Диссертация (1152220), страница 60

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 60)

Ее структурапредставлена в Приложении Г.Для формирования многосоставных выборок генерирующего оборудования, исходя иззаданных сложных многопараметрических условий покрытия электрической и тепловойнагрузок, был разработан программный интерфейс. Его экранные формы приведены нарисунках 4.23 и 4.24.Рисунок 4.23 – Экранная форма программного интерфейса базы данных генерирующегооборудования (первый уровень иерархии)Источник: разработано автором314Рисунок 4.24 – Экранная форма программного интерфейса базы данных генерирующегооборудования (второй уровень иерархии – паровые турбины)Источник: разработано авторомОсновойпредполагающаяэкономическойрасчетценымоделивузлахявляетсямодельпоставкисогласноторговэлектроэнергией,маржинальномуметодуценообразования. Для ее разработки применялся модифицированный программный комплексAMES, в основе которого лежит агентный подход к моделированию рынка электроэнергии[153, 160, 235, 316, 318].

AMES является некоммерческой системой с открытым исходнымкодом, которая предназначена для проведения вычислительных исследований результатовторгов на энергорынке и изучения поведения рыночных агентов. Структурная модельпрограммного комплекса AMES приведена на рисунке 4.25.Оптовый рынокэлектроэнергииТрейдерыПокупателиэлектроэнергии(сбытовые компании)ЛЭППродавцыэлектроэнергии(генерации)Рынок на суткивперёдРынки электроэнергииНезависимый системныйоператор (ISO)БалансирующийрынокПараметры обеспечениянадежности, обязательств,передачи и регулированияРисунок 4.25 – Структурная модель AMESИсточник: разработано автором на основании [153, 160, 316]315Функциональные особенности программного комплекса AMES представлены на рисунке4.26.AMESТрейдерыПроцесс двойного регулирования- продавцы и покупатели(формирование ценовых заявок,следование правилам рынка,способность к обучению)- рынок на сутки вперед (двойнойаукцион, финансовые контракты)- рынок в режиме реального времени(регулирование отклонений)ЛЭПНезависимый системный оператор- продавцы и покупателирасположены в разных узлах сети- перегрузки регулируются спомощью локальной предельнойцены (ЛПЦ)- оценка надежности системы- проведение аукциона ценовых заявокна сутки вперед- проведение аукциона ценовых заявокв режиме реального времениРисунок 4.26 – Функциональные особенности AMESИсточник: разработано автором на основании [153, 160, 316]В основе модели рынка электроэнергииAMES лежит транспортная модель,описывающая узлы поставки электроэнергии и объединяющие их линии электропередач [311,313, 314].

К узлам поставки подключены продавцы (генерирующие компании) и покупатели(потребители) электроэнергии, являющиеся трейдерами энергорынка. Управление рынкомосуществляет системный оператор, несущий функции сетевого и коммерческого оператора.Функционированиерынкаэлектроэнергиимоделируетсявтечениезадаваемойпоследовательности дней Dmax, состоящей из 24 часовой последовательности H = 00, 01, . . . , 23.Системный оператор ежедневно проводит аукцион ценовых заявок на день D+1 в рамкахдвухуровневой системы рынков – рынка на сутки вперед и балансирующего рынка с цельюопределения маржинальных цен в узлах поставки электроэнергии, а также выполняет функциипередающей сети. Алгоритм работы системного оператора представлен в таблице 4.10.316Таблица 4.10 – Алгоритм работы системного оператора AMES в течение сутокВремя (день D)ОперацииСбор ценовых заявок от потребителей и производителей электроэнергиидля дня D+111:00-17:00Оценка ценовых заявок, определение ценообразующей заявки иравновесной рыночной цены17:00-18:00Период подачи заявок в торговую систему для следующего дня18:00-23:00Обработка заявок и публикация графика нагрузок и цен23:00-00:00Регулирование на сутки впередИсточник: разработано автором на основании [160, 316, 318]00:00-11:00Потребителей электроэнергии на рынке представляют гарантирующие поставщики,целью которых является обеспечение спроса (электрической нагрузки) конечных потребителей.Гарантирующие поставщики не производят и не продают энергию на рынке.

Они получаютэлектроэнергию только от генераторов и не могут продавать/покупать ее друг у друга. Крометого, гарантирующие поставщики являются «пассивными» агентами, то есть они не принимаютникаких стратегических решений, а только передают системному оператору заявки спроса всоответствии с данным графиком нагрузки. Соответственно, в начале каждого дня Dj –гарантирующий поставщик (LSEj) подает дневной график нагрузки на день D+1 на рынке насутки вперед, отражающий реальный спрос PGj (H) (МВт) в каждый час суток. В моделизадается общее количество гарантирующих поставщиков (J), а также узлы их подключения ксети.Продавцов на рынке электроэнергии представляют генерирующие компании (GenCo).

Вмодели задаются общее количество энергоустановок генераторов (I) и их месторасположение всети (узлы подключения). Генерации поставляют электроэнергию только гарантирующимпоставщикам и не могут продавать/покупать ее друг у друга. Для каждой энергоустановкизадаетсяначальныйфинансовыйресурснаоперационныенужды,минимальныйимаксимальный объем производства, а также функция производственных издержек.Допустимый диапазон регулирования производственной мощности формируется впределах от минимального CapLi до максимального CapUi.

Функция общих издержек генератораTCi зависит от загрузки энергооборудования в каждый час суток pGi и описывается следующимобразом [314, 315]:TCi ( pGi )  ai  pGi  bi  pGi 2  FCi , CapiL  pGi  CapiU(4.24)где ai, bi – параметры, характеризующие переменные издержки (топливные затраты); FCi –постоянные издержки, которые являются экзогенным параметром модели.317Соответственно маржинальные издержки генератора определяются согласно следующейформуле:MCi ( pGi )  ai  2  bi  pGi(4.25)В начале каждого дня D каждый генератор i подает заявку предложения SiR(D)системному оператору на каждый час дня D+1 для проведения торгов на рынке на сутки вперед.Данная заявка задается в виде функции маржинальных издержек генератора:MCiR ( pGi )  aiR  2  biR  pGi , CapiRL  pGi  CapiRU(4.26)где Capi RL, Capi RU - заявленные минимальный и максимально возможный объем производстваэлектроэнергии соответственно.Данная заявка может быть стратегической, в том смысле, что заявленные коэффициентыaRi и bRi в формуле могут не совпадать с реальными коэффициентами ai и bi.

Заявленныйдопустимый интервал производственной мощности CapiRL ; CapiRU  также может отличаться отреального допустимого интервала производственной мощности CapiL ; CapiU  .В результате проведенного аукциона отбора заявок агенты (генерирующие компании игарантирующие поставщики) получают график выполнения обязательств (покупка-продажаэлектрической энергии в фиксированном объеме и по фиксированной цене в каждый час суток).При выполнении своих обязательств генераторы извлекают прибыль, по величине которойоценивается эффективность их работы (стратегического поведения) в виде корректностивыбора параметров заявки.

Также определяются равновесные узловые цены (LMPk) в каждыйчас суток для каждого узла k транспортной модели энергосистемы и реально выработанный ипотребленный объем электроэнергии на каждый час суток.Прибыль генератора i, расположенного в узле k транспортной модели определяется поформуле:***Prinew ( pGi)  LMPk  pGi TCi ( pGi),(4.27)где LMPk – локальная равновесная цена в узле k, определенная системным оператором методоммаржинального ценообразования в результате торгов в день D на определенный час H дня D+1на рынке на сутки вперед; p*Gi - реальный объем электроэнергии, отобранный для поставкигенерацией i в узел k в час H в день D+1.Также в модели учтен риск банкротства генератора.

Накопленный поток денежныхсредств Mi генерации i определяется по формуле:*M inew  M iprev  Prinew ( pGi)318(4.28)Соответственно, когда запас денежных средств генератора становится отрицательным,агент покидает рынок, следствием чего становится снижение производственной мощностиэнергосистемы. При этом в модели вход новых игроков на рынок не предусмотрен.Основные параметры и выходные данные модели торгов на рынке электроэнергииприведены в таблице 4.11.Таблица 4.11 – Основные параметры и выходные данные модели торгов на рынкеэлектроэнергии AMESУсловноеобозначениеРасшифровкаРеальный объем поставки электроэнергии генератором i=1,...,I (МВт)Предельная (равновесная) маржинальная цена ($/МВт) в узле k=1,...,KРеальный поток электрической энергии по ветви, Km ϵ BR (МВт)Реальный общий объем поставки электроэнергии в узел k=1,...,K (МВт)Реальный общий объем потребления электроэнергии в узеле k=1,...,K (МВт)Реальный общий чистый объем поставки электроэнергии в узел k=1,...,K (МВт)Прибыль от реализации электроэнергии генератором i = 1,…,I ($/час)Накопленный денежный поток генератора i = 1,…,I ($)Заявленный нижний предел допустимой производственной мощностигенератора i = 1,…,I (МВт)CapiRUЗаявленный верхний предел допустимой производственной мощностигенератора i = 1,…,I (МВт)aiR, biRЗаявленные коэффициенты функции маржинальных затрат генератора i = 1,…,I($/МВт, $/МВт2)Источник: разработано автором на основании [153, 160, 311, 312, 318]PGiLMPkPkmPGenkPLoadkPNetInjectkPriMiCapiRLРезультаты вычислительных экспериментов на агентной модели AMES по исследованиювлияния производственной эффективности генераторов и применяемых ими стратегийрыночной силы на равновесные цены в узлах поставки электроэнергии при различнойструктуре сети энергосистемы приведены в Приложениях Д и Е.Основой производственной модели является алгоритм выбора состава генерирующегооборудования, позволяющий сформировать выборки генерирующего оборудования дляпроведения теоретико-игровой оптимизации производственной структуры энергосистемы.

Вкачестве критерия эффективности состава генерирующего оборудования применяетсякоэффициент использования установленной мощности (КИУМ) энергосистемы. Чем выше егозначение, тем лучше производственная структура адаптирована к графику энергопотребления ибольше часов в году энергоустановки работают в номинальном экономичном режиме.Суточное энергопотребление во многом зависит от температуры окружающей среды(климатического сезона), а также типа дня календарной недели (рабочий или выходной). Для319формирования состава генерирующего оборудования с позиции обеспечения наибольшейзагрузки производственных мощностей в течение года необходимо проводить исследованиеграфиков энергопотребления в типовые рабочие и выходные дни различных климатическихсезонов. Предлагается проводить стратификацию данных графиков в соответствии с рисунком4.27.16000Энергопотребление, МВтч1400012000Газотурбинные энергоустановки100008000Конденсационные энергоустановки60004000Теплофикационные энергоустановки20000123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ЧасыРисунок 4.27 – Стратификация графика нагрузки по виду энергоустановокИсточник: разработано авторомНижняя часть графика представляет область постоянной нагрузки, которую предлагаетсяпокрывать теплофикационным оборудованием (Т), вырабатывающим электроэнергию и тепло вэкономичном комбинированном режиме.

Характеристики

Список файлов диссертации