thị trường thời gian thực luôn là thị trường tập trung

• Đấu giá thj trường thời gian thực hoạt động theo dạng đấu giá Walrasian cổ điển Giá cả được đưa ra và các nhà cung cấp và khách hàng phản ứng theo giá

• Giá cả thị trường thời gian thực là tín hiệu để cho các

nguồn và các phụ tải phản ứng

• Do bản chất không lồi của các đường cong chi phí, nên thị trường thời gian thực có thể không tồn tại giá cân bằng Thị trường Pool có thể dễ dàng đạt được cân bằng do nó có thể đưa ra các giá khác nhau cho các nguồn phát khác nhau Tuy nhiên đây là một vân đề khó khăn với thị trường Exchange do nó chỉ có một giá duy nhất Trong trường hợp này đê đạt được cân bằng nó cần thêm một thị trường

RT phụ đó có thể là một thị trường dự trữ vân hành, hoặc thị trường cho việc giảm công suất phát dưới mức hợp đồng trước

• Lượng bán trong thời gian thực là lượng được bán với giá

ở thời gian thực, nó là phần chênh lệch giữa luợng điều động trong thời gian thực Q0 với lượng bnaátrong hợp đồng ngày tới

Nhà cung cấp được trả : Q1*P1 + (Q0 – Q1)*P0

Dịch vụ phụ trợ

Cung cấp điện năng là một dich vụ cơ bản Tuy nhiên bên cạnh đó cần có các dịch vụ phụ trợ để đảm bảo độ tin cậy, chất lượng điện năng, và tính hiệu quả trong sản xuất

Sáu loại dịch vụ phụ trợ cơ bản:

• Dịch cân bằng công suất thực (ổn định tần số)

• Dịch vụ ổn định điện áp (đối với các khách hàng)

• Dịch vụ an toàn truyền tải

• Dịch vụ điều độ kinh tế

• Dịch vụ hiệu lực thương mại

• Dịch vụ khởi động đen

Dịch vụ cân bằng công suất thực

• Các nguyên nhân dẫn đến mất cân bằng cung cầu

và các phương pháp (dịch vụ) tương ứng nhằm dut trì cân bằng cung cầu:

Sự thay đổi của phụ tải có thể

dự báo trước trong ngày Điều động trước nguồn phát, cân

bằng thị trường

Các thị trường ngày tới, giờ tới, thời gian thực

Những dao động nhỏ của hầu

Sự ngừng hoạt động của nguồn

phát hay đường dây nào đó Dịch vụ dự trữ vận hành

-Dự trữ quay -Dự trữ bổ sung

Thị trường dự trữ vận hành trong đó

SO là người mua duy nhất

Dịch vụ ổn định điện áp

• Điện áp có xu hướng giảm xuống khi điện năng được tải từ nguồn đến nơi tiêu thụ Lượng điện năng được tải càng lớn thì điện áp càng giảm nhiều Mức độ sụt áp cũng phụ thuộc vào loại phụ tải (những phụ tải tiêu thụ nhiều công suất

- Cung cấp bởi các máy phát > hầu như không tiêu tốn

nhiên liệu nhưng làm giảm khả năng sản xuất công suất thực

- Cung cấp bởi các tụ đồng bộ -> lấy điện từ lưới để sinh ra

công suất phản kháng

• Vấn đề ổn định điện áp đối với khách hàng cần phải xem xét

cùng với ổn địmh điện áp để đảm bảo an toàn truyền tải

• Vai trò của thị trường trong cung cấp dịch vụ ổn định điện áp

- Việc truyền tải công suất phản kháng có tổn thất rất lớn (khoảng gấp 10 lần tổn thất công suất thực) Do vậy thị trường công suất phản kháng gặp phải vâ đề về thế lực thị trường

-Trong dài hạn : SO có thể mua các hợp đồng dài hạn với điều kiện có đủ thời gian để cho phép có sự gia nhập vào cạnh tranh

-Trong ngắn hạn SO có thể thực hiện độc quyền hoặc điều tiết thị trưòng để đảm bảo cung cấp công suất phản kháng

ở giá hợp lý

Dịch vụ an toàn truyền tải

• Khả năng truyền tải điện năng của một đường dây thường bị hạn chế

bởi giới hạn nhiệt Nếu tổng công suất thực và công suất phản kháng

trên một đường dây vượt quá một ngưỡng nào đó trong quá nhiều phút thì đường dây sẽ bị hư hỏng do vượt quá giới hạn nhiệt.

Nguyên nhân chủ yếu làm cho một đường dây bị quá giói hạn nhiệt là

do đường dây khác bị ngừng hoạt động đột xuất.

• Ngoài giới hạn nhiệt, khả năng hoạt động của đường dây con bị hạn chế bởi giới hạn điện áp và giới hạn ổn dịnh Tuy hiên các giới hạn này thường kém ổn định hơn giới hạn nhiệt (chỉ thay đổi rất nhỏ theo nhiệt độ môi truờng xung)

• Để đảm bảo an ninh truyền tải, SO tính toán các giới hạn trên để đảm bảo việc điều độ các nguồn phát là một điều độ an toàn

• Khi các giới hạn an toàn được tính chính xác thì nó thay đổi thường xuyên.

• Vai trò của thị trường trong cung cấp dịch vụ an toàn truyền tải

– Dịch vụ an toàn truyền tải cần phải được cung cấp bởi điều hành hệ thống Nó có thể được cung cấp bằng cách bán các quyền truyền tải hoặc bằng cách kiểm soát việc chấp nhận các đấu giá năng lượng trên thị trường ngày tới.

– Khi giới hạn an toàn bị vượt qua trong thời gian thực, điều hành hệ thống cân phải tăng công suất phát ở vùng này và giảm công suất phát ở vùng khác.

Dịch vụ điều độ kinh tế

• Điều độ kinh tế là việc sử dụng tối ưu các nguồn phát Có hai vấn đề của điều độ kinh tế:

- Quyết định tổ nào sẽ được khởi động

- Quyết định mỗi tổ máy sẽ phát bao nhiêu

• Do cung và cầu ở thời gian thực là không thể được biết cho đến thời gian thực, và do hầu hết các tổ máy khởi động chậm và tốn kém, vì vậy thị trường ngày tới đóng mội vai trò quan trọng đối với điều độ hiệu quả ở thời gian thực