Thị trường độ linh hoạt: Một cách quản lý độ phức tạp ngày càng tăng

Ngành năng lượng đang phải đối mặt với sự thay đổi nhanh chóng. Các dòng công suất ngày càng trở nên phức tạp hơn với nguồn cung gián đoạn khi ngày càng có nhiều năng lượng tái tạo kết nối với lưới điện và nhu cầu ngày càng biến động và khó lường. Sự phức tạp này sẽ chỉ tăng lên khi các mục tiêu của chính phủ đặt gánh nặng lên các hệ thống điện nhằm khử cacbon (vào năm 2035 ở Vương quốc Anh và Mỹ, cũng như một số quốc gia lớn trong Liên minh Châu Âu EU), nhưng các thị trường độ linh hoạt hứa hẹn có thể quản lý vấn đề này.

Hình 1. Project TraDER – một thị trường thời gian thực, nhiều người với nhiều người⁽¹⁾

Các thị trường độ linh hoạt có thể giúp các nhà điều hành hệ thống và các công ty điện lực mạng lưới quản lý hiệu quả các dòng công suất thông qua mạng lưới này khi nhu cầu của ngành trở nên phức tạp hơn. Các thị trường này quản lý thời gian và địa điểm điện phát ra và tiêu thụ, khuyến khích việc tăng hoặc giảm nhu cầu hoặc phát điện.

Các thị trường này có thể xử lý những thách thức về quản lý việc hạn chế và cắt giảm tại địa phương - ngày càng phổ biến hơn khi số lượng các nguồn năng lượng phân tán (DER) mới, các chương trình năng lượng cộng đồng và những người tham gia phản ứng theo nhu cầu tăng lên.

Chính phủ Vương quốc Anh, cộng tác với Cơ quan quản lý Năng lượng Ofgem, đã chuyển dịch sang một mô hình TotEX và khuyến khích sử dụng các thỏa thuận linh hoạt hơn, khuyến khích các nhà vận hành hệ thống tập trung vào các mục tiêu tính năng thông qua các giai đoạn kiểm soát giá RIIO⁽²⁾.

Điều này đã cho phép tăng trưởng một hệ sinh thái mở rộng các bên tham gia thị trường, tất cả đều cạnh tranh để cung cấp:

• trải nghiệm tốt nhất cho các nhà cung cấp dịch vụ độ linh hoạt (FSP); và
• giải pháp linh hoạt tốt nhất theo yêu cầu cá nhân của các nhà điều hành hệ thống khác nhau.

Khi bối cảnh tiếp tục tiến triển với nhiều DER kết nối hơn mỗi ngày, các nền tảng thị trường cần phải phản ứng, thích ứng và kết nối với nhau để các nhà điều hành hệ thống có thể tối đa hóa lợi ích, tránh bị ràng buộc bởi nhà cung cấp và cung cấp một cách dễ dàng để FSP cung cấp dịch vụ linh hoạt của họ vào các thị trường.

Trong bối cảnh này, Công ty Electron (Vương quốc Anh) đã nhìn thấy cơ hội tạo ra nhiều giá trị hơn cho tất cả những người tham gia thị trường với phần mềm thị trường của mình vì điện linh hoạt và phân tán.

Nền tảng phần mềm như một dịch vụ có thể định cấu hình ElectronConnect giúp kết nối hàng triệu nguồn lực năng lượng phân tán đến hàng nghìn thị trường phối hợp, nhằm phản ứng với những thách thức hiện tại của ngành này và lường trước các nhu cầu thay đổi trong bối cảnh đang phát triển.

Một giải pháp đa thị trường có thể mở rộng

Electron đã phát triển nền tảng thị trường linh hoạt có thể mở rộng và có thể định cấu hình để làm cốt lõi của hệ sinh thái linh hoạt đang tiến hoá và có thể tương tác.

Thông qua ElectronConnect, các nhà điều hành hệ thống có thể định cấu hình các sản phẩm thị trường khác nhau và mua sắm tính linh hoạt từ các loại công nghệ DER và cấp độ mạng lưới điện khác nhau và trên các thang thời gian khác nhau, tức là từ trước một ngày sang trước một năm. Điều đó có nghĩa là có nhiều khả năng hiển thị hơn và nhiều lựa chọn hơn cho những người điều hành hệ thống trong cách họ mua sắm được sự linh hoạt.

Vô số thị trường đó cũng có thể cung cấp lợi ích cho các nhà cung cấp dịch vụ độ linh hoạt. Các FSP có thể “xếp chồng doanh thu” – hoặc cung cấp các dịch vụ của họ vào các thị trường khác nhau – khuyến khích họ tham gia các sự kiện linh hoạt và kiếm được nhiều tiền hơn.

Nhu cầu tham gia đa thị trường ngày càng tăng và công nghệ của Electron có thể theo kịp với các quy trình tự động hóa và tích hợp để dễ dàng tích hợp các FSP. Trải nghiệm FSP đó là chìa khóa cho tương lai của các thị trường độ linh hoạt.

Các nhà điều hành hệ thống cần truy cập càng nhiều tùy chọn FSP càng tốt để khai thác toàn bộ tiềm năng của mạng lưới này và các dự án gần đây mà Electron đã tham gia chứng minh rằng các rào cản có thể bị phá bỏ và có thể triển khai các thị trường hiện đại, linh hoạt với các kết quả cụ thể.

Ví dụ như dự án TraDER, một thị trường địa phương thực tế theo thời gian thực đầu tiên thuộc loại này.

Dự án TraDER

Dự án này đã phát triển một thị trường độ linh hoạt có khả năng sử dụng hiệu quả hơn nguồn điện tái tạo từ các trang trại gió ở Orkney, xứ Scotland (Vương quốc Anh) phát ra.

Theo dữ liệu của Tổ chức Carbon Tracker, việc cắt giảm điện gió đã khiến các hộ gia đình ở Vương quốc Anh thiệt hại tổng cộng 1,9 tỷ USD kể từ năm 2021. Tuy nhiên, dự án TraDER, ElectronConnect đã giúp rút ngắn giao dịch giữa các trang trại gió và các tài sản có nhu cầu linh hoạt tại địa phương vào thời điểm phát điện tái tạo dư thừa. Họ trả tiền cho các nguồn lực phía nhu cầu của địa phương để sử dụng năng lượng tái tạo và các nhà phát điện đã tránh không bị cắt giảm.

Để đạt được điều này, một thị trường đã phát triển ở cấp địa phương, nơi các tuabin gió bị cắt giảm có thể chi trả cho các nguồn lực phía nhu cầu ở địa phương để tăng nhu cầu của họ nhằm giải quyết sản lượng phát điện dư thừa.

Đằng sau thị trường đó, Electron đã giúp phát triển các quy trình đặt các FSP vào trung tâm của dự án.

Với 24 nghìn giao dịch vi mô với sản lượng tổng 8,3MWh trong suốt dự án, tự động hóa các giao dịch và gửi các tài sản nhu cầu qua các API (giao diện lập trình ứng dụng), sự tham gia của FSP yêu cầu sự can thiệp tối thiểu của con người - điều này đã làm tăng đáng kể sự tham gia. Các phản hồi gần như theo thời gian thực đối với các tín hiệu giá đã đưa vào thiết kế thị trường để một lần nữa thúc đẩy sự tham gia của tài sản.

Các giao dịch đã thông báo bằng các tín hiệu cắt giảm gửi đến các trang trại gió có thể cắt giảm từ hệ thống quản lý mạng lưới hoạt động (ANM) của mạng lưới này trong thời gian thực (xem Hình 1).

Các cải tiến này đã cho phép TraDER cung cấp một loại thị trường cấp phân phối mới thông qua ElectronConnect, đã:

• vận hành trong thời gian thực;
• cho phép các DER giao dịch trực tiếp với nhau để tăng dòng doanh thu và đảm bảo sử dụng nhiều năng lượng cacbon thấp hơn; và
• cung cấp khả năng hiển thị ở cấp địa phương về các yêu cầu tăng nhu cầu - tất cả thông qua một nền tảng thị trường.

Dự án này là tiền thân của giai đoạn thứ hai hiện đang tiến hành: dự án BiTraDER, một thị trường giao dịch nghĩa vụ cắt giảm.

Dự án BiTradeDER

Trong khi TraDER thử nghiệm một trường hợp sử dụng rất cụ thể – tăng nhu cầu lên để phản ứng với việc cắt giảm phát điện và ở một vị trí mạng lưới cụ thể – BiTraDER cho phép chào bán trên thị trường cả bốn hoạt động này (tăng và giảm nhu cầu, tăng và giảm sản lượng), tùy thuộc vào loại ràng buộc. Nó cũng có thể bao quát nhiều vị trí hoặc thậm chí toàn bộ mạng lưới DSO và không phụ thuộc vào công nghệ. Các yếu tố này làm tăng khối lượng độ linh hoạt có thể mua sắm được.

Quan trọng nhất, trong dự án BiTraDER đang diễn ra, thông tin truyền theo cả hai hướng – từ ANM đến nền tảng giao dịch và quay lại ANM. Do đó, dự án này sẽ tạo ra một kế hoạch chi tiết để mở rộng quy mô và tích hợp các nền tảng thị trường của bên thứ ba với các hệ thống điều hành mạng lưới điện nhằm tăng cường việc sử dụng các thị trường linh hoạt và tạo điều kiện thuận lợi cho các luồng dữ liệu song phương đó.

Để thử nghiệm kế hoạch chi tiết này sẽ thiết lập một thị trường từ một tài sản tới một tài sản - hoặc nhiều tài sản đến nhiều tài sản - cho giao dịch các nghĩa vụ cắt giảm địa phương (xem Hình 2). Tại thị trường này, nhà điều hành hệ thống sẽ tạo và chia sẻ với nền tảng giao dịch một danh sách các hạn chế tiên đoán trước tối đa 48 giờ và xếp hàng đợi cắt giảm DER.

Hình 2. Dự án BiTraDER – giao dịch các nghĩa vụ cắt giảm địa phương

Các DER tiên đoán sẽ bị cắt giảm có thể thanh toán cho một DER khác để thay thế chúng trong hàng đợi cắt giảm, thông qua các thị trường độ linh hoạt của ElectronConnect. Những người bán độ linh hoạt – những tài sản không thể cắt giảm – đặt ra mức giá mà họ đồng ý cắt giảm trong trường hợp có hạn chế. Những người mua độ linh hoạt – hoặc các tài sản có thể cắt giảm – đặt mức giá tối đa mà họ sẵn sàng trả để mua cách thoát khỏi tình trạng ràng buộc.

Nhà điều hành hệ thống, trong khi hành động trung lập trên thị trường này, sẽ hưởng lợi từ thị trường vì nó làm cho các kết nối có thể cắt giảm trở nên hấp dẫn hơn và cho phép họ kết nối nhiều DER hơn vào các bộ phận của lưới điện với mức độ ràng buộc cao, nhanh hơn.

Điều này một lần nữa đáp ứng nhu cầu của ngành về năng lượng sạch hơn, ít cacbon hơn với khả năng tiếp cận nhiều thông tin chi tiết hơn về dữ liệu và giá trị cho người mua, người bán và người quản lý độ linh hoạt.

Điều này có thể thực hiện được nhờ sự tích hợp mới giữa ElectronConnect, hệ thống quản lý mạng lưới của Electric North West và các dịch vụ khác để cho phép dữ liệu lưu thông hai chiều (xem Hình 3). Các luồng dữ liệu đó cho phép mức độ tương tác rất quan trọng khi hệ sinh thái về độ linh hoạt tiếp tục tiến hoá.

Hình 3. Dự án BiTraDER – luồng dữ liệu hai chiều

Quản lý các ràng buộc mạng lưới

Các dự án này thể hiện tầm quan trọng của các nền tảng thị trường linh hoạt, chẳng hạn như ElectronConnect, trong việc giúp đáp ứng các mục tiêu khử cacbon quốc gia và giải quyết các thách thức vận hành cấp ngành trong việc quản lý các hạn chế trên mạng lưới này – cũng như đạt được độ linh hoạt theo cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí nhất.

1: loại quan hệ cho phép các giá trị trong mỗi phía có thể liên kết với nhiều giá trị ở phía khác

2: Revenue = Incentives + Innovation + Outputs: Doanh thu = Khuyến khích + Cải tiến + Đầu ra

Biên dịch: Bùi Thị Thu Hường

Theo “mps”, tháng 8/2024