Tăng cường truyền tải giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha

Bản đồ biên giới giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha

Thị trường điện Ibêrích (MIBEL) bắt đầu hoạt động vào ngày 1/7/2006, với mục tiêu là để tất cả các bên tham gia (các công ty điện lực và hộ tiêu thụ) hoạt động trên bán đảo Ibêrích đều có thể tiếp cận một thị trường điện chung. Thị trường điện năng do cơ quan điều phối thị trường Ibêrích quản lý, gồm hai bộ phận: OMEL, trụ sở tại Madrid (Tây Ban Nha) chịu trách nhiệm về các hoạt động thường nhật, điều hành các thị trường trao ngay hằng ngày và trong ngày, và OMIP, trụ sở tại Lisbon (Bồ Đào Nha) chịu trách nhiệm về các hợp đồng ngắn hạn và trung hạn trong tương lai về mua bán thực tế các gói điện năng tiêu chuẩn hoá trong thời gian tối đa là một năm. Nói cách khác, MIBEL được tổ chức thành hai thị trường: Thị trường tương lai, bao gồm giao dịch các khối (block) điện năng sẽ được trao vào một ngày nào đó trong tương lai, được thanh toán bằng giao nhận thực tế và bằng chênh lệch; và thị trường trong ngày, bao gồm giao dịch các khối năng lượng và giao nhận trong ngày sau khi giao dịch, việc thanh toán nhất thiết bằng giao nhận thực tế.

Các thị trường không qua tổ chức bao gồm các hợp đồng song phương giữa các bên tham gia thị trường, các giao dịch điện năng này có thể được thanh toán bằng giao nhận thực hoặc chênh lệch giá.

Việc quản lý kết nối trước nay vẫn dựa trên phân chia thị trường. Trước đây cũng đã thực hiện cơ chế đấu thầu thực ở biên giới, bao gồm việc phân bổ quyền truyền tải thực đối với các khoảng thời gian lập trình khác nhau kéo dài trên một ngày. Đấu thầu thực nói chung được tổ chức cho các khoảng thời gian lập trình trong một năm, một quí hoặc một tháng. Để tối ưu hoá việc sử dụng công suất trao đổi, phù hợp với hệ thống đấu thầu thực có sự điều phối, người ta áp dụng nguyên tắc “sử dụng hoặc nhận thanh toán” (use-it-or-get-paid-for-it). Cơ chế phân chia thị trường bắt đầu áp dụng từ tháng 7/2007.

Công suất trao đổi giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha, có tính đến công suất của hệ thống truyền tải khả dụng đầy đủ đã tăng từ 550 MW - 1.050 MW năm 2002 lên 1.500 MW vào năm 2009. Với đường dây truyền tải 400 kV vượt sông Duero hiện đang xây dựng và dự kiến sẽ đưa vào hoạt động năm 2010, công suất truyền tải sẽ đạt tới 2.000 MW. Các con số này không tính đến những hạn chế có thể xảy ra do giới hạn công suất nguồn dành cho xuất khẩu của mỗi nước (sản lượng thuỷ điện hoặc phong điện thấp).

Việc sử dụng công suất hệ thống khả dụng cho trao đổi điện năng đã tăng rất mạnh trong thời gian từ năm 2001 (2.083 MWh) đến năm 2006 (10.710 MWh). Cụ thể là trong năm 2006, mạch liên kết được sử dụng hết công suất trong 30% thời gian của cả năm. Ngoài ra, trong khoảng thời gian từ 1/7/2007 đến 30/6/2008, công suất kết nối giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha đã được sử dụng hết mức trong 71% thời gian. Do vậy, theo dự báo trao đổi điện năng dài hạn của MIBEL (thị trường điện trên bán đảo Ibêrích), công suất truyền tải yêu cầu sẽ lên tới khoảng 3.000 MW.

Xu hướng đưa dòng điện năng thương mại từ Tây Ban Nha sang Bồ Đào Nha tăng mạnh một phần là do có sự chậm trễ trong kế hoạch xây dựng mới các nhà máy điện tuabin khí chu trình hỗn hợp ở Bồ Đào Nha, với nhiều nhà máy theo kế hoạch phải được bàn giao vào năm 2007 nhưng thực tế là tới giữa năm 2009 mới bắt đầu đi vào hoạt động. Chương trình xây dựng này do các công ty tư nhân tiến hành sẽ dẫn đến việc các nhà máy điện hiệu quả hơn sẽ vận hành trên thị trường, còn các nhà máy cũ hơn sẽ cho ngừng hoạt động dần.

Năm 2006, chính phủ hai nước đã xây dựng mục tiêu chung là cung cấp công suất trao đổi tối thiểu vào khoảng 3.000 MW. Để đạt mục tiêu này, cần có chương trình đầu tư lớn nhằm củng cố đường dây liên kết giữa hai nước Tây Ban Nha - Bồ Đào Nha và các kết cấu hệ thống trong mỗi nước. Ngoài việc tạo ra những khả năng mới để tăng cường trao đổi điện năng, các đường dây liên kết mới cần mang lại những lợi ích chủ yếu sau:

• Nâng cao độ tin cậy, chủ yếu tại khu vực biên giới.

• Đạt được lợi ích tổng hợp từ các công nghệ phát điện bổ sung từ nguồn năng lượng tái tạo (năng lượng gió và mặt trời).

• Đạt được lợi ích tài chính nhờ tính đa dạng của các điều kiện giữa hai nước (khác nhau về thuỷ văn, khí hậu, giờ cao điểm và ngày làm việc).

• Đạt được các lợi ích tài chính và môi trường do giảm tổn hao truyền tải, giảm công suất nguồn dự phòng, nâng cao độ ổn định hệ thống và giảm đầu tư cho công suất nguồn đáp ứng nhu cầu phụ tải đỉnh.

Tiêu chuẩn và ràng buộc

Bản luận chứng kinh tế kỹ thuật do các cơ quan vận hành hệ thống truyền tải điện của Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha thực hiện đã xem xét 10 kịch bản nhằm xác định các mạch liên kết cần thiết nhằm đảm bảo công suất truyền tải hai chiều 3.000 MW giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha. Các kịch bản này bao gồm mùa đông, mùa hè, nhu cầu phụ tải đỉnh và ngoài đỉnh, nguồn điện gió (mạnh và yếu) và thuỷ điện (mùa mưa và mùa khô).

Về kỹ thuật, các mạch liên kết này đã được thiết kế để phù hợp với các tiêu chí N-1 và N-2 về độ tin cậy. Các tiêu chí về sự cố N-1 áp dụng cho trường hợp mất điện duy nhất một công trình nguồn, một đường dây tải điện hoặc một máy biến áp. Trong khi đó, tiêu chí N-2 áp dụng cho trường hợp sự cố đồng thời hai mạch điện trên cùng một cột điện của một hành lang đường dây truyền tải duy nhất dài trên 30 km (19 miles) ở mỗi bên đường biên giới. Mỗi cơ quan vận hành hệ thống truyền tải nhận trách nhiệm xem xét, củng cố và cấu hình lại hệ thống hiện có của mình nhằm đáp ứng các yêu cầu của kế hoạch phát triển hệ thống đã được hai bên cùng nhau thống nhất.

 
Lưới điện thành phố Bacelona (Tây Ban Nha)

Để khắc phục các hạn chế trên các mạch liên kết 400 kV hoặc các hệ thống truyền tải nội địa ở mỗi nước, các cơ quan vận hành hệ thống truyền tải điện của Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha đã lập kế hoạch củng cố hệ thống và biện pháp vận hành dưới đây:

• Nâng cấp các đường dây truyền tải 220 kV thuộc vùng Orense và sông Duero.

• Ngắt điện theo thời gian thực máy biến áp 400/220 kV trạm biến áp Oriol trong trường hợp sự cố đường dây truyền tải điện 400 kV Oriol - Trung Tây Ban Nha.

• Lắp đặt mới các máy biến áp 400/220 kV tại Porto và máy biến áp 400/60 kV tại Paraimo.

• Lắp đặt thêm hai mạch để cấp điện cho trạm biến áp 220 kV Mourisca.

• Nâng cấp đường dây truyền tải 220 kV Rio-Maior-Carregado.

• Lắp đặt các cuộn kháng nối tiếp cho đường dây truyền tải 150 kV Sines-Palmela.

• Lắp đặt thêm tụ bù tại các khu vực Porto và Lisbon.

Hiện nay, nếu xảy ra mất điện tại hai mạch kết nối hiện có là Cartelle-Lindoso và Brovales - Alqueva sẽ gây ra góc lệch pha trên 30o giữa các thanh cái của hai nước. Điều này ảnh hưởng bất lợi đến độ tin cậy hệ thống bởi vì để đóng điện thành công trở lại hai mạch kết nối này yêu cầu góc lệch pha phải nhỏ hơn 30o.

Các mạch kết nối mới đã được lên kế hoạch

Các cơ quan vận hành hệ thống truyền tải điện của Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha đã xác định rằng để giải quyết những hạn chế về kết nối hiện có và đạt được công suất truyền tải 3.000 MW, cần phải xây mới hai đường dây truyền tải, một tại biên giới phía bắc: Galicia (Tây Ban Nha) - Minho (Bồ Đào Nha) và một tại biên giới phía nam: Andalucia (Tây Ban Nha) - Algarve (Bồ Đào Nha).

Các nghiên cứu khẳng định rằng không thể đáp ứng yêu cầu công suất truyền tải đặt ra nếu chỉ xây dựng mới 1 mạch kết nối, bởi ngoài nhiều lý do khác, góc lệnh pha quá lớn giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha, có thể xảy ra trong một số điều kiện nhất định về mất điện mạch điện.

Hơn nữa, mạch kết nối phía Bắc tính đến nhu cầu cấp điện cho đường tàu cao tốc đã lên kế hoạch nối liền Vigo (Tây Ban Nha) với Porto (Bồ Đào Nha), đường dây truyền tải cần được lắp đặt gần với tuyến đường sắt, bởi vì phương tiện vận tải này cần nguồn điện 400 kV. Đường dây 400 kV mới này nối liền Vigo với Porto đã được lên kế hoạch cho năm 2014.

Về mạch kết nối phía nam, lợi ích kết hợp đạt được dựa trên yêu cầu có đường dây tải điện mới để đưa điện năng phát ra từ các tuabin gió vùng Puebla de Guzman (Tây Ban Nha), và nhu cầu có một mạng lưới điện 400 kV trong vùng Algarve, miền nam Bồ Đào Nha. Do vậy mạch liên kết mới nối liền Selvilla, vùng Puebla de Guzman bên phía Tây Ban Nha và các trạm biến áp Tavira và Portimão vùng Algarve của Bồ Đào Nha đã được lên kế hoạch cho năm 2011.

Lợi ích kinh tế

Có thể đánh giá lợi ích kinh tế chung từ việc tăng cường công suất truyền tải điện giữa hai nước, dựa vào hai yếu tố. Thứ nhất là tăng độ khả dụng của kết nối lưới điện, thể hiện bằng thời gian sử dụng hết công suất trong năm 2007 lên tới 71% (bản nghiên cứu hoàn thành năm 2008). Thứ hai là trong thời gian nghẽn mạch, chênh lệch trung bình giá điện thị trường Bồ Đào Nha – Tây Ban Nha là 8,24 euro/MWh trong năm 2007-2008.

Theo dự kiến, sau khi hai đường dây truyền tải 400 kV đưa vào hoạt động, lượng trao đổi thương mại sẽ tăng lên, điều này cho phép thị trường hoạt động hiệu quả, loại trừ phần lớn sự chênh lệch về giá giữa hai nước. Cụ thể là, nếu sử dụng kịch bản đơn giản hoá theo đó các điều kiện thị trường hiện nay giữ nguyên không đổi, có thể giả định mức tăng công suất trao đổi điện năng từ Tây Ban Nha sang Bồ Đào Nha khoảng từ 500 MW đến 750 MW sẽ tạo ra cân bằng giá.

Trong bối cảnh cụ thể này (giá ở Tây Ban Nha thấp hơn so với ở Bồ Đào Nha) và xét giả thiết đơn giản hoá là giá biên không thay đổi ở thị trường rẻ hơn (giả thiết này hợp lý bởi vì nhu cầu điện ở Tây Ban Nha gấp 5 lần so với Bồ Đào Nha), lợi ích chung của khách hàng vùng bán đảo Ibêrích nhờ việc nâng cao công suất truyền tải này mỗi năm sẽ là khoảng từ 29 triệu euro tới 38,5 triệu euro (cụ thể là 750 MW x 6220 giờ/năm x 8,24 euro/MWh = 38,5 triệu euro/năm).

Ngoài lợi ích này, cần nhấn mạnh thêm các lợi thế của các mạch kết nối mới này đối với an ninh hệ thống điện vùng bán đảo Ibêrích:

• Đảm bảo cung ứng điện cho vùng Algarve nhờ xác lập tiêu chí  về độ tin cậy.

• Tạo nên giải pháp hiệu quả về cung cấp điện cho đường tàu cao tốc trong vùng tây bắc.

• Giảm nhẹ căng thẳng đường dây kết nối các nguồn điện phân bố từ các công trình năng lượng tái tạo ở cả Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha.

Dự án thành công

MIBEL được coi là bước đi thành công trên con đường tiến tới một thị trường điện duy nhất ở châu Âu. Thị trường này bên trong bán đảo Ibêrích giờ đây đã tạo các điều kiện để gia tăng đáng kể trao đổi điện năng giữa hai quốc gia, nâng cao độ tin cậy vận hành của các hệ thống kết nối, lợi ích từ các công nghệ phát điện bổ khuyết cho nhau và giảm mức dự phòng nguồn công suất.

Các cơ quan vận hành hệ thống truyền tải điện của Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha đã hoàn tất bản luận chứng kinh tế kỹ thuật được thiết kế nhằm khắc phục các hạn chế hiện có về công suất kết nối, nhằm tạo ra giải pháp dài hạn cho việc xây dựng mạch điện hai chiều công suất đảm bảo 3.000 MW giữa Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha.