بازار برق مکانی است برای خرید و فروش کلیه قابلیت های تولید برق (اعم از انرژی، ظرفیت و سرویسهای جانبی) بین مصرف کنندگان مستقل (شرکتهای توزیع) و تولیدکنندگان. چارچوب رقابتی در ساختار جدید صنعت برق که به منظور ارتقاء کارایی عملیاتی سیستم قدرت بوجود آمده است، تأمین برق را با کیفیت قابل قبولی ضمانت کرده و حداقل هزینه را برای کاربران نهایی برق به همراه دارد. در این میان بازار برق به عنوان واسطی بین سیستم های مذکور عمل می کند و ساختار اقتصادی صنعت برق را به چهار بخش عمدهفروش، ترانزیت، خرید عمده و خردهفروش تقسیم می نماید.
معمولا دو سطح تجارت مختلف به منظور تسهیل تجارت بین تولیدکنندگان برق و مصرف کنندگان وجود دارد که بازارهای اشتراکی و آینده نامیده میشوند. بازار اشتراکی بخشی از بازار است که در آن برق بر اساس زمانهای کوتاهمدت تجارت می شود. بازار آینده امکان تجارت برق را در زمانهای میانمدت و بلندمدت از طریق خردهفروش فراهم می آورد. همچنین امکان امضاء قراردادهای دوطرفه بین تولیدکنندگان و مصرف کنندگان وجود دارد.
انواع بازار برق
-
- بازار انرژی: در این بازار خریداران و فروشندگان برای خرید و فروش انرژی روزانهی خود به رقابت میپردازند.
-
- بازار رزرو یا ظرفیت: این بازار توسط بورس انرژی اداره می شود. گواهی ظرفیت سندی است قابل مبادله که با اجازهی وزارت نیرو صادر شده و معرف تعهد تدارکات یک کیلووات ظرفیت مطمئن نیروگاهی به مدت نامحدود میباشد.
-
- بازار سرویسهای جانبی: در این بازار نیروگاههایی که توانایی ارائه خدمات کنترل فرکانس و توان راکتیو را داشته باشند شرکت می کنند.
نهادهای بازار
عوامل شرکتکننده در بازار برق متشکل از مصرف کنندگان، خردهفروشان، تولیدکنندگان، بهرهبردار مستقل سیستم (ISO)[2]، و اپراتور بازار(MO)[3] میباشد]۵[ و ]۶[ :
-
- مصرف کنندگان: مصرف کنندگان کاربران نهایی برق میباشند و ممکن است در بازارهای اشتراکی و آینده خرید کنند. همچنین میتوانند با تولیدکنندگان قراردادهای دو طرفه امضا کنند یا میتوانند تقاضای خود را از طریق خردهفروشان تأمین کنند. هدف مصزفکنندگان هم حداقل کردن هزینه تهیه برق و هم حداکثر کردن سودمندی استفاده از برق میباشد.
-
- خردهفروشان: خردهفروشان که به دلال نیز معروف هستند برق را برای آن دسته از مصرفکنندگانی که به طور مستقیم در بازارهای برق شرکت نمیکنند تهیه می کنند. خردهفروشان برقی که باید برای مصرف کنندگان خود تأمین کنند را هم از بازار اشتراکی و هم از بازار آینده خریداری می کنند. هدف خردهفروشان حداکثر کردن سود حاصل از فروش به مصرف کنندگان میباشد.
-
- تولید کنندگان: تولیدکنندگان نهادهایی هستند که مسئول تولید برق میباشند. یک تولیدکننده می تواند برق را هم به بازار برق (بازار اشتراکی یا بازار آینده) بفروشد و هم از طریق قراردادهای دوطرفه به طور مستقیم به مصرف کنندگان بفروشد. هدف تولیدکنندگان دستیابی به حداکثر سود از طریق فروش برق میباشد.
-
- بهرهبردار مستقل سیستم: بهرهبردار مستقل سیستم نهادی است که بدون در نظر گرفتن سود مسئولیت مدیریت فنی بازار را بر عهده دارد. بهرهبردار مستقل سیستم باید دسترسی یکسان به شبکه را برای تمامی مصرف کنندگان، خردهفروشان و تولیدکنندگان فراهم آورد. این نهاد وظیفه تأمین امنیت و پایداری سیستم را بر عهده دارد. وظایف بهرهبردار مستقل سیستم در شکل (۲-۳) نشان داده شده است.
-
- اپراتور بازار: اپراتور بازار مسئول مدیریت اقتصادی بازار است. علاوه بر این، اپراتور بازار بر قوانین بازار نظارت داشته و قیمتها و کمیتهای انرژی معامله شده در بازار را تعیین می کند.
بازارهای جداگانه
رزرو چرخشی/غیر چرخشی
تلفات
توان راکتیو
تطبیق پیشنهادات خرید و فروش
تنظیم سقف قیمت
ارسال هزینه انتقال
جبران تلفات
اعمال هزینه تراکم
شکل (۲-۳): وظایف بهرهبردار مستقل سیستم
مدل بازار اشتراکی
در این نوع بازار فروشندگان و خریداران انرژی، پیشنهادات خود را در یک جای مشترک به نام pool ارائه می دهند. اجرای بازار می تواند به روش مناقصهی ساده باشد. در این نوع مناقصه، تولیدکنندگان بستههای انرژی و حداقل قیمتهای فروش متناظر با آنها برای هر ساعت از افق بازار و هر واحد تولیدی ارائه می دهند. همزمان، خردهفروشان و مصرف کنندگان بستههای انرژی و حداکثر قیمت خرید متناظر را برای هر ساعت از افق بازار ارائه می دهند. اپراتور بازار، بعد از انجام مناقصه و با قید حداقل نمودن هزینه تمام شده خرید برق قیمت تعادلی بازار و توانهای برنده شده هر یک از اعضای بازار را تعیین می کند. در واقع اپراتور بازار پیشنهادهای خرید و فروش را جمعآوری کرده و با بهره گرفتن از یک روش تسویه بازار[۴]، بازار را تسویه می کند. قیمت در بازارهای اشتراکی با عدمقطعیت همراه است. شکل (۲-۴) مدل بازار اشتراکی را نشان میدهد.
شکل (۲-۴): مدل بازار اشتراکی
بازار آینده
بازار آینده[۵] یک بازار مزایدهای است که شرکت کنندگان در آن محصولات خود را برای تحویل در تاریخ مشخصی از آینده از طریق قراردادهای آینده[۶] خرید و فروش می کنند. مهمترین ویژگی بازارهای آینده این است که امکان معاملهی محصولات آینده را به قیمت روز فراهم می آورد. بنابراین، بازارهای آینده هنگامیکه قیمت کالای معاملهای در بازار سهام تا حد زیادی غیرقطعی باشد مفید است. عدم قطعیت در بازار اشتراکی نامطلوب است زیرا مهمترین عامل نوسانات بالای سود یا هزینه های بدست آمده توسط نمایندگان شرکتکننده در این بازار میباشد. از این لحاظ، بازارهای برق آینده به عنوان ابزاری برای احاطه کردن عدم قطعیت بازار اشتراکی ظهور یافته است.
تولید پراکنده
صرفهجویی در هزینه های احداث و ساخت نیروگاههای بزرگ، زمان ساخت و بهره برداری کوتاه، بازدهی بالا نسبت به نیروگاههای بزرگ، سازگاری با محیط زیست و مزایایی از این قبیل سبب رویکرد به منابع تولید پراکنده شده است ]۷و۸ [. تولید پراکنده یا DG [۷] عبارتست از تولید برق در محل مصرف، اما گاهی به تکنولوژیهایی گفته می شود که از منابع تجدیدپذیر برای تولید برق استفاده می کنند.
تعاریفی که برای تولید پراکنده ارائه شده است تا حدودی متفاوت است.
IEEE تولید برق توسط وسایلی که به اندازه کافی از نیروگاههای مرکزی کوچکتر باشند و قادر به نصب در محل مصرف باشند را به عنوان تولید پراکنده تعریف کرده است]۹[ .
در IEA، DG به عنوان واحدهای تولید کننده توان در محل مصرف یا در داخل شبکه توزیع که توان را به طور مستقیم به شبکه توزیع محلی تزریق می کنند، معرفی شده است.
نکتهای که عمومًا مورد قبول است، این است که این مولدها صرف نظر از نحوه تولید توان آنها، نسبتًا کوچک بوده و مستقیمأ به شبکه وصل می شوند]۱۰[ .
طبقه بندی انواع DG
DG ها به دو دسته کلی زیر تقسیم میشوند]۱۱[ :
-
- تولید پراکندهی محلی (DDG)[8]، یک واحد DG کوچک است که مشترکان مجزایی برای بخشهای خانگی، تجاری یا صنعتی دارد. مازاد تولید یک DDG باید به شبکه تزریق شود و همچنین کمبود تولید آن باید از شبکه جبران شود.
-
- تولید پراکندهی عمومی (PDG)[9]، یک واحد DG است که متعلق به یک شرکت مجزا نیست و هدف اصلی آن تزریق توان تولیدی به شبکه است.
تقسیم بندی دیگری نیز برای DG ها وجود دارد]۱[ :
-
- تکنولوژیهای مبتنی بر سوخت فسیلی که شامل توربینهای گازی متداول و توربینهای احتراقی، موتورهای احتراق داخلی (ICE)[10]، میکروتوربینها (MT)[11]، و سلولهای سوختی (FC)[12] میباشند.
-
- تکنولوژیهای مبتنی بر انرژی تجدیدپذیر که شامل سلولهای فتوولتائیک(PV)[13]، توربینهای بادی(WT)[14]، تولید آبی مقیاس کوچک می باشد.
