Bài giảng Các dạng thị trường

Các dạng thị trường Các dạng thị trường theo dịch vụ được mua bán Các dạng thị trường theo thời gian Các dạng thị trường theo cấu trúc các bên tham gia mua bán.Các dạng thị trường theo loại dịch vụ được mua bán Thị trường mua bán dịch vụ điện năngThị trường phát điệnThị trường bán buônThị trường bán lẻCác thị trường dịch vụ phụ trợDịch cân bằng công suất thực (ổn định tần số)Dịch vụ ổn định điện áp (đối với các khách hàng)Dịch vụ an ninh truyền tảiDịch vụ điều độ kinh tếDịch vụ hiệu lực thương mạiDịch vụ khởi động đenCác dạng thị trường theo thời gianThị trường mua trước là thị trường mà trong đó các giao dịch được thực hiện trước thời điểm điện năng được sản xuất ra, chúng là các thị trường tài chính Các thị trường mua trước bao gồm Thị trường các hợp đông mua bán điện dài hạn, trung hạn, ngắn hạnThị trường ngày tớiThị trường thời gian thực là thị trường mà trong đó các giao dịch được thực hiện tại thời điểm điện năng được sản xuất ra, chúng là thị trường vật lý.Hệ thống thanh tóan képGiả sử một nhà cung cấp bán một lượng Q1 cho điều hành hệ thống (SO) với giá P1 trong thị trường ngày tới (DA). Nhà cung cấp đuợc trả : Q1 * P1 Tuy nhiên lượng điện phát thực tế của nhà cung cấp trong thị trường thời gian thực (RA) là Q0 (phụ thuộc vào điều độ kinh tế hệ thống) có thể khác với Q1.. Khi đó cần có thêm một thanh tóan phụ cho nhà cung cấp: (Q0 – Q1)*P0 Thu nhập tổng cộng của nhà cung cấp: Q1*P1 + (Q0 - Q1)* P0 Thu nhập của nhà cung cấp cũng có thể dược viết lại như sau: Q1 * (P1 – P0) + Q0 * P0 Nếu thị trường RT là cạnh tranh, thì động lực của các nhà cung cấp trong thị trường RT hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi các giao dịch trước.Hợp đồng chênh lệch giáNguồn phát Nhà buôn Phụ tảiQ1, PGQ1, PLGiao dịchThị trường thời gian thựcĐiều chỉnhNguồn phát được trảPG * Q1P0 * Q1- P0 * Q1Phụ tải phải trảPL * Q1P0 * Q1- P0 * Q1Thu nhập ròng của nhà buôn(PL-PG)*Q1P0*Q1 - P0*Q1Các hợp đồng sai khácNhà buôn trả nguồn phát(PG-P0)*Q1Phụ tải trả nhà buôn(PL-P0)*Q1Phụ tải trả nguồn phát (trực tiếp)(PG-P0)*Q1 Các giao dịch song phương thông qua hợp đồng sai khác giúp cho các bên tham gia tránh được những rủi ro gây ra bởi giao động giá cả trong thị trường thời gian thực với hai điều kiện: - Các bên tham gia giao dịch sản xuất và tiêu thụ một lượng điện năng đúng bằng lượng điện năng ghi trong hợp đồng - Giá thị trường là như nhau ở địa điểm nguồn phát và địa điểm tiêu thụ Việc sử dụng các hợp đồng sai khác không làm ảnh hưởng đến động cơ tối đa hóa lợi ích của các bên tham gia trong thị trường thời gian thực. Do vậy bất kỳ một sự sai lệch nào so với hợp đồng đã ký kết cũng đều có lợi cho các bên tham gia Chênh lệch giá địa điểmHợp đồng sai khác có thể ở một trong hai dạng như sau:Nguồn phátPhụ tảiPGPLXét một giao dịch giữa một nguồn phát và một phụ tải thông qua hợp đồng sai khácPhụ tải trả cho nguồn phátPhụ tải trả phí truyền tải(PC- PG0)*Q1Nguồn phát trả phí truyền tải(PC-PL0)*Q1Giả sử hợp đồng được viết theo cách thứ nhất, khi đó quá trình thanh tóan sẽ như sau:CFDThị trường thời điểmNguồn phát được trả(PC-PG0)*Q1PG0*Q1Phụ tải trả(PC-PG0)*Q1PL0*Q1Các hợp đồng CFD trong các giao dịch năng lượng không có tác dụng trong việc ngăn ngừa đối với những rủi ro gây ra bởi những biến động của phí tryền tải.Giao dịchPhí truyền tảiNguồn phát được trảPC*Q10Phụ tải trảPC*Q1(PL0-PG0)*Q1Kết quả thanh tóan có thể được viết lại như sau:Một cách để ngăn ngừa rủi ro liên quan đến giá truyền tải đó là sử dụng thị trường mua trước quyền truyền tải tài chính (FTR). Giả sử trong ví dụ trước, phụ tải đã mua quyền truyền tải tài chính cho lượng Q1 với giá PTR. Khi đó quá trình thanh tóan ở thời gian thực sẽ như sau:CFDThị trường thời gian thưcFTRNguồn phát được trả(PC-PG0)*Q1PG0*Q1Phụ tải trả(PC-PG0)*Q1PL0*Q1-(PL0-PG0)*Q1Thị trường ngày tới Đấu giá thị trường ngày tớiBốn dạng thiết kế thị trường ngày tới - Thị trường sàn giao dịch - Thị trường Pool - Thị trường song phương - Thị trường PJMVai trò của thị trường ngaỳ tớiĐấu giá thị trường ngày tớiThị trường này tới được vận hành bởi SO theo hình thức đấu giá. Việc đấu giá có thể dưới hai dạng:Sàn giáo dịch nănglượngPoolMột đấu giá được tiến hành theo 3 bướcChào giáXác định các đấu giá được chấp nhận và giá cảThanh tóan cho các đấu được chấp nhậnChào giá của các phụ tảiPqDPQDĐường cầu của các phụ tảiĐường cầu của thị trườngChào giá của các nguồn phátPPqSQSĐường cung của các nguồn phátĐường cung của thị trườngChấp nhận chào giá và xác định sản lượngTổng thặng dư = Q*(V – P) + Q*(P – C) = Q*(V – C)Với các đường cong chi phí không lồi và không tồn tại sức mạnh thị trường, các đấu giá đơn giá ngày tới được thiết kế nhằm cực đại hoá tổng thặng dư của các nhà sản xuất và người tiêu dùng.GiáSố lượngPCầuCungHệ thống không bị ràng buộcTrong một hệ thống không bị ràng buộc, mức giá và sản lượng tối ưu của thị trường sẽ được xác định tại giao điểm của các đường cung và cầu. Giá thị trường sẽ bằng giá trị thặng dư biên của hệ thống và bằng giá chào cao nhất được chấp nhận của các nguồn phát hay bằng giá chào thấp nhất được chấp nhận của các phụ tải.Trên cơ sở giá thị trường sẽ xác đinh các chào giá được chấp nhận của các nguồn phát và phụ tải.Hệ thống bị ràng buộcKhi có các ràng buộc đặt lên hệ thống (như giới hạn khả năng truyền tải, tốc độ thay đổi công suất của các nguồn phát), thì giao điểm của đường cung và đường cầu có thể là một trạng thái không khả thi đối với hệ thống. Ví dụ: Xét trường hợp đơn giản trong đó các nguồn phát và các phụ tải ở hai đầu của một đường dây truyền tải có công suất bị hạn chếPQCung CầuPDPSThặng dư người tiêu dungThặng dư nhà sản xuấtThặng dư của SOTrong trường hợp này sẽ có sự khác nhau giữa giá ở phía nguồn phát và giá ở phía phụ tảiCác dạng thị trường theo cấu trúc các bên tham gia Thị trường song phương Là thị trường trong đó các bên tham gia (các nguồn phát và các phụ tải) giao dịch trực tiếp với nhau ở các mức giá được thỏa thuận.Thị trường tập trung - Sàn giao dịch năng lượng: Là thị trường tập trung mà không có những khoản thanh tóan phụ. Các đấu giá thường chỉ đưa ra giá cả và số lượng giao dịch. Các chào giá đơn giản hơn nhiều so với chào giá nhiều thành phần được dùng trong thị trường Pool - Thị trường Pool: Là thị trường tập trung mà trong đó có các khoản thanh tóan phụ. Trong thị trường Pool các chào giá bao gồm nhiều thành phần mô tả các mặt về chi phí và giới hạn sản xuất của các tổ máySàn giao dịch năng lượng - Power ExchangeLà thị trường tập trung mà trong đó không có các khoản thanh tóan phụ (side payment). Ở cùng một thời điểm và vị trí nó thanh tóan cùng một giá cho các tổ máyCác thông tin chào giá:Nhà cung cấp: PS(Q) - Chào giá riêng cho 24 giờPhụ tải : PD(Q) - Chào giá riêng cho 24 giờChấp nhận chào giá và xác định giáBài tóan tối ưu : Cực đại hóa tổng thặng dư của các chào giá được chấp nhận, {Q1}.Điều kiện ràng buộc: Ràng buộc đường dây truyền tảiXác định giá : P1 = Thặng dư biên tại từng vị tríThanh tóan:Trả cho nhà cung cấp : Q1* P1 + (Q0 – Q1)*P0Phụ tải phải trả : Q1*P1 + (Q0 - Q1)*P0Pool Năng lượng – Power PoolPool năng lượng là một thị trường tập trung mà trong đó có các khoản thanh tóan phụ.Do vậy ở cùng một thời điểm và vị trị các nhà cung cấp khác nhau có thể được trả giá khác nhau.Các thông tin chào giá:Nhà cung cấp: PS(Q), chi phí khởi động, giới hạn tốc độ thay đổi công suất,. Sử dụng một chào giá chung cho 24 giờPhụ tải: PD (Q) hoặc QD. Chào giá riêng cho 24 giờChấp nhận chào giá và xác định giá cả:Bài tóan tối ưu: Cực đại hóa tổng thặng dư của các chào giá được chấp nhận, {Q1}.Các điều kiển ràng buộc: Giới hạn truyền tải, giới hạn tốc độ thay đổi công suất,Xác định giá cả: P1 = Thặng dư biên tại từng vị tríThanh tóan:Trả cho nhà cung cấp : Q1* P1 + (Q0 – Q1)*P0 + side paymentPhụ tải phải trả : Q1*P1 + (Q0 - Q1)*P0 + uplift Các khoản thanh toán phụ chỉ được thực hiện khi nhà cung cấp bị lỗ do chi phí thực hiện chào giá (bao gồm chi phí năng lượng, chi phí khởi động, chi phí không tải) lớn hơn giá Pool. Thị trường quyền truyền tảiLà một cách tiếp cận thuần túy song phương đối với thị trường năng lượng. Các bên mua và bán phải liên hệ trực tiếp với nhau để thực hiện giao dịch. Điều hành hệ thống chỉ kiểm sóat thị trường quyền truyền tải.Các thông tin chào giáPhía cầu: Từ nút X đến Y: QT(PT), chào giá riêng cho 24 giờ Chấp nhận giá chào và xác định giáBài tóan tối ưu: Cực đại hóa tổng thặng dư =  (PT * QT) với 0 không tiêu thụ nhiên liệu - Cung cấp bởi các máy phát ----> hầu như không tiêu tốn nhiên liệu nhưng làm giảm khả năng sản xuất công suất thực - Cung cấp bởi các tụ đồng bộ -----> lấy điện từ lưới để sinh ra công suất phản kháng Vấn đề ổn định điện áp đối với khách hàng cần phải xem xét cùng với ổn địmh điện áp để đảm bảo an toàn truyền tải Vai trò của thị trường trong cung cấp dịch vụ ổn định điện áp. Việc truyền tải công suất phản kháng có tổn thất rất lớn (khoảng gấp 10 lần tổn thất công suất thực). Do vậy thị trường công suất phản kháng gặp phải vâ đề về thế lực thị trườngTrong dài hạn : SO có thể mua các hợp đồng dài hạn với điều kiện có đủ thời gian để cho phép có sự gia nhập vào cạnh tranhTrong ngắn hạn SO có thể thực hiện độc quyền hoặc điều tiết thị trưòng để đảm bảo cung cấp công suất phản kháng ở giá hợp lýDịch vụ an toàn truyền tảiKhả năng truyền tải điện năng của một đường dây thường bị hạn chế bởi giới hạn nhiệt. Nếu tổng công suất thực và công suất phản kháng trên một đường dây vượt quá một ngưỡng nào đó trong quá nhiều phút thì đường dây sẽ bị hư hỏng do vượt quá giới hạn nhiệt. Nguyên nhân chủ yếu làm cho một đường dây bị quá giói hạn nhiệt là do đường dây khác bị ngừng hoạt động đột xuất.Ngoài giới hạn nhiệt, khả năng hoạt động của đường dây con bị hạn chế bởi giới hạn điện áp và giới hạn ổn dịnh. Tuy hiên các giới hạn này thường kém ổn định hơn giới hạn nhiệt (chỉ thay đổi rất nhỏ theo nhiệt độ môi truờng xung)Để đảm bảo an ninh truyền tải, SO tính toán các giới hạn trên để đảm bảo việc điều độ các nguồn phát là một điều độ an toànKhi các giới hạn an toàn được tính chính xác thì nó thay đổi thường xuyên.Vai trò của thị trường trong cung cấp dịch vụ an toàn truyền tảiDịch vụ an toàn truyền tải cần phải được cung cấp bởi điều hành hệ thống. Nó có thể được cung cấp bằng cách bán các quyền truyền tải hoặc bằng cách kiểm soát việc chấp nhận các đấu giá năng lượng trên thị trường ngày tới.Khi giới hạn an toàn bị vượt qua trong thời gian thực, điều hành hệ thống cân phải tăng công suất phát ở vùng này và giảm công suất phát ở vùng khác.Dịch vụ điều độ kinh tếĐiều độ kinh tế là việc sử dụng tối ưu các nguồn phát. Có hai vấn đề của điều độ kinh tế: - Quyết định tổ nào sẽ được khởi động - Quyết định mỗi tổ máy sẽ phát bao nhiêuDo cung và cầu ở thời gian thực là không thể được biết cho đến thời gian thực, và do hầu hết các tổ máy khởi động chậm và tốn kém, vì vậy thị trường ngày tới đóng mội vai trò quan trọng đối với điều độ hiệu quả ở thời gian thực. Vai trò của thị trườngCó 3 cách tiếp cận cơ bản đối điều độ kinh tếThị trường ngày tới song phương: Các nhà cung cấp và các nhà buôn bán năng lượng sẽ giải quyết toàn bộ vấn đềSàn giao dịch năng lượng ngày tới tập trung: Điều hành hệ thống sẽ vận hành sàn giao dịch năng lượng. Sàn giao dịch sẽ đưa ra giá chung mà sẽ được sử dụng bởi Sàn giao dịch để lựa chọn các tổ máy sẽ được khởi động, hoặc cũng có thể được dùng bởi các nhà cung cấp để tự lựa chọn các tổ máy trong các vòng đấu giá.Thị trường năng lượng Pool ngày tới tập trung: Pool yêu cầu các tổ máy đệ trình các đấu giá phức hợp. Điều hành hệ thống sẽ tối ưu hoá điều độ bằng việc sử dụng tất cả các thông tin đấu giá. Tối ưu hoá đó sẽ đuợc sử dụng để kiểm soát điều độ thực qua giá và bảo hiểm khởi động.Dịch vụ hiệu lực thương mạiCác điều kiện cơ bản để cho các giao dịch mua bán năng lượng song phương có thể thực hiện được: - Tất cả các giao dịch đều phải được đăng ký với cơ quan giám sát hiệu lực thương mại. - Tất cả các đối tác giao dịch đều phải có kết nối với mạng lưới và năng lượng cung cấp hay nhận từ lưới phải được đo bởi cơ quan giám sát. - Cơ quan giám sát hiệu lực thương mại có quyền bắt những người tham gia giao dịch phải thanh toán cho những chênh lệch về năng lượng thực tế mua bán so với hợp đồngVai trò của thị trườngDịch vụ hiệu lực thương mại cần phải được cung cấp bởi SO. Không có tổ chức cá nhân nào có quyền trong việc cung cấp dịch vụ này