Luận văn Giá điện tou và ảnh hưởng giá điện-tiêu thụ điện (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Giá điện tou và ảnh hưởng giá điện-tiêu thụ điện (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THỤC HÂN GiÁ ĐIỆN TOU VÀ ẢNH HƯỞNG GIÁ ĐIỆN - TIÊU THỤ ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 0 2 7 2 6 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH o0o LUẬN VĂN THẠC SĨ NGUYỄN THỊ THỤC HÂN GIÁ ĐIỆN TOU VÀ ẢNH HƯỞNG GIÁ ĐIỆN – TIÊU THỤ ĐIỆN NGÀNH: THIẾT BỊ, MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Hướng dẫn khoa học: PGS.TS. PHAN THỊ THANH BÌNH Tp.Hồ Chí Minh, tháng 10/2010
3. CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Phan Thị Thanh Bình (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: (Họ tên, học hàm học vị, chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. Ngày . tháng năm 2010
4. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả tính toán trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ công trình nào. Tp. Hồ Chí Minh, ngày , tháng 10 , năm 2010 (Ký tên & ghi rõ họ tên) Nguyễn Thị Thục Hân i
5. LỜI CẢM ƠN Để có thể đạt được những thành quả như ngày hôm nay, trước tiên em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các Thầy, các Cô của Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Điện – Điện Tử và Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt cho em những kiến thức, những kinh nghiệm hết sức quí báu trong suốt khoảng thời gian học tập tại Trường trong thời gian qua. Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Cô Phan Thị Thanh Bình đã tận tình chỉ dẫn cho em những kiến thức, chia sẻ những kinh nghiệm quí báu để có thể hoàn thành được đề tài luận văn này. Cuối cùng em xin cảm ơn các anh chị, bạn bè và người thân trong gia đình đã luôn luôn cố gắng tạo điều kiện, giúp đỡ động viên em trong quá trình thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn! Trân trọng Nguyễn Thị Thục Hân ii
6. TÓM TẮT Trong những năm gần đây, tình trạng thiếu điện là một vấn đề nghiêm trọng nhất. Việc giảm phía nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng và thực hiện quản lý phía nhu cầu tiêu thụ điện (DSM) là một cách quan trọng để giải quyết tình trạng thiếu điện. Cách làm này tốt để phát triển thị trường năng lượng của các nước đang phát triển. Trong đó giá điện theo thời gian sử dụng (TOU) là một trong những phương pháp DSM quan trọng. Thông qua TOU phía nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng sẽ được đáp ứng với giá cả hợp lý, và điều này sẽ làm thay đổi sự tiêu thụ điện, hình dạng của đường cong nhu cầu tiêu thụ điện của khách hàng thay đổi theo. Vì vậy điều khiển tải sẽ cải thiện được tình trạng thiếu điện và làm cho đồ thị phụ tải tiêu thụ được san bằng. Chìa khóa của việc thực hiện điều khiển tải là giá TOU hợp lý, để thiết lập giá TOU, dựa trên những phân tích trên dữ liệu tải có sẵn, bài toán đa mục tiêu về mô hình giá TOU dựa trên mô hình đáp ứng khách hàng được trình bày trong luận văn, và một phương pháp mờ được sử dụng để giải quyết bài toán đa mục tiêu của mô hình này. Phương pháp lập trình tuyến tính được sử dụng để giải quyết vấn đề. Các dữ liệu của một khách hàng thực tế được sử dụng để kiểm tra tính khả thi của mô hình đề xuất. Trong khuôn khổ luận văn này sẽ trình bày một mô hình đáp ứng khách hàng và đưa ra giá TOU tối ưu khi có xét đến mô hình đáp ứng khách hàng. iii
7. ABSTRACTS In recent years, the electricity shortage is a serious problem especially in the countries. Inducing the demand side and implementing demand side management (DSM) is an important way to solve the electricity shortage. It is good to development energy markets of developing countries . Time of use (TOU) is one of the important DSM methods. Through TOU the demand side will respond to the reasonable price, and will change the power consumption of electricity customers and shape of the demand curve. Thus the load condition will be improved the electricity shortage and leveled shape of the demand curve. The key of implementing TOU is reasonable setting TOU price. Based on the analysis on historical load data, a multi-object TOU price decision model based on the demand side price response model is presented, and a fuzzy method is used to deal with this multiple objects model. The linear programming method is used to solve the problem. The data of a practical customer is used to test the feasibility of the proposed model. Index Terms- Demand Side Management (DSM), Time of Use (TOU) Decision, Power Market, Demand Response model, Fuzzy Membership In the framework of this thesis will present the demand response model and set up optimal price TOU considering demand response model. iv
8. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Lời cam đoan i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục v Danh sách các bảng và hình viii Chƣơng 0. GIỚI THIỆU 1 0.1. Lí do chọn đề tài 1 0.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 1 0.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN DSM VÀ GIÁ ĐIỆN 1.1. Tổng quan DSM 3 1.1.1. Định nghĩa 3 1.1.2. Ý nghĩa 5 1.1.3. Nhiệm vụ chính cho việc thực thi điều khiển tiêu thụ điện 6 1.1.4. Kinh nghiệm ứng dụng DSM tại một số quốc gia 7 1.1.5. Chƣơng trình DSM tại Việt Nam 12 1.2. Giới thiệu giá điện 17 1.2.1. Bản chất của giá điện 18 1.2.2. Các loại giá điện 18 1.2.3. Giá điện và đồ thị phụ tải 20 1.2.4. Điều khiển hộ tiêu thụ và ảnh hƣởng của giá điện 21 v
9. Chƣơng 2. TỔNG QUAN GIÁ TOU - CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHÍNH SÁCH GIÁ TOU 2.1. Giới thiệu giá TOU 24 2.2. Phân tích việc thực hiện giá điện tính theo thời gian sử dụng 24 2.2.1. Tính rõ ràng của hiệu quả giá năng lƣợng theo TOU 24 2.2.2. Phản ứng thái quá của khách hàng 25 2.2.3. Chính sách năng lƣợng thiếu linh hoạt 25 2.3. Các nguyên tắc tính giá điện theo TOU 25 2.3.1. TOU phù hợp với DSM 26 2.3.2. Nguyên tắc vùng thời gian thấp điểm 26 2.3.3. Tránh nguy cơ tổn thất 26 2.3.4. Xác định nguyên tắc qua đƣờng cong 27 2.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu 28 2.4.1. Phƣơng pháp phân tích chính sách 3 giá theo nguyên tắc kinh tế 2.4.2. Phƣơng pháp phân tích theo nguyên lý kinh tế và mô hình phản ứng khách hàng 31 2.4.3. Sử dụng lý thuyết trò chơi 35 Chƣơng 3. MÔ HÌNH ĐÁP ỨNG KHÁCH HÀNG KHI TỐI ƢU GIÁ TOU 3.1. Khái quát 40 3.2. Tối ƣu giá TOU – mô hình đáp ứng khách hàng 41 3.3. Xây dựng chƣơng tính toán bài toán tối ƣu hàm đa mục tiêu 44 3.3.1. Sơ đồ thuật toán 44 3.3.2. Các bƣớc thực hiện 45 Chƣơng 4. THUẬT TOÁN GEN DI TRUYỀN (GA) 4.1. Giới thiệu về thuật toán gen di truyền 46 4.1.1. Tính chất đặc thù của thuật toán gen di truyền (GA) 46 4.1.2. Các phép toán của thuật toán gen di truyền 46 4.1.3. Cấu trúc tổng quát của một thuật toán gen di truyền có dạng 48 vi
10. 4.2. Tối ƣu bằng thuật toán gen di truyền trong Matlab7.0 49 4.2.1. Dùng Hàm tối ƣu GA 49 4.2.2. Dùng Hộp công cụ toán học GAOT 49 4.3. Lập trình tính toán 51 4.3.1. Ví dụ cho mô hình đáp ứng khách hàng tối ƣu giá TOU ở Trung Quốc 52 4.3.2. Xây dựng hàm thích nghi tính toán 53 4.3.3. Mã hóa biểu diễn giá TOU 54 4.3.4. Lập trình tính toán cho bài toán tối ƣu giá bằng giải thuật gen di truyền 56 Chƣơng 5. KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 59 5.1. Kết quả mô phỏng 59 5.2. Kết luận 62 Tài liệu tham khảo 63 Phụ lục 64 vii
11. DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Lợi ích khách hàng , xã hội và điện lực 6 Bảng 4.1 Tải tiêu thụ trong 24 giờ 52 Bảng 4.2 Khả năng phản ứng khách hàng 52 Bảng 4.3 Bảng phân chia vùng thời gian 53 DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 Quan hệ giữa phía ngành điện và khách hàng sử dụng điện 6 Hình 2.1 Đường cong đáp ứng 31 Hình 2.2 Hàm thành viên dạng nửa hình thang 39 Hình 3.1 Hàm thành viên mờ cho tải đỉnh 41 Hình 3.2 Hàm thành viên mờ cho sự sai biệt 24 Hình 3.3 Lưu đồ bài toán đa mục tiêu hàm P, Q 42 Hình 4.1 Cấu trúc tổng quát của thuật toán gen di truyền 44 Hình 5.1 So sánh tải sau khi thực hiện giá TOU và giá gốc 62 viii
12. Chương 0 GIỚI THIỆU 0.1. Lí do chọn đề tài: Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành điện Việt Nam không ngừng phát triển cả về dung lượng lẫn chất lượng. Nhiều nhà máy điện lớn góp phần không nhỏ cho sự tăng trưởng kinh tế như Hoà Bình, Phú Mỹ, Yaly, Phả Lại Tuy nhiên, hiện nay ngành điện vẫn không đáp ứng được nhu cầu dùng điện trong cả nước. Cung nhỏ hơn cầu. Một trong số các nguyên nhân là: do sự đầu tư chưa đúng mức cho ngành điện so với tốc độ tăng trưởng kinh tế, ”tư duy thói quen sử dụng điện chưa hợp lý của các hộ tiêu thụ đã làm cho sự phân bố phụ tải không đều theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm”, do các trang thiết bị cũ kỹ và lạc hậu làm cho suất tổn thất công suất và chất lượng điện năng xấu đi. Trong luận văn này, quan tâm đến DSM (Demand-Side managmenr)- điều khiển hộ tiêu thụ và tiết kiệm điện với mục đích làm thay đổi “tư duy thói quen sử dụng điện chưa hợp lý của các hộ tiêu thụ đã làm cho sự phân bố phụ tải không đều theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm” làm san phẳng đồ thị phụ tải. Điều khiển hộ tiêu thụ điện DSM cần phải đi kèm với hệ thống giá điện. Hệ thống giá điện TOU (Time Of Use )- giá theo thời gian sử dụng được dùng nhiều trên thế giới. Ở Việt Nam nó mới được triển khai vào những năm gần đây với việc đi kèm với côngtơ ba giá. Vấn đề đặt ra là khảo sát ảnh hưởng giá điện lên tiêu thụ điện. Vì vậy đề tài nghiên cứu ảnh hưởng gía điện và thành lập biểu giá hợp lý vừa có lợi cho phía nhà cung cấp điện và vừa có lợi cho phía khách hàng và mang lại lợi ích cho xã hội. 1
13. Đề tài “Giá điện TOU và ảnh hưởng của giá điện - tiêu thụ điện” có ý nghĩa thực tế cho tình hình thiếu hụt điện hiện nay. 0.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu: 0.2.1. Mục tiêu: Nghiên cứu cách tiếp cận đánh giá phản ứng khách hàng lên giá điện, từ đó xây dựng giá TOU hợp lý, và góp phần san bằng đồ thị phụ tải. 0.2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu: Giá điện. Nghiên cứu các nguyên tắc giá điện. Xây dựng mô hình biểu giá phù hợp để khách hàng tiêu dùng và nhà cung cấp đều thỏa mãn. Ảnh hưởng giá điện lên tiêu thụ điện. 0.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 0.3.1. Đối tượng nghiên cứu: Giá điện TOU. Mô hình phản ứng khách hàng. 0.3.2. Phạm vi nghiên cứu: Giá TOU (Time Of Use) - giá điện theo thời gian sử dụng. 2
14. Chương 1 TỔNG QUAN DSM VÀ GIÁ ĐIỆN 1.1. Tổng quan DSM: 1.1.1. Định nghĩa: DSM được hiểu là bất kỳ tác động nào từ phía ngành điện nhằm thay đổi sự tiêu dùng điện của khách hàng theo hướng có lợi cho ngành điện, cho khách hàng và cho xã hội. Các chương trình DSM bao gồm các tác động lên phía các khách hàng chịu ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của các công ty điện. Những hoạt động của DSM: Điều khiển tải (dịch chuyển tải từ giờ có giá cao sang giá thấp). Bảo toàn (trong đó có giảm sử dụng năng lượng). Điện khí hoá (thay thế sử dụng dầu và các nhiên liệu khác bằng việc sử dụng điện như là hậu quả của cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973). Để có thể điều khiển tải ngành điện bắt buộc phải thông qua giá điện để có thể đạt được điều mình mong muốn là: khách hàng dịch chuyển tải tự nguyện. Để có thể điều phối hiệu quả dùng điện khách hàng phải tiến hành một loạt các nhiệm vụ từ mang tính phân tích cho đến những bài toán điều khiển thời thực. Các biện pháp mà các chương trình DSM hiện nay có thể sử dụng để tác động vào nhu cầu điện của khách hàng là: Cắt đỉnh: là giảm phụ tải của hệ thống trong giờ cao điểm. Hiệu quả sẽ là giảm điện năng tiêu thụ và phụ tải đỉnh của toàn hệ thống. Lấp thấp điểm: là tăng thêm các phụ tải vào thời gian thấp điểm. Hiệu quả là tăng tiêu thụ điện năng tổng nhưng không tăng công suất đỉnh. 3
15. Chuyển phụ tải: Chuyển phụ tải từ thời gian cao điểm sang thời gian thấp điểm. Hiệu quả là giảm công suất đỉnh nhưng không làm thay đổi điện năng tiêu thụ. Tiết kiệm chiến lược: là giảm mức tiêu thụ điện của các thiết bị sử dụng điện. Tăng phụ tải chiến lược: Tăng điện thương phẩm chung, ví dụ như đầu tư xây dựng các nhà máy sản xuất ca 3 với sự trợ giá của Chính phủ, mở rộng chương trình điện khí hoá nông thôn Hiệu quả sẽ tăng cả công suất đỉnh và điện năng tiêu thụ. Biểu đồ phụ tải linh hoạt: Làm thay đổi độ tin cậy và chất lượng phục vụ. Thay vì tác động vào biểu đồ phụ tải một cách lâu dài, các Công ty Điện Lực xây dựng phương án cắt giảm phụ tải khi cần thiết. Hiệu quả sẽ giảm được công suất đỉnh và thay đổi một ít tổng điện năng tiêu thụ. Quản lý nhu cầu (DSM) bao gồm những thành phần quan trọng của kế hoạch năng lượng : DSM sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng của khách hàng, bất kỳ chương trình nào có dự định ảnh hưởng đến việc sử dụng điện năng của khách hàng đều được xem là chương trình DSM. DSM phải đạt được những mục tiêu đã chọn. Để tạo thành “Một sự thay đổi hình dạng trong biểu đồ phụ tải” chương trình phải đạt được những mục tiêu đã chọn, nghĩa là phải cắt giảm tỷ giá bình quân, cải thiện sự hài lòng của khách hàng, đạt được các mục tiêu có độ tin cậy cao. DSM đánh giá lại những chương trình nào không phải là DSM. Khái niệm này cũng đòi hỏi việc chọn lựa các chương trình DSM, ngoài ra mục đích là làm giảm sự thay thế của các chương trình không phải DSM như: các đơn vị sản xuất điện, cung cấp các thiết bị dự trữ năng lượng. Nói cách khác, DSM đòi hỏi xem xét thay thế bằng các thiết bị cung cấp phụ, đó cũng là giai đoạn DSM trở thành một phần của “kế hoạch hóa nguồn lực tích hợp”. 4
16. DSM xác định nhu cầu khách hàng sẽ như thế nào. Dựa trên những định hướng thực tế DSM sẽ xác định nhu cầu khách hàng sẽ ra sao. DSM chịu ảnh hưởng của hình dạng đồ thị phụ tải. Điều này có nghĩa cần đánh giá xem chương trình DSM ảnh hưởng như thế nào đến chi phí và lợi nhuận tính theo hằng ngày, hằng tháng và hằng năm. 1.1.2. Ý nghĩa: Hiện nay ở các nước phát triển, ưu thế phát triển chính sách tiết kiệm là có lợi hơn về mặt kinh tế. Quan điểm thỏa mãn không điều kiện nhu cầu điện năng trong điều kiện thế giới hiện nay đang nhường chỗ cho quan điểm sử dụng năng lượng một cách hiệu quả. Đồ thị phụ tải hệ thống không đồng đều và khuynh hướng này ngày càng có vẻ gia tăng. Đồ thị của hệ thống có hai đỉnh rõ rệt: sáng, chiều. Do tính không bằng phẳng sẽ dẫn đến sự thay đổi của suất tăng tiêu hao nhiên liệu. Vào giờ tải đỉnh, nhiên liệu sẽ tiêu phí nhiều hơn so với ở các giờ ban đêm (cho sản xuất cùng 1 Kw). Ví dụ ở Nga cho thấy ngưng và khởi động từ trạng thái nóng của tổ máy 200MW tiêu tốn 30 – 50 tấn nhiên liệu, và từ trạng thái lạnh là 50 - 60 tấn nhiên liệu. Đó là chưa kể việc phải huy động một số máy phát hiệu suất kinh tế kém vào vận hành ở các giờ cao điểm cũng như việc đưa vào hoạt động số tổ máy phát cao điểm chỉ hoạt động số ít giờ trong ngày sẽ gây áp lực vốn đầu tư của công ty điện. Do vậy vấn đề san phẳng đồ thị tải là bức thiết. Điều khiển hộ tiêu thụ điện cần phải đi kèm hệ thống giá điện, gây được sự chú ý về kinh tế cho khách hàng để thực thi DSM và thỏa ý đồ giảm tải đỉnh của hệ thống. Điều khiển chế độ tiêu thụ điện dẫn đến giảm Pmax, giảm nhiên liệu, nâng cao khả năng tải của đường dây, giảm giá thành sản xuất trên xí nghiệp, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm giá thành sản xuất điện. Lợi ích của DSM là đa dạng và được mô tả như sau: Lợi ích khách hàng Lợi ích xã hội Lợi ích điện lực 5
17. - Thỏa mãn nhu cầu điện - Giảm sự suy thoái môi - Giảm thấp giá dịch vụ hợp lý trường - Cải thiện năng lực vận - Giảm / ổn định giá - Giữ gìn tài nguyên hành , tính linh hoạt hệ - Cải thiện giá trị dịch vụ - Bảo vệ môi trường toàn thống - Duy trì / cải thiện tuổi cầu - Giảm nhu cầu vốn thọ và hiệu suất các thiết - Tối ưu bảo vệ khách - Cải thiện dịch vụ khách bị hàng hàng Bảng 1.1 : Lợi ích khách hàng , xã hội và điện lực 1.1.3. Nhiệm vụ chính cho việc thực thi điều khiển tiêu thụ điện: Điều khiển tiêu thụ điện hữu hiệu chỉ xảy ra khi được tiến hành từ phía ngành điện lẫn cả phía khách hàng. Tiền điện Nhận thức Hợp đồng đặc biệt Ngành Tiêu thụ Mức tiêu hao/ một đơn vị sản điện Mệnh lệnh điện phẩm Tình trạng sự cố Đồ thị tối ưu + điều khiển Hardware + Software Đo lường + Kiểm tra điều khiển Hình 1.1 Quan hệ giữa phía ngành điện và khách hàng sử dụng điện 1.1.3.1. Phía ngành điện. Các nhiệm vụ truyền thống như giảm P, A, giảm chi phí sản xuất và truyền tải tất nhiên sẽ vấn là những đề chính của các công ty điện. Hoàn thiện mối quan hệ cung – cầu nhằm tăng tính cạnh tranh giữa các công ty điện trong bối cảnh thế giới đang tiến tới thị trường điện. Với các nước có sự độc quyền của ngành điện thì việc từ bỏ dần các quan niệm “anh cả”, bỏ các mệnh lệnh hành chính (nhất là các nước kém phát triển) để xây dựng một cơ chế giá hợp lý sẽ là nhiệm vụ trọng tâm. 6
18. Hiệu quả của việc điều khiển chế độ dùng điện phụ thuộc chủ yếu vào giá điện. Việc xây dựng giá điện hợp lý hiển nhiên phải đi kèm hệ thống đo lường và kiểm tra tương ứng. 1.1.3.2. Phía hộ tiêu thụ. Hình 1.1 trình bày các nhiệm vụ trọng tâm cần tiến hành từ phía khách hàng. Ở đây cần có cái nhìn hệ thống về vấn đề tiết kiệm điện trên xí nghiệp. Vấn đề đầu tiên là giải quyết vấn đề về nhận thức (bằng giáo dục, tuyên truyền (kề cả phương tiện truyền thông đại chúng), sắc luật. Xây dựng cơ sở đánh giá mức tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm để phục vụ cho các mô hình điều khiển sau này cũng như để đánh giá được hiệu quả của việc tiết kiệm điện trên lưới khách hàng. Tiếp tục các vấn đề truyền thống về p, tối ưu điện áp trên xí nghiệp công nghiệp. Ở đây cần tiến hành các bài toán về vận hành tối ưu lưới điện, bù tối ưu Tìm đồ thị tối ưu tiêu thụ điện trên cơ sở giá điện, mức tiêu hao điện/ đơn vị sản phẩm hoặc các khế ước đặc biệt với ngành điện, nhất là các giờ cao điểm (khi thiếu hụt công suất trong hệ thống, khi tuân thủ công suất max đăng ký vào giờ cao điểm). Bài toán điều phối sản xuất tối ưu với các ràng buộc đặc thù liên quan tới công nghệ sản xuất, tới các máy phát riêng là bài toán không thể thiếu trong các xí nghiệp công nghiệp, nhất là khi tiến đến thị trường điện. Kiểm toán là bài toán không thể thiếu trong DSM, nó cho phép chỉ ra những mặt (những khâu) còn yếu kém không hiệu quả trong quản lý nhu cầu điện. Cả phía hệ thống (ngành điện) và khách hàng cần tham gia vào các chương trình đánh giá hiệu quả của DSM. Các bài toán điều khiển tiêu thụ điện thường là các bài toán đa mục tiêu. 1.1.4. Kinh nghiệm ứng dụng DSM tại một số quốc gia: 1.1.4.1. Tại Mỹ: 7
19. Việc cơ cấu lại thị trường điện tại Hoa kỳ đã tạo ra những cơ hội mới cho khách hàng hợp tác với các nhà bán lẻ năng lượng nhằm thay đổi nhu cầu đáp ứng độ tin cậy của hệ thống. Có những lợi ích quan trọng cho hệ thống điện nếu khách hàng biết cắt giảm tải hay gửi thông báo đến hệ thống vận hành độc lập ISO hoặc các công cụ khẩn cấp hay những tính huống giá điện tăng cao. Khách hàng tham gia toàn bộ thị trường năng lượng hướng tới một hệ thống điện đáng tin cậy, giảm sự thay đổi giá điện trung bình mà khách hàng phải trả. Trong một số trường hợp, nhu cầu biến đổi giá cả thị trường tăng cao. Một số lượng lớn các khu công nghiệp hay những khách hàng thương mại đang được đặt vào sử dụng điện theo thời gian thực RTP ( Real Time Price ) trong tỷ lệ mặc định dịch vụ thuế quan được cung cấp bởi các công cụ , ở một số bang chấp nhận cạnh tranh giá bán lẻ. Một số nhà bán lẻ năng lượng khác thì cung cấp những tùy chọn RTP ( Real Time Price ) dựa trên mục tiêu thu thuế ở những khách hàng lớn . Ngoài ra những hệ thống vận hành độc lập ISO (independent system operators ) và những nhà cung cấp bán lẻ đang thực hiện đáp ứng nhu cầu các chương trỉnh cắt giảm tải của khách hàng ngay trong ngày hay ngày hôm trước theo thời gian thực. Một số chương trình và mức thuế giúp khách hàng thay đổi giá cả thị trường. Những chương trình này, hay các mức thuế là mục tiêu cho các khu công nghiệp, những khách hàng thương mại thông qua các yếu tố khác nhau của chương trình. Khách hàng có thể đạt được lợi thế của chương trình này và giá cả có thể đạt được những nhu cầu đáp ứng DR thông qua các chiến lược: Cắt tải: khách hàng có thể tự do cắt giảm năng lượng trong những giai đoạn giá điện tăng cao. Chuyển tải trong giờ cao điểm: việc làm này giúp hệ thống điện giảm bớt lượng lớn nhu cầu sử dụng điện, hay khả năng quá tải trong giờ cao điểm. Dùng nhiên liệu thay thế ngắn hạn bao gồm distribute generator ( DG ) hay chấm dứt sử dụng các công để thay thế gas tự nhiên cho việc sản suất hay sử dụng điện năng. 8
20. Mục tiêu chính của ví dụ này là cung cấp các phương pháp phân tích để người dùng có thể đánh giá các lợi ích của việc tham gia thị trường năng lượng ngay trong ngày, ngày hôm trước thậm chí là theo thời gian thực của thị trường năng lượng, hay thông qua các mức thuế RTP hoặc chương trình DR và đánh giá nhu cầu thay thế công nghệ dưới những mức giá khác nhau hay các cách điều hành công việc khác nhau. Trong ví dụ này giả định rằng trong tương lai một số lượng lớn người dùng tăng cao sẽ được tiếp xúc với RTP hoặc ở mức giá bán lẻ của họ hoặc thông qua các chương trình DR dược quản lý bởi các ISOs. 1.1.4.2. Tại Ấn Độ: Những thay đổi đáng kể trong vài thập kỷ qua trong ngành điện lực của Ấn Độ. Điện năng tiêu thụ Ấn độ tăng từ 44TWh trong năm 1971 thành 314TWh trong năm 1999, tỷ lệ tăng trưởng là 7,4%. Nhu cầu năng lượng điện ở khu vực kinh tế hộ gia đình cũng có tỷ lệ tăng một cách nhanh chóng trong thập kỷ qua. Việc đưa ra những phương hướng hiện tại trong sự tăng trưởng dân số, công nghiệp hóa, đô thị hóa, hiện đại hóa và thu nhập tăng trưởng, dự kiến việc tiêu thụ năng lượng điện tăng đáng kể trong những thập kỷ tới. Những điều này ngụ ý cần đầu tư tài chính nhằm đáp ứng nhu cầu trong lĩnh vực này. Hiện nay, ngành điện lực nổi bật với đặc điểm thiếu hụt năng lượng và chất lượng kém. Với nhu cầu vượt quá khả năng cung cấp, giờ cao điểm nghiêm trọng, nhu cầu vượt quá cung cấp, cao điểm nghiêm trọng và thiếu thốn năng lượng như một đại dịch trong ngành điện lực. Trong khi chính phủ mở cửa cho tư nhân đầu tư trong lĩnh vực điện vào năm 1991, thì các chi nhánh điện SEBS tiếp tục được các cơ quan nhà nước chịu trách nhiệm việc cung cấp và sản xuất điện năng cho Ấn Độ ngày nay. Vấn đề cơ bản là đối mặt với điện lực là điều kiện tài chình nghèo nàn của SBES. Điều này không đầu tư đủ điện năng cho các thế hệ tiếp theo, và càng làm trầm trong thêm khoảng cách giữa cung và cầu. Rõ ràng, tại Ấn Độ chương trình DSM có một vai trò lớn và tiềm năng. Chính phủ Ấn Độ thông qua việc bảo tồn năng lượng mới và tìm cách thực hiện một loạt 9
21. các chương trình này trong cả nước. Một trong những yếu tố quan trọng của chương trình DSM là giới thiệu chi phí hợp lý dựa trên mức thuế của nhà nước. Ngoài ra cũng có những khác biệt lớn trong việc tiêu thụ năng lượng giữa các hộ gia đình đô thị và nông thôn, không có biến đổi đáng kể trong học lượng tử và mô hình tiêu thụ năng lượng tùy thuộc vào mức thu nhập, khí hậu và địa lý và tài nguyên nhiên liệu. Ấn độ chủ yếu một năm có 3 mùa: gió mùa ( tháng 6-9 ), mùa hè ( 3-6 ), mùa đông (giữa tháng 10 đến tháng 12). Thực tế các hộ gia đình sử dụng điện theo mùa vì thế có 3 nhu cầu sử dụng điện năng được ước tính dựa trên dữ liệu hàng tháng của 3 mùa này. 1.1.4.3. Tại Đức: Công nghiệp chiếm 46% tiêu thụ điện, dân dụng chiếm 28%, khách hàng nhỏ là 23%. Giá điện chủ yếu là TOU (Time of Use) và theo Pmax, theo giá cắt điện. Việc điều khiển tải nhờ các công tắc định giờ và thiết bị điều khiển trung tâm phù hợp với giá điện. Khảo sát phản ứng của khách hàng cho thấy có hai cách để dịch chuyển tải: thay đổi thời gian biểu vận hành và điều khiển tải max: đo lường 15 phút, tính phụ tải và so với công suất giới hạn và tiến hành điều khiển tải. 1.1.4.4. Tại Úc: Chính phủ yêu cầu các tập đoàn điện báo cáo kế hoạch hằng năm về các hoạt động DSM có hiệu quả kinh tế cao. Chính phủ đầu tư khoảng 15,1 triệu đô / 4 năm (1995 – 1998) cho một loạt các chương trình DSM từ đó ước tính tất cả DSM mới và cũ sẽ đồng thời làm giảm 650Mw công suất đỉnh. Ngoài ra còn thực thi kiểm toán và dán nhãn hiệu quả năng lượng trên toàn bang trên các loại dụng cụ điện dân dụng (giảm điện năng tiêu thụ của các dụng cụ mới khoảng 11% ). 1.1.4.5. Tại Philipine: 10