Tài liệu Nghiên cứu lập kế hoạch vận hoành tuần kế tiếp cho nhà máy thủy điện sông tranh 2 trong thị trường điện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HỮU TRÍ NGHIÊN CỨU LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN KẾ TIẾP CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HỮU TRÍ NGHIÊN CỨU LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN KẾ TIẾP CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN TẤN VINH Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số liệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Phạm Hữu Trí MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài: ............................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu: ................................................................................................... 2 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: ............................................................................. 2 3.1. Đối tƣợng nghiên cứu: .......................................................................................... 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu:.............................................................................................. 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..................................................................... 2 5. Đặt tên đề tài: ............................................................................................................... 2 6. Bố cục luận văn: .......................................................................................................... 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƢỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH VIỆT NAM ................................................................................................................................ 4 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 VÀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH ......................................................................................... 4 1.1.1. Giới thiệu về Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 ............................................ 4 1.1.2. Sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh................................................... 8 1.2. CÁC CẤP ĐỘ PHÁT TRIỂN THỊ TRƢỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH [5] ............. 8 1.2.1. Thị trƣờng phát điện cạnh tranh: ........................................................................ 8 1.2.2. Mô hình thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh: .................................................. 9 1.2.3. Mô hình thị trƣờng bán lẻ điện cạnh tranh:...................................................... 10 1.3. TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƢỜNG PHÁT ĐIỆN CẠNH TRANH VIỆT NAM (VCGM): ....................................................................................................................... 11 1.3.1. Sơ lƣợc về thị trƣờng phát điện cạnh tranh Việt Nam [1]: ............................... 11 1.3.2 Cấu trúc của thị trƣờng phát điện cạnh tranh VCGM: ...................................... 12 1.4. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 14 CHƢƠNG 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN CỦA NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 VÀ TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA ................................................................................. 15 2.1. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN ..... 15 2.1.1. Nguyên tắc lập kế hoạch vận hành................................................................... 15 2.1.2. Các nội dung của việc lập kế hoạch vận hành tuần ......................................... 15 2.1.3. Cung cấp các số liệu phục vụ việc lập kế hoạch vận hành thị trƣờng điện tuần tới ........................................................................................................................ 15 2.1.4. Trình tự thực hiện lập kế hoạch vận hành thị trƣờng điện tuần tới.................. 17 2.2. QUY TRÌNH TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ NƢỚC VÀ GIỚI HẠN MỨC NƢỚC ...... 17 2.3. PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO THÔNG TIN THỦY VĂN VÀ THỊ TRƢỜNG TUẦN TỚI CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2 ................................................................ 18 2.3.1. Thông tin thủy văn ........................................................................................... 18 2.3.2. Thông tin thị trƣờng ......................................................................................... 19 2.4. PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN TỚI CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2 .............................................................................................. 20 2.5. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 21 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP DỰ BÁO DOANH THU TUẦN KẾ TIẾP TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN .................................................... 22 3.1. TÌM HIỂU CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ: .................................................. 22 3.1.1. Phƣơng pháp dự báo giá biên [6]: .................................................................... 22 3.1.2. Phƣơng pháp mô phỏng dựa trên lấy mẫu các số liệu quá khứ [7] .................. 24 3.1.3. Phƣơng pháp mô phỏng Monte-Carlo các số liệu thị trƣờng đầu vào [5]: ...... 26 3.2. GIỚI THIỆU BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ DOANH THU TUẦN KẾ TIẾP CỦA NMTĐ TRONG THỊ TRƢỜNG ................................................................................... 28 3.2.1. Sơ lƣợc về tính toán thanh toán trong thị trƣờng điện: .................................... 29 3.2.2. Mô tả bài toán dự kiến doanh thu tuần tới của NMTĐ Sông Tranh 2 ............. 34 3.3. LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP PHÙ HỢP CHO NMTĐ SÔNG TRANH 2: ....... 34 3.4. KẾT LUẬN: ........................................................................................................... 35 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG MONTE-CARLO ĐỂ ĐÁNH GIÁ, PHÊ DUYỆT VÀ LẬP KẾ HOẠCH PHÁT ĐIỆN TUẦN KẾ TIẾP CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2 .................................................................................. 36 4.1. GIỚI THIỆU VỀ PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG MONTE CARLO VÀ PHẦN MỀM CRYSTAL BALL: .............................................................................................. 37 4.1.1. Giới thiệu mô phỏng Monte Carlo: .................................................................. 37 4.1.2. Giới thiệu phần mềm Crystal Ball [4] .............................................................. 41 4.1.3. Ƣu và nhƣợc điểm của việc sử dụng phần mềm Crystal Ball .......................... 46 4.2. THIẾT LẬP MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ DOANH THU TUẦN KẾ TIẾP CỦA NMTĐ SÔNG TRANH 2 DỰA TRÊN PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG MONTECARLO TRONG PHẦN MỀM CRYSTAL BALL...................................................... 47 4.2.1. Thiết lập các yếu tố đầu vào ............................................................................. 47 4.2.2. Phân tích các số liệu đầu ra của bài toán đánh giá doanh thu NMTĐ Sông Tranh 2 trên phần mềm Crystal Ball: ......................................................................... 49 4.3. ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀO THỰC TẾ VẬN HÀNH NMTĐ SÔNG TRANH 2 .............................................................................................. 52 4.3.1. Lựa chọn các tình huống vận hành thực tế: ..................................................... 52 4.3.2. Vận dụng phƣơng pháp đã xây dựng và phần mềm Crystal Ball để đánh giá một số tình huống vận hành thực tế tại NMTĐ Sông Tranh 2: ................................. 57 4.4. PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ DỰ BÁO: ........................................... 60 4.5. KẾT LUẬN: ........................................................................................................... 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 61 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 62 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao) NGHIÊN CỨU LẬP KẾ HOẠCH VẬN HÀNH TUẦN KẾ TIẾP CHO NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 TRONG THỊ TRƢỜNG ĐIỆN Học viên: PHẠM HỮU TRÍ. Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa: K31. Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt – Việc lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trƣờng điện hiện nay ch đơn thuần dựa vào sản lƣợng đƣợc giao hoặc một số ràng buộc riêng lẻ khác. Thực tế giá điện năng thị trƣờng tuần tới yếu tố quyết định đến doanh thu) thƣờng có sự biến động rất lớn và rất khó dự báo dẫn đến tình trạng Nhà máy có thể gặp những tình huống bất lợi về doanh thu trong tuần kế tiếp. Luận văn đã nghiên cứu các quy trình vận hành và thanh toán trong thị trƣờng điện cạnh tranh các quy định tính toán thanh toán cho t ng chu k giao dịch giờ) ngày và tuần để làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình bài toán đánh giá doanh thu tuần tới của NMTĐ Sông Tranh 2. Luận văn đã nghiên cứu xây dựng mô hình bài toán doanh thu tuần trên phần mềm Crystal Ball dựa trên mô phỏng Monte Carlo để t đó thực hiện các mô phỏng về dự báo đánh giá doanh thu tuần kế tiếp của NMTĐ Sông Tranh 2 trong thị trƣờng điện cạnh tranh. Một số lƣợng lớn các kịch bản của giá thị trƣờng đƣợc mô phỏng nhằm đánh giá các rủi ro tiềm n có thể gây ra bởi sự biến động của đại lƣợng này trong thị trƣờng giao ngay. Các kết quả mô phỏng là cơ sở để giúp bộ phận vận hành thị trƣờng điện của NMTĐ Sông Tranh 2 phân tích lựa chọn phê duyệt lập kế hoạch vận hành tuần tới tốt hơn. Tác giả đã tóm tắt các kết quả đã đạt đƣợc và đƣa ra các hƣớng phát triển tiếp theo. Từ khóa – Kế hoạch vận hành tuần; doanh thu tuần; NMTĐ Sông Tranh 2; doanh thu thị trƣờng điện; đánh giá doanh thu tuần; mô phỏng Monte Carlo. RESEARCH ON THE PREPARATION OF THE NEXT WEEKLY OPERATIONAL PLAN FOR SÔNG TRANH 2 HYDROPOWER PLANT IN THE ELECTRICITY MARKET Abstract – Currently, the preparation of the weekly operational plan for Sông Tranh 2 Hydropower Plant’s participation in the electricity market merely depends on the assigned output or some other individual constraints. In fact, the market price of electricity next week (the decisive factor in the revenue) is often very volatile and difficult to forecast, leading to the situation that the Plant may encounter disadvantages in revenue in the next week. The thesis studied the operating and payment processes in the competitive electricity market, and payment rules for each trading cycle (hour), day and week for the bases of the establishment of the next week’s revenue forecasting model of Sông Tranh 2 Hydropower plant. The thesis studied the establishment of the weekly revenue using Crystal Ball software based on Monte Carlo simulation to create the next week’s revenue evaluating and forecasting model of Sông Tranh 2 Hydropower plant in the competitive electricity market. A large number of market price scenarios are simulated to assess the potential risks posed by volatility in the spot market. Simulation results are the basis for Sông Tranh Hydropower plant’s electricity market operating department’s better analysis selection approval and establishment of the weekly operational plan. The author summarized the obtained results and provided further directions. Keywords – Weekly operational plan; weekly revenue; Sông Tranh 2 Hydropower plant; electricity market revenue; weekly revenue evaluation; Monte Carlo simulation. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT CÁC KÝ HIỆU CAN Giá công suất FMP Giá thị trƣờng toàn phần Pc Giá hợp đồng Qc Sản lƣợng hợp đồng QCAN Công suất thanh toán Qm Sản lƣợng thực phát R SMP Doanh thu Giá điện năng thị trƣờng CHỮ VIẾT TẮT A0 Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia BCT Bộ Công thƣơng BOT Nhà máy điện đƣợc đầu tƣ theo hình thức Xây dựng – Kinh doanh – Chuyển giao thông qua hợp đồng giữa nhà đầu tƣ và cơ quan nhà nƣớc có th m quyền NMTĐ MDMSP PC PPA SB Nhà máy thủy điện Đơn vị cung cấp dịch vụ quản lý và đo đếm điện năng Công ty điện lực Hợp đồng Mua bán điện song phƣơng dài hạn Đơn vị mua buôn duy nhất SMHP Nhà máy Thủy điện chiến lƣợc đa mục tiêu SMO Đơn vị vận hành hệ thống điện và thị trƣờng điện TNO Đơn vị quản lý lƣới truyền tải VCGM Thị trƣờng phát điện cạnh tranh Việt Nam DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng 1.1 3.1 3.2 3.3 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Tên bảng Trang Thông số kỹ thuật chính của Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 Số liệu vận hành NMTĐ Sông Tranh 2 trong giờ thứ 9 ngày 13/10/2016 Số liệu vận hành NMTĐ Sông Tranh 2 ngày 13/10/2016 Số liệu sản xuất và thị trƣờng trong tuần 42 năm 2016 nhƣ sau Các ch số thống kê của 10.000 số liệu kết quả mô phỏng doanh thu tuần Bảng phân vị của tập số liệu doanh thu Kế hoạch vận hành nguồn tuần thứ 40 Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 Số liệu kế hoạch vận hành tuần 40 năm 2016 Các ch số thống kê Bảng phân vị doanh thu tuần theo phƣơng án 3 đơn vị: nghìn đồng) 06 31 32 33 49 51 54 54 58 60 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 Tên hình Trang Sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh Mô hình thị trƣờng phát điện canh tranh Mô hình thị trƣờng bán buôn điện canh tranh Mô hình thị trƣờng bán lẻ điện canh tranh Cấu trúc của VCGM Các nhóm thành viên của VCGM Trình tự lập kế hoạch vận hành thị trƣờng điện tuần tới Giá biên thị trƣờng trong ngày 09/02/2017 Lƣu đồ xây dựng kế hoạch vận hành tuần của NMTĐ Sông Tranh 2 Giao diện công cụ hỗ trợ dự báo Predictor của phần mềm Crystal Ball Lƣu đồ thuật toán tính toán ƣớc lƣợng doanh thu theo phƣơng pháp mô phỏng số liệu quá khứ Lƣu đồ thuật toán tính toán doanh thu theo phƣơng pháp mô phỏng Monte Carlo Sơ đồ minh họa cách tính doanh thu trong thị trƣờng VCGM Phân bố chu n Phân bố Lognormal Phân bố Uniform Phân bố tam giác Phân bố PERT Phân bố rời rạc Giới thiệu một số giao diện của phần mềm Crystal Ball Bảng tính minh họa bài toán tính lợi nhuận bán hàng Minh họa các đại lƣợng đầu vào của bài toán lợi nhuận theo phân bố xác suất Dự báo phân bố lợi nhuận đƣợc tính toán bằng phần mềm Crystal Ball Biểu đồ độ nhạy cho bài toán lợi nhuận bán hàng Bảng tính cho bài toán doanh thu tuần NMTĐ ST2 Giao diện mô-đun Predictor của phần mềm Crystal Ball Giao diện mô-đun Predictor của phần mềm Crystal Ball 08 09 10 11 12 13 17 19 21 23 25 28 30 38 39 39 40 40 40 42 44 44 45 45 47 48 49 Số hiệu hình 4.15 4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23 4.24 Tên hình Ví dụ biểu đồ thống kê doanh thu tuần NMTĐ Sông Tranh 2 dựa trên 10.000 mô phỏng Monte Carlo trên phần mềm Crystal Ball Biểu đồ tần suất tích lũy doanh thu tuần Biểu đồ phân tích độ nhạy trong bài toán dự báo doanh thu tuần Lƣu đồ thuật toán ứng dụng phần mềm Crystal Ball và mô phỏng Monte Carlo trong xây dựng kế hoạch vận hành tuần NMTĐ Sông Tranh 2 Thông tin thủy văn trong kế hoạch vận hành tuần 40 năm 2016 đƣợc công bố trên trang thông tin nội bộ thị trƣờng điện VCGM Mô hình bài toán doanh thu tuần 40 đƣợc lập trên phần mềm Crystal Ball Cửa sổ giao diện cài đặt quá trình mô phỏng cho phần mềm Crystal Ball. Thông thƣờng số lần mô phỏng đƣợc chọn là 10.000 lần Biểu đồ tần suất doanh thu của phƣơng án 3 Biểu đồ lũy kế tần suất doanh thu của phƣơng án 3 Biểu đồ phân tích độ nhạy của phƣơng án 3 Trang 50 50 51 52 53 57 57 58 59 59 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Trong suốt thời gian dài áp dụng mô hình độc quyền tình hình cung cấp kinh doanh điện năng cho nền kinh tế thị trƣờng ở Việt nam gặp nhiều bất cập: giá điện chƣa hợp lý kinh doanh độc quyền vẫn còn xảy ra tình trạng thiếu điện ... Để giải quyết tình trạng này Chính Phủ đã có những bƣớc đi quan trọng để tái cấu trúc ngành điện t năm 2006 đánh dấu bằng quyết định số 26/2006/QĐ-TTg quy định lộ trình phát triển thị trƣờng điện Việt Nam. Sau nhiều bƣớc chu n bị thị trƣờng phát điện cạnh tranh Việt Nam Vietnam Competitive Generation Market – VCGM) đã chính thức đƣa vào vận hành t ngày 01 tháng 7 năm 2012. Đến nay ngành điện đang kh n trƣơng hoàn thiện các cơ sở pháp lý cho thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam Vietnam Wholesale Electricity Market) dự kiến đƣa vào vận hành chính thức năm 2019. Trong năm 2016 Bộ Công Thƣơng đã tiến hành vận hành thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh thí điểm bƣớc 1. Theo lộ trình này các Tổng Công ty điện lực bƣớc đầu làm quen với cách xác định mua và bán điện trên thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh. Các đơn vị tham gia thị trƣờng điện đang gấp rút chu n bị cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin và các giải pháp nhằm đảm bảo tham gia thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh đạt hiệu quả cao nhất. Khác với cơ chế hạch toán phụ thuộc trƣớc đây của EVN trong đó việc tính toán lập kế hoạch huy động tổ máy đƣợc thực hiện tập trung bởi Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc Gia trong thị trƣờng điện việc huy động các tổ máy sẽ đƣợc tính toán căn cứ trên bản chào giá của các đơn vị phát điện cùng với các ràng buộc khác nhƣ giới hạn truyền tải các dịch phụ kỹ thuật phụ trợ... Ngoài việc đảm bảo an ninh hệ thống điện cơ chế lập lịch vận hành các tổ máy tham gia thị trƣờng phải đảm bảo tính tối ƣu về kinh tế: chi phí mua điện là rẻ nhất. Đối với các đơn vị phát điện bên cạnh cơ hội tăng doanh thu t diễn biến của thị trƣờng mà cơ chế cạnh tranh theo bản chào này đem lại các đơn vị phát điện cũng phải đối mặt với các rủi ro t sự biến động của thị trƣờng. Thực tế vận hành tại Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trƣờng điện cho thấy việc lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp ch đơn thuần dựa vào sản lƣợng giao Qc) hoặc một số ràng buộc riêng lẻ khác. Kế hoạch vận hành này chƣa đảm bảo cho Nhà máy có đƣợc doanh thu tốt nhất mặt khác giá điện năng thị trƣờng tuần tới yếu tố làm cơ sở và có tính chất quyết định đến doanh thu) thƣờng có sự biến động rất lớn và rất khó dự báo dẫn đến tình trạng Nhà máy có thể gặp những tình huống bất lợi về doanh thu trong tuần kế tiếp. Xuất phát t thực tế nêu trên việc nghiên cứu xây dựng một phƣơng pháp đánh giá doanh thu tuần kế tiếp dựa trên mô phỏng để làm cơ sở cho việc xem xét phê duyệt lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp là hết sức cần thiết và có ý 2 nghĩa thực tiễn rất lớn trong công tác vận hành tại Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trƣờng điện cạnh tranh. 2. Mục tiêu nghiên cứu: T những cơ sở nêu trên luận văn sẽ tập trung nghiên cứu xây dựng phƣơng pháp đánh giá kế hoạch vận hành tuần của nhà máy thủy điện vận hành trong thị trƣờng điện trong đó doanh thu t thị trƣờng của Nhà máy tƣơng ứng với các kịch bản vận hành sẽ đƣợc đánh giá theo tần suất dựa trên phƣơng pháp mô phỏng. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: - Nắm vững các quy định và cơ chế vận hành trong thị trƣờng điện cạnh tranh. - Xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt động sản xuất điện năng của nhà máy thủy điện. - Phân tích các yếu tố liên quan đến thị trƣờng ảnh hƣởng đến doanh thu/lợi nhuận tuần của Nhà máy thủy điện. - Xây dựng phƣơng pháp đánh giá doanh thu tuần kế tiếp của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 theo các mức tần suất trên cơ sở mô phỏng các yếu tố bất định t thị trƣờng. - Phê duyệt lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp của NMTĐ Sông Tranh 2. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: 3.1. Đối tượng nghiên cứu: Đối tƣợng nghiên cứu của luận văn là doanh thu tuần của Nhà máy thủy điện trực tiếp tham gia thị trƣờng điện và phƣơng pháp mô phỏng Monte carlo. 3.2. Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu là kế hoạch vận hành tuần kế tiếp của Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Nghiên cứu lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp là hết sức cần thiết và có ý nghĩa thực tiễn rất lớn trong công tác vận hành tại Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 khi tham gia thị trƣờng điện cạnh tranh. 5. Đặt tên đề tài: Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đƣợc đặt tên: "Nghiên cứu lập kế hoạch vận hành tuần kế tiếp cho Nhà máy Thủy điện Sông Tranh 2 trong thị trƣờng điện". 6. Bố cục luận văn: 3 Ngoài phần mở đầu phần kết luận và kiến nghị nội dung luận văn đƣợc biên chế thành 4 chƣơng. Chƣơng 1: Tổng quan về Thị trƣờng điện cạnh tranh Việt Nam Chƣơng 2: Quy trình xây dựng kế hoạch vận hành tuần của Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Quốc gia và Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 Chƣơng 3: Nghiên cứu các phƣơng pháp dự báo doanh thu tuần kế tiếp trong thị trƣờng điện Chƣơng 4: Ứng dụng phƣơng pháp mô phỏng Monte-Carlo để đánh giá phê duyệt và lập kế hoạch phát điện tuần kế tiếp của NMTĐ Sông Tranh 2. 4 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THỊ TRƢỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH VIỆT NAM Nhà máy thủy điện Sông Tranh 2 có công suất 190 MW đƣợc xây dựng t tháng 3 năm 2006 có nhiệm vụ cung cấp điện năng cho hệ thống điện với sản lƣợng bình quân hàng năm lên đến 679 6 triệu kWh. Nhà máy chính thức tham gia vào thị trƣờng phát điện cạnh tranh t ngày 01/01/2016. Hiệu quả kinh doanh của Nhà máy không những phụ thuộc vào đặc tính kinh tế kỹ thuật riêng của Nhà máy mà còn phụ thuộc vào cơ chế vận hành thị trƣờng điện cạnh tranh ở các cấp độ khác nhau. Trong chƣơng này sẽ trình bày tổng quan về cơ chế vận hành thị trƣờng điện cạnh tranh Việt Nam ở các cấp độ khác nhau và Công trình Thủy điện Sông Tranh 2. 1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 2 VÀ CÔNG TY THỦY ĐIỆN SÔNG TRANH 1.1.1. Giới thiệu về Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 a. Vị trí địa lý và nhiệm vụ của Công trình Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 đƣợc xây dựng trên Sông Tranh thuộc hệ thống sông Vu gia – Thu bồn cách thị trấn huyện Bắc Trà My khoảng 10 km về phía Tây cách thành phố Tam K khoảng 70 km về phía Tây Nam. Khu vực công trình chính nằm trên địa bàn hai xã Trà Đốc và Trà Tân thuộc huyện Bắc Trà My t nh Quảng Nam. Công trình có nhiệm vụ chính là phát điện lên lƣới điện quốc gia với công suất 190MW sản lƣợng điện trung bình hàng năm là 679 6 triệu kWh. Trong thời gian mùa lũ t ngày 01/9 đến 31/12 hàng năm công trình đƣợc vận hành theo nguyên tắc và thứ tự ƣu tiên nhƣ sau theo Quy trình vận hành liên hồ chứa các hồ: A Vƣơng Đắk My 4 và Sông Tranh 2 trong mùa lũ hàng năm do thủ tƣớng chính phủ ban hành): 1- Đảm bảo an toàn công trình: Đảm bảo tuyệt đối an toàn công trình thủy điện Sông Tranh 2 không để mực nƣớc hồ vƣợt cao trình mực nƣớc dâng gia cƣờng với mọi trận lũ có chu k lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng 1.000 năm; 2- Góp phần giảm lũ cho hạ du; 3- Đảm bảo hiệu quả phát điện. b. Đặc điểm các hạng mục công trình: - Hồ chứa: + Tích nƣớc bằng cách tập trung cột nƣớc thông qua đập dâng để phát điện; + Điều tiết và phân phối lại lƣợng nƣớc thiên nhiên phù hợp với nhu cầu sử dụng. - Đập dâng: + Đập dâng có tác dụng ngăn dòng tích nƣớc cho hồ chứa. Đập dâng đƣợc bố 5 trí hai bên Đập tràn làm bằng bê tông đầm lăn bên trong bên ngoài bọc bê tống cốt thép; + Nƣớc thấm trong thân đập đƣợc tập trung vào bể thu nƣớc rò r hành lang thân đập và đƣợc bơm xả ra hạ lƣu nhờ hệ thống bơm nƣớc thấm hành lang thân đập. Các hành lang này đƣợc bố trí thông nhau có tác dụng thông gió trong thân đập. - Đập tràn: có nhiệm vụ điều tiết mực nƣớc trong hồ theo các Quy trình vận hành hồ chứa và đƣợc bố trí ở phần lòng sông của tuyến đập. Đập tràn có sáu khoan đƣợc ngăn cách bởi các trụ pin. Tại Đập tràn có bố trí các cửa van cung và phai sửa chữa van cung. - Cửa lấy nƣớc: + Là công trình đầu tiên trong hệ thống dẫn nƣớc vào nhà máy nó trực tiếp lấy nƣớc t hồ chứa vào nhà máy. Cửa lấy nƣớc đƣợc bố trí cách tuyến đập khoảng 4km về phía thƣợng lƣu. Cửa lấy nƣớc có dạng tháp đƣợc kết cấu bằng bê tông cốt thép; + Tại Cửa lấy nƣớc có bố trí: lƣới chắc rác van vận hành van sửa chữa cầu trục chân dê; + Ngoài ra còn có cầu công tác nối Cửa lấy nƣớc với đƣờng giao thông. - Đƣờng hầm áp lực: + Đƣờng hầm áp lực nối với Cửa lấy nƣớc đi ngầm trong lòng núi nối với đƣờng ống áp lực phía trƣớc Van đĩa; + Có nhiệm vụ dẫn nƣớc t hồ chứa vào đƣờng ống áp lực đồng thời tạo cột áp do độ dốc của đƣờng hầm; + Hầm có tổng chiều dài 1676 45 m đƣờng kính 8 5/5 m đƣợc bọc bê tông. - Tháp điều áp: có chức năng làm giảm áp lực nƣớc va trong đƣờng hầm trong trƣờng hợp cắt tải và tăng tải đột ngột. Tháp đƣợc bố trí cách cửa lấy nƣớc khoảng 1.500m về phía hạ lƣu và đƣợc đào xuyên thẳng đứng trong lòng núi nối thông với đƣờng hầm áp lực. - Đƣờng ống áp lực: + Đƣờng ống áp lực nối t đƣờng hầm áp lực dẫn nƣớc vào các tổ máy trong nhà máy. + Chiều dài của mỗi đƣờng ống bao gồm cả đoạn chạc ba là 145 5m có đƣờng kính trong là 5m; + Đƣờng ống áp lực đƣợc chế tạo bằng thép bọc bê tông bảo ôn. - Nhà máy thủy điện kiểu hở có công suất lắp máy 190MW gồm hai tổ máy mỗi tổ có công suất là 95MW. - Trạm phân phối điện ngoài trời: đặt cách nhà máy 400m về phía thƣợng lƣu. c. Thông số kỹ thuật chính của Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 6 Bảng 1.1. Thông số kỹ thuật chính của Công trình Thủy điện Sông Tranh 2 TT Thông số Đơn vị đo Giá trị 1 Thủy văn Diện tích lƣu vực Flv km2 1.100 m3/s 111 m3/s 14.100 Cao trình mực nƣớc dâng bình thƣờng m 175 Cao trình mực nƣớc dâng gia cƣờng m 178,51 Cao trình mực nƣớc chết m 140 Dung tích toàn bộ Wtb 106 m3 733,4 Dung tích hữu ích Whi 106 m3 521,1 Dung tích phòng lũ hạ du (172-175m) 106 m3 61,38 Cao trình đ nh đập m Bê tông đầm lăn 180 Chiều cao lớn nhất m 97 Chiều dài theo đ nh đập m 640 m 6(14x15,5) m3/s 9.609 Lƣu lƣợng dòng chảy trung bình nhiều năm Lƣu lƣợng đ nh lũ kiểm tra P = 0,1% 2 3 Hồ chứa Đập dâng Loại 4 Đập tràn Tràn xả mặt có cửa van cung Số lƣợng và kích thƣớc cửa van Lƣu lƣợng xả thiết kế 5 Cửa lấy nƣớc Bê tông cốt thép 02 Kiểu Số lƣợng khoang Kích thƣớc thông thủy rộng x cao) 6 mxm 4,75x8,5 Đƣờng hầm áp lực Kiểu Chiều dài Có áp bọc bê tông m 1676,45 7 Thông số Đơn vị đo Giá trị m 8,5/5 Đƣờng kính trong m 25 Đƣờng kính trong đoạn ống nối m 5 Cao trình đ nh m 190 Cao trình sân tháp m 145 TT Đƣờng kính trong 7 8 Tháp điều áp Đƣờng ống áp lực Số đƣờng ống 9 02 Chiều dài đƣờng ống m 145 5 bao gồm cả đoạn chạc ba) Đƣờng kính m 5 Lƣu lƣợng thiết kế m3/s 122,76 Cột nƣớc lớn nhất m 104 Cột nƣớc tính toán m 87 Cột nƣớc nhỏ nhất m 65 Công suất lắp máy MW 190 106 kWh 679,6 Số tổ máy Tổ 2 Cao trình sàn lắp máy m 93,5 Mực nƣớc hạ lƣu lớn nhất P=0 1%) m 91,8 Mực nƣớc hạ lƣu nhỏ nhất m 70,9 Cao trình sàn gian máy m 75,6 Cao trình đặt tuốc bin m 65,1 mxmxm 62,16x25,2x11,5 Cột nƣớc trung bình m 93,7 Công suất đảm bảo MW 41 Nhà máy điện Điện lƣợng bình quân năm Kích thƣớc nhà máy dài x rộng x cao) 8 1.1.2. Sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh Ban giám đốc P1: Văn Phòng P2: Phòng Kế hoạch – Vật tƣ P3: Phòng Tổ chức – Lao động P4: Phòng Kỹ thuật P5: Phòng Tài chính – Kế toán P6: Phân xƣởng Vận Hành P7: Phân xƣởng Sửa Chữa P8: Phòng Quản lý dự án Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức Công ty Thủy điện Sông Tranh 1.2. CÁC CẤP ĐỘ PHÁT TRIỂN THỊ TRƢỜNG ĐIỆN CẠNH TRANH [5] Thị trƣờng điện phát triển theo 3 cấp độ cấp độ 1 là thị trƣờng phát điện cạnh tranh cấp độ 2 là thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh cấp độ 3 là thị trƣờng bán lẻ điện cạnh tranh. Theo Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg ngày 08/11/2013 của Thủ tƣớng Chính phủ phê duyệt lộ trình hình thành và phát triển thị trƣờng điện nhƣ sau: Cấp độ 1 đƣợc vận hành thí điểm t năm 2011 đến năm 2012 và vận hành chính thức t năm 2012 đến năm 2015. Cấp độ 2 đƣợc vận hành thí điểm t năm 2016 đến năm 2018 và vận hành chính thức t năm 2019 đến năm 2021. Cấp độ 3 đƣợc vận hành thí điểm t năm 2021 đến năm 2023 và vận hành chính thức t năm 2023. 1.2.1. Thị trƣờng phát điện cạnh tranh: Là giai đoạn chuyển tiếp t mô hình ngành điện truyền thống sang các cấp độ thị trƣờng có tính cạnh tranh cao thị trƣờng bán buôn cạnh tranh thị trƣờng bán lẻ cạnh tranh). Một số ƣu điểm của thị trƣờng phát điện cạnh tranh: - Thứ nhất là không gây ra những thay đổi đột biến và xáo trộn lớn trong hoạt động của ngành điện; - Thứ hai là hình thành đƣợc môi trƣờng cạnh tranh trong khâu phát điện thu hút đƣợc đầu tƣ vào các nguồn điện mới; - Thứ ba là mô hình thị trƣờng đơn giản nhu cầu đầu tƣ vào cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trƣờng không lớn; Một số hạn chế của thị trƣờng phát điện cạnh tranh: - Thứ nhất là mức độ cạnh tranh chƣa cao ch giới hạn cạnh tranh khâu phát điện; 9 - Thứ hai là đơn vị mua duy nhất phải có năng lực tài chính đủ mạnh; - Thứ ba là các công ty phân phối chƣa đƣợc lựa chọn nhà cung cấp điện. Hình 1.2. Mô hình thị trường phát điện canh tranh 1.2.2. Mô hình thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh: Là giai đoạn phát triển cao hơn thị trƣờng phát điện cạnh tranh trong đó ngoài việc tạo ra sự cạnh tranh trong khâu phát điện còn tạo ra sự cạnh tranh trong khâu bán buôn điện. Một số ƣu điểm của thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh: - Thứ nhất là tạo ra sự cạnh tranh trong khâu phát và bán buôn điện; - Thứ hai là đã xóa bỏ đƣợc độc quyền mua điện của Đơn vị mua duy nhất trong thị trƣờng phát điện cạnh tranh; - Thứ ba là các đơn vị phân phối và các khách hàng tiêu thụ lớn có quyền lựa chọn nhà cung cấp điện. Một số hạn chế của thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh: - Thứ nhất là hoạt động giao dịch trong thị trƣờng phức tạp hơn nhiều so với thị trƣờng phát điện cạnh tranh; - Thứ hai là nhu cầu đầu tƣ về cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trƣờng cao; - Thứ ba là vẫn còn độc quyền trong khâu bán lẻ điện cho các khách hàng tiêu thụ điện v a và nhỏ. 10 Hình 1.3. Mô hình thị trường bán buôn điện canh tranh 1.2.3. Mô hình thị trƣờng bán lẻ điện cạnh tranh: Là giai đoạn phát triển cao hơn thị trƣờng bán buôn điện cạnh tranh trong đó ngoài việc tạo ra sự cạnh tranh trong khâu phát điện và bán buôn điện còn tạo ra sự cạnh tranh trong khâu bán lẻ điện. Một số ƣu điểm của thị trƣờng bán lẻ điện cạnh tranh: - Thứ nhất là bƣớc phát triển cao nhất của thị trƣờng điện; - Thứ hai là đã đƣa cạnh tranh vào tất cả các khâu: phát điện bán buôn và bán lẻ điện. Một số hạn chế của thị trƣờng bán lẻ điện cạnh tranh: - Thứ nhất là hoạt động giao dịch thị trƣờng rất phức tạp đòi hỏi hệ thống quy định cho hoạt động của thị trƣờng phức tạp hơn; - Thứ hai là nhu cầu đầu tƣ cơ sở hạ tầng kỹ thuật cho vận hành thị trƣờng lớn hơn rất nhiều so với thị trƣờng bán buôn.