hành thị trường bắt đầu tính điểm cân bằng thị trường. Từ đó, tính toán được phúc lợi tổng của xã hội.
Hình 2.2 Quan hệ cung, cầu và phúc lợi xã hội
Thặng dư sản xuất (PS) và thặng dư tiêu dùng (CS) tạo ra được phúc lợi xã hội tổng trong mô hình thị trường cạnh tranh hoàn hảo.
2.2.2. Phúc lợi xã hội và tắc nghẽn truyền tải:
Khi phúc lợi xã hội trong thị trường cạnh tranh hoàn hảo là tối đa thì bất kỳ sự tác động nào đến thị trường cũng là nguyên nhân gây giảm phúc lợi xã hội.
Hình 2.3 Quan hệ cung, cầu và phúc lợi xã hội khi có tắc nghẽn
Khi có tắc nghẽn thì nhà vận hành thị trường thu được một khoảng lợi nhuận tắc nghẽn (CR). Lượng mất khống (DW) đại diện cho lượng năng lượng ít hơn được giao dịch dẫn đến sự giảm tổng phúc lợi xã hội.
2.3. Phương pháp phân bổ dung lượng truyền tải:
2.3.1. Định giá biên điểm nút:
Phương pháp này chủ yếu dựa vào công cụ tính toán tập trung tức là điều độ công suất phát của các máy phát cũng như các tải tham gia trong thị trường bằng việc tính toán giá thành điện năng tại mỗi nút trong hệ thống mà giá này chúng ta thường gọi là giá điểm nút hay là giá giao ngay. Chúng ta có được bài toán như sau:
Ta có:
(PG1
,..., PGnbGen
, PL1
,..., PLnbLoad
) R nbGen nbLoad
(2.3)
Để tối đa hoá:
∑ 1 m
P 2 n P
∑ 1s bid P 2
ic bid P
(2.4)
2 Lj Lj
Lj Lj
2 Gi Gi
Gi Gi
Lj Gi
Cùng với các ràng buộc:
0 | (2.5) | |
| 0 | (2.6) |
| 0 | (2.7) |
| 0 | (2.8) |
| 0 | (2.9) |
Có thể bạn quan tâm!
-
Ảnh hưởng của lưới điện truyền tải đến thị trường điện cạnh tranh - 1 -
Ảnh hưởng của lưới điện truyền tải đến thị trường điện cạnh tranh - 3 -
Ảnh hưởng của lưới điện truyền tải đến thị trường điện cạnh tranh - 4
Xem toàn bộ 40 trang tài liệu này.
∑ PGi ∑ PLj
P
min
Gi
PGi
PGi
max
P
Gi
P
min
Lj
PLj
P Lj
max
P
Lj
Gi
Lj
∑ P ( k , l )( P k
P k )
max
P
flow
( l ) 0
(2.10)
Đối vk ới tất cả các máy phát từ G1 …GnbGen và tất cả các tải từ L1
…LnbLoad, công suất bơm vào PGi và công suất lấy ra PLj được quyết
định bởi tối đa phúc lợi xã hội theo hàm mục tiêu được cho bởi
s
Gi
phương trình (2.4). Độ dốc và sự giao nhau của hàm lợi ích biên của các tải được thay thế bằng mLj và nLj. Một sự mô tả chi tiết của các
thông số
phát.
bid
Gi
và icbid , được tạo từ hàm giá tuyến tính của các máy
2.3.2. Phân chia thị trường:
2.3.3 Kết hợp thị trường:
2.3.4 Chào giá minh bạch:
2.4. Ảnh hưởng của lưới truyền tải đến thị trường điện:
Để hiểu rõ thêm sự ảnh hưởng của 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=14+0,02PGA [$/MWh] (2.15)
Trong khi ở nút B, nó được cho bởi
B=MCB=11+0,01PGB [$/MWh] (2.16)
PB
PA
~ ~
B
DB=700MW
A
DA=1400MW
Hình 2.6: Mô hình lưới liên kết giữa hai nút
Khi thị trường điện hai nút vận hành độc lập, thì giá lần lượt:
A=MCA=14+0,02x1400=42 [$/MWh] (2.17)
B=MCB=11+0,01x700 =18 [$/MWh] (2.18)
2.4.1. Truyền tải không ràng buộc:
Đường dây liên kết giữa 2 vùng có dung lượng 1600MW, ta có phân bố công suất như sau:
PA = 0MW PB = 2100MW
Chúng ta tính được giá của 2 máy phát như sau:
A=MCA=14$/MWh (2.21)
B=MCB=32$/MWh (2.22)
Khi vận hành chung một thị trường thì cần có một giá chung cho cả thị trường và giá này được tính như sau:
=B=A (2.23)
Tổng nhu cầu của hai nút:
PGB+PGA = DB+DA =700+1400=2100MW (2.24)
GB
GB
GA
Bài toán điều độ công suất như sau:
B
C
CA
11 P
0,005 P 2
14 PGA
0,01 P2 min (2.25)
thoả mãn: PGB + PGA = DB + DA = 2100 MW
Để giải bài toán này ta lập hàm Lagrange:
l CB CA PGB PGA DB DA
Ta có:
(2.26)
11+0,01PGB = 14+0,02PGA (2.27)
Giải hệ phương trình (2.27) và (2.24), ta có:
PGA= 600MW (2.28)
PGB= 1500MW (2.29)
=A =B=26 $/MWh (2.30)
Công suất chạy trong lưới liên kết là:
PAB = PGB - PDB = PDA - PGA =800MW (2.31)
Khi đó tổng chi phí sản xuất của hệ thống là:
C1 = Ax PGA + B x PGB = (PGA +PGB) = 54600 $/h (2.32)
2.4.2. Truyền tải có ràng buộc:
Xét trường hợp đường dây có dung lượng truyền tải hạn chế ở
mức 500MW thì phải giảm một lượng công suất truyền tải trên
đường dây xuống là:
P = 800 - 500 = 300 MW
Như vậy lúc này công suất phát của 2 máy phát A và B lần lượt là: PGA = 900MW, PGB = 1200MW.
Dùng công thức (2.15) và (2.16) chúng ta tìm được:
A=MCA =14+0,02x900=32$/MWh (2.33)
B=MCB =11+0,01x1200=23$/MWh (2.34)
Tổng chi phí sản xuất của hệ thống là:
C2 = B x PGB + A x PGA = 56400 $/h (2.35)
Phí tổn tắc nghẽn AB cho đường dây liên kết là:
AB = A - B (2.36)
Từ đây chúng ta có:
AB = λA - λB (2.37)
Như vậy, phí tổn tắc nghẽn cho đường dây liên kết AB là:
AB = 32 - 23 = 9 $/MWh
và chi phí tắc nghẽn:
CAB = 9 x 500 =4500 $/h (2.38)
2.4.3 Kết hợp tổn thất và tắc nghẽn trong hệ thống:
Để đơn giản, trước hết chúng ta giả thiết rằng đường dây liên kết không bị tắc nghẽn và hệ số: K = 0,00005 MW-1.
Giá điểm nút tại A là:
A = MCA = 14 + 0,02PGA = 32,00$/MWh (2.40)
Các tổ máy tại B sản xuất là:
BS
PGB = DB+PAB+K· P2
= 700+500+2,5 = 1212,5 MW (2.41)
Chi phí biên và giá điểm nút tại B là:
B = MCB = 11 + 0,01PGB = 23,125$/MWh (2.42)
2.5. Tổng hợp một số loại thị trường điện và phương pháp quản lý tắc nghẽn:
2.5.1 Mô hình thị trường điện ở một số quốc gia trên thế giới:
2.5.2 Một số phương pháp quản lý tắc nghẽn:
Chương 3
MÔ HÌNH TÍNH TOÁN GIÁ BIÊN ĐIỂM NÚT
3.1. Giới thiệu chung về giá biên điểm nút (LMP):
Giá biên điểm nút (LMP) là chi phí biên của máy phát tăng thêm khi cung cấp thêm 1MW năng lượng ở nút nào đó.
Ta có sơ đồ tổng quan trong việc tính toán LMP như sau:
Hình 3.1 Quá trình tính toán LMP
3.2. Mô phỏng tính toán LMP:
Ta có sơ đồ mô phỏng sau:
Hình 3.4 Sơ đồ 3 nút tính toán LMP
Bảng 3.1 Thông số của hệ thống trong hình 3.4
Từ | Tới | Điện kháng | Giới hạn (pu) | |
1 | 1 | 2 | 0,25 | 2,0 |
2 | 1 | 3 | 0,25 | 2,0 |
3 | 2 | 3 | 0,25 | 2,0 |
Hình 3.5 Phân bố công suất khi không có giới hạn đường dây.
Khi quan tâm đến sự ràng buộc công suất chạy trên các đường dây thì ta có phân bố công suất và LMP tại các nút như sau:
Hình 3.6 Phân bố công suất khi có giới hạn đường dây.
3.3. Phân tích các thành phần LMP:
LMP = Giá năng lượng hệ thống +Chi phí tắc nghẽn truyền tải
+ Chi phí tổn thất biên.
Áp dụng tính toán cho sơ đồ hình 3.4 như sau: Trường hợp Bus 1 là bus tham khảo:
loss ref
LMP tại Bus 1: LMPref: 10$/MWh
cong
loss cong
LMP1 = (DF1,1-1)LMP = (1-1)*10= 0$/MWh. LMP1 = -GSF11β1 = 0*2,5 = 0 $/MWh.
LMP1 = LMPref + LMP1 + LMP1 = 10$/MWh.
loss ref
LMP tại Bus 2: LMPref: 10$/MWh
cong
loss cong
LMP2 = (DF2,1-1)*LMP = (1,25-1)*10= 2,5 $/MWh. LMP2 = -GSF21β1 = -(-1)*2,5 = 2,5 $/MWh.
LMP1 = LMPref + LMP1 + LMP1 = 15 $/MWh.
3.4. Ứng dụng LMP trong việc xác định biên khu vực:
Áp dụng ở sơ đồ 5 nút sau:
Hình 3.7 Sơ đồ 5 bus