Phân tích đề xuất giải pháp quản lý tắc nghẽn của hệ thống truyền tải trong thị trường điện việt nam

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------------------

NGUYỄN ANH TUẤN

PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TẮC
NGHẼN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI TRONG
THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN ANH TUẤN

PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TẮC
NGHẼN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI TRONG THỊ
TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Người hướng dẫn khoa học: TS. TRẦN TẤN VINH

Đà Nẵng - Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả tính toán nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Nguyễn Anh Tuấn


PHÂN TÍCH, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TẮC NGHẼN CỦA HỆ
THỐNG TRUYỀN TẢI TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM
Học viên: Nguyễn Anh Tuấn

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Thị trường phát điện cạnh tranh sau khi vận hành đã đạt được các kết
quả tích cực. Ðồng thời, việc vận hành thị truờng điện đã tăng tính minh bạch, công
bằng trong việc huy động các nguồn điện. Thông qua cơ chế chào giá cạnh tranh,
các đơn vị phát điện đã chủ động nâng cao hiệu quả cạnh tranh và giảm chi phí phát
điện của các nhà máy.
Tuy nhiên, việc truyền tải công suất trong hệ thống truyền tải, xuất hiện hiện
tượng nghẽn mạch đường dây truyền tải trong các chu kỳ cao điểm làm ảnh hưởng
rất lớn đến kết quả vận hành thị truờng. Đề tài tiến hành tìm hiểu ảnh hưởng của tắc
nghẽn của hệ thống truyền tải đến hoạt động của thị trường điện, giá điện tại các nút

trong hệ thống truyền tải. Tính tốn giá biên điểm nút (LMP), giá biên vùng. Từ đó
phân tích, đề xuất giải pháp quản lý tắc nghẽn của hệ thống truyền tải. Ứng dụng
phần mềm PowerWorld Simulator để tính tốn phân bố cơng suất tối ưu và tính toán
LMP trong lưới truyền tải điện Việt Nam và đề ra giải pháp điều độ lại công suất
phát kết hợp với cắt phụ tải để giải quyết tắc nghẽn sẽ giúp nhà vận hành thị trường
hoạch định công suất đảm bảo hệ thống vận hành an toàn, ổn định và tiết kiệm.
Summary - The competitive power market after the operation has achieved positive
results. At the same time, the operation of the power market has increased
transparency and equity in mobilizing electricity. Through the competitive bidding
mechanism, power generation units have been active in enhancing their
competitiveness and reducing the cost of power generation.
However, the transmission of power in the transmission system, the
phenomenon of transmission line congestion in the peak cycle, affecting the results
of market operations. The study investigated the effect of congestion of the
transmission system on the operation of the electricity market, the price of
electricity at the nodes in the transmission system. Locational Marginal Pricing
(LMP), regional pricing. From that analysis, proposed congestion management
solution of the transmission system. Applying PowerWorld Simulator software to
calculate the optimal power distribution and LMP in power transmission network in
Vietnam and propose the solution to adjust the transmit power combined with
cutting load to solve the bottlenecks will help Market operators are planning
capacity to ensure safe, stable and economical operating systems.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ...........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................2
5. Đặt tên Đề tài ......................................................................................................2

6. Bố cục luận văn...................................................................................................2
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TẮC NGHẼN TRONG HỆ
THỐNG TRUYỀN TẢI ĐẾN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN ................................................3
1.1. Tổng quan về thị trường Điện ..................................................................................3
1.1.1. Khái niệm chung về thị trường điện ............................................................ 3
1.1.2. Các mơ hình tổ chức kinh doanh điện năng: ...............................................5
1.1.3. Tình hình phát triển của thị trường điện Việt Nam: ....................................8
1.1.4. Sơ lược Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam: .................................10
1.2. Ảnh hưởng của tắc nghẽn truyền tải công suất trong thị trường điện ....................12
1.2.1. Giới thiệu chung về tắc ngẽn .....................................................................12
1.2.2. Phân tích ảnh hưởng của tắc nghẽn truyền tải cơng suất trong thị trường
điện. ............................................................................................................................... 13
1.3. Tổng quan về phương pháp điều độ tối ưu ............................................................. 16
1.3.1. Phương pháp giải bài toán tối ưu với các điều kiện ràng buộc đẳng thức và
bất đẳng thức .................................................................................................................16
1.3.2. Cơng thức bài tốn điều độ tối ưu .............................................................. 18
1.3.3. Mạng lưới có ràng buộc về giới hạn công suất truyền tải .........................19
1.3.4. Phương pháp dịng chảy cơng suất một chiều ...........................................22
1.4. Một số phương pháp quản lý tắc nghẽn .................................................................24
1.4.1. Quản lý theo độ nhạy (giải tỏa đường dây truyền tải nhạy cảm dựa trên
giảm tải) .........................................................................................................................24
1.4.2. Hỗ trợ công suất phản kháng (VAR) giảm tắc nghẽn................................ 25
1.4.3. Phương pháp quản lý tải kinh tế nhằm giảm tắc nghẽn: ............................ 25
1.5. Ứng dụng giá biên điểm nút trong quản lý tắc nghẽn ............................................26
1.6. Kết luận...................................................................................................................26
CHƯƠNG 2. TÍNH TỐN GIÁ BIÊN ĐIỂM NÚT (LMP) ....................................28
2.1. Mở đầu ....................................................................................................................28
2.2. Giá biên điểm nút (LMP) .......................................................................................28
2.2.1. Lý thuyết kinh tế cơ bản về LMP ............................................................... 28
2.2.2. Đặc tính giá biên điểm nút (LMP) .............................................................. 34

2.3. Phương pháp xác định giá biên điểm nút ............................................................... 35
2.3.1. Phương pháp xác định giá biên điểm nút trong bài tốn khơng xét tổn thất
.......................................................................................................................................36
2.3.2. Phương pháp xác định giá biên điểm nút trong hệ thống có xét tổn thất và
ràng buộc .......................................................................................................................41
2.3.3.Tính tốn chi phí tắc nghẽn truyền tải .........................................................43
2.3.4.Tác động của chi phí tắc nghẽn trong thị trường điện .................................45
2.4. Kết luận...................................................................................................................46
CHƯƠNG 3. CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TẮC NGHẼN.....................................47
3.1. Mở đầu ....................................................................................................................47
3.2. Sự tắc nghẽn hệ thống truyền tải ............................................................................47
3.3. Giảm tắc nghẽn hệ thống ........................................................................................47
3.3.1. Phương pháp ngắn hạn................................................................................48
3.3.2. Phương pháp dài hạn ..................................................................................49
3.3.3. Hệ thống dựa vào cạnh tranh ......................................................................49
3.3.4. Phương pháp sử dụng công cụ giá để quản lý tắc nghẽn ............................ 50
3.4. Giải pháp quản lý tải kinh tế...................................................................................50
3.4.1. Chỉ số nhạy cảm.......................................................................................... 51
3.4.2. Chỉ số LMP .................................................................................................51
3.4.3. Chỉ số cắt bớt tải khách hàng ......................................................................51
3.5. Giải pháp tài chính..................................................................................................52
3.5.1. Quyền lực thị trường ...................................................................................52
3.5.2. Hợp đồng sai khác CfD ..............................................................................53
3.5.3. Quyền truyền tải tài chính FTR (Financial Transmission Rights)..............54
3.6. Kết luận...................................................................................................................56
CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG GIÁ BIÊN ĐIỂM NÚT ĐỂ QUẢN LÝ TẮC NGHẼN
CHO THỊ TRƯỜNG ĐIỆN VIỆT NAM ..................................................................57
4.1. Mở đầu ....................................................................................................................57

4.2. Vận hành thị trường điện cạnh tranh ở Việt Nam ..................................................57
4.3. Cơ sở đề xuất xây dựng giá điện theo vùng ........................................................... 59
4.3.1. Phân chia vùng giá điện trong thị trường điện Việt Nam. .......................... 59
4.3.2. Hệ thống lưới điện Việt Nam .....................................................................60
4.4. Sự tác động ràng buộc truyền tải đối với giá biên tại các nút trên hệ thống điện
Việt Nam........................................................................................................................61
4.4.1. Giới thiệu chương trình Power world .........................................................61
4.4.2. Tính tốn giá biên tại các nút trong thị trường điện 7 nút không xét tổn
thất .................................................................................................................................61


4.4.3. Tính tốn giá biên tại các nút trên hệ thống điện 500KV theo điều kiện
ràng buộc truyền tải .......................................................................................................65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao)


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
: Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc Gia
: Điện xoay chiều (Alternating Curent)
: Công ty phân phối (Distribution Company)
: Kế hoạch cắt giảm điện khẩn cấp (The Emergency Electric
Curtailment Plan)
ERAV
: Cục Điều tiết Điện lực (Electricity Regulatory Authority of
Vietnam)
EVN
: Tập đoàn Điện lực Việt Nam (Electricity of Việt Nam)

FACTS
: Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt (Flexible AC
Transmission System)
GENCO
: Công ty phát điện (Generation Company)
IEEE
: Hội kỹ sư điện và điện tử (Institute of Electrical and Electronics
Engineers)
IPP
: Nhà máy điện độc lập (Independent Power Plant)
ISO
: Cơ quan điều hành hệ thống điện độc lập (The Independent
System Operator)
ITC
: Công ty truyền tải độc lập (The Independent Transmission Company)
LMP
: Giá biên điểm nút (Locational Marginal Price)
MO
: Cơ quan vận hành thị trường (Market Operator)
OPF
: Dòng năng lượng tối ưu (Optimal Power flow)
PJM
: Liên minh Pennsylvania-New Jersey-Maryland
PTDFs
: Quản lý phân phối năng lượng (Power Transfer Distribution Factors)
TLR
: Giải tỏa đường dây truyền tải (Transmission Line Relief)
TRANSCO : Công ty truyền tải
TCR
: Kháng điện điều khiển bằng thyristor (Thyristor Controlled Reactor)

TCSC
: Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor (Thyristor Controlled
Series Capacitor)
Ao
AC
DISCO
EECP


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng
Trang
bảng
2.1.
Thông số đường dây
36
2.2.
Kết quả các trường hợp
42
4.1.
Các tham số của máy phát điện và phụ tải
62
Giá biên tại các nút trong hệ thống khi khơng có ràng buộc giới
4.2.
63
hạn truyền tải trên các nhánh
4.3.
Giá biên tại các nút trong hệ thống khi quản lý tắc nghẽn
64

Giá biên tại các nút khi khuyến cáo giảm tải để giảm giá biên điểm
4.4.
65
nút
4.5.
Dữ liệu nút cho hình 4.4
67
4.6.
Dữ liệu đường dây cho hình 4.4
67
Giá biên tại các nút trong hệ thống đường dây 500kV khi huy động
4.7.
68
công suất từ hai miền Bắc và miền Nam
Giá biên tại các nút trong hệ thống đường dây 500kV điều tiết
4.8.
69
giảm tải ở miền Trung


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.

1.8.
1.9.
1.10.
1.11.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9
2.10.
2.11.
2.12.
2.13.
2.14.
2.15.
2.16.
2.17.

Tên hình
Mơ hình độc quyền của thị trường điện (theo Hunt và Shuttleworth
1966)
Mơ hình đại lý mua điện của thị trường theo (Hunt và Shuttleworth
1966). (a) phiên bản kết hợp; (b) phiên bản không kết hợp.
Mô hình cạnh tranh bán bn của thị trường (theo Hunt và
Shuttleworth 1966)
Mơ hình cạnh tranh bán lẻ của thị trường (theo Hunt và

Shuttleworth 1966).
Các nhóm thành viên của VCGM
Hệ thống có 2 nút tắt ngẽn
Hệ thống có 2 nút khơng tắt ngẽn
Mơ hình lưới liên kết giữa hai nút
Đồ thị miêu tả sự phối hợp của thị trường điện A và B trong cùng
một thị trường
Đồ thị miêu tả tác động nghẽn mạch trên thị trường điện
Một đoạn của mạng lưới thị trường địa phương.
Đặc tính chào giá cung cấp điện
Đặc tính đường cầu thị trường
Đặc tính thặng dư chào giá cung cấp điện
Đặc tính thặng dư nhu cầu thị trường
Đặc tính phối hợp cung cầu
Biểu diễn giá mua tại nhà máy
Biểu diễn giá mua người sử dụng
Sơ đồ hệ thống hai nút
Sơ đồ ba nút
Đường dây 1-3 không bị ràng buộc
Đường dây 1-3 bị ràng buộc
Trào lưu công suất do máy phát 1 phát ΔPg1
Trào lưu công suất do máy phát 3 phát ΔPg3
Sơ đồ hệ thống không bị ràng buộc
Sơ đồ hệ thống điều tiết tối ưu
Sơ đồ hệ thống có xét đến tổn thất và ràng buộc
Sơ đồ hệ thống 3 nút

Trang
5
6

7
8
11
13
13
14
15
16
18
29
29
30
30
31
32
32
33
36
36
37
37
38
39
39
41
44


Số hiệu
hình

2.18.
2.19.
4.1.
4.2
4.3.
4.4.
4.5.

Tên hình

Trang

Cơng suất máy phát phát lên các nhánh
Cơng suất huy động phụ tải lên các nhánh
Mơ hình khái quát thị trường điện cạnh tranh ở Việt Nam
Hệ thống 7 nút
Chương trình chạy PW khơng ràng buộc giới hạn tải trên đường
dây
Chương trình chạy PW ràng buộc giới hạn tải trên đường dây
Sơ đồ hệ thống điện 500kV Việt Nam rút gọn

44
45
59
62
63
64
66

1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Tại điều 4 Luật Điện lực đề cập: “Xây dựng và phát triển thị trường điện lực theo
ngun tắc cơng khai, bình đẳng, cạnh tranh lành mạnh, có sự điều tiết của Nhà nước
để nâng cao hiệu quả trong hoạt động điện lực; bảo đảm quyền và lợi ích hợp pháp của
các đơn vị điện lực và khách hàng sử dụng điện; thu hút mọi thành phần kinh tế tham
gia hoạt động phát điện, phân phối điện, bán buôn điện, bán lẻ điện và tư vấn chuyên
ngành điện lực. Nhà nuớc độc quyền trong hoạt động truyền tải, điều độ hệ thống điện
quốc gia, xây dựng và vận hành các nhà máy điện lớn, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng
về kinh tế - xã hội, quốc phịng, an ninh”. Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định
số 26/2006/QÐ-TTg ngày 26 tháng 1 năm 2006 (nay đã đuợc thay thế bằng Quyết định
số 63/2013/QÐ-TTg ngày 8 tháng 11 năm 2013 của Thủ tướng Chính phủ) quy định
về lộ trình, các điều kiện hình thành và phát triển các cấp độ thị truờng điện lực Việt
Nam. Theo đó, thị trường điện lực tại Việt Nam sẽ hình thành và phát triển theo 03 cấp
độ: i) Thị trường phát điện cạnh tranh (dự kiến vận hành đến năm 2014); ii) Thị trường
bán buôn cạnh tranh (từ năm 2015 đến năm 2021); và iii) Thị truờng bán lẻ điện cạnh
tranh (từ năm 2021).
Thị trường phát điện cạnh tranh sau khi vận hành đã đạt được các kết quả tích
cực: Hệ thống điện đã đuợc vận hành an tồn tin cậy, khơng có sự cố có ngun nhân
từ việc vận hành thị trường điện, đảm bảo cung cấp điện cho hệ thống điện quốc gia.
Ðồng thời, việc vận hành thị truờng điện đã tăng tính minh bạch, cơng bằng trong việc
huy động các nguồn điện. Thông qua cơ chế chào giá cạnh tranh, các đơn vị phát điện
đã chủ động nâng cao hiệu quả cạnh tranh và giảm chi phí phát điện của các nhà máy.
Tuy nhiên, việc truyền tải công suất trong hệ thống truyền tải, xuất hiện hiện
tượng nghẽn mạch đường dây truyền tải trong các chu kỳ cao điểm làm ảnh hưởng rất
lớn đến kết quả vận hành thị truờng. Ðây là những vần đề còn tồn tại, cần đặc biệt lưu
tâm để giải quyết trong thời gian tới, đặc biệt khi Việt Nam đang chuyển sang thị
trường bán buôn điện cạnh tranh.

Sự tắc nghẽn ở lưới truyền tải có thể được giải quyết bằng sự hợp nhất những
ràng buộc khả năng tải đường dây trong việc điều độ và quá trình lập kế hoạch, bao
gồm việc điều độ lại công suất phát hoặc cắt bớt phụ tải hoặc thực hiện một số biện
pháp kỹ thuật khác. Cho nên việc nghiên cứu, phân tích, đề xuất các giải pháp quản lý
sự tắc nghẽn của hệ thống truyền tải trong thị trường điện và nhất là ở các mơ hình thị
trường điện khác nhau là thật sự cần thiết, có ý nghĩa lý luận và thực tiễn cao đối với
ngành điện Việt Nam hiện nay.


2

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Tìm hiểu quá trình phát triển của thị trường điện cạnh tranh tại Việt Nam, các mơ
hình thị trường và phương pháp tổ chức hoạt động của thị trường điện cạnh tranh ở
Việt Nam. Nghiên cứu ảnh hưởng của tắc nghẽn của hệ thống truyền tải đến hoạt động
của thị trường điện. Tính toán giá biên điểm nút (LMP), giá biên vùng. Từ đó phân
tích, đề xuất giải pháp quản lý tắc nghẽn của hệ thống truyền tải và ứng dụng vào thị
trường điện Việt Nam.
3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Mơ hình thị trường điện phát điện cạnh tranh tại Việt Nam.
- Ảnh hưởng của tắc nghẽn trong lưới truyền tải đến thị trường điện cạnh tranh.
- Các giải pháp quản lý tắc nghẽn của hệ thống truyền tải trong thị trường điện
cạnh tranh.
3.2. Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu các mơ hình thị trường điện khác nhau và ảnh hưởng của tắc nghẽn
trong hệ thống truyền tải đến vận hành thị trường điện. Phương pháp tính tốn giá biên
điểm nút và ứng dụng tính toán cho hệ thống điện truyền tải Việt Nam.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực tiễn.

- Nghiên cứu bài tốn phân bố cơng suất tối ưu để tính tốn điều độ tối ưu lưới
truyền tải trong thị trường điện.
- Sử dụng phương pháp Lagrange để tính tốn LMP.
- Sử dụng các phần mềm PSS/E; PowerWorld Simulator để tính tốn phân bố
cơng suất tối ưu và LMP.
5. Đặt tên Đề tài
Căn cứ vào mục đích và nội dung nghiên cứu, chọ tên đề tài:
“Phân tích, đề xuất giải pháp quản lý tắc nghẽn cuả hệ thống truyền tải
trong thị trường điện Việt Nam”
6. Bố cục luận văn
Mở đầu
Chương 1: Phân tích ảnh hưởng của tắc nghẽn trong truyền tải điện đến thị
trường điện cạnh tranh.
Chương 2: Tính tốn giá biên điểm nút và giá biên vùng
Chương 3: Các giải pháp quản lý tắc nghẽn.
Chương 4: Ứng dụng trong thị trường điện Việt Nam
Kết luận và kiến nghị.


3

CHƯƠNG 1
PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TẮC NGHẼN TRONG HỆ
THỐNG TRUYỀN TẢI ĐẾN THỊ TRƯỜNG ĐIỆN
1.1. Tổng quan về thị trường Điện
1.1.1. Khái niệm chung về thị trường điện
Thị trường điện có thể được định nghĩa như sau: “Một thị trường điện là một hệ
thống để mua và bán điện, trong đó giá được quyết định bởi yếu tố cung cầu”. Bỏ bao
cấp là q trình khi Chính phủ bãi bỏ những hạn chế về buôn bán và động viên các cá
nhân tham gia để thị trường hoạt động có hiệu quả hơn. Trước đây, công nghiệp sản

xuất điện được hợp nhất, có nghĩa là một cơ quan theo dõi và điều khiển tất cả các
hoạt động của phát điện, truyền tải và phân phối. Khoảng một thập niên trước, cơng
nghiệp sản xuất điện đã trải qua một q trình sắp xếp lại cơ cấu, đặc biệt là việc tách
hoạt động truyền tải độc lập. Bỏ bao cấp được tiến hành làm tăng sự cạnh tranh thị
trường năng lượng và giảm chi phí giá thành.
Điện năng đã thực sự trở thành hàng hoá và kinh doanh trên một thị trường "phi
điều tiết" (deregulated market) hay thị trường điện cạnh tranh. Tuy nhiên điện khơng
phải là một loại hàng hố đơn giản và các thị trường điện rất phức tạp so với thị trường
đối với các sản phẩm khác.
Việc xây dựng thị trường điện cạnh tranh sẽ tạo ra một cơ chế cạnh tranh trong
các hoạt động sản xuất và kinh doanh điện, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động của
các công ty điện lực. Các công ty điện lực cần phải tìm cách giảm chi phí trong sản
xuất nhằm giảm giá bán điện, tính tốn kỹ lưỡng khi quyết định đầu tư để mang lại
hiệu quả tối đa về kinh tế-kỹ thuật, tiết kiệm trong chi tiêu, áp dụng các tiến bộ mới
của khoa học công nghệ nhằm nâng cao năng suất lao động. Thị trường điện cạnh
tranh sẽ hạn chế sự can thiệp và điều tiết của các cơ quan chính phủ, tăng quyền tự
quyết của các doanh nghiệp ngành điện, thu hút nhiều hình thức đầu tư vào thị trường.
Các đặc điểm cơ bản của thị trường điện cạnh tranh là:
− Là nơi tập hợp tất cả các người mua, người bán được tự do cạnh tranh trong
việc mua bán điện năng.
− Các thành viên trong thị trường đều bình đẳng với nhau trong việc mua bán
điện.
− Có các tổ chức để dàn xếp các mâu thuẫn giữa các thành viên trong thị trường.
− Có các thành viên mà hoạt động của họ là để đảm bảo tính ổn định, an tồn của
hệ thống điện.


4

− Giá trong thị trường được thiết lập thông qua các thỏa thuận giữa các thành

viên trong thị trường.
Xây dựng thị trường điện là xây dựng tính cạnh tranh hệ thống phát điện, hệ
thống truyền tải, hệ thống phân phối và xây dựng hệ thống thông tin phản hồi từ khách
hàng để phản ánh giá điện của thị trường và nhu cầu của phụ tải, thực hiện việc tiếp thị
trong thị trường. Trong thị trường điện, bên cạnh các yếu tố kỹ thuật (sự ổn định về
điện áp, tần số...), các yếu tố về kinh tế (các nguyên tắc trong hoạt động, các yếu tố về
giá) cũng ảnh hưởng đến hoạt động của thị trường. Vì vậy một thị trường điện muốn
hoạt động tốt phải đảm bảo hai yếu tố:
− Phải có một hệ thống tiếp thị tốt.
− Phải có sự hiệu chỉnh một cách nhanh chóng và thích hợp sự tương quan giữa
giá được phản hồi từ khách hàng và giá của nhà sản xuất.
Mối quan hệ giữa nhà cung cấp điện và khách hàng thể hiện qua giá điện
trong thị trường. Giá điện tác động đến nhu cầu điện năng của khách hàng. Khách
hàng quan tâm đến năng lực đáp ứng của nhà cung cấp. Vì thế giữa khách hàng và
nhà cung cấp sẽ tiến đến một cân bằng động. Việc xây dựng, lắp đặt một hệ thống
cung cấp điện phải căn cứ vào nhu cầu điện năng của khách hàng. Các nhà đầu tư
không chỉ quan tâm đến lượng điện năng, chất lượng điện năng mà còn phải có sự
dự báo về giá bán điện trong một khoảng thời gian hoạt động dài trong tương lai.
Khách hàng có thể thay đổi nhà cung cấp nếu giá điện của nhà cung cấp này vượt
quá giá vận hành trên thị trường. Điều kiện này buộc các nhà cung cấp khi đưa ra
giá điện phải dựa vào chi phí hoạt động chứ khơng phải một điều kiện nào khác,
từ đó yêu cầu giá điện trong thị trường phải giống nhau đối với từng nhóm khách
hàng giống nhau.
Trong thị trường điện, số lượng nhà cung cấp ảnh hưởng trực tiếp đến thị trường.
Nếu một thị trường có nhiều nhà cung cấp và khách hàng sẽ làm giảm tính tập trung
của thị trường, nâng cao tính cạnh tranh, hạn chế tầm ảnh hưởng của một số nhà máy
điện. Nếu một thị trường có ít nhà cung cấp sẽ dẫn đến hạn chế quá trình cạnh tranh,
dễ xảy ra tình trạng các nhà cung cấp dùng sức mạnh của mình để khống chế thị
trường.
Trong thị trường điện, chi phí sàn được xác định theo chi phí thật sự trong sản

xuất điện năng. Giá trên thị trường được đặt theo chi phí sàn là một yếu tố quan trọng
không chỉ ảnh hưởng đến sự cạnh tranh trong thị trường mà cịn có thể giúp các nhà
quản lý kiểm soát hoạt động của thị trường và đánh giá cơ hội đầu tư trong tương lai.
Việc đặt giá theo chi phí sàn phải đảm bảo khơng phụ thuộc vào lợi ích của cá nhân
nào trong thị trường.


5

1.1.2. Các mơ hình tổ chức kinh doanh điện năng:
Cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và quản lý, kết hợp với sự phát
triển của một số học thuyết kinh tế mới đã tạo điều kiện để nhiều công ty điện lực
nghiên cứu xây dựng, phát triển các mơ hình kinh doanh mới thay thế cho mơ hình
truyền thống trước đây như mơ hình truyền tải hộ, mơ hình thị trường phát điện cạnh
tranh, mơ hình TTĐ cạnh tranh bán bn và bán lẻ,...Tuy nhiên, nhìn từ góc độ cạnh
tranh của thị trường có thể phân chia thành bốn loại mơ hình thị trường điện cơ bản
đang được áp dụng tại các nước trên thế giới hiện nay như sau:
• Mơ hình Thị trường điện độc quyền:
Là mơ hình chỉ có một cơng ty nắm giữ tồn bộ các khâu của quá trình sản xuất
kinh doanh điện năng từ sản xuất, truyền tải đến phân phối cho khách hàng tiêu thụ.
Mơ hình này được trình bày trên Hình 1.1, tương ứng với cơng ty độc quyền
truyền thống. Mơ hình phụ (a) tương ứng với trường hợp mà công ty kết hợp cả phát,
truyền tải và phân phối điện. Trong mơ hình (b), phát và truyền tải điện được quản lý
bởi một công ty, công ty này bán điện cho các công ty phân phối độc quyền địa
phương. Mơ hình này khơng cản trở việc mua bán điện song phương giữa các công ty
hoạt động trong các khu vực địa lý khác nhau. Như minh hoạ trên Hình 1.1, các hoạt
động mua bán này diễn ra ở mức thị trường bán buôn.
Phát điện

Phát điện

Bán buôn
Truyền tải

Bán buôn
Truyền tải

Cty phân phối

Cty phân phối

Khách hàng

Khách hàng

(a)

(b)
Điện năng nội bộ công ty
Điện năng mua bán

Hình 1.1. Mơ hình độc quyền của thị trường điện (theo Hunt và Shuttleworth 1966)
Trong mơ hình phụ (a) cơng ty liên kết hồn tồn theo hàng dọc, trong khi đó
trong mơ hình (b) phần phân phối được quản lý bởi một hay nhiều công ty riêng biệt.


6

• Mơ hình Thị trường điện cạnh tranh phát điện nhưng chỉ có một đại lý
mua bn:

Là cấp độ đầu tiên của thị trường điện cạnh tranh ở Việt Nam. Trong giai đoạn
này, chỉ có cạnh tranh trong khâu phát điện, chưa có cạnh tranh trong khâu bán bn
và bán lẻ điện. Khách hàng sử dụng điện chưa có cơ hội lựa chọn đơn vị bán điện cho
mình. Các đơn vị phát điện sẽ cạnh tranh bán điện cho một đơn vị mua buôn duy nhất
(Công ty mua bán điện trực thuộc EVN ) trên thị trường giao ngay và qua hợp đồng
mua bán điện dài hạn. Cục Điều tiết Điện lực quy định hàng năm tỷ lệ sản lượng điện
năng mua bán qua hợp đồng và điện năng giao dịch trên thị trường giao ngay.
Mơ hình này được mơ tả Hình 1.2. Với hình 1.2 (a) Cơng ty hợp nhất khơng cịn
sở hữu tất cả khả năng phát điện nữa. Các nhà sản xuất độc lập (IPP) được nối vào lưới
điện và bán điện cho các công ty hoạt động như một đại lý mua điện. Hình 1.2(b) là sự
phát triển tiếp theo của mơ hình này ở những nơi mà các cơng ty này khơng cịn sở
hữu bất kỳ khả năng phát điện nào nữa và tất cả điện của công ty được mua từ các IPP.
Các hoạt động phân phối và bán lẻ cũng khơng cịn hợp nhất với nhau. Và các công ty
phân phối mua điện cho các khách hàng của mình từ các đại lý mua điện của thị
trường bán buôn. Giá cả thiết lập bởi các đại lý mua điện phải được điều tiết bởi vì có
sức mạnh độc quyền của các cơng ty phân phối và sức mạnh độc quyền đối với các
IPP.

IPP
IPP

Sở hữu máy phát

Đại lý mua điện
giá bán buôn

Cty phân phối

Khách hàng

IPP

IPP

IPP
Đại lý mua điện
giá bán buôn

CT phân phối

CT phân phối

Khách hàng

Khách hàng

(b)

(a)
Điện năng nội bộ cơng ty
Điện năng mua bán

Hình 1.2 Mơ hình đại lý mua điện của thị trường theo (Hunt và Shuttleworth 1966).
(a) phiên bản kết hợp; (b) phiên bản không kết hợp.


7

• Mơ hình Thị trường cạnh tranh bán bn:
Trong mơ hình này, được trình bày trên hình 1.3, khơng có một tổ chức trung tâm

nào chịu trách nhiệm trong việc cung cấp điện năng. Thay vào đó, các cơng ty phân
phối mua điện cho người tiêu thụ trực tiếp trên thị trường bán buôn. Các giao dịch này
diển ra trong một thị trường điện bán buôn. Các khách hàng lớn thường được phép
mua điện trực tiếp trên thị trường bán bn. Thị trường bán bn này có thể xem như
là một hình thức của các giao dịch chung hoặc của các giao dịch song phương. Ở mức
bán bn, chỉ cịn những chức năng vẫn cịn chịu sự kiểm sốt tập trung đó là sự vận
hành của thị trường giao ngay và sự vận hành của lưới điện truyền tải. Ở mức bán lẻ,
hệ thống vẫn chịu sự kiểm soát tập trung bởi vì mỗi cơng ty phân phối khơng chỉ vận
hành lưới phân phối mà còn mua điện với tư cách là khách hàng trong vùng phục vụ.
CT phát

CT phát

CT phát

CT phát

CT phát

Thị trường bán buôn
Hệ thống truyền tải

CT phân phối

Khách hàng

CT phân phối

CT phân phối

Khách hàng

Khách hàng lớn

Khách hàng

Điện năng mua bán
Hình 1.3 Mơ hình cạnh tranh bán bn của thị trường (theo Hunt và Shuttleworth
1966)
Mơ hình này tạo ra nhiều sự cạnh tranh đáng kể đối với các cơng ty phát điện bởi
vì giá bán bn được quyết định bởi sự tác động qua lại của cung và cầu. Mặt khác,
giá bán lẻ điện năng vẫn phải điều tiết vì các khách hàng nhỏ khơng thể chọn lựa một
nhà cung cấp cạnh tranh khi họ cảm thấy giá quá cao. Điều này bỏ mặc cho các công
ty phân phối phải chịu sự gia tăng mạnh và đột ngột của giá bán bn điện năng.
• Mơ hình thị trường bán lẻ điện cạnh tranh:
Sự cạnh tranh diễn ra ở cả 3 khâu: phát điện, bán buôn và bán lẻ điện. Khách
hàng trên cả nước được lựa chọn đơn vị bán điện cho mình (đơn vị bán lẻ điện) hoặc
mua điện trực tiếp từ thị trường. Các đơn vị bán lẻ điện cũng cạnh tranh mua điện từ
các đơn vị bán buôn, các đơn vị phát điện hoặc từ thị trường để bán lẻ cho khách hàng
sử dụng điện.
Hình 1.4 minh hoạ dạng sau cùng của thị trường điện mà ở đó các khách hàng có


8

thể chọn các nhà cung cấp của họ. Do phí tổn giao dịch, nên chỉ có các khách hàng lớn
nhất chọn mua điện năng trực tiếp trên thị trường bán bn. Hầu hết các khách hàng
nhỏ và trung bình mua điện từ các công ty bán lẻ là các người mua điện từ thị trường
bán bn. Trong mơ hình này, các hoạt động "kết dây" của các công ty phân phối được
tách khỏi các hoạt động bán lẻ của họ bởi vì các cơng ty này khơng cịn độc quyền cục

bộ nữa trong việc cung cấp điện trong khu vực bao bọc bởi lưới điện của họ. Trong mơ
hình này chỉ có những chức năng độc quyền vẫn cịn duy trì đó là sự cung cấp và vận
hành lưới truyền tải và phân phối.
Một khi các thị trường đủ sức cạnh tranh được thiết lập, thì giá bán lẻ khơng bắt
buộc phải được điều tiết bởi vì các khách hàng nhỏ có thể thay đổi các cơng ty bán lẻ
khi các công ty này đưa ra một mức giá tốt hơn. Như chúng ta sẽ thấy trong chương 2,
theo viễn cảnh kinh tế, mơ hình này là thoả mãn nhất bởi vì giá điện được thiết lập
thơng qua các tác động thị trường. Tuy nhiên, việc thực hiện mơ hình này cần một
khối lượng đáng kể về đo đạc, thông tin liên lạc và xử lý dữ liệu.
CT phát

CT phát

CT phát

CT phát

CT phát

Thị trường bán buôn
Hệ thống truyền tải

CT bán lẻ

CT bán lẻ

CT bán lẻ

Khách hàng lớn

Thị trường bán lẻ
Các lưới điện phân phối

Khách hàng

Khách hàng

Khách hàng

Khách hàng

Điện năng mua bán
Hình 1.4 Mơ hình cạnh tranh bán lẻ của thị trường (theo Hunt và Shuttleworth 1966).
Chi phí cho các lưới điện truyền tải và phân phối vẫn được tính vào cho tất cả
người dùng điện. Điều này được thực hiện trên cơ sở điều tiết bởi vì các lưới điện này
vẫn cịn độc quyền.
1.1.3. Tình hình phát triển của thị trường điện Việt Nam:
Với xu thế hội nhập kinh tế tồn cầu địi hỏi nước ta phải phát triển một thị
trường điện cạnh tranh cơng khai, bình đẳng có sự điều tiết của nhà nước để nâng cao


9

hiệu quả hoạt động điện lực, thu hút mọi thành phần kinh tế tham gia hoạt động phát
điện, buôn bán điện và tư vấn chuyên ngành điện. Theo số liệu dự báo nhu cầu điện:
▪ 2020: 247-300 tỷ Kwh, Pmax ~ 41.000-50.000MW.
▪ Nhu cầu vốn đầu tư giai đoạn đến 2010 và 2011-2020:
▪ Nhu cầu vốn đầu tư 2011-2020 là 39 tỷ USD.
▪ Nhu cầu vốn đầu tư trung bình lên tới trên 3 tỷ USD/năm.
Nhu cầu vốn đầu tư trên là một áp lực lớn cho Chính phủ, vì vậy để thu hút các

nguồn vốn đầu tư thì việc tạo ra thị trường điện cạnh tranh là tất yếu, địi hỏi nội tại
của ngành điện, là lợi ích chung của quốc gia và phù hợp với xu thế thế giới. Nhận
thấy việc hình thành một thị trường điện cạnh tranh như các thị trường hàng hóa khác
là điều khơng thể tránh khỏi. Chính phủ, Bộ Cơng nghiệp (nay là Bộ Cơng thương) và
Tập đồn Điện lực Việt Nam đã có các bước đi đúng đắn và cụ thể hóa bằng các văn
bản, nghị định sau:
− Nghị quyết Trung ương 3 và nghị quyết Trung ương 9 của Ban Chấp hành
Trung ương Đảng về sắp xếp, đổi mới, phát triển, nâng cao hiệu quả của các DNNN.
− Kết luận của Bộ chính trị về chiến lược phát triển ngành Điện lực Việt Nam tại
văn bản số 26-KL/TW ngày 24/10/2003 đã nêu rõ về chiến lược phát triển ngành điện:
“Từng bước hình thành thị trường điện cạnh tranh trong nước, đa dạng hóa phương
thức đầu tư và kinh doanh điện, khuyến khích nhiều thành phần tham gia, khơng biến
độc quyền nhà nước thành độc quền doanh nghiệp. Nhà nước chỉ nắm những khâu
truyền tải điện và vận hành các nhà máy thủy điện lớn, các nhà máy điện nguyên tử.”
− Ngày 1/7/2005, Luật Điện lực bắt đầu có hiệu lực đã tạo tiền đề cho việc phát
triển một thị trường điện tại Việt Nam.
− Ngày 26/1/2006, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định 26/2006/ QĐ-TTG
phê duyệt lộ trình, các điều kiện hình thành và phát triển các cấp độ thị trường điện lực
tại Việt Nam. Trong đó thị trường điện lực tại Việt Nam được hình thành và phát triển
qua 3 cấp độ:
+ Cấp độ 1 (2005-2014): thị trường phát điện cạnh tranh.
+ Cấp độ 2 (2015-2022): thị trường bán buôn điện cạnh tranh.
+ Cấp độ 3 (từ sau 2022): thị trường bán lẻ điện cạnh tranh.

− Ngày 29/12/2006, quy định thị trường điện cạnh tranh thí điểm được Bộ Công
nghiệp phê duyệt đã tạo khung pháp lý cho các hoạt động thị trường điện trong những
bước đầu tiên.
− Ngày 3/1/2007, theo đúng quyết định 26/2006/ QĐ-TTG của Thủ tướng Chính
phủ, thị trường phát điện cạnh tranh thí điểm nội bộ EVN đã đi vào hoạt động với các

10

công việc cơ bản của một thị trường điện như:
+ Thực hiện thị trường phát điện cạnh tranh giữa các nhà máy điện thuộc Tổng

công ty Điện lực Việt Nam (EVN) để thí điểm cạnh tranh trong khâu phát điện theo
mơ hình một đơn vị mua duy nhất.
+ Các cơng ty phát điện độc lập (IPP) không thuộc sở hữu của EVN tiếp tục bán
điện cho EVN theo các hợp đồng mua bán điện dài hạn (PAA) đã được ký kết.
− Bộ Công nghiệp ban hành các quy định điều tiết các hoạt động của thị trường
và hướng dẫn thực hiện.
− Ngày 5/4/2007, Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã ban hành Quy định lập lịch
huy động và điều độ thời gian thực, trong đó cơng khai các trình tự, thủ tục trong việc
huy động các nhà máy điện trong thị trường phát điện cạnh tranh thí điểm.
− Quyết định số 63/2013/QÐ-TTg ngày 8 tháng 11 năm 2013 của Thủ tướng
Chính phủ) quy định về lộ trình, các điều kiện hình thành và phát triển các cấp độ thị
truờng điện lực Việt Nam. Theo đó, thị trường điện lực tại Việt Nam sẽ hình thành và
phát triển theo 03 cấp độ: i) Thị trường phát điện cạnh tranh (dự kiến vận hành đến
năm 2014); ii) Thị trường bán buôn cạnh tranh (từ năm 2015 đến năm 2021); và iii)
Thị truờng bán lẻ điện cạnh tranh (từ năm 2021).
1.1.4. Sơ lược Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam:
1.1.4.1. Sơ lược về thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam:
Thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam (VCGM) - hiện đang áp dụng mơ hình
thị trường điện một người mua - là một thị trường điều độ tập trung chào giá ngày tới
theo chi phí (các bảng chào giá có thể được hiệu chỉnh sau khi đóng cửa thị trường nếu
có các yêu cầu về mặt kỹ thuật).
Trong thị trường, tất cả các đơn vị phát điện sở hữu các nhà máy có cơng suất từ
30MW trở lên nối trực tiếp vào lưới truyền tải hoặc nối vào lưới phân phối sẽ phải
tham gia thị trường phát điện cạnh tranh VCGM (trừ các nhà máy điện gió, điện địa

nhiệt).
Trước ngày giao dịch thị trường, các bảng chào giá cho 24 giờ tiếp theo của các
tổ máy tham gia VCGM phải được gửi đến đơn vị vận hành hệ thống và thị trường
(SMO), hiện nay được giao cho Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia (A0).
Dựa vào yêu cầu vận hành, A0 sẽ lập phương thức vận hành cho ngày tới. Vào ngày
giao dịch thị trường, A0 sẽ lập phương thức vận hành giờ tới bằng phương pháp tối ưu
hóa chi phí có ràng buộc an ninh hệ thống làm cơ sở để phục vụ điều độ thời gian thực.
Giá điện trả cho các tổ máy tham gia thị trường gồm hai thành phần:
− Giá biên hệ thống (SMP) của điện năng trong một chu kỳ giao dịch được xác
định sau khi vận hành và lấy giá bằng giá chào cao nhất trong tất cả các tổ máy được


11

huy động trong lịch huy động khơng có ràng buộc cho chu kỳ đó, bị giới hạn bởi giá
trần SMP chung cho tồn thị trường.
− Giá cơng suất (CAN) cho phần công suất trong một chu kỳ giao dịch, với giá
CAN từng giờ được SMO xác định trong trình tự lập kế hoạch vận hành năm tới và
lượng công suất từng giờ được xác định trong lịch huy động không ràng buộc giống
như việc xác định SMP cho chu kỳ đó, cộng thêm một lượng dự phịng. CAN được trả
cho những giờ hệ thống cần công suất nhất.
1.1.4.2. Nguyên tắc hoạt động của VCGM:
Toàn bộ điện năng của đơn vị phát điện tham gia vào thị trường điện được chào
bán cho đơn vị mua duy nhất trên thị trường (SB), hiện nay được giao cho Công ty
Mua bán điện và lịch huy động các tổ máy được sắp xếp dựa trên các bản chào giá
theo chi phí biến đổi.
Điện năng mua bán được thanh toán theo giá hợp đồng và giá thị trường giao
ngay của từng chu kỳ giao dịch thơng qua hợp đồng sai khác. Theo lộ trình phát triển
thị trường điện, tỷ lệ giữa sản lượng điện năng thanh toán theo giá hợp đồng và giá thị
trường giao ngay vào khoảng 90-95% cho năm đầu vận hành VCGM và giảm dần cho

các năm tiếp theo nhưng không thấp hơn 60%.
1.1.4.3. Các thành viên tham gia thị trường:

Hình 1.5. Các nhóm thành viên của VCGM
a. Thành viên giao dịch trực tiếp
- Các nhà máy điện (đơn vị phát điện) có giấy phép hoạt động trong lĩnh vực phát
điện và có cơng suất đặt lớn hơn 30 MW đấu nối vào hệ thống điện quốc gia (trừ các
nhà máy điện BOT, nhà máy điện sử dụng năng lượng tái tạo không phải thủy điện,
nhà máy điện thuộc khu công nghiệp chỉ bán một phần sản lượng lên hệ thống điện
quốc gia và không xác định được kế hoạch bán điện dài hạn). Các đơn vị phát điện này
sẽ chào giá trực tiếp vào VCGM theo các Quy định thị trường phát điện cạnh tranh.


12

- Đơn vị mua buôn duy nhất (SB): Công ty Mua bán điện là đơn vị mua duy nhất
của thị trường phát điện cạnh tranh Việt Nam và tất cả các đơn vị phát điện bắt buộc
phải bán điện cho Công ty Mua bán điện thông qua hợp đồng.
b. Thành viên giao dịch gián tiếp:
- Các nhà máy thủy điện chiến lược đa mục tiêu (SMHP): là các nhà máy thủy
điện do nhà nước sở hữu, ngoài mục tiêu phát điện còn đảm nhiệm các vai trò đặc biệt
khác. Các nhà máy này sẽ ký kết các hợp đồng đặc biệt với Công ty mua bán điện,
trong khi điện năng phát ra sẽ được Trung tâm điều độ Hệ thống điện Quốc gia công
bố bằng cách sử dụng giá trị nước được tính tốn từ mơ hình.
- Các nhà máy điện BOT: là các nhà máy điện được đầu tư theo hình thức Xây
dựng - Kinh doanh - Chuyển giao thông qua hợp đồng giữa nhà đầu tư và cơ quan nhà
nước có thẩm quyền. Các nhà máy điện BOT không cần phải giao dịch trong thị
trường phát điện cạnh tranh Việt Nam, mà Công ty Mua bán điện sẽ chào sản lượng
phát cho BOT để thực hiện nghĩa vụ bao tiêu và tối ưu chi phí mua điện.
- Các Công ty Điện lực (PC): Các Công ty Điện lực vận hành lưới điện phân phối

và cung cấp điện đến khách hàng, mua điện từ Công ty Mua bán điện và bán lại cho
các khách hàng của mình trên cơ sở biểu giá điện quy định.
- Các đơn vị nhập khẩu (Importers) và xuất khẩu điện (Exporters).
c. Các đơn vị cung cấp dịch vụ: VCGM có ba nhà cung cấp dịch vụ, đó là:
- SMO - Cơ quan vận hành thị trường và hệ thống điện do Trung tâm điều độ Hệ
thống điện Quốc gia đảm nhận.
- TNO - Cơ quan vận hành lưới điện truyền tải do Tổng Công ty truyền tải điện
Quốc gia đảm nhận.
- MDMSP - Đơn vị cung cấp dịch vụ quản lý và đo đếm điện năng.
1.2. Ảnh hưởng của tắc nghẽn truyền tải công suất trong thị trường điện
1.2.1. Giới thiệu chung về tắc ngẽn
Tắc ngẽn là tình huống khi nhu cầu dung lượng công suất truyền tải vượt quá
giới hạn cho phép của đường dây, vi phạm các giới hạn cho phép về nhiệt, ổn định
điện áp, đáp ứng tiêu chí độ tin cậy N-1…,
Trong thị trường phi điều tiết, tắc nghẽn trong hệ thống truyền tải là một vấn
đề lớn và có thể dẫn đến biến động giá điện tại các nút khác nhau trong hệ thống.
Tắc nghẽn truyền tải xuất hiện khi đường dây không đủ khả năng truyền tải công
suất đáp ứng nhu cầu tất cả các khách hàng. Trong những điều kiện tắc nghẽn nặng
nề, tắc nghẽn truyền tải có thể được giảm bằng cách tiết giảm một phần những giao
dịch.


13

Bus 2

Bus 1

48 MW

A

48 MW

107%

slack

MW

Hình 1.6. Hệ thống có 2 nút tắt ngẽn
45 MW

Bus 2

Bus 1
A

slack

100%
MW

45 MW

Hình 1.7. Hệ thống có 2 nút khơng tắt ngẽn
Hình 1.6 là ví dụ giải thích tắc nghẽn truyền tải rong hệ thống điện gồm hai
nút. Công suất cực đại của máy phát là 50MW và giới hạn công suất truyền tải của
đường dây truyền tải là 45 MW. Khi phụ tải 48 MW quá tải đường dây truyền tải bị
quá tải và dẫn đến tắc nghẽn. Tắc nghẽn sẽ được giảm bằng cách tiết giảm một

phần phụ tải. Ví dụ khi tiết giảm tải từ 48 MW xuống cịn 45 MW thì hệ thống hết
bị tắc nghẽn (Hình 1.7).
Sự tắc nghẽn trong hệ thống dẫn đến một sự thay đổi từ thị trường điểm cân
bằng đơn đến thị trường tại nút cân bằng khác. Sự tắc nghẽn làm thay đổi biểu đồ
lập sẵn đối với yêu cầu cân bằng cung - cầu có thể dẫn đến cắt bớt công suất sản
xuất hoặc tiêu thụ. Ngồi ra, sự tắc nghẽn cịn tác động làm tăng thêm chi phí kết
nối chậm trễ của các nhà máy mới, làm giảm độ tin cậy của hệ thống và làm ô
nhiễm môi trường từ những nhà máy cũ và ít hiệu quả mà phải vận hành chỉ vì mục
đích đảm bảo độ tin cậy.
1.2.2. Phân tích ảnh hưởng của tắc nghẽn truyền tải công suất trong thị
trường điện.
Để phân tích sự ảnh hưởng của tắc nghẽn lưới truyền tải đến thị trường điện,
chúng ta xem bài toán đơn giản sau:
Giả thiết rằng hàm chi phí máy phát ở mỗi nút như sau:
Ở nút A hàm này được cho bởi.
A=MCA=15+0,02PGA [$/MWh]

(1.1)


14

Trong khi ở nút B, nó được cho bởi
=MCB=12+0,01PGB [$/MWh]

(1.2)
PA

PB

~

~

B

A
DA=1400MW

DB=700MW

Hình 1.8. Mơ hình lưới liên kết giữa hai nút
Khi thị trường điện hai nút vận hành độc lập, nguồn cung sẽ cung cấp cho tải tại
chỗ thì giá lần lượt:
A =MCA=15+0,02x1400=43 [$/MWh]

(1.3)

 =MCB=12+0,01x700 =19 [$/MWh]

(1.4)

1.2.2.1. Truyền tải không ràng buộc
Khi thị trường điện của hai thị trường liên kết với nhau, đường dây liên kết giữa
2 vùng có khả năng truyền tải đến 2000MW, ta có phân bố cơng suất như sau:
PA =
0 MW
PB = 2100 MW
Chúng ta tính được giá của 2 máy phát như sau:
A =MCA=15$/MWh

(1.5)

 =MCB=33$/MWh

(1.6)

Khi vận hành chung một thị trường thì cần có một giá chung cho cả thị trường và
giá này được tính như sau:
= =
Tổng nhu cầu của hai nút:
PGB+PGA = DB+DA =700+1400=2100MW
{CA+CB = (15PGA + 0,02 PGA2 +12PGB+ 0,01 PGB2)} → min

(1.7)
(1.8)
(1.9)

Thỏa mãn:
PGB + PGA = DB + DA = 2100 MW
Để giải bài toán này ta lập hàm Lagrange:
 = (  +   ) +  ( +  −  −   )

()

Ta có:
12+0,01PGB = 15+0,02PGA
Giải hệ phương trình (1.8) và (1.11), ta có:
PGA= 600MW

(1.11)
(1.12)