BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

CAO THÁI NGUYÊN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ FACTS VÀO
VIỆC NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH THỊ
TRƯỜNG ĐIỆN BÁN BUÔN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Mã số ngành: 60520202

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

CAO THÁI NGUYÊN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ FACTS VÀO
VIỆC NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH THỊ
TRƯỜNG ĐIỆN BÁN BUÔN

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện


PGS.TS. Võ Ngọc Điều

Phản biện 1

3

TS. Đinh Hoàng Bách

Phản biện 2

4

PGS.TS. Trần Thu Hà

Ủy viên

5

TS. Nguyễn Minh Tâm

Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

PGS.TS. Nguyễn Thanh Phương



-

Thị trường điện bán buôn cạnh tranh ở Việt Nam.

-

Thiết bị Facts dạng SVC trong thị trường điện.

-

Mô phỏng bài toán thị trường điện bằng phần mềm Power World.

-

Kết luận và viết báo cáo

III- Ngày giao nhiệm vụ

: Tháng 12/2015

IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Tháng 06/2016
V- Cán bộ hướng dẫn
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

TS. Nguyễn Hùng

: TS. Nguyễn Hùng
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

nghiệm và được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Học viên

Cao Thái Nguyên


iii

TÓM TẮT
Tìm hiểu quá trình phát triển của thị trường điện cạnh tranh tại Việt Nam, các
mô hình thị trường và phương pháp tổ chức hoạt động của thị trường điện cạnh
tranh Việt Nam. Đồng thời nghiêm cứu thị trường điện giao ngay và bản chào giá
và giá trần.
Xây dựng công thức tính toán giá nút, mô phỏng hệ thống điện 4 nút. Từ đó
phát triển mô phỏng hệ thống điện ở tỉnh Long An hiện nay.


iv

ABSTRACT
Understanding the development of the competitive electricity market in
Vietnam, the market model and methods of organizing activities of a competitive
electricity market in Vietnam. At the same time investigating of electricity spot
market and the pricing and ceiling prices..
Construction price calculation formula buttons, power system simulation of
the power system 4 button. There by developing the power system simulation in
province Long An today.



2.6. Giá bán điện................................................................................................ 24
2.7. Giá trị nước và giá trần bản chào của tổ máy thủy điện ............................... 32
2.8. Bản chào giá của đơn vị phát điện ............................................................... 33
2.9. Chào giá cung cấp các dịch vụ dự phòng .................................................... 34
2.10. Thời gian đóng cửa thị trường và sửa đổi bản chào ................................... 35
Chương 3. Thiết bị Facts trong thị trường điện ................................................. 36


vi

3.1. Giới thiệu thiết bị FACTS ........................................................................... 36
3.2. Phân loại thiết bị FACTS ............................................................................ 38
3.3. Ứng dụng thiết bị FACTS ........................................................................... 38
3.4. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị FACTS nối song song............. 42
3.5. Chức năng giải quyết tắc nghẽn TCSC hoặc ổn định điện áp Statcom, SVC 50
Chương 4. Mô phỏng bài toán thị trường điện Long An xét đến năm 2025 ..... 53
4.1. Giới thiệu chung ......................................................................................... 53
4.2. Mục đích giải quyết bài toán OPF ............................................................... 53
4.3. Thành lập bài toán OPF và tính toán giá điện nút trong thị trường điện ....... 54
4.4. Hàm mục tiêu ............................................................................................. 54
4.5. Các thành phần tham gia vào giá điện nút ................................................... 55
4.6. Nghiên cứu giá nút trong thị trường điện sau khi chạy OPF ........................ 58
4.7. Cải tạo mạng điện hiện có của lưới điện tỉnh Long An ................................ 62
4.8. Ứng dụng SVC vào mạng lưới điện ............................................................ 77
4.9. Kết luận ...................................................................................................... 80
Chương 5. Kết luận ............................................................................................. 82
5.1. Kết luận ...................................................................................................... 82
5.2. Hướng phát triển đề tài ............................................................................... 83
5.3. Tài liệu tham khảo ...................................................................................... 84


Hình 1.1. Tiến độ triển khai thị trường điện tại Việt Nam ...................................... 04
Hình 2.1. Dự báo giá của thị trường....................................................................... 14
Hình 2.2. Tính toán giá thị trường ......................................................................... 15
Hình 2.3. Lập kế hoạch kinh doanh điện ................................................................ 16
Hình 2.4. Tính toán chào giá .................................................................................. 16
Hình 2.5. Phân tích rủi ro và lợi nhuận .................................................................. 16
Hình 3.1. Sơ đồ kết nối bộ SVC với hệ thống điện ................................................ 39
Hình 3.2. Sơ đồ kết nối bộ Statcom với hệ thống điện ........................................... 39
Hình 3.3. Sơ đồ kết nối bộ SSSC với hệ thống điện ............................................... 40
Hình 3.4. Cấu trúc cơ bản của bộ TCSC ................................................................ 40
Hình 3.5. Sơ đồ kết nối UPFC với hệ thống điện ................................................... 41
Hình 3.6. Bộ SVC kết nối với hệ thống điện .......................................................... 42
Hình 3.7. Cấu tạo bộ TCR ..................................................................................... 42
Hình 3.8. Cấu tạo bộ TSC ...................................................................................... 43
Hình 3.9. Cấu tạo bộ lọc sóng hài .......................................................................... 44
Hình 3.10. Sơ đồ bộ SVC ...................................................................................... 45
Hình 3.11. Mô hình tải rút gọn của SVC ................................................................ 45
Hình 3.12. Mô hình 2 cho dòng tải SVC ................................................................ 46
Hình 3.13. Mô hình 3 cho dòng tải SVC ................................................................ 46
Hình 3.14. Giản đồ bộ Statcom .............................................................................. 48
Hình 3.15. Cấu trúc cơ bản bộ VSC ....................................................................... 48
Hình 3.16. Nguyên lý hoạt động của bộ Statcom ................................................... 49
Hình 3.17. Mô hình thiết bị bù dọc TCSC ............................................................. 51
Hình 3.18. Hệ thống bù tĩnh Statcom ..................................................................... 51
Hình 3.19. Sơ đồ 1 sợi 1 SVC điển hình ................................................................ 52
Hình 4.1. Tuyến tính hóa đường cong .................................................................... 59
Hình 4.2. Sơ đồ hệ thống điện mô phỏng ............................................................... 59
Hình 4.3. Mô hình thị trường điện 4 nút ................................................................ 60
Hình 4.4. Cấu tạo mạng điện tỉnh Long An............................................................ 64



: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh Việt Nam

ERVA

: Cục Điều tiết Điện lực

EVN

: Tập đoàn Điện lực Việt Nam

FACTS

: Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt

SSSC

: Bù nối tiếp đồng bộ kiểu tĩnh

HTĐ

: Hệ thống điện

IPP

: Công ty phát điện độc lập

PPA

: Hợp đồng mua bán điện dài hạn


: Công nghệ thông tin

TLTK

: Tài liệu tham khảo

SVC

: Static var compensator

TCSC:

: Thyristor controlled series capacitor

UPFC:

: Unified power flow controller


1

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
1.1. Đặt vấn đề
Việc phát triển mở rộng thị trường điện đã và đang trở thành vấn đề quan
trọng của nhiều quốc gia, viễn cảnh trước mắt là tự do hóa thị trường điện. Với sự
tăng trưởng ngày càng cao của phụ tải, làm tăng lượng công suất truyền tải trên lưới
điện đã tác động đến các chiến lược cạnh tranh về giá của các nhà máy điện và các

Trong bối cảnh hiện nay, Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) đã và đang
trong tiến trình đổi mới, cải cách ngành điện chuyển sang cổ phần hoá các thành
viên trong Tập đoàn Điện lực và từng bước chuyển sang thị trường điện. Việc
nghiên cứu các vấn đề trong thị trường điện và xác định giá điện trong hệ thống
điện sẽ làm cơ sở cho việc hình thành và phát triển thị trường điện bán buôn tại Việt
Nam trong tương lai.
Khi chuyển sang thị trường điện buôn bán điện cạnh tranh thì vấn đề xác
định được giá điện trong hệ thống không những góp phần điều tiết sự nghẽn mạch
trong hệ thống, sử dụng tài nguyên lưới điện hợp lý và hiệu quả mà còn làm cơ sở
định hướng cho việc khuyến khích các nhà đầu tư đầu tư vào ngành điện.
1.3. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu thị trường điện bán buôn cạnh tranh
- Nghiên cứu và ứng dụng các thiết bị Facts dạng SVC vào thị trường điện
- Nghiên cứu phần mềm mô phỏng thị trường điện Long An và khả năng ứng dụng
SVC vào thực tế.
Các kết quả này được dùng không chỉ để nâng cao hiệu quả hoạt động của lưới
điện cũng như quản lý, vận hành hệ thống, mà còn để tạo ra một khung giá hợp lý
cho hệ thống điện cũng như khuyến khích các nhà đầu tư vào nguồn phát và đường
dây truyền tải điện.
1.4. Nội dung nghiên cứu
- Giới thiệu tổng quan về thị trường giá điện.
- Khả năng ứng dụng thị trường điện bán buôn cạnh trạnh ở Việt Nam trong tương
lai.
- Ứng dụng thiết bị Facts dạng SVC vào thị trường điện cạnh tranh để nâng cao hiệu
quả sử dụng điện.
- Mô phỏng thị trường điện có thiết bị SVC bằng phần mềm Power World


3
1.5. Phương pháp nghiên cứu đề tài



4
thế tất yếu của ngành điện các nước trên thế giới. Một biểu hiện rất rõ của xu thế
này ở chỗ, ngay cả các nước gặp phải những thất bại ban đầu, đều không quay trở
lại mô hình liên kết dọc trước đây.
* Tổng quan về thị trường điện Việt Nam
Không ngoài xu thế chung của ngành Điện thế giới, cải cách ngành Điện của
Việt Nam thể hiện mạnh mẽ bằng Luật Điện Lực năm 2004, trong đó, nêu rõ quá
trình phát triển thị trường điện tại Việt Nam. Từ kinh nghiệm thực tế trong triển
khai xây dựng thị trường điện cạnh tranh tại các quốc gia trên thế giới, các nghiên
cứu gần đây của EVN, các Bộ ngành và Luật Điện lực đã ban hành, nước ta chủ
trương sẽ xây dựng thị trường điện với mức độ cạnh tranh từ thấp đến cao tùy thuộc
vào quy mô phát triển, trình độ quản lý, cơ sở hạ tầng kỹ thuật và pháp lý cho hoạt
động của thị trường. Dự kiến thị trường điện Việt Nam gồm 3 giai đoạn như sau:

Hình 1.1. Tiến độ triển khai thị trường điện tại Việt Nam
Những định hướng trong việc xây dựng thị trường điện ở Việt Nam
Ngày 26/01/2006 Thủ tướng Chính phủ đã có Quyết định số 26/2006/QĐTTg phê duyệt lộ trình hình thành và phát triển thị trường điện lực tại Việt
Nam. Sự hình thành và phát triển của thị trường điện tạo môi trường hoạt động
điện lực cạnh tranh lành mạnh, xóa bỏ bao cấp trong ngành Điện, đồng thời tăng
quyền lựa chọn các nhà cung cấp cho khách hàng sử dụng điện. Thị trường
điện tạo điều kiện thu hút mọi thành phần kinh tế trong và ngoài nước tham
gia hoạt động điện lực, góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất kinh
doanh, đồng thời đảm bảo cho ngành Điện phát triển bền vững.


5
Thị trường điện lực được hình thành và phát triển qua 3 cấp độ (mỗi cấp
độ gồm một bước thí điểm và một bước hoàn chỉnh).


6
Sẽ thực hiện thị trường bán buôn điện cạnh tranh thí điểm khi các điều
kiện đã được đáp ứng. Cho phép lựa chọn một số đơn vị phân phối và khách
hàng lớn để hình thành thị trường bán buôn điện cạnh tranh thí điểm; hình thành
một số đơn vị bán buôn mới để tăng cường cạnh tranh trong khâu mua bán buôn
điện. Các công ty truyền tải điện hiện tại được sáp nhập thành một công ty
truyền tải điện quốc gia duy nhất trực thuộc EVN; các đơn vị phân phối, đơn vị
vận hành hệ thống và đơn vị điều hành giao dịch thị trường điện do EVN tiếp tục
quản lý.
- Bước 2: Thị trường bán buôn điện cạnh tranh hoàn chỉnh (từ năm 2017 đến
năm 2022)
Thực hiện thị trường bán buôn điện cạnh tranh hoàn chỉnh, cho phép các
công ty phân phối điện thuộc EVN được chuyển đổi thành các công ty độc lập
(công ty nhà nước hoặc cổ phần), để mua điện trực tiếp từ các đơn vị phát điện
và ngược lại, các đơn vị phát điện cũng cạnh tranh để bán điện cho các công ty
này. Đơn vị mua buôn (duy nhất) của EVN tiếp tục mua điện từ các đơn vị
phát điện bán cho các công ty phân phối không được lựa chọn thí điểm. Các
đơn vị bán buôn cũng tham gia cạnh tranh để bán điện cho các đơn vị phân phối
và các khách hàng lớn. Từ giai đoạn này, EVN chỉ thuần tuý quản lý các hoạt
động truyền tải và giữ vai trò vận hành thị trường và vận hành hệ thống.
+ Cấp độ 3: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh (từ sau 2022)
- Bước 1: Thị trường bán lẻ điện cạnh tranh thí điểm (2022-2024)
Sẽ thực hiện thị trường bán lẻ điện cạnh tranh thí điểm khi các điều kiện
đã được đáp ứng. Trong đó, cho phép lựa chọn một số khu vực lưới phân phối có
quy mô thích hợp để triển khai thí điểm. Theo mức độ tiêu thụ điện do Cục
Điều tiết điện lực quy định, các khách hàng được quyền lựa chọn nhà cung cấp
điện cho mình (đơn vị bán lẻ điện). Chức năng kinh doanh bán lẻ điện của các
công ty phân phối được lựa chọn thí điểm sẽ được tách khỏi chức năng quản lý
và vận hành lưới phân phối; các đơn vị bán lẻ điện sẽ cạnh tranh để bán điện tới

chất lượng, sử dụng điện tiết kiệm, có hiệu quả và đảm bảo tính công bằng, minh
bạch, đúng quy định của pháp luật.
Trong thị trường điện, giá cả là thông tin quan trọng tác động trực tiếp đến
các hành vi, chiến lược kinh doanh của các bên tham gia, những người mua luôn
mong muốn giá điện thấp trong khi những người bán muốn giá điện cao để mang lại
lợi nhuận cao. Do vậy, muốn thị trường mang lại lợi ích cho xã hội, kinh doanh hoạt


8
động hiệu quả thì các bên tham gia thị trường cần thiết phải xây dựng chiến lược
chào giá điện hợp lý.
Một thành phần quan trọng tạo nên giá điện là phí truyền tải điện. Phí truyền
tải được xem như là một dạng chi phí chung của tất cả các thành phần tham gia vào
thị trường điện. Vì khâu truyền tải là khâu độc quyền, do đó nhà nước sẽ đứng ra
quản lý để đảm bảo phí truyền tải là hợp lý nhất trên quan điểm cân đối nhu cầu của
các bên tham gia thị trường điện.
Vấn đề đặt ra là phương pháp tính giá điện như thế nào là phù hợp với Việt
Nam tại thời điểm hiện tại và tương lai khi có thị trường điện
* Một số tài liệu trong nước và ngoài nước.
- Optimal reactive power dispatch considering FACTS devices, Preedavichit, P.
Srivastava, S.C. Electr. Power Syst. Manage., Asian Inst. of Technol.; Advances in
Power System Control, Operation and Management, 1997. APSCOM-97. Fourth
International Conference on (Conf. Publ. No. 450), 11-14 Nov 1997, Volume: 2,
620-625 vol.2
Bài báo đề cập đến việc đưa thiết bị FACTS (được xem như là một thông số
điều khiển) vào mạng điện thông thường để giải bài toán tối ưu công suất phản
kháng nhằm cực tiểu tổn thất. Thiết bị FACTS đề cập bao gồm: SVC, TCSC,
TCPAR và áp dụng vào mạng điện ThaiLand (Electricity Generating Authority of
Thailand - EGAT).
-

- Genetic Algorithm and Fuzzy Logic Based Optimal Location of Facts Device in a
Power System Network (Baskaran Jeevarathinam International Journal of Emerging
Electric Power Systems Volume 5, Issue 2 2006 Article 7)
Trong bài báo tác giả dùng giải thuật di truyền kết hợp với Logic mờ để tính
toán tối ưu lưới điện có FactS với các biến thông số xử lý khác nhau bao gồm vị trí,
số lượng, loại và giá trị định mức của chúng. Tác giả sử dụng mạng điện IEEE 30
nút với nhiều loại thiết bị FACTS khác nhau.
- Luận văn thạc sỹ Lê Minh Trân và Bùi Thế Huy Trường Đại Học Công Nghệ
Hutech [15,16]: Nghiên cứu thị trường điện mà không nghiên cứu ảnh hưởng của
thiết bị Facts vào giá điện.
Trong luận văn này trình bày hệ thống điện Việt Nam có dùng thiết bị Facts
đơn giản là SVC để tăng khả năng truyền tải và ổn định áp nhưng không quan tâm
đến giá điện nút.
Kết quả đạt được so sánh với những phương pháp tìm kiếm khác cho thấy
tính hiệu quả của phương pháp và triển vọng của nó trong việc giải quyết bài toán
tìm vị trí thiết bị FACTS trên lưới điện.


10

Chương 2

THỊ TRƯỜNG ĐIỆN BÁN BUÔN CẠNH TRANH Ở
VIỆT NAM
2.1. Thị trường điện giao ngay
- Thị trường tập trung toàn phần
Theo SMO vận hành VWEM theo cơ chế thị trường tập trung toàn phần.
Toàn bộ sản lượng điện năng phát lên hoặc nhận về từ lưới điện truyền tải phải
được giao dịch thông qua thị trường điện giao ngay.
- Thị trường chào giá dựa trên chi phí

nhà máy thủy điện đa mục tiêu được sử dụng cho mục đích phát điện, kiểm soát lũ
lụt và tưới tiêu sẽ không được cổ phần hoá; các nhà máy phát điện độc lập có thể
tham gia vào thị trường.
Theo phương án mà KEMA đề xuất, các đơn vị tham gia thị trường điện bao
gồm: Đơn vị truyền tải điện (TO), đơn vị vận hành hệ thống (SO), đơn vị vận hành
thị trường (MO), đơn vị mua duy nhất (SB) và các nhà máy thuỷ điện đa mục tiêu
(MHP). Với thành phần như vậy EVN nên là SB, MO, SO và TO. Song, nếu EVN
nắm quyền sở hữu các nhà máy điện thì sẽ có mâu thuẫn về lợi ích khi đàm phán
các hợp đồng xây dựng nguồn mới. Vì thế, hoặc phải giải quyết được những mâu
thuẫn lợi ích trên, hoặc SB phải độc lập với EVN, sự bảo lãnh của Chính phủ cần
được điều chỉnh lại để bù đắp những thiệt hại về doanh thu trong trường hợp biểu
giá bán lẻ thấp hơn chi phí mua điện. Theo KEMA, với phương án này, sẽ loại bỏ
khả năng EVN chi phối thị trường điện; đơn giản hoá nhiệm vụ điều tiết SB, MO,
SO và TO của ERAV; EVN - SB sẽ không bị mâu thuẫn lợi ích khi đàm phán với
các hợp đồng phát điện mới; SB trực thuộc EVN đồng nghĩa với việc không phải
thay đổi bảo lãnh của Chính phủ đối với các dự án BOT.
Tuy nhiên, KEMA cũng đưa ra phương án khác là EVN có thể giữ lại các
nhà máy sở hữu hiện tại, đồng thời vẫn là SB, MO, SO và TO với điều kiện: Các
đơn vị phát điện thuộc EVN độc lập về mặt pháp lý và tài chính; có biện pháp ngăn
chặn các đơn vị phát điện của EVN hưởng lợi từ các hoạt động của SB, SO hoặc
MO. Từ đó, cần có sự giám sát điều tiết chặt chẽ; cũng như hạn chế rủi ro cho các
nhà đầu tư mới. KEMA kiến nghị coi đây là giải pháp chuyển tiếp tạm thời, nếu
phải tuân thủ thời gian biểu của lộ trình hình thành và phát triển thị trường điện Việt
Nam.
Nhận xét về mô hình thị trường điện điều độ tập trung chào giá theo chi phí
mà KEMA đề xuất, Cục trưởng ERAV Đặng Hùng cho rằng: Đây là mô hình tương