Tổng quan về điều chỉnh phụ tải qua kinh nghiệm vận hành thị trường điện của một số quốc gia

Bản 
 Lưới điện Nhật bản có một đặc điểm đặc biệt là không 
 Hình 5. Tính toán lượng phụ tải cắt giảm trong một phiên điều độ [13] kết nối với bất kỳ quốc gia láng giềng nào khác và được 
 Hình 5 thể hiện quá trình tính toán lượng phụ tải cắt truyền tải bằng hệ thống xoay chiều và một chiều kết hợp. 
giảm (LC) cho một phiên điều độ của mô hình MCM-DR. Bên cạnh đó, các khu vực được vận hành với hai tần số khác 
 nhau: tần số 50Hz trên hệ thống điện từ miền Trung đến 
 2.2.3. Hiện trạng của chương trình điều chỉnh phụ tải cực Bắc Nhật Bản và tần số 60Hz trên hệ thống điện từ 
và định hướng của chính phủ Singapore miền Trung đến cực Nam Nhật Bản, kết nối với nhau thông 
 Khách hàng có thể tham gia chương trình DR ở hai thị qua 3 trạm biến tần với tổng công suất 1200 MW [16-18]. 
trường: Năm 2012, chính phủ Nhật Bản thực hiện lộ trình cải 
 Thị trường bán buôn: có hai đặc trưng. Thứ nhất, sự cách ngành điện gồm ba giai đoạn [22, 23]. Đến năm 2016, 
tham gia của bên phụ tải vào quá trình đấu giá năng lượng hệ thống điện Nhật Bản chia thành 3 mảng lớn gồm phát 
và tự đặt ra giá cơ sở (baseline), tối thiểu bằng 1,5 lần giá điện; truyền tải, phân phối điện và bán lẻ điện với nhiều 
BVP. Thứ hai, cơ chế chia sẻ thặng dư tiêu dùng: bên cung đơn vị tham gia ở mỗi mảng. Toàn bộ hoạt động trên thị 
cấp phụ tải sau khi hoàn thành nghĩa vụ giảm phụ tải được trường điện bán buôn do Sàn giao dịch điện lực Nhật Bản 
nhận 1/3 thặng dư tiêu dùng, là tích của phần phụ tải được (JPEX) vận hành [22, 23]. 
cắt giảm và phần giá điện bán buôn giảm do tiến hành 2.3.1. Các mốc thực hiện DR 
chương trình DR [14]. 
 Để giảm thiểu việc cắt điện sau sự cố hạt nhân năm 
 Dịch vụ thứ cấp: phụ tải tham gia thị trường dịch vụ thứ 2011, trong giai đoạn 2011 - 2015, chính phủ Nhật Bản đã 
cấp thông qua chương trình phụ tải gián đoạn (Interruptible ban hành nhiều chính sách để giảm thiểu nhu cầu sử dụng 
load). Phần phụ tải được cắt giảm sẽ thay thế cho dự phòng điện của khách hàng. Theo đó khi khách hàng công nghiệp 
quay. Khi được xếp lịch cung cấp dịch vụ thứ cấp, phần phụ bắt buộc phải giảm 15% mức sử dụng điện trong giờ cao 
tải cắt giảm được trả theo giá dự trữ dự phòng được cập nhật điểm. Kết quả của những nỗ lực trên là phụ tải đỉnh của 
mỗi 30 phút, như một đơn vị phát điện. mùa hè các năm đó giảm đi đáng kể [19]. 
 Ở thị trường bán buôn, số lượng phụ tải tham gia chương Bảng 3. Nhu cầu phụ tải đỉnh tại khu vực dịch vụ TEPCO [20] 
trình DR vẫn còn rất hạn chế. Hệ thống điện của Singapore 
 Ngày 2010 (23/7) 2011 (18/8) 2012 (30/8) 
có biên dự trữ lớn, dẫn đến tần suất kích hoạt chương trình 
DR còn ít, lợi ích kinh tế chưa nhiều. Trong năm 2018, chỉ có Phụ tải đỉnh (GW) 59,99 49,22 50,78 
2,35% khoảng thời đủ điều kiện để kích hoạt chương trình Mức giảm (100%) -18% -15,4% 
[15]. Ở thị trường dịch vụ thứ cấp, hiện có bảy đơn vị tham Nhiệt độ cao (oC) 35,7 36,1 35,6 
gia với tổng công suất phụ tải ngắt được là 27,5MW. Vào Trước khi chính thức vận hành thị trường Negawatt vào 
năm 2018, EMA tiến hành hai thay đổi: cho phép liên kết phụ năm 2017 thì Nhật Bản đã triển khai một số dự án với các 
tải để khách hàng đạt mức yêu cầu phụ tải ngắt được tối đề mục DR báo trước 10 phút/ 1 giờ/ 1 ngày [7]. 
 Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 57 - No. 3 (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 41
 KHOA H ỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 
 Tháng 12/2016, METI đưa ra hướng dẫn cho chương Nghiên cứu [22] sử dụng dữ liệu từ thí nghiệm thực địa 
 trình DR đê ̉ quy định cho các giao dịch giữa các đơn vị để đánh giá sự ảnh hưởng của DR lên lượng điện tiêu thụ 
 tham gia vào chương trình DR và các tiêu chuân̉ truyền của người dùng. Dự án này được thực hiện ở Kyoto, Nhật 
 thông cho phép điêù khiên̉ các thiết bị tiêu thụ năng lượng Bản từ 23/7 tới 28/9/2012. Hội đồng này gồm các cơ quan 
 thông minh. địa phương, các công ty năng lượng tư nhân, các trường 
 Tháng 4/2017 METI chính thức vận hành thị trường đại học, và nhiều tổ chức nghiên cứu khác với mục đích là 
 Negawatt đê ̉ mua bán điện năng tiết kiệm được từ các hệ xây dựng được một hệ thống năng lượng cho cộng đồng 
 thống phát điện mặt trời áp mái ở các khu dân cư. Thị thống minh cho các khu vực trên. Những bên tham gia 
 trường này hoạt động như môṭ trung gian trong việc giúp trong thí nghiệm này gồm có các hộ gia đình và các căn hộ 
 khách hàng thương mại và công nghiệp giảm thiểu tiêu trong thành phố Kyoto. 
 thụ năng lượng theo yêu cầu của các công ty điện [19]. Các Những bên tham gia thí nghiệm này được lựa chọn qua 
 đơn vị điều phối được thanh toán cho phần nhu cầu cắt bốn bước. Đầu tiên, một cuộc khảo sát được thực hiện trên 
 giảm này và chi trả cho các khách hàng tham gia theo 40710 hộ gia đình trong khu vực. Qua các bước tự nguyện 
 lượng điện năng mà họ đã cắt giảm. tham gia ứng tuyên̉ vào chương trình và đánh giá hồ sơ lọc 
 Kể từ khi thị trường đi vào vận hành, hằng năm một ra được 691 hộ và được phân chia ngẫu nhiên làm bốn 
 cuộc đấu giá được tổ chức tiến hành đấu thầu cho công nhóm, với nhóm A gồm 153 hộ là nhóm không được áp 
 suất DR. Các công ty điện sau đó sẽ trả tiền điện hàng năm dụng các giải pháp của chương trình DR. Nhóm B, nhóm C 
 khoảng từ 3000 - 5000 yên (25 - 42Eur) mỗi kW cho các đơn và nhóm D là những nhóm được áp dụng giải pháp của 
 vị điều phối như là các trung gian giúp khách hàng tiêu thụ chương trình DR với số lượng hộ tham gia lần lượt là 154, 
 giảm phụ tải của mình khi được yêu cầu. Mỗi đơn vị điều 192, 192. Mặc dù nhóm C và D được chia vào các thí 
 phối sử dụng một phần thanh toán này để trả cho khách nghiệm ở mùa đông, hai nhóm này vẫn được phân tích 
 hàng sử dụng cuối cùng và công ty điện năng vì doanh thu tương tự như ở thí nghiệm vào mùa hè. 
 của họ bị suy giảm do giảm mức tiêu thụ điện [16]. Yên/kWh
 Thị trường đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo 
 đảm tính ổn định của lưới điện. Phiên đấu thầu đầu tiên 105 
 năm 2017 về điều chỉnh phụ tải điện thu về khoảng 1GW 
 công suất cắt giảm từ các khách hàng thương mại và công 85
 nghiệp. Các công ty điện năng tham gia thị trường CPP
 Negawatt buộc phải đấu thầu và mua ít nhất 20MW công 65 
 suất cắt giảm. 
 2.3.2. Chương trình điều chỉnh phụ tải tại Nhật Bản 45
 Chương trình DR của Nhật Bản được áp dụng theo hai TOU Time of the Day
 dạng chính đến nay đã được nghiên cứu: một dạng dựa 25
 trên giá (price-based DR) như giá theo thời gian sử dụng 13 16 24 
 (ToU) hoặc giá giờ cao điểm critical peak pricing (CPP); Hình 6. Giá của các giải pháp của chương trình DR [22] 
 dạng thứ hai là chi trả khoản tiền khuyến khích (IP). Đối Hình 6 thể hiện mức giá DR cho các nhóm được áp dụng 
 với giải pháp TOU, giá sẽ thay đổi trong ngày (năm) để đạt hai giải pháp TOU và CPP. Ở đây, giá sàn cho các hộ dân 
 được lượng phụ tải cần cắt giảm tại một thời điểm định được tính ở mức là 25 yên/kWh. Với nhóm C và nhóm D, giải 
 trước [21]. TOU thường có 2 tới 3 mức giá trong một ngày. pháp TOU được áp dụng trong khoảng thời gian từ 13:00 
 Sự thay đổi phía phụ tải có thể được xem là một yếu tố để đến 16:59 vào các ngày trong tuần và thêm vào 20 yên/kWh 
 thay đổi mức giá trong ngày theo hai cách. Hoặc là hệ so với mức giá cơ bản (25 yên/kWh). Giải pháp CPP có ba 
 thống sẽ thông báo tới khách hàng giá điện ở một mức mức: mức thứ nhất thêm 40 yên/kWh, mức thứ hai thêm 60 
 công suất tiêu thụ nhất định tại những thời điểm sắp tới yên/kWh và mức thứ ba thêm 80 yên/kWh so với mức giá của 
 và sau đó khách hàng sẽ tự thay đổi lượng điện sử dụng giải pháp TOU. Như vậy, ta có bốn giải pháp được đưa ra là 
 của họ, hoặc các thiết bị sử dụng điện sẽ tự động phản TOU, CPP40, CPP60 và CPP80. Những sự thay đổi giá này 
 ứng theo một chương trình lập trình tự động trước. CPP được thông báo trước đến các hộ tiêu thụ. 
 về cơ bản khá giống với TOU, ngoại trừ việc các công ty 
 phát điện có thể kêu gọi các sự kiện chạm đỉnh trong thời 2.3.3. Kết quả chương trình điều chỉnh phụ tải và định 
 gian giá thị trường bán buôn cao hoặc trong các tình hướng của chính phủ Nhật Bản 
 huống khẩn cấp [21]. Một sự kiện chạm đỉnh kéo dài Kết quả chi tiết được trình bày ở tài liệu tham khảo [22]. 
 trong một số giờ nhất định, trong đó giá điện tăng đáng Tổng kết lại, kết quả của các mô hình ước lượng sự ảnh 
 kể để bù trừ cho những phụ tải đã cắt giảm. Khi sự kiện hưởng của giá tham chiếu chương trình DR lên lượng tiêu 
 chạm đỉnh xảy ra, thời gian và giới hạn tăng của giá có thể thụ điện của khách hàng được rút ra như sau: 
 được xác định trước hoặc xác định dựa trên lượng phụ tải Giải pháp TOU giảm lượng tiêu thụ xuống trung bình 
 cần cắt giảm cho sự kiện đó. 4,7%, trong khi CPP80 giảm lượng tiêu thụ xuống 14%. 
42 Tạp chí KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ● Tập 57 - Số 3 (6/2021) Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn 
 P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 SCIENCE - TECHNOLOGY 
Điều này chứng tỏ mức giá khuyến khích đưa ra kích thích [4]. KEPCO. Overview of Korea’s Electric Power Industry. 
người tiêu thụ điện điều chỉnh phụ tải hiệu quả. [5]. U.S EIA, 2017. Country Analysis Brief: South Korea. U.S Energy Inf. Adm., 
 Bên cạnh đó, yêu cầu tiết kiệm năng lượng (đối với no. July, pp. 1–20. 
nhóm B) giảm 4%. Như vậy, người áp dụng chương trình [6]. W. Ko, H. Vettikalladi, S. H. Song, H. J. Choi, 2020. Implementation of a 
DR không chỉ nhận được khuyến khích về giá, mà sự thoải demand-side management solution for South Korea’s demand response program. 
mái cũng tăng lên do số lần bị yêu cầu tiết kiệm điện được Appl. Sci., vol. 10, no. 5, 2020, doi: 10.3390/app10051751. 
giảm xuống. [7]. GSGF, 2016. Demand Response Status and Initiatives Around The World. 
 Glob. Smart Grid Fed. Rep. 
 Với tầm nhìn mà Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp 
đã trình bày trong Sáng kiến Đổi mới Mở và Bền vững [8]. J. Lee, S. Yoo, J. Kim, D. Song, H. Jeong, 2016. Improvements to the 
(Sustainable Open Innovation Initiative), điều chỉnh phụ tải customer baseline load (CBL) using standard energy consumption considering 
điện và các công nghệ thông minh khác có thể được tích energy efficiency and demand response. Energy, vol. 144, pp. 1052–1063, 2doi: 
hợp vào trong các nhà máy điện ảo (VPP) tương lai. Trong 10.1016/j.energy.2017.12.044. 
bối cảnh này, khách hàng tiêu thụ có thể được xem như là [9]. KEPCO, 2020. The Korea Electric Power Statistics in 2019. 
một nguồn lực không chỉ về nhu cầu cắt giảm khi thiếu điện [10]. J. Chae, S. K. Joo, 2017. Demand response resource allocation method 
mà còn về khả năng cấp và lưu trữ năng lượng cho toàn using mean-variance portfolio theory for load aggregators in the Korean demand 
cộng đồng. Để hình thành một nhà máy điện ảo cần tập hợp response market. Energies, vol. 10, no. 7, doi: 10.3390/en10070879. 
các nguồn năng lượng phân tán, bao gồm cả bên cung và [11]. Open Electricity Market. What is Open Electricity Market (OEM). 
bên cầu. EnergyPool, một môi giới trung gian VPP, đã thông [12]. Energy Market Authority, 2019. Review Of The Demand Response 
báo đạt được thỏa thuận cho DR hợp tác với lưới điện của hai Programme Information And Consultation Paper. 
công ty điện lưc̣ Tokyo và Kansai [16]. [13]. S. Zhou, Z. Shu, Y. Gao, H. B. Gooi, S. Chen, K. Tan, 2017. Demand 
3. KÊT́ LUẬN response program in Singapore’s wholesale electricity market. Electr. Power Syst. 
 Res., vol. 142, pp. 279–289, doi: 10.1016/j.epsr.2016.09.022. 
 Điều chỉnh phụ tải có thể tạo ra lợi nhuận khi tham gia 
 [14]. T. Brown, S. Newell, D. Oates, K. Spees, 2015. International Review of 
vào thị trường điện, bằng cách giảm nhu cầu ở phí phụ tải, Demand Response Mechanisms. Aemc, no. October, p. 83. 
hoặc phía cung bằng cách “bán lại” lượng điện đáng lẽ ra đã 
 [15]. T. Brown, S. Newell, D. Oates, K. Spees, 2019. International Review of 
được tiêu thụ. Ngoài ra lợi ích của nó cũng đến từ các dịch vụ 
 Demand Response Mechanisms in Wholesale Markets. Australian Energy Market 
phụ trợ và việc đấu thầu lượng công suất cắt giảm hàng 
 Commission. 
năm. Các nhà môi giới được phép thay mặt cho các đơn vị 
 [16]. M. Jensterle, M. Venjakob, 2019. Smart power grids and integration of 
phụ tải để tham gia vào quá trình điều chỉnh bằng cách ký 
 renewables in Japan. Current activities concerning smart grids implementation, 
hợp đồng trực tiếp với phụ tải hoặc cung cấp các dịch vụ với 
 energy system digitisation and integration of renewables. Berlin: adelphi. 
nhà bán lẻ. Bên cạnh đó, cơ chế đấu thầu khả năng cung cáp 
 [17]. H. Tachikawa, 2019. Electric Power Industry in Japan. J. Illum. Eng. 
công suất cắt giảm mang lại một nguồn thu lớn cho các 
 Inst. Japan (Shomei Gakkai Shi), vol. 14, no. 9, pp. 381–403, doi: 
nguồn DR ở các thị trường và nó là cơ chế quan trọng nhất 
 10.2150/jieij1917.14.9_381. 
trong lộ trình tích hợp DR vào thị trường bán buôn. 
 [18]. P. SPORN, 2020. The Electric Power Industry in Japan. Vistas Electr. 
 Từ kinh nghiệm vận hành thị trường điều chỉnh phụ tải Power, pp. 253–334, doi: 10.1016/b978-1-4832-8396-8.50008-0. 
các nước kể trên, có thể thấy rằng việc liên lạc hai chiều 
 [19]. H. Lee, 2017. The Lesson From Demand Response in Japan. People Int. 
giữa người vận hành và các bên cung cấp DR là rất quan J. Soc. Sci., vol. 3, no. 1, pp. 26–38, doi: 10.20319/pijss.2017.31.2638. 
trọng. Từ những thông tin thu thập được, hệ thống sẽ xác 
 [20]. T. Hiroshi, 2013. How Japan Overcame the Power Crisis. 
định được tải cơ sở của nguồn DR và đưa ra các hình thức 
 [21]. P. Du, N. Lu, H. Zhong, 2019. Demand Response in Smart Grids. 
thanh toán khuyến khích phù hợp. Để tích hợp DR vào thị 
trường điện cần phải xem xét nhiều khía cạnh như độ tin [22]. F. Mizutani, T. Tanaka, E. Nakamura, 2018. The effect of demand 
cậy, kinh tế và dung lượng nguồn cung. Thị trường điện response on electricity consumption under the existence of the reference price 
 effect: Evidence from a dynamic pricing experiment in Japan. Electr. J., vol. 31, no. 
Việt Nam có thể tìm thấy các cơ chế tương thích và phù 
 1, pp. 16–22, doi: 10.1016/j.tej.2018.01.004. 
hợp với các đặc điểm của hệ thống để có thể triển khai một 
cách hiệu quả. 
 AUTHORS INFORMATION 
 Nguyen Duc Tuyen1, Do Van Long1, Tran Quoc Ngu1, Le Viet Thinh1, 
 1 2
 TÀI LIỆU THAM KHAỎ Dang Hoang Anh , Duong Manh Cuong 
 1
 [1]. US Department of Energy, 2006. Benefits of Demand Response in School of Electrical Engineering, Hanoi University of Science and Technology 
 2
Electricity Markets and Recommendations for Achieving Them. Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) 
 [2]. M. H. Albadi, E. F. El-Saadany, 2007. Demand response in electricity 
markets: An overview. 2007 IEEE Power Eng. Soc. Gen. Meet. PES, pp. 1–5, doi: 
10.1109/PES.2007.385728. 
 [3]. Navigant, 2017. Demand Response Discussion Paper: Utilization Payments. 
 Website: https://tapchikhcn.haui.edu.vn Vol. 57 - No. 3 (June 2021) ● Journal of SCIENCE & TECHNOLOGY 43