Пример решения задачи

Исходные данные:

1. Установленная мощность генераторов:

· Генератор №1 4*250=1000 МВт.

· Генератор №2 2*400=800 МВт.

2. Располагаемая мощность генераторов (лето):

· Генератор №1 750 МВт (один генератор в ремонте).

· Генератор №2 800 МВт.

3. Графики нагрузки покупателя (среднечасовой мощности МВт):

1. Стоимость энергии в ДД (величина по ДД для генератора 1 – 20%, для генератора 2 – 40%):

5. Заявки на РСВ

Заявка Покупателя №1 Заявка Покупателя №2 Заявка Покупателя №3

Заявка Производителя №1 Заявка Производителя №2

Решение:

Для определения стоимости электроэнергии необходимо построить ТГ (торговый график), который строится на основе ГН и цен, складывающихся в различных секторах рынка.

1. Построение графиков нагрузки.

Мощность нагрузки обычно представляется графиком нагрузки P(t), а электропотребление равно Э = ò P (t) dt. В различных задачах используются суточные, недельные и годовые графики нагрузки. Суточные графики нагрузки являются основными и они используются для построения недельных и годовых графиков при соответствующем осреднении. Суточный график дает значения мощности на определенных интервалах времени. Суточный график имеет три режимные зоны базовую - до Рмин, полупиковую – от Рмин до Рср, пиковую – от Рср. до Рмакс. ГН может быть представлен в виде плавной линии или интервальными значениями в зависимости от целей представления (рис. 15).

Рис. 15. График нагрузки и его режимные зоны

Для нашего примера графики нагрузки потребителей приведены на рис. 16.

Рис. 16. Графики нагрузки потребителей.

2. Определение стоимости в секторах ДД→РСВ→БР.

2.1. Учет показателей ДД.

Для каждого покупателя и продавца определим возможные объемы ДД с учетом ограничений данного сектора (табл. 4 и 5).

Таблица 4.

Расчет возможного объема ДД у генератора

Составим возможные ДД произвольно, с учетом оптимального поведения участников рынка[3]. Структура ДД приведена в таблице 2.

Таблица 5.

Расчет возможных ДД

2.2. Учет показателей на РСВ. Определим почасовые и интервальные объемы энергии не обеспеченные ДД (таблица 6).

2.3.

Таблица 6.

Расчет объемов энергии не обеспеченных ДД зимой

Построим ценовые заявки на РСВ для потребителя и производителя. Для построения заявок необходимо уточнить ограничения данного сектора по условиям задачи:

· Объем РСВ не учитывает объемов заключенных ДД, которые принимаются как приоритетные.

· В действующей модели рынка ценовая заявка подается на каждый час суток, для наших расчетов мы будем рассматривать интегральную заявку (один аукцион для всех часов суток).

Принципы построения заявок для производителя и потребителя существенно различаются. Для потребителя заявка на РСВ строится следующим образом (рис. 17):

· первая ступень – базовый объем энергии,

· вторая ступень – полупиковый объем энергии,

· третья ступень – пиковый объем энергии.

Рис. 17. Объемы энергии для подачи заявок на РСВ.

Последовательный расчет объемов РСВ по каждой ступени для каждого покупателя приведен в таблице 4. На основе проведенных расчетов построим ценовые заявки покупателей (рис. 18).

Таблица 7.

Расчет объемов энергии для заявки покупателя на РСВ

Заявка Покупателя №1 Заявка Покупателя №2 Заявка Покупателя №3

Рис. 18. Ценовые заявки покупателя на РСВ.

Построение заявок производителя является более сложной задачей, которая решается различными математическими методами (например, теория игр, оптимизационные методы). В качестве целевой функции оптимизации может быть выбрана дополнительная прибыль производителя от продажи электрической энергии, в качестве параметров оптимизации – структура заявки на РВС. Решение задачи выбора оптимальной стратегии выполняется в два этапа: «технологический» и рыночный. На первом (технологическом) этапе решается задача определения оптимального режима работы оборудования с точки зрения минимального потребления топлива или минимальной себестоимости энергии. При этом может варьироваться состав работающего оборудования, запасы и цена топлива. Для каждого анализируемого варианта при оптимальном с точки зрения технологии режиме работы составляется вариант заявки на РСВ. На втором (рыночном) этапе прогнозируется поведение вариантов заявки на рынке и установление равновесной цены на энергию. На практике генераторам настоятельно рекомендовано заявлять на рынок только свой топливный прирост и рост на собственные нужды станции. Несоблюдение рекомендаций или неконкурентное поведение на рынке отслеживается специализированными органами и наказывается администратором торговой системы. Окончательную оценку поведения таких производителей будет давать ФАС России.

В данной работе полный расчет модели ценовой заявки на рассматривается. Студентам предлагается уже готовая форма заявки. Окончательный расчет заявки генератора приведен в табл. 5.

Таблица 8.

Расчет объемов энергии для заявки производителя на РСВ

Для построенных заявок необходимо построить совокупные заявки и провести аукцион для определения цены РСВ (рис. 19). Для проведения аукциона строятся совокупные заявки производителей (ранжированные в возрастающем порядке) и потребителей (ранжированные в убывающем порядке).

Рис. 19. Определение равновесной цены на РСВ.

Равновесная цена складывается на уровне 350 руб/МВтч. По результатам отбора заявки потребителей по цене 300руб/МВтч и генераторов по цене 400 и 450 не были отобраны. Не включенные в результате конкурентного отбора части объема планируемого производства/потребления участник может потребить/выработать недостающий объем только на балансирующем рынке (БР). Возможные пары производитель-потребитель образованные по принципу «самый дорогой – самый дешевый» приведены в табл. 8.

Таблица 8.

Расчет возможных пар на РСВ

2.4. Расчет показателей БР. Основа БР – конкурентный отбор заявок поставщиков и потребителей с регулируемой нагрузкой на изменение объемов производства и потребления (увеличение/снижение) по сравнению с объемами, определенными в торговом графике, исходя из критерия минимизации стоимости обеспечения прогнозируемого потребления для актуальных системных условий. При этом указанное отклонение объемов производства (потребления), принятых в результате конкурентного отбора, квалифицируется как отклонение «по внешней инициативе».

Результат конкурентною отбора – почасовые диспетчерские объемы э\э (ДО - полные объемы производства, балансирующие прогнозируемое потребление и соответствующие установившемуся режиму функционирования ЕЭС) и индикаторы цен диспетчерских объемов. Студентам предлагается определить только цену ДО, величину индикаторов в рамках данной работы определять не нужно.

На практике доведение результатов конкурентного отбора до участников осуществляет системный оператор до начала часа фактической поставки по следующим правилам:

- если объем фактического потребления участника больше его обязательств по всем заключенным им договорам, это означает, что он купил разницу на БР (в рассматриваемом примере нагрузка потребителей в определенные часы превышает договорные и отобранные на РСВ объемы);

- если объем фактического потребления участника меньше его обязательств по всем заключенным им договорам, это означает, что он продал разницу на БР;

- если объем фактического производства электрической энергии участника больше его обязательств по всем заключенным им договорам, это означает, что он продал на БР объем превышения его договорных обязательств (как в рассматриваемом примере);

- если объем фактического производства электрической энергии участника меньше его обязательств по всем заключенным им договорам, это означает, что он купил на БР объем, недостающий для выполнения его договорных обязательств на плановое почасовое производство.

Цена на балансирование определяется как максимум (цену последнего участника) цены ССТ. В нашем примере цена балансирующего рынка (последнего производителя для обеспечения полного покрытия нагрузки потребителей) равна 350 руб/МВтч. (совпадает с ценой РСВ). Результаты расчета в БР приведены в табл. 8.

Таблица 8.

Расчет возможных пар на БР

[1] Рынок системных услуг в рамках данной работы не рассматривается.

[2] ЗСП - часть Единой энергетической системы России, в пределах которой электрическая энергия и мощность, планируемые к поставке с использованием любого генерирующего оборудования с определенными техническими характеристиками, для целей удовлетворения перспективного спроса могут быть свободно замещены электрической энергией и мощностью, планируемыми к поставке с использованием другого генерирующего оборудования с аналогичными техническими характеристиками в той же зоне свободного перетока.

[3] В каждой работе студент самостоятельно формирует пары (генератор-потребитель) по ДД