Lý thuyết trò chơi và giá đỉnh trong thị trường điện
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.34 MB, 112 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN HỮU KHOA
LÝ THUYẾT TRỊ CHƠI VÀ GIÁ ĐỈNH
TRONG THỊ TRƯỜNG ĐIỆN
CHUYÊN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 7 năm 2010
-i-
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phan Thị Thanh Bình .......................
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Hồ Phạm Huy Ánh ............................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Lê Minh Phương................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ĐHQG Tp. HCM
ngày 13 tháng 07 năm 2010.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS Nguyễn Hữu Phúc
2. PGS.TS Nguyễn Văn Nhờ
3. TS Hồ Phạm Huy Ánh
4. TS Lê Minh Phương
5. TS Nguyễn Ngọc Tú
- ii -
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
-------- o0o--------Tp. HCM, ngày 02 tháng 7 năm 2010
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
X / Nữ
Họ và tên học viên:……..Nguyễn Hữu Khoa ..............Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh:….. 21 – 10 – 1978 ....................Nơi sinh: Thanh Hóa ..........
Chuyên ngành:…... Thiết bị, mạng và nhà máy điện .....MSHV: 01808304 .............
Khoá (Năm trúng tuyển) : ….2008 ............................................ ..................................
I- TÊN ĐỀ TÀI: ……. LÝ THUYẾT TRÒ CHƠI VÀ GIÁ ĐỈNH TRONG THỊ
TRƯỜNG ĐIỆN .........................................................................................................
.......................................................................................................................................
II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
1.
2.
3.
4.
5.
Thị trường điện .........................................................................
Giá điện.....................................................................................
Lý thuyết trò chơi .....................................................................
Áp dụng lý thuyết trị chơi vào phân tích giá đỉnh ...................
Kết luận.....................................................................................
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25-01-2010.............................................................
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02-7-2010...............................................
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:.. PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH .....................
………...........................................................................................................................
Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)
PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH
Ngày
tháng
năm
CHỦ NHIỆM BỘ MƠN
QUẢN LÝ CHUN NGHÀNH
(Họ tên và chữ ký)
- iii -
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến các thầy cơ khoa
Điện – Điện tử trường đại học Bách khoa TP. HCM, đã dạy dỗ tôi trong suốt
thời gian học cao học.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sâu sắc đến cô Phan Thị Thanh Bình, người
đã tận tình trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn.
Xin cảm ơn các bạn khóa cao học 2008 và các đồng nghiệp tại trường
Cao đẳng Điện lực Tp Hồ Chí Minh.
Cuối cùng tơi xin cảm ơn đến cha mẹ và gia đình đã cho tơi sức mạnh
tinh thần để tơi vượt qua các khó khăn trong công việc và trong học tập.
TP. HCM, tháng 7 năm 2010
Nguyễn Hữu Khoa
- iv -
TĨM TẮT LUẬN VĂN
Mục đích của đề tài này là tìm hiểu nguyên nhân xuất hiện giá đỉnh trong thị
trường điện và phân tích cụ thể các điều kiện xảy ra giá đỉnh.
Lý thuyết trò chơi tỏ ra phù hợp cho phân tích hành vi của các cơng ty phát
trên thị trường khi mà các công ty này che dấu công suất để tạo ra sự thiếu hụt công
suất dẫn đến sự xuất hiện giá đỉnh.
Thị trường điện song phương là mơ hình khá phổ biến trên thế giới. Giá đỉnh
xảy ra trong thị trường này gây ra những thiệt hại nghiêm trọng cho khách hàng.
Trên cơ sở kiến thức về thị trường điện, giá điện và lý thuyết trị chơi, tác giả
phân tích giá đỉnh và xây dựng chương trình mơ phỏng điều kiện xuất hiện giá đỉnh
cũng như tính tốn thiệt hại do giá đỉnh gây ra.
-v-
MỤC LỤC
Giới thiệu đề tài...........................................................................................................1
Chương 1: Thị trường điện .......................................................................................3
1.1 Tổng quan về thị trường điện.....................................................................3
1.1.1 Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc truyền thống.................3
1.1.2 Xu hướng cấu trúc lại ngành công nghiệp điện..........................................5
1.1.3 Thị trường điện-quy luật cung cầu.............................................................5
1.1.4 Các thành phần của thị trường điện............................................................7
1.2 Các mơ hình thị trường điện.....................................................................8
1.2.1 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh phát điện có một đại lý mua bn.....8
1.2.2 Mơ hình cạnh tranh phát điện và cạnh tranh bán bn............................10
1.2.3 Mơ hình thị trường điện song phương......................................................11
1.2.4 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh bán lẻ...............................................12
1.3 Thị trường điện California........................................................................13
1.3.1 Mô tả tổng quan về thị trường điện bang California................................14
1.3.2 Tái cấu trúc thị trường điện California.....................................................15
1.3.3 Khủng hoảng năng lượng.........................................................................18
1.4 Thị trường điện Việt Nam..........................................................................19
1.4.1 Hiện trạng thị trường điện Việt Nam........................................................19
1.4.2 Định hướng phát triển...............................................................................20
1.4.3 Tái cơ cấu ngành điện Việt nam.............................................................23
Chương 2: Giá điện...................................................................................................27
2.1 Định nghĩa giá điện..................................................................................27
2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến giá điện....................................................27
2.3 Giá điện trong thị trường điện cạnh tranh...............................................29
2.3.1 Qui trình hình thành giá điện...................................................................29
2.3.2 Giá biên SMP...........................................................................................30
2.3.3 Các mơ hình chào giá trong thị trường điện.............................................30
2.3.4 Giá điện tại Anh........................................................................................31
- vi -
2.3.5 Giá điện cạnh tranh tại Mỹ.......................................................................32
2.3.6 Giá điện cạnh tranh tại Nhật.....................................................................33
2.3.7 Giá điện cạnh tranh tại Thái Lan.............................................................34
2.3.8 Giá điện trong thị trường phát điện cạnh tranh tại Việt nam..................34
2.4 Giá đỉnh......................................................................................................36
2.5 Trò chơi và giá điện...................................................................................39
Chương 3: Lý thuyết trò chơi……………………………………………………..41
3.1
Giới thiệu lý thuyết trò chơi………………………………………….41
3.2
Mơ hình trị chơi khơng hợp tác…………………………………… 42
3.2.1 Mơ hình đơn giản……………………………………………...42
3.2.2 Mơ hình mở rộng trị chơi……………………………………..45
3.3
Chiến lược trội hơn và cân bằng Nash……………………………...46
3.3.1 Chiến lược trội hơn…………………………………………....46
3.3.2 Cân bằng Nash………………………………………………...47
Chương 4: Áp dụng lý thuyết trò chơi vào phân tích giá đỉnh………………….51
4.1 Phân tích giá đỉnh trong thị trường điện …………………………….51
4.1.1 Phương pháp luận...................................................................................52
4.1.2 Lưu đồ.....................................................................................................69
4.1.3 Giải thuật.................................................................................................70
4.2 Giá đỉnh – cân bằng Nash trong thị trường điện song phương………74
4.2.1 Lý thuyết xây dựng giải thuật................................................................74
4.2.2 Lưu đồ ....................................................................................................79
4.2.3 Giải thuật.................................................................................................80
4.3 Ví dụ áp dụng…………………………………………………………...83
4.3.1 Ví dụ áp dụng phân tích giá đỉnh............................................................83
4.3.2 Ví dụ áp dụng giá đỉnh trong thị trường điện song phương....................91
Chương 5: Kết luận………………………………………………………………...99
5.1
Nhận xét………………………………………………………………99
- vii -
5.2
Hướng phát triển……………………………………………………100
Tài liệu tham khảo...................................................................................................102
Phụ lục ....................................................................................................................PL1
-1-
GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
I. Đặt vấn đề.
Tính đến nay, hơn 120 nước trên thế giới đã có thị trường điện. Đỉnh cao của
thị trường điện là tính cạnh tranh sẽ được phát triển sâu đến cấp độ bán lẻ. Người
tiêu dùng sẽ có quyền lựa chọn nhà cung cấp điện phù hợp với nhu cầu của mình.
Thị trường điện lực Việt Nam được định hướng phát triển theo ba cấp độ,
trước tiên là hình thành thị trường phát điện cạnh tranh (2005 - 2014), sau đó là tạo
thị trường bán buôn cạnh tranh (2015 - 2022), và cuối cùng sẽ đạt đến đích có thị
trường bán lẻ điện cạnh tranh (sau 2024).
Theo lý thuyết kinh tế chuẩn, dưới sự cạnh tranh hoàn hảo, sự đặt giá của
mỗi nhà máy điện thường cân bằng với giá cận biên của họ. Do vậy giá đỉnh chỉ xảy
ra khi nhu cầu vượt quá cung.
Tuy nhiên trên thị trường điện thực tế, giá đỉnh lại vượt trội chi phí cận biên.
Giá như vậy là nguy hiểm có thể gây ra thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho nhà cung
cấp dịch vụ và khách hàng.
Để hiểu rõ nguồn gốc và cơ chế của giá đỉnh, luận văn nghiên cứu về thị
trường điện, lý thuyết trò chơi và áp dụng lý thuyết trò chơi vào phân tích giá đỉnh
và xác định giá đỉnh trong thị trường điên song phương
II. Nhiệm vụ của luận văn.
Dựa vào phần đặt vấn đề trên, nhiệm vụ của luận văn được đặt ra là:
- Thị trường điện.
- Giá điện.
- Lý thuyết trị chơi.
-
Áp dụng lý thuyết trị chơi vào phân tích giá đỉnh
-
Kết luận.
III. Phạm vi nghiên cứu.
Khảo sát giá đỉnh trong thị trường điện. Xây dựng chương trình để mơ phỏng
giá đỉnh.
IV. Giá trị thực tiễn của đề tài.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-2-
Sử dụng lý thuyết trị chơi tìm hiểu ngun nhân, cách thức xảy ra giá đỉnh,
tìm hiểu cơ hội bắt tay ngầm trong việc chào giá của các nhà máy và xác định giá
đỉnh trong thị trường điện song phương.
V. Nội dung luận văn.
Chương 1: Thị trường điện
1.1 Tổng quan về thị trường điện
1.2 Các mơ hình thị trường điện
1.3 Thị trường điện California
1.4 Thị trường điện Việt Nam
Chương 2: Giá điện
2.1 Định nghĩa giá điện
2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến giá điện
2.3 Giá điện trong thị trường điện cạnh tranh
2.4 Giá đỉnh
2.5
Trò chơi và giá điện
Chương 3: Lý thuyết trị chơi
3.1 Giới thiệu lý thuyết trị chơi
3.2
Mơ hình trị chơi khơng hợp tác
3.3
Chiến lược trội hơn và cân bằng Nash
Chương 4: Áp dụng lý thuyết trò chơi vào phân tích giá đỉnh
4.1 Phân tích giá đỉnh trong thị trường điện
4.2 Giá đỉnh – cân bằng Nash trong thị trường điện song phương
4.3 Ví dụ áp dụng
Chương 5: Kết luận
5.1 Nhận xét
5.2 Hướng phát triển
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-3 -
CHƯƠNG I
THỊ TRƯỜNG ĐIỆN
1.1 Tổng quan về thị trường điện
Điện năng là một loại hàng hoá đặc biệt. Quá trình kinh doanh điện năng bao
gồm 3 khâu liên hồn: Sản xuất - Truyền tải - Phân phối điện năng xảy ra đồng thời,
từ khâu sản xuất đến khâu tiêu thụ không qua một khâu thương mại trung gian nào.
Điện năng được sản xuất ra khi đủ khả năng tiêu thụ vì đặc điểm của hệ thống điện
là ở bất kỳ thời điểm nào cũng có sự cân bằng giữa công suất phát ra và công suất
tiêu thụ.
Ngành điện của hầu hết các quốc gia đều xuất phát độc quyền.
1.1.1 Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc truyền thống
Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc được hình thành và phát
triển dựa trên những đặc trưng riêng của sản phẩm điện năng và lý thuyết về hiệu
quả kinh tế theo quy mô của tổ chức, lý thuyết về chi phí giao dịch áp dụng vào
ngành điện.
Mơ hình này về lý thuyết là giảm thiểu được các chi phí cố định, chi phí giao
dịch, phối hợp tốt nhất giữa đầu tư, vận hành, khai thác, từ đó dẫn đến:
-Chi phí đầu tư phát triển là tối ưu nhất.
-Công tác quản lý kỹ thuật, công tác điều độ, vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng
hệ thống điện là ưu việt bởi cùng chịu sự điều hành, chi phối của một ông chủ.
Các công ty điện lực có nghĩa vụ cung ứng điện đến mọi khách hàng trên địa
bàn phục vụ kể cả các phụ tải ở xa như khu dân cư, miền núi, hải đảo hoặc vùng
nơng thơn.
Ngược lại, khách hàng khơng có cơ hội về quyền lựa chọn người bán điện
cho mình mà chỉ mua điện từ một công ty độc quyền.
Trong cơ chế này, các cơng ty điện lực cũng chủ trì tham mưu, đề xuất về cơ
chế chính sách quản lý nhà nước về các hoạt động điện lực.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-4 -
Hình 1 Mơ hình cơng ty điện lực độc quyền liên kết dọc truyền thống
Tuy nhiên, cho đến những năm đầu thập niên 1970, mơ hình cơng ty điện lực
truyền thống đã bắt đầu bộc lộ các khuyết điểm:
-Giá bán điện bao gồm chi phí giá thành và chi phí đầu tư hệ thống điện đã
làm cho khách hàng dùng điện phải trả giá cho những cơng trình đầu tư không hiệu
quả hay sự lạc hậu của thiết bị và công nghệ.
-Cơ chế độc quyền đã không tạo động lực để các công ty điện lực giảm giá
thành, tăng lợi nhuận và nhất là không phải xây dựng các chiến lược cạnh tranh
giành thị trường.
-Các ngành công nghiệp được điều chỉnh theo truyền thống thường dẫn đến
giá điện cao.
-Trợ giá chéo giữa các loại khách hàng tạo nên sự hoạt động kém hiệu quả.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-5 -
Kết quả là ngành điện lực có hiệu quả sản xuất kinh doanh và hiệu quả đầu
tư không cao.
1.1.2 Xu hướng cấu trúc lại ngành công nghiệp điện
Ở nhiều nước trên thế giới, công nghiệp điện đang chuyển dần về
hướng cạnh tranh và thị trường điện đang thay thế phương pháp vận hành
truyền thống. Mục tiêu chính của thị trường điện là giảm giá điện thông qua
sự cạnh tranh. Những công ty phát điện phụ thuộc những đề xuất sản xuất của
những công ty giá cả và khách hàng của họ và vì thế thị trường điện được
hình thành dưới môi trường thị trường cạnh tranh.
Những nhân tố ảnh hưởng đến sự thay đổi là kỹ thuật công nghệ, sự thay đổi
quan điểm chính trị, luật điện lực, thuế quan, điều kiện tài chính, chất lượng điện
năng. . .
1.1.3 Thị trường điện-quy luật cung cầu
Có nhiều định nghĩa khác nhau về thị trường, ở mức độ đơn giản, thị trường
được hiểu như nơi tập hợp các sự thoả mãn lẫn nhau giữa những người có nhu cầu
bán và nhu cầu mua. Trong thị trường, người bán có thể là người trực tiếp làm ra
sản phẩm, dịch vụ hoặc có người trung gian giữa người mua và người sản xuất.
Chúng ta cũng dễ dàng nhận thấy nếu vì lý do gì đó, một loại hàng hố chỉ có
một nhà cung ứng, người tiêu dùng khơng có cơ hội lựa chọn, ngun nhân và động
lực cạnh tranh khơng có, giá thành hàng hố khơng giảm …
Thị trường điện cạnh tranh là thị trường mà trong đó sản phẩm điện năng
phải được bán bởi nhiều nhà cung ứng khác nhau. Như vậy, khâu sản xuất điện
năng muốn có thị trường cạnh tranh thì các nhà máy điện phải thuộc sở hữu nhiều
cơng ty khác nhau thay vì trực thuộc một cơng ty duy nhất quản lý và điều hành.
Khâu truyền tải và phân phối có đặc điểm là : trên một mặt bằng địa lý không
thể để nhiều công ty cùng xây dựng nhiều lưới điện truyền tải và phân phối, do dó
có thể chấp nhận một cơng ty độc quyền cung ứng dịch vụ này. Khâu kinh doanh
điện năng muốn có cạnh tranh thì phải tạo cơ chế để có nhiều nhà cung ứng cùng
tham gia thị trường.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-6 -
Cơ chế cung cầu trong thị trường điện: phân tích cung cầu là một biện pháp
cơ bản và đầy hiệu quả, có thể áp dụng cho rất nhiều vấn đề quan trọng và thú vị,
như là dự đoán được tình hình kinh tế thay đổi tác động lên giá cả thị trường và
nền sản xuất như thế nào.
Trong thị trường điện:
-Cầu là sản lượng điện năng cần thiết cung cấp cho các nhà truyền tải
(cấp 1)- phân phối (cấp 2) và các nhà tiêu thụ.
-Cung là tổng năng lượng điện mà nhà sản xuất cung ứng cho thị trường.
Quy luật cung cầu trong thị trường điện:
Theo kinh tế học đặc tuyến cầu và cung cắt nhau tại một điểm gọi là điểm
cân bằng giữa giá cả và số lượng. Điểm này gọi là điểm cân bằng thị trường. Cơ
chế thị trường là xu hướng để cho giá cả thay đổi cho đến khi thị trường thăng
bằng (có nghĩa là cho đến khi lượng cung cân bằng với lượng cầu).
Giá [ $/MWh ]
Đường cầu
Đường cung
Cung cấp/nhu cầu
[ MW ]
Công suất phát
Hình 2 đặc tuyến cung cầu
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-7 -
1.1.4 Các thành phần của thị trường điện
Tùy theo cấu trúc và điều kiện mà mỗi thị trường có thể có các thành phần
sau:
-Cơng ty phát điện (Gencos): có trách nhiệm phát công suất lên hệ thống theo kế
hoạch được xác định bởi thị trường.
-Công ty phân phối (Discos) và những nhà bán lẻ (Retailers): Discos sở hữu hệ
thống phân phối và cung cấp những dịch vụ phân phối điện, retailers xuất phát từ
Discos và cung cấp điện đến khách hàng đầu cuối.
-Công ty truyền tải (TOs – Transmission Operators): trong thị trường điện, hệ
thống truyền tải thường vẫn thuộc sở hữu của nhà nước ( hoặc những Công ty Quốc
danh). Cơ quan vận hành hệ thống truyền tải đối xử công bằng với tất cả những
người sử dụng mạng. Ngoài ra cơ quan vận hành hệ thống truyền tải còn quản lý và
cung cấp những dịch vụ phụ thuộc.
-Cơ quan vận hành hệ thống độc lập (ISO – Independent System Operator): là tổ
chức tối cao điều khiển thị trường điện. Điều kiện cơ bản của ISO không được liên
kết với bất kỳ người tham gia thị trường điện và khơng được đầu tư tài chính vào hệ
thống phát điện và hệ thống phân phối.
Trong một số trường hợp, cơ quan vận hành hệ thống được tách khỏi cơ quan
vận hành thị trường điện. Tuy nhiên cung có nhiều trường hợp hai cơ quan này là
một và do ISO quản lý.
Ba đối tượng mà ISO hướng đến đó là: giữ an ninh hệ thống, đảm bảo chất lượng
dịch vụ và nâng cao hiệu quả kinh tế. Trên cơ sở đó người vận hành hệ thống độc
lập có các chức năng như sau:
a- Chức năng vận hành hệ thống điện: vận hành hệ thống theo kế hoạch và điều
khiển hệ thống theo thời gian thực.
b- Chức năng quản trị thị trường điện: có hai dạng thị trường điện: thị trường chung
và thị trường theo hợp đồng (giao dịch song phương hoặc đa phương). Các giao
dịch mua bán được thực hiện bởi trung tâm giao dịch (PX) hoặc trung tâm giao dịch
và vận hành hệ thống độc lập (PX-ISO).
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-8 -
c- Chức năng dự phòng những dịch vụ phụ thuộc.
d- Chức năng dự phòng mức độ linh động truyền tải.
-Trung tâm giao dịch (PX – Power Exchange): là nơi tập trung mọi thông tin về
điện, nơi những nhà cung cấp và nhu cầu về điện gặp gỡ và đặt giá điện. Thơng tin
thị trường có thể thay đổi mỗi 5 phút đến 1 tuần hoặc lâu hơn, thường là thị trường
định giá điện ngày hôm sau. Thị trường ngày hơm sau này có lợi thế là dễ dàng cân
bằng cung cầu trong thời gian ngắn.
Chức năng và nhiệm vụ của PX:
-Tạo ra một môi trường cho những công ty phát và khách hàng đặt giá bán và
mua điện và cũng tại đây lượng cung cầu sẽ cân bằng.
-Đem lại một giá thị trường công bằng, những người tham gia chỉ phải trả
tiền điện theo giá thị trường, giá điện sát với chi phí sản xuất biên.
Q trình hoạt động của trung tâm giao dịch PX gồm các bước sau:
1- Nhận thông tin đặt giá từ người sản xuất điện và khách hàng mua điện.
2- Phân tích và tính tốn giá thị trường.
3- Cung cấp kế hoạch cho ISO hoặc người vận hành hệ thống truyền tải.
4- Xây dựng sẵn kế hoạch điều chuyển hệ thống khi có tình trạng quá tải.
-Công ty môi giới (SCs – Scheduling Coordinators): trung gian môi giới và tập
hợp những người tham gia giao dịch. Tự do sử dụng những giao thức trong phạm vị
luật.
1.2 Các mơ hình thị trường điện
Cùng với những tiến bộ của khoa học kỹ thuật và quản lý 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. Nhìn từ góc độ cạnh tranh của thị
trường có thể phân chia thành các loại mơ hình thị trường điện cơ bản và các biến
thể đang được áp dụng tại các nước trên thế giới hiện nay như sau:
1.2.1 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh phát điện có một đại lý mua bn
Mơ hình này được coi là bước đầu của q trình cải tổ tiến tới tự do hóa
trong kinh doanh điện. Mơ hình một người mua cho phép các nhà đầu tư tư nhân
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-9 -
xây dựng, sở hữu và quản lý các nhà máy điện độc lập ( Independent power
producer – IPP ). Các công ty phát điện phải cạnh tranh để bán điện cho đơn vị mua
điện duy nhất. Đơn vị mua duy nhất độc quyền mua điện từ các nguồn phát và bán
điện đến các khách hàng sử dụng điện.
Mơ hình này bảo đảm rủi ro ít nhất cho các IPP, làm tăng trách nhiệm của
các công ty điện lực mặc dù nó vẫn tạo động lực thu hút vốn đầu tư vào lĩnh vực
phát điện. Thị trường phát điện cạnh tranh một người mua đòi hỏi phải chia tách
chức năng của các khâu truyền tải và phát điện trong mô hình liên kết dọc.
IPP
IPP
IPP
Đại lý mua bn
Cơng ty phân phối
Khách hàng
Cơng ty phân phối
Khách hàng
Cơng ty phân phối
Khách hàng
Hình 3. Mơ hình thị trường điện cạnh tranh phát điện có một đại lý mua buôn
-Ưu điểm
+ Không gây ra những thay đổi đột biến và xáo trộn lớn...
+Cơ hội thực hiện thành cơng cao.
+Hình thành được mơi trường cạnh tranh trong khâu phát điện.
+Thu hút được đầu tư vào các nguồn điện mới.
+Không gây ảnh hưởng lớn tới các hoạt động sản xuất kinh doanh của các
công ty phân phối hiện tại.
+Mơ hình thị trường đơn giản nên hệ thống các quy định cho hoạt động của
thị trường chưa phức tạp.
+Nhu cầu đầu tư vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường không
lớn.
-Hạn chế
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-10 -
+Đơn vị mua duy nhất được độc quyền mua nguồn điện từ các đơn vị phát
điện.
+Mức độ cạnh tranh chưa cao, chỉ giới hạn cạnh tranh trong phát triển các
nguồn điện mới.
+Chưa có lựa chọn mua điện cho các cơng ty phân phối khách hàng.
1.2.2 Mơ hình cạnh tranh phát điện và cạnh tranh bán bn
Mơ hình này tạo ra sự cạnh tranh trong khâu phát và bán buôn điện. Điểm
khác biệt nổi bật đối với mơ hình một người mua là các công ty phân phối được
quyền lựa chọn mua điện trực tiếp từ bất cứ công ty phát điện nào, không nhất thiết
phải từ đơn vị mua duy nhất. Tuy nhiên khâu bán lẻ điện đến các khách hàng dùng
điện vẫn độc quyền bởi các công ty phân phối quản lý địa bàn của mình.
Trong mơ hình thị trường bán buôn điện cạnh tranh, các công ty phát điện sẽ
tự do cạnh tranh và chịu các rủi ro trong đầu tư kinh doanh. Các giao dịch mua bán
điện năng được thực hiện thông qua các hợp đồng song phương hoặc thông qua thị
truờng tức thời hoặc dưới cả hai hình thức.
IPP
IPP
IPP
IPP
Đại lý mua bn
IPP
IPP
Đại lý mua bn
CT PP
CT PP
CT PP
CT PP
CT PP
CT PP
KH
KH
KH
KH
KH
KH
Hình 4. Mơ hình Thị trường cạnh tranh phát điện và cạnh tranh bán buôn
-Ưu điểm
+Đã xóa bỏ được độc quyền mua điện của Đơn vị mua duy nhất trong thị
trường một người mua.
+Các đơn vị phân phối có quyền cạnh tranh mua điện từ nhà cung cấp. Các
khách hàng tiêu thụ lớn được quyền lựa chọn nhà cung cấp.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-11 -
+Lượng điện mua bán qua thị trường ngắn hạn tăng lên đáng kể, tăng mức độ
cạnh tranh.
-Hạn chế
+Khách hàng tiêu thụ vừa và nhỏ chưa được quyền lựa chọn nhà cung cấp,
vẫn còn độc quyền trong khâu bán lẻ điện.
+Hoạt động giao dịch thị trường đòi hỏi hệ thống qui định cho hoạt động của
thị trường phức tạp hơn.
+Nhu cầu đầu tư về cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường lớn.
Thời gian gần đây trong quá trình tái cấu trúc tại thị trường California và trước
đó tại Nauy và Tây Ban Nha, người ta đã cải tiến và đề xuất một mơ hình thị trường
bán buôn linh động hơn. Bên cạnh việc giao dịch dựa trên thị trường chung, còn cho
phép thực hiện các giao dịch song phương tự nhiên để lập kế hoạch kết hợp giữa
phát điện và nhu cầu bên ngoài thị trường chung.
Thị trường điện bán bn có ba mơ hình hoạt động cơ bản:
- Mơ hình thị trường điện tập trung (PoolCo)
- Mơ hình hợp đồng song phương (Bilateral)
- Mơ hình lai giữa thị trường chung và hợp đồng song phương (Hybrid)
1.2.3 Mơ hình thị trường điện song phương
Trong thị trường này người mua và người bán có thể giao dịch trực tiếp với
nhau không thông theo sự sắp xếp của thị trường bằng những hợp đồng song
phương.
Các nhà cung cấp có trách nhiệm thanh tốn chi phí truyền tải cho công ty sở
hữu truyền tải để được tham gia vào lưới truyền tải cũng như trả chi phí cho cơng ty
phân phối để được tham gia vào lưới phân phối.
Giá điện được xác định theo từng hợp đồng, người mua và người bán điện sẽ
thương thảo trực tiếp để thống nhất giá điện cho hợp đồng.
Sau khi các bên tham gia hợp đồng song phương thống nhất các điều khoảng
trong hợp đồng, cơng ty phát có nhiệm vụ thơng báo các thông tin cần tếit cho ISO
để vận hành hệ thống.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-12 -
Giá truyền tải phải đảm bảo công bằng đối với tất cả những người tham gia
vào hệ thống.
Người sở hữu truyền tải
Hợp đồng
song phương
Hợp đồng
song phương
Hợp đồng song phương
Công ty phát
Người mua
Kế hoạch
yêu cầu
Kế hoạch
yêu cầu
Người vận hành lưới điện
Hình 5. Mơ hình thị trường điện song phương
1.2.4 Mơ hình thị trường điện cạnh tranh bán lẻ
Mơ hình bán lẻ cạnh tranh là bước phát triển cao nhất, cuối cùng của cạnh
tranh trong sản xuất kinh doanh điện.
Là mô hình mà ở đó tất cả các khách hàng đều có quyền lựa chọn nhà cung
cấp điện. Giá cả hồn toàn được xác định dựa trên mối quan hệ cung cầu điện năng.
IPP
IPP
IPP
IPP
IPP
IPP
CT PP
Bán lẻ
KH
KH
Lưới truyền tải,
thị trường bán buôn
Bán lẻ
CT PP
CT PP
CT PP
Lưới phân phối,
thị trường bán lẻ
KH
KH
KH
KH
Hình 6. Mơ hình thị trường điện cạnh tranh bán lẻ
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-13 -
-Ưu điểm
+Mức độ cạnh tranh tăng rất nhiều. Khách hàng dùng điện được lựa chọn
mua điện. Xóa bỏ hồn toàn độc quyền trong kinh doanh mua bán điện.
+Chất lượng dịch vụ, chất lượng điện năng sẽ được nâng lên đáng kể; giá
điện do cạnh tranh cao nên có thể giảm đáng kể.
+Giảm dần tiến tới loại bỏ bù chéo trong kinh doanh phân phối và bán lẻ
điện giữa các vùng trong cả nước.
+Mức độ điều tiết trong thị trường giảm đi rất nhiều so với hai cấp độ trước.
-Hạn chế
+Hoạt động giao dịch thị trường rất phức tạp, đòi hỏi hệ thống qui định cho
hoạt động của thị trường phức tạp hơn;
+Nhu cầu đầu tư về cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trường lớn hơn
rất nhiều so với thị trường buôn bán cạnh tranh.
1.3 Thị trường điện California
Mỹ là nước liên bang (52 bang), mỗi bang hoạt động với hệ thống luật
riêng, sự tự do hóa mang tính pháp lý tại quốc gia này. Ngành điện tại Mỹ được
đẩy mạnh tái cấu trúc vào những năm 1995.
California là một bài học kinh nghiệm quý giá về tái cấu trúc ngành cơng
nghiệp điện lực vì nhiều lý do:
- Phát triển ngành điện lực độc lập từ đầu những năm 1980.
- Là một trong những bang của Mỹ mở ra thị trường cạnh tranh bán lẻ.
- Phát triển một thị trường mở trong bán buôn điện năng .
- Là một kinh nghiệm lâu đời và chi tiết nhất về thị trường điện cạnh tranh tại
Mỹ.
Ngoài ra, vào đầu mùa hè năm 2000, cuộc khủng hoảng năng lượng đã xảy
ra tại Bang gây nên tình trạng giá điện bán buôn tăng cao. Từ cuộc khủng hoảng
này đã làm nảy sinh ra một cấu trúc ngành điện mới, khác với cấu trúc đã hình dung
ban đầu khi thực hiện tái cấu trúc. Các nhà phân tích và các nhà chính trị trên tồn
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-14 -
thế giới đã nghiên cứu về cuộc khủng hoảng năng lượng năm 2000 để xem xét lại
nguyên lý cơ bản của tái cấu trúc ngành điện và xu hướng tăng cường thị trường mở
về bán buôn và bán lẻ điện năng.
1.3.1 Mô tả tổng quan về thị trường điện bang California
Bang California chính thức thơng qua luật về tái cấu trúc lại ngành điện vào
cuối năm 1996; và chính thức áp dụng cạnh tranh bán lẻ đến người tiêu thụ điện kể
từ 31/03/1998. Trước tái cấu trúc ngành điện, phần lớn nguồn phát California thuộc
sở hữu của các công ty điện lực và các tổ chức chính phủ. (1996, 81% nguồn phát
thuộc sở hữu của các công ty điện lực; 19% còn lại thuộc sở hữu các nhà phát điện
độc lập)
-
3 công ty tư nhân IOUs (Investor-Owned Utilities) lớn nhất là Pacific Gas
and Electric Company (PG&E), Southern California Edison (SCE) và San
Diego Gas and Electric Company (SDG&E); cung cấp khoảng 75% tổng
nhu cầu tải tại California.
Nguồn
Điện năng
Thủy điện
20,1%
Nguyên tử
16,2%
Than đá
19,8%
Gas và dầu
31,0%
Năng lượng tái tạo và các loại khác
12,2%
Bảng 1. Cơ cấu nguồn điện bang California
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-15 -
Loại khách hàng
Tỷ lệ phần
trăm
Southern California Edison
33,8%
Pacific Gas and Electric Company
33,5%
Los Angeles Department of Water &
9,6%
Power
San Diego Gas & Electric Company
7,2%
Sacramento Municipal Utility Distric
4,0%
Khác
11,9%
Tổng
100%
Bảng 2. Điện năng tiêu thụ của từng công ty
Các công ty điện California được liên kết thông qua một hệ thống đường dây
truyền tải rộng lớn. Lưới truyền tải chính gồm các đường dây truyền tải cao áp 500
kV, một số 230 kV, và 500 kV DC.
- Trước khi tái cấu trúc, 3 công ty tư nhân chính sở hữu và vận hành mạng
truyền tải chính tại California.
- Sau khi tái cấu trúc, các IOUs vẫn tiếp tục sở hữu mạng truyền tải của họ và
có trách nhiệm bảo trì chúng. Nhưng một ISO sẽ được thành lập để vận
hành hệ thống truyền tải chính của Bang.
1.3.2 Tái cấu trúc thị trường điện California
Trung tâm trao đổi năng lượng California được thành lập dưới dạng một tổ chức
phi lợi nhuận, với mục tiêu cung cấp một thị trường điện cạnh tranh ngắn hạn, hiệu
quả, đáp ứng nhu cầu tải của các khách hàng PX tại các mức giá thị trường.
Những đặc điểm chủ yếu của PX:
- Mở rộng cho tất cả các nhà cung cấp và người tiêu thụ, không phân biệt.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-16 -
- Tính tốn giá điện năng hàng giờ cho các thị trường day-ahead và hourahead, tuỳ thuộc vào các gói thầu cung và cầu của các thành phần tham gia
thị trường.
- PG&E, SCE, và SDG&E, cung cấp khoảng 75% điện năng tại California,
ban đầu được yêu cầu mua toàn bộ điện năng và bán tồn bộ cơng suất phát
của họ thông qua thị trường. Yêu cầu này là một trong những nguyên nhân
gây ra khủng hoảng năng lượng, và đã được loại bỏ vào năm 2001.
Để tham gia vào thị trường PX, người tham gia sau phải đáp ứng nhiều yêu
cầu pháp lý, bao gồm uy tín, xác định các tổ chức dịch vụ đo lường,... Khi được
chấp nhận, thành phần tham gia thị trường được phép giao dịch trong các thị trường
day-ahead và thị trường hour-ahead.
Tổ chức vận hành hệ thống điện độc lập (ISO)
Tổ chức ISO được giao nhiệm vụ đảm bảo việc truy cập mở và duy trì độ tin
cậy của mạng truyền tải. ISO thực hiện:
* Điều khiển nghẽn mạch: Phối hợp các kế hoạch day-ahead và hour-ahead
của tất cả các nhà điều phối và quyết định các điều chỉnh để khai thông nghẽn
mạch
* Mua và bán các dịch vụ phụ trợ khi được yêu cầu.
Với vai trò đảm bảo độ tin cậy về điện, ISO giám sát một thị trường các dịch
vụ phụ trợ (gồm có (1) điều khiển tự động nguồn phát, (2) dự trữ nóng, (3) dự
trữ nguội, (4) dự trữ thay thế, (5) công suất phản kháng, và (6) dịch vụ khởi
động) và lập kế hoạch cho các dịch vụ phụ trợ cung cấp bởi các nhà điều phối
phát điện.
* Kiểm soát và điều độ nguồn phát, cân đối tải và nguồn phát theo thời gian
thực thông qua Thị trường thời gian thực:
ISO sử dụng thị trường thời gian thực để điều chỉnh nguồn phát phù hợp nhu
cầu tải trong thời gian thực.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
-17 -
- Sử dụng các gói thầu điện năng bổ sung (nghĩa là công suất không nằm
trong kế hoạch) và các tổ máy phát cung cấp các dịch vụ phụ trợ.
- ISO sắp xếp các gói thầu theo thứ tự ưu tiên về giá và gọi thầu khi cần thiết
để điều chỉnh cân đối giữa phát và tải.
Thị trường day-ahead (day-ahead market), có thủ tục thực hiện như sau:
-Các thành phần tham gia thị trường bỏ thầu cho PX về cung và cầu ứng với
mỗi giờ trong ngày lập kế hoạch.
-Khi nhận hồ sơ thầu, PX tiến hành phê chuẩn chúng, gồm có (1) xác nhận nội
dung trong hồ sơ thầu đáp ứng các yêu cầu theo mẫu quy định, và (2) kiểm tra tính
chắc chắn của dữ liệu trong file chính.
-Khi các hồ sơ thầu được phê chuẩn, PX xây dựng các đường phối hợp cung
cầu từ tất cả các hồ sơ thầu để thiết lập một giá thị trường tường minh (MCP) ứng
với mỗi giờ của ngày lập kế hoạch. MCP được đặt tại giao điểm của cung và cầu.
-PX cũng xác định xem các hồ sơ dự thầu có thể tạo ra tình trạng phát điện
vượt q hay khơng. Nếu xảy ra tình trạng này, PX sẽ yêu cầu ISO cung cấp thông
tin. PX phải tuân theo một số quy định để giải quyết tình trạng quá phát khi nó xảy
ra.
-Các gói thầu ban đầu tham gia dự thầu trong thị trường day-ahead không cần
phải được quy ra cho từng tổ máy phát, gọi là gói thầu sơ bộ (portfolio bids).
-Sau đó các gói thầu sơ bộ được chấp nhận sẽ được chi tiết hóa thành các kế
hoạch phát điện từng tổ máy để trình cho ISO cùng với các gói thầu điều chỉnh (để
giải quyết tình trạng nghẽn mạch) và các gói thầu dịch vụ phụ trợ khác.
-Kế đó ISO xác định, dựa trên tất cả các gói thầu cung theo từng tổ máy và các
gói thầu cầu theo vị trí, có thể xảy ra nghẽn mạch khơng. Nếu có thể xảy ra, ISO sẽ
sử dụng các gói thầu điều chỉnh để đưa ra kế hoạch điều chỉnh cho PX và các nhà
điều phối khác.
Thực hiện: Nguyễn Hữu Khoa
*****
GVHD: PGS. TS Phan Thị Thanh Bình
