Phân bố công suất tối ưu có tính đến giá điện của phụ tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ MINH ĐỨC

PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU CÓ TÍNH ĐẾN
GIÁ ĐIỆN CỦA PHỤ TẢI

CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
MÃ SỐ NGÀNH: 2.06.07

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NAÊM 2006


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

TSKH.HỒ ĐẮC LỘC
Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐƯC BẢO VỆ TẠI
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngày.......tháng.......năm 2006

Có thể tham khảo luận văn tại:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------&----------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP-TỰ DO-HẠNH PHÚC
***

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: LÊ MINH ĐỨC
Phái: Nam
Ngày sinh: 01-12-1980
Nơi sinh: TIỀN GIANG
Chuyên ngành: MẠNG, THIẾT BỊ VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
Khoá: K15.
I.
TÊN ĐỀ TÀI:
PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU CÓ TÍNH ĐẾN GIÁ ĐIỆN CỦA
PHỤ TẢI
II.
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Giới thiệu về giá điện thực trong thị trường điện.
- Một số vấn đề trong thị trường điện.
- Bài toán phân bố công suất tối ưu có xét yếu tố giá điện.
- Phương hướng phát triển.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
V.
HỌ VÀ TÊN CB HƯỚNG DẪN: TSKH. HỒ ĐẮC LỘC
VI. HỌ VÀ TÊN CB CHẤM NHẬN XÉT 1:
VII. HỌ VÀ TÊN CB CHẤM NHẬN XÉT 2:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT 1 CÁN BỘ NHẬN XÉT 2

TSKH.HỒ ĐẮC LỘC
Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được Hội đồng Chuyên Ngành của bộ môn
Hệ Thống Điện Trường Đại Học Bách Khoa TP.Hồ Chí Minh thông qua.
Tp.HCM, ngày ........ tháng ........năm 2006.
PHÒNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CHỦ NHIỆM NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy TSKH.Hồ Đắc Lộc đã
tận tâm hướng dẫn em với tất cả lòøng nhiệt tình và tinh thần trách nhiệm để
em có thể hoàn thành luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Điện – Điện tử Trường Đại
Học Bách Khoa Tp.HCM đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu và tạo
mọi điều kiện có thể để em thực hiện luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn cha mẹ,em trai và tất cả bạn bè thân thuộc,
các anh chị đồng nghiệp đã luôn bên cạnh động viên và hỗ trợ em hoàn

thành luận văn này.
Tp HCM, ngày 01 tháng 10 năm 2006
Lê Minh Đức


MỤC LỤC

Lời cảm ơn
Chương I
GIÁ ĐIỆN THỰC: LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ
1.1 Giới thiệu ...............................................................................................I-1
1.2 Nội dung của giá điện thực ....................................................................I-2
1.2.1 Thị trường điện Nauy . ...................................................................I-2
1.2.2 Thị trường điện Chilê ....................................................................I-4
1.2.3 Thị trường điện Anh quốc ............................................................. I-5
1.2.4 Thị trường điện nước Mỹ ...............................................................I-6
1.2.5 Thị trường điện Australia ..............................................................I-8
1.2.6 Thị trường điện New Zealand ...................................................... 1-8
1.2.7 Tóm tắt ......................................................................................... 1-9
1.3 Các nguồn gốc của giá điện ............................................................... 1-11
1.4 Mô hình MIT....................................................................................... 1-12
1.4.1 Những nguồn gốc của mô hình MIT .......................................... 1-12
1.4.2 Giá điện thực trong mô hình MIT........................................... 1-14
1.4.3 Các giới hạn thực tế của mô hình MIT .................................. 1-16
1.5 Mô hình Mogan-Giá điện đăng ký trước ........................................... 1-17
1.5.1 Các nguồn gốc của mô hình Hogan ........................................... 1-17
1.5.2 Giá điện thực của mô hình Hogan ............................................. 1-18
1.5.3 Các giới hạn thực tế của mô hình Hogan .................................. 1-19
1.6 Các mô hình giá điện thực khác ......................................................... 1-20
1.7 Second order và các đăng ký chạy dài hạn ....................................... 1-21

1.7.1 Sự khôi phục lại chi phí mạng ................................................... 1-22
1.8 Các hướng có thể nghiên cứu ............................................................. 1-22
Chương II
NHỮNG VẤN ĐỀ TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN
2.1 Giới thiệu ............................................................................................ II-1
2.1.1 Mô hình PoolCo .......................................................................... II-1
2.1.2 Mô hình hợp đồng song phương . ................................................ II-3
2.1.3 Mô hình lai ................................................................................. II-4
2.2 Giá điện truyền tải .. ........................................................................... II-5
2.2.1 Hợp đồng theo hướng truyền công suất ................................... II-6
2.2.2 Hợp đồng theo phương pháp MW-dặm . ..................................... II-9
3.1 Giá điện khi xảy ra tắc nghẽn lưới điện truyền tải .......................... II-14
3.1.1 Một vài phương pháp tính chi phí tắc nghẽn .......................... II-15
3.1.2 Các quyền lợi truyền tải ........................................................... II-15
4.1 Quản lý sự tắc nghẽn mạch ............................................................... II-15
4.1.1 Phương pháp giải quyết ............................................................ II-16
4.1.2 Hình thức bài toán tắc nghẽn trong vùng nội bộ ....................... II-16


4.1.3 Hình thức bài toán tắc nghẽn trong vùng liên kết ................... II-17
5.1 Đấu thầu thị trường điện vào ngày tiếp theo .. .................................... II-22
5.2 Yếu tố “mềm dẻo” của nhu cầu trong giá điện ................................ II-23
5.2.1 Thị trường điện và giá điện ....................................................... II-23
5.2.2 Độ “mềm dẻo” của nhu cầu điện .............................................. II-25
5.3 Phân bố công suất tối ưu .... ................................................................. II-26
Chương III
BÀI TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
CÓ XÉT YẾU TỐ GIÁ
3.1.Giới thiệu…… .......................................................................................... III-1
3.1.1 Bài toán Lagrange….................................................................... III-2

3.1.2 Phân bố công suất tối ưu giữa các nhà máy nhiệt điện ............... III-6
3.1.3 Phân bố công suất tối ưu giữa nhiệt điện và thủy điện ............. III-11
4.1 Cơ sở lý luận và phương thức áp dụng............................................... III-16
4.1.1 Giới thiệu .................................................................................. III-16
4.1.2 Những kí hiệu ............................................................................ III-17
4.1.3 Công thức OPF tiêu chuẩn truyền thống: .................................. III-19
4.1.4 Tối đa hóa lợi nhuận ................................................................. III-20
4.1.5 Phương pháp tiếp cận chỉnh sửa ................................................ III-21
4.1.6 Hàm yêu cầu của khách hàng ................................................... III-24
4.1.7 Thực hiện đưa vào hàm OPF..................................................... III-25
5.1 Xây dựng bài toán .............................................................................. III-27
Kết luận và hướng phát triển ..................................................................................... III-35



Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

Chương I

GIÁ ĐIỆN THỰC: LÝ THUYẾT VÀ THỰC TẾ
1.1. Giới thiệu:
Giá điện thực là một phương tiện mà các điện lực khu vực có thể đưa ra giá
nhằm phản ánh các chi phí tăng thêm thực sự trong sản xuất và cung cấp điện
đến một vị trí chính xác ở thời điểm tức thời. Loại giá điện này có ảnh hưởng rất
nhiều đến việc thay đổi các điều kiện của thị trường, giá điện tăng khi nhu cầu
tăng và giá điện giảm khi nhu cầu giảm và chính vì vậy nó sẽ là một phương
tiện lý tưởng để tạo ra các khuyến khích khách hàng dùng điện tham gia vào
trong thị trường điện. Trong chương này vai trò và sử dụng lý thuyết giá điện
thực được miêu tả, với sự nhấn mạnh đặc biệt trong việc xem xét các điểm mạnh
và điểm yếu của các mô hình thực tế chủ yếu đề nghị để đánh giá giá điện thực.

Chúng ta cũng sẽ xem xét các cấu trúc mà học viện yêu cầu thị trường giá điện
thực nhằm để hoạt động hiệu quả.
Trong mục 1.2, chúng ta sẽ miêu tả một số thị trường điện trên thế giới.
Các thị trường điện này làm thay đổi mức tư hữu hoá và bãi bỏ quy định, và tập
trung vai trò giá điện thực trong thời gian ngắn hạn có thể thực hiện cũng như sự
phức tạp mà thị trường điện có thể gặp phải. Lịch sử ban đầu của lý thuyết thị
trường điện thực được miêu tả trong mục 1.3. Trong khi các mô hình đơn giản
hoá tạo ra giá bất biến không gian tồn tại trong một khoảng thời gian thì nó cũng
đã có trong 15 năm qua cùng với các mô hình giá điện thực phức tạp đang được
phát triển. Mô hình MIT có sức thuyết phục cao mà những nỗ lực của nó nhằm
quyết định giá điện thay đổi thời gian thực sẽ được xem xét trong mục 1.4. Trong
mục 1.5 chúng ta cũng báo cáo về mô hình Hogan liên quan mà nó quyết định
giá điện đăng ký trước. Một vài mô hình giá điện thực khác cũng sẽ được miêu
tả sơ bộ trong mục 1.6.
Lý thuyết giá điện thực dựa trên các động viên kinh tế sơ bộ đầu tiên
(first order) yêu cầu nhằm mục đích làm cho thị trường điện hoạt động hiệu quả
hơn. Tuy nhiên một thị trường điện không thể hoạt động hiệu quả nếu chỉ sử
dụng giá điện thực cũng như là các người tham gia thị trường điện (khách hàng
dùng điện) có thể thực sự phải đối mặt với những động viên kinh tế sơ bộ thứ 2
hiệu quả hơn mà chính khuyến khích này có thể sẽ bóp méo thị trường điện và
làm thay đổi mục đích hoạt động của giá điện thực. Trong mục 1.7, chúng ta sẽ
miêu tả nguồn gốc của các ảnh hưởng động viên kinh tế sơ bộ thứ 2 và xem xét
lại các hợp đồng dài hạn và các quyền để làm giảm ảnh hưởng này. Các hướng
có thể nghiên cứu cũng sẽ được thảo luận và đưa ra trong mục 1.8.

Luận văn thạc só

Trang 1/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

1.2 Nội dung của giá điện thực:
Mục tiêu tối ưu của thị trường giá điện thực là nhằm làm cho hoạt động
hệ thống công suất hiệu quả hơn bằng cách cung cấp các khuyến khích động
viên cho người tham gia thị trường đưa ra hành động hiệu quả và do đó cho phép
một vài cấp quản lý phân quyền. Do đó dường như khá chính xác khi miêu tả
một số thị trường điện mua bán công suất chính yếu thì trong đó sự phân quyền
là ưu tiên hàng đầu. Tuy nhiên các thảo luận này bắt buộc phải đáp ứng một số
quy luật. Trước tiên, nó phải tạo ra các kết quả mà giá điện thực đang hướng
đến. Thứ hai là nó phải tạo ra sự hiểu biết bên trong cấu trúc của thị trường điện
mà đây chính là yêu cầu hiểu biết khá quan trọng để mà một thị trường giá điện
thực được thành công. Thứ ba là nó phải tạo ra bằng chứng cụ thể để các thị
trường điện tập trung dựa vào các triết lý của chính các thị trường điện giá thực
naỳ nhằm mục đích có thể hoạt động hiệu quả. Lý thuyết phía sau nhiều cấu trúc
thị trường điện được miêu tả trong mục này cũng được xem xét đến.
Trong các thị trường điện mà chúng ta xem xét như là thị trường Na uy,
Chilê và Anh quốc đều có các hoạt động tập trung với một mức độ cạnh tranh
rất cao. Thị trường điện Mỹ với truyền thống được thống trị bởi sự độc quyền
của các bang được quy định một cách nặng nề nhưng bây giờ với các áp lực cạnh
tranh đang diễn ra sẽ là một cách nhằm làm giảm các quy định này và cải thiện
hiệu quả hơn. Thị trường điện Australia cung cấp một khoá nghiên cứu hấp dẫn
sẽ bao gồm một số thị trường điện độc lập mà ngày nay ngày càng trở nên liên
thông với nhau. Thị trường điện New Zealand đang bãi bỏ các quy định và ngày
càng trở nên phân tán. Trong mục 2.2.7 chúng ta sẽ tóm tắt các đặc điểm nổi bật
của các thị trường điện này tương ứng với sự phối hợp của các thị trường phân
tán.

1.2.1 Thị trường điện Na uy:
Hjalmarsson (1992) báo cáo rằng cho đến tận năm 1991, hệ thống điện

của Nauy bao gồm khoảng 600 nhà máy điện nhỏ chia ra trong số đó khoảng 63
công ty sản xuất và bán sỉ cùng với 214 công ty điện lực phân phối khu vực mà
phần nhiều trong số đó chúng liên kết theo chiều dọc. Khoảng 99% công suất là
do nhà máy thuỷ điện tạo ra và vì thế quốc gia này có khoảng 7000MW vượt trội
ra, đây chính là nguồn công suất điện để xuất khẩu chính của nước này. Trong
nhiều năm, nước Na uy đã điều hành lónh vực công suất điện theo hợp tác xã tuỳ
tiện, nó sử dụng các giá điện thực đơn giản để trợ giúp sự gửi đi mua bán kết
hợp và các giao dịch trên thị trường. Holtan, Wangensteen và Livik (1994) cũng
nhận xét rằng chính những cải cách từ năm 1991 đã taọ ra các khuyến khích
cạnh tranh rất lớn. Hoạt động ở các nhà máy phát điện và mạng lưới truyền tải

Luận văn thạc só

Trang 2/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

đã có sự tách biệt khá lớn và một bang sẽ làm chủ các công ty truyền tải,
Statnett đã được tạo nên để có thể làm chủ cũng như cho thuê toàn bộ các mạng
lưới truyền tải. Sự độc quyền về nhận công suất cũng như phát công suất được tổ
chức bởi Statkraft, bang sẽ làm chủ công ty điện lực chỉ gồm 30% khả năng công
suất cuả máy phát, đã được bãi bỏ. Chính quyền địa phương sẽ điều hành 55%
khả năng còn lại của máy phát điện. Các công ty điện lực của chính quyền địa
phương có thể được kết nối theo chiều dọc nhưng nó được yêu cầu phải có sự
tách biệt về thực tế tài chính đối với mạng truyền tải và mạng máy phát công
suất.
Lưới công suất tạo nên các giá điện thực sẽ phải dựa vào các hồ sơ thầu
từ phía bên mua và cả các lời chào từ phía bên bán. Các giờ của ngày tiếp theo
sẽ được nhóm thành các khối tương tự, ở đây điển hình sẽ là 7 khối, và các bên

mua và bên bán được cung cấp những đường cong cung và cầu một cách hiệu
quả đến lưới công suất đối với mỗi loại khối. Trong thực tế, các công ty phát
điện phải dự thầu riêng biệt đối với mỗi một khu vực địa lý khác nhau mà chính
nó sẽ phản ánh các ảnh hưởng tiềm ẩn của sự tắt nghẽn lưới điện truyền tải. Sự
tắt nghẽn lưới truyền tải có thể là do trong lưới điện đã được xem chỉ có 2 hoặc
nhiều vùng công suất điện khu vực mà mỗi một vùng công suất lại có một giá
điện thực của riêng mỗi vùng ấy. Ngoài ra đối với thị trường điện giá thực, phí
truy cập mạng (phí tham gia lấy công suất điện) phải được các người sử dụng
mạng điện chi trả để mà có thể đủ bù đắp lại tất cả những chi phí của mạng điện
đó dựa trên những gì có thể được lấy lại từ việc cho thuê mạng truyền tải giữa
các vùng đem lại.
Holtan cho rằng những hợp đồng so sánh về tài chính song phương giữa
bên bán điện và bên mua điện thông thường rất hay được sử dụng là rất hiệu
quả. Các tài khoản này chiếm khoảng 85% công suất bán ra, với các yêu cầu
công suất phụ trội đang được thương mại trên thị trường điện giá thực. Những
hợp đồng song phương này nhằm mục đích cung cấp một rào cản tài chính nhằm
chống lại những sự thay đổi về giá của lưới điện công suất (Schweppe at al.,
1988, Henney, 1994). Ví dụ, một công ty phát điện có thể đồng ý cung cấp cho
một khách hàng lượng công suất ở một đơn giá cố định trong suốt một thời điểm
cố định. Giá điện của hợp đồng sẽ phản ánh các mong đợi của người tham gia thị
trường điện rằng giá điện sẽ là bao nhiêu ở thời điểm mà hợp đồng có hiệu lực
xảy ra. Ở thời điểm đó, chắc chắn các bên sẽ phải thương mại công suất điện
(mua bán công suất điện) trên thị trường giá điện thực ở ngay tại thời điểm mà
giá điện thực thắng thế. Vì lúc đó nói chung giá điện thực sẽ rất khác so với giá
điện hợp đồng, một bên sẽ trở nên mạnh hơn nhiều so với mong đợi trong khi

Luận văn thạc só

Trang 3/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

phía bên kia sẽ trở nên yếu hơn. Phía bên mạnh hơn lúc đó sẽ phải trả tiền cho
vận may bất ngờ này cho phía bên còn lại . Lúc đó, đối với các bên sẽ phải xem
xét cân nhắc lại một giá điện thực hiệu quả tương ứng và tương đối cân bằng với
giá hợp đồng đã ký kết.
Ví dụ như, nếu một công ty phát điện bán công suất trên thị trường điện
với giá thực ở cái giá là β spot , với β spot > β contract , thì nó sẽ tạo ra vận may “bất
ngờ” (lợi nhuận) là β spot − β contract trên mỗi đơn vị bán ra cho chính khách hàng
cuả công ty đó. Tuy nhiên, nói một cách chính xác lợi nhuận này cũng sẽ cân
bằng với tổn thất của khách hàng, tương ứng với giá hợp đồng mong đợi và bằng
cách chi trả vận may bất ngờ này đến khách hàng để các bên xem xét lại một
cái giá hiệu quả là β contract . Theo như Schweppe at al quan sát, những hợp đồng
dài hạn như vậy cho phép các hợp đồng song phương được định nghóa theo cách
tài chính, thậm chí là chúng không thể được định nghóa về mặt vật lý. V.Smith
(1993) miêu tả đặc điểm này là một khả năng để định nghóa các quyền lợi chia
được đối với các điều kiện thuận lợi mà không chia được.

1.2.2 Thị trường điện Chilê:
Chilê là một trong số những quốc gia đầu tiên cải cách ngành công
nghiệp điện nhằm để thúc đẩy sự cạnh tranh nhiều hơn. Bernstein (1988) và
Bernstein - Agurto (1993) cho rằng những cải cách chính yếu đã xảy ra từ cuối
thập niên những năm 1970 và đầu những năm 1980. Spiller và Martorell (1992)
trong báo cáo của mình đã cho rằng trong khi rõ ràng vẫn chỉ có hai công ty lớn
kết nối theo chiều dọc, bây giờ vẫn có 11 công ty máy phát điện khu vực với
công suất lũy tích khoảng 18.000GWh và một mạng lưới truyền tải điện độc lập,
nhiều quy định bao gồm 21 công ty điện phân phối nhưng không phải tất cả đều
liên kết với nhau. Các công ty máy phát điện mới không bắt buộc phải truy nhập
liên kết vào thị trường điện. Thị trường điện này sẽ được kết hợp bởi một tổ chức

được biết đến với tên gọi là Trung tâm điều phối tải kinh tế (ELDC) (Economic
Load Dispatch Centre). Trong khi đó Hội năng lượng quốc gia (CNE) là một tổ
chức sẽ phát triển và kết hợp tất cả các dự án đầu tư, quy định các loại giá điện
và đóng vai trò như là một quan sát viên và một trọng tài đối với các công ty tư
nhân cung cấp điện.
Giá điện ở mỗi nút tải của mạng lưới diện truyền tải sẽ được định sao cho
cân bằng với chi phí dự trữ chạy ngắn hạn của khu vực. Các so sánh giữa giá
điện tại các nút tải được thực hiện bởi các nhà điều hành mạng lưới điện truyền
tải nhằm để bù đắp các tổn thất và các chi phí hoạt động khác. Những chi phí
chính yếu của mạng truyền tải sẽ được bù lại bằng chi phí truy cập mạng điện

Luận văn thạc só

Trang 4/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

thường niên. Bernstein (1988) cho rằng các công ty máy phát điện hoạt động
một cách trong sạch dựa trên những cái căn bản của thị trường điện giá thực.

1.2.3 Thị trường điện của Anh quốc:
Thị trường điện của Anh quốc được cải cách vào tháng 3 năm 1990 bằng
việc tái cấu trúc mạng và bán đi một phần của điện lực khu vực công cộng trước
đây của Hội máy phát điện trung tâm (CEGB: Central Electricity Generating
Board) (Einhorn, 1995, Green và Newbery, 1992). Trong khi các nhà máy điện
hạt nhân vẫn giữ lại dưới quyền làm chủ của bang thì quyền sở hữu các máy
phát sẽ được chia làm hai khu vực địa lý tách biệt với các công ty điện lực máy
phát công cộng riêng biệt là National Power và PowerGen. Con đường tham gia
vào thị trường điện đối với tất cả các công ty máy phát điện bây giờ là hoàn toàn

mở rộng. Mạng lưới điện truyền tải được điều hành bởi Công ty lưới điện quốc
gia (National Grid Company) (NGC) mà chính nó cũng sẽ được cùng làm chủ sở
hữu bởi các công ty điện lực khu vực. Các phía yêu cầu sử dụng điện (khách
hàng) của thị trường thì đang được bãi bỏ các quy định bị áp đặt qua nhiều năm
với các quy định đầy đủ hơn được lập biểu từ năm 1998. Green (1994) cho rằng
một mức độ giới hạn hồ sơ dự thầu của phía yêu cầu được cung cấp điện cũng đã
được thiết lập. Một tổ chức điều hành là OFFER sẽ đóng vai trò bảo vệ khách
hàng cũng như nhằm mục đích thúc đẩy sự cạnh tranh lành mạnh hơn
(Littlechild, 1994).
Công ty NGC sẽ điều phối các đơn vị máy phát điện dựa trên tất cả các
lời chào giá đối với công suất thực phát ra từ các công ty máy phát điện. Các giá
điện thực cuối cùng, được tính toán theo nửa giờ, sẽ bao gồm một phần công
suất liên quan đến lời chào giá được chấp nhận ở mức cao nhất và một thành
phần công suất nhằm để khuyến khích các công ty máy phát điện luôn để các
máy phát ở tình trạng sẵn sàng trong các thời điểm yêu cầu đỉnh (Tenenbaum et
al., 1992). Thành phần khả năng này dựa trên tổn hao xác suất tải (LOLP), mà
nó miêu tả xác suất của việc không thoả mãn nhu cầu và một giá trị tổn thất tải
ước tính (VOLL). Các giá điện này tính cho khách hàng nếu vượt giá điện phải
trả cho công ty phát điện do sự khác biệt này hoặc sự phụ thu (uplift) phải trả
cho nhiều dịch vụ phụ trội như là điều chỉnh tần số và sự cung cấp công suất
phản kháng cũng như là cho cả VOLL. Tại thời điểm thiết lập thị trường điện, sự
phụ thu sẽ được tính toán là ex post nhằm để gánh tất cả các chi phí thay đổi
phát sinh khác, tuy nhiên Green báo cáo rằng vẫn có một thay đổi đang được
quyết định là ex ante nhằm kích thích NGC nhiều hơn để điều khiển các chi phí
này. Tất cả các thành phần giá khác cũng sẽ luôn luôn được tính toán ngay từ
đầu và do đó nó có thể sẽ mâu thuẫn với các điều phối thật sự. Chi phí cũng

Luận văn thạc só

Trang 5/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

được tính vào khi truy cập mạng điện và chi phí này cũng sẽ thay đổi tùy theo
khả năng sử dụng mạng điện này.
Sự thay đổi dần dần của thị trường điện giá thực sẽ tạo sự mất ổn định về
tài chính đối với các nhà tham gia (khách hàng điện) trong một thị trường điện
giá thực. Trong một phương thức tương tự đối với thị trường điện Nauy, một sự
thỏa thuận hợp đồng giữa người mua điện và người bán điện sẽ được sử dụng
rộng rãi để làm hàng rào chống lại các sự thay đổi giá điện này.

1.2.4 Thị trường điện nước Mỹ:
Nước Mỹ có một thị trường điện rất lớn với hơn 3200 nhà cung cấp điện
có tổng công suất lắp đặt hơn 700.000MW và sản xuất dư thừa hàng năm lên
đến khoảng 2.500.000GWh ( Quốc hội Mỹ, Phòng đánh giá kỹ thuật, 1989). Hệ
thống này bao gồm rất nhiều các công ty máy phát điện kết nối theo chiều dọc.
Rất nhiều công ty điện tạo nên các hiệp hội mà chúng sẽ được điều phối
như một thực thể đơn lẻ. Hoạt động của các hiệp hội này cũng có thể thay đổi.
Tenenbaum, Lock và Backer (1992) miêu tả hoạt động của Hiệp hội công suất
điện mới của Anh (New England Power Pool: NEPOOL) có đến hơn 90 thành
viên và có khả năng phát tổng công suất lên đến 25.000MW. Các thành viên
của hiệp hội được yêu cầu lắp đặt hoặc mua công suất phát một cách hiệu quả
để đáp ứng yêu cầu ít ỏi của khách hàng bán lẻ và củng cố chắc chắn thêm các
khách hàng lớn. Hiệp hội này sẽ bị điều phối tại một trung tâm riêng biệt nhằm
để tối thiểu hoá các chi phí. Sự cạnh tranh sẽ gia tăng thông qua các hợp đồng
thương mại công suất điện để các thành viên của hội có thể thoả mãn những nhu
cầu nhằm đáp ứng yêu cầu mua bán điện ít ỏi của họ. Các hợp đồng thương mại
này chỉ xảy ra trên giấy và nó không cản trở các hoạt động vật lý của hiệp hội.
Wilkinson (1989) cho rằng trong khi một số cấp độ cạnh tranh đạt được kết quả

tốt từ các trao đổi thương mại này thì sự hợp tác liên quan có thể bị xem xét là
sự thông đồng trong một thị trường điện cạnh tranh thật sự.
Hệ thống điện Mỹ rất nặng về các điều luật với các luật ở cả cấp liên
bang lẫn cấp bang. Các thu nhập của điện lực được định một cách rõ ràng nhằm
phù hợp với các chi phí hoạt động cộng thêm mức phí thuế được định rõ trong
các chi phí tổng thu được. Thật ra cũng có rất nhiều các nhà máy không phải của
điện lực tạm gọi như vậy (Non-Utility Generator : NUGs) từ các điện lực địa
phương được yêu cầu bán công suất điện. Máy phát điện NUG thường được sản
xuất ra như là một sản phẩm phụ của các quá trình xử lý công nghiệp.
Các điều khoản này được áp đặt trên dịch vụ lưới điện truyền tải nhằm
để khuyến khích sử dụng hiệu quả hệ thống điện truyền tải trên mạng lưới điện

Luận văn thạc só

Trang 6/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

quốc gia. Tuy nhiên trong tình huống này, nó cũng chứng minh rằng sẽ rất khó
khăn để đạt được sự hiệu quả. Một lý do chính đối với khó khăn này đó là phân
bố công suất có thể sẽ đi tắt ngang qua các mạng điện của các công ty truyền tải
điện quản lý độc lập và khác nhau. Các công ty truyền tải điện này sẽ sử dụng
các phương pháp thay đổi để tính tiền cho việc truy cập và sử dụng lưới điện của
họ. Sự đa dạng này khiến cho vai trò của các điều phối viên ngày càng gặp khó
khăn. Tình huống này sẽ gặp khó khăn hơn rất nhiều và nó được gọi là hiện
tượng phân bố công suất vòng lặp (loop flow) (Hogan, 1992). Các phân bố công
suất vòng lặp gia tăng vì con đường mà công suất đi qua trong một mạng truyền
tải được điều khiển bằng các quy luật vật lý chứ không phải là các mong muốn
của người tham gia thị trường điện trong hợp đồng thương mại. Sự tồn tại của

phân bố công suất vòng lặp này ám chỉ rằng bất kỳ sự mua bán công suất song
phương nào giữa 2 bên hầu như đều bị ảnh hưởng đến các bên mà không được
tính toán trong hợp đồng mua bán. Những việc có tính chất bên ngoài như vậy
đều gây khó khăn về giá điện đối với các hợp đồng mua bán điện song phương.
Tenenbaum (1993) báo cáo rằng, ở nước Mỹ, các chi phí thay đổi của lưới
truyền tải có khuynh hướng được tính vào giá điện dựa trên các tổn thất dự trữ
và đïc tính ở mức trung bình, mặc dù các tính toán này nói chung là không
được định rõ trong hợp đồng, trong khi đó chi phí vốn nói chung là dựa trên các
hợp đồng theo hướng truyền công suất ước lượng.
Những khó khăn liên quan đến quản lý lưới truyền tải giữa các điện lực
và quản lý việc mua điện từ các đơn vị phát điện NUG ban đầu gia tăng là do
thiếu một tác động về cơ khí hiệu quả để quyết định giá điện công bằng trong
khi vẫn phải đảm bảo đánh giá thị trường điện công bằng. Trong khi đó, điều
luật tạo ra một khuôn khổ trong đó các hợp đồng mua bán này xảy ra và có thể
tạo ra kết quả không hiệu quả. Ví dụ, Ủy ban điện lực công cộng California
(California Public Utilities Commision: 1995) công bố các kế hoạch tiến tới một
thì trường điện sẽ bãi bỏ các điều luật, một sự tiến bộ ban đầu đáp ứng sự sản
xuất không hiệu quả do điều luật mà nó góp phần làm giá điện ở bang
California cao hơn 50% giá điện trung bình của nước Mỹ. Quan niệm đa số của
Uỷ ban đã ủng hộ một cách tiếp cận giống như vậy xảy ra ở Anh quốc. Một hệ
thống độc lập các điều khoản (lưới điện), điều phối viên sẽ kiểm soát toàn bộ
lưới truyền tải và phối hợp một lưới điện riêng, điều phối các đơn vị máy phát
theo các chủ thể yêu cầu và trả chúng về một thị trường điện giá thực rõ ràng
quy cũ. Các khách hàng đều có sự chọn lựa để mua công suất điện trong cả thị
trường điện giá thực hay thời điểm có mức giá điện trung bình.

Luận văn thạc só

Trang 7/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

1.2.5 Thị trường điện Australia:
Australia là một lục địa khổng lồ với các cộng đồng dân cư trải rộng. Một
mạng lưới điện truyền tải quốc gia riêng rẻ vẫn chưa được phát triển do các
khoảng cách quá lớn giữa các khu dân cư. Chính vì thế, mỗi bang đều làm chủ
và hoạt động hệ thống điện riêng của chính nó với sự biến đổi cực lớn trong hệ
thống cấu trúc công nghiệp. Một cách truyền thống, có sự liên kết nhưng chỉ ở
mức độ giới hạn của các hệ thống công suất giữa các bang khác nhau, nhưng bây
giờ nó đang có sự thay đổi theo xu hướng thiết lập nên một lưới điện quốc gia.
Outhred và Kaye (1994) báo cáo rằng Hội đồng quản lý lưới điện quốc gia
(National Grid Management Council: NGMC) được thành lập vào năm 1991
nhằm để khuyến khích tự do thương mại trong thị trường công suất điện khổng lồ
và nhiều cạnh tranh này. Sự hình thành lưới điện quốc gia với ý nghóa cho phép
tự do thương mại đã tạo nên nhu cầu cần thiết phải có khuôn khổ cho việc buôn
bán công suất giữa các hệ thống công suất của các tiểu bang khác nhau.
NGMC đề nghị một hệ thống công suất riêng sẽ phục vụ tất cả các bang
có liên kết với nhau, với giá điện thực sẽ được quyết định mỗi nửa giờ dựa trên
các lời mời chào được các công ty máy phát điện đệ trình trong 24h trước đó.
Các khách hàng tham gia thị trường điện có thể tạo nên các hợp đồng ràng buộc
về mặt tài chính nhằm để bảo vệ chống lại sự mất ổn định về giá cả.

1.2.6 Thị trường điện New Zealand:
Hệ thống công suất của New Zealand đang phải trải qua một quá trình
sửa đổi mang tính cách mạng từ năm 1987. Một cuộc thảo luận chi tiết của
những sự cải cách này đã được Culy, Read và Wright thực hiện năm 1995. Vào
này 01 tháng 07 năm 1994, công ty truyền tải lưới điện quốc gia, Truyền tải
công suất điện New Zealand, được tách ra từ công ty phát điện của bang, Hiệp
hội điện lực của New Zealand (Electricity Corporation of New Zealand Limited:

ECNZ) đã sản xuất lên đến 96% công suất. Cả công ty máy phát và công ty
truyền tải đều hoạt động như là Xí nghiệp bang làm chủ (State Owned
Enterprises: SOE), đều phải hoạt động dựa trên một nền tảng về thương mại.
Một vài trạm phát điện của ECNZ đã được tách ra từ nó để tạo ra một SOE mới
vào năm 1996 và một số trạm phát điện nhỏ đã phải bị bán đi. Vào thị trường
điện thì cả công ty phát điện lẫn các khách hàng mua điện lớn đều không bị giới
hạn. Rất nhiều công ty phân phối điện nhỏ /riêng lẻ trước đây đều phải hoạt
động dựa trên các điều luật của thành phố thì bây giờ chúng sẽ là các công ty
được lập sách sách riêng một cách công khai.

Luận văn thạc só

Trang 8/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

Hiện tại ECNZ đã bán công suất của nó ở trong cả hợp đồng trọn gói một
năm lẫn trong thị trường điện giá thực. Vào năm 1994, Kennedy báo cáo rằng
mỗi năm, các khách hàng của ECNZ, đều là các công ty phân phối điện địa
phương hay là các khách hàng công nghiệp khổng lồ, đều thông báo cho ECNZ
một mức yêu cầu dùng điện trong mỗi nửa giờ của năm tiếp theo sau. Vào mỗi
nửa giờ nêu trên họ được phép đưa vào trong các hợp đồng tài chính khoảng từ
90% đến 110% sản lượng điện được công bố ở mức thời gian thực (Time of Use:
TOU) đã được công bố vào đầu năm. Ngay từ năm 1993, Công ty điện thị trường
(Electricity Market Company: EMCO), một công ty cổ phần giữa ECNZ và các
công ty phân phối điện nhỏ đã làm cho việc thương mại các hợp đồng điện như
thế này được thực hiện dễ dàng hơn, mặc dù chúng cũng đã được buôn bán một
cách song phương. Vào mỗi thứ sáu, ECNZ đều phát hành giá thực của việc
dùng điện cho mỗi nửa giờ của tuần tiếp sau đó. Các giá thực này đều chỉ ra chi

phí hoạt động gia tăng mong đợi một cách hiệu quả nhất của công suất điện sẽ
cung cấp trong khoảng thời gian mỗi nửa giờ đó. Bất kỳ sự thâm hụt hay thặng
dư nào trong hợp đồng hằng năm đều có thể được buôn bán ở mức giá này. Một
giới hạn giá điện của hội (pool price margin) phụ trội đều được cộng do chi phí
của các dơn vị bán điện ra sẽ được tính vào giá điện thị trường cuối cùng. Thu
nhập phụ trội này sẽ bao gồm các chi phí cố định và nhu cầu hoàn trả lại vốn
đều dựa trên mức tiêu thụ trung bình trong 10 năm qua.
Vào năm 1984, một dự chênh lệch giá điện truyền tải giữa phía Bắc và
các đảo phía Nam đã được giới thiệu. Khái niệm này gần đây đã được mở rộng
đối với tất cả các nút trong mạng điện truyền tải, sự chênh lệch này hiện đang là
gánh nặng trung bình thường xuyên của những thành phần giá điện truyền tải
trong mỗi nửa giờ và nó sẽ được quyết định bởi một mô hình mẫu tương đương
với nó.

1.2.7 Tóm tắt:
Đề tài thông thường trong cuộc tranh luận về sự phân quyền trong thị
trường điện được tóm tắt trong một báo cáo của Quốc hội Hoa Kỳ, Phòng đánh
giá kỹ thuật (1989) mà trong đó nhu cầu sửa đổi cạnh tranh đã được đưa ra,
nhưng các vấn đề liên quan được diễn đạt để mà phối hợp hệ thống công suất
lớn một cách có hiệu quả khi mà có rất nhiều các công ty khác nhau, chủ sở hữu
của cả công ty phát điện lẫn các hệ thống truyền tải điện có liên quan. Trong
phần này, chúng ta sẽ tóm lại các đặc điểm của những mục nêu trên mà có đóng
góp vào các phần liên quan này.
Hoạt động của hệ thống một cách hiệu quả ở một mạng truyền tải đơn có
quy định (trong mỗi hệ thống điện cách ly) là một đặc điểm thông thường của

Luận văn thạc só

Trang 9/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

các mô hình mạng điện của New Zealand, Chile, Anh quốc, Nauy và Australia.
Khi máy phát và dây truyền tải kết nối theo chiều dọc, theo lý thuyết có thể đạt
được sự phối hợp hoàn hảo, nhưng nó lại phải chịu áp lực cạnh tranh về mặt đổi
mới và hiệu quả. Sự tạo thành, trong mỗi vùng bị cách ly về mặt vật lý, của
mạng truyền tải đơn dưới sự điều khiển độc lập sẽ loại bỏ khả năng của các
công ty phát điện nhằm để điều khiển quyền sử dụng mạng truyền tải và trách
nhiệm của người cạnh tranh.
Khi so sánh với hệ thống cai trị của giá điện truyền thống mà không quá
thay đổi về thời gian hay không gian, các tiếp cận về giá điện thực sử dụng ở
New Zealand, Chile, Anh quốc và Nauy sẽ thúc đẩy khả năng của các công ty
phát điện độc lập và các tải hoạt động theo cách phối hợp một cách kinh tế. Mặc
dù vậy vẫn có một vài giới hạn cố hữu trong cách mà giá điện thực đang được
ứng dụng. Ruff (1992) đã xác định đïc hai vấn đề chính về mặt giá điện được
tính toán trong hệ thống điện của Anh. Đầu tiên là, tách biệt việc tính toán thành
phần giá điện của điều phối thực tế đã thúc đẩy khả năng của một số công ty
phát điện thao túng giá điện, một khả năng gia tăng vì thiếu cạnh tranh do chỉ có
hai công ty phát điện chính. Điểm tiếp theo được hỗ trợ bởi các mô phỏng của
Green và Newbery năm 1992. Green (1994) báo cáo rằng doanh thu năm 1994
của 6000MW công suất đều từ hai công ty điện chính, và sự giới thiệu 2600MW
công suất từ các nhà tham gia mới, tất cả kết hợp với các quy luật đấu thầu mới,
đã cho ra một số cách nhằm giới hạn vấn đề này. Trong khí đó, Newbery (1995)
vẫn khẳng định rằng các hợp đồng cho sự khác nhau đó đã có một ảnh hưởng
vừa phải về mặt khuyến khích để thao túng giá điện. Thứ hai là, Ruff khẳng
định rằng giá của các dịch vụ phụ trợ, có thể là nguồn sống, thì không nên quá
phức tạp. Green cũng nói thêm rằng các chi phí của tổn thất truyền tải, mà ông
ta ước tính đến khoảng 2 triệu USD đã không được mô hình hay thậm chí là ước
tính. Một cách tương tự, thuật toán về giá điện thực cũng đã được sử dụng tại

Chile và Nauy, trong khi họ vẫn cố gắng tính toán đến mức kinh tế ưu tiên thì họ
vẫn chưa tính toán một cách đầy đủ về mặt vật lý cho hệ thống công suất. Các
vấn đề này đã phơi bày một giới hạn về khả năng để tính toán ra giá điện thực
hơn là bất kỳ lỗi nào của chính giá điện.
Các thoả thuận hợp đồng song phương là các đặc điểm chính của hệ thống
điện Mỹ và thị trường điện New Zealand, Anh quốc và Nauy. Các hợp đồng này
đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển giao rủi ro, một cách luân phiên
nó sẽ mang lại sự ổn định cho hoạt động của thị trường điện. Những sự thay đổi
sẽ diễn ra trong thị trường hợp đồng, nhưng giá trị của các hợp đồng này, và giá
trị của những sai lệch của chúng, lại được quyết định bởi giá điện thực tế.

Luận văn thạc só

Trang 10/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

Các nghiên cứu này tập trung xu hướng theo phía hoạt động mạng truyền
tải riêng biệt sẽ là một rào cản thông thường đối với phạm vi của các công ty
máy phát cạnh tranh và các tải. Phạm vi đối với cấu trúc thị trường điện dạng
này có thể hoạt động không theo nguyên tắc dựa trên một cấp độ khổng lồ của
hệ thống giá đang được sử dụng. Giá điện thực chạy ngắn hạn, liên hệ với một
vài dạng hợp đồng toàn bộ về tài chánh dài hạn, xuất hiện có kinh nghiệm nhất
hoặc được yêu cầu ít nhất, chế độ để làm sáng tỏ thị trường năng lượng. Trong
khi một chi phí truy cập mạng cố định vẫn được ủng hộ để bù lại các chi phí hoạt
động và bảo trì của chính mạng đó nhưng nó sẽ không bao gồm tiền thuê kiếm
được trong quá trình chuyển tải công suất đi. Tuy nhiên một vấn đề rõ ràng đó là
công việc này cố gắng chỉ ra (ít nhất là một phần) đó là vấn đề bằng cách nào
tính toán độ phức tạp của các hệ thống công suất theo chế độ giá trong một cách

thức mà khả năng điều khiển dễ về cả thương mại lẫn hoạt động.
1.3 Các nguồn gốc của giá điện thực:
Coase (1970) lần theo các nguồn gốc trong phần tài liệu khổng lồ về giá
chi phí điện dự trữ được ứng dụng với các công ty điện lực công cộng quay lại
đến tận những năm 1930. Một sự thúc đẩy chính đối với sự phát triển của các kỹ
thuật giá chi phí dự trữ ngắn hạn (SRMC) là để vượt qua sự không hiệu quả của
bảng giá cố định do thất bại trong việc tạo ra các khuyến khích để sử dụng năng
lượng hiệu quả hơn. Khi các chi phí dự trữ thay đổi do việc chuyển đổi sử dụng
công suất của hệ thống để chúng có thể phản ánh chi phí thực tức thời của việc
sử dụng điện, và vì thế sẽ khuyến khích các người sử dụng điều chỉnh các hành
động của họ tương ứng theo. Những điều này có thể dẫn đến một sự suy giảm
trong yêu cầu công suất đỉnh và việc sử dụng nhiều hơn của nhà máy. Một số
công ty điện lực, đáng chú ý nhất là điện lực Pháp (Nelson, 1964) đã thực hiện
việc dùng một lý thuyết giá chi phí dự trữ tiêu biểu trong suốt hơn ba mươi năm
tiếp theo.
Một trong nhiều khả năng của giá điện SRMC là giá chi phí dự trữ dài
hạn (LRMC). Trong khi các tất cả SRMC đều giả định tất cả các công suất đều
cố định thì SLMC lại cho rằng công suất có thể thay đổi được. Đối với ngành
công nghiệp điện, Vickrey (1979) lại phản đối việc sử dụng giá LRMC bởi vì
các đường cong LRMC rất khó định nghóa trong khi các chi phí SRMC có thể
tương đối dễ dàng được đo lường và có thể tính toán đối với các chi phí xây dựng
dài hạn nếu các chi phí ngắn hạn dược tính toán đúng cách. Nói chung, các hệ
thống công suất trong một trạng thái không cân bằng có một ảnh hưởng phóng
đại bởi thời gian dắt dài hạn đều liên quan đến xây dựng nhà máy mới. Ví dụ,
vào cuối thế kỷ 17, Mitchell, Manning và Acton (1978) thông báo rằng (vào thời

Luận văn thạc só

Trang 11/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

điểm đó), hầu hết hệ thống công suất hiện đại đều được thiết kế theo kịp mức
chi phí nhiên liệu thấp, nhưng lại được sử dụng trong khoảng thời gian chi phí
nhiên liệu cao. Sự đảo ngược này có lẽ kéo dài rất tốt cho nhiều hệ thống công
suất đến tận thế kỷ 19. Sự mất cân bằng này là một vi phạm giả định chủ yếu
của lý thuyết giá điện LRMC. Della Valle (1988) khẳng định rằng quyết định
đầu tư tệ hại lấy kết quả từ các ước tính LRMC thiếu chính xác có ảnh hưởng rất
lớn. Bà ta cho rằng tốt hơn hết là vẫn sử dụng các giá SRMC trong khi vẫn cho
phép các nhà đầu tư căn cứ theo các quyết định của chính họ về các dự báo giá
SRMC trong tương lai. Đây thật sự là phương pháp tiếp cận được sử dụng ở New
Zealand từ năm 1984.
Vickrey (1979) cũng đã khẳng định rằng sự không hiệu quả về giá gia
tăng là một hàm các khoảng thời gian giữa các giá thay đổi, và cũng nhấn mạnh
rằng hệ thống giá tối ưu pareto (pareto-optimal: là hệ thống giá điện mà không
ai có thể khá hơn mà không làm một ai khác tệ đi) sẽ là số một trong đó giá sẽ
được cập nhật liên tục theo thời gian thực. Vickrey gọi giá này là giá điện đáp
ứng, mặc dù sau đó thì chúng nổi tiếng với tên gọi là giá điện thời gian thực (giá
thời điểm). Những người phát triển các điều mà chúng ta đang nói chính là Học
viện kỹ thuật Massachusetts (MIT), Schweppe, Caramanis, Tabors và Bohn
(1988) nhận ra khả năng của các giá điện như vậy sẽ đóng vai trò như là một kỹ
thuật phối hợp trong một thị trường điện phân tán. Họ tranh luận về việc tách
biệt các chi phí khôi phục lại, như là các giá điện phải khuyến khích đầu tư hiệu
quả trong khi vẫn tính toán đến các ràng buộc được chấp nhận bởi các yêu cầu
kỹ thuật của điều khiển, hoạt động và kế hoạch của hệ thống công suất. Xa hơn
thế nữa, người tham gia thị trường điện phải hoàn toàn được tự do chọn lựa dung
lượng, chi phí và độ tin cậy của công suất điện mà họ sử dụng hay là cung cấp.
Cuối cùng là sẽ không có sự trợ cấp pha tạp giữa các người tham gia thị trường
điện. Những điều kiện này cũng đã tạo ra những khuyến khích thuận lợi đồng

thời cho việc sử dụng điện hiệu quả, trong khi vẫn khuyến khích việc quản lý
cạnh tranh của các hệ thống điện. Kết quả chính yếu là phải làm sao chuyển đưa
các điều kiện này vào mô hình thực tế. Trong các mục tiếp theo sau, chúng ta sẽ
xem xét lại những mô hình được thiết kế để quyết định xem những giá điện thực
nào tồn tại cùng với những điều kiện nêu trên này.
1.4 Mô hình MIT:
1.4.1 Những nguồn gốc của mô hình MIT:
Mô hình MIT hay là Viện Kỹ Thuật Massachusettts (Massachusettts
Institute of Technology) thực hiện nhiều ý tưởng mang lại cùng nhau trong
nghiên cứu của Vickrey, và đã trở thành nền tảng của các nghiên cứu gần đây

Luận văn thạc só

Trang 12/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

trong giá thực của thị trường điện. Mô hình mẫu được thảo luận trong mục này.
Một sự miêu tả tổng quát của mô hình MIT đã được đưa ra bởi Schweppe et al.
(1988).
Mô hình MIT tiến triển liên quan đến khái niệm Điều khiển các đơn vị
tónh trong nhà (Homeostatic Utility Control). Schweppe, Tabors, Outhred, Pickel
và Cox (1980) miêu tả Homeostatic Utility Control như là một giá dựa trên
phương tiện nhằm đạt được một trạng thái cân bằng của một hệ thống công suất.
Một tập các SRMC dựa trên các giá điện thực tại các nút, đáp ứng trong thời
gian thực đối với thay đổi trạng thái của hệ thống công suất, sẽ tạo các khuyến
khích đối với phía cung cấp để phù hợp phía yêu cầu trong một cách thức hiệu
quả. Các giá điện này phản ánh thực hoạt động của mạng điện, mà trong đó điều
phối tối ưu sẽ đưa đến chi phí dự trữ, và vì thế giá SRMC ở mỗi nút tải phải

khác, một phạm vi lớn hơn hay nhỏ hơn, so với các nút khác, trong một cách mà
phản ánh chính xác các tổn thất dự trữ, và cả các ràng buộc giữa các nút. Các
giá điện thực này sẽ được thông tin liên lạc, trong thời gian thực, với các tải và
các máy phát mà sẽ được thiết kế một cách lý tưởng nhằm để tự động điều chỉnh
các hoạt động tương ứng. Sự sai khác giữa giá điện thực ở bất kỳ hai nút tải nào
cũng sẽ là giá điện truyền tải đối với các giao dịch giữa các nút tải này. Giá điện
truyền tải sẽ đến các chủ lưới điện nhằm để bù đắp các chi phí do tổn hao và sự
nghẽn mạch.
Hướng tiếp cận này có thuận lợi chủù yếu là nó phản ánh một cách đúng
nhất lưới công suất (pool) giống tự nhiên của thị trường điện, trong đó các chi phí
truyền tải nói chung là không thể quy cho các giao dịch đã được định rõ. Tất cả
được thực hiện để quyết định chi phí tổng là một hàm các hoạt động của tất cả
các bên tham gia thị trường và định nghóa các giá điện phản ánh ảnh hưởng dự
trữ của mỗi hành động của bên tham gia trong cái tổng chi phí đó. Trong số
những điều khác, tính ổn định của kinh tế đưa đến, ngay tại thời điểm giá đó,
bên mua sẽ rất bàng quan đối với công suất được mua từ đó. Việc mua công suất
từ một nút tải khu vực, ở mức giá đang áp dụng ở đó, sẽ tương đối chính xác với
việc mua công suất ở một nút cách xa, và phải trả các chi phí chuyển tải để
chuyển nó đến nút tải khu vực. Do đó, bất kỳ giao dịch nào giữa một nút, có thể
được bủa lưới nhằm tạo ra một giao dịch nút -nút đơn tương đương, độc lập với
bất kỳ đường dẫn truyền tải nào đưa đến thông qua mạng. Do đó chế độ giá này
và chỉ chế độ giá này mới có thể tạo ra một sân chơi ở mức độ hoàn thiện và
không có va chạm cho các công ty máy phát và các nhà tiêu thụ nhằm thương
mại và tạo cạnh tranh trên lưới điện truyền tải.

Luận văn thạc só

Trang 13/22

Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

Caramanis, Bohn và Schweppe (1982) liệt kê các điểm thuận lợi dưới đây
của hướng tiếp cận này qua nhiều biểu giá phẳng truyền thống.
• Giảm sử dụng năng lượng hoá thạch do đó sử dụng công suất hiệu
quả hơn.
• Máy phát thấp tải, do đó ít nhà máy chạy đỉnh và chi phí thấp.
• Khách hàng tự định mức công suất trong trường hợp khẩn cấp và do
đó nhu cầu điều khiển tải trực tiếp giảm và ít vụ mất điện xảy ra.
• Giá điện phân tán xử lý điều phối cho phép phối hợp các đồng phát
dễ dàng và các kỹ thuật thay đổi và thậm chí là bãi bỏ.
• Sử dụng giá điện thời gian thực làm giảm sự không chắc chắn từ
quá trình chỉnh đặt giá điện.
• Khuyến khích đầu tư nhiều vào các thiết bị chuyển tải.
• Những nguồn lợi trung bình lớn hơn đối với các công ty phát và tiêu
thụ.
1.4.2 Giá điện thực trong mô hình MIT:
Caramanis, Bohn và Schweppe (1982) phát triển mô hình giá điện mà nó
sẽ là trung tâm của tiếp cận MIT. Đây là mô hình toán học lý thuyết đầu tiên mô
tả dạng chi tiết của giá các nút tải thay đổi theo thời gian trong một mạng truyền
tải. Đơn vị phát và yêu cầu có sẵn cho rằng sẽ được phân bố với các giá mong
đợi sẽ được quyết định đối với khoảng thời gian của tầm dự án. Tất cả các đẳng
thức được cho rằng liên tục và có thể sai lệch. Các giá điện này được quyết định
thông qua sự phân hủy giá điện của quá trình xử lý điều phối mạng. Một vấn đề
chính miêu tả sự tối đa hoá của lợi nhuận liên quan đến (đơn giản hoá) các ràng
buộc của hệ thống công suất, trong khi đó một số vấn đề phụ lại quyết định mức
lợi nhuận hoạt động tối đa liên quan đến các ràng buộc của mỗi một người chơi.
Các giá điện thực tối ưu là các giá điện mà cùng lúc phù hợp đồng thời với các
giải pháp tối ưu của vấn đề chính và cả tất cả các vấn đề phụ. Điều đó thể hiện
về mặt toán học đối với mỗi giai đoạn và mỗi nút trong mạng truyền tải:

Giá điện thực tối ưu tại các nút = Chi phí nhiên liệu tối đa +sự thua lỗ tiền
lãi +chi phí ràng buộc của mạng điện truyền tải.
Ở đây chi phí nhiên liệu tối đa hoặc lamda hệ thống là chi phí nhiên liệu
của tổ máy phát (ví dụ là tổ máy phát sẽ cung cấp đơn vị kế tiếp của công suất).
Sự thua lỗ tiền lãi sẽ bù lại chi phí của các tổn thất giới hạn sẽ gánh chịu trong
việc gửi công suất từ đơn vị máy phát đến nút tải này. Giá trị này chỉ là các tổn

Luận văn thạc só

Trang 14/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

thất truyền tải liên quan đến việc cung cấp công suất đến nút tải đó nhân với
lamda của hệ thống. Cuối cùng, tiền lãi ràng buộc truyền tải làm thay đổi giá
điện công suất khi mà các dòng chảy công suất trên các đường dây đang bị ràng
buộc. Các điều chỉnh giá điện này có thể là tích cực hoặc tiêu cực.
Các giá điện thực tối ưu đáp ứng các điều kiện thay đổi trong mạng điện,
theo Caramanis (1982) kết luận rằng:
“Giá điện thực bỏ qua nhu cầu đối với kiến thức của các khách hàng cá
nhân bằng cách cho họ nhiều khuyến khích về tiền hơn để họ hoạt động hiệu
quả theo cách riêng của họ.
Điều phối viên trung tâm thích đặt sử dụng cho mỗi người sử dụng riêng
lẻ, do các người sử dụng tự đặt điều phối dựa trên giá điện thực tại địa phương
họ và do đó nó được tranh luận là sẽ có ít sự trao đổi thông tin được yêu cầu giữa
người điều phối và thị trường điện về các điều kiện ngẫu nhiên, cũng như là
điều phối viên sẽ không cần truy cập trực tiếp đến nguồn lợi của từng cá nhân
và các hàm chi phí khác. Vì thế các giá điện biến nó thành có thể, ít nhất là về
mặt nguyên tắc, để đạt được một điều phối tối ưu mà không cần bất kỳ sự kiểm

soát vật lý nào tại trung tâm. Tất nhiên điều này đòi hỏi các giá điện thực phải
được cập nhật liên tục cho tất cả các khách hàng dùng điện, và đòi hỏi các
khách hàng này phải đáp ứng ngay tức thì. Các đề nghị của mô hình MIT thừa
nhận rằng điều này không thể tồn tại trong thực tế và đề nghị các cụm khách
hàng, và sử dụng các khoảng giá điện không thường xuyên. Caramanis cũng đã
kết luận rằng chi phí biên dựa trên tổng thu nhập không thể phù hợp tổng thu
nhập yêu cầu, và do đó các bước tiếp được yêu cầu để đền bù cho điều này sẽ
làm mập mờ thêm lý thuyết.
Caramanis, Roukos và Schweppe (1989) miêu tả chương trình WRATES,
một công cụ rất hiệu quả để phát triển các giá điện dành cho sự vận hành linh
động của hệ thống công suất khổng lồ giữa các điện lực độc lập. Các giá điện
vận hành đều dựa trên các sự chênh lệch của về giá giữa các nút. Chương trình
này dựa trên sự miêu tả một hệ thống công suất đã được đơn giản hoá và các
phối cảnh điều phối khác nhau để tạo thành một mạng phân phối của các giá
điện truyền tải định kỳ.
Caramanis (1982) cũng đã giới thiệu một biến thể của mô hình MIT cơ
bản mà mô hình mới này chỉ tập trung vào ảnh hưởng của giá điện thực trong
đầu tư. Mô hình này khác biệt với mô hình của Caramanis (1982) là nó cho phép
điều chỉnh khả năng công suất của các đơn vị máy phát ở một vài chi phí theo
thời gian. Kết quả của các giá điện thực này có một phần hạng mục đầu tư thêm

Luận văn thạc só

Trang 15/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

và nó được phản ảnh giá trị của công suất phụ trội ở mỗi nút tải. Các hạng mục
phụ trội này cũng phục vụ để hạn chế nhu cầu trong giai đoạn ngắn hạn. Do đó

nếu một mạng điện truyền tải có độ tin cậy thấp thì lúc đó các hạng mục đầu tư
sẽ hạn chế yêu cầu trong khi vẫn cung cấp thu nhập để cải thiện mạng điện. Các
chi phí gia tăng nên được thực hiện để tạo giá trị hiện tại cho chi phí đầu tư
mong muốn có liên quan đến dòng công suất đầu vào để cân bằng với chi phí
của việc đầu tư này. Cũng cần khẳng định rằng: việc cập nhật dần dần của giá
điện thực sẽ làm giảm ảnh hưởng sự không chắc chắn về các quyết định đầu tư.
Các điều này kéo dài thành hai kết quả, một cách không thực tế, công suất có
thể được mở rộng hoặc được ký kết phụ thêm và đồng thời. Bohn, Goloub,
Tabors và Schweppe (1984) phát hiện các điều kiện yêu cầu sự đầu tư tối ưu đểø
nó xảy ra trong một thị trường điện cạnh tranh. Đầu vào của thị trường điện tự do
và sự bảo vệ chống quy tắc áp đặt lại sẽ được yêu cầu một cách rõ ràng nếu như
sự canh tranh là nhằm nổi bật nó lên. Họ cho rằng nên có nhiều các công ty máy
phát nhỏ tương đối, kết luận này dường như rất được hỗ trợ như trong trường hợp
thị trường điện Anh quốc. Điều kiện cuối cùng họ đưa ra là sự mở rộng truyền
tải và máy phát phải nên được phối hợp nhằm để mở rộng sự hiểu biết hơn.
Theo nguyên tắc, sự phối hợp này có thể đạt được bởi cả các kỹ thuật thị trường
điện phân tán hoặc cả bởi thị trường điện tập trung.
Caramanis, Bohn và Schweppe (1987) (cũng như hãy xem Schweppe
(1988)) nghiên cứu điều tra sự tích hợp các ràng buộc an ninh của hệ thống để
đưa vào các công việc trước đây của họ dựa trên mô hình MIT. Berger và
Schweppe (1989) cũng nghiên cứu sự tổng quát hoá của việc duy trì các mô hình
giá điện để mà vận dụng các khoảng thời gian được đo lường bằng giây. Tabor
(1989) cũng đã thảo luận các kinh nghiệm ban đầu của điện lực về giá điện chi
phí biên. Trong khi Tabors và Caramanis (1994) xem xét lại các yêu cầu mô
hình mẫu của các giá điện thực SRMC.

1.4.3 Các giới hạn thực tế của mô hình MIT:
Trong khi mô hình MIT đã cung cấp một nền tảng lý thuyết vững chắc đối
với giá điện thực thì trong thực tế nó vẫn có các giới hạn thực tế. Đầu tiên,
những khó khăn về mặt kỹ thuật về giá thông tin liên lạc và duy trì thị trường

đáp ứng cho chính nó là rất lớn. Trong khi vẫn không làm mất hiệu lực khái
niệm (những rào cản) (hoặc là chi phí vượt qua chính chúng) có ý nghóa rằng
việc thực hiện ít tham vọng hơn nên được xem xét coi trọng. Sự giới hạn khác
của mô hình này, đó là trong khi nó vẫn có khả năng phát triển mô hình giá điện
thực có miêu tả hệ thống công suất rất chi tiết thì nhu cầu để dễ vận dụng máy

Luận văn thạc só

Trang 16/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

tính nhằm yêu cầu sử dụng các xấp xỉ, từ đó sẽ có những ảnh hưởng có hại về
chất lượng của các giá điện.
Littlechild (1991) nghiên cứu tỉ mỉ định đề trung tâm của mô hình giá điện
MIT, cụ thể là các giá điện thực cho phép hoạt động của hệ thống công suất
được phân tán trong khi vẫn tạo một điều phối xác định để định nghóa sự tồn tại
tối đa hoá lợi nhuận. Littlechild kết luận rằng sự không lồi và không liên tục
trong các hàm lợi nhuận thực tế và các ràng buộc của hệ thống công suất, kết
hợp với sự nhận thức khác nhau về khả năng của hiện tượng Stochastic, có ý
nghóa là các giá điện có vẻ sẽ không phù hợp là tối ưu trong thực tế. Schweppe
(1988) đề cập đến vấn đề này bằng cách tuyên bố:
“Sự thật là giá điện thực tế không thể được tính toán mà không làm ảnh
hưởng đến giá trị áp dụng giá điện thực dựa trên thị trường năng lượng. Giá trị
tính toán thực tế sẽ gần với giá trị thực hơn vào ngày tải hiện tại cân bằng hoặc
các mức giá thời gian sử dụng . Mục tiêu của việc ứng dụng giá điện thực dựa
trên thị trường năng lượng điện là nhằm cải thiện sự liên kết giữa điện lực và
các khách hàng dùng điện, chứ không phải để đạt tính tối ưu về mặt lý thuyết.
Littlechild cũng đã kết luận rằng nhiều khoảng thời gian, mô hình giá

điện thực được miêu tả bởi Caramanis (1982) sẽ đều phải gánh chịu cái gọi là tai
họa về kích thước. Do đó, số lượng trạng thái của hệ thống có thể sẽ gia tăng
theo hàm mũ với cùng số lượng của các khoảng thời gian. Hơn nữa, Outhred
(1988) cũng đã khẳng định rằng các liên kết về mặt thời gian trong mô hình này
là tương đối đơn giản và vì thế mô hình này giả định một cách không chính xác
rằng tất cả các quyết định đầu tư đều được thực hiện kịp lúc vào thời điểm cố
định, do đó sẽ không có sự không chắc chắn trong xây dựng dẫn đến mất thời
gian và chi phí cho dự án.

1.5 Mô hình Hogan-Giá điện đăng ký trước:
1.5.1 Các nguồn gốc của mô hình Hogan:
Hogan (1991, 1992) đề xuất một mô hình giá điện thực mà có thể quyết
định các giá điện tại các nút tải, đối với các khoảng thời gian điều phối nhỏ, mà
nó có thể được sử dụng để chỉnh đặt các trao đổi mua bán trên thị trường trong
một thị trường điện khổng lồ. Một đặc điểm chính của mô hình Hogan đó là các
giá điện được quyết định sau khi điều phối đã được thực hiện xong, nó làm giảm
nhu cầu giải quyết vấn đề điều phối ban đầu, vì thế làm cho việc biểu trưng của
các hệ thống điện vô cùng phức tạp trở nên dễ dàng hơn. Phương pháp tiếp cận
này trở nên nổi tiếng với tên gọi là giá điện đăng ký trước.

Luận văn thạc só

Trang 17/22


Chương I: Giá điện thực: Lý thuyết và thực tế

Theo ban đầu thì Hogan đề nghị sử dụng giá điện đăng ký trước này là
một phương tiện để giải quyết lại nhiều vấn đề khó khăn về mặt thương mại
đang dần gia tăng do khoảng cách truyền tải xa xôi giữa các điện lực ở nước Mỹ.

Những khó khăn này gia tăng bởi vì các thực tế của giá điện truyền thống đều
dựa trên các quy luật đặc biệt (đặc biệt là các hợp đồng đường dẫn hay MWdặm), nó sẽ thất bại khi tính đến tính hiện thực đối với các hành động thuộc về
vật lý phức tạp của các hệ thống công suất, đặc biệt và vòng lặp, và do đó nó sẽ
tạo các khuyến khích không tương xứng cho các người chơi tham gia. Hogan
cũng khẳng định rằng một thị trường điện truyền tải hiệu quả nên dựa vào các
khả năng truyền tải công suất dài hạn với các người sử dụng điện ngắn hạn sẽ bị
áp đặt để nhận lấy các chi phí cơ hội tiềm ẩn trong chính các hành động của họ.
Các chi phí cơ hội này sẽ được liên lạc thông tin qua giá và do đó nó sẽ thúc đẩy
thương mại hiệu quả trên các khoảng thời gian ngắn hạn.
Trong khi Hogan vẫn tán thành phương pháp tiếp cận chung của mô hình
Mogan nhưng ông ta lại loại bỏ khái niệm điều khiển điều bình (homoeostatic)
mà mô hình này dựa theo. Hogan kết luận rằng, khi đã đưa các kỹ thuật điều
khiển hệ thống công suất điện vào theo thứ tự thì điều khiển điều bình trở nên
không cần thiết và do đó nó có thể sẽ làm hủy hoại độ tin cậy của một hệ thống
điện. Bằng cách quyết định các giá điện đưa ra bởi phương pháp điều phối tiếp
cận Hogan có thể mô hình đầy đủ sự phức tạp của một mô hình tiêu biểu cho hệ
thống công suất AC. Trong khi mô hình MIT có thể ứng dụng cho các hệ thống
như thế thì nhu cầu giải quyết các vấn đề cơ bản và đôi cùng một lúc có thể giới
hạn sự phức tạp sẽ được giới thiệu trong thực tế. Hogan xác nhận rằng mô hình
hoá hệ thống AC đầy đủ là rất quan trọng vì nó có thể thể hiện rằng các giá điện
công suất phản kháng phải được giới thiệu nếu như các giá điện công suất thực
là để phản ánh đầy đủ các chi phí kinh tế (Hogan, 1993, Baughman và Siddiqi,
1991). Một đặc điểm nữa của giá điện đăng ký trước đó là nó thật sự làm giảm
nguy cơ vận động giá điện trong các thị trường điện cạnh tranh. Nếu giá điện tại
các nút tải được tính toán trước sự kiện, thì nó sẽ được ứng dụng cho các dung
lượng thật sự (đăng ký trước), do đó sẽ có một vài tiềm năng cho các công ty
phát điện để thao túng giá bằng cách tạo ra các thông tin hướng dẫn sai về sự
sẵn sàng của họ. Các giá điện thực đi theo một số hướng theo cách làm giảm sự
vận động giá này khi mà chúng được dựa trên chuyện thực sự xảy ra hơn là
chuyện đang được mong đợi.

1.5.2 Giá điện thực của mô hình Hogan:
Hogan giới thiệu một mô hình mẫu nhằm để quyết định giá điện của công
suất thực và công suất phản kháng tại các nút trong một hệ thống công suất điện

Luận văn thạc só

Trang 18/22