Phân bố công suất tối ưu có ràng buộc ổn định trong thị trường điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------------------

HÀ NGỌC HỞI

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU
CÓ RÀNG BUỘC ỔN ĐỊNH
TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

---------------------------

HÀ NGỌC HỞI

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU
CÓ RÀNG BUỘC ỔN ĐỊNH
TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS. Nguyễn Hùng
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2018


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Nguyễn Hùng
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ
ký)

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM
ngày18 tháng 8 năm 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc
sĩ)

T
T1
2
3
4
5

C
hC
P
bP
b
Ủy

v
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Tp. HCM, ngày......tháng........năm 20...

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Hà Ngọc Hởi

Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 14/01/1977

Nơi sinh: Cà Mau

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

MSHV: 1641830010

I- Tên đề tài:
Phân bố công suất tối ưu có ràng buộc trong thị trường điện
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Tổng quan thị trường điện trên thế giới và Việt Nam

- Nghiên cứu mô hình giá điện nút (LMP).
- Nghiên cứu và xây dựng các mục tiêu của bài toán phân bố công suất tối ưu (OPF)
trong thị trường điện.
- Nghiên cứu khả năng truyền tải cho phép ATC giữa các vùng dựa trên OPF
- Nghiên cứu bài toán SCOPF cho thị trường điện đảm bảo ổn định
- Mô phỏng cho thị trường điện 7 nút bằng phần mềm Power World Simulator 18
cho bài toán OPF, SCOPF, ATC, phân tích giá điện nút.
III- Ngày giao nhiệm vụ:
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Hùng
CÁN BỘ HUỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)


LỜI CAM ÐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng đuợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã
đuợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã đuợc chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn

Hà Ngọc Hởi


LỜI CÁM ƠN
Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn các Thầy Cô của Trường Đại học Công

nghệ Tp. HCM, Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Khoa học Kỹ thuật HUTECH đã
hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa học và đề tài luận văn.
Đặc biệt, em xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS. Nguyễn Hùng đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báo cho việc hoàn thành Luận
văn này.
Cuối cùng, em xin cảm ơn tập thể lớp 16SMĐ12, đồng nghiệp và gia đình đã
giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thực hiện Luận văn của em.

Hà Ngọc Hởi


Tóm tắt
Luận văn tập trung các vấn đề liên quan đến “Phân bố công suất tối ưu
có ràng buộc trong thị trường điện” mà bao gồm các nội dung như sau:
+ Chương 1: Giới thiệu chung
+ Chương 2: Tổng quan thị trường điện Việt Nam
+ Chương 3: Giới thiệu bài toán phân bố công suất tối ưu có ràng buộc
ổn định
+ Chương 4: Mô phỏng OPF và SCOPF trong thị trường điện
+ Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai


Abstract
This thesis focuses on issues relating to " Security Constrained OPF in
power system markets" that includes the following contents:
+ Chapter 1: Introduction
+ Chapter 2: Literature review of power system markets
+ Chapter 3: Security Constrained OPF in power system markets
+ Chapter 4: Simulations
+ Chapter 5: Conclusions and future works

i

MỤC LỤC
Mục lục .............................................................................................................. i
Danh mục các từ viết tắt .................................................................................... iv
Danh sách hình vẽ ............................................................................................. v
Danh sách bảng ............................................................................................... vii
Chương 1 – GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 1
1.2. Tính cấp thiết của đề tài .............................................................................. 1
1.3. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 3
1.4. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................... 3
1.5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ................................................................ 3
1.6. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 3
1.7. Bố cục của luận văn .................................................................................... 4
1.8. Kết luận ...................................................................................................... 4
Chương 2 – TỔNG QUAN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM .......................... 5
2.1. Giới thiệu .................................................................................................... 5
2.2. Mục tiêu và nguyên tắc của Thị trường bán buôn điện cạnh tranh ............. 10
2.3. Cấu trúc thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam ........................... 11
2.4. Thành viên tham gia VWEM .................................................................... 12
2.4.1. Bên bán điện ......................................................................................... 13
2.4.2. Bên mua điện ........................................................................................ 22
2.4.3. Công ty Mua bán điện (thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam) ................. 23
2.4.4. Các đơn vị cung cấp dịch vụ .................................................................. 23
2.5. Thị trường điện giao ngay......................................................................... 24
2.6. Bản chào giá và giá trần ........................................................................... 25
2.6.1. Chào mua và chào bán ........................................................................... 25

2.6.2. Các mức giá trần trong VWEM ............................................................. 25


ii

2.6.3. Xác định các mức giá trần và giá CAN .................................................. 26
2.6.4. Nguyên tắc xác định giá trần bản chào bán lớn nhất và giá trần thị
trường ..................................................................................................... 26
2.6.5. Giá trần bản chào lớn nhất ..................................................................... 28
2.6.6. Chuyển đổi từ mô hình chào giá theo chi phí sang mô hình chào giá
tự do ....................................................................................................... 31
2.6.7. Giá trần bản chào của tổ máy nhiệt điện................................................. 32
2.6.8. Giá trị nước và giá trần bản chào của tổ máy thủy điện .......................... 32
2.6.9. Giá trần bản chào của tổ máy thủy điện ................................................. 34
2.6.10. Các điều kiện để chuyển đổi sang mô hình chào giá tự do.................... 35
2.6.11. Chuyển đổi sang mô hình chào giá tự do.............................................. 35
2.6.12. Bản chào giá của đơn vị phát điện........................................................ 39
2.6.13. Chào giá phía phụ tải ........................................................................... 40
2.7. Lập phương thức vận hành thị trường điện ............................................... 40
2.7.1. Lập phương thức vận hành năm tới (YAPs) ........................................... 40
2.7.2. Lập phương thức vận hành tháng tới (MAPs) ........................................ 45
2.7.3. Lập phương thức vận hành tuần tới (WAPs) .......................................... 48
2.7.4. Lập phương thức vận hành ngày tới (DAPs) .......................................... 50
Chương 3 – GIỚI THIỆU BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI
ƯU CÓ RÀNG BUỘC ỔN ĐỊNH ................................ 54
3.1. Giới thiệu tổng quan về bài toán phân bố công suất tối ưu ......................... 54
3.2. Các mô tả toán học của vấn đề OPF ........................................................... 55
3.2.1. Hàm mục tiêu cho chi phí nhiên liệu tối thiểu ......................................... 55
3.2.2. Hàm mục tiêu cho chi phí nhiên liệu tối thiểu của OPF có ràng buộc ..... 56
3.2.3. Hàm mục tiêu tổn thất công suất tối thiểu của OPF ................................. 57

3.2.4. Hàm mục tiêu tổn thất công suất tối thiểu của OPF có ràng buộc ............ 58
3.3. Bài toán OPF trong thị trường điện ............................................................ 58
3.3.1. Mục tiêu ................................................................................................. 58
3.3.2. Yêu cầu................................................................................................... 59
3.3.3 Các trường hợp OPF mô phỏng thị trường điện ....................................... 60


3

3.4. Sự điều chỉnh hệ thống sau sự cố - SCOPF ................................................ 61
3.5. Vận hành hệ thống điện trong thị trường điện ............................................ 63
3.6. Các ràng buộc của mô hình mô phỏng thị trường điện ............................... 66
Chương 4 – MÔ PHỎNG OPF VÀ SCOPF CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN.......... 67
4.1. Giới thiệu................................................................................................... 67
4.2. Mô phỏng OPF cho thị trường điện ........................................................... 69
4.3. OPF cho thị trường điện tăng giao dịch cho phép (ATC) giữa các
đường dây liên vùng ................................................................................... 75
4.3.1. Giới thiệu ATC ....................................................................................... 75
4.3.2. Tính toán ATC trong thị trường điện....................................................... 78
4.3.3. Kết luận .................................................................................................. 86
4.4. Bài toán phân bố công suất tối ưu đảm bảo ổn định cho thị trường
Điện (SCOPF) ........................................................................................... 86
4.4.1. Các khái niệm về tình trạng khẩn cấp...................................................... 86
4.4.2. Tổng quát phân tích thị trường điện trong tình trạng khẩn cấp ................ 87
4.4.3. Điều chỉnh hệ thống sau tình trạng khẩn cấp thứ cấp............................... 91
4.4.4. Điều chỉnh hệ thống sau tình trạng khẩn cấp sơ cấp ................................ 95
4.4.5. Không điều chỉnh hệ thống sau tình trạng khẩn cấp sơ cấp ..................... 96
4.5. Kết luận ..................................................................................................... 97
Chương 5 – KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯƠNG LAI .............. 99
5.1. Kết luận .................................................................................................... 99

5.2. Hướng phát triển tương lai ........................................................................ 99
Tài liệu tham khảo ......................................................................................... 100


4


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
5

ATC
BOT

Khả năng truyền tải cho phép
Nhà máy điện xây dựng theo hình thức BOT (Xây
dựng – Kinh doanh – Chuyển giao)

BST

Giá bán buôn nội bộ

CAN

Giá công suất (một phần của giá thị trường)

CfD

Hợp đồng sai khác

DAPs

Phương thức vận hành ngày tới

DF

Hệ số phân phối cho đơn giản

EPTC

Công ty mua bán điện

EVN

Tập đoàn Điện lực Việt Nam

GENCO

Công ty phát điện

IPP

Công ty phát điện độc lập

ISO

Cơ quan vận hành thị trường điện

LF

Hệ số tổn thất

LP

Giải thuật quy hoạch tuyến tính

LMP

Giá điện nút

MAPs

Phương thức vận hành tháng tới

OPF

Bài toán trào lưu công suất tối ưu

PCs

Các Công ty Điện lực

PPA

Hợp đồng mua bán điện dài hạn

SCOPF

Phân bố công suất có ràng buộc ổn đinh

SMHP

Các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu

SMO

Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trường điện

SMP

Giá biên hệ thống điện

TCT

Tổng Công ty

VCGM

Thị trường phát điện cạnh tranh

VWEM

Thị trường bán buôn điện cạnh tranh

WAPs

Phương thức vận hành tuần tới

YAPs

Phương thức vận hành năm tới

5

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 2.1. Tiến độ triển khai thị trường điện tại Việt Nam .................................. 6
Hình 2.2. Tổng quan về cấu trúc Thị trường bán buôn điện cạnh tranh ............. 12
Hình 2.3. Các đơn vị thành viên VWEM .......................................................... 13
Hình 2.4. Lưu đồ chào giá thay cho các nhà máy điện BOT ............................. 18
Hình 2.5. Lưu đồ phương án các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục
tiêu tham gia thị trường điện thông qua 02 đơn vị chào giá thay............ 20
Hình 2.6. Tính năng cơ bản của Hệ thống mô phỏng YAP................................ 42
Hình 2.7. Tổng quan về số liệu đầu vào và đầu ra của YAP.............................. 44
Hình 3.1. Truyền tải điện tối ưu của 2 đường dây song song............................. 61
Hình 3.2. Truyền tải điện của 2 đường dây song song khi một đường
Dây bị ngắt ra ..................................................................................... 62
Hình 3.3. Truyền tải điện an ninh của 2 đường dây song song .......................... 62
Hình 3.4. Truyền tải điện an ninh của 2 đường dây song song khi 1 đường
dây bị ngắt ra ....................................................................................... 61
Hình 4.1. Các đường cong USD/h và USD/MWh được chuyển hóa ................. 69
Hình 4.2. Hệ thống điện 7 nút........................................................................... 70
Hình 4.3. Hộp thoại cho bài toán LP OPF......................................................... 71
Hình 4.4. Xác định các ràng buộc của hệ thống ................................................ 71
Hình 4.5. Hàm chi phí dạng bậc 2 của máy phát ............................................... 72
Hình 4.6. Phân bố công suất tối ưu hệ thống điện khi không có sự
tắc nghẽn ............................................................................................. 72
Hình 4.7. Phân bố công suất tối ưu hệ thống điện khi có sự tắc nghẽn
do phụ tải tại nút số 3 tăng lên 320 (MW) ............................................. 73
Hình 4.8. Chạy bài toán OPF đảm bảo ổn định ................................................. 74
Hình 4.9. Thị trường điện sau khi chạy OPF đảm bảo ổn định .......................... 74

Hình 4.10. Thị trường điện 7 nút, 3 vùng, điều khiển OPF, vận hành
bình thường...................................................................................... 78
Hình 4.11. Thị trường điện 7 nút, 3 vùng, giao dịch công suất gia tăng


6

2002,12 MW giữa vùng 1 và vùng 2 .................................................... 82
Hình 4.12 Thị trường điện 7 nút, 3 vùng, điều khiển OPF, sự cố đường
dây 1-2 ............................................................................................... 84
Hình 4.13. Thị trường điện 7 nút, 3 vùng, điều khiển OPF, tăng giao
dịch 100 MW vùng 1 và vùng 2 ......................................................... 86
Hình 4.14. Thị trường điện 7 nút, 3 vùng .......................................................... 87
HÌnh 4.15. Tổng quát phân tích thị trường điện trong tình trạng khẩn cấp ........ 88
Hình 4.16. Tạo sự cố khẩn cấp.......................................................................... 89
Hình 4.17. Lựa chọn các dạng sự cố khẩn cấp .................................................. 89
Hình 4.18. Phân tích tình trạng khẩn cấp N-1 ................................................... 89
Hình 4.19. Phân tích tình trạng khẩn cấp thứ cấp .............................................. 90
Hình 4.20. Điều chỉnh hệ thống sau tình trạng khẩn cấp thứ cấp ....................... 92
Hình 4.21. Phân tích tình trạng khẩn cáp thứ cấp .............................................. 93
Hình 4.22. Trạng thái thị trường điện sau khi xảy ra tình trạng khẩn cấp .......... 93
Hình 4.23. Hộp thoại OPF ................................................................................ 94
Hình 4.24. Điều chỉnh hệ thống dựa vào OPF đảm bảo ổn định ........................ 94
Hình 4.25. Điều chỉnh hệ thống sau tình trạng khẩn cấp sơ cấp với SCOPF...... 95
Hình 4.26. Điều chỉnh hệ thống từ trường hợp cơ bản với SCOPF.................... 96


vii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1. Các nhà máy điện BOT hiện hữu ...................................................... 14
Bảng 2.2. Các nhà máy BOT đến năm 2020 theo Quy hoạch điện VII .............. 15
Bảng 2.3. Đánh giá lợi ích khi đưa các nhà máy BOT tham gia VWEM ........... 17
Bảng 2.4. Đánh giá phương án các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục
tiêu trực tiếp tham gia thị trường điện VWEM ................................. 19
Bảng 2.5. Đánh giá các phương án tham gia Thị trường bán buôn điện
cạnh tranh của các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu ................ 20
Bảng 2.6. Chức năng thu thập và quản lý số liệu đo đếm điện năng
trong VWEM .................................................................................... 23
Bảng 2.7. Lộ trình điều chỉnh giá trần............................................................... 29
Bảng 2.8. Quá trình chuyển đổi giá................................................................... 36
Bảng 3.1. Các dịch vụ truyền tải chính, phụ và các yêu cầu của chúng ............. 65
Bảng 4.1. Thông số đường dây của hệ thống điện 7 nút .................................... 70
Bảng 4.2. Giá LMP khi không có sự tắc nghẽn ................................................. 72
Bảng 4.3. Giá LMP khi có sự tắc nghẽn trong hệ thống điện ............................ 75


1

Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Đặt vấn đề
Trong tình hình thế giới hiện nay đang phải đối mặt với nhiều vấn đề
khó khăn của xã hội nào là vấn đề thiếu lương thực, y tế, khủng hoảng năng
lượng (đặt biệt là năng lượng điện)… do sự gia tăng dân số quá nhanh, từ đó hệ
thống điện cũng liên tục được mở rộng. Như chúng ta biết năng lượng điện gần
như không thể dự trữ được do đó bài toán sử dụng năng lượng điện như thế nào
tiết kiệm nhất và hiệu quả nhất nhằm đảm bảo cung cấp điện tin cậy cho quá
trình sản xuất của xã hội đã trở thành vấn đề nóng bỏng mà các nhà khoa học
đã, đang và sẽ tiếp tục nghiên cứu để tìm ra phương pháp tối ưu nhất để giải

quyết bài toán này.
Trong quá trình vận hành hệ thống điện, bài toán phân bố công suất tối
ưu (OPF) được thành lập để giám sát, đánh giá những biểu hiện của hệ thống
dựa trên những lập định cơ bản sẵn có. Trong hệ thống máy phát, truyền tải và
phân phối luôn luôn có những thời điểm hệ thống điện làm việc trên chế độ cơ
bản hoặc bất thường. Với vai trò là những người vận hành viên, chúng ta cần
có những biện pháp điều chỉnh thông số hệ thống điện thích hợp có thể làm
thay đổi trào lưu công suất và làm giảm quá tải cho một số đường dây hoặc
ngăn ngừa, cảnh báo an ninh hệ thống điện. Việc sử dụng hiệu quả và tối ưu
các nguồn cung cấp là một vấn đề cấp thiết các nhà nghiên cứu rất quan tâm.
Chính vì các lý do trên, đề tài “Phân bố công suất tối ưu ràng buộc ổn
định trong thị trường điện” được lựa chọn và thực hiện trong luận văn này.
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình vận hành của một hệ thống điện, tầm quan trọng tương
đối cho các hoạt động kiểm soát phòng ngừa và khắc phục sẽ phụ thuộc vào
các chính sách lập kế hoạch, hoạt động của đơn vị bán điện, theo vốn và chi phí
vận hành cung cấp một cách an ninh, xác suất và hiệu quả của kế hoạch dự


2

phòng mất điện. Điều này nhằm đảm bảo tính an toàn, ổn định hệ thống nâng
cao chất lượng truyền tải phân phối điện trong tình hình phát triển ngành điện
quốc gia hiện nay.
Ngày nay, xu hướng cho các trung tâm điều khiển hiện đại với tối ưu
đường dây truyền tải điện, linh hoạt phân bố tải là được trang bị với hệ thống
giám sát an ninh ổn định hệ thống điện, cho điểm vận hành hệ thống hiện tại
hoặc ngoại suy đánh giá các tác động khách quan. Như là một yêu cầu và là
phương tiện để tăng độ chính xác cao hơn cho giám sát an ninh điện.
Trên cơ sở những tham số, những biến số, hàm mục tiêu của hệ thống

điện được OPF đưa ra một thông điệp đến nhà hoạch định kế hoạch vận hành
nhà máy, chiến lược của nhà đầu tư mua bán điện một cách có hiệu quả nhất
đối với chế độ vận hành bình thường cũng như sự cố. Thông qua OPF để có thể
tự động đánh giá hoặc can thiệp kiểm soát hệ thống điện một cách trung thực
như là liên quan đến công suất phát, bù công suất kháng, điều chỉnh tỉ lệ nấc
máy biến áp, chi phí nhiên liệu,… Điều này giúp người vận hành kịp thời đánh
giá được mức độ tin cậy hệ thống điện cũng như đánh giá cấp độ an ninh. Giám
sát an ninh truyền các thông tin liên quan đến các kỹ sư điều khiển, sau đó
người này phải quyết định có nên tham gia hành động phòng ngừa, hoặc dựa
vào sự kiện để khắc phục hành động.
Nhờ sự hỗ trợ của phần mềm truy cập nhanh chóng có thể được cung
cấp để đưa ra các quyết định, trong trường hợp không giải quyết rõ ràng bởi
các quy tắc vận hành hoặc kinh nghiệm của kỹ sư. Những hỗ trợ cũng có thể
thực hiện một chức năng quan trọng là “học tập”, theo đó các quy tắc và kinh
nghiệm có thể được tăng cường. Một trong những hỗ trợ đó là một chương
trình Power World chạy các mô hình thị trường điện mô phỏng OPF và
SCOPF.
Vì vậy, đề tài “Phân bố công suất tối ưu ràng buộc ổn định trong thị
trường điện” là cần thiết. Kết quả của nghiên cứu này không những góp phần
điều tiết năng lượng trong hệ thống điện hiệu quả hơn mà còn tăng cường tính
hợp lý trong việc sử dụng tài nguyên lưới điện và quan trọng hơn hết chính là
cơ sở định hướng cho việc khuyến khích các nhà đầu tư đầu tư vào ngành điện.


3

1.3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là thị trường điện 7 nút được xem xét phân bố
công suất tối ưu OPF và phân bố công suất tối ưu đảm bảo ổn định (SCOPF)
trong thị trường điện khi trạng thái vận hành hệ thống điện thay đổi và phân

tích sự thay đổi giá điện nút.

1.4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các nội dung sau:
- Tổng quan tình hình phát triển thị trường điện trên thế giới và thị
trường điện tại Việt Nam.
- Nghiên cứu mô hình giá điện nút (LMP).
- Nghiên cứu bài toán OPF cho thị trường điện.
- Nghiên cứu khả năng truyền tải cho phép ATC giữa các vùng dựa trên


OPF
4 thị trường điện đảm bảo ổn định
- Nghiên cứu bài toán SCOPF cho

1.5. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
Đề tài “Phân bố công suất tối ưu ràng buộc ổn định trong thị trường
điện” sẽ được thực hiện với các mục tiêu và nội dung như sau:
- Tổng quan mô hình thị trường điện cạnh tranh tại Việt Nam và các
nước trên thế giới.
- Nghiên cứu và xây dựng các mục tiêu của bài toán phân bố công suất
tối ưu (OPF) trong thị trường điện.
- Nghiên cứu bài toán OPF cho hệ thống điện và có xét đến SCOPF để
vừa giải quyết bài toán kinh tế vừa đảm bảo ổn định hệ thống.
- Mô phỏng cho thị trường điện 7 nút bằng phần mềm Power World
Simulator 18 cho bài toán OPF, SCOPF, ATC, phân tích giá điện nút.
1.6. Phương pháp nghiên cứu đề tài
Phương pháp luận

- Tìm hiểu, nghiên cứu thị trường điện các thành phần và quá trình phát
triển của thị trường điện bán buôn cạnh tranh.
- Tìm hiểu bài toán phân bố công suất tối ưu và có ràng buộc ổn định
trong thị trường điện
Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu mô hình thị trường bán buôn điện cạnh tranh tại Việt Nam.
- Dùng phần mềm Power World mô phỏng phân bố công suất tối ưu
ràng buộc ổn định trong một thị trường điện minh họa.
1.7. Bố cục của luận văn
Bố cục của luận văn gồm 5 chương:
+ Chương 1: Giới thiệu chung
+ Chương 2: Tổng quan thị trường điện tại Việt Nam
+ Chương 3: Giới thiệu bài toán phân bố công suất tối ưu ràng buộc ổn
định trong thị trường điện
+ Chương 4: Mô phỏng phân bố công suất tối ưu (OPF) và phân bố công
suất tối ưu ràng buộc ổn định (SCOPF) trong thị trường điện
+ Chương 5: Kết luận và hướng phát triển tương lai
1.8. Kết luận
Việc xây dựng, hình thành và phát triển thị trường điện cạnh tranh ở
Việt Nam trong giai đoạn hiện nay và tương lai sẽ tạo động lực mạnh mẽ thúc
đẩy các tổ chức kinh tế tham gia, các doanh nghiệp đang sản xuất và kinh
doanh năng lượng điện hoạt động ngày càng hiệu quả hơn tạo ra một môi
trường hấp dẫn các nhà đầu tư trong và ngoài nước vào ngành công nghiệp điện
lực. Luận văn sẽ thực hiện nghiên cứu vấn đề phân bố công suất trong thị
trường điện tương ứng với có và không có ràng buộc ổn định sẽ được thực hiện
mô phỏng và phân tích kết quả đạt được.


Chương 2
TỔNG QUAN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM

2.1. Giới thiệu
Thị trường điện đã và đang phát triển rộng rãi trên thế giới, thị trường
điện không chỉ dừng lại ở phạm vi lãnh thổ của một quốc gia mà đã có những
thị trường điện liên quốc gia, trao đổi mua bán điện giữa các nước trong một
khu vực. Hiện nay có rất nhiều thị trường điện vận hành thành công tại Mỹ,
Châu Âu… Các nước trong khu vực ASEAN như Singapore, Philipine, Thái
Lan, Malaysia... đã có những bước đi tích cực trong việc xây dựng thị trường
cạnh tranh của mỗi nước tiến tới việc hình thành thị trường điện khu vực
ASEAN trong tương lai.
Kết quả của cải cách cơ cấu và xây dựng thị trường điện ở nhiều nước
cho thấy đây là một tiến bộ của khoa học quản lý trong ngành kinh tế năng
lượng. Thị trường điện tạo ra môi trường kinh doanh cạnh tranh bình đẳng giữa
các doanh nghiệp và là giải pháp hữu hiệu nhằm huy động vốn, nâng cao hiệu
quả sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp kinh doanh điện.
Lợi ích to lớn của thị trường điện là việc thực hiện đồng thời cả hai mục
tiêu: Đưa giá điện tiệm cận chi phí biên dài hạn và áp lực cạnh tranh tạo ra việc
tối thiểu hóa chi phí tất cả các khâu trong ngành Công nghiệp Điện. Trong khi
đó, các cơ cấu điều tiết trong ngành điện liên kết dọc trước đây, dù tốt đến đâu
cũng chỉ thực hiện được một trong hai mục tiêu trên với triết lý đơn giản là
người cung cấp dịch vụ biết chi phí của mình tốt hơn nhà điều tiết. Cạnh tranh
có thể tạo áp lực tăng năng suất lao động trong ngành công nghiệp điện đến
60% và giảm chi phí khâu phát điện đến 40%. Đây chính là lý do dẫn đến cải
cách thị trường điện trở thành xu thế tất yếu của ngành điện các nước trên thế
giới. Một biểu hiện rất rõ của xu thế này ở chỗ, ngay cả các nước gặp phải
những thất bại ban đầu, đều không quay trở lại mô hình liên kết dọc trước đây.
* Tổng quan về thị trường điện Việt Nam


Tại Việt Nam, từ ngày 01/07/2005 thị trường điện nội bộ Tổng công ty Điện
lực Việt Nam đã được hình thành với 8 nhà máy tham gia, tạo nền tảng cho các

bước phát triển thị trường điện trong các giai đoạn tiếp theo. Ngày 26/01/2006
Thủ tướng chính phủ ký quyết định số 26/2006/QĐ-TTG (nay đã được thay thế
bằng Quyết định số 63/2013/QÐ-TTg ngày 8 tháng 11 năm 2013 của Thủ
tướng Chính phủ) phê duyệt lộ trình, các điều kiện hình thành và phát triển các
cấp độ thị trường điện lực tại Việt Nam. Mục đích hình thành thị trường điện
Việt Nam là từng bước phát triển thị trường điện lực cạnh tranh một cách ổn
định, xóa bỏ bao cấp trong ngành điện, tăng quyền lựa chọn nhà cung cấp điện
cho khách hàng sử dụng điện; thu hút vốn đầu tư từ mọi thành phần kinh tế
trong và ngoài nước tham gia hoạt động điện lực, giảm dần đầu tư của Nhà
nước cho ngành điện; tăng cường hiệu quả hoạt động sản xuất kinh doanh của
ngành điện, giảm áp lực tăng giá điện; đảm bảo cung cấp điện ổn định, tin cậy
và chất lượng ngày càng cao; đảm bảo phát triển ngành điện bền vững. Theo đó
lộ trình hình thành và phát triển các cấp độ thị trường điện lực tại Việt Nam
như Hình 1.1:


2021

2023

Hình 2.1. Tiến độ triển khai thị trường điện tại Việt Nam


Thị trường điện tại Việt Nam được hình thành và phát triển qua 3 cấp độ
(mỗi cấp độ gồm một bước thí điểm và một bước hoàn chỉnh). Cụ thể:
+ Thị trường phát điện cạnh tranh (cấp độ 1): từ năm 2005 đến năm 2014
- Bước 1: Thị trường phát điện cạnh tranh thí điểm
Từ năm 2005 đến năm 2008, thực hiện thị trường phát điện cạnh tranh
giữa các nhà máy điện thuộc EVN để thí điểm cạnh tranh trong khâu phát điện
theo mô hình một đơn vị mua duy nhất do EVN quản lý. Các nhà máy điện, các

công ty truyền tải điện, các công ty phân phối điện thuộc EVN sẽ được tổ chức
lại dưới dạng các công ty hạch toán độc lập. Các công ty phát điện độc lập
(IPP) không thuộc sở hữu của EVN sẽ tiếp tục bán điện cho EVN theo các hợp
đồng mua bán điện dài hạn (PPA) đã được ký kết. Kết thúc bước thí điểm, các
nhà máy điện lớn có vai trò quan trọng trong hệ thống điện thuộc EVN phải
được chuyển đổi thành các đơn vị phát điện độc lập IPP dưới dạng các công ty
nhà nước độc lập. Các nhà máy điện còn lại sẽ chuyển đổi thành các đơn vị
phát điện độc lập dưới dạng các công ty cổ phần để chuẩn bị cho thị trường
phát điện cạnh tranh hoàn chỉnh. Bộ Công thương ban hành các quy định điều
tiết các hoạt động của thị trường và hướng dẫn thực hiện.
- Bước 2: Thị trường phát điện cạnh tranh hoàn chỉnh
Từ năm 2009 đến năm 2014 sẽ thực hiện thị trường phát điện cạnh tranh
hoàn chỉnh, cho phép các IPP không thuộc sở hữu của EVN tham gia chào giá
để bắt đầu thị trường phát điện cạnh tranh hoàn chỉnh (theo mô hình một người
mua duy nhất); các đơn vị phát điện sẽ bán điện thông qua các hợp đồng PPA
và chào giá cạnh tranh trên thị trường giao ngay với tỷ lệ điện năng mua, bán
theo hai hình thức của từng đơn vị do Cục Điều tiết điện lực quy định. Về cơ
cấu tổ chức, các nhà máy điện thuộc EVN được tách thành các đơn vị phát điện
độc lập (không có chung lợi ích kinh tế với đơn vị mua duy nhất, đơn vị truyền
tải và đơn vị điều hành giao dịch thị trường điện) dưới dạng các Công ty nhà
nước độc lập hoặc các Công ty cổ phần. Tổng công suất đặt của một đơn vị
phát điện không vượt quá 25% công suất đặt của toàn hệ thống.
+ Thị trường bán buôn điện cạnh tranh (cấp độ 2): Từ năm 2015 đến năm
2021