Nghiên cứu các phương pháp tính phí truyền tải trong thị trường điện

Thay đổi những hoài nghi ban đầu về hiệu quả, khả năng thành công của việc triển khai thị trường điện tại Việt Nam, công tác vận hành thị trường điện đã đạt được những kết quả nhất định

Hoàng Thị Kim Phụng

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÍ TRUYỀN TẢI TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC T.S Trương Ngọc Minh

MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 3

1.1.Thị trường điện điều tiết và thị trường điện cạnh tranh: 3

1.1.1.Thị trường điện trước khi phi điều tiết hóa 3

1.1.2.Lý do phi điều tiết hóa và thành lập thị trường điện phi điều tiết 5

1.1.3.Các nét cơ bản của phi điều tiết hóa: 7

1.2 Các mô hình thị trường điện cạnh tranh: 9

1.3.Các loại thị trường điện bán buôn: 10

1.4 Các đơn vị tham gia trực tiếp vào việc mua bán điện 11

1.5 Đơn vị điều khiển vận hành thị trường điện 13

1.6 Các cơ quan nhà nước điều hành thị trường điện : 13

1.7 Hệ thống truyền tải điện trong thị trường điện phi điều tiết: 14

1.7.1.Khái quát: 14

1.7.2.Khái niệm khả năng tải và nghẽn mạch : 16

1.8 Tổ chức và hoạt động của thị trường điện 21

1.8.1.Các loại hàng được mua bán và các chợ giao dịch (thị trường con) tương ứng: 21

1.8.2.Tổ chức thị trường điện: 23

1.8.3 Khung thời gian hoạt động của thị trường điện : 28

1.8.4 Cách thanh toán tiền mua bán điện giữa Cty mua bán điện và Cty phát

điện: 31

CHƯƠNG II : CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHÍ TRUYỀN TẢI TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 35

2.1-Nguyên tắc chung của phí truyền tải: 35

2.2-Chi phí và doanh thu yêu cầu của hệ thống truyền tải : 36

2.2.1 Chi phí cho hệ thống truyền tải : 36

2.2.2.Doanh thu yêu cầu của hệ thống truyền tải : 37

2.2.3.Phương pháp tính chi phí cố định của hệ thống truyền tải: 37

2.2.4 Lợi nhuận: 38

2.3 Các cách tiếp cận quốc tế đối với định giá truyền tải điện 38

2.3.1-Phương pháp Tem thư: 39

2.3.2-Các phương pháp căn cứ trên sự sử dụng thực tế lưới truyền tải : 44

2.3.3 Nội dung phương pháp tham gia biên : 49

CHƯƠNG III: VÍ DỤ TÍNH PHÍ SỬ DỤNG LƯỚI TRUYỀN TẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAM GIA BIÊN VÀ TEM THƯ 52

3.1 Tính toán phí sử dụng lưới truyền tải bằng phương pháp tham gia biên-cho ví dụ 6 nút 52

3.2 Tính toán phí sử dụng lưới truyền tải bằng phương pháp tham gia biên-cho ví dụ 41 nút 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những vấn đề được trình bày trong luận văn này là những nghiên cứu của riêng cá nhân tôi, có tham khảo một số tài liệu và bài báo của các tác giả trong và ngoài nước đã được xuất bản Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sử dụng kết quả của người khác

Tác giả

Hoàng Thị Kim Phụng

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tác giả, còn phải kể đến những sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS.Trương Ngọc Minh, người đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn Xin cảm ơn các thầy cô thuộc bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã có những góp ý quý báu về nội dung của đề tài Đồng thời, tôi cũng xin gửi tới các bạn bè, đồng nghiệp đã cùng tôi trao đổi và giúp tôi tháo gỡ nhiều vướng mắc trong quá trình thực hiện

Cuối cùng tôi xin gửi tới gia đình và người thân, những người luôn bên cạnh tôi, là chỗ dựa tinh thần giúp tôi vượt qua những khó khăn trong thời gian qua

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu, chữ viết tắt Nội dung

SO Đơn vị điều khiển và vận hành thị trường

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Bảng đặc điểm của 3 cách mua bán trong thị trường bán buôn hoàn chỉnh 11

Bảng 2 : Bảng các dịch vụ phụ được mua trên thị trường dịch vụ phụ 23

Bảng 3: Sơ đồ hoạt động của hệ thống điện trong khoảng 15 năm 28

Bảng 4: Bảng so sánh các phương pháp: 48

Bảng 5: Thông số nút 52

Bảng 6: Thông số nhánh: Scs = 100 MVA 53

Bảng 7: Dòng công suất trên các nhánh trong chế độ cơ sở và chế độ tăng thêm 1 MW 54

Bảng 9: Thông số máy biến áp 500/220 kV 59

Bảng 10: Thông số đường dây 59

Bảng 11: Dòng công suất trên các nhánh trong chế độ cơ sở và chế độ tăng thêm 1 MW 61

Bảng 12 : Bảng tính uil: đã bỏ đi các phần tử âm, thay bằng 0 74

Bảng 13 : Bảng tính Kil: 83

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1:Hệ thống điện tích hợp dọc 5

Hình 1.2 : Sơ đồ về thị trường điện bán buôn và bán lẻ 8

Hình 1.4 : Thị trường điện bán buôn 14

Hình 1.5 : Sơ đồ tổ chức thị trường điện 24

Hình 1.6: Cách thức mua bán trên sàn giao dịch 25

Hình 1.7 : Công suất phụ tải điện trong TTĐ ngày tới va TTĐ cân bằng tức thời 26

Hình 1.8 : Cách thức giao dịch ở thị trường điện Arrgentina 27

Hình 1.9 : Mối liên quan giữa thị trường điện và vận hành 30

Hình 1.10 : Phương thức bên mua thanh toán cho bên bán 31

Hình 2.1 : Phân bố dòng công suất cho từng đường dây 46

Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống điện 6 nút 11 nhánh 52

Hình 3.2 : Sơ đồ lưới truyền tải của lưới tuyền tải điện miền Bắc 57

LỜI MỞ ĐẦU

Thị trường điện hiện đang là vấn đề hết sức thời sự, đã và đang nhận được

sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới Thị trường điện Việt Nam được hình thành với xuất phát điểm khác rất nhiều so với các nước trên thế giới Phần lớn thị trường điện các nước đều xuất phát từ tình trạng dư thừa nguồn cung, dẫn đến đòi hỏi một môi trường cạnh tranh rõ ràng hơn trong lĩnh vực phát điện, qua đó làm giảm chi phí mua điện và để giảm giá bán cho người tiêu dùng Tuy nhiên, Thị trường phát điện cạnh tranh ở Việt Nam được vận hành trong bối cảnh dự phòng về nguồn điện không cao mà quan trọng hơn là tạo một sân chơi minh bạch nhằm thu hút vốn đầu tư vào lĩnh vực phát điện Cơ sở hạ tầng hệ thống điện Việt Nam trong

đó hạ tầng công nghệ thông tin phục vụ thị trường điện còn nhiều hạn chế Do vậy, công tác điều hành thị trường điện gặp không ít khó khăn Thay đổi những hoài nghi ban đầu về hiệu quả, khả năng thành công của việc triển khai thị trường điện tại Việt Nam, công tác vận hành thị trường điện đã đạt được những kết quả nhất định như là nâng cao tính minh bạch, công bằng trong việc huy động các nguồn điện, mang lại hiệu quả rõ rệt cho các đơn vị tham gia, khuyến khích giảm chi phí phát điện của các nhà máy, tạo động lực cho các nhà máy điện vận hành hiệu quả hơn trong mọi thời điểm

Để đạt hiệu quả cao hơn trong việc vận hành thị trường phát điện cạnh tranh

ở Việt Nam thì việc xác định rõ ràng, cụ thể các chi phí của quá trình sản xuất, truyền tải và phân phối là rất quan trọng, đặc biệt giá truyền tải là một vấn đề cơ bản nhất trong thị trường điện nhận được nhiều sự quan tâm, chú ý Tuy nhiên giá truyền tải là một đại lượng hết sức phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố bất định

Vì vậy hiện nay trên thế giới không có một phương pháp tính toán chung để có thể

áp dụng cho mọi quốc gia, tuỳ thuộc vào đặc thù của hệ thống điện, thể chế chính trị mỗi quốc gia, cũng như mục tiêu khi xây dựng thị trường mà có những phương pháp tính toán khác nhau Vì vậy đề tài “ Nghiên cứu các phương pháp tính phí

truyền tải trong thị trường điện “ có ý nghĩa cả về lý luận và thực tiễn đối với ngành Điện Việt Nam hiện nay

Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung chính của luận văn được giới thiệu trong 4 chương chính :

Chương 1 : Khái quát về thị trường điện

Chương 2 : Các phương pháp tính phí truyền tải

Chương 3: Ví dụ tính phí sử dụng lưới truyền tải bằng phương pháp tham gia biên và tem thư

CHƯƠNG I : KHÁI QUÁT VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.1.Thị trường điện điều tiết và thị trường điện cạnh tranh:

1.1.1.Thị trường điện trước khi phi điều tiết hóa

Ở các nước phát triển như Mỹ, Anh…thị trường điện trước khi phi điều tiết hóa là thị trường điện độc quyền kinh doanh được điều tiết bởi nhà nước (thị trường điện điều tiết) Nhà nước trao quyền độc quyền kinh doanh cho một doanh nghiệp điện được độc quyền sản suất và bán điện đến người dùng trong một vùng nhất định thường theo đơn vị hành chính Trong vùng đó không ai khác được quyền kinh doanh điện

Để đảm bảo quyền lợi của người dùng điện, chính phủ phải có các luật và các quy định để điều tiết hoạt động của doanh nghiệp độc quyền, tránh sự lộng quyền của các công ty điện Như vậy doanh nghiệp độc quyền phải hoạt động trong khuông khổ luật pháp và các quy định điều tiết chặt chẽ

Các quy định điều tiết chính là:

-Bắt buộc phục vụ: Công ty được nhượng quyền thương mại bắt buộc phải đáp ứng các nhu cầu điện của người dân trong khu vực độc quyền(kể cả không có lãi)

-Quản lý giám sát: Hoạt động mua bán và vận hành của công ty phải tuân theo các quy định và chỉ dẫn của cơ quan điều tiết nhà nước

-Vận hành với chi phí thấp nhất: Các công ty được yêu cầu vận hành với chi phí thấp nhất , nói cách khác là có doanh thu thấp nhất

-Điều tiết giá: Gía do công ty đặt ra phải tuân theo các quy định điều tiết và chỉ dẫn của Chính phủ Đây là điều quan trọng nhất

-Đảm bảo tỷ suất lợi nhuận: Công ty độc quyền được đảm bảo có lợi nhuận trên vốn hợp lý tuân theo các quy định điều tiết và điều kiện thực tế

-Các quy định về đầu tư, quy hoạch, kinh doanh: Chính phủ có thể đặt ra các giới hạn chặt chẽ mà các công ty phải tuân theo khi hoạt động Ví như quy định về xây dựng lưới điện, về quy hoạch, về đầu tư Ví dụ: lưới điện khu vực này phải là

cáp ngầm, quy hoạch phải được phê duyệt trước khi thực hiện, không ai được nắm quá 5% cổ phiếu công ty…

Trong giai đoạn đầu phát triển của công nghiệp điện lực, cơ chế độc quyền thương mại là hợp lý và cần thiết , vì:

-Nó hợp pháp hóa công nghiệp điện lực

-Thể hiện sự công nhận và ủng hộ có mức độ và sự cộng tác của chính quyền địa phương với ngành điện

-Bảo đảm lợi nhuận trên vốn cho ngành điện

-Bảo đảm độc quyền địa phương, giúp cho các công ty điện có thể tập trung xây dựng hệ thống điện, cải tiến chất lượng mà không bị ngăn trở của cạnh tranh Độc quyền cũng mang lại điều tốt nếu các công ty điện sử dụng lợi thế đó để phát triển tối ưu, nâng cao chất lượng phục vụ và giảm giá bán điện

Trong thời gian dài các công ty điện lực độc quyền phát triển mạnh cả về công suất phát và phạm vi họat động tạo thành các hệ thống điện hoàn chỉnh Những năm giữa thế kỷ 20 , các hệ thống điện nhỏ đã liên kết với nhau thành các hệ thống điện góp chung (power pool) ở Mỹ, ở Liên xô cũ trong thời gian này cũng bắt đầu thành lập hệ thống điện hợp nhất tiến tới thành lập hệ thống điện duy nhất toàn Liên xô Sự hỗ trợ mạnh mẽ cho công việc này là tiến bộ khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực kỹ thuật điện áp cao, kỹ thuật điện tử và điện tử công suất, kỹ thuật thông tin và kỹ thuật máy tính Điều này có nghĩa là các hệ thống điện nhỏ đóng góp để làm các đường dây liên lạc và cùng nhau lập ra đơn vị vận hành chung gọi là Pool operator làm nhiệm vụ phối

hợp hoạt động chung của các hệ thống điện nhỏ Việc thành lập hệ thống điện góp chung này đem lại lợi ích kinh tế rất lớn như giảm được dự trữ công suất , giảm được chi phí sản xuất, hỗ trợ lẫn nhau khi sự cố hay khi gặp các khó khăn khác ví như năm khô hạn, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện…hệ thống điện góp chung cũng đặt ra vô số vấn đề về kỹ thuật, vận hành cũng như điều khiển hệ thống điện

Chính sự phát triển rộng lớn này của các hệ thống điện khiến cho cái áo điều tiết trở nên không thích hợp cần phải cới bỏ

Bốn chức năng của thị trường điện độc quyền kinh doanh:

-Sản xuất điện năng : tại các nhà máy điện

-Truyền Tải: từ các nhà máy điện đến các trung tâm phụ tải bằng lưới truyền tải cao và siêu cao áp

-Phân phối: đưa điện từ các trung tâm phụ tải đến các trạm phân phối bằng lưới phân phối trung áp

-Bán lẻ cho các hộ dùng điện : từ các trạm phân phối đến các hộ dùng điện bằng lưới phân phối hạ áp

Hệ thống điện độc quyền thương mại là hệ thống điện tích hợp dọc của các thành phần trên đây:

Hình 1.1:Hệ thống điện tích hợp dọc

Đơn vị điều khiển vận hành hệ thống điện độc quyền kinh doanh làm các nhiệm vụ:

-Đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện

-Đảm bảo chất lượng điện năng

-Đảm bảo điện năng có chi phí sản xuất nhỏ nhất

-Đảm bảo an toàn

1.1.2.Lý do phi điều tiết hóa và thành lập thị trường điện phi điều tiết

Sự điều tiết gặp phải 2 vấn đề cơ bản:

1-Thị trường điện độc quyền kinh doanh không cho các nhà sản xuất điện một sự khuyến khích mạnh mẽ để họ cung cấp điện giá rẻ như trong thị trường điện cạnh tranh;

2- Cơ quan quản lý, chính họ cũng không có động cơ thích hợp để hoạt động hiệu quả hơn.Theo bốn chức năng của thị trường điện độc quyền kinh doanh có các

lý do sau dẫn đến phi điều tiết hóa ngành điện, xây dựng thị trường điện cạnh tranh:

1-Mục đích ban đầu của cấp phép độc quyền kinh doanh là để thúc đẩy hình thành hệ thống điện có hạ tầng cơ sở đầy đủ đã đạt được nên không cần hệ thống điều tiết nữa

2-Nếu cho cạnh tranh thì giá điện có thệ hạ thấp (theo các kết quả nghiên cứu) Giá điện sẽ rẻ hơn do các GENCO sẽ vận hành hiệu quả hơn và đầu tư hiệu quả hơn vào các nguồn điện mới Đối với nhiều khách hàng chất lượng, giá trị phục

vụ quan trọng hơn là giá rẻ, và thị trường điện sẽ cho họ giá trị phục vụ cao hơn Trong thị trường điện điều tiết, các doanh nghiệp sản xuất điện năng được đảm bảo lãi suất nhất định, do đó họ không có động cơ mạnh để sản xuất điện rẻ hơn

Còn trong thị trường điện cạnh tranh thì họ bắt buộc phải phấn đấu giảm giá thành nếu

muốn bán được điện Như vậy là các nhà sản xuất điện chuyển từ trạng thái lãi nhiều hay ít sang trạng thái có lãi hay không có lãi

3-Chất lượng phục vụ người dùng (độ tin cậy, chất lượng điện năng ) có thể được cải thiện nếu có cạnh tranh Người dùng có nhiều lựa chọn hơn cho nhu cầu điện của mình

4-Cạnh tranh sẽ thúc đẩy đổi mới công nghệ cũng như cách tiếp cận kinh doanh

5-Đẩy mạnh tư nhân hóa, thị trường điện cạnh tranh có tác dụng đẩy mạnh tư nhân hóa công nghiệp điện ở các nước mà chính phủ muốn bán các doanh nghiệp

do mình sở hữu Trong 5 điểm trên điểm 2 và 3 là quan trọng nhất: cạnh tranh làm cho giá điện rẻ hơn và chất lượng phục vụ người dùng tốt hơn, đây cũng là 2 tiêu chí để đánh giá sự thành công hay không của thị trường điện

1.1.3.Các nét cơ bản của phi điều tiết hóa:

Phi điều tiết hóa thị trường điện điều tiết tạo ra thị trường điện phi điều tiết trong đó có sự cạnh tranh giữa các thành phần tham gia thị trường điện

Có 2 loại thị trường điện phi điều tiết cạnh tranh:

1-Thị trường điện cạnh tranh bán buôn hay phát điện cạnh tranh, bao gồm các nhà máy điện và lưới truyền tải điện

Trong thị trường điện này chỉ có các công ty phát điện tham gia cạnh tranh bán buôn với nhau Họ có thể cạnh tranh :một là bán điện cho một công ty mua bán điện duy nhất, công ty này là chủ lưới truyền tải điện, hoặc hai : bán điện cho nhiều công ty mua bán điện và các hộ dùng điện lớn, lưới truyền tải làm nhiệm vụ tải điện thuê

Trong trường hợp 2, có sự tham gia của phía mua điện, thị trường điện phi điều tiết bán buôn có 2 loại:

a-Chỉ có cạnh tranh giữa các nhà máy điện , bên dùng điện mua hết công suất yêu cầu không phụ thuộc giá tiền mua Gọi là thị trường điện mua hết

b-Cả bên bán và mua đều tham gia cạnh tranh, bên mua sẽ mua số lượng điện tùy theo giá tiền, rẻ thì mua nhiều đắt thì mua ít Gọi là thị trường điện mua theo giá Khi chỉ có thị trường điện bán buôn thì phần bán lẻ vẫn vận hành theo chế

Các quy tắc cũ được tái cấu trúc để đảm bảo cho các đơn vị thị trường được cạnh tranh công bằng

Hình 1.2 : Sơ đồ về thị trường điện bán buôn và bán lẻ

Hình ảnh về hoạt động tài chính của thị trường điện này trên h.1.2, hệ thống điện trở thành hệ thống tích hợp ngang Trong thị trường điện bán lẻ công ty phân phối điện trở thành đơn vị độc lập tải điện thuê cho các công ty mua bán điện và công ty bán lẻ

Cty TT : công ty truyền tải điện; Cty PP : công ty phân phối điện; G : phát

điện;

T : truyền tải điện; D : phân phối điện; C : cung cấp điện Hình 1.3 : Hoạt động tài chính của thị trường điện

1.1.3.3 Thị trường điện lý tưởng và thị trường điện khả thi:

Thị trường điện cạnh tranh lý tưởng hay hoàn hảo (Perfect markets) đòi hỏi: tập trung sản xuất điện thấp, các nguồn điện phân tán rộng trên phạm vi địa lý của thị trường điện, tầm nhìn xa trông rộng của cả bên mua và bán, thông tin hoàn hảo,

sự co giãn liên tục của phụ tải điện nghĩa là bên mua điện năng luôn mua điện theo giá bán, không có rào cản đối với sự xuất nhập vào thị trường điện

Trong thực tế không có thị trường điện cạnh tranh lý tưởng, người ta đưa ra yêu cầu đối với thị trường điện khả thi (workably competitive markets) có các tính chất gần với thị trường điện lý tưởng Tuy nhiên các điều kiện tiên quyết trên lại thường không có trong các thị trường điện thực tế Ví như yêu cầu điện năng ngắn hạn thường không co giãn, tức là mua hết Rào cản gia nhập thị trường điện đối với nguồn điện mới rất cao Độ tập trung nguồn điện trong từng khoảng thời gian và trong từng vùng khá cao Độ minh bạch thông tin thường rất thấp Cuối cùng cả bên bán lẫn bên mua thường xuyên có biểu hiện thiển cận

Sự phi điều tiết hóa hy vọng cải thiện tình hình và các phân khúc của thị trường điện sẽ được hoàn thiện hướng tới thị trường điện khả thi và hoàn hảo

1.2 Các mô hình thị trường điện cạnh tranh:

1-Mô hình tập trung hay là giao dịch trên sàn mua bán điện năng ( thị trường điện giao ngay) : người bán và người mua chào giá cho công suất mà họ định bán/mua Người bán cạnh tranh với nhau quyền được cung cấp điện năng cho lưới điện chứ không phải cho khách hàng cụ thể nào Nếu người bán chào giá cao quá sẽ

có thể không được bán điện Người mua cạnh tranh nhau mua điện năng từ sàn giao dịch chứ không phải từ nhà máy điện cụ thể nào Nếu người mua chào giá quá thấp

sẽ có thể không mua được điện SO giải bài toán tối ưu tính giá thanh toán chung,

đó là giá biên nút, giá này cũng là tín hiệu cho các quyết định đầu tư vào phụ tải hay nguồn điện

Trong giao dịch trên sàn các hộ dùng điện có thể tham gia tích cực hay thụ động vào cạnh tranh bán buôn tùy thuộc vào cách thức mua điện:

-Hộ dùng điện có thể mua điện năng theo giá tiền điện năng , nếu giá rẻ thì mua nhiều giá đắt mua ít, gọi là mua theo giá, hay là yêu cầu mềm dẻo

-Hộ dùng điện mua hết công suất mình cần không quan tâm đến giá cả, gọi là mua hết hay là yêu cầu cứng

2-Mô hình mua bán song phương (bilateral): người bán và người mua giao dịch trực tiếp để mua bán điện năng trong thời gian nhất định với công suất nhất định , giá thỏa thuận Nhược điểm của loại mua bán này là chi phí cao cho đàm phán và ký kết hợp đồng và độ tin cậy của đối tác Giao dich song phương dài hạn

có lợi:

-khuyến khích đầu tư vào hệ thống điện ;

-ổn định giá điện

-giảm một số mặt sấu của thị trường điện như thông đồng

Tuy nhiên giao dịch song phương không giải quyết được vấn đề cân bằng công suất nguồn - tải trong vận hành

3-Mô hình hỗn hợp (hybrid model)

Đây là thị trường điện bán buôn có mua bán song phương vừa mua bán trên sàn

1.3.Các loại thị trường điện bán buôn:

1-Thị trường điện một người mua duy nhất (poolco), công ty mua bán điện duy nhất mua điện cạnh tranh của các công ty phát điện rồi bán lại cho các công ty bán lẻ Thường công ty mua bán điện duy nhất cũng là công ty truyền tải điện vừa quản lý hệ thống truyền tải vừa điều khiển vận hành thị trường điện và hệ thống điện

Trong thị trường điện này các công ty nguồn điện cạnh tranh với nhau không

có sự tham gia của các công ty mua điện Công ty mua điện duy nhất có thể mua điện của các công ty phát điện dài hạn hoặc mua dài hạn ở một số nhà máy điện còn mua trên sàn của một số nhà máy điện khác

2-Thị trường điện nhiều người bán và nhiều người mua, chỉ mua bán trên sàn (power exchange), trong thị trường điện này không có giao dịch song phương Công

ty truyền tải điện độc lập Đơn vị vận hành thị trường điện độc lập

Phụ tải có thể là mua theo giá hoặc mua hết

Có các thị trường điện chỉ thực hiện mua bán trên sàn: New Zeland, Úc, Scandinave (nord pool), PJM ở Mỹ

3-Thị trường điện bán buôn hoàn chỉnh: nhiều người bán và nhiều người mua bao gồm các công ty mua bán điện và hộ dùng điện lớn, công ty truyền tải điện độc lập, có giao dịch trên sàn và giao dịch song phương

Đơn vị vận hành thị trường điện độc lập

Đặc điểm của 3 loại thị trường điện thể hiện trong bảng dưới đây:

Bảng 1: Bảng đặc điểm của 3 cách mua bán trong thị trường bán buôn hoàn chỉnh

Cách mua bán Số người mua Người mua có

biết người bán ?

Giá giống nhau

Tính cạnh tranh Một người mua,

Giao dịch song

Hiện tại thị trường điện hỗn hợp là thị trường điện lý tưởng nhất cho các thị trường điện phi điều tiết và là dạng cuối cùng của thị trường điện này

1.4 Các đơn vị tham gia trực tiếp vào việc mua bán điện

1-Các công ty phát điện (Generation Companies (GENCOS)):

Làm chủ, vận hành và bảo quản các nhà máy điện, sản xuất và bán điện GENCO là đơn vị vì lợi nhuận, hoạt động phi điều tiết GENCO bán điện và dịch vụ phụ để bù đắp chi chi phí và hưởng lợi, họ cũng được bù đắp chi phí nếu công suất bị mắc kẹt không được phát vì lý do thị trường

GENCO phải báo trước cho SO lịch bảo dưỡng thiết bị mong muốn và phải được SO duyệt

Các GENCO không được thông đồng với nhau lũng đoạn thị trường điện Còn có thể có các công ty trung gian mua điện của các GENCO rồi bán cho các công ty bán lẻ

2-Công ty truyền tải điện (Transmission Companies (TRANSCOS)):Đầu tư xây dựng, bảo quản các đường dây của hệ thống truyền tải điện , bảo đảm tiếp cận bình đẳng cho mọi thành phần của thị trường điện

Là đơn vị độc quyền thương mại, quan trọng nhất trong thị trường điện , hoạt động theo điều tiết để đảm bảo công bằng, không phân biệt cho mọi đơn vị tham gia thị trường Công ty Truyền tải điện tải điện thuê trên lưới truyền tải từ nguồn điện đến các trạm đầu mối của các công ty mua điện

Transcos thu phí truyền tải điện từ khách hàng để bù vào chi phí và lợi nhuận

Hoạt động của lưới truyền tải điện do đơn vị vận hành (SO hay ISO) điều khiển

3-Công ty mua bán điện hay công ty phân phối điện (Distribution Companies (DISCO)): Làm chủ đầu tư và vận hành lưới phân phối điện địa phương (trung áp và có thể cả cao áp), là công ty độc quyền thương mại Công ty mua điện trên thị trường điện và bán đến các công ty công ty bán lẻ (RESCO) hoặc hộ dùng điện lớn

Cũng có khi DISCO bán trực tiếp đến người dùng thực hiện chức năng công

ty bán lẻ Cũng có trường hợp DISCO không bán điện trực tiếp, chỉ quản lý lưới phân phối điện , thu phí phân phối điện Khi đó sẽ có các công ty như là Công ty cung cấp điện (Energy Services Companies (ESCO) không sở hữu lưới điện , sẽ mua điện và tải qua DISCO đến khách hang dùng điện

4-Công ty bán lẻ (Retail energy service companie-RESCO hay là ESCO), các công ty này có thể mua bán nhiều loại năng lượng: ga, điện…Các công ty này

có thể mua điện từ DISCO và bán đến tay người dùng qua lưới phân phối hạ áp

5-Công ty phân phối điện dịa phương (local distribution companie-LDC) đây

là loại công ty độc quyền thương mại kết hợp cả DISCO và RESCO

6-Hộ dùng điện( Customers):

Hộ dùng điện là một bên ký hợp đồng mua điện để sử dụng

Hộ dùng điện nhỏ là các gia đình, cửa hàng nhỏ…

Hộ dùng điện lớn có thể là các xí nghiệp công nghiệp, khách sạn, trung tâm thương mại lớn, … mua điện trung áp hoặc cao áp

Hộ dùng điện lớn có thể mua điện trên sàn giao dịch, hoặc trực tiếp từ các công ty phát điện bằng giao dịch song phương

Trên đây là 6 thành phần tham gia mua bán điện Tuy nhiên chỉ có 4 đơn vị tham gia thị trường điện bán buôn hoàn chỉnh: Công ty phát điện, công ty truyền tải điện, công ty mua bán điện và hộ dùng điện lớn

1.5 Đơn vị điều khiển vận hành thị trường điện

Để thị trường điện hoạt động được cần phải có thêm các đơn vị quản lý và điều khiển Các đơn vị này có thể là:

7-Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện (System Operator(SO) hay Independent System Operator (ISO) theo cách gọi từng nước ): Là đơn vị phi lợi nhuận ISO vận hành hệ thống điện đồng thời vận hành thị trường điện ISO đảm bảo độ tin cậy của hệ thống điện , điều hòa cung cấp điện

SO độc lập hoàn toàn với các thị trường viên khác

SO có thể phải làm cả quy hoạch phát triển lưới truyền tải điện

8-Sàn giao dịch (power exchange-PX) là nơi để cho bên bán và mua giao dịch Có nhiều sàn giao dịch cho một thị trường điện cho các loại hàng hóa khác nhau Sàn giao dịch do SO quản trị và vận hành

1.6 Các cơ quan nhà nước điều hành thị trường điện :

Ở Mỹ có nhiều đơn vị điều hành chung của nhà nước , quan trọng nhất là: -Federal energy regulatory Commission (FERC) -Cục điều tiết năng lượng liên bang -Nuclear regulatory commission(NRC)-Cục điều tiết (năng lượng) nguyên tử

Nhà nước ban bố các luật và quy tắc, quy phạm điều hành hoạt động của hệ thống điện và thị trường điện

Hình 1.4 : Thị trường điện bán buôn 1.7 Hệ thống truyền tải điện trong thị trường điện phi điều tiết:

Khi vận hành hệ thống điện phải đối mặt với các vấn đề sau:

*1-Do không thể dự trữ điện năng nên phụ tải điện yêu cầu đến đâu thì các nhà máy điện sản xuất đên đó, khi công suất tác dụng cân bằng thì tần số nằm trong giới hạn cho phép, khi công suất phản kháng cân bằng thì điện áp nằm trong giới hạn cho phép

Tuy nhiên công suất tác dụng và phản kháng yêu cầu của các hộ dùng điện biến động không ngừng theo quy luật của sinh hoạt và sản xuất ,của các yếu tố môi trường dẫn đến cung và cầu lệch nhau, làm cho tần số và điện áp biến thiên liên tục cần phải điều chỉnh để đưa chúng vào giới hạn cho phép

Công việc này gọi là điều chỉnh tần số và điện áp Muốn điều chỉnh tần số hệ thống điện phái có công suất tác dụng dự trữ đủ lớn , còn để điều chỉnh điện áp hệ

thống điện phải có công suất phản kháng dự trữ đủ lớn và các công suất này phải điều chỉnh được trong thời gian thực

*2- Trong hệ thống điện dòng công suất trên các đường dây tuân theo các định luật Kirchoff 1 và 2 chứ không phụ thuộc vào ý muốn của người vận hành do

đó có thể xảy ra tìnhhuống dòng điện đi trên đường dây tải điện này non tải, đi trên đường dây tải điện kia quá tải, gây ra nghẽn mạch trong lưới truyền tải Hiện tượng này làm giảm hiệu quả hoạt động của hệ thống điện và thị trường điện

*3-hệ thống điện luôn gặp phải các tình huống sự cố bất ngờ (contigency) do:-sự già hóa thiết bị điện dẫn đến hỏng hóc bất ngờ ;-do tác động từ bên ngoài gây ngắn mạch, đứt dây, sét đánh…các tình huống bất ngờ này có thể gây ra:

-Mất nguồn hoặc tải dẫn đến mất điện cục bộ,

-Quá tải do phát nóng các thiết bị, điện áp thấp quá hoặc cao quá, dẫn đến phải tái điều chỉnh cấu trúc vận hành hệ thống và có thể phải cắt tải nếu điều chỉnh không thành công

-Gây dao động tần số và điện áp mạnh có thể gây ra mất ổn định động, ổn định tĩnh hoặc ổn định điện áp làm mất điện diện rộng hoặc gây phân rã hệ thống điện

Tất cả các yêu tố trên ảnh hưởng đến chất lượng điện năng, an toàn và độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải điện và hiệu quả hoạt động của hệ thống điện và thị trường điện

Các vấn đề trên được gói gọn trong 2 khái niệm: độ tin cậy cung cấp điện và hiệu quả kinh tế

2-Đơn vị quản lý hệ thống truyền tải :

Trong thị trường điện cạnh tranh đầy đủ : hệ thống truyền tải điện được tách riêng, độc lập với các công ty phát điện và các công ty mua bán điện và được mở để mọi người sử dụng một cách công bằng

Hệ thống truyền tải do công ty truyền tải điện quản lý: sở hữu, bảo dưỡng, vận hành Cty truyền tải điện thường là công ty cổ phần

Về kinh tế hệ thống truyền tải điện là hệ thống độc quyền thương mại phi lợi nhuận Lãi suất của hệ thống truyền tải do nhà nước quy định

Trong vận hành hệ thống truyền tải được yêu cầu:

1-Mở đối với mọi khách hàng một cách công bằng, không phân biệt đối sử 2-Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện bao gồm đảm bảo khả năng tải trong điều kiện bình thường và sự cố, an toàn cho hệ thống điện

3-Tổn thất điện năng thấp nhất có thể

1.7.2.Khái niệm khả năng tải và nghẽn mạch :

1-Các tiêu chuẩn xác định khả năng tải:

Khả năng tải của mỗi thiết bị phân phối và của hệ thống điện được đánh giá bởi 3 điều kiện:

*1-Điều kiện phát nóng, mỗi phần tử của hệ thống truyền tải đều được nhà sản xuất cho biết khả năng tải lớn nhất theo điều kiện phát nóng

Với dây dẫn điện cho biết dòng điện cho phép (A) theo điều kiện phát nóng

và các điều kiện gây ra biến đổi dòng điện cho phép này Với dây cáp còn cho biết dòng điện ngắn mạch cho phép lớn nhất

Với máy biến áp cho biết công suất tải được max (MVA) và các điều kiện biến đổi của công suất này, trong những điều kiện nhất định máy biến áp có thể quá tải với mức quá tải và thời gian quá tải nhất định

Nếu dòng điện vượt quá giới hạn phát nóng thì đường dây , máy biến áp hay các thiết bị điện khác sẽ bị hỏng, bị già hóa nhanh, gây thiệt hại kinh tế Quá tải nhiệt chỉ được phép kéo dài trong thời gian nhất định tùy vào mức quá tải, sau thời gian này phần tử bị quá tải sẽ bị cắt khỏi vận hành hoặc phải xa thải một phần phụ tải để giảm quá tải

*2-Điều kiện điện áp, điện áp ở các nút tải (có máy biến áp hạ áp) phải lớn hơn điện áp cho phép min và nhỏ hơn điện áp cho phép max Điện áp ở các nút khác như trên đường dây siêu cao áp, sau các tụ bù dọc phải thấp hơn điện áp max cho phép

Nếu điện áp quá cao sẽ làm hỏng hoặc giảm tuổi thọ thiết bị, nếu thấp quá thì không đảm bảo điện áp ở lưới điện thấp hơn Ở lưới điện hạ áp thì nếu điện áp thấp quá thiết bị dùng điện không làm việc hiệu quả như yêu cầu hoặc không làm việc được

Khi xảy ra quá điện áp thấp hoặc cao, các thiết bị điều chỉnh điện áp sẽ hoạt động đưa điện áp về giới hạn cho phép Nếu các biện pháp bình thường không được thì sẽ phải xa thải phụ tải

*3-Độ dự trữ ổn định tĩnh và ổn định điện áp của lưới truyền tải phải nhỏ hơn độ dự trữ cho phép

Nếu độ dự trữ ổn định không đạt yêu cầu, nguy cơ mất ổn định sẽ lớn Mất

ổn định gây tổn thất kinh tế nghiêm trọng đối với người dùng điện và bản thân hệ thống điện

Điều kiện phát nóng là khả năng tải của từng phần tử của hệ thống điện Điều kiện điện áp là khả năng tải của một đường dây điện hay của một bộ phận lưới truyền tải

Điều kiện ổn định là khả năng tải của một khu vực lớn của hệ thống điện , toàn hệ thống điện hoặc của các đường dây liên lạc giữa các hệ thống điện

Các tiêu chuẩn trên được quy định thành các giới hạn, mà chế độ của hệ thống điện không được vi phạm

Nếu xảy ra vi phạm các giới hạn của tiêu chuẩn trên thì gọi là quá tải, có quá tải theo điều kiện phát nóng gọi tắt là quá tải nhiệt, có quá tải theo điều kiện điện áp

và quá tải theo điều kiện ổn định Một phần tử có thể quá tải, một khu vực lưới điện

có thể quá tải hoặc cả hệ thống điện quá tải

2-Khả năng tải tổng (KNTT)

Khả năng tải tổng là công suất tải được lớn nhất (total transfer capacity) trên một đường dây tải điện, hay từ điểm này sang điểm khác của lưới truyền tải , hay từ khu vực này sang khu vực khác của hệ thống điện mà không bị quá tải , nghĩa là không vi phạm các tiêu chuẩn khả năng tải nói trên, không gây ra phát nóng quá

giới hạn ở bất kỳ phần tử nào, không gây điện áp thấp hơn giới hạn ở bất kỳ nút nào

và không làm cho độ dự trữ ổn định thấp hơn giá trị cho phép

3-Khả năng tải khả dụng (available transfer capacity): là công suất còn tải

thêm được trên một đường dây tải điện đang tải một công suất nào đó, hay từ điểm này sang điểm khác của lưới truyền tải , hay từ khu vực này sang khu vực khác của

hệ thống điện mà không gây ra quá tải, từ chế độ làm việc hiện tại Thông tin về khả năng tải còn lại rất quan trọng trong thị trường điện, giúp cho các giao dịch mua bán điện được thuận lợi

4- Khái niệm về trật tự phát điện xứng đáng ( merit order) và trật tự phát điện không xứng đáng

Trật tự phát điện xứng đáng là : nhà máy điện rẻ nhất phát trước, nếu thiếu công suất thì đến nhà máy điện rẻ thứ 2…cho đến khi đủ công suất cho phụ tải Trật tự phát điện xứng đáng của các nhà máy điện trong thị trường điện cho chi phí sản xuất điện năng nhỏ nhất

Nếu trong hệ thống điện không xảy ra nghẽn mạch thì trật tự phát điện xứng đáng được thực hiện

Khi xảy ra nghẽn mạch thì trật tự phát điện phải điều chỉnh lại để khắc phục nghẽn mạch ,nhà máy điện giá rẻ có thể phải giảm phát và nhà máy điện giá cao sẽ được phát, trật tự phát điện mới này gọi là là trật tự phát không xứng đáng, chi phí sản xuất điện chung sẽ cao hơn

Trong hệ thống điện thực tế, trật tự phát điện xứng đáng có thể thực hiện được hay không phụ thuộc vào lưới truyền tải

Trong hệ thống điện độc quyền thương mại, thường sử dụng khái niệm chế

độ phát điện tối ưu đó là chế độ phát điện của các nhà máy điện cho chi phí sản xuất nhỏ nhất trên cơ sở đảm bảo không xảy ra quá tải Chế độ tối ưu này bao gồm cả trật tự phát xứng đáng và không xứng đáng nêu trên Trong hệ thống điện độc quyền không có nhu cầu tách riêng 2 loại trật tự phát này vì nhà máy điện , lưới điện và các công ty phân phối điện cùng có một chủ sở hữu

Trong thị trường điện cạnh tranh thì khác, các nhà máy điện , lưới điện và các Cty mua bán điện do các chủ sở hữu khác nhau Do đó các trật tự phát điện ảnh hưởng lớn đến thu nhập, chi phí của các đơn vị tham gia và lợi ích chung của toàn thị trường điện

5- Khái niệm nghẽn mạch (transmission congestion):

Nghẽn mạch là hiện tượng : vi phạm khả năng tải do sự biến thiên của phụ tải hoặc do sự cố phần tử

Để khắc phục tức thời nghẽn mạch SO phải điều chỉnh công suất phát của các nhà máy điện , dẫn đến phải đáp ứng phụ tải bằng trật tự phát điện không xứng đáng

Nếu không thể điều chỉnh công suất phát của các nhà máy điện để khắc phục nghẽn mạch thì phải cắt các phụ tải cắt được, nếu vần không triệt tiêu được nghẽn mạch thì phải cắt các phụ tải tin cậy

Nghẽn mạch còn có thể gây ra sự cố lan rộng dẫn đến mất điện diện rộng

Ở đây ta chỉ nói đến các nghẽn mạch có thể khắc phục được bằng cách điều chỉnh công suất phát của các nhà máy điện, các nghẽn mạch không nguy hiểm, không gây ra mất điện Nghẽn mạch loại này không gây ra mất điện, chỉ làm cho các Cty phát điện phải phát điện theo trật tự không xứng đáng Nhà máy điện có giá

rẻ phải giảm công suất phát, nhà máy điện đắt hơn lại được huy động

Nghẽn mạch ảnh hưởng đến biến đổi giá giao dịch trong thị trường điện , ảnh hưởng đến kinh doanh của thị trường điện

Trong thực tế nghẽn mạch không nguy hiểm xảy ra là việc bình thường trong chế độ phụ tải điện max, và nhất là khi xảy ra bảo dưỡng định kỳ hay sự cố các phần tử của lưới truyền tải

Tuy nhiên trong hệ thống điện độc quyền kinh doanh thì đó là vấn đề nội bộ của doanh nghiệp điện, không ảnh hưởng đến người dùng điện trực tiếp, nên không được xã hội chú ý, thậm chí hiện tượng này còn không được đặt tên

Trong thị trường điện bán buôn tình hình khác hẳn, nghẽn mạch làm thay đổi giá điện, ảnh hưởng đến tất cả các doanh nghiệp tham gia thị trường điện từ Cty

phát điện ,Cty mua bán điện đến hệ thống truyền tải Do đó nghẽn mạch được quan tâm của xã hội và trở thành vấn đề được quan tâm đặc biệt

Trong thị trường điện, nghẽn mạch có thể xảy ra nhiều hơn trong hệ thống điện độc quyền, do 3 lý do:

1-Sự tồn tại của rất nhiều thành phần tham gia thị trường điện

Khách mua, bán và SO nhiều khi có xung đột lợi ích và sự khác biệt mục đích thể hiện trong sự phức tạp của vận hành thị trường điện Sự phức tạp này trầm trọng hơn khi khan hiếm nguồn điện, trong trường hợp nghẽn mạch

2-Dòng công suất truyền tải trên lưới truyền tải điện tuân theo các định luật Kirchoff Công suất của các hợp đồng mua bán không thể đi theo một số đường dây theo yêu cầu được

3-Hiện nay không có các phương tiện dự trữ điện năng lớn

(Phương tiện dự trữ điện năng vào trường điện từ (1 GWh) hiện nay đã được nghiên cứu nhưng giá thành rất cao)

3 lý do trên khiến cho nghẽn mạch là vấn đề hay xảy ra trong hệ thống điện nhất là ở chế độ max và khi sự cố đường dây tải điện

Thị trường điện phải song hành với nghẽn mạch vì để khắc phục triệt để nghẽn mạch đòi hỏi chi phí rất lớn, lớn hơn nhiều lợi ích thu được khi không có nghẽn mạch Từng nghẽn mạch cụ thể chỉ có thể được khắc phục khi chi phí bỏ ra nhỏ hơn lợi ích thu được

Để khắc phục phần nào các tác hại của nghẽn mạch , thị trường điện mà trực tiếp là SO và công ty truyền tải điện quản lý thực hiện công việc gọi là quản lý nghẽn mạch Quản lý nghẽn mạch bao gồm:

1-Điều khiển công tác của hệ thống điện khi xảy ra sự cố để khắc phục nghẽn mạch ,

2-Áp dụng các biện phái tài chính để giảm tác hại của biến động giá điện do nghẽn mạch đến các Cty phát điện và Cty mua bán điện ,

3-Thực hiện các biện pháp nâng cấp lưới truyền tải khắc phục nghẽn mạch khi đủ điều kiện kinh tế

1.8 Tổ chức và hoạt động của thị trường điện

1.8.1.Các loại hàng được mua bán và các chợ giao dịch (thị trường con) tương ứng:

1.Hàng hóa chính : công suất và điện năng - Thị trường điện năng

Các Công ty phát điện bán điện năng còn các Công ty mua bán điện mua điện năng rồi bán lại cho người dùng điện

Có 4 thông số cần biết khi mua bán điện: công suất , điện năng, địa điểm và thời gian thực hiện

Điện năng có thể mua bán theo 2 cách:

Mua bán song phương: bên mua và bên bán ký hợp đồng dài hạn hàng năm hoặc lâu hơn Nếu mua trên sàn thì người mua có thể yêu cầu công suất hoặc điện năng hoặc cả 2 tại một nút tải nhất định, ở thời điểm nhất định trong tương lai và kéo dài 1 giờ, ½ giờ tùy theo quy định của các thị trường điện Tương lai ở đây là 1 ngày tới hay 5' tới Khi thời gian đã xác định thì chỉ cần cho công suất

Công suất mua chia làm 2 loại: công suất chắc chắn và công suất cắt được Công suất mua chắc chắn , bên bán phải bảo đảm cung cấp với mức tin cậy cao nhất có thể được, mức này cụ thể thế nào do 2 bên định ra Như vậy bên bán phải đảm bảo công suất này cho bên mua trong mọi tình huống

Công suất cắt được là công suất mà người bán có thể cắt không báo trước khi xảy ra các tình huống không đủ công suất, tất nhiên là giá sẽ rẻ hơn Phía người mua có các công việc sản xuất, mất điện đột nhiên một thời gian nào đó không gây thiệt hại nhiều, họ sẵn sang mua loại công suất này nếu có lợi Phía người bán muốn bán hết công suất họ có lúc bình thường, nhưng khi sự cố họ phải giành công suất cho phụ tải chắc chắn hoặc cho người mua công suất dự trữ sự cố nên phải cắt điện phụ tải cắt được

Khi mua điện chắc chắn (firm) người mua mua cả công suất và điện năng , còn khi mua điện cắt được người mua chỉ mua điện năng

Mua điện chắc chắn hay cắt được đều có các mức độ khác nhau theo thỏa thuận giữa người mua và người bán Mức độ này biến đổi theo thời gian trong năm

Giá mua điện chắc chắn và cắt được chênh lệch khá nhiều, từ 1,5 đến 2 lần Mua điện cắt được đem lại lợi ích cho cả người mua và hệ thống điện, bên mua hợp lý hóa sản xuất chi cho điện năng ít hơn còn hệ thống điện sẽ dễ dàng hơn khi vận hành hệ thống điện nhất là khi xảy ra nghẽn mạch , nguy cơ phụ tải chắc chắn bị cắt điện sẽ thấp hơn Do đó người ta khuyến khích khách hàng sử dụng loại mua điện này

Có 2 thị trường mua bán điện năng trên 2 sàn giao dịch: thị trường điện ngày tới (Day-ahead) và thị trường điện tức thời hay cân bằng (real-time energy markets, balance market )

2.Các mua bán khác, gọi là mua bán dịch vụ -thị trường dịch vụ

Để có thể phát và tải điện an toàn từ nhà máy điện đến các hộ dùng điện, cần phải điều chỉnh tần số, điều chỉnh điện áp, phải có công suất tác dụng và công suất phản kháng dự trữ…các đơn vị tham gia thị trường điện phải đóng góp cho các công việc này bằng cách bán và mua các dịch vụ phụ

Ngoài ra bên bán hay mua có thể muốn theo dõi được công suất bán hay mua theo thời gian thực, còn phải mua cả tổn thất công suất trên lưới truyền tải , mua công suất dự trữ riêng để đảm bảo độ tin cậy …

Các dịch vụ phụ được mua trên thị trường dịch vụ phụ

Các loại mua bán: Ngoài công suất , điện năng còn có các mua bán như trong bảng sau, mỗi hạng mục đều có giá tương ứng

Bảng 2 : Bảng các dịch vụ phụ được mua trên thị trường dịch vụ phụ

Công suất dự trữ-capacitive reserve Bảo đảm cung cấp điện chắc chắn tức

thời khi xảy ra thiếu công suất nguồn Công suất phản kháng –reactive

power

Máy phát điện đảm bảo cấp công suất

phản kháng cho hệ thống để điều chỉnh điện áp

Dự trữ dừng-Standby service

Bảo đảm khởi động và nhận tải trong vòng 15 phút không có báo trước, sẽ được huy động khi nghẽn mạch xảy ra

Dự trữ lạnh-Cold reserve Sẵn sàng khởi động dự trữ lạnh trong

khoảng 4 h

Không chạy-no run

Thanh toán không chạy( mất cơ hội được trả tiền)- khi nghẽn mạch nhà máy điện giá rẻ phải giảm công suất phát Khởi động đen-Black start Yêu cầu hỗ trợ khi phải khởi động đen

Kiểm tra đầu ra-control of autputs người mua theo dõi được công suất và GENCO thực hiện điều khiển sao cho

điện năng mua

1.8.2.Tổ chức thị trường điện:

Để thực hiện các mua bán chính và phụ thị trường điện hoàn chỉnh được tổ chức như trên hình, người ta tổ chức giao dịch song phương và các sàn giao dịch

Hình 1.5 : Sơ đồ tổ chức thị trường điện

1-Giao dịch song phương:

Bên bán và mua giao dịch trực tiếp với nhau mua bán điện theo giá và điều kiện riêng không phụ thuộc SO

Tuy nhiên họ được yêu cầu công bố một phần hoặc toàn phần hợp đồng song phương Hợp đồng song phương thường là dài hạn (1 năm hoặc nhiều năm) và do

đó tính cạnh tranh không cao Trước khi ký giao dịch song phương 2 bên phải nắm được khả năng tải của lưới truyền tải điện xem về mặt kỹ thuật có thể thực hiện giao dịch được không Ưu điểm của giao dịch song phương là mềm dẻo nhưng có nguy cơ về khả năng thanh toán

Mua bán song phương có tác dụng tích cực trong khuyến khích đầu tư vào nguồn điện trong dài hạn

Còn có loại hình mua bán song phương qua môi giới trên sàn giao dịch không chính thức

2-Mua bán trên sàn giao dịch:

Mua bán thực hiện trên sàn giao dịch, có 2 sàn giao dịch:

a-Sàn giao dịch cho TT mua bán trước (forward markets) (pool,exchange,PX), mua bán điện ngày tới hay ngày trước (Day ahead markets-DA): giống như sàn chứng khoán hay giao dịch hàng hóa khác Đây là mua bán ngắn hạn, giao dịch mua bán điện cho từng giờ trong ngày tới

Tính cạnh tranh của thị trường điện mua bán ngắn hạn cao hơn nhiều so với mua bán dài hạn Tính cạnh tranh kém nhất là trường hợp Cty mua điện duy nhất mua dài hạn của các nhà máy điện

Người mua và bán đều đưa ra yêu cầu công suất và giá cả gọi là giá thầu mua

và giá thầu bán, họ không làm việc trực tiếp với nhau mà thông qua sàn giao dịch,

họ hoàn toàn không biết nhau và cũng không cần biết nhau Trên cơ sở giá thầu sàn giao dịch có nhiệm vụ tính toán và công bố thường xuyên giá giao dịch thị trường (market clearing price-MCP ), theo đó các giao dịch mua bán điện được thực hiện và thanh toán

Giao dịch trước là thị trường tài chính (financial markets), các giao dịch được tính toán theo các điều kiện tài chính

Hình 1.6: Cách thức mua bán trên sàn giao dịch

b- Sàn giao dịch cho thị trường điện cân bằng Thị trường điện cân bằng là thị trường điện tức thời (real time-RT) còn gọi là thị trường vật lý vì nó gắn liền với cân bằng công suất tức thời Khi sắp thực hiện hợp đồng mua bán điện theo hợp đồng ngày tới, bên mua đã có số liệu rất chính xác của công suất yêu cầu, nếu công suất yêu cầu thực lớn hơn công suất đã mua trong thị trường điện ngày tới thì công suất sẽ bị thiếu, ngược lại là thừa Bên mua sẽ phải mua them công suất thiếu và bán lại công suất thừa, hoặc mua thêm công suất thiếu của bên bán

hoặc của công ty phát điện Việc mua bán này thực hiện trên thị trường điện cân bằng khoảng 5 phút trước

khi thực hiện phát điện

Ví dụ về yêu cầu công suất phụ tải điện trong thị trường điện ngày tới và thị trường điện cân bằng tức thời của thị trường điện PJM[15] trên hình 1.6: ta thấy

có nhiều lúc yêu cầu công suất thực tế và mua trước khác nhau cần phải hiệu chỉnh

Hình 1.7 : Công suất phụ tải điện trong TTĐ ngày tới va TTĐ cân bằng tức thời

Ta thấy trong thị trường điện Argetina, các hộ dùng điện lớn và Cty mua bán điện có thể giao dịch song phương với các Cty phát điện độc lập Khi sắp vận hành công suất thiếu hoặc thừa có thể bán hoặc mua trên sàn giao dịch tức thời thanh toán theo giá tức thời hoặc mua công suất thiếu theo mùa thanh toán theo giá mùa

Hình 1.8 : Cách thức giao dịch ở thị trường điện Arrgentina

Các Cty mua bán điện không mua song phương có thể mua trên sàn với giá biên tính theo mùa, nghĩa là sau một mùa mới tính tiền theo số đo

Các Cty phát điện bán điện song phương có thể bán công suất thiếu thừa lúc vận hành trên sàn tức thời

Các Cty phát điện không bán điện song phương thì bán điện lên sàn giao dịch theo giá tức thời

Ngoài 2 thị trường điện trên còn có loại thị trường điện giờ tới Vận hành 3 thị trường điện sẽ phức tạp hơn nhiều nhưng khả năng giảm bất định giá điện cao hơn

1.8.3 Khung thời gian hoạt động của thị trường điện :

Bảng 3: Sơ đồ hoạt động của hệ thống điện trong khoảng 15 năm

(bao gồm quy hoạch và vận hành)

Thời

gian 2-15 năm 1 năm Trước 1

ngày 6-8 giờ 1-15 phút

Vận hành tức thời

Dự báo

-Phụ tải điện -Nguồn phát -Truyền tải

-Phụ tải điện -Nguồn phát -Truyền tải

-Phụ tải điện -Nguồn phát -Truyền tải

-Phụ tải điện -Nguồn phát -Truyền tải

-Phụ tải điện -Nguồn phát -Truyền tải

và truyền tải -Nhiên liệu

-Nhiên liệu -Sửa đổi

và bảo dưỡng

-Thời gian làm việc -Tính toán -Phối hợp với đối tác

-Khởi động nhà máy điện

-Tốc độ tăng công suất -Dự trữ công suất -Phối hợp với đối tác

-Dự trữ -Khả năng khởi động đen

Công

việc

-Đầu tư xây dựng -Hợp đồng mua

nhiên liệu

-Mua nhiên liệu -Lập kế hoạch bảo dưỡng

-Lập kế hoạch cho ngày tới

và tối ưu hoá

-Lập kế hoạch dự trữ vận hành

-Cân bằng cung - cầu

-Điều khiển tự động -Quản lý

sự cố

Quy hoạch đầu tư thực hiện trong khoảng 2-đến 15 năm, ví dụ : sau 2 năm nữa cần

đưa 1 đường dây vào vận hành thì năm nay bắt đầu làm, còn muốn đưa nhà máy điện vào năm thứ 15 thì cũng cần làm từ năm này Nếu 1 đường dây cần đưa vào vận hành trong 3 năm nữa thì sang năm mới làm vì làm đường dây chỉ mất 2 năm Nếu một công trình cần k năm để thực hiện và cần phải đưa vào vận hành năm thứ n thì phải bắt đầu ở năm thứ n-k Công việc gồm quy hoạch, thiết kế và thi công Các hợp đồng về nhiên liệu cũng phải thực hiện sao cho khi nhà máy điện vào vận hành thì có đủ nhiên liệu

Để có thể quy hoạch thì phải dự báo phụ tải, yêu cầu nguồn phát và hệ thống truyền tải

Các hạn chế cần tìm cách vượt qua là khả năng phát và tải, nhiên liệu

Thị trường trong thời gian này gọi là thị trường tài chính, cạnh tranh trong lĩnh vực

đầu tư tài chính vào hệ thống điện

Trong khoảng 1 năm trước thì phải làm gì? mua nhiên liệu và lập kế hoạch bảo

dưỡng nhà máy điện và đường dây

Cho ngày hôm sau, phải lập kế hoạch vận hành và tính toán chương trình vận hành

tối ưu cho ngày hôm sau

6-8 giờ trước: lập kế hoạch dự trữ vận hành

Trong khoảng 1 năm trước thì phải làm gì? mua nhiên liệu và lập kế hoạch bảo

dưỡng nhà máy điện và đường dây

Cho ngày hôm sau, phải lập kế hoạch vận hành và tính toán chương trình vận hành

tối ưu cho ngày hôm sau

6-8 giờ trước: lập kế hoạch dự trữ vận hành

Trong khoảng 1 năm trước thì phải làm gì? mua nhiên liệu và lập kế hoạch bảo

dưỡng nhà máy điện và đường dây

Cho ngày hôm sau, phải lập kế hoạch vận hành và tính toán chương trình vận hành

tối ưu cho ngày hôm sau

6-8 giờ trước: lập kế hoạch dự trữ vận hành

Từ một ngày cho đến 15 phút trước khi thực hiện gọi là thị trường trao ngay (spot

market), các bên mua và bán thực hiện mua bán trên sàn Trong thị trường điện này, cung và cầu được khớp nhau trong thời gian thực thông qua thông qua một quy trình chặt chẽ

Từ 15 đến 1 phút trước khi thực hiện gọi là thị trường cân bằng

15-1 phút: lập cân bằng công suất nguồn và tải phân bố công suất vận hành cho các

máy phát

Vận hành tức thời : điều chỉnh tự động hoạt động:dự trữ quay, điều chỉnh tần số,

điện áp và sử lý sự cố khi nó xảy ra

Thanh toán thực hiện sau khi thực hiện 1 tuần sau sau khi mua bán điện được thực

hiện

Trong hệ thống điện độc quyền thương mại, đây là công việc của đơn vị vận hành

và quy hoạch

Khi thành lập thị trường điện cạnh tranh thì các công việc này vẫn phải làm, chỉ có khác là phải phân chia trách nhiệm và phối hợp công tác giữa SO và các thành viên độc lập của thị trường điện

Về kỹ thuật hiện tại SO chỉ đảm nhận công tác vận hành tức thời còn các công việc khác đều dành cho cạnh tranh giữa các thành viên Việc phân chia trách nhiệm này khác nhau ở các thị trường điện

Các bên mua bán thanh toán với nhau theo giá biên nút , SO vận hành thị trường điện ,thu của bên mua rồi trả cho bên bán (Có thị trường điện dùng giá biên vùng:NORD POOL)

Trong thị trường điện độc quyền thì, bài toán OPF được tính theo chi phí sản xuất thực của các nhà máy điện , phụ tải được cho trước và được cấp điện hoàn toàn Mục đích là chi phí sản xuất nhỏ nhất

Trong thị trường điện phi điều tiết: SO không biết chi phí sản xuất của các nhà máy điện , vì nó là sở hữu riêng của nhà sản xuất, mặt khác phí tiêu thụ cũng điều chỉnh công suất mua theo giá bán Do đó SO tính OPF theo giá chào thầu mua và bán Mục đích là lợi ích xã hội lớn nhất

Mối liên quan giữa thị trường điện và vận hành thể hiện trên hình 1.9:

Hình 1.9 : Mối liên quan giữa thị trường điện và vận hành

1.8.4 Cách thanh toán tiền mua bán điện giữa Cty mua bán điện và Cty phát điện: 1.8.4.1.Mua bán song phương

Giá bán điện song phương : giá do 2 bên định ra, không có cách tính chung, có thể trao đổi hàng hóa bên mua nhận điện bên bán nhận hàng hóa khác như nhiên liệu… Hợp đồng song phương bao gồm:

-điểm phát vào, điểm nhận

-công suất -MW

-thời điểm thực hiện

-khoảng thời gian thực hiện, hay cho thời gian kết thúc

Có thể mua bán điện năng và công suất

Hợp đồng chắc chắn (firm contract) là giao dịch với độ tin cậy cao, bên bán phải có

dự phòng công suất cho bên mua nếu nguồn của họ bị sự cố hoặc mua điện chỗ khác để cấp

Để giảm ảnh hưởng của biến động giá đến lợi tức theo thời gian thực, 2 bên thực hiện hợp đồng rào chắn CFD-contract for diference, bên mua thanh toán cho bên bán theo sơ đồ sau:

Hình 1.10 : Phương thức bên mua thanh toán cho bên bán

Bên mua trả tiền cho SO và SO trả cho bên bán theo giá thanh toán chung, nếu giá thanh toán chung P1 lớn hơn giá hợp đồng giao dịch song phương P2 thì bên bán trả lại cho bên mua

(P1-P2).Q, Q là công suất giao dịch, còn nếu P1<P2 thì bên mua trả thêm cho bên bán (P2-P1).Q

Giá P2 do 2 bên thỏa thuận Hợp đồng được báo cho SO để tính toán giá điện

1.8.4.2.Mua bán trên sàn-Giá thanh toán chung

Cách thanh toàn phổ biến hiện nay là sử dụng giá thanh toán chung (market clear price- MCP) cho tất cả các Cty phát điện và Cty mua bán điện không phụ thuộc vào

giá chào thầu của các công ty này Mua bán theo giá chung, mọi Cty mua bán điện

đều phải trả tiền theo giá chungnày Do đó nhà máy điện có thể bán được với giá cao hơn giá họ có thể bán còn Cty mua bán điện có thể mua được điện với giá thấp hơn giá họ có thể mua

Có 2 loại giá chung:

1-Giá biên nút (spot price hay local marginal price-LMP) : xác định cho từng nút

tải và dùng để thanh toán cho các Cty phát điện bán điện vào nút đó và Cty mua bán điện mua điện từ nút đó Căn cứ vào công suất phát vào nút Cty phát điện được trả tiền bằng tích của công suất phát vào nút và giá biên nút, Cty mua bán điện phải trả tiền bằng công suất lấy từ nút nhân với giá biên nút

Cty phát điện tại nút i nhận được : pki QkGi + pk0i.(Q0kGi -QkGi)

Cty mua bán điện tại nút j phải trả: pkj.QkLi +pk0j.(Q0kLj -QkLi)

pki, pkj là giá biên tại nút i,j, QkGi và QkLj là công suất phát và mua giờ k ngày tới

pk0i, pk0j là giá biên tức thời tại nút i,j,giờ k, Q0kGi và Q0kLj là công suất phát và muathực ở giờ k ngày tới

Như vậy phần công suất mua, bán ngày tới thanh toán theo giá thanh toán ngày tới, còn phần mua, bán thêm tức thời thanh toán theo giá thanh toán tức thời

Hiện nay giá biên nút được dùng phổ biến Các thị trường điện Mỹ : (Pennsylvania, New Jersey, Maryland), ISO New England, and the New York ISO đều dùng LMP

và năm 2005 thị trường điện Cali cũng chuyển sang dùng LMP thay cho giá biên vùng ZMP

Ưu điểm của LMP là phản ảnh được khả năng tải của hệ thống điện và tổn thất