Nghiên cứu cơ chế giá điện nhằm nâng cao hiệu quả khai thác nguồn thủy điện
Tóm tắt: Do phụ tải điện thay đổi, khác với dự báo trước đây, theo hướng bất lợi cho thủy điện và
việc huy động nguồn. Thị trường điện vận hành theo cơ chế cạnh tranh. Nhiệt điện phát triển nhanh
gây ảnh hưởng đến môi trường và an ninh năng lượng. Cơ cấu nguồn thay đổi với tỷ trọng thủy điện
ngày càng giảm. Các dự án thủy điện vừa và lớn đã được khai thác hầu hết. Việc nghiên cứu phương
thức khai thác nguồn điện phù hợp với bối cảnh hiện tại, nhất là với cơ chế giá điện là cần thiết và có
ý nghĩa. Bài báo đưa ra cơ sở khoa học, từ đó lựa chọn phương thức vận hành các hồ thủy điện điều
tiết dài hạn nhằm nâng cao hiệu quả khai thác nguồn thủy điện, góp phần giảm căng thẳng trong huy
động nguồn và giảm chi phí cho toàn hệ thống. Kết quả áp dụng tính toán cho hai trạm thủy điện
Pleikrong và Ialy trên sông Sê San cho đã thấy tính hiệu quả của phương pháp đưa ra
ờng hợp 1 (TH 1), tính toán mô phỏng vận hành TTĐ theo dựa trên BĐĐP được xây dựng từ phân phối công suất bảo đảm như trước đây. Trường hợp 2 (TH 2) tính dựa trên BĐĐP được xây dựng theo tiêu chí được lựa chọn. Lợi ích (B) được tính theo giá điện với giá công suất được quy đổi. Kết quả tông hợp được thể hiện trong Bảng 2. Từ kết quả cho thấy được tính hiệu quả của phương pháp đưa ra. Với TTĐ Pleikrong, lợi ích của TH 2 tăng 66,9 tỷ đồng (tăng 13.2 %) so với TH 1. Con số này là 35,8 tỷ đồng (tăng 0,8 %) ứng với TTĐ Ialy. Để kiểm chứng phương pháp đưa ra với những năm thủy văn khác nhau, đã tiến hành tính cho 27 năm, từ năm 1975 đến năm 2001. Kết quả (Bảng 2) cho thấy, đối với TTĐ Pleikrong, lợi ích tính theo TH 2 tăng, so với TH 1, trung bình mỗi năm 16,1 tỷ (2,4 %), với TTĐ Ialy là 17,4 tỷ (0,3 %). Từ đó cho thấy, với những TTĐ cột nước thấp và có dao động mực nước hồ ảnh hưởng lớn đến cột nước thì hiệu quả sẽ cao hơn so với TTĐ cột nước cao. Tiếp đến, để so sánh tính hiệu quả của phương pháp đưa ra với việc tính toán dựa trên Kế hoạch vận hành Thị trường phát điện cạnh tranh theo Quyết định 86 (Cục Điều tiết điện lực, 2016). Quyết định này quy định các thông số đầu vào chính của các TTĐ phục vụ cho việc lập Kế hoạch vận hành thị trường phát điện cạnh tranh năm 2017. Trong các thông số đầu vào có: Mực nước đầu tháng của các hồ thủy điện trong HTĐ quốc gia năm 2017; Dự kiến lưu lượng nước về bình quân từng tháng trong năm 2017. Trường hợp tính theo Quyết định 86 (QĐ 86), điện năng được tính dựa trên số liệu thủy văng dự kiến và mực nước đầu các tháng theo như quy định. Trường hợp tính theo phương thức đề xuất (như Trường hợp 2) thì chỉ sử dụng số liệu thủy văn để phục vụ tính mực nước cuối các thời đoạn. Kết quả tính toán cho 2 TTĐ Pleikrong và Ialy được tổng hợp trong Bảng 3 và Bảng 4. Đường quá trình mực nước hồ tính theo 2 trường hợp được thể hiện trên Hình 4. Từ kết quả thu được cho thấy, vận hành hồ chứa theo phương thức đưa ra đem lại hiệu quả cao hơn so với vận hành theo Kế hoạch vận hành của QĐ 86. Cụ thể, lợi ích của TTĐ Pleikrong tăng 77,2 tỷ đồng (tương ứng 14,6%), tăng 14,4 tỷ đổng (0,3%) với TTĐ Ialy. Ngoài tăng lợi ích, phương pháp này còn cho phép tăng được công suất khả dụng (xem Nkd ở cột cuối trong 2 bảng) ở những tháng mà khả năng huy động công suất của các TTĐ bị hạn chế do cột nước thấp trong khi nhu cầu phụ tải lại cao. Do đó sẽ góp phần giảm căng thẳng trong cân bằng công suất của hệ thống, nâng cao mức độ an toàn cung cấp điện và giảm được chi phí chung. Bảng 3. Kết quả tính cho năm 2017 của TTĐ Pleikrong Theo QĐ 86 Theo BĐĐP (TH 2) Theo PP tối ưu Nkd E B Nkd E B Nkd E B Nkd Tháng MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 1 100,0 25,2 36,3 100 26,78 38,6 100 26,8 38,6 0,0 2 100,0 25,3 37,0 100 24,19 35,5 100 24,2 35,5 0,0 KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 64 (3/2019) 42 Theo QĐ 86 Theo BĐĐP (TH 2) Theo PP tối ưu Nkd E B Nkd E B Nkd E B Nkd Tháng MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 3 100,0 32,0 46,7 100 26,78 39,0 100 26,8 39,0 0,0 4 100,0 32,0 47,0 100 26,3 38,6 100 25,9 38,0 0,0 5 100,0 33,9 49,4 100 28,03 41,0 100 26,8 39,2 0,0 6 91,9 25,1 37,2 100 33,54 49,6 100 25,9 38,4 8,1 7 75,3 25,2 37,2 100 28,79 42,5 100 23,1 34,1 24,7 8 94,3 39,0 57,3 100 28,55 42,0 100 38,9 57,2 5,7 9 100,0 37,5 55,4 100 44,84 66,0 100 72,0 104,8 0,0 10 100,0 27,5 40,8 100 72,68 105,8 100 73,5 107,0 0,0 11 100,0 25,5 37,9 100 43,65 64,7 100 44,2 65,6 0,0 12 100,0 31,3 46,4 100 28,58 42,4 100 29,2 43,3 0,0 Tổng 359,5 528,6 412,7 605,8 437,2 640,6 B = 77,2 tỷ đ (tăng 14,6%) Bảng 4. Kết quả tính cho năm 2017 của TTĐ Ialy Theo QĐ 86 Theo BĐĐP (TH 2) Theo PP tối ưu Nkd E B Nkd E B Nkd E B Nkd Tháng MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 106 kWh tỷ đ MW 1 720,0 275,4 395,8 720 230,6 332,0 720 230,6 332,0 0,0 2 720,0 242,6 354,8 720 208,3 305,0 720 208,3 305,0 0,0 3 720,0 257,5 374,7 720 230,6 335,9 720 230,6 335,9 0,0 4 713,6 231,7 339,7 720 223,2 327,4 720 223,2 327,4 6,4 5 696,3 199,8 292,0 720 232,7 339,8 720 230,6 336,9 23,7 6 673,5 224,4 332,0 717,7 258,8 382,7 720 225,0 333,1 44,2 7 680,4 302,5 445,5 705,3 276,6 407,7 720 230,6 340,5 24,9 8 707,9 350,2 513,3 720 326,2 478,7 720 357,9 524,5 12,1 9 720,0 345,2 507,8 720 396,9 581,9 720 480,6 700,9 0,0 10 720,0 327,8 483,4 720 362,2 532,9 720 427,6 626,6 0,0 11 720,0 284,8 422,7 720 311,1 461,2 720 318,4 471,9 0,0 12 720,0 254,6 377,3 720 248,5 368,4 720 242,8 360,0 0,0 Tổng 3296,5 4839,2 3305,7 4853,6 3406,3 4994,5 B = 14,4 tỷ đ (tăng 0,3%) Trong trường hợp, giả sử nếu chúng ta biết trước phân bố lưu lượng đến của một năm hoặc nếu dự báo dài hạn thủy văn đủ độ tin cậy và chế độ thủy văn ổn định thì có thể sử dụng phương pháp tối ưu để tính mô phỏng trước, từ đó tìm được đường quá trình mực nước hồ tương ứng. Sau đó, căn cứ vào đây để đưa ra những chỉ dẫn vận hành hồ chứa nhằm thu được hiệu quả tối đa. Kết quả tính toán mô phỏng trường hợp này cho năm 2017 đối với 2 TTĐ nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 3, Bảng 4 và Hình 4. Kết quả cho thấy hiệu quả của trường hợp này lớn nhất trong cả ba trường hợp tính toán. Tuy nhiên, cần phải nhấn mạnh rằng đây chỉ là trường hợp giả sử. Trên thực tế thì chế độ thủy văn lại không ổn định và dự báo dài hạn chưa đảm bảo độ tin cậy. Khi đó, nếu vẫn sử dụng phương pháp này để vận hành hồ chứa có thể sẽ dẫn đến những hệ lụy do hậu tác động gây ra. Dù sao KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 64 (3/2019) 43 thì kết quả tính toán này cũng cho ta có sự tham chiếu để có những nghiên cứu cải tiến hơn trong công tác dự báo, hay lựa chọn phương pháp tính. Hình 3. Diễn biến đường mực nước hồ theo các trường hợp của TTĐ Pleikrong (trái) và Ialy (phải) 4. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Bài báo đã trình bày cơ sở khoa học, từ đó lựa chọn phương pháp và cách thức vận hành hồ chứa thủy điện điều tiết dài hạn trên cơ sở cơ chế giá điện của thị trường điện cạnh tranh và có xét đến đặc điểm của phụ tải điện. Kết quả tính toán áp dụng cho hai TTĐ Ialy và Pleikrong trên sông Sê San đã minh chứng tính hiệu quả của phương thức vận hành hồ chứa được lựa chọn. Việc lựa chọn phương thức vận hành hồ chứa thủy điện phải ở trạng thái động. Có nghĩa khi các yếu tố liên quan như phụ tải, thị trường điện, cơ cấu nguồn, các ràng buộc về nhu cầu dùng nước thay đổi thì tiêu chuẩn và phương thức vận hành cũng phải thay đổi cho phù hợp. Nghiên cứu này chỉ áp dụng cho các TTĐ điều tiết dài hạn, chưa kết hợp nghiên cứu phối hợp làm việc giữa các TTĐ điều tiết dài hạn và ngắn hạn trên cùng hệ thống bậc thang, giữa các TTĐ của các hệ thống bậc thang khác với nhau. Đây cũng là định hướng nghiên cứu tiếp theo của tác giả. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Công thương (2015), Quyết định 8266/QĐ-BCT, Phê duyệt Thiết kế chi tiết thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam. Chính phủ (2013a). Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg, Quy định về lộ trình, các điều kiện và cơ cấu ngành điện để hình thành và phát triển các cấp độ thị trường điện lực tại VN. Chính phủ (2013b), Quyết định số 63/2013/QĐ-TTg, Quy định về lộ trình, các điều kiện và cơ cấu ngành điện để hình thành và phát triển các cấp độ thị trường điện lực tại VN. Chính phủ (2016a). Quyết định số 428/QĐ-TTg Phê duyệt điều chỉnh Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến năm 2030. Chính phủ (2016b), Quyết định số 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. Cục Điều tiết điện lực (2016). Quyết định 86/QĐ-ĐTĐL Về việc phê duyệt Kế hoạch vận hành Thị trường phát điện cạnh tranh (VCGM) năm 2017. Cục Điều tiết điện lực (2017a). Số liệu giám sát vận hành hệ thống điện, D C C A B D B C A C KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 64 (3/2019) 44 Cục Điều tiết điện lực (2017b), Quyết định, 95/QĐ-ĐTĐL, ban hành Danh sách nhà máy điện tham gia Thị trường phát điện cạnh tranh năm 2018. Cục Điều tiết điện lực (2017c). Quyết định 77 /QĐ-ĐTĐL Quy trình tính toán giá trị nước. Hoàng Công Tuấn (2018a). Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu ích phát điện cho các trạm thủy điện trong bối cảnh phụ tải và thị trường điện Việt Nam. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường, số 61. Hoàng Công Tuấn (2018b). Xây dựng phương thức điều khiển hồ chứa thủy điện trên cơ sở chế độ làm việc tối ưu. Tuyển tập Hội nghị khoa học thường niên năm 2018. Abstract: RESEARCH OF ELECTRICITY PRICE IMPROVING THE OPERATIONAL EFFICIENCY OF HYDROPOWER Due to the electricity demand changing, different from the previous forecast, in the direction of disadvantage for hydropower and electricity resource exploitation. The electricity market operates under competition mechanism. Thermoelectricity develops rapidly, affecting the environment and energy security. Electricity resource structure changes, with the proportion of hydropower decreasing. Major and medium-sized hydropower projects have been mostly exploited. Researching the method of hydropower resource exploitation for the current context, especially with the electricity price mechanism, which is necessary and meaningful. This article presents the scientific basis, which provides method of hydropower resource exploitation in order to increase the operational efficiency of hydropower, at the same time reducing difficulty in mobilizing electricity resources and system costs. The obtained results from application for two Pleikrong and Ialy hydropower stations in Sesan rivers show the effectiveness of the methodology. Keywords: Hydropower, Electricity price, Electricity market, Long-term scheduled, Electricity system. Ngày nhận bài: 10/01/2019 Ngày chấp nhận đăng: 23/01/2019
File đính kèm:
- nghien_cuu_co_che_gia_dien_nham_nang_cao_hieu_qua_khai_thac.pdf