Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN cứu QUẢN lý lưới điện TRUYỀN tải TRONG THỊ TRƯỜNG điện VIỆT NAM
2013 Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ một công trình nào. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang MỞ ĐẦU 1 1.1. Tổng quan về thị trường điện 4 1.1.1. Giới thiệu chung 4 1.1.2. Một số khái niệm 5 1.1.2.1. Độc quyền và độc quyền tự nhiên 5 1.1.2.2. Khái niệm về thị trường điện và thị trường điện hoàn hảo 6 1.1.3. Cấu trúc thị trường điện 7 1.1.3.1. Các lý do dẫn đến thị trường điện 7 1.1.3.2. Các thành phần cơ bản của thị trường điện 8 1.1.3.3. Cách tổ chức thị trường điện 10 1.1.3.4. Cách thức mua bán điện 13 1.1.3.5. Thị trường điện ở các nước trên thế giới 16 1.2. Những vấn đề về truyền tải điện trong thị trường điện 19 1.2.1. Vận hành hệ thống điện 19 1.2.2. Lưới điện trong thị trường điện 19 1.2.2.1. Nhiệm vụ của lưới truyền tải điện 20 1.2.2.2. Các dịch vụ cấp cho khách hàng 1.2.2.3. Các nhiệm vụ của SO 22 24 1.2.3. Các thành phần của phí truyền tải 24 1.2.4. Các phương pháp tính phí truyền tải và tỷ lệ phân chia phí truyền tải trong thị trường điện 25 1.2.4.1. Các phương pháp tính phí truyền tải 25 1.2.4.2. Tỷ lệ phân chia phí truyền tải trong thị trường điện 26 1.3. Nghẽn mạch và quản lý nghẽn mạch 28 1.3.1. Khái quát về nghẽn mạch 28 1.3.1.1. Khái niệm nghẽn mạch 28 1.3.1.2. Nguyên nhân 1.3.1.3. Ứng xử của đơn vị quản lý vận hành khi xảy ra nghẽn mạch 1.3.1.4. Tác hại của nghẽn mạch 29 29 29 1.3.2. Quản lý nghẽn mạch 30 1.3.2.1. Xử lý của điều hành thị trường điện khi xảy ra nghẽn mạch 30 1.3.2.2. Quản lý bằng chi phí nghẽn mạch 31 1.3.2.3. Quản lý bằng các biện pháp kỹ thuật 32 1.4. Các lựa chọn cho thị trường điện Việt Nam 32 1.4.1. Hiện trạng ngành điện Việt Nam 32 1.4.1.1. Nguồn điện 32 1.4.1.2. Lưới điện 34 1.4.1.3. Mô hình tổ chức của EVN 35 1.4.2. Dự kiến tiến độ triển khai thị trường điện Việt Nam 1.4.3. Mô hình quản lý kinh doanh lưới điện truyền tải Việt Nam 35 37 1.4.4. Lựa chọn cấu trúc thị trường điện 40 1.4.5. Lựa chọn cấu trúc lưới truyền tải điện 40 1.5. Kết luận chương 1 41 2.1. Những vấn đề cơ bản khi tính phí truyền tải 43 2.1.1. Mục đích và yêu cầu đối với phí truyền tải 43 2.1.1.1. Mục đích 43 2.1.1.2. Yêu cầu 43 2.1.2. Sơ đồ tính phí truyền tải 43 2.1.3. Doanh thu yêu cầu của lưới truyền tải 44 2.2. Các phương pháp tính phí truyền tải 45 2.2.1. Phương pháp “tem thư” 46 2.2.1.1. Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh 46 2.2.1.2. Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh kết hợp với Điện năng 47 2.2.1.3. Phương pháp “tem thư” công suất đỉnh tháng trước 48 2.2.2. Phương pháp MW-km 49 2.2.2.1. Phương pháp MW-km cơ bản 2.2.2.2. Phương pháp MW-km theo modul 2.2.2.3. Phương pháp MW-km với chi phí bằng không cho trào lưu công suất ngược chiều 50 50 51 2.2.2.4. Phương pháp MW-km với trào lưu công suất vượt trội 2.2.3. Phương pháp tính thành phần công suất do khách hàng u gây ra trên đường dây k 2.2.4. So sánh các phương pháp “tem thư”, MW-km - Tham gia trung bình, MW-km - Tham gia biên 2.2.5. Phương pháp tham gia biên - MP 51 52 54 54 2.3. LMP, FTR và quản lý nghẽn mạch 56 2.3.1. Đặt vấn đề 56 2.3.2. Giá biên nút và phương pháp tính toán giá biên nút 56 2.3.2.1. Giá biên nút 56 2.3.2.2. Mô hình bài toán phân bổ công suất tối ưu-OPF tính giá biên nút 59 2.3.3. Quyền truyền tải chắc chắn và đấu thầu FTR 61 2.3.3.1. Quyền truyền tải chắc chắn 61 2.3.3.2. Lợi ích của FTR đối với người có FTR 61 2.3.3.3. Đấu thầu FTR 64 2.3.4. Quản lý nghẽn mạch 66 2.4. Ví dụ tính phí sử dụng lưới truyền tải bằng một số phương pháp 67 2.4.1. Tính toán phí sử dụng lưới truyền tải bằng phương pháp MW-km 67 2.4.2. Tính toán phí sử dụng lưới truyền tải bằng phương pháp MP 72 2.4.3. Tính toán FTR 75 2.5. Đề xuất phương pháp tính phí truyền tải và nghẽn mạch cho thị trường điện Việt Nam 76 2.5.1. Đánh giá phí truyền tải xác định theo các phương pháp 76 2.5.2. Đề xuất phương pháp tính phí truyền tải cho thị trường điện VN 2.5.3. Tính phí truyền tải của lưới truyền tải điện miền Bắc bằng PP “tem thư” và PP tham gia biên, so sánh 2 phương pháp 77 78 2.6. Phân tích giá biên nút của hệ thống điện miền Bắc Việt Nam 84 2.6.1. Các kịch bản tính toán 84 2.6.2. Các kết quả tính toán 85 2.6.3. Nhận xét, kết luận 86 2.7. Kết luận chương 2 87 3.1. Khái quát về khả năng tải của lưới truyền tải điện 88 3.1.1. Định nghĩa khả năng tải 88 3.1.2. Các điều kiện và tiêu chuẩn xác định giới hạn công suất tải của lưới truyền tải điện 90 3.1.2.1. Các điều kiện xác định giới hạn công suất tải của lưới điện 90 3.1.2.2. Các tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng để tính khả năng tải 93 3.1.3. Các biện pháp kỹ thuật nâng cao khả năng tải tổng của lưới truyền tải điện 3.1.4. Yêu cầu tính toán khả năng tải trong thị trường điện 94 95 3.1.5. Nội dung các phần tiếp theo của luận án 3.2. Các phương pháp cơ bản giải tích lưới điện 96 96 3.2.1. Phương pháp Newton - Raphson (N-R) 97 3.2.1.1. Hệ phương trình cân bằng công suất nút 97 3.2.1.2. Thuật toán 97 3.2.2. Phương pháp dòng điện 1 chiều (Phương pháp DC Model) 100 3.2.3. Giải tích lưới điện khi có các thiết bị FACTS 100 3.2.3.1. Các thiết bị bù có điều khiển 100 3.2.3.2. Mô hình thiết bị bù dọc TCSC trong giải tích chế độ xác lập 101 3.2.3.3. Mô hình thiết bị bù ngang SVC trong giải tích chế độ xác lập 103 3.3. Tính khả năng tải của lưới truyền tải điện 3.3.1. Các yêu cầu cơ bản về tình huống, giả thiết và dữ liệu khi tính khả năng tải 3.3.2. Các phương pháp tính khả năng tải 3.3.3. Thuật toán tính khả năng tải cho một lựa chọn thời gian 3.3.3.1. Thuật toán tính KNT bằng phương pháp lặp lại RPF 3.3.3.2. Phương pháp độ nhạy 3.3.4. Ví dụ áp dụng 3.3.4.1. Áp dụng tính ATC cho lưới điện đơn giản 3.3.4.2. Áp dụng tính ATC cho lưới điện TT 41 nút miền Bắc 3.4. Phương pháp tính giới hạn ổn định điện áp 104 104 105 106 106 107 107 107 110 112 3.4.1. Giới hạn ổn định điện áp và các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định điện áp 112 3.4.1.1. Giới hạn ổn định điện áp 112 3.4.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định điện áp 114 3.4.2. Các tiêu chuẩn ổn định tính giới hạn ổn định tĩnh và ổn định điện áp 115 3.4.3. Chỉ tiêu ổn định điện áp 116 3.4.4. Thuật toán tính giới hạn ổn định 116 3.4.5. Chương trình tính toán 117 3.5. Bài toán chọn thiết bị bù để nâng cao khả năng tải của lưới TT điện 119 3.5.1. Đặt vấn đề 119 3.5.2. Các bước quy hoạch thiết bị bù SVC nâng cao ổn định điện áp 122 3.6. Nghiên cứu ổn định điện áp của lưới điện Việt Nam năm 2011 126 3.6.1. Hệ thống điện Việt Nam 126 3.6.2. Nghiên cứu ổn định điện áp 130 3.6.2.1. Nghiên cứu khả năng tải theo ổn định điện áp hướng Bắc-Nam khi chưa đặt SVC 130 3.6.2.2. Nghiên cứu khả năng tải theo ổn định điện áp hướng 131 Bắc-Nam khi đặt SVC 3.7. Luận chứng kinh tế thiết bị FACTS 133 3.7.1. Sử dụng thiết bị FACTS trong thị trường điện 133 3.7.2. Tính độ tăng lợi ích xã hội khi đặt thiết bị FACTS 134 3.7.3. Lợi ích do sử dụng FACTS 137 3.7.4. Chi phí cho thiết bị FACTS 3.7.5. Luận chứng kinh tế TCSC 3.8. Kết luận chương 3 137 138 144 145 1. Các nội dung cơ bản của luận án 145 2. Các đóng góp mới của luận án 146 3. Hướng nghiên cứu tiếp theo PHỤ LỤC 147 148 STT 1 AC Alternating Current: Dòng điện xoay chiều 2 ALMP Average Locational Marginal Price: Giá biên nút trung bình 3 ATC Available Transfer Capability: Khả năng tải khả dụng 4 BOT Build - Operate - Tranfer: Xây dựng - Hoạt động - Chuyển giao 5 BSUoS Balancing Services Use of System: Sử dụng của hệ thống dịch vụ cân bằng 6 CBM Capacity Benefit Margin: Dự trữ lợi ích về khả năng tải 7 Cty Công ty 8 DC Direct Current: Dòng điện một chiều 9 ĐD Đường dây 10 DISCO Distribution Company: Công ty phân phối điện 11 EVN Vietnam Electricity: Tập đoàn Điện lực Việt Nam 12 FACTS Flexible AC Transmission System: Hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt 13 FERC Federal Energy Regulatory Commission: Ủy ban điều phối năng lượng liên bang 14 FTR Firm Transmission Right: Quyền truyền tải chắc chắn 15 GENCO Generation Company: Các công ty sản xuất điện 16 HTĐ Hệ thống điện 17 IEA International Energy Agency: Cơ quan năng lượng quốc tế 18 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers: Viện các kỹ sư điện và điện tử 19 IPP Independent Power Producer: Nhà máy phát điện độc lập 20 ISO Independent System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện độc lập 21 LDC Local Distribution Company: Công ty phân phối địa phương 22 LMP Locational Marginal Price: Giá biên nút 23 LPR Locational Price Risk: Rủi ro giá nút 24 MO Market Operator: Đơn vị điều hành thị trường điện 25 NPT National Power Transmission Corporation: Tổng công ty Truyền tải điện Quốc gia 26 OASIS Open Acces Same-time Information System: Hệ thống mở tiếp cận thông tin đồng thời 27 OPF Optimal Power Flow: Dòng công suất tối ưu 28 PPA Power Purchase Agreement: Hợp đồng mua bán điện 29 PX Power Exchange: Giao dịch điện 30 RESCO Retail Sale Company: Công ty bán lẻ 31 SFT Simultaneous Feasibility Test: Kiểm tra tính khả thi đồng thời 32 SO System Operator: Đơn vị vận hành hệ thống điện 33 TNHH MTV Trách nhiệm hữu hạn một thành viên 34 TNUoS Transmission Network Use of System: Sử dụng mạng truyền dẫn của hệ thống 35 TRANSCO Transmission Company: Công ty truyền tải điện 36 TRM Transmission Reliability Margin: Dự trữ độ tin cậy truyền tải 37 TSO Transmission System Operator: Đơn vị quản lý truyền tải điện 38 TTC Total Tranfer Capability: Khả năng tải tổng 39 TTĐ Truyền tải điện 40 UoS Use of System: Sử dụng hệ thống 41 ZMP Zonal Marginal Price: Giá biên vùng Trang Bảng 1.1 Các đặc tính của 3 cách mua-bán điện để thiết lập thị trường bán buôn điện 12 Bảng 1.2 Các dịch vụ truyền tải chính và phụ và yêu cầu của chúng 14 Bảng 1.3 Tình hình cải cách ở một số nước đang phát triển 17 Bảng 1.4 Các đặc điểm chính của biểu giá quản lý truyền tải ở Châu Âu 26 Bảng 2.1 So sánh các phương pháp tính phí truyền tải trong thị trường điện 54 Bảng 2.2 Dữ liệu hệ thống kiểm tra 5 nút 68 Bảng 2.3 Các kết quả tính toán trào lưu công suất 70 Bảng 2.4 Phí cơ bản và phí bổ sung 70 Bảng 2.5 Phí R 1 (1) nhà máy điện G1 phải trả 71 Bảng 2.6 Phí R 1 (4) nhà máy điện G4 phải trả 71 Bảng 2.7 Phí R 2 (1) nhà máy điện G1 phải trả 71 Bảng 2.8 Phí R 2 (4) nhà máy điện G4 phải trả 72 Bảng 2.9 Thông số nút của HTĐ 6 nút 11 nhánh 73 Bảng 2.10 Thông số nhánh của HTĐ 6 nút 11nhánh 73 Bảng 2.11 Dòng công suất trên các nhánh trong chế độ cơ sở và chế độ tăng thêm 1 MW 73 Bảng 2.12 Kết quả tính phí truyền tải lưới điện miền Bắc theo phương pháp “tem thư” và phương pháp tham gia biên 79 Bảng 2.13 Kết quả tính giá biên nút cho kịch bản C và D 85 Bảng 2.14 Chi phí nghẽn mạch trên các đường dây theo kịch bản C và D 86 Bảng 3.1 Ảnh hưởng của các thiết bị FACTS đến hệ thống điện 95 Bảng 3.2 Yêu cầu cung cấp thông tin (X) về khả năng tải trên OASIS 96 Bảng 3.3 So sánh các phương pháp tính khả năng tải 105 Bảng 3.4 Thông số nút lưới điện 6 nút tính khả năng tải 108 Bảng 3.5 Thông số nhánh lưới điện 6 nút tính khả năng tải 108 [...]... nghiên cứu đề tài cần giải quyết các nhiệm vụ cụ thể sau đây: - Nghiên cứu tổng quan về thị trường điện và những vấn đề về truyền tải điện trong thị trường điện, bao gồm: nghiên cứu về cấu trúc thị trường điện; lưới truyền tải điện trong thị trường điện; các thành phần của phí truyền tải; hiện trạng của ngành điện Việt Nam Từ đó, lựa chọn cấu trúc thị trường điện Việt Nam trong tương lai - Nghiên cứu. .. kỹ thuật Đó là: nghiên cứu về khả năng tải và khả năng tải trong thị trường 2 điện; nghiên cứu các điều kiện và tiêu chuẩn xác định giới hạn công suất tải của lưới điện; các biện pháp nâng cao khả năng tải tổng của lưới điện; ảnh hưởng của thiết bị FACTS đến khả năng tải của lưới điện, điện áp; phương pháp tính khả năng tải khả dụng của lưới điện phục vụ cho giao dịch trong thị trường điện; phương pháp... đó, lưới truyền tải điện không có đơn vị điều hành riêng Các đơn vị truyền tải được lập ra nhằm mục đích quản lý cơ sở hạ tầng lưới điện Sự giao tiếp giữa các đơn vị truyền tải, nhà máy điện và đơn vị phân phối theo các quy tắc đơn giản Trong thị trường điện thì các đơn vị truyền tải, phát điện và phân phối điện hoạt động độc lập, theo đuổi các mục tiêu riêng, lưới truyền tải làm nhiệm vụ truyền tải điện. .. thấy, việc nghiên cứu đề tài “N l đệ ru ề ả r ị r ê ứu quả lý đ ệ V ệ N m” là một yêu cầu mang tính cấp thiết trên cả hai phương diện lý luận và thực tiễn Mụ đí , đố ợ à p ạm ê ứu Mục đích nghiên cứu bao gồm: i) Xây dựng cơ sở lý luận về sự quản lý lưới điện truyền tải trong thị trường điện Việt Nam ii) Hạn chế rủi ro có thể xảy ra đối với sự phát triền ngành điện trong thị trường điện Việt Nam Để đạt... hình thị trường điện mở rộng đến bán lẻ GENCO NMĐ GENCO NMĐ NMĐ NMĐ GENCO GENCO TRANSCO DÍSCO Đường dây dài Lưới truyền tải Lưới PP Lưới truyền tải DÍSCO Lưới PP RESCO Lưới PP Hộ tiêu thụ TRANSCO Lưới PP DÍSCO DÍSCO Hộ tiêu thụ Hộ tiêu thụ RESCO Hì RESCO RESCO Hộ tiêu thụ H.2.3 .Thị trường điện 1.4 Thị trường điện bán buôn + bán lẻ bán buôn+bán lẻ 1.1.3.3 Cách tổ chức thị trường điện Trong thị trường. .. 1.3 là thị trường điện chỉ có một TRANSCO duy nhất NMĐ GENCO GENCO NMĐ NMĐ NMĐ GENCO GENCO Đường dây dài Lưới truyền tải TRANSCO Lưới PP LDC Hộ tiêu thụ Hì Lưới PP LDC LDC Lưới truyền tải Lưới PP Hộ tiêu thụ Hộ tiêu thụ TRANSCO Lưới PP LDC Hộ tiêu thụ H.2.1 .Thị trường điện bán buôn nhiều TRANSCO 1.2 Thị trường điện bán buôn nhiều TRANSCO GENCO NMĐ NMĐ GENCO Lưới truyền tải TRANSCO LDC Lưới PP Lưới PP... án với phạm vi nghiên cứu chỉ xem xét hệ thống 220-500 kV và nút 110 kV có nguồn của hệ thống điện Việt Nam 3 C ơ 1 TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.1 TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.1.1 G ệu u Ngành điện trên thế giới đang phải đương đầu với cơ cấu lại, tiến tới tư nhân hóa và mở đầu những cuộc cạnh tranh trong thị trường năng lượng điện Những cải... luật vật lý Mặt khác, tình hình cung cấp điện, giá điện là những yếu tố ảnh hưởng đến rất nhiều ngành, nghề, nói rộng ra là ảnh hưởng đến nền kinh tế quốc dân của mỗi nước Do vậy, lĩnh vực nghiên cứu về thị trường điện là rất rộng lớn cả về đối tượng và phạm vi hệ thống điện cũng như về kinh tế học Bởi vậy, sự quản lý lưới điện truyền tải trong thị trường điện Việt Nam là đối tượng nghiên cứu của luận... tranh trong thị trường bán buôn điện; hoạt động của hệ thống truyền tải một cách tiếp cận mở; mở để khách hàng truy cập ở mức độ bán lẻ; tính giá truyền tải theo phương pháp “tem thư” thực hiện trên cơ sở phân vùng; quản lý nghẽn mạch thông qua điều chỉnh giá phân vùng [10,39] 1.2 NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ TRUYỀN TẢI ĐIỆN TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN 1.2.1 Vậ à ệ ố đệ Điện năng sản xuất ở các nhà máy điện được truyền tải. .. trong hoạt động điện lực, cũng như các quy luật của cơ chế thị trường Ở Việt Nam, lộ trình cho việc áp dụng thị trường điện đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Hiện nay, đang áp dụng những bước thí điểm và sau đó tiến tới xây dựng một thị trường điện cạnh tranh hoàn toàn Thị trường điện là một vấn đề rất mới đối với Việt Nam, do vậy cần thiết phải có những nghiên cứu về thị trường điện, từ đó áp dụng . trong thị trường điện, bao gồm: nghiên cứu về cấu trúc thị trường điện; lưới truyền tải điện trong thị trường điện; các thành phần của phí truyền tải; hiện. triển khai thị trường điện Việt Nam 1.4.3. Mô hình quản lý kinh doanh lưới điện truyền tải Việt Nam 35 37 1.4.4. Lựa chọn cấu trúc thị trường điện 40